專利名稱：太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂?shù)闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以空氣為傳熱介質(zhì)，集聚白天的太陽(yáng)能的利用無(wú)源太陽(yáng)能的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂。
背景技術(shù)：
由下述專利文獻(xiàn)等可知近年，出現(xiàn)了方位不受限制地可有效利用通過(guò)太陽(yáng)光而聚集熱量的空氣的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋。
專利文獻(xiàn)1JP特願(yuàn)昭61-311485號(hào)(JP特開(kāi)昭63-165633號(hào)公報(bào))；專利文獻(xiàn)2JP特願(yuàn)昭62-234666號(hào)(JP特開(kāi)昭64-75858號(hào)公報(bào))。
下面通過(guò)圖16，說(shuō)明其基本情況，屋頂為太陽(yáng)能集熱部，在彩色鐵板等金屬制屋頂板1的正下方，形成具有屋頂坡度的空氣流路2，該空氣流路2的一端，在屋檐下(還包括小閣樓的場(chǎng)合)等處有開(kāi)口，用作外部氣體進(jìn)口3，另一端與絕熱材料制用作集熱箱的大梁管4連通。
上述空氣流路2的下側(cè)面為玻璃棉等護(hù)板構(gòu)成的絕熱層24，另外，屋頂?shù)囊徊糠钟刹Ａ?3覆蓋。該玻璃23用于防止在外部風(fēng)較強(qiáng)等情況下，因風(fēng)的冷卻而對(duì)金屬制屋頂板1通過(guò)太陽(yáng)能加熱的情況的影響。
內(nèi)置流入側(cè)風(fēng)門6、集熱風(fēng)扇7和流出側(cè)風(fēng)門8的操縱箱5設(shè)在作為房屋頂層空間的小閣樓22中，該流出側(cè)風(fēng)門8的流出側(cè)一方從排氣管9朝向室外開(kāi)口，另一方與下供立管10的上端相連。下供立管10的下端開(kāi)口于用作地板下蓄熱體的蓄熱混凝土板11與地板12之間的空氣流通空間13，并設(shè)有從該空氣流通空間13至室內(nèi)的地板通風(fēng)口14。
操縱箱5的流入側(cè)風(fēng)門6的流入側(cè)的一方與上述大梁管4連通，其另一方在天花板等處與開(kāi)口于室內(nèi)的循環(huán)用管19相連。另外，如果設(shè)有該循環(huán)用管19所設(shè)吸入口20的房間在2層，對(duì)于具有設(shè)有通向上述室內(nèi)的地板通風(fēng)口14的地板12的1層房間來(lái)說(shuō)，優(yōu)選為，作為通風(fēng)結(jié)構(gòu)，空氣可自由流動(dòng)。
在該操縱箱5的內(nèi)部，在流入側(cè)風(fēng)門6和集熱風(fēng)扇7之間，設(shè)有熱水盤管15，該熱水盤管15由循環(huán)盤管16與熱水貯槽17連接，在流向該熱水貯槽17的途中，設(shè)有補(bǔ)熱用熱水供給鍋爐18，與連接著浴室、盥洗室、廚房的熱水上水管21相連。
這樣，利用太陽(yáng)光而被加熱的金屬板的屋頂板1對(duì)流入空氣流路2的外部氣體進(jìn)行加熱，該被加熱的空氣沿屋頂坡度上升。然后，在該被加熱的空氣聚集于大梁管4中后，經(jīng)集熱用風(fēng)扇7進(jìn)入操縱箱5，由操縱箱5從下供立管10內(nèi)流下，進(jìn)入蓄熱混凝土板11和地板12之間的空氣流通空間13。在空氣流通空間13中，加熱空氣起到經(jīng)地板12直接對(duì)地板面下方進(jìn)行加熱、在蓄熱混凝土板11中蓄熱、和從地板通風(fēng)口14直接向室內(nèi)吹送暖風(fēng)的3種供暖作用。
另一方面，利用熱水盤管15對(duì)經(jīng)循環(huán)盤管16由熱水貯槽17用循環(huán)泵19輸入至此的水進(jìn)行加熱，作為熱水積蓄在熱水貯槽17中，然后再由此根據(jù)需要，由補(bǔ)熱用熱水供給鍋爐18進(jìn)行再加熱，從熱水上水管向各部位供給熱水。
