JP4164540B1 - Water vapor generator and artificial rain method - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽光のエネルギーを利用して低コストで雨を降らすことができる水蒸気団生成装置及び人工降雨方法を提供することを目的とする。
【解決手段】海洋Sに物体1を浮遊させる。物体1の表面に装着されたシート1bは、毛細管作用により海洋Sの海水を水面よりも上方の部位に吸い上げる。吸い上げられた海水により、水面上のシート1bに薄水膜が生成される。薄水膜に太陽光が照射されると、薄水膜中の水は容易に水蒸気となって上空へ上昇し(矢印N1)、上空に湿度の高い水蒸気団Cが生成される。水蒸気団Cは気流によって陸地Lの上空へ移動し(矢印N2)、上空の低温雰囲気中において冷却されて雨滴となり、陸上に雨が降る(矢印N4)。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a water vapor generator and an artificial rain method capable of raining at low cost by using solar energy.
An object is suspended in the ocean. The sheet 1b mounted on the surface of the object 1 sucks up the seawater of the ocean S to a site above the water surface by capillary action. A thin water film is generated on the sheet 1b on the water surface by the sucked seawater. When the thin water film is irradiated with sunlight, the water in the thin water film easily becomes water vapor and rises to the sky (arrow N1), and a steam group C with high humidity is generated in the sky. The steam group C moves to the sky above the land L by the air current (arrow N2), is cooled in the low-temperature atmosphere above and becomes raindrops, and rains on the land (arrow N4).
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽光を利用した水蒸気団生成装置及び人工降雨方法に関するものである。 The present invention relates to a water steam generator generating apparatus and artificial rain method using sunlight.
雨量や地下水等の淡水が不足している地域では、農業や生活に必要な水不足のために、人間が継続的な活動ができないので、当然食糧事情も悪く経済的に見捨てられた地域となる傾向がある。このため、かつてロシアでは潅漑用の水を確保するため、潅漑用に膨大な用水路を構築して川の流れを変更する計画が立てられたり、中国では揚子江の水を利用するために潅漑用に長大な用水路を計画している。 In areas where there is a shortage of fresh water such as rainfall and groundwater, humans cannot continue their activities due to the lack of water necessary for agriculture and living, so naturally they tend to become areas where food conditions are poor and economically abandoned. There is. For this reason, in order to secure water for irrigation in Russia, there are plans to change the river flow by building a huge irrigation channel for irrigation, and in China for irrigation to use the water of the Yangtze River. A long irrigation channel is planned.
また、世界には、多くの砂漠を持つ国々があるが、これらの砂漠化した地域や国は赤道付近に集中している。特にアフリカでは人口爆発による食糧難が大きな問題となっており、今後益々水不足が深刻化すると予想されている。そこで、人工的な降雨を大略でも計画的に定量的に実行できれば、広範囲な砂漠の緑地化や農地耕作が可能になり、食糧難の解決が期待できる。 In addition, there are countries with many deserts in the world, but these desertified areas and countries are concentrated near the equator. Particularly in Africa, food shortages due to population explosions are a major problem, and water shortages are expected to become increasingly serious in the future. Therefore, if artificial rain can be carried out quantitatively in a planned manner, a wide range of desert greening and farmland cultivation will be possible, and a solution to food difficulties can be expected.
また、近年低開発国での工業による空気汚染が問題になっている。空気汚染は、汚染の源を絶つことが望ましいが、多くの場合一朝一夕に絶つことは困難である。しかし、汚染の空気が多くの場所に流れていく前に、人工降雨を汚染源の近辺で発生させて酸性雨として流して処理すれば、汚染を拡散させないことが可能であろう。 In recent years, air pollution due to industry in underdeveloped countries has become a problem. While air pollution is desirable to eliminate the source of pollution, it is often difficult to eliminate it overnight. However, if the artificial rain is generated in the vicinity of the pollution source and processed as acid rain before the contaminated air flows to many places, it will be possible to prevent the pollution from spreading.
