(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物上に設置される第１の太陽光吸収性コレクタパネルであって、該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成し、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、外気は前記導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至るように構成された、第１の太陽光吸収性コレクタパネルと、
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルに隣接して建物上に設置される第２の太陽光吸収性コレクタパネルであって、該第２の太陽光吸収性コレクタパネルは自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成し、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、空気は該導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至るように構成された、第２の太陽光吸収性コレクタパネルと、
第２の太陽光吸収性コレクタパネルを覆うグレージングであって、該グレージングは自身と前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路を形成し、該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通され、第１の空気収集空間から空気を受け取るように構成されており、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口は、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成している、グレージングと、
空気出口であって、前記第２の空気収集空間から建物内に前記空気出口を通じて空気を流出させるための空気出口と、
該空気出口と連通され、前記空気出口を通って前記第２の空気収集空間から建物内へ空気を送風するためのファンと、
を備えることを特徴とする、建物用の換気空気を予め加熱するための装置。
【請求項２】
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネル及び前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルの少なくとも一方は、波形とされることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１及び第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける前記複数の空気導入口は、スリット及び孔の少なくとも１つからなることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネル及び前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルの少なくとも一方の建物の外部に面した側には表面コーティングが形成されており、該表面コーティングは、高い太陽光輻射の吸収と低い遠赤外線の放出を可能にすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルが、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルよりも上側に設置されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ファンは、前記空気出口から引かれる空気の温度に依存して制御される可変速のものであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
建物上に設置される第１の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップであって、該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成し、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、外気は前記導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至るように構成された、第１の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップと、
建物上に設置される第２の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップであって、該第２の太陽光吸収性パネルは自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成し、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、空気は該導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至るように構成された、第２の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップと、
第２の太陽光吸収性コレクタパネルを覆うグレージングを準備するステップであって、該グレージングは自身と前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路を形成し、該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通されて、第１の空気収集空間から空気を受け取るように構成されており、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口は、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成している、グレージングを準備するステップと、
