JPS5847176A - 太陽熱池及びその構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は対流を生じない太陽熱電及びその構成方法に関
するものである。

対流を生じない太陽熱電は１９５９年５月２５日付のイ
スラエル特許第１２５６１号（以下引例〔１〕と称する
）と、ガド・アサフ（Ｇａｄ　Ａｓａｆ）Ｏ名で１９７
７年８月２６日に出願した米国特許出願第８２’８１９
０号（以下引例〔４〕と称する）とに開示され九機構に
よ）人工的ノ１０ツクツインを確立し維持子るものであ
る。ここに／Ｓロックラインと紘深さに従りて塩分が増
大するよう−な顕著な塩分勾配を有するような一団の塩
水中の帯域を意味する。

よく知られているように、ハロツクライン中の対流は垂
直方向の密度の差によつＮ抑制される。その結果、太陽
熱輻射線が貫入する（即ち１　”　３　ｖｍ）深さの一
団の水の表面に隣接ルてノ・ロックツインが存在すると
、この−団の水の表面温度よ〉著るしく高い温度までこ
の／％ａツクツイン及びその下の層゛を伽熱することに
なる。／蔦ロックラインが無いと、この水の水面下に吸
収された熱線対流によ一讐水面に移動し、蒸発と長波の
輻射とによ−。

て消散する。従って浅い池の中の安定したハエツクライ
ンはこの池を太陽熱電に変え、水面下約１隅の深さで１
００℃の高温が得られゐ。

太陽熱集熱装置として作用する浅い池の実際の能力はハ
ロツクラインの安定性によって定まる。

池を不安定にする因子は濃度の勾配に沿う塩の分子拡散
と、表面における風の作用に起因する液体の上部レベル
の混合と、池の底での熱の抽出に関連して生ずる対流と
である。

上述の引例（１）　、　（４）の他に′米国特許第３３
７０６９１号（以下引例〔２〕と称する）と、５ｏｌａ
ｒＥｎ＠ｒｇｙ　、第１８巻、２９３〜２８９頁（１９
７６年）のＧａｄ　Ａｓａｆによる「Ｔｈｅ　Ｄｅａｄ
　Ｓｅａ　：　ＡＳｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　ａ　５ｏｌａ
ｒ　Ｌａｋｅ　Ｊ　（以下引例〔３〕と称する）と、Ｐ
ｒｏｃｅ＠ｄｉｎｇｓ　ｏｆ　Ｆｌｏａｔ−１ｎｇ　Ｂ
ｒ＠ａｋｗａｔ＠ＩＣｏｎｆｅｒ＠ｎｃｅ　　、　Ｈｅ
ｖｐｏｒ−ｔ　、・Ｒ，１，、１９７４４４月のＥ、Ｐ
、Ｒｉｃｈｅｙ及びＲ，Ｅ、Ｎ＠ｃｅによるｒ　Ｆｌｏ
ａｔｌｎｇ　Ｂｒ＠ａｋｖａｔ−ｅｒ−８ｔａｔ＠ｏｆ
　ｔｈ＠Ａｒｔ　Ｊ　　（以下引例〔５〕と称する）と
があるが、引例〔ｌ〕〜〔４〕の４個の引例中にはハロ
ツクラインの成層化と安定化とを維持する種々の研究が
開示されている。引例（１）では太陽熱電の表面を新鮮
な水で連続的に浸水させ、水底に塩を加えることにより
て成層化を維持する。引例〔幻はハロツクラインの下方
の加熱され良液体の層から引出され九ツラッシ、蒸発液
体によってハロツクラインを横切る下方への垂直運動を
導入することによりて成層化を維持する。この７２ツシ
為蒸発プロセス中に得られた濃縮溶液の若干は加熱さ・
れた液体の層に復帰し、新鮮な補充分が表面に加えられ
池のレベルを維持する。

引例〔３〕はハルツクツインの下部レベルの液体の密度
よシ大きな密度を有する濃縮液体を−・μツクラインの
下方に噴射することに起因し上方Ｋｌｋ直な流れを導入
することによって安定なハロツクラインを維持してお）
、−団の水の表面から引く蒸発する液体によってζＯ濃
縮液体を形成している。

上昇する太陽熱電を取扱っている他に引例〔４〕は上方
への垂直な流れと同時にこの流れに等しい下方への垂直
な流れを導入する直立する太陽熱電を開示している。

地上の池にハロツクラインを確立するためζＯ原理を大
規模なスケールで適用することは作動中止ずる塩水によ
って新鮮な水が汚損するというような周囲の制限のため
制約を受ける。更に、太陽熱輻射線から抽出される熱の
ように大地に加えられた熱社長期間貯わ見られ、地中の
有機物質を分解し、地中からガスを発生させ泡を生ずる
ので成層を破壊する。地上に太陽熱電を建設するため塩
を購入し遠隔の地に運ぶ必要がある場合には、経済性を
考慮すると巨大動力発生源としての仁のような太陽熱電
は魅力のないものになる。

巨大なスケールの動力発生源としての太陽熱電の本来の
制約を避ける丸め、太陽熱湖水として死海又はグレート
ソルト湖のような現存する河川流入潮を利用することが
提案されている。引例〔３〕及び〔４〕は河川流入潮に
上昇する又は直立する太陽熱電を構成する技術を記載し
ている。このような湖によって受けられる利益は水と塩
分とが既（存在しているため作業に必要な経費は水面に
風よけを建設し維持することの経費のみですむ仁とであ
る。太陽熱温に変換する条件に合う塩水湖は世界に数個
あるが、そのような湖社僅かであ夛、上述の引例に開示
された技術を利用して太陽熱温に変換するにはその場所
と大きさとが適しない。

