JP3000126U - 集光熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来の瓦の代用とでき、また角度調整により
太陽エネルギーの優れた集熱機能をも有する集光熱装置
を提供すること。 【構成】 瓦の役割を果たす矩形のカバー体に断面が半
円形を呈するみぞを設け、このみぞ内に傾斜角度の調整
装置を設け、これにより太陽光線の最良の照射角度が得
られるよう、集熱板を調整する。また隣接する上記カバ
ー体とカバー体上の透明な防水機能を有する透明カバ
ー、及び前後を密閉する密閉カバー、中空のカバー体内
に注入する断熱材により、瓦に代わる断熱、防風、防漏
水機能を設け、かつ太陽エネルギーの集熱器としての機
能をも一体に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

木考案は、一種の太陽エネルギーを集める集光熱装置に関し、特に、直接屋根 材として用いて断熱、防風、防漏水効果を有し、建築物の外観を損なわず、かつ 集光熱機能を有する集光熱装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

現在、我々を取り巻く環境の汚染が大きな問題となっており、環境保護の意識 も高まっている。伝統的な火力発電あるいは原子力発電から日常生活で用いられ る温水器に至るまで、汚染問題は発生し、いわゆる「ピュア（ｐｕｒｅ）」なエ ネルギー源の探究が注目を集めている。なかでも、太陽エネルギーは、無尽であ り、随時手に入れられ、費用がかからず、汚染問題が起こらないため、各方面か らの提唱及び推進運動の下で各界の注目を集めている。

【０００３】 図１から図６に示すのは、従来の太陽熱温水器或いは屋根材の外観図である。 そのうち従来の太陽熱温水器は、主に集熱器（Ａ）、貯水槽（Ｂ）、支持フレー ム（Ｃ）の大きく３つの部分から構成する。これの欠点は、各建築物の屋上に設 けなければならないこと、集熱器本体を太陽光の照射角度に合わせて角度調整す ることができないこと、等であり、このために十分な活用ができなかった。 また図３のように、給水パイプ（Ｄ）を屋根の波形板（Ｅ）に設けたものでは 、僅かにパイプの外周部分が集光熱部分であるため、吸熱面積が少なく、水温変 化の差が大きく、有効に焦熱することができなかった。

【０００４】 また図５に示す従来の屋根の波形板（Ｅ）の形状は、単に防風、防雨の効果が あるのみで、集熱及び保温の効果はなかった。さらに図６に示すのは、一種の波 形板を利用した構造であり、主に波形板の凹所に若干の吸熱パイプと一枚の断熱 板を設け、ネジでこれら２枚の板の接合部分を屋根の構造材に固定し、さらに冷 水、温水の循環パイプを組み合わせて冷水の進入、温水の送り出しを行う循環供 熱システムである。この構造は、吸熱管の吸熱効果はあるが、集熱効果を持つに は至らなかった。すなわち、日照の有無、日照程度により、パイプ内に収集され た熱は、金属性の波形板に伝えられて反対に消失してしまい、集熱効果を失う。 これも使用上理想的とは言えなかった。

【０００５】 さらに、従来の集熱器の構造は、殆どが決められた規格のものを、取り付け場 所に運んで組み立てるものであるが、建築物はすでに空間的な制限を受けている ために以下の問題が発生した。すなわち、空間が足らない、日当たりが良くない 、角度調整や水源と繋ぐパイプとの連接が難しい、施工の安全性に問題がある、 仰角が不足するために大量の太陽エネルギーを得られない、周囲に日差しを遮蔽 するものがある、固定が難しい或いは固定により元の防水層を損壊する、などで ある。また、補強工事により取り付けを完成しても、それに応じた効果が得られ なかったり、取り付けのために費用が増加することになった。さらに、建築物全 体の美観を損なったり、使用効果が上がらなかったりする問題点があった。これ らの欠点のために、消費者の購買意欲を削ぐ結果となった。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は瓦及び集熱器の二つの機能を有し、屋根材及び壁材として建築物の構 造材に直接取り付けることができ、大幅に建築物の断熱効果を増すことができ、 しかも建築物の外観を損なわず、安全に取り付けることができ、また製造コスト が低く、エネルギー源を節約する、集光熱装置を提供することを課題とする。

