JP3193625U - 地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置 - Google Patents

地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置 Download PDF

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Abstract

【課題】地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置を提供する。
【解決手段】地球の大気圏内に入ってきた太陽エネルギーや地殻熱エネルギーや人類が消費し主に熱となるエネルギーにより発生した光、熱、空気の流れや海の波等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第一の発電機１１と、第一の発電機１１から発電された電気により作動するヒートポンプ１２と、ヒートポンプ１２により発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第二の発電機１４と、第二の発電機１４から発電された電気を電磁波に変換せしめて、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる電磁波発振器９とよりなる。
【選択図】図６

Description

本発明は地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置、特に、地球の大気内または地表等の運動エネルギー（熱エネルギーを含む）を電磁波エネルギーに変換し、その電磁波エネルギーを地球外に放出する装置に関するものである。
地球１の大気圏２内に入ってきて吸収される主な単位時間あたりのエネルギーは、図７に示すように、太陽から放出され、大気圏内及び地球に吸収される電磁波エネルギー等の太陽エネルギー３と、地殻熱エネルギー４と、人類が消費し主に熱となるエネルギー５とがあり、また、地球１及び大気圏２内から外に自然に放出される電磁波エネルギー等６がある。地球上の平均温度は年々大幅に変化していないので、上記太陽エネルギー３と地殻熱エネルギー４と人類が消費し主に熱となるエネルギー５の合計は上記地球１の大気圏２外に自然に放出される電磁波エネルギー等６と略同じと考えられる。
しかしながら、上記太陽から放出され、大気圏内及び地球に吸収される電磁波エネルギー等の太陽エネルギー３または上記人類が消費し主に熱となるエネルギー５の増加、または人類により排出される温室効果気体であるＣＯ2などの増加による上記地球１の大気圏２外へ自然に放出される電磁波エネルギー等６の減少または減速により、近年は地球温暖化の傾向がある。
そこで、本発明は地球の大気内または地表の運動エネルギー（熱エネルギーを含む）を電磁波エネルギーに変換し、その電磁波エネルギーを地球外に放出し、また、電磁波エネルギーを気温が高い地域から低い地域へ放射させる、即ち熱伝達方法でいう伝導または対流ではなく光速にて伝わる放射として熱を伝達させ、各々の地域における冷房及び暖房の利用のためのエネルギー消費量の減少につなげることにより、地球温暖化を抑制できるようにしたものである。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置は、地球の大気圏内に入ってきた太陽エネルギーや地殻熱エネルギーや人類が消費し主に熱となるエネルギーにより発生した光、熱、空気の流れや海の波等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる発電機と、上記発電機から発電された電気を電磁波に変換せしめて、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる電磁波発振器とよりなることを特徴とする。
また、本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置は、地球の大気圏内に入ってきた太陽エネルギーや地殻熱エネルギーや人類が消費し主に熱となるエネルギーにより発生した光、熱、空気の流れや海の波等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第一の発電機と、上記第一の発電機から発電された電気により作動するヒートポンプと、上記ヒートポンプにより発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第二の発電機と、上記第二の発電機から発電された電気を電磁波に変換せしめて、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる電磁波発振器とよりなることを特徴とする。
また、上記電磁波の波長域が大気の窓と呼ばれる波長域であることを特徴とする。
また、上記電磁波発振器に回転放物鏡を設けたことを特徴とする。
また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、上記電磁波発振器が設置される地表面に対して垂直方向であることを特徴とする。また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、上記電磁波発振器の設置場所よりも高緯度の地域の大気を上記電磁波が経由する角度であることを特徴とする。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置によれば、地球の大気圏内と地表の運動エネルギー（熱、空気の流れ、海の波、他のエネルギー）量の総和を減少せしめ、したがって地球上の熱エネルギーの減少に繋げることができるという大きな利益がある。
また、夏季における温度上昇の抑制と冷房機の電気使用量の削減を行え、したがってここにおいても地球温暖化抑制につなげられる。
また、冷房機にも使用するヒートポンプの蒸発器の冷却作用によりヒートポンプ（厳密にはその一部である蒸発器）周囲の温度をさげることができる。
また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度を、上記電磁波発振器が設置される地表面に対して垂直方向としたので、大気内における放出光の通過距離を小さくすることができ、放出光の大気中における吸収量を最小にでき、もっとも効率的に電磁波を地球外に放出することができる。
また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度を、上記電磁波発振器の設置場所よりも高緯度の地域の大気を上記電磁波が経由する角度としたので、熱伝達方法として伝導または対流ではなく光速にて伝達する放射により緯度が高く気温の低い地域における気温の上昇、したがって当地域における暖房利用のためのエネルギー消費量減少、したがってここにおいても地球温暖化抑制への貢献を図ることができる。また、地球上の熱エネルギー分布の平準化を図ることができ、したがって異なる緯度の温度差により引起される台風等の威力の軽減を図ることもできる。
