JPS646378B2 - - Google Patents

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JPS646378B2
JPS646378B2 JP57198127A JP19812782A JPS646378B2 JP S646378 B2 JPS646378 B2 JP S646378B2 JP 57198127 A JP57198127 A JP 57198127A JP 19812782 A JP19812782 A JP 19812782A JP S646378 B2 JPS646378 B2 JP S646378B2
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JP
Japan
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roof
rafters
heat collector
plate
hanging
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JP57198127A
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Masataka Myoshi
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Nippon Light Metal Co Ltd
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Nippon Light Metal Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/60Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings
    • F24S20/67Solar heat collectors integrated in fixed constructions, e.g. in buildings in the form of roof constructions
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/60Planning or developing urban green infrastructure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/40Solar thermal energy, e.g. solar towers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は、太陽熱集熱器つき屋根、特に集熱
器に屋根板を兼ねさせたいわゆる屋根一体型の太
陽熱集熱器つき屋根に関する。
一般に太陽熱集熱器を設置する場合その年間集
熱量を最大にするためには集熱器の傾斜角度を我
が国本州において当該設置場所の緯度マイナス5
度程度にすることが望ましい。例えば東京(約北
緯35度)では30度である。そこで、屋根一体型の
集熱器つき屋根の場合も、屋根面全体を上記の最
適傾斜角度に設計することが望まれる。しかし小
さい建物の場合は問題ないとしても、大きい建物
の場合は屋根頂部が著しく高くなつてかなりの風
圧を受けることとなり、小屋組に過大な強度構造
を必要とする欠点があつた。
本願第1発明は、集熱器を最適傾斜角度に保持
できると共に屋根頂部の高くなる欠点を解消し、
しかも簡単な屋根構造の雨仕舞良好な太陽熱集熱
器つき屋根を提供することを目的とし、その特徴
は、屋根面を連続山形面の鋸屋根に形成すると共
に各山形面の日射側面を傾斜面に形成し、上記日
射側傾斜面にほぼ樋状体の垂木を平行に配設する
と共に隣り合う各垂木にまたがつて太陽熱集熱器
ユニツトの左右端部をのせて取付け、上記太陽熱
集熱器ユニツトの少くとも左右下端から垂下板を
垂下し、該垂下板にタイト材を取付け、該タイト
材を上記垂木の側板に当接させて該垂木の樋状体
の内側に垂下させたところにある。
本願第2発明は、上記鋸屋根における各山形面
の日陰側面をも反射面又は採光窓面に利用した太
陽熱集熱器つき屋根を提供することを目的とす
る。
以下東京に設置した例の図面を参照して本願発
明を詳細に説明する。
第1,2図は太陽熱集熱器つき屋根は、山の高
さを同一にした連続山形面の鋸屋根における各山
形面のほぼ南に面する日射側面及びほぼ北に面す
