(57)【要約】【課題】樹木の葉によって太陽光線を遮ぎり、地面に広い陰の部分をつくることで地面の蓄熱を低減し、しかも自然の樹木による酸素の放出、二酸化炭素の吸収を通じて大気汚染やヒートアイランドの防止を図るようにしたヒートアイランド防止システムを提供する。【解決手段】自然又は人工の樹木の葉部５３で太陽光を遮り、予め設定した所定の温度に周囲の気温が達した時、葉部５３あるいはこの葉部５３の周辺から冷水を噴射・噴霧する手段（６３）を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然又は人工の樹木の葉部で太陽光を遮り、予め設定した所定の温度に周囲の気温が達した時、前記葉部や前記葉部の周辺から冷水を噴射・噴霧する手段を有することを特徴とするヒートアイランド防止システム。
【請求項２】
前記樹木の葉部の一部に太陽電池を搭載してその電力で本システムの自動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載したヒートアイランド防止システム。
【請求項３】
前記冷水を噴射・噴霧する手段の一部に酸素ガスや水素ガスを噴霧する手段を付加したことを特徴とする請求項１または２に記載したヒートアイランド防止システム。
【請求項４】
内部にトレー状面板を備えかつ少なくとも上面が透明となったユニットケースを樹木上に設置し、前記トレー状面板上に給水する送水管と前記トレー状面板から溢流した水を前記ユニットケース底部から貯水タンク部に導く排水管とを設け、太陽光による前記ユニットケースおよび樹木の葉部の影で地面を覆うようにしたことを特徴とするヒートアイランド防止システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートアイランド防止システムに関し、特に、透明カバー内に太陽熱を受ける面板を設置し、この面板上で外部から供給した水を加熱し、かつ該面板から溢流させて下部の貯水タンク部より取り出すようにした樹木型の太陽熱利用温水発生装置と併用されたヒートアイランド防止システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒートアイランド現象とは一般に太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらない現象とされている。さらに暖冷房機器の排熱、自動車の排ガス等が相乗されて発生すると考えられている。防止策としてはビルの屋上の緑化が考えられているが、その効果も明確には把握されていないのが現状である。
【０００３】
太陽熱利用の温水発生装置としては従来から、ソーラパネル等と称される受光板を太陽に向けて設置し、日中の太陽光によって直接前記受光板を加熱し、この受光板内を流れる水を加熱、温水化して取り出す構成のソーラシステムが知られている。
【０００４】
例えば、貯水槽を円錐状の透明カバーで覆い、日中の太陽の位置にかかわらず太陽光を全方向から採光できるようにしたものとして、特開平８−２９６９０５号公開公報に示される円錐型太陽温水器がある。これは頂部が半球形で側部が円錐状のステンレス製貯水槽の外側全面に真空層を挟んで該貯水槽と略相似形の透明外壁板を設け、前記貯水槽内に、該貯水槽内の頂部近くで開口する温水取出管を設け、この温水取出管を槽底部から外部へ引き延ばし、太陽熱で加熱された槽内の温水を取り出すようにした構造である。前記貯水槽の外周面と前記透明外壁板との間に空隙を形成し、この部分を真空層とすることにより、集熱した内部の熱が放熱しないようにし、また、貯水層およびその外側の透明外壁板を円錐形とすることで太陽熱の有効収熱時間を確保することとしている。
【０００５】
また建物の日影の影響を受けないように半球状の透明太陽光採光構造とした例として、特開平８−３０３８７５号公開公報に記載された太陽熱集熱装置が提案されている。これによれば、建物の屋上あるいはそれに近い上方部分に太陽光採光装置を設置し、この太陽光採光装置の下方位置で前記建物の外壁に沿って集熱板およびストレージタンクから成る太陽熱集熱器を設置し、前記太陽光採光装置で採光した太陽光を前記太陽熱集熱器の集熱板部に照射して該太陽熱集熱器から温水を得る構造を有している。
【特許文献１】特開２００２−８１１８２号公報
【特許文献２】特開平８−２９６９０５号公報
【特許文献３】特開平８−３０３８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、化石燃料の使用により二酸化炭素の大気放出よる地球温暖化が深刻な問題として指摘されており、特に、太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらないというヒートアイランドが問題となっているが、その防止策として、路上に人手で水を撒くとか、ビルの屋上に芝生を植える等の緑化が実施されている適度で、根本的な解決とはなっていないのが実情である。
【０００７】