ところで自然界では、海洋や湖沼、河川等の水が蒸発し、上空の低温大気まで運ばれて結露して雲粒となり、これが雨滴に成長して雨になる。従って、結露した雲粒が存在しないと、雨滴ができず雨は降らない。従来の人工降雨は、雲粒が存在する場合に、ドライアイスを飛行機で散布して雲粒を雨滴にしたり、大音響の振動で雲粒を雨滴にしていた。 By the way, in the natural world, water from the ocean, lakes, rivers, and the like evaporates and is transported to the low-temperature atmosphere above to form dew and cloud particles, which grow into raindrops and become rain. Therefore, if there is no condensed cloud, raindrops cannot be made and it will not rain. In the case of conventional artificial rain, when cloud particles exist, dry ice is sprayed with an airplane to make the cloud particles raindrops, or the cloud particles are made raindrops by large acoustic vibrations.
人工降雨のための水の水蒸気化を行うには、多くの困難な問題がある。水を水蒸気化するには、エネルギー(熱)が必要である。水の場合は、水と同一温度の水蒸気に1kgの水を蒸発させるには2266kジュール(0.63kW時)を必要とする。つまり、概略600ワットの電熱器を用いて約1時間かけると水1kgが水蒸気になる。また太陽光のエネルギーは、日本では1平方メートル当たり最大約1kWであり、これは約1.5kgの水を1時間で水蒸気化できるエネルギーである。 There are many difficult problems in steaming water for artificial rainfall. Energy (heat) is required for steaming water. In the case of water, 2266 kjoules (0.63 kWh) are required to evaporate 1 kg of water into water vapor at the same temperature as the water. In other words, 1 kg of water becomes steam when it takes about 1 hour using an electric heater of about 600 watts. In Japan, the maximum energy of sunlight is about 1 kW per square meter, which is the energy that can vaporize about 1.5 kg of water in one hour.
一方、雨の水量は多い。例えば、10km×10kmの地域に10mmの雨が降ると、水量は1000000立方メートル(100万トン)である。このような大量の水を水蒸気にするためには大規模な水蒸気化装置が必要となり、これを定常的に運用するには高度な技術が必要である。 On the other hand, there is a lot of rain water. For example, when 10 mm of rain falls in an area of 10 km × 10 km, the amount of water is 1,000,000 cubic meters (1 million tons). In order to turn such a large amount of water into steam, a large-scale steaming device is required, and advanced technology is required to operate it on a regular basis.
人工降雨の発生方法として、海水や湖沼、河川の淡水(以下、海水と淡水を「水」という)を蒸発させて水蒸気団(雲)を生成し、これを上空へ上昇させて雨滴化し、雨として降らせることが考えられるが、これには次のような多くの課題がある。 As a method of generating artificial rain, seawater, lakes, and river freshwater (hereinafter, seawater and freshwater are referred to as “water”) are vaporized to form water vapor groups (clouds) that rise to the sky to form raindrops. However, this has many problems as follows.
(1)1万トンを越える水を一度に短時間内で水蒸気化する装置は、大規模装置を用いて必要エネルギーも大きくなり、危険が無いように装置化する必要がある。また、場所も広範囲に分散することが考えられるが、稼働のリスクを低くするために、一カ所の故障や事故は他の大部分に影響せず、稼働できるような構成にする必要がある。 (1) An apparatus that vaporizes water exceeding 10,000 tons at a time within a short time requires a large-scale apparatus that requires a large amount of energy and needs to be constructed so that there is no danger. In addition, although it is conceivable that the locations are dispersed over a wide range, in order to reduce the risk of operation, it is necessary to have a configuration in which a failure or accident at one location does not affect most of the others and can be operated.
(2)大規模なシステムとなり、しかも広い場所や大きなエネルギーを必要とするので、既存の他の工業等に悪影響を与えない場所やエネルギー利用による運用が必要となる。 (2) Since it becomes a large-scale system and requires a large area and a large amount of energy, operation using a place and energy that does not adversely affect other existing industries is required.
