JP2010065864A - ソーラークッカー - Google Patents

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Abstract

【課題】パラソル型のソーラークッカーにおける生地による集光部の反射率を高め、かつ、組立・分解が容易で運搬や保管の場所もとらないソーラークッカーを提供する。
【解決手段】パラソル型のソーラークッカーにおける反射面をポリエステル生地にアルミを蒸着させたポリエステルフィルムを貼り合わせたものとし、前記ポリエステル生地を予め加熱して熱収縮させておき、ポリエステルフィルムとの貼り合わせの際の熱によって前記ポリエステル生地が収縮するのを防止した反射面としたもので、パラソルの中棒の先端に焦点プレートを装着し、かつ、前記スリット状の開放口の両側より所定位置で停止するストッパー機能を有するファスナーを備え、焦点プレート上に投影される中棒の先端の影が最も短くなる位置に前記パラソル型集光部を移動させ、この位置で、支持台の支柱を前記ファスナーにて挟み、当該ストッパー機能をもって所定の位置で固定するソーラークッカー。
【選択図】図8

Description

本発明は、反射面で集光した太陽光のエネルギー密度を上げ、熱エネルギーに変換して調理するソーラークッカー、ソーラーオーブン、ソーラーセルに関するものである。
以下、本発明をソーラークッカーを代表例として説明するが、海や山等のアウトドアにおいて、調理する際の熱エネルギー源として、太陽光を集めてエネルギー変換して利用するソーラークッカーが提案されている。このソーラークッカーは自然環境の破壊もなく、熱の供給源も太陽が出ている限り無限であり、様々なソーラークッカーが提案されている(非特許文献1)。特許文献にあっても幾つかの提案がなされており、ここに代表的なものを例示する(特許文献1、2)。
ソーラークッカー(株式会社:パワ−社)
特開2003ー329310号公報
特開2001ー238712号公報
特許文献1にかかる技術は、内面を鏡面とした近似放物円錐形反射鏡を、縦横二軸まわりに回動・固定可能とし、太陽方向への照準合わせをしたもので、縦軸を兼ねた三脚は反射鏡を貫き、集光焦点を通る横軸を内側で支え、着脱可能としたものである。又、反射鏡は外周フレーム以外に骨組みを持たずに、必要充分な集光精度と強度を確保する軽量構造としたものである。
かかる技術として、太陽方向への反射板照準合わせと組立・分解が容易で、更に軽量構造により運搬性の良いソーラークッカーを提供するとしているが、実際に市販されている組立キットにあっては、組立完了までに3〜4時間かかり、分解時も同様である。従って、実際にはキャンプ地等で一度組み立てたら、そのままの状態で保管しておくしかなく、保管場所も必要であり、組立式とはいってもさほどメリットはない。
特許文献2にかかる技術は、傘の裏側に太陽エネルギーの反射効率の良い素材を用いて移動可能なソーラークッカーとして使用するもので、通常の折り畳み傘に取り付け可能な太陽エネルギーの反射用の裏地を作製し嵌め込むか、或いは太陽エネルギーを反射することができる材質をスプレー等を利用して折り畳み傘の裏面をコートするものである。そして、太陽エネルギーを柄の側の狭い領域に集中させ、調理を行うことができるように構成したパラソル型ソーラークッカーである。
実際には、反射用の裏地を作製して嵌め込んだものにあっては、反射面の表面に微細なしわが生じるため反射熱効率は悪くなり、水をある程度まで加熱する効果はあっても、食材を調理するソーラークッカーとしての役目は果たさない。
本特許出願人は、これらのソーラークッカーの構造を全面的に変更し、極めて簡便でかつ効率の良いソーラークッカーを既に提案しているが、本発明は更にその改良にかかるものである。
本発明は、いわゆるパラソル型のソーラークッカーに関するものであり、パラソルを開いて集光部が形成されるが、生地における反射面はつや消し状態となり、反射面にしわがあった。しかも傷がつきやすいため、安定した熱エネルギーの供給ができなくなる畏れがあり、その取り扱いは慎重に行わなければならず不便を来していた。
