(57)【要約】【課題】温気のような低密度の太陽エネルギーが有効利用でき、高断熱性住宅が得られ、建築物への設置に無理がなく、製造コスト面でも無駄がなく、構造物の耐久性や防水性を高くすることができる。【解決手段】透光性の第１の板状部材１１と、第１の板状部材の裏面側に配置された第２の板状部材１２と、第１及び第２の板状部材の間に介挿され第１及び第２の板状部材の間に密閉された空隙部１３を形成するスペーサ部材１４と、第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材１５とを備え、第１及び第２の板状部材の端部には嵌合し合う嵌合構造１７が形成され、空隙部内が大気圧より減圧され、空隙部内には太陽電池パネル１６が介挿され、第２の板状部材には嵌合時に内部の各太陽電池パネルを電気接続するコネクター構造１８が形成され、第１及び第２の板状部材の端部には雨水などを排水する排水部材２０が設けられている。【選択図】図９
2005249322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝動性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材とを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧されていることを特徴とする太陽熱吸収パネル。
【請求項２】
前記空隙部内には太陽電池パネルが介挿され、前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽熱吸収パネル。
【請求項３】
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部付近には侵入した雨水などを排水する排水部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の太陽熱吸収パネル。
【請求項４】
透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝動性を有し電気的絶縁性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材と、前記空隙部内に介挿され前記第２の板状部材に熱伝動性を保って取り付けられた太陽電池パネルとを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧され、前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする太陽熱吸収パネル。
【請求項５】
透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝動性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材と、前記空隙部内の前記第２の板状部材に取り付けられた電気的絶縁性を有する材料からなる絶縁部材と、この絶縁部材に取り付けられた太陽電池パネルとを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧され、前記第２の板状部材には前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする太陽熱吸収パネル。
【請求項６】
透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置された剛性があり熱伝動性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材とを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部は互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧されていることを特徴とする太陽熱吸収パネル。
【請求項７】
前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部付近には侵入した雨水などを排水する排水部材が設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の太陽熱吸収パネル。
【請求項８】
請求項１、４〜６記載の太陽熱吸収パネルの少なくとも１つを使用した太陽熱吸収パネル集合体であって、建物の屋根などの下地面に沿って取付縦枠部材が前記太陽熱吸収パネルの幅寸法に相当する間隔を離間して取り付けられ、これらの取付縦枠部材の間に前記太陽熱吸収パネルを前記屋根などの下地面に沿って複数個配置し前記嵌合構造により互いに嵌合させて略板状に一体化したことを特徴とする太陽熱吸収パネル集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱を吸収してエネルギーとして利用するための太陽熱吸収パネル、特に建築構造物として機能し得る太陽熱吸収パネル及びこれを使用した太陽熱吸収パネル集合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から太陽熱や太陽光をエネルギー源として収集して住居などの建築物において利用する試みがなされている。すなわち、太陽熱を利用するものとしては、例えば特許文献１に示すように、ソーラーセルが放散する熱を、パイプ内を通過する熱媒体により吸収するものがある。また、太陽光により発電するものとしては、例えば特許文献２に示すように、屋根部の上方に複数個の太陽電池パネルを設置するものがある。
【特許文献１】特開平０８−０１４６６９号
【特許文献２】特開２０００−２７４０３７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示すものでは太陽熱の吸収のために熱媒体として水を利用するため漏水などの問題があり、長期間の使用には無理がある。また、特許文献２に示すものでは、太陽電池パネルをフレームなどに取り付けた太陽電池パネル構造物を既存の屋根上に設置する方法を採用しているので、建築物に無理な荷重が作用するおそれがあり、建築物の屋根とは別に所望の強度を有する太陽電池パネル構造物を製造することには無駄がある。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、漏水を考慮する必要がなく、温気のような低密度の太陽エネルギーの有効利用ができ、断熱性が高い住宅などを得ることができ、建築物への設置に無理がなく、屋根と太陽熱吸収パネルとを合わせて考えた場合に製造コスト面でも無駄がなく、屋根などの構造物とした場合にその耐久性や防水性などの基本性能を高く保持することができる太陽熱吸収パネル及びこれを使用した太陽熱吸収パネル集合体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１記載の太陽熱吸収パネルは、透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝導性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材とを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧されていることを特徴とする。
【０００６】
本発明の請求項２記載の太陽熱吸収パネルは、前記空隙部内には太陽電池パネルが介挿され、前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項３記載の太陽熱吸収パネルは、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部付近には侵入した雨水などを排水する排水部材が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項４記載の太陽熱吸収パネルは、透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝導性を有し電気的絶縁性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材と、前記空隙部内に介挿され前記第２の板状部材に熱伝導性を保って取り付けられた太陽電池パネルとを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧され、前記第２の板状部材には、前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項５記載の太陽熱吸収パネルは、透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝導性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材と、前記空隙部内の前記第２の板状部材に取り付けられた電気的絶縁性を有する材料からなる絶縁部材と、この絶縁部材に取り付けられた太陽電池パネルとを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部には互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧され、前記第２の板状部材には