(3)望ましい雨量については、季節や地域によって必要とする降雨時期・場所・量等が相違するため、人工降雨システムによって降雨させる時期・場所・量等をある程度制御可能にする必要がある。 (3) About the desired amount of rainfall, the rainy season, location, amount, etc. required by the season and region are different. Therefore, it is necessary to be able to control to some extent the time, location, amount, etc., where the rain is caused by the artificial rain system.
(4)大量の水を海中や湖沼中、河川中で暖めるには、膨大なエネルギーがいる。更に、大量の水は、少量のカロリーで暖めても対流などでいつまでも蒸発温度まで暖まらない。このため、少量の水のみを常時暖めるために、水蒸気化する水を海や湖沼、河川の中の水から分離しかつ水蒸気化する場所に一定時間の間保持して、水蒸気化のために加えるエネルギーが対流や熱伝導によってエネルギー損失しないようにする必要がある。 (4) There is a huge amount of energy to heat a large amount of water in the sea, lakes, and rivers. Furthermore, even if a large amount of water is heated with a small amount of calories, it will not warm to the evaporation temperature indefinitely due to convection. For this reason, in order to always warm only a small amount of water, the water to be steamed is separated from the water in the sea, lakes, and rivers and kept in the steaming place for a certain period of time and added for steaming. It is necessary to prevent energy from being lost due to convection or heat conduction.
(5)少量の水を暖めて常時蒸気化させるためには、水蒸気化する水を少量づつ連続的に人手を介さず自動的に蒸気化する装置に補給する必要がある。 (5) In order to warm a small amount of water and constantly evaporate it, it is necessary to replenish water to be vaporized into a device that automatically evaporates a small amount continuously without human intervention.
(6)雨を降らせる場所が変更される場合には、その場所に降らせるのに適切な場所に水蒸気化装置を容易に移動させる必要がある。 (6) When the place where it rains is changed, it is necessary to easily move the steaming device to an appropriate place for the rain.
(7)雨を降らせる量が変更された場合に、その量に対応して降らせるのに適切な水蒸気を発生させるように水蒸気化装置を一定の範囲で容易に制御できる必要がある。 (7) When the amount of rain is changed, it is necessary to be able to easily control the steaming device within a certain range so as to generate water vapor appropriate for the amount of rain.
ところで、海洋や湖沼、河川等の水源は水深が深く、しかも波浪等により表層の水は波動し、水は上下に入れ替っている。したがって水が太陽光のエネルギーを受けても、表層の水は蒸発温度まで上昇しにくい。 By the way, water sources such as oceans, lakes, and rivers have deep water depths, and water on the surface layer waves due to waves and the like, and the water is switched up and down. Therefore, even if the water receives the energy of sunlight, the surface water hardly rises to the evaporation temperature.
しかしながら、海洋や湖沼、河川等の水源の水を薄水膜として取り出し、これを太陽光に曝せば、薄水膜は熱効率よく昇温して蒸発する。原理的には、薄水膜は厚さが薄い程太陽光のエネルギーにより温度上昇し、水蒸気に気化する。このようにして大量の水を蒸発させれば、上空に湿度の高い水蒸気団(雲)を生成することができる。そしてこの水蒸気団が海風、偏西風などの気流により陸地の上空、特に砂漠の上空へ移動すれば、上空の気温、殊に午後遅くや日没後の気温はきわめて低いので、水蒸気は容易に雨滴化、氷滴化し、雨や雪となる。 However, if water from a water source such as the ocean, lakes, and rivers is taken out as a thin water film and exposed to sunlight, the thin water film is heated and evaporated efficiently. In principle, the thinner the thin water film, the higher the temperature due to the energy of sunlight, and it vaporizes into water vapor. If a large amount of water is evaporated in this manner, a steam group (cloud) with high humidity can be generated in the sky. And if this steam group moves over the land, especially the desert, by the air currents such as the sea breeze and the westerly wind, the temperature above the sky, especially the temperature after late afternoon or after sunset, is extremely low, so the water vapor easily becomes raindrops. It turns into ice and becomes rain or snow.