従って本発明の目的は陸地の現存する又は潜在する太陽
熱電に比較し、地理的に有利に適用し利用できる改良し
た対流を生じない太陽熱電を得るにある。

本発明によれば一団の水とその水の区域との間に水が水
平に移動するのを制限するようこの区域を包囲する垂直
遮壁を利用する仁とｋよってこの一団の水の上記区域に
隔離した太陽熱電を生せしめる。このような区域に河川
流入潮に相当するものを生せしめ、ツバロックラインを
形成すると共に引例の〔３〕及び〔４〕に記載された技
術によ〉このハロツクラインを維持することによって太
陽熱電を発生させる。本発明の好適な形状では、この太
陽熱電に水の上部レベルと下部レベルとを設け、辷れ等
２個のレベルが混合しないよう防止する不透過性遮壁に
よってこれ等レベルを分離する。上部レベルの平均密度
は下部レベルの平均密度よ〕水の表面に上部レベルの周
縁上の７０−トによって上部レベルを浮動的に支持する
。この上部レベルはハロツクラインを生ぜしめる溶解し
た塩分を有し、このハロツクラインによって上部し未ル
に対流を生じないようにし、上部ラインが太陽熱輻射線
の吸収によって加熱されるようにする。このような熱性
遮壁を横切る伝導によって上部レベルから下部レベルに
伝えられ、この熱は下部レベルの上部に貯わ見られる。

下部レベルの下部には垂゛直に延びるサーモツクライン
があシ、下部レベルの下方の一団の数の一層低温の水に
対しこの下部レベルの加熱された上部を熱絶縁する。

水の本体と２個のレベルとの間の水の水平移動は水面付
近の水の本体に懸垂した垂直に延びる遮壁によって制限
される。この遮壁を水の本体内に浮かべるのがよい。

浮動する垂直遮壁を水底に両正するのが好適であ）、上
部レベルの表ｆｆＫ風よけを設け、太陽熱血肉での風に
よる混合を最少にする。場合によシ水が熱いとζろでは
垂直遮壁の少なくとも一部で水平方向の熱伝導を最少に
するよう垂直遮壁を構成する。

上部レベルを下部レベルなら隔離する！壁は上部レベル
に浮くフロートに剛固に連結したフレームによって支持
される可撓性シートの形にするのがよい。この７レーム
を複数個の離間した平行な細長い部材の形状ＫＬ、上記
シートをこの部材に固着する。場合によ）この細長い部
材間に横部材を連結し、所定のモジ為う−寸法を有する
グリッドを構成し、上部レベルと下部レベルとの間の密
度の差に起因するシート内の引張応力を最小にする。

フレームを支持する好適な方法として複数個の細長いフ
リートを設け、フリートを形成する細長い部材のそれぞ
れに配列して剛固に連結する。このフレームがを１は水
平にある時、水のレベルの平面がフロートを２個の等し
い容積に集買的に＝分割するようフロートの寸法を定め
る。

添付図面につき本発明を説明する。

第１図において、符号１０は水の本体を示し、この水の
区域１１に本発明太陽熱電を包含し、水面に近く水中に
懸垂した垂直に砥びる遮壁１４によりて下部レベル１３
を構成する。仁の遮壁はフロート１５かも懸垂した°ポ
リエチレン等のような複数個の不透過性のプラスチック
シートの形状に構成する。

これ尋シートによって垂直な遮壁を構成し、規則的表パ
ターン（例えば方形）に配置して区域１１を構成する包
囲体を形成し、この遮壁内の区域ととの遮壁の外側の水
との間の水平な移動を制限する。

本発明の一要旨では、遮壁１４を利用することによシ、
更に上述の既知の技術を使用する区域の上部にハロツク
ラインを生ぜしめこれを維持する仁とによシ区域１１を
死海のような河川流入潮に導入することができる。この
方法は任意の非常に塩分の多い現存する一団の水に適用
することができる。

その場合、この区域の下部レベルからノ・ロック２゜イ
ンを分離するため水平遮壁は必要でない。

本発明の好適な形状では、太陽熱捕集装置を構成するバ
ーツクラインを有する上部レベル１２と、蓄熱体を構成
する下部レベル１３とを区域１１に包含する。水平遮壁
２０によって２個のレベル内での水と塩分との垂直な移
動を制限する。下部レベルは残シの水の本体と同一の塩
分を有する。

図面に示すように、遮壁１４の遊端縁１４Ａを水の本体
の表面１６から上方に突出するが、実際上、端縁１４Ａ
は水の本体の表ｉ［１６とほぼ同一レベルにあシ、上部
レベルの表面の海水との若干の浸水が発生する。これに
より水の表面の塩分が減少し、レベル１２から蒸発し丸
木を置き換えるからとのむとは有利である。従りて遮壁
１４について言う「水の水平移動の制限」とはレベル１
２の表面１！ＡＫおける境界作用と、下部レベル１３と
その下の水の本体１０内の水との間の相互面とにおける
境界作用とを除き、各レベル内の本は実質的に水の本体
１Ｇから隔離されていることを意味する。従ってこの太
陽熱池内の流体又は水と、水の本体との相互の混合を垂
直遮壁によって実質的に防止する＝潮の変化によって垂
直遮壁が浮動するようにするため、水中）シー）１９関
に介挿し九可撓性ケーブル１８ｉ’ＣよシこＯＳ壁を海
底１７に両正してもよい。