前記第１の板状部材と第２の板状部材とを前記嵌合構造により嵌合させた際に両者内の各太陽電池パネルを相互に電気接続するコネクター構造が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項６記載の太陽熱吸収パネルは、透光性を有する材料からなる第１の板状部材と、この第１の板状部材の裏面側に配置され剛性があり熱伝導性を有する材料からなる第２の板状部材と、前記第１の板状部材と前記第２の板状部材との間に介挿されて前記第１の板状部材及び第２の板状部材の間に外部に対して密閉された空隙部を形成するスペーサ部材と、前記第２の板状部材の裏面側に設けられた放熱部材とを備え、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部は互いに嵌合し合う嵌合構造が形成され、前記空隙部内の圧力が大気圧よりも減圧されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項７記載の太陽熱吸収パネルは、前記第１の板状部材及び第２の板状部材の端部付近には侵入した雨水などを排水する排水部材が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項８記載の太陽熱吸収パネル集合体は、請求項１、４〜６記載の太陽熱吸収パネルの少なくとも一つを使用した太陽熱吸収パネル集合体であって、建物の屋根などの下地面に沿って取付縦枠部材が前記太陽熱吸収パネルの幅寸法に相当する間隔を離間して取り付けられ、これらの取付縦枠部材の間に前記太陽熱吸収パネルを前記屋根の下地面に沿って複数個配置し前記嵌合構造により互いに嵌合させて略板状に一体化したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１〜８記載の太陽熱吸収パネル及びこれを使用した太陽熱吸収パネル集合体によれば、以下のような効果を奏する。
【００１４】
（１）それぞれの太陽熱吸収パネルに形成された嵌合構造を互いに嵌合させることにより略板状の太陽熱吸収パネル集合体を形成することができ、例えば、この太陽熱吸収パネル集合体は建築物の屋根などの構造物として使用できる。
【００１５】
（２）第１の板状部材及び第２の板状部材の間に形成された空隙部が大気圧以下に減圧されているので、太陽熱吸収パネル自体に断熱性をもたせることができるとともに、空隙部内への湿気等の侵入も防止でき内部に配置された部品などの腐食を低減させ耐久性を高めることができる。
【００１６】
（３）太陽熱吸収パネルにより吸収された熱を第２の板状部材の裏面に設けられた放熱部材により第２の板状部材の裏面側に放出させて裏面側の空気を温めて温気を生成させることができ、例えば、この温気を床暖房システムなどの太陽熱利用システムに利用することができる。
【００１７】
（４）空隙部内に太陽電池パネルを介挿したものでは、太陽熱吸収パネルにより吸収された熱を第２の板状部材の裏面側に放出させて太陽電池パネルの冷却を図り、発電効率を高めることができる。
【００１８】
（５）太陽熱吸収パネルをその端部に形成された嵌合構造により相互に嵌合させて連結した際に、第１の板状部材又は第２の板状部材の少なくとも一方に形成されたコネクター構造も同時に相互に電気接続されるので、単に太陽熱吸収パネルを連結する作業を行えば、特段の電気配線工事を行うことなく隣接する太陽熱吸収パネル内の太陽電池パネルの電気接続を図ることができる。
【００１９】
（６）万が一、太陽熱吸収パネルの嵌合部分などから雨水などが侵入した場合であっても、排水部材により建築物の内部に侵入する前に建築物の外に排出させることができる。
【００２０】
（７）太陽熱吸収パネル集合体の内側に屋根材を設けたものでは、太陽熱吸収パネル集合体と屋根材との二重の防水作用を持たせることができ、高い防水性を確保することができる。
【００２１】
（８）第２の板状部材が金属のような剛性があり熱伝導性を有する材料であれば、第２の板状部材が所望の剛性を有し耐火性能や不燃性能を有しているので、太陽熱吸収パネル集合体の内側に屋根材を設ける必要がなく、屋根材にかけるコストの低減を図ることができる。
【００２２】
（９）屋根の下地面に取り付けられた取付縦枠部材に沿って太陽熱吸収パネルを配置し、隣接する太陽熱吸収パネル同士を嵌合構造により互いに一体化させる太陽熱吸収パネル集合体では、太陽熱吸収パネルを嵌合構造により一体化させる簡便な作業により、建築物に屋根などの下地面に構造物兼用の太陽熱吸収パネル集合体を設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル及び太陽熱吸収パネル集合体について添付図面を参照して説明する。
【００２４】
本実施の形態の太陽熱吸収パネル１０は、例えば図１及び図２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地面の屋根Ｒの勾配に沿って配置されて後述する施工方法により設置されるもので、設置された複数個の太陽熱吸収パネル１０により本実施の形態の太陽熱吸収パネル集合体９を構成する
【００２５】
まず、本実施の形態の太陽熱吸収パネル１０の構造について説明する。図９に示すように、透光性を有する材料、例えば強化ガラス製の第１の板状部材１１と、この第１の板状部材１１の裏面側に配置された剛性があり熱伝導性を有する材料、例えば強化ガラス製の第２の板状部材１２と、第１の板状部材１１と第２の板状部材１２との間に介挿されて第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２の間に外部に対して密閉された空隙部１３を形成する前記第１の板状部材１１又は第２の板状部材１２よりも低い熱伝動性を有する材料からなるスペーサ部材１４と、第２の板状部材１２の裏面側に設けられた放熱部材１５と、空隙部１３内の第２の板状部材１２の面上に、点付けやシリコンなどの熱伝動性が低い材料を介在させることなく、熱伝導性を保って取り付けられた太陽電池パネル１６とを備えて概略構成される。
【００２６】
第１の板状部材１１、第２の板状部材１２は透明なものに限られず、透光性を有するものであれば半透明のもの（無反射ガラス、曇りガラスのようなもの）や着色されたものであってもよい。特に第２の板状部材１２は半透明や着色されたものを採用することが好ましい。透明であると内部の放熱部材１５などの内部が見えてしまい、美観上好ましくないからである。さらに、強化ガラスの他に、合わせガラス（普通ガラスをポリカーボネート樹脂層でサンドイッチ状にしたもの）であってもよい。
【００２７】
空隙部１３内には、スペーサ部材として機能する同様な低い熱伝動性を有する小スペーサ部材１４ａが複数個（図中では７個）第２の板状部材１２の長手方向に沿って配置される。これは、太陽電池パネル１６は２列の太陽電池パネル１６ａを並べて配置するもので、これらの太陽電池パネル１６ａの間に小スペーサ部材１４ａを配置するためである。この小スペーサ部材１４ａはスペーサ部材１４とともに空隙部１３を保持するための機能を果たすもので、後述のように空隙部１３を減圧するために吸引する際に太陽熱吸収パネル１０の厚さ方向に作用する負圧などによって第１の板状部材１１又は第２の板状部材１２が変形したり破損したりすることを防止するために配置されるものである。ここでは、小スペーサ部材１４ａを１列配置した例を示したが、必要に応じて複数列設けてもよい。複数列などのように多数の小スペーサ部材１４ａを配置すれば、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２の板厚を薄くすることができる。
【００２８】
第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２には、図１０に示すように、その端部を互いに嵌合し合わせる嵌合構造１７が形成されている。この嵌合構造１７は、第２の板状部材１１の端部１１ａと第２の板状部材１２の端部１２ａとを互いに入れ違いにずらして配置して構成される。第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２の幅寸法（嵌合構造１７が形成された端部に隣接する側縁部間の幅寸法）は、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２でともに略同一になっている。このような嵌合構造１７を有するので、第１の板状部材１１の端部１１ａ又は第２の板状部材１２の端部１２ａが、第１の板状部材１１又は第２の板状部材１２の端部１１ａ,１２ａが引っ込んだ部分である入れ違い部に互い違いに入り込むことにより、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２が面一状態で嵌合して接合される。
【００２９】
スペーサ部材１４には真空バルブ部１９が形成されている。真空バルブ部１９には逆止弁１９ａが設けられており、この逆止弁１９ａは外側からの空隙部１３内の空気の吸引は許容するが、外側からの内部への空気の流通は遮断する機能を有している。この逆止弁１９ａに吸引装置を接続して空隙部１３内を吸引し空隙部１３内の圧力を大気圧よりも減圧する。
【００３０】
