(57)【要約】      （修正有）【課題】砂漠地等の乾燥地で湿潤な環境を得ることにより縁化のための一要素を提供するもので、大規模な水蒸気塊発生装置を複数設置する等により行う方法及びその装置を提供する。【解決手段】水路を設けた池に海水等を導き、その池をドーム３で覆い、ドーム内の水温上昇を利用して水蒸気を発生させる。この水蒸気を天井に設けた排気ファン３３と開閉式の天蓋３２を制御することにより、所望の時期に短時聞でドーム内部の水蒸気を噴出させることにより行うことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
池の上空に池を含んでいる、閉じられた空間を形成する段階と、前記閉じられた空間に池から発生する水蒸気をためる段階と、前記閉じられた空間に所定の量の水蒸気を溜めた後に前記閉じられた空間の天井を開放する段階と、を備えたことを特徴とする大規模水蒸気塊発生方法
【請求項２】
前記閉じられた空間は、ドーム状に形成された空間形成物で前記池を覆うことによって形成することを特長とする請求項１記載の大規模水蒸気塊発生方法
【請求項３】
前記池は、乾燥地域に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の大規模水蒸気塊発生方法
【請求項４】
池を覆うことによって、前記池の上空に池を含む閉じられた空間を形成する空間形成物を備え、空間形成物の天井には、前記閉じられた空間を開放する開口部が形成されており、その開口部には、開放可能な蓋部材が設けられていることを特徴とする大規模水蒸気塊発生装置
【請求項５】
前記空間形成物は、ドーム状に形成されていることを特徴とする請求項４記載の大規模水蒸気塊発生装置
【請求項６】
前記池と海等を接続する用水路等をさらに備えていることを特徴とする請求項４又は５記載の大規模水蒸気塊発生装置
【請求項７】
前記池は、乾燥地域に設けられることを特徴とする請求項４から６いずれか記載の大規模水蒸気塊発生装置
【請求項８】
前記蓋部材は、前記閉じられた空間に脱塩された所定の量の水蒸気が溜まると前記開口部を開放するよう構成されていることを特徴とする請求項４から７いずれか記載の大規模水蒸気塊発生装置
【請求項９】
前記開口部が開放されている際に、前記空間内の水蒸気を前記開口部から排出させる排出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４から８いずれか記載の大規模水蒸気塊発生装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、砂漠地などの乾燥地域や半乾燥地域に人工的で比較的大規模に湿潤な環境をもたらすことを期待する大規模水蒸気塊発生方法及び大規模水蒸気塊発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全地球規模の環境問題として、土地の砂漠化の問題がある。この砂漠化は、地表面からの蒸発散量が降水量より多いために、土壌の水分を失うことや、塩類の集積等さまざまな原因で起こる。従って、砂漠地などの乾燥地域や半乾燥地域に湿潤な環境を生成することで、砂漠化を防止する一要因となり、また砂漠地を緑化するなどの環境改善にとって有効な手段を構成する一要素技術となる可能性がある。砂漠地などの乾燥地域では、その気象条件から自然の降雨自体が期待できないため、人口的に湿潤な環境を形成できれば、砂漠地などの乾燥地域などでの環境改善に大きな効果が期待できる。
【０００３】
従来、例えば人工降雨については、航空機から雲に対して、その雲が効率よく雨を降らせるため、ドライアイスなどを散布する方法がある。しかし、この方法は、雲の成長具合、温度、水分量、風などのさまざまな気象条件に左右されるため、期待通りに雨を降らせることは困難であり、大規模には実用化されていないのが現状である。
【０００４】