そこで本発明は、太陽光のエネルギーを利用して低コストで雨を降らすことができる水蒸気団生成装置及び人工降雨方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a steam generator generating apparatus and an artificial rain method that can rain at low cost by using the energy of sunlight.
請求項1記載の水蒸気団生成装置は、水源の水面に浮遊し、毛細管作用により水源の水を吸収して太陽光に曝される薄水膜を水面上の部位に生成する物体と、その内部に物体がすき間をおいて複数個配設される漂流防止手段とを備え、前記薄水膜中の水を太陽光のエネルギーにより蒸発させて上空に水蒸気団を生成する。
An apparatus for generating a water vapor group according to
請求項2記載の水蒸気団生成装置は、望ましくは前記漂流防止手段が、浮遊物から成る枠体と、この枠体のアンカーから成るものである。 In the steam generator generating apparatus according to a second aspect of the present invention, preferably, the drift prevention means includes a frame made of suspended matter and an anchor of the frame .
請求項3記載の水蒸気団生成装置は、望ましくは前記物体が、波や風により回転する断面形状を有するものである。
In the steam generator generating apparatus according to
請求項4記載の水蒸気団生成装置は、望ましくは前記物体の表面に毛細管作用を有するシートを装着し、このシートの毛細管作用により水面下の水を吸収して前記薄水膜を生成するものである。
Preferably, the apparatus for generating water vapor according to
請求項5記載の水蒸気団生成装置は、望ましくは前記物体は、その表面に毛細管作用を有するシートを装着して成っており、前記シートの両端部は水面下に垂下し、その毛細管作用により前記物体の前記水面上の部位の前記シートまで水を吸い上げて蒸発させるようにしたものである。 Preferably, the water vapor generation apparatus according to claim 5 is configured such that the object is provided with a sheet having a capillary action on a surface thereof, and both end portions of the sheet are suspended below the water surface, and the capillary action causes the Water is sucked up to the sheet of the part on the water surface of the object and evaporated .
請求項6記載の人工降雨方法は、請求項1乃至5のいずれかに記載の水蒸気団生成装置により水蒸気団を生成し、この水蒸気団を気流により陸地の上空へ上昇させてこの水蒸気団中の水蒸気を雨滴化し、陸上に雨を降らせるものである。
The artificial rain method according to claim 6 is a method of generating a steam group by the steam generator generating device according to any one of
本発明によれば、物体の表面の薄水膜に太陽光が照射されることにより、薄水膜は熱効率よく蒸発温度まで上昇して蒸発し、上空へ上昇して湿度の高い水蒸気団(雲)となる。この水蒸気団が例えば砂漠等の陸地の上空へ移動し、殊に太陽光のエネルギーが小さくなる午後遅くの温度低下や、日没後の夜間温度の低下により冷却されて雨滴化、氷滴化し、雨となって地上に降る。 According to the present invention, by irradiating the thin water film on the surface of the object with sunlight, the thin water film is efficiently heated to the evaporation temperature to evaporate, rises to the sky, and has a high humidity steam cloud (cloud ) This steam group moves over the land such as deserts and is cooled by rain drops, ice drops, and rain, especially when the temperature decreases late in the afternoon when the energy of sunlight decreases and the night temperature decreases after sunset. And fall to the ground.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における水蒸気団生成装置の全体側面図、図2、図3は同水蒸気団生成装置の平面図、図4は同水蒸気団生成装置に用いられる物体の斜視図、図5は同水蒸気団生成装置に用いられる物体の断面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an overall side view of a water vapor generator according to
図1において、陸地Lの側方は水源としての海Sである。海面には物体1が浮遊している。図1及び図2において、物体1は多数個設けられている。多数個の物体1は、枠体2の内部に配設されており、この内部を浮遊している。枠体2は発砲スチロール、空気袋、材木等の浮遊物から成っており、図1に示すように、アンカー3により海底に固定するなどして、海流に流されて漂流しないようにしている。すなわち、枠体2とアンカー3は、物体1が海流や風などにより漂流して失われるのを防止する漂流防止手段となっている。アンカー3を取りはずせば、枠体2を船で曳航して、水蒸気団生成装置を別の位置へ移動させることができる。
In FIG. 1, the side of the land L is the sea S as a water source.