第２の板状部材１２にはコネクター構造１８が形成されている。このコネクター構造１８は、嵌合構造１７により第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２を嵌合して接合させた際に、両者の内部に設けられた各太陽電池パネル１６を相互に電気接続するためのものである。コネクター構造１８は、第２の板状部材１２の周縁部に電極材料を融着や貼り付けやメッキ等の方法により形成した電極部１８ａと、第２の板状部材１２の端部に嵌合して電極部１８ａに電気接続される電極１８ｃが内蔵されたソケット部材１８ｂとを備えている。第２の板状部材１２の端部には切欠き部１２ａが形成され、ソケット部材１８ｂには切欠き部１２ａに対応して突起（図示せず）が形成され、この突起と切欠き部１２ａとを嵌合させることによりソケット部材１８ｂを第２の板状部材１２に対して位置決めする。
【００３１】
ソケット部材１８ｂの上面には排水部材２０が載置されて取り付けられる。排水部材２０は、アルミニウム製の押出成形品であり、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２の幅方向に沿った長尺形状をなしており、長手方向に３本の凹状部２０ａが形成されている。排水部材２０は、屋根Ｒなどに設置した場合において、万が一、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２との接合部から雨水などが侵入した場合に、排水部材２０に形成された凹状部２０ａを通路として流通させて後述する取付縦枠部材２５の通路部２５ｃに導いて排出させる機能をもつものである。
【００３２】
放熱部材１５は、アルミニウム製の押出成形品であり、裏面に多数のフィン１５ａが形成されている。放熱部材１５は幅方向に複数（図９では３個）に分割されこれらを側端部で接合させるか若しくは単に当接させて所望の大きさの放熱部材１５を得るようにしている。
【００３３】
次に、本実施の形態の太陽熱吸収パネル１０の製造方法について説明する。太陽熱吸収パネル１０は、以下のように工業製品として工場などで製造される。まず、第２の板状部材１２の表面に太陽電池パネル１６を接着して固定する。この際太陽電池パネル１６の端子部分を電極部１８ａに接触させて載置し接着固定する。この第２の板状部材１２の周縁部にスペーサ部材１４を接着して固定する。次に、第２の板状部材１２の中央部に長手方向に沿って小スペーサ部材１４ａを接着して固定する。次に、スペーサ部材１４及び小スペーサ部材１４ａの上面に第１の板状部材１１を接着して固定する。これにより空隙部１３が形成される。
【００３４】
次に、スペーサ部材１４の外周面に液状のコーキング剤２１を塗布し、真空バルブ部１９の逆止弁１９ａに吸引装置を接続して空隙部１３内の空気を吸引して大気圧よりも減圧する。この処理操作によってスペーサ部材１４と第１の板状部材１１又は第２の板状部材１２との接着に不良個所があった場合においては、塗布したコーキング剤２１が接着不良個所から内部に向かって吸引されて侵入し接着不良の改修が行われる。本製造方法によれば、第２の板状部材１２に対してスペーサ部材１４、第１の板状部材１１などを位置決めして逆止弁１９ａから吸引すれば、これらの部品が負圧により自ら押圧されるので、従来建材製造に不可欠であった大型のプレス機械を必要としない。したがって、製造設備が簡単で安価なものとなり、生産性も高められる。次に、第２の板状部材１２の裏面側に放熱部材１５を接着して固定する。この接着作業は、第１の板状部材１１、第２の板状部材１２、スペーサ部材１４の組み立て前に行ってもよい。
【００３５】
次に、図１〜図８に基づいて、上述した本実施の形態の太陽熱吸収パネル１０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に設置する方法について説明する。図１は本太陽熱吸収パネル１０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体９を形成させた状態を示す棟方向の断面図であり、図２は図１に示す状態の桁方向の断面図である。図３は図１の棟部分の拡大図であり、図４は図１の中間部分の拡大図であり、図５は図１の軒先部分の拡大図である。図６は図２の図中右側部分の拡大図であり、図７は図２の図中中間部分の拡大図であり、図８は図２の図中左側部分の拡大図である。
【００３６】
図２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地面の端部には、アルミニウムの押出成形品からなるけらば押え金物２８を固定する。このけらば押え金物２８の立壁部２８ａに当接するように、建物Ａの屋根Ｒの下地面に、屋根Ｒの勾配に沿って長尺部材である取付縦枠部材２５を設置する。この取付縦枠部材２５を太陽熱吸収パネル１０の幅寸法に相当する間隔を開けて複数個取り付ける。
【００３７】
取付縦枠部材２５は、図６及び図８に示すように、太陽熱吸収パネル１０が載置される載置部２５ａと、太陽熱吸収パネル１０を固定するためのファスナー部材２９のファスナー部２９ａが挿入されるファスナー部材挿入部２５ｂと、ファスナー部材挿入部２５ｂに隣接して長手方向に沿って位置し端部で開放した通路部２５ｃとを備えている。ファスナー部材２９には、前記ファスナー部２９ａと、シール部材３０を取り付けるシール部材取付部２９ｂと、コーキング剤３１が充填されるコーキング剤充填部２９ｃとを備えている。
【００３８】
相対向する取付縦枠部材２５の載置部２５ａ間に、各取付縦枠部材２５間を架橋して金属製の薄板皿状の屋根材２６をその裏面が屋根Ｒの下地面に略接触するように取り付け、この屋根材２６の表面側にシート状の断熱材２７を貼り付ける。
【００３９】
図５に示すように、建築物Ａの軒先部分にアルミニウムの押出成形品からなる軒先金物３３を固定する。軒先金物３３上にアルミニウムの押出成形品からなる軒先部材３４を固定する。軒先部材３４には、水抜き及び通気のために下部壁を貫通して形成された貫通孔３４ａと、太陽熱吸収パネル１０の第２の板状部材１２の端部１２ａが挿入されて保持され電気的絶縁性を有する保持部３４ｂと、太陽熱吸収パネル１０の第１の板状部材１１の端部１１ａが載置されるとともに太陽熱吸収パネル１０の端面が当接させられて位置決めを図る当接部３４ｃとを備えている。
【００４０】
図２、図６及び図８に示すように、太陽熱吸収パネル１０の第２の板状部材１２を、相対向する取付縦枠部材２５の載置部２５ａ上に載置して保持する。この際、図１０に示すように、嵌合構造１７が形成されていない側縁部を取付縦枠部材２５に沿わせて設置する。次に、図５に示すように、軒先部材３４の当接部３４ｃの上面にシール部材３５を載置して接着等により固定する。このシール部材３５の上に太陽熱吸収パネル１０の第１の板状部材１１を配置し、かつ、第２の板状部材１２の端部１２ａを軒先部材３４の保持部３４ｂ内に挿入する。次に、第１の板状部材１１の端面と軒先部材３４の間の隙間に防水性を有するコーキング剤３６を充填する。
【００４１】
このように設置された太陽熱吸収パネル１０の上端部に、図１及び図４に示すように、さらに太陽熱吸収パネル１０を設置する。第２の板状部材１２の端部１２ａにソケット部材１８ｂを差し込んで取り付ける。相対する取付縦枠部材２５に支持された第２の板状部材１２の端部１２ａをソケット部材１８ｂの他方の挿入部に挿入するとともに、第１の板状部材１１の端部１１ａを太陽熱吸収パネル１０の端面に形成された入れ違い部に挿入する。次に、第１の板状部材１１の端部１１ａ間に形成された隙間から排水部材２０の一つの凹状部２０ａ内に防水性を有するコーキング剤３８を充填する。同様に太陽熱吸収パネル１０の上端部に他の太陽熱吸収パネル１０を順次嵌合させて太陽熱吸収パネル集合体９の一部を軒先部分から棟部分まで構築する。
【００４２】
次に、ファスナー部材２９のシール部材取付部２５ｃにシール部材３０を取り付け、このシール部材３０を複数の太陽熱吸収パネル１０の第１の板状部材１１に対向させて配置し、ファスナー部材２９に形成されたファスナー部２９ａを取付縦枠部材２５のファスナー部材挿入部２５ｂに挿入する。この挿入によりファスナー部材２９のファスナー部２９ａの鉤部が取付縦枠部材２５のファスナー部材挿入部２５ｂの突起部と不可逆的に係合する。これにより、ファスナー部材２９のシール部材３０が第１の板状部材１１の板面に圧接密着させられて太陽熱吸収パネル１０がしっかりと保持されるとともに、外からの雨水などの侵入を防止する。この後、シール部材３０の外側のコーキング剤充填部２９ｃにコーキング剤３１を充填する。コーキング剤３１とシール部材３０とにより２重の防水性が確保される。
【００４３】
このように、構築された太陽熱吸収パネル集合体９に隣接する取付縦枠部材２５に対しても太陽熱吸収パネル１０を軒先部分から棟部分迄配置して、上述したのと同様にファスナー部材２９により固定することを繰り返して屋根Ｒの下地面全面に太陽熱吸収パネル集合体９を構築する。
【００４４】
