JP2015040654A - ルーバー装置、給湯システム、空調システム、及び外装材 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることである。
【解決手段】本発明の一側面に係るルーバー装置は、太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、ルーバー装置、給湯システム、空調システム、及び外装材の技術に関する。

近年の高層建築物では、外装を軽量化して柱及び梁の構造部材へ作用する荷重負担を軽減し、それにより構造部材の寸法を小さくしてコスト削減を図る目的から、外装ガラス張り構造が多用されている。

従来、この外装ガラス張りの建築物では、外壁の外側と内側とにガラス壁を設ける二重構造（ダブルスキン構造）が採用されている。そして、外側及び内側のガラス壁の間にできた中間層で太陽熱を遮熱し、当該中間部に籠った熱を排気すべく空気を流し、窓際周辺部（ペリメータゾーン）の熱環境をコントロールする空調システムが採用されている（例えば、特許文献１）。

特開２００２−２５６６３７号公報

上記ダブルスキン構造では、太陽熱を遮断するための高機能なガラスをガラス壁（ガラス窓）に用いるとともに、ファンを用いて中間層に籠った空気を屋外に排気することが行われている。しかしながら、空気による熱搬送は効率が悪く、中間層の空気に閉じ込められた熱が建物内に再放出されてしまうため、太陽光の遮熱効率が悪いという問題点があった。

本発明は、一側面では、このような点を考慮してなされたものであり、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高める技術を提供することを目的とする。

本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。

すなわち、本発明の一側面に係るルーバー装置は、太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備える。

上記構成によれば、羽根部材の集光機構によって、ルーバー装置の軸体に太陽光が集光される。そして、軸体に集光された太陽光は、当該軸体によって、吸収され、集熱される。ここで、太陽光の熱を集熱する軸体は真空管で構成されているため、集熱された太陽光の熱の当該軸体から建物内への再放出は生じにくい。

従って、上記構成によれば、集熱された太陽光の熱の建物内への再放出を防止することができるため、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。

また、上記一側面に係るルーバー装置の別の形態として、前記軸体及び羽根部材は地面に対して水平方向に配置されてもよい。当該構成によれば、水平型のルーバー装置を提供することができる。

また、上記一側面に係るルーバー装置の別の形態として、前記軸体及び羽根部材が地面に対して垂直方向に配置されてもよい。当該構成によれば、垂直型のルーバー装置を提供することができる。

また、上記一側面に係るルーバー装置の別の形態として、前記羽根部材は、前記軸体に回転可能に取り付けられ、取り付けられた前記軸体に前記太陽光を集光してもよい。当該構成によれば、シンプルなルーバー装置を提供することができる。

また、上記一側面に係るルーバー装置の別の形態として、前記羽根部材の集光機構は、当該羽根部材の太陽光を受ける反射面で構成されてもよい。当該構成によれば、羽根部材による反射を利用して太陽光を集光することができる。

また、上記一側面に係るルーバー装置の別の形態として、前記羽根部材の反射面は、当該羽根部材の取り付けられる前記軸体の位置が焦点位置となる放物線状に形成されてもよい。当該構成によれば、羽根部材が効率よく軸体に太陽光を集光できるようになるため、集熱効率を高めることができる。

また、本発明の一側面に係る給湯システムは、太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備えるルーバー装置と、前記軸体で集められた熱を搬送するための熱搬送機構と、前記熱搬送機構で搬送された熱によって温められた温水を貯湯する貯湯タンクと、を備える。当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めつつ、ルーバー装置の軸体で集められた熱を給湯に利用することができる。

また、本発明の一側面に係る空調システムは、太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備えるルーバー装置と、前記軸体で集められた熱を搬送するための熱搬送機構と、前記熱搬送機構で搬送された熱を利用して、暖房及び冷房の少なくとも一方を行う空調機構と、を備える。当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めつつ、ルーバー装置の軸体で集められた熱を空調に利用することができる。

また、本発明の一側面に係る外装材は、建物の外装となる外側ガラス材と、太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記外側ガラス材に対して前記建物の内側に配置されるルーバー装置と、を備える。そして、前記ルーバー装置は、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備える。上記のとおり、当該構成によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。

また、上記一側面に係る外装材の別の形態として、上記外装材は、前記外側ガラス材に対向して配置される内側ガラス材を更に備えてもよく、前記ルーバー装置は、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とで形成される内部空間に配置されてもよい。当該構成によれば、太陽光の熱を集熱するルーバー装置と建物内部の空間とを遮断することができるため、建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を更に高めることができる。