作為設(shè)于上述屋頂上的太陽(yáng)能集熱部，如圖17所示，棒狀折疊縫式鋪法浮頂，在直徑不同的椽子25a、25b中，直徑較大的椽子25a位于下方，形成上下雙椽具有高度差的結(jié)構(gòu)，在此，修葺彩色鐵板制屋頂板1，在下側(cè)確?？諝鈱?a，形成空氣流路2。
用填縫槍等在椽子25a、25b的外面涂敷硅填料等填縫材料26，然后，將屋頂板1的端部疊置，以確保該空氣層2a的氣密性。

發(fā)明內(nèi)容
在上述棒狀折疊縫式鋪法浮頂中，集熱部所用材料在夏天曝露于高溫空氣中，有時(shí)會(huì)由所用材料在耐久性、長(zhǎng)期可靠性方面引發(fā)不安感。
特別是就材料品質(zhì)難于控制的木材而言，有可能產(chǎn)生翹曲、腐朽、熱縮等情況，對(duì)屋面材料的安裝強(qiáng)度等產(chǎn)生影響。
在上述浮頂結(jié)構(gòu)的棒狀折疊縫式鋪法屋面中，屋頂板1與玻璃23之間的距離，因有必要實(shí)現(xiàn)防水，故需要在40～50mm左右的范圍內(nèi)。這是由于為了實(shí)現(xiàn)防水，屋頂板向上彎曲40～50mm左右。
本發(fā)明的目的在于提供如下所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂，它解決了現(xiàn)有實(shí)施例中的不利情況，停止使用現(xiàn)有技術(shù)中的木制椽子，而由金屬部件構(gòu)成，由此，可在不使用填縫材料的情況下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠性高的屋頂?shù)氖┕?，?dāng)在其上設(shè)置玻璃時(shí)，可通過(guò)盡可能使玻璃與屋頂板之間的距離接近，提高集熱效率，另外，在經(jīng)平整化處理而構(gòu)成的屋頂上，作為輔助部件的功能部件的形狀、裝配也很簡(jiǎn)單，可不依賴施工人員的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)，即可進(jìn)行施工。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第1方面所述的發(fā)明的要點(diǎn)在于屋頂板向下突設(shè)有卷邊接縫接合部，使屋頂面為無(wú)突起的平面，在該屋頂板正下方，形成具有屋頂坡度的空氣流路，在屋頂面上的一部分，有間隔地并排設(shè)置集熱用玻璃。
按照本發(fā)明第1方面所述的發(fā)明，由于屋頂板向下突設(shè)有卷邊接縫接合部，使屋頂面為無(wú)突起的平面，所以，通過(guò)全部使用金屬制結(jié)構(gòu)部件，可在不使用填縫材料的情況下形成一體，且可按照盡可能使玻璃與屋頂板之間的距離接近的方式自由設(shè)定。由于從熱力學(xué)方面考慮，玻璃與屋頂板之間的距離越近、集熱效率越高，故與現(xiàn)有技術(shù)相比，可提高集熱效率。
本發(fā)明第2方面所述的發(fā)明的要點(diǎn)在于，在卷邊接縫接合部中，屋頂板的端部彎成基本呈直角，至少其前端部重疊，該卷邊接縫接合部裝配在設(shè)于毛板上的兼用作雨水管的槽狀雨水導(dǎo)管內(nèi)部，上述卷邊接縫接合部固定在中央形成凹部的大致呈M形的壓板鐵片掛接于上述雨水導(dǎo)管、并放入上述雨水導(dǎo)管內(nèi)的上述壓板鐵片的凹部中。
按照本發(fā)明第2方面所述的發(fā)明，除上述作用之外，還具有利用兼作雨水槽的槽狀雨水導(dǎo)管收集向卷邊接縫接合部浸入的水，防止其泄漏至其它部位，可確實(shí)實(shí)現(xiàn)排水的作用。另外，由于卷邊接縫接合部利用中央形成凹部的大致呈M型的壓板鐵片固定，所以，可確實(shí)通過(guò)壓板鐵片將屋頂板支承固定于壓板鐵片上端與凹部的2個(gè)部位。
本發(fā)明第3方面所述的發(fā)明的要點(diǎn)在于，將集熱玻璃的框架夾在固定于壓板鐵片上的底板和可由螺栓緊固在該底板上的壓板之間，進(jìn)行固定。
按照本發(fā)明第3方面所述的發(fā)明，因集熱玻璃的框架夾在固定于底板與壓板之間，因此可簡(jiǎn)單并穩(wěn)定地固定在壓板鐵片上，另外，可將集熱玻璃設(shè)在屋頂板附近。