図３に示すように、棟部分に設置された太陽熱吸収パネル１０の第２の板状部材１２の端部１２ａに、配線ソケット部材３９をソケット部材１８ｂ内の電極に電気接続させて接続する。配線ソケット部材３９と蓄電器等の電気機器とを配線により接続する。取付縦枠部材２５の上端部（棟側）にアルミニウム製の押出成形品からなる棟押え部材４０を取り付け、この棟押え部材４０の上面に薄板金属製の棟包み部材４１を取り付ける。これにより棟押え部材４０、棟包み部材４１により棟部分に空間４２が形成される。この空間４２に配線ソケット部材３９と電気機器とを接続する電気配線や太陽熱により加温された温気を集める設備などを配置する。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル１０によれば、相互に嵌合させて形成された太陽熱吸収パネル集合体９が建築物Ａの屋根兼用の構造物として機能する。従来住宅などでは屋根材などに強化ガラスは使用されていないが、本実施の形態の太陽熱吸収パネル１０では強化ガラスを使用しているので住居の屋根の耐久性能を高めることができる。
【００４６】
また、本実施の形態に係る太陽熱吸収パネル１０は、太陽熱を吸収する集熱パネル及び太陽光を利用した発電パネルとして機能する。すなわち、本太陽熱吸収パネル１０及びこれを連結した太陽熱吸収パネル集合体９により集められた熱により太陽熱吸収パネル１０が加熱され、熱は太陽熱吸収パネル１０の裏面に設けられた放熱部材１５のフィン１５ａから裏面に放出され、裏側の空気を加温する。加温された温気は太陽熱吸収パネル１０の裏側を通って棟部分に集まり、床暖房を行うためなどに使用される。また、本太陽熱吸収パネル１０の空隙部１３内の太陽電池パネル１６により太陽光を利用した発電がなされ、発電された電力が建築物Ａの設備の運転のためなどに利用される。
【００４７】
また、太陽熱吸収パネル１０に形成された嵌合構造１７を互いに嵌合させるという比較的簡単な作業により、略板状の太陽熱吸収パネル集合体９を形成することができる。
【００４８】
また、本太陽熱吸収パネル１０では、第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２の間に形成された空隙部１３が大気圧以下に減圧されているので、太陽熱吸収パネル１０自体に断熱性をもたせることができ集熱した熱を外に漏らすことを最小限に抑えることができる。さらに、空隙部１３内への湿気等の侵入が防止でき内部に配置された部品などの腐食を低減させ耐久性を高めることができる。
【００４９】
また、太陽熱吸収パネル１０をその端部に形成された嵌合構造１７により相互に嵌合させて連結した際に、第２の板状部材１２に形成されたコネクター構造１８も相互に電気接続されるので、単に太陽熱吸収パネル１０を連結する作業を行うだけで、特段の電気配線工事を行うことなく隣接する太陽熱吸収パネル１０内の太陽電池パネル１６の電気接続を図ることができる。
【００５０】
また、第１の板状部材１１に金属製の端子などを成形した場合には当該端子が太陽熱を吸収して温度が局部的に上昇して第１の板状部材１１の割れなどの損傷が生ずるおそれがあるが、本実施の形態では第２の板状部材１２にコネクター構造１８を形成しているので、このような障害は生じない。
【００５１】
また、太陽熱吸収パネル１０の取り付けにおいて、シール部材３０とコーキング剤３１との２重の防水構造を採用しているので、高い防水性能を確保することができる。また、コーキング剤３８と排水部材２０とを採用しているので、万が一、太陽熱吸収パネル１０の嵌合構造１７の部分などから雨水などが侵入しても、排水部材２０により建築物の内部に侵入する前に建築物の外に排出させることができる。
【００５２】
また、太陽熱吸収パネル集合体９の内側に屋根材２６が設けられているので、太陽熱吸収パネル集合体９と屋根材２６との二重の防水作用を持たせることができ、高い防水性を確保することができる。
【００５３】
また、太陽熱吸収パネル１０により吸収された熱を第２の板状部材１２の裏面側に放出させて太陽電池パネル１６を冷却することができ、発電効率を高めることができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル及び太陽熱吸収パネル集合体について添付図面を参照して説明する。
【００５５】
本実施の形態の太陽熱吸収パネル５０は、例えば図１１及び図１２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地面の屋根の勾配に沿って配置され後述する施工方法により設置されるもので、設置された複数個の太陽熱吸収パネル５０により本実施の形態の太陽熱吸収パネル集合体４５を構成する。
【００５６】
まず、本実施の形態に係る太陽熱吸収パネル５０の構造について説明する。図１９に示すように、透光性を有する材料、例えば強化ガラス製の第１の板状部材５１と、この第１の板状部材５１の裏面側に配置された剛性があり熱伝導性を有する材料、例えば金属製の第２の板状部材５２と、第１の板状部材５１と第２の板状部材５２との間に介挿されて第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２の間に外部に対して密閉された空隙部５３を形成する第１の板状部材５１又は第２の板状部材５２よりも低い熱伝動性を有する材料からなるスペーサ部材５４と、第２の板状部材５２の裏面側に設けられた放熱部材５５と、空隙部５３内の第２の板状部材５２に取り付けられた絶縁部材６２と、この絶縁部材６２に取り付けられた太陽電池パネル５６とを備えて概略構成される。
【００５７】
第１の板状部材５１は透明なものに限られず、透光性を有するものであれば半透明のもの（無反射ガラス、曇りガラスのようなもの）や着色されたものであってもよい。強化ガラスの代わりに合わせガラス（普通ガラスをポリカーボネート樹脂層でサンドイッチ状にしたもの）であってもよい。第２の板状部材５２として金属製のものを用いているが、重量が軽いプラスチック材料などを用いれば、太陽熱吸収パネル５０のハンドリングが容易になり好適である。
【００５８】
空隙部５３内には、スペーサ部材として機能するスペーサ部材５４と同様な低い熱伝動性の小スペーサ部材５４ａが複数個（図中では７個）第２の板状部材５２の長手方向に沿って配置される。これは、太陽電池パネル５６は２列の太陽電池パネル５６ａを並べて配置するものであり、これらの太陽電池パネル５６ａの間に小スペーサ部材５４ａを配置するためである。この小スペーサ部材５４ａはスペーサ部材５４とともに空隙部５３を保持するための機能を果たすもので、後述するように空隙部５３を減圧するために吸引する際に太陽熱吸収パネル５０の厚さ方向に対する負圧などにより第１の板状部材５１又は第２の板状部材５２が変形したり破損したりすることを防止するために配置されるものである。ここでは、小スペーサ部材５４ａを１列配置した例を示したが、必要に応じて複数列設けてもよい。複数列などのように多数の小スペーサ部材５４ａを配置すれば、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２の板厚を薄くすることができる
【００５９】
第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２には、図２０に示すように、その端部を互いに嵌合し合わせる嵌合構造５７が形成されている。この嵌合構造５７は、第２の板状部材５１の端部５１ａと第２の板状部材５２の端部５２ａとを互いに入れ違いにずらして配置して構成される。第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２の幅寸法（嵌合構造５７が形成された端部に隣接する側縁部間の幅寸法）は、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２でともに略同一になっている。このような嵌合構造５７を有するので、第１の板状部材５１の端部５１ａ又は第２の板状部材５２の端部５２ａが、第１の板状部材５１又は第２の板状部材５２の端部５１ａ,５２ａが引っ込んだ部分である入れ違い部に互い違いに入り込むことにより、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２が面一状態で嵌合して接合される。
【００６０】
第２の板状部材５２には真空バルブ部５９が取り付けられている。真空バルブ部５９は放熱部材５５に設けられた貫通孔５５ｂ内に配置されている。真空バルブ部５９には逆止弁５９ａが設けられており、この逆止弁５９ａは外側からの空隙部５３内の空気の吸引は許容するが、外側からの内部への空気の流通は遮断する機能を有している。この逆止弁５９ａに吸引装置を接続して空隙部５３内を吸引し空隙部５３内の圧力を大気圧よりも減圧する。
【００６１】
第２の板状部材５２にはコネクター構造５８が形成されている。このコネクター構造５８は、嵌合構造５７により第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２を嵌合して接合させた際に、両者の内部に設けられた各太陽電池パネル５６を相互に電気接続するためのものである。コネクター構造５８は、第２の板状部材５２と絶縁されてその周縁部に形成された電極部５８ａと、電極部５８ａに電気接続されるメスソケット部材５８ｂ又は電極部５８ａに電気接続されるはオスソケット部材５８ｄとを備えている。
【００６２】
第２の板状部材５２の周縁部上面には排水部材６０が載置されて取り付けられている。排水部材６０は、アルミニウム製の押出成形品であり、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２の幅方向に沿った長尺形状をなしており、長手方向に３本の凹状部６０ａが形成されている。排水部材６０は、屋根Ｒなどに設置した場合において、万が一、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２との接合部から雨水などが侵入した場合に、排水部材６０に形成された凹状部６０ａを通路として流通させて後述する取付縦枠部材６５の通路部６５ｃに導いて排出させる機能をもつものである。
