JP2010151331A - Solar heat collector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽からの熱を集熱する太陽熱集熱器に関する。 The present invention relates to a solar heat collector that collects heat from the sun.
太陽熱集熱器は、一般に、平板的な函状に形成された枠体の内部に集熱板などの集熱要素を設け、その集熱要素の前面で枠体に透明板を取り付けて太陽光入射面を形成した構造とされ、その透明板を通じて太陽光を入射させて集熱要素により集熱するようになっており、自然エネルギである太陽からの熱を高い効率で集熱することができ、その熱を例えば温水の生成などとして有効利用できるようにする。こうした太陽熱集熱器を用いた太陽熱の有効利用のより広い普及は、近年とみに大きな問題となっている環境負荷の低減に有効である。 A solar heat collector is generally provided with a heat collecting element such as a heat collecting plate inside a flat box-shaped frame, and a transparent plate is attached to the frame in front of the heat collecting element. It has a structure that forms an incident surface, and sunlight is incident through the transparent plate and heat is collected by the heat collecting element, which can collect heat from the sun, which is natural energy, with high efficiency. The heat can be effectively used, for example, for generating hot water. The wider spread of effective use of solar heat using such a solar heat collector is effective in reducing the environmental load that has become a major problem in recent years.
従来、太陽熱集熱器は、建物の屋根に設置する屋根置き設置構造が一般的であった。しかし屋根置き設置構造は個々の住宅に屋根のない集合住宅については適用できず、このことが太陽熱集熱器による太陽熱の有効利用の普及について1つのネックとなっていた。こうしたことから、例えば特許文献1〜特許文献4などに見られるように、太陽熱集熱器を建物のベランダに設置するベランダ置き設置構造が提案されている。ここで、本明細書で「ベランダ」という場合、建物の側面に突出するような状態で設けられている構造物一般を意味し、狭義のベランダの他にバルコニーなども含むものとする。 Conventionally, a solar heat collector generally has a roof-standing installation structure that is installed on the roof of a building. However, the roof installation structure cannot be applied to an apartment house without a roof in each house, and this has become a bottleneck in the spread of effective use of solar heat by a solar heat collector. For this reason, as seen in, for example, Patent Literature 1 to Patent Literature 4 and the like, a veranda installation structure in which a solar heat collector is installed on a veranda of a building has been proposed. Here, the term “veranda” in this specification means a general structure provided so as to protrude from the side of a building, and includes a balcony in addition to a narrow veranda.
ベランダ置き設置構造は、個々の住宅に屋根がない集合住宅における各住宅にも太陽熱集熱器を容易に設置することを可能とし、それにより太陽熱集熱器による太陽熱の有効利用のより広い普及に役立つことが期待できる。しかし、ベランダ置き設置構造には1つの問題がある。それは、ガラスを用いるのが一般的である太陽光入射面の透明板が何らかの原因で損傷して破片を生じた場合に、その破片が落下してしまうという問題で、特に集合住宅の高層階に設置された太陽熱集熱器については、透明板破片の落下エネルギが大きくなることから、それにより大きな人的、物的被害がもたらされる可能性があり、大きな問題となる。 The veranda installation structure makes it possible to easily install a solar heat collector in each house in an apartment house where there is no roof in each house, thereby making it more widespread in the effective use of solar heat by the solar heat collector. Can be expected to help. However, there is one problem with the veranda installation structure. The problem is that if the transparent plate on the sunlight incident surface, which is generally made of glass, is damaged for some reason and it generates debris, the debris will fall, especially on the high floors of apartment buildings. For the installed solar thermal collector, the falling energy of the transparent plate fragments increases, which may cause great human and physical damage, which is a big problem.
本発明は以上のような事情を背景になされたものであり、その課題は、ベランダに設置される太陽熱集熱器について、その透明板が損傷した場合に生じる破片が落下することで人的、物的被害が生じるような事態を効果的に防止できるようにすることにある。 The present invention has been made in the background of the circumstances as described above, and the problem is that the solar heat collector installed on the veranda is humanized by falling pieces generated when the transparent plate is damaged, The purpose is to effectively prevent a situation in which physical damage occurs.
本発明では上記課題を解決するために、透明板を備え、この透明板を通じて太陽光を入射させる状態にして建物のベランダに設置される太陽熱集熱器において、前記透明板が損傷した場合に生じる破片を受け止める落下受けを備えていることを特徴としている。 In the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, a transparent plate is provided, and in a solar heat collector installed on a veranda of a building in a state in which sunlight is incident through the transparent plate, it occurs when the transparent plate is damaged. It is characterized by having a fall catcher that catches debris.
