JP5087633B2 - 太陽熱利用システム及びそれを用いた植物栽培、家畜飼育方法 - Google Patents
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Description
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、反射ミラーを増設したり、大型化することするに比べて、有利なコストで太陽熱の有効利用を図ることができる太陽熱利用システムと、それを用いてコスト的に有利で且つ好適な植物栽培や家畜飼育を行うことができる植物栽培、家畜飼育方法を提供することができる。
図1〜図7は、本発明の第1実施形態を示す図である。北半球側では太陽Sは南側にあり、日周運動方向Dに沿って東から西へ向けて移動する。
蒸気発生部3で発生した水蒸気はタービン5を回転させる。タービン5の回転は発電機6に伝達され、発電機6で発電をする。発電機6で発電された電気Eは、バッテリー等の外部電源に供給される。
次に、反射ミラー1と太陽熱利用装置2の間の領域を利用して設置された予熱装置4について説明する。予熱装置4は、地面Gから所定高さ(例えば2m20cm)に支持され原水Wの水路を規定する複数の通水パイプ10から構成されている。通水パイプ10は、熱伝導性の良いアルミ金属製で、所定の幅(例えば10〜20cm)Aを有する扁平断面形状で、且つ長手方向Yに所定の長さ(例えば4m)を有する長尺筒形状をしている。通水パイプ10の側面の太陽光が照射される側(以下、上面側という。)には黒色塗装11が施されている。
予熱装置4を構成する通水パイプ10は、所定間隔Bをあけて幅方向Xに複数並べた状態で地面Gから所定高さに支持されている。その結果、通水パイプ10の配列により規定される仮想面により下部空間Uが画成される。したがって、下部空間Uに面する地面Gには、通水パイプ10により太陽光Lが遮られる遮光領域aと、通水パイプ10の間の所定間隔Bを通過した太陽光Lにより照らされる照射領域bが交互に形成される。しかも、その通水パイプ10の長手方向Yが太陽Sの日周運動方向Dと実質的に直交しているため、図6に示すように、地面Gに形成される遮光領域aと照射領域bは太陽の移動に伴って移動する。従って、地面Gが受ける日射量をムラなく制御することができる。この実施形態では、通水パイプ10の幅Aと間隔Bを等しくしたため、地面Gが受ける約50%の日射量が制限される。尚、通水パイプ10の長手方向Yと日周運動方向Dとは直交である必要はなく、下部空間U内に日照運動と共に移動する遮光領域aと照射領域bが形成できれば良いため、2つの方向が交差していれば良い。
図8は、本発明の第2実施例を示す図である。この実施形態では、通水パイプ19を丸パイプ状にして、内面に複数のリブ20を長手方向に沿って形成した。通水パイプ18の表面には黒色塗装11が施されている。この通水パイプ19はアルミ金属による押出成形で製造される。通水パイプ19が丸パイプ状のため、成形が容易で、コストの面で更に有利である。内面にリブ20が形成されているため、通水パイプ19と原水Wとの接触面積が増し、通水パイプ19と原水Wとの熱交換が促進されて、通水パイプ19の表面に受ける太陽熱により、内部の原水Wを加熱し易くなる。
図9は、本発明の第3実施例を示す図である。尚、本実施形態は、前記第1実施形態と同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素については共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
図10〜図14は、本発明の第4実施例を示す図である。この実施形態に係る予熱装置30では、通水パイプ24を簡略で安価に製造できる構造にしたものである。
本発明によれば、複数の通水パイプを幅方向に並べて予熱装置を構成し、その通水パイプ内に、太陽熱利用装置に供給される前の原水を通した。予熱装置の通水パイプには、反射ミラーで受光される以外の大量の太陽光が照射され、通水パイプの内部の原水はその太陽熱により加熱される。このように、反射ミラーの周辺に降り注ぐ太陽光を利用して、反射ミラーを利用する太陽熱利用装置に供給される前の原水を加熱するため、太陽熱利用装置では、反射ミラーで集光した太陽光により、足りない分の熱量を供給するだけで済む。そのため、太陽熱の有効利用を図ることができ、反射ミラーを増設したり、大型化する場合に比べて、コストの面で有利となる。
本国際特許出願は米国指定に関し、2007年10月1日に出願された日本国特許出願第2007−257817号(2007年10月1日出願)について米国特許法第119条(a)に基づく優先権の利益を援用し、当該開示内容を引用する。
Claims (6)
- 原水を、反射ミラーにより集光した太陽光の熱で蒸発させ、その蒸発させた水蒸気を利用して発電又は淡水製造の少なくとも一方を行う太陽熱利用装置を有する太陽熱利用システムであって、
前記太陽熱利用装置に供給される原水を、前記反射ミラーで集光しない日射の太陽光を利用して予め加熱する予熱装置を具備し、
前記予熱装置は、前記太陽熱利用装置に供給される原水の水路を規定する複数の通水パイプを有し、前記通水パイプが受ける太陽熱により内部を通過する原水を加熱するように構成され、
各前記通水パイプは所定幅の長尺筒形状を有し、地面から所定高さ位置において所定間隔をあけて幅方向に複数配置されて下部空間を画成し、その長手方向は太陽の日周運動方向と交差する方向を向き、
前記下部空間には前記複数の通水パイプにより太陽光が遮断される遮光領域と前記所定間隔を通過した太陽光が照射する照射領域とが形成されて日周運動に伴って移動することを特徴とする太陽熱利用システム。 - 前記通水パイプが、長手方向で同一の扁平断面形状を有する1つのパイプ本体と、長手方向で同一形状を有するストレート管の両端を塞いで形成した2つのタンク部とから構成され、
タンク部はパイプ本体の幅方向に向けて配置されると共に、タンク部におけるパイプ本体側の側面にパイプ本体の断面形状に相応する連結口が開口形成され、
該連結口にパイプ本体の両端部を差し込んで接続し、一方のタンク部から原水を供給して、他方のタンク部より原水を排出するようにしたことを特徴とする請求項1記載の太陽熱利用システム。 - 請求項1又は請求項2記載の太陽熱利用システムを用いた植物栽培方法であって、
太陽の移動に伴って移動する地面の遮光領域及び照射領域を用いることにより地面が受ける日射量を制限して、地面で植物の栽培を行うことを特徴とする太陽熱利用システムを用いた植物栽培方法。 - 通水パイプの下面に淡水を地面に散水する散水部を設け、太陽熱利用装置で製造した淡水を該散水部に供給可能にしたことを特徴とする請求項3記載の太陽熱利用システムを用いた植物栽培方法。
- 請求項1又は請求項2記載の太陽熱利用システムを用いた家畜飼育方法であって、
太陽の移動に伴って移動する地面の遮光領域及び照射領域を用いることにより地面が受ける日射量を制限して、地面で家畜を飼育することを特徴とする太陽熱利用システムを用いた家畜飼育方法。 - 請求項5記載の太陽熱利用システムを用いた家畜飼育方法であって、
太陽の移動に伴って移動する地面の遮光領域及び照射領域を用いることにより地面が受ける日射量を制限して、地面で植物の栽培を行い、
その植物を家畜の餌して飼育することを特徴とする太陽熱利用システムを用いた家畜飼育方法。
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