特許 5966170 屋根融雪装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5966170

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】屋根融雪装置

(51)【国際特許分類】

   E04D 13/00 20060101AFI20160728BHJP

   E04D 13/10 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   E04D13/00 C

   E04D13/00 B

   E04D13/10 F

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-141851(P2015-141851)

(22)【出願日】2015年7月16日

【審査請求日】2015年7月28日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】302006290

【氏名又は名称】七尾 秀夫

(73)【特許権者】

【識別番号】515195358

【氏名又は名称】有限会社 セム

(74)【代理人】

【識別番号】100095267

【弁理士】

【氏名又は名称】小島 高城郎

(72)【発明者】

【氏名】七尾 秀夫

【審査官】 西村 隆

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６３−１７４２６９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−２１６２２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７０３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１７０４３０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−２４２０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０６２３１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２７２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２１２５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｄ １３／００

Ｅ０４Ｄ １３／１０

Ｅ０４Ｈ ９／１６

Ｆ２４Ｊ ２／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する勾配屋根である折板屋根に適用される屋根融雪装置であって、
長手方向が前記折板屋根の傾斜方向と垂直になるように設置される長い平板を含む雪止めと、
前記折板屋根の傾斜方向に延びる折板の凸部を用いて形成されており、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材で塞がれた前記傾斜方向に延びる空間であって、前記雪止めの下側における折板屋根の傾斜面で収集される太陽熱を空気により前記雪止めの上側の屋根板金に伝達する熱伝達空間と、
前記折板と同様の形状であり、前記折板に下方より密接する金属板および／または熱伝導シートと、
を備えることを特徴とする屋根融雪装置。

【請求項2】

軒先における前記仕切り部材で塞がれた前記熱伝達空間の端部、または下方に向けて曲がった軒先で太陽熱を収集し、当該収集される太陽熱を前記熱伝達空間内の空気による熱伝導により前記屋根板金に伝達することを特徴とする請求項１に記載の屋根融雪装置。

【請求項3】

屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する勾配屋根である垂木組み小屋根に適用される屋根融雪装置であって、
長手方向が前記垂木組み小屋根の傾斜方向と垂直になるように設置される長い平板を含む雪止めと、
前記垂木組み小屋根の傾斜方向に延びる垂木を用いて形成されており、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材で塞がれた前記傾斜方向に延びる空間であって、前記雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面で収集される太陽熱を空気により前記雪止めの上側の屋根板金に伝達する熱伝達空間と、
を備えることを特徴とする屋根融雪装置。

【請求項4】

前記熱伝達空間の内部において、前記屋根板金に下方より密接する金属板および／または熱伝導シートを有することを特徴とする請求項３に記載の屋根融雪装置。

【請求項5】

軒先において下方に延びる鼻隠し板金を有し、
前記鼻隠し板金で収集される太陽熱を前記熱伝達空間内の空気による熱伝導と前記金属板および／または熱伝導シートによる熱伝導とにより前記屋根板金に伝達する、
ことを特徴とする請求項４に記載の屋根融雪装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、太陽熱を集熱して屋根の積雪を融かす屋根融雪装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、勾配を有する折板鋼板屋根の軒先側の上下両側に、通電することにより発熱する上側及び下側発熱パネルを配置し、上、下面から二重に発熱して軒先側の積雪を融かす折板鋼板屋根用の軒先融雪装置を開示する。
特許文献２は、勾配を有する折板屋根に設置され、太陽光を受けて積雪を融かす勾配屋根用雪止め装置を開示する。
特許文献３は、屋根材の直下に空気流路を形成し、屋根材で集熱される太陽熱および／またはボイラーや電気を用いた加熱装置で生じる熱で暖められた空気を空気流路に流すことで屋根材の上に積もった雪を融かす融雪方法を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１２９７１１号公報

【特許文献2】特許５６９０４３９号公報

【特許文献3】特開平１１−６２３１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の軒先融雪装置は電熱のみにより積雪を融かすため、電気の使用量が大きい。
特許文献２に記載の勾配屋根用雪止め装置を用いると、太陽熱を利用して積雪を融かすことができるが、勾配屋根用雪止め装置で集熱した熱は金属製の折板屋根で伝えざるを得ず、伝熱効率が悪い。
特許文献３に記載の融雪方法は、暖められた空気を空気流路に流すことによって屋根材全面に熱を伝える。しかし、特許文献３には空気流路の具体的な構造は記載されていない。また、特許文献３の融雪方法は、平らな屋根材上の雪に覆われず露出している部分で太陽光を受けるのみであり、太陽熱を効率的に集熱することができない。