る日陰側面をそれぞれ傾斜面とし、一方の日射側
面に太陽熱集熱器ユニツト1…を、他方の日陰側
面に反射板ユニツト2…をそれぞれ屋根一体構造
で設置したものである。上記第1図の例では、第
1a図示のように日射側面を水平面に対し30度
に、日陰側面を同じく水平面に対し30度にそれぞ
れ傾斜させてあり、従つて本例では太陽高度が30
度を超えると各集熱器ユニツト1…の全面に太陽
光が直射されると共に反射板ユニツト2…にも照
射され、そして太陽高度が30度から60度の範囲に
おいては反射板ユニツト2…の全面から反射され
た太陽光全量がそれより日陰側の集熱器ユニツト
1…に投射され、又太陽高度が60度を超える範囲
bでは、反射板ユニツト2…から反射された太陽
光の一部がそれより日陰側の集熱器ユニツト1…
に投射されることとなる。
上記第2図の例では、第2a図示のように日射
側面を水平面に対し30度に傾斜させるが、日陰側
面は、各集熱器ユニツト1…の全面に太陽光が直
射される最低の太陽高度に大略一致させ、本例で
は約20度の傾斜角度をもたせている。
次に、具体的な構造について説明する。便宜上
第2図の例について述べると、建物上部構造にお
けるろくばり3…上に、小間隔をあけて平行する
2本1組のはなもや4,4′の所要数組を平行に
支架し、上記一方のはなもや4に一端を固定した
垂木5…と、他方のはなもや4′に一端を固定し
た垂木5′…とを山形状に接合してある。
上記太陽熱集熱器ユニツト1…は、第5,7図
示のように矩形枠6′と底板17からなる扁平箱
形ケース6の扁平開口上面に透明ガラス7を水密
に嵌め、ケース6内には低温側下部ヘツダー管8
及び高温側上部ヘツダー管9を設置すると共に、
両ヘツダー管8,9間に加熱された水が流通する
多数の流路10…を有する集熱板11を接続し、
各下部及び上部ヘツダー管8,9の各一端部を配
管接続ノズル8′,9′としてケース6の左右側壁
を貫通して外部に出し、又ケース6の底面四周に
沿つて横断面ほぼ矩形C形の係止溝12…をそれ
ぞれ形成し、そのうち左右両側の係止溝12,1
2及び屋根傾斜方向下側の係止溝12に垂下板1
3…をそれぞれ係止してある。
上記垂下板13…は対応する集熱器ケース側壁
の全長に及ぶ長さの板状体で、その本体下端に弾
性フイン形タイト材14を取付け、又本体上端か
ら直角に延出した座部13′には横断面フツク状
の2本の係止条15,15を突設したもので、こ
の係止条15,15を上記係止溝12内に係止し
て垂下板本体を集熱器ケース6底面三周から垂下
させると共に垂下板13…を互に接合してある。
16…は集熱器ケース6の左右両側壁に固定した
アングル状の取付ピース、18は断熱材である。
上記反射板ユニツト2は、第5,6図示のよう
に、集熱器ユニツト1と同一構造の矩形枠19′
と底板25からなる扁平箱形ケース19、係止溝
20…、係止条23及びタイト材22を有する垂
下板21…、取付ピース24…、及び断熱材26
を有し、該ケース19の扁平開口上面に反射板2
7を水密に嵌めたものである。
上記垂木5…,5′…は同一断面形状のもので、
第7図示のように底板28の両側部から側板2
9,29を起立してコ字形の樋状体に形成され、
その側板29,29の下端から外側方へフランジ
部54,54を突出すると共に、両側板上端部を
さらに外側方へ直角に屈曲して支持部30,30
に形成し、さらに該支持部の外側にコ字状樋部3
1,31を形成し、又両側板29,29の相対す
る内側面にブラケツト32…をそれぞれリベツト
33…により固定してある。このような垂木5
…,5′…の各一端部がそのフランジ部54…に
おいて第6図示のようにはなもや4,4′の上端
部にボルト52…、ナツト53…により固定され
ると共に、垂木5…,5′…の各他端が山形に溶
接される。必要によつては、上記垂木5…,5′
…の山形頂部の下に補強用棟材61を設けて垂木
頂部を支持するようにしてもよい。
上記のような垂木5…における相隣り合う垂木
5,5の各一方の側板29,29上に上記集熱器
ユニツト1の左右端部をのせ、その左右側垂下板
13,13を上記側板29,29の樋形内に、下
側垂下板13を側板29,29の下側端外側にそ
れぞれ垂下させると共に各垂下板座部13′…を
側板支持部30,30上に支持させ、その状態で
取付ピース16…をブラケツト32にボルト34
…、ナツト35により固定してある。この場合左
右垂下板13,13のタイト材14,14は側板
29,29の内側面に圧接し、又下側垂下板13
のタイト材14は、上記隣り合う垂木5,5の各
