JP2009074794A - Heat island prevention system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はヒートアイランド防止システムに関し、特に、透明カバー内に太陽熱を受ける面板を設置し、この面板上で外部から供給した水を加熱し、かつ該面板から溢流させて下部の貯水タンク部より取り出すようにした樹木型の太陽熱利用温水発生装置と併用されたヒートアイランド防止システムに関する。 The present invention relates to a heat island prevention system, and in particular, a face plate that receives solar heat is installed in a transparent cover, water supplied from the outside is heated on the face plate, and overflowed from the face plate to be taken out from a lower water storage tank. The present invention relates to a heat island prevention system used in combination with a tree-type solar water hot water generator.
ヒートアイランド現象とは一般に太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらない現象とされている。さらに暖冷房機器の排熱、自動車の排ガス等が相乗されて発生すると考えられている。防止策としてはビルの屋上の緑化が考えられているが、その効果も明確には把握されていないのが現状である。 The heat island phenomenon is generally regarded as a phenomenon in which the temperature of the atmosphere does not drop even at night when solar heat accumulates in urban residential materials or asphalt on paved roads. Furthermore, it is considered that exhaust heat from heating / cooling equipment, exhaust gas from automobiles, etc. are generated in synergy. As a preventive measure, greening the roof of the building is considered, but the effect is not clearly understood at present.
太陽熱利用の温水発生装置としては従来から、ソーラパネル等と称される受光板を太陽に向けて設置し、日中の太陽光によって直接前記受光板を加熱し、この受光板内を流れる水を加熱、温水化して取り出す構成のソーラシステムが知られている。 Conventionally, as a hot water generator using solar heat, a light receiving plate called a solar panel or the like is installed facing the sun, and the light receiving plate is directly heated by sunlight during the day, and the water flowing in the light receiving plate is used. A solar system having a configuration in which it is extracted by heating and warming water is known.
例えば、貯水槽を円錐状の透明カバーで覆い、日中の太陽の位置にかかわらず太陽光を全方向から採光できるようにしたものとして、特開平8−296905号公開公報に示される円錐型太陽温水器がある。これは頂部が半球形で側部が円錐状のステンレス製貯水槽の外側全面に真空層を挟んで該貯水槽と略相似形の透明外壁板を設け、前記貯水槽内に、該貯水槽内の頂部近くで開口する温水取出管を設け、この温水取出管を槽底部から外部へ引き延ばし、太陽熱で加熱された槽内の温水を取り出すようにした構造である。前記貯水槽の外周面と前記透明外壁板との間に空隙を形成し、この部分を真空層とすることにより、集熱した内部の熱が放熱しないようにし、また、貯水層およびその外側の透明外壁板を円錐形とすることで太陽熱の有効収熱時間を確保することとしている。 For example, a water tank is covered with a conical transparent cover so that sunlight can be collected from all directions regardless of the position of the sun during the day. There is a water heater. This is provided with a transparent outer wall plate that is substantially similar to the water tank with a vacuum layer across the entire outer surface of a stainless steel water tank whose top is hemispherical and conical on the side. A hot water outlet pipe that opens near the top of the tank is provided, and the hot water outlet pipe is extended from the bottom of the tank to the outside so that the hot water in the tank heated by solar heat is taken out. A gap is formed between the outer peripheral surface of the water storage tank and the transparent outer wall plate, and this portion is used as a vacuum layer so that the collected heat is not dissipated. The effective heat collection time of solar heat is secured by making the transparent outer wall plate conical.
また建物の日影の影響を受けないように半球状の透明太陽光採光構造とした例として、特開平8−303875号公開公報に記載された太陽熱集熱装置が提案されている。これによれば、建物の屋上あるいはそれに近い上方部分に太陽光採光装置を設置し、この太陽光採光装置の下方位置で前記建物の外壁に沿って集熱板およびストレージタンクから成る太陽熱集熱器を設置し、前記太陽光採光装置で採光した太陽光を前記太陽熱集熱器の集熱板部に照射して該太陽熱集熱器から温水を得る構造を有している。
近年、化石燃料の使用により二酸化炭素の大気放出よる地球温暖化が深刻な問題として指摘されており、特に、太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらないというヒートアイランドが問題となっているが、その防止策として、路上に人手で水を撒くとか、ビルの屋上に芝生を植える等の緑化が実施されている適度で、根本的な解決とはなっていないのが実情である。 In recent years, global warming due to the release of carbon dioxide into the atmosphere due to the use of fossil fuels has been pointed out as a serious problem, especially at night when solar heat accumulates in urban residential materials and asphalt on paved roads. However, heat islands where the temperature of the atmosphere does not drop are a problem, but as a preventive measure, greening such as watering the streets manually or planting lawns on the roof of buildings is moderate and fundamental The reality is that it is not an ideal solution.