また、気温の高い地域を中心に設置することなどにより地球上の熱エネルギー分布の平準化、したがって異なる緯度の温度差により引起される台風等の威力の軽減を図ることもできる。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第一実施例の説明図である。 本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第一実施例の説明図である。 電磁波の波長と電磁波の大気中の透過率との関係を示す図である。 本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第一実施例の説明図である。 本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第一実施例の説明図である。 本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第二実施例の説明図である。 地球の大気圏内に入ってきて吸収される及び大気圏内から放出される主な単位時間あたりのエネルギーの説明図である。
以下図面によって本発明の実施例を説明する。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置は、図１及び図２に示すように、地球１の大気圏２内に入ってきた太陽エネルギー３や地殻熱エネルギー４や人類が消費し主に熱となるエネルギー５により発生した光や熱や空気の流れや海の波等となった、それらの運動エネルギー（以下「‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’」という。）のうち、例えば質または量的に人類の生活に（再）利用できず且つ削除すべき過剰なものを電気エネルギーに変換する太陽光発電機、風力発電機、波力発電機、地熱発電機等の発電機７と、上記発電機７により発電された電気を交流電流から直流電流に変換するコンバータ８と、上記変換された直流電流を電磁波に変換し、地球外の宇宙に放出せしめる電磁波発振器９とよりなる。
なお、上記電磁波発振器９には、可視光線等に変換するＬＥＤや、マイクロ波に変換するマイクロ波発振器などがある。
また、上記電磁波発振器９には回転放物鏡１０を設け、上記電磁波発振器９から放出される電磁波の分散を少なくし、大気圏外まで効率よく放出できるようにする。
また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、宇宙に到達するまでの大気中における電磁波の吸収を最少にすべく上記電磁発振器が設置される地表面に対して垂直方向とする。
なお、図３は電磁波の波長と電磁波の大気中の透過率との関係を示し、図３から分かるように、波長が０．２〜１．２μｍ、１．６〜１．８μｍ、２〜２．５μｍ、３．４〜４．２μｍ、４．４〜５．５μｍ、８〜１４μｍ、１ｃｍ〜１０ｍなどの領域が「大気の窓」と呼ばれ大気中の透過率が良く、また、特に電波についてはＩＳＭバンドにあり宇宙太陽光発電システムにおける使用の候補である１２ｃｍの波長帯（２．４ＧＨｚの周波数帯）等にて都合が良く、上記電磁波発振器９により変換される電磁波は上記波長領域内の電磁波であることが望ましい。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置によれば、発電機７の発電効率を０．１６、電気からマイクロ波に変換し放出する電磁波放出効率を宇宙太陽光発電システムで用いられている理論値を用いて０．７５、大気中における電磁波の透過率を０．９８とすれば、地球外に放出されるエネルギーＥoutは、上記発電機が受ける‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’Ｅin×発電効率×電磁波放出効率×大気の透過率で表されるから、Ｅin×０．１２となり、上記発電機が受ける‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’の１２％を地球外に放出することができ、地球の大気圏内と地表の運動エネルギー（熱、空気の流れ、海の波、他のエネルギー）量の総和を減少せしめ、したがって地球上の熱エネルギーの減少に繋げることができるという大きな利益がある。
なお、図４に示すように、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度（放出角度）を地表面に対して垂直方向とする代わりに、上記電磁波発振器９の設置場所よりも温度の低い高緯度の地域の大気を経由する角度αとし、熱伝達方法として伝導または対流ではなく光速にて伝達する放射によりエネルギーを当地域へ伝達せしめるようにしてもよい。また、図５は複数の異なる緯度にエネルギー地球外放出装置を設置せしめた図を示す。図５において、１８は赤道、１９は地球の自転軸である。
この場合においては、緯度が高く気温が低い地域の方角へ放出させることにより、少しでも当地域における気温の上昇、したがって暖房利用のためのエネルギー消費量減少、したがってここにおいても地球温暖化抑制につなげることもできる。また、地球上の熱エネルギー分布の平準化を図ることができ、したがって異なる緯度の温度差により引起される台風等の威力の軽減を図ることもできる。
なお、複数の本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置を設置せしめる場合には、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波の放出角度が不均一であると、複数の電磁波の束が焦点を形成し火災等の原因となる可能性があるため、各装置から放出される各電磁波を平行または各電磁波が焦点を形成しないよう放射状にすべく、例えば、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波の放出角度を、上記各エネルギー地球外放出装置が設置される地表面に対して一定の角度に設定するなど、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波を放出する角度に一定の規則を持たせることが望ましい。
また、季節や時刻により電磁波の放出角度を変化せしめることも考えられるが、全ての電磁波の放出角度を同時に変えることは困難で、却って複数の電磁波の束が焦点を形成し、火災等の原因となる可能性があり、またコストが高くなるため、放出角度を一度設定したら放出角度を不変にするのが好ましい。
