JP2019029115A - 太陽光取得機構及び採光設備 - Google Patents

Abstract

【課題】日の出から日没まで常時太陽光を取得することができる太陽光取得機構及び所定のスペースに常時光を照射することができる採光設備を提供すること。
【解決手段】太陽光取得機構１０は、日中光取得体１１と、朝方光取得体１２と、夕方光取得体１３と、で構成する。採光設備１は、太陽光取得機構１０と、太陽光取得機構１０の胴部と直接結合する導光機構と、前記導光機構により導かれた光を所定のスペースに照射する照射機構と、で構成する。
【選択図】図２

Description

本願発明は、太陽光取得機構及び当該太陽光取得機構を包含する採光設備に関するものである。

従来から、太陽エネルギーを利用した様々なシステムの創作がなされている。例えば、時間によって方角及び高度が変化する太陽を追尾しながら効率よく太陽光を採光できるようにしたエネルギー利用システムの発明などである（特許文献１）。

特開２００２−８１７６０号公報

上述した様な、太陽を追尾しながら太陽光を取得するタイプの採光設備は、光の取得に必要な自動設備の構造が複雑になり、その結果設備コストが上昇してしまう。

そこで、本願発明では、構造が簡単で設備コストを抑制することができる固定式の設備で、年間を通じ常時太陽光を取得可能な太陽光取得機構を提供することを課題とする。

また、前記太陽光取得機構を包含する採光設備を提供することを課題とする。

本願発明の太陽光取得機構は、上述の課題を解決するために、複数の光取得体で構成する太陽光取得機構であって、当該複数の光取得体の太陽方位方向（当該機構を設置した際の東西方向）の開口部角度の合計が１８０度である太陽光取得機構を提供する。

本願発明の太陽光取得機構は、上述の課題を解決するために、太陽光を受光する開口部を有する第１の光取得体と、前記第１の光取得体の一方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第２の光取得体と、前記第１の光取得体の他方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第３の光取得体と、で構成し、かつ、当該複数の光取得体の太陽方位方向の開口部角度の合計が１８０度である太陽光取得機構を提供する。

本願発明の太陽光取得機構は、上述の課題を解決するために、複数の光取得体で構成する太陽光取得機構であって、当該複数の光取得体の太陽高度方向（当該機構を設置した際の南方向）の開口部角度が５０度である太陽光取得機構を提供する。

本願発明の採光設備は、上述の課題を解決するために、前述した太陽光取得機構と、前記太陽光取得機構の胴部と直接結合する導光機構と、前記導光機構により導かれた太陽光を所定のスペースに照射する照射機構と、で構成する採光設備を提供する。

本願発明の太陽光取得機構は、複数の光取得体の太陽方位方向の開口部角度の合計が１８０度であるため、日の出から日没まで常に太陽光を取得することができる。

また、各々の光取得体の開口部が太陽の方向をむいているので太陽光の直達日射を取込み、光の反射回数を少なくし減衰量を減らすことが可能であり、かつ、導光機構の径を細くできるだけでなく取得した光を明るい状態でより遠くまで伝達することができる。

また、本願発明の太陽光取得機構は、前記第１の光取得体の一方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第２の光取得体と、前記第１の光取得体の他方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第３の光取得体と、で構成し、かつ、当該複数の光取得体の太陽方位方向の開口部角度の合計が１８０度であるため、日の出から日没まで常に太陽光を取得することができる。

また、太陽高度方向の開口部角度が５０度であるため、冬至から夏至にいたるまでいずれの時期であっても太陽光の直達日射を受光できる。

また、本願発明の採光設備は、常時太陽光を所定のスペースに照射させることが可能となる。

図１は、太陽光取得機構の正面図である。 図２は、太陽光取得機構の使用状態外観図である。 図３は、第１の光取得体の正面図及び平面図である。 図４は、第２の光取得体の正面図及び平面図である。 図５は、第３の光取得体の正面図及び平面図である。 図６は、採光設備の全体構成を示した構成図である。 図７は、太陽光取得機構のその他の使用状態を示した使用状態外観図である。 図８は、その他の採光設備の全体構成を示した構成図である。

本願発明の太陽光取得機構を包含する採光設備を商業設備又は住宅等に配設して実施する。本願発明の内容は太陽光取得機構の主要部だけで実際の設置時は外観部に防護用カバーなどが取り付けられる。

まずは、太陽光取得機構の構成について、図１から図５に従い説明する。

太陽光取得機構（１０）は、垂直方向に開口部を有し日中の太陽光の直達日射を主に受光する日中用光取得体（１１）と、前記日中用光取得体の一方（左側）の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有し日の出から日中に至るまでの太陽光の直達日射を主に受光する朝方用光取得体（１２）と、前記日中用光取得体の他方（右側）の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有し日中から日没に至るまでの太陽光の直達日射を主に受光する夕方用光取得体（１３）と、で構成する（図１及び図２）。