【0005】

本発明の目的は、屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する勾配屋根に適用され、太陽熱を効率よく収集して空気による熱伝導により屋根板金に効率よく伝える屋根融雪装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の屋根融雪装置は、
屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する勾配屋根である折板屋根に適用される屋根融雪装置であって、
長手方向が前記折板屋根の傾斜方向と垂直になるように設置される長い平板を含む雪止めと、
前記折板屋根の傾斜方向に延びる折板の凸部を用いて形成されており、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材で塞がれた前記傾斜方向に延びる空間であって、前記雪止めの下側における折板屋根の傾斜面で収集される太陽熱を空気により前記雪止めの上側の屋根板金に伝達する熱伝達空間と、
前記折板と同様の形状であり、前記折板に下方より密接する金属板および／または熱伝導シートと、
を備えることを特徴とする。

【0009】

好ましくは、本発明の屋根融雪装置は、
軒先における前記仕切り部材で塞がれた前記熱伝達空間の端部、または下方に向けて曲がった軒先で太陽熱を収集し、当該収集される太陽熱を前記熱伝達空間内の空気による熱伝導により前記屋根板金に伝達することを特徴とする。

【0010】

また、本発明の屋根融雪装置は、
屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する勾配屋根である垂木組み小屋根に適用される屋根融雪装置であって、
長手方向が前記垂木組み小屋根の傾斜方向と垂直になるように設置される長い平板を含む雪止めと、
前記垂木組み小屋根の傾斜方向に延びる垂木を用いて形成されており、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材で塞がれた前記傾斜方向に延びる空間であって、前記雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面で収集される太陽熱を空気により前記雪止めの上側の屋根板金に伝達する熱伝達空間と、
を備えることを特徴とする。

【0011】

好ましくは、本発明の屋根融雪装置は、
前記熱伝達空間の内部において、前記屋根板金に下方より密接する金属板および／または熱伝導シートを有することを特徴とする。

【0012】

好ましくは、本発明の屋根融雪装置は、
軒先において下方に延びる鼻隠し板金を有し、
前記鼻隠し板金で収集される太陽熱を前記熱伝達空間内の空気による熱伝導と前記金属板および／または熱伝導シートによる熱伝導とにより前記屋根板金に伝達する、
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、太陽熱を効率よく収集して空気による熱伝導により屋根板金に効率よく伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る屋根融雪装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図3】熱伝導部の構成の一例を示す斜視図である。

【図4】太陽熱集熱軒先面戸の構成の一例を示す正面図である。

【図5】図４のＢ−Ｂ線断面図である。

【図6】南向きに敷設された折板屋根の一例を示す図である。

【図7】折板の凸部側面に入射する太陽光の一例を示す図である。

【図8】折板屋根の１日分の日射量収集グラフの一例を示す図である。

【図9】第１の実施形態に係る屋根融雪装置の１日分の温度変化の一例を示す図である。

【図10】北向きに敷設された折板屋根の一例を示す図である。

【図11】本発明の第２の実施形態に係る屋根融雪装置の構成の一例を示す断面図である。

【図12】本発明の第３の実施形態に係る屋根融雪装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図13】図１２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図14】本発明の第４の実施形態に係る屋根融雪装置の構成の一例を示す斜視図である。

【図15】図１４のＤ−Ｄ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る屋根融雪装置について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。

【0016】

折板屋根は、工場や大型商業施設の屋根に適用される場合が多い。これらの屋根は大型であるため、軒先に大きい氷柱が生じることが多い。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００の構成の一例を示す。図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
屋根融雪装置１００は、傾斜した折板屋根１０１の軒先に、金属製の折板を利用して形成される軒先融雪装置である。屋根融雪装置１００は、太陽熱集熱軒先面戸１０２と、熱伝導部１０３と、雪止め１０４と、仕切り断熱面戸１０５と、断熱材１０６とを備える。なお、１１４は雨樋である。