１７で固着した端部の反対側の可撓性ケーブル１８の端
部をフロート１５に通し又はフロートに取付け、部分１
８Ａに示すように太陽熱電の一端から他端に通し、垂直
遮壁を選択した形状に拘束する。また部分１８Ａは浮動
風よけ２３を取付は拘束する手段にもなる。太陽熱電を
横切る部分１８Ａとフロート１５との数と分布とをこの
太陽熱電の寸法と形状とによりて決定する。後に詳述す
るように、第１及び２図に示すようにフロート１５をほ
ぼ球状にすることができ、第７図に円筒フロー）５Ｇと
して示すように水の本体に接触する一層大きな表面を設
けることもできる。

区域１１と同一のひろがりで水平に延在する袖壁２０の
その周縁を垂直遮壁！４にこの垂直碑壁の遊端縁１４Ａ
の約１〜３購下に取付け、上部レベル１２と下部レベル
１３との間の水の垂直な移動を制限するよう作用させる
。このようにしてレベル１２内の水をレベル１３内の水
から分離し、実質的に水の本体１０から分離する。その
結果、ハロツクライン２１（第２図参照）が生じた時、
レベル１２によりて浮動する太陽熱捕集装置を構成する
。

多数の既知の方法の任意の方法でレベル１２内にハロツ
クライン２１を生ぜしめることができ、基本的な概念は
第３図に曲線２２によって示すように深さにつれて増大
する塩分濃度を生ぜしめることである。ハロツクライン
はレペ／Ｉ／１２の表面ｌ駄の直ぐ下から始まシ遮壁２
０の直ぐ上で終る。ノ・ロックラインの下端の正確な深
さ社可変であシ、太陽熱温の寸法、捕集すべき熱の量及
び抽出の速さＫよって定まる。一般に言って、ハロツク
ラインはほぼ１〜２ｍであシ、ハロツクラインの上方の
風混合層ｚ４は表面１２Ａ上に浮かぶ風より２３の効率
によシ０，１〜０．５慣である。このような風よけは最
初に記載した引例の〔４〕と〔５〕とに開示した形をと
ることができる。よく知られているように、表面１２Ａ
に隣接する風混合層の深さが浅い程、この太陽熱電は太
陽熱捕集装置として一層有効である。

第３図に示すように、風混合層２４は零深さ点に隣接す
る部分における曲線２２によって示されるように均一な
比較的低い塩分濃度である。層２４は水の本体１Ｇから
海水によって絶えず浸水する。このような海水紘ハロツ
クライン中の水よシも比較的新鮮であシ、レベル１２内
の蒸発損失を補なっておシ、表面１２Ａで比較的一定の
高さを維持する。

ハロツクラインの深さと水の透明度とに応じて、ハロツ
クラインの下のレベル１２内の温度は８０〜１００℃の
範囲にある。ハロツクラインが１〜２ｍ以下である時、
作動温度は一層低くなる。ノ・ロックライン２１の下の
対流層２５は熱の抽出の需要に応じて調整される。対流
層２５から熱を抽出した時、熱の抽出に関連して必要な
循環を生ずるだけこの層の深さは十分であるべきである
。外部の熱交換器に関連する導入口と送出口とが対流層
内の太陽熱電の一側に沿っている時、この導入口と送出
口との間の温度差に関連してこの層の深さと太陽熱電の
長さとの間に成る関係がある。例えば、５Ｘ：　　　　
　’の温度差かあると、低い緯度にある太陽熱電は１０
（Ｉｍの太陽熱電について約１０５１よシ小さくなり対
流層筋が必要である。１ｈの太陽熱電については対流層
の深さは３Ｇ、よル小さくな−ことが必要であシ、ｉｏ
ｂの太陽熱池に対して線対流層＃ｉ１　ｍの深さよシ小
さくないことが必要である。

対流層訪の実際の深さは作動の面について厳密なもＯで
なく、対流層に貯ゎ見られる熱の量によって決定するこ
とができる。し今し、対流層が大きくなれば、濃縮した
海水の量が一層多く必要であり、その結果ハロツクライ
ンを生ずる成層地理が長時間にわたって行なわれる。

水平遮壁２０の下方は低レベル１３内の対流蓄熱帯域２
６である。茅３図の一線２７は帯域２６の深さｋよる温
度変化を示し、温度ははぼ一定である。また仁の帯域の
厚さ砿との帯域から熱を抽出する速さを含む多くの因る
によって定まる。蓄熱帯域！６の下方の層１３内の水は
層１３の下の温度に達するまで２８に示すような直線的
な温度勾配を呈する。強い流の区域に太陽熱池を設置し
九時、付加的な水平遮壁４５をサーモツクラインの下方
に設けて４よい。

遮壁４５を垂直遮壁の下端縁の付近に設けてもよい。

帯域２６から動力プッｙト内に水を導入し、このプラン
トから蓄熱帯域２６の底部１：ｌ）＠　１３内に一層冷
却した水を排出することによって熱を帯域２６から抽出
する時、この帯域の深さは排出深さによって決定される
。季節による蓄熱を行なうためには、蓄熱帯域は温暖な
帯域内で約５惰深さにすべきである。サーモツクライン
２８は蓄熱帯域２６をその下の一層低温の水から絶縁す
るよう作用する。このような一層低温の水への熱損失の
量は通常太陽熱電の設計上のパツメ１−一であ夛、これ
は必要なサーモツクラインの深さを決定する。サーモツ
クラインを決定するため、垂直遮壁１４の下端縁１４Ｂ
をサーモツクツインの深さまで延長しなければならない
。