また、その他に、最近の砂漠緑化技術の中から考え出された方法として、人口的な海水面からの水蒸気塊発生方法がある。こうした方法により、局所的ではあるが乾燥地に湿潤な環境をもたらし、環境改善や砂漠緑化の一要因とすることを期待したものである。これらは、一部実用化している乾燥地農法等に比較して大規模な環境改善を期待したものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の方法は、砂漠地を緑化するための方法としては不十分である。砂漠地を緑化する場合、比較的大規模に降雨を得たり、水の循環が必要である。そして、例えば従来の方法で、大規模な水蒸気塊を上空に上昇させる方法は、有効な方法とは考えられるが、大規模な水蒸気塊を気象条件等を選んで生成できないことから、前述の従来方法ではある程度湿潤な環境を生成することは期待できるものの、大規模な水の循環を得ることが期待できず、砂漠地の環境改善の技術としては実用化されていないのが現状である。また、仮に人工降雨を効果的に実現しようとすると、気象条件に応じて水蒸気塊の上昇時期などを制御する必要があるが、上記の方法は、そのような対策は講じられていない。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、可能な限り大規模な水蒸気塊を生成することができ、また気象条件などに応じて水蒸気塊の上昇時期等を制御することができる大規模水蒸気塊発生方法及び大規模水蒸気塊発生装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明は、池の上空に池を含んでいる、閉じられた空間を形成する段階と、前記閉じられた空間に池から発生する水蒸気を溜める段階と、前記閉じられた空間に所定の量の水蒸気を溜めた後に前記閉じられた空間の天井を開放する段階とを備えたことを特徴とする大規模水蒸気塊発生方法である。このように、本発明によれば、池の上空に閉じられた空間を形成し、前記閉じられた空間に池から発生する水蒸気を溜め、前記閉じられた空間の内部圧力で前記開放された天井から上空に水蒸気を噴出させることができ、大きな水蒸気塊を生成することが期待できると共に、気象条件等に応じて水蒸気塊の上昇時期等を制御することができる。この場合、例えば排気ファンなどによって開放された天井に向かって閉じられた空間内の空気を流動させることが好ましく、これにより閉じられた空間内の水蒸気を短時間に効果的に排出することができる。本発明において、前記閉じられた空間の大規模水蒸気塊発生装置が飽和状態になったときに前記閉じられた空間の天井を解放することが好ましい。この場合、海等から内陸に向かって風が吹いているときに天井を開放するように制御することが好ましい。
【０００８】
本発明に関わる大規模水蒸気塊発生方法において、前記閉じられた空間は、ドーム状に形成された空間形成物で前記池を覆うことによって形成することが好ましく、また、前記池は、乾燥地域に設けられることが好ましい。このように、前記閉じられた空間は、ドーム状に形成された空間形成物で前記池を覆うことによって形成されるので、前記空間に蓄えられた水蒸気を天井からスムーズに開放することができる。また、前記池を砂漠地のような土地が高温に上昇する地域に設けることにより、池から水蒸気が発生し易くなるので、容易に前記空間内に水蒸気を溜めることが出来る。すなわち、本発明に係わる大規模水蒸気塊発生方法は、閉じられた空間を形成しており、この閉じられた空間は、直射日光などにより外気温よりも温度が上昇して、水蒸気を多く含むことが出来る。
【０００９】
また、本発明は、水を貯留する池を覆うことによって前記池の上空に池を含む、閉じられた空間を形成する空間形成物を備え、空間形成物の天井には、前記閉じられた空間を開放する開口部が形成されており、その開口部には、開放可能な蓋部材が設けられていることを特徴とする大規模水蒸気塊発生装置である。本発明は、このような構成により、前記閉じられた空間に所定の量の水蒸気が溜まった際に、前記開口部を開放すると、前記閉じられた空間の内部圧力で前記開口部から上空に水蒸気を噴出させることができ、大きな水蒸気塊を生成することができるとともに、気象条件等に応じて水蒸気塊の上昇時期を制御することができる。
【００１０】
本発明に係わる大規模水蒸気塊発生装置において、前記空間形成物は、ドーム状に形成されていることが好ましく、前記池は、砂漠地のような土地が高温に上昇する地域に設けられることが好ましい。このように前記空間形成物は、ドーム状に形成されるので、前記開口部からスムーズに開放することができる。また、前記池を乾燥地域に設けることにより、池から水蒸気が発生しやすくなるので、容易に前記水蒸気を溜めることができる。
【００１１】
また、本発明に係わる大規模水蒸気塊発生装置において、前記池と海等を接続する用水路等をさらに備えていることが好ましい。このように前記池と海等を接続する用水路を備えることにより、池の水の量を一定に保つことができる。
【００１２】