如上所述，本發(fā)明的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂可在不用填縫材料的情況下，進(jìn)行屋頂?shù)氖┕?，?dāng)在其上設(shè)置玻璃時(shí)，還可通過(guò)盡可能使玻璃與屋頂板之間的距離接近，提高集熱效率。
即，現(xiàn)有技術(shù)中的集熱屋頂為在由毛板托起集熱空氣層的金屬制棒狀折疊縫式鋪法屋頂上設(shè)置集熱玻璃的結(jié)構(gòu)，或采用集熱面板，而本發(fā)明中，可得到由毛板托起熱空氣層的平直狀金屬屋頂。
在本發(fā)明中，因停止使用現(xiàn)有技術(shù)中的木制椽子，由金屬部件構(gòu)成，故可形成長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠性高的屋頂。
另外，因屋頂形狀為平直狀，可在屋頂面板的接合部設(shè)置集水用雨水導(dǎo)管，確實(shí)地對(duì)雨水進(jìn)行處理。
由于在經(jīng)平整化而構(gòu)成的屋頂上，作為輔助部件的功能部件的形狀、裝配簡(jiǎn)單，所以，可不依賴施工人員的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)，即可進(jìn)行施工。
此外，經(jīng)平整化處理消除對(duì)玻璃安裝位置的限制，而在屋頂上設(shè)置集熱玻璃組件，構(gòu)成裝有玻璃的集熱面時(shí)，可使集熱玻璃和集熱板之間的間隔不由屋頂所需防水性的方面決定，可將該位置關(guān)系設(shè)定重點(diǎn)放在集熱性能的尺寸上。


圖1為本發(fā)明的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂?shù)膶?shí)施方式1的縱剖正視圖；圖2為本發(fā)明的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂?shù)膶?shí)施方式1的主要部分的放大的縱剖正視圖；圖3為本發(fā)明所用的雨水導(dǎo)管的正視圖；圖4為本發(fā)明所用的壓板鐵片的正視圖；圖5為本發(fā)明所用的壓板鐵片的側(cè)視圖；圖6為中間支承部件的正視圖；圖7為設(shè)有玻璃的狀態(tài)的縱剖正視圖；
圖8為設(shè)有玻璃的狀態(tài)的另一例的縱剖正視圖；圖9為設(shè)有玻璃的部分的主要部分的縱剖正視圖；圖10為設(shè)有玻璃的部分的主要部分另一例的縱剖正視圖；圖11為用于玻璃設(shè)置部分的底板的立體圖；圖12為屋頂端部的局部剖面立體圖；圖13為屋頂整體的立體圖；圖14為本發(fā)明的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂?shù)膶?shí)施方式2的主要部分的放大的縱剖正視圖；圖15為實(shí)施方式2的屋頂板的立體圖；圖16為太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋整體的簡(jiǎn)要示意圖；圖17為現(xiàn)有技術(shù)例的縱剖正視圖。
符號(hào)說(shuō)明1屋頂板；2空氣流路；2a空氣層；3外部氣體進(jìn)口；4大梁管；5操縱箱；6流入側(cè)風(fēng)門；7集熱風(fēng)扇；8流出側(cè)風(fēng)門；9排氣管；10下供立管；11蓄熱混凝土板；12地板；13空氣流通空間；14地板通風(fēng)口；15熱水盤管；16循環(huán)盤管；17熱水貯槽；18熱水供給鍋爐；19循環(huán)用管；20吸入口；21熱水上水管；22小閣樓；23玻璃；24絕熱層25a、25b椽子；26填縫材料；27卷邊接縫接合部；28a第1彎曲部；28b第2彎曲部；28c水平折疊部；28d立起片；28f、28f′折曲部；29雨水導(dǎo)管；29a水平翼緣；30壓板鐵片；30a凹部；30b固定翼緣；31中間支承部件；31a水平翼緣；32毛板；33雨水槽；34框架；35底板；35a突條；36螺栓；37壓板；38螺母；39邊緣用金屬部件；39a支腳；40太陽(yáng)能電池面板。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖1為本發(fā)明的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂?shù)膶?shí)施方式1的縱剖正視圖，圖2為上述實(shí)施方式的主要部分的放大的縱剖正視圖，其中省略了集熱玻璃。
