(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の屋根面に設置した太陽熱集熱器と、屋根の下方の屋内又は屋外に設置した給湯タンクとを配管流路で連通し、前記給湯タンク内に供給された水を熱交換部を介して前記配管流路を循環する加熱された熱媒と熱交換させることにより、又は太陽熱集熱器に供給されて加熱された水を前記配管流路を経て前記給湯タンクに給送することにより、前記給湯タンクから取出し可能な温水を生成する太陽熱給湯システムにおいて、野地及び屋根葺き部材からなる屋根を貫通して前記配管流路を配設するための太陽熱給湯システムの屋根部配管構造であって、
軒部分の屋根に設けられており、
前記野地及び前記屋根葺き部材に形成した貫通孔に、下部を前記野地の下方に突出させると共に上部を前記屋根葺き部材の上方に突出させた状態で外周面に雄ネジが形成されたニップル部材を挿通し、屋根を挟み込むようにして前記ニップル部材の下部雄ネジ部に下部雌ネジ部材を、前記ニップル部材の上部雄ネジ部に上部雌ネジ部材を各々締着することにより、前記ニップル部材を屋根に固定し、前記下部雄ネジ部の下端部に屋根裏配管の上端雌ネジ継手部を螺着し、前記上部雄ネジ部の上端部に屋根上配管の下端雌ネジ継手部を螺着して、前記屋根裏配管と前記屋根上配管とを前記ニップル部材を介して連通させるようになっており、
且つ当該屋根部配管構造を下方から覆うようにして、漏水受けを設置すると共に、漏水受けの下端部分から漏水検出管を延設して、これの下端部を軒部分の天井面に開放させている太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【請求項２】
前記上部雌ネジ部材は、内側に弾性止水部材を配設した皿型ワッシャーを介在させて屋根に締着される請求項１に記載の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【請求項３】
前記屋根葺き部材が前記野地に沿って設置されるスレートであり、前記貫通孔の内周面に形成された該スレートと前記野地との間の隙間に弾性止水部材が挟み込まれる請求項１又は２に記載の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【請求項４】
前記屋根葺き部材が前記野地に対して傾斜した状態で設置される平板瓦であり、前記上部雌ネジ部材は、前記野地に対する前記平板瓦の傾斜に合わせた勾配を有する勾配付スペーサーを介在させて前記平板瓦の上面に締着される請求項１又は２に記載の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【請求項５】
前記平板瓦と前記野地との間隔部分において、中間部雌ネジ部材が、前記下部雌ネジ部材との間に前記野地を挟み込むようにして締着される請求項４に記載の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【請求項６】
前記中間部雌ネジ部材は、内側に弾性止水部材を配設した皿型ワッシャーを介在させて締着される請求項５に記載の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱給湯システムの屋根部配管構造に関し、特に、野地及び屋根葺き部材からなる屋根を貫通して熱媒や水の配管流路を設けるための太陽熱給湯システムの屋根部配管構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の屋根面に設置した集熱パネル等からなる太陽熱集熱器と、屋根の下方の屋内又は屋外に設置した給湯タンクとを熱媒の循環用の配管流路で連通し、給湯タンク内に設けた熱交換器を介して、給水管から給湯タンクに供給された水を熱媒と熱交換させることにより温水を生成する、いわゆる間接加熱形の太陽熱給湯システムや、太陽熱集熱器に給水管から水を供給し、供給された水を太陽熱集熱器で直接加熱して温水を生成した後、生成した温水を配管流路を経て給送して給湯タンクに貯留するようにした、いわゆる直接加熱形の太陽熱給湯システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
これらの太陽熱給湯システムでは、屋根による排水機能や防水性能を考慮して、熱媒や温水の配管流路を形成する配管を、屋根を貫通させることなく建物の屋根面や外壁面に沿って露出した状態で配設して、例えば屋外に設置した給湯タンクと屋根面に設置した太陽熱集熱器との間で熱媒や温水を循環させたり流通させたりすることができるようになっている。
