| 【発明の名称】 |
太陽光採光装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】高橋 一夫
【氏名】高瀬 保夫
【氏名】冨士本 宜意
【氏名】松栄 準治
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| 【要約】 |
【課題】矩形枠のコーナー部のスペースをも有効に利用することができる太陽光採光装置を提供する。
【解決手段】採光部１０は、開口３１に屋根３０ａ側から取り付けられる矩形枠１１と、この矩形枠１１内に上下に所定間隔離れて配置された２枚の回転採光プリズム１２ａ、１２ｂと、これらの回転採光プリズム１２ａ、１２ｂを回転駆動する回転駆動装置１３ａ、１３ｂと、入射する太陽光が適切に室内側に導かれるよう太陽の位置に応じて回転駆動装置１３ａ、１３ｂを制御する制御装置１８とを備えている。矩形枠１１の４つのコーナー部には、回転採光プリズム１２ａ、１２ｂと干渉しないように内周側が円弧状に切り欠かれた集熱器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 採光部の矩形枠内に配置される１枚又は複数枚の平面円形の回転採光プリズムと、前記回転採光プリズムを回転駆動する回転駆動装置と、前記回転採光プリズムを太陽の位置に応じた適正な回転角となるように前記回転駆動装置を制御する制御装置とを備えた太陽光採光装置において、前記矩形枠のコーナー部に、前記回転採光プリズムと干渉しないように集熱器が配置されていることを特徴とする太陽光採光装置。
【請求項２】 前記集熱器は、前記矩形枠の４つのコーナー部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽光採光装置。
【請求項３】 複数配置された前記集熱器の全てが、直列に配管接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光採光装置。
【請求項４】 複数配置された前記集熱器の全てが、並列に配管接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽光採光装置。
【請求項５】 前記集熱器は、空気集熱器であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の太陽光採光装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、採光プリズムを太陽の位置に応じて回転させることにより太陽光を室内に導く太陽光採光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用化されている太陽光採光装置は、採光部の矩形枠内に配置された上下一対の回転採光プリズムと、これらの回転採光プリズムを独立して回転駆動する回転駆動装置と、前記回転採光プリズムを太陽の位置に応じた適切な回転角とし、入射する太陽光が適切に室内側に導かれるように回転駆動装置を制御する制御装置とを備えている。
【０００３】ところで、上記太陽光採光装置における回転採光プリズムは、平面形状が円形であり、矩形枠の中央に配置されている。回転採光プリズムの周囲となる矩形枠のコーナー部は、回転駆動装置や制御装置の一部が設けられている他、空きスペースとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述した従来例のように矩形枠のコーナー部が空きスペースとなっていると、この部分に入射する太陽光はその方向が全く制御されず、採光部と室内とをつなぐ導光路内での反射により減衰するため、枠内のスペースを有効に利用しているとはいえない。
【０００５】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来空きスペースとなっていた矩形枠のコーナー部をも有効に利用することができる太陽光採光装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる太陽光採光装置は、採光部の矩形枠内に配置される１枚又は複数枚の平面円形の採光プリズムと、採光プリズムを回転駆動する回転駆動装置と、前記回転採光プリズムを太陽の位置に応じた適正な回転角となるように回転駆動装置を制御する制御装置とを備える構成において、矩形枠のコーナー部に、回転採光プリズムと干渉しないように集熱器を配置したことを特徴とする。
【０００７】上記の構成によれば、矩形枠のコーナー部に設けられた集熱器により装置内の熱を集めることができ、太陽光の光エネルギーのみでなく熱エネルギーをも利用することにより、矩形枠内の空間を有効利用することができる。
【０００８】集熱器は、矩形枠の４つのコーナー部のそれぞれに配置することが望ましいが、少なくとも１カ所に設ければ従来よりはスペースの有効利用を図ることができる。また、集熱器が複数設けられる場合、全ての集熱器を直列、あるいは並列に配管接続することができる。なお、集熱器としては、空気集熱器を用いることが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる太陽光採光装置の一実施の形態を説明する。図１は本実施の形態にかかる太陽光採光装置の平面図、図２は縦断側面図である。
【００１０】本実施の形態の太陽光採光装置は、図２に示されるように、太陽光を取り込む採光部１０と、採光部１０に入射した太陽光を室内に導く導光ダクト２０とを備え、家屋の上壁３０に形成された開口３１に取り付けられている。上壁３０の上面は屋根３０ａ、下面は部屋の天井３０ｂである。なお、採光部１０の上面は、ドーム状の透明なカバー１９に覆われている。
【００１１】採光部１０は、開口３１に屋根３０ａ側から取り付けられる矩形枠１１と、この矩形枠１１内に上下に所定間隔離れて配置された２枚の回転採光プリズム１２ａ、１２ｂと、これらの回転採光プリズム１２ａ、１２ｂを回転駆動する回転駆動装置１３ａ、１３ｂと、前記回転採光プリズムに１２ａ、１２ｂを太陽の位置に応じた適正な回転角となるように回転駆動装置１３ａ、１３ｂを制御する制御装置１８とを備えている。なお、矩形枠１１は、開口３１内に挿入される周壁１１ａと、その上端に外側に向けて形成されたフランジ１１ｂとを有しており、底面には回転採光プリズム１２ａ、１２ｂを透過した光を導光ダクト２０側に通過させる光路孔１１ｃが形成されている。
【００１２】矩形枠１１の４つのコーナー部には、回転採光プリズム１２ａ、１２ｂと干渉しないように内周側が円弧状に切り欠かれた集熱器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが配置されている。これらの集熱器は、薄い樹脂製の集熱板の表面にステンレス製の反射板を取り付けて構成された空気集熱器であり、入力側の配管から送り込まれた空気を太陽熱により熱して出力側の配管から熱風として吹き出す機能を有する。
