(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面を黒色系とし多数の通気孔が分散状態に明けられた金属製のプレートを集熱板とし、該集熱板がその受光面を斜め上向き又は上向きにして設置され、
該集熱板の受光面側に所定の間隔をおいて無孔の透光板が設けられて集熱板と透光板との間に受光面側空間部が形成されると共に、前記集熱板と設置面又は背板との間に背面側空間部が形成され、
前記無孔透光板と設置面又は背板との間の空間部は外に対して密閉され、前記集熱板によって受光面側空間部と背面側空間部とに仕切られ、空気入口が受光面側空間部に開口すると共に、空気出口が背面側空間部に開口し、
ファンの駆動により、空気が、空気入口から受光面側空間部に導入され、集熱板の通気孔を通じて背面側空間部に引き込まれ、空気出口から送り出されるようになされており、
空気入口から受光面側空間部に導入された空気が、太陽光によって加熱された集熱板で暖められると共に、通気孔を通過する際に暖められ、更に、背面側空間部において前記集熱板で暖められて空気出口から送り出されるようになされていることを特徴とする太陽熱集熱構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽熱集熱器及び太陽熱集熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽熱集熱器として、従来より種々のものが提供されているが、その中に、受光面が黒色系で、多数の通気孔が分散状態に明けられたアルミニウム等の金属製のプレートを集熱板として用いたものがある。この集熱板は、太陽光を受けることができるよう、建物の外壁面から所定の間隔をおくように設置して用いられる。この集熱器では、太陽光によって加熱された集熱板が、集熱板の正面側の空気を暖め、こうして暖められた空気を、集熱板と外壁面との間の空間部に集熱板の通気孔を通じて引き込むことによって、通気孔を通過する際に更に暖め、更にまた、集熱板と外壁面との間の空間部に引き込まれた空気を集熱板により背面側から暖めるというようにして、効率良く空気を暖めるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の集熱板は、多数の通気孔を備えているため、雨水が内側に入り込みやすく、また、通気孔に小さなゴミ等の異物が詰まって通気孔を塞いでしまうおそれがあることから、本来なら、太陽光を受けやすい屋根にも設置するのが好ましいが、それができず、そのため、上記のように、建物の外壁部分に対して設置して用いることとされていた。
【０００４】
本発明は、上記のような背景において、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板として用いる太陽熱集熱器の適用範囲を拡大することができ、しかも、効果的に集熱できるようにすることを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板とし、この集熱板の受光面側に所定の間隔をおいて無孔の透光板が設けられ、集熱板と透光板との間の空間部に空気が導入され、この空気が、集熱板の通気孔を通って集熱板の背面側空間部に送られるものとなされていることを特徴とする太陽熱集熱器よって解決される。
【０００６】
この集熱器では、多数の通気孔が分散状態に明けられた集熱板の受光面側に無孔の透光板が備えられているから、この集熱器の集熱板の受光面を斜め上向き又は上向きにして屋根などに設置した場合であっても、雨が通気孔を通って集熱板の内側に入り込んでしまうことがなく、また、異物が集熱板の通気孔を塞いでしまうこともない。もちろん、この集熱板の受光面を横向きにして建物の外壁などに備えさせた場合でも、通気孔を通じた雨水の内部侵入を効果的に防ぐことができるし、異物が通気孔を塞いでしまうのも有効的に防ぐことができる。
【０００７】
しかも、このように集熱板の受光面側には透光板が所定の間隔をおいて備えられているから、集熱板の受光面側で暖められた空気が風によってよそに逃げていってしまうということがなく、集熱板の受光面側で集熱板により暖められた空気を確実に集熱板の通気孔に通すことができて、効果的に集熱することができる。
【０００８】
また、集熱板の受光面を斜め上向き又は上向きにして設置された太陽熱集熱構造では、上記のように、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板とした太陽熱集熱構造でありながら、雨が通気孔を通って集熱板の内側に入り込んでしまうことがないし、また、異物が集熱板の通気孔を塞いでしまうということもない。
【０００９】
しかも、この場合には、集熱板の受光面が斜め上向き又は上向きにされているため、集熱板によって暖められた空気が温度差の作用によって上方に移行しようとするが、この移行を透光板が阻止し、そのため、集熱板の受光面側で暖められた空気を確実に集熱板の通気孔に通すことができ、効果的に集熱することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示す実施形態の太陽熱集熱器１において、２が集熱板である。集熱板２は、太陽光を受ける受光面が黒色系に塗装された例えばアルミニウム等の金属製のプレートからなり、このプレートには、多数の通気孔３…が分散状態に明けられている。この集熱板２の受光面側には、例えばガラスや樹脂などからなる無孔の透光板４が、集熱板２から所定の間隔をおいて備えられ、集熱板２と透光板４との間に受光面側空間部５が形成されている。また、集熱板２の背面側には、設置面６との関係で背面側空間部７が形成されるようになされている。この背面側空間部７は、設置面６とは無関係に、背板を備えさせることで、この背板と集熱板２との間に形成するようにしてもよい。
【００１２】
本実施形態では、透光板４と設置面６あるいは背板との間の空間部は、外に対して密閉され、この空間内が、集熱板２によって上記の受光面側空間部５と背面側空間部とに仕切られるかたちに構成されている。
【００１３】
そして、空気の入口８が受光面側空間部５に開口して備えられると共に、空気の出口９が背面側空間部７に開口して備えられており、空気の出口９にファン１０を設けるなどすることにより空気出口９における圧を空気入口８における圧よりも低くすることで、空気が、空気入口８から受光面側空間部５に導入され、集熱板２の通気孔３を通じて背面側空間部７に送り込まれ、そして、空気出口９に引き込まれていくようになされている。