本発明は、これらの点に鑑みてなされたもので、安定して熱エネルギーが供給できるパラソル型ソーラークッカーに最適な集光部(太陽光の反射面)を提供するものであり、組立・分解が容易で運搬や保管の場所もとらないソーラークッカーを提供することを目的とするものである。そして、集光部を太陽に向かって極めて簡単に調節可能となし、しかもその調節後の固定が容易になされるという優れた改良をなしたものである。
本発明はパラソル型ソーラークッカーにかかるものであり、基端が親骨ろくろに接続され、先端に露先環を介してバネ性のあるリング材を装着してなる親骨と、親骨の中間部に一端が接続され、基端が受骨ろくろに接続された受骨と、親骨ろくろと受骨ろくろを貫通する中棒と、親骨に跨がって張設された反射面と、よりなり、当該反射面がポリエステル生地にアルミを蒸着させたポリエステルフィルムを貼り合わせたものであり、前記ポリエステル生地を予め加熱して熱収縮させておき、ポリエステルフィルムとの貼り合わせの際の熱によって前記ポリエステル生地が収縮するのを防止した反射面であり、中棒に対して前記ろくろの一方がスライドして親骨が受骨ろくろ側に湾曲状に拡がるパラソル型集光部となし、隣り合う親骨間に張設された反射面にスリット状の開放口を形成し、これに当該集光部を支える支持台の支柱を挿通し、当該支柱の先端に例えば調理台にて代表される集熱台を配置し、当該集熱台の端部を引き伸ばして親骨間に張設された反射面を貫通して回転可能に取り付け、前記受骨ろくろを貫く中棒の先端に焦点プレートを装着し、かつ、前記スリット状の開放口の両側より所定位置で停止するストッパー機能を有するファスナーを備え、焦点プレート上に投影される前記中棒の影が最も短くなる位置に前記パラソル型集光部を移動させ、この位置で、支持台の支柱を前記ファスナーにて挟み、当該ストッパー機能をもって所定の位置で固定することを特徴とするソーラークッカーである。
本発明は、熱エネルギー変換効率に優れた集光部及びこれを用いたパラソル型ソーラークッカーを提供するものであり、特に組立及び分解作業が極めて単純化・簡素化されたソーラークッカーあり、しかも、集光部を太陽に対して真正面で光を受ける機能を付加したものであり、野外における食材を調理するに最適なパラソル型ソーラークッカー、ソーラーオーブン、ソーラーセルを提供できたものである。
本発明にて用いられる集光部は、太陽光の反射面の形状を好ましくは放物球面形状とし、特に、開閉(折り畳み可能)されるパラソル型の反射面としたものであり、基端が親骨ろくろに接続され、先端に露先環を介してバネ性のあるリング材を装着してなる親骨と、親骨の中間部に一端が接続され、基端が受骨ろくろに接続された受骨と、親骨ろくろと受骨ろくろを貫通する中棒と、親骨に跨がって張設された反射面と、よりなり、親骨の先端に露先環を装着し、露先環にリング材を挿入して拡がりを拘束すると共に、中棒に対して前記ろくろの一方がスライドして親骨が受骨ろくろ側に湾曲状に拡がる構造となし、反射面がポリエステル生地にアルミを蒸着させたポリエステルフィルムを貼り合わせたものであり、前記ポリエステル生地を予め加熱して熱収縮させておき、ポリエステルフィルムとの貼り合わせの際の熱によって前記ポリエステル生地が収縮するのを防止した集光部である。
特許文献2に記載されたように、パラソル型ソーラークッカーの基本は公知である。かかる文献によれば、太陽光の反射面として反射用の裏地或いは反射用の材質をスプレーしてなるものが挙げられているが、パラソルの開閉を行うことにより生地そのものが伸びたりしわがよったりしてソーラークッカーとしての太陽光を反射するに足りる平滑面が失われ、食材を調理するソーラークッカーとしては熱エネルギーが十分でないものとなってしまうが、本発明に用いられる集光部はこの欠点を改良したものである。
本発明の太陽光の反射面は、反射面の基盤となる生地を予めヒートセットして収縮させておき、これを用いて反射面を形成したものである。即ち、反射面に凹凸やしわの発生がなく、これによって反射効率の高い面を形成できたものである。尚、反射面の形状を放物球面形状に類似させることが肝心であり、これによってソーラークッカーとしての効率がより高められるものである。更に言えば、反射膜は汚れや破損した膜を簡単に交換できるというメリットもある。
