JPS6332249A - ソ−ラシステム用集放熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、屋根、殊に瓦屋根の上に設置し、夏期にお
ける太陽熱の集熱と、冬期における屋根雪の融雪との両
機能を発揮し得る、ソーラシステム用集放熱装置に関す
る。

従来技術 太陽熱を利用して、家庭用水に使用する温水を得るため
のソーラシステムが普及しつつある。

而して、ソーラシステムを構築する場合には、日照を有
効に利用するために、屋根上に集熱装置を設置するのが
普通であるが、従来の集熱装置は、たとえば、上面を透
明の強化ガラスまたは強化プラスデックパネルとしだ平
箱状容器の中に、集熱パイプと貯水タンクとを組み込ん
だものであって、その機能は、専ら太陽熱の集熱のみを
目的としたものであった。

一方、積雪地帯においては、冬期には、屋根に積もる積
雪を除去する、いわゆる屋根言回し作業を実施し、家屋
の損壊を防止する必要があるものであるが、この屋根言
回し作業は、専ら、人力に頼るものである上、除去すべ
き積雪が重く、しかも、大量であるため、かなりの重労
働を強いられるばかりでなく、屋根上での高所作業であ
るため、常に、墜落の危険を伴うものである。

而して、前述のソーラシステムの集熱装置は、積雪地帯
にあっては、冬期中は、その全体が屋根雪の下に埋もれ
てしまうために、その太陽熱の集熱機能を喪失してしま
い、したがって、ソーラシステム全体としても、その機
能を全く発揮することができなくなってしまうのが実情
である。

加うるに、屋根雪に埋もれている集熱装置は、その上面
が、滑り易い強化ガラスまたは強化プラスチック製であ
るので、除雪作業０がその上に乗ることは難しく、した
がって、人力によって、その上面の雪を除去することは
至難であるばかりでなく、屋根言回し作業を実施するに
際して、極めて危険な障害物となりかねないという、深
刻な問題があるものである。

そこで出願人は、屋根上のほぼ全面に、蛇行管路を配設
するとともに、この蛇行管路に熱媒体液を循環けじめ、
夏期においては、日射によって高温加熱された熱媒体液
を、給水加熱用の熱交換器に導くことによって、太陽熱
の集熱と、その利用を図ることができる一方、冬期にお
いて積雪があるときは、別置のボイラによって加熱した
熱媒体液を蛇行管路に送ることによって、屋根雪の融雪
を行なうことができることに着目し、かかる形式のソー
ラシステム用集放熱装置を提案した。

発明が解決しようとする問題点 而して、かかる形式のソーラシステム用集放熱装置にあ
っては、蛇行管路を、如何にして、屋根上に安定に支持
するかが問題となる。すなわち、蛇行管路を、単に屋根
の上面に這わせるのみで、何らの支持手段をも講じない
とすれば、蛇行管路は、屋根雪が滑落するに際して、簡
単に損傷を受けて、屋根雪とともに屋根から落下してし
まう一方、蛇行管路を支持するための大げさな支承物を
屋根上に設けるとすれば、家屋全体の体裁を著るしく損
うばかりでなく、工事費の高騰を招き、実用゛１りを欠
くものとなるから、簡易で、しかも、実用的な、蛇行管
路の支持手段の案出が強く求められる所ｊスである。

そこでこの発明の目的は、簡単な掛止金具を使用し、こ
の１Ｆ止金具を以って、蛇行管路を屋根上に葺き並べら
れている桟瓦に止着することによって、蛇行管路は、は
ぼ、その全長にわたって、桟瓦の下端面に沿うて安定に
保持することができるから、屋根雪によって損傷を受け
るおそれや、家屋の体裁を損うおそれも僅少であり、し
かも、工事費も低廉で済む支持手段を備えたソーラシス
テム用集放熱装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するためのこの発明の構成は、屋根上
に首き並べられた桟瓦の下端面に沿って配設した蛇行管
路に対して、前記桟瓦の下方に隣接する伯の桟瓦の上端
に一端を掛止し、細端に円弧部を形成した掛止金具を設
け、該掛止金具の、前記円弧部の内側に形成された溝に
蛇行管路を係着して、これを支持せしめたことをその要
旨とする。