【0017】

雪止め１０４は、平らな長い平板を含み、折板屋根の傾斜方向と平板の長手方向とが垂直になるように、取付け金具１０４Ａによって折板の凸部の上面外側に固定される。取付け金具１０４Ａを折板凸部に固定するボルトとナットは、また、折板の凸部の内側にフレーム１０３Ａを固定する。熱伝導部１０３は、図３に示すように、折板と同様の形状であり、フレーム１０３Ａによって保持されて折板に下方より密接する。熱伝導部１０３は、熱伝導の良い金属板および／または熱伝導シート（例えば、カーボングラファイトシート）で構成される。熱伝導部１０３は、接着剤等により折板に下側から貼り付けられてもよい。
太陽熱集熱軒先面戸１０２は、図４に示すように、太陽熱収熱板１０２Ａと熱伝導板１０２Ｂとが一体として形成されており、例えば、熱伝導の良い金属板または板金に熱伝導シートを張り合わせた構造である。
折板の底部には断熱材１０６が敷かれる。太陽熱集熱軒先面戸１０２の熱伝導板１０２Ｂは折板の凸部の内側に底部の断熱材１０６に接触するように敷設される。
折板の凸部と断熱材１０６と太陽熱集熱軒先面戸１０２の太陽熱収熱板１０２Ａと仕切り断熱面戸１０５とは、折板凸部の内部に熱伝達空間１１１を形成する。太陽熱収熱板１０２Ａは軒先において熱伝達空間１１１を塞ぎ、仕切り断熱面戸１０５はその反対側で熱伝達空間１１１を塞ぐ。仕切り断熱面戸１０５は、断熱材で形成される。このように、熱伝達空間１１１は、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材（太陽熱収熱板１０２Ａと仕切り断熱面戸１０５）で塞がれた傾斜方向に延びる空間である。
なお、折板屋根１０１の勾配が大きい場合、図２に示すように、角度Ｅをつけて折板屋根の軒先を切断すると、太陽光１０９を効率良く受けることができる。
また、図５に示すように、太陽熱の集熱を良くするために太陽熱集熱軒先面戸１０２の太陽熱収熱板１０２Ａの表面に透明断熱板１０２Ｄを貼るか、またはその表面を選択吸収膜で塗装することができる。更に、太陽熱集熱軒先面戸１０２の熱伝導板１０２Ｂに溝１０２Ｃを設け、その中に電熱ケーブル１１５を敷設することができる。

【0018】

次に、屋根融雪装置１００を南向きに設置した場合の融雪作用について説明する。図２に示すように、雪止め１０４の下側に積雪１０７が存在し、その上側に積雪１０８が存在する場合でも、太陽熱集熱軒先面戸１０２の太陽熱収熱板１０２Ａには雪が積もっていない。このとき、太陽熱収熱板１０２Ａに太陽光１０９が入射すると、太陽熱収熱板１０２Ａが加熱される。太陽熱集熱軒先面戸１０２の太陽熱収熱板１０２Ａと熱伝導板１０２Ｂは太陽熱収熱板１０２Ａの熱を熱伝達空間１１１の内部の空気に伝える。
太陽熱収熱板１０２Ａと熱伝導板１０２Ｂの熱によって熱伝達空間１１１の中の空気の温度が上昇し、対流１１１Ａが生じる。対流１１１Ａにより運ばれる熱によって雪止め１０４を覆う積雪１０７が溶けると、雪止め１０４が太陽光１０９を受けるようになり、雪止め１０４が加熱され、雪止め１０４の背面の積雪１０８を融かす。太陽熱収熱板１０２Ａの集熱する熱によって積雪１０７が更に溶けると、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面が太陽光１０９を受けるようになり、加熱される。折板の凸部側面で集熱される熱は熱伝導部１０３によって熱伝達空間１１１の内部の空気に伝達され、熱伝達空間１１１内の空気の温度が更に上昇する。
熱伝達空間１１１内の暖められた空気は対流１１１Ａによって運ばれ、雪止め１０４の上側の積雪１０８を融かす。
なお、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面は本発明の雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面の一例である。

【0019】

このように、屋根融雪装置１００は、熱伝達空間１１１内の空気による熱伝導と熱伝導部１０３の金属板および／または熱伝導シートによる熱伝導を併用して積雪を融かす。
なお、太陽熱集熱軒先面戸１０２の熱伝導板１０２Ｂの溝１０２Ｃの中に電熱ケーブル１１５を敷設している場合、太陽光の強度が弱い地域または時間帯では、電熱ケーブル１１５に通電し、太陽熱の不足を電熱で補うことができる。