サーモツクツインの深さは蓄熱帯域２６とレベル１３の
下方の水の周囲温度との間の温度差に関係することを示
すことができる。蓄熱帯域から水の本体の底部への熱損
失を約６０ワット／−の使用で希ゐ熱の約１０　％　Ｋ
減らす必要があり、更に温度差が約６０′ｅである場合
には、このサーモツクラインを終６ｍ深さにナベきであ
る。一層深いサーモツクツインは太陽熱池を一層有効に
保膜する。例えば１２ｍのナーモックは熱損失を約５Ｘ
Ｋ減らす。対流層２５の場合のように、一層深いサーモ
ツクツインは一層長い垂直遮壁１４が必要である丸め高
価である。

蓄熱帯域２６からの熱損失を減らす他の方法状下部レベ
ル１３内への７ツプウエリングを導入することである。

最初に述べた引例〔４〕に記載されている手順に従って
このことを行なうことができる。

太陽熱池の下部レベルｌｓ内にアップウニリングを導入
することＫよってこの中の温度勾配を直線的なものから
指数関数的なものに変化させる。

上部レベル１２内にハロツクラインを形成し、風混合層
２４の厚さを最小にする目的で浮動風よけ又はその他の
手段を利用した後、上層に吸収された表面１２Ａ上の入
射太陽輻射線によりこの層内の水の温度を上昇°させる
。ハロツクラインの下方の対流層２５内の温度は最終的
に非常に高くなシ、沸とう点に近くなる。この層からの
熱は遮壁２０を横切って蓄熱帯域２６内に伝わり、この
帯域の寸法社最終的に希望する値までに構成される。こ
れ等の層から水を取シ外部熱交換器に通し次にこの冷却
された水をもとの層にもどすことによって対流層２５又
は蓄熱帯域２６内に含まれる熱を抽出することができる
。第２図に示すように、加熱された水を導管３０によつ
て熱交換器３１に入れる。この熱交換器３１は地上又は
固着された塔に又は浮動構造に設置されておに、仁の熱
交換器では有機流体のような別個の向流熱吸収媒体によ
って水から熱を吸収しこの熱によりてζＯ媒体を蒸発さ
せる。冷却された水は蓄熱帯域の下端縁の直ぐ上の点ま
で導管３２によりて復帰する。この熱交換器からの蒸発
した流体はタービン３３のような熱機ＩＩＩＫ通り、使
用された流体は水の本体１０からの一層低温の水により
て凝集する。タービン３３は発電機３４を駆動する。代
案として、水平適壁２０の下方の蓄熱帯域から熱交換器
によって熱を抽出することができ、電気のような有効な
エネルギを生産するコンバータにこの抽出された熱を利
用する。

ハロツクラインと、上部レベル１２の対流層と、下部レ
ベル１３の蓄熱帯域２−とからの熱損失を減らすため、
第６図に示す手順に従うことができ、傾斜遮板４２を有
し符号４０で示す中空隔膜によって垂直遮壁を構成する
。この隔膜の内部Ｋｔｉ水を充填してもよいし空気を充
填してもよい。この構造の故に、隔膜は熱絶縁体として
作用し、太陽熱池内の加熱された水から水１０の一層低
温の水の本体に伝わる熱の量を減らす。蓄熱帯域別の全
部又は一部を十分包含するよう隔膜４０を深く延長する
のが好適である。この隔膜から懸垂する裾部４３によっ
て垂直遮壁を完成する。

区域１１の断面が大きい他の実施例で社、水平遮壁２０
の下に７０−トを位置させることによって水平遮壁２０
の中心部の撓みを減らすことができる。

他の代案としての構成でＦｉ値遮壁支持する目的で第４
図に示すように、浮動風よ妙を水平遮壁２０ムに取付け
ることができる。“ 本発明太陽熱電のための最も好適な場所は大陸棚に沿っ
たとζろである。浮動波よけによってこの区域を海の波
に対し保饅し、第５図に示すように、大洋に達する塔に
よりて垂直遮壁を両正することができる。またこの塔を
動力ステーシ、ンのための支持体として使用することも
でき、管によって太陽熱電の蓄熱帯域にこの塔を連結す
る。固着した塔の代シに、浮動する構成を利用すること
もでき、この場合垂直遮壁を大洋の海底に取付けない。

水の本体かも太陽熱電を隔離する遮壁２０の材料の引張
強さと、水の本体内での隔離された太陽熱電自身の安定
性とは大規模な太陽熱電において考慮すべき因るである
。これ等両因子は隔離された太陽熱電の性質から生ずる
ものであシ、この場合水の上部レベルはその下のレベル
の水の平均密度よシ大きい平均密度を有する。遮壁２０
に連結された安定化手段となるフロート１５によって連
壁を支持し、この隔離した太陽熱電を水の本体上に浮動
的に支持しこの水から隔離する。この構成によシ遮壁の
支持体間の距離の２乗の関数である引張応力をこの遮壁
内に生ずる。遮壁２０を構成する可撓性シート内の引張
応力Ｔは大きさとして次のように与えられる。

Ｔ＝ｆ（Δ９　）　（１！／２　）　ｅｏｍ＃とζに＃
社水千線に対するシートの平均傾斜角、Δ９は太陽熱池
内の上下レベル間の密度の差、ｆは重力の加速度、Ｌ線
支持体間の間隔である。シートは実質的に水平であ）、
水の２個のレベル間の密度の差は約２００　Ｋｇ７ｍｌ
であシ、成層内Ｏ引張応力はＴ＝１０００Ｌ’であると
仮定している。