一方の側板29,29の下側端間を閉塞する塞ぎ
板36の外側面に圧接する(第6図)。上記塞ぎ
板36は、上記垂木側板29,29の外側面に固
定した取付板37,37にその両端部をボルト3
8…、ナツト39…により取付けられる。他の集
熱器ユニツト1…も同様に設置されている。
上記反射板ユニツト2…も上述の集熱器ユニツ
ト1…と同一の取付構造により日陰側垂木5′…
上に設置されている。
上記垂木5,5′,…のなす各山形頂部間には、
隣り合う山形頂部における各一方の側板29,2
9上に達する棟カバー受け40…がそれぞれ取付
けられ、該棟カバー受け40は、上記山形頂部に
対応する断面山形の底板43の中央部に起立部4
4を突設すると共に該座板の一側部に断面フツク
状の2本の係止条45,45を、他側部に1本の
係止条46をそれぞれ突設した樋状体で、その座
板43の両端部を上記側板29,29上に設置し
て該樋状体の両端口を上記山形頂部において垂木
5,5′の樋形上にのぞませた状態で、一方の係
止条45,45を集熱器ユニツト1…の上側係止
溝12…に、他方の係止条46を反射板ユニツト
2…の上側係止溝12…にそれぞれ係止すること
により固定されている。上記起立部44には、集
熱器ユニツト1…と反射板ユニツト2…の上側端
間にまたがつて水密に覆蓋された屋根全長に及ぶ
棟カバー47をネジ48…により固定してある。
49はタイト材である。
上記垂木5…と5′…のなす谷形底部において
は、第6図示のように2本1組のはなもや4,
4′の間に屋根全長に及ぶチヤンネル状樋50を
嵌装し、その左右側板51,51の上端部を上記
はなもや4,4′の上端部と垂木5…,5′…の間
にはさんで上記ボルト52…、ナツト53…によ
り固定してある。
各集熱器ユニツトの配管は、第7図示のように
下部及び上部ヘツダー管の配管接続ノズル8′,
9′にフレキシブル管55,56をそれぞれ接続
し、これらフレキシブル管を垂下板13ついで垂
木5の側板29を貫通して垂木5外の集熱器ユニ
ツト1下方(小屋裏)に引き出し、そこで小屋裏
に配設された低温側及び高温側管にそれぞれ接続
するか、又はそのまま小屋裏を通つて所定位置に
延長配管する。
必要によつては、第7図示のように隣接する集
熱器ユニツト1…間を覆うカバー57を取付け
る。上記カバー57は、上記集熱器ユニツト固定
用ボルト34…を兼用して取付ピース16…に固
定された二又状のカバー受け58…にネジ59…
により固定される。60はタイト材である。
次に、第3図の太陽熱集熱器つき屋根は、連続
山形状鋸屋根全体が日射側へ下り勾配で傾斜し、
その各山形の日射側面及び日陰側面をそれぞれ傾
斜面とし、一方の日射側面に太陽熱集熱器ユニツ
ト1a…を、他方の日陰側面に反射板ユニツト2
a…をそれぞれ設置し、一例として、第3a図は
鋸屋根全体を水平面に対し15度とし、日射側面を
30度に、日陰側面を15度にそれぞれ選定してあ
り、又第3b図は鋸屋根全体を10度とし、日射側
面を30度に、日陰側面を20度にそれぞれ選定して
ある。
第3図の屋根の具体的構造は第5,6,7図示
のものと実質的に同一であつて、第3図示のよう
に鋸屋根全体の傾斜に対応して傾斜させたろくば
り3a…上にはなもや4a,4′a,…によつて
垂木5a…,5′a…を山形状に組み、これに集
熱器ユニツト1a…、反射板ユニツト2a…を設
置してある。
第4図の太陽熱集熱器つき屋根は、鋸屋根にお
ける各山形面の日射側面を水平面に対し約30度の
傾斜面に、日陰側面を垂直面又はそれに近い面と
し、一方の日射側面に太陽熱集熱器ユニツト1b
…を、他方の日陰側面に屋内採光用の透光板ユニ
ツト62b…をそれぞれ配設したものである。
上記透光板ユニツト62b…は、第8図示のよ
うに、集熱器ユニツト1と同一構造の扁平矩形枠
63′b、係止溝64b…、係止条66b及びタ
イト材67bを有する垂下板65b…、取付ピー
ス68b…を有し、該枠63′bの扁平開口上面
に透光板69bを水密に嵌めると共に、枠底面に
も透光板70bを張設したものである。第4図の
屋根の具体的構造は第5,6,7図示のものと実
質的に同一であつて、第4図示のようにろくばり
3b…上にはなもや4b,4′b,…によつて傾
斜する垂木5b…及び垂直の垂木5′b…を山形
状に組み、一方の垂木5b…に太陽熱集熱器ユニ
ツト1b…を、他方の垂木5′b…に透光板ユニ
ツト62b…をそれぞれ取付けてある。
上述の各集熱器つき屋根においては、各ユニツ
トが垂木と結合して小屋組強度を確保しており、
従つて通常屋根に比較して小屋組構造が著しく簡
略化されている。