かかる生地は10〜250デニールの太さの繊維をもって構成されたものであり、反射率はヒートセットした場合にはほぼ倍増の結果となった。更に言えば、反射面を構成する生地としては、PE、PP、PS、ナイロン、レーヨン、ポリエステル等の織物又は不織布であって、予熱することによって熱収縮させたものである。そして、例えば、アルミ、銀、ステンレス等を蒸着させたポリエステル等の合成樹脂フィルムをこれに貼り付けることによって反射面が形成されることになる。
本発明の反射面を所期の通り開かせるには、親骨の先端に露先環を装着し、この露先環にリング材を挿通してなる構造とするのが好ましく、リング材はバネ性のある金属材料やプラスチック材料からなる線材である。
本発明のパラソル型ソーラークッカーは、上記した集光部を用いたものであり、パラソル型の集光部を構成する隣り合う親骨間に張設された反射面にスリット状の開放口を形成し、これに当該集光部を支える支持台の支柱を挿通し、当該支柱の先端に集熱台を配置し、当該集熱台の端部を引き伸ばして親骨間に張設された反射面を貫通し、回転可能に取り付けたもので、特徴的には、前記受骨ろくろを貫通する中棒の先端に焦点プレートを装着し、かつ、前記スリット状の開放口の両側より所定位置で停止するストッパー機能を有するファスナーを備え、焦点プレート上に投影される中棒の先端の影が最も短くなる位置に前記パラソル型集光部を移動させ、この位置で、支持台の支柱を前記ファスナーにて挟み、当該ストッパー機能をもって所定の位置で固定することによって構成されるものである。
このように、本発明のソーラークッカーは、中棒に対してろくろをスライドさせて反射した光をほぼ一点に収斂させ、その位置に集熱台を配置するものであり、好ましくは、親骨の開く度合いを制御するために親骨の先端に備えた露先環を介してバネ性のある金属製或いはプラスチック製の長尺材を装着し、これをリング状にしたもので、これによって親骨の開きが放物線形状に保つことができたものであり、反射光をほぼ一点に集中させることが可能となったものである。
更に、傘の中棒の角度と太陽の仰角の位置合わせがしやすいように、受骨ろくろを貫く中棒の先端に焦点プレートを装着し、このプレートに投影される中棒の先端の影が最も短くなる位置で集光面を太陽に正対させ、集光面に取り付けられたファスナーの開閉する引き手の位置をずらすことにより仰角を約30度から85度程度まで簡単に角度を変更できることとしたものである。そして、特にストッパー機能を有するファスナーを採用することにより、所定の位置(向き)にて集光面を固定することができることとなったもので、強風などによる角度のズレを防止することができたものである。
尚、焦点プレートに投影される影は、受骨ろくろを貫く中棒の先端の影であるのがよいが、場合によっては他の部材、例えば焦点プレートに備えられたポ−ル状のものでもよく、太陽の光に対して影を形成するものであれば特に限定はない。この焦点プレートは、受骨ろくろに常設してされるものでもなく、ソーラークッカーの組立の際に中傍の先端に嵌め込み、その位置を特定するだけで十分でもある。
一方、ファスナーには選択された位置に固定するためのストッパー機能を備えるものであり、この機能によって集光部から伸びる支柱を両側から挟み、反射面を太陽に対して正対させて固定することが可能となったものである。ストッパー機能はファスナー自体にキーを差し込むことによってストッパー機能を発揮するものでも、ファスナーの引き手にストッパー機能をもたらしたものでもよく、特に限定されるものではない。
支持台は通常三脚構造であり、その中央に支柱が配置されるのが一般的である。そして、この支柱は前記した反射面を貫通しており、そのスリット状の開口部には前記したストッパー機能を有するファスナーが備えられ、このファスナーの開閉・固定によりパラソルの位置が決まることになる。