本発明は、上述の問題を解決すべく、自然又は人工の樹木の葉によって太陽光線を遮ぎり、地面に広い陰の部分をつくることで地面の蓄熱を低減し、しかも自然の樹木による酸素の放出、二酸化炭素の吸収を通じて大気汚染やヒートアイランドの防止を図るようにしたヒートアイランド防止システムを提供することを課題とする。
【０００８】
さらに本発明は、透明カバー内に水を広い領域に張る面板を設け、太陽熱による面板の熱を直接水に伝達するようにすることで、高い熱効率で温水を得ることができ、かつ極めてコンパクトに構成できる樹木型の太陽熱利用温水発生装置と併用して、太陽熱や各種排ガス等による地上の過熱、温暖化を防止するヒートアイランド防止システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、自然又は人工の樹木の葉部で太陽光を遮り、予め設定した所定の温度に周囲の気温が達した時、前記葉部や前記葉部の周辺から冷水を噴射・噴霧する手段を有することを特徴とするヒートアイランド防止システムが提供される。
【００１０】
また本発明によれば、内部にトレー状面板を備えかつ少なくとも上面が透明となったユニットケースを樹木上に設置し、前記トレー状面板上に給水する送水管と前記トレー状面板から溢流した水を前記ユニットケース底部から貯水タンク部に導く排水管とを設け、太陽光による前記ユニットケースおよび樹木の葉部の影で地面を覆うようにしたことを特徴とするヒートアイランド防止システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のヒートアイランド防止システムによれば、太陽熱や各種排ガス等による地上の過熱、地球温暖化が防止され、また、太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらないという状況が解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明を、好適な実施形態につき添付の図面にしたがって説明する。
図１は本発明の実施例に係るヒートアイランド防止機能を付加した樹木型太陽熱利用温水発生装置の概略的な側部断面図である。地面に対して垂直に延びる１本の主２重管４０と、この主２重管４０の中途部から斜め上方へ延びる複数本の分岐２重管３６とによって樹木形の送排水部が構成される。前記送排水部の送水管６は、図示しない給水源から前記主２重管４０即ち樹木形の幹部の中心部を通り、さらに前記分岐２重管３６即ち樹木形の枝部の中心を通って枝部先端の後述するユニットケース３７に連通する。前記送排水部の排水管３８は、前記ユニットケース３７から前記枝部の外周部および前記幹部の外周部に沿って配設され、該幹部の箇所から貯水タンク部１２へ接続される。また貯水タンク部１２の下部は幹部の送水管にバイパス管１３を経て接続される。なお、図示の例では幹部の上端の送排水部は直接ユニットケース３７に接続されている。前記バイパス管１３と送水管６との接続部位置よりも下側（即ち前記給水源側）に送水ポンプ９および弁１０が設けられ、排水管３８から貯水タンク部１２に至る部分および前記バイパス管１３にも同様にポンプ３９，４１が設けられている。
【００１３】
ユニットケース３７は、ケース底部の水貯め板５０に透明カバー５が被せられた箱形の外形を有し、この箱形の内部にトレー状面板７がケース内壁から離隔して設けられた構造を有している。各送水管６の先端はユニットケース３７内へ延び、かつトレー状面板７の上面に連通し、また排水管３８はケース底部と連通している。各ユニットケース３７にはエア圧調整装置（図示省略）が設けられている。前記ケース３７の透明カバー５は強化ガラスまたはアクリル板等のプラスチック製のものが採用される。
【００１４】
内部のトレー状面板７はステンレスあるいはアルミ等の蓄熱性の良好な板で形成される。なお、貯水タンク部１２には水位計や温度計（図示せず）が付加されており、また、これらの計器類の出力信号を取り込んで前記弁の開閉指令等を与える制御用パソコンが利用できるようになっている。
【００１５】
この樹木型温水発生装置の動作を説明すれば、まず、送水管６に設けたポンプ９の作動により、前記給水源から送水管６を通してユニットケース３７内のトレー状面板７の上面に給水され、ここで透明カバー５を通して照射される太陽光で面板７上の水が加熱される。継続的な送水により、トレー状面板７上の温水は該面板７から溢流してユニットケース底部から排水管３８を通して流下し、ポンプ３９により貯水タンク部１２に貯えられる。貯水タンク部１２内の水量が所定量になるまで送水管６の送水は続けられるが、この貯水タンク部１２の水位がバイパス管１３の位置を越えた時点で貯水タンク部１２内の温水が所定温度に達するまでは、制御用パソコンの指令信号により、弁１０が閉止されるとともにポンプ９が停止し、かつポンプ４１が作動して貯水タンク部１２内の温水はバイパス管１３および送排水管６，３８を介してユニットケース３７内と貯水タンク部１２との間で循環される。
【００１６】