本発明によれば、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。

図１は、実施の形態に係るルーバー装置を例示する平面図である。 図２は、実施の形態に係るルーバー装置を例示する側面図である。 図３Ａは、実施の形態に係るルーバー装置の軸体を例示する。 図３Ｂは、図３ＡのＸ−Ｘ線断面を例示する。 図４Ａは、実施の形態に係る給湯システムを例示する。 図４Ｂは、実施の形態に係る空調システムを例示する。 図５Ａは、実施の形態に係る外装材を例示する。 図５Ｂは、他の例に係る外装材を例示する。 図６は、他の例に係るルーバー装置を例示する。 図７は、建物と太陽光との関係を例示する。 図８は、他の例に係るルーバー装置の軸体を例示する。 図９Ａは、他の例に係る伝熱フィンの形状を例示する。 図９Ｂは、他の例に係る伝熱フィンの形状を例示する。 図１０Ａは、他の例に係るルーバー装置の羽根部材の形状を例示する。 図１０Ｂは、他の例に係るルーバー装置の羽根部材の形状を例示する。 図１０Ｃは、他の例に係るルーバー装置の軸体と羽根部材との関係を模式的に例示する。 図１０Ｄは、他の例に係るルーバー装置の羽根部材の集光機構を模式的に例示する。 図１１Ａは、他の例に係るルーバー装置の羽根部材の角度を調節する機構を模式的に例示する。 図１１Ｂは、他の例に係るルーバー装置の羽根部材の角度を調節する機構を模式的に例示する。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形が行われてもよい。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。

§１ 構成例
＜全体構造＞
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るルーバー装置２の構成を例示する。図１は、本実施形態に係るルーバー装置２を模式的に例示する平面図である。また、図２は、本実施形態に係るルーバー装置２を模式的に例示する側面図である。ここでは、説明の便宜のため、図１の上下方向を「上下」、図２の左側を「前」、図２の右側を「後」と称することとする。

図１及び図２に例示されるように、本実施形態に係るルーバー装置２は、地面に対して水平方向に延びるように形成された複数の軸体２０と、当該複数の軸体２０の両端を固定する一対の枠材２３を備えている。また、複数の軸体２０は、上下方向に所定間隔をおいて配置されている。そして、当該ルーバー装置２が備える構成要素として、各軸体２０の両端それぞれには歯車２２が回転自在に取り付けられており、これら一対の歯車２２に、片側放物線状の薄板からなる羽根部材２１が支持されている。

各羽根部材２１は、例えば、太陽光を遮光し、太陽光の熱を遮熱するために利用される。各羽根部材２１は、軸体２０の下方側に配置されるように取り付けられ、前方に向かって、つまり、太陽光の照射側に向かって延びている。そして、各羽根部材２１において、太陽光を受ける面は、後述するように、反射面２１１を構成する。なお、本実施形態では、当該反射面２１１が、本発明の「集光機構」に相当する。

また、図２に例示されるように、当該ルーバー装置２は、各軸体２０の前方及び後方で上下方向に延びる紐状部材２４を備えている。各紐状部材２４は、図示を省略する歯付きプーリーなどで吊り下げられ、上下動可能となっている。また、各紐状部材２４は歯車２２と噛合している。そのため、ユーザは、当該紐状部材２４を上下何れかに引っ張ることで、歯車２２を軸体２０回りに回転させることができ、これによって、羽根部材２１が軸体２０に取り付けられる角度を変えることができる。そのため、ユーザは、ガラス窓を有する建物の窓辺等に当該ルーバー装置２を設置して太陽光を遮りつつ、羽根部材２１の角度を変更することで、建物内に入る太陽光の量を調節することができる。

本実施形態では、このように太陽光を遮るために利用されるルーバー装置２の羽根部材２１が、上述したように、当該太陽光を軸体２０に集光する反射面２１１を備えている。より詳細には、羽根部材２１の反射面２１１は、当該羽根部材２１の取り付けられる軸体２０の位置が焦点位置となる放物線状に形成される。当該反射面２１１の形状は、焦点の位置をｆとすると、例えば、以下の数１で例示される方程式で表現される放物線状に形成される。

なお、羽根部材２１の形状は、当該羽根部材２１の反射面２１１が太陽光を軸体２０に集光できればよく、例えば、上記放物線の焦点の位置は、軸体２０の軸心に合わせられていてもよいし、軸体２０内のいずれかの箇所に合わせられてもよい。羽根部材２１は、反射面２１１で反射した太陽光の少なくとも一部が軸体２０に当たるように形成される。

本実施形態では、羽根部材２１の反射面２１１は、このような形状を有することで、当該羽根部材２１の取り付けられる軸体２０に太陽光を集光する（図中の矢印Ｓ）。そして、当該軸体２０は、羽根部材２１によって集光された太陽光を吸収し、集熱する。以下では、当該軸体２０の構成を説明する。

＜軸体の構成＞
図３Ａ及び図３Ｂを用いて、軸体２０の構成を説明する。図３Ａは、本実施形態に係る軸体２０の構成を例示し、図３Ｂは図３ＡのＸ−Ｘ線断面図である。図３Ａ及び図３Ｂで例示されるように、本実施形態に係る軸体２０は、太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成されている。