【００６３】
放熱部材５５は、アルミニウム製の押出成形品であり、裏面に多数のフィン５５ａが形成されている。放熱部材５５は幅方向に複数（図１９では３個）に分割されこれらを側端部で接合させるか若しくは単に当接させて所望の大きさの放熱部材５５を得るようにしている。
【００６４】
次に、本実施の形態の太陽熱吸収パネル５０の製造方法について説明する。太陽熱吸収パネル５０は、以下のように工業製品として工場などで製造される。まず、第２の板状部材５２の表面に絶縁部材６２を接着して固定し、この絶縁部材６２の表面に太陽電池パネル５６を接着して固定する。この際太陽電池パネル５６の端子部分を電極部５８ａに接触させて載置し接着固定する。この第２の板状部材５２の周縁部にスペーサ部材５４を接着して固定する。次に、第２の板状部材５２の中央部に長手方向に沿って小スペーサ部材５４ａを接着して固定する。次に、スペーサ部材５４及び小スペーサ部材５４ａの上面に第１の板状部材５１を接着して固定する。これにより空隙部５３が形成される。
【００６５】
次に、スペーサ部材５４の外周面に液状のコーキング剤６１を塗布し、真空バルブ部５９の逆止弁５９ａに吸引装置を接続して空隙部５３内の空気を吸引して大気圧よりも減圧する。この処理操作によってスペーサ部材５４と第１の板状部材５１又は第２の板状部材５２との接着に不良個所があった場合においては、塗布したコーキング剤６１が接着不良個所から内部に向かって吸引されて侵入し接着不良の改修が行われる。本製造方法によれば、第２の板状部材５２に対してスペーサ部材５４、第１の板状部材５１などを位置決めして逆止弁５９ａから吸引すれば、これらの部品が負圧により自ら押圧されるので、従来建材製造に不可欠であった大型のプレス機械を必要としない。したがって、製造設備が簡単で安価なものとなり、生産性も高められる。次に、第２の板状部材５２の裏面側に放熱部材５５を接着して固定する。接着作業は、第１の板状部材５１、第２の板状部材５２、スペーサ部材５４の組み立て前に行ってもよい。第２の板状部材５２の端部上面に排水部材６０を接着して固定する。
【００６６】
次に、図１１〜図１８に基づいて、上述した本実施の形態の太陽熱吸収パネル５０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に設置する方法について説明する。図１１は本太陽熱吸収パネル５０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体４５を形成させた状態を示す棟方向の断面図であり、図１２は図１１に示す状態の桁方向の断面図である。図１３は図１１の棟部分の拡大図であり、図１４は図１１の中間部分の拡大図であり、図１５は図１１の軒先部分の拡大図である。図１６は図１２の図中右側部分の拡大図であり、図１７は図１２の図中中間部分の拡大図であり、図１８は図１２の図中左側部分の拡大図である。
【００６７】
図１２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地端部には、アルミニウムの押出成形品からなるけらば押え金物６８を固定する。このけらば押え金物６８の立壁部６８ａに当接するように、建物Ａの屋根Ｒの下地面に屋根Ｒの勾配に沿って長尺部材である取付縦枠部材６５を設置する。この取付縦枠部材６５を太陽熱吸収パネル５０の幅寸法に相当する間隔を開けて複数個取り付ける。
【００６８】
取付縦枠部材６５は、図１６及び図１８に示すように、太陽熱吸収パネル５０が載置される載置部６５ａと、太陽熱吸収パネル５０を固定するためのファスナー部材６９のファスナー部６９ａが挿入されるファスナー部材挿入部６５ｂと、ファスナー部材挿入部６５ｂに隣接して長手方向に沿って位置し端部で開放した通路部６５ｃとを備えている。ファスナー部材６９には、前記ファスナー部６９ａと、シール部材７０を取り付けるシール部材取付部６９ｂと、コーキング剤７１が充填されるコーキング剤充填部６９ｃとを備えている。
【００６９】
相対向する取付縦枠部材６５の載置部６５ａ間には、第１の実施の形態の場合と異なり、金属製の薄板皿状の屋根材は取り付けられてはいない。これは、第１の実施の形態の場合には第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２が強化ガラス製で不燃認定外品であったために、建築基準法などの法規に対応して、金属製の屋根材２６を設けたものであり、本実施の形態では、第２の板状部材５２が金属製であるので法規上不要であるからである。但し、建築物Ａの屋根Ｒの下地面にシート状の断熱材５７は貼り付けるようにしている。
【００７０】
図１５に示すように、建築物Ａの軒先部分にアルミニウムの押出成形品からなる軒先金物７３を固定する。軒先金物７３上にアルミニウムの押出成形品からなる軒先部材７４を固定する。軒先部材７４には、水抜き及び通気のために下部壁を貫通して形成された貫通孔７４ａと、太陽熱吸収パネル５０の第１の板状部材５１の端部５１ａが載置されるとともに太陽熱吸収パネル５０の端面が当接させられて位置決めを図る当接部７４ｃとを備えている。
【００７１】
図１２、図１６及び図１８に示すように、太陽熱吸収パネル５０の第２の板状部材５２を、相対向する取付縦枠部材５５の載置部５５ａ上に載置して保持する。この際、図２０に示すように、嵌合構造５７が形成されていない側縁部を取付縦枠部材５５に沿わせて設置する。次に、図１５に示すように、軒先部材７４の当接部７４ｃの上面にシール部材７５を載置して接着等により固定する。このシール部材７５の上に太陽熱吸収パネル５０の第１の板状部材５１が配置され、かつ、第２の板状部材５２の端部５２ａが当接部７４ｃの下方に位置するように挿入する。第１の板状部材５１の端面と軒先部材５４の間の隙間に防水性を有するコーキング剤７６を充填する。
【００７２】
このように設置された太陽熱吸収パネル５０の上端部に、図１１及び図１４に示すように、さらに太陽熱吸収パネル５０を設置する。各第１の板状部材５１の端部５１ａ及び第２の板状部材５２の端部５２ａがそれぞれ対向するように他方の太陽熱吸収パネル５０の端面に形成された入れ違い部に挿入する。同時にメスソケット部材５８ｂとオスソケット部材５８ｄとをかみ合わせて挿入する。次に、第１の板状部材５１の端部５１ａ間に形成された隙間から排水部材６０の一つの凹状部６０ａ内に防水性を有するコーキング剤７８を充填する。同様に太陽熱吸収パネル５０の上端部に他の太陽熱吸収パネル５０を順次嵌合させて太陽熱吸収パネル集合体４５の一部を軒先部分から棟部分まで構築する。
【００７３】
次に、ファスナー部材６９のシール部材取付部６５ｃにシール部材７０を取り付け、このシール部材７０を複数の太陽熱吸収パネル６０の第１の板状部材６１に対向させて配置し、ファスナー部材６９に形成されたファスナー部６９ａを取付縦枠部材６５のファスナー部材挿入部６５ｂに挿入する。この挿入によりファスナー部材６９のファスナー部材挿入部６９ａの鉤部が取付縦枠部材６５のファスナー挿入部６５ｂの突起部と不可逆的に係合する。これにより、ファスナー部材６９のシール部材７０が第１の板状部材６１の板面に圧接密着させられて太陽熱吸収パネル５０をしっかりと保持するとともに、外からの雨水などの侵入を防止する。この後、シール部材７０の外側のコーキング剤充填部６９ｃにコーキング剤７１を充填する。コーキング剤７１とシール部材７０とにより２重の防水性が確保される。
【００７４】
このように、構築された太陽熱吸収パネル集合体４５に隣接する取付縦枠部材６５に対しても太陽熱吸収パネル５０を軒先部分から棟部分迄配置して、上述したのと同様にファスナー部材６９により固定することを繰り返して屋根Ｒの下地面全面に太陽熱吸収パネル集合体４５を構築する。
【００７５】
図１３に示すように、棟部分に設置された太陽熱吸収パネル５０の第２の板状部材５２の端部５２ａに取り付けたメスソケット部材５８ｂに、配線ソケット部材７９をソケット部材１８ｂ内の電極に電気接続させて接続する。配線ソケット部材７９と蓄電器等の電気機器とを配線により接続する。取付縦枠部材６５の上端部（棟側）にアルミニウム製の押出成形品からなる棟押え部材８０を取り付け、この棟押え部材８０の上面に薄板金属製の棟包み部材８１を取り付ける。これにより棟押え部材８０や棟包み部材８１により棟部分に空間８２が形成される。この空間８２に配線ソケット部材７９と電気機器とを接続する電気配線や太陽熱により加温された温気を集める設備などを配置する。
【００７６】
本発明の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル５０によれば、相互に嵌合させて形成された太陽熱吸収パネル集合体４５が建築物Ａの屋根兼用の構造物として機能する。従来住宅などでは屋根材などに強化ガラスや金属パネルは使用されていないが、本実施の形態では強化ガラス及び金属製パネルを使用しているので住居の屋根の耐久性能を高めることができる。
【００７７】