貯水タンク部１２内の温水が指定温度に達すると、貯水タンク部１２から温水取出管１６を通して温水が使用箇所へ送られ、同時に弁１０が開となり、ポンプ９の作動が再開され、バイパス管１３のポンプ４１が停止し、送水管６からユニットケース３７内へ給水され、トレー状面板７から溢流した温水が貯水タンク部１２へと送られる。なお、貯水タンク部１２内の温水の温度が所定温度以下に低下したときは、弁１０が閉じられ、バイパス管１３のポンプ４１によって貯水タンク部１２とユニットケース３７との間で温水が再循環される。
【００１７】
図２は人工の葉部を有する樹木型温水発生装置の１つの使用例を示した概略図である。円筒形の基台５１上に、これよりやや小径の中空円柱形透明カバー５２で外殻が構成された１個のユニットケース３７が搭載され、前記基台５１の上端周囲に樹木の形状を成す複数枚の葉部５３が取り付けられている。この場合、葉部５３はユニットケース３７を取り囲むように配置されているが、太陽光線がユニットケース３７の少なくとも上側半分以上を照射するように葉の基部から先端側が外開き状態に傾斜あるいは湾曲して設置される。なお、より好ましい全体外観を呈するように、円筒形の基台側部を構成する樹木の幹は美的デザインを加味した塗装、模様が施される。
【００１８】
この例のユニットケース３７は底部が開放されている。また円柱形ユニットケース３７内には複数枚の上下に隔置されたトレー状面板７およびこれらの面板７を貫通する送水管６が配置されている。送水管６はユニットケース３７内から基台５１の中心を通って図示しない給水源に接続される。なお、図２は側部断面図であるが、構造の理解を容易にするためにユニットケース３７の外殻は斜視図の状態で示してある。基台５１内には該基台の内壁あるいは地面に支持された貯水タンク部１２が設けられている。
【００１９】
貯水タンク部１２には温水取出管１６が接続されている。温水取出管１６は基台５１内から外部へ引き出され、温水使用箇所へ導びかれるか、あるいは２次貯水槽（図示省略）に連結される。透明カバー５２内で送水管６の外周に設けられるトレー状面板７は下側の面板の方が順次外径が大となっており、したがって送水管６から送られてきた冷水は、太陽光を受ける面板７上で温水化されるとともに最上端の面板７から順次下側の面板へと溢流し、開放されたユニットケース下端から徐々に貯水タンク部１２に溜まり、一定量以上になったときに温水取出管１６から取り出される。
【００２０】
図２の例で葉部５３は人工のものとしたが、実際の樹木上に前記ユニットケースを設置してもよい。強度上問題が生じる場合は樹木上に載せるユニットケースを適当な支持柱あるいは支持台で補助的に支えるようにすることもできる。ユニットケース３７の形状も円筒形に限定されず、ドーム形、箱形等、任意の形状のものが採用可能である。さらにユニットケース３７は底板を有する構造とし、この底板上に一旦温水を溜めた後、前記底板から貯水タンク部１２へ温水が流下するようにしてもよい。
【００２１】
他の例として、図３に示すように、ユニットケース３７自体を自然の樹木の葉の形状に形成し、これによって地面が直接太陽熱で過熱されるのを防止するようにしてもよい。この場合、前記ユニットケース３７内には葉部５３のような葉形状の面板７を設け、前記送水管６を該ケースを通して前記面板上に供給するようにし、この面板７から溢流してケース内に溜まった水を前記排水管３８によって回収するようにする。この場合、前記送水管６と前記排水管３８を自然の樹木の枝あるいは幹の形状に形成することも可能である。５は透明カバーである。
【００２２】
次に、本発明に係るヒートアイランド防止システムの実施例について説明する。ヒートアイランド現象とは一般に太陽熱が都市部の住宅の素材や舗装道路のアスファルト等に蓄積されて夜になっても大気の温度が下がらない現象とされている。さらに暖冷房機器の排熱、自動車の排ガス等が相乗されて発生すると考えられている。防止策としてはビルの屋上の緑化が考えられているが、その効果も明確には把握されていないのが現状である。
【００２３】
本発明では太陽熱を温水発生装置の熱源として利用するとともに上述した樹木型温水発生装置に太陽光線を遮ぎる手段を付加することによって地面に広い陰の領域を作り、アスファルト等の過熱、蓄熱を防止しようとするものである。図１を参照すれば、ユニットケース３７の周囲に樹木の葉の形状を模した葉部５３が設けられ、この葉部５３によって地面上に照射される太陽光線を遮ぎり、同時に外部から、特に樹木の側方あるいは下方からはユニットケース３７が葉部５３に隠れて見えないようにしてある。また、図１に示すように送水管６に撒水手段（ノズル）６３を設け、必要に応じて地面上に撒水を行うことにより、強制的に地面の過熱を防ぐようにしている。さらに、特に夏場のヒートアイランド現象には光化学スモッグと結びついて住民に多大の被害を与えることが多いので、その時の大気汚染の状況に応じてガス噴射ノズル手段６２によって酸素ガスや水素ガスを噴射して大気汚染を防ぐようにしている。ノズル手段６２は別に設置した酸素発生装置や水素発生装置に接続され、いずれもパソコン機能によって制御され、大気温度の調整、大気汚染の状況把握により、ヒートアイランド防止の機器、設備が自動的に作動するようにシステム化されている。