設(shè)于屋頂上的太陽(yáng)能集熱裝置，如圖16所示，在彩色鐵板(彩色鍍鋅鋼板)等金屬制屋頂板1的正下方，形成具有屋頂坡度的空氣流路2，該空氣流路2的一端，在屋檐下(還包括小閣樓的場(chǎng)合)等處有開(kāi)口，用作外部氣體進(jìn)口3。上述空氣流路2的下側(cè)面構(gòu)成絕熱層。另外，屋頂板1還可考慮金屬制以外的場(chǎng)合。
在屋頂?shù)纳喜繀^(qū)域，屋頂板1的上部覆蓋著上下有間隔的玻璃23。
屋頂板1的端部彎成基本呈直角，該部分整體或至少其前端部重疊，由此，卷邊接縫接合部27向下突出，使屋頂面為沒(méi)有突起的平直面，在該屋頂面的正下方，形成具有屋頂坡度的空氣流路2。
在本實(shí)施方式中，在上述卷邊接縫接合部27中，一部分屋頂板1的端部彎成基本呈直角，其前部向外彎成L形，形成第1彎曲部28a，另一部分屋頂板1的端部將向外彎成L形的第1彎曲部28a夾在中間，形成水平折疊部28c，另外，形成其前端呈垂直豎起的立起片28d，構(gòu)成第2彎曲部28b。
另外，上述屋頂板1，盡管端部基本呈直角彎曲，不必將該部分整體緊密重疊，可稍有間隙，但考慮到防雨的情況，優(yōu)選提高密合度。
圖14、圖15表示該方式的一個(gè)實(shí)例，因上述第1彎曲部28a和第2彎曲部28b之間的關(guān)系，也可通過(guò)水平折疊部28c將第1彎曲部28a夾在中間，此時(shí)，在兩側(cè)形成突條形成用彎曲部28f、28f′，將它們嵌合，實(shí)現(xiàn)形狀上的變化。
圖中的29表示鍍鋅鋼板等制的兼作雨水槽的槽狀雨水導(dǎo)管，在倒“大”字形的頂端，形成向內(nèi)的水平翼緣29a。
此外，圖中的30表示鍍鋅鋼板制壓板鐵片，其中，如圖4、5所示，具有一定寬度的金屬帶大致彎成M狀，其中間形成凹部30a，另外，其下端水平向外彎曲，形成固定翼緣30b。
另外，圖中的31表示上述鍍鋅鋼板等的中間支承部件，橫向U形的主體部的下端水平向外彎曲，形成水平翼緣31a。
上述雨水導(dǎo)管29設(shè)于毛板32上，將壓板鐵片30掛接于該雨水導(dǎo)管29，用螺栓固定其固定翼緣30b，由此，就可利用壓板鐵片30固定雨水導(dǎo)管29。此時(shí)，壓板鐵片30的凹部30a裝配在雨水導(dǎo)管29內(nèi)部。
上述屋頂板1由壓板鐵片30上端支承，而屋頂板1相互之間的卷邊接縫接合部28a插入上述壓板鐵片30的凹部30a中，而支承于此，通過(guò)螺栓將第2彎曲部28b的水平折疊部28c的一個(gè)前端固定，由此將卷邊接縫接合部27的整體固定。
如此，就可借助按照適當(dāng)距離設(shè)置的壓板鐵片30與雨水導(dǎo)管29，從下側(cè)以適當(dāng)距離支承屋頂板1，并在中間設(shè)置中間支承部件31，將其支承于此。
另外，雨水導(dǎo)管29的端部如圖12所示，與設(shè)于屋頂?shù)奈蓍艿挠晁?3相連。
在屋頂面上的一部分，有間隔地并排設(shè)置集熱玻璃，下面，對(duì)該玻璃23的設(shè)置進(jìn)行描述。
在玻璃23上設(shè)有用作窗框的框架34，作為夾持固定該框架34的部件，采用底板35與可用螺栓36緊固在該底板35上的壓板37。
框架34、底板35、壓板37優(yōu)選使用經(jīng)過(guò)表面鈍化處理的鋁制擠壓成型件，底板35如圖11所示，為中央形成沿長(zhǎng)度方向有中空矩形突條35a的水平板狀體，通過(guò)將螺母38焊接固定于突條35a內(nèi)而裝配。
壓板37也為水平板，其寬度與底板35基本相同，用螺栓將底板35固定于上述壓板鐵片30上，用前端與螺母38螺合的螺栓36將其間夾有上述框架34的底板35和壓板37緊固。
圖8、圖10表示在不是兩側(cè)而僅在一側(cè)固定框架34的情況下，采用邊緣用金屬部件39代替壓板37，使壓板與由底板35接地的支腳39a形成一體。
圖13為屋頂?shù)囊焕谠撐蓓斆嬷?，由屋頂?形成卷邊接縫接合部27上形成平行槽的屋頂，其中一部分有間隔地并排設(shè)置集熱用玻璃23。