前記第１の空気収集空間において、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルからの太陽熱で外気を予め加熱し、予め加熱した空気を前記中間空気流路へ送るステップと、
予め加熱した空気を前記中間空気流路から前記第２の空気収集空間に送って、該第２の空気収集空間において予め加熱した空気を加熱することにより、加熱空気を作り出すステップと、
前記加熱空気を、前記第２の空気収集空間から空気出口を通じて引くと共に、建物内へ強制的に送り込むステップと、
を備えることを特徴とする建物用の換気空気を加熱する方法。
【請求項８】
予め外気を加熱するステップは、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネル及び前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルの少なくとも一方の実質的に全面から熱を除去するステップを備えることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記加熱空気を引くステップは、前記加熱空気の温度に依存して行われることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
建物上に設置される第１の太陽光吸収性コレクタパネルであって、該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成し、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、外気は前記導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至るように構成された、第１の太陽光吸収性コレクタパネルと、
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルに隣接して建物上に設置される第２の太陽光吸収性コレクタパネルであって、該第２の太陽光吸収性コレクタパネルは自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成し、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、空気は該導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至るように構成された、第２の太陽光吸収性コレクタパネルと、
第２の太陽光吸収性コレクタパネルを覆うグレージングであって、該グレージングは自身と前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路を形成し、該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通され、第１の空気収集空間から空気を受け取るように構成されており、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口は、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成している、グレージングと、
前記第２の空気収集空間からの空気出口であって、ファンによって予め加熱された空気が引かれた後に、前記空気出口を通じて空気を建物に供給するための空気出口と、
を備えることを特徴とする、建物用の予め加熱された換気空気をファンを用いて供給するための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に建物への換気空気の供給、より具体的には、太陽エネルギーを用いて、建物内に導入するのに先立って換気空気を加熱する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
商用、産業用、家庭用及びアパート用の建物には、換気空気を供給する必要があり、通常の建物構造においては、建物内に十分な空気を導入されるようにドア、壁の内張りのジョイント部等の周囲で、空気が自然と洩れるようになっているのが通常である。
建物の外部から内部への圧力低下は、強風、排気ファン及び燃焼炉の燃焼空気の如き種々の要因により生じる。
これらにより外部の空気は、建物の割れ目や開口部を通じて建物内部に引き込まれる。    
【０００３】
従来の手法の問題点は、換気空気の量を制御することができないため、建物内部の外壁の近くの温度は、建物内部の平均温度よりも低くなって快適性が損なわれ、暖房が必要な季節には、外部の空気を室温にまで加熱するために更なる加熱を必要とすることである。
【０００４】
かかる問題は、典型的には建物内部の空気を加熱するためにガスヒータ、オイルヒータあるいは電気ヒータ及び送風ファンを設けることにより解決が図られている。
建物を暖房するためにソーラ・パネルが用いられる際には、空気は建物からコレクタ（collector）及び背面（back）を通じて循環される。
暖房が必要な季節には、外気温度は室温よりも低く、それゆえ、循環用のソーラ・コレクタは、効率レベルが非常に低いところで作動している。
【０００５】
１９８５年１０月４日に発行された特許文献１は、単に建物からの内気を循環させるのではなく、換気の目的のために外気導入を行うことを教示する。
この方法によれば、導入された外気は、建物内に導入されるのに先立ち、ソーラ・コレクタを通過して予め加熱される。
ソーラ・コレクタ上にはグレージング（glazing）が設けられており、これにより空気が通過して加熱されるための空間が、２つのソーラ・コレクタの間に形成されている。
このような特定の構成によれば、エネルギーの無駄を減らすことができるが、グレージングを用いることによりコストは著しく増大してしまう。
利点としては、グレージングを設ければ、放射による熱損失及び好ましくない風の影響を低減することができる。
【０００６】