具体的には、軸体２０は、一端部が半球状に形成されて閉じられ、他端部が開口した円筒状の中空のガラス製の外側ガラス管２０１を備えており、この外側ガラス管２０１は、水平方向に延びるように配置されている。そして、この外側ガラス管２０１の内部には、同形状で小径の円筒状で中空のガラス製の内側ガラス管２０２が配置されている。外側ガラス管２０１及び内側ガラス管２０２の開口側の端部同士は気密的に一体に結合しており、その内部空間、つまり外側ガラス管２０１の内周面と内側ガラス管２０２の外周面との間には真空層２０３が形成されている。すなわち、軸体２０は、外側ガラス管２０１と内側ガラス管２０２と構成される真空二重ガラス管である。また、この真空二重ガラス管の端部、つまり、内側ガラス管２０２の開口は、軸体２０の固定される枠材２３によって封止されている。

そして、真空層２０３側に位置する内側ガラス管２０２の外周面には、太陽光を吸収し集熱する選択吸収膜２０４がコーティングされている。選択吸収膜２０４は、太陽光を吸収し集熱する膜であればよく、例えば、黒色クロム、黒色ニッケル、窒化アルミニウム等で形成される多層の膜であってもよいし、スパッタリング、電気メッキ等で表面に凹凸の付けられた膜であってもよい。

当該選択吸収膜２０４の反対側、すなわち、内側ガラス管２０２の内部空間には、当該内側ガラス管２０２の内周面に接するように伝熱フィン２０５が設けられている。そして、この内部空間には、当該伝熱フィン２０５に包まれるように、Ｕ字管２０６が設けられている。

伝熱フィン２０５は、例えばアルミ製であり、選択吸収膜２０４の熱をＵ字管２０６に伝達する。Ｕ字管２０６は、例えば銅製であり、その両端部は内側ガラス管２０２の開口から枠材２３側へ突出し、枠材２３内を通る配管と連結している。これにより、Ｕ字管２０６内には、当該配管から供給される熱媒液が流れる。

熱媒液は、選択吸収膜２０４において集熱された熱を搬送するための液体であり、例えば、水、不凍液等である。当該熱媒液は、ポンプの作用によって配管内を移動しており、Ｕ字管２０６内を移動する際に、当該Ｕ字管２０６に伝達された熱で温められる。したがって、選択吸収膜２０４において集熱された熱は、伝熱フィン２０５を介してＵ字管２０６に伝達され、Ｕ字管２０６内を流れる熱媒液に吸収される。なお、当該熱媒液は、配管を通って、下水道に排水されてもよいし、以下で説明する給湯システムで利用されてもよい。

本実施形態に係る軸体２０は、以上のような真空管式の集熱器として構成されることで、羽根部材２１の反射面２１１によって集光される太陽光を吸収し、集熱できるようになっている。

＜効果＞
本実施形態に係るルーバー装置２では、羽根部材２１の反射面２１１によって、軸体２０に太陽光が集光される。そして、当該軸体２０に集光された太陽光は、軸体２０の選択吸収膜２０４において吸収され、集熱される。

ここで、当該選択吸収膜２０４は、外側ガラス管２０１と内側ガラス管２０２とで形成される真空層２０３内に存在する。真空状態では熱伝導はほぼ生じないため、選択吸収膜２０４で集熱された太陽光の熱は、軸体２０外部には伝達されにくく、建物内には再放出されにくい。

従って、上記実施形態によれば、集熱された太陽光の熱の建物内への再放出を防止することができるため、ガラス窓を有する建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。つまり、本実施形態に係るルーバー装置２を建物内のペリメーターゾーン又はダブルスキン部に配置することで、当該ペリメーターゾーンの空調負荷を軽減することが可能になる。

また、本実施形態に係るルーバー装置２では、集熱された太陽光の熱は、建物外に排気される空気ではなく、熱媒液に取り込まれ、例えば、下水道に排出される。そのため、本実施形態によれば、ヒートアイランド現象の一因となっている建物内の熱の大気拡散を防止することができる。

また、上記実施形態に係るルーバー装置２では、羽根部材２１の反射面２１１は、太陽光を吸収し集熱する軸体２０の位置が焦点位置となる放物線状に形成される。そのため、本実施形態によれば、羽根部材２１に入射する太陽光を軸体２０に当たるように反射することが可能になるため、ガラス窓を透過し減衰した太陽光であっても、軸体２０（集熱器）あたりの集熱量が高められ、太陽光の適度な遮熱を維持しつつ、集熱を効率よく行うことが可能になる。

＜給湯システム＞
次に、図４Ａを用いて、上述したルーバー装置２を利用した給湯システムについて説明する。図４Ａは、ルーバー装置２を備える給湯システム１ａを例示する。図４Ａで例示されるように、上記ルーバー装置２は、例えば、給湯システム１ａの構成要素として、利用することができる。

図４Ａで例示されるように、本実施形態に係る給湯システム１ａは、上記ルーバー装置２を含む第１配管経路Ａと、貯湯タンク５を含む第２配管経路Ｂとを備えており、これらは熱交換器４で連結されている。まず、第１配管経路Ａについて説明する。第１配管経路Ａは、ルーバー装置２の軸体２０に連結された閉じた経路であり、ポンプ３により、軸体２０を流れる熱媒液が図中の矢印方向に循環するようになっている。また、第２配管経路Ｂは、貯湯タンク５に追加される水道水を循環させる閉じた経路であり、ポンプ６により貯湯タンク５の水を第２配管経路Ｂの図中の矢印方向に沿って循環させている。また、貯湯タンク５には、給湯する際に貯湯タンク５内の温水を更に温める給湯器７が接続されている。給湯器７は、例えば、ガス、石油、電気等のボイラ類、又はヒートポンプであり、補助熱源として利用される。