枠体2の横寸法L1及び縦寸法L2は、地理的条件や気候的条件等によって任意に決定される。横寸法L1と縦寸法L2は限定されるものではないが、少なくとも1km、出来れば10km以上あることが望ましい。図2に示す水蒸気団生成装置A1は単一で設置してもよいが、図3に示すように一般の船のや保守管理用の船が航行ができるように、少なくとも数10m以上の間隔Tをおいて複数個配設してもよい。このように水蒸気団生成装置A1をより多く配設すれば、その設置平面積をより広くして、より大量の水蒸気をより広範囲に発生させることができる。この水蒸気団生成装置A1は、砂漠や少雨地域の風上に位置する海洋や湖沼、大河川等の水源に設置される。水蒸気団生成装置A1の大きくは、船で曳航可能な大きさであることが望ましい。枠体の平面形状は、長枠形や環形でもよく、その形状は任意に決定できる。
The horizontal dimension L1 and the vertical dimension L2 of the
図4、図5において、物体1は柱体1aの表面に毛細管作用を有する布や多孔性合成樹脂シートなどのシート1bを装着して成っている。物体1は、海面や淡水面(以下、両者を水面という)に浮遊するものであり、発砲スチロールや空気袋などの水よりも比重の小さい物質から成っている。物体1の断面形状は、波や風によりその軸心線N.Aを中心に容易に回転できるように(図5の矢印aを参照)、円形若しくは8角形などの円形に近い形状が望ましい。柱体1aは中空の円筒体でもよい。物体1の寸法は位置に決定できるが、例えば直径は50cm、長さは10mである。
4 and 5, an
図5に示すように、物体1の下部は水面下に浸漬しており、シート1bはその毛細管作用により水中の水を吸収して吸い上げ、吸い上げられた水は水面上に位置して大気に露出する部位のシート1bに毛細管作用により浸潤する(矢印bを参照)。このようにして、水面上の部位のシート1bは水を含浸し、大気中に露出して太陽光に曝される薄水膜が生成される。
As shown in FIG. 5, the lower part of the
薄水膜には太陽光が照射し(矢印Eを参照)、薄水膜に含浸された水は水蒸気となって蒸発する(図1の矢印N1を参照)。このように、水面よりも上方に位置する物体1の部位の表面に薄水膜を生成すれば、この薄水膜は太陽光のエネルギーにより熱効率よく容易に蒸発温度まで上昇して蒸発する。薄水膜は、その厚さが薄い程、これに含まれる水は太陽光のエネルギーにより蒸気になり易い。
The thin water film is irradiated with sunlight (see arrow E), and water impregnated in the thin water film evaporates as water vapor (see arrow N1 in FIG. 1). Thus, if a thin water film is produced | generated on the surface of the site | part of the
海水の場合、シート1bに含浸された海水の水分が蒸発すれば、シート1bにはこの蒸発によって生成された塩が残留して固着する。この固着した塩はシート1bの毛細管作用を低下させる。しかしながら、物体1は波や風によりその軸心N.Aを中心に回転し(図5の矢印aを参照)、あるいは波浪によって表面に海水を浴びるので、シート1bに固着した塩は海水中へ溶出する。以上により塩の固着によるシートの毛細管力の低下は相当程度防止でき、したがって水面上において水分が蒸発したシート1bには、シート1bの毛細管作用により次々に継続して連続的に海水が補給される(図5の矢印bを参照)。湖沼や河川などの淡水の場合は、塩は存在しないので、残留固着塩の問題は生じない。
In the case of seawater, if the water of the seawater impregnated in the sheet 1b evaporates, the salt generated by this evaporation remains on the sheet 1b and adheres. This fixed salt reduces the capillary action of the sheet 1b. However,
図1、図2において、海洋にはきわめて多数個の物体1が浮遊している。物体1と物体1の間は、物体1がより自由に回転できるように、若干(例えば10cm程度)のすき間tを確保している。勿論、物体同士が衝突してもかまわない。多数の物体1からは、図5を参照して説明したように水蒸気が発生し、水蒸気は上昇(矢印N1)して上空には湿度の高い水蒸気団(雲)Cが生成される。
1 and 2, a very large number of
