自然エネルギー利用技術の海外における研究動向に関する
調査
誌名
自然エネルギー利用技術の海外における研究動向に関する調査報告書
著者
三菱総合研究所,
掲載ページ
p. 1-184
発行年月
1982年3月
農林水産省 農林水産技術会議事務局筑波事務所
Tsukuba Office, Agriculture, Forestry and Fisheries Research Council Secretariat
グリーンエナジー計画
農林水塵技術会議婁務局
昭和56年度委託事業報告
自然エネルギー利用技術の海外における
研究動向に関する調査
昭和57年3月
株式会社三藁艦愈研究所
澗
1
幽
はじめに
1’グリーンエナジー計画」の補助エネルギー変換利用系においては，農業
生産システムにおいて自然エネルギーを熱または勤力として利用する技術を
開発している。農林水産業でのエネルギー利用形態はエネルギーの質と量の
両面において他分野と異なること等の理由から農林水産分野における自然エ
ネルギーの熱・動力利用技術のこれまでの取り組みは比較的弱く，研究蓄積
も少ないものとなっている。一方，近年の自然エネルギー利用技術の研究開
発は，石油供給の厳しい制約下で国の内外において広範に実施され，その成
果としての技術開発は極めて早いテンポで進展している。
本調査の目的は，農林水産業の生産活動の場において宙然エネルギーの効
率的な熱利用または動力利己を図るため，農林水産分野を含めた広い範囲に
わたり，米国，西独などの海外およびわが国における最新の研究成果や先導
的実用事例を収集分析し，農林水産分野への適用の可能性を検討し，今後の
研究に資することを目的とするものである。
わが圏および欧米諸国（米国，英国，フランス，薦独，カナダ）における
自然エネルギー利用技術を農林水産分野を含め，鉱工業分野および住宅分野
などから広く収集し，次の項目別にとりまとめた。
（D 開発動向の現状
（2）主要特許の概要
（3）先導的事例の分析
調査対象の技術は次表に示すとおりである。
収集した先導的研究開発事例について技術の問題点，技術の優位性，わが
国における農林水産業のエネルギーニーズを考慮し，有識者へのヒヤリング・
文献調査等により検討を加えた。そして，農林水産分野におけるより適用可
能性の高い自然エネルギー利用技術（動力利用，霊鳥胴に限る）を抽患しそ
れらの技術的課題，農林水産分野の有望利期用途先をブレーンストーミング
等により導き出し，これらをふまえ，自然エネルギー利用技術の将来展望を
行った。本調査フローを嘉言に示す。
（1）
調 査 対 象 技術
対 象 技 術
エネルギー区分
i， 太陽エネルギー
集熱技術
W光技術
2．地熱エネルギー
探査技術
n中への還元技術
3．風力エネルギー
熱変換技術
ｮ力変換技術
4．波浪エネルギー
動力変換技術
5．小水鴨脚ネルギー
小水力発電機
6．潜熱利翔技術等
潜熱資材
自然エネルギー利用技術
自然エネルギー利用技術
國内。園外文献収集
瞬内・国外特許情報収集
先高的利用技術審例の抽繍
「一一一一一一一一一一糊「
i台子鷹嵐i
し＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿5
脊望技術の抽出
自然エネルギー代替
わが園丁躰水産業にお
けるエネルギー使用状況
有墾用途の抽出
わが溺農林水産分野における
慰然エネルギー利用技術の将来展望
調 査 フ ロ
（2）
次
目
はじめに
1．自然エネルギー利用技術の開発動向
1−1 太陽エネルギー ………………・・……・ ・… 2
1−1−1 集熱技術 ・・…………・……………… ・… 2
1． 開発動向の現状 …………・・…・……・…… … 2
2．先導的事例の分析 ………………・・6… 一・・12
3．主要特許の概要 ……………・… ・……… 15、
1一一1一一2 集プ〔：ヨ支奮サ … 一．”●・●●’・・… 。一・ ’●●●．9●’ ．’ 玉8
1．開発動向の現状 …………・・… …・ 18
2．先導的事例の分析 ………・・………・ ・… 20
1−2 地熱エネルギー … 一 23
1−2一一1 探査ぎ支術 ・… 一・… 一・・一・・・・・・・・ ・… 23
1． 開発動向の現状 …………………… ・… 23
2．先導的事例の分析 ………………・ ＿． ．＿ 37
1−2−2 還元技術 …………一・・………… …・ 42
i．開発動向の現状 …………・・……・…・……・…… …・42
2．主要特許の概要 …………・・……・…… 47
3．先導的趨例の分析 ………・・………・… ・・… 51
1一一3 風力エネルギー ………………・・……一 …・・ 54
1−3−1 風カー熱変換技術 …・ ・… 54
1． 開発動向の現状 ……………・・…・… … 54
2．主要特許の概要 …………………… 58
3．先導的事例の分析 ………………・・…… …・… …・ 61
1−3−2 風カー動力変換技術 … … 64
1． 開発動向の現状 …・…・…… …・ 64
2．先導的事例の分析 …………・・……・…… ・…・… 66
1−4 小水力エネルギー（簡易発電技術） ・… 67
1．開発動向の現状 …………………… ・… …・67
2。
主要特許の概要 …… ・… …● 77
3．
先導的事例の分析 ・… 78
翌一5
波浪エネルギー ・… 81
1．
開発勤向の現状 … ・… ・… ・… ・…… 81
2．
主要特許の概要 ・… …・ 84
3．
先導的事例の分析 ・… … …・ 86
茎…6
潜熱利用技術等 一 …一 89
1．
開発動向の現状 ・… 89
2．
主要特許の概要 ・…… 100
3．
先導的事例の分析 ……… ・… 109
且．わが国農林水産業への適用可能性の検討 ……・ 117
H−1 適意可能性検討のための前提条件 …・ 圭17
豆一2 有望技術の抽出 ………………一・…… 118
H−2−1 先導的技術 …・・一一・… 118
11…2−2 前提条件との適合性の検討 一…119
II．農林水産業における自然エネルギー利用の予測的展望 120
m−1 痛然エネルギー利用技術の連関分析 ……………………・120
凱一1一一1 農林水産業におけるエネルギー消費分野 一・…… ユ20
斑一1…2 自然エネルギー代替有望な消費分野 …………… 122
嬢一1−3 自然エネルギー代替有望分野におけるエネルギー
需要督奪造 。・…
@一一一・・・・・・・… 。・一・・一・一・・・・・・・… 123
1．施設園芸ハウスの保温 …………………………………… ！24
2．穀物，飼料作物，工芸作物その他農作物の乾燥
エネルギー ………＿＿．．．＿＿＿＿＿＿。。。＿＿＿＿＿＿ 129
3．貯蔵・冷蔵・冷凍施設におけるエネルギー消費構造……・ 135
4．畜舎における暖房用エネルギー消費構造 …・・………6……135
搬一2 自然エネルギー利用技術の将来展望 ……………・・…・…一 137
斑…2−1 窓然エネルギーの利用システムとその問題点・・…… 138
1．太陽熱利臨地冷熱交換ハウス …………………一……… 138
2． 太陽熱利用冷凍機 ……………………………… ……
141
3．地熱エネルギー利用施設園芸および畜舎暖房 ……・
145
4．風力エネルギー熱変換による畜舎暖房 …・… ・……
146
m…2−2 将来展望 ………………………………・ ・…σ一…
M7
184
あとがき
睡i
1 自然エネルギー利用技術の開発動向
本章では自然エネルギーの熱・動力への効率的利用技術の開発動向を，広
く鉱工業分野の研究事例をも包含しながら考察するものとする。自然エネル
ギー利用技術の体系を以下に示す。
太陽エネルギー地熱エネルギー 1風力エネルギー波浪エネルギー 小水力
ノ 汐
資源形態
光 熱 地熱 熱水
風
探癒技術
採取技術
↓
利
輪送技術
†
変換技術
波長変換
熱分離
動力
熱変換
1電乃
熱型収
l I
蜜
輸送技術
↑
術
貯蔵・保管
技 術
簡易発電機
電気変換
絹
技
風肇
■
目
li
ii
■
一
一
コ
口
μ
■
発電機
睾
ヒートポンプ
熱交換
熱
電力
電力
「
：
；鍔プ
ヒートノぐイブ
1
｝’
蓄熱
1
貯水
匝］熱
！低水頭
1高水頭
l
l
1
潜熱蓄熱質材
断熱
1
蓄電
i I
Ψ Ψ
Ψ
利 用 分 野
○…罎購 ［コ蜘術
自然エネルギー利用技術の体系
一1一
1−1 太陽エネルギー
1−1一で 集熱技術
1 開発動向の現状
1）米 国
① 代表的な集熱技術
米国においては住宅胴の暖冷房や給湯のほかに，工業用の給湯，穀物果実
の乾燥および蒸気加熱に太陽熱が利用されている。住宅用と工業用で胴いら
れる集熱技術は共通するものが多いが，工業粥では2600C以⊥の高温が必要
な場合があり，タワー集光方式やパラボラ型ポイントフォーカス方式が開発
されている。代表的な集熱技術を列挙すると次のとおりである。
平板三野熱器
真空ガラス二型
パラボラ型 ライ ンフォーカス方式
〃 ポイントフォーカス方式
フレネルレンズ
複合パラボラ型
タワー集光方式
平板型集熱器に関する技術開発としては，ガラス表面のコーティング，対
流，ふく射損失を軽減するため透過板と集熱板間のハニカム材料の挿入およ
び反射鏡の併用などがある。平板型集熱器は住宅の暖房や給湯に利用される
が，高温度が要求される場合には他の集熱器が使用される。
真空ガラス管集熱器は真空にすることにより平板型集熱器より対流伝導の
熱損失を減少し動作温度および集熱効率を高めるものである。真空ガラス管
下熱器の例を図1−1−1に示す。間を真空にした二重のガラス管から構成
されており．内部のガラス管の外側に吸収剤をコーティングする。内部ガラ
ス管の内側に金属フィンがありこれに熱媒体用の銅管が付いている。反射鏡
を併用し効率を土げ最高温度は316。Cに達する。
パラボラ型下熱器（樋型放物面鏡）やフレネルレンズについても研究が行
われている。パラボラ型断熱器の作動温度は高い（60∼3400C）。フレネル
レンズは片面にプリズム状断面を持つ細い溝をつけ，屈折作用により全体と
一2一
図1−1一窪 真空ガラス管集熱器の構造
資＊斗 C．FL Kutscher，SEHI／TP−641−1222
（SERIはSolar E鍛ergy鼠esearch Insti加teの略，以下同じ）
し
してレンズの働きをするものであり，重量が軽く，製作費も安いという特徴
がある。作動温度は60∼1400Cである。
複合パラボラ型集熱器はアルゴン国立研究所のウィルソンによって開発さ
れたものであり，末だ改良の余地が多く研究が続けられている（図1…1一鋤，
これは，太陽の移動に対して適応範囲が広く，追尾の必要性がない。作動温
度1は60∼300。Cである。
引
トー（・・5・）；斗伊
鴎1−1−2 複合パラボラ型集熱器の構造
資牢斗：C．F． K：utscher ， SER1／TP−641− 1222
工業用に使胴されるパラボラ型のポイントフォーカス方式は一点に熱を集
めるため熱損失が少なく高温（最高温度1095。C）を得ることができる。なお，
ポイントフォーカス：方式は太陽追尾を正確に行わなければならないが，広い
用地を必要としない利点がある。
一3一
タワー集光方式は平面鏡（ヘリオスタット）を地上に置きタワー上部にあ
る熱吸収装置に集光し熱エネルギーを得るもので，太陽熱発電に適している。
しかし，現在は末だ開発の初期段階にあり実用化は当分先といわれている。
太陽エネルギーを冷房用に利用する方式には，吸収式，ランキンサイクル
および過減湿サイクルの3方式がある。太陽冷房には水一hBr系吸収冷凍
方式が適しているといわれているが，他の方式についても研究開発が進めら
れている。吸収式は，コンプレッサの力学的エネルギーの替りに太陽エネル
ギーを利用する点を除くと，ヒートポンプと同じ原理である。この原理は従
前から使用されている都市ガス利用の冷凍方式と同一である。代表的な太陽
冷虜システムを・図1−1−3に示す。
↑
ポンプ
集
熱
、較換
器
補助
貯蔵
方「熱
↑
タンク
ゴT
へ
1 、＼
1
＼
冷却塔
＼
量
1
一一
冷却塔
u…
冷却
‘
コイル
号
収冷凍機
函1一唾一5 太陽エネルギー利用の吸収式冷房システム
資料：SERI／TP一醗一王222
②工業用の利用例
現在，米国において太陽エネルギーは工業用の給湯，穀物果実の乾燥およ
び蒸気加熱として利用されている。それぞれの利用例の概要は次のとおりで
ある。
（給 湯）
全米の工業用エネルギーのうち2％が温水熱水用（50∼100（）C）として，
一4一
料理，洗浄，漂白および電解などに使われている。太陽熱利用の方法には，
水を直接加熱する：方式とエチレングリコールを加熱してから水と熱交換する
方式とがある。ペンシルバニア漁戸リスバーグにあるヨークビルディングプ
ロダクト社は，平面鏡群のラインフォーカス方式により55∼830Cの温水を
1514Z／分供給できる設備を有している。
（穀物・果実の乾燥）
穀物や果実の乾燥に太陽熱を利用している。カリフォルニア州フレスコの
ラマニッチ・パンタレオ食品会社では空気を直接温めその熱を岩石に溜めな
がら，プラムやブドウを乾燥している。1890m2の集熱器を用いて空気を60
0Cに加温することができる。集熱および乾燥のフローを図1−1…4に示す。
昌 一
激 縦乾鰍
／66℃
／
4
謡，。1
D 一
@4B
W
Produc
￨AirFres ゆAir− 20℃
Exhaus
熱
66℃
49℃
@ 岩 石 ’・
冝A．．4ぎ。 @，．一転
墲S3℃
熱回集
↑
↓
ファンF2 D
i 玉B
c2D）
q陣一一一■一 一 粥瞳■一一凹
C・・ン 3
図1−1−4 太陽熱利用のプラム・ブドウ乾燥システム
資料 C．F． Kutscher． SERI／TP−6淫1−1222
ミシシッピー州カントンにあるラクール木材会社では木材の乾燥に太陽熱
を利用している。225m2の平板白熱器を用いて600Cの温水をつくり，フィ
ンチューブにより空気を温めそれを用いて木材の乾燥を行っている。利用の
フローを図1…1−5に示す。
（蒸気加熱）
蒸気加熱用に工業用エネルギーの60％が使われているが，このうち80％は
177。C以下の利用である。太陽熱を利用して蒸気をつくる方式は次の3方式
が考えられるが，現在開発され実用化されているのは第1と第2の方式であ
一5一
一α
図哩一1−5 太陽熱利用の木材乾燥システム
資料；C．F．Kutscher．SERI／TP−641一圭222
るQ
① 集熱器の中で熱媒体を加熱した後，熱交換により蒸気をつくる方式
②集熱器の中で加圧水を加熱した後，減圧して蒸気をつくる方式（熱
交換装置は不要）
③ 集熱器の中で直接蒸気をつくる方式
第1の方式はニューメキシコ州ホッブスにあるサザンユニオンオイル会社
で使胴している。集熱器としてはパラボラ型ラインフォーカス方式を採用し
熱媒体にはオイル（商品名Therminol 55）を用いる。このパラボラ三熱器
の大きさは900m2である。オイルの二度は246。Cに達する。オイルとの熱交
換により圧力125psiの蒸気が得られる。土熱と熱交などのフローを図1−
1−6に示す。
直接水を加熱して蒸気をつくる第2の方式はオレゴン州オンタリオにある
オレ・イダ食晶会社のフレンチフライ工場で用いられている。集熱器は第1
の方式と同様パラボラ型ラインフォーカス方式である。600psiに加圧され
た水は集熱器で2470Cになり，フラッシュタンクで減圧され300 psiの蒸気が
えられる。この方式は熱交換を行わないからそこでの熱損失がなく効率的で
一6一
パラボラ型集熱器
ラインフォーカス方弐
246℃
@ 加熱プロセス
@ r｝一鵯騨一一一響噂一営
@ ｝
1
フラッシュタンク
：
旨
185℃
…
M媒体
5
旨
@ Thermino155
1
1
蒸気125P・弓 178℃ 1 5
@ 193℃9
。チームボ伊 l i
1
し＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿」
図1−1−6 オイルを用いて太陽エネルギーを蒸気に変換するシステム
資料；C．F． Kuもscher．S墾）RI／TP−641一王222
はあるが，水を用いるため凍結防止対策が必要であるとともに，ポンプ用の
電力消費が大きい欠点がある。利用システムを図1−1−7に示す。
パラボラ型集熱器
600PSIA
フラソシュタンク
蔽力螂三民
‘ 1
ラインフォーカス力武
クワッシュ
247℃ ノ9レブ
300PSIA
水
213℃
93℃1
2
し＿一輌鼎＿＿葡＿」
殺菌水
ポンプ
図1−1−7 加圧水を：用いて太陽エネルギーを蒸気に変換するシステム
資料；C．F、Kutscher． SERI／TP−641一蓋222
③ 太陽エネルギー利用プロジェクトの予算
米国の太陽エネルギー利用に対する国家予箕は，1979年（会計年度：1979
年7月∼1980年6月）が5億1000万ドル（1230億円），1980年が5億9600万
ドル（1430億円），1981年が6億5200万ドル（1564億円）である。1981年には，
エネルギー省（DOE）主導のもとに以下の8プロジェクトが推進された。
一7一
①
バイオマスエネルギーシステム
＊
151億円
②
光電エネルギーシステム
422
③
風力エネルギー変換システム
192
④
太陽熱発電システム
283
⑤
海洋システム
93
⑥
農業・産業プロセスヒート
96
⑦
アクティブ太陽暖冷房
⑧
パッシブ・ハイブリソド太陽暖冷房
120
98
寧（注．
1ドル篇240円にて換写した）
2）英
国
米国にくらべ技術開発は低調であるが，給湯および暖房への利用について
研究を行っている。給湯に関しては，集熱器の低価格化と現有設備との併用
についての技術の開発を行っている。
3）フランス
・住宅の暖勢と給湯一フランスで1m2の集熱面積で得られるエネルギーは，
年間850∼1500kWHであり，温度は600C程度である。蓄熱には多くの
場合水が利用されるが，潜熱を利胴する方法が研究されている。
・海水脱塩一今後の発展が期待されているのは，太陽ポンプと逆浸透膜
あるいはイオン式脱膜の組合せである。1kWの太陽ポンプを使って逆
浸透膜方式により脱塩するプラントを建設し，1田75004の蒸溜水を得
る計画がある。このプラントの集熱面積がkW当り50m2とすれば，1臼
1m3の水を得るためには集熱器は11m2が必要となる。生産効率は824／m2
・日であり，従来の方式の約20倍となる。
・太陽炉一1000∼38000Cの高温集熱のために，1000 kWの太陽炉が1970
年に建設された。この装置の基本部分はパラボラ型の巨大な鏡であり，
光を供給する63枚のヘリオスタソトは，電子工学的に調節される。焦点
では最高380〔アCの温度が得られ，高温反応，金属の連続融解，機器の耐
熱試験などに使用され，1976年には実際に送電線への給電も行った。
Qポンプー平板型集熱器で得られるエネルギーで駆動するモーターが開
発されている。作動流体にはブタンガスやフレオンガスが使われている。
熱帯における水の汲み上げポンプとして，20年置ど前から輸出されてい
一一
W一
るが，最近では100kW程度のものが実際に建設されている。
4）西 独
・住宅暖虜一住宅用暖房および工業溺低温熱源に関する研究に，重点が
置かれており，実験住宅がアーヘンやエッセンに作られている。アメリ
カとの政府聞協力によって，コロラド州立大学プロジェクトとフライブ
ルグ・プロジェクトを実施している。フライブルグのデモンストレーシ
ョン用ソーラー住宅は，高効率の集熱器を有する」2世帯用の住宅であり，
住宅胴エネルギーを可能な限り太陽エネルギーで置き換えようとするも
のである。家屋の断熱性能・熱園収システムなどについて注目される。
・ファーム型太陽熱発電一コレクターは放物面鏡とその焦慮に設けた集
熱パイプから成り，パイプ中を通る油性媒体を2950Cにまで加熱する。
嫁体は蒸気発生器で熱を放出し再びコレクターに戻される。発電まで含
めたシステム全体の熱効率は22，4％と計算されており，計面では年間
2000時間以上500kW以上の出力が期待されている。
○タワー型太陽熱発電一1000基のヘリオスタットを地⊥に配麗し，発電
する（出力500kW）という計画である。装置の中の液体ナトリウムは
5300Cに加熱される。この液体ナトリウムは伝話および蓄熱の媒体とし
て働き，熱を蒸気発生器に輸送する。発電までの総合効率は27。2％と計
算される。
5）カナダ
太陽エネルギーに関しては，他のエネルギー資源が豊富なこと，地理的条
件に恵まれていないことから，研究実績はあまり多くはない。オンタリオ州
立サイエンス・センターでは，各種のコレクターを一つのソーラーハウスに
取り付けて実証試験を行っている。住宅用ソーラー機器の研究開発に対して
園が助成揺置を講じている，，
6）日 本
・太陽熱温水器一30年以上の歴史を持っており，技術的にも世界一の水
準にあるとみられる。温水器は，機能上から，汲み置き式，自然循環式
強制循環式の3種に分類できる。強制循環式は，前二者と違って，熱媒
体を還流させるのに水流ポンプなどを使用するため値段は高いが，ソー
ラーハウスに組み込まれるタイプである。産業としては既に成熟期に達
一9一
しており，1979年において，メーカー約100社，総月産能力は22万台で
あり，需要は年間80万台程度といわれている。
・太陽暖冷房・給湯システム，太賜暖冷房において解決しなければならな
い最大の問題は長期蓄熱であるとみられ，政府は，研究課題として土中
蓄熱，希釈熱蓄熱，化学反応蓄熱の3テーマを掲げ，1980年からメーカー
数社に委託している。名古屋工業技術試験所においては，カプセル化技
術，化学反応蓄熱，吸着熱による蓄熱の研究を進めている（表1一圭一1，
表1−1−2）o宮崎経済団体連合会の定温倉庫（15。C）に太陽熱が利
用されている。わが国の現在の産業用プロセス・ヒーティングへの適用
例としては表1−1−3に示すようなものがあり，農業関係への空胴可
能性も充分考えられる。
表1−1一哩 サンシャイン計画における太陽冷暖房。給湯システムの特徴
種 別
新築個人住宅
既存個入住宅
集合往宅
大型 ビル
場 所
大阪府枚方市
神奈川県綾瀬
東京都調布市
大分県大分市
完成時…期
昭和52年3月
昭和52年3月
昭和53年12月
昭和53年3月
真空断熱管型
平板型
平板真空管型
平板型
z収板
`4，選択画
`4，選択面
`4，選択面
Xテンレス，黒ペ
Cント
Jバー
Kラス管
Q重ガラス
Q：唖ガラス，ガラス管
Q重ガラス
?ニソトサイズ
P00mmφ
S＝1．2m
P，5GO×2，000 mm
O，95×3．6m
P．0×1．7m
S面積
S0．6m2
S8m2
R66m2
Q25㎜
X斜面
O0
P7。
Q00
集熱器
冷凍機
吸収冷凍機
ランキン／コンプ
ランキン／ヒート
激¥サ
￨ンプ
k865×7，520×
T08搬2
P（ヂ
2重効用吸収冷凍
@
資料；エネルギー総合工学研究所「エネルギー技術データハンドブックー機械技術編一」
（ 1980．7 ）
一一
P0一
表窪一窪一2 ムーンライト計画による研究題囲（昭和5ろ∼55年）
試 験 研 究 題
毯
1．太陽熱利用の住宅における冷暖勢給湯を対象とした蓄熱
槽地下埋設システムに関する実証研究
2，太陽熱利用による住宅における冷暖房給湯システムおよ
び機羅類に関する実証研究
3．纂務所ビル嗣システムに関する試験研究
4．太陽熱利用の冷暖勢給湯システムの実証研究
5．太陽熱・都帯ガス併用による実用化に関する実証研究
表1一望一δ 日本における太陽エネルギーの産業面利用の例
太陽乾燥
タバコ葉乾燥
鳥取大学，専孫訟社
木材乾燥
長野県1：i二試
牧．革乾燥
北海道大学
太陽冷暖房応用
畜舎冷暖房
島根火瞬
畜舎暖房
間LLI大学
トレンチ・ハウス
千葉大学
きのこ栽培，その他
四岡農試
産業用熱源
びん及びパイプライン洗蘇，解凍，濃縮
食品、lr二業（領詰，びん詰ダ））
洗 蘇
金属」！＝業（昭和アルミ，臼拓産業他）
ラウンドリー
三こ洋電機
コンクリートブロック
乾 燥
日立製作所
定温倉庫
川崎．重：1二
太陽脱壊
ベーズンZ麗
四瞑｝屏風島（積水化学）
高性能蒸溜器
四悶三晃島（1｝｛1，他）
融 雪
札幌市難山局
水葭業
岡山水産試
養殖池昇温
費料；エネルギー総合ll国学研究戸ラ拝エネルギー1雀術データハンドブック…機械技術編一
（ 1980． 7 ）
一11一
2 先導的事例の分析
太陽エネルギーを熱として利用する事例は多数あるが，ここでは工業用の
利用として米国のパルプ工場と醸造工場の事例と家庭用としては米国の住宅
暖房の事例を紹介する。
1）パルプ工場における太陽エネルギーの利用（蒸気）
ウィスコン州のパルプ工場（生産量20万トン／年）においては製造プロセ
スで発生する端材を燃焼して蒸気をつくっているが，それだけでは足りない
ため太陽エネルギーを利用している。端材以外の燃料からできる蒸気の半分
を太陽エネルギーで賄っている。
100QC以上の温度が必要なため，集中追尾式のコレクター，図171−8
に示す構造のパラボラ式の集熱器（45m2）を使用している。集熱器の内部は
アルミニュウム製の反射鏡でできており，反射鏡と鉄の支柱との聞は真空と
なっている。容器の頂点にある黒色のクロムで太陽熱を吸収する。季節変化
により太賜の位置が変るからそれに対応して50度の範囲で集熱器が傾斜する。
モンサントケミカル社の開発した熱媒体「サーミノール66」が太陽熱を天頂
の黒色クロムから蓄門門へ伝達する（図1…1…9）。蓄熱槽の最高温度は
1200Cである。当装置によって利用可能となる年間の熱董は102×106 Btu／
45m2である。表面の透過板（ガラス）の洗浄のため年間に6000m3の水が必
要である。
ガラス
頭熱（黒色クロム）
アルミの鏡
図1−1−8 パルプ工場のパラボラ型集熱器の構造
資料：米国エネルギー省（DOE）一己Techno｝ogy Assess寛nents of Solar Energy
Systems（TASE）”
一12一
パラボラ型集熱器
傾斜調整
〆
バルブ
熱交換
ポンプ 加熱
ノぐノレブ
ポンプ
蓄熱槽
図蓬一1−9 パルプエ場の太陽エネルギーの蒸気転換システム
資料：DOE，lrASE
2）醸造工場における太陽エネルギーの利用（電力，冷却，蒸気加熱）
カリフォルニア州サクラメントにある醸造工場において，工場全体で使用
する全てのエネルギー（電力，冷却，蒸気加熱）を太陽エネルギーで賄って
いる。電力および低圧低温の蒸気をつくるという点では当システム以外にも
利周忌はあるが，本システムは規模のメリットがある。番工場においてはエ
ネルギー収支に関するデータがよく整備されている。
（構成）集光型二六器（6300m2），地下埋蔵式の蓄熱槽（216，000m3）ガ
スタービン（1．5MW），蒸気発生用の熱交換器および吸収式冷凍機から構
成される（図1−1−10）。これらの器機は3種類のループによって連結し
ている。第1のループは集光型集熱器と蓄熱槽の間のものであり，熱媒体と
してDOW−Aを使爾する。蓄熱槽は砂利とDOW…Aとから構成され，その構
成比は砂利75％，DOW−A25％である。第2のループは蓄熱槽から熱交換器
（DOW−Aとトルエンとの聞の熱交換）まで，第3のループは加熱されたト
ルエンによる発電および蒸気発生の径路である。
（機能）集光型三熱器で集めた熱は，熱媒体DOW−Aの作用により蓄熱槽
にためられる。次いで蓄熱された太陽エネルギーは，DOW−Aからトルエン
に移される。加熱トルエンは，タービン式発電機の熱源として利用される。
タービンに使われたトルエン（3150C）は2つの熱交換機を通過する。初め
一13一
の熱交換機はトルエン（315。C）とトルエン（1540C）の熱交換であり，2
番目の熱交換機により蒸気を発生させる。この蒸気を吸収式冷凍機や製造プ