また、上記電磁波の放出角度は、緯度の一定範囲単位、地区単位、又は国単位で同じ放出角度になるように設定せしめてもよい。
また、緯度の低く気温の高い地域を中心に設置することが好ましく、上記地域周辺の温度を下げ赤道付近及び北極または南極の付近との間の温度差を少しでも縮小させることにより、台風等の威力を減少させる可能性を期待できる。
また、緯度の比較的高い地域の冬季には、気温が下がり過ぎることを抑える為、当装置を作動させないことが好ましい。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第二の実施例は図６に示すように、地球１の大気圏２内に入ってきた太陽エネルギー３等が変換されて光や熱や空気の流れや海の波等となった、それらの運動エネルギー（以下「‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’」という。）のうち、例えば質または量的に人類の生活に（再）利用できず且つ削除すべき過剰なものを電気エネルギーに変換する太陽光発電機、風力発電機、波力発電機、地熱発電機等の第一の発電機１１と、上記第一の発電機１１から発電された電気により作動するヒートポンプ１２と、上記ヒートポンプ１２の放熱器（凝縮器）１３により発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる、例えばタービン発電機などの第二の発電機１４と、上記第二の発電機１４により発電された電気を交流電流から直流電流に変換するコンバータ８と、上記変換された直流電流を電磁波に変換し、地球外に放出せしめる電磁波発信器９とよりなる。
なお、図６において、１５はエクスパンジョンバルブ（膨張弁）、１６は蒸発器、１７は圧縮機である。
また、上記電磁波発振器９には、上記第一実施例と同様、可視光線等に変換するＬＥＤや、マイクロ波に変換するマイクロ波発振器などがある。
また、上記電磁波発振器９には回転放物鏡１０を設け、上記電磁波発振器９から放出される電磁波の分散を少なくし、大気圏外まで効率よく放出できるようにする。
また、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、宇宙に到達するまでの大気中における電磁波の吸収を最少にすべく上記電磁発振器が設置される地表面に対して垂直方向とする。
また、波長が０．２〜１．２μｍ、１．６〜１．８μｍ、２〜２．５μｍ、３．４〜４．２μｍ、４．４〜５．５μｍ、８〜１４μｍ、１ｃｍ〜１０ｍなどの領域が「大気の窓」と呼ばれ大気中の透過率が良く、また、特に電波についてはＩＳＭバンドにあり宇宙太陽光発電システムにおける使用の候補である１２ｃｍの波長帯（２．４ＧＨｚの周波数帯）等にて都合が良く、上記電磁波発振器９により変換される電磁波は上記波長領域内の電磁波であることが望ましい。
本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置の第二の実施例によれば、第一、第二の発電機１１、１４の発電効率を０．１６、ヒートポンプ効率を６．０、電気からマイクロ波に変換し放出する電磁波放出効率を宇宙太陽光発電システムで用いられている理論値を用いて０．７５、大気中における電磁波の透過率を０．９８とすれば、地球外に放出されるエネルギーＥoutは、上記第一の発電機が受ける‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’Ｅin×第一の発電効率×ヒートポンプ効率×第二の発電効率×電磁波放出効率×大気の透過率で表されるから、Ｅin×０．１１となり、上記第一の発電機が受ける‘地球の大気内または地表の運動エネルギー’の１１％を地球外に放出することができ、地球の大気圏内と地表の運動エネルギー（熱、空気の流れ、海の波、他のエネルギー）量の総和を減少せしめ、したがって地球上の熱エネルギーの減少に繋げることができるという大きな利益がある。
また、ヒートポンプ１２の蒸発器１６の冷却作用によりヒートポンプ１２の蒸発器１６周囲の温度をさげることができる。
なお、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度（放出角度）を地表面に対して垂直方向とする代わりに、上記電磁波発振器９の設置場所よりも温度の低い高緯度の地域の大気を経由する角度αとし、熱伝達方法として伝導または対流ではなく光速にて伝達する放射によりエネルギーを当地域へ伝達せしめるようにしてもよい。
この場合においては、緯度が高く気温が低い地域の方角へ放出させることにより、少しでも当地域における気温の上昇、したがって暖房利用のためのエネルギー消費量減少、したがってここにおいても地球温暖化抑制につなげることもできる。また、地球上の熱エネルギー分布の平準化を図ることができ、したがって異なる緯度の温度差により引起される台風等の威力の軽減を図ることもできる。
なお、複数の本発明の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置を設置せしめる場合には、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波の放出角度が不均一であると、複数の電磁波の束が焦点を形成し火災等の原因となる可能性があるため、各装置から放出される各電磁波を平行または各電磁波が焦点を形成しないよう放射状にすべく、例えば、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波の放出角度を、上記各エネルギー地球外放出装置が設置される地表面に対して一定の角度に設定するなど、上記各エネルギー地球外放出装置の電磁波を放出する角度に一定の規則を持たせることが望ましい。
また、季節や時刻により電磁波の放出角度を変化せしめることも考えられるが、全ての電磁波の放出角度を同時に変えることは困難で、却って複数の電磁波の束が焦点を形成し、火災等の原因となる可能性があり、またコストが高くなるため、放出角度を一度設定したら放出角度を不変にするのが好ましい。
また、上記電磁波の放出角度は、緯度の一定範囲単位、地区単位、又は国単位で同じ放出角度になるように設定せしめてもよい。
また、緯度の低く気温の高い地域を中心に設置することが好ましく、上記地域周辺の温度を下げ赤道付近及び北極または南極の付近との間の温度差を少しでも縮小させることにより、台風等の威力を減少させる可能性を期待できる。
なお、緯度の比較的高い地域の冬季には、気温が下がり過ぎることを抑える為、当装置を作動させないことが好ましい。
１ 地球
２ 大気圏
３ 太陽エネルギー
４ 地殻熱エネルギー
５ エネルギー
６ エネルギー等
７ 発電機
８ コンバータ
９ 電磁波発振器
１０ 回転放物鏡
１１ 第一の発電機
１２ ヒートポンプ
１３ 放熱器
１４ 第二の発電機
１５ エクスパンジョンバルブ
１６ 蒸発器
１７ 圧縮機
１８ 赤道
１９ 自転軸