【００２４】
図３は図１に示す樹木型温水発生装置における葉部上のユニットケース３７および該ユニットケース３７を保持した葉部５３の拡大斜視図である。なお、この図１および図３はヒートアイランド防止機能を付加した形態に構成してある。図３に示すように、樹木形の葉部５３の部分に太陽光発電素材（太陽電池）２１を搭載して蓄電するようにし、この電力を用いて、葉の部分に設置した冷却、冷房効果をもたらす機能素子や素材に通電し、ヒートアイランド防止を図るようにしている。また、葉部５３をできるだけ面積の広い大形の形状とし、地面上に葉部５３の影が大きく生じるようにしてヒートアイランド防止の効果を高めるように構成してある。ユニットケースは重量物となるため、葉部５３およびユニットケース３７を安定に支持するための補強用骨材５５が枝部に付加されている。図３のように面板７上に送水する送水管６およびユニットケース３７の底部から温水を取り出す排水管３８もこの補強骨材５５で同時に支持するようにしてもよい。  
【００２５】
本発明のヒートアイランド防止システムを道路沿いやビルの屋上、公園あるいは住宅地域の露地や空地に設置する場合、景観等を損なわないような配慮が要求されるが、ユニットケース３７の下側を葉部５３で隠すことで自然の樹木のような外観を呈し、美的要求が達成される。葉部５３はユニットケース３７自体に取り付けるか、あるいはユニットケース３７に隣接して枝部や幹部に取り付けられる。いずれの場合もユニットケース３７の上面は太陽光に晒されるようにすることは勿論である。
【００２６】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は太陽熱利用の温水発生装置６０を用いた本発明に係るヒートアイランド防止システムの各種実施例を示した概略図である。図４（Ａ），（Ｂ）はドーム型の太陽熱利用温水発生装置６０を自然の樹木の幹の上に設置した例であるが、この場合はなるべく強靱な幹をもち、かつ温水発生装置自体が葉で覆われないような樹木が選ばれる。図４（Ａ）の場合は葉６１の部分にフィルム状の太陽電池２１が張り付けられ、この太陽電池２１による電力を温水発生装置６０に付加した補助的ヒータの電源としている。同時に樹木の葉によって太陽光線を遮ぎり、地面に広い陰の部分をつくることで地面の蓄熱を低減し、しかも自然の樹木による酸素の放出、二酸化炭素の吸収を通じて大気汚染やヒートアイランドの防止を図るようにしている。
【００２７】
図４（Ｂ）の場合は樹木に酸素ガスや水素ガスを噴射するノズル手段６２を設け、これを別に設けた酸素発生装置や水素発生装置（図示省略）に接続する。この場合、酸素ガスや水素ガスが爆発を誘発しないように濃度を自動的に調整する装置も付加されている。また撒水手段６３を設けて地面の過熱を防ぐようにすることもできる。これらはパソコン機能によって制御され、太陽熱利用温水発生装置６０の効率化、ヒートアイランド防止のための大気温度の調整、大気汚染の状況を把握し、ヒートアイランド防止装置が自動的に作動するように全体がシステム化されている。
【００２８】
図４（Ｃ）の例は葉の広い樹木の幹に円筒形の透明カバー５２を有する太陽熱利用温水発生装置６０を設置し、樹木の葉６１によって地面上への太陽光線を遮ぎり、ヒートアイランド防止を図った例である。図４（Ａ）と同様に広い葉を利用し、この葉６１の部分に太陽電池２１を設置してある。図４（Ａ）〜（Ｃ）の例とも自然の樹木に温水発生装置を搭載しているが、人工の樹木でもよく、また容量大の温水発生装置の場合に、樹木の幹に適当な補強手段が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係るヒートアイランド防止機能を付加した樹木型太陽熱利用温水発生装置の概略的な側部断面図である。
【図２】人工の葉部を有する樹木型温水発生装置の１つの使用例を示した概略図である。
【図３】図１に示す樹木型温水発生装置における葉部上のユニットケースの搭載状態を示す拡大斜視図である。
【図４】太陽熱利用の温水発生装置を用いた本発明に係るヒートアイランド防止システムの各種実施例を示した概略図である。
【符号の説明】
【００３０】
５，５２  透明カバー
６  送水管
７  面板
９  送水ポンプ
１０  弁
１２  貯水タンク部
１３  バイパス管
２１  太陽電池
３６  分岐２重管
３７  ユニットケース
３８  排水管
３９，４１  ポンプ
４０  主２重管
５０  水貯め板
５３  葉部
５５  補強骨材
６０  太陽熱利用温水発生装置
６１  葉
６２  ガス噴射ノズル手段
６３  撒水手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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