勿論、前記したように反射面の焦点に最も光が集まるように太陽に向けて配置されることは当然である。そして、この光の最も集まる場所(放物球面の焦点)に合わせて集熱台を設けたものであり、かかる集熱台は前記した支柱に支持される部位と、集熱台の両端より伸び、反射面を貫通して回転自在に軸支される部位(アーム)とでその位置が決定される。通常はアームの軸支部には鳩目リングが嵌め込まれて補強されている。
以下、本発明のソーラークッカーを更に詳細に説明する。
図1は本発明のソーラークッカーの全体図を示すものであり、図2は集光部のみを取り出した図である。符号10はパラソル型を構成する集光部、20は支持台、30は集熱台の一例としての調理台である。集光部10は親骨11と受骨12と中棒13とからなっており、親骨11の基端が親骨ろくろ14に接続しておりその先端に露先環15が嵌め込まれている。
受骨12は一端が親骨11の中間部位に接続されており、基端が受骨ろくろ16に接続されている。そして、親骨ろくろ14と受骨ろくろ16を貫通して中棒13が貫通しており、この例では受骨ろくろ16が中棒13に固定され、親骨ろくろ14がスライド可能に配置されている。この親骨ろくろ14は中棒13に備えられたバネストッパー17によって所定の位置にて固定される。尚、この図例では受骨ろくろ16が中棒13に固定された例を示したが、親骨ろくろ14が中棒13に固定され、受骨ろくろ16がスライドする構造であってもよい。ただし、後者の場合には中棒13が光が集中する側に備えられることとなるので、調理台30の設置と干渉する場合があり、図示した前者の形態が望ましいこととなる。
勿論、親骨11間に渡って反射生地18が張設され、親骨ろくろ14をスライドしてパラソル型に開かれるものである。尚、露先環15には例えばガラスファイバーを芯体としたポリエステル製のプラスチック長尺体19が差し込まれ、これをリング形態とすることにより、親骨11の湾曲が制御され、反射面18に当たる太陽光の集中する焦点を好ましい部位に特定することが可能となったものである。
親骨11間の反射生地18にはパラソルの放射方向にスリット18aが開けられ、ここに後述する支持台20の支柱が挿通するものである。このスリット18aには両端よりファスナー18bが備えられている。又、親骨11間の左右の対称な位置に穴18cが開けられ、この部位に鳩目リング18dが嵌め込まれている。この鳩目リング18d、18dにはこれ又後述する調理台30から伸びる左右のアーム31の端部にボルト等を差し込んで調理台30を支持するものである。
集光部10の中心となる反射面は、好ましくは、ポリエステル生地に対しアルミを蒸着させたポリエステルフィルムを貼り合わせたものであり、前記ポリエステル生地を予め加熱して熱収縮させておき、ポリエステルフィルムとの貼り合わせの際の熱によって前記ポリエステル生地が収縮するのを防止した反射面である。かかる反射面は軽量でかつ表面が平滑の反射膜となったものであり、保管や運搬に便利であり、その組立は勿論、分解時にも手間をほとんど必要としない構造としたものである。
図3は、スリット18a近傍の一例を示す図であり、スライダーにキーロックによるストッパー機構を備えた例である。即ち、スリット18aの両端よりファスナー18b、18b及びスライダー18eが備えられており、スライダー18eにはファスナー引き手18b1にてスライダー18eを開閉する。そして、スライダー18eにはキー18gが差し込まれるキー穴18hが開けられ、キー18gにてこの部位が回転する構造となっている。この回転部分18iは底部が斜面と平面の二面となっている。この回転部分18iの底面に接触するロックピン18j付きのプレート18kが内蔵され、更に、回転部分18iの底面に対応してバネ18mが内蔵されている。
かかる構造を有するため、キー18gがキー穴18hに差し込まれて回転することにより、回転部分18iの底部における斜面がプレート18kと接触する場合には、プレート18kがバネ18mによって上方に付勢される。このため、プレート18kに備えたロックピン18jは内側に入り込む。そして、回転部分18iの平面がプレート18kに接すると、プレート18Kが下側におされ、ロックピン18jが突出し、ファスナー18bに接触してストッパー機能をもたらすものである。このため、支持台20の支柱(22)がスリット18a内に差し込まれた際、所望の位置にてファスナー18b、18bを両側より寄せて挟み、これを固定することにより、支柱22と集光部10とが相対的に動かない構造となる。
