太阳能系统房屋的集热屋顶.pdf

本发明的涉及停止使用现有技术中的木制椽子，而由金属部件构成的太阳能房屋的集热屋顶。由此，就可在不使用填缝材料的情况下，通过施工形成长期、稳定、可靠性高的屋顶，当在其上设置玻璃时，可通过尽可能使玻璃与屋顶板之间的距离接近，提高集热效率，另外，在经平整化处理而构成的屋顶上，作为辅助部件的功能部件的形状、装配也很简单，可不依赖施工人员的技术水平、经验即可施工。该屋顶板(1)向下突设有卷边接缝接合部(27)，使屋顶面为无突起的平面，在屋顶板(1)的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路(2)，在屋顶面上的一部分，有间隔地并排设有集热玻璃(23)。

1.  一种太阳能系统房屋的集热屋顶，其特征在于，屋顶板向下突设有卷边接缝接合部，使屋顶面为无突起的平面，在所述屋顶板的正下方，形成具有屋顶度的空气流路，在屋顶面上的一部分，有间隔地并排设置集热用玻璃。

2.  如权利要求1所述的太阳能系统房屋的集热屋顶，其特征在于，在所述卷边接缝接合部中，所述屋顶板的端部弯成基本呈直角，至少其前端部重叠，所述卷边接缝接合部装配在设于毛板上的兼用作雨水槽的槽状雨水导管内部，所述卷边接缝接合部固定在：中央形成凹部的大致呈M形的压板铁片挂接于所述雨水导管、并放入所述雨水导管内的所述压板铁片的凹部中。

3.  如本发明权利要求1或2所述的太阳能系统房屋的集热屋顶，其特征在于，集热玻璃的框架夹在固定于所述压板铁片上的底板与可由螺栓紧固在所述底板上的压板之间，进行固定。

太阳能系统房屋的集热屋顶
技术领域
本发明涉及以空气为传热介质，集聚白天的太阳能的利用无源太阳能的太阳能系统房屋的集热屋顶。
背景技术
由下述专利文献等可知：近年，出现了方位不受限制地可有效利用通过太阳光而聚集热量的空气的太阳能系统房屋。
专利文献1：JP特願昭61-311485号(JP特开昭63-165633号公报)；
专利文献2：JP特願昭62-234666号(JP特开昭64-75858号公报)。
下面通过图16，说明其基本情况，屋顶为太阳能集热部，在彩色铁板等金属制屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2，该空气流路2的一端，在屋檐下(还包括小阁楼的场合)等处有开口，用作外部气体进口3，另一端与绝热材料制用作集热箱的大梁管4连通。
上述空气流路2的下侧面为玻璃棉等护板构成的绝热层24，另外，屋顶的一部分由玻璃23覆盖。该玻璃23用于防止在外部风较强等情况下，因风的冷却而对金属制屋顶板1通过太阳能加热的情况的影响。
内置流入侧风门6、集热风扇7和流出侧风门8的操纵箱5设在作为房屋顶层空间的小阁楼22中，该流出侧风门8的流出侧一方从排气管9朝向室外开口，另一方与下供立管10的上端相连。下供立管10的下端开口于用作地板下蓄热体地蓄热混凝土板11与地板12之间的空气流通空间13，并设有从该空气流通空间13至室内的地板通风口14。
操纵箱5的流入侧风门6的流入侧的一方与上述大梁管4连通，其另一方在天花板等处与开口于室内的循环用管19相连。另外，如果设有该循环用管19所设吸入口20的房间在2层，对于具有设有通向上述室内的地板通风口14的地板12的1层房间来说，优选为，作为通风结构，空气可自由流动。
在该操纵箱5的内部，在流入侧风门6和集热风扇7之间，设有热水盘管15，该热水盘管15由循环盘管16与热水贮槽17连接，在流向该热水贮槽17的途中，设有补热用热水供给锅炉18，与连接着浴室、盥洗室、厨房的热水上水管21相连。
