(57)【要約】【課題】再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置に関し、無動力・無公害のエネルギーである太陽熱を活用して、密閉された空間の温度を高温まで昇温させて、この空間を通過する液体またはガスを給湯、暖房などのための用途に適用できるようにすること。【解決手段】金属を材質として上面が開放され、内側に空間が形成された形状を有する本体部（１０）と、その本体部（１０）の内側空間において、上下に所定の間隔離間して本体部（１０）の底面と水平に配設される上及び下金属網（２０、３０）と、折り曲げられ対向する部位を複数備え上下金属網（２０、３０）と密着するように配設され、一方の端及び他方の端がそれぞれ本体部（１０）の側壁を貫通する金属パイプ（４０）と、本体部（１０）の内側空間を密閉させるように上金属網（２０）の上に設けられる１以上の透光パネル（５０）と、本体部（１０）の密閉された内側空間に充填される六フッ化硫黄（ＳＦ６）と、本体部（１０）の密閉された内側空間に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填するためのガス充填弁（６０）を備え、太陽熱によって密閉された本体部の内部の温度を高温に維持することができ、金属パイプを通過する液体またはガスを加熱して給湯や暖房などに適用するときに有限エネルギー源の消耗を防止する。【選択図】図２
2013508664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置であって、
金属を材質として上面が開放され、内側に空間が形成された形状を有する本体部（１０）と、
その本体部（１０）の内側空間において、上下に所定の間隔離間して本体部（１０）の底面と水平に配設される上及び下金属網（２０、３０）と、
折り曲げられ対向する部位を複数備え上下金属網（２０、３０）と密着するように配設され、一方の端及び他方の端がそれぞれ本体部（１０）の側壁を貫通する金属パイプ（４０）と、
本体部（１０）の内側空間を密閉させるように上金属網（２０）の上に設けられる１以上の透光パネル（５０）と、
本体部（１０）の密閉された内側空間に充填される六フッ化硫黄（ＳＦ６）と、
本体部（１０）の密閉された内側空間に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填するためのガス充填弁（６０）を備える
ことを特徴とする再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項２】
金属パイプ（４０）の一方の端に液体またはガスが供給される
請求項１に記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項３】
本体部（１０）の内周面、金属網（２０）及び金属パイプ（４０）が、無光黒色塗料によってコーティングされる
請求項１に記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項４】
本体部（１０）の外側面を密閉させる断熱ケース（７０）を備え、本体部（１０）及び断熱ケース（７０）の間の空間に断熱材（７１）が充填される
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項５】
ガス充填弁（６０）に、六フッ化硫黄（ＳＦ６）の充填状態を確認するためのガス圧測定機器（８０）が配設される
請求項４に記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項６】
透光パネル（５０）が、本体部（１０）の底面に向かって中央部が凸状に膨らんでいる形状を有する
請求項５に記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【請求項７】
最下側に配設される透光パネル（５０）が、材質がガラスであり、本体部（１０）の内周面に沿って形成された載置爪（１１）に配設された後に接着剤によって固定され、
最上側に配設される透光パネル（５０）が、材質をポリカーボネートであり、対向する本体部（１０）の内周面に形成されている嵌合溝（１２）に加えられた外力によって嵌め込まれた後に接着剤によって固定される
請求項６に記載の再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽エネルギー増幅装置に係り、さらに詳しくは、無動力・無公害のエネルギーである太陽熱を活用して、密閉された空間の温度を高温まで昇温させて、この空間を通過する液体またはガスを加熱するための再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽は、地球に最も近い恒星であるとともに、主なエネルギー供給源であり、人類が用いるエネルギーの多くは太陽に直間接的に依存することになるが、最近には、環境汚染の防止のための一環として、太陽をエネルギー源とする研究が盛んになされている。
【０００３】