この水蒸気団Cは、凪時(風がないとき)にはほぼ垂直に上方へ上昇する(矢印N1)。そして気流(風)によって陸地Lの上空へ移動する(矢印N2)。海風Wがある場合には、陸地へ向って斜上方へ上昇する(矢印N3)。気流は様々な原因により生じる。気流の代表として海風Wがある。これは、昼間は陸地Lの温度が上昇して陸地Lの空気は上昇し、これにともない海上の比較的低温の空気が陸地Lへ向って移動するものである。 The steam group C rises upward substantially perpendicularly (when there is no wind) (arrow N1). And it moves to the sky of the land L by an air current (wind) (arrow N2). When there is a sea breeze W, it rises diagonally upward toward the land (arrow N3). Airflow is caused by various causes. Sea wind W is representative of the air current. This is because the temperature of the land L rises and the air of the land L rises in the daytime, and relatively low temperature air on the sea moves toward the land L along with this.
上空の気温は低い。殊に午後遅くから太陽光のエネルギーが弱くなると上空の気温は次第に低下し、日没後の夜間には更に気温は低下する。したがって上空の水蒸気団Cに含まれる水蒸気は、上空の低温雰囲気中において冷却されて雨滴化や氷滴化し、このようにして生成された雨滴や氷滴は雨や雪となって陸上に降る(図1の矢印N4)。 The temperature in the sky is low. Especially when the energy of sunlight becomes weak from late afternoon, the temperature in the sky gradually decreases, and the temperature further decreases at night after sunset. Therefore, the water vapor contained in the water vapor group C in the sky is cooled in the low temperature atmosphere in the sky to form raindrops or ice droplets, and the raindrops and ice droplets thus generated fall on land as rain and snow ( Arrow N4 in FIG. 1).
(実施の形態2)
図6は本発明の実施の形態2における物体の断面図、図7は同海洋や湖沼、河川に設置された水蒸気団生成装置の平面図である。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a cross-sectional view of an object according to
物体11は球形であって、発砲スチロールや空気袋等の球体11aの表面に毛細管作用を有するシート11bを装着して成っており、水面に浮遊して波浪により全方向に自由に回転する(矢印cを参照)。図2の場合と同様に、物体11は枠体2の内部に多数個浮遊している。物体11の表面のシート11bは、毛細管作用により水中の水を水面上へ吸い上げる(矢印dを参照)。水面上の部位に位置するシート11bには太陽光(矢印E)に曝される薄水膜が生成され、この薄水膜中の水は、太陽光のエネルギーにより容易に蒸発して上昇する(矢印N1)。枠体2の設置構造は実施の形態1の場合と同様である。また図7に示す水蒸気団生成装置A2は、図3に示す水蒸気団生成装置A1と同じように複数個配設してもよい。また球体11aの内部は中空でもよい。
The
球体11aは表面積が大きいので、シート11bは水面上に広面積の薄水膜を生成できる。また物体11は波や風により水面上で如何なる方向へも回転できる。したがって水の蒸発によってシート11bに残留固着した塩は、海中に潜って溶出する。物体11がより自由に回転できるように、物体1と物体1の間にすき間tが確保される。実施の形態2の降雨の発生メカニズムは実施の形態1と同じである。
Since the sphere 11a has a large surface area, the sheet 11b can generate a thin water film having a large area on the water surface. The
(実施の形態3)
図8は本発明の実施の形態3における物体の断面図である。物体21は弾性と多孔性を有する合成樹脂から成る中空球体である。部分拡大図Kに示すように、物体21には毛細管作用を有する連通孔22を有している。物体21は実施の形態2の物体11と同様に使用される。物体21は、自身が毛細管作用を有しており、自身で吸水し(矢印e)、太陽光に曝される薄水膜を水面上の部位に生成できるので、上記のようなシート11bを用いる必要はない。物体21の水面上の部位にまで吸収された水は、太陽光Eのエネルギーにより蒸発し、大気中を上昇して(矢印N1)、上述のような水蒸気団Cを生成する。また物体21は風や波浪により自由に回転し(矢印f)、水面上で水が蒸発することにより連通孔22内に残留固着した塩は、水面下に没入することにより海中へ溶出する。降雨のメカニズムは、実施の形態1と同じである。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a cross-sectional view of an object according to