以上の給湯システム１ａは次のように動作する。すなわち、ルーバー装置２の軸体２０で集められた熱は、まず、ルーバー装置２を経由する熱媒液に取り込まれる。具体的には、ポンプ３の作用によって、第１配管経路Ａを循環する熱媒液が軸体２０のＵ字管２０６を流れる際に、当該Ｕ字管２０６を流れる熱媒液が、伝熱フィン２０５を介して、選択吸収膜２０４で集められた熱を取得する。

そして、第１配管経路Ａ内の熱媒液に取り込まれた熱は、熱交換器４を介して、第２配管経路Ｂ内の水に移動する。熱交換器４によって温められた第２配管経路Ｂ内の熱媒液は、ポンプ６の作用によって、貯湯タンク５に蓄えられる。一方、熱交換器４によって冷却された第１配管経路Ａ内の熱媒液は、ポンプ３の作用によって、再度、ルーバー装置２のＵ字管２０６に流入する。

したがって、貯湯タンク５には、第１配管経路Ａ、熱交換器４、及び第２配管経路Ｂを介して搬送された熱によって温められた温水が貯湯される。つまり、この熱交換器４、第１配管経路Ａ、及び第２配管経路Ｂが、軸体２０で集められた熱を搬送するための熱搬送機構に相当する。そして、本実施形態に係る給湯システム１ａでは、貯湯タンク５に蓄えられた温水は、給湯器７で更に温められて、利用される。

当該給湯システム１ａによれば、集熱された太陽光の熱は、建物内で給湯利用された後に、下水道に排出される。そのため、当該給湯システム１ａによれば、ヒートアイランド現象の一因となっている建物内の熱の大気拡散を防止しつつ、集熱された太陽光の熱を有効に利用することができる。

なお、図４Ａで例示される給湯システム１ａは、ルーバー装置２を利用した給湯システムの一例に過ぎず、上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。例えば、ルーバー装置２と貯湯タンク５とは、熱交換器４を介さず、直接、配管で連結されてもよい。この場合、ルーバー装置２と貯湯タンク５とを連結する配管が、本発明の熱搬送機構に相当する。

＜空調システム＞
次に、図４Ｂを用いて、上述したルーバー装置２を利用した空調システムについて説明する。図４Ｂは、ルーバー装置２を備える空調システム１ｂを例示する。図４Ｂで例示されるように、上記ルーバー装置２は、例えば、空調システム１ｂの構成要素として、利用することができる。

ルーバー装置２から貯湯タンク５までの経路に関しては、上記給湯システム１ａと同様であるため、構成及び動作の説明を省略する。図４Ｂで例示される空調システム１ｂは、上記給湯システム１ａの構成要素の他、貯湯タンク５を含む第３配管経路Ｃと、低温蓄熱槽１３を含む第４配管経路Ｄとを備えている。

第３配管経路Ｃと第４配管経路Ｄとは、それぞれが閉じた経路となり、吸収式冷凍機１１で連結される場合と、吸収式冷凍機１１を経由せず、一体の閉じた経路を形成する（図の点線Ｆで連結される経路）場合と、を選択的にとることができる。なお、第３配管経路Ｃでは、ポンプ９によって、貯湯タンク５の水が図中の矢印方向に沿って循環し、第４配管経路Ｄでは、ポンプ１２によって、低温蓄熱槽１３の水が図中の矢印方向に沿って循環している。

そして、低温蓄熱槽１３は、ファンコイルユニット１５と第５配管経路Ｅで連結している。第５配管経路Ｅは、ポンプ１４によって、低温蓄熱槽１３とファンコイルユニット１５との間で低温蓄熱槽１３の水を循環させる閉じた経路である。また、ファンコイルユニット１５は、冷媒又は熱媒として低温蓄熱槽１３から供給される水を利用して、室内の冷房又は暖房を行う。本実施形態では、このように、吸収式冷凍機１１、低温蓄熱槽１３、及びファンコイルユニット１５で、冷房及び暖房の両方を行う空調機構１０が形成されている。

以上の空調システム１ｂは次のように動作する。当該空調システム１ｂが冷房を行う場合、第３配管経路Ｃと第４配管経路Ｄとは、それぞれ閉じた経路となり、吸収式冷凍機１１で連結される状態になる。そして、ルーバー装置２を利用して温められた貯湯タンク５の温水は、ポンプ９の作用によって、吸収式冷凍機１１に送られる。なお、上記給湯システム１ａで説明したように、第１配管経路Ａ、熱交換器４、及び第２配管経路Ｂが本発明の熱搬送機構に相当し、貯湯タンク５には、ルーバー装置２で集められた熱によって温められた温水が貯湯されている。