【0020】

太陽は、日の出の時東にあり、徐々に高度を上げて南中し、その後高度を下げながら西に移動して日没する。図６に示すように、折板屋根１０１を南向きに敷設すると、太陽がある程度高いとき、折板屋根１０１は折板の凸部側面により太陽光１０９を受けて太陽熱を集熱することができる。そして、南中時には南から日射する。折板の軒先が角度Ｅで切断され、太陽熱集熱軒先面戸１０２が傾けて設置されていると、南中時に太陽熱集熱軒先面戸１０２の太陽熱収熱板１０２Ａによって太陽光１０９を効率良く収集することができる。
なお、上述した図１〜図５には、傾斜した折板屋根１０１の軒先に雨樋１１４が設置されている例を示したが、雨樋１１４を設けずに、熱伝導板１０２Ｂを軒先で曲げて下方に延長し、その下方に延びた部分を板金で覆うこととしてもよい。この構造とすることにより、この下方に延びた部分でも太陽熱を収集し、その太陽熱を熱伝達空間１１１内の空気に伝えることができる。

【0021】

図７は、折板の凸部側面に入射する太陽光の一例を示す図である。
例えば、東経１４１度、北緯４３度（札幌）では２月１０日の南中時の太陽高度は３２．５度である。南中時以外の午前および午後の太陽高度は３２．５度以下である。
午前１０時の太陽高度Ｂ１は２７度である。折板の凸部側面の曲げ角度Ｒは６０〜７０度である。曲げ角度Ｒを６５度とすると、午前１０時の折板の凸部側面への太陽光の入射角度Ｃ１は、１８０度―２７度−６５度＝８８度である。図７に示すように、このとき、折板の凸部側面の日射有効強度はＳＩＮ Ｃ１＝０．９９であり、折板の凸部側面は日射の９９％を受けることができる。
また、太陽が西側に移動した午後２時の太陽高度Ｂ２は２５度である。午後２時の折板の凸部側面への太陽光の入射角度Ｃ２は、１８０度―２５度−６５度＝９０度である。図７に示すように、このとき、折板の凸部側面の日射有効強度はＳＩＮ Ｃ２＝１．０であり、折板の凸部側面は日射を１００％受けることができる。
因みに、屋根平面が受ける日射強度は午前１０時にＳＩＮ Ｂ１＝０．４５であり、午後２時にＳＩＮ Ｂ２＝０．４２である。折板の凸部側面は、屋根平面の２倍以上の強度で日射を受けることができる。

【0022】

図８は、折板屋根の１日分の日射量収集グラフの一例を示す。日射量の単位はｍＪ／ｍ^２である。太陽が東から昇ると、東側の折板の凸部側面の日射量１３２が上昇し、午前１０時頃から下がっていく。西側の折板の凸部側面の日射量１３３は午後２時頃まで上昇し、その後低下する。合計日射量１３１は、東側の折板の凸部側面の日射量１３２と西側の折板の凸部側面の日射量１３３の合計である。因みに、平面の屋根で受ける日射量１３４は、合計日射量１３１の半分以下である。このように、折板屋根は、東側と西側の折板の凸部側面で日射を受けて太陽エネルギーを融雪に効率良く利用することができる。

【0023】

図９は、第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００の１日分の温度変化の一例を示す。図９は、２月の晴天時の例である。図９のグラフの測定時に電熱ケーブルの電源はオフであり、図９のグラフは太陽光の日射だけによる温度変化を示す。
外気温度１１２ｄは１日を通して０℃前後であった。太陽熱集熱軒先面戸１０２の温度１０２ｄは４０℃近くになり、熱伝達空間１１１内の空気の温度１１１ｄは２５℃、熱伝導板１０２Ｂの温度１０２Ｂｄは２０℃、折板屋根１０１の融雪面の温度１０１ｄは１０℃まで上昇した。これにより、積雪１０８を融かすことができた。