１９９４年２月１日に発行された特許文献２、１９９０年２月１３日に発行された特許文献３及び１９９０年６月１９日に発行された特許文献４は、グレージングを備えないソーラ・パネルを使用し、導入した外気を建物内に導く前に加熱することを開示する。
これらの装置は、ソーラ・パネルの表面積当たりで大量の空気（１分当たり６立方フィート［０．１７ｍ３］）を加熱するときには非常に効率的である。
【特許文献１】カナダ特許第１，１９６，８２５号明細書
【特許文献２】カナダ特許第１，３２６，６１９号明細書
【特許文献３】米国特許第４，８９９，７２８号明細書
【特許文献４】米国特許第４，９３４，３３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の装置においては、グレージングを通過して伝達される太陽光の量は、約８５％にまで低下されてしまう。
また、従来のグレージングされたパネルを用いる場合の他の欠点として、グレージングされたパネルを密閉する必要があることが挙げられるが、これもまた、パネルのコスト増を将来する。
また、これに代えて、グレージングされたパネルが外気を加熱するために使用された場合、パネル内とりわけグレージングの下部にゴミやホコリが堆積してしまい、簡単に洗浄する方法は無い。
従って、パネルを定期的にクリーニングできるように設計しなければならない。
【０００８】
また、特許文献２から４に記載の装置においては、効率は、流量率が低くなると劇的に低下してしまう。
低い流量率においては、ソーラ・パネル上の温度が高くなり、従って、外気への放射による熱損失が増大してしまう。
これらの装置には他にも欠点がある。
例えば、低流量仕様では、最大温度上昇は外気に対して約３０℃であることがわかっている。
この温度上昇は、寒冷下での使用には十分でないことが明らかである。
また、前記パネルに入る空気の流速が十分に大きくないとすると、風の強い日には、この風が空気入口付近の熱を奪ってしまうので、効率が大きく低下される。
従って、かかるパネルは、例えば、南側に面した壁面で用いられるのが最適であり、ルーフで用いるのは風速が増加するので効率的ではない。
このことは望ましいことではない、というのも、多くの人にとっては、ソーラ・パネルの設置場所としてはルーフが好適だからである。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、建物用の換気空気を予め加熱するための装置を提供し、かかる装置により、少なくともいくつかの従来技術の欠点は除去あるいは緩和することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の実施例の一つの目的は、建物用の換気空気を予め加熱するための装置を提供することである。
該装置は、建物上に第１の太陽光吸収性コレクタパネルを備える。
該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成する。
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備えており、外気はこれら導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルに隣接して建物上に設置されており、自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成する。
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備えており、空気はこれら導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネルはグレージングにより覆われており、このグレージングと前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路が形成される。
該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通されており、第１の空気収集空間から空気を受け取る。
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口は、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成する。
空気を流出させるための空気出口が、前記第２の空気収集空間から建物内に延在されている。
空気出口を通って第２の空気収集空間から建物内へ空気を送風するためのファンは、前記空気出口と連通している。
【００１１】
本発明の実施例のもう一つの目的は、建物用の換気空気を加熱する方法を提供することにある。
該方法は、
建物上に設置される第１の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップ、該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成し、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、外気は前記導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至るように構成されており、
建物上に設置される第２の太陽光吸収性コレクタパネルを準備するステップ、該第２の太陽光吸収性パネルは自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成し、前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備え、空気はこれら導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至るように構成されており、
第２の太陽光吸収性コレクタパネルを覆うグレージングを準備するステップ、該グレージングは自身と前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路を形成し、該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通されて、第１の空気収集空間から空気を受け取るように構成されており、
