ソーラーシステムハウスのハンドリングボックス

【課題】屋根面を集熱面としてその直下に勾配を有する空気流路とこの空気流路に接続する集熱ダクトとしての棟ダクトを屋根集熱部とし、屋根裏空間である小屋裏に設置する内部にダンパー、ファンを設けたハンドリングボックスおよびこのハンドリングボックスに接続する立下りダクトを介して該集熱部からの空気を床下または室内への放熱または蓄熱部へ送るソーラーシステムハウスのハンドリングボックスにおいて、ダンパーが故障であることを簡単かつ確実に知ることができる。
【解決手段】ハンドリングボックス５内に板羽根状のダンパーを設けるダンパーボックス５ａ，５ｃは、ダンパー位置を検知する非接触センサー２７をダンパー故障検知センサーとして設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギーを利用するものとして、太陽で温められる空気によって暖房等を行うソーラーシステムハウスのハンドリングボックスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
先にソーラーシステムハウスについて説明すると、下記特許文献にもあるが、図１４に示すように、集熱面であるカラー鉄板の金属製屋根板１の直下に屋根勾配を有する空気流路２を形成し、この空気流路２の一方の端は軒先に空気取入口３として開口し、さらに空気流路２の他方の端は集熱ダクトとしての棟ダクト４に連通させる。屋根板１の一部はガラス２３で覆い、ガラス付き集熱面とする。これらは屋根集熱部となる。
【特許文献１】特許第２６４０２９７号（特開平６−２８１２６３号）
【０００３】
内部に逆流防止兼流路切換えダンパー６、ファン７及び流路切換えダンパー８を設けたハンドリングボックス５を屋根裏空間である小屋裏３３に設置し、ハンドリングボックス５の流路切換えダンパー８の流出側の一方は排気ダクト９により屋外に開口する。
【０００４】
また、ハンドリングボックス５の逆流防止兼流路切換えダンパー６の流入側は、前記棟ダクト４に連通させる接続ダクト３２と室内２０からの循環ダクト１８とに選択的に接続し、流路切換えダンパー８の流出側の他の一方を立下りダクト１０の上端に連結する。
【０００５】
立下りダクト１０の下端は床下蓄熱体としての土間コンクリート１１と床パネル１２との間の空気流通空間１３に開口した。さらに、該空気流通空間１３から室内への床吹出口１４を設けた。
【０００６】
ハンドリングボックス５の内部またはハンドリングボックス５と棟ダクト４との間にお湯とりコイル１５を設け、このお湯とりコイル１５は循環配管１６で貯湯槽１７に連結する。図示は省略するが貯湯槽１７は循環ポンプと有し、また、必要に応じて追焚き用の給湯ボイラーを途中へ設けて、風呂や洗面所、台所へとつながる給湯配管をこの貯湯槽１７に接続する。
【０００７】
このようにして、暖房が必要な冬の昼間は、軒先の空気取入口３から入った冷たい空気は、屋根板１に降り注ぐ太陽の熱によって徐々に暖められる。この温められた空気は屋根勾配に沿って上昇する。そして、この加熱空気は棟ダクト４に集められてからファン７によりハンドリングボックス５に入り、ハンドリングボックス５から立下りダクト１０内へ流下し、床下に送られる。
【０００８】
空気は床下に広がり、蓄熱土間コンクリート１１に熱を奪われ（蓄えさせ）ながら、床吹出口１４から温風として室内２０へと流れ出る。夕方、外気温が下がり始める頃から、昼間蓄熱土間コンクリート１１に蓄えられた熱が放熱を始め、床を温める。
【０００９】
つまり、太陽エネルギーは昼間に偏在しており、それを集熱してそのまま室内に放熱した場合は、逆に室温が高くなり過ぎてしまうのである。それを避けるために、昼間に集熱した熱を、床下の土間コンクリートに蓄熱、集熱部位と蓄熱部位を分ける。
【００１０】
コンクリートは、熱容量（熱を蓄える量）や熱伝導率（熱の伝わりやすさ）が大きい。コンクリートがもつこの性質は、昼間に蓄熱し夜間に放熱するという、一日のサイクルに適応しており、夜になって外気温が低下するとともに、昼間床下に蓄えられた熱が放熱し始め、室内の暖房用として使われる。
【００１１】
夏の昼間は暖房の不要な期間であり、図１５に示すように、太陽熱で温められた空気は、昼間、貯湯槽１７内の水を温めることに利用される。すなわち、流路切換えダンパー８の流出側を排気ダクト９に接続し、お湯とりコイル１５で湯を作るだけで、前記排気ダクト９から戸外へ捨てられる。
【００１２】
お湯とりコイル１５では、ここに循環配管１６を介して貯湯槽１７から送り込まれる熱媒が加熱され、湯として貯湯槽１７へ蓄えられ、さらにここから必要に応じて追焚き用の給湯ボイラーで再加熱されて給湯配管から各所へ給湯される。