这样，利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡度上升。然后，在该被加热的空气聚集于大梁管4中后，经集热用风扇7进入操纵箱5，由操纵箱5从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板11和地板12之间的空气流通空间13。在空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板11中蓄热、和从地板通风口14直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。
另一方面，利用热水盘管15对经循环盘管16由热水贮槽17用循环泵19输入至此的水进行加热，作为热水积蓄在热水贮槽17中，然后再由此根据需要，由补热用热水供给锅炉18进行再加热，从热水上水管向各部位供给热水。
作为设于上述屋顶上的太阳能集热部，如图17所示，棒状折叠缝式铺法浮顶，在直径不同的椽子25a、25b中，直径较大的椽子25a位于下方，形成上下双椽具有高度差的结构，在此，修葺彩色铁板制屋顶板1，在下侧确保空气层2a，形成空气流路2。
用填缝枪等在椽子25a、25b的外面涂敷硅填料等填缝材料26，然后，将屋顶板1的端部叠置，以确保该空气层2a的气密性。
发明内容
在上述棒状折叠缝式铺法浮顶中，集热部所用材料在夏天曝露于高温空气中，有时会由所用材料在耐久性、长期可靠性方面引发不安感。
特别是就材料品质难于控制的木材而言，有可能产生翘曲、腐朽、热缩等情况，对屋面材料的安装强度等产生影响。
在上述浮顶结构的棒状折叠缝式铺法屋面中，屋顶板1与玻璃23之间的距离，因有必要实现防水，故需要在40～50mm左右的范围内。这是由于为了实现防水，屋顶板向上弯曲40～50mm左右。
本发明的目的在于提供如下所述的太阳能系统房屋的集热屋顶，它解决了现有实施例中的不利情况，停止使用现有技术中的木制椽子，而由金属部件构成，由此，可在不使用填缝材料的情况下，实现长期、稳定、可靠性高的屋顶的施工，当在其上设置玻璃时，可通过尽可能使玻璃与屋顶板之间的距离接近，提高集热效率，另外，在经平整化处理而构成的屋顶上，作为辅助部件的功能部件的形状、装配也很简单，可不依赖施工人员的技术水平、经验，即可进行施工。
为实现上述目的，本发明第1方面所述的发明的要点在于：屋顶板向下突设有卷边接缝接合部，使屋顶面为无突起的平面，在该屋顶板正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路，在屋顶面上的一部分，有间隔地并排设置集热用玻璃。
按照本发明第1方面所述的发明，由于屋顶板向下突设有卷边接缝接合部，使屋顶面为无突起的平面，所以，通过全部使用金属制结构部件，可在不使用填缝材料的情况下形成一体，且可按照尽可能使玻璃与屋顶板之间的距离接近的方式自由设定。由于从热力学方面考虑，玻璃与屋顶板之间的距离越近、集热效率越高，故与现有技术相比，可提高集热效率。
本发明第2方面所述的发明的要点在于，在卷边接缝接合部中，屋顶板的端部弯成基本呈直角，至少其前端部重叠，该卷边接缝接合部装配在设于毛板上的兼用作雨水管的槽状雨水导管内部，上述卷边接缝接合部固定在：中央形成凹部的大致呈M形的压板铁片挂接于上述雨水导管、并放入上述雨水导管内的上述压板铁片的凹部中。
按照本发明第2方面所述的发明，除上述作用之外，还具有利用兼作雨水槽的槽状雨水导管收集向卷边接缝接合部浸入的水，防止其泄漏至其它部位，可确实实现排水的作用。另外，由于卷边接缝接合部利用中央形成凹部的大致呈M型的压板铁片固定，所以，可确实通过压板铁片将屋顶板支承固定于压板铁片上端与凹部的2个部位。
本发明第3方面所述的发明的要点在于，将集热玻璃的框架夹在固定于压板铁片上的底板和可由螺栓紧固在该底板上的压板之间，进行固定。
按照本发明第3方面所述的发明，因集热玻璃的框架夹在固定于底板与压板之间，因此可简单并稳定地固定在压板铁片上，另外，可将集热玻璃设在屋顶板附近。