このように落下受けを設け、この落下受けで損傷透明板からの破片を受け止めるようにしたことにより、透明板破片の落下により人的、物的被害を生じるような事態を効果的に防止することができる。 By providing a drop receiver in this way, and receiving the debris from the damaged transparent plate with this drop receiver, it is possible to effectively prevent situations that cause human and physical damage due to falling transparent plate fragments Can do.
また本発明では、上記のような太陽熱集熱器について、前記落下受けは、当該落下受けに流下する水を集水して排水できるようにするものとしている。このようにすることにより、透明板に生じる結露水や透明板を伝い流れる雨水を集水して排水する太陽熱集熱器用の集排水要素としても落下受けを働かせることができ、落下受けの機能性を高めることができる。 Moreover, in this invention, about the above solar heat collector, the said fall receptacle collects the water which flows into the said fall receptacle, and enables it to drain. By doing so, the drop receiver can also be used as a drainage element for solar collectors that collect and drain the condensed water generated on the transparent plate and the rainwater flowing through the transparent plate, and the functionality of the drop receiver Can be increased.
また本発明では、上記のような太陽熱集熱器について、前記落下受けは、太陽光に対する反射能の高い反射面を有し、この反射面で反射した太陽光を前記透明板に入射させるようにするものとしている。このようにすることにより、落下受けを太陽熱集熱器に対する集光要素としても働かせることができ、落下受けの機能性を高めることができる。 Moreover, in this invention, about the above solar collectors, the said fall receiver has a reflective surface with the high reflectivity with respect to sunlight so that the sunlight reflected by this reflective surface may inject into the said transparent plate. I am going to do it. By doing in this way, a fall receiver can be used also as a condensing element with respect to a solar-heat collector, and the functionality of a drop receiver can be improved.
また本発明では、上記のような太陽熱集熱器について、前記落下受けの反射面の角度を調整可能にするものとしている。このようにすることにより、季節ごとの太陽高度に応じて、より効率的な集光を行わせることができ、落下受けの集光要素としての機能性を高めることができる。 Moreover, in this invention, about the solar heat collector as mentioned above, it is supposed that the angle of the reflective surface of the said fall receiver can be adjusted. By doing in this way, more efficient condensing can be performed according to the solar altitude for every season, and the functionality as a condensing element of a fall receiver can be improved.
以上のような本発明によれば、ベランダに設置される太陽熱集熱器について、その透明板が損傷した場合に生じる破片が落下することで人的、物的被害が生じるような事態を効果的に防止できるようになる。 According to the present invention as described above, it is effective for a solar heat collector installed on a veranda to have a situation where humans and physical damage are caused by falling pieces generated when the transparent plate is damaged. Will be able to prevent.
以下、本発明を実施するための形態について説明する。図1と図2に、第1の実施形態による太陽熱集熱器の構成と設置構造を模式化して示す。本実施形態の太陽熱集熱器1は、集合住宅構造の建物2のベランダ3に設置の手摺4に垂直状態で組み付けるようにして設置されるタイプであり、一般に知られている平板型や真空管型などとして構成される。具体的には、平板的な横長の函状に形成された枠体5を有し、この枠体5の内部に集熱要素として集熱板6を設けるとともに、集熱板6の前面で枠体5に透明板7を取り付け、さらに枠体5の下端部に落下受け8を取り付けた構造とされている。
Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 and FIG. 2 schematically show the configuration and installation structure of the solar heat collector according to the first embodiment. The solar heat collector 1 of this embodiment is a type that is installed on a