また、本実施の形態の太陽熱吸収パネル５０では、太陽熱を吸収する集熱パネル及び太陽光を利用した発電パネルとして機能する。すなわち、本太陽熱吸収パネル５０及びこれを連結した太陽熱吸収パネル集合体４５により集められた熱により太陽熱吸収パネル５０が加熱され、熱は太陽熱吸収パネル５０の裏面に設けられた放熱部材５５のフィン１５ａから裏面に放出され、裏側の空気を加温する。加温された温気は太陽熱吸収パネル５０の裏側を通って棟部分に集まり、床暖房を行うためなどに使用される。また、本太陽熱吸収パネル５０の空隙部５３内の太陽電池パネル５６により太陽光を利用した発電がなされ、発電された電力が建築物Ａの設備の運転のためなどに利用される。
【００７８】
また、太陽熱吸収パネル５０に形成された嵌合構造５７を互いに嵌合させるという比較的簡単な作業により、略板状の太陽熱吸収パネル集合体４５を形成することができる。
【００７９】
また、本太陽熱吸収パネル５０では、第１の板状部材５１及び第２の板状部材５２の間に形成された空隙部５３が大気圧以下に減圧されているので、太陽熱吸収パネル５０自体に断熱性をもたせることができ集熱した熱を外に漏らすことを最小限に抑えることができる。さらに、空隙部５３内への湿気等の侵入も防止でき内部に配置された部品などの腐食を低減させ耐久性を高めることができる。
【００８０】
また、太陽熱吸収パネル５０の端部に形成された嵌合構造５７により相互に嵌合させて連結した際に、第２の板状部材５２に形成されたコネクター構造５８も相互に電気接続されるので、単に太陽熱吸収パネル５０を連結する作業を行うだけで、特段の電気配線工事を行うことなく隣接する太陽熱吸収パネル５０内の太陽電池パネル５６の電気接続を図ることができる。
【００８１】
また、第１の板状部材５１に金属製の端子などを成形した場合には当該端子が太陽熱を吸収して温度が局部的に上昇して第１の板状部材５１の割れなどの損傷が生ずるおそれがあるが、本実施の形態では第１の板状部材５１ではなくて第２の板状部材５２にコネクター構造５８を形成しているので、このような障害は生じない。
【００８２】
また、太陽熱吸収パネル５０の取り付けにおいて、シール部材７０とコーキング剤７１との２重の防水構造を採用しているので、高い防水性能を確保することができる。また、コーキング剤７８と排水部材６０とを採用しているので、万が一、太陽熱吸収パネル５０の嵌合構造５７の部分などから雨水などが侵入しても、排水部材６０により建築物の内部に侵入する前に建築物の外に排出させることができる。
【００８３】
また、太陽熱吸収パネル５０により吸収された熱を第２の板状部材５２の裏面側に放出させて太陽電池パネル５６を冷却することができ、発電効率を高めることができる。
【００８４】
さらに、第２の板状部材５２に金属製のものを採用したので、第２の板状部材５２が所望の耐火性能や防火性能を有しているので、法規にも適合し太陽熱吸収パネル集合体４５の内側に屋根材を設ける必要がなく、屋根材にかけるコストの低減を図ることができる。
【００８５】
（第３の実施の形態）
以下に、本発明の第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル及び太陽熱吸収パネル集合体について添付図面を参照して説明する。
【００８６】
本実施の形態の太陽熱吸収パネル９０は、例えば図２１及び図２２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地面の屋根の勾配に沿って配置され後述する施工方法により設置されるもので、設置された複数個の太陽熱吸収パネル９０により本実施の形態の太陽熱吸収パネル集合体８５を構成する。
【００８７】
まず、本実施の形態に係る太陽熱吸収パネル９０の構造について説明する。図２９に示すように、透光性を有する材料、例えば強化ガラス製の第１の板状部材９１と、この第１の板状部材の裏面側に配置された剛性があり熱伝導性を有する材料、例えば金属製の第２の板状部材９２と、第１の板状部材９１と第２の板状部材９２との間に介挿されて第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２の間に外部に対して密閉された空隙部９３を形成する第１の板状部材９１又は第２の板状部材９２よりも低い熱伝動性を有する材料からなるスペーサ部材９４と、第２の板状部材９２の裏面側に設けられた放熱部材９５とを備えて概略構成されている。第１の板状部材９１は透明なものに限られず透光性を有するものであれば半透明のものや着色されたものであってもよい。さらに、第１の板状部材９１は合わせガラスであってもよい。
【００８８】
空隙部９３内には、スペーサ部材として機能するスペーサ部材９４と同様な低い熱伝動性の小スペーサ部材９４ａが複数個（図中では７個）第２の板状部材９２の長手方向に沿って配置される。小スペーサ部材９４ａはスペーサ部材９４とともに空隙部９３を保持するための機能を果たすもので、後述するように空隙部９３の吸引による太陽熱吸収パネル９０の厚さ方向に対する負圧などにより第１の板状部材９１又は第２の板状部材９２が変形したり破損したりすることを防止するために配置されるものである。小スペーサ部材９４ａを１列配置した例を示したが、必要に応じて複数列設けてもよい。複数列などのように多数の小スペーサ部材９４ａを配置すれば、第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２の板厚を薄くすることができる。
【００８９】
第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２には、図３０に示すように、その端部を互いに嵌合し合わせる嵌合構造９７が形成されている。この嵌合構造９７は、第２の板状部材９１の端部９１ａと第２の板状部材９２の端部９２ａとを互いに入れ違いにずらして配置して構成される。第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２の幅寸法（嵌合構造９７が形成された端部に隣接する側縁部間の幅寸法）は、第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２でともに略同一になっている。このような嵌合構造９７を有するので、第１の板状部材９１の端部９１ａ又は第２の板状部材９２の端部９２ａが、第１の板状部材９１又は第２の板状部材９２の端部９１ａ,９２ａが引っ込んだ部分である入れ違い部に互い違いに入り込むことにより、第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２が面一状態で嵌合して接合される。
【００９０】
第２の板状部材９２には真空バルブ部９９が取り付けられ、真空バルブ部９９は放熱部材９５に形成された貫通孔９５ｂ内に収納されている。真空バルブ部９９には逆止弁９９ａが設けられており、この逆止弁９９ａは外側からの空隙部９３内の空気の吸引は許容するが、外側からの内部への空気の流通は遮断する機能を有している。この逆止弁９９ａに吸引装置を接続して空隙部９３内を吸引し空隙部９３内の圧力を大気圧よりも減圧する。
【００９１】
第２の板状部材９２の周縁部上面には排水部材１００が載置されて取り付けられている。排水部材１００は、アルミニウム製の押出成形品であり、第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２の幅方向に沿った長尺形状をなしており、長手方向に３本の凹状部１００ａが形成されている。排水部材１００は、屋根Ｒなどに設置した場合において、万が一第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２との接合部から雨水などが侵入した場合に、排水部材１００に形成された凹状部１００ａを通路として流通させて後述する取付縦枠部材１０５の通路部１０５ｃに導いて排出させる機能をもつものである。
【００９２】
放熱部材９５は、アルミニウム製の押出成形品であり、裏面に多数のフィン９５ａが形成されている。放熱部材９５は幅方向に複数（図２９では３個）に分割されこれらを側端部で接合させるか若しくは単に当接させて所望の大きさの放熱部材９５を得るようにしている。
【００９３】
次に、本実施の形態の太陽熱吸収パネル９０の製造方法について説明する。太陽熱吸収パネル９０は、以下のように工業製品として工場などで製造される。まず、第２の板状部材９２の周縁部表面にスペーサ部材９４を接着して固定する。次に、第２の板状部材９２の中央部に長手方向に沿って小スペーサ部材９４ａを接着して固定する。次に、スペーサ部材９４及び小スペーサ部材９４ａの上面に第１の板状部材９１を接着して固定する。これにより空隙部９３が形成される。
【００９４】
次に、スペーサ部材９４の外周面に液状のコーキング剤１０１を塗布し、真空バルブ部９９の逆止弁９９ａに吸引装置を接続して空隙部９３内の空気を吸引して大気圧よりも減圧する。この処理操作によってスペーサ部材９４と第１の板状部材９１又は第２の板状部材９２との接着に不良個所があった場合においては、塗布したコーキング剤１０１が接着不良個所から内部に向かって吸引されて侵入し接着不良の改修が行われる。本製造方法によれば、第２の板状部材９２に対してスペーサ部材９４、第１の板状部材９１などを位置決めして逆止弁９９ａから吸引すれば、これらの部品が負圧により自ら押圧されるので、従来建材製造に不可欠であった大型のプレス機械を必要としない。したがって、製造設備が簡単で安価なものとなり、生産性も高められる。次に、第２の板状部材９２の裏面側に放熱部材９５を接着して固定する。この接着作業は、第１の板状部材９１、第２の板状部材９２、スペーサ部材９４の組み立て前に行ってもよい。