(実施の形態4)
図9は本発明の実施の形態4における物体の斜視図、図10は同物体の断面図、図11は同水蒸気団生成装置の平面図である。
(Embodiment 4)
9 is a perspective view of an object according to
図9、図10において、物体31は、断面台形の長尺の板体31aの表面に毛細管作用を有するシート31bを装着して成っている。図10及び図11に示すように、物体1は互いにすき間tを確保して浮遊している。そしてシート31bの両端部31b’は水面下の海中に垂下しており、その毛細管作用により海水を水面上の部位に位置する板体31aの上面上のシート31bまで吸い上げる(矢印g)。物体31は、図11に示すように、図2の場合と同様に海洋に多数個配設される。
9 and 10, an
板体31aの上面上に位置するシート31bは毛細管作用により海水を吸収して含浸し、太陽光に曝される薄水膜を水面上に生成する。この薄水膜に太陽光が照射されることにより(矢印E)、薄水膜の水は蒸発して上昇し(矢印N1)、上空に図1と同様の水蒸気団(雲)Cを生成する。板体31aの上面上のシート31bに残留固着した塩は、物体31が波浪を被ることにより溶出する。降雨のメカニズムは実施の形態1と同じである。なお、両端部31b’、31b’を結んで、シート31bで板体31aを包んでもよい。
The sheet 31b located on the upper surface of the plate body 31a absorbs and impregnates seawater by capillary action and generates a thin water film exposed to sunlight on the water surface. When the thin water film is irradiated with sunlight (arrow E), the water in the thin water film evaporates and rises (arrow N1), and a water vapor group (cloud) C similar to FIG. . The salt remaining and fixed to the sheet 31b on the upper surface of the plate body 31a is eluted when the
実施の形態1〜4から明らかなように、水蒸気団を生成するための物体の形状、構造、寸法等は自由に設計できるのであって、要するに海面や湖面などの水面上の部位に、太陽光に曝されて太陽光のエネルギーによって昇温して蒸発する薄水膜を毛細管作用によって生成し、かつ蒸発によって物体から失われた水を毛細管作用により海や湖沼、河川等の水源から極力次々に継続的に連続して吸収して補給し、薄水膜の生成を極力継続できればよいものである。そして薄水膜から蒸発して生成された水蒸気団を上空へ上昇させ、水蒸気団を冷却させて降雨を発生させればよいものである。 As is apparent from the first to fourth embodiments, the shape, structure, dimensions, etc. of the object for generating the water vapor can be designed freely. In short, the sunlight is applied to the part on the water surface such as the sea surface or the lake surface. A thin water film that evaporates when heated by the energy of sunlight is generated by capillary action, and water lost from the object by evaporation is generated as much as possible from water sources such as the sea, lakes, and rivers by capillary action. It is only necessary to continuously absorb and replenish and continue to produce a thin water film as much as possible. Then, the water vapor generated by evaporation from the thin water film is raised to the sky, and the water vapor is cooled to generate rain.