本発明は、上述の問題を解決すべく、自然又は人工の樹木の葉によって太陽光線を遮ぎり、地面に広い陰の部分をつくることで地面の蓄熱を低減し、しかも自然の樹木による酸素の放出、二酸化炭素の吸収を通じて大気汚染やヒートアイランドの防止を図るようにしたヒートアイランド防止システムを提供することを課題とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention reduces the heat storage of the ground by blocking the sunlight with the leaves of natural or artificial trees, creating a large shaded part on the ground, and releasing oxygen by natural trees. Another object of the present invention is to provide a heat island prevention system that prevents air pollution and heat island through absorption of carbon dioxide.
さらに本発明は、透明カバー内に水を広い領域に張る面板を設け、太陽熱による面板の熱を直接水に伝達するようにすることで、高い熱効率で温水を得ることができ、かつ極めてコンパクトに構成できる樹木型の太陽熱利用温水発生装置と併用して、太陽熱や各種排ガス等による地上の過熱、温暖化を防止するヒートアイランド防止システムを提供することにある。 Furthermore, the present invention provides a face plate that stretches water over a wide area in the transparent cover, and directly transfers the heat of the face plate by solar heat to the water, so that hot water can be obtained with high thermal efficiency and is extremely compact. It is intended to provide a heat island prevention system that prevents overheating and warming on the ground due to solar heat and various exhaust gases, etc., in combination with a tree-type solar water hot water generator that can be configured.
本発明によれば、自然又は人工の樹木の葉部で太陽光を遮り、予め設定した所定の温度に周囲の気温が達した時、前記葉部や前記葉部の周辺から冷水を噴射・噴霧する手段を有することを特徴とするヒートアイランド防止システムが提供される。 According to the present invention, sunlight is blocked by a leaf portion of a natural or artificial tree, and when ambient air temperature reaches a predetermined temperature set in advance, cold water is jetted and sprayed from the leaf portion or the periphery of the leaf portion. There is provided a heat island prevention system comprising means.
また本発明によれば、内部にトレー状面板を備えかつ少なくとも上面が透明となったユニットケースを樹木上に設置し、前記トレー状面板上に給水する送水管と前記トレー状面板から溢流した水を前記ユニットケース底部から貯水タンク部に導く排水管とを設け、太陽光による前記ユニットケースおよび樹木の葉部の影で地面を覆うようにしたことを特徴とするヒートアイランド防止システムが提供される。 Further, according to the present invention, a unit case having a tray-like face plate inside and having at least a transparent upper surface is installed on the tree, and overflows from the water supply pipe for supplying water onto the tray-like face plate and the tray-like face plate. There is provided a heat island prevention system characterized in that a drain pipe for guiding water from the bottom of the unit case to the water storage tank is provided, and the ground is covered with shadows of the unit case and the leaves of the trees by sunlight.
本発明のヒートアイランド防止システムによれば、太陽熱や各種排ガス等による地上の過熱、地球温暖化が防止され、また、太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらないという状況が解決される。 According to the heat island prevention system of the present invention, overheating on the ground due to solar heat and various exhaust gases, global warming can be prevented, and solar heat is accumulated in the materials of urban houses and asphalt on paved roads at night. However, the situation where the temperature of the atmosphere does not drop is solved.
次に、本発明を、好適な実施形態につき添付の図面にしたがって説明する。
図1は本発明の実施例に係るヒートアイランド防止機能を付加した樹木型太陽熱利用温水発生装置の概略的な側部断面図である。地面に対して垂直に延びる1本の主2重管40と、この主2重管40の中途部から斜め上方へ延びる複数本の分岐2重管36とによって樹木形の送排水部が構成される。前記送排水部の送水管6は、図示しない給水源から前記主2重管40即ち樹木形の幹部の中心部を通り、さらに前記分岐2重管36即ち樹木形の枝部の中心を通って枝部先端の後述するユニットケース37に連通する。前記送排水部の排水管38は、前記ユニットケース37から前記枝部の外周部および前記幹部の外周部に沿って配設され、該幹部の箇所から貯水タンク部12へ接続される。また貯水タンク部12の下部は幹部の送水管にバイパス管13を経て接続される。なお、図示の例では幹部の上端の送排水部は直接ユニットケース37に接続されている。前記バイパス管13と送水管6との接続部位置よりも下側(即ち前記給水源側)に送水ポンプ9および弁10が設けられ、排水管38から貯水タンク部12に至る部分および前記バイパス管13にも同様にポンプ39,41が設けられている。
The present invention will now be described with reference to the accompanying drawings for preferred embodiments.