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口が、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成するステップ、
前記第１の空気収集空間において、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルからの太陽熱で外気を予め加熱し、予め加熱した空気を前記中間空気流路へ送ると共に、予め加熱した空気を前記中間空気流路から前記第２の空気収集空間に送って、該第２の空気収集空間において予め加熱した空気を加熱することにより、加熱空気を作り出すステップ、及び、
前記加熱空気を、前記第２の空気収集空間から空気出口を通じて引くと共に、建物内へ強制的に送り込むステップ、
を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の実施例の更に一つの目的は、ファンを用いて建物に予め加熱された空気を供給する装置を提供することにある。
該装置は、建物上に第１の太陽光吸収性コレクタパネルを備える。
該第１のパネルは外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間を形成する。
前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備えており、外気はこれら導入口を通過して前記第１の空気収集空間に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、前記第１の太陽光吸収性コレクタパネルに隣接して建物上に設置されており、自身と建物との間に第２の空気収集空間を形成する。
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルは、複数の空気導入口を備えており、空気はこれら導入口を通過して前記第２の空気収集空間に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネルはグレージングにより覆われており、このグレージングと前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルとの間に中間空気流路が形成される。
該中間空気流路は前記第１の空気収集空間と連通されており、第１の空気収集空間から空気を受け取る。
前記第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口は、前記中間空気流路と前記第２の空気収集空間との間の連通路を形成する。
前記第２の空気収集空間から空気出口が設けられており、ファンによって予め加熱された空気が引かれた後に、前記空気出口を通って空気が建物に供給される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、空気は２段階のソーラ・ヒータを用いて加熱されるので、グレージングを備えていないシステムと備えているシステムの双方の利点を得ることができる。
また、空気を、グレージングを備えるソーラ・コレクタを用いた場合にのみ得られるような温度にまで加熱できる一方、システムのコストは、グレージングを備えないソーラ・コレクタを用いたシステムにより近いものとすることができる。
一つの観点においては、グレージングを備えていないソーラ・コレクタは、空気からの塵粒子の大部分にフィルターをかける非常に微細な孔を有している。
従って、空気が、グレージングを備えるソーラ・コレクタを通過するのに先立ってグレージングを備えないソーラ・コレクタを最初に通過することにより、空気にはフィルターがかけられる。
【００１４】
また、２段階のソーラ・ヒータ構成であれば、建物の壁面よりも風の強いルーフを設置場所として使用することができる。
また、グレージングを備える部分をルーフに設置する一方、グレージングを備えない部分を壁面上に設置することもできる。
更に、建物のルーフを利用することにより、ソーラ・コレクタを利用するために確保できる表面積が増大される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、以下の記述及び図面を参照することによって、より一層理解されるであろう。
【００１６】
まず図１から図３を参照すると、これら図１から図３は、換気空気を予め加熱する建物用の太陽光加熱装置の本発明の実施例を示すものであって、符号２０で表されている。
この装置２０は、建物に設置された第１の太陽光吸収性コレクタパネル２２を備える。
このパネル２２は、外気に露出されており、自身と建物との間に第１の空気収集空間２４を形成する。
第１の太陽光吸収性コレクタパネル２２は、複数の空気導入口２６を備えており、外気はこれら導入口２６を通過して第１の空気収集空間２４に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８は、第１の太陽光吸収性コレクタパネル２２に隣接して建物上に設置されており、自身と建物との間に第２の空気収集空間３０を形成する。
第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８は、複数の空気導入口３２を備えており、空気はこれら導入口３２を通過して第２の空気収集空間３０に至る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８はグレージング３４により覆われており、このグレージング３４と第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８との間に中間空気流路３６が形成される。
中間空気流路３６は第１の空気収集空間２４と連通されており、この第１の空気収集空間２４から空気を受け取る。
第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８における空気導入口３２は、中間空気流路３６と第２の空気収集空間３０との間の連通路を形成する。
空気を流出させるための空気出口３８が、第２の空気収集空間３０から建物内に延在されている。