作用 而して、前記構成によるときは、蛇行管路は、横方向に
隣接する桟瓦の１枚単位ごとに、そのほぼ仝艮にわたっ
て、掛止金具によって安定に支持することができ、しか
も、そのときの蛇行管路の位置が、桟瓦の下端面に沿っ
た位置であるので、屋根上を滑落する屋根雪は、屋根上
を横行して配設されている蛇行管路に、何ら、妨げられ
ることなく、蛇行管路を越えて円滑に滑り落ちることが
でき、したがって、屋根雪による蛇行管路の損傷のおそ
れを有効に排除することができるものである。

実施例 以下、図面を以って実施例を説明する。

ソーラシステム用集放熱装置は、屋根Ｒ上に設置され、
複数組の蛇行管路１３．１３・・・と、往路へラダ１１
と、復路ヘッダ１２とを備えてなる（第１図）。

往路へラダ１１と、復路ヘッダ１２とは、それぞれ、屋
根Ｒの側端部に設置された大径のパイプ材からなり、市
め弁１１ａ、１２ａを介して、熱媒体液供給配管１１ｂ
１間戻り配管１２ｂを以って、図示しない熱交換器とボ
イラとに接続されている。

蛇行管路１３は、往路へラダ１１と復路ヘッダ１２とに
、その始端と終端とを接続するとともに、屋根Ｒ上のほ
ぼ全面をカバーするように、複数組のものが、屋根Ｒの
両側端部において折り返されて、屋根Ｒ上に、横行して
配設されている。また、その各組ごとの、往路ヘッダ１
１との接続点は、復路ヘッダ１２との接続点より下方に
位置させてあり、各組の全長が約４０７１１’Ｌ以下に
なるように、所要組数を以って、屋根Ｒの仝而をカバー
１！シめである。

蛇行管路１３は、鋼管・鋼管等の金属管、または、塩化
ビニル管等の合成樹脂管からなるパイプ材を使用するの
がよく、屋根Ｒ上に葺き並べである桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・
・・に対して、整然と配列する（第２図）。すなわち、
蛇行管路１３は、横方向に隣接する桟瓦Ｒｋ　、　Ｒｋ
・・・の下端面に沿い、しかも、その桟瓦Ｒｋ、Ｒｋ・
・・に対して、下方に隣接する伯の桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・
・・の上面に沿うて、屈曲させながら配設するものとす
る。このとき、桟瓦Ｒｋに対する蛇行管路１３の固定は
、前記他の桟瓦Ｒｋ　、　Ｒｋ・・・の上端に掛止した
掛止金具１４．１４・・・による（第２図、第３図）。

また、蛇行管路１３の外径は、桟瓦Ｒｋの厚さと、はぼ
等しくとるのがよい。

掛止金具１４は、帯状の薄鋼板を折曲げ加工した上、適
当な表面処理を施したものであって（第４図〉、一端に
は、桟瓦Ｒｋの上端に掛止するための舌片１４ａを設け
るとともに、他端に、蛇行管路１３を挟着するための溝
１４Ｇを形成せしめる円弧部１４ｂを形成し、ざらに、
舌片１４ａに近く、表面側から裏面側に達する小満１４
６を形成しである。また、舌片１４ａと円弧部１４ｂの
立上りとの距離りは、屋根Ｒに■き並べた桟瓦Ｒｋ　、
Ｒｋ・・・の、上下方向の重なり部分の長さに、はぼ等
しく定めであるものとする。

蛇行管路１３を屋根Ｒ上に設置するときは、屋根Ｒの上
下方向に隣接する上側の桟瓦Ｑｋの下端部を上方に持ち
上げ、溝１４０に蛇行管路１３を挟着した掛止金具１４
の舌片１／ｌａ側を、前記持ち上げた桟瓦Ｒｋの下に差
し入れた後、舌片１４ａを、当該桟瓦Ｒｋの下方に隣接
する他の桟瓦Ｒｋの上端に掛止し、当該桟瓦Ｒｋを静か
に下方に下ろして復帰すればよく（第５図）、シたがっ
て、この方法によるときは、既設の屋根Ｒに対しても、
簡単に設置工事が遂行可能である。なお、１ト止金具１
４と蛇行管路１３とは、適当な接着剤を以って接着して
もｊ：り、あるいは、溝１４Ｃと蛇行管路１３との相対
寸法を選定して、単に、機械的に挟持してもよいものと
する。

桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋの間に差し入れられた掛止金具１４は
、舌片１４ａに近く、小満１４６を形成しであるので、
この小満１４ｄは水片り作用をなし、したがって、毛細
管坦象によって桟瓦Ｒｋ、Ｒｋの間を逆流する水が、下
側の桟瓦Ｒｋの上端にまで達して雨漏りの原因となるの
を防市することができる。

このにうにして、蛇行管路１３は、掛止金具１４によっ
て、屋根Ｒに葺き並べられている桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・
・の１枚単位ごとに止着されて、屋根Ｒのほぼ全面にわ
たるように配設することができ、そのとき、掛止金具１
４も、桟瓦Ｒｋの１枚単位ごとに使用するものとする（
第２図）。

かかる構成のソーラシステム用集放熱装置を使用すると
きは、熱媒体液供給配管１１ｂ、同戻り配管１２ｂを介
して、図示しない熱交換器またはボイラに接続するとと
もに、当該熱交換器またはボイラとの間に、熱媒体液を
循環せしめる。ここで、使用する熱媒体液としては、融
点がＯ′Ｃより低く、沸点が１００’Ｃより高くて、使
用状態において、常に、液体である安定な物質が好まし
く、たとえば、エチレングリコール（融点−１１，５°
Ｃ１沸点１９７．５°Ｃ）、一部のシリコーン油等が好
適である。

いま、夏期において、日射が強いときは、屋根Ｒ上の桟
瓦Ｒｋ、Ｒｋ・・・は、太陽熱によって、充分高温に熱
せられる一方、蛇行管路１３．１３・・・は、桟瓦Ｒｋ
　、Ｒｋ・・・に沿って屋根Ｒ上に配置されているから
、蛇行管路１３．１３・・・内を流れる熱媒体液も、ま
た、高温に加熱せられる。

そこで、この熱媒体液を、図示しない熱交換器の熱源側
蛇管に導いて、蛇行管路１３．１３・・・との間を循環
せしめれば、蛇管に接する給水を加熱することができ、
太陽熱による温水が得られることになる。すなわち、蛇
行管路１３．１３・・・は、一般のソーラシステムにお
りる集熱装置と全く同様に、太陽熱の集熱機能を発揮す
ることができ、しかも、蛇行管路１３は、高温に熱μら
れる桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・・の下端部と上面とにほぼ接
して配設されているから、蛇行管路１３内を流れる熱媒
体液は、桟瓦Ｒｋ　Ｒｋ・・・から、よく熱を伝達され
、したがって、このときの太陽熱の集熱効率としては、
極めて高いものが実現できるものである。

また、季節的、または、天候的な条件によって、熱交換
器から１ｑられる温水の温度が小屋するときは、この温
水を、さらに、別置のボイラによって追加加熱すること
もできることはいうまでもない。

冬期において、屋根Ｒ上に積雪があるときは、ソーラシ
ステム用集放熱装置を、図示しないボイラの蛇管に接続
し、これとの間に、熱媒体液を循環せしめる。すなわち
、ボイラを運転することによって、高温の熱媒体液が得
られるから、この熱媒体液を蛇行管路１３．１３・・・
に循環せしめれば、熱媒体液によって搬送される熱を、
屋根Ｒ上に積もった積雪の下面で放熱せしめることがで
き、したがって、屋根雪を、その下面側から融雪するこ
とができる。ここで、蛇行管路１３は、桟瓦Ｒｋの下端
部に沿って配設され、しかも、その外径を、桟瓦Ｒｋの
厚さとほぼ等しく選定しであるので、部分的に融解した
屋根雪が、屋根Ｒの傾斜に沿って、桟瓦Ｒｋ　、　Ｒｋ
・・・上を滑落するときにも、蛇行管路１３が雪によっ
て損傷を受けるおそれはほとんどない。さらに、熱媒体
液から放散される熱は、積雪の下面側において、積雪と
桟瓦Ｒｋ、Ｒｋ・・・との間に蓄積され、空中に放散さ
れることが極少であるから、融雪中の熱効率を極めて良
好なものとすることができる。

また、各蛇行管路１３は、往路ヘッダ１１と復路ヘッダ
１２との間の全長を約４０ｍ以下とすることによって、
往路ヘッダ１１と復路ヘッダ１２との各接続点における
温度差を、大むね２０’Ｃ以内に抑えであるので、屋根
Ｒ上におりる、場所による融雪効宋のばらつきが平均化
され、したがって、屋根雪は、屋根Ｒ上において、はぼ
均等に融雪されるものである。