FIG. 1 is a schematic side cross-sectional view of a tree-type solar water use hot water generator with a heat island prevention function according to an embodiment of the present invention. A tree-shaped water supply / drainage section is constituted by one main
ユニットケース37は、ケース底部の水貯め板50に透明カバー5が被せられた箱形の外形を有し、この箱形の内部にトレー状面板7がケース内壁から離隔して設けられた構造を有している。各送水管6の先端はユニットケース37内へ延び、かつトレー状面板7の上面に連通し、また排水管38はケース底部と連通している。各ユニットケース37にはエア圧調整装置(図示省略)が設けられている。前記ケース37の透明カバー5は強化ガラスまたはアクリル板等のプラスチック製のものが採用される。
The
内部のトレー状面板7はステンレスあるいはアルミ等の蓄熱性の良好な板で形成される。なお、貯水タンク部12には水位計や温度計(図示せず)が付加されており、また、これらの計器類の出力信号を取り込んで前記弁の開閉指令等を与える制御用パソコンが利用できるようになっている。
The internal tray-
この樹木型温水発生装置の動作を説明すれば、まず、送水管6に設けたポンプ9の作動により、前記給水源から送水管6を通してユニットケース37内のトレー状面板7の上面に給水され、ここで透明カバー5を通して照射される太陽光で面板7上の水が加熱される。継続的な送水により、トレー状面板7上の温水は該面板7から溢流してユニットケース底部から排水管38を通して流下し、ポンプ39により貯水タンク部12に貯えられる。貯水タンク部12内の水量が所定量になるまで送水管6の送水は続けられるが、この貯水タンク部12の水位がバイパス管13の位置を越えた時点で貯水タンク部12内の温水が所定温度に達するまでは、制御用パソコンの指令信号により、弁10が閉止されるとともにポンプ9が停止し、かつポンプ41が作動して貯水タンク部12内の温水はバイパス管13および送排水管6,38を介してユニットケース37内と貯水タンク部12との間で循環される。
The operation of the tree-type hot water generator will be described. First, by the operation of the
貯水タンク部12内の温水が指定温度に達すると、貯水タンク部12から温水取出管16を通して温水が使用箇所へ送られ、同時に弁10が開となり、ポンプ9の作動が再開され、バイパス管13のポンプ41が停止し、送水管6からユニットケース37内へ給水され、トレー状面板7から溢流した温水が貯水タンク部12へと送られる。なお、貯水タンク部12内の温水の温度が所定温度以下に低下したときは、弁10が閉じられ、バイパス管13のポンプ41によって貯水タンク部12とユニットケース37との間で温水が再循環される。
When the hot water in the water
図2は人工の葉部を有する樹木型温水発生装置の1つの使用例を示した概略図である。円筒形の基台51上に、これよりやや小径の中空円柱形透明カバー52で外殻が構成された1個のユニットケース37が搭載され、前記基台51の上端周囲に樹木の形状を成す複数枚の葉部53が取り付けられている。この場合、葉部53はユニットケース37を取り囲むように配置されているが、太陽光線がユニットケース37の少なくとも上側半分以上を照射するように葉の基部から先端側が外開き状態に傾斜あるいは湾曲して設置される。なお、より好ましい全体外観を呈するように、円筒形の基台側部を構成する樹木の幹は美的デザインを加味した塗装、模様が施される。
FIG. 2 is a schematic view showing one example of use of a tree-type hot water generator having an artificial leaf. On the
この例のユニットケース37は底部が開放されている。また円柱形ユニットケース37内には複数枚の上下に隔置されたトレー状面板7およびこれらの面板7を貫通する送水管6が配置されている。送水管6はユニットケース37内から基台51の中心を通って図示しない給水源に接続される。なお、図2は側部断面図であるが、構造の理解を容易にするためにユニットケース37の外殻は斜視図の状態で示してある。基台51内には該基台の内壁あるいは地面に支持された貯水タンク部12が設けられている。
The
貯水タンク部12には温水取出管16が接続されている。温水取出管16は基台51内から外部へ引き出され、温水使用箇所へ導びかれるか、あるいは2次貯水槽(図示省略)に連結される。透明カバー52内で送水管6の外周に設けられるトレー状面板7は下側の面板の方が順次外径が大となっており、したがって送水管6から送られてきた冷水は、太陽光を受ける面板7上で温水化されるとともに最上端の面板7から順次下側の面板へと溢流し、開放されたユニットケース下端から徐々に貯水タンク部12に溜まり、一定量以上になったときに温水取出管16から取り出される。
A hot
図2の例で葉部53は人工のものとしたが、実際の樹木上に前記ユニットケースを設置してもよい。強度上問題が生じる場合は樹木上に載せるユニットケースを適当な支持柱あるいは支持台で補助的に支えるようにすることもできる。ユニットケース37の形状も円筒形に限定されず、ドーム形、箱形等、任意の形状のものが採用可能である。さらにユニットケース37は底板を有する構造とし、この底板上に一旦温水を溜めた後、前記底板から貯水タンク部12へ温水が流下するようにしてもよい。
In the example of FIG. 2, the
他の例として、図3に示すように、ユニットケース37自体を自然の樹木の葉の形状に形成し、これによって地面が直接太陽熱で過熱されるのを防止するようにしてもよい。この場合、前記ユニットケース37内には葉部53のような葉形状の面板7を設け、前記送水管6を該ケースを通して前記面板上に供給するようにし、この面板7から溢流してケース内に溜まった水を前記排水管38によって回収するようにする。この場合、前記送水管6と前記排水管38を自然の樹木の枝あるいは幹の形状に形成することも可能である。5は透明カバーである。