前記日中用光取得体（１１）は、四角筒状の胴部と、前記胴部から対称的に拡幅する開口部と、で構成する（図３）。

なお、前記日中用光取得体（１１）の開口部は、垂直方向に設けている（図３）が、太陽高度方向に傾斜させて設けること（図示せず）も許容する。

前記朝方用光取得体（１２）は、四角筒状の胴部と、前記胴部から対称的に拡幅する開口部と、で構成する（図４）。

前記朝方用光取得体（１２）の開口部は、日の出から日中に至るまでの太陽光の直達日射をより多く受光するために、胴部から対称的に拡幅させている（図４）。

また、太陽光の直達日射を常時受光するために、前記日中用光取得体（１１）の開口部縁端に沿って前記朝方用光取得体（１２）の開口部を設けている（図１及び図４）。

前記夕方用光取得体（１３）は、四角筒状の胴部と、前記胴部から対称的に拡幅する開口部と、で構成する（図５）。

前記夕方用光取得体（１３）の開口部は、日中から日没に至るまでの太陽光の直達日射をより多く受光するために、胴部から対称的に拡幅させている（図５）。

また、太陽光の直達日射を常時受光するために、前記日中用光取得体（１１）の開口部縁端に沿って前記夕方用光取得体（１３）の開口部を設けている（図１及び図５）。

前記日中用光取得体（１１）、前記朝方用光取得体（１２）及び前記夕方用光取得体（１３）の太陽方位方向の開口部の角度について、いずれも６０度としている。したがって、前記３個の光取得体の連結体を太陽光取得機構としてみた場合、１８０度の範囲すべてから太陽光の直達日射が受光できる。つまり、日の出から日没まで受光できる。

前記日中用光取得体（１１）、前記朝方用光取得体（１２）及び前記夕方用光取得体（１３）の開口部の太陽高度方向の開度について、いずれも５０度としている。冬至から夏至にいたるまでのいずれの太陽高度にも対応するためである。当該開口部の下方縁端を最も太陽高度が低いときに直線的に受光する様に傾斜させて設置することが好ましい。

前記各々の光取得体を南向きに５５度傾斜させて配設することにより、冬至から夏至にいたるいずれの時期においても太陽光の直達日射を受光できる。

前記日中用光取得体（１１）、前記朝方用光取得体（１２）及び前記夕方用光取得体（１３）の胴部の内面及び開口部の内面は、いずれも光が反射する材質を使用している。

なお、前記日中用光取得体（１１）、前記朝方用光取得体（１２）及び前記夕方用光取得体（１３）の胴部を円筒状に構成することも許容し得る。

次に、前記太陽光取得機構を包含する採光設備の構成例について、図６に従い説明する。

採光設備は、所定の太陽光取得機構（１０）と、前記太陽光取得機構の胴部と直接結合する導光機構（２０）と、前記導光機構により導かれた光を所定のスペースに放出する照射機構（３０）と、を少なくとも備える。

前記太陽光取得機構（１０）と前記導光機構（２０）とは直接結合している。光度の減少を抑制するためである。

前記導光機構（２０）の形状等について、前記照射機構（３０）にまで光を導くことができれば、円筒形でも、角筒形でも良い。

なお、前記各々の光取得体の開口部から胴部に向かって導かれた光は、濃縮されてさらに先へ導かれる。

次に、採光設備の作動イメージについて、図２に従い説明する。

日の出から日中に至るまでは、主に朝方用光取得体（１２）に太陽光の直達日射が入射し、日中は、主に日中用光取得体（１１）に太陽光の直達日射が入射し、日中から日没に至るまでは、主に夕方用光取得体（１３）に太陽光の直達日射が入射する。

前記各々の光取得体に入射した光は、前記導光機構（２０）を通じて前記照射機構（３０）へ導かれ所定のスペースへ照射される。

実施例２は、４個の光取得体の一部を離して設置をした採光設備であり、その構成について、図７及び図８に従い説明する。

採光設備（１）は、実施例１と同様、所定の太陽光取得機構（１０）と、前記太陽光取得機構の胴部と直接結合する導光機構（２０）と、照射機構（３０）と、を少なくとも備える（図８）。

前記太陽光取得機構（１０）は、実施例１と同様の日中用光取得体（１１）、朝方用光取得体（１２）及び夕方用光取得体（１３）に、付加用光取得体（１４）を追加した構成である（図８及び図９）。

前記付加用光取得体（１４）は、前記日中用光取得体（１１）と同様の構成である。また、前記付加用光取得体を追加した理由は、日中の照射量を増量させるためである。

前記夕方用光取得体（１３）の配設位置について、実施例１と異なり、前記朝方用光取得機構（１２）及び前記日中用光取得機構（１１）と連結せずに離して配設している。前記夕方用光取得体への太陽光の入射を妨げる要因（かげになる、遮蔽物が存在する等）をさけるためである。

その他は、実施例１と同様であるため、説明を省略する。

本願発明の太陽光取得機構及び採光設備は、日の出から日没まで常時太陽光を取得し、照射することができる優れた機構及び採光設備であるので、産業上の利用可能性を有する。

１ 採光設備
１０ 太陽光取得機構
１１ 日中用光取得体
１２ 朝方用光取得体
１３ 夕方用光取得体
１４ 付加用光取得体
２０ 導光機構
３０ 照射機構

Claims (6)

1. 複数の光取得体で構成する太陽光取得機構であって、
   当該複数の光取得体の太陽方位方向の開口部角度の合計が１８０度である太陽光取得機構。
2. 前記複数の光取得体の太陽方位方向の開口部角度が等しい請求項１の太陽光取得機構。
3. 太陽光を受光する開口部を有する第１の光取得体と、
   前記第１の光取得体の一方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第２の光取得体と、
   前記第１の光取得体の他方の開口部縁端に沿って傾斜する開口部を有する第３の光取得体と、
   で構成する請求項２の太陽光取得機構。
4. 前記複数の光取得体の太陽高度方向の開口部角度が５０度である請求項１から請求項３いずれかに記載の太陽光取得機構。
5. 請求項１から請求項４いずれかに記載の太陽光取得機構と、
   前記太陽光取得機構の胴部と直接結合する導光機構と、
   前記導光機構により導かれた太陽光を所定のスペースに照射する照射機構と、
   で構成する採光設備。
6. 請求項１から４いずれかの光取得体を南向きに５５度傾斜させて配設し太陽光を効率よく取得する方法。