【0024】

図１０に示すように、折板屋根１０１を北向きに敷設しても、折板屋根１０１は午前中は折板の凸部の東側面で日射を受け、午後は西側面で日射を受ける。このため、折板屋根１０１が北向きに傾斜している場合であっても、南向きに敷設したときに比べて日射収集量は少なくなるが、屋根融雪装置１００は太陽熱で融雪することができる。

【0025】

図１１は、本発明の第２の実施形態に係る屋根融雪装置２００の構成の一例を示す。
折板屋根２０１は、軒先が下方に向けて曲がっている。屋根融雪装置２００は、軒先曲げ加工部２１３を有する点が第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と異なる。軒先曲げ加工部２１３の先端は、下方を向いており、軒先断熱面戸２０２で塞がれている。軒先断熱面戸２０２は、断熱材で形成される。
折板の底部に断熱材２０６が敷かれる点は第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と同様であるが、断熱材２０６は軒先曲げ加工部２１３に対応する部分が下方に向けて曲がっている。
熱伝導板２０２Ｂは、熱伝導の良い金属板および／または熱伝導シートであり、軒先断熱面戸２０２と分離して形成されている。熱伝導板２０２Ｂも軒先曲げ加工部２１３に対応する部分が下方に向けて曲がっている。第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と同様に、熱伝導板２０２Ｂも折板の凸部の内側に底部の断熱材２０６に接触するように敷設される。熱伝導板２０２Ｂには溝２０２Ｃが設けられており、その中に電熱ケーブル１１５が敷設される。
折板の凸部と断熱材２０６と軒先断熱面戸２０２と仕切り断熱面戸１０５とは、折板の凸部の内部に熱伝達空間１１１を形成する。第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と同様に、屋根融雪装置２００でも、熱伝達空間１１１は、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材（軒先断熱面戸２０２と仕切り断熱面戸１０５）で塞がれた傾斜方向に延びる空間である。

【0026】

屋根融雪装置２００は、第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と同様に、熱伝達空間１１１内の空気による熱伝導と熱伝導部１０３の金属板および／または熱伝導シートによる熱伝導を併用して積雪を融かす。
図１１に示すように、雪止め１０４の下側に積雪１０７が存在し、その上側に積雪１０８が存在する場合でも、軒先曲げ加工部２１３の下方を向いた先端部分には雪が積もらない。このため、太陽光１０９が入射すると、軒先曲げ加工部２１３が太陽光１０９を受けて加熱される。これにより、熱伝達空間１１１の中の空気の温度が上昇し、対流１１１Ａが生じる。そして、屋根融雪装置２００は、第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００と同様の原理で積雪１０７と積雪１０８を融かす。
なお、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面は本発明の雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面の一例である。

【0027】

図１２は、本発明の第３の実施形態に係る屋根融雪装置３００の構成の一例を示す。図１３は、図１２のＣ−Ｃ線断面図である。
屋根融雪装置３００は、第１の実施形態に係る折板屋根１０１または第２の実施形態に係る折板屋根２０１の傾斜部分の中ほどに設置される。屋根融雪装置３００は、第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００または第２の実施形態に係る屋根融雪装置２００と併用される。
折板凸部と断熱材３０６と仕切り断熱面戸３０５Ａと仕切り断熱面戸３０５Ｂとは、折板凸部の内部に熱伝達空間１１１を形成する。一方の仕切り断熱面戸３０５Ａは軒先側において熱伝達空間１１１を塞ぎ、他方の仕切り断熱面戸３０５Ｂはその反対側で熱伝達空間１１１を塞ぐ。仕切り断熱面戸３０５Ａと仕切り断熱面戸３０５Ｂは、断熱材で形成される。第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００および第２の実施形態に係る屋根融雪装置２００と同様に、屋根融雪装置３００でも、熱伝達空間１１１は、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材（仕切り断熱面戸３０５Ａと仕切り断熱面戸３０５Ｂ）で塞がれた傾斜方向に延びる空間である。

【0028】

屋根融雪装置３００は、第１の実施形態に係る屋根融雪装置１００および第２の実施形態に係る屋根融雪装置２００と同様に、熱伝達空間１１１内の空気による熱伝導と熱伝導部１０３の金属板および／または熱伝導シートによる熱伝導を併用して積雪を融かす。
軒先に配置された屋根融雪装置１００または屋根融雪装置２００により軒先の融雪が進むと、図１３に示すように、雪止め１０４の下側の積雪３０７が屋根傾斜の下側に滑落移動する。すると、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面が太陽光１０９を受けて加熱される。これにより、熱伝達空間１１１の中の空気の温度が上昇し、対流１１１Ａが生じる。
熱伝達空間１１１内の暖められた空気は対流１１１Ａによって運ばれ、雪止め１０４の上側の積雪３０８を融かす。
なお、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面は本発明の雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面の一例である。