空気出口３８を通って第２の空気収集空間から建物内へ空気を送風するためのファン４０は、空気出口と３８連通している。
【００１７】
太陽光加熱装置２０の一の実施例は、図を参照して更に詳述される。
特に図１から図３を参照すると、装置２０は、建物のルーフ１００の外表面に固定して取り付けられている。
図１及び図２に示されるように、第１及び第２の太陽光吸収性コレクタパネル２２及び２８（ここでは単に第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８という）は、建物のルーフ１００の外表面に固定して取り付けられている。
ルーフ１００は、第１のコレクタパネル２２が、第２のコレクタパネル２８よりもルーフ１００上で低い位置に設置されるように傾斜されている。
【００１８】
第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８は、金属枠体（metal framing structure）４２の中で建物のルーフ１００の外表面に固定して取り付けられており、前記金属枠体４２は、周辺金属枠４４と、内側の長手方向の支柱（interior longitudinal support bar）４６とを備えている。
本実施例においては、長手方向の支柱４６は、金属枠体４２を、第１のコレクタパネル２２を含む部分と、第２のコレクタパネル２８を含む部分とに分割する。
周辺金属枠４４と長手方向の支柱４６とを備える金属枠体４２は、適宜の締結具を用いて建物のルーフ１００に固定して取り付けられている。
【００１９】
また、金属枠体４２は、周辺金属枠４４に設けられると共に建物のルーフ１００に取り付けられた金属パネルの裏板（backing）５０を備えている。
これにより、裏板５０は、ルーフ１００の表面に載置される。
【００２０】
周辺金属枠４４は、例えば、シリコーン填隙材を用いてルーフ１００に封着される。
同様にして、裏板５０の金属パネルは、周辺金属枠４４に封着される。
【００２１】
周辺金属枠４４は、第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８の端部を収容するためのトラック（track）を備えている。
長手方向の支柱４６も、第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８の端部を収容するためのトラックを備えている。
トラックは、周辺金属枠４４に形成されることが理解されるであろう。
同様にして、トラックは、長手方向の支柱４６にも形成される。
【００２２】
第１のコレクタパネル２２は、周辺金属枠４４のトラック、及び、長手方向の支柱４６の一端上のトラックにおいて、金属枠体４２の中に取り付けられる。
第１のパネル２２は、多数の台形波部を備えており、これにより、類似の形状で重なり合っている複数のサブパネル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ・・・を形成していることが理解されるであろう。
各サブパネル２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃは、平坦な上部５２と、一対の傾斜側壁５４と、通常、平坦な溝壁５６とを備えている。
各傾斜側壁５４は、平坦な上部５２のそれぞれの側部から延在されると共に、各溝壁５６は、側壁５４のそれぞれの側部から延在される。
【００２３】
第１のコレクタパネル２２は、台形波部の上部５２の各々が前記裏板５０と、通常、間隔を置いて平行となるように金属枠体４２の中に適切に取り付けられる。
また、ここで明らかなように、上部５２の各々も、通常、建物のルーフ１００の表面と平行とされる。
このようにして、第１の空気収集空間２４が、第１のコレクタパネル２２とルーフ１００の表面との間に形成される。
【００２４】
図１Ａに示されるように、第１のコレクタパネル２２は、通常、平坦な上部５２、傾斜側壁５４及び溝壁５６の全体に配された空気導入口２６を備えている。
空気導入口２６は、外気が建物の外部から第１の空気収集空間２４に移動できるように、第１の空気収集空間２４のための開口部とされる。
本実施例においては、空気導入口２６は、通常、波形とされた第１のコレクタパネル２２の全体に亘って均一に配されると共に、第１のコレクタパネル２２にロータリーパンチによりスリット加工することにより形成され、スリットの端部の間隙が空気導入口２６を構成する。
空気導入口２６は、空気が太陽光加熱装置２０内に至るに先立ち、空気にフィルターをかけるのを補助できるように小さく形成されている。
【００２５】
第１のコレクタパネル２２の建物の外部に面した側は、選択されたコーティングで被覆されている。
このコーティングは、トータルのエネルギーロスを低減するために、好天の日にコレクタパネルが達する温度で、赤外線熱の放出を低くして太陽光の輻射を吸収するものである。
第１のコレクタパネル２２と同様に、第２のコレクタパネル２８も、周辺金属枠４４のトラック、及び、長手方向の支柱４６の一端上のトラックにおいて、金属枠体４２の中に取り付けられる。
また、第２のコレクタパネル２８も、多数の台形波部を備えており、これにより、類似の形状で重なり合っている複数のサブパネル２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ・・・を形成している。
各々の台形波部（サブパネル）は、平坦な上部５８と、一対の傾斜側壁６０と、通常、平坦な溝壁６２とを備えている。
各傾斜側壁６０は、平坦な上部５８のそれぞれの側部から延在されると共に、各溝壁６２は、側壁６０のそれぞれの側部から延在される。
【００２６】
しかしながら、第１のコレクタパネル２２とは異なり、第２のコレクタパネル２８は、上部５８の各々は、裏板５０及びルーフ１００の表面と平行にならないように金属枠体４２の中に適切に取り付けられる。
代わりに、上部５８の各々は、裏板５０に対して傾斜して載置されると共にルーフ１００の表面に対しても傾斜されており、これにより、第１のコレクタパネル２２に最も近接した第２のコレクタパネル２８の端部６４は、（前記トラックの側部を第２のコレクタパネル２８の端部６４とルーフ１００の表面との間に配置して）裏板５０に隣接しており、また、第１のコレクタパネル２２から最も遠い第２のコレクタパネル２８の端部６６は、裏板５０と距離を置いて配されている。