【００１３】
快晴の日の雲のない夏の夜は、図１６に示すように、ファン７を駆動して軒先の空気取入口３から外気を空気流路２に取り込み、放射冷却現象（放射冷却で屋根全体が冷える）を利用して、涼しい外気を室内に取り込む。冷房のようには冷えないが、寝苦しくない夏の夜を演出できる。
【００１４】
ハンドリングボックス５は、図１７に示すように、入口ダンパーである逆流防止兼流路切換えダンパー６を組み込む入口ダンパーボックス５ａと、ファン７及びお湯とりコイル１５を設けたファンボックス５ｂと、出口ダンパーである流路切換えダンパー８を組み込む出口ダンパーボックス５ｃの３つのボックスの集合からなる。
【００１５】
入口ダンパーボックス５ａと出口ダンパーボックス５ｃとは、板羽根状のダンパーである逆流防止兼流路切換えダンパー６と流路切換えダンパー８を駆動するためのダンパーモーター２４を外側に取り付けている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
前記ダンパーモーター２４は空気の流れを切換える逆流防止兼流路切換えダンパー６と流路切換えダンパー８を動かすものとして、複数のギアが組み込まれた精密なものであり、これが故障するとダンパーが動かなくなったり、バタバタと音がしたりする。
【００１７】
しかし、ハンドリングボックス自体は、居住者や管理者のいるところより離れた位置である小屋裏３３に設置されるもので、故障していてもその判断が困難である。
【００１８】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、屋根面を集熱面としてその直下に勾配を有する空気流路とこの空気流路に接続する集熱ダクトとしての棟ダクトを屋根集熱部とし、屋根裏空間である小屋裏に設置する内部にダンパー、ファンを設けたハンドリングボックスおよびこのハンドリングボックスに接続する立下りダクトを介して該集熱部からの空気を床下または室内への放熱または蓄熱部へ送るソーラーシステムハウスのハンドリングボックスにおいて、ダンパーが故障であることを簡単かつ確実に知ることができるソーラーシステムハウスのハンドリングボックスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、屋根面を集熱面としてその直下に勾配を有する空気流路とこの空気流路に接続する集熱ダクトとしての棟ダクトを屋根集熱部とし、屋根裏空間である小屋裏に設置する内部にダンパー、ファンを設けたハンドリングボックスおよびこのハンドリングボックスに接続する立下りダクトを介して該集熱部からの空気を床下または室内への放熱または蓄熱部へ送るソーラーシステムハウスのハンドリングボックスにおいて、ハンドリングボックス内に板羽根状のダンパーを設けるダンパーボックスは、ダンパー位置を検知する位置センサーをダンパー故障検知センサーとして設けたこと、第２に、位置センサーは、板羽根状のダンパーを回動させるダンパーモーターのシャフト部にシーソー金物を設け、このシーソー金物の端部を非接触で検知する非接触センサーをダンパーモーターの本体部側に設けたこと、第３に、ダンパーモーターの本体部にビスや接着材での固定で、または、ダンパーモーターの位置決めナットを利用してベースを設け、非接触センサーはこのベースに取り付けることを要旨とするものである。
【００２０】
請求項１記載の本発明によれば、ダンパーボックスは、ダンパー位置を検知する位置センサーをダンパー故障検知センサーとして設けたことにより、この位置センサーの出力でダンパーが正常に動いているか否かを知ることができる。
【００２１】
請求項２記載の本発明によれば、位置センサーは非接触センサーを使用したので、リミットスイッチなどの機械式スイッチを使用したものと異なり、接点が酸化してしまうなどの不良をおこすおそれもなく、長期間の信頼性を確保できる。
【００２２】
また、ダンパーモーターのシャフト部にシーソー金物を設け、このシーソー金物の端部を非接触で検知するようにしたので、ダンパーモーターがダンパーボックスの外側に設けられていることにより、位置センサーもダンパーボックスの外側に設けられることになり、集熱した熱い空気にさらされることもない。
【００２３】
請求項３記載の本発明によれば、非接触センサーをダンパーモーターの本体部側に設けるのにベースを設けることで、９０°のシャフトの回転によるシーソー金物の上下動の動きを捉えるように、複数の非接触センサーをダンパーモーターの本体部側に水平に設けることができ、このようなセンサー機能を有しない市販のダンパーモーターにも簡単に本発明を適用できる。
【発明の効果】