ロセスの加熱に使用する。
（効果）当システムは2×圭08Bもu／日の太陽エネルギーを集熱し，年聞の
利胴熱量は2．93×10δkWhに相当する。
蒸 気 10，000ポンド／時（100psi）
冷凍機 655冷凍トン
電 力 L4MW
なお，蓄熱槽を800。Fに保っため100 kWeのエネルギーが必要である。
96Xl（7
プロセス蒸気正0，000董b／hr。（200‘．F）5，3x正G5 Btu／day
atゆayin．
叢
i16hours）
§
P欝一
∼
熱交換（トルエZ／
@ 蒸気）
V，2×107Bt串day
撃氏C5．04xlG7
剥烽р≠刄Aウトプソト
DOW−Aとトルヱンの熱交換
P×108Btu／day
@ インプット
吸収式冷凍機
Q4xl（鷲3t疑／day
X、6×韮07B加／day
@ アウトプソト
ｭ24hours）
PΣ一
P繋闘
∼
蓄熱槽
Q×玉08Btu／d＆y
晶
J誌λ 硝《霜
@ インゲント
電 力L4酬e
V．2×圭07Btu／day
集光型集熱器
315℃
i24hours）
9舞N
図1−1一抑 醸造工場における太陽エネルギーの利用（電力，冷却，蒸気舶熱）
資料：米国エネルギー省嘱cTechnology Assessments of Solar Energy Systems”
一14一
3）住宅の暖房
米国太陽エネルギー協会議長のバルコム氏の住宅は太陽エネルギーを利用
した暖房施設を有している。温室に面して蓄熱壁があり，温窒⊥部からダク
トを通じて床下のロックベッドへ送風して蓄熱し，床暖房を行う。温室を通
して室内への直達田射も考える。
日射を受ける蓄藤壷の表面温度は400C以⊥になり，温室の温度を上げると
共に，壁を貫流する熱が室内へ達して暖房が行われる。暖房の太陽依存率は，
約84％と推定される。この住宅のある地域は北緯36。であり，標高2000mの
高地であり，1ケ月の日射量は2900Kca1／deg・m2である。
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図1一歪一斜 パッシブ。ソーラーシステム
資料：小玉祐一郎「パッシブデザインの手法と今後の課題」太陽エネルギーVol．6
N嫉4 （1980）
ろ 主要特許の概要
主要な特許について， D 発明の名称，iD 出願人， i［i）特許番号または
公開番号，iV）出願年月日， V）発明の概要を記す。
①D平板型太陽白熱器（米国特許）
lD AIpha Solarco Inc．
由） 4，278，074
iV） 1979年6月25日
一15一
V）この平板型コレクターの内部は真空であり，容器の材質は熱伝導率の
低いABSなどである。容器の中にガラス・ビーズの層を置：いてある。
②D可搬式太陽熱ヒーター（米国特許）
iD Louise J． KHar
iU） 4，284，067
1V） 1980年5月15日
V） これは，1枚の廃熱器を持った空気加熱蓄熱システムと調節できる反
射板を結合させたポータブル型である。このヒーターには太陽熱で暖め
られた空気を循環させるためのファンが付いている。
③D 温室，建築物用の太陽加温システム（米国特許）
擁） Meadowbrook Resort，Inc．
iiD 4，289，116
1V） 1979年10月16臼
〉）集熱器は多数の細長い輻射吸収熱伝導素子から成っていて，これらの
素子が太陽輻射を受光し加熱される。熱伝導素子は縦に下向きに張って
あり，一つ一つの間から太陽光が室内に入射するよう横に間隔をあけて
配置してある。
④D太陽エネルギー収熱装置（米国特許）
［D Seige Corpora乞ion
旧） 4，280，482
iv） 1979年7 ノ弓 16 日
W内面が磨き上げた反射面になっている中空の球状容器を用いている。
黒い熱吸収面と球の中に熱吸収媒体が入れてあり，太陽エネルギーを吸
画するにつれて固体から液体に変化する。
⑤D 太陽加温システム（英国特許）
iD Dow Corning Limited
liレ 2，058，119
M 1979年8月15日
V）この太陽加温システムは，一枚の集熱板としての吸収素子，1個の熱
交換器としての放熱素子，1つの伝熱流体から成っている。伝熱流体は，
30∼70％の水と30∼70％の有機シロキサンーアルキル酸共重合体の混含
一16一
である。
⑥D太陽エネルギー堕罪器（英國特許）
iD Owens−111inois lnc．
iiD 2，066，447
1v） 1979年12月26田
V） この太陽集熱器は，同心円⊥に配置した2本のガラス管を用いている。
内側と外側のガラス管の間の環状の空聞は高度な真空で，伝熱流体は内
側の管を通る。内側の管の外側の表面に太陽エネルギー吸収材料を塗布
し，外側の管に照射するエネルギーを内側の管と伝熱流体内に捕捉する。
⑦P 太陽予熱器（西独特許）
iD Hans H：interding
画i） 3，005，472
1V） 1980臼三2月14日
V）吸収剤として熱風炉の鉱渾などの微粒子の黒色体を使用し，それを満
たした工枚のパネルでできている。流管システムの改良点は熱媒体の通
過，特に，曲がりくねった形状にある。流管の外側の微粒子の細孔は硫
化炭素のような気体で満たされる。熱媒体が水であれば，この改良は食
品に対しても適用できる。
⑧D 太陽集熱器（西独特許）
iD Franz Muntenbeck
雨） 3，013，614
｝V） 1980年4月9日
V）炭酸ガス蒙たは空気と炭酸ガスを熱輸送媒体として用いる。炭酸ガス
は，太陽輻射の下に置くと，普通の媒体に較べて容易かつ急速に高等に
達する特性がある。
⑨D 太陽熱集熱器（日本特許）
iD 工業技術院長
画） 6，0圭0，654
tv） 1979年7月9日
〉）平板型三熱器において，反射防止処理を施すことによって集熱手段に
直接照射される太陽光を増大せしめ，集熱効率を高めることができるよ
一17一
うにした太陽熱集熱器
⑩D 光エネルギー吸収用熱媒体（日本特許）
の 東レ株式会社
iiD 6，065，077
i＞） 1979年io月31日
V）光吸収性の優れた薬品，染料，顔料の1種もしくは2種以上を溶解せ
しめた光エネルギー吸収用熱媒体を用いる。
⑪D 太賜熱集熱板（日本特許）
の 松下電工株式会社
顧） 6，108，056
1V） 1980年1月31日
V）金属基板に太陽スペクトル領域の光を吸収し，かつ赤四域の光を透過
する0，02∼1μの選択吸収膜を形成し，この選択吸収膜の⊥に1．5∼5
μのシリコン樹脂膜を付した太陽熱集熱板である。
⑫D 太陽熱集熱板の選択吸収面（日本特許）
の 新碍本製鉄株式会社
由） 6，121，946
iV） 1980年3月3日
V） ステンレス表諏に設けた酸化クロム被膜層の上に，さらに酸化珪素の
薄膜層を有していることを特徴とする太陽熱三熱板である。ステンレス
鋼表面にあらかじめ微細な凹凸を形成してある太勝集熱板の選択吸収面。
1−1−2 集光技術
1 開発動向の現状
1）米 国
エネルギー省が行っている太陽電池システムの開発状況は次のとおりであ
る。
・薄膜材料としては，CdS，GaAs，薄膜多結晶シリコン，アモリファスシ
リコンがあるが効率10％以上のものは，デラウェア大学のCdZnS／CuS
を材料とした薄膜セルであり，将来的には，この効率は14∼16％にまで
向上される見通しである。変換効率が30％以上と期待される電子化学太
一18一
陽電池，シリコン以外の非結贔材料，多層集光セルについての計画があ
る。
・（低コスト・アレー）アレーについては数種の技術があるが，シリコン
平板アレーが最も有望である。コスト低減の努力は，純粋シリコンの製
造，大規模結贔シートの形成，セル形成，セルのカプセル化，モジュー
ル組立に向けられている。
・（集光システム）コスト低減の努力は，集光器，集光能力増大装置，セ
ル技術の3領域に向けられている。現在は，低集光（2∼10倍）は低コ
スト・シリコン板とリボン・セル，中間集光（10∼100倍）はシリコン・
セル，大集光（100∼2000倍）は複合半導体セル，高効率シリコン・セ
ルおよびGaAsセルを開発中であり，数年後には500∼1000倍の集光率
で効率30％を達成する電池の実現を期待している。
2）フランス
従来，この分野へは力を入れていなかったが，急速な技術進歩と将来性に
着目し，光電池開発のため予算を増額した。技術開発の遅れを回復するた
め米国企業と提携している企業もある。当面は，シリコン単結贔および多
結滞生産の技術開発に予算を投入することになっており，この主担当企業
はRh念ne−Poulenc社：である。
3）西ドイツ
太陽電池を用いる太陽光発電に関し単結贔シリコン，多結晶シリコン，GaAs
などの半導体，など多くの種類の研究が進められ量産化の研究も行われてい
る。各国の政府や公共機関および企業などと共同して，出力規模30∼300kW
の太陽光発電所を12ケ所以⊥に建設することを計画している。1983年には，
全部で1000kWの出力を得る予定である。
4）日 本
サンシャイン計薩の発足により，一般住宅，集合住宅，学校，工場，中規
模発電などを適用対象とした研究開発が始あられている。サンシャイン計礪
の太勝光発電システムの研究開発状況は次のとおりである。
①（シリコン太陽電池）横引き法によりリボン結晶速度を40cm／分まで向
⊥させることができたが，これよりも高速でかっ従来より厚さが1桁ほど薄
いシート形多結晶の製造方法が東北大から発表されている。
一19一
多結晶シリコン太陽電池のコストダウンを図るため，不純物を多量に含む
再結黒化金属級シリコンを基板とし，その上に高純度シリコン薄膜を成長さ
せる方法が研究されている。
②（化合物半導体太陽電池）低価格化の可能性が強いのはCdS系の化合物
であり，期待できる変換効率の最も大きいのがGaAs系の化合物である。
CdS系の電池の問題点は，公害発生の可能性と，原料不足対策である。松下
電器産業はCdS／CdTe太陽電池の開発を行い，8∼9％の変換効率を実現
している。
③（非晶質太陽電池）1980年からサンシャイン計画のテーマに加えられ，
企業6社が研究開発費を受けている。
2．先導的事例の分析
1）家庭用電力への太陽光の利用
家庭で使用する電力の80％を太陽光で賄っている事例がアリゾナ州フェニ
ックスにある。当システムは，ジェネラルエレクトリソク社によって開発さ
れた概念設計を基にして製作されたものであり，単結晶シリコン太陽電池を
用いている。この家庭の床面積は135m2，年間電力消費量は20，000 kwhで
ある。
（構成および効果）シリコン太陽電池（81m2），蓄電システムおよびイン
バーター（直流から交流への変流機）から構成されており，発生した電力を
家庭で直接使絹できるシステムである。なお，太陽電池の電力だけでは不足
するため，消費電力のうち20％は一般の電力配電網からとっている（図1−
1…12）。消費量が少ない時に蓄電したものを曇天の場合に用いるが，太陽
電池からできる電力だけでは足りない場合には，一般の電力を併用する。こ
のシステムでは年問王6，420kwh（56×106Btu）の電力をえることができる。
マイアミにある施設では14，856kwh，クリーブランドにある施設では9，479
kwhであって，フェニックスの当施設が最も大きい能力を有する。
2）小学校における太陽光の利用
小学校で使用する照明，暖房および給湯の全てを太陽エネルギーに頼って
いる事例がある。暖虜および給湯用には平板型集熱器を使用し，照明用には
シリコン太陽電池を使用している。平板型集熱により空気を加温するが，冬
季においても250Cの温度をうることができる。晴天の場合には適度の温水が
一20一
220V60Hz
一般電力網
太陽電池
10K∼v
インバーター
蓄電池
250Ah
48㎞h
DC／AC
220V60翫
家庭の電力消費
図1−1−12太陽光の家庭用電：力利用システム
資料：米岡エネルギー省“Technology Assessments of Solar Energy Systems”
えられるので一般の電力は使用しなくてよいが，日射量が少ない場合には一
般の電力を使用するシステムとなっている。
この装置により年間288MWの電力と82 MW相当の熱量をとることができ
る。熱としての利用のうち，23％は暖房用であり77％は給湯用である。電力
と熱を合計すると取得できる総エネルギーは128×109Btuである。
3）太陽電池と風力発電機の併用
家庭用電力を太陽電池と風力発電機で賄う住宅がオーストラリヤで開発さ
れ実用に供されている。従来の電力供給網では遠過ぎる地域のために開発し
たものであり，全ての器材を1個のコンテナに収納し輸送できる設計となっ
ている。
このシステムの開発は，1979年，オーストラリア全国エネルギー研究開発
実施評議会から研究資金を与えられた。マローニー宅邸に取り付けたものは
第1号セットであり，フィリップス社の10Wの太陽電池を配列した太陽熱併
用コレクター・パネルに，ダンライト社製の5kW風力発電機を加えてある。
太陽電池と風力発電機から得られた電気は，110V定格の蓄電池にたくわえ，
必要に応じてインバータを通して240Vの交流が取り出せる仕組みである。
一一
Q1一
4）エネルギー自給住宅
オーストラリアで建設された（ユ979年）自給柱宅は，太陽電池240W（12
V2，5A／パネル×8パネル）と鉛電池18台を備え，蓄熱装置としては容量
225m3の水槽を用いる。庭には砂糖大根を植えて，それを台所の廃棄物な
どと共に発酵させ，アルコールを採取する。この量は年間で約6，000リットル
であり，炊事用の熱源および自動車の燃料として使用する。
一22一
1−2 地熱エネルギー
1一一2−1 探査技術
壌．開発動向の現状
地熱資源を分類すると火山性と非火山性に大別され，さらに表1−2−1
のように細分される。
表1−2一雀 地熱資源の分類
分 類
浅部熱水系
主要利用形態
発 電
＝@用 等
深部熱水系
発 電
火山エネルギー
（発 電〉
高 温 岩 体
非火山系
深度（km）
温度（℃）
∼2
100∼250
地表徴候が見られる
2∼5
250∼350
探査，日嗣技術が課題
650∼
未開発
米，ジ襲1独，日本の共同プ
発 ξ琶
ｽ 廻 的
2∼5
董50∼
多 目 的
深 層 熱 水
￨ 電
そ の 他
2∼5
iバイナリー）
70∼150
鴻Wェクトが進行中
大都市周辺でも得られる
ﾌで地域冷暖房に使用可
α）代表的探査技術の概要
地熱の開発計懸は多数の探査技術を駆使した後に立てられるものであり，
探査計画から開発計画策定に至るフローを示すと図1−2−1のとおりであ
る。代表的探査技術の概要を以下に示す。
1）地質調査
地質調査は，野外露頭観察，試料採取，室内分析などにより，金属・燃料
鉱床探査と同様の地熱貯留層構造の解明，変質帯調査に基づく熱源評価を罵
的としている。
2）地化学調査
地化学調査には，温泉，噴気，噴湯の化学分析による調査と，土壌ガスに
よる調査とがある。地下深部から土昇し地表面近くにある土壌ガスにはヘリ
ウム，水銀，炭酸ガス，ラドン222などが含まれており，その濃度や同位体
一23一
組成を分析し，貯留層構造の分布，断層の存在，基盤の深度分布，地下深部
の温度異常などに関する情報を得ることができる。地表微候のない地帯にお
ける探査法として有力であり，測定・解析が比較的簡単である。
地質構造調査
地質調査
（貯留∫麟構造）
ﾏ質帯講査
ﾘ石絶対年代一定
地質構造はどうか
f裂系計測
@貯留厨構造
@回忌構造等
地質構造
リモートセンシング調査
宴塔gサット，スラ嚇
物理調査
q中磁気探査
熱水系はどうか
n 震 探 査
d 気 探 査
@地 表 水
@地下水の動き等
撃艶H 力 探 査
d磁法調査
M醸去1：調査
坙ｳ簸調査
ﾔ外線熱映像調恋
小地礎探査
予資
@料
@調
@査
水文・水質調査
地化学調査
（水流霞形盤）
調査井
ﾌ確認
貯留層評価
ξ｝三産性評緬
（熱源評締）
熱源はどうか
@涯愚 度
@規 模
@活動度 等
y壌ガス探登
経立
各種検贋
ﾏ地
条
iヘリウム・水銀）
ｩ・件
気・温泉戒分調査
ｬ体年代調搬
ｻ学的地下澱度調査
図1−2−1 地熱探査技術
資料：佐々木文昭「地熱利用の現状と今後の課題」公簿と対策Vol．16 No．6（1980＞
3）物理調査
物理調査といわれるものには，衛星による写真調査，重力探査，地震探査，
電気探査，地磁気地電流探査，赤外線熱映像調査などがある。
① ランドサソト衛星による空中写真調査
ランドサソト衛星から得られる画像の解析により，火山性陥没構造等の地
熱地域特有の地形構造を明らかにすることができ，広域的な物理探査方式で
ある。
②重力探査
理論的に計算される重力と実測値との差からある地域の地下構造を推定す
る方法であり，「バネ秤」を応屠した携帯用重力計を用いる。解析に密度や
高度などの重力補正が必要となるが，比較的簡便な方法である。熱水が地下
深部より地表付近に上昇してきた場合，温度低下にともないSio2が析出し，
周所的に密度が増大し，重力探査により求めた重力分布図に重力異常地点と
して表示されることになる。
一24一
開発善十画
③ 」旭震探査
地震探査法は，能動的方法と受動的方法に分類される。能動的方法ではダ
イナマイトの爆発などにより人工的に地震波を地下に放出し，地層の境界爾
からの反射波や屈折波の観測及び解析により地殼構造を明らかにしょうとす
るものである。受動的方法は地熱地域に自然に発生する微小地震を対象に観
測・解析を行う。
（能動的地震探査法）
代表的な能動的地震探査法として「反射法」と「屈折法一1があげられる。
「反射法」は翰30年置より石油鉱床探査法として使われ始め，現在では陸・
海を問わず石油探査の有力な武器として世界中で用いられている。人工震源か
ら地下へ送り出された地震波は弾性的性質の異なる地層境界贋に達するとそ
のエネルギーの大半は屈折波として深部に伝わるが，一部は反射波として上
方へもどる。できるだけ水平かつ直線上に設定した測線にそって発震点と受
震点を設け，反射波の観測・解析により記録断面図を作成する。
「屈折濯類は1920年代にテキサス州での石油探査で成功し，やはり長い
歴史を有する。屈折法の原理を図1−2−2に示す。発堂下（発破点）Aか
ら放出されたP波が第一層と第二層の境界層に達する際，入射角が臨界角θに
等しいときには波は両三の境界沿いに進行し，C点で再び臨界角θで屈折し
て観測点Dに達する。すなわち，D点では，地表に沿って伝わる直接波とA
一・B一・C→Dの経路を経て伝わる／｝lf｛折波の平野を観測することになる。一般
に波速は第二層中の方が大きいため，AD間の距離がある程度大きくなると，
直接波より屈折波の方が早く観測される。直接波，履折波にかかわらず先に
到着した初動のみをひろいあげ，時間と距離との関係を図示したものが走時
曲線とよばれる（図1…2−2（ロ））。曲線の傾きより両1齊中の波速が求めら
れ，不連続点（Xp）の位置より第一層の厚さが求められる。
屈折法は，反射法の測線が数kmでよいのに比べ，30∼50k搬以一上の長い測線
を必要とし，発震エネルギー，受震点の設定などの規模が大きくなる欠点が
ある。米国やニュージーランドでは屈折法を用いて主要地熱地域の深部構造
がかなり明らかになったといわれ，地下5∼6kmまでの深部構造を解汗する
ことも可能である。
一25一
走
時
T
TI
1ロ〉 ？P
一一
T2
jニニニニ7、
一’ @ l
@T。 1 1
‘
Xp −X B
距離X
噛一榊榊一一一一 @噺騨脚一一 一門一一一一 鱒一 一曹 一＿一師
To
（イ｝ C
・i 第一層v1 ｝・霧 1摩 1
第二層V， C
A
D
：発破点→屈折披
：受震点… 鷹接波
B，C：右折点 6：臨界角
図1−2−2 屈接法の原理
資料：小川克郎「地熱地域における地震探査一隅遵法」地熱エネルギーNa13（1979＞
（受動的地震探査法）
受動的地震探査法のひとつである微小地震探査法は地震学の分野では広く
使われてきたが，探査法としての歴史は浅い。微小地震の観測には最低3ケ所以上
の測定点に設置された地震計を用いる。これらの観測結果の解析より震源の
位置，深度等を推定する。地熱地域は地震活性度が比較的高く，群発性の微
小地震が多いという特色を探査の手掛かりとする。
④ 電気探査
電気探査は古くより用いられてきた実際的な：方法であり，比抵抗法，直流
法ともいわれる。大地に直流電流を流して地下の比抵抗（電気伝導度の逆数）
を調査する。電気探査法の原理を図1−2−3に示す。電気探査は，大地に
直流電流を流す2っの電流電極とこれにより形成された電場に基づく電位差
を測定するための2っの電位電極を用いる。よく使われるシュランベルジャ
法の電極配置を示している。この修正法としてのダイポール・ダイポール法
（DD法）が近年注邑されている。（DD法）の電極配置を図1−2−4に示す。
一26一
昌’
ｭ尉あ1一
鼠鑑賜∫・
電位電極
N臼
電圧謝
M日
。ン／
電流電極
B
一ゆ d流1
電位差JV
見掛比抵坑・・一K4y
資料：花岡爾之，内旺i利弘「地熱の電気探沓」地熱エネルギNα17（1982）
図1−2一ろ 電気探査の概念。電流電極ABから直流電流を流し，電位電極
MNで電位差を測るQ
V
M
1
N A
B
擁一一一一a一一躯一一一一一 na 一一一一 a一鋼
図1−2−4 ダイポール・ダイポールの電極配置
資料：花岡筒之，内ELI利弘「地熱の電気探沓」地熱エネルギー晦17（1982＞
シュランベルジャ法はABの中央地点の鉛直：方向の見掛抵抗が得られる。
DD法は鉛直方向のみならず水平方向の比抵抗分布が観測できるため，短い
距離で比抵抗の側方変化が急激に生じる地熱異常域の探査に今後威力を発揮
するものと期待される。
⑤地磁気地電流探査（Magneも。−Telluric法， MT法と略す）
電気探査法の一方法であり，直流比抵抗法より深い地点まで探査できると
いう特徴がある。原理的には「自然に発生する電流（地電流）」と職場（地
磁気）．1の各成分を測定，解析することにより地下の比抵抗構造を明らかに
する。この「自然変動電磁場」は，赤道付近の雷放電や時々刻々変化する電
離層や磁気圏内を流れる電流に起因して地球磁場の変動によって生じる。地
球磁場の変動が地電流を誘導し，これがさらに二次磁場の発生源となる。
自然変動電磁場は大地の比低抗構造と嗣波数によって減衰の程度が異なる。
電磁場の大きさが地表面の値の1／eに減衰する深度を浸入深度といい，こ
れが探査深度の目安として用いられる。通常，比抵抗は潟度上昇につれて低
一27一
下するため，地熱源は低比抵抗異常部として検出される。これまでに，アイ
スランド，米国ネバダ州，北西ドイツなどでこのMT法による地熱探査が実
施されている。
⑥ 赤外線熱映像調査
物体の表面からはその濫度に応じた電磁波が放射されており，それを検知
することによって物体の表面温度を遠隔測定することができる。この原埋を
応用したのが赤外線放射温度計や赤外線熱映像装置であり，地温分布の調査
に応用する。広範野にわたる撮影対象範囲の表癒温度分布を映像として瞬時
に把握できる利点がある。璽963年にアメリカ地質調査所がハワイ島キラウ
ェア火山において空中からの撮影に成功したのが最初とされ，1三1本でも1966
年より実用化されている。地⊥撮影，空中撮影の両方式があり，空中撮影に
はヘリコプターと飛行機が用られる。歪補正技術が現状における課題である。
（2）各国の現状
の 米 国
米国では，西海岸に平行して縦走するシエラネバダ山脈周辺が顕著な地熱
包蔵地域で，多数の地点で開発が行われている。現在稼動中の世界最大規模
の地熱発電所ガイザーは，サンフランシスコの北145k癒の山中に存在するが，
50万kWの総発電量を保有し， i g83年には150万kWあまりに到達する目標で
ある。
また，1970年にロスアラモス科学研究所のスミス研究員が考案した（U．S．
Pat．No．3，786．858 ）高温岩体（Hot Dry Rock：HDR）を利用した地熱
発電に関する研究も活発であり，エネルギー省（DOE）の主導のもとに
玉979年に高温岩体地点選定委員会を発足させ，1980年より2地点（ボア
ービ地域，クリス∼ウォール地域）を選択して各種探査を行っている。高温
岩体実証開発に対して西独とともに我国も1980年から5年問資金援助する
ことになった。
探査技術としては，物理探査が最も頻繁に使われており，次いで地化学探
査である。探査技術の囲安として米国における試験井の成功率を表1−2−
2に示す。油やガスの探査技術と比較して地熱探査の成功率は低く，技術的
1
一28一
表窪一2−2 地熱試験井の成功率（油・ガスとの比較）
地熱井（トータル〉
地 熱 井（試掘）
油・ガス井
年
油・ガス井
i探査井）
iトータル）
成功数
掘削数
成功率
試掘数
ｬ功率
要975
46
37
0．80
0，644
P976
T2
R9
O．75
O，657
ﾊ977
T2
Q5
O．38
O，673
P978
T8
R0
O．52
O，654
62i1513
成功数
成：功率
1
0．166
0，233
Q∼3
@ 0
@ 2
O．10∼0．｛4
O，265
@0
O，270
@0，154
O，253
@成功率
資料：Dhillon et al．，1978；Smith and Matlick，1976；Smith et al．，1978，王979 and
DOE／EIA，1978．
課題が多く残っている。北部ネバダ州の各地で行った探査法について適用容
易性という観点から評価すると熱構造調査，地表地質調査，重力探査が最も
適用しやすいとされた、（表1−2−3）。実際には一つの方法だけではなく，
複数の探査法が使われリスクの軽減が図られる。さまざまな地質環境に対し，
最も効果的な組み合わせと考えられた探査法を表1−2−4に示す。各ケー
スとも熱構造調査は必ず実施する。
表1−2一ろ 各探査法の地域的適用容易度評価
各
総含
探査技術
サルトン
横位
盆地
地域
位
アパラ
東部備
容
ワサッ リオグ
チフ目
ランデ
ケーズ ク 島 ク 規 ン｝・
ガイ
アリ、．
サー
一シャ
ン列島 チア
術
の
カ ス バザル スネイ
騨アイ ツ
トラフ
度 顧
適 用
甕 技
深
易
被地
東プル
一｝・ン
圧帯
熱感造調査
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
2
地表地質調査
2
9
2
2
三
2
2
2
2
2
3
5
9
重 力 探 査
3
2
7
5
4
3
7
7
3
4
2
2
5
電 気 探 査
4
3
4
3
3
8
4
3
8
5
8
6
7
試 掘
5
5
8
lo
10
4
8
9
7
3
5
4
1
地 震 探 査
6
4
5
8
6
6
5
5
6
6
9
7
3
水．文・水質調査
7
6
3
4
5
9
3
4
5
7
6
8
4
空中写與調査
8
7
6
7
8
5
9
8
4
9
7
9
12
歪4
年 代 測 矩
9
lo
9
6
7
7
6
6
9
8
10
10
磁 気 探 ．．査
10
8
10
9
9
lo
10
10
10
11
4
3
6
．」：壌ガス探査
11
lI
13
13
11
i3
13
13
11
12
11
12
8
リモートセンシング
12
12
12
12
13
11
iI
11
12
13
12
貰三
10
赤外線熱闘象調査
13
13
11
11
12
12
12
12
13
10
13
13
三1
そ の 他
M
M
14
14
14
14
M
14
M
ヨ4
14
14
13
注：1一適用容易度最大， 廻麟適用容易度最：小
資料：Dennis L．NelsoバPROGRAM REVIEW−GEOTHERMAL EXPLORATION
AND ASSESSMEN℃ TECHNOLOGY PROGRAM”DOEレポート（1979）
一29一