ここで明らかなように、第２のコレクタパネル２８と裏板５０との間の間隔は、第１のコレクタパネル２２から遠ざかるにつれて増加される。
そして、第２の空気収集空間３０の深さも、第１のコレクタパネル２２から遠ざかるにつれて増加される。
【００２７】
第１のコレクタパネル２２と同様に、第２のコレクタパネル２８も、図１Bに示されるように、通常、波形の平坦な上部５８、傾斜側壁６０及び溝壁６２の全体に配された空気導入口３２を備えている。
空気導入口３２は、第２の空気収集空間３０のための開口部とされる。
しかしながらこの場合、空気導入口３２は、空気が中間空気流路３６から第２の空気収集空間３０に移動するための開口部を形成する。
ここで明らかなように、空気の流れに関して、後に更に説明するように、中間空気流路３６は、第１の空気収集空間２４と第２の空気収集空間３０との間に位置する。
本実施例においては、空気導入口３２は、通常、第２のコレクタパネル２８の全体に亘って均一に配されると共に、第２のコレクタパネル２８にロータリーパンチによりスリット加工することにより形成され、スリットの端部の間隙が空気導入口３２を構成する。
【００２８】
また、第２のコレクタパネル２８の建物の外部に面した側も、好天の日にコレクタパネルが達する温度で、赤外線熱の放出を低くして太陽光の輻射を吸収するコーティングで被覆されている。
【００２９】
グレージングとしてのグレージングパネル３４は、第２のコレクタパネル２８の上に間隔を置いて設置されている。
グレージングパネル３４は、周辺金属枠４４の上半分の表面及び長手方向の支柱４６に固定されているグレージングフレーム６８を用いて周辺金属枠４４の上半分及び長手方向の支柱４６に取り付けられている。
グレージングパネル３４は、周辺金属枠４４及び長手方向の支柱４６に対して気密にシールされる必要は無く、小さなエアギャップは許容できるので締り嵌めで十分である。
【００３０】
グレージングパネル３４と第２のコレクタパネル２８との間の空間は、上述した中間空気流路３６とされる。
中間空気流路３６は、第１の空気収集空間２４及び第２の空気収集空間３０と連通されている。
空気は、第１の空気収集空間２４から中間空気流路３６へ流入すると共に、中間空気流路３６から第２の空気収集空間３０へ流出する。
ここで明らかなように、長手方向の支柱４６は、第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８の端部、及び、グレージングパネル３４を保持するグレージングフレーム６８の端部を支持するように所定のサイズ・形状とされて設置され、一方、グレージングパネル３４は、第１の空気収集空間２４から中間空気流路３６への空気の流通を許容する。
本実施例においては、この空気の流れは、長手方向の支柱４６の前記トラックにおける間隙を通ることによって構成される。
【００３１】
空気ダクト７０は、第２の空気収集空間３０と連通されており、この空気ダクト７０は、裏板５０を通じて延在されると共に建物のルーフ１００を貫通している。
また、空気ダクト７０は、出口３８により第２の空気収集空間３０に接続されており、空気は、第２の空気収集空間３０を出て出口３８に至る。
図示されるように、空気出口３８は、第２のコレクタパネル２８と裏板５０との間の距離が最も離れている長手方向の支柱４６から遠い場所に位置される。
【００３２】
空気ダクト７０の開口部を通じて加熱された外部の空気を建物の内部に供給するために、空気ダクト７０は、建物内に向けて延在される。
【００３３】
ファンのハウジング７２は、空気ダクト７０に沿って接続されると共に、第２の空気収集空間３０から建物内に空気を送るためのファン４０が設けられている。
ファンのハウジング７２内の電動式のダンパは、建物内の空気と第２の空気収集空間３０からの加熱された空気とを混合するために調節可能とされている。
ファンのハウジング７２に設けられたファン４０は、典型的には、換気の要求に合致すると共に、建物内の負圧を生じないようなサイズとされる。
空気ダクト７０を通じて建物内に加熱された外気を導入することによって、正圧が生じる。
本実施例においては、ファン４０は、入ってくる空気の温度に依存してコントローラにより速度制御される可変速のものである。
従って、入ってくる空気が室温よりも低いときには、ファン４０は低速で作動される。
これに対して入ってくる空気が室温よりも高いときには、ファン４０は、換気空気と空間加熱の双方を提供するように増速される。
【００３４】
使用においては、太陽光加熱装置２０は、建物の外部、すなわちルーフ１００の上に設置される。
外気は第１のコレクタパネル２２の空気導入口２６を通じて第１の空気収集空間２４に入り、ここでは、空気が初期的に加熱される。
従って、第１のコレクタパネル２２は、グレージングを備えないソーラ・コレクタとして働く。
【００３５】
次に、空気は、第１の空気収集空間２４から中間空気流路３６へ流入すると共に、第２のコレクタパネル２８の空気導入口３２を通じて第２の空気収集空間３０へ流入する。
空気は、中間空気流路３６及び第２の空気収集空間３０を通過するに伴い更に加熱される。
ここで明らかなように、第２のコレクタパネル２８は、グレージングを備えるソーラ・コレクタとして働く。
【００３６】
最後に、空気はファン４０により第２の空気収集空間３０から引かれ、加熱された換気空気を建物内に供給するために、ダクト７０を通じて建物内に押し込まれる。
【００３７】
次に、図４及び図５を参照して、本発明の別の実施例による太陽光加熱装置２０について記述する。
記述された第１の実施例と同様に、本実施例の太陽光加熱装置２０は、第１の太陽光吸収性コレクタパネル２２と第２の太陽光吸収性コレクタパネル２８とを備える。
第１及び第２の太陽光吸収性コレクタパネル２２及び２８の構成は、前述した第１の実施例における第１及び第２の太陽光吸収性コレクタパネルと同様であるので、ここでは更なる説明は省略する。
また、前述した第１の実施例と同様、グレージングパネル３４は、第２のコレクタパネルの上に間隔を置いて設置されている。
