JP6807566B2 - 雨水散水システム - Google Patents

Description

本発明は、雨水を貯留し、貯留した雨水をソーラーパネルや建造物の屋根などに散水して清掃や温度調整等を行う雨水散水システムに関する。

近年の一般家庭においては、太陽光によって発電するソーラーパネルを屋根の上や庭に設置して電力消費の削減や電力の商品化を行うことがなされている。このソーラーパネルは太陽光を受光することによって発電することから、ほこりや枯葉等が付着して表面が汚れると光量が減るため発電量が低下する。このため、ソーラーパネルの表面を清掃する必要があり、従来より種々の清掃装置が開発されている。これらの清掃装置は洗浄液を用いる点、ローラやブレードなどの清掃部材を用いる点、清掃部材をソーラーパネル上で移動させる移動手段を用いる点で共通している。

例えば、特許文献１に記載された清掃装置は、洗浄液を貯留するタンクと、ソーラーパネルの表面に対して洗浄液を吐出するノズルと、ソーラーパネルの表面に押し付けられることにより洗浄液を押し流すゴム等からなるブレードと、ノズル及びブレードを移動させるためソーラーパネル上を移動する車輪と、車輪を回転させるモーターと、モーターを駆動する電源とを備え、これらが架台フレームに取り付けられた構造となっている。この清掃装置では、ブレードをソーラーパネルの表面に接触させた状態でモーターを駆動して車輪を回転させることにより架台フレームをソーラーパネルの表面上で走行させる。この走行に同期してノズルから洗浄液を吐出し、ブレードによって洗浄液を押し流す。これによりソーラーパネルの表面を清掃する。

特開２０１５−１８６７８６号公報

特許文献１を始めとした従来の清掃装置では、洗浄液を用いるため、取り扱いが面倒であり、運転費用が高騰するのに加えて、洗浄液を貯留するタンクが必要となる。又、ソーラーパネルの表面に押し付けられるブレードが経時的に消耗や劣化するため、その交換が必要であり面倒となっているばかりでなく、ブレードをソーラーパネルの表面に接触させる調整が面倒となっている。このことはブレードに代えてローラを用いた場合でも同様である。

さらにソーラーパネル上を走行するための車輪、モーター、電源等が必要であり、部品点数が多く、構造が複雑となるのに加えて、これらを架台フレームに組み付ける必要があり、部品の組み付けや取り扱いに労力を要し、使用上不便となっている。加えて、清掃の制御が複雑となる問題を有している。

本発明は、このような従来の清掃装置の問題点を考慮してなされたものであり、雨水を用いることにより洗浄液を使用する必要なく安価で使用することができ、ブレードやローラ等を用いることなく簡単で長期間使用することができ、さらには走行を不要として、そのための部品の数を削減し構造を簡素化することが可能な雨水散水システムを提供することを目的とする。

本発明の雨水散水システムは、傾斜して設置された建物の屋根又はソーラーパネルからなる対象物の表面に対して散水を行うシステムであって、前記対象物の表面に向けて雨水を散水する散水口を備え、前記対象物の上端部よりも高い位置に立ち上がり状に設けられた散水パイプと、前記対象物の下端部に配置され前記対象物を滑り落ちる雨水を貯留する貯水タンクと、前記貯水タンクの上部に設けられた濾過部材と、前記貯水タンクと散水パイプとを連結する配管パイプと、前記配管パイプの途中に設けられ前記貯水タンク内の雨水を散水パイプに圧送するように構成されるとともに、ポンプ駆動用のために前記ソーラーパネルの発電電力を蓄電する蓄電池、雨水加温用のヒーター及び商用電源を備え、スイッチ切り替えにより前記ポンプ、前記ヒーターの電力駆動源が蓄電池又は商用電源に切り替えられるように構成され、前記貯水タンク内の雨水を直接又は前記ヒーターにより加温された雨水を前記散水パイプに圧送するポンプと、前記散水パイプを前後方向及び左右方向への傾き調整可能に前記配管パイプに連結するユニバーサルジョイントを用いたジョイント部材と、を備えることを特徴とするものである。

このような本発明は、ソーラーパネルだけでなく建物の屋根を適用の対象とするものであり、ソーラーパネルの場合は表面の清掃の好適に用いることができ、建物の屋根の場合は、屋根への積雪抑制やその除去、屋根の冷却による屋内の高温対策に用いることができる。