【００１３】円板状の回転採光プリズム１２ａ、１２ｂの周囲には、その外周より大径で外周面にギヤが形成された金属製の回転リング１６ａ、１６ｂが配置されており、回転採光プリズム１２ａ、１２ｂは保持具を介してそれぞれ回転リング１６ａ、１６ｂに固定されている。回転リング１６ａは、図１に示されるように、９０度毎に回転リングの周囲４カ所で矩形枠１１に固定された回転支持体１７ａ〜１７ｄにより回転可能に支持されている。なお、他方の回転リング１６ｂも、図示しない同様の回転支持体により回転可能に支持されている。
【００１４】回転駆動装置１３ａ、１３ｂは、それぞれ制御装置１８からの指令により回転駆動されるモータ、モータの回転を減速して伝達する減速ギヤ列、このギヤ列に噛み合う駆動ギヤを備えており、駆動ギヤが各回転リング１６ａ、１６ｂの外周に形成されたギヤに噛み合っている。回転駆動装置１３ａ、１３ｂを独立して制御することにより、回転リング１６ａ、１６ｂを回転させ、回転リングに支持された回転採光プリズム１２ａ、１２ｂの方向を独立して設定することができる。
【００１５】制御装置１８は、マイクロコンピュータを主体に構成され、内蔵する記憶装置には太陽の運行に伴う回転採光プリズムの制御データが予め記憶されており、日時、装置の設置された地理的な位置、およびその方位に応じて各回転採光プリズム１２ａ、１２ｂの回転角が最適な角度となるよう回転駆動装置１３ａ、１３ｂのモータを制御する。
【００１６】導光ダクト２０は、筒状の周壁２１と、この周壁２１の下端から外側に向けて形成されたフランジ２２とから構成され、上壁３０の開口３１に天井３０ｂ側から挿入され、採光部１０に結合されて固定される。導光ダクト２０の周壁２１の内面は、採光部１０側から入射して内面に当たる光を反射させるよう反射面２１ａとして構成されている。また、導光ダクト２０と室内側との境界部分、すなわち導光ダクト２０の周壁２１の下端には、導光ダクト２０を通して室内に導かれる光を拡散させる拡散板２３がはめ込まれて固定されている。
【００１７】回転採光プリズム１２ａ、１２ｂは、図３に拡大して示したように、微少な帯状のプリズム構造体Ｐｘが多数配列して構成される巨視的に平板状のフレネルタイプのプリズムであり、入射した光を所定の角度屈折させて射出させる。上記のように２枚の回転採光プリズム１２ａ、１２ｂを組み合わせてその回転方向を独立して定めることにより、任意の方向から入射する太陽光を室内に向けた一定方向に合わせることができる。
【００１８】４つの集熱器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは、図４に示すように、送風ダクト４０により全て直列に配管接続されている。送風機４１は、室内あるいは屋外の空気を第１の集熱器１４ａに送り込む。第１の集熱器１４ａにより熱せられた空気は、第２、第３、第４の集熱器１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを順に通過して次第に昇温され、高温の熱風となって第４の集熱器１４ｄから吹き出す。なお、送風機４１の電源としては、太陽電池を用いることができる。
【００１９】熱風は、暖房、給湯に利用できる。すなわち、熱風を直接室内に導くことにより暖房に利用することができる。このとき、送風機４１により屋外の空気を取り込むようにすれば、暖房と換気とを同時に行うことができる。また、熱風を湯沸かし器の熱交換器に導くことにより、給湯に利用することもできる。
【００２０】さらに、集熱器を用いた副次的効果として、カバー１９により覆われた採光部１０内の空間の加熱を防止して、制御装置１８等の電子機器の劣化、誤動作を防ぐことができる。暖房、給湯に利用されない夏期においては、集熱器の利用を休止してもよいが、採光部１０の加熱防止のみを目的として用いることもできる。この場合には、上述の換気暖房の場合と同様の配管で送風機４１を逆転させ、室内から取り入れた空気を集熱器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを介して屋外に放出すればよい。
【００２１】なお、集熱器１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄを上記のように直列配管により接続した場合には、高温の熱風を得ることができるが、これらを並列に接続した場合には、熱風の温度は低くなるものの、供給可能な風量を増加させることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明にかかる太陽光採光装置は、上記のように構成されるから、次に述べるような優れた効果を有する。請求項１の構成によれば、矩形枠のコーナー部に集熱器を設けることにより、矩形枠内の空間の有効利用することができると共に、太陽光の光エネルギーのみでなく熱エネルギーをも利用することができる。集熱器により集められた熱エネルギーは、室内の暖房や給湯に利用することができ、しかも、採光部内の熱を吸収することにより加熱を防止して電子機器の劣化や誤動作を防ぐことができる。
【００２３】請求項２の構成によれば、矩形枠の４つのコーナー部のそれぞれに集熱器を配置することにより、矩形枠内のスペースを最大限有効に利用することができる。
【００２４】請求項３の構成によれば、集熱器を直列に配管接続することにより、高温の熱風を得ることができる。また、請求項４の構成によれば、集熱器を並列に配管接続することにより、熱風の風量を増やすことができる。
【００２５】さらに、請求項５のように集熱器として空気を熱する空気集熱器を用いた場合には、循環するのが空気であるため、水を循環させるよりも実使用時の重量が軽く、かつ、配管等を厳密に密封する必要もないことから取付時やメンテナンスの負担を軽くすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８８９
【氏名又は名称】三洋電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年７月１４日（１９９８．７．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７５７９７
【弁理士】
【氏名又は名称】斎藤 春弥 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３０５１４（Ｐ２０００−３０５１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月２８日（２０００．１．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９８８２４ |
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