ｉが１０ｓｚである時、引張強さはＺｏｏ、０００　Ｎ
／ｓｗである。シートの厚さがほぼ１■の場合、この応
力は約１０３３．５　Ｋｇ／ａｌ　（１４７００ｐｓｉ
　）であシ、この値はポリエチレンのような通常の安価
なシート材料についての引張強さを上まわっている。こ
のような安価な材料を利用するため、寸法が約３解Ｘ３
ｍのグリッ゛ドを構成するフレームによってこのシート
材料を支持すべきである。

上述したように、この隔離された太陽熱電の安定性も大
規模プロジェクトに考慮されるべきであシ、その場合、
この隔離した太陽熱電を浮かべる水の本体内に著るしい
量の波動と風圧とが存在する。隔離された太陽熱電の水
平線に対する動揺によって、周囲の状況によって上部レ
ベルの中心質量がずれ即ちシフトし、その結果、上部レ
ベルが浮かんでいる水の矢きな本体内にこの上部レベル
が傾き又は転後（即ち沈没）する。このようになるのを
避けるため、フロート１５の他に安定化手段を利用する
ことができる。こめ゛ような安定化手段は遮壁に力を及
はし、仁の遮壁は隔離した層を傾けようとする力に抵抗
する。

こζに参照する第８〜１１図に示す方法で上に述−べた
原理を本発明に適用する。第８図に示すように、隔離さ
れた太陽熱電５０は水５２の下部レベルの上にある水の
上部レベルを具え、この上部レベルの平均密度は下部レ
ベルの水の平均密度よシ大きい。この状態は上部レベル
５１がノ１０ツクラインを包含し、隔離された太陽熱電
が一層新鮮な水の本体内に浮んでいる時に生ずる。上部
レベルが均一な密度であシこの上部レベルが浮動する蒸
発太陽熱電を構成している場合に類似の状態が生ずる。

上部レベルと下部レベルとに含まれる流体の相互の混合
を防止するためこれ等レベルを隔離する遮壁５３はこの
隔離された太陽熱電の周縁の７０−ト５４の形状の安定
化手段に連結されている。第８図に示すように、太陽熱
電の外側の水と内側の水との間に密度の差があるため、
隔離された太陽熱電の外側の水のレベルは内側の水のレ
ベルよシ僅かに高い。

遮壁５３はフレーム５６に作動的に関連する可撓性シー
ト５５から成シ、ポリ塩化ビニール管等で造ることがで
きる複数個の離間した平行な細長い部材５７の形状にフ
レーム５６を造る。第１図に示すような所定のモジ、ラ
ー配列を有するグリッドを生ぜしめる目的で横部材６８
を部材５７に連結する。

フレーム５６を構成する好適な方法を第９図に示し、接
着操作又はねじによって継手５９によシ縦部材と横部材
とをその交差点で連結する。

第７図に示すようにポリ塩化ビニール及び継手にょシ□
、１・構造を形成し、継手よ挿いしぇ垂ｉ管６０により
て、フロー）　５４　、６１の形状の安定化手段に７レ
ームを剛固に連結する手段を構成する（第８図参照）。

第９及び１１図に示すように垂直部材６０をフロートに
剛固に連結する。特にフロートの垂直孔に部材６０を通
し、部材６０に剛固に取付けられているが部材６０の遊
端付近で互に離間させたカラー６２　、６３によって部
材とフロートとの間Ｏ相対運動を防止する。フロートの
沈み孔凹所６４内にこれ尋カッ−を嵌着する。

シート５ｓと７レーム５６との間の連結を第１０図に詳
細に示す。特に、ばねクリップ６５を利用することによ
ってこの連結を行なう。このばねクリップａｓｙＫ示す
管状断面であるが縦に分割してあシ、第１０ＥＫ示すよ
うに部材５７の外側にスナップ嵌着する前に拡開してい
る。クリップ６５を所定位置にスナップ嵌着する前に１
シート５ｓを部材ｓ７の周シに巻く。クリップ６ｓを比
較的短かくシ、部材５７に沿って均一な間隔で離間する
。

隔離した太陽熱電の下方に垂直カーテンを形成し、シー
ト５５を横切る伝導によって加熱された水が逸出するの
を防止するため、第１０図に示ようにクリップ６を利用
することができる。特に、シート５５の上にある隔離し
九太陽熱池の周縁に部材５７・の下面の周〕にシート６
６の形状Ｏｒ！直カーテンを通し、次にクリップ６５を
所定位置にスナップ嵌着することができる。

第７図に示すように、（第７−で垂直に配置した）各部
材５７を細長いフロート６１に配列し、垂直部＃″６０
を介してこのフロートを細長部材に剛固に連結する。フ
レームがほぼ水平である時、第８図に示すように水のレ
ベルの平面によってフロートを２個の等しい容積Ｋｚ’
＋割するようフロート６１０寸法を定める。第８図から
明らかなように、フロート６１は上部レベル内に浮き、
隔離し九太陽熱池の周縁に設置したフロート５４によっ
て設けた支持体の中間のフレームをこのフロー）６１に
よっテ支持スる。更に、フロート６１によって運河を構
成する縦通路６７を生ぜしめ、この運河の中のシート材
料を検査し修理する目的でこの運河によりボー）を太陽
熱電の一端から他端に移動させ得るようにする。