本発明は実施の形態1〜4に限定されないのであって、様々な設計変更が可能である。例えば実施の形態1〜4において、最外周の物体1、11、21、31にアンカーを取り付けて漂流防止手段としてもよく、そうすれば枠体2は不要である。また実施の形態1、2、4では、毛細管作用を得るために毛細管作用を有するシートを用いていたが、毛細管作用を有する多孔性の合成樹脂をコーティングするなどして物体の表面に毛細管作用を確保してもよい。
The present invention is not limited to the first to fourth embodiments, and various design changes are possible. For example, in the first to fourth embodiments, anchors may be attached to the outermost
本発明の装置や方法によれば、常に雨が必ず降るというものではない。雨が降る確率は水蒸気団生成装置の平面積、シートや物体の毛細管力の大きさ、水蒸気団生成装置の設置位置や上昇・移動位置付近の気象条件等のパラメータである。例えば、水蒸気団生成装置の平面積が広い程、降雨が実現する可能性は高くなる。また、タイミングを見計らって、上空に生成された水蒸気団にドライアイスを散布して雨滴の生成を促進してもよく、このように従来の人工降雨方法を併用すれば、より高い確率で降雨が期待できる。また気象状況が強風下であれば、物体から蒸発した水蒸気は大気中に拡散してしまうので、降雨の確率はきわめて低くなるであろう。要は、要求される設備費や保守管理費等のコストパフォーマンスの下で、雨量の少ない地域に望まれる月間降雨量や年間降雨量が得られればよいのである。 According to the apparatus and method of the present invention, it does not always rain. The probability of rain is a parameter such as the area of the steam generator, the capillary force of the sheet or object, the installation position of the steam generator or the weather conditions near the ascending / moving position. For example, the larger the plane area of the steam generator unit, the higher the possibility that rain will be realized. In addition, it may be possible to promote the generation of raindrops by sprinkling dry ice on the water vapor group generated in the sky at the timing, and if the conventional artificial rain method is used in this way, the rain will be generated with higher probability. I can expect. Also, if the weather conditions are strong winds, the water vapor evaporated from the object will diffuse into the atmosphere, so the probability of rainfall will be very low. In short, it is only necessary to obtain the monthly rainfall and annual rainfall that are desired in an area with low rainfall, under the cost performance such as required equipment costs and maintenance management costs.
本発明によれば、物体の表面の薄水膜に太陽光が照射されることにより、薄水膜は熱効率よく蒸発温度まで上昇して蒸発し、上空へ上昇して湿度の高い水蒸気団となる。この水蒸気団が例えば砂漠等の陸地の上空へ移動し、殊に太陽光のエネルギーが小さくなる午後遅くの温度低下や、日没後の夜間温度の低下により冷却されて雨滴となり、雨となって地上に降る。したがって従来の海水の淡水化装置よりもはるかに大量かつ安価に淡水である降雨を実現できる。したがって砂漠や少雨地域の生活環境や植生環境を著しく向上でき、またこれらの地域での農業、工業、サービス業等の諸産業の振興が可能となる。よって本発明の産業上の利用可能性はきわめて大きい。 According to the present invention, by irradiating the thin water film on the surface of the object with sunlight, the thin water film is efficiently heated to the evaporation temperature and evaporates, and rises to the sky to become a steam group with high humidity. . This steam group moves over the land, such as deserts, and is cooled by rain drops in the late afternoon, especially when the energy of sunlight is reduced, and by night temperature drops after sunset, becoming raindrops, becoming rain and Fall on. Therefore, it is possible to realize rain that is fresh water in a much larger amount and at a lower cost than conventional seawater desalination apparatuses. Therefore, the living environment and vegetation environment in deserts and light rain areas can be remarkably improved, and various industries such as agriculture, industry, and service industry can be promoted in these areas. Therefore, the industrial applicability of the present invention is extremely large.
1、11、21、31 物体
1b、11b、31b シート
2 枠体(漂流防止手段)
3 アンカー(漂流防止手段)
t すき間
1, 11, 21, 31 Object 1b, 11b,
3 anchor (drift prevention means)
t clearance
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