集熱板6は、透明板7を通して入射する太陽光から太陽熱を集熱する。集熱板6が集熱した太陽熱は、図示を省略の熱媒循環系などで循環される熱媒に熱交換により受け渡される。そして太陽熱を受け取った熱媒は、太陽熱集熱器1が例えば太陽熱温水器の要素である場合であれば、図示を省略の貯湯槽に循環させられ、そこに貯留の水ないし湯の加熱に用いられる。
The heat collecting plate 6 collects solar heat from sunlight incident through the
透明板7は、集熱板6の前面で太陽光入射面(集熱面)9を形成するようにして枠体5に取り付けられている。この透明板7は、集熱板6で集熱可能な太陽光を効率的に透過させることができるガラス製とされている。このため透明板7は、何らかの外部的要因で一定以上の衝撃が加わると破損して破片を生じる可能性がある。透明板7が破損して破片を生じた場合、上述のようにベランダ3の手摺4に垂直状態で組み付け設置されていることから、発生した透明板7の破片が枠体5から離れて落下することになる。そしてその落下破片がそのまま建物2に沿ってさらに落下することになると、大きな人的、物的被害をもたらす可能性があり、したがってそうした事態を効果的に防止できるようにする必要がある。
The
こうした要請に応えるのが落下受け8である。すなわち落下受け8は、枠体5の下端部に取り付けられ、透明板7が損傷して生じる落下破片を漏れなく受け止めることができるようにされ、その落下破片受け止め機能のために受け面部11、固定部12、および返し面部13を有した構造とされている。
The
受け面部11は、適度な剛性を有する鋼板などにより平板状に形成され、透明板7からの落下破片を漏れなく受け止めることができるような突出長Dをもって太陽光入射面9から前方に突出するようにされ、また透明板7の幅方向の全体にわたって延在する幅Wを有するようにされている。ここで、透明板7からの落下破片を漏れなく受け止めるができる突出長Dとは、透明板7の破損をもたらした衝撃で透明板7の破片が前方に飛び散るような状態になった場合でも、その飛散破片を漏れなく受け止めることができるようなサイズのことである。
The
固定部12は、受け面部11の後端部に直交する状態で接続するようにして設けられ、枠体5にその裏面側で落下受け8をボルト止めやビス止めなどで固定できるようにされている。
The
返し面部13は、受け面部11が受け止めた落下破片が受け面部11から飛び出すのを防止するのに機能する要素であり、その機能のために、受け面部11の先端にあって受け面部11に対して適切な傾きを持った状態で接続する平板状に形成され、受け面部11とともに太陽光入射面9の前方で溝構造ないし樋構造を形成するようにされている。
The
本実施形態の太陽熱集熱器1は、以上のような落下受け8を備え、この落下受け8で透明板損傷による破片を確実に受け止めることができる。したがって透明板破片が建物2に沿って落下して人的、物的被害を生じるような事態を効果的に防止することができる。
The solar heat collector 1 of the present embodiment includes the
図3と図4に、第2の実施形態による太陽熱集熱器の構成と設置構造を模式化して示す。本実施形態の太陽熱集熱器15は、基本的には第1の実施形態の太陽熱集熱器1と同様で、図1の太陽熱集熱器1における落下受け8に対応する落下受け16が集排水機能を備えている点で相違している。
3 and 4 schematically show the configuration and installation structure of the solar heat collector according to the second embodiment. The
落下受け16は、図4に示すように、落下破片受止め用の受け面部17に左右各端部から中央に向けて下がり傾斜となる集水用の勾配が与えられ、その勾配の底部に管状に形成の排水口18(図5)が設けられている。こうした落下受け16は、透明板7に生じる結露水や透明板7を伝い流れる雨水が流下してくると、これを受け面部17における集水用勾配で排水口18に集水し、その排水口18からベランダ3の床19に排水する。
As shown in FIG. 4, the
以上のように本実施形態の太陽熱集熱器15では、落下受け16が透明板破片の落下防止機能に加えて、透明板7に生じる結露水や透明板7を伝い流れる雨水を集水して排水する集排水要素としても機能するようにされている。したがって落下受け16に、より高い機能性が得られる。この他の構成などについては第1の実施形態と同様なので、共通する要素には同一の符号を付し、それらについての説明は省略する。
As described above, in the
図5と図6に、第3の実施形態による太陽熱集熱器の構成と設置構造を模式化して示す。本実施形態の太陽熱集熱器21は、基本的には第1の実施形態の太陽熱集熱器1と同様で、図1の太陽熱集熱器1における落下受け8に対応する落下受け22が太陽光の反射集光機能を備えている点で相違している。
5 and 6 schematically show the configuration and installation structure of the solar heat collector according to the third embodiment. The
落下受け22は、例えば鏡面仕上を施したり反射体を貼り付けたりするなどして、落下破片受止め用の受け面部23に反射能の高い反射面24が形成され、この反射面24で太陽光Rを反射することで太陽光入射面9に入射集光させることができるようにされている。このように、透明板破片の落下防止機能に加えて、太陽光の反射集光機能も与えるようにしたことにより、落下受け22の機能性を向上させることができる。
The
また落下受け22は、こうした反射集光機能に関して反射面24の角度を調整できるようにされている。反射面24の角度調整については様々な機構が可能であるが、図の例では回動方式によっている。具体的には、反射面24の後端位置で受け面部23に回動部25を設け、この回動部25で受け面部23を回動させることにより、反射面24の角度を任意に設定できるようにしている。このように反射面24の角度調整を行えるようにすることにより、季節ごとの太陽高度に応じた効率的な集光を行えるようになる。すなわち図5のように反射面24を水平にした角度状態であると、高度の高い太陽からの太陽光Rについては集光限界点Lが反射面24の途中に生じる状態になるが、一方、図6に示すように、反射面24を太陽光入射面9に近づける方向に傾斜させると、反射面24の先端まで集光限界点Lを移動させることができ、したがってより効率的に反射集光を行えるようになる。