Claims (6)

  1. 地球の大気圏内に入ってきた太陽エネルギーや地殻熱エネルギーや人類が消費し主に熱となるエネルギーにより発生した光、熱、空気の流れや海の波等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる発電機と、上記発電機から発電された電気を電磁波に変換せしめて、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる電磁波発振器とよりなることを特徴とする地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
  2. 地球の大気圏内に入ってきた太陽エネルギーや地殻熱エネルギーや人類が消費し主に熱となるエネルギーにより発生した光、熱、空気の流れや海の波等の運動エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第一の発電機と、上記第一の発電機から発電された電気により作動するヒートポンプと、上記ヒートポンプにより発生した熱エネルギーを電気エネルギーに変換せしめる第二の発電機と、上記第二の発電機から発電された電気を電磁波に変換せしめて、上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる電磁波発振器とよりなることを特徴とする地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
  3. 上記電磁波の波長域が大気の窓と呼ばれる波長域であることを特徴とする請求項１または２記載の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
  4. 上記電磁波発振器に回転放物鏡を設けたことを特徴とする請求項１、２または３記載の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
  5. 上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、上記電磁波発振器が設置される地表面に対して垂直方向であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
  6. 上記電磁波を宇宙に向けて放出せしめる地表面に対する角度は、上記電磁波発振器の設置場所よりも高緯度の地域の大気を上記電磁波が経由する角度であることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の地球温暖化抑制の為のエネルギー地球外放出装置。
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