吸収式冷凍機１１は、気化熱による冷却を行う蒸発器、蒸発器で蒸発した水蒸気を吸収液により吸収する吸収器、吸収器の吸収液の濃度を加熱により再生する再生器、及び再生器で蒸発させられた水蒸気を蒸発器で用いる冷媒に凝縮する凝縮器で構成される。吸収式冷凍機１１では、第３配管経路Ｃは再生器に接続しており、第４配管経路Ｄは蒸発器に接続している。そして、吸収式冷凍機１１は、第３配管経路Ｃを介して貯湯タンク５から供給される温水を熱源として利用して、第４配管経路Ｄ内を循環する水を冷却する。

熱源として利用された第３配管経路Ｃの水は、ポンプ９の作用によって貯湯タンク５に戻り、再び熱を取得して、吸収式冷凍機１１の熱源として利用される。一方、吸収式冷凍機１１で冷却された第４配管経路Ｄ内の水は、ポンプ１２の作用によって低温蓄熱槽１３に蓄えられる。すなわち、貯湯タンク５は、低温蓄熱槽１３に対して熱源となる温水を蓄える高温蓄熱槽として機能する。

低温蓄熱槽１３に蓄えられた冷水は、ポンプ１４の作用によって第５配管経路Ｅ内を循環し、ファンコイルユニット１５に供給される。ファンコイルユニット１５は、低温蓄熱槽１３から供給された冷水を用いて室内の空気を冷やすことで、冷房を行う。そして、ファンコイルユニット１５が冷房を行うことで温められた水は、第５配管経路Ｅを経由して低温蓄熱槽１３に戻り、再び冷却されて、ファンコイルユニット１５の冷媒として利用される。本実施形態に係る空調システム１ｂ（空調機構１０）では、このようにして、冷房が行われる。

一方、空調システム１ｂが暖房を行う場合、第３配管経路Ｃと第４配管経路Ｄとは、吸収式冷凍機１１を経由せず、直接連結して一体の閉じた経路を形成する（図の点線Ｆで連結される経路）状態となる。そのため、ルーバー装置２を利用して温められた貯湯タンク５の温水（図中のカッコ書き）は、ポンプ９及びポンプ１２のうちの少なくとも一方の作用によって、低温蓄熱槽１３に送られる。

そして、低温蓄熱槽１３に蓄えられた温水は、ポンプ１４の作用によって第５配管経路Ｅ内を循環し、ファンコイルユニット１５に供給される。ファンコイルユニット１５は、低温蓄熱槽１３から供給された温水を用いて室内の空気を暖めることで、暖房を行う。そして、ファンコイルユニット１５が暖房を行うことで冷やされた水は、第５配管経路Ｅを経由して低温蓄熱槽１３に戻り、再び温められて、ファンコイルユニット１５の熱媒として利用される。また、ファンコイルユニット１５から戻る水によって冷やされた低温蓄熱槽１３の水は、第４配管経路Ｄ及び第３配管経路Ｃを経由して貯湯タンク５に戻り、再び温められて、低温蓄熱槽１３に供給される。本実施形態に係る空調システム１ｂ（空調機構１０）では、このようにして、暖房が行われる。

なお、図４Ｂで例示される空調システム１ｂは、ルーバー装置２を利用した空調システムの一例に過ぎず、上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。例えば、上記空調システム１ｂは、冷房及び暖房の両方を行うことができるが、冷房及び暖房のいずれか一方を行えなくてもよい。

この場合、例えば、第３配管経路Ｃと第４配管経路Ｄとは直接連結されていなくてもよい。このとき、空調システム１ｂ（空調機構１０）は暖房を行えない。また、例えば、第３配管経路Ｃは、吸収式冷凍機１１に代えて、放熱器に連結されてもよい。このとき、空調システム１ｂ（空調機構１０）は冷房を行えず、放熱器は、本発明の空調機構に相当し、貯湯タンク５から供給される温水（熱）を利用して暖房を行う。

また、図４Ｂで例示される空調システム１ｂにおいて、貯湯タンク５から、上記給湯システム１ａのように給湯に利用できる経路が設けられてもよい。これにより、ルーバー装置２を用いて集められた熱を用いて冷房及び暖房の少なくともいずれか一方と給湯とを行うことのできる空調給湯システムが構成されてもよい。

＜外装材＞
次に、図５Ａを用いて、上述したルーバー装置２を利用した外装材について説明する。図５Ａは、ルーバー装置２を備える外装材８を例示する。図５Ａで例示されるように、例えば、上記ルーバー装置２は、建物の外装材８の構成要素として、利用することができる。