前記蓋部材は、前記閉じられた空間に蒸発するとともに脱塩された所定の量の蒸気が溜まると、前記開口部を開放するよう構成されていることが好ましく、このような構成により、前記閉じられた空間に蒸発するとともに脱塩された所定の量の水蒸気が溜まると、自動的に前記開口部が開放され、前記閉じられた空間の内部圧力で前記開口部から上空に水蒸気を噴出させることができ、大きな水蒸気塊を生成することができるとともに、気象条件等に応じて水蒸気塊の上昇時期等を制御することができる。本発明において、前記蓋部材は、前記閉じられた空間の水蒸気が飽和状態になったときに前記開口部を開放するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
さらに本発明に係わる大規模水蒸気塊発生装置は、前記開口部が開放されている際に、前記空間内の水蒸気を前記開口部から排出させる排出手段を備えていることが好ましく、このように排出手段を設けることにより、ドーム内部の水蒸気を短時間に上空に噴出させることができるので、大きな水蒸気塊を容易に生成することができる。排出手段としては、例えばファンなどがあり、この排出手段は、前記開口部の近傍に設けられていることが好ましい。また、装置は複数が連結されることで、更に水蒸気量の増加が期待できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
既存の構想として、砂漠地に複数の海水池（池、海水池）を設け、その複数の海水池まで水路を通じて海水を導いて、砂漠地に海水をネット状に巡らせることにより、海水からの継続的な蒸発によって砂漠地を湿潤な環境にしようとするものがある。このような構想は、砂漠地を湿潤な環境にすることで、砂漠地の緑化等の一要素を提供することを目的としたものである。
【００１５】
この海水池は、砂漠地を掘削して円形の穴を形成したものである。海水池は、海水を貯留する容量が小さい程、掘削作業が軽減されて有利となる。しかし海水池の水深は、それ程深くする必要はないが、比較的大容量の蒸気塊を生成するために、海水池の面積は、可能な限り広くする必要がある。
【００１６】
水路は、水源としての海からの海水を複数の海水池に導くものであり、海と海水池との間及び海水池と海水池との間をつなぐようにネット状に設けられている。
【００１７】
図１は、本発明の大規模水蒸気塊発生装置の構成を示す斜視図であり、図２は、本発明の大規模水蒸気塊発生装置の内部構造を示す断面図である。本発明の大規模水蒸気塊発生装置は、上記の従来構想を更に発展させて、海水池１から発生する水蒸気で大きな水蒸気塊を生成しようとするものである。
【００１８】
図１及び図２に示すように、半球状のドーム（空間形成物）３は、複数の海水池１上を覆うように設置され、これにより海水池１の上空に海水池１を含んでいる、閉じられた空間を形成することができる。ドーム３は海水池１の海水面から発生する水蒸気を蓄えて、水蒸気塊を生成、貯留する役割を果たすものである。このドーム３は野球場等の建築手法を適用することが可能である。ただし、野球場のドームのようにドーム内部を冷却するのではなく、その内部を飽和蒸気圧まで上昇させるため、ドーム３の半球状の天井３１はそのような蒸気圧等による内部圧力に耐えられるような構造及び材質とする必要がある。
【００１９】
なお、ドーム３の内部圧力は、海水池１から発生する水蒸気による圧力だけでなく、温度上昇に伴う空気（大気）の膨張による圧力も加わる。すなわち、砂漠地などの乾燥地域では、夜間と日中では気温差が大きいため（夜間は温度が低く、日中は高温となるため）、温度上昇に伴う空気の膨張が大きく、空気の膨張圧力と蒸気圧の増加が加算された合計圧力となり、ドーム３の半球状の天井３１も、このような内部圧力に耐えるように構成される。
【００２０】
図１及び図２に示すように、ドーム３の半球状の天井３１の上部には、開閉自在の天蓋３２が設けられている。天蓋３２は、ドーム３内で生成した水蒸気塊を上空に噴出するためのものである。また、図２の断面図に示すように、ドーム３内の上部（天蓋３２の真下）には、排気ファン３３が設けられている。排気ファン３３は、ドーム３内で生成された水蒸気塊をできるだけ短時間に上空に噴出させるためのものである。この場合、ドーム３の天井３１は、排気ファン３３の重量を支えられるだけの強度を持たせることが必要となる。排気ファン３３の形状や大きさは、天蓋３２の大きさや排気速度などを考慮して最適なものとする。
水量の減少に際しては、ポンプ等からなる給水装置４により、給水が行われる。