Further, the
以上の他の構成などについては第1の実施形態と同様なので、共通する要素には同一の符号を付し、それらについての説明は省略する。 Since the other configurations and the like are the same as those in the first embodiment, common elements are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
図7に、第4の実施形態による太陽熱集熱器の構成と設置構造を模式化して示す。本実施形態の太陽熱集熱器31は、基本的には第1の実施形態における太陽熱集熱器1と同様で、図1の太陽熱集熱器1における落下受け8に対応する落下受け32に特徴がある。
FIG. 7 schematically shows the configuration and installation structure of the solar heat collector according to the fourth embodiment. The
落下受け32は、太陽熱集熱器31を傾けた状態にして手摺4に設置するための支持要素としても機能するようにされ、そのために固定部33、受け面兼支持面部34、補助固定部35、および返し面部13を有する構造とされている。
The
固定部33は、平板状に形成され、手摺4の基部にボルト止めやビス止めなどで水平状態にして固定できるようにされている。
The fixing
受け面兼支持面部34は、水平状態の固定部33に対して所定角度で上方に傾斜する状態でつながるようにして平板状に形成されている。この受け面兼支持面部34は、落下破片受止め用の受け面部として機能し、また太陽熱集熱器31をその下端面について支持する支持面部として機能し、さらに太陽光の反射集光に機能する。そして支持機能については、水平状態の固定部33に対する上述の傾斜状態にあって太陽熱集熱器31の枠体5の下端面を支持するようにされ、これにより太陽熱集熱器31の手摺4に対する傾斜設置構造、つまり太陽熱集熱器31への太陽光Rの入射角度を集熱に関してより効率的なものとする設置構造に対する支持要素となるようにされている。また太陽光の反射集光機能については、受け面兼支持面部34に、第3の実施形態における反射面24と同様な反射面36が形成されている。
The receiving surface / supporting
補助固定部35は、受け面兼支持面部34の後端部に直交する状態で接続するようにして設けられ、太陽熱集熱器31の枠体5をその裏面側でボルト止めやビス止めなどで落下受け32に固定できるようにされており、受け面兼支持面部34の補強リブとしても機能するようにされている。
The auxiliary fixing portion 35 is provided so as to be connected in a state orthogonal to the rear end portion of the receiving surface / supporting
以上のように本実施形態の太陽熱集熱器31では、落下受け32が透明板破片の落下防止機能に加えて、太陽熱集熱器31のベランダ3への傾斜設置における支持要素としても機能し、さらに太陽光の反射集光にも機能するようにされている。したがって落下受け32に、より高い機能性が得られる。この他の構成などについては第1の実施形態と同様なので、共通する要素には同一の符号を付し、それらについての説明は省略する。
As described above, in the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、これは代表的な例に過ぎず、本発明は、その趣旨を逸脱することのない範囲で様々な形態で実施することができる。例えば上記各実施形態では、ベランダの手摺を利用して太陽熱集熱器を設置する場合あったが、これに限られず、例えばベランダの天井(直上階のベランダの床)を利用して太陽熱集熱器を設置する場合についても適用できる。 As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this is only a typical example and this invention can be implemented with a various form in the range which does not deviate from the meaning. For example, in each of the embodiments described above, a solar heat collector is installed using a handrail on a veranda. However, the solar heat collector is not limited to this. For example, a solar heat collector using a ceiling of a veranda (a floor of a veranda directly above) This can also be applied to the case where a vessel is installed.
1、15、21、31 太陽熱集熱器
2 建物
3 ベランダ
7 透明板
8、16、22、32 落下受け
24、36 反射面
R 太陽光
1, 15, 21, 31 Solar collector 2
Claims (4)
前記透明板が損傷した場合に生じる破片を受け止める落下受けを備えていることを特徴とする太陽熱集熱器。 In a solar collector that is equipped with a transparent plate and is placed on the veranda of the building with sunlight entering through the transparent plate,
A solar heat collector comprising a drop receiver for receiving debris generated when the transparent plate is damaged.
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