【０００７】 次に本考案では、空間を有効に活用して集光面積を増し、また従来の集熱器に おける貯水槽用フレームや支持フレームにかかる費用を無くし、また屋根材や断 熱層の施工、及び太陽エネルギー利用装置の２重に掛かる費用を削減することを 課題とする。

【０００８】 本考案の第３の課題は、太陽エネルギーを利用した製品の市場及び使用範囲を 拡大し、また環境汚染の解決に寄与することである。

【０００９】 本考案の第４の課題は、角度調整により日照面積を最大にでき、しかも台風な どの際にも、その仰角による損害を受けることがなく、太陽エネルギーの利用に よる経済的な利益を得ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案は、瓦の役割を果たす矩形のカバー体に断面が半円形を呈するみぞを設 け、このみぞ内に傾斜角度の調整装置を設け、これにより太腸光線の最良の照射 角度が得られるよう、集熱板を調整する。また隣接する上記カバー体とカバー体 上の透明な防水機能を有する透明カバー、及び前後を密閉する密閉カバー、中空 のカバー体内に注入する断熱材により、瓦に代わる断熱、防風、防漏水機能を設 け、かつ太陽エネルギーの集熱器としての機能をも一体に設ける。

【００１１】

【作用】

本考案の部品を組立後、その固定片（１４）により建築物の構造材にネジで固 定し、隣接するカバー体（１０）の連接翼（１２）と支持翼（１３）の連結面（ １２１）（１３１）を対向させ、さらに各連結面（１２１）（１３１）のほぞ（ １３２）とみぞ（１２２）を嵌め合うと屋上あるいは壁面への取り付けが完成す る。また角度調整装置（２２）の伸縮棒（２４）を伸出させて、集熱板（２１） の仰角度を調節し、さらにこの伸縮棒（２４）の上部の開口（２４２）を調整体 （２２２）の適当な位置の分度片（２２４）上に差し込んでネジで固定すること で最良の日照角度を得ることができる。さらに、循環パイプ（４５）の水は進水 口（Ｆ）から集熱器（２０）を経由する集熱パイプ（２１１）に進入して熱水と なり、さらに出水口（Ｇ）をから貯水タンク内へと進入する。

【００１２】

【実施例】

図７、８及び図９に示すように、本考案は、カバー体（１０）、集熱器（２０ ）、透明カバー（３０）、密閉カバー（４０）から構成する。そのうち、カバー 体（１０）は一体成形により、中空の凹形に設け、その上面中央には半円形のみ ぞ（１１）を形成し、上記集熱器（２０）を設置する。上記みぞ（１１）の両側 をそれぞれ延伸し、連接翼（１２）と、支持翼（１３）を設けてこれらの上面に 数本のみぞ（１１１）を設け、このみぞ（１１１）に二つの透明な透明カバー（ ３０）を嵌めて固定する。この透明カバー（３０）は強化ガラス或いは耐衝撃性 を有する透明な材料を用いて形成し、集熱装置を保護するほか、温室効果を生じ る。このように２層の透明カバー（３０）をカバー体（１０）に嵌めて固定する が、第１層と集熱板（２１）との距離は４ｃｍ以内とし、第２層と第１層との距 離は１０ｃｍ以内とするのが最もよい効果が得られる。さらに上記連接翼（１２ ）と支持翼（１３）の下縁或いは上面端部には連結面（１２１）（１３１）を設 け、一方にほぞ（１３２）を、もう一方にみぞ（１２２）を設ける。連結時には 、隣り合うカバー体（１０）の連接翼（１２）或いは支持翼（１３）上のほぞ（ １３２）或いはみぞ（１２２）を嵌め合って固定する。また、中空のカバー体（ １０）内にポリスチレンフォーム或いはポリウレタンの断熱材（１０１）を注入 してもよく、これにより保温と断熱効果を得る。さらに上記みぞ（１１）の底部 には若干の固定片（１４）を設け、建築物の構造材（１４１）にネジで固定する 。