如上所述，本发明的太阳能系统房屋的集热屋顶可在不用填缝材料的情况下，进行屋顶的施工，当在其上设置玻璃时，还可通过尽可能使玻璃与屋顶板之间的距离接近，提高集热效率。
即，现有技术中的集热屋顶为在由毛板托起集热空气层的金属制棒状折叠缝式铺法屋顶上设置集热玻璃的结构，或采用集热面板，而本发明中，可得到由毛板托起热空气层的平直状金属屋顶。
在本发明中，因停止使用现有技术中的木制椽子，由金属部件构成，故可形成长期、稳定、可靠性高的屋顶。
另外，因屋顶形状为平直状，可在屋顶面板的接合部设置集水用雨水导管，确实地对雨水进行处理。
由于在经平整化而构成的屋顶上，作为辅助部件的功能部件的形状、装配简单，所以，可不依赖施工人员的技术水平、经验，即可进行施工。
此外，经平整化处理消除对玻璃安装位置的限制，而在屋顶上设置集热玻璃组件，构成装有玻璃的集热面时，可使集热玻璃和集热板之间的间隔不由屋顶所需防水性的方面决定，可将该位置关系设定重点放在集热性能的尺寸上。
附图说明
图1为本发明的太阳能系统房屋的集热屋顶的实施方式1的纵剖正视图；
图2为本发明的太阳能系统房屋的集热屋顶的实施方式1的主要部分的放大的纵剖正视图；
图3为本发明所用的雨水导管的正视图；
图4为本发明所用的压板铁片的正视图；
图5为本发明所用的压板铁片的侧视图；
图6为中间支承部件的正视图；
图7为设有玻璃的状态的纵剖正视图；
图8为设有玻璃的状态的另一例的纵剖正视图；
图9为设有玻璃的部分的主要部分的纵剖正视图；
图10为设有玻璃的部分的主要部分另一例的纵剖正视图；
图11为用于玻璃设置部分的底板的立体图；
图12为屋顶端部的局部剖面立体图；
图13为屋顶整体的立体图；
图14为本发明的太阳能系统房屋的集热屋顶的实施方式2的主要部分的放大的纵剖正视图；
图15为实施方式2的屋顶板的立体图；
图16为太阳能系统房屋整体的简要示意图；
图17为现有技术例的纵剖正视图。
符号说明：
1屋顶板；2空气流路；2a空气层；3外部气体进口；4大梁管；5操纵箱；6流入侧风门；7集热风扇；8流出侧风门；9排气管；10下供立管；11蓄热混凝土板；12地板；13空气流通空间；14地板通风口；15热水盘管；16循环盘管；17热水贮槽；18热水供给锅炉；19循环用管；20吸入口；21热水上水管；22小阁楼；23玻璃；24绝热层25a、25b椽子；26填缝材料；27卷边接缝接合部；28a第1弯曲部；28b第2弯曲部；28c水平折叠部；28d立起片；28f、28f′折曲部；29雨水导管；29a水平翼缘；30压板铁片；30a凹部；30b固定翼缘；31中间支承部件；31a水平翼缘；32毛板；33雨水槽；34框架；35底板；35a突条；36螺栓；37压板；38螺母；39边缘用金属部件；39a支脚；40太阳能电池面板。
具体实施方式
下面根据附图，详细说明本发明的具体实施方式。图1为本发明的太阳能系统房屋的集热屋顶的实施方式1的纵剖正视图，图2为上述实施方式的主要部分的放大的纵剖正视图，其中省略了集热玻璃。
设于屋顶上的太阳能集热装置，如图16所示，在彩色铁板(彩色镀锌钢板)等金属制屋顶板1的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2，该空气流路2的一端，在屋檐下(还包括小阁楼的场合)等处有开口，用作外部气体进口3。上述空气流路2的下侧面构成绝热层。另外，屋顶板1还可考虑金属制以外的场合。
在屋顶的上部区域，屋顶板1的上部覆盖着上下有间隔的玻璃23。
屋顶板1的端部弯成基本呈直角，该部分整体或至少其前端部重叠，由此，卷边接缝接合部27向下突出，使屋顶面为没有突起的平直面，在该屋顶面的正下方，形成具有屋顶坡度的空气流路2。
在本实施方式中，在上述卷边接缝接合部27中，一部分屋顶板1的端部弯成基本呈直角，其前部向外弯成L形，形成第1弯曲部28a，另一部分屋顶板1的端部将向外弯成L形的第1弯曲部28a夹在中间，形成水平折叠部28c，另外，形成其前端呈垂直竖起的立起片28d，构成第2弯曲部28b。