本実施形態に係る外装材８は、図５Ａに例示されるように、板状に形成される外側ガラス材８１と、当該外側ガラス材８１の上下の両端を固定する矩形状の枠材８２と、を備えている。また、外装材８は、外側ガラス材８１が建物の外装となるように図中の左側を建物の外側に向けて配設され、外側ガラス材８１に対して建物の内側（図中の右側）には上記ルーバー装置２が配置されている。そして、上記ルーバー装置２の羽根部材２１の取り付け角度を変更するための紐状部材２４が、枠材８２の内部空間に配置された歯付きプーリー８３に巻回され、ルーバー装置２の前方及び後方に吊り下げられている。当該歯付きプーリー８３は外装材８の外部から手動で回転操作できるようになっている。そのため、ユーザは、紐状部材２４を操作することでルーバー装置２の羽根部材２１の取り付け角度を変更することができる。

このような外装材８を建物のガラス窓に利用することで、太陽光の熱が建物内に侵入する前に集熱し、集熱された太陽光の熱の建物内への放出を予防することができるため、当該建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を高めることができる。そして、これによって、当該建物内のペリメーターゾーンの空調負荷を軽減することが可能になる。

なお、図５Ａで例示される外装材８は、ルーバー装置２を利用した外装材の一例に過ぎず、上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。例えば、外装材８は、歯付きプーリー８３を電動で駆動する駆動装置を備えてもよい。これにより、羽根部材２１の取り付け角度を電動で変更することができるようになる。

また、図５Ｂで例示されるように、外装材８は、更に、外側ガラス材８１に対向して配置される内側ガラス材８４を備えてもよい。そしてこの場合、ルーバー装置２は、外側ガラス材８１と内側ガラス材８４とで形成される内部空間に配置されてよい。これにより、太陽光の熱を集熱するルーバー装置２の存在する空間と建物内部の空間とが内側ガラス材８４によって遮断される。そのため、ルーバー装置２で集熱した熱が建物内部に再放出されてしまうことを防止することができ、建物の窓辺における太陽光の遮熱効率を更に高めることができる。

なお、この場合、外装材８の内部空間に配置されたルーバー装置２の羽根部材２１の取り付け角度を当該外装材８の外部から変更できるように、外装材８は、例えば、当該外装材８の外部から紐状部材２４を操作できるように構成されてもよい。

§２ 変形例
以上、本発明の実施形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

＜軸体及び羽根部材の配置＞
上記ルーバー装置２では、軸体２０及び羽根部材２１は地面に対して水平方向に配置されている。しかしながら、軸体２０及び羽根部材２１の配置は、このような例に限定されず、図６で例示されるように、地面に対して垂直方向に配置されてもよい。図６は、軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して垂直方向に配置される例を示す。

ここで、図１、図６、及び図７を用いて、ルーバー装置２が設置されるガラス窓の向きと当該ルーバー装置２の軸体２０及び羽根部材２１の配置向きとの関係を説明する。図７は、建物の窓と太陽光の入射角度との関係を例示する。

図１及び図６は、ルーバー装置２を正面から見た状態を例示している。そのため、それぞれの図の左側がルーバー装置２から見て右側となり、それぞれの図の右側がルーバー装置２から見て左側となる。また、それぞれの図の上側がルーバー装置２の上方となり、それぞれの図の下側がルーバー装置２の下方となる。そして、図１及び図６では、紙面手前側に建物のガラス窓が存在するように、これらで例示されるルーバー装置２が配置されるとする。

そうすると、図７の矢印で例示されるように、南向きの窓９１には上方から太陽光が入射しやすいため、南向きの窓９１に配置されたルーバー装置２には、当該ルーバー装置２から見て上方から太陽光が入射しやすい。そのため、南向きの窓９１付近でルーバー装置２を利用する場合には、比較的に、図１で例示されるような軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して水平方向に配置されるルーバー装置２が利用しやすい。

一方、図７の矢印で例示されるように、東向きの窓９２には当該窓９２から見て右側から太陽光が入射しやすいため、東向きの窓９２に配置されたルーバー装置２には、当該ルーバー装置２から見て右側から太陽光が入射しやすい。そのため、東向きの窓９２付近でルーバー装置２を利用する場合には、比較的に、図６で例示されるような軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して垂直方向に配置されるルーバー装置２が利用しやすい。

なお、図７で不図示の西向きの窓も、東向きの窓９２と同様である。西向きの窓に配置されたルーバー装置２には、当該ルーバー装置２から見て左側から太陽光が入射しやすい。そのため、西向きの窓付近でルーバー装置２を利用する場合には、比較的に、図６で例示されるような軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して垂直方向に配置されるルーバー装置２が利用しやすい。

このように、利用シーンに応じて、軸体２０及び羽根部材２１の適した配置向きがある。そのため、ルーバー装置２は、利用シーンに応じて、軸体２０及び羽根部材２１の配置向きを変更できるように構成されてもよい。

なお、軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して垂直方向に配置される場合には、軸体２０内で生じる熱対流によって、軸体２０内を流れる熱媒液は、選択吸収膜２０４に集められた熱により温められて上昇し、当該軸体２０から自然に排出されうる。そのため、熱媒液を強制的に循環させるポンプは省略されてもよい。また、外側ガラス管２０１と内側ガラス管２０２と構成される真空二重ガラス管の内部空間に熱媒液が直接流入するように、Ｕ字管２０６を省略してもよい。更に、この場合には、伝熱フィン２０５も省略してよい。