表歪一2−4 各地質環境における探査技術の効果的組合せ
地
質
環
境
適用容易度が高い探査技術
熱構造調査
ガ イ サ ー
地表調査
重力探1査
空中軍画調、隔
地化学調1査
サルトン・トラフ（Salton Trough）
熱構造調査
重力探査
電気探査
地震探査
試 掘
地表調査
バサルティック島弧
熱構造調査
電気探査
重力探査
地化学調査
被地圧帯（Geopressured Zone ）
試 掘
熱構造調査
地震探査
ナ也イヒ学言髭副査
重力探i査
盆：地地域（Basin and Range ）
熱構造調査
スネイク川平・原
地表．調査
ワサッチ・フロント（Wasatch Front＞
地化学調査
リオグランデ
電気探査
アパラチア地方
熱構造調．査
東部および醗東プルートンズ（Eastern and S．E．P圭utons）
重力探査
磁気探査
カスケード，アリューシャン（Cascade
and A leutian＞
弧島群（Arc 王s｝ands＞
熱構造調査
地表調査
重力探査
電気探査
資料：Dennis L NelsoバPROGRAM REVIEW晶GEOTHER廻航EXPLORATION
AND ASSESSMENT TECHNOLOGY PROGRAM”DOEレポート（1979）
一30一
2）英 国
英国は国内に豊富な石炭資源をもち，英領北海に石油・ガス資源を有す
るエネルギー自給国である。このため，新エネルギーの開発には必ずしも積
極的ではなく，地熱エネルギーの研究開発費（1979年政府予算）は表董∼
2−5に示すように日本の3割程度である。
地熱分野においては，欧州経済共1聖体（EC）および国際エネルギー機関
（Intemaho照l Energy A机hority， IEA）の加盟国として人工熱水系造
成（Man−Made Geothe㎜al Energy System，MAGES）の開発を担当して
いる。1976年より国家研究計画が開始され，農業，工業，民生用の給湯を
主眼とした地熱利用が考えられている。
表1−2−5 主要国における新エネルギー研1究一発費（RD＆D）
（1979年，政府予算） 単位百万ドル
アメリカ
鋲エネルギーRD＆D（A）
カナダ
西ドイツ
イギリス
日 乳
996．0
23．1
95．5
20．9
55．1
太陽エネルギー
363．5
9．1
29．6
2．0
16．9
風力エネルギー
53．8
1．9
Z6
1．1
0．3
海洋エネルギー
42．2
0．9
1．6
9．5
2．3
バイ オマス
2717
5．6
1．6
玉．6
0．3
地熱エネルギー
王37．0
1．1
6．0
4．9
i8、7
50．1
2．7
1．1
0．1
0．1
石炭ガス化・液化
321．7
1．9
48．0
i．7
16．5
省エネルギーRD＆D
211．7
10．7
45．1
34．7
5i．3
オイルシェール・タールサンド
原 子 力 RD＆D
1，628．2
9王．0
677．6
250．8
7743
エネルギーRD＆D（B）
RD＆D合 計
3，783．4
董39．2
1，048．0
389．1
9匪9．3
23，700．0
900．0
3，030．1
26．3
16．6
9．1
（A）／（B）
n。a。
5．4
5，167．5
6．0
資料 IEA定嘘Energy Research，Developmenもand Demonsもration ln the IEA
CouRtries” 1979 Rev lew
3） フランス
フランスは1950年代から全土にわたる石油・天然ガス資源の調査を行っ
た。石油や天然ガス資源はほとんど発見されなかったが，豊富な深層熱水資
源が全土の60％以上の地域で確認された。また，ボージュ山脈側縁のアルザ
ス地方で発電に利用可能な150∼180℃の高温地熱資源の存在が認められた
一31一
が，貯留層規模が小さいため地熱発電には不適と判断された。したがって，
フランスでは他の先進諸国と比較し，地熱発電に対して積極的ではない。
一方，豊富な深層熱水の活用が1968年にパリ市東南50kmのムラン虜
（Melun）で最初に試みられ，アイスランドのレイキャビク市（Reykjavik）
やハンガリーのセゲド市（Szeged）などとともに地熱資源の多目的利用の成
功例として世界的に知られている。
1975年以降の暖房用石油の不足から，政府は開発資源を供与して各都市
の地熱利用を助成し，1978年にはクレイ4，000戸，ビルヌーブ・ガレン
1，704戸において地熱の地域利用が実現した。フランス政府は，将来的には
地熱開発をさらに拡大し200万戸以上に供給する方針といわれている。
（ムラン市の給湯利用例）
ノ ノ ノ
ムラン市ではまずSTG社（Societe Tech蹟que de Geothermie）が最新
の石油探査技術を応用した深層地熱水帯の探査技術を用い，ig69庫3月∼6
月の問に掘削し，予想通りの熱水の取得に成功した。次いでSTA社（Soci6t6
ノ
Thermigue de IAIamont）が市自治体と契約して1970年より約2，000戸の新
興住宅団地への給湯が開始された。
き
灘 織 印
懸
＼
＼
10m
li
ン
i
採取
拶
還元
御
）
曳
＼
800∼η
＼＼’
図1−2−5 ムラン市地熱水利用施設概念図
資料：大内来三「非火1⊥1性地熱資源とその利吊の現状」地熱エネルギーNa lO（1979）
一32一
ムラン市の利用施設概念図を図董一2−5に示す。ムラン市の施設では，生
産井と還元井は深度約1，800mの貯溜層に掘り当てられ，末端は還元水の生
産井の影響を防ぐ陰的で800m離されている。地上では両井は利用の簡便’性
などを考慮して10mと接近し，この間に上水と熱交換され，全量が注入還元
される。熱交換器は地熱井のスケールを酸処埋できるようにチタン合金性と
されている。この施設は，2，000戸の地域暖虜・給湯のすべてをまかなうも
のではなく，冬期には石炭ボイラーも併用される。この結果，化石燃料を約
30％節約し，利用者の燃料費負担を約10％軽減した。茎978年には3，000戸
にまで普及し，年間約1万トンの石炭節約となった。
の 西 独
西独は火山性地熱資源に富む国ではないが，局地的には火山や温泉の存在
が知られる。連邦政府は1974年に「エネルギー研究計画」を公表し，化石
燃料の代替と原子力の補助をド1的として地熱エネルギーの開発を開始した。
施策として地熱資源探査と人工熱水系造成（MAGES）の2方針が明確にされ，
連邦政府推進のエネルギー調査計画ならびにEC提案の基本調査計画とが骨
子になっている。連邦内の地熱分布図の作成は，ニーダー・ザクセン州地質
調査所が担当し， 玉977年に完了した。地熱異常地における技術探査も行な
3000m
1000
0
一一500
↑
建
番
第三系
一王000
毒，
一一
P500
…2000
恵
三畳系
−2500
…3000
花こう岩 争
−3500
↓
花こう岩
−4000
図’1−2−6 断層境界面抽熱方式
：幾世橋，京，石浜「地熱エネルギーとしての高温岩体の利用技術封ヨ：イく機械学会誌
Vo 1． 84 Na 757 （ 董981）
一33一
われ，浅層および深層における水圧破砕実験が実施されている。また，人エ
熱水系造成の新方式として注目されるものがバーゲン・ビュルンベルグ州の
ビュール市（B曲1）において1979年より開発されている（図至一2−6）。
（ビュール市の地域暖房）
ライン地溝帯の断層境界面を伝熱面として利用する方式で，地域暖房プラ
ントに70年の経験を有するデンマークのブラウン・ゾーレンセン社との共同
開発による。 1979年春より詳細な地質探査と暖厨供給範囲の検討が開始さ
れ，微小地震探査法によって地下構造が確認されたので同年董1月から坑井が
掘削された。
ライン地帯には周囲から董25∼150耐／hにのぼる大量の天水流入があり，
3，500m深度の岩石温度は約110℃とみられる。実施計画では，地下境界面
に接合する坑井を注入井とし，これに平行するように断層斜面上位に抽出井
を複数掘削する。注入井からの低温還元水は境界面に浸透し，断層岩体から
の伝熱により熱水となる。境界面に沿って上昇する熱水を各抽出井で汲み上
げて熱源として利用するものである。この方式の利点は，熱水の需要に応じ
て注入量を調節できることと抽出井を複数設けることにより，熱水利用地域
が一地点に限定されず，周辺一帯にも及ぶので都市の地域暖房熱源として経
済的にすぐれているQ
ビュール市の方式は断層境界面抽熱方式と呼ばれ，漿咄力4．6MWの地域
旧記熱源が供給できるQ熱供給ステーションには，抽出井より90∼120℃，
125∼150耐／hの熱水が供給され，所内の熱交換器で80℃の熱水を二次生
産し，需要家に供給する。この二次熱水は地域暖房に馬いられた後，50℃と
なって地下還元される。．寒冷時には，ディーゼルもしくはガスタービンで駆
動するヒートポンプにより熱出力を3MWアソフ。する。また，補助ボイラー
の利用も可能である。
5）カナダ
カナダの新エネルギー開発は該だ活発なものではない。地熱利用として発
電も多目的利用も実用化されたものは未だないが官民共同の地熱開発プロジ
ェクトが進められている。
ブリティッシュ・コロンビア州のメジャーマウンテン地域（Meager Mo嫉歎
もain）において，カナダ連邦政府のエネルギー資源鉱山省（Energy， Mines
一34一
and Resources）とビーシーハイドロ社（B．C．H：ydro社）の手で地熱開発
プロジェクトが進行している。サブプログラムとして以下の3つがあげられ
ている。
1）地熱異常地域図の作成
2）資源包蔵量の確認とアセスメント
3）堆積盆からの地熱エネルギー
プロジェクト対象地域園を図1−2−7に示す。ここでは，探査方法とし
て電気探査（ダイポール・ダイポール法），地温勾配調査，地化学調査が用
いられた。EMRによるMeager Creek H：oもSpring付近の試錐結果では202
℃を得た。Mも．Meager周辺では北部地域にも同様の地熱資源の存在が見込
まれており，また中部地域においては地形条件にはばまれて探査が進んでい
ないが今後の調査が期待されている。
ゴ ／
、、
ノボ
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＼
一！ 眠
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／甑7＼塁騰
ノ 謬CAMP
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’
塵
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ノ
i一！＼ハノ
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ず
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gOTSPRING
ダへ
‘ 1
、 ！
へ＿’火山地帯
夙河川
。L＿L⊥＿」km
’ ぐ＼
、ノ
瞬
図1−2−7 Meager Mountainの調査対象地区
資料：（財）日本産業技術院輿協会「新エネルギー技術闘発情報調査）
Mt．Meager地区から60k紐南方のMも．Cayley地区も地熱資源の存在が予想
されており，第二の開発地域として探査が開始される予定である。
一35一・
非火山性深層熱水については，プレーリ州（Prairle）において至975年
よりアセスメントが開始され，8×10ヨ2バレルの原油に相当する資源の存在
が認められた。1977年よりRegin3大学のRegina−Moose Jaw地区で詳
細な調査が開始された。温度，水質，透水性などの調査の結果，浸透性など
の面で良好と判断され，1980年には，さらに地温調査，熱水の腐食性調査
が実施された。また，連邦と州の資金援助のもとに還元井の掘削が行われる
予定である。
6） 日 本
日本は世界有数の火山国であり，地熱資源にも恵まれている。国内には多
数の温泉がみられ主として浴用に開発されてきた。温泉熱の農林水産分野へ
の利用についても，わが国には古い歴史があるが，ハンガリーに比較した場
合，この用途への利用は概して小規模なものにとどまっているといえよう。
サンシャイン計画においても，地熱開発の主眼は発電におかれている。今後
は熱水の多霞的利用や大都市が立地する堆積平野にも広く分布すると考えら
れる非火山性深層熱水の利用にも力を入れる必要があろう。
サンシャイン計爾における地熱探査は通商産業省工業技術院地質調査所と
新エネルギー総合開発機構により行われている。ここでは，従来の石油・金
属資源探査に用いられてきた各種探査法の応用とは異なる新しい地熱探査法
を用いた広域調査をめざしている。これは，キュリー点法およびレーダー映
像法と呼ばれ，昭和55年10月に新エネルギー総合開発機構が創設されてスタ
ートした全国地熱資源総合調査でとりあげられている。
キュリー点法は地磁気探査のひとつであり，地三内の強磁性物質がキュリ
ー温度を境として急激にすべての磁化を失うことを利用した原埋である。空
中磁気探査によって得られる地球磁場強度分布データからキュリー等温点（560
∼580℃）を求める。地熱地帯では他地域と比較して熱源が地表近くまで上
昇していると考えられ，したがってキュリー点に枳当する深度も浅くなって
いるはずであるQ
キュリー点法解析に求いられるデータは空中磁気探査データと本質的に同
じであるが，わが国ではその解析法にモデルシミュレーション法を導入した
点に特徴がある。これによりキュリー等温深度の細かい起伏の検出が容易に
なると考えられている。新エネルギー総合開発機構では昭和56年度よりキュ
ー36一
リー点法を用いた全国規模の地熱資源探査を開始しており，その結果が注目
される。
レーダ映像法は航空機によるマイクロ波レーダー調査である。マイクロ波
は雲などの水蒸気を透過するため，地表の起伏が天候によらず詳細に観測で
きる。ランドサット衛星によるリモートセンシング手法により，比較的規模
の大きい断層破砕帯，環状構造，変質帯などが新たに発見されてきた。この
ランドサソト衛星画像の分解能に比べ，航空機からのレーダー映像は約8倍
の分解能を有し，地上の約10mの溝を識別する。したがって，詳細な断層，
破砕帯まで読みとることができる。
地熱熱水の多くは，断層・破砕帯を通路または貯留層としているため，レ
ーダー映像法は広域をカバーする有力な地熱探査技術になるものと考えられ，
今後のデータ蓄積に期待がもたれている。
2．先導的事例の分析
（9 米国ネバダ州における地熱探査
騰認∴∵∵一
この事例は，
1977年末にスタートした地熱開発における民間との協力を
目ざした「民間との共同出資計画」に基づいている。ネバダ州北部およびユ
タ州南西部の14地点（図1−2−8）において地熱資源の探査を行い，その
資源を評価しようとするものである。この計画の霞的は以下に示すとおりで
ある。
① 政府と民間の共同出資を通じて，民間の開発力を増大させる。
②広い範囲からの開発計画参加を促すための入手データの公開。
③ 全国的な地熱開発に必要な最適技術の決定のため，さまざまな地形にお
ける開発経過をとりまとめる。
④ 特定地域での地熱開発ポテンシャルの確認を通じて地熱エネルギーの商
業化を促進する。
この中で，地熱探査の的中率増大のためには地質，地球化学，地球物理の
各探査法を複合的に用いることが有効とされている。ネバダ州北部の調査地
一37一一
△
ネバダ
ム
△
ユタ
ソルトレイクシティ
Q
△ △
△
△ △
坐
△
地熱調査井
スケジュール
1978 0 3zド
フスベガス
1979 0 62採
o
△対象地域
一
1980 ・ 7本
〇 100マイル
1981 。 5零貰
図1−2−8 民間との共同出資による地熱関発プ皿グラム対象地点
資料 「米国における地熱利胴技術開発の動向」5eもro machinery news
域における各種探査法の組み合わせ状況を表1−2−6に示す。実際に試錐
を行うまでには，少くとも4種程度の探査データが事前に採取される。
一38一
表1−2−6 民間との共同出資プ皿グラムにおける地熱探査
餐署
会 社 名
重 力 探 沓
地磁気探査
空中磁気探査
旨嚢
○ 餌圏遷 沼
難1
戟@i蕪
EPP AM AM：AO G G
E
E E
w X X
C C U SR P P
E E
E E
E
E X E E E E
E
E
w X X
地磁気地電流探査
iMT法）
E
E
X X
u
E
E
E X
電 気 探 査
E E
E
E‘
E E ￡
E
可聴周波数帯地磁気
n電流探査（AMT法）
霞己電位探査
X X
地 震 探 査
微小地震探沓
反射地震探査
C
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反射地震探査
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地 質 調 査
地化学調査
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浅部温度調査
患部温度勾配調査
深部溜度勾配調i齋
調 査 井
フローテスト
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会社名（略称）
ヨ）PPζアースパワープロダクション
AM一アマックス探査社
AO一米国アミノイル社
G 一ゲティーオイル社
C一シェブロン資源社
U一ユニオンオイル社（カナダ）
SR一サウスランドロイヤリティ社
P一フィリップス石油社
E一既存データ， X騨新プログラム
資料：De㎜is L．Ne玉soガ電PROGRAM REVIEW−GEOT服RMAL冠XPLORAT I ON AND
ASSESSMENT T更〕CHNOLOGY PROGRAM ” DOEレポート
一39一
（2） オレゴン州における地熱開発
実施者：OIT G・・ヨ・・もUtili・aもi・・C・・t・・i・・。。perati。。wi七h
Oregon Departmenもof Energy
時 期：1980年以前
オレゴン州の地熱資源を図1−2−9に示す。南部のK：la㎜th Fallsや
Lake viewは地熱の直接利用都市例として著名である。
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図1−2−9 オレゴン州の地熱資源
資料ID・b・a」・・tesほか“Oreg・n・AG・id・t・G・・th・㎜1 E・e堺D・v，1。pm。。t・
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探査技術に関する既存文献を調査し，有望地点を選定して概査を行った後，
地質学的，地球化学的，地球物理的手法を用いた精査が行われた。各地熱資
源の特質が異なるため，すべての場合に有効な探査手法は存在しない。地熱
探査技術として以下の方式が用いられている。
1）地質学的方法（Geologycal Methods）
一40一
Va盈e
。文献調査
○空中写真
o周辺の既存井調査
・変質帯調査
・ネ翫｛i，断層
○地温調査（1m深地温，50m深地温）に基づく地温勾配及び熱流量調査
2）地球化学的方法
・泉質調査
・地球化学温度計
3）地球物理的方法
・構造調査
能動的地震探査（反射法及び屈折法）
重力探査
磁気探査
o電気及び電磁気探査
AMT法（Audiofrequeney magnetotellurlc）
MT法（Magnetotelluric）
DD法（Dipole−Dipole）
・受動的地震探査
微小地震探査法
GN法（Ground Noise）
・その他
マイクロ波探査
無線障害探査
空中磁気探査
空中赤外線探査
地熱地帯の地球物理的特徴としては，熱流景が大きい，比抵抗が小さい，
および高周波数弾性波の減衰が大きい点があげられる。
地熱探査に要するコストについては，表遷一2−7に示すような調杳例が
ある。
一41一一
表奢一2−7地熱探査コスト
Cost of Exploration Activi㌻ies
探 査 法
期 聞
地質学者コンサルティング
1ケ月
200∼400ドル／田
広域／詳細
空 中 写 真
1ケ月
5ドル／平方マイル
広域／詳細
水 質 分 析
1ケ月
100∼200ドル／サンプル
広域／詳細
地化学分析
至ケ月
20∼30ドル／サンプル
詳 細
地温勾配／熱流量調査
1ケ月
10∼100 ドル／フィート
広域／詳細
電磁法調査
比抵抗調査
磁気探査一空中
1ケ月
200∼1，500ドル／測線マイノレ
詳 細
1ケ月
200∼1，500ドル／損1」線マイル
詳 細
1ケ月
25ドル／測線マイル
広 域
一地表
1ケ月
200ドル／測線マイル
詳 細
地震探査一屈折
1ケ月
5，000 ドル／測線マイル
詳 細
一反射
1ケ月
500∼10，000ドル／測線マイル
詳 細
L20Qドル／撒
広域／詳細
30∼70 ドル／ステーション
広域／詳細
費 絹
微小地震調査
3∼6ケ月
重 力 探 査
1ケ月
地磁気地電流探査
1ケ月
L200∼2，000ドル／測線マイル
調査井試掘
1週間
2，000∼20，000 ドノレ／オζ
範 囲
詳 細
資料 J宝τnCQrnbs for GeQthermal Resources Council shGrt CQurse 尋8。
1−2−2 遷元技術
1． 開発動向の現状
地熱水の地中還元は河川水の汚染防止，貯留回内の熱水の保持などの蔭的
で行われる。しかし，海外では地上放流されている場合が多く，地中還元を
行っているのは，エルサルバドルのアウアチャパンなどごく少数である。し
たがって，地熱水の還元技術についての海外事例は概して少なく，とくに実
用規模の利用施設を有しない英国，西独，カナダでは還元に関する研究例は
みられなかった。
1）米 国
米国では，ガイザー地熱発電所において過剰水の地下還元を行っている。
発生蒸気の中には地下に貯留されている間に溶けこんだ砒査などが含まれて
おり，蒸気量の約20％はこれらの有害物質を含む過剰濃縮水となるため，何
一42一
らかの処理が必要となる。
1960年から1971年まで過剰水をそのままビッグサルファー川に放流し
ていたが，1971年以降は還元井により地下注入している。注入は過剰水自
体の水頭圧による自然注水であって，ポンプは使用していない。
還元技術の最大の問題点であるスケール対策については，マネジパワー社
（Manage Power）が50MWeのダブルフラッシュプラント建設を目ざして，
インペリアルバレー・ナイランド地区で図1−2−10に示すシリカ除去小型
プラントを設置した。このプラントは，シリカを含むスラソジを循環させ，
結贔を成長させることによってシリカスケールを沈澱除去するシステムであ
る。
スチーム
原水
ブライン
入臼
畷∩
争
ブライン出簾
SlO2
π〉
240ppm
窩
Sio2
450ppm
スラッジ
図1−2−10マネジ・パワー社のシリカ除去システム
資料：「米国における地熱利胴開発技術の動向」 Jetro｝nachinery news
また，エネルギー省（DOE）主導のもとに開発進行中の直接接触型熱交
換器を用いたバイナリーシステムが，塩濃度が高いほど熱水中への作動流体
の溶解が少ないという利点があり，スケール対策上注目されている。
地熱還元とは直接的閥係はないが，有名な事件としてコロラド州デンバー
の人工地震がある。これは，デンバーの箪需工場で廃液を地下に圧入したと
ころ，量962年の4月から1965年の9月にわたって最大M：43の地震が
計700回以上発生したというものである。注入井の深度は3673m，注入圧
は38．5∼73．5kg／c耀，注入量は45∼48トン／hであり，かなりの高圧である。
ここで注目されることは，1963年9月に注入を停止すると地震の発生が減
り，董964年9月に再び注入を開始すると地震も増加したことである。この
事件以来，地下注7kと地震発生との関係が注潤ざれ，実験も行われたが明確
一43∼
な結論は出ていない0
2） フランス
フランスでは，ムラン市をはじめとする深層熱水を利用した地域暖房施設
は生産井・熱交換器・還元井を通じてクローズドシステムで運用されている。
ムラン市の例では，熱交換器はチタン合金製で，シリカスケール対策として
の酸洗が可能である。1970年の完成以来，今日まで順調に運転されており，
スケールによる目づまりの問題は生じていないようである。
3） 日 本
日本では，サンシャイン計薩の地熱エネルギー研究開発において，地熱水
の還元に関する項目が2つとりあげられている。 「地熱エネルギー採取技術」
に関する「熱水の地下還元メカニズムの調査研究」とヂ環境保全，多澱的利
用技術」に関する「スケール付着防止技術」である。
「熱水の地下還元メカニズムの調査研究」においては，還元熱水の（i）地心
における挙動，（iD地盤に与える影響の2っを研究目標として，岩手県滝ノ⊥
地域と北海道濁川地域の両地域を対象に行われている。既往α）成果として，
地串における挙動に関しては，観測井による灘泉水・河川水調査，トレーサ
ーテスト，シミュレーション調査等によるデータ蓄積がなされた。一方，地
盤に与える影響に関しては，微小地震観測，精密測地観測が行われた。
「スケール付着防止技術」においては，熱水の温度低下にともなって発生
するスケール付着防止技術の開発をめざしている。熱水に含まれる過飽和の
シリカ（ケイ酸：SiOのは水灘低下とともに重合してコロイドとなるが，溶
解性シリカからコロイドになる過程でスケールが生成する。シリカの水に対
する溶解度は図1…2−11に示されるように結晶形によって異なる。一般に
は，貯留鳥影では忌中のクォーツの溶解度曲線に，地表に出たときには図面
のアモルファスシリカの溶解度曲線に従うと考えられる。既往の研究成果と
しては，シリカの重合はpHの影響を強くうけ，5∼10付近で最も進行しや
すいこと，アルミニウムイオンの添加により重合シリカの捕集が再論なこと
などが判明した。この結果をうけて，実施設の熱水に対するテストを昭和54
年度に行った。実験条件は，pHを5に調整し，アルミニウムイオン添加，
浮上分離装置または高速遠心分離装置によりアルミニウムとシリカの結合生
成物を除去しようとするものであった。実験結果によると，重合シリカの捕．
一一
S4一
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Temperaもure℃
図1−2−11 シリカの水に対する溶解度
資料：由良三男「地熱開発の環境問題，Wl・地熱水の還元」地熱エネルギーNa 15（1980）
集はできたが，アルミニウムイオンの残溜が認められた。また，温度降下の
場における実験では，pHを5に調整しただけで，熱水温度が40℃まで低下
してもスケール付着量を入［＝1熱水の歪／50に減少することができた。またpH
5までは鋼材の腐食は緩慢であることが確認された。現在考えられているス
ケール抑制策としては次のようなものがある。
・還：元温度を高温に保つ
・一定時間滞留した後還元する。ただし，滞留の効果はほとんどないとい
う意見もある
・pH：を調整する（通常pH 5とする）
。空気との接触を避ける
。表面活性剤を添加する
・物理的・化学的処理によりシリカを除去する
環境庁の調べによると生産井も還元井も使用に耐えるのは平均約7年とい
われるが，葛根田発電所のようにわずか2年で使用できなくなった例もある。
また，八丁原地熱発電所では，運開当所は年50％程度の減衰が認められ，還
元井の追加掘削が必要となり，次の対策によって減衰を年30％程度にとどめ
ている。
一45一
・分湯摺熱交換器を直接熱交換器とすることにより還元熱水温度の上昇を
1まカΣっ≠こ。