ところが、太陽から商用エネルギーを得るための従来の方式は、主としてソラーセルを用いて熱エネルギーを生成する構造のものが普遍的であり、これに伴い、その構造的な複雑さが原因となって製作コストが嵩んでしまうという問題があった。この理由から、太陽エネルギーを熱エネルギーに変換する上で、効率よいエネルギー変換装置としての十分な機能を提供するには未だ多くの研究が必要であるのが現状である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記の従来の技術における問題を解消するために案出されたものであり、その目的は、無動力・無公害のエネルギーである太陽熱を活用して、安価で製作可能な単純な構造により、密閉された空間の温度を高温まで昇温させて、この空間を通過する液体またはガスを給湯、暖房などのための用途に適用可能にする再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明は、金属を材質として上面が開放され、内側に空間が形成された形状を有する本体部と、前記本体部の内側空間に上下に所定の間隔離間してその本体部の底面と水平に配設される上下金属網と、複数回に亘って対向するように折り曲げられた形状に前記上下金属網と密着されるように配設され、一方の端及び他方の端がそれぞれ前記本体部の側壁を貫通する金属パイプと、前記本体部の内側空間を密閉させるように前記上金属網の上に設けられる１以上の透光パネルと、前記本体部の密閉された内側空間に充填される六フッ化硫黄と、から構成され、前記本体部には、その密閉された内側空間に六フッ化硫黄を充填するためのガス充填弁がさらに配設されることを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記金属パイプの一方の端には、液体またはガスが供給され、前記本体部の内周面、金属網及び金属パイプは、無光黒色の塗料によってコーティングされる一方、前記本体部の外側面を密閉させるように配設される断熱ケースと前記本体部との間の空間には断熱材が充填され、前記ガス充填弁には、六フッ化硫黄（ＳＦ６）の充填状態を確認するためのガス圧測定機器が配設され、前記透光パネルは、本体部の底面に向かって中央部が凸状に膨らんでいる形状を有することを特徴とする。
加えて、最下側に配設される前記透光パネルは、その材質をガラスにして、本体部の内周面に沿って形成された載置爪に配設された後に接着剤によって固定され、最上側に配設される透光パネルは、その材質をポリカーボネートにして対向する本体部の内周面に形成されている嵌合溝に加えられた外力によって嵌め込まれた後に接着剤によって固定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置は、本体部の内側空間を密閉させてその空間に収集された太陽熱が外部に抜け出ることを防ぐとともに、金属網と衝突して多角度に分散される太陽光が六フッ化硫黄（ＳＦ６）と作用して温暖化現象を発生することにより、金属パイプを高温まで加熱することができるので、この金属パイプを通過する加熱された液体またはガスを給湯、暖房などの用途に使用することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す斜視図
【図２】本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す分解斜視図
【図３】本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す断面図
【図４】断熱ケース付き本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す断面図
【図５】本発明による再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置のうち、ガス充填弁及びガス圧測定機器の結合関係を示す説明図
【図６】本発明と他の実施例の温度変化による実験データを示すグラフ
【図７】本発明と他の実施例の温度変化による実験データを示すグラフ
【図８】本発明と他の実施例の温度変化による実験データを示すグラフ
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、金属を材質として上面が開放され、内側に空間が形成された形状を有する本体部と、前記本体部の内側空間に上下に所定の間隔離間してその本体部の底面と水平に配設される上下金属網と、複数回に亘って対向するように折り曲げられた形状に前記上下金属網と密着されるように配設され、一方の端及び他方の端がそれぞれ前記本体部の側壁を貫通する金属パイプと、前記本体部の内側空間を密閉させるように前記上金属網の上に設けられる１以上の透光パネルと、前記本体部の密閉された内側空間に充填される六フッ化硫黄と、から構成されるが、前記本体部には、その密閉された内側空間に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填するためのガス充填弁がさらに配設されることを特徴とする。
【００１０】
以下、図面に基づき、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を説明する。
図１は、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す結合斜視図であり、
図２は、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す分解斜視図であり、  図３は、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す断面図であり、そして図４は、断熱ケース付き本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置を示す断面図である。
【００１１】