＜ヒートパイプの利用＞
また、軸体２０及び羽根部材２１が地面に対して垂直方向に配置される場合には、選択吸収膜２０４で集められた熱の搬送にヒートパイプが利用されてもよい。図８を利用して、当該ヒートパイプを利用する例を説明する。

図８は、ヒートパイプ２０７を備える場合における軸体２０の構成を例示する。図８で例示される軸体２０では、外側ガラス管２０１と内側ガラス管２０２とで構成される真空二重ガラス管の開口は蓋部材２０８で封止されており、熱媒液は、ヒートパイプ２０７内に封入されている。

そのため、この場合には、選択吸収膜２０４において集熱された熱は、伝熱フィン２０５を介してヒートパイプ２０７に伝達され、当該ヒートパイプ２０７内に封入されている熱媒液に吸収される。ヒートパイプ２０７内の熱媒液が温められると当該ヒートパイプ２０７内で熱対流が生じるため、温められた熱媒液は、ヒートパイプ２０７の頭部２０７ａに集まる。

そこで、このような軸体２０を利用する場合には、当該ヒートパイプ２０７の頭部２０７ａを冷却する機構を設けてもよい。また、上記給湯システム１ａ及び上記空調システム１ｂで当該軸体２０の構成を利用するために、当該ヒートパイプ２０７の頭部２０７ａから上記貯湯タンク５に熱を搬送する機構を設けてもよい。

なお、伝熱フィン２０５の形状は、特に限定されなくてよく、図９Ａ及び図９Ｂに例示されるような形状であってもよい。例えば、図９Ａでは、内側ガラス管２０２の内周面に接する円弧状の外周部２０５ａと、ヒートパイプ２０７の外周面に接する円弧状の内周部２０５ｂと、外周部２０５ａと内周部２０５ｂとを連結する連結部２０５ｃと、を備える伝熱フィン２０５が例示されている。また、例えば、図９Ｂでは、ヒートパイプ２０７を挟持するように対置される平板状の一対の伝熱フィン２０５が例示されている。

＜その他＞
また、上記ルーバー装置２の上述した具体的な構成に関して、実施形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換、及び、追加が可能である。

例えば、軸体２０及び羽根部材２１で構成される薄板ユニットの数は、１組であってもよいし、複数組であってもよい。当該薄板ユニットは、少なくとも１つあればよい。また、例えば、上記実施形態では、外側ガラス管２０１と内側ガラス管２０２とで構成される真空二重ガラス管の開口は、枠材２３で封止されているが、断熱材で封止されてもよい。また、例えば、羽根部材２１の向きを太陽光に適する向きに自動で制御できるように、ルーバー装置２は、羽根部材２１の取り付け角度を変更する駆動装置を備えてもよい。

また、上記ルーバー装置２の上述した具体的な構成に関して、各構成要素の材質、位置、大きさ、及び形状は、実施の形態に応じて、適宜、選択及び変更可能である。

（選択吸収膜の配置）
例えば、選択吸収膜２０４は、Ｕ字管２０６又はヒートパイプ２０７に対する熱伝導の効率を高めるために、内側ガラス管２０２の内周面、又は、伝熱フィン２０５の外周面に設けられてもよい。

（羽根部材の形状）
また、例えば、上記ルーバー装置２では、羽根部材２１は、片側放物線状に形成されているが、図１０Ａで例示されるような両放物線状に形成されてもよい。図１０Ａは、両放物線状に形成される羽根部材２１を例示する。これによって、軸体２０に集光させる範囲を広げ、ルーバー装置２の集熱性を高めることが可能になる。

（反射面、スリット）
また、例えば、羽根部材２１の反射面２１１とは反対側の面は、採光性を高めるために、白色拡散面であってもよい。また、例えば、眺望を確保するために、羽根部材２１にスリットを設けてもよい。

（軸体と羽根部材との対応関係）
また、上記ルーバー装置２では、羽根部材２１は、軸体２０に取り付けられ、取り付けられた軸体２０に太陽光を集光している。しかしながら、羽根部材２１が太陽光を集光する態様はこのような例に限定されなくてもよく、例えば、図１０Ｂで例示されるような態様で太陽光が集光されてもよい。

図１０Ｂは、羽根部材２１が、当該羽根部材２１自身が取り付けられている軸体２０とは別の軸体２０に太陽光を集光する例を示す。本例では、軸体２０と羽根部材２１とで薄板ユニットを構成している。そして、薄板ユニット２００ａの羽根部材２１は、上側に隣接する薄板ユニット２００ｂの軸体２０に太陽光を集光している。このように、ルーバー装置２が複数の薄板ユニットを備える場合には、羽根部材２１は、当該羽根部材２１自身が取り付けられる軸体２０とは別の軸体２０に太陽光を集光してもよい。

（羽根部材の枚数）
また、上記ルーバー装置２では、軸体２０には、１枚の羽根部材２１が配置されている。しかしながら、軸体２０に配設される羽根部材２１の枚数は、１枚でなくてもよく、図１０Ｃで例示されるように複数枚であってもよい。図１０Ｃは、１つの軸体２０に４枚の羽根部材２１が配設される形態を例示する。羽根部材２１の枚数は、実施の形態に応じて、適宜、設定されてよい。

