(57)【要約】      （修正有）【課題】環境にやさしく、且つ費用のかからない太陽光を利用した熱エネルギーを確保する。【解決手段】水レンズ１の透明度を確保するために水とアルコールを一定の割合で混ぜ、該液体を球体の透明ガラスまたはプラスチックケースに入れ水レンズとし、該水レンズの外側から一定の距離を保った球面の金属板４に太陽光を収れんし、該金属板表面に焦点を結び、熱エネルギーを確保した。該熱エネルギーを熱伝導率の高いアルミニウム６を通じて、鉄５に熱エネルギーを蓄積した。該鉄に蓄積された熱エネルギーを保持するため、ホタテ貝殻を焼成して得られた保温剤７で囲み、当該熱エネルギーを長時間確保することで蓄熱装置を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明度を確保した水とアルコールを混合した液体を球体の透明ガラスまたはプラスチックに入れ、水レンズとする。さらにこの水レンズの外側から等距離を維持した球面の金属板を設置する。この水レンズにより球面金属板に太陽光を収れんし、高温の熱エネルギーを確保する装置。
【請求項２】
水レンズの収れん現象により確保された球面金属板の熱エネルギーは金属板に接触したアルミニウムにより伝導し、このアルミニウムに接触させた鉄に熱エネルギーを蓄積される。請求項１記載の蓄積された熱エネルギーを熱源として利用する装置。
【請求項３】
鉄に蓄積された熱エネルギーを維持するため、自然素材であるホタテ貝、ハマグリ、かき、ほっき貝等の貝殻を１，１００℃〜１，５００℃で２〜４時間焼成し、得られた保温剤で囲み、請求項１または請求項２記載の該熱エネルギーを長時間利用する装置。
【請求項４】
熱エネルギーを蓄積した該鉄に温水循環用のパイプを接触させし、該パイプを地中、水中または空中に配置し、該パイプ内の水を循環させ、請求項１、請求項２または請求項３の該熱エネルギーにより、広範囲の温度を上昇させる装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、透明度を確保するために水とアルコールを一定の割合で混ぜ、該液体を球体の透明ガラスまたはプラスチックケースに入れ、水レンズとし、太陽光が球体の中心点を通る特性を活用し、太陽光を集光する。集光された太陽光は収れん現象により、水レンズ外側から等距離を保った球面の金属面に焦点を結ぶことで大きな熱エネルギーを確保する。この熱エネルギーを熱伝導率の高いアルミニウムにより伝導させ、該アルミニウムに接触した鉄に熱エネルギーを蓄積し、その熱エネルギーをそのまま利用するか、該鉄にパイプを接触させ、パイプ内の水を循環させることで、熱源を確保する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】自然エネルギーである太陽光はＣＯ２を発生させない環境に優しい熱源として期待されている。財団法人若狭湾エネルギー研究センターでは大型レンズで太陽光を集め、常に太陽光に対し直角になるように自動制御することで太陽光を集める「太陽炉」を稼働させている。
また、太陽光による熱エネルギー利用装置としては太陽光を鏡に反射させて、レンズを通して光をほぼ一点に集めて、光および熱を利用する装置が提供されている。（特許文献１）しかし、両技術とも高額なレンズを使用することとなっており、経済性の面で普及の障害となる可能性が指摘されている。
【特許文献１】  特開平１１−５１４９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】そこで、本発明は透明度を確保するために水とアルコールを一定の割合で混ぜ、該液体を球体の透明ガラスまたは透明プラスチックケースに入れ、水レンズとする。該水レンズは太陽光が球体の中心点を通る特性を活用し、太陽光を集光し、収れん現象により水レンズの外側から一定の距離を保った球体の金属面に焦点を結ぶことで、大きな熱エネルギーを確保する。さらに、この熱エネルギーを該球体の金属面に接触したアルミニウムを伝導し、該アルミニウムに接した鉄に熱エネルギーを蓄積し、この熱エネルギーを利用可能とする。さらに、該鉄にパイプを接触させ、該パイプ内の水を循環させることで広範囲の蓄音を可能とする。これにより、環境にやさしく、且つ費用のかからない太陽光を利用した熱エネルギー確保の手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】本発明は、上記目的を達成するために、請求項１記載の発明にあたっては、水レンズの透明度を確保するために水とアルコールを一定の割合で混ぜ、当該液体を球体の透明ガラスまたはプラスチックケースに入れ、太陽光が球体の中心点を通る特性を活用し、球体の中心から等距離を保った球面の金属面に太陽光を収れんし、該球面の金属面に焦点を結ぶことにより解決した。【０００５】請求項２記載の発明にあっては、球体の中心から等距離を保った球面の金属板に熱伝導率の高いアルミニウムを密着させ、金属面の熱エネルギーをアルミニウムに伝導させ、当該アルミニウムから鉄に熱エネルギーを伝導し、該鉄に熱エネルギーを蓄積することで解決した。【０００６】請求項３記載の発明にあっては、鉄に蓄積した熱エネルギーを保持するために、自然素材であるホタテ貝、ハマグリ、かき、ほっき貝等の貝殻を１，１００℃〜１，５００℃で２〜４時間焼成し得られた保温剤で囲み、当該熱エネルギーを長時間確保することにより解決した。該保温剤は１００％自然素材で作られており、化学物質を一切使わない点でも農業や家庭での利用に適している。【０００７】請求項４記載の発明にあっては、鉄に蓄積した熱エネルギーを広範囲で利用可能とするため、該鉄にパイプを接触させ、該パイプ内に水を循環させ、循環する水の熱を利用することで解決した。