【００１３】 図１５、図１６及び図１７に示すように、上記集熱器（２０）は集熱板（２１ ）と角度調整装置（２２）から構成する。この集熱板（２１）は一片からなり、 その中間部分に中空の集熱パイプ（２１１）を貫通させて設ける。ならびにこの 集熱パイプ（２１１）の両端には二つの半円状ブロックを組み合わせた調整体（ ２２２）を設ける。この調整体（２２２）の下縁には数個のネジ穴（２２３）を 設ける。上記角度調整装置（２２）は略Ｌ形の固定棒（２３）及び伸縮棒（２４ ）から構成する。この固定棒（２３）の底縁は前記カバー体（１０）の半円形の みぞ（１１）と嵌め合う形状に設けてネジでこれと固定する。固定棒（２３）の シャンク上には若干のネジ穴（２３１）を設け、伸縮棒（２４）のシャンク上に も若干のネジ山を設けた穴（２４１）を設け、ネジにより両者を締結する。この 伸縮棒（２４）の上端部は略円弧状とし、さらにＵ形の開口（２４２）を形成し て調整体（２２２）の底部に等間隔に形成した分度片（２２４）を嵌める。並び にネジを対応するネジ穴（２２３）及び穴（２４３）にねじ込み、固定する。

【００１４】 さらに図１１〜図１３に示すように、カバー体（１０）と透明カバー（３０） の組立後に、同じ形状の２つの密閉カバー（４０）を１つずつその両端にネジで 固定する。この密閉カバー（４０）の内側の二つの透明カバー（３０）周辺に対 応する所には、二つのみぞ（４１）を設けてこれに透明カバー（３０）を嵌め込 む。並びに密閉カバー（４０）には集熱器（２０）の集熱パイプ（２１１）に対 応する所に貫通穴（４２）を設け、これに集熱パイプ（２１１）を通してからパ ッキン（４３）とナット（４４）を嵌め、循環パイプ（４５）を連結して組立を 完了する。別に、透明カバー（３０）の周縁には円弧状の突起（３０１）を、密 閉カバー（４０）のみぞ（４１）の底縁にはさらに円弧状のみぞ（４１１）を設 け、嵌合時の脱落を防止する。さらにネジ（４６）で密閉カバー（４０）底部と カバー体（１０）とを締結し、さらに強固に固定する。

【００１５】 構成部品の組立終了後、図１８及び図１９に示すように家に実際に取り付ける 際は、まず各カバー体（１０）を配列に従い、各カバー体（１０）の連接翼（１ ２）と支持翼（１３）の連結面（１２１）（１３１）を対向させ、さらに各連結 面（１２１）（１３１）のほぞ（１３２）とみぞ（１２２）を嵌め合うと屋上あ るいは壁面への取り付けが完成する。さらに本考案は、屋根材として単純な日よ け、風よけや雨よけの効果も有し、また、太陽エネルギーの集熱器としての効果 も有する。また、建築物毎に日照角度は異なるものであるが、本考案は、その集 熱器（２０）により、最良の日照角度を得ることができる。すなわち、まず日照 角度を観察し、角度調整装置（２２）の伸縮棒（２４）を、集熱板（２１）の両 端の高さの差（即ち南北の仰角度）に調節して伸出させ、さらにこの伸縮棒（２ ４）の上部の開口（２４２）を調整体（２２２）の適当な位置の分度片（２２４ ）上に差し込み、ネジを伸縮棒（２４）上部の穴（２４３）とネジ穴（２２３） にねじ込んで固定することで、最良の日照角度を得ることができる。さらに、循 環パイプ（４５）の水は進水口（Ｆ）から集熱器（２０）を経由する集熱パイプ （２１１）に進入して熱水となり、さらに出水口（Ｇ）を経て貯水タンク内へと 進入し、すべての集熱過程を終了する。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は原理は簡単とはいえ、実際の効果は従来の集熱器とは大きくことなる 。すなわち、本考案は集熱器を屋根材または壁材として直接屋根や壁に取り付け ることができ、大量の熱水を得ることができ、また断熱効果を有する。また、設 置後の建築物の外観を損なわない。さらに集熱器の市場を拡大する。また使用の 際の安全性に優れ、大幅に太陽エネルギー利用設備に掛かるコストを低くするこ とができる。進んでは、無尽のエネルギー利用を増進し、有限なエネルギー源へ の依存度を減らすことができる。このように、本考案は高い効果を有し、実用性 に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の集光熱パネル装置の実施例１の斜視図で
ある。