【特許文献１】特開平１１−３５１６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、太陽熱集熱器と熱交換タンクとの間で熱媒や温水を循環させたり流通させたるための配管流路を構成する配管を、建物の屋根面や外壁面に沿って露出した状態で配設すると、建物の外観に影響を与え、建物の意匠性を損う場合がある。また、配管流路を形成する配管を建物の屋根面や外壁面に露出した状態で配設すると、例えば紫外線や風雨の影響を受けて配管が劣化しやすくなり、配管流路の維持管理にコストがかかることになる。さらに、冬期においては、熱のロスが大きくなると共に、より凍結しにくい高価な不凍液が必要になり、さらに不凍液の維持管理に多くの手間を要することになる。
【０００５】
このようなことから、太陽熱集熱器と熱交換タンクとの間の配管流路を、建物の屋根を貫通させて屋根裏や屋内を経て配設することが要望されているが、建物の屋根は、野地の上にスレートや平板瓦等の屋根葺き部材を重ね合わせて構成されており、また雨水等の排水機能や防水性能を備えているため、屋根面に沿って流下する雨水等の水が屋根裏側に浸入しないようにしつつ、屋根を貫通させて配管流路を設けるには特別の工夫が必要になる。
【０００６】
本発明は、太陽熱集熱器と熱交換タンクとの間で熱媒や温水を循環させたり流通させたりするための配管流路を、屋根面に沿って流下する雨水等の水が屋根裏側に浸入しないようにしつつ、屋根を貫通させて簡易に配設することのできる太陽熱給湯システムの屋根部配管構造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】
【０００７】
本発明は、建物の屋根面に設置した太陽熱集熱器と、屋根の下方の屋内又は屋外に設置した給湯タンクとを配管流路で連通し、前記給湯タンク内に供給された水を熱交換部を介して前記配管流路を循環する加熱された熱媒と熱交換させることにより、又は太陽熱集熱器に供給されて加熱された水を前記配管流路を経て前記給湯タンクに給送することにより、前記給湯タンクから取出し可能な温水を生成する太陽熱給湯システムにおいて、野地及び屋根葺き部材からなる屋根を貫通して前記配管流路を配設するための太陽熱給湯システムの屋根部配管構造であって、軒部分の屋根に設けられており、前記野地及び前記屋根葺き部材に形成した貫通孔に、下部を前記野地の下方に突出させると共に上部を前記屋根葺き部材の上方に突出させた状態で外周面に雄ネジが形成されたニップル部材を挿通し、屋根を挟み込むようにして前記ニップル部材の下部雄ネジ部に下部雌ネジ部材を、前記ニップル部材の上部雄ネジ部に上部雌ネジ部材を各々締着することにより、前記ニップル部材を屋根に固定し、前記下部雄ネジ部の下端部に屋根裏配管の上端雌ネジ継手部を螺着し、前記上部雄ネジ部の上端部に屋根上配管の下端雌ネジ継手部を螺着して、前記屋根裏配管と前記屋根上配管とを前記ニップル部材を介して連通させるようになっており、且つ当該屋根部配管構造を下方から覆うようにして、漏水受けを設置すると共に、漏水受けの下端部分から漏水検出管を延設して、これの下端部を軒部分の天井面に開放させている太陽熱給湯システムの屋根部配管構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００８】
そして、本発明の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造によれば、前記上部雌ネジ部材は、内側に弾性止水部材を配設した皿型ワッシャーを介在させて屋根に締着されることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造によれば、前記屋根葺き部材が前記野地に沿って設置されるスレートであり、前記貫通孔の内周面に形成された該スレートと前記野地との間の隙間に弾性止水部材が挟み込まれることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造によれば、前記屋根葺き部材が前記野地に対して傾斜した状態で設置される平板瓦であり、前記上部雌ネジ部材は、前記野地に対する前記平板瓦の傾斜に合わせた勾配を有する勾配付スペーサーを介在させて前記平板瓦の上面に締着されることが好ましい。
【００１１】
さらにまた、本発明の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造によれば、前記平板瓦と前記野地との間隔部分において、中間部雌ネジ部材が、前記下部雌ネジ部材との間に前記野地を挟み込むようにして締着されることが好ましい。
【００１２】