種々の運河間を流体連結するため、第７図に示すように
連続的にする代シに７ｏ−）６１を不連続にし、又は１
個の運河内の水を他の運河内の水に連結する目的で、並
べたフ、ロートを通じて流体連結を設けてもよい。

第８図に示す構成の場合、即ち周縁及び周縁の中間に太
陽熱電のための安定化手段を設けた場合、フａ　−）　
５４　、６１の浮動効果によって隔離した太陽熱電のい
かなる動揺をも防止することができる。

即ち、上部レベルの一端が他端よ如一層低く沈み、この
沈んだ端部に向は濃密な水が流れるようなどのような動
揺でも太陽熱電のこの端部に関連するフロートを水の中
に沈める。これによって生ずる浮力は太陽熱電の沈み運
動に抵抗し、上記沈みに抗する力を生せしめ、太陽熱電
をその通常の状態に復帰させる。

上述の隔離した太陽熱電を大きな水の本体内で使用する
ように示すが、下部レベル内の水の密４度より大きな平
均密度を上部レベルが有する２個のレベルの隔離した太
陽熱電を生せしめる概念を蝉、中に構成した太陽熱電に
適用することができる。

すなわち、比較的新鮮な水を部分的に充し九区域を掘削
することができ、一層密な層を上に設置し得る遮壁に水
をかぶせることができる。このようにして、ハロツクラ
インを利用する陸上の大規模太陽熱電を構成する時、塩
の量を着るしく減らすことができる。このような場合、
と掘削部の周縁に遮壁を型止すると共に、上述の構成、
即ちフレームとこの７レームを支持するフロートとＫよ
って遮壁の中心部を支持する。

この説明では対流を生じない隔離し九上層の下方の蓄熱
層内の比較的新鮮な水を加熱する目的で、対流を生じな
い隔離した太陽熱電の構造を殆ど専ら説明したが、本発
明の原理は蒸発する太陽熱電の構造にも適用する仁とが
できる。す表わち、隔離した上部層を対流するようにす
る仁とができ、この隔離した太陽熱電を新鮮な水の本体
内に浮かべることによって蒸発を行な・うことができる
。例えば隔離した太陽熱電を海中に構成するヒとによっ
て海水を蒸発させる仁とができる。このような浮動する
蒸発する太陽熱電により比較的密な水を提供することが
でき、他の浮動する太陽熱池内にハロツクラインを安定
化させるためこの密な水を利用することができる。代案
として、化学的目的で濃縮塩水を得るため浮動する蒸発
する太陽熱電を使用することができる。

と？−に説明した型式の太陽熱電を構成するのに必要な
塩の量を減らすことの他Ｋ、本発明の隔離された太陽熱
池唸蓮壁内の漏洩を検出する丸めの診断方法を実施し得
る利点がある。遮壁を形成しているシートに裂断を生ず
ると、上層から仁の裂断部を経て比較的密な塩水が下方
に流れ下部の層内の密でない水の中に入る。この上うに
下部レベル内の普通でない高密度部の存在は超音波トラ
ンスポンダを使用して検出することができ、このトラン
スポンダを太陽熱電の周縁に沿って種々の位置に設置し
、遮壁のすぐ下方の下部レベル内にビームを投入する。

遮壁の裂断部に流れる密な水の流れＫよりて超音波エネ
ルギのための目標を提供し、トランスポンダに向は反響
を偏向復帰させ、裂断部の範囲についての情報を提供す
る。複数個のトランスポンダを設けることによって、三
角法によシ裂断部の位置を決定するととができる。この
ようにして裂断部の位置を確かめ、この位置の上方に運
河内にボートを派遣し、バッチな裂断部に配置すること
ができる。