図4は、スリット18a近傍の他の例を示す図であり、スリット18aの両端よりファスナー18b、18b及びスライダー18eが備えられており、突起18b2(ストッパー機能)を有するファスナー引き手18b1にてスライダー18eを開閉し、このファスナー引き手18b1を矢印側に倒すことによって突起18b2が穴18fを通して食い込み、その移動が阻止される構造となっている。このため、図3と同様に、支持台20の支柱(22)がスリット18a内に差し込まれた際、所望の位置にてファスナー18b、18bを両側より寄せて挟み、これを固定することにより、支柱22と集光部10とが相対的に動かない構造となる。
図5は、円盤状の焦点プレート41の一例を示す図であり、中央に受骨ろくろ16を貫く中棒13の先端13aと嵌合する穴部43を形成したものである。ソーラークッカーを組み立てる際、前記の中棒13の先端13aに対して焦点プレート41の穴部43を嵌め込むもので、太陽による中棒13の先端13aの影44を焦点プレート41上に表し、この影44が消える位置に集光部10の向きを設定する。そして、この状態で支持台20の支柱22を図3或いは図4にて示すファスナー18b、18bを両側より寄せて挟み、これを固定するものである。
図6は支持台20のみを取り出した図である。この支持台20は三脚部21と支柱22とからなっており、この支柱22が前記したスリット18aに挿通されるものである。この支柱22に対し、パラソル型集光部がスリット18aの長さ分だけその向きを変えることが可能となったものである。尚、この例では支柱22は筒状となっており、この筒体に後述する調理台30の支柱が差し込まれることとなる。
図7は調理台30のみを取り出した図であり、この例では左右に伸びるアーム31とこれに直角に伸び、この先端に支柱32が形成されているもので、支柱32が支持台20の支柱22に差し込まれ、かつアーム31の先端を鳩目リング18dに差し込んだり、当接したりして回転可能に支持したものである。この例ではアーム31の先端にボルト(或いはナット:逆も可)を螺着した例である。勿論、図示した調理台に限定されるものではなく、アーム31等は伸縮可能としておき、各種のパラソル型集光部に適用できるようにするべきであり、保管の際にもスペースを取らない等のメリットがある。34はアングル材であり、ナット35によってその位置をスライド・固定可能としたものである。36はブラケットである。
このように調理台30の取り付けは、水平方向はアーム31を反射面18の2点の鳩目リング18dで補強した穴にボルトで装着し、垂直方向は反射面に形成されたスリット18aに取り付けられたファスナー18bの開口に挿通された支持台20の支柱22に支柱32を装着するものである。そして、太陽の位置を追跡するため水平方向は360度回転し、又、垂直方向の仰角は約30度から85度程度まで簡単に角度を変えられる構造である。尚、支持台20の支柱22と調理台30の支柱32とは、一方側が他方側に差し込まれて使用されるのが通例であるが、この差し込みは所望の位置で固定されるのが好ましいことはいうまでもない。従って、図例にあっては、支柱32に穴を開け、この位置にナット37を溶接し、このナット37に対しボルト38を螺合させてボルト38の先端を差し込まれた支柱22に圧接させて両者の関係を維持・固定する構造となっている。支柱32が支柱22内に差し込まれる場合には、支柱22側にナットを溶接することとなる。
図8は本発明のソーラークッカーを示すもので、支持台20を中心に述べれば、三脚部21が地面に固定され、支柱22が集光部10のスリット18aに挿通されている。そして、集光部10の向きを図5にて例示した焦点プレート41を受骨ろくろ16を貫く中棒13の先端13aに装着し、これを利用してその向きを決定し、これに対して図3或いは図4にて例示したファスナー18bを上下より締め、かつストッパー機能をもって支柱22を固定する。そして、支柱22の先端に調理台30(一点鎖線で示す)の支柱32を差し込み、かつアーム31を鳩目リング18d、18dに当接し、この先端を集光部10の裏側よりボルト33にて装着するものである。このアーム31は鳩目リング18dによって回転可能とされたもので、これによって調理台30が常に水平位置を維持することになる。