本発明では、上記構成に加えて、配管パイプに供給する雨水を加温するヒーターを用いることができる。又、対象物がソーラーパネルの場合には、ソーラーパネルが発電した電気を蓄電する蓄電池を用い、蓄電池が蓄電した電気によってポンプやヒーターを駆動することができる。これにより商用電力の節約が可能となる。

本発明によれば、貯水タンクに雨水を貯留し、貯水タンク内の雨水を散水パイプからソーラーパネルや屋根に散水し、この散水によってソーラーパネルや建物の屋根の清掃を行ったり、建物の屋根上の雪を溶かすことができる。このような本発明は雨水を用いるため、洗浄液が必要ないため、取り扱いが容易でしかも安価で使用することができる。

又、本発明は雨水を散水する構造であって経時的に消耗、劣化するブレードやローラを用いていないため、部品交換が不要となる。さらに、雨水を散水する構造のため、ソーラーパネルや屋根の上を走行する必要がなく、走行のためのモーター、車輪が不要となり、構造を簡素化でき、取り扱いも容易となる。

本発明の一実施形態の雨水散水システムの全体を示す側面図である。 一実施形態の雨水散水システムにおける散水パイプの動きを示す斜視図である。

図１は本発明の一実施形態の雨水散水システム１の全体を示し、図２は散水パイプの動きを示している。図１に示すように、この実施形態の雨水散水システム１は、散水される対象物としてのソーラーパネル２と、散水パイプ３と、貯水タンク５と、濾過部材６と、配管パイプ７と、ポンプ８と、ジョイント部材９とを備えている。

ソーラーパネル２は図２に示すように、アルミニウム合金等の枠体１１内に矩形状の発電パネル１０が複数、整列配置されており、太陽光の受光によって発電パネル１０が発電を行う。図１に示すように、ソーラーパネル２は高さが異なった複数の架台１２によって支持されることにより一方向（図示例では右下がり方向）に傾斜した状態となっており、この状態で建物の屋根、庭等の空き地等に設置される。この実施形態において、ソーラーパネル２は後側（図１における左側）が高く、前側（図１における右側）が低くなるように傾斜するものであり、符号１３がソーラーパネル２の上端部、符号１４がソーラーパネル２の下端部となっている。このように傾斜したソーラーパネル２の表面２ａに対し雨水３１が散水される。

散水パイプ３はジョイント部材９を介して配管パイプ７に連結されている。散水パイプ３は一方向に傾斜しているソーラーパネル２の上端部（後端部）１３側に配置されるものであり、ソーラーパネル２の上端部１３よりも高い位置となるように立ち上がり状に設けられている。散水パイプ３はソーラーパネル２の表面２ａの全体に雨水３１を散布するものであり、一のソーラーパネル２に対して複数が設けられている。このため、図示を省略するが、複数の散水パイプ３がソーラーパネル２の長さ方向（図１の紙面貫通方向、図２の左右方向）に沿って適宜間隔で配置される。

散水パイプ３には、散水口４が設けられる。散水口４は一の散水パイプ３の高さ方向に沿って複数（図示例では３箇所）が設けられるものであり、それぞれの散水口４から雨水３１が吐出され、これによりソーラーパネル２の表面２ａに対して雨水の散水が行われる。この場合、複数の散水口４からは吐出角度が異なって雨水３１が散水されることが好ましく、そのように散水口４のノズル角度が調整される。

貯水タンク５はソーラーパネル２の下端部１４に配置されており、散水パイプ３とはソーラーパネル２を挟むように設けられる。貯水タンク５は雨天の際又は散水パイプ３からの散水の際にソーラーパネル２の表面２ａを滑り落ちる雨水を貯留するタンクであり、ソーラーパネル２の長さ方向（図１の紙面貫通方向、図２の左右方向）に沿って同パネル２とほぼ同じ長さとなるように延びている。これによりソーラーパネル２の表面２ａを滑り落ちる雨水のほとんどを捕捉して貯水することができる。

貯水タンク５の上部には、受け樋１６が配置されている。受け樋１６はソーラーパネル２の長さとほぼ同じ長さを有してソーラーパネル２の下端部１４に臨むように配置されており、ソーラーパネル２の表面２ａを滑り落ちてくる雨水３１を受け止めて貯水タンク５に落下するように案内する。