グレージングパネル３４の構成は、前述した第１の実施例におけるグレージングパネルと同様であるので、ここでは更なる説明は省略する。  しかしながら、第１の実施例と異なり、本実施例においては、第１のコレクタパネル２２は、建物の壁１０２に設置される。
第２のコレクタパネル２８は、同じ壁にではなく、建物のルーフ１００の上に設置される。
従って、長手方向の支柱４６が設置される金属枠体４２の中点には、建物の壁１０２とルーフ１００との交差稜線に沿ってエルボーが設けられる。
太陽光加熱装置２０の空気の流れに関する構成を含む残余の構成は、前述した第１の実施例と同様であるので、ここでは更なる説明は省略する。
【００３８】
次に、図６を参照して、本発明の更に別の実施例による太陽光加熱装置２０について記述する。
この実施例においては、第１のコレクタパネル２２は波形とされるのではなく、多数の重なり合っている小さなサブパネルから成っており、各々のサブパネルは、図示されるように、ルーフ１００の表面に対して傾斜して設置される。
各々のサブパネルは、該サブパネルの最上部で、建物のルーフ１００に最も接近される。
従って、サブパネルと建物のルーフ１００との間の空間は、各サブパネルの最上部から最下部に向かうに従って増加される。
この実施例においては、空気導入口３２は、波形パネルの全体に亘って形成されるのではなく、サブパネルと建物のルーフ１００との間の空間が最も大きいサブパネルの最下端に設けられる。
第１のコレクタパネル２２が図示されているが、図示される前記サブパネルは、上述されたグレージング３４を備える第２のコレクタパネル２８にも適用され得ることが理解されるであろう。
【００３９】
次に、図７を参照すると、本発明のまた更に別の実施例が図示されている。
本実施例においては、太陽光加熱装置２０は、上述された図６に示される太陽光加熱装置２０と類似しているが、装置全体がルーフ１００ではなく建物の壁１０２に設置される点が異なっている。
【００４０】
本発明を実施例に基づいて説明してきたが、上述された実施例に対しては種々の改変が可能である。
例えば、最初に記載された実施例は、第１の太陽光吸収性コレクタパネルに複数の空気導入口２６を均一に配置させた構成に言及しているが、第１の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口の密度は、第２の太陽光吸収性コレクタパネルから遠ざかるにつれて増加させても構わない。
同様に、第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口３２の密度は、空気出口から遠ざかるにつれて増加させても構わない。
また、第１の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口のサイズを、第２の太陽光吸収性コレクタパネルから遠ざかるにつれて大きくしても構わない。
同様に、第２の太陽光吸収性コレクタパネルにおける空気導入口のサイズを、空気出口から遠ざかるにつれて大きくしても構わない。
【００４１】
他の代替も可能であって、例えば、上述した実施例においては、トラックは長手方向の支柱４６に形成したが、これに代えて、トラックを長手方向の支柱４６に締結しても良い。
この場合、長手方向の支柱４６に多数の小さなトラック部分あるいはクリップが取り付けられ、これらの間に空間が形成されて、該空間を空気が流れることができるようにされる。
同様にして、トラックは、周辺金属枠４４に形成するのではなく、周辺金属枠４４に締結することもできる。
また、空気導入口２６及び空気導入口３２は、それぞれ第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８にロータリーパンチによりスリット加工して形成される旨、説明されているが、これに代えて、空気導入口２６及び空気導入口３２が、それぞれ第１及び第２のコレクタパネル２２及び２８にパンチにより孔を形成することにより設けても良い。
【００４２】
更に他の変形例として、建物のルーフ上に設置したり、ルーフ及び壁の双方に設置することに代えて、第１及び第２のコレクタパネルを共に、建物の壁に設置しても良い。
これにより、波形を有するコレクタパネルは、図１に最適実施例として示されるように、実質的に鉛直方向に延在される。
【００４３】
なお、当業者であれば、ここに開示された実施例に、更に他の改変を為し得るのであって、そのような全ての改変は、本発明の外延及び技術的範囲に属すると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例による太陽光加熱装置の斜視図である。
【図１Ａ】図１における太陽光加熱装置の一部の拡大斜視図である。
【図１Ｂ】図１における太陽光加熱装置の他の一部の拡大斜視図である。
【図２】図１における太陽光加熱装置をルーフに取り付けた様子を、一部を省略して示した斜視図である。
【図３】図１の太陽光加熱装置の切断側面図である。
【図４】本発明の他の実施例による太陽光加熱装置を壁面及びルーフに取り付けた様子を、一部を省略して示した斜視図である。
【図５】図４の太陽光加熱装置の切断側面を縮小して示した図である。
【図６】本発明の他の実施例による太陽光加熱装置をルーフに取り付けた様子を示す斜視図である。
【図７】本発明の更に他の実施例による太陽光加熱装置を壁面に取り付けた様子を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
２０  太陽光加熱装置
２２  第１の太陽光吸収性コレクタパネル
２４  第１の空気収集空間
２６，３２  空気導入口
２８  第２の太陽光吸収性コレクタパネル
３０  第２の空気収集空間
３４  グレージングパネル
３６  中間空気流路
３８  空気出口
４０  ファン
４２  金属枠体
４４  周辺金属枠
４６  長手方向の支柱
５０  裏板
７０  空気ダクト
１００  建物のルーフ
１０２  建物の壁
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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