【0029】

図１４は、本発明の第４の実施形態に係る屋根融雪装置４００の構成の一例を示す。図１５は、図１４のＤ−Ｄ線断面図である。
屋根融雪装置４００は、傾斜した垂木組み小屋根４０１の軒先に、その傾斜方向に延びる垂木を利用して形成される軒先融雪装置である。屋根融雪装置４００は、熱伝導部４０３と、下地補強材４０３Ｂと、雪止め４０４と、断熱材４０６と、垂木４１２と、仕切り垂木４１２Ｂとを備える。下地補強材４０３Ｂは、熱伝導のよい金属またはアルミ製のエキスパンドメタルもしくは金属またはアルミ製のグレーチングメタルである。なお、４１４は屋根下地板である。

【0030】

雪止め４０４は、平らな長い平板を含み、勾配屋根の傾斜方向と平板の長手方向とが垂直になるように、取付け金具によって垂木組み小屋根４０１の傾斜面のハゼに固定される。
垂木組み小屋根４０１の屋根表面は金属板で構成される。垂木組み小屋根４０１は、下方に延びる鼻隠し板金４０１Ｂを軒先に有する。熱伝導部４０３は、熱伝導の良い金属板および／または熱伝導シート（例えば、カーボングラファイトシート）であり、垂木組み小屋根４０１の屋根表面の金属板の下に配置される。熱伝導部４０３は軒先で曲り、下方に延びる。その下方に延びた部分を鼻隠し板金４０１Ｂが覆う。
下地補強材４０３Ｂは、屋根の傾斜部分において熱伝導部４０３と屋根下地板４１４の間に配置される。
垂木４１２は、勾配屋根の傾斜方向に延び、屋根下地板４１４を支える。垂木４１２の底部には断熱材４０６が敷かれる。
熱伝導部４０３と、断熱材４０６と、垂木４１２と、仕切り垂木４１２Ｂとは、熱伝達空間４１１を形成する。仕切り垂木４１２Ｂは軒先の反対側で熱伝達空間４１１を塞ぐ。仕切り垂木４１２Ｂは、木製である。熱伝達空間４１１は、底面に断熱材が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材（軒先で下方に曲った熱伝導部４０３と仕切り垂木４１２Ｂ）で塞がれた傾斜方向に延びる空間である。
なお、熱伝導部４０３に溝４０３Ａを設け、その中に電熱ケーブル４１５を敷設することができる。

【0031】

次に、屋根融雪装置４００の融雪作用について説明する。図１５に示すように、雪止め４０４の下側に積雪４０７が存在し、その上側に積雪４０８が存在するときに、鼻隠し板金４０１Ｂに太陽光１０９が入射すると、鼻隠し板金４０１Ｂが加熱される。その熱は熱伝導部４０３と下地補強材４０３Ｂに伝わる。熱伝導部４０３の温度が上昇すると、積雪４０７が溶ける。
また、熱伝導部４０３と下地補強材４０３Ｂの熱は熱伝達空間４１１の内部の空気に伝わる。熱伝達空間４１１の内部の空気の温度が上昇すると、対流４１１Ａが生じる。対流４１１Ａにより運ばれる熱によって更に、積雪４０７が溶ける。
雪止め４０４を覆う積雪４０７が溶けると、雪止め４０４が太陽光１０９を受けるようになり、雪止め４０４が加熱され、雪止め４０４の背面の積雪４０８を融かす。また、積雪４０７が更に溶けると、雪止め４０４の下側において垂木組み小屋根４０１の傾斜面が露出して太陽光を受けるようになり、熱伝導部４０３、下地補強材４０３Ｂ、および熱伝達空間４１１の内部の空気は更に加熱される。
熱伝導部４０３、下地補強材４０３Ｂ、および対流４１１Ａによって伝達される熱は、雪止め４０４の上側の積雪１０８を融かす。
なお、雪止め４０４の下側の垂木組み小屋根４０１の傾斜面は本発明の雪止めの下側における勾配屋根の傾斜面の一例である。