O還元井入口に設置していた流量測定堰を電磁流量計とすることにより，
熱水注入時のサイフォン効果による空気の吸込みを防止した。
地熱還元に関する漸増点は，シリカスケール析出による還元井の閉塞のほ
か，地震発生，地盤沈下，水質汚濁などがある。以下に，各問題点について
の一般的な見方を示す。
（地震発生）
米幽コロラド州デンバーの地震発生の例においては38．5∼73．5kg／c涜と
いう高圧で注入したが一般の地熱還元井における注入圧は王0分の1程度であ
り，地震発生の可能性は還元井ではほとんどないと推定される。また，地熱
地域の地下は流体で飽和されており，たとえ地震が発生したとしても，それ
は熱水の還元とは無関係と考えられている。一方，昭和51年4月2iEiに大分
県中部で発生したM：6．4の臓下型地震と大岳発電所還元水との関連が一時
注隣されたが，確証はされていない。このような状況からみて，熱水還元と
地震発生との関係は少ないと考えられるが，事前に地下の断層構造や歪みを
充分把握するとともに，事前より微小地震データを採取し，実施後も常時地
震観測を行うことが望ましい。
（地盤沈下）
地盤沈下については，還元を行わない場合に問題となる可能性がある。顕
著な例としては，ニュージーランドのワイラケイで1964年からの1G年間で
最大4．5mの沈下が生じ，近くのブロードランズでも1969年からの6年間
で1．75m沈下し，米国のインペリアルバレー，メキシコのセロプリエトでも
沈下が発生しているといわれる。これは，比較的軟弱な地層から水がしぼり
とられて圧密が生じたためであるが，ガイザーやイタリアのラルデレロのよう
に岩盤がかたく支持力の大きな場合には沈下は発生していない。わが国の地
熱発電所もやはり堅固な地盤にあり，しかも全量を地下還元しているため，
沈下は生じていない。このように，地盤沈下についてはとくに問題は生じな
いと考えられるが，念のためモニタリング朋として測定点を設け，事前より
：水準測：量を行うことが望ましいQ
一46一
（水質汚濁）
水質汚濁としては，ヒ素（As）などの有害物質を含む還元水が再湧出し
地下水や地表水を汚染する可能性があるとして問題視されている。これに対
しては，地熱貯留層の⊥部に通常存在する壁土（cap rock）の下層に熱水を
還元する方式をとることが考えられる。わが国の地熱開発地域でもこの方式
がとられており，還：元熱水が再湧出した例は知られていないQしたがって，
還元熱水の再湧出防止の技爺1菅は一応確立しているといってよいが，さらにそ
の安全性を確認するために地表水・地下水のモニタリングを行うことが望ま
しく，現実にわが国では既に実施されている。
2．主要特許の概要
（1）地熱熱水利用システム
鰯 名：日本特許
出願人：日立造船株式会社
公開番号：昭56−21697
出 原頁 日 ： 1979．7。31
地熱熱水にCa（0王｛）2またはCaOを添加し， pH9∼11の範囲に調整後置
交換し，熱交換後さらにCar2＋系化合物を添加し，熱水に含まれるシリカ成
分をカルシウム塩として分離除去するシステムである。
清水や有機液体などと熱交換する際に，熱水中のケイ酸が重合し，酸によ
っても容易に溶解しないスケールとなり伝熱面や管壁に付着し，伝熱効率を
減少させるのみならず，配管の閉塞にまで至ることがある。本発明は，この
熱交換時の難溶性スケールの生成を抑制することを瞭的とする。
一般に，熱交換時の地熱水には，単量体ケイ酸が過飽和の状態あるいは単
最体ケイ酸と高分子状ケイ酸が混色した状態で存在するが，熱交換の温度低
下にともない，過飽和の単量体ケイ酸が高分子状のケイ酸をも架橋するよう
な状態で重合し，強固なスケールを生成する。
ところが，カルシウムイオン（Ca2つを添加すると，ケイ酸は付着性のな
いカルシウム塩に転換し，これを分離除去することによりケイ酸のみならず
ヒ素（As）などの有害成分をもある程度除去可能となる。本発明では，効
率的なカルシウムイオン系添加方法を提案している。
一47一
熱水のpHをアルカリ性にすると，重合が抑制されて溶解度が土昇し，過
飽和のケイ酸も安定して存在することになる。この状態で熱交換すればスケ
ールの生成はなく容易に熱交換できる。熱交換後，さらにカルシウムイオン
を添加すれば懸濁性のケイ酸カルシウム塩となり沈澱分離が可能となる。こ
の方式の特徴は，熱交換時にスケールの付着がなく，しかも懸濁性物質の沈
着もないため，伝熱効率をより良く保持することが可能である。
この発明に付随して，熱交換前に0．5∼3時間滞留させることによってカ
ルシウムイオンの添加量を減じる発明も出願されている。
（2）地熱蒸気に随伴して流出する熱水の処理方法
国 名：臼本特許
出願人：日本重化学工業㈱
公瀾番号：昭56∼75980
出願臼：1979．11。22
発電嗣地熱坑井より噴出する地熱蒸気に随伴して流出する熱水を100℃以
上，1．5kg／碗G以土の圧力下に保持するとともに，可溶性フミン酸塩を添
加し，その後に地表に付設された気水分離器のレベルヘソダーに接続されて
いる配管系を通じて還元坑井に注入する処理システムであり，配管系内のス
ケール防止を目的とする。
わが国では松川地熱発電所以外の発電用地熱資源は熱水卓越型であり，蒸
気量の数倍に相当する熱水を随伴している。各発電所では気水分離器で蒸気
と熱水とに分離し，蒸気はそのまま発電タービンに送り，熱水は気水分離器
のレベルヘッダーに接続されている配管系を通じて地下還元される。地下還
元の目的は，河川放流にともなう公審発生と地下資源の澗渇を防止するため
である。しかし，熱水を配管系で移送する場合，内壁にスケールが推積して
円滑な移送を阻害し，甚だしい場合は配管系の閉塞をもたらすという問題が
ある。本発明は，熱水に可溶性フミン酸塩を添加することにより，配管系内
のスケール防止に成功した。熱水成分は地域によるバラツキが大きいが表1
−2−8にその一例を示す。このうちスケール生成の原因となるのはシ1，カ
（Sio2）とカルシウム（Ca）である。シリカは温度，圧力の低下にともな
って重合してケイ酸ポリマーとなり析出する。一方，カルシウムは下記の式
一一
S8一
表1−2−8 熱水成分の例
C舜窪｛立ppm ）
S102
CO2
C6
Na
K
Ca
Mg
pH
579
2491
4680
3194
628
9．7
0．4
5．7
にしたがって炭酸カルシウム（CaCO3）となって析出する。
Ca（HCO 3），→ CaCO3＋H20＋CO2
ところが，熱水を100℃以上，1．5kg／c㎡G以上に保つとケイ酸ポリマ
ーは生成するが，内壁への付着推積は生じない。さらに135℃以一上，約2kg
／cη∼G（飽和蒸気圧担当）以⊥に保持すれば熱水は長期間透明状態を維持
する。しかし，カルシウムを含有する場含には，このような高温・高圧のも
とでも炭酸カルシウムに基因するスケール生成がみられるが，本発明ではこ
の炭酸カルシウムを可溶性フミン酸塩で吸着除去するものである。可溶性フ
ミン酸塩とは，天然フミン酸またはニトロフミン酸のナトリウム，カリウム，
アンモニウム等の水溶性フミン酸塩をさし，添加量はカルシウム量に対して
ほぼ同：量が望ましいが，10％以上であれば効果がみられる。
熱水中に可溶姓フミン酸塩を添加することによって，熱水中の溶解二酸化
炭素の放出と同時に生成される炭酸カルシウムが醗管系の管内壁に付着する
以前に，熱水中の可溶性フミン酸塩とキレート結合を形成するか，またはフ
ミン酸塩が熱水巾に析出懸濁する炭酸カルシウムを吸着して，準安定なコロ
イド状粒子を形成し，炭酸カルシウムの付着推積を阻止すると考えられる。
実験装置を図1−2−12に示し，実験結果を表1−2−9に示す。フミン酸
塩添加により，スケールの生成は完全に防止され，数ケ月間の継続実験によ
ってもスケール生成は全く認められなかった。
一49一
4 10
B
3
コ
2
A
1
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P 131415161718
へ7
工9
C D
Q0
6
∼∼∼／
箪藻
H 階 曹 糟 9
5 8 9
図1−2一崖2実験装置の概要
（説 明）
1…地熱蒸気採取坑井
地熱採取坑山（Dより噛出する地熱流体は，メインパ
2…メインパイプ
イプ（2）に対し，バイパスに接続されたパイプ（3＞に一部
4…気水分離器
が分配，移送されて漏水分離器（4）に導入される。パイ
5…フミン酸塩水溶液タンク
プ（3｝にはタンク（5）に収納されている可溶性フミン酸塩
6…定量ポンプ
の0．5％水溶液を定量ポンプ樹で計量しつつ添加され
10…レベルヘッター
る。
H，！4，歪7，19…バルブ
可溶姓フミン酸を添加された地熱流体は，気水分離
20…還尤坑山
器（4＞で蒸気と熱水に分離され，蒸気はパイプ（8）を経て
3， 7，12，13， 15，16…ノぐイブ
サイレンサー（9）に至る。
他方，熱水はレベルヘソダー（0）よりバルブ（ll），（1・D，
⑳，（鋤，パイプ働，（13，㈱，（16），鱒の配管系を経て還
元井⑳より地下注入される。
蓑1−2−9 実験結果（スケール付着厚み，mm）
フミン酸ナトリウム添疏撮（ppm）
観察部位
、噛
oルフ11
“
oルフ12
4．5
1．0
0
o
0
0
フミン酸塩
ｳ 添 加
0，1∼i
0．i∼i
“
oルフエ3
o
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oルブ14
」「
0
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10∼12
10∼i8
0
0
oルブ16
蒐
oルブ17
一50一
7∼18
5∼王0
5。先導的事例の分析
（の ハンガリーにおける地熱還：元
［
国・場所：ハンガリー・セゲド地醒
実施者：ハンガリー地下資源開発研究所
時 期：1978イ彩11月3［ヨ∼1979年2月｛8［ヨ
ハンガリーは，石油・石炭その他の鉱物資源には乏しいものの豊密な深層
熱水資源に恵まれており，その活用が圏家施策として進められている。その
目標は，農学産業の振興，新鮮な園芸作物の輸出，中温地熱水の開発利用技
術ならびに関連機器類の輸出などであり，わが国も学ぶべき点が多いと考え
られる。
ハンガリーは国内に広く盆地が広がり，地下には孔隙率玉0％以上の多孔質
岩石が約10％含まれるため，高温水の賦存が予想されていた。茎954年より
地下増温率を観測したところ，通常の約2倍にあたる50∼70℃／kmが認めら
れた。この結果，図玉一2−13に示されるような地熱水の包蔵が考えられて
いる。ハンガリーでこれまでに確認され，利用されているのは，非火L乳｛性深
チ
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／吟㌧野
バ 一エコスロノ
ノ／㌧vノ
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バズの ㌻／国
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ぎ鷺馨
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0 50 100km
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盟撃鶉熱塚2灘域
、
□皇0撒讐輪総華麗
圏鵬惣鰯包灘域
ユーコスフヒ1
図1−2一格 ハンガリーの地熱水包蔵分布図
資料：長田信炎「ハンガリーの地熱利絹に学ぶ」地熱エネルギーNa12（ユ979＞
一51一
層地熱水に属し一ヨ本の温泉水（火山性）のように高温ではなく，一般に，
平均温度で65℃から70℃という「1＝1温熱水である。しかし，ハンガリーでは「60
℃温水1m3」霊「石油5kgjのスローガンのもとに熱水の多目的利用が推進
されている。用途としては，地熱エネルギーの約90％が農業に，他の10％は
住宅・公共施設の暖房・給湯に用いられている。ハンガリーのビニールハウ
スでは，内部の柱や梁などの構造部材が暖房用地熱水のノ餌プ兼放熱器の役
割を果しており，このシステムはハンガリーの保有する国際特許となってい
る。
現在，地熱水と上水の熱交換はほとんど行われておらず，使用済の潟水は
そのまま直接放流されている。しかし，高温・高硬度の地熱水を河川や湖沼
に直接放流することは，環境保全土望ましくなく，年間2億耐にも達する潟
水をいかに処理・処分するかは重要な問題となっている。そこで，水域環境
の保全と地熱資源の保全の爾懸から考えて，地下還元が有力な解決法となる。
ここで参照する事例は，ハンガリーのセゲド地区で試みられたものである。
生産井の深度は2，000mで86℃の熱水が1∼1．2m3／分湧出し，園芸作物の
栽培および夏期の乾燥に使用されている。この余剰温水を，2二3km離れた還
元井より地下還：元するシステムがテストされた。還元水は事前に水質検査を
行い，化学的処鯉および混入砂除去のための各種装麗をとりつけた。実験は
1978年11月3Elから翌年2月玉8［ヨまで行われ，その結果は図｛一2−14に
纏主入フk量 86，000㎡・・・… 45㎡／II寺
注入圧力数
延注入日数 80臼
↑注入水量数
@ ↑
告?水量 注入圧
80
1
h 1 流
ξ0
エ0
ノ／ ノ＿ノ／闇
5
0
U0
／
20
0
！
3 10 20 30 10 20 30 10 20 30 10
ド978年11月†・ 12月 →卜1979年1月＋2月
図窪一2一鱒 還元試験における注入圧力と注入水量の変化
資料：長田信夫「ハンガリーの地熱不彌に学ぶ」重世熱エネルギーVol．12（1979）
一52一
自噴量
4／min
1．2006／分
生産井自噴量増加状況
1，200
1，100
1，100
地iマ水位
一
Do−97．05 m
0，00m
2．00
S．00
600
W．00
P0．00
観測井水位｝二昇状況
Do−1 5．90m
一・一＿・…・一．一．一一・・一・一一一・
ﾎニニン
c＿・ ｢＿△＿ム∼△∼心＿△一△！△｛’
10
20 30 10 20 30
1978年 11月 12琵
10 20
30
10
1979年 用
2月
前 図1−2一総 還元試験における生産井自噴量と観測井水位の変化
資料1長繊信夫「ハンガリーの地熱利用に学ぶ」地熱エネルギーVoi．玉2（1979）
示される。これによると，還元注入圧は開始時の5kg／㎡以下からしだいに
上昇し，80日後には20kg／㎡の高圧を要するようになったため，広範な検査
（Awide∼scale examination）を実施して注入圧を箋Okg／㎡近くにまで下
げることに成功した。
テスト期間中の生産井の膚噴量と周辺に位置する2本の観測井の水位変化
は図1−2−15に示される。これによると，生産井自噴董は開始時は約1，050
4／分であったが約70日後より増加傾向を示し，終了時（108日後）には
1，2004／分となった。また，観測井の水位もそれぞれ2．1m，3．4mの上
昇を示した。これらより，温水の地下還元が地熱資源の保全に役立っことが
確薔忍されナこ。
一53一
1一ろ 風力エネルギー
1−3−1 風カー熱変換技術
1 開発動向の現状
イギリス，フランス，デンマーク，西ドイツで大規模な風力発電二二が立
てられ実施されたが，1960年代に入り廉価な石油の導入により風力エネルギ
ーの開発はコスト的に引き競わないため中止された。
現在，米国，スウェーデン，爾ドイツ，デンマーク，イギリスにおいて大
型風力発電システムの開発が進められている。米国の2，500kW機（MO D−2），
スウェーデンの3，000kW機（WTS−3），西ドイツの3，000kW機（GROW2
AN−2）が実胴化試験に入っている。また米國では7，000 kW機，西欧では
5，000kW機の設計が完了し，製作されることになった。
風力の熱変換技術に関しては，電力変換と比較し開発例は少ないが，米国
では農業省（Departme賊of Agriculture）およびエネルギー省が中心となり
農li二二絹の風力エネルギー変換システムの開発を進めている。
USDAの開発のカテゴリーは，①農業用の電力供給システム，②かんがい
用ポンプ，③建物の暖房，④盤業生産物の加工および貯蔵に分類される。これ
までの主要なプロジェクトを表1…3−1に示す。
（暖房利用）
1979年に農場における建物の暖房システムの経済的評価に着手する一方，
アイオワ州ブルームフィールド近郊の農家において風力ヒーティングシステ
ムがUSDAの翻心電化プロジェクトの手で設置された。またコーネル大学
では西部ニューヨークにある酪農場にWECSによる摩擦ヒーティングユニ
ソトを設置し実験研究を行っている。
（綾払物グ）加工と貯蔵）
穀物の乾燥胴や冷蔵と加熱との組合せシステムについて経済性分析を行っ
ている。酪農場における牛乳の冷却に風力エネルギーを利用する研究はコロ
ラド州コロラドスプリングスにあるカーマン科学会社により行われている，，
またリンゴ貯蔵庫内の冷凍装遣を作動させるためや，冷却に用いられる製氷
のためバージニア州バソクスバーグのバージニア工芸学校において風力利用
の研究が進められている。
一54一
表哩一ろ一1 USDAの風力変換プロジ鳳クトー覧
プロジェクト名
揚水研究（地表水）
用 途
かんがい
研究機関
USDAおよび
進捗状況
完了予定
第2期テスト終了
1980年5月
第2期テスト終了
1980年12月
箆2期暖房テス
1980璃2月
カンザス州立大学
揚水研究（深井戸）
かんがい
USDAブッシュ
ランドテキサス州
農家用風力暖房の研究
暖 房
アイオワ州立大学
卜中止
風力の熱変換研究
暖 勝
コーネル大学
性能テスト1978
1980年9月
年7月欝穏始
弗乳冷却の研究
貯 蔵
カーマン科学会社
完 了
完 了
雄7 ．了．ツ
Y 」
完 了
完 了
完 了
完 了
完 了
1979年7月開始
王980年7月
1979年8月開始
圭980年8月
1979年6月開始
1980年6月
1979年6月開始
玉980年6月
“ 1981年2月
コロラド州
リンゴ倉臓の冷却
農業用風力エネルギー応用
貯 蔵
バージニア工芸学校
農場動力
［粥調印’画研究協会
研究
かんがいポンプのシステム
カンサス州
かんがい
分析
かんがいポンプの経済性分
USDA風力浸食
実験所，カンサス州
かんがい
析
SW研究闇発会社
ニューメキシコ州
農家用風力暖帯システムの
暖 務
経済性分析
地域システムサー
ビス・グループ会
社，コロラド州
穀物の風力乾燥における経
加工・貯蔵
済性分析
冷蔵と加熱との組舎せシス
テトラ技術会社
バージニア州
茄工・貯蔵
「酵 ⊥
かんがい
選考ゆ
かんがい
選考中
テムの経済性分析
風力運転かんがい用ポンプ
の予備調査
風力かんがいシステムに関
一
1981年2月
する調査
資料：エネルギー省レポートCONF−790519“Wlnd Energy Application inAgriculture”
一55∼
（米国の実用システム）
現在米国で製造・販売されている実用の風力利用システムはアメリカン・
ウインド・タービン社をはじめとして4∼5社にのぼる。アメリカン・ウイ
ンド・タービン社では図1−3一一1のような多翼形風車を製造し，発電用，
揚水用および加熱用として販売している。
AERMOTOR
．撃
ﾐ
し
楓1一ろ一1 多翼形風車（アエ臼モータ揚水用〉
資料：風力変換システム［適際シンポジウム
（デンマーク）
中規模風力発電に関して実績のあるデンマークでは，現在でもメーカーが4
社あり，このうち2社がセントラルヒーティング用の風力熱交換システムを
製造している。
Riisager el−vindmolle社が直径12狙の22kW機，直径18mの30kWと
45kW機そして55 kW機の4種類の装置を製造している。
Jydsk Vindkraft社では3枚翼のプロペラ形14kW機を，そして Dansk
Vindkrafむ社およびS．氏Wind Power社はそれぞれ垂直軸と多翼形の風車
を用いた風力熱交換システムを製造している。前者は水ブレーキとポンプを
用いる二種類の熱交換装置を備え，後者は一度10kWの発電をしてから水タ
ンクの中で発熱する方式をとっている。
（イギリス）
イギリスでは，風力エネルギー供給会社（Wi琵d Energy Supply Corp）に
一56一
おいて温室加温用として直径18mのヘリコプター用ロータ型風車とオイルポ
ンプを組合せた試験を行っている。この風力エネルギー供給会社の風カー熱
変換用風車のシステムを図1−3−2に示す。
←風
ハイドロリック・㎡ンブ
（“1藷x．150コて圧〉
P
（騨脚
高圧1㌻働言曲
↑
1
熱交換器
訴
一一
／ ／ ／ ！
ｷ水（温箋加温）
／ ／ ／ ／ ／
図1−5−2 風：カエネルギー会社の風力熱変換システム
（日 本）
わが国では，右くは，昭和27年の農山漁村電気導入促進法の成立にともな
い，既設配電線の延長が困難な地域に点在した開拓農家には風力発電装置が
設置されることになり，山田風車が認定された。北海道・東北各県において
多数絹いられたが，民間に出た数まであわせると1万台にのぼるといわれて
いる。
近年，提林水産省の「省エネルギー技術実用化促進事業」の一つとして小
松製作所が静綱県磐田郡竜洋町の日鰻連養鰻試験場にブレード直径i5mの風
力発熱システム2基を設置し，56年3月から養殖池の加温試験のため運転中
である。（図1−3…3，表1−3…2）
この他北海道札幌農業試験場で島灘製作所がブレード蔭：径10mの2枚プロ
ペラ形風車による油圧式熱変換システムの開発を進めている。
一57一
ギヤボックス
発熱機
ディスク
ブレーキ
／風力発熱機
P 「「
三囲i騨。プ貯湯槽 酬用システム
量傷
8
【
ii1＿＿ L水盤’．j
L⊥ 靴欝繋嘉1懸∵瓢＿
図1一乙一5 農林水産省プ繭ジェクトの試作，風力発熱システム
システム系統図
表壕一5−2 農林水産省プロジェクトの試作機の仕様
風車の形式
ダウンウインドタイプ3融融プロペラ式風詠
発 熱 機
水田拝式可変容量発熱機
タ ワ 一
鋼管4脚，高さ15m
翼 直 径
定格風速
lsm（固定ピンチ，コーニング機構付）
8m／s（起動3∼4m／s，停止至6∼20m／s）
定格［翻転数
72rpm（風速56 m／s）
定格繊力
25kW＝＝21，500 kcal／H
2 主要特許の概要
ω 風力エネルギーと関連機器を用いた温水法（METH：OD OF薮EAT王NG
一58一
WATER US ING WIND ENERGY AND APPARATUS TH：EREFOR）
国 名：米国特許
出願人：Nazeer Ahmed
Myma M．Ahmed
特許番号：4，271，790
出願日：1979，11．23
風車と連結した垂直軸（図中の番号3以下同じ）が高い粘性を有する液体
の入った内側の槽（2）の中で圓転し，風力エネルギーを熱エネルギーに変換
する装遣である，，内側の槽内には垂直軸から放射状に孔を有するリブ（・Dがの
びており，他方，槽壁（1）から内側に向かって，やはり孔を有するリブ㈲が設
けられている。軸が回転すると粘度の高い液体は両リブの小孔内を高速で通
りぬけることになり，その際圧力が熱に転換し槽内の温度は上昇する。
内側の槽の周囲には水で満たされた第2の槽（7）がある。両無間の熱交換に
よって水温が上昇する。さらに，つき出た腕状のアーム（14）が軸から外側の槽
中にのびており，軸の回転につれて高粘性流体から水への熱移動を補助する。
（腰ζ1圭一．一3−4）
（2）熱発生装置
国 名
漏本特許
出願人
鈴木功業（株）
㈱静岡キューピック
公開番号
出願日
華悟｛禾翼56…一14872
1979．7．16
風車（図1−3−5中の番号1以下同じ）に連結した1創転軸（2）には，相互
に異極性の磁極が対向するように組合わされた平行圭対の永久磁石（5，5つ
が固定されている。一方，両磁石の間には内部に吸熱流体が通過する流路（6
a）を有する導電体の発熱子（6）が，台座（7）上に固定されている。発熱子材料
は，鋼材やアルミニウムが適当である。
風車の陶転にともなって磁石が回転すると，磁束が発熱子により切られ，
発熱子内に誘導電流が発生し，ジュール熱となって吸熱流体に吸収される。
熱の回収手段としての管系（8）は，流路（6a）の延長である流路（8a）と，
一59一
1
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…
図1−5−4 風力エネルギー温水装置
熱交換機（8b），同寸器（8c），切換バルブ（8d，8e），ポンフ。（8f）ヒー
タ（8g），などで構成され，発熱子㈲により得られる熱量の大小に応じて流
路が変えられるように設計されている。吸熱流体としては，水，油，ガスな
どが利用でき，最終的に熱交換器（8b）によって憤慨収される。
なお，磁石部材は板体に多数の磁石を埋設した構成も考えられ，必ずしも
一60一
緬緊一
竪ミミ，、講
lb 聾，’
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象 ・
図1−5−5熱発生装置
単一磁石を胴いる必要はない。また，発熱子16）にはカバーを設けて風や外気
による奮熱を防ぐことが望ましい。さらに，磁石を固定し，発熱子の方を回
転させる方式も可能であり，この場合は回転軸②内に熱回収用の流路を設け
る構造となる。
5 先導的事例の分析
（D 水ブレーキ式風カー熱変換
水ブレーキ方式はデンマーク王立畜産農業大学（Royal Veterinary and
Agricultural Univ．）で研究されている。この方式では内径540mmの内部タ
ンクに長さ150mmの山形鋼の翼を8枚取り付けた直径450 mmの回転翼と，
高さ30mmの翼を6枚取付けた固定翼を使用して回転症400 rpmのとき4∼
10kWのエネルギー吸収が可能である。水タンクの容積を王35 Z，高さ1．2m，
直径0．4mとすると直径6mのプロペラ形風車で駆動すると年間約25，000
kWhの熱が発生する。
この温水発生機の概要を図1−3−6に示す。水ブレーキ装置の本体①（図
玉一3−g中の番号以下同じ）は風箪でシャフト②を駆勤し，回転翼③を水
中で回転し熱エネルギーを発生する。熱エネルギーを発生する内部タンクと
そのエネルギーを外部に伝達するジャケットとの2重タンク構造である。
一61一
風華へ
＼
ノ
⑨（ハンドル）
（シヤフト）②
（パイプ〉⑤
仲空シヤフト）③
①
“（本体）
⑥
こ⇒温水
「
（スタビライザ）
⑦個定翼）
4
髄腐瓠篭；コ司
一
（支持梁）
③（回転翼）
⇔冷水
㌔鯉〆φい剛r一いマ坤r一イ
図1−5−6 水ブレーキ式熱変換装置
（2） 油圧式風カー熱変換
油圧方式による熱発生装置では，英圏がロータ直径18mのプロペラ形風雲
と組合せて，年闇15∼50万kWhのエネルギーを発生させ，2000 m 2の濃室の
舶掘を行っている（図1−3…7）。
＜ 風
ハイ ドロリック ・ポンプ
（最プく150気裏】三）
P
三
↑
主；
油
筒圧の作動油を小径のノ
ズルからバッファに膨張
させ発熱させるっ熱交換
は水で行なっている。
／
熱交換㍑
温水
→一 @（温室加温）
P
／／／／ノ／／ ／／／／／／／／／／／／／／／／／
図1一ろ一7 油圧式風カー熱変換システム
わが国では島津製作所が図1…3−8に示す油圧式熱変方式を開発してい
る。この原理は油圧ポンプにより風車の「機械的エネルギー」を油の「圧力
エネルギー」に変換することによって，油を狭いオリフィスで高速に噴出す
一62一
る。オリフィスの後流管路には油が充満しているため，高速で噴出した油は
後流管路内の低速の油に衝突する。この過程において油の「運動エネルギ日
は噴射された油の衝突，摩擦により「熱エネルギー」に変換される。
風車
卜、＿泌 ≧
…
il
項湯漕
