JPS649544B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、建物の壁体の一部に設置され、太陽
熱を集熱し、蓄熱の上、室内に放熱する太陽熱集
蓄熱装置に関する。

建物の壁体の一部に設置される太陽熱集熱手段
としては、ガラス板等の透光性平板と平行に空隙
をもつて装置されたコンクリートなどの集蓄熱板
より成るいわゆるトロンプ壁が公知である。しか
しトロンブ壁は通常建物南面に設置される為、特
に南面に広い開口を設けるわが国の住居形態にお
いては、採光上あるいは通風効果の面で欠陥があ
る。しかるに近年、建物の省エネルギー化のため
に太陽熱など自然エネルギーの利用の必要性が叫
ばれ、簡易なかつわが国の住居形態に適した集蓄
熱手段の開発が嘱望されている。

本発明はこれらを背景としてなされたもので、
透光性平板および集蓄熱板を複数枚の要素部材で
構成し、集蓄熱を要する冬期には、これらを平面
上で密着配置し、一方集蓄熱不要時には、これら
部材を連動させて動かし、各部材間の隙間より採
光すると共に、透光性平板も開閉可能に構成する
ことによつて、室内外の通風が可能な構成を有す
る太陽熱集蓄熱装置を提供することを目的とした
ものである。

以下本発明の一実施例を図を用いて詳述する。

第１図および第２図は本発明による太陽熱集蓄
熱装置の一実施例を示す正面図および縦断面図で
ある。第１図は蓄熱板を閉鎖した状態を、第２図
は透光性平板および蓄熱板を開いた状態を示して
いる。

図において、１は集蓄熱板を示し、この集蓄熱
板１は、回転軸２を介して、支持枠３に支持され
ている。回転軸２に連結して歯車４が設けられ、
ネジ切りロツド５と結合している。ロツド５は傘
歯車７等によりハンドル６と結合される。これら
の機構により、集蓄熱板１はハンドル６を操作す
ることにより、任意の開角度に調節することがで
きる。

集蓄熱板１は太陽光を集蓄熱するために外表面
を太陽熱吸収率が高くなるように処理した任意の
蓄熱板を用いることができるが、日中太陽熱を集
熱し、夜間暖房必要時に室内への放熱が望ましい
ため少くとも５〜７時間の蓄熱時間を必要とす
る。ところが、このような蓄熱時間をコンクリー
ト等の熱容量と熱伝導率による顕熱性蓄熱で行な
う為にはその厚さは20cm以上を必要とするので実
用的ではない。そのため本発明による方式を実現
するためには、金属塩等の融解時における相転移
熱いわゆる潜熱蓄熱を用いることが望ましく、例
えば硫酸ナトリウム水和塩を母体とし、融解温度
を調整するための他の共晶塩や、対流、再結晶化
を制御するためのゲル化剤等を調合した潜熱蓄熱
材を必要な集蓄熱板の形状容器に充填して用いる
方式が推奨される。潜熱蓄熱材母体としては、塩
化カルシウムを用いても良好な結果を得ることが
できる。本実施例において、集蓄熱板１として
は、合成樹脂容器中に前述の硫酸ナトリウム水和
塩を母体とした潜熱蓄熱材を充填して構成され、
冬期等の要暖房時には昼間第２図に示す如く、ガ
ラス等の透光性平板３１および集蓄熱板１を閉鎖
して透光性平板３１を貫通して入射する太陽光２
２を集熱し、集蓄熱板１の外表面を加温すること
によつて、集蓄熱板１の室内側（図中右側に相当
する）の温度を夜間８時から10時にかけて最高温
度とすることができ、昼間太陽熱の蓄熱による夜
間利用が可能である。