なお、これらの構造により実施する形態は、海からの海水の汲み上げによって池に注水するばかりでなく、水源を地下水等とすることも可能であり、継続的に水が給水できることが重要である。また、池は砂地に掘削して形成しても良いが、フライパン状の人口構造物に水を引き込むことも可能であり、この場合は送水パイプのようなもので水路２を形成することも可能である。
また連続給水のためのポンプ等の動力は、砂漠地の豊富な日射を利用した太陽光発電等を利用することにより、更に有益なシステム構築が可能と考えられる。
【００２１】
次に動作について説明する。
複数の海水池１は、それぞれ、砂漠環境下に設けられているため、日中、周囲の砂の急激な温度上昇に伴って、ドーム３内部の温度も上昇する。ドーム３内部の温度が上昇することにより、海水池１に貯留されている海水が気化し、水蒸気が飽和蒸気圧まで上昇すると共にドーム３内に内臓される（蓄えられる。）。
【００２２】
ドーム３の内部を飽和蒸気圧に保った状態で、天井３１の上部に設けられた天蓋３２を急速に開放すると共に、ドーム３内の排気ファン３３を回すと、水蒸気は、ドーム３内の内部圧力によって押し出されると共に、排気ファン３３によって強制排気されることにより、天蓋３２を通って上空に向けて噴出される。これにより、水蒸気は水蒸気塊となって上空に噴出し、上空に吹き上げられる。
【００２３】
この時、海岸から陸岸に向かって風が吹いている時間帯を選んでドーム３の天蓋３２を開放するのがベストタイミングと考えられる。このタイミングで水蒸気を噴出させると、内陸部に向かって脱塩された水分のみが水蒸気塊となって吹き込むことになり、内陸部の砂漠地に湿潤な空気を送り込むことが期待できるからである。
【００２４】
水蒸気塊が上空に上昇すると、周りの空気の温度が下がっていくため水蒸気塊も冷却され、水蒸気塊が上空の塵などを核として凝縮して小さな水滴が生じるこどにより、雨を降らせるメカニズムが働くことも期待できる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態によれば、海水池１上にドーム３を設け、そのドーム３で海水池１から発生する水蒸気を蓄え、ドーム３内部が飽和蒸気圧になると、ドーム３の天井３１の上部の天蓋３２を開放し、ドーム３内部の水蒸気を内部圧力で上空に噴出させるように構成したので、大きな水蒸気塊を生成することができると共に、気象条件等に応じて水蒸気塊の上昇時期等を制御することができる。
【００２６】
また、ドーム３内の水蒸気を強制排気させる排気ファン３３をドーム３内の上部に設けたので、ドーム３内部の水蒸気を一層短時間に上空に噴出させることができる。以降は、水量の減少を給水装置４の作用で継続的に給水され、連続的に水蒸気を発生し続けることが可能である。
【００２７】
また、ドーム３を半球状に形成したので、水蒸気圧及び空気圧の膨張によるドーム３の内部圧力に対する耐久性を向上させることができる。
【００２８】
更に、砂漠地に複数の海水池１を設け、複数の海水池１それぞれにドーム３を設置し、複数のドーム３から水蒸気塊を上空に噴出させることにより、更に大規模な水蒸気塊発生施設を実現することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、池の上空に閉じこめられた空間を形成し、前記閉じ込められた空間に池から発生する水蒸気を貯め、前記閉じ込められた空間に所定の量の水蒸気を貯めると前記閉じ込められた空間の天井を開放するので、前記閉じ込められた空間の内部圧力で前記開放された天井から上空に水蒸気を噴出させることができ、大きな水蒸気塊を生成することができると共に、気象条件等に応じて水蒸気塊の上昇時期等を制御することができる大規模水蒸気塊発生方法及び大規模水蒸気塊発生装置を提供することができる。
特に、本発明に係わる大規模水蒸気塊発生方法及び大規模水蒸気塊発生装置と既知の砂漠緑化技術をあわせて利用することにより、これらは相乗的に機能して砂漠地の緑化の一要素を提供することが期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の大規模水蒸気塊発生装置の構成を示す斜視図である。
【図２】ドームの内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  海水池（池、海水池）
２  水  路
３  ドーム
４  給水装置
３１天  井
３２天  蓋
３３排気ファン
【図１】
2004236650.tif 000003
【図２】
2004236650.tif 000004