JP5388131B2 - 太陽熱による太陽熱地中蓄熱装置 - Google Patents

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Description

この発明は、太陽熱地中蓄熱装置に関する。
従来、太陽熱地中蓄熱装置には蓄熱槽と熱媒体を循環させるポンプが使われている。
地下に蓄熱槽を設置するためには、基礎の部分も含めて土地を掘り起こす必要があり、大規模な蓄熱槽を設置することは技術的及びコスト的に困難である。
熱媒体をポンプで循環させる装置は、ポンプを動かすために電力が必要である。
本発明は、蓄熱槽もポンプも使用せずに、簡易な構造で太陽熱を利用して太陽熱を地中に蓄熱する装置を実現することを目的としている。
本発明（請求項１）の太陽熱地中蓄熱装置は、下部がＵ字状で上部がそれぞれ逆Ｊ字状になっておりその高さが異なる管の下部を、少なくとも高い方の地上部は太陽光を受ける位置で、地中に埋め、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い地上部が高い方へ低い方から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する構成とした。
本発明（請求項２）の太陽熱地中蓄熱装置は、逆Ｊ字状の外管の下部に内管を入れ、内管の上部を外管の外に出し、内管の下部で内管の内外がつながっているものを、太陽光を受ける位置で、地中に埋め、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い外管へ内管から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する構成とした。
本発明（請求項３）の太陽熱地中蓄熱装置は、逆Ｊ字状の外管の下部に内管を入れ、内管の上部を外管に接合し、その接合部の下部で内管と外部との間の空間が外管の外につながるように管が設けられており、その管は下方向に開口しており、内管の下部で内管の内外がつながっているものを、太陽光を受ける位置で、地中に埋め、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い外管の上部につながる内管へ下部の外管から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する構成とした。
本発明の太陽熱地中蓄熱装置は、構造物としての蓄熱槽を持たず、地中に蓄熱するもので、管を深く埋めることにより蓄熱量を増やすことが可能である。
本発明の太陽熱地中蓄熱装置は、太陽熱で暖められた空気を太陽熱を動力源として地中を通過させて地中を暖めるもので、電力等のエネルギーを使用しない。
本発明の太陽熱地中蓄熱装置は、構造物としての蓄熱槽を持たないので施工が簡単である。特に、請求項２及び請求項３の太陽熱地中蓄熱装置は地中への埋設が容易である。
本発明（請求項１）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図 本発明（請求項２）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図 本発明（請求項３）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図
以下、本発明の太陽熱地中蓄熱装置の実施の形態を実施例により説明する。
図１は、本発明（請求項１）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図である。
太陽光を受けると管の内部の空気が暖められて膨張し比重が小さくなる。ここで、地上部の管の高さが異なるため、比重が小さい空気の層の厚さは地上部の管の高さが高い方の管が厚くなり、管の最下部において、地上部の管の高さが高い方の管の側の気圧が低くなり、気圧が低い方に空気が流れていく。太陽光を受けて管の内部が暖められている間、この過程が繰り返されて、温められた空気が管の中を通過し、地中を暖める。
地下５メートルより深いところでは、地中の温度はほぼ一定で、その温度は、その地点の年平均気温にほぼ等しいといわれている。夏季の日中の気温は地中温度よりかなり高温である上、さらに太陽光で暖められた空気を地中を通過させるので、地中温度を相当程度高めることができる。
図２は、本発明（請求項２）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図である。
地中蓄熱の仕組みは、実施例１と同じである。
図３は、本発明（請求項３）の太陽熱地中蓄熱装置の実施例を示す側面断面図である。
地中蓄熱の仕組みは、実施例１と同じである。
１ 管
２ 吸気口
３ 排気口
４ 内管
５ 外管

Claims (3)

  1. 下部がＵ字状で上部がそれぞれ逆Ｊ字状になっておりその高さが異なる管の下部を、少なくとも高い方の地上部は太陽光を受ける位置で、地中に埋める構成であって、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い地上部が高い方へ低い方から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する太陽熱地中蓄熱装置。
  2. 逆Ｊ字状の外管の下部に内管を入れ、内管の上部を外管の外に出し、内管の下部で内管の内外がつながっているものを、太陽光を受ける位置で、地中に埋める構成であって、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い外管へ内管から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する太陽熱地中蓄熱装置。
  3. 逆Ｊ字状の外管の下部に内管を入れ、内管の上部を外管に接合し、その接合部の下部で内管と外部との間の空間が外管の外につながるように管が設けられており、その管は下方向に開口しており、内管の下部で内管の内外がつながっているものを、太陽光を受ける位置で、地中に埋める構成であって、太陽光を受けることによって暖められて軽くなる地上部の管の内部の空気の層の厚さが異なるために、軽い空気の層が厚い外管の上部につながる内管へ下部の外管から管内の空気が流れていくことを利用して蓄熱する太陽熱地中蓄熱装置。
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