（｛呆温．タンク）
墜
温湯
油圧ポンプ
ノ へ
i隠マ・4湘二
i鐵
ド へ ！換
4L＿＿＿＿
｝
』墨瀟赫く嶽ぞ
図1−5−8 油圧式熱変換システム
（3）圃体摩擦式風カー熱変換
圃体摩擦方式は，遠心力により固体壁面にブレーキ素子を押しつけ摩擦熱
を発生させ，その摩擦熱を発熱装置外側の水との熱交換により熱を取り出す
方式である（図董一3…9）。
建玉欝遜麦畑毫琴∼診空キ素子
職’● −・1・ち縫油タンク
水タンク
（
搾 回転軸
鍵薯
油
断熱材
総難鎌保温箱
図1一ろ一9 固体摩擦式熱変換システム
肇愛牽斗 ：㌘着本爽5男氏 （1977）
以土熱変換方式について述べたが「水ブレーキ方式」は風力を熱エネルギ
ーに変話する最も簡一単な方式である。 「油圧：方式」は原理的には流体同士の
一一
U3一一
衝突，摩擦によるため，機器の摩耗，焼付およびキャビラーション，エロ
ジョン等の問題がなく，耐久性や信頼性は良好である。
熱交換方式はいずれにおいても冬場の熱源としてしか使用できず，夏場
の冷却またはリンゴの果実貯蔵用などの目的には利用できないという欠点が
ある。米国では主に一一度電気に変換し，次いで熱源あるいは冷却用に利用す
るため，既存システムとの併用を園る方法を開発している。直接熱変換する
ことはロ∫能であるが，風力質的に劣る風力変換の電気エネルギーであっても
加温や冷却用には適燭可能であり，電気エネルギーの利便性や既存システム
との併用を考慮すれば，現状では一度電気エネルギーに変換する方式がより
現実的と考えられる。
1−3−2 風カー動力変換技術
1 開発動向の現状
米国ではUSDAが，かんがい用風力エネルギー変換システムの開発を進
めている。
カンサス州マンハソタンのUSDAは風力によるかんがいポンプ送水装置
の性能および運転に関する研究および経済性の検討を行っている。
実験研究では地表水源からの風力ポンプ送水に関する実験および深い井戸
からの風力ポンプ送水に関する実験を行っている。
その他，かんがい用の深井戸からの風力ポンプ送水に最も適したポンプの
特性調査，ならびに風力かんがいから農民が得る収益を最大にする作付パタ
ーンの特性調査が含まれており，これらはすでにエネルギー省（DOE）によ
り承認され1980年より研究が進められている。
一方，米国で現在製造されている実用規模の揚水用風力システムは，アメ
リカン・ウインド・タービン社を初めとして4∼5社にのぼる。アメリカン・
ウインド・タービン社では揚水用として表1−3−3に示す6種類の多面形
風車を製造している。この風車は風車規模を揚水シリンダ径によって選択で
きる。
ベーカ・ウインドミル社やデプスタ社は揚水用の多翼形風車を，ポンドマ
一64一
スター社は池や湖のエアエーション胴または凍結防止用サボニウス風車を製
造している。
表1一ろ一5 アエロ・モーター風驚の揚水能力
揚 水
シリンダ
風速6．7m／ものとき
直 径
〔cnLl
揚
景〔〃hr〕
6Ft
（王．8m）
8−16Ft
（2．4−49m）
風 華
程
（瓶）
直 径 〔Ft〕（〔m〕）
6Ft
8Ft
10Ft
12Fも
（1．8m）
（2．4m）
（3，1m）
（3．7m）
14Ft
（4．3m）
16Ft
（4．9m）
4．4
397
568
40
56
85
128
183
305
4．8
473
680
37
53
80
119
170
280
5．1
492
720
29
43
66
98
茎．40
229
5．7
680
984
23
34
52
76
110
180
6．4
850
1，230
20
29
43
64
91
150
7．0
1，003
茎，457
17
朗
37
55
79
玉30
7．6
玉，2i1
玉，780
茎4
20
30
47
67
1圭。
一
2，080
一
一
27
40
56
93
11
15
8．3
8．9
1，665
2，422
9．5
…
2，763
10．2
2，玉57
10．8
11．4
一
2，744
12．1
歪2．7
3，142
一
3，407
80
∼14
70
｛8
26
38
60
16
23
34
55
14
21
30
50
27
43
一
3，974
6
9
4，428
｝
一
玉9
4，920
5
8
11
17
24
40
一
」 一
12
18
30
5
8
1i
17
26
6
9
12
20
4
7
9
15
6〆134
7，097
レ 幽 ◆
49
…
15．2
i78
亙2
35
30
3，558
14．6
20．3
一
8
23
20
凹 一
一
9，652
一
一
12，490
『
一 一
（Aermotor Water Systemsより）
（デンマーク）
デンマークではスパーコ社が図1−3−10に示す原理の揚水用風車を製造
している。この風東はロータ直径1．3mの2枚翼であり，これまでに3万台
以上生産されている。
（西ドイツ）
西ドイツではル・一ビング社が6枚翼，ロータ直径2．2mの揚水胴風力シス
テムを製造している。ルービング社はこれまでに約50種類もの風力揚水装置
ユニットを保有している。
一65一
嚇
P
ピストンポンプ
刃
D
／L
「集1
／
1
瓢；
イヤフラムポンプ
ね コ
葺
4 、／
＿＿
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ξ
1
套
電
Max，10照
1
，L、．．
「
115迄／h（腫L速3rn／s ）
揚水能力
200Z∼230Z／h（風速6∼8m／s）
図1−5−10
スパーコ・モデルDとモデルPのシステム図
2 先導的事例の分析
（かんがい用揚水）
かんがい用ポンプ送水のための風力エネルギープロジェクトは，1977年よ
りテキサス州のブシュランドのUSDAグレートプレーンリサーチセンター
にて着手された。
当該システムは垂直タービンかんがいポンプを稼動させるため，風力ター
ビンと電気モータを併用している。電気モータは単独でもポンプの連続運転
が可能である。風力タービンは，ギアーベルト，オーバーライニングクラッ
チを通じてポンプ送水システムに連結され，風速が6n／s以上の時のみポン
プに動力を供給する。風力タービンは電気モータを代替するというよりは，
電気モータの負荷を軽減するという補助的な面が強い。200mの垂直タービ
ンポンプはかんがい用ポンプとして一一般的に用いられるタイプのものである。
この実験では，100mγhの揚水を行う。
一般に，揚水用風車は風車利絹として最も利用度の高い方式であるが，こ
れまでは風のある時のみ揚水して，風がなくなると中止する方式であったが，
当該方式は，電気モータの併用により効率的な運用を図っているQ
一66一
1−4 小水力エネルギー（簡易発電技術）
1 開発動向の現状
q）小水力の定義
小水力の定義はさまざまであるが，UNIDO（Uni七ed Naもions of Indus−
tria三Development OrganizaUon）では次の定義を採用している。
2，000∼10，000kW ：SMALL HYDRO
101∼1，999kW ：MINI HYDRO
100kW以下 ：MICRO HYDRO
本調査で対象とする小水力は，主として数10kW程度のいわゆるMICRO
HYDROに分類されるものである。従来より，このような小規模発電施設は
経済性に乏しいとされてきたが，内外のエネルギー情勢の変化，大規模水力
の開発余地の減少などの瑠由から，近年注目を集めており，日本以外でも米
国，フランス，カナダなどで小水力開発に対する何らかの政府援助が行われ
ている。
小水カプラントの潜在的な電力供給能力の例を表1−5−1に示す。これ
によると，5kW程度でもかんがい用ポンプ（5馬力）や小規模農場の照明
と低レベルの冷房に適用でき，50kWでは小規模工場の照明と45馬力の動力
源として使用可能となる。さらに，500kW級になると，’ J発途上国の200
軒の照明，あるいは米国の100世帯分の電力需要をまかなうことが可能にな
る。
小水力発電に用いられる代表的な水車型を以下に示す。
1） フランシス1型
フランシス水車（横軸）の概念図を図1−4−1に示す。ケーシングから
ガイドベーンを通ってランナに流入した水は，ランナ内で軸方向をかえ，吸
出管を経て放出される。構造が比較的単純なため，保守が容易であり，実績
も豊富である。最高効率値が高いので，かんがい期，非かんがい期を通じて
の流量変化が少ない場合に適当である。出力がi，000kW以上の場合に採用
例が多い。
2）ペルトン型
ペルトン水車（横軸）の概念図を図1−4−2に示す。水流をノズルより
一67一
表1−4−1
小水カプラントの潜在的供給能力
Potential Servlce
Plant Capac i ty
2．5kW
一 provide lighting for 烹5
dwelhngs in an LDC
㎜ pr◎Vide lightlng fOr a Small
factory
5kW
− run 5 horsepower （hp）
1rrlgatlon pump
− provide lighting and low
leve玉refrlgeraむi◎n to a small
farm
｝ meet eleCtriCity needS Of a
tyPical US household
10kW………・一…
｝ heat a SeVen一rOOm hOUSe in
atemperate c王imate
30kW………………
− run a moderR US all−electric
home
50kW………………
− provide light玉ng and 嘆5 hp
◎f motive force for a smalI
factory
500kW…………一・・
… provide light隻ng for an LDC
village with 200 dwell｝ngs
→ meeも e玉ectricity needs of
エ00 US hOUseholds
1．MW………………
−r職alar霧e industrial pla且t
一皿
@provide all the energy needs
of 30−40 U S households
… provide lighting and
refrigeratlon for 200 farms
1−1．OMW…………
−supPly power to a local grid
＊Excluding heat沁g／ゑir
condiむioning，hot water， and cQoking
資料：Stan主ey A Feder．喝璽SmaH hydroplants：anew lodk
at an old resouree”君NERGY INTE貧NAT王ONAL（1980．1）
噴射し，ランナ（バケット）にあてて発電する原理であり，高落差の場含に
適する。流量が最大使用流量の20％程度以上であれば，比較的広い範臨で安
定した高効率を保つ。
一68一
図1−4一窪 横軸フランシス水牽の概念図
資料1「農業水利施設を利朋した小水力発電の手引」G982．3）
①：ランナ（バケット）⑥：ぜットライナ
②：一軸管
⑦：ノズル
③：曲り管
④：ケーシング
⑧：ニードル
⑨：デフレクタ
⑤：カバー
⑩：水車軸
図1−4−2 横軸ペルトン水車の概念図
資料：「農業水利施設を利駕した小水力発電の手引」α982．3）
3） クロス・フロー型
クロスフロー水車の概念図を図1−4−3に示す。入口からガイドベーン
を通ってきたジェソト水流は，ランナの外側からシャフトの中心に向かって
流れつつ・ランナにエネルギーを与え，さらに水は内部から外周に放出され
一一
U9一
るが・こ嚇儲ランナにエわレギ漣娠る．このように，嫌がランナ
を横切って流れる・とから如ス…一の名がっけられている。
知ス’知一蝉の利点は・ガイ｝・ベーンの繍によって，蝉の鯛
幅をかえることができ・したがって・蝿変化への対励囎贈翻である。
搬に沖離（1・一11・m程度）沙瀬に適し，勘は1，。。。kW以下
が標準である。
ζ 濾絶
侭鉱．
、
1．Housmg
2Gu5de VOne5
3．Ruoner
層4・Runn・ダ＄eq胸
5．Cover
6．V（11v曾
7．Drof↑Tube
8．Tr如31賀㎝Pleca
‘ ，
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緊＼ ．曽
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図1−4−5 クロス・フ目一氷車の概念図
資料：玉…ma・1・・a1S・｝…ea・d7・・h。。1。gyl。，、，王。，，W。．
shinton，DC
く罵P・徳・・i・1Use・fSm・11D・m・t。P，。d、，eP。werf。r
Low−lncome Commu織ities．”（1978．8）
一70∼
4） チューブ型
この型の水車はさらにS型，バルブ型，…体型などに分類される。これら
を図1−4−4に示す。S型は，発電機を水面から離れた地上に設置できる
ため保守が比較的容易である。バルブ型は，ランナ直径が1m以⊥が望まし
く，発電機は球状（バルブ）の部屋に収納し導水中に設置される。一体型は，
ランナ外周に発電機回転子を取付けた構造である。建設コストは安価である
が，効率の低下はさけられないといわれる。
ノ
〆
｝
｝早
蝉「
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一 幽
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胤 ’
パルプ彩チュープラ水車
バルブ形チューブラ水車
（オープンタイプ）
（パッケージタイプ）
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S形チューブラ水車・発電機の配鍛図（断面）
S形チューブラ水車・発電機の託置図（平面）
〔
l1
1，
口
一体形水車
図1−4−4 チューブ型（チューブラ）水箪の種類
資料：「農業水利施設を利用した小水力発電の手引」Gg82，3）
一71一
（2）各国の現状
1）米 国
米頃の1978年末における水力発電設備容量は7，100万kWで，全発電容量
の12．3％を占める。水力発電量は2，809億kWhで同年の田本の4倍以上であ
る。水力資源の開発は，近年あまりさかんではなかったが，エネルギー政策
見直しの機運の中で，中小水力の利用が見直されている。米国には既存ダム
が約5万ケ所あり，陸軍：技術軍団によれば，50kWから1，500 kWの小水力
に限っても，全国約5，200の既設・遊休ダムから約570万kWの発電が可能
であるという。当面は技術的に開発可能なものを対象に開発計画を進めるこ
とになっているが，そのために以下の施策がとられている。
①水力開発計画の妥当性調査への特別融資（開発が実現しなくても返済は
不要）
②建設費への補助金交付
③ 水力開発投資への税額控除の引上げ
④電気事業老の買電義務づけと価格の規定
⑤ 許認可手続の簡素化
米国では，チューブ型（S型チューブラ）の開発が進んでおり，最近の動
向としてコスト低減のためのデザインの標準化と小パソケージユニソト化を
主眼とした開発が各メーカーにより行われている。ペンシルバニア州ヨーク
のAllis…Chalmers社は米圃第1の発電用タービンメーカーであり，プロ
ペラタイプのチューブユニソトを生産している。出力は50kWから5，000kW
までをカバーできる。
いくつかのメーカーが生産しているバルブユニソトは，発電装置を内装し
た鋼鉄球（bulb）の前面にプロペラタービンをとりつけた形式である。最近
世界最大のバルブユニソトがコロンビア川のロングアイランドダム（ROck
Island Dam）で完成した。ここでは，落差12mで出力51，000kWの装置が
8台稼動している。これらはAlsthom−Neyrpic of France社によるもので
あるが，低落差における大規模水力の例として注目される。
2）フランス
フランスの小水力はフランス電力公社（EDF）を中心に開発が行われてお
り，一般に，設備容量2，000kW以下あるいは定格容量1，500∼2，000 kW
一72一
の場合に小水力（Micyo powerstaもions）と呼ばれる。
フランスは，従来より小水力開発がさかんで，このため多数の小水カプラ
ントが現在も稼動している。現在，EDFが管理する小水力施設は147で，
50kWから2，000 kWの装置の総台数は277台である。また，フランス全体
では1，060の小水力施設があり，総計390，000kW，電力量は1，990 GWhに達
する。フランス国内には小水力専門のメーカーが5社あり，その中の1社は
表1−4−2に示すように1972年には16台，1977年には27台目・1・水力タービ
ンを生産している。
表1−4−2 フランス某メーカーの小水三夕一ビン出荷状況
Sma目turbines delivered by one French manusfacturer
Nαof turbines（圭elivered
Year
Total Kaplan Francis Pelton
Rati貧g Total Head
capaclty
16 6
8
11to 6324 kW
1973
16 6
7
1340kW 3 to
4．2to 7808 kW 160 m
蓬．977
27 3
19
1972
l．890kW
33も◎ 241．28kW 1．6 to
3250kW 550 m
資料：J．Cotillon駅Micropower：an old idea for a new problem”
Water Power＆1）am Construction（1979．1）
フランスの小水力開発は，EDFとともに個人に負うところも大きい。そ
の理由は，開発に適する地点の68％は落差が1∼4mであり，一方，経済的
観点よりEDFは6∼7m以⊥でないと対象としないからである。かつて，
小水力を個人的に開発した者はEDFへの売電が義務づけられていたが，現
在は個人家屋の暖房などを目的とした開発も行われている。この例として，
いくつかのメーカーが1mから5m程度の落差に適当な小水力として最近開
発したサイフォン式ユニットを図1−4−5に示す。あるメーカーのもので
は，流鍛1906／sから2，5004／sで出力5kWから39 kWであるが，近々150
kW級も可能になるという。納入先としては，ホテル，小工場，製材場，な
めし筆工二場などである。
一73一
εDFの小水：力開発
表1−4−5
Sma口unlts instal【ed or being
ance by εDF for
inst∂目ed ln Fr
Name of
Year of
Type Qf
P正ant
commiSSめ蜘9
turb｝ne
Rated
Ratcd
Rated
head
flow
e猛paclty
（購）
（kW）
（m）
F。n衙ne3 d℃gine
童973
Kap至a蹄
Sous Koche
1973
HorizO騎tal
tぬeperゆd 19ア5−1986
蜘rbine
Year圭y
南of generaしor
outpuし
unlts speed（re痂in）
（GWh）
6
0．8
1 600
5
37．8
4．3
1．42
1 6αD
7．6
1足．7
7．5
0．75
2 428
7、〔潟
正5
Fra闘cls
VerUeal
1977
Roche Qu重BoiL
K・画†
1978
P
qoche Bat L Aigue
12
】8．7
1．9
4 ：菊。／1ぴoo
lM
2．2
2．2
1 750
3
正3
27．5
2．8
匡 273
8
1 375
8
2 167／75吐｝
7．7
Horizonta…
18
K・p聖…t
1978
Ba俵侶
Hor比OBt滋
Francis唯
N6pes
艮979
Kap監anマ
Strasb。ur9率
艮979
Kap正an†
8
16
Lamanon
監980
Kaplanマ
7．5
17．5
率sub3kU3ry generating un垂し ロsing
呈．レ霊
com僻鳶saU。n water discharge；
掌these units have f孟xed guide vanes
資料：J．Cotilloa qMicropower：an o玉d idea f◎r a new prob玉em”
最近のEDFによる小水力開発を表1 4
3に示す。
ソトワーク用として開発された例を表1−4
4に示す。
”轟り｝㌦
◇
，剛一”
智ノ．
‘毎㌦、 凱，・；’∴ン」馳筑丹・つ砒㌧》翻
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4
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一
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翔
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「
1
図1−4−5
二二のサイフォン式小水力ユニット例
資料：J．Cotillon斡Micropower：an old idea for a new problem”
一74一
独立したネ
表窪一4−4 独立システム用小水力施設例
Exampies of machines
isolated network
insta目ed since 1
DHead（m）
Ow盆er
Turbine type
965supplying an
ischarge
i1／s）
Raもing
ikW）
Loca1
authorities
Francis
Paper mllls
Franc is
Flourmi1｝s
Fraaci s
Abbey
Fra薮ci s
30
Distillery
Kaplan
27
1500
340
5．50
6000
265
5
5000
210
3．60
800
200
6500
180
Loca玉
Pelton
240
500
1000
王rrlgation
Pe玉ton
120
16
16
Haiti
Pelton
212
66
圭玉5
Maurice
Francis
50
2850
1200
Francis
44
3000
1，100
auth◎rity
hdonesia
資料：J．C・till・バMier・P・wer：an・玉d idea f・r a newpr・bl・m”
3） カナダ
カナダは水力資源に恵まれているが，小水力も他国々とは若干異なった観
点から評価され，しだいに注目されてきている。1973年以来の石油価格の高
騰という各国共通の要因のほか，カナダ固有の状況として偏在する電力需要
と広大な国土という地理的要因がある。このため，電力需要の大部分が送電
網によって供給されているが，北部や海外地域の一部では小需要地が点在し，
現在なお孤立したディーゼル発電により電力を供給している場合が多い。こ
れらの地域における小水力開発は，低落差ないしは小流量の小水力開発可能
地点が少なくないもののディーゼル発電に対抗できるような経済性が得られ
ないことを理由に見送られてきた。ところが，近年の石油の高騰と省石油へ
の方策として小水力による代替化がとりあげられるようになった。
カナダ連邦政府通産省の直接的な水力開発助成策は講じられていないが，
個々のプロジェクトへの補助金交付などの助成策がとられている。小水力機
器については，コスト低減と飛行機による遠距離輸送を考慮して，標準化や
プレハブ化が実施されている。
4）日 本
一75∼
日本における小水力発電のアイディア自体は決して珍しいものではなく，戦
前から「水車発電」は行われてきたし，現在でも一部の地域で添いられてい
る。ただし，出力の平滑化が完全でなく，電灯の瞬きなどの不便を生じてい
るようである。そこで，現在得られる技術で全く新しい小水力発電技術の開
発が必要であり，具体的な試みも行われ始めている。その背景には，石油の
高騰と省石油の促進があり，さらに大規模水力の立地が困難となってきた地
狸的要因がある。
国内の小水力の最近の動向を技術的観点から概観すると，各小水力タービ
ンメーカーは，型式の標準化，シリーズ化，パソケージ化といった点を開発
対象としており，保守の省力化，エレクトロニクス化にも注力している。標
準化の対象となる水車のタイプは，フランシス型が最も多く，次いでクロス・
フロー型である。
フランシス型（横軸）は，他と比較して構造が容易で保守性が良く，効率
も良いため，標準化が最も容易である。㈱荏原製作所では落差30∼250m，
1，000kW∼10，000 kWで標準化を行っており，㈱日立製作所も50∼350（m・
kW）で高効率モデルランナによる標準化を行っている。三菱電機㈱も落差20
∼300m，200∼10，0001くWでシリーズ化しており，㈱明電舎も落差3（ト250
m，1，000∼10，000kWで約200種類のシリーズ設計を行っている。
クロス・フロー型は小水量時の効率に比較的すぐれており，構造は非常に
単純である。水車専門メーカーの㈱旺沖水力機械製作所は4種類の製品シリ
ーズ化を行い，落差2∼200m，流藁0．02∼10 m％sec，3∼1，000 kWの
転嫁に対応できる。日本工営㈱はNK方式として落差10∼100m，出力1，000
kW以下で標準化し，三菱電機㈱も落差6∼100 m，出力50∼500 kWで標
準化を完了し，さらに1，000kWまでの容量拡大を図っている。㈱明電舎で
は，落差1∼200m，1，000 kW以下でやはりシリーズ化している。
また，最近注目されるのは，20m以下の低落差用として㈱明電舎と㈱荏原
製作所が共同開発した「一体型水車発電装置．｝である。流量1．5mシlsec以⊥
の範囲で500kW以下の出力を有する。新型水車として通産省の補助金によ
り，57年度に群馬県天狗岩地点で実証試験が行われる。
代表的水車の流量一落差による選定表を図1−4−6に示す。ペルトン水
車は高落差に，チューブラ水車は低落差に適している。フランシス水車は中
一76一
落差・大出力に，
クロス・フロー水車は中落差・小水力に適している。
〔コ樹凶・トン水車
落200
差
H
＼論諺・・，＼◇＼＼漁呂i勢；畿紅
ln）
100
80
60
40
30
一一
f＼一
＼亮スフ・謡
20
10
チューブラ水車
8
＼
6
4
．＼＼
＼．＼．＼
3
O．060，G呂O，i O．2 0．30．40．60．81．0 2▼0 3．04．0 6．08．010 20 30
使用流量Q（lif／s＞
図1−4−6 水車機種選定表（例）
資料：「農業水利施設を利嗣した小水力発電の手引」（1982．3）
2 主要特許の概要
（9 クロス・フロータービン機（CROSS−FLOW TUR81NE MACHINE）
国 名：米国特許
出願人：Gary通Harloff
特許番号：4，279，569，
出 榎頁 日 ： 1979，10．圭6
このクロス・フロータービン機は，流体（液体または気体）のエネルギー
を軸力（shaft power）として取り出す。ガイドベーン⑳によりロータ（4）に
導かれた流体は，最初のロータから内部（5）を通りぬけ，再びロータ樹を通り，
出口を通り，最後にディフユーザ（8），（9＞を通って外側に出る。タービンロー
タを横切る際の流体の角運動量の変化により，圓転力が外部の動力軸働に伝
達される。この動力軸は，例えばウォーターポンプの動力，発電機，圧縮機
に利用することができる。
この発明の目的は以下の3項にまとめられる。
D流体の運動エネルギーを軸力へと制御しかっ転換する。
一77一
iD機関の幅の増加に対応して軸力も増加するようなタービンを製作するこ
と。
liD出口面積に応じて，軸力を制御すること。
ゑ，9．272コ声
2ノ
4