圖中，40表示用于獲得驅(qū)動(dòng)圖16中的操縱箱5內(nèi)的集熱風(fēng)扇7等的電源的太陽(yáng)能電池面板。
如此，在屋頂板1的下方，形成坡度與屋頂坡度相同的空氣流路2，利用太陽(yáng)光而被加熱的金屬板的屋頂板1對(duì)流入空氣流路2的外部氣體進(jìn)行加熱，該被加熱的空氣沿屋頂坡面上升，由該加熱空氣集熱。
在圖16的例中，空氣由操縱箱5出發(fā)，從下供立管10內(nèi)流下，進(jìn)入蓄熱混凝土板11和地板12之間的空氣流通空間13。在該空氣流通空間13中，加熱空氣起到經(jīng)地板12直接對(duì)地板面下方進(jìn)行加熱、在蓄熱混凝土板11中蓄熱、和從地板通風(fēng)口直接向室內(nèi)吹送暖風(fēng)的3種供暖作用。
另一方面，在熱水盤管15中，對(duì)經(jīng)循環(huán)盤管16由熱水貯槽17送入的水進(jìn)行加熱，作為熱水積蓄在熱水貯槽17中，然后再由此從熱水上水管向各部位供給熱水。
在利用上述屋頂?shù)募療嶂校诰哂胁Ａ?3的部分與屋頂面之間，存在空氣層2a，可不受風(fēng)等的影響，進(jìn)行有效的集熱，特別是玻璃23可設(shè)為靠近至屋頂板1，與其有10mm左右的距離。
此外，有時(shí)少量雨水會(huì)浸入卷邊接縫接合部27(該卷邊接縫接合部27密接接合，幾乎沒(méi)有浸入)，此時(shí)，將該雨水聚集于雨水導(dǎo)管29，將其導(dǎo)向雨水槽33。
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂，其特征在于，屋頂板向下突設(shè)有卷邊接縫接合部，使屋頂面為無(wú)突起的平面，在所述屋頂板的正下方，形成具有屋頂度的空氣流路，在屋頂面上的一部分，有間隔地并排設(shè)置集熱用玻璃。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂，其特征在于，在所述卷邊接縫接合部中，所述屋頂板的端部彎成基本呈直角，至少其前端部重疊，所述卷邊接縫接合部裝配在設(shè)于毛板上的兼用作雨水槽的槽狀雨水導(dǎo)管內(nèi)部，所述卷邊接縫接合部固定在中央形成凹部的大致呈M形的壓板鐵片掛接于所述雨水導(dǎo)管、并放入所述雨水導(dǎo)管內(nèi)的所述壓板鐵片的凹部中。
3.如本發(fā)明權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能系統(tǒng)房屋的集熱屋頂，其特征在于，集熱玻璃的框架夾在固定于所述壓板鐵片上的底板與可由螺栓緊固在所述底板上的壓板之間，進(jìn)行固定。
全文摘要
本發(fā)明的涉及停止使用現(xiàn)有技術(shù)中的木制椽子，而由金屬部件構(gòu)成的太陽(yáng)能房屋的集熱屋頂。由此，就可在不使用填縫材料的情況下，通過(guò)施工形成長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠性高的屋頂，當(dāng)在其上設(shè)置玻璃時(shí)，可通過(guò)盡可能使玻璃與屋頂板之間的距離接近，提高集熱效率，另外，在經(jīng)平整化處理而構(gòu)成的屋頂上，作為輔助部件的功能部件的形狀、裝配也很簡(jiǎn)單，可不依賴施工人員的技術(shù)水平、經(jīng)驗(yàn)即可施工。該屋頂板(1)向下突設(shè)有卷邊接縫接合部(27)，使屋頂面為無(wú)突起的平面，在屋頂板(1)的正下方，形成具有屋頂坡度的空氣流路(2)，在屋頂面上的一部分，有間隔地并排設(shè)有集熱玻璃(23)。
文檔編號(hào)F24J2/04GK1641132SQ20041003107
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2004年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月13日
發(fā)明者松原美樹(shù) 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Om太陽(yáng)能協(xié)會(huì)