【００２４】
以上述べたように本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスは、屋根面を集熱面としてその直下に勾配を有する空気流路とこの空気流路に接続する集熱ダクトとしての棟ダクトを屋根集熱部とし、屋根裏空間である小屋裏に設置する内部にダンパー、ファンを設けたハンドリングボックスおよびこのハンドリングボックスに接続する立下りダクトを介して該集熱部からの空気を床下または室内への放熱または蓄熱部へ送るソーラーシステムハウスのハンドリングボックスにおいて、ダンパーが故障であることを簡単かつ確実に知ることができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスの第１実施形態を示す斜視図で、ハンドリングボックス５の全体については前記図１７に示した通りで、入口ダンパーである逆流防止兼流路切換えダンパー６を組み込む入口ダンパーボックス５ａと、ファン７及びお湯とりコイル１５を設けたファンボックス５ｂと、出口ダンパーである流路切換えダンパー８を組み込む出口ダンパーボックス５ｃの３つのボックスの集合からなる。
【００２６】
入口ダンパーボックス５ａと出口ダンパーボックス５ｃとは、板羽根状のダンパーである逆流防止兼流路切換えダンパー６と流路切換えダンパー８を駆動するためのダンパーモーター２４を外側に取り付けている。
【００２７】
また、このようなハンドリングボックス５を屋根裏空間である小屋裏３３に設置するソーラーシステムハウスの全体については、前記図１４に示した通りであり、説明を省略する。
【００２８】
図３〜図６に示すように、本発明は、板羽根状のダンパー（逆流防止兼流路切換えダンパー６、流路切換えダンパー８）を回動させるダンパーモーター２４のシャフト部２４ａにシーソー金物２５を設け、このシーソー金物２５の端部を被検出部２６としてこれを非接触で検知する非接触センサー２７をダンパーモーター２４の本体部２４ｂ側に設けた。
【００２９】
非接触センサー２７としては、磁気で金属部を検知する近接センサーや、発光部とホトトランジスタによる透過型光センサーの利用があるが、前記シーソー金物２５の被検出部２６は、これらに応じて近接センサーの場合は図７に示すように端部折り曲げ片とし、透過型光センサーの場合は図８に示すように端部折り曲げ片の先をさらに折り曲げた挿入片とする。
【００３０】
非接触センサー２７はこれをダンパーモーター２４の本体部２４ｂ側に複数を設けるのに、図９、図１０に示すような金属板によるベース２８を本体部２４ｂにビスや接着材での固定で直接取付け、または、ダンパーモーター２４の位置決めナットを利用して設け、このベース２８の上に設置するようにした。
【００３１】
図１１の例はベース２８に非接触センサー２７を直線状に並べて設けた場合、図１２の例は互い違いに設けた例である。
【００３２】
このようにして、逆流防止兼流路切換えダンパー６または流路切換えダンパー８がダンパーモーター２４により回動されると、シーソー金物２５も回転し、被検出部２６が非接触センサー２７に近接するのでその回動していることを把握でき、これがない場合は故障と判断する。
【００３３】
図１３はフローを示すもので、棟ダクト４と流路切換えダンパー８に温度センサーを設置し、この温度センサーで検知する棟ダクト４の温度をＡ、流路切換えダンパー８の周囲温度をＢ（予備温度）とする。
【００３４】
モード（図１４の冬の暖房モード、図１５の夏の昼間の暖房不要モード、図１６の快晴の日の雲のない夏の夜のモード）を把握し、また、室温設定を把握する［ステップ（イ）］。
【００３５】
棟ダクト４の温度センサーは、棟温Ａが温度が４０℃以上になった場合は排気運転のフローになり、流路切換えダンパー８を切換えて（ＤＭ動作）、排気ダクト９から戸外へ排気する。［ステップ（ロ）〜ステップ（ニ）］
【００３６】
棟温Ａが温度が４０℃以上にならない場合はタイマーを２４時間作動させ［ステップ（ホ）］、それでも状態の変化がない場合には運転を停止する。
【００３７】
次に、棟温Ａと予備温度ＢのＡＤ値を取得し、［ステップ（ヘ）］、タイマーを１５０秒（２０〜２００秒）ほど運転し［ステップ（ト）］、ファン７を最大にする［ステップ（チ）］。
【００３８】
棟温を比較し、棟温が−３℃（１°〜１０℃）以上通常の設定より下がっていなければ、逆流防止兼流路切換えダンパー６を反転させる。［ステップ（ヌ）］
【００３９】
逆流防止兼流路切換えダンパー６が正常であれば、ファンの稼動と同時に温度が下がる。もし、正常でなければ、温度は下がらない。
【００４０】
次に、棟温Ａの判定によって空気集熱で得られた温風がハンドリングボックス５の出口側であっているかを検知する。