煮
、29
劣1
1∫
3
〃
6 39
14 、∫
該
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刀
、＄’aり
一一一一一ウ 』
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ｳ，
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，肝ヂニニ魏憶二＝v7・
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I l
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@犀 墨 1
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37
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四
32 34．
！ 「．r
J（ノ
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惣…等∠
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二
→
1：1
i
ζ二＝1
1
1 1
準監1
臨I
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＿1試1
星占L。、。。。。＿
41
I l
1
毫 1
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→
l l
ｱ匡
撃戟G
1
1
こ；＝i
1＝二二
1 1
j 竃
5
普@ 竃
鑑 1 し
40
@ 38
図1−4−7 ク自ス。フロータービン機
3 先導的事例の分析
（D 小水力発電装置
国・場所：米国アイダホ（王daho）州ブリス（Bliss）
規 模：50kW
資料出典：璽Potenもial Use of Small Dams to Produce
Power for I．ow−Income Commu虚ties（1978．8．4）
この50kWプラントは，落差i40ft（42拠），流量320gaレ商in（0．02mンもec）
の湧水流を利用している。このプラントが設置された最初の目的は，地域利
一一
V8一
用とは無関係に，砂利採掘場の動力源とすることであった。総建設費は約40，
000ドルで，毎月LOOOドル以⊥に相当する動力を得ることが可能である。
タービンは実際には逆流ポンプ（Backwards−drive資pump）であり，ギ
ヤーケースは井戸のポンプ用に通常払いられているもので，タービン同様逆
方向に回転する。発電機も転用品である。
この地点は充分な落差があるため，装置間の若干の不適合は重大な支障と
はならない。適轟な地点と革新的な機器の組み合わせにより，小水力発電に
成功をおさめた事例である。
（2） 低水位発電装置
国・場所：日本・鳥取県葱伯郡日吉津村地内
実施者 鳥取県農林水産部
規 模：5kW
資料出典：南波，山口「農村地帯の低水位発電装覆」水と
ニヒNα43 （1980） 1まカΣ
水車と発電機のほか，水量変化で水車の回
ここで用いられている装置は，
虚数がかわっても発電機の回転数がかわらないように1．C制御されている点
が注目される。発電装置の重量は標準で約300kgで運搬，掘付が容易である。
このシステムの概要を以下に示すo
D水車は耐食性を有するステンレス製とし，羽根の寸法，水車の径に関し
ては，水量，流速などを考慮し，羽根を最小に抑えて，水車の馬力を最大と
なるように設計する。
iD 水車を据付ける木路は，コンクリート舗装，矩形断面とし，水深：水路
幅はi：2が最適である。必要な部分は鉄板張りとして流速を増す。
iの発電機は最も使い易い（電圧変換，直流変換）交流発電機を使用し，開
放防滴形とする。
［V）水流一一定でも電気負荷の増大によって水車の回転数が低下するが，自動
調速機によって発電機の回転数を一定に保つ。
V）発電機盤は電圧計，周波数計，電流計を装備し，全閉防止型とする。負
荷種別により負荷配電板をとりつける。
vD保護装置として異常出水警報ならびに水門自動制御装置のほか，渇水時
に常時負荷防止装罎をとりつける。
一79一
vゆ用地の取得と工費が許せば，水車据付けの上流部に固定洪水吐を設け，
一定水位以上の流量は迂回水路を通して下流に排除すれば安全である。
発電された電力の用途としては様々なものが考えられるが，代表的な用途
を以下に示す。
D動力源
農家・畜舎・ハウスなどの冷暖房用機器用
農業用電動機器用
車輔・農機具のバッテリー充電
iD光 源
農家・畜舎・ハウスなどの光源
集落の街灯
誘蛾灯などの農業用利用
顧）熱 源
電力蓄積は温水蓄熱が最も容易かつ高効率である。ヒナのフ化，魚養殖用
など用途は広い。
一80一
1−5 波浪エネルギー
1 開発動向の現状
（1）米 国
米国における波浪エネルギー利用に関する予算は100万ドル程度（1980年
約2億3千万円）であり，エネルギー省（DOE）が「太陽エネルギー研究
所（Solar EnergyResearch Instituむe）と協同研究を行っている。ダム・ア
トール型の変換機とカウンター回転エアタービンを用いた研究を行っている、
現在のところ125kWeの出力となっている。
“
裟麟1こ｝ Solar Energy Research王nstitute
“OCEAN ENERGY”一WAVES， CURRENT，AND TIDES”
MAY．198i．
過去に行われた波浪エネルギー利用実験には次の例がある。
○浮力穫橋利絹の発電（蒙911年）一波力会社が，ニュージャージー州アト
ランチソク布で実施し，茎10kWの出力が得られたことは確認されたが，実
用イヒはしなかったo
o不規則運動の利用（1964年）一自動巻の原理により海の不規則運動を利
用するもので，ハミルトン社（時計会社）の工業軍事部が実施した。
。波ポンプ装置（1970年∼現在）一カリフォルニア州のスクリプス海洋研
究所のキャソスル氏が，スクリプス号に取り付けて実施したものでありほ973
年7月に静かな海で成功した。
・波力変換器（1973∼1974架）一アーサ・ディ・リトル社が企業と契約
して実施した。
（2）英 国
波浪エネルギー利用技術の研究開発に関しては，世界で最も熱心であり，
一81一
1910年頃より多くの事例が報告されている。1976年に設けられた波浪エネル
ギー運営委員会は，波浪エネルギー利用の可能性を有望とみて，つぎのよう
な計画を立てた。
…エジンバラ大学に，海洋条件のシミュレーションや波浪発電装置の試験が
可能なタンクを建設する。
一エネルギー吸収構造を分析する。
一陸上にエネルギーを伝送するための方法を研究する。
技術上の問題が解決されシステムの経済性が確立されれば，1986年には試
作機が稼動し，1990年代以降，電力供給体制に貢献する計画となっている。
現在英国で有力な方法と考えられている3種類の波力利用方式を示すと次
のとおりであるQ
一ダソクスーエジンバラ大学のソルター氏によって考案されたもので，カ
ム状の浮体を並べて波力を吸収する。
一ラフツー連結されたブイが波力で運動するときのエネルギーを利用する
ものである。
一空気圧利用一波力の変動により空気を圧縮し，その圧力を利用するもので
一82一
ある。
（5）日 本
わが国で初めて波浪エネルギーの変換技術の開発を手がけたのは益田善雄
氏（海上自衛隊，海洋科学技術センター）であり，35年前に玄海灘で最初の
実験を行った。益田氏による多くのアイデアが海で試され，そのうちの一つ
は灯火ブイの電源として実用化されており，海上保安庁の灯台部では現在約
500台も使用されている。久里浜のアシカ島灯台には波渡エネルギーを変換し
た電気が使われており，海洋科学技術センターは益田氏考案の波浪エネルギ
ーによる消波発電船「海明」を建造してユ978年より国際エネルギー機関（I
EA）の協力を得て山形県鶴岡市由良港沖で実証実験を成功させた。
海洋科学技術センターは，富士電機㈱と協力して，無弁式タービンの改良
を進めているが，軸推力の大きいタービンを得るためタンデム式を採用して
いる。これは，一対のタービンを胴いて互いに推力を打消させるものである。
この発明の実証試験は，ブイ用波浪発電機に長い経験を有する㈱緑星社と海
洋科学技術センターとが共同して，実海面で試験中であり，1，000kW級の実
用化試験を実施する予定である。
海洋産業研究会，エンジニアリング振興協会，港湾研究所などは，空気タ
ービン式の波力変換装置を防波堤に組み込む方式に大きな関心を有し，研究
一83一
開発を進めているが，最近は，海洋工事を得意とする大成建設㈱，清水建設
㈱，㈱竹中工務店などでの研究熱が高まっている。
北海道増毛町における防波堤：での板式波力変換装置は，室蘭工科大学と日
立造船㈱が中心となり行っている大型実験であり，防波堤に当たる波浪で板
を動かし，これを油圧として取出すものである。
海水に含まれているウランを抽出するのに波浪エネルギーを利用するとい
う提案は，英国電力公社（CEGB）のSwift Hook博士が行ったものである
が，臼本では，四国の工業試験所がポンプカラム式のウラン吸着実験を行っ
ており，その成果が期待されている。海洋科学技術センターも海明を使用し
て，波の運動によるチタン酸バリウム粉末へのウラン吸着の実験を行い，反
応速度が大きくかつ耐波性のよい繊維状の吸着物質が開発されれば，波力に
よる大規模な海水ウラン圏収の可能性が実証された。
2 主要特許の概要
主要特許について，D発明の名称， iD l土1願人，臼i）特許番号または公
開番号，IV）出願年月日， V）発明の概要を示す。
①
D潮汐または波の運動を用いる水力発電機（英国特許）
iD M． Portelli
由） 圭，59！，727
1V）本装置は，潮の干満によって海水をかぶる地面におかれる。この浮体に
は1台の自動揚水機が取付けてある。潮の干満によって海水が出入するよう，
入日と出口が付けてある。小室は，入れこ式に配置された一連の管状の区鑛
を形成する。一方の端の皆野は地面につないであり，他の端の盤酬ま浮体の
基盤に動くようにつないである。
②
P 潮汐および波浪による発電機（フランス特許）
懸） E．Auberもin
甫） 2，466，636
M この発電機は波の動きにつれて上下に垂直に動く大きな浮体を用いてい
る。この浮体の運勤によってスクリューが廻り，縦方向に固定された回転輪
∼84一一
とラチェットの働きにより，一：方向の圏転が得られる。
③
D潮汐運動と波浪エネルギーの利用による海水中のウランの圏収（日本）
の三菱重工業株式会社
棚） 6，031，41三
iv）海水を通過させてウランを吸着させるための細孔のあるハニカム・コア
を，支持枠の上に，取り外しのできるように配置してある。この枠は，バラ
スト・タンクについている水平基盤の上に据え付けてある，垂直回転シャフ
トに取り付ける。支持枠の外面にフィンが取り付けてあるので，コアの細孔
は海流に対して常に正対する。
④
D 波浪動力取出し装置（臼本）
の 株式会社丸一製作所，北林誠一
Hi） 6，034，968公開
iv） 1979．8．28
V）海面に近く並列され，浮子を介して一定範囲の回動を行う数個の回動軸
と，この回動をレバー比，歯車比等で拡大して廻転力に変化する機構と，上
記機構により回転される回転体から一：方向にのみ動力を伝達される回転軸と，
この回転軸を附勢するフライホイールからなる波浪エネルギー取出し装置。
⑤
D波浪動力取出装置（日本）
iD北林誠一，株式会社丸一製作所
iiD 6，006，076公開
lV） 1979．6．25
V）甲子されている筒軸から筒壁に達する放射状の隔壁（41，42，43，44，）な
どにより筒内を数個の同形の受水室に縦割り区分し，かつ筒壁の各受水室に
対応する部分には同じ回転向き側の隔壁に隣接して開口を穿った回転筒を有
してなる波浪動力取出装置。
⑥
D エネルギー変換装置（日本）
iDバーナード・アーサー・パッカー
一85一
liD 6，156，466公開
iv） 1979．9．7
V） このエネルギー変換装罎は，支持枠，キャリソジ部材，下方向位置と上
方向位置とを定めている軌道手段，フロート部材を含んでおり，フロート部
材の運動により発生したエネルギーが，機械的エネルギーまたはその他の形
のエネルギーに変換される。
⑦
P 波力原動方法とその装置（扇本）
iD 高山敏雄
i｝i） 6，085，572公開
iv） 1979．12．17
V）浮体を海面に浮かべておき，浮体の波による上昇および下降によって回
転軸を回転させ，回転方向の正逆によって歯車送り体を開閉することによっ
て，正忌のときだけ運動を鹸車に伝達することを特徴とする波力原動方法。
⑧
D波エネルギ変換装麗（蜀本）
｝D 臼立造船株式会社
1iD 6，092，368公開
tv） 1979．12．26
V）変換装置本体と，波受移動体と，揺動体とを備えており，波が寄せると
きに，移動体が揺動体を持ち上げながら移動し，波が引くときに，移動体が
移動するようになっている波エネルギ変換装概。
3 先導的事例の分析
（共振型沿岸波力変換装置）
（玉〉本装置の原理と構造：本装置は図1−4−6のように，前部水面下に開
口部のある鉄筋コンクリート製のケーソンで，内側上部に空気室があり，空
気室の天端板にノズルが開いている。波が打ち寄せると装置前部の壁に当た
って重複波が生ずる。この水の運動は開口部から伝達して装置内側の水面を
上下させ，上部の空気室内の空気が圧縮または膨張させる。空気はノズルを
通る強い往復流となりタービンを回転させる。
∼86一
（2）変換エネルギーの利用法：波から変換されるエネルギーの利用法として
は，図1…4−7に示すように，いくつかの方法がある。
1）電力に変えて利用する方法：空気タービンを発電機に連結すれば電力が
得られる。出力のムラを平滑化する方法としては，（1）空気ダンパーを設けて
空気の流量・流速を均らす，（2）空気タービンと発電機との間にフライホイー
ルを設けて発電機の回転を一様にする，（3）商用電力網に接続して電圧を自動
調整する，などの方法が考えられる。このほか，波のある時だけ発電させ，
その電力でヒートポンプを駆動し，熱湯の形でエネルギーを貯蔵する方法も
ある。
2）直接熱に変えて利用する力法：波のある時に空気タービンで油圧ポンプ
を駆動させる。オリフィスを設けてポンプで油を押し出すと油が発熱する。
これを熱交換器で取り出し，水を加温して蓄熱利絹する。
発電機
タ ビン
弁箱 、 ・ズル
弁
^↑、／
空気流一
ノ
撚
ウ
曾空気隅
ケーソン
▽
、
一＿
＿＿＿＿魅
ノkイ∫乞変三幼
図1−5−1 共振型沿津波力変換装置の原理（断面図）
資料：海洋科学技術センター
（3＞用途：沿岸地域のローカルエネルギー利用として，つぎのような用途が
考えられる。
の港湾，漁港などの付帯施設（管理事務所，漁港事務所，船員宿泊所，漁
民センターなど）や付近の公共施設（公民館，学校，老人ホーム，市民セン
ターなど）への電力および温水供給
2）港湾，漁港，沿岸道路の凍結防止や融雪のための温水供給熱源
一87一
その他，わが国の沿岸では，一般に夏は波が少く特に日本海側でこの傾向
が顕著なので，太陽エネルギー利用システムと組合せて補完させることも考
えられる。
（4）効率：この装置による波浪エネルギーから空気エネルギーへの変換効率
は，模型水槽実験では最大80％，平均でも50％以⊥であり，他の波浪エネル
ギー変換システムに較べて高い値が得られている。ただし，装置を置く場所
は，波が破砕せず，年間最：多波向に正対するような場所と位置を選定しなけ
ればならない。
㈲ 装置の特徴：
1）構造が簡単なため，耐波性や耐久性がよいQ
2）電力および熱のいずれにも変換できる。
3）防波堤や護岸と同時に建設すれば経済的である。
4）地域の公共事業と組合せて建設できるので，ローカル・エネルギー開発
利用の面で極めて有効。
波
次
変
（波エネルギー）
共振型沿岸波力変換装置
換
シ
（空気エネルギー）
ろ
玄
窒気タービン
（機械エネルギー）
次
油蔑ポン プ
発 唱 機
（電気エネルギー）
灰
変
換
多段オリフィス（孔）
芸
商用電力網
（熱エネルギー）
シ
ろ
熱交換器
ヒートポンプ
冷 濃
誘
水
暖
房 水
加動照
熱力明
用言用
図1−5−2 共振型沿岸波力変換装置による波エネルギー利用システムの隅
一88一
1−6 潜熱利用技術等
ここでとりあげるのは，蓄熱技術，熱輸送・熱交換技術などであり，太陽
エネルギー，風力エネルギーなどから変換された熱エネルギーを，いかにム
ダなく効率的に利用するかということに関する技術である。自然エネルギー
の特徴は，エネルギーの総量自体は大きいが，エネルギー密度が希薄であり，
かつ供給が時間的に変動することである。自然エネルギーの実用技術を確立
するためには，エネルギーを集約し，安定供給を実現するための貯蔵技術を
確立する必要がある。
エネルギーの形態としての電気動力および熱について，その貯蔵技術の現
状を見ると，電気エネルギーの貯蔵では既に実用されている揚水発電，鉛蓄
電池のほか，フライホイール，超電導コイルなどの研究が活発に行われてい
る。また，米国やヨーロソバでは岩塩鉱に残された地下洞穴に圧縮空気を貯
蔵する方法も試みられている。これは 余剰電力で圧縮機を駆動して地下洞
穴に高圧空気を貯蔵し，昼問のピーク電力需要時にこの高圧空気を利用して
ガスタービン発電を行うシステムであり，1978年に西独のフソトルフに世界
最初の発電所が建設された。含計約30万1嶺3の2つの岩塩廃鉱に夜間10時間にわ
たり約70気圧に圧縮した空気を貯蔵し，昼間のピーク時に2時間，29万騨の
ガスタービン発電を行うという。しかし，この方式ぱ立地．kの翻1約からわが
国においては実施が困難である。
動力エネルギ…の貯蔵については，風車による揚水が古くから実用されて
いる。
熱エネルギーの貯蔵，すなわち蓄熱の技術については，近年再び研究開発が
盛んになっている。そこで，以下に蓄熱技術，とくに潜熱蓄熱技術を中心に
開発動向の現状をまとめ，特許情報，先導的事例の分析の項では，関連する
熱利用技術，すなわち熱の輸送や交換などについても併せてまとめることと
する。
1 開発動向の現状
従来，熱エネルギーの貯蔵ぱ，余剰エネルギーの利用やピーク負荷をなら
して設備容量を下げる囲的を持ったオフピーク蓄熱として利用されてきたカ∼
一89一
最近は太陽エネルギーなど自然エネルギー蓄熱のための研究が盛んに行われ
るようになった。蓄熱媒体の探索，基礎物性値および熱挙動などについて次
第に明らかになってきたが，潜熱や化学反応エネルギーを利用するために
は，今後の研究に期待されるところが多い。
ω 蓄熱の4つの原理
顕熱利用以外の蓄熱方法には「相変化にともなう潜熱利用」「化学反応の
際に生じる反応エネルギ…の利用」および／濃度差エネルギ…の利用」など
が挙げられるQ
① 湿熱利用
液体蓄熱材としては水が最も広く使用され，水以外には合成オイル類が利
用される程度である。水は容積比熱が大きく，安価であり，蓄熱としての機
能のほかに熱輸送媒体としての機能も有するので，0∼100℃の範躍で使用
する場合，水に勝るものはないといえる。固体としてはレンガ，石などが使
われるが，土壌そのものを蓄熱媒体として利用する方法もある。
②相変化にともなう潜熱利用
物質に熱を加えると温度は上昇するが，融解や結晶転移があると，全体の
融解，転移が終了するまで温度が変化せず，熱が吸収される現象がある。た
とえば，水酸化ナトリウム（NaOH）の温度上昇をみると，階段状の点では温
度変化はなく熱の吸収または放熱が行われる。この時の熱を潜熱という。温
度を下げるときには，転移，結晶化が終了するまで熱を放出し続げる。
潜熱利用資材を大別すると，無機水和塩，有機物質，共融塩金属および水
となり，それらの長所および短所を示すと表1−5−1のとおりである。ま
た代表的な潜熱資材を表1−5−2，表1−5−3に示す。
③化学反応エネルギーの利用
S・，を離で分撫せS・，畦・，としてお・・備熱し，触媒反騰よ醗
熱させ，その熱を利用する方法や，無水塩のアンモニア化合物を組み合わせ
アンモニアの圧力を調整することによって，反応熱を利絹する方法もある。
FeC12・6NH3蔓＝±FeC12・2NH3十 4NH3
④濃度差エネルギーの利用
硫酸（H2SO4）に水を注ぐと激しく発熱するように，化学組成を変化せず，
一90一
、、「
（HOT∼HO298）M−1（KJg−1）
NaOH
1．0『
融点
↓
0．8
転移点
↓
0．6
0．4
Mgo
0．2
0
100
200 300
T（℃）
400 500
図1−6−1 水酸化ナトリウム単位質量当りのエンタルピー
資料：高橋義夫他「響本の科学と技術」1982年蓄エネルギー
表1−6一嘩 蓄熱材候補の種類と一般的な性質
蓄熱材候補の種類
無機水和塩
（分子式の…般形A・BnH20）
短 所
長： 所
・単位重文，体積当りの融解熱が大きい。
・可逆性がない。
・融解時の体積変化は小さい。
・過冷却が大きい。
E熱伝導率が比較的高いので熱変換の性能
E腐食性がある。
に有利である。
有機物質
・単位重量当りの融解熱が大きい。
・可燃性である。
（パラフィン系）
・融点の選択範囲が広いG
・熱伝導率が低く・熱
（分子式の一般形CnH 2 n壷2）
・非有毒性である。
交換性能に不利であ
E非腐食性である。 1
・化学的に不活性で安定である。
驕B
・容器に付着しやすい。
（high wetting abi一一
・過冷却は少ない。
・融解時の体積変化は少ない。
・蒸気圧は低い。
・価格が有利なものが多い。
・信頼性が高い。
一91一
lity）
長 所
蓄高欄候補の種類
有機物質
（非パラフィン系）
短 所
・種類が多い。
・可燃性のものが多い。
・融点に都合の良いものが多い。
・不純物により融点な
ど熱的物姓値が変わ
・嬉虫ヂ蟹署奔契フう葦上ヒ較的大きしへ。
りやすい。
・熱伝導率が低い。
・化学的に活性のもの
が多い。
共融塩
（共贔塩）
・融点，融解熱の値は成分比を変
・腐食轍のものが多い。
・湿度が融点に影響す
えることで選択できる。
・物質の種類として選択の範囲が広い。
る、、
・融点が一般に高い。
金 属
・単位重燈当りの融解
。単位体積当りの融解熱は高い．
（低融点金属金属共
・熱伝導率が高く，filterが不要。
融合金が念懐れる）
・蒸気圧は姥較的低い。
熱は紙い。
・比熱が小さく，顕熱
・融解時の体積変化は少ない。
分は期待できない。
・温度に対して安定である。
・比学的に安定で，腐食性は少ない。
その他
水，無機塊は単独では条件を満足しないが
共融物の成分としては，有力な候補である。
水の融解熱がどの蓄熱材候補物質と圭＝ヒベて
も最も高く，ほかの性質も，安定性，無毒，
不燃姓，熱伝導性，無価格などの点で優れ
ていることは再認識する必要がある、、
資料：薬品，渡辺「熱エネルギーの相互変換」エネルギー変換工学
表1−6−2 潜熱利用の冷熱蓄門門の例（低温蓄熱材料〉
物質名・化学式
有機
物
融 点
@〔℃〕
融解熱
kca1、ゑ〕
C畏4パラフィン
1．7∼4，4
39．5
b妻5パラフィン
o
14．4∼玉8．3
47．9
Lic103・3H2σ
8．1
60．5
H2 SOべH20
8．6
過冷却
安全性
あり
無機
ZnC12・3H20
10
水
和
Z籍C12・5／2H20
13
塩
K2HPO4・6H20
U．1∼13，3
NaOH・7／2H20
×
39．玉
あり
26
あり
×
一92一
コンテナ：難
?食性：大
コンテナ：誉
c食台：大
物質名』・化学式
共融混合物
融 点
融解熱
k℃〕
kcai／奮〕
3（NH3CD2・2（Na2SO4）・
10
NH喋CI・Na 2 SO4・10H20
11．1
38．9
Q0H20
12．8
43．3
NaCI・Na 2SOザ10H 20
18．3
44．4
P0H20
NaCI・醸4CI・2Na 2 SOぺ
過冷却
安金性
資料：塩治，渡辺「熱エネルギ…の相互変換」エネルギ…変換工学
水溶液の濃度を変化させることによって，エネルギーを利用する方法である。
（2）各国の現状
1）米 国
米国では，蓄熱に関する研究は広く行われており，DOEの「蓄熱計画ゴ℃一
hermal Energy Sむorage Program”では1，535万ドル（1981年，約36億円）
の予算のもとで以下の項目についての研究開発を行っている。
①能動的または受動的太陽エネルギー，あるいは既存の電力使用の冷
暖房に関する蓄熱技術であって，日単位のもの（dairy storage for
ac乞重ve orpassive solar and conventional heaもing and coo1童ng）。
② ビルの冷暖房に関する蓄熱技術であって，季節単位のもの（seaso獄al
storage for building heating and cooH難9）。
③熱エネルギー輸送（捷ermal energy transporの。
④熱力貯蔵（thermal power sもorage）。
⑤ ケミカルヒートポンプ（chemical heat pumps）。
米国エネルギー省および航空宇島局の出資に係る蓄熱の研究を行い，198
0年と1981年に成；果を発表した企i業および研究機関の名称は次のとおりであ
る。
これらのうち，5っの研究内容についてその概要を示す。
①カルマソク社Calmac Mfg．Corp．
硫酸ナトリウム5水素Na2 SO4・5H20，塩化マグネシウム6水回MgC12・6鎚
0および7種類の物質の共融混合物の潜熱を利用する蓄熱装置を開発した
（DE 81023402，1980年発表）。
一93一
表1−6−5 中低温蓄熱材候補の例
物 質 名
meもhyl fumarate
化 学 式
融 点
単位体積蚤
閧ﾌ潜熱匝1燃〕
過冷却
k℃〕
k℃〕
102
104
（C猛CO2 CH 3）2
観察され．ず
腐食性
． 曲 一
安全性
総合評姫
体積変化
｛
@ 20％
理化マグネシウム
晦C12・6H20
117
64
n−tetradecane
Cl漂30
5．5
41
観察されず
n−hexadecane
C茎6H3盛
16．7
姐8
無祝できる
〃
n−octadecane
C18H38
28．0
45
〃
〃
〃
ノノ
．
C20H42
36．7
46
〃
〃
〃
po豆yethylen glyco1600
H（㏄H2CH2）nOH
2（，．25
38．5
〃
適
acetlcacid
CH3COOH
16．7
46．9
物質によつ
@あり
引火性
56
39．3
観察されず
なし
適
58
40．1
〃
〃
氏celconane
tristearln
myristic acid ρ
CH3（CH2）置6COO
〃
観察されず
〃
約15
なし
適
熱依導率砥
｢
引火性
〃
stearic acrd
g
69．4
4α3
〃
〃
ほほ適
e玉a玉die acid
j
C8H7CgH節COO
47
44．3
〃
〃
適
〃
体積変化
@ 15％
良い1東結行
ｮをとる
AIに適舎
蒸気圧が高い
acetamida
67
CH3 CONH2
81
oxazOline wax
ES一一254
50
23
oxasoline wax
TS．．．一970
74
なし
chlorataticacld
CICH2COOH
酢酸リチウム ．
Lic2H302．2薮20
52
りん酸水索ナトリウム
Na2 HpOぺ12玉｛20
86
硝酸リチウム
観察されず
α61β56
ノ！
窒T0
LiNO3・3H20
29．88
水酸化バサウム
8a（OH）2・8H20
78
ひ酸水素ナトリウム
Na2HA30ぺ121｛20