本発明の数個の実施例の上述の記載によって本発明装置
による利益と向上した結果とは明らかである。本発明は
特許請求の範囲内で種々の変更を加えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の対流を生じない太陽熱電の斜視図、第
２図は第１図に示す太陽熱電の垂直断面図、第３図は本
発明太陽熱池の上部レベル内の塩分の変化と、深さの関
数としての下部レベル内の温度の変化とをプロットした
線図、第４図は風よけの異なる形式を示す第２図と同様
の断面図、第５図は第１図に示す太陽熱電に基づく設備
の部分平面図、第６図は本発明太陽熱池のための垂直膣
壁の他の実施例を示す第２図と同様の断面図、菖７図は
本発明のフレームワーク組立体の線図的斜視図、第８図
は領土状態にある本発明太陽熱地組立体を示す第７図の
８−８線に沿う断面図、第９図は本発明太陽熱池の７レ
一ムワーク組立体の一部の斜視図、第１０図は遮壁シー
トとフレームワーク組立体との間の連結部の拡大断面図
、第１１図は第７図の１１−１１線に沿う断面図である
。 １Ｇ−水の本体、１１−・・区域、１２・・・上部レベ
ル、１２Ａ−・・表面、１３・・・下部レベル、１４・
・・垂直遮壁、１４Ａ−・・端縁、１５・・・フロート
、１６・・・表面、１８・・・可撓性ケーブル、１８人
・・・部分、１９・・・７０−ト、２０・・・水平遮壁
、２１・・・ハロツクライン、２２−・曲線、２３・・
・浮動風よけ、２４・・・風混合層、２５・・・対流層
、２６・・・蓄熱帯域、２７・・・曲線、２８・・・温
度勾配、３０・・・導管、３１・・・熱交換器、３３・
−タービン、３４・・−発電機、４０・・・中空隔膜、
４２・・・傾斜遮板、４３・・・裾部、４５・・・水平
遮壁、５０−・太陽熱電、５１・・・上部レベル、５２
・・・水、５３・・・逍ＩＩ、５４・・・フロート、５
５・・・可撓性シート、５６−・・フレーム、５７・・
・部材、５８・・・横部材、５９・・・継手、６０・・
・垂直管、６１・・・フロート、６２　、６３・・・カ
ラー、６４・−沈み孔凹所、６５・・・クリップ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、偽）太陽熱集熱装置を構成する上部レベルと蓄熱容
   積を構成する下部レベルとを含む区域を有する一団の水
   と、 Ｑ））　　前記−団の水と前記区域とＯ閲Ｏ水の水平移
   動を防止する手段と、 （ｅ）　　前記上部レベルと曽配下部Ｖベルと０間の水
   の―直移動を防止する手段と、 （ｄ）　　前記上部レベルに対流を生じないようにする
   手段との組合せからなる装置。 １　前記上部レベルに対流を生じないようにする手段を
   ハルツクライにし、上昇、降下又は起立〜の太陽熱電の
   いずれかのように前記上部レベルを構成することによっ
   て表面に近く前記ハロツクツインの位置を保持する特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。 龜　前記−団Ｏ水と前記区域との間Ｏ水の水平移動を防
   止する手段を垂直ＦＩｃ延びる遮壁ＫＬ、前記区域を包
   ■し構成する前記−団の水０表両付近に前ｉ遮壁を懸−
   すゐ特許請求の範囲第１・項又は第３項に記載の装置。 本　前記垂直遮壁を前記−団Ｏ水Ｏ中に浮かべ九特許請
   求の範囲第３項に記載−の装置。 瓢　前記区域を同一のひろが）を有し前記垂直。 ＜ｇびる遮壁に取付は九水平に嬌びる遮壁によって前記
   上部レベルと前記下部レベルとの間の水の―直移動を防
   止する手段を構成し九特許請求の範囲第３項に記載Ｏ装
   置。 東　前記垂直遮壁を前記水平遮壁の下方に突出し前記蓄
   熱容積を生ぜしめ九特許請求の範囲第５項に記載の装置
   。 ７、前記垂直遮壁を前記水平遮壁の下方Ｋ　３　ｗｇ以
   上央集し九特許請求の範囲第６項に記載の装置、。 龜　前記垂直遮壁の少なくとも前記上部レベルを構成す
   る上部にわたル非伝熱性にし九特許請求の範囲第７項に
   記載Ｏ装置。 ９、前記垂直遮壁の少なくとも前記蓄熱容積を構成する
   上部にわたシ非伝熱性にした特許請求の範囲第７項に記
   載の装置。 １０、前記水平遮壁をほは水平に維持するため前記垂直
   遮壁への連結部の中間で前記水平遮壁の下方に７μ−ト
   を設けた特許請求の範囲第５項に記載の装置。 １１、前記上部レベル内の水面の高さを前記−団の水の
   表面の高さより低くした特許請求の範囲第１項に記載の
   装置。 １λ　前記−団の水の底に浮動する前記垂直膣壁を繋止
   する繋止手段を設けた特許請求の範囲第４項に記載の装
   置。 １３、　　潮や波の作用に抗して前記浮動する遮壁に張
   力を加えるよう下位の面のフロートを繋止手段に採用し
   た特許請求の範囲第１２項に記載の装置。 １４、前記上部レベルの表面に風よけを設は九特許請求
   の範囲第２項に記載の装置。 １＆　前記上部レベルによって太陽熱輻射線からの熱を
   吸収する特許請求の範囲第１項に記載Ｏ装置。 １６、特許請求の範囲第１項記載において、（ａ）下部
   レベルの水の平均密度よ〕平均密度が大きくこの下部レ
   ベルの水の上にある上部レベルの水と、 伽）これ等上部レベルと下部レベルとに含まれる流体の
   相互の混合を防止す゛るため前記上部レベルと下部レベ
   ルとを隔離する遮壁とを具えることを特徴とする隔離し
   た太陽熱電。 １７、支持するため前記遮壁に連結した安定化手段を設
   けた特許請求の範囲第１６項に記載の隔離した太陽熱電
   。 １８、前記安定化手段に剛固に連結したフレームによっ
   て支持された可撓性シートを前記遮壁に設けた特許請求
   の範囲第１７項に記載の隔離した太陽熱電。 １９、前記上部レベルに周縁を設け、一層大きな一団の
   水の表面に前記上部レベルを浮動支持するため前記安定