另外，上述屋顶板1，尽管端部基本呈直角弯曲，不必将该部分整体紧密重叠，可稍有间隙，但考虑到防雨的情况，优选提高密合度。
图14、图15表示该方式的一个实例，因上述第1弯曲部28a和第2弯曲部28b之间的关系，也可通过水平折叠部28c将第1弯曲部28a夹在中间，此时，在两侧形成突条形成用弯曲部28f、28f′，将它们嵌合，实现形状上的变化。
图中的29表示镀锌钢板等制的兼作雨水槽的槽状雨水导管，在倒“大”字形的顶端，形成向内的水平翼缘29a。
此外，图中的30表示镀锌钢板制压板铁片，其中，如图4、5所示，具有一定宽度的金属带大致弯成M状，其中间形成凹部30a，另外，其下端水平向外弯曲，形成固定翼缘30b。
另外，图中的31表示上述镀锌钢板等的中间支承部件，横向U形的主体部的下端水平向外弯曲，形成水平翼缘31a。
上述雨水导管29设于毛板32上，将压板铁片30挂接于该雨水导管29，用螺栓固定其固定翼缘30b，由此，就可利用压板铁片30固定雨水导管29。此时，压板铁片30的凹部30a装配在雨水导管29内部。
上述屋顶板1由压板铁片30上端支承，而屋顶板1相互之间的卷边接缝接合部28a插入上述压板铁片30的凹部30a中，而支承于此，通过螺栓将第2弯曲部28b的水平折叠部28c的一个前端固定，由此将卷边接缝接合部27的整体固定。
如此，就可借助按照适当距离设置的压板铁片30与雨水导管29，从下侧以适当距离支承屋顶板1，并在中间设置中间支承部件31，将其支承于此。
另外，雨水导管29的端部如图12所示，与设于屋顶的屋檐的雨水槽33相连。
在屋顶面上的一部分，有间隔地并排设置集热玻璃，下面，对该玻璃23的设置进行描述。
在玻璃23上设有用作窗框的框架34，作为夹持固定该框架34的部件，采用底板35与可用螺栓36紧固在该底板35上的压板37。
框架34、底板35、压板37优选使用经过表面钝化处理的铝制挤压成型件，底板35如图11所示，为中央形成沿长度方向有中空矩形突条35a的水平板状体，通过将螺母38焊接固定于突条35a内而装配。
压板37也为水平板，其宽度与底板35基本相同，用螺栓将底板35固定于上述压板铁片30上，用前端与螺母38螺合的螺栓36将其间夹有上述框架34的底板35和压板37紧固。
图8、图10表示在不是两侧而仅在一侧固定框架34的情况下，采用边缘用金属部件39代替压板37，使压板与由底板35接地的支脚39a形成一体。
图13为屋顶的一例，在该屋顶面中，由屋顶板1形成卷边接缝接合部27上形成平行槽的屋顶，其中一部分有间隔地并排设置集热用玻璃23。
图中，40表示用于获得驱动图16中的操纵箱5内的集热风扇7等的电源的太阳能电池面板。
如此，在屋顶板1的下方，形成坡度与屋顶坡度相同的空气流路2，利用太阳光而被加热的金属板的屋顶板1对流入空气流路2的外部气体进行加热，该被加热的空气沿屋顶坡面上升，由该加热空气集热。
在图16的例中，空气由操纵箱5出发，从下供立管10内流下，进入蓄热混凝土板11和地板12之间的空气流通空间13。在该空气流通空间13中，加热空气起到经地板12直接对地板面下方进行加热、在蓄热混凝土板11中蓄热、和从地板通风口直接向室内吹送暖风的3种供暖作用。
另一方面，在热水盘管15中，对经循环盘管16由热水贮槽17送入的水进行加热，作为热水积蓄在热水贮槽17中，然后再由此从热水上水管向各部位供给热水。
在利用上述屋顶的集热中，在具有玻璃23的部分与屋顶面之间，存在空气层2a，可不受风等的影响，进行有效的集热，特别是玻璃23可设为靠近至屋顶板1，与其有10mm左右的距离。
此外，有时少量雨水会浸入卷边接缝接合部27(该卷边接缝接合部27密接接合，几乎没有浸入)，此时，将该雨水聚集于雨水导管29，将其导向雨水槽33。