濾過部材６は貯水タンク５の上部で受け樋１６と貯水タンク５との間に位置するように設けられる。濾過部材６は樹脂糸や金属糸を網目状に編んだネットが使用される。濾過部材６を貯水タンク５の上部に設けることにより雨水が貯水タンク５に落ちる前に雨水内のほこりや枯葉を除去するように作用する。これにより雨水３１が詰まることを防止することができる。

この実施形態において、貯水タンク５の下流側には、加温タンク１７が連結されており、貯水タンク５内の雨水が加温タンク１７内に導かれて貯留されるようになっている。加温タンク１７内にはヒーター１８が設けられ、ヒーター１８によって加温タンク１７内の雨水を適宜の温度（例えば、５０℃程度）に加温することができる。加温した雨水３１は、例えば、屋根の雪を溶かすために使用される。

配管パイプ７はソーラーパネル２の下方に配置されており、一端が加温タンク１７の下流側に連結され、他端が散水パイプ３に連結されるように配管される。符号１９は配管パイプ７の配管状態を支持するための配管台である。このような配管パイプ７は加温タンク１７若しくは貯水タンク５内の雨水３１を図１の鎖線矢印３２で示すように散水パイプ３に供給する。

ジョイント部材９は配管パイプ７と散水パイプ３との連結部分に取り付けられている。ジョイント部材９は前後方向及び左右方向へ傾き調整可能なように散水パイプ３を配管パイプ７に連結するものである。図１における実線矢印３３は前後方向への散水パイプ３の傾き、図２における実線矢印３４は左右方向への散水パイプ３の傾きであり、ジョイント部材９は双方の実線矢印３３、３４方向へ傾き調整可能なように散水パイプ３を配管パイプ７に連結する。このように前後方向３３及び左右方向３４への傾き調整が可能となっていることにより、一の散水パイプ３による散水領域を広くすることができる。これにより散水パイプ３の設置数を削減でき、構造を簡素化することができる。特に、前後方向への傾き調整を行う場合には、ソーラーパネル２の表面２ａとの距離を変更でき、この距離の変更によって表面２ａに散水する雨水３１の水圧の調整も可能となる。このため、ソーラーパネル２の表面２ａの汚れ度合いに応じた圧力の雨水３１を散水することができ、効果的な清掃を行うことができる。このようなジョイント部材９としては、例えばユニバーサルジョイントが使用される。

ポンプ８は配管パイプ７の途中（長さ方向の中間部分）に設けられている。ポンプ８は配管パイプ７内を流動する雨水３１を加圧することにより雨水３１を散水パイプ３に圧送する。このため、雨水３１が圧力水となって散水パイプ３から勢い良く散水されるため、ソーラーパネル２の表面２ａのほこり等を確実に除去することができる。

この実施形態において、ポンプ８の駆動電力はソーラーパネル２が発電した電気によって供給される。以下、このための構成を図１により説明する。

図１において、符号２１は蓄電池、符号２２は商用電源である。蓄電池２１はソーラーパネル２の集電器（図示省略）に接続されており、ソーラーパネル２が発電した電気を蓄電する。商用電源２２は家庭内で使用される電源である。符号２３は第１スイッチ、符号２４は第２スイッチである。第１スイッチ２３が蓄電池２１及び商用電源２２に接続されて、これらを切り替えるように作用する。第２スイッチ２４がポンプ８及びヒーター１８に接続されて、これらを切り替えるように作用する。これらの第１スイッチ２３及び第２スイッチ２４の切り替えは手動又は自動制御によって行われる。

昼間等において、散水パイプ３から雨水３１を散水する場合、蓄電池２１が蓄電した電気によってポンプ８を駆動する。このときは商用電源２２を使用しないため節電することができる。蓄電池２１の蓄電量が不十分の場合や夜間の場合には、第１スイッチ２３の接点が商用電源２２側に投入され、商用電源２２からの電気によってポンプ８を駆動して雨水を散水する。このような構成とすることにより、商用電源２２の使用量を低減させることができる。