本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置は、基本的に、金属製であり、内側に空間が形成されている本体部１０と、本体部１０の内側空間に上下に配設される上下金属網２０、３０と、上下金属網２０、３０の間に配設される金属パイプ４０と、本体部１０を密閉させるための透光パネル５０と、から構成され、本体部１０には、その密閉された内側空間に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填するためのガス充填弁６０が配設されている構造を有する。
【００１２】
前記本体部１０は、その材質を鉄、ステンレス鋼、アルミニウムなどにし、内側空間と連通されるように上面が開放された円柱、直方体などの形状を有するものであり、その内側空間において太陽熱の収集と太陽光の反射がなされる。ここで、本体部１０の外側には、その本体部１０と同じ材質にして、本体部１０の外側に溶接、ボルト締めなどの従来の方式により別設されるか、あるいは、本体部１０と一体化される断熱ケース７０が設けられていてもよく、この断熱ケース７０と本体部１０との間に形成される密閉空間に断熱材７１、例えば、コルク、綿、フェルト、炭化コルク、ウレタンを充填することにより、本体部１０の外側に熱が損失される度合いを低減することができる。本体部１０と断熱ケース７０とが一体化されている場合、断熱ケース７０に貫通孔を形成することにより、ウレタンなどの直接的に充填可能な断熱材をその本体部１０及び断熱ケース７０間の密閉空間に詰め込むことができる。
【００１３】
前記上下金属網２０、３０は、その材質を熱伝導率に優れた銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウムなどにして、太陽光を種々の角度で反射するために、横及び縦方向に折り曲げられた網体形状を有し、本体部１０の内側空間に上下に所定の間隔だけ離間してその本体部１０の底面と水平に配設される。これらの上下金属網２０、３０は、本体部１０の内側面にはめ込まれる大きさを有するため、別途の固定手段がなくても本体部１０に設けることができ、後述する金属パイプ４０が本体部１０で移動することを防ぐ機能もする。
【００１４】
前記金属パイプ４０は、上下金属網２０、３０と同じ材質から製作され、上下金属網２０、３０の間にその金属網と密着されるように配設されるものであり、１本のパイプを部分別に複数回に亘って対向するように折り曲げてその内部において水、油などの液体や空気などのガスが本体部１０において通過する経路を最大限に拡張させてここに加えられる熱量を増大させ、パイプの一方の端及び他方の端がそれぞれ本体部１０の側壁を貫通するようにその一方の端に上記の液体またはガスを供給すれば、加熱された液体またはガスが他方の端に排出される。これらの上下金属網２０、３０と金属パイプ４０との位置関係によれば、上下金属網２０、３０によって多角度で反射された太陽光が六フッ化硫黄（ＳＦ６）と反応して容易に温室効果を引き起こして本体部１０の内部温度を昇温させ、金属パイプ４０よりも加熱され易い上下金属網２０、３０の熱が金属パイプ４０に伝わり、上下金属網２０、３０が太陽光を反射して金属パイプ４０を加熱することにより、３重的に金属パイプ４０の加熱過程がなされる。ここで、本体部１０の内側面、上下金属網２０、３０及び金属パイプ４０を無光黒色の塗料によりコーティングして太陽熱の吸収率を増加させることができ、有光黒色塗料によりコーティングする場合、内部温度がやや下がることが下記の表１から表３と図６から図８によって確認された。
【００１５】
前記透光パネル５０は、本体部１０の内側空間を密閉させるように上金属網２０の上に１以上配設されるが、この透光パネルの材料としては、ポリカーボネートなどのプラスチック合成樹脂やガラスが使用可能である。透光パネル５０は、図示のごとく、２重に配設されて本体部１０を密閉させ、シリコンなどの接着剤によって本体部１０に固定される。ここで、本体部１０の内側空間を透光パネル５０により一層強固に密閉させるための構造について述べると、最下側に配設される透光パネル５０は、その材質をガラスにして、本体部１０の内周面に沿って形成された載置爪１１に配設された後に、シリコンなどの接着剤によって固定され、最上側に配設される透光パネル５０は、その材質をポリカーボネートにして、対向する本体部１０の内周面に形成されている嵌合溝１２に周縁の一部が外力を加えて折り曲げて嵌め込まれた後に接着剤によって固定されることにより、単に接着剤により複数枚の透光パネル５０を固定する場合よりも、外圧への支持強度を向上させることができ、透光パネル５０と接触される本体部１０に接着剤が塗布される面積を増大させることができ、空隙の間隔がポリカーボネートよりも緻密なガラス製の透光パネルを下側に配設し、且つ、撓み性を有するため破損し難いポリカーボネート製の透光パネルを上側に配設して、本体部１０の良好な密閉状態を保証し、破損の確率を下げる。さらに、透光パネル５０が本体部１０の底面に向かって中央部を凸状に膨らませて凸レンズとして機能させることにより、太陽熱を本体部１０の内側に集中させて金属パイプ４０の加熱温度を昇温させることも考えられる。
【００１６】
図５は、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置のうち、ガス充填弁及びガス圧測定機器の結合関係を示す図である。