【００１４】
空気入口８と空気出口９とは、受光面側空間部５の空気が集熱板２の各通気孔３…を均等的に通過して背面側空間部７に送り込まれるよう、集熱板２の面方向において、互いに距離をおくように設けられるのが好ましい。特に、集熱器１を図示するように傾斜させて、あるいは、縦向きにして設置する場合は、各空間部５，７内における空気の温度差移動を考慮し、空気入口８を受光面側空間部５内下側に開口させ、空気出口９を背面側空間部７内上側に開口させるのがよい。
【００１５】
上記の集熱器１では、集熱板２が太陽光１１を受けて加熱されると、空気入口８から受光面側空間部５に送り込まれた空気が集熱板２によって暖められ、そして、集熱板２の通気孔３…を通過する際にも暖められ、更に、背面側空間部７に送り込まれて集熱板２に暖められ、そして空気出口９を通じて取り出される。
【００１６】
この過程において、集熱器１の周囲に風が吹いた場合でも、集熱板２の受光面側には透光板４が備えられているから、集熱板２によって暖められた受光面側の空気が風で吹き飛ばされることはない。従って、集熱板２の受光面側で暖められた空気を逃がしてしまうことがなく、太陽熱を効果的に集めることができる。
【００１７】
また、上記の集熱器１では、図１に示すように、集熱板２の受光面が斜め上向きとなるように集熱器１を設置した場合、あるいは、図示しないが集熱板２の受光面が上向きとなるように集熱器１を設置した場合でも、集熱板２の受光面側には透光板４が備えられているから、集熱板２によって暖められた空気が温度差によって上方に逃げてしまうことがなく、従って、太陽熱を効果的に集めることができる。
【００１８】
また、集熱板２の受光面側には無孔の透光板４が備えられていることにより、集熱板２の受光面が斜め上向きあるいは上向きあるいは横向きとなるように集熱器１を設置しても、雨水が通気孔３…を通じて集熱板２の背面側に入り込んでしまうこともないし、また、異物が集熱板２の通気孔３…を塞いでしまうこともない。
【００１９】
図２及び図３には、上記の太陽熱集熱器１を用いた住宅等の建物における太陽熱利用システムの構成例を示す。集熱器１は、屋根の傾斜面６に設置されている。
【００２０】
このシステムでは、冬は、図２に示すように、集熱器１で太陽熱により暖められた空気が、ファン１０の駆動により、ユニット１２を経由して、直接、吹出口１３から室内に吹き出して室内が暖房される。また、集熱器１で暖められた空気は、ユニット１２を経由して、壁や床に備えられた暖房用の蓄熱部、例えば潜熱蓄熱部１４に送り込まれ、蓄熱部１４に貯められた熱で夜間でも室内が暖められる。集熱器１へは、室内に開口する吸込口１５を通じて室内空気が導入される。
【００２１】
この暖房運転中、集熱器１で暖められた空気は、外気取入り口１６から取り入れられる外気とチャンバー１７内で混合されて室内に供給され、また、室内の空気の一部は、排気ファン１８の駆動により排気口１９から外に排出され、これにより、室内が熱交換換気される。２５は全熱交換型換気ユニットである。
【００２２】
夏は、図３に示すように、集熱器１で太陽熱により暖められた空気が、ファン１０の駆動により、ユニット１２内の熱交換器２０を通過することで、貯湯タンク２３内の水が温められる。空気は、ユニット１２から、室内に吹き出すことなく、また蓄熱部１４に送り込まれないようにして、集熱器１に戻る。また、室内の空気が、排気ファン１８の駆動により排気口１９から外にも排出されると共に、外の空気が外気取入り口１６からファン２５により室内に取り入れられ、これにより、室内が熱交換換気される。
【００２３】
図４に示す太陽熱利用システムには、上記のシステムに、更に、ヒートポンプ式の冷暖房エアコンが組み込まれている。２１はこのエアコンの室外機、２２は室内機である。室内を上記のようにして換気しながら、このエアコンで、冬は暖房、夏は冷房することもできるようになっている。
【００２４】
以上に、本発明の実施形態を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱しない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、集熱板は、太陽熱で加熱されうるプレートからなるものであればよく、その材質や色に特段の制限はないし、このプレートに設けられる通気孔についても、各種の態様で分散配置されていてよいし、点状の孔からなるものであってもよいし、線状の孔からなるものであってもよい。また、透光板については、太陽による集熱板の加熱を妨げないようなものであればよい。また、本発明の集熱器は、屋根面の他、屋上や平地、建物の外壁などに設置して用いられてよい。即ち、上記のように、集熱板の受光面を斜め上向きあるいは上向きにして用いることによって、より高い効果を発揮しうるが、横向きにするなど、集熱板に太陽光を受けさせることのできる各種角度姿勢で用いられてよい。また、集熱した太陽熱は、暖房などに限らず、各種目的に用いられてよいことはいうまでもない。
【００２５】
【発明の効果】
上述の次第で、本発明は、以上のとおりのものであるから、多数の通気孔が分散状態に明けられたプレートを集熱板として用いる太陽熱集熱器の適用範囲を拡大することができ、しかも、効果的に集熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】太陽熱集熱器の実施形態を示すもので、図（イ）は構造を示す断面側面図、図（ロ）は作動状態を示す断面側面図である。
【図２】太陽熱集熱器を用いた太陽熱利用システムの作動状態を示す回路図である。
【図３】同システムの他の作動状態を示す回路図である。
【図４】太陽熱集熱器を用いた太陽熱利用システムの他の例の作動状態を示す回路図である。
【符号の説明】
１…集熱器
２…集熱板
３…通気孔
４…透光板
５…受光面側空間部
７…背面側空間部
８…入口
９…出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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