また、前記中間部雌ネジ部材は、内側に弾性止水部材を配設した皿型ワッシャーを介在させて締着されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造によれば、太陽熱集熱器と熱交換タンクとの間で熱媒や温水を循環させたり流通させたりするための配管流路を、屋根面に沿って流下する雨水等の水が屋根裏側に浸入しないようにしつつ、屋根を貫通させて簡易に配設することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好ましい第１実施形態に係る太陽熱給湯システムの屋根部配管構造１０は、図１及び図２に示すように、建物として例えば住宅建築物の屋根１１の屋根面１１ａに設置した太陽熱集熱器１２と、屋根の下方の屋外に設置した給湯タンク１３とを備える太陽熱給湯システムにおいて、例えば太陽熱集熱器１２と給湯タンク１３との間で不凍液を熱媒として循環させる、往路管１４ａ及び復路管１４ｂからなる循環流路となった配管流路１４を、野地１５及びスレート（屋根葺き部材）１６からなる屋根１１を貫通させて配設するための配管構造として設けられたものである。
【００１５】
すなわち、本第１実施形態の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造１０は、住宅建築物の屋根１１の屋根面１１ａに設置した太陽熱集熱器１２と、屋根１１の下方の屋外に設置した、内部に熱交換器を備える給湯タンク１３とを配管流路１４で連通し、給水管１７から給湯タンク１３内に供給された水を熱交換器を介して配管流路１４を循環する加熱された熱媒と熱交換させることにより、給湯タンク１３から取出し可能な温水を生成する太陽熱給湯システムにおいて（図１参照）、野地１５及びスレート１６からなる屋根１１を貫通して配管流路１４を配設するための配管構造である。
【００１６】
そして、本第１実施形態の太陽熱給湯システムの屋根部配管構造１０は、図２に示すように、軒部分３４の屋根１１に設けられており、屋根１１を構成する野地１５及びスレート１６を貫通して形成した貫通孔１８に、下部１９ａを野地１５の下方に突出させると共に上部１９ｂをスレート１６の上方に突出させた状態で外周面に雄ネジ２０が形成されたニップル部材１９を挿通し、屋根１１を挟み込むようにしてニップル部材１９の下部雄ネジ部２０ａに下部雌ネジ部材２１を、ニップル部材１９の上部雄ネジ部２０ｂに上部雌ネジ部材２２を各々締着することにより、ニップル部材１９を屋根１１に固定し、下部雄ネジ部２０ａの下端部に屋根裏配管２３の上端雌ネジ継手部２３ａを螺着し、上部雄ネジ部２０ｂの上端部に屋根上配管２４の下端雌ネジ継手部２４ａを螺着して、屋根裏配管２３と屋根上配管２４とをニップル部材１９を介して連通させるようになっており、且つ当該屋根部配管構造１０を下方から覆うようにして、図４に示すように、漏水受け３５を設置すると共に、漏水受け３５の下端部分から漏水検出管３６を延設して、これの下端部を軒部分３４の天井面３４ａに開放させている。
【００１７】
本実施形態では、太陽熱給湯システムを構成する太陽熱集熱器１２は、例えば集熱管を内蔵させた集熱パネル等からなる公知の集熱器であり、図１に示すように、好ましくは屋根１１の南側に面した屋根面１１ａに、公知の各種の支持固定金具（図示せず。）を介して、スレート１６による屋根勾配に沿って配置固定される。
【００１８】
太陽熱給湯システムを構成する給湯タンク１３は、内部に熱交換器が設けられた公知の熱交換タンクであり、さらに内部に温水貯留槽等を備えると共に、外周面に、配管流路１４の往路管１４ａ及び復路管１４ｂの接続口や、給水管１７及び取出管２５の接続口、配線ケーブル２６の接続口等が設けられている。そして、接続された往路管１４ａ及び復路管１４ｂを介して、太陽熱集熱器１２との間で不凍液を熱媒として循環させ、太陽熱集熱器１２で加熱された不凍液を、熱交換器に供給できるようになっている。
【００１９】
また、接続された給水管１７を介して例えば水道水が熱交換器に供給され、供給された水は熱交換器において太陽熱集熱器１２で加熱された不凍液と熱交換されて温水を生成すると共に、生成された温水は温水貯留槽に貯留されるようになっている。さらに、接続された取出管２５を介して貯留された温水を必要に応じて適宜取り出すことができ、例えばバスルームやキッチン等において使用することができるようになっている。さらにまた、接続された配線ケーブル２６を介して屋内から延設する各種の配線が接続され、例えば屋内に設けられたコントロールパネル２７を介して、給湯タンク１３や太陽熱集熱器１２の稼動を制御できるようになっている。
【００２０】