【００９５】
次に、図２１〜図２８に基づいて、上述した本実施の形態の太陽熱吸収パネル９０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に設置する方法について説明する。図２１は本太陽熱吸収パネル９０を建築物Ａの屋根Ｒの下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体８５を形成させた状態を示す棟方向の断面図であり、図２２は図２１に示す状態の桁方向の断面図である。図２３は図２１の棟部分の拡大図であり、図２４は図２１の中間部分の拡大図であり、図２５は図２１の軒先部分の拡大図である。図２６は図２２の図中右側部分の拡大図であり、図２７は図２２の図中中間部分の拡大図であり、図２８は図２２の図中左側部分の拡大図である。
【００９６】
図２２に示すように、建築物Ａの屋根Ｒの下地端部には、アルミニウムの押出成形品からなるけらば押え金物１０８を固定する。このけらば押え金物１０８の立壁部１０８ａに当接するように、建物Ａの屋根Ｒの下地面に屋根Ｒの勾配に沿って長尺部材である取付縦枠部材１０５を設置する。この取付縦枠部材１０５は太陽熱吸収パネル９０の幅寸法に相当する間隔を開けて複数個取り付ける。
【００９７】
取付縦枠部材１０５は、図２６及び図２８に示すように、太陽熱吸収パネル９０が載置される載置部１０５ａと、太陽熱吸収パネル９０を固定するためのファスナー部材１０９のファスナー部１０９ａが挿入されるファスナー部材挿入部１０５ｂと、ファスナー部材挿入部１０５ｂに隣接して長手方向に沿って位置し端部で開放した通路部１０５ｃとを備えている。ファスナー部材１０９には、前記ファスナー部１０９ａと、シール部材１１０を取り付けるシール部材取付部１０９ｂと、コーキング剤１１１が充填されるコーキング剤充填部１０９ｃとを備えている。
【００９８】
相対向する取付縦枠部材１０５の載置部１０５ａ間には、第１の実施の形態の場合と異なり、金属製の薄板皿状の屋根材は取り付けられてはいない。これは、第１の実施の形態の場合には第１の板状部材１１及び第２の板状部材１２が強化ガラス製で不燃認定外品であったために、建築基準法などの法規に対応して金属製の屋根材２６を設けたものであり、本実施の形態では、第２の板状部材９２が金属製であるので法規上不要であるからである。但し、建築物Ａの屋根Ｒの下地面にシート状の断熱材１０７は貼り付けるようにしている。
【００９９】
図２５に示すように、建築物Ａの軒先部分にアルミニウムの押出成形品からなる軒先金物１１３を固定する。軒先金物１１３上にアルミニウムの押出成形品からなる軒先部材１１４を固定する。軒先部材１１４には、水抜き及び通気のために下部壁を貫通して形成された貫通孔１１４ａと、太陽熱吸収パネル９０の第１の板状部材９１の端部９１ａが載置されるとともに太陽熱吸収パネル９０の端面が当接させられて位置決めを図る当接部１１４ｃとを備えている。
【０１００】
図２２、図２６及び図２８に示すように、太陽熱吸収パネル９０の第２の板状部材９２を、相対向する取付縦枠部材１０５の載置部１０５ａ上に載置して保持する。この際、図３０に示すように、嵌合構造９７が形成されていない側縁部を取付縦枠部材１０５に沿わせて設置する。次に、図２５に示すように、軒先部材１１４の当接部１１４ｃの上面にシール部材１１５を載置して接着等により固定する。このシール部材１１５の上に太陽熱吸収パネル９０の第１の板状部材９１が配置されるように挿入する。第１の板状部材９１の端面と軒先部材１１４の間の隙間に防水性を有するコーキング剤１１６を充填する。
【０１０１】
このように設置された太陽熱吸収パネル９０の上端部に、図２１及び図２４に示すように、さらに太陽熱吸収パネル９０を設置する。各第１の板状部材９１の端部９１ａ及び第２の板状部材９２の端部９２ａがそれぞれ対向するように他方の太陽熱吸収パネル９０の端面に形成された入れ違い部に挿入する。第１の板状部材９１の端部９１ａ間に形成された隙間から排水部材１００の一つの凹状部１００ａ内に防水性を有するコーキング剤１１８を充填する。同様に太陽熱吸収パネル９０の上端部に他の太陽熱吸収パネル９０を順次嵌合させて太陽熱吸収パネル集合体８５の一部を軒先部分から棟部分まで構築する。
【０１０２】
次に、ファスナー部材１０９のシール部材取付部１０９ｃにシール部材１１０を取り付け、このシール部材１１０を複数の太陽熱吸収パネル９０の第１の板状部材９１に対向させて配置し、ファスナー部材１０９に形成されたファスナー部１０９ａを取付縦枠部材１０５のファスナー部材挿入部１０５ｂに挿入する。この挿入によりファスナー部材１０９のファスナー部材挿入部１０９ａの鉤部が取付縦枠部材１０５のファスナー挿入部１０５ｂの突起部と不可逆的に係合する。これにより、ファスナー部材１０９のシール部材１１０が第１の板状部材９１の板面に圧接密着させられて太陽熱吸収パネル９０がしっかりと保持されるとともに、外からの雨水などの侵入を防止する。この後、シール部材１１０の外側のコーキング剤充填部１０９ｃにコーキング剤１１１を充填する。コーキング剤１１１とシール部材１１０とにより２重の防水性が確保される。
【０１０３】
このように、構築された太陽熱吸収パネル集合体８５に隣接する取付縦枠部材１０５に対しても太陽熱吸収パネル９０を軒先部分から棟部分迄配置して、上述したのと同様にファスナー部材１０９により固定することを繰り返して屋根Ｒの下地面全面に太陽熱吸収パネル集合体８５を構築する。
【０１０４】
図２３に示すように、取付縦枠部材１０５の上端部（棟側）にアルミニウムの押出成形品である棟押え部材１３０を取り付け、この棟押え部材１３０の上面に薄板金属製の棟包み部材１３１を取り付ける。これにより棟押え部材１３０や棟包み部材１３１により棟部分に空間１３２が形成される。この空間１３２に太陽熱により加温された温気を集める設備などを配置する。
【０１０５】
本発明の実施の形態に係る太陽熱吸収パネル９０によれば、相互に嵌合させて形成された太陽熱吸収パネル集合体８５が建築物Ａの屋根兼用の構造物として機能するとともに、太陽熱を吸収する集熱パネルとして機能する。すなわち、本太陽熱吸収パネル９０及びこれを連結した太陽熱吸収パネル集合体８５により集められた熱により太陽熱吸収パネル９０が加熱され、熱は太陽熱吸収パネル９０の裏面に設けられた放熱部材９５のフィン９５ａから裏面に放出され、裏側の空気を加温する。加温された温気は太陽熱吸収パネル９０の裏側を通って棟部分に集まり、床暖房を行うためなどに使用される。
【０１０６】
また、太陽熱吸収パネル９０に形成された嵌合構造９７を互いに嵌合させるという比較的簡単な作業により、略板状の太陽熱吸収パネル集合体８５を形成することができる。
【０１０７】
また、本太陽熱吸収パネル９０では、第１の板状部材９１及び第２の板状部材９２の間に形成された空隙部９３が大気圧以下に減圧されているので、太陽熱吸収パネル９０自体に断熱性をもたせることができ集熱した熱を外に漏らすことを最小限に抑えることができる。
【０１０８】
また、太陽熱吸収パネル９０の取り付けにおいて、シール部材１１０とコーキング剤１１１との２重の防水構造を採用しているので、高い防水性能を確保することができる。また、コーキング剤１１８と排水部材１００とを採用しているので、万が一太陽熱吸収パネル９０の嵌合構造９７の部分などから雨水などが侵入しても、排水部材１００により建築物の内部に侵入する前に建築物の外に排出させることができる。
【０１０９】
また、第２の板状部材９２に金属製のものを採用したので、第２の板状部材９２が所望の耐火性能や防火性能を有し、法規にも適合し太陽熱吸収パネル集合体８５の内側に屋根材を設ける必要がなく、屋根材にかけるコストの低減を図ることができる。
【０１１０】
（第４の実施の形態）
図３１に基づいて、本発明の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを用いた、太陽熱利用システムの一例である床暖房システムについて説明する。建築物Ａの屋根Ｒには太陽熱吸収パネル１が設置され、太陽熱吸収パネル１により加温された温気は棟部分に集められる。建築物Ａ内には温気が流通する通路が形成され、通路には送風機２ａ,２ｂが配置されている。送風機２ａ，２ｂにより温気が通路内を流通（循環）させられる。温気は直接床暖房として利用されるほか、余分な温気は通路に設けられた蓄熱送風機３に送られる。この蓄熱送風機３は、温気から吸熱して蓄熱するタンクと、このタンクに蓄熱された熱を通路内に温気として送風するためのファンとを備えている。蓄熱送風機３には、太陽熱吸収パネル１からの温気だけでは温度が低いときに熱量を補うために補助熱源４が付設されている。補助熱源４は通路７を介して太陽熱吸収パネル１に直接接続されている。
【０１１１】
建築物Ａの床面には温気の通路の一部をなす床パネル５が配置されている。床パネルは、アルミニウムの押出成形品であり、厚さ寸法が例えば３ｃｍ程度の薄いものであり、表面は平らな面になっているが、裏面には多数のフィンが凸条として略平行に形成され凸条間に凹溝が平行に形成されている。この凹溝内を温気が流通し、流通する温気がもつ熱量がフィンを介して床パネル５に伝達され、床パネルの表面から放熱されることにより床暖房が行われる。温気により直接床暖房するようにしているのは、温気のすべてを蓄熱送風機３に送るようにするとエネルギーロスが生ずるからである。