【００４１】
予備温度１を比較する［ステップ（ル）］が、実際は、放熱があるので、棟温に対し、少し低めで捉える。例えば、Ｂ＋３℃（１°〜１０℃）＜予備温度１
【００４２】
前記棟温Ａの判定によって空気集熱で得られた温風がハンドリングボックス５の出口側であっている場合には、流路切換えダンパー８を切換えて立下りダクト１０に温風を流すようにし、タイマーを１５０秒（２０〜２００秒）ほど運転して、ダンパーの自動位置検知を終了する。［ステップ（オ）〜ステップ（ワ）］
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスの第１実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスのダンパーモーターの正面図である。
【図３】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスのダンパーモーターの平面図である。
【図４】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスのダンパーモーターの側面図である。
【図５】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスのダンパーモーターの動作時の一例を示す正面図である。
【図６】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスのダンパーモーターの動作時の他例を示す正面図である。
【図７】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスで使用するシーソー金物の一例を示す斜視図である。
【図８】本発明のソーラーシステムハウスのハンドリングボックスで使用するシーソー金物の他例を示す斜視図である。
【図９】ベースの一例を示す斜視図である。
【図１０】ベースの他例を示す斜視図である。
【図１１】ベースでの非接触センサーの配置の一例を示す斜視図である。
【図１２】ベースでの非接触センサーの配置の一例を示す斜視図である。
【図１３】ダンパー動作を示すフロー図である。
【図１４】ソーラーシステムハウスの全体概要を示す縦断正面図である。
【図１５】ソーラーシステムハウスの全体概要を示す夏の昼間の説明図である。
【図１６】ソーラーシステムハウスの全体概要を示す夏の夜間の説明図である。
【図１７】ソーラーシステムハウスのハンドリングボックスの斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１…屋根板２…空気流路
３…空気取入口４…棟ダクト
５…ハンドリングボックス５ａ…入口ダンパーボックス
５ｂ…ファンボックス５ｃ…出口ダンパーボックス
６…逆流防止兼流路切換えダンパー
７…ファン
８…流路切換えダンパー９…排気ダクト
１０…立下りダクト１１…土間コンクリート
１２…床パネル１３…空気流通空間
１４…床吹出口１５…お湯とりコイル
１６…循環配管１７…貯湯槽
１８…循環ダクト１９…温水ボイラー
２０…室内２１…給湯配管
２３…ガラス
２４…ダンパーモーター２４ａ…シャフト部
２４ｂ…本体部２５…シーソー金物
２６…被検出部２７…非接触センサー
２８…ベース
３２…接続ダクト３３…小屋裏

【特許請求の範囲】
【請求項１】
屋根面を集熱面としてその直下に勾配を有する空気流路とこの空気流路に接続する集熱ダクトとしての棟ダクトを屋根集熱部とし、屋根裏空間である小屋裏に設置する内部にダンパー、ファンを設けたハンドリングボックスおよびこのハンドリングボックスに接続する立下りダクトを介して該集熱部からの空気を床下または室内への放熱または蓄熱部へ送るソーラーシステムハウスのハンドリングボックスにおいて、ハンドリングボックス内に板羽根状のダンパーを設けるダンパーボックスは、ダンパー位置を検知する位置センサーをダンパー故障検知センサーとして設けたことを特徴とするソーラーシステムハウスのハンドリングボックス。
【請求項２】
位置センサーは、板羽根状のダンパーを回動させるダンパーモーターのシャフト部にシーソー金物を設け、このシーソー金物の端部を非接触で検知する非接触センサーをダンパーモーターの本体部側に設けたことを特徴とする請求項１記載のソーラーシステムハウスのハンドリングボックス。
【請求項３】
ダンパーモーターの本体部にビスや接着材での固定で、または、ダンパーモーターの位置決めナットを利用してベースを設け、非接触センサーはこのベースに取り付ける請求項２記載のソーラーシステムハウスのハンドリングボックス。

【図１】