前記ガス充填弁６０は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を本体部１０の内側空間に充填するためのものであり、その六フッ化硫黄（ＳＦ６）が本体部１０に充填された後に外部に放出されることを防ぐあらゆる種類の従来の弁が使用可能であるが、ここで、温室効果を得るために、二酸化炭素の代わりに六フッ化硫黄（ＳＦ６）を用いる理由は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）がガスの中で最高の温室効果を発生する温室ガスであり、安定度が高くて１回の充填により長期に亘って漏れのない状態を維持して、２次汚染の虞がなく、既存に産業的に用いられていたが、現在廃棄段階にある六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを回収及び再活用して温暖化を低減することができる。さらに、ガス充填弁６０を介して六フッ化硫黄（ＳＦ６）を本体部１０に完全に充填した後、その弁に従来のガス圧測定のためのゲージであるガス圧測定機器８０を設ける場合、最初の充填状態から経時による六フッ化硫黄（ＳＦ６）の排出の度合いを手軽に確認することができて、本発明に係る太陽エネルギー増幅器の異常有無や六フッ化硫黄（ＳＦ６）の充填が必要になるタイミングが分かる。
【００１７】
以下、本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置と他の実施例の実験データを述べる。
下記の表１から表３と、図６から図８は、本発明と他の実施例の温度変化による実験データを比較して示すものである。
【００１８】
表１から表３と、図６から図８に記載の観測器１は、無光の黒色塗料を本体部１０、上下金属網２０、３０、金属パイプ４０にコーティングし、六フッ化硫黄（ＳＦ６）が１００％充填されている本発明に係る構造を有するものであり、観測器２は、観測器１の構造において、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を５０％のみ充填したものであり、観測器３は、観測器１に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填せず、無光の黒色塗料のみコーティングした状態のものであり、観測器４は、観測器１に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填せず、有光の黒色塗料のみコーティングした状態のものである。また、観測器５は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填せず、観測器１の底面を黒色塗料でコーティングしたものであり、観測器６は、観測器１に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填せず、本体部１０の内部底面にガラス粉を散布して反射を誘導したものであり、観測器７は、観測器１に六フッ化硫黄（ＳＦ６）を充填せず、透光パネル５０に紫外線遮断フィルムを貼り付けて本体部１０の内側に入射した太陽光が外部に放出されることを防いだものであり、観測器８は、観測器１に六フッ化硫黄（ＳＦ６）の充填及び黒色塗料のコーティング処理を行っていないものである。
【００１９】
【表１】
2013508664.tif 000003
【００２０】
表１及び図６に示すように、２００９年１０月７日付けで測定された本発明の構造による観測器１の内部温度の方が、他の実施例と比較して、平均値、瞬間最大値及び瞬間最小値のいずれにおいて最高の値を示すことが分かる。
【００２１】
【表２】
2013508664.tif 000004
【００２２】
表１及び図７に示すように、２００９年１０月９日付けで測定された本発明の構造による観測器１の内部温度の方が、他の実施例と比較して、平均値、瞬間最大値及び瞬間最小値のいずれにおいて最高の値を示すことが分かる。
【００２３】
【表３】
2013508664.tif 000005
【００２４】
表３及び図８に示すように、２００９年１０月１２日付けで測定された本発明の構造による観測器１の内部温度の方が、他の実施例と比較して、平均値、瞬間最大値及び瞬間最小値のいずれにおいて最高の値を示すことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明に係る再生温室ガスを用いた太陽エネルギー増幅装置は、本体部の内側空間を密閉させてその空間に収集された太陽熱が外部に抜け出ることを防ぐとともに、金属網と衝突して多角度に分散される太陽光が六フッ化硫黄（ＳＦ６）と作用して温暖化現象を発生することにより、金属パイプを高温まで加熱することができるので、この金属パイプを通過する加熱された液体またはガスを給湯、暖房などの用途に使用することが可能になる。
【図１】
2013508664.tif 000006
【図２】
2013508664.tif 000007
【図３】
2013508664.tif 000008
【図４】
2013508664.tif 000009
【図５】
2013508664.tif 000010
【図６】
2013508664.tif 000011
【図７】
2013508664.tif 000012
【図８】
2013508664.tif 000013
【国際調査報告】
2013508664.tif 000014
2013508664.tif 000015
2013508664.tif 000016
2013508664.tif 000017