【発明の効果】
【０００８】水レンズによって太陽光を集光し、収れん現象により得られる金属面の温度は１０００℃前後となる。この１０００℃前後の熱エネルギーを球面の金属板に接した熱伝導率の高いアルミニウムにより伝導させ、鉄に熱エネルギーを蓄積させ、保温剤で放熱を避け、、長時間の蓄温が可能となり、さらにこの熱源をそのまま利用するか、該鉄にパイプを接触させ、パイプ内に水を循環させることにより、広範囲の熱源が確保される。この熱エネルギーはビニールハウス等の農業用熱源、ウナギ等の養殖用熱源、お風呂等の家庭用熱源、融雪機器などの公共用熱源として幅広く使用することが可能となる。【０００９】本発明の熱源である太陽光は無料の熱源であることからランニングコストがかからず、経済性に優れた電源である。さらに、水レンズを採用することで機器の製造コストも抑えられ、イニシャルコストも低く抑えることができることから、導入しやすく、重油など化石燃料が高騰し、熱源の経済性が下がる中、より安価な電源として期待できる。【００１０】さらに、太陽光は自然エネルギーであり、地球環境の維持に悪影響のある二酸化炭素を発生させない熱源である。また、保温剤についても自然素材のみを使用しており、地球環境の維持に貢献するゼロミッション電源となっているとともに、保温剤の原料であるホタテ貝、ハマグリ、かき、ほっき貝等の貝殻は、化学物質を一切使わないことから、農業や養殖用にも安全に使える素材となっている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】そこで、この発明の実施の形態を説明する。
本発明は、太陽光を集光する手段として、経済性に優れた水レンズを採用した。水レンズは常に透明である必要があるが、この透明度を確保するためにアルコールを一定割合で混ぜ、透明な球体のガラスまたはガラスまたはプラスチックの内部をこの液体で満たした。【００１２】太陽光が長時間利用可能となるよう、球体の側面から一定の距離を保った球面の金属板を設置し、太陽の角度が変化しても、該球面の金属板に収れんさせることとした。【００１３】この球面の金属板に熱伝導効率の高いアルミニウムを密着させ、太陽光により得られた熱エネルギーを伝導し、このアルミニウムと鉄を密着させることで、太陽光により得られた熱エネルギーを鉄に伝導することとした。鉄は熱の保有に優れていることから長時間の保温が可能となる。【００１４】さらに、該鉄をホタテ貝、ハマグリ、かき、ほっき貝等の貝殻を１，１００℃〜１，５００℃で２〜４時間焼成し得られた保温剤で囲み、鉄からの放熱を防いだ。【００１５】さらに、該鉄にパイプを接触させ、熱をパイプに伝導させ、該パイプ内に水を循環させることで、空中、地中および水中等、広範囲の蓄温を可能とした。
【実施例】
【００１６】この発明の実施例を、上記実施の形態に基づき、水を利用した太陽光集光レンズによる蓄熱装置の製造方法を説明する。
水レンズの製造は水とアルコールを混ぜ、ガラスまたはガラスまたはプラスチックの球体の中に入れた。該球体をピアノ線で固定した。太陽光を収れんさせる金属板は、球体の側面から一定距離にある球面の金属板を設置し、金属板表面に太陽光が収れんさせる状態とすることで、金属板表面に熱エネルギーが発生する状態とした。熱伝導アルミニウムは、該球面の金属板にアルミニウムを密着させ、金属板表面の熱エネルギーを伝導するようにした。保温鉄は、該アルミニウムに鉄を密着させ、鉄にアルミニウムを通じて伝道した熱エネルギーを蓄積した。保温剤は、ほたて貝等を粉砕機にかけて粉末とし、これを電気炉に投入して、１，１００℃〜１５００℃で２〜４時間焼成し得られた粉末で保温鉄を囲み、放熱を抑えた。そして、水を循環させるパイプは該保温鉄に接触させ、この接触部に水を循環させることで空中、地中または水中の広範囲の蓄温を可能とした。
【産業上の利用可能性】
【００１７】本発明は、農業用熱源、ビニールハウスにおける熱源、養殖場における水槽・池などの熱源、家庭用暖房用熱源、家庭用お風呂用熱源、浴場・温泉などの熱源、融雪用熱源などに利用できる。
なお、太陽光は雨天や曇天あるいは夜間などは得ることのできないエネルギーであるため、雨天、曇天そして夜間の保温が必要な場合は、電気機器などと相互に補完する利用方法が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】水を利用した太陽光集光レンズによる蓄熱装置の全体図。
【符号の説明】
【００１９】１    水レンズ
２    水レンズと吊下げ機の固定線
３    球面の金属板と水レンズの固定線（２本）
４    球面の金属板
５    蓄熱用鉄
６    熱伝導用アルミニウム
７    自然素材１００％の保温剤
８    保温剤カバー
９    水循環パイプ
１０  水レンズ吊下げ機
【図１】
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