As another example, as shown in FIG. 3, the
次に、本発明に係るヒートアイランド防止システムの実施例について説明する。ヒートアイランド現象とは一般に太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらない現象とされている。さらに暖冷房機器の排熱、自動車の排ガス等が相乗されて発生すると考えられている。防止策としてはビルの屋上の緑化が考えられているが、その効果も明確には把握されていないのが現状である。 Next, an embodiment of the heat island prevention system according to the present invention will be described. The heat island phenomenon is generally regarded as a phenomenon in which the temperature of the atmosphere does not drop even at night when solar heat accumulates in urban residential materials or asphalt on paved roads. Furthermore, it is considered that exhaust heat from heating / cooling equipment, exhaust gas from automobiles, etc. are generated in synergy. As a preventive measure, greening the roof of the building is considered, but the effect is not clearly understood at present.
本発明では太陽熱を温水発生装置の熱源として利用するとともに上述した樹木型温水発生装置に太陽光線を遮ぎる手段を付加することによって地面に広い陰の領域を作り、アスファルト等の過熱、蓄熱を防止しようとするものである。図1を参照すれば、ユニットケース37の周囲に樹木の葉の形状を模した葉部53が設けられ、この葉部53によって地面上に照射される太陽光線を遮ぎり、同時に外部から、特に樹木の側方あるいは下方からはユニットケース37が葉部53に隠れて見えないようにしてある。また、図1に示すように送水管6に撒水手段(ノズル)63を設け、必要に応じて地面上に撒水を行うことにより、強制的に地面の過熱を防ぐようにしている。さらに、特に夏場のヒートアイランド現象には光化学スモッグと結びついて住民に多大の被害を与えることが多いので、その時の大気汚染の状況に応じてガス噴射ノズル手段62によって酸素ガスや水素ガスを噴射して大気汚染を防ぐようにしている。ノズル手段62は別に設置した酸素発生装置や水素発生装置に接続され、いずれもパソコン機能によって制御され、大気温度の調整、大気汚染の状況把握により、ヒートアイランド防止の機器、設備が自動的に作動するようにシステム化されている。
In the present invention, solar heat is used as a heat source for the hot water generator, and the above-described tree-type hot water generator is provided with a means for blocking sunlight, thereby creating a wide shade area on the ground to prevent overheating and heat storage such as asphalt. It is something to try. Referring to FIG. 1, a
図3は図1に示す樹木型温水発生装置における葉部上のユニットケース37および該ユニットケース37を保持した葉部53の拡大斜視図である。なお、この図1および図3はヒートアイランド防止機能を付加した形態に構成してある。図3に示すように、樹木形の葉部53の部分に太陽光発電素材(太陽電池)21を搭載して蓄電するようにし、この電力を用いて、葉の部分に設置した冷却、冷房効果をもたらす機能素子や素材に通電し、ヒートアイランド防止を図るようにしている。また、葉部53をできるだけ面積の広い大形の形状とし、地面上に葉部53の影が大きく生じるようにしてヒートアイランド防止の効果を高めるように構成してある。ユニットケースは重量物となるため、葉部53およびユニットケース37を安定に支持するための補強用骨材55が枝部に付加されている。図3のように面板7上に送水する送水管6およびユニットケース37の底部から温水を取り出す排水管38もこの補強骨材55で同時に支持するようにしてもよい。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the
本発明のヒートアイランド防止システムを道路沿いやビルの屋上、公園あるいは住宅地域の露地や空地に設置する場合、景観等を損なわないような配慮が要求されるが、ユニットケース37の下側を葉部53で隠すことで自然の樹木のような外観を呈し、美的要求が達成される。葉部53はユニットケース37自体に取り付けるか、あるいはユニットケース37に隣接して枝部や幹部に取り付けられる。いずれの場合もユニットケース37の上面は太陽光に晒されるようにすることは勿論である。
When the heat island prevention system of the present invention is installed along a road, on the roof of a building, in a park or in an open space in a residential area, consideration is required so as not to damage the scenery. By hiding at 53, the appearance of a natural tree is exhibited and the aesthetic demands are achieved. The