さらに、蛇行管路１３は、往路ヘッダ１１への接続点を
、復路ヘッダ１２への接続点より下方に位置せしめであ
るので、１組の蛇行管路１３に着目しても、また、全体
の蛇行管路１３．１３・・・に着目しても、いずれも、
屋根Ｒ上の放熱の分布は、屋根Ｒの下方における方が上
方におけるよりも大きくなり、殊に、屋根Ｒの下端部、
すなわち、軒先部における放熱を最も大きくすることが
できる。

したがって、融雪途中の屋根雪は、屋根Ｒの下方、殊に
、その軒先部において、その滑落を妨げられることが少
なく、円滑に屋根Ｒから屋根下へ落下することができる
。

ここで、この融雪動作を実施せしめるためのボイラは、
前述の集熱動作中における温水の追加加熱を行なうため
のボイラと兼用することができることは勿論である。

なお、以上の説明における、蛇行管路１３．１３・・・
を形成するパイプ材と、掛止金具１４とは、少なくとも
、その一方、殊に前者の表面を、桟瓦Ｒｋ、Ｒｋ・・・
と同一ないし近似の色彩に仕上げることによって、外観
上、極めて目立たないものとすることができ、したがっ
て、家屋全体の体裁を損うおそれを極少にすることがで
きる。殊に、桟瓦Ｒｋ　、Ｒｋ・・・が黒色釉薬によっ
て仕上げられているときに、これと同一または近似色の
蛇行管路１３を使用することは、前述の効果が得られる
ばかりでなく、蛇行管路１３の赤外線吸収能力を高め、
太陽熱の集熱効率を一層向上せしめる上にも有効なもの
である。

発明の詳細 な説明したように、この発明によれば、屋根上に葺き並
べた桟瓦の下端面に沿って配設した蛇行管路を支持する
ための掛止金具を設け、この掛止金具は、一端に、前記
桟瓦の下方に隣接する他の桟瓦の上端に掛止するための
舌片を形成するとともに、細端に円弧部を形成し、この
円弧部の内側に形成される溝に、前記蛇行管路を係着し
て支持することによって、蛇行管路は、横方向に隣接す
る桟瓦の１枚単位ごとに、前記掛止金具によって、はぼ
その全長にわたって、安定に支持することができ、しか
も、その位置が、桟瓦の下端面に沿った位置に保持され
るものであるから、屋根雪によって蛇行管路が損傷を受
けるおそれがないばかりでなく、掛止金具は、薄鋼板を
折曲げ加工して製作することができる、極めて小さく、
目つ、簡単な構造のものであり、既設の屋根に対しても
容易に施工できるものであるから、仝休を屋根上に設置
しても、家屋の体裁を損なったり、工事費を過大なもの
としたりするおそれもないという、極めて優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は実施例を示し、第１図は全体系統
図、第２図は要部斜視図、第３図は第２図のｘ−Ｘ線矢
視断面図、第４図は掛止金具の斜視説明図、第５図は第
３図の要部拡大図である。 Ｒ・・・屋根 Ｒｋ・・・桟瓦 １１・・・往路ヘッダ １２・・・復路ヘッダ １３・・・蛇行管路 １４・・・掛止金具 １４ａ・・・舌片 １４ｂ・・・円弧部 １４Ｃ・・・溝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）屋根上に葺き並べた桟瓦の下端面に沿い、且つ、前
   記桟瓦の下方に隣接する他の桟瓦の上面に沿うて配設し
   た蛇行管路と、該蛇行管路に熱媒体液を分岐して循環せ
   しめるための往路ヘッダと復路ヘッダとを備えてなるソ
   ーラシステム用集放熱装置において、一端に、前記他の
   桟瓦の上端に掛止するための舌片を形成し、且つ、他端
   に円弧部を形成した掛止金具を設け、前記蛇行管路は、
   前記円弧部の内側に形成された溝に係着されていること
   を特徴とするソーラシステム用集放熱装置。 ２）前記蛇行管路は、前記桟瓦と同一ないし近似色に表
   面仕上げがなされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のソーラシステム用集放熱装置。 ３）前記掛止金具は、前記桟瓦と同一ないし近似色に表
   面仕上げがなされていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項記載のソーラシステム用集放熱装
   置。