【図２】従来の集光熱パネル装置の実施例２の斜視図で
ある。

【図３】従来の集光熱パネル装置の実施例３の斜視図で
ある。

【図４】従来の集光熱パネル装置の実施例４の一部切欠
斜視図である。

【図５】従来の波形板の実施例の斜視図である。

【図６】従来の波形板を利用した熱供給システムの斜視
図である。

【図７】本考案の実施例の分解斜視図である。

【図８】本考案のカバー体と固定片の組立状態を示す断
面図である。

【図９】本考案の実施例の構造を示す斜視図である。

【図１０】本考案の組立方法を示す分解斜視図である。

【図１１】本考案の組立後の水流方向を示す部分斜視図
である。

【図１２】本考案の集熱パイプ及び各カバーの組立方法
を示す断面図である。

【図１３】本考案の上記図１２の組立後の状態を示す断
面図である。

【図１４】本考案の角度調整装置、集熱板、カバー体、
透明カバーの組立後の位置関係を示す正面図である。

【図１５】本考案の傾斜角度、高さ及び方向の調整時に
おける動作説明図である。

【図１６】本考案の角度調整装置の斜視図である。

【図１７】本考案の角度調整装置の調整体と伸縮棒によ
る調整方法を示す部分断面図である。

【図１８】本考案の実施例の使用時の状態を示す外観図
である。

【図１９】本考案の実施例の使用時の状態を示す外観図
である。

【符号の説明】

（Ａ）集熱器 （Ｂ）貯水槽 （Ｃ）支持フレーム
（Ｄ）給水パイプ （Ｅ）波形板 （Ｆ）進水口 （Ｇ）出水口 （１０）カバー体 （１１）みぞ （１２）連接翼
（１３）支持翼 （１４）固定片 （２０）集熱器 （２１）集熱板
（２２）角度調整装置 （２３）固定棒 （２４）伸縮棒 （３０）透明カバー
（４０）密閉カバー （４１）みぞ （４２）貫通穴 （４３）パッキン
（４４）ナット （４５）循環パイプ （４６）ネジ （１０１）断熱材
（１１１）みぞ （１２１）（１３１）連結面 （１２２）みぞ （１３
２）ほぞ （１４１）建築物の構造材 （２１１）集熱パイプ
（２２２）調整体 （２２３）ネジ穴 （２２４）分度片 （２３１）ネジ
穴 （２４１）穴 （２４２）開口 （２４３）穴 （３０１）円弧状の突
起 （４１１）円弧状のみぞ