26
炭酸ナトサウム
Na2CO3・10H20
33
硫酸ナ｝・リウム
Na2SOぺ10H20
3韮
硝酸第二鉄
Fe（NO3）3・9琵20
47．2
102
なし
110
30
なし
〃
AIを腐食
A貿ζあり
AIにあり
強アルカリ
趣㌔3却71＝
p効果的角虫
なし
}あり
157
無視できる
AIにあり
87．6
5
AIにあり
88．3
あり
資料：塩治，渡辺「熱エネルギーの榔渡場二堺ルギ．．．．．交換．／二学
一一
X4一
強アルカリ
内 L …
過冷却防ヒ
ﾌ．要あり
表1−6−4 蓄熱に関する研究結粟を発表した研究機関の名称（1980∼198窪年）
企業名・研究機関の名称
カルマック社（Calmac Mfg．Corp．）
出資機関
エネルギー省
カル：7オノレエア州立大学
｛
ギャレット・エネルギー研究技術会社 Garrett Energy R． and E Co．，lnc．
岡上
ヘリオダイン社He liodyne．lnc．
EIC社
同一ヒ
航空宇宙局（NASA）
同壬こ
ソーラーエネルギー研究所
南イリノイ大学
同圭
同上
カルフォルニア大学
同一ヒ
エネルギ…省
岡上
バテル・ノースウエスト研究所
同⊥
ウエスチングハウス社
航空宇宙局
資料：高論商務省 国立技術桿1報サ…ビス局
②カルフォルニア州立大学
ギャレソト・エネルギー研究技術会社ヘリオダイン社
硫酸ナトリウムを使用する潜熱蓄熱システム，コンクリートブロックの蓄
熱システムなどについて技術開発を行い，1980年9月に発表した（DOE／SF
／01964−T1）Q
③ EIC社
化学的ヒートポンプは，高温度が得られる集熱技術と併用すると蓄熱効果
が大きいことが明らかとなった。次の物質の反応熱を利用する化学的ヒート
ポンプについて研究を行った。M｛4 NO3／MI3とH2 SO4／珪0の蓄熱効果はほぼ
同程度であった。
H2 SO4／H：20
NH4 NO3／MI3
CaCl，／CH：30H
（DOE／CS／30248−T1，1981年4月発表）
④ E至C社
気体状のメタノールと固体のCaC12の反応によりCaC12・2CH30Hを生成させ
一95一
蓄熱する方式を開発した（SAND…78−8182，1980年1月発表）。
⑤ウエスチングハウス社
SO2の可逆的酸化反応を利用した太陽熱エネルギーの効率的集熱・輸送・貯
蔵・利用システムを研究した。SO3のSO2と02への熱分解を利用したソーラケ
ミカルレシーバが研究対象となり，10フィートのレシーバを用いた実験が行
われた。レシ…バには電気炉で解離されたSO，が誘導されたが，平衡状態にお
けるSO3転換率は85％であった。また，完全なレシーバの製作も研究された。
アルミ化合物のコーティング，ワイヤスペイサー（Wire spacer）を設けた
塾生管，プラチナ触媒などが開発された（NTISNASA N81−23620，1981年
1月発表）。
なお，高倉教授（菓大農学部）によると，米国においては次のような潜熱
蓄熱システムが既に市販されているが，価格の点から塩化カルシウム6水塩
と硫酸ナトリウム10水計に限られているとのことであった。
表窪一6−5 米国で市販されている潜熱蓄熱システム
開発会社名
TEXXOR Co。
Pipe Systems
hne．
主体となって
容器の材質
寸法（㎜）
内面をコーティング
108φ×玉76
｢る内容物
CaClゼ6H20
CaC12・6H20
ｵた金属缶
高密度ポリエチレン
90φ×1，800
発泡コンクリートブ
Suntek Research
鴻bクに滅圧注入後コーティング
`ssoc童ates
CaC12・6H20
Architecもural
Na2SO4・10H20
ポリエステル樹脂補
ｭコンクリート
600×600×32
Na 2 SO4・10ヨ20
高密度ポリエチレン
622×320×50
qesearch l議。．
Valm・nt E…gy’
rystems王nc．
㎜
商品名
TEXXOR
gEAT CEI・L
Thermo粟8叢
Thermocrete
shermo擁le
SolrAr−Tile
一
資料：高倉直「潜熱蓄熱資材の施設園芸への応用」
1）西 独
西独には次のような研究例がある。
①潜熱蓄熱資材の特性の比較をシュトットガルト大学核エネルギー研
究所が行い，1981年4月ベルリンで開催された「省エネルギー」の国
一一
X6一
際学会で報告している（表1−6−6）。調査対象は，①パラフィン
5種類，②脂肪酸2種類，③無機の水和塩4種類である。
筆工一6−6 代表的な潜熱蓄熱資材の氷点と価格の比較
名 称
潜熱蓄熱資材
玉
2
3
6106型
5838耀
6035型
6403型
6499壌
り 一
翼tフイ ン
脂 肪 酸
無機水和塩
ラウリヅクアシッド
氷
点恢（℃）
価 格
マルク／k9
42∼44
48∼50
58∼60
62∼64
66∼68
42∼44
甚×．
円／kg
α60
60
1．00
100
0．60
60
王．00
1GO
α70
70
255
255
230
パルミティクアシッド
63
2．30
CaC12・昭20
29．7
0．36
36
Zn（NO3）2・6H20
36．4
2．39
239
Na 2 S 203・5王｛20
48．o
0．30
30
Ni（NO3）ピ6H20
56．7
3．00
300
資料：A．Abhat他‘‘Deter田ination of Properもies of王｛eat…of…Ftlslon Storage
Materials for Low一一Temperature ApPlieations”
注涛1． 氷点は文二献｛直である
x蛍2． 1マノレク∴・IGOい1
② ミュンヘン工科大学物理学科のアレフェルド等は，ゼオライトを用
いた化学的ヒートポンプ「ゼオライトー水システム」を開発した，現
在，ヨーロッパにおいては深夜電力の利用を積極的に進めており 湯
または圧縮空気の型でエネルギー貯蔵を図っているが，本方法の効率
はそれらより30％程高いのが特徴である。本方式は暖房ばかりでなく
冷漠｝時にも利用することができる。
エネルギー源としては電気を用いており，貯蔵エネルギー量は10k
Wh程度である。熱輸送媒体としては水蒸気，湯またはオイルを使用す
るシステムである。
③ ERNO社は1976年より潜熱蓄熱の研究を行っており，次図に示すよ
うな潜熱蓄熱と糞空断熱とを組み込んだ蓄熱装置を開発した。球型の
容器に封入された潜熱資材が詰まった容器の中を熱媒体が流れる構造
である（國1−6−2）。家庭の暖房用に使用する場合，この方式と
「水の蓄熱方式」を比較すると園1−6−3に示すように本方式が大幅
に有効である。
一97一
↑
杢
』1
＼
｝
図1−6−2 ERNO社の潜熱蓄熱システムの構造
資料：LSchilf“A Vacuum−lnsu1就ed HybridHeat Storage
System QC
80
＼
＼
潜熱蓄熱資材の容器
＼
70
＼
＼
60
＼
＼
＼
＼
＼
50
＼
＼∀／水
＼
40
r
図1−6一乙
2 3 4 5 6
．時間一一一→購
断続的な放熱の時間変化の比較
3）日 本
わが国におげる潜熱蓄熱の研究は，電子技術総合研究所，三菱電機（株），
東芝軽電技術研究所，日立機械研究所，日本石油化学（株），味の素（株），お
よび東京大学農学部などで進められている。
①電子技術総合研究所では，熱交換を有効に行わせるための方法とし
一98一
て，相変化しても形状の変わらない物質の探索が行われ，現在のとこ
ろ，高密度ポゾエチレソが有力な材料とみられている。園1−6−4
に示す構造の潜熱蓄熱器を開発中である。蓄熱材料としては，シリコ
ンをグラフト重含させた改質ポリエチレンの直径2m狙の丸棒を縦方向
に配置し，エチレングリコールを熱媒体としてこれと直接接触させる
方法である。高密度ポリエチレンは，融点130∼135℃，融解潜熱約20
0KJ／4（gであって，この濃度レベルの蓄熱材料としては有望視されている。
食1
、
／
〔
、
、
lliI
i11，il
丸榛状
￨リエチレン
ｴ馬容器
i
1酬
1
＼、1ノ／
−含
‘
M媒体
図1−6−4 改質ポリエチレンを用いた直接接触潜熱蓄熱器
資料：高橋他「潜熱蓄熱」日本の科学と技術，1982
②三菱電機中央研究所では，CaC圭2・6H20，CaBr2・6H20にバリウムな
どの化合物を添加することによる過冷却防止技術を開発している。
C乱C12・6H20は廉価，安全であり，融点29℃，融解熱68．5cal／ecと
比較的大きいため有力な蓄熱材料として注目されているが，融点以下
の温度になっても長時間閲化しない現象（過冷却現象）の克服が課題
となっている。中央研究所ではBaHPO4などの化合物を微量添加する
ことによつて過冷却が著しく防止されることを見出した。この蓄熱材
料は空調用ヒートポンプの熱源として有力である（特許公開番号昭56−
8483， 昭56−8484）○
また，同研究所ではゼラチンを含む気体水化物のゲル化物にアルデ
ヒド類をゼラチン量の0．1∼2重量％添加することによって融点が0∼
15℃で，かつ融解潜熱の大きな蓄熱材が開発された。これは空調機の
一99一
冷房用などに好適である（特許公開番号昭56−88486）。
③日本石油化学（株）では，太陽熱から得た温水を熱源としてラソキソ
サイクルエンジンを駆動させるための蓄熱材の開発を進めている。伝
熱流体として水を瀾いるラソキソサイクルシステムでエンジンを効率
よく駆動させるためには，水温を90∼】00℃に維持することが望ましい、，
日本石油化学（株）では，融解温度90∼100℃，融解熱の大きい，安価な
蓄熱材料の開発を進めており，ビス（2，4，5，一トリメチルフェニル）メ
タソ，ジメチルテレフタレートなどの物質が研究対象となっている（特
許公開番号昭56−45978，昭56−79i74）。
④ 味の素（株）では，パラフィンにある種の造核剤を添加してパラフィ
ンをゲル化させ，長時間にわたる使用に際しても成分の分離や劣化に
よる過冷却の発生を防止する技術を開発している。梅鉢剤としては，
N一アシルアミノ酸誘導体，12一ヒドロキシステアリン酸が考えられ
ている。また，この蓄熱材を容器に密閉して使用する場合には，平熱
姓を高める目的でアルミニウム，銅，スズなどの金属充てん材を添加
することが望ましい（特許公開番号昭56−103273）、、
⑤ わが国で開発されつつある注目すべき蓄熱技術としては，東工大の
…一色教授らによる「濃度差エネルギーエンジン1，工学院大の中島教
授による「地中の砕石を利／＝9した年周期の蓄熱システム1，山形大の
梅宮助教授らによる「地下帯水層を蓄熱水槽に利用した年周期の蓄
熱システム！，明治大の藤井教授らによる「酸化カルシウム（生石灰）
の水蒸気吸収熱を利用した蓄熱システム1などがあげられる。
2 主要特許の概要
蓄熱技術に関する特許のほか，熱輸送・熱交換，複合利用システムなどに
関する特許のうち6件の概要を紹介する。
（4） 温度選択抽出用蓄熱ユニット
［∵：漁翻
一100一
［
特許番号
翻劉
出願臼
この発明は，必要な潟度を指定していくつかの温度を同時に取り出すこと
ができるなどの特長をもつ蓄熱システムに関するものである。この蓄熱ユニ
ットは，アセンブリ単体，あるいはアセンブリを複数個組み合わせても用い
ることができる。図1−6−5に本システムの概要を示す。温度選択抽出蓄
熱アセンブリ（32，図中の番号に対応する。以下同じ）は流体循環路と並列
に接続された熱ユニット（10）からなっており，分離型熱抽出器（交換器）
（34）をもっている。これはユニソトに取付けられている。このユニットの
蓄熱及び放熱はユニット内の分離型熱抽出器（交換器）によって行われ，こ
れは蓄熱アセンブリを外側の流体回路からしゃ断ずることによって行われる。
この場合には，ユニット内の循環流体は並列にとりつけられた流体循環路を
通過して流れる。ポンプといくつかのセンサ及びバルブはこの働きをするた
めの重要な部分である。これらのアセンブリを並列に接続することによって，
それぞれのアセンブリが他のアセンブリや熱ユニットなどとは独立して個々
に蓄熱，放熱を行うシステムとして作動する。
この発明の特徴としては次のようなものがあげられる。
（1）熱エネルギーを取り出す場合にあらかじめ定めた温度を同時に取り
出すことができる。 、
② あるアセンブリから高温を取り出す場合に他の部分には影響を与え
ず，全体の温度は低下しない。
（3）各アセンブリに熱交換器が付いているため，高効率で作動させるこ
とができ熱損失も少い。
（4）蓄熱ユニソトを分割して使用することができる。必要に応じて並列
に使用できる。
㈲ この蓄熱ユニットは融解熱を利用するシステムであるが，生産費用
は低く，運用効率は高い。
一101一
37
40
36
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＿＿＿＿＿＿＿＿．＿＿＿」
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」
一
48
図1−6−5 温度選択抽出用蓄熱ユニット
一102一
② レンズ付ソーラーパネルとヒートポンプを用いた暖房システム
「国年：米鴎許
騰i欝∴㎞
この発明は，太陽光線及び太陽熱を用いた建造物用の暖房システムに関す
るものである。この暖房システムは暖房用の空気を暖めるためのソーラーパネ
ル及び太陽熱によって暖められた空気を必要部分に送るためのサーキュレー
タなどから成っている。図1−6−6に本システムの概要を示す。ソーラー
パネルは太陽とコレクター（16）の間にレンズ（14）を取りつけてあり，太陽
からの熱を効率よく集めるために使用しているQコレクターは蓄熱チャンバー
は送風パイプて結ばれており，余剰熱量がある場合にはチャソバ内の吸熱物
質に蓄熱される。また，暖房のために必要な熱が得られなくなった場合には，
蓄熱チャンバーから熱を放出することができる。蓄熱器の温度が暖房に必要な
温度以下に下った場合には，ヒートポンプを用いて暖房用の空気を加温する。
ヒ…トポンプは蒸発器（58），圧縮機（56），凝縮器（64）などからなって
おり，暖房用空気の嗣収ダクトで熱を加える。ヒ∼トポソプの作動中は，蒸
発器周辺の温度を一ヒげ，ヒートポンプの作動効率をよくするために蓄熱器か
らの空気を蒸発器に送るようにしてある。
この発明の特長は次のとおりである。
q）集光効率を上げるために複数個組み合わせたレンズを用いている。
② 集光面の大きさはレンズ開口部より大きくして，太陽の位置変化に
対処している。これによって固定型の集光器で必要な集光ができる。
（3）各種センサを用いて暖房用空気温度の制御，蓄熱器からの熱二叉，
ヒートポンプによる加温などが行われており，熱の効率的使用をはか
っている。
（5） 熱交換器及びヒートパネル付太陽熱温水器國路
撒餌1；叢祠
一103一
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図1−6−6 レンズ付ソーラーパネルとヒートポンプを用いた暖房システム
一
L出願日、1978．2．13／
この発明は，ヒ…トパネル及び熱交換器を通過する流体胴ポンプ回路をも
った太陽熱温水器に関するものである。一次系の流体が必要量だけ送られて
二次系に熱交換できるよう・一次系流体回路にドレインタンクが取付けられて
いる。図1−6…7に本システムの構成を示す。図中の（A）は，基本的な構
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翻1−6一ア 熱交換器及びヒートパネル付太陽熱温水器圓路
一105一
52
成で大気圧下で働くシスアムである。図申の（B）は，大気圧より高い圧力下
で働くシステムの構成を示す。この太陽エネルギーヒーターは，ソーラーーパ
ネル（10）で加温された流体（この場合には水を使用している）を一度ドレ
インタンク（24）に貯える。この中から必要な分だげポンプ（18）を通して
熱交換コイル（14）に送られる。ここで熱は2次流体に伝達される。ポンプ
はパネル内の流体温度の変化に応じて作動するようになっている。ポンプが
停jししている間は流体はドレインに貯えられることになる。天中の（B）は，
作動流体の圧力を大気圧以上で作動させるように改良したものであり，ドレ
インタンク（24）はシールされている。圧力リリーフバルブはフィルターキャッ
プ（44）につながっており冷水タンク（54）にベントされる。
この発明の特徴としては次のようなものがあげられる。
（1）比較的簡単なシステムで高性能なソーラーシステムが実現できる。
（2）製造設置の費用は比較的安いQ
（3）一次系の流体として水を用いるため安価でしかも安全である。
（4）通常用いられるような圧力装遣（例えば圧力容器，レギュレータ，
安全弁，分岐路など）を必要としない。
（4） 自動多層蓄熱器を用いた太陽熱暖房システム
国 名 ： 英国特許
幽願人 ； J．R．Gallievs Corbetち， R．E．Parks
特許番号 ； 1，594，711
出 願 臼 ； 1977．6．18
この発明は，自動的にいくつかの温度を蓄熱することができる太陽熱暖房
システムに関するものである。このシステムは，集熱ユニット，複数の蓄熱
器及び自動的に蓄熱をコントロールするための制御装置から構成される。図
1−6−8に本システムの概要を示す。太陽光集熱ユニット（A），高温用及
び低温用流体蓄積器（C，D）及び集熱ユニットから温められた流体を自動的
に一方の蓄熱器に導くための制御装置などで本シスアムは構成される。制御
装置は，入射太陽光強度センサ（1）及び蓄積器あるいは集熱器内の流体温
度を検知するためのセンサ（GF，」）などで検知された温度値に従って作動す
る。ポンプ（E）及びバルブ（B）を太陽光強度及び温度に従って2つの蓄積器
一106一
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図1−6−8
自動多層蓄熱器を用いた太陽熱暖房システム
のどちらかへ流体を導くように制御器（H）が作動する。この場合，集熱ユ
ニットと蓄積器の温慶差及び2つの蓄積器間の温度差が用いられる。
この発明の特長としては次のようなものがあげられる。
（D この暖房システムは，太陽熱収集ユニットと2つまたはそれ以上の
蓄熱器からなっており，それぞれの蓄熱器は，それぞれ異った温度レ
ベルで蓄熱される。
（2） 入射太陽光強度センサ，蓄熱器内温度検出センサ及び集熱ユニット
内温度検患センサによって検知した温度によって集熱ユニットからの
流体を高潟用または低温用蓄熱器に自動的に導くような制御装置を有
する。
一107一
（5） ヒートポンプ蒸発器付の暖房システム
岡 名 ： フランス特許
出願人 ； Legre Jm，Leovat F．
4寺言午番号 ； 2，469，663
出願日 ； 1979．11．12
この発明は，ヒートポンプ，太陽熱利用，排熱利用及び従来型のヒーター
などを組み合わせた暖房システムに関するものである。図1−6…9に本シ
ステムの構成を示す。この暖房システムは，ヒート・ドソプ（7）によって加熱
された作動流体を使用しており，冷却胴流体ぱ，排熱または太陽熱のような
無償の熱で加熱する。作動流体は，室内ラジエータを通過し，その後…・部は
て、
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16
図1−6−9 ヒートポンプ蒸発器付の暖房システム
一108一一
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8
ヒートポンプコンデンサ（6）で加熱に用いられ，その他の流体はヒートポ
ンプ蒸発器（9）に接して流れる。そして作動流体は，ヒートポンプ冷却液
が必要な熱を使用したあとの排熱または太陽熱を吸収する。付加的な作動流
体の加熱が必要な場合には，室内ラジエーターに導びかれる途中で流体の一一
部または三部を従来型のヒーター（24）で加熱することができる。
（6）低温度排熱利用システム
国 名 ： 西独特許
出願人 ； E．A．Oeher，H．Preuss
公開番号 ； 3，01L340
出願日 ； 1980．3．25
この発明は，ヒートポンプと組み合わせた排熱利用システムに関するもの
である。図1−6−10に，本システムの概要を示す。このシステムは加温の
ために低温度の排熱を利回する。この排熱は動力部のコンデンサから出る
抵温度排水から得られるものである。コンデンサ（1）からの熱は，通常の
回路ともう一つの低温回路を通じて伝達される。この低温水は調節可能な循
環用ポンプ（3）によって，出力及びリターン回路をもった閉回路に導びか
れる。かなりの排熱が利用可能である。いくつかのピーートポソプ（5）が出
力セクションにつながれており，熱を吸収するとともに，冷却された水を回
路にもどす。回路の出力とリターンセクションの間につながれているパイプ
コイル（6）は，直接熱発散するようになっている。この熱発散は，園芸用
や路面の加熱などのために使うのに有効である。
3 先導的事例の分析
（1）蓄熱材として岩石を用いた温室
隣：曜 ラトガース引
温室産業は，燃料の値上りと不安定な供給という問題をかかえており，太
陽エネルギーを蓄熱して利用する方法が注目を集めている。州立フロリダ太
陽エネルギーセンター，アメリカフロリスト協会の援助を受けてフロリダ大
学では，蓄熱材として岩石を利用する温室についてラトガース大学と協力し
一王09一
1
2
▽
4
5
6
7一
3〈
図1−6一犯 低温度排熱利用システム
一llO一
て実験を行った。太陽エネルギ…の蓄熱は潟室産業にとって救世主的存在で
あるが，また解決すべきいくつかの問題を残している。コストか高い，工不
ルギー量が変化する，利用する地域が限定される，および広い耐熱スペ…ス
を要することなどである。ここでは，群籍のため温室の屋根の下を利用し，
蓄熱のため土壌中に埋めた岩石を利用する温室システムについてその概要を
述べる。
（構成）
このシステムでは屋根の下にシェードクロス（Shade c玉oth）を設置して，
温室の最⊥部と苗床は透明な樹脂で仕切られているQ照射される熱のうち30
∼憩％が節約できる。日光が多量にある時間は屋根の下で暖められた空気を
地下の岩石ベンドに循環させ，夜間あるいは日．光の少ない時間は暖かい空気
を岩石ベッドより温室内に放出させる。フロリダ州でブラデントンに広さが
130m2ある温室はこの様式を取り入れている。閣1−6−11にシステム）の概
要と主な装置を示す。屋根の下にあるシェードクロスぱ全体の約25％をおお
う。透明樹脂はシェ…ドクロスのすぐ下に設置：され，屋根裏と苗床の間の空
屋根
集熱の空間
@ r25％シ・補｝ ｝ 一 一 一 一 ｝ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ＿ ＿ ＿ ＿
透明な樹脂
_ク ト ダク ト
2
C
`1 “
QQ
ﾜ
D
へ、＼、、
｝ 一 一 一 ｛ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
@ 岩石ベッド
w 一 ｛ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一
図1−6一暇 実験的温窒太陽熱暖房システムの構造
資料：C．D．Baird eもal，更t Greenhouse Solar Heaもing Sysもem
Util童z沁g Underbe鷺ch Roc1くSもorage”
一111一
lB
気の循環を防ぐため上下に仕切っている。サーモスタットの一づゴは集熱のた
めに使われ，ファン（2）を操作し，調節装置C，Dを開き，屋根の下の温度
が岩石より少なくとも5．5℃高くなると，屋根の下の暖かい空気は岩石ベッ
ドへ送られる。もう一方のサーモスタントは暖房すなわち放熱に使われ，温
室で熱が必要となった時にファン（達）を操作して調節装置A・Bを開く。
岩石ベンドからほとんどの熱が放出されるとファンが止まるようになってい
るQ
（効果）
農業調査教育センターやフロリダ州ブラデントンに設置し，1976∼1977年
の暑い季節の間に運用した。このシステムはLPガスのヒーターを補助的に
使っている。ガス暖房については，夜間は天井を通して屋根裏から放熱して
しまうため，要求される温度に温室を保つために多量の熱を必要とすること
になる。図1−6一エ2にガス熱を使用しない場合の……日の温度変化を示す。
43，3
／＝騨弊入、轍
温室温度
37．8
岩石温度
322
温
〆／ x
26．7
度
〆／
∼7
団 ＼k
卜放熱日
＼x
21．1
×
＼・．、
＼
1／
℃
＼
15．6
シ
10．0
＼ ’㌔＼
、
）く
γ
気
＼＼＿ノ／＼＿ご≧ミ酋乏∼
1／x
）
♪く
集熱一一
外気温度
4．4
8910111213141516171819202i 2223241234567
時閲
図1−6一犯 岩石利用温室の温度変化（2月7日∼8田）
資料：C．D．Ba圭rd et ol，賦Greenhouse So茎ar Heating SystemUt隻｝izing
Underbench 80ck Storage”
一112一
（経済性）
フロリダ州に建設された温室の経済’酷は次のとおりである。この嫡室はフ
ァイバ…グラスと透明な樹脂との二重屋根，50％のシェ…ドクロスから構成
され，大きさは18m×7．5mであり，中央に2つの苗床（L5m幅）と壁に沿
って狭い苗床がある。
h診i脅たり集熱量は3×106BTU／日である。これによって，燃料費を2．
5ドル／臼節約することができるが，ファン（3／4馬力）が15時間如くと電
力費が0．5ドルかかる（4．5セント／KWh）ので，差し引き2ドルの節約とな
る。建設費は1200ドル（約29万円）であるから，2慰すれば採算がとれる。
材料や装置の費用は次のとおりである。
ポリプロピレンシェードクロス（1500ft2）
ポリエチレンクリアーフィルム（3000ft2）
100
50
送風機と一モーター（1）
300
特別なサーモスタット（2）
100
送風管，調節装置，絶縁体
100
岩石（50トン）
500
雑 槍
50
合 計
1200 iごノレ
（2） 潜熱蓄熱による温室
［∴：徳∵∴
塩化カルシウム6水子を用いた組変化エネルギー蓄積システムは温室内の
空気集熱のための蓄熱ユニットとして満足に作動した。塩化カルシウム6並
塩は，193K：J／kg（828孚U／Lb）の融解潜熱を持っており，27℃（81．F）で
相変化する物質であり，相変化によって蓄積される熱量は非常に大きく，容
積としては，岩石蓄熱の場合の1／2から1／4程度で可能である。相変化
を利用した蓄熱のもう1つの利点は，特定の太陽熱利用システムにおいて必
要とする相変化温度を持つ物質を選択して使用することができる点である。
継続使用による蓄熱資材の劣化や過冷却などの問題があるが，添加剤の開発
一i13一
により実用化への道がひらけてきた。
温室は6m四方の2つのタル様天井を有しグラスファイバーでおおわれて
いる。‘塩化カルシウムの50．7％水溶液を用い，スチール缶（直径至9cm）に7・i
O9封入し全部で約2000本を使用した。
集熱システムは2つの8．55㎡（92ft2）の南面するエアコレクタからなり，
58Qの傾斜角で設置されている。それぞれのコレクターには，323 m3／hrの
流量の空気が遠心式送風機で送られている。収集された熱は，1860本の塩化
カルシウムボトルから成る相変化蓄熱システムに蓄積される（図1−6−
13）。蓄熱ユニットは，空気流の方向に26列，直角方向に18列のボトルを配
列し，それが4段重ねられているQ理論的な全熱容量は，運用温度より11℃
（20．F）高い場合に293，エ07KJ（227，827Btu）である。すなわち，263，890