【0032】

このように、屋根融雪装置４００は、熱伝達空間４１１内の空気による熱伝導、および熱伝導部４０３の金属板および／または熱伝導シートと下地補強材４０３Ｂとによる熱伝導を併用して積雪を融かす。
なお、熱伝導部４０３の溝４０３Ａの中に電熱ケーブル４１５を敷設している場合、太陽光の強度が弱い地域または時間帯では、電熱ケーブル４１５に通電し、太陽熱の不足を電熱で補うことができる。

【0033】

以上説明したように、本発明によれば、太陽熱を効率よく収集して空気による熱伝導により屋根板金に効率よく伝えることができる。
熱伝達空間の高さと幅がそれぞれ２〜３ｃｍと小さいと、対流が生じにくい。しかし、上述した実施形態に記載したように、折板屋根の折板や垂木組み小屋根の垂木を利用して熱伝達空間を形成すれば、熱伝達空間の高さと幅を例えばそれぞれ少なくとも５ｃｍとすることができる。このように熱伝達空間の高さと幅が大きいと、対流が生じやすくなり、その結果、熱の移動が大きくなって、屋根板金に太陽熱を効率よく伝えることができる。
更に、熱伝達空間を囲む面を構成する屋根板金に密接する金属板および／または熱伝導シートを設けることにより、太陽熱を屋根板金に更に効率よく伝えることができる。

【0034】

以上、本発明の実施形態について説明したが、設計上の都合やその他の要因によって必要となる様々な修正や組み合わせは、請求項に記載されている発明や発明の実施形態に記載されている具体例に対応する発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0035】

１００…屋根融雪装置、１０１…折板屋根、１０２…太陽熱集熱軒先面戸、１０２Ａ…太陽熱収熱板、１０２Ｂ…熱伝導板、１０２Ｃ…溝、１０２Ｄ…透明断熱板、１０３…熱伝導部、１０３Ａ…フレーム、１０４…雪止め、１０４Ａ…取付け金具、１０５…仕切り断熱面戸、１０６…断熱材、１０７…積雪、１０８…積雪、１０９…太陽光、１１１…熱伝達空間、１１１Ａ…対流、１１４…雨樋、１１５…電熱ケーブル、２００…屋根融雪装置、２０１…折板屋根、２０２…軒先断熱面戸、２０２Ｂ…熱伝導板、２０２Ｃ…溝、２０６…断熱材、２１３…軒先曲げ加工部、３００…屋根融雪装置、３０５Ａ…仕切り断熱面戸、３０５Ｂ…仕切り断熱面戸、３０６…断熱材、３０７…積雪、３０８…積雪、４００…屋根融雪装置、４０１…垂木組み小屋根、４０１Ｂ…鼻隠し板金、４０３…熱伝導部、４０３Ａ…溝、４０３Ｂ…下地補強材、４０４…雪止め、４０６…断熱材、４０７…積雪、４０８…積雪、４１１…熱伝達空間、４１１Ａ…対流、４１２…垂木、４１２Ｂ…仕切り垂木、４１４…屋根下地板、４１５…電熱ケーブル

【要約】

【課題】太陽熱を効率よく収集して空気による熱伝導により屋根板金に効率よく伝える。
【解決手段】屋根融雪装置１００は、屋根板金の下に傾斜方向に延びる空間を形成するのに適した構造を有する折板屋根に適用される。雪止め１０４は、平らな長い平板を含み、折板屋根の傾斜方向と平板の長手方向とが垂直になるように、取付け金具１０４Ａによって折板の凸部の上面外側に固定される。熱伝達空間１１１は、折板の凸部を用いて形成される。熱伝達空間１１１は、底面に断熱材１０６が配置され、かつ、傾斜方向における両端部が仕切り部材（太陽熱収熱板１０２Ａと仕切り断熱面戸１０５）で塞がれた傾斜方向に延びる空間である。熱伝達空間１１１は、雪止め１０４の下側の折板の凸部側面で収集される太陽熱を空気により雪止め１０４の上側の屋根板金に伝達する。雪止め１０４の上側の屋根板金に伝達される太陽熱は、雪止め１０４の上側の積雪１０８を融かす。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】