ソーラークッカーとしての効果は、太陽の仰角60度の時、1リットルの水(16℃)が約35分で沸騰した。そしてかかるソーラークッカーは保管時や運搬時のスぺースはそれほど広く必要ではなく、又、その組立・分解にも手間がかからないことからキャンプ等のアウトドアの活動に利用でき、そればかりではなく、その利便性の点から例えば地震災害等における緊急の場合の調理や熱源の確保、更には、ソーラーセル発電にも広く利用可能である。
図1は本発明のソーラークッカーの全体図を示すものである。 図2は集光部のみを取り出した図である。 図3はファスナーの一例を示す平面図及び側面図である。 図4はファスナーの他の例を示す平面図及び側面図である。 図5は焦点プレートの一例を示す図である。 図6は支持台のみを取り出した図である。 図7は調理台のみを取り出した図である。 図8はソーラークッカーの主要部の断面図である。
符号の説明
10‥パラソル型集光部、
11‥親骨、
12‥受骨、
13‥中棒、
13a‥中棒の先端、
14‥親骨ろくろ、
15‥露先環、
16‥受骨ろくろ、
17‥バネストッパー、
18‥反射生地(反射面)、
19‥(ファイバー入り)プラスチック長尺体、
18a‥スリット、
18b‥ファスナー、
18b1‥ファスナー引き手、
18b2‥引き手の突起(ストッパー機能)、
18c‥穴、
18d‥鳩目リング、
18e‥スライダー、
18f‥スライダーに開けられた穴、
18g‥キー、
18h‥キー穴、
18i‥回転部分、
18j‥ロックピン、
18k‥プレート、
18m‥バネ、
20‥支持台、
21‥三脚部、
22‥支持台の支柱、
30‥集熱台(調理台)、
31‥アーム、
32‥集熱台(調理台)の支柱、
33‥ボルト、
34‥アングル材、
35‥ナット、
36‥ブラケット、
37‥ナット、
38‥ボルト、
41‥焦点プレート、
43‥焦点プレートの穴部、
44‥中棒先端の影。

Claims (4)

  1. 基端が親骨ろくろに接続され、先端に露先環を介してバネ性のあるリング材を装着してなる親骨と、親骨の中間部に一端が接続され、基端が受骨ろくろに接続された受骨と、親骨ろくろと受骨ろくろを貫通する中棒と、親骨に跨がって張設された反射面と、よりなり、当該反射面がポリエステル生地にアルミを蒸着させたポリエステルフィルムを貼り合わせたものであり、前記ポリエステル生地を予め加熱して熱収縮させておき、ポリエステルフィルムとの貼り合わせの際の熱によって前記ポリエステル生地が収縮するのを防止した反射面であり、中棒に対して前記ろくろの一方がスライドして親骨が受骨ろくろ側に湾曲状に拡がるパラソル型集光部となし、隣り合う親骨間に張設された反射面にスリット状の開放口を形成し、これに当該集光部を支える支持台の支柱を挿通し、当該支柱の先端に集熱台を配置し、当該集熱台の端部を引き伸ばして親骨間に張設された反射面を貫通して回転可能に取り付け、前記受骨ろくろを貫く中棒の先端に焦点プレートを装着し、かつ、前記スリット状の開放口の両側より所定位置で停止するストッパー機能を有するファスナーを備え、焦点プレート上に投影される前記中棒の影が最も短くなる位置に前記パラソル型集光部を移動させ、この位置で、支持台の支柱を前記ファスナーにて挟み、当該ストッパー機能をもって所定の位置で固定することを特徴とするソーラークッカー。
  2. 反射面の形状を放物球面形状とした請求項1記載のソーラークッカー。
  3. 親骨の先端に露先環を装着し、露先環にリング材を挿入してなる請求項1又は2記載のソーラークッカー。
  4. 放物球面の焦点に合わせて集熱台を設けた請求項1乃至3いずれか1記載のソーラークッカー。
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