（集光機構）
また、上記ルーバー装置２では、太陽光を集光する集光機構の例として、羽根部材２１の反射面２１１が用いられている。しかしながら、集光機構はこのような反射面２１１に限定されなくてもよく、例えば、図１０Ｄで例示されるような機構が用いられてもよい。

図１０Ｄは、羽根部材２１を透過した太陽光を軸体２０に集光する集光機構を例示する。図１０Ｄで例示されるように、羽根部材２１の集光機構は、当該羽根部材２１を透過する太陽光を軸体２０に集光するように構成されてもよい。この場合、例えば、羽根部材２１は、透過する太陽光を軸体２０に集光するように形成されたフレネルレンズ、シリンドリカルレンズ等で構成される。このとき、これらのレンズの形状が集光機構に相当する。

（取り付け）
また、羽根部材２１は、軸体２０に太陽光を集光できればよく、軸体２０に取り付けられていなくてもよい。羽根部材２１は、例えば、軸体２０を軸として回転可能に枠材等に取り付けられてもよい。

（羽根部材の角度調節機構）
また、上記ルーバー装置２では、紐状部材２４及び歯車２２で構成される機構により羽根部材２１の角度が調節される。しかしながら、羽根部材２１の角度を調節する機構は、このような例に限定されなくてよく、例えば、図１１Ａ及び図１１Ｂで例示される機構が用いられてもよい。

図１１Ａは、ラック２４１とピニオン２２１とを用いた機構を模式的に例示する。当該機構では、ピニオン２２１が羽根部材２１に取り付けられる。そのため、ピニオン２５１をモーター等で回転させて、ラック２４１を図の上下方向に移動させることで、ピニオン２２１が回転し、羽根部材２１の角度が変更される。また、図１１Ｂは、軸付きかさ歯車２４２とかさ歯車２２２とを用いた機構を模式的に例示する。当該機構では、かさ歯車２２２が羽根部材２１に取り付けられる。そのため、かさ歯車２５２をモーター等で回転させて、軸付きかさ歯車２４２を回転させることで、かさ歯車２２２が回転し、羽根部材２１の角度が変更される。

１ａ…給湯システム、１ｂ…空調システム、２…ルーバー装置、
２０…軸体、２１…羽根部材、２２…歯車、２３…枠材、２４…紐状部材、
２０１…外側ガラス管、２０２…内側ガラス管、２０３…真空層、２０４…選択吸収膜、
２０５…伝熱フィン、２０６…Ｕ字管、２０７…ヒートパイプ、２０８…蓋部材、
２１１…反射面、
３…ポンプ、４…熱交換器、５…貯湯タンク、６…ポンプ、７…給湯器、
８…外装材、８１…外側ガラス材、８２…枠材、８３…歯付きプーリー、
８４…内側ガラス材、
１０…空調機構

Claims (10)

1. 太陽光を遮るためのルーバー装置であって、
   前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、
   回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、
   を備えるルーバー装置。
2. 前記軸体及び羽根部材が地面に対して水平方向に配置される、
   請求項１に記載のルーバー装置。
3. 前記軸体及び羽根部材が地面に対して垂直方向に配置される、
   請求項１に記載のルーバー装置。
4. 前記羽根部材は、前記軸体に回転可能に取り付けられ、取り付けられた前記軸体に前記太陽光を集光する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のルーバー装置。
5. 前記羽根部材の集光機構は当該羽根部材の太陽光を受ける反射面で構成される、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のルーバー装置。
6. 前記羽根部材の反射面は、当該羽根部材の取り付けられる前記軸体の位置が焦点位置となる放物線状に形成される、
   請求項５に記載のルーバー装置。
7. 太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備えるルーバー装置と、
   前記軸体で集められた熱を搬送するための熱搬送機構と、
   前記熱搬送機構で搬送された熱によって温められた温水を貯湯する貯湯タンクと、
   を備える給湯システム。
8. 太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備えるルーバー装置と、
   前記軸体で集められた熱を搬送するための熱搬送機構と、
   前記熱搬送機構で搬送された熱を利用して、暖房及び冷房の少なくとも一方を行う空調機構と、
   を備える空調システム。
9. 建物の外装となる外側ガラス材と、
   太陽光を遮るためのルーバー装置であって、前記外側ガラス材に対して前記建物の内側に配置されるルーバー装置と、
   を備え、
   前記ルーバー装置は、
   前記太陽光を吸収し集熱する真空管式の集熱器で構成される軸体と、
   回転可能に取り付けられる遮光用の羽根部材であって、前記軸体に前記太陽光を集光する集光機構を有する羽根部材と、を備える、
   外装材。
10. 前記外側ガラス材に対向して配置される内側ガラス材を更に備え、
    前記ルーバー装置は、前記外側ガラス材と前記内側ガラス材とで形成される内部空間に配置される、
    請求項９に記載の外装材。