そして、本第１実施形態の屋根部配管構造１０は、太陽熱集熱器１２と給湯タンク１３とを連通する配管流路１４の往路管１４ａ及び復路管１４ｂを、屋根裏２８や屋内２９を経て配設することができるように、屋根１１を貫通させて配管される部分Ａ（図１参照）において採用されることになる。
【００２１】
本第１実施形態の屋根部配管構造１０を構成するニップル部材１９は、好ましくは全長に亘って外周面に雄ネジ２０が形成された、中空円筒状の金属製の公知の部材であり、例えば８〜１２ｍｍ程度の内径を有している。またニップル部材１９は、例えば９０〜１３０ｍｍ程度の長さを有しており、これの外径よりも僅かに大きな内径で野地１５及びスレート１６を貫通して形成された貫通孔１８に挿通されると共に、下部雌ネジ部材２１及び上部雌ネジ部材２２としてのナット部材を外周面の雄ネジ２０に締着させて、下部１９ａを野地１５の下方に突出させ、且つ上部１９ｂをスレート１６の上方に突出させた状態で、屋根１１に強固に装着固定されることになる。
【００２２】
また、本第１実施形態では、屋根１１の野地１５を覆って敷設される屋根葺き部材として、野地１５に沿って設置されるスレート１６が用いられており、貫通孔１８の内周面に形成されたスレート１６と野地１５との間の隙間に弾性止水部材３０を挟み込んだ状態で、ニップル部材１９がナット部材２１，２２によって締着されて取り付けられている。弾性止水部材３０としては、例えばブチルゴム等からなる円環状に成形されたゴムリングやシリコン系シーリング材を用いることができ、ニップル部材１９を貫通孔１８に挿通する前に、例えばスレート１６と野地１５との間の隙間に弾性止水部材３０を指で装着することにより、当該隙間を閉塞した状態で容易に設けることができる。貫通孔１８の内周面に形成されたスレート１６と野地１５との間の隙間に弾性止水部材３０が挟み込まれていることにより、当該屋根部配管構造１０における防水性能をさらに向上させることが可能になる。
【００２３】
さらに、本第１実施形態では、ニップル部材１９の上部雄ネジ部２０ｂに螺着される上部雌ネジ部材２２は、内側に弾性止水部材３１を配設した皿型ワッシャー３２を介在させて屋根１１のスレート１６に締着されている。弾性止水部材３１としては、例えばブチルゴム等からなる円環状に成形されたゴムリングやシリコン系シーリング材を用いることができる。内側に弾性止水部材３１を配設した皿型ワッシャー３２を介在させて上部雌ネジ部材２２が屋根１１に締着されていることにより、当該屋根部配管構造１０における防水性能をさらに向上させることが可能になる。
【００２４】
なお、本第１実施形態では、ニップル部材１９の下部雄ネジ部２０ａに螺着される下部雌ネジ部材２１は、平型ワッシャー３３を介在させて屋根１１の野地１５に締着されているが、下部雌ネジ部材２１は、上部雌ネジ部材２２と同様に、内側に弾性止水部材３１を配設した皿型ワッシャー３２を介在させて屋根１１に締着することもできる。
【００２５】
そして、本第１実施形態では、上述のようにして屋根１１に設置固定されたニップル部材１９の下方に突出する下部雄ネジ部２０ａの下端部に、給湯タンク１３から屋内２９及び屋根裏２８を介して延設する、往路管１４ａ及び復路管１４ｂを構成する屋根裏配管２３の上端雌ネジ継手部２３ａを螺着固定すると共に、上方に突出する上部雄ネジ部２０ｂの上端部に、太陽熱集熱器１２から屋根面１１ａを介して延設する、往路管１４ａ及び復路管１４ｂを構成する屋根上配管２４の下端雌ネジ継手部２４ａを螺着固定することにより、屋根裏配管２３と屋根上配管２４とがニップル部材１９を介して連通する、往路管１４ａ及び復路管１４ｂからなる配管流路１４が、屋根１１を貫通して簡易に形成されることになる。
【００２６】
すなわち、本第１実施形態によれば、太陽熱集熱器１２と熱交換タンク１３との間で熱媒を循環させるための配管流路１４を、屋根１１を挟み込むようにして締着される下部雌ネジ部材２１及び上部雌ネジ部材２２を用いて固定されたニップル部材１９を介して接続することにより、屋根面１１ａに沿って流下する雨水等の水が屋根裏２８側に浸入しないようにしつつ、屋根１１を貫通させた状態で簡易に配設することが可能になる。
【００２７】
また、本第１実施形態では、図４に示すように、屋根部配管構造１０が軒部分３４の屋根１１に設けられており、当該屋根部配管構造１０を下方から覆うようにして、漏水受け３５を設置すると共に、漏水受け３５の下端部分から漏水検出管３６を延設して、これの下端部を軒部分３４の天井面３４ａに開放させている。これによって、万が一、屋根部配管構造１０の部分で熱媒や水の漏水が生じた際に、このような漏水を、例えば漏水検出管３６の下端開口から軒下に熱媒や水が滴下することによって検知することが可能になり、漏水が生じた屋根部配管構造１０を迅速に補修等することが可能になる。