図4(A)〜(C)は太陽熱利用の温水発生装置60を用いた本発明に係るヒートアイランド防止システムの各種実施例を示した概略図である。図4(A),(B)はドーム型の太陽熱利用温水発生装置60を自然の樹木の幹の上に設置した例であるが、この場合はなるべく強靱な幹をもち、かつ温水発生装置自体が葉で覆われないような樹木が選ばれる。図4(A)の場合は葉61の部分にフィルム状の太陽電池21が張り付けられ、この太陽電池21による電力を温水発生装置60に付加した補助的ヒータの電源としている。同時に樹木の葉によって太陽光線を遮ぎり、地面に広い陰の部分をつくることで地面の蓄熱を低減し、しかも自然の樹木による酸素の放出、二酸化炭素の吸収を通じて大気汚染やヒートアイランドの防止を図るようにしている。
4 (A) to 4 (C) are schematic views showing various embodiments of the heat island prevention system according to the present invention using the
図4(B)の場合は樹木に酸素ガスや水素ガスを噴射するノズル手段62を設け、これを別に設けた酸素発生装置や水素発生装置(図示省略)に接続する。この場合、酸素ガスや水素ガスが爆発を誘発しないように濃度を自動的に調整する装置も付加されている。また撒水手段63を設けて地面の過熱を防ぐようにすることもできる。これらはパソコン機能によって制御され、太陽熱利用温水発生装置60の効率化、ヒートアイランド防止のための大気温度の調整、大気汚染の状況を把握し、ヒートアイランド防止装置が自動的に作動するように全体がシステム化されている。
In the case of FIG. 4B, nozzle means 62 for injecting oxygen gas or hydrogen gas is provided on the tree, and this is connected to an oxygen generator or hydrogen generator (not shown) provided separately. In this case, a device for automatically adjusting the concentration of oxygen gas or hydrogen gas so as not to induce an explosion is also added. Further, the flooding means 63 can be provided to prevent overheating of the ground. These are controlled by a personal computer function, and the entire system is configured so that the efficiency of the solar-powered
図4(C)の例は葉の広い樹木の幹に円筒形の透明カバー52を有する太陽熱利用温水発生装置60を設置し、樹木の葉61によって地面上への太陽光線を遮ぎり、ヒートアイランド防止を図った例である。図4(A)と同様に広い葉を利用し、この葉61の部分に太陽電池21を設置してある。図4(A)〜(C)の例とも自然の樹木に温水発生装置を搭載しているが、人工の樹木でもよく、また容量大の温水発生装置の場合に、樹木の幹に適当な補強手段が設けられる。
In the example of FIG. 4 (C), a solar-powered
5,52 透明カバー
6 送水管
7 面板
9 送水ポンプ
10 弁
12 貯水タンク部
13 バイパス管
21 太陽電池
36 分岐2重管
37 ユニットケース
38 排水管
39,41 ポンプ
40 主2重管
50 水貯め板
53 葉部
55 補強骨材
60 太陽熱利用温水発生装置
61 葉
62 ガス噴射ノズル手段
63 撒水手段
5,52
Claims (4)
A unit case provided with a tray-like face plate and having at least a transparent upper surface is installed on the tree, and a water pipe for supplying water onto the tray-like face plate and water overflowing from the tray-like face plate are provided from the bottom of the unit case. A heat island prevention system, characterized in that a drain pipe leading to a water storage tank part is provided, and the ground is covered with the shadow of the unit case and the leaf part of the tree by sunlight.
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Cited By (2)
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GB2483299A (en) * | 2010-09-06 | 2012-03-07 | Meika Ltd | An artificial-plant water feature with water dripping from the leaves like rain |
EP2609827A1 (en) | 2011-12-30 | 2013-07-03 | Steiner Unternehmensberatung KG - Eurecoop Mag. | Parasol with cooling device |
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2008
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