   化手段に前記周縁上のフロートを設けた特許請求の範囲
   第１８項に記載の隔離した太陽熱電。 ２０、前記上部レベルの太陽熱輻射線によって吸収され
   た熱が前記Ｉ！檄を横切る伝導によって前記下部レベル
   に移動するよう前記上部レベルに対流を生じないように
   するハロツクラインを水の前記上部レベルに設けた特許
   請求の範囲第１９項に記載。 の隔離した太陽熱電。 ２１、　　前記下部レベルの水が一団の水の中の水に混
   合するのを禁止するための手段を設けた特許請求の範囲
   第２０項に記載の隔離した太陽熱電。 ２２、前記フレームに剛固に連結され前記上部レベルに
   浮動するフロートを前記安定化手段に設けた特許請求の
   範囲第１９項に記載の隔離した太陽熱電。 ２３、複数個の離間した平行な細長い部材の形状に前記
   フレームを構成した特許請求の範囲第四項に記載の隔離
   した太陽熱電。 ２４、前記細長い部材の間に横部材を設は九特許請求の
   範囲第２３項に記載の隔離した太陽熱電。 花　前記シートを前記部材に固着した特許請求の範囲第
   ２４項に記載の隔離した太陽熱電。 ２６、前記部材のそれぞれに個々に配列して剛固に連結
   し九複数個の細長いシリンダの形状に前記フロートを構
   成した特許請求の範囲第２５項に記載の隔離した太陽熱
   電。 ２７、前記フレームがほぼ水平である時、前記水のレベ
   ルの平面によって前記ブロードを実質的に２個の叫しい
   容積に２分割するように前記フロートの寸法を定めた特
   許請求の範囲第２６項に記載の隔離した太陽熱電。 ２Ｂ、前記フレームに剛固に連結され前記上部レベルに
   浮動するフロートを前記安定化手段に設けた特許請求の
   範囲第１８項に記載の隔離した太陽熱電。 ２９、複数個の離間した平行な細長い部材に前記フレー
   ムを構成した特許請求の範囲第２８項に記載の隔離した
   太陽熱電。 ３０、　　前記部材に前記シートを固着した特許請求の
   範囲第２９項に記載の隔離した太陽熱電。 ３１、前記フロートを細長くシ、前記部材のそれそれに
   個々に配列して剛固に連結した特許請求の範囲第３０項
   に記載の隔離した太陽熱電。 ３２、前記細長い部材の間に延在してこの部材に取付け
   た横部材を前記フレームに設けた特許請求の範囲第３１
   項に記載の隔離した太陽熱電。 ３３、前記フレームの横方向の細長い部材によってモジ
   ューラ長さが約３１Ｒの格子状グリッドを構成した特許
   請求の範囲第３２項記載の隔離した太陽熱電。 ３４、％許請求の範囲第１項記載において、（ａ）下部
   層の水の上にあって太陽熱輻射線を吸収する上部レベル
   の水と、 缶）互に混合しないよう前記２個のレベルの間に介挿し
   た不透過性遮壁と、 （ｅ）前記下部レベルの平均密度よシ大きい前記上部レ
   ベルの平均密度とを具えることを特徴とする隔離した太
   陽熱電。 ３５　　太陽熱輻射線の吸収によって生じた熱が前記遮
   壁を横切る伝導によって前記下部レベルに移動するよう
   前記上部の層内に非対流状態を生ずる下方に指向する塩
   分勾配を前記上部レベルが有する特許請求の範囲第３４
   項に記載の隔離した太陽熱電。 ３６、　　（ａ）水に対し不透過性の可撓性シートと、
   伽）このシートを支持する７レームとを前記遮壁が具え
   る特許請求の範囲第３５項に記載の隔離した太陽熱電。 ３７、支持するため前記フレームに剛固に連結されてお
   シ前記上部レベルに浮動する浮動手段を具える特許請求
   の範囲第３６項に記載の隔離した太陽熱電。 ３８、　　（＠）相互に混合するのを防ぐよう相互に隔
   離サレー団ノ水から実質的に隔離された上部レベルと下
   部レベルとを有し繭記−団の水の中に設置した２個のレ
   ベルの浮動太陽熱源と、 （ｂ）前記上部レベル内に非対流状態を生ぜし・場 める手段と、 （ｅ）前記上記レベルから前記下部レベルに熱の移動を
   行なわせる手段と、 （ｄ）前記下部レベル内の熱を機械的エネルギに変換す
   る変換手段とを具える太陽熱動カプラント。 ３９、−団の水の中に太陽熱電を構成するにａｂ、前記
   −団の水の中の水から内部の水が分離されるように水を
   含む収態装置を前記−団の水の中に生ぜしめ、前記収態
   装置内の前記水の平均密度よシ小さい平均密度を有し前
   記収態装置の下方の前記−団の水の中の蓄熱容積の水に
   移動する熱を吸収するため前記集熱装置内に人工Ｉ・ロ
   ックラインを生ぜしめ、前記蓄熱容積の水が前記−団の
   水の中の他の水と混合しないようにする仁とを特徴とす
   る太陽熱電の構成方法。 ４０、前記層の中の熱が前記−団の水に側方に伝わるの
   を最少にする工程を含む特許請求の範囲第３９項記載の
   方法。 ４１、１ｒｆ許請求の範囲第３９項記載に・おいて、（
   ａ）−団の水と前記区域との間の水の水平移動を制限す
   るよう水面Ｋｌｌ接する位置から１ｍよシ深い深さまで
   垂直に延在する垂直遮壁を有する前記−団の水の区域を
   包囲し、 （ｂ）前記表面に隣接する前記区域の上部にハロツクラ
   インを生ぜしめることを特徴とする一団の水に太陽熱電
   の構成方法。 ４２、垂直遮壁を一団の水に浮かべる特許請求の範囲第
   ４１項に記載の方法。 ４３、少なくとも前記ハロツクラインの前記区域内の前
   記垂直遮壁によってこのハロツクラインの前記区域から
   周囲の一団の水への熱の移動を禁止する特許請求の範囲
   第４１項に記載の方法。 ４４、　４？許請求の範囲第３９項記載の方法において
   、一層大きな一団の水の平均密度よシ平均密度が大きい
   水の層であって前記−団の水の中の太陽熱輻射線を受理
   する水の層を浮かべることを特徴とする隔離した太陽熱
   電を構成する方法。 ４ａ　　前記浮動層に対流を生じないようにした特許請
   求の範囲第４４項に記載の方法。