【００２８】
さらに、本第１実施形態では、屋根１１を貫通させることにより、配管流路１４を屋根裏や屋内を経て配設することが可能になるので、配管流路１４を構成する往路管１４ａや復路管１４ｂが屋外に露出する部分を極力少なくすることが可能になる。これによって、配管流路１４が建物の外観に与える影響を抑制して、建物の意匠性を向上させることが可能になると共に、例えば紫外線や風雨の影響を受けて往路管１４ａや復路管１４ｂが劣化するのを効果的に抑止することが可能になり、配管流路１４の維持管理の手間やコストを低減することが可能になる。
【００２９】
さらにまた、配管流路１４の露出する部分が少なくなるので、特に冬期においては、熱のロスが少なくなると共に、断熱材を太く巻くことも可能になる。また配管の凍結を効果的に回避することが可能になると共に、性能の良い高価な不凍液を用いる必要もなく、不凍液のメンテナンスも容易になる。
【００３０】
図３は、本発明の好ましい第２実施形態に係る太陽熱給湯システムの屋根部配管構造４０を示すものである。本第２実施形態では、屋根１１の野地１５を覆って敷設される屋根葺き部材は、平板瓦４１となっている。本第２実施形態の屋根部配管構造４０は、上記第１実施形態の屋根部配管構造１０と略同様の構成を備える他、上部雌ネジ部材２２は、野地１５に対する平板瓦４１の傾斜に合わせた勾配を有する、クッション止水部材４３が接合された勾配付スペーサー４２を介在させて平板瓦４１の上面に締着されている。また、平板瓦４１と野地１５との間隔部分において、中間部雌ネジ部材４４が、下部雌ネジ部材２１との間に野地１５を挟み込むようにして締着されている。さらに、中間部雌ネジ部材４４は、内側に弾性止水部材３２を配設した皿型ワッシャー３３を介在させて締着されている。
【００３１】
そして、第２実施形態の屋根部配管構造４０によっても、太陽熱集熱器１２と熱交換タンク１３との間で熱媒を循環させるための配管流路１４を、屋根１１を挟み込むようにして締着される下部雌ネジ部材２１及び上部雌ネジ部材２２を用いて固定されたニップル部材１９を介して接続することにより、上記第１実施形態の屋根部配管構造１０と同様の作用効果が奏されることになる。
【００３２】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明が適用される太陽熱給湯システムは、給湯タンク内に供給された水を熱交換部を介して配管流路を循環する加熱された熱媒と熱交換させることにより、給湯タンクから取出し可能な温水を生成するものである必要は必ずしも無く、太陽熱集熱器と給湯タンクとを連通する配管流路を介して太陽熱集熱器に水を直接供給し、太陽熱集熱器で加熱された水を配管流路を経て給湯タンクに給送することにより貯留するタイプの太陽熱給湯システムであっても良い。この場合、温水を直接循環させることで、不凍液との熱交換を必要とせず、熱効率をアップさせることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態の好ましい第１実施形態に係る太陽熱給湯システムの屋根部配管構造が設けられた建物の要部を示す略示断面図である。
【図２】本実施形態の好ましい第１実施形態に係る太陽熱給湯システムの屋根部配管構造の構成を説明する図１のＡ部拡大図である。
【図３】本実施形態の好ましい第２実施形態に係る太陽熱給湯システムの屋根部配管構造の構成を説明する要部断面図である。
【図４】軒部分の屋根に設けた屋根部配管構造の下方に漏水受けを取付けた状況を説明する建物の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０，４０  屋根部配管構造
１１  屋根
１１ａ  屋根面
１２  太陽熱集熱器
１３  給湯タンク
１４  配管流路
１４ａ  往路管
１４ｂ  復路管
１５  野地
１６  スレート（屋根葺き部材）
１７  給水管
１８  貫通孔
１９  ニップル部材
２０  雄ネジ
２１  下部雌ネジ部材（ナット部材）
２２  上部雌ネジ部材（ナット部材）
２３  屋根裏配管
２４  屋根上配管
３０，３１  弾性止水部材
３２  皿型ワッシャー
３４  軒部分
３４ａ  軒部分の天井面
３５  漏水受け
３６  漏水検出管
４１  平板瓦（屋根葺き部材）
４２  勾配付スペーサー
４４  中間部雌ネジ部材
【図１】
0005355934.tif 000002
【図２】
0005355934.tif 000003
【図３】
0005355934.tif 000004
【図４】
0005355934.tif 000005