なお、上記第1,2,3図の屋根における日陰
側面に反射板ユニツトに代え上記透光板ユニツト
を取付けることもできる。
本願第1発明の太陽熱集熱器つき屋根によれ
ば、各集熱器を最適傾斜角度に保持して有効集熱
を行うことができると共に、大きい建物の屋根に
実施した場合に屋根頂部が高くなる欠点を除くこ
とができ、しかもほぼ樋状の複数本の垂木を配設
し、隣り合う両垂木に太陽熱集熱器ユニツトの左
右端部をまたがつてのせて設置した極めて簡単な
構造であるから施工が容易で安価に実施できる利
点が得られ、太陽熱集熱器ユニツトは、その左右
下端からタイト材を有する垂下板を垂下し、該垂
下板はタイト材を垂木の側板に当接させて垂木の
樋状体の内部に垂下させてあるので極めて雨仕舞
が良好である。
本願第2発明の太陽熱集熱器つき屋根によれ
ば、上記第1発明の効果に加え、鋸屋根における
日陰側面を反射板又は採光窓に利用すると共に、
その構成においては、ほぼ樋状の複数本の垂木を
配設し、隣り合う両垂木に、反射板又は透光板を
嵌めたユニツトをまたがつて設置した極めて簡単
な構造であつて、施工の容易性、経済性、雨仕舞
が同様に維持できるのである。
【図面の簡単な説明】
図面は本願発明の実施例を示し、第1,2図は
鋸屋根を有する建物の斜面図、第1a,2a図は
屋根面の傾斜角度を示す各略線図、第3図は他の
鋸屋根を有する建物の斜面図、第3a,3b図は
屋根面の傾斜角度を示す各略線図、第4図はさら
に他の鋸屋根を有する建物の斜面図、第5図は第
2図の−線拡大断面図、第6図は第2図の
−線拡大断面図、第7図は第2図の−線拡
大断面図、第8図は透光板ユニツトの一部省略拡
大断面図である。 1,1a,1b……太陽熱集熱器ユニツト、
2,2a……反射板ユニツト、5,5′,5a,
5′a,5b,5′b……垂木、6……集熱器ケー
ス、13……垂下板、28……垂木の底板、29
……垂木の側板、62b……透光板ユニツト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 屋根面を連続山形面の鋸屋根に形成すると共
    に上記各山形の日射側面を傾斜面とし、 上記日射側傾斜面には、底板の両側から側板を
    起立してなるほぼ樋状体の垂木の複数本を該傾斜
    面に沿つて互に左右間隔をあけて配設すると共
    に、箱形ケース内に太陽熱集熱機構を内装してな
    る太陽熱集熱器ユニツトの左右端部を上記隣り合
    う両垂木の各一方の側板にまたがつてのせて設置
    し、 上記太陽熱集熱器ユニツトは、その少くとも左
    右下端から垂下する垂下板を有し、該垂下板が上
    記垂木の樋状体の内側に垂下し、その垂下板にタ
    イト材を設け、該タイト材を上記垂木の側板に当
    接させてなる、 太陽熱集熱器つき屋根。 2 上記太陽熱集熱器ユニツトは、上記日射側傾
    斜面の傾斜方向全長に及ぶ長さを有するものであ
    る、特許請求の範囲第1項に記載の屋根。 3 屋根面を連続山形面の鋸屋根に形成し、 上記各山形の日射側面を傾斜面にし、該日射側
    面には、底板の両側から側板を起立してなる樋状
    体の垂木の複数本を該傾斜面に沿つて互に左右間
    隔をあけて配設すると共に、箱形ケース内に太陽
    熱集熱機構を内装してなる太陽熱集熱器ユニツト
    の左右端部を上記隣り合う両垂木の各一方の側板
    にまたがつてのせて設置し、 上記各山形の日陰側面には、底板両側から側板
    を起立してなる樋状体の垂木の複数本の該日陰側
    面に沿つて互に左右間隔をあけて配設すると共
    に、枠に反射板又は透光板を嵌めてなるユニツト
    の左右端部を上記隣り合う両垂木の各一方の側板
    にまたがつてのせて設置し、 上記各ユニツトは、その少くとも左右下端から
    垂下する垂下板を有し、該垂下板が上記垂木の樋
    状体内側に垂下し、上記垂下板にタイト材を設
    け、該タイト材を垂木の側板に当接させてなる、 太陽熱集熱器つき屋根。 4 上記日射側面の垂木と日陰側面の垂木とが山
    形状に接合され、これら垂木とこれに固定された
    上記各ユニツトとにより、小屋組強度を保持して
    いる、特許請求の範囲第3項に記載の屋根。
JP57198127A 1982-11-11 1982-11-11 太陽熱集熱器つき屋根 Granted JPS5989954A (ja)

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