つぎに本発明の集蓄熱装置の動作を説明する。
図中集蓄熱板１は閉鎖された状態が示されており
太陽光２２の入射する側すなわち外表面は太陽ス
ペクトルに対する吸収率が大きくかつ、輻射能の
低い選択吸収膜を貼付してある。一方内表面の処
理は比較的任意的であり、室内環境とマツチする
通常の仕上げとすることができる。集蓄熱板１が
閉鎖された状態で太陽光２２が入射すると、集蓄
熱板１の表面は加温され、内部の潜熱蓄熱体は外
面から融解をはじめ、徐々に内面まで融解してゆ
く。透光性平板３１は、この間、外表面からの熱
損失を最小限に保つために回転軸３２により閉鎖
状態にしておく。更に低熱損失を意図する場合は
二重の透光性平板を用いることが有効である。本
実施例における潜熱蓄熱材は約30℃附近で融解す
るよう調整されており、通常の冬期晴天日には日
没までに内部の蓄熱体はほぼ融解状態になる。日
没後、蓄熱体は室内側に放熱をはじめ、その際相
転移熱を放熱するため相当時間内表面は、30℃附
近に保たれ夜間室内を暖房することができる。こ
のような動作から潜熱蓄熱材の相転移温度は室温
よりやや高めの20℃から、集熱効率のよい約35℃
の間で調整することが推奨される。

一方暖房の不要な夏期及び中間期、あるいは冬
期に集蓄熱暖房を意図しない場合には、ハンドル
６をまわして第３３図に示すように集蓄熱板１お
よび透光性平板３１を開放し、日中外部から室内
に自然光および通風を導入することができる。自
然光の室内導入がわが国の居住空間において特に
重要であることは前述した通りであり、この機能
によつて、本発明の集蓄熱装置は、快適な居住環
境を維持しつつ、冬期日中の太陽熱を夜間暖房に
用いることが可能となる。即ち、回転軸３２によ
り可動である透光板３１を、第１図に示した歯車
４，７、ロツド５、ハンドル６と同様の機構によ
り開放し、採光のみならず外気を室内に取りこむ
通風が可能となり、夏期には極めて快適な機能と
して評価することができる。

勿論、本発明の透光板及び集蓄熱板開閉は、そ
れぞれ独立に行なう機構とするのに対し、より操
作を簡素にするために一つのハンドル操作で、透
光板及び集蓄熱板が連動して開閉できる機構とす
ることができる。

本発明の態様は、主として、水平方向に回転軸
を有するよう図示したが、回転軸を垂直方向にし
ても実施例で述べてきた本発明の効果が発揮でき
ることは明らかである。又、透光板及び集蓄熱板
を開閉する機構として例示した歯車とネジ切りロ
ツドによる方法は公知の他の様々な方法を用いる
ことができ、本明細書で記述した機構に本発明を
限定するものではない。

以上のように、本発明は複数に分割された透光
性平板に対して空隙を介して平行な面内に回動可
能な複数の集蓄熱板を形成し、この複数の透光性
平板および集蓄熱板を任意の角度に回転させるよ
うにした太陽熱集蓄熱装置で、冬期日中の太陽熱
を集熱かつ蓄熱し、夜間室内暖房に用いることが
できると共に、暖房不要期あるいは冬期必要に応
じて採光及び通風が可能な機能を有し、快適居住
環境を維持しつつ、自然エネルギーを有効に活用
し、建物の省エネルギーに貢献するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による太陽熱集蓄熱装置の実施
例を示す正面図、第２図は第１図に示した太陽熱
集蓄熱装置の縦断面図、第３図は第１図および第
２図に示した本発明による太陽熱集蓄熱装置の開
放状態を示す縦断面図である。 １……集蓄熱板、２……回転軸、３……支持
枠、４，７……歯車、５……ネジ切りロツド、６
……ハンドル、３１……透光性平板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数に分割され、任意の角度に回転可能な透
   光性平板と、この透光性平板の配列面に対して平
   行な面内に分割されかつ任意の角度に回転可能な
   集蓄熱板とを備えたことを特徴とする太陽熱集蓄
   熱装置。 ２ 集蓄熱板と透光性平板とが連動して回転する
   特許請求の範囲第１項記載の太陽熱集蓄熱装置。 ３ 集蓄熱板が、20℃から35℃の間で転移点を有
   する潜熱蓄熱材を主体とする蓄熱体と、この蓄熱
   体を収納する容器とから成る特許請求の範囲第１
   項記載の太陽熱集蓄熱装置。 ４ 潜熱蓄熱材が硫酸ナトリウム水和塩または塩
   化カルシウムのいずれかを母材とする特許請求の
   範囲第３項記載の太陽熱集蓄熱装置。