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）主に、カバー体（１０）、焦熱器
   （２０）、透明カバー（３０）、密閉カバー（４０）か
   ら構成し、そのうち、カバー体（１０）は一体成形によ
   り、中空に設け、その中間の適当な位置に半円形のみぞ
   （１１）を形成し、このみぞ（１１）の両側を延伸して
   連接翼（１２）と、支持翼（１３）を設け、対応する上
   記透明カバー（３０）の端縁には若干のみぞ（１１１）
   を設け、これに透明カバー（３０）を嵌めて固定し、カ
   バー体（１０）底部には建築物の構造材に取り付けるた
   めの固定片（１４）を設ける （ロ）上記透明カバー（３０）は、強化ガラス或いは耐
   衝撃性を有する材料で透明なものを用いて形成し、その
   端緑には円弧状の突起（３０１）を設ける。 （ハ）上記集熱器（２０）は、集熱板（２１）と角度調
   整装置（２２）から構成し、この集熱板（２１）の中間
   部分に中空の集熱パイプ（２１１）を貫通させて設け、
   集熱板（２１）の両端には調整体（２２２）を設け、上
   記角度調整装置（２２）は最良の日照角度が得られるよ
   うに集熱板（２２）の角度調整を行うものであり、固定
   棒（２３）と伸縮棒（２４）から構成する。 （ニ）上記密閉カバー（４０）は、上記カバー体（１
   ０）と透明カバー（３０）との組立後の形状と同じ形状
   に設け、二つの透明カバー（３０）に対応する位置に二
   つのみぞ（４１）を設けて透明カバー（３０）を嵌め込
   み、集熱パイプ（２１１）に対応する所には貫通穴（４
   ２）を設け、これに集熱パイプ（２１１）を通してから
   集熱パイプ（２１１）にパッキン（４３）、ナット（４
   ４）を嵌めて循環パイプ（４５）を連結し、一端に進水
   口を、もう一端に出水口を形成する。以上の構成よりな
   る、集光熱装置。
2. 【請求項２】 請求項１の連接翼（１２）或いは支持翼
   （１３）の端部には凹んだ連結面を設け、連結時に隣接
   する連接翼（１２）と支持翼（１３）により水平面を形
   成し、漏水を防止することを特徴とする、請求項１に記
   載の集光熱装置。
3. 【請求項３】 前記連結面上にはほぞ（１３２）あるい
   はみぞ（１２２）を設け、各連接翼（１２）或いは支持
   翼（１３）の連結を強固にする、請求項１及び２に記載
   の集光熱装置。
4. 【請求項４】 請求項１の調整体（２２２）は、２つの
   略半円状のブロックを組み合わせてなり、集熱パイプ
   （２１１）の両端に固定し、調整体（２２２）の底部に
   は等間隔に数個の分度片（２２４）を設け、この分度片
   （２２４）にはネジ穴（２２３）を設け、前記角度調整
   装置（２２）と共に集熱板（２１）の角度調整を行う、
   請求項１に記載の集光熱装置。
5. 【請求項５】 請求項１の伸縮棒（２４）と固定棒（２
   ３）にはネジ穴（２３１）とネジ山を設けた穴（２４
   １）を設け、伸縮棒（２４）の上端にはＵ形の開口（２
   ４２）を形成し、これに調整体（２２２）の分度片（２
   ２４）を嵌めてネジで固定し、固定棒（２３）の底部は
   請求項１のみぞ（１１）と嵌合するよう円弧状に設けて
   これと嵌合して固定し、集熱板（２１）の両端の高さの
   差を調節する、請求項１に記載の集光熱装置。
6. 【請求項６】 請求項１の密閉カバー（４０）のみぞ
   （４１）の底端縁には凹んだ円弧状のみぞ（４１１）を
   設け、透明カバー（３０）の端縁の円弧状の突起（３０
   １）と嵌合し、密閉カバー（４０）をネジ（４６）でカ
   バー体（１０）に固定する、請求項１に記載の集光熱装
   置。
7. 【請求項７】 請求項１のカバー体（１０）内には、断
   熱材を注入してもよい、請求項１に記載の集光熱装置。
8. 【請求項８】 請求項１の二つの透明カバー（３０）は
   ２層にカバー体（１０）に嵌めて固定し、その第１層と
   集熱板（２１）との距離は４ｃｍ以内とし、第２層と第
   １層との距離は１０ｃｍ以内とし、かつ２つの透明カバ
   ー（３０）は