【０１１２】
床パネル５の入り口、出口又や分岐部などにはダンパー６が配置されている。この各ダンパー６には、通路を遮断したり流量を変化させたりするためのダンパー部材や送風器が設けられ、このダンパー部材や送風器にはこれらを駆動する例えばモーターや電磁バルブのような制御手段が連結されている。温気の通路の各所には温気の温度を計測する温度センサーや温気の流量を計測する流量センサーが設けられ、これらの温度センサーや流量センサーからのデータに基づいて各ダンパー部材を同期して又は独立に開閉又は送風することにより、床パネル５内の温気の流れ方向や流量などを制御して、床暖房運転を制御する。ダンパー６内の制御手段は直列の送り配線により接続されており、この配線内にコンピュータなどからの制御信号を送信してダンパー部材や送風器を駆動制御する。
【０１１３】
（その他の実施の形態）
上記第１〜３の実施の形態では、同一構造の太陽熱吸収パネルを集合させて太陽熱吸収パネル集合体を構築するようにしているが、異なる構造の太陽熱吸収パネルを組み合わせて太陽熱吸収パネル集合体を構築するようにしてもよい。例えば、第１の実施の形態の太陽熱吸収パネルを軒先部分から棟部分まで構築するとともにその隣に第２又は第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを軒先部分から棟部分まで構築し、このように第１又は第２の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを交互に配置することもできる。また、軒先部分から棟部分の中間部までに第２又は第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを配置し、この部分から棟部分に至る部分に第１の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを配置するようにすることもできる。これは、太陽電池パネルは高価であるので、必要に応じて太陽電池パネルを内蔵した太陽熱吸収パネルを必要な数量だけ配置することを可能とするためである。
【０１１４】
さらに、上記第１〜３の実施の形態では、スペーサ部材に低熱伝動性の材料を用いているが、熱伝動性を有する材料で形成してもよい。この場合には、スペーサ部材と第１の板状部材又は第２の板状部材との間に熱伝導を遮断又は低減する熱伝導遮断層を形成させることが好ましい。第２の板状部材側から外部への熱放散を低減してエネルギーロスを低減するためである。
【０１１５】
さらに、上記第１〜３の実施の形態では、スペーサ部材を第１の板状部材、第２の板状部材とは別体で構成したものを示したが、これらの一方とスペーサ部材とを一体に形成してもよい。この場合には、スペーサ部材に相当する部分と別体で形成された他の部材との間に熱伝導を遮断又は低減する熱伝導遮断層を形成させることが好ましい。第２の板状部材側から外部への熱放散を低減してエネルギーロスを低減するためである。
【０１１６】
さらに、上記第２又は第３の実施の形態においては、放熱部材と第２の板状部材とは別体で構成しているが、これらを一体に成形したものであってもよい。このものでは、製造設備は大がかりになるが、組み立て作業を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを建築物の屋根の下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体を形成させた状態を示す棟方向の断面図である。
【図２】図１に示す状態の桁方向の断面図である。
【図３】図１の棟部分の拡大図である。
【図４】図１の中間部分の拡大図である。
【図５】図１の軒先部分の拡大図である。
【図６】図２の図中右側部分の拡大図である。
【図７】図２の図中中間部分の拡大図である。
【図８】図２の図中左側部分の拡大図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの構造を示す分解斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの嵌合構造を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを建築物の屋根の下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体を形成させた状態を示す棟方向の断面図である。
【図１２】図１１に示す状態の桁方向の断面図である。
【図１３】図１１の棟部分の拡大図である。
【図１４】図１１の中間部分の拡大図である。
【図１５】図１１の軒先部分の拡大図である。
【図１６】図１２の図中右側部分の拡大図である。
【図１７】図１２の図中中間部分の拡大図である。
【図１８】図１２の図中左側部分の拡大図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの構造を示す分解斜視図である。
【図２０】本発明の第２の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの嵌合構造を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを建築物の屋根の下地面に取り付けて太陽熱吸収パネル集合体を形成させた状態を示す棟方向の断面図である。
【図２２】図２１に示す状態の桁方向の断面図である。
【図２３】図２１の棟部分の拡大図である。
【図２４】図２１の中間部分の拡大図である。
【図２５】図２１の軒先部分の拡大図である。
【図２６】図２２の図中右側部分の拡大図である。
【図２７】図２２の図中中間部分の拡大図である。
【図２８】図２２の図中左側部分の拡大図である。
【図２９】本発明の第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの構造を示す分解斜視図である。
【図３０】本発明の第３の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルの嵌合構造を示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態に係る太陽熱吸収パネルを用いた太陽熱利用システムの一例である床暖房システム（本発明の第４の実施の形態）を示す図である。
【符号の説明】
【０１１８】
９，４５，８５      太陽熱吸収パネル集合体
１０，５０，９０      太陽熱吸収パネル
１１，５１，９１      第１の板状部材
１２，５２，９２      第２の板状部材
１３，５３，９３      空隙部
１４，５４，９４      スペーサ部材
１５，５５，９５      放熱部材
１６，５６            太陽電池パネル
１７，５７，９７      嵌合構造
１８，５８            コネクター構造
１９，５９，９９      真空バルブ部
２０，６０，１００    排水部材
２５，６５，１０５    取付縦枠部材
２９，６９，１０９    ファスナー部材
Ａ                    建物
Ｒ                    屋根
【図１】
2005249322.tif 000003
【図２】
2005249322.tif 000004
【図３】
2005249322.tif 000005
【図４】
2005249322.tif 000006
【図５】
2005249322.tif 000007
【図６】
2005249322.tif 000008
【図７】
2005249322.tif 000009
【図８】
2005249322.tif 000010
【図９】
2005249322.tif 000011
【図１０】
2005249322.tif 000012
【図１１】
2005249322.tif 000013
【図１２】
2005249322.tif 000014
【図１３】
2005249322.tif 000015
【図１４】
2005249322.tif 000016
【図１５】
2005249322.tif 000017
【図１６】
2005249322.tif 000018
【図１７】
2005249322.tif 000019
【図１８】
2005249322.tif 000020
【図１９】
2005249322.tif 000021
【図２０】
2005249322.tif 000022
【図２１】
2005249322.tif 000023
【図２２】
2005249322.tif 000024
【図２３】
2005249322.tif 000025
【図２４】
2005249322.tif 000026
【図２５】
2005249322.tif 000027
【図２６】
2005249322.tif 000028
【図２７】
2005249322.tif 000029
【図２８】
2005249322.tif 000030
【図２９】
2005249322.tif 000031
【図３０】
2005249322.tif 000032
【図３１】
2005249322.tif 000033