この実施形態においては、加温タンク１７内のヒーター１８が第２スイッチ２４を介してポンプ８と接続されている。これによりヒーター１８とポンプ８との切り替えが可能となっている。第２スイッチ２４の接点がヒーター１８側に投入されているとき、蓄電池２１又は商用電源２２からの電気によってヒーター１８は加温タンク１７内の雨水３１を例えば、５０℃程度に加温する。加温された雨水３１は例えば、屋根の雪を溶かす際に用いられるものであり、第１スイッチ２３を切り替えてポンプ８を駆動することにより加温された雨水３１を散水パイプ３から屋根上に散水して融雪処理する。これと同時に、加温された雨水３１によって配管パイプ７や散水パイプ３内の凍結を防止することができる。散水の対象物が屋根の場合は、ヒーター１８によって雨水３１を加温することなく散水パイプ３から散水しても良く、この散水によって屋根を冷却して夏場の屋内の高温対策に用いることができる。

本発明においては、以上の電気系統の接続は任意であり、ヒーター１８や蓄電池２１を用いなくてもソーラーパネル２や屋根の清掃は可能である。

以上のような本発明によれば、貯水タンク５に雨水３１を貯留し、この雨水３１を散水パイプ３からソーラーパネル２や屋根に散水するものであり、この散水によってソーラーパネル２や建物の屋根の清掃ばかりでなく、建物の屋根上の雪を溶かすことができる。このような本発明では、洗浄液を用いる必要がないため、取り扱いが容易でしかも安価で使用することができる。又、本発明は雨水３１を散水する構造であって経時的に消耗、劣化するブレードやローラを用いていないため、部品交換が不要となり、交換のための手間が不要となる。さらに雨水を散水する構造のため、ソーラーパネル２や屋根の上を走行する必要がなく、そのためのモーターや車輪が不要となり、構造を簡素化でき、取り扱いが容易となる。

１ 雨水散水システム
２ ソーラーパネル
２ａ 表面
３ 散水パイプ
４ 散水口
５ 貯水タンク
６ 濾過部材
７ 配管パイプ
８ ポンプ
９ ジョイント部材
１０ 発電パネル
１１ 枠体
１２ 架台
１３ 上端部
１４ 下端部
１６ 受け樋
１７ 加温タンク
１８ ヒーター
１９ 配管台
２１ 蓄電池
２２ 商用電源
２３ 第１スイッチ
２４ 第２スイッチ
３１ 雨水
３３ 前後方向
３４ 左右方向

Claims (2)

1. 傾斜して設置された建物の屋根又はソーラーパネルからなる対象物の表面に対して散水を行うシステムであって、
   前記対象物の表面に向けて雨水を散水する散水口を備え、前記対象物の上端部よりも高い位置に立ち上がり状に設けられた散水パイプと、
   前記対象物の下端部に配置され前記対象物を滑り落ちる雨水を貯留する貯水タンクと、
   前記貯水タンクの上部に設けられた濾過部材と、
   前記貯水タンクと散水パイプとを連結する配管パイプと、
   前記配管パイプの途中に設けられ前記貯水タンク内の雨水を散水パイプに圧送するように構成されるとともに、ポンプ駆動用のために前記ソーラーパネルの発電電力を蓄電する蓄電池、雨水加温用のヒーター及び商用電源を備え、スイッチ切り替えにより前記ポンプ、前記ヒーターの電力駆動源が蓄電池又は商用電源に切り替えられるように構成され、前記貯水タンク内の雨水を直接又は前記ヒーターにより加温された雨水を前記散水パイプに圧送するポンプと、
   前記散水パイプを前後方向及び左右方向への傾き調整可能に前記配管パイプに連結するユニバーサルジョイントを用いたジョイント部材と、
   を備えていることを特徴とする雨水散水システム。
2. 前記対象物がソーラーパネルであり、
   前記貯水タンクから前記配管パイプに供給される雨水を加温するヒーターと、
   前記ソーラーパネルが発電した電気を蓄電する蓄電池と、
   所要の電力を供給する商用電源と、
   前記蓄電池及び商用電源に接続された第１スイッチと、
   前記ポンプ及びヒーターに接続された第２スイッチと、
   を備え、
   前記第１スイッチ、第２スイッチの切り替えにより、前記ポンプの駆動電力、前記ヒーターの駆動電力は、前記ソーラーパネルが発電した電気又は商用電源によって供給される請求項１記載の雨水散水システム。

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