KJ（250，133Btu）の潜熱と，29，217K：」（27，695Btu）の顕熱である。熱は，
空気を蓄熱ユニットを通して逆流させることによって回収される。
運用は自動的に行われる。外装型システムで太陽エネルギーを収集する場
合には差動式のサーモスタットで起動されるQサーモスタントは蓄熱温度よ
りもコレクター温度が1茎℃高い場合にコレクターファンを作動させ，集熱プ
レートが蓄熱温度より11℃まで下った場合にファンを停止させる。
蓄熱ユニットからの放熱は，作物育成部付近にある吸入隠内にとりつけら
れた加温用サーモスタットが作動した時に開始されるQサーモスタットの1
つは，日中加温用で18．3℃に設定されており，もう1つは夜間加温用で12，8
℃に設定されている。昼闘用と夜間用の切り換えは太陽用電池を使用して自
動的に行われる。それぞれの蓄熱システムは，システムが放熱を終了した後
も加温用のファンが作動し続げることのないよう，低温切断器をもっている。
1日当り105，500KJ（100，000 Btu）から158，250KJ（150，000Btu）の熱
ができる。予熱／貯熱効率は38％から43％である。熱回収率は，収集中に
蓄えられたものの80％から90％である。
（効果）
夜間の放熱を行った場合の温度変化（4月30日∼5月1日）は図1−6−
14に示すとおりである。作物育成部の温度が13℃（55QF）に下る午後10時ま
ではほとんど熱を必要としていない。加温システムは，真夜中までは間欠的
に作動し，ファンが連続運転するのは2．5時闘である。蓄熱器出口楓度（加
温嗣空気温度）27℃（80．60F）からスタートして222℃（720F）まで下る・
一114一
2．43 無 （8ft）
e蟹
2m（6．57ft）
蓄熱
胤
二
ゆ
1
熱回収
図窪一6一格潜熱蓄熱ユニットの構成図
資料 M・Kem et al“Phase change energy storage in a greenhouse solar heating system”ASAE and CSAE 1979
35
30
加温用空気温度
25
（
）
20
蓄熱槽入口漏度
鰻
15
10
温窒内温度
ファン作動中
0
濫夙＝ユr餌L…r−丁且一コ
67891011121234567
（4月30日） li寺「削 （5月11Li）
図1−6−14夜闘の放熱時の温度変化
資料 M．Kem，R。A．Aldrich‘‘’Phase change energy S七〇rage in a greenhouse
solar heat沁g system”ASAE and CSAE 1979
一i16一
嚢．わが国農林水産業への適用可能性の検討
近年の農業生産がエネルギー多消費的になってきたかは，野菜や果実の供
給が季節感を失ってしまったことの傍証としてよくとりあげられる話題であ
る。たとえば，ハウス栽培（東京多摩地区）においてトマトでは生産コスト
の25％が，キュウリでは37％がハウスの暖房に胴いられる灯油あるいは重油
代金だといわれる。このように石油多消費型に移行してきた日本農業に対し，
石油製品の高騰と脱石油・省石瀬の国家政策に鑑みて，太陽エネルギー，地
熱エネルギーをはじめとする自然エネルギーの農林水産分野への有効利用技
術の開発・研究を行うことは，まさに：重要なことがらといえよう。なお，わ
が国農業におけるエネルギー消費量（直接エネルギーと間接エネルギーを含
む）は，エネルギー消費量の全体の3％程度である。
農林水産分野における自然エネルギーの利用は，決して新しいことではな
い。むしろ，農業はもともと太陽エネルギーの利用を根本として成り立って
きた産：業ということができ，その重要性は改めて指摘するまでもない。以前
の農業形態は，牛馬で田畑を耕し，堆厩肥や灰が無駄なく肥料として使われ，
小川には水車がかけられ，米つきなどの動力源として燗いられた。このよう
に，農林水産分野では古くより自然エネルギーの巧みな利用が行われてきた。
ただし，その利用形態は小規模分散的かつ技術的にも未成熟なものであった。
石油消費型の機械化や施設園芸の拡大にともない，農林水産業で消費する総
エネルギーに占める自然エネルギーの割合は減少し，現在ではわずか0．圭％
にすぎないといわれる。本章では，前章でとりまとめた「自然エネルギー利
用技術の開発動向」をうけて，わが国農林水産業への自然エネルギーの適用
可能性を検討する。わが国農林水産業へ適用するための前提条件を設定し，
前章で抽出された自然エネルギーの先導的利用技術に対し，前提条件をふま
えた評価を行い，有望な利用技術を選択する。
H−1 適用可能性検討のための前提条件
わが国農林水産業への自然エネルギーの効率的利用技術の適用可能性を検
討するための前提条件として以下の項目を設定する。
①熱・動力への変換またはそれに関連する利用技術であること。
②実用段階にある利用技術であること。
一117一一
③わが国饅林水産業の経営形態に適応しやすい利用技術であること。
イ）季節的，遠聞的に偏った需要に対しても対応できる利胴技術であ
ること。ボイラーなどの既存設備との併摺も容易であることが望ま
しい。
ロ）一戸あたりの設備投資額が多額でないこと。
ハ）装置の操作が簡単であること。
二）耐久性があり，かつ維持管理に手間がかからないこと。
第1章でとりあげた事例に関する技術についてマクロ的な評価を行う。個
別地域を対象としたミクロ的評価ではない。ミクロ的評価においては，地域
のエネルギー資源賦存量，幾業の経営形態，エネルギー需給，作物の流通を
調査しなければならない。本調査ではマクロ的観点より，前提条件①∼③の
適合性について検討した。
II−2 有望技術の抽出
H−2−4 先導的技術
ここでは，第i章で抽出された先導的事例や特許情報に含まれる中心技術
をピックアップし，先導的技術として以下に示す。
（1）太陽エネルギー
○ パッシブ・ソーラ・システム
○ エネルギー自給システム
。 太陽熱利用冷凍機
○ ハイブリッドソーラシステム
（2）地熱エネルギー
・ 地熱の多目的利用システム
〈3）風力エネルギー
o 水ブレーキ式風カー熱変換
・ 油圧式風カー熱変換
・ 固体摩擦式風カー熱変換
o かんがい用揚水
凶 小水力エネルギー
・ 小水力発電装置：
一118一
（5）波浪エネルギー
・ 共振型沿津波力変換装置
（6）潜熱蓄熱利用技術等
。 岩石を用いた温室
○ 潜熱蓄熱を利用した温室
Il−2−2 前提条件との適合性の検討
「太陽電池」，「小水力発電」などは前提条件①熱・動力への変換技術で
はないから評価対象からはずす。
「波浪エネルギーの熱・動力変換」は前提条件②技術的に実用段階である
の条件を満足しないから評価対象からはずす。
前提条件③季節的，経時的な変化に対応するためには，「太陽」，「地熱」
「風力」などのエネルギーは一旦熱エネルギーに変換し，蓄熱し，必要な時
に必要量を取り想す技術と組み合わせる必要がある。したがって，熱利用技
術は集熱のみでなく，蓄熱，輸送，熱交換との複合利用を考えなければなら
ない。また，風力の動力としての利用例である「かんがい用揚水」は，水資
源に乏しい地中海のクレタ島ラシチ盆地（人口の半数以上の本数の揚水風車
がある。）などでは経済ベースで利用されている。しかし，わが国のように
比較的豊富な水資源を有する土地柄では，揚水風車の利用は経済的に含わず，
台風時などの保守・管理が面倒なことなどの理由でここでは除外する。
以⊥の諸点を考慮して，自然エネルギーの熱・動力利用技術の中でわが国
農林水産業への適用が有望と見なされる技術は次のとおりである。
D太陽エネルギー
麺）太陽エネルギー
礒）地熱エネルギー
VD風力エネルギー
熱一一一 暖房・給湯
（蓄 熱）
（集 熱）
一一一一一一 諱@熱 弾 冷凍・冷房
（集 熱） （蓄 熱）
（羅採取）熱水
夢
（熱変換）
一119∼
i珊儒鱒
熱 一一一一一→ 暖房・給湯
（蓄 熱）
III．農林水産業における自然エネルギー利用の予測的展望
本節においては，農林水産の生産活動分野における自然エネルギーの利用
可能性を展望する。まず，農林水産業での化石系燃料・電力・ガス等の直接
エネルギー消費先を洗い嬉し，そのなかから自然エネルギーによって代替可、
能な分野を抽出する。これらの分野について，豆章で抽出された自然エネル
ギー有望利回技術の適周を図るため，使用温度域，時期，エネルギー需要密
度等を明確にしてゆく。それらをふまえ，有望利用技術の適用システムを提
案し，その際の技術的課題を検討し，当懲の黒帯目標，将来的にみた目標達
成状況を展望する。
III−1 自然エネルギー利用技術の連関分析
凱一1−1 農林水産業におけるエネルギー消費分野
わが国の農業は石油依存型といわれ，とくに施設園芸における温室加温用
の石油消費はその典型的なものといえよう。オイルシ・ック以後石油高騰の
ため，例えば施設野菜，果樹の生産費に占める光熱動力費の割合は高くなっ
ており，トマト6．6％，ナス5．5％，キュウリ15．7％，ピーマン35，1％（55
年度実績データ）である。灯油，軽油，重油の総販売量のうち，農林水産業
での消費量（9668千κ6）は6％を占める（表3−1−1）。また，表中の括
孤内はA重油の消費量であるが，A重油の割合をみると農林水産業全体では
28％であり大部分（23％）は漁業水産養殖業で使用され，農業，林i業，狩猟
業では5％である。これは温室加温用に多く使用されている。
農林水産業におけるエネルギー消費分野（食品加工も含む）を検討する。
表ろ一毫一1 灯油，軽油，重油の販売量（54年度）
燧業・林業・狩猟業
消費庸向総販売：鼠
軽油
iA撫由）
4，524
21，584
Q2，26工）
（千たの
曝^1
重湘
灯油
言1．
灯油軽油
計
灯油
1，518
116，2n
162，319
】，573 875
％審瓠合
i！，170）
3，967
47
撫油
軽油 iA重油）
268
1．3
100．0
参考
重油
iA重油）
100．0
100．0
！00．0
6．4 4，正
i5，3）
醍林水溢業計
漁業・水産養聖業
2．4
0．2
1．2
計
軽抽
1，620
1，143 i6，375）
46
i23．4）
iA重油）
5，701
一120一
9，668
5．9
3．5
6．6
5．3
i28，6）
130万酩／2，226万膨二5．8％ 130万κ6／三6．232万κ6−O，8％ 130万κ6は施設刀［1温用の総薦油消費1虹i：
資料：「エネルギー統計奪報」（通省産業省）
計
6，904
5，386
i5，205）
重湘
灯油
6．0
加温・保漏 蓄舎暖房・冷勝 子豚哺育箱，分べん室
用熱源
育雛用・ふ化窒
稚蚕飼育用
畜舎暖房
施設園芸用ハウス暖房・冷房
育苗用ハウス暖｝ガ
貯蔵施設用『…［篠驚
農・畜産
分 野
融雪，灌水，地中加温 ’
乾燥用熱源 作 物 穀物，いぐさ，たばこ，茶，
牧1客
農三物加工用熱源 果汁・澱ぶん工場
洗浄●殺菌用
照明
ﾑll ： 繍：1隷
齦Z∵施設園芸用
動カー
輔｢灘
鰍罷
加 温 養魚池 うなぎ，1ままち
動 力 漁船動力
トs∵ん誌螂
林業分野
木材加工用 木材乾燥
特殊林産物
糊一
m整。∴査
伐採・搬出・運搬用動力
図5−1−1 農林水産業におけるエネルギーの用途
一121一
農業・畜産業における主なエネルギーの胴途は，農業用機械の動力，穀物・
牧草その他農作物の乾燥，園芸施設・畜舎の加温，加工・洗浄・殺菌，貯蔵
等がある。林業においては，ほとんどが伐採・集材・搬出ないしは運搬輸送
用の動力であって，この他に木材乾燥・苗木生産のための加温，特胴林産物
栽培のための空調・加温がある。水産業においては，漁船の動力用燃料が主
なもので，その他養殖養魚池の加温，水産加工場における加工，乾燥，廃水
処理用熱源としての用途があげられる。これらのエネルギー用途を分野ごと
に分類したものを図3−1−1に示す。
聡一1−2 自然エネルギー代替有望な消費分野
次に図3一一1−1に示した農林水産業でのエネルギー消費分野のなかから，
自然エネルギー（太陽エネルギー，地熱，風力，これらの複合利用）による代
替有望な分野を次の前提条件のもとに検討し抽出した。
〈前提条件〉
①熱エネルギー，動力エネルギー利用形態である。
②定置利用である。
③．小規模分散型・自給自足型利胴である。
④需要量が大きく，時期的にみて需要変動の小さいもの。
農業・畜産分野でエネルギー消費量が大きいのは，農作業用の動力用燃料
である。この動力胴燃料は農業において重要であるが，定置利用ではないた
め今團の自然エネルギー代替分野からは除外する。
加温・保温用の熱源も重要である。これには，施設園芸・育苗用灘室の加
温鰐熱源，・畜舎の冷暖房用の熱源，貯蔵の保温・冷却用エネルギー，融雪・
灌水・地中加温などがあるが，なかでも施設園芸のエネルギー消費貴が大き
い。また，農作物の出荷調整のため必要とされる冷蔵用エネルギーも見のが
せない。これらの保温・加温用の熱源として，現状でも自然エネルギーの利
用は試みられ，太陽熱・地熱についてはかなり実用化が進んでいる。
穀物・飼料作物・工芸作物また家畜ふん等の廃棄物の乾燥綱熱源があげら
れる。米の乾燥については，農産系廃棄物のもみがらを利難したもみがら燃
焼ボイラによる乾燥も行なわれており，家畜排泄物はビニールハウス等での
太陽熱を利用した乾燥が行なわれている。また農業・家畜とほぼ近接して立
一122一一
地するものに果汁工場（トマト・ミカン・リンゴ）またジャム工場，澱ぶん
工場，焼酎製造工場等の食品加工場また搾乳の処理施設があり，これらの工
場での缶・ビンの殺菌・消毒，搾乳の殺菌，搾乳時の消毒用給湯の熱源も
エネルギー消費先として考えられる。花き類の栽培における照明，養鶏用の
照明にはかなりの電力が使用されているが， 「動力・熱」の利用ではないの
でここでは対象としない。動力エネルギーで定置利用のものに，揚水ポンプ，
畜舎・ハウスの換気が考えられる。
林業分野では，特殊林産物栽培・苗木育成用加温譲たシイタケ乾燥用熱源，
菌培養時の消毒・殺菌用熱源がある。これらについては，薪6廃ホダなどの
木質系未利用資源を使った省エネルギー型のボイラーも実用化されている。
また製材工場の木材乾燥用熱源は慮給自足的な利用がなされ，木材加工から
lj＝｝る廃材利用のボイラによって乾燥を行う。伐採・集材・搬出の運搬用動力
は定置利用ではないので除外する。
水心業において，養魚池の加温朋熱源および水産加工場での乾燥・廃水処
理用熱源がエネルギー消費先としてあげられる。養魚池の加潟に地熱水を利
用している事例は多い。
陶然エネルギー代替有望分野とみなせるのは，次の利用分野である。
①施設園芸ハウスの保温（特用林産物も含む）。
②穀物・飼料作物・その他綾産物の乾燥。
③農産物・畜産物の貯蔵用の保温・冷却。
④畜含の暖房・冷房。
⑤ 土産物・畜産物・水産物の前処瑚・洗浄殺菌・加工。
⑥融雪，灌水加糖，地中力虚駐。
⑦ 木材乾燥。
⑧揚水ポンプ，換気胴動力。
姐一1−5 自然エネルギー代替有望分野におけるエネルギー需要構造
自然エネルギー有望窮極技術と遵わせてトータルの利用システムを策定す
るために，エネルギー需要密度（惣町原単位使用量の相対的比較，使用規模
等），エネルギー使用時期変動（季節変動，日変動），使粥適正温度域，濃
度・湿度管理，コントロールの厳密さ，ローカルエネルギー利用実態と今後
一123一
の需要の持続性等について検討を加えた。
代替有望分野のなかの⑤工場における洗浄殺菌・加工用熱源，⑥融雪，灌
水加温，地中加温胴熱源については地縁的なもの，地域の特殊性によるとこ
ろが多く，より一般性のある議論・数字を出すことは困難であるためこれ以
．．ヒ展開しない。また，⑦木材乾燥については，ローカルエネルギーとして木
材加工から出る年三を利用した既存の利用形態があるため，今回対象として
いる自然エネルギーの入る余地は近い出せない。実際，地熱エネルギーによ
る木材乾燥の例があるといわれているが，それは地縁的なものである。
1．施設園芸ハウスの保温
石油多消費型農業生産の筆頭に指摘されるのが，施設園芸である。全課ベ
ースで，施設園芸における施設の加温面積は32，000ha，そのうち野菜25，000
ha，花齊3，000 ha，果樹4，000 haで石油消費量は約MO万裾，野菜約100
万紹，花膚22万κ6，果樹15万儲（55年度）と推定される，，これはわが国の
A重油総需要量の6％程度，灯油。軽油，重油総需要量の1％弱である。施
設野菜は冬期の食生活に定着してきており，施設園芸は品際の高級化・多様
化の傾向にある。これらの需要に即して，施設面積，生産量は増加の傾向に
ある。表3−1−2に，ハウスおよびガラス室の設置実面積の推移を示す、，
寧ろ一1−2 施設園萎用施設の設置実面積の推移と年増加悦
40年度
分
50
48
16
（39．7∼
｝メ．
曲1積
年増加率
i・lo∼46年度
囲概
年増加率
i46∼484i渡）
藤蹟
ガ
野 菜
ha
185
ha
256
5．6
ha
337
レ1，7
ha
383
ラ
花 き
202
420
13．0
513
】0．5
ス
果 樹
134
1’重7
1．5
185
12．2
計
52豆
823
7．9
1，035
i2．1
ゾ
野 襲
花 き
」艮 樹
討
P
％
1晦責
年増加印
i50∼52侮獲）
晦稚
年増加悦
i52∼5鉤穫）
】1．6
ha
636
15．3
％
344
638
5．〔｝
673
2．7
333
董69
o．9
i92
6．6
ま43
4−4
1，285
6．6
L501
8．1
288
24，21〕塁
6．7
630
6．7
ha
478
579
6．2
166
・へ5，2
1，129
％
％
％
3，840 12，793
22．2
16．5
18，296
2．6
2嚢，250
7．8
36｛｝
1，【）64
19．8
1，・134
16．1
1，648
7．2
1，？75
3．8
2，097
27蓄
793
正9．7
ヨ，298
27．9
｝，918
2｝，6
2，ηひ
20．2
3，93薯
4，472
王鷹，650
2呈，9
2｛｝，096
17．】
21，862
4．3
25，795
8．6
30，229
8．3
676
4，Q25 i3，049
617
8．7
婆9、王
583
M5匿
21．7
17，701
…6．5
18，679
2．7
21，728
7．9
24，837
6．9
花 き
562
1，484
】7．6
隻，947
14．5
2，227
6．9
2，4…3
4．1
2，769
7．嚢
492
果 樹
405
9｛o
15．1
1，482
25．6
2，⑪84
韮8．6
2，939
18．8
4，122
19．1
Io18
4，992 】5，473
20．7
2嚢，131
16．9
22，090
・1．3
27，180
5
31，730
8．2
636
野 菜
話
％
年増加率
i48∼50年度）
購、
チス ツ
ク
5・1
54／・葉。
1萌硫
‘寵
参考
52
40．6＞
、li．
資料：「園芸用ガラス室，ハウス等の設置状況」農林水麗省食品流通局
一124一
表乙一1一ろ 施設園芸作物種別栽培面積
（単イ立二： ha ）
施 設 栽 培 蒲 積
ガラス室
き ゅ う り
か ぼ ち ゃ
165
P78
三
43
野．菜
な す
ト マ ト
244
R01
工0
トンネル
6，680
U，850
玉，840
262
P，810
Q54
2，920
R，370
1，680
1，920
4，440
S，600
P，140
k710
ピ 一 マ ン
1ほ90
P，220
k880
L180
340
R27 ・
02
7，630
V，780
1，220
P，210
温窒メ ロ ン
840
W63
332
R46
二
露地メ ロ ン
i5
P5
3，480
R，820
6，990
V，050
3，980
R，990
17，200
P7，300
229
Q63
4，750
T，360
い ち ご
22
す い か
00
レ タ ス
果樹
ハ ウ ス
み か ん
ﾔ ど う
一 一
p
48i
一…
V50
L400
き く
@電 照
@シェ 一 ド
花卉
@そ の 他
@ 、
Jー冬一ション
@338
艨@ り
@茎ま8
ﾎ ら
@240
X ト ッ ク
@151
`ューリップ
@44
ｫ も の
@8重5
ﾔ壇用苗もの
@136
注：野菜に関して．上段数値は54年データ，下段数値は55年データである。
果樹，花卉は55年テしタ。また財ぞきく”の内わけについては55年データがないため，53年
データ。
肇重米斗：鷹舞三糸充謝一（S57年版）
一125一
これによると，全体に占める割合では，野菜のハウスが圧倒的であるが，果
樹栽培におけるプラスチックハウス，野菜におけるガラス室の増加率が高く
なっている。野菜のプラスチックハウスは50年以降増加率は鈍る傾向にある。
また，表3−1−3に作物種別の作付栽培面積を示す。これによると，ガ
ラス室では，温室メロンの栽培面積が多く，ハウスでは，いちご，きゅうりの
栽培面積が増大している。トンネル栽培では加温しない場合が多く，すいか，
露地メロンの栽培面積が増加している。
（1）施設栽培における使用最・使用規模
施設栽培燗の燃料はおもに現在A重油が使用されている。使出量は気象温
度条件によって影響されるため，同じ地域であっても寒冷年か平常年かによ
っても異なるQまた，作物の種類によっても異なるので使用原単位は一概に
決定できない。施設野菜には，キュウリ，トマト，ナス，ピーマン，メロン，
イチゴ，スイカ，カボチャ，セロリ，レタス等があげられる。施設栽培用花
卉には，キク，カーネーシ。ン，シクラメン，バラ，ユリ，洋らん等，施設
栽培果樹としては，ぶどう，みかん，なしが代表的である。表3−1一・1に施
設野菜の地域別の重油使用原単位の盤安を示す。
表5−1−4 暖房デグリアワー（12∼5月）と重油消費量（床面積約礒000mり
ト マ
暖房デグリ
一アワー
i℃・hr／12
∼3趨）
キ ュウ
ト
重 油
ナ
リ
ス
ピ 一 マ
ン
暖房デグリ
電 油
暖房デグリ
重 油 暖房デグリ 重 油
一アワー
消費量
一アワー
消費量 一アワー
消費・量
（んの
消費量
札 幌
32，952
242
37，864
27．8
45，232
332
52，600
38．6
盛 岡
27，192
20．0
31，862
23．4
38，866
28．5
45，870
33．7
L員 形
24，096
17．7
28，946
21．2
36，221
26．6
43，496
31．9
水 戸
15，225
11．2
19，686
14．4
26，284
19．3
32，781
24．1
福 井
15，445
11．3
20，591
15．1
28，230
20．7
35，868
26．3
名古屡．
12，828
9．4
17，231
12．6
23，827
17．5
30，375
22．3
浜 松
8，394
6．2
12，299
9．0
18，514
13．6
2∠L791
18．．2
岡 山
13，911
10．2
17，789
13．0
24，423
17．9
31，157
22．9
高 矢目
8，429
6．2
12，595
9．2
19，167
14．0
25，760
18．9
福 岡
9，040
6．6
13，145
9．6
20，160
14．8
27，249
20．0
窟 崎
5，701
4．2
9β34
6．8
15，736
11．5
22β34
16．4
資料：施設園芸「省エネルギーの手引き」（社）1ヨ本施設園装協会
一126一
表ろ一1−5 主な施設野藁の栽培体系の1例
○播種 ㌣定植 翅収穫
1
促
成
抑
制
越
久
、
半促
成
2 3
4
7
5 6
9
8
10
11
12
備 考
群馬県におけ
キ
ユ
る例
i
ウ
島
i
1
1
1
1
1促
i
お
づ
1
ト
1
i
成
高知県におけ
（半促）
る例
マ
1
i
卜
揮
i
制
i
i
i
、
シ
春秋
発生湿度
磁
イ
主力発生
（乾シイタケ）
タ
ケ
冬春出し用
（生シイタケ）
小量発生
鵯幽幣一曽備騨『耳曽騨一
一 網 禰 一 階 騨 嘗 − 一 曽 榊 騨
主力発生
資料： 「施設と園芸」 ’82．3
椎茸資材要覧（鑓本椎茸農業協同組合連合会）
}制栽培
u
7∼18℃
発生潟度
7∼18℃
i
1
i
トマト，キュウリは比較的エネルギー使用量が少なく，ピーマン，ナスはエ
ネルギー使用量が多くなっている。また，重油消費量は國土の北と南では相
当の幅があり，札幌における1，000m2当り重油消費量は宮崎の値にくらべト
マトで6倍，キュウリ4倍，ナス3倍，ピーマン2．4倍である。ハウスの被
覆に関して一重被覆と二重被覆のほぼ平均，また各作物の高設定温度におけ
るものである。これらの重油使用原単位と表3−1−2の栽培面積から，キ
ュウリ， トマト，ナス，ピーマンについて年間（55年度）の重油消費巌を推
定すると，キュウリ454千層，トマト244千1‘6，ナス150千164，ピー マン
136千κ6となる。
エネルギー需要密度が高いのは，ピーマン，ナスの高温性の作物であるが，
全国でのエネルギー総消費量が多いのはキュウリである。
（2）エネルギー使用時期・温度管理
表3−1−5にハウス栽培におけるキュウリ，トマト，ナス，ピーマンの
作型の一例を示す。これらの作型は，気象・土壌などの自然条件，また市場
条件によって異なる。通常，施設園芸における加温時期はU月から4月であ
り，その期間での石油使胴量の変動は外気温の変動と相関関係にあり，1月
ド旬から2月中下旬にエネルギー消費はピークとなる。
作物ごとに生育限界楓度があるから，ハウス栽培においては，作物ごとの
高設定温度・低設定温度でもって温度管理をしている。野菜類では，キュウ
リ，ピーマン，メロンが高温性作物であり，トマト，イチゴは低温性作物で
ある。栽培作物のなかで温度管理が容易なのはトマトである。表3一蓋一6
表3−1−7に高設定温度・低設定温度および温度管理の鏑安の一例を記す。
表5一二一6 各作物の設定夜温
（温度℃）
高設定温度
抵設定温度
キ ュ ウ リ
ト マ ト
ナ ス
ピ 一 マ ン
12
8
10
15
18
10
13
メロン（温室）
20
圭5
8
3
バ ラ
18
12
10
15
イ チ ゴ
、
Jー不一ショ ン
キ ク
資料：金農農業技術センター
一128一
5
9
7
表ろ一1−7 トマト・キュウリの温度管理嘗標
艀卜夜
日の出
R0分前
僻吻名
生育期
天候
m繕］
昼 闘
午 蒲
繍
晴
16
27∼30
m綱
曇爾
最低14℃を切らないこと
i雪）
ﾟ｝ll∫申だけでも16∼17℃
備 考
宴?没後
S時間 −一かり日
ｷ度CC）
ﾌ出30
午 後
23∼25
後半夜
ｪ前
16
］4
董2
i10）
・キ。。ウリは10℃が
ｶ育限界温度・地中加温しないで，
i1
n温が15．℃以下に
瘟ｺするときは後
ｼ夜気温を12℃に
ﾙしい。
キコ，ウリ
中∼
繩咊
鯖
16
24∼27
20∼23
16
bﾟる。
io
K地温 】7℃
ｺ限地温 玉5℃
植5
O日位
c
雨（
瘁j
低13℃を．切らないこと、，午
O「Pだけでも15∼16℃ほ
ｵい。
2
6
0∼22
黶v線地温 20℃
4（
0
奄R）
13（
鰍潤`12）
∼7
トマトは日中の温度
甲ﾟる効果が大
マト
雨（
瘁j
ｫい。適
0
低15℃を保つこと。
n温玉5∼16℃ h限地撮1ゴC h二限卦齢a8「1C
t牽こ｝・： 「予選霞隻と1東1盛絃」’82．3
3＞現状で0）ローカルエネルギー利用状況と今後の需要持続性
表3−1−8にハウス・ガラス室における省エネ装置の普及状況を示す，，
然エネルギーまた未利用資源を利用した施設は全体の施設面積0）0．5％で
って，節油機，複合環境制御装置・変温管理装置などのなんらかの節油対
の施されたものは全体の施設面積の70％を占めている。実際，農家の人々
省エネルギー装置を設置する場合，作物の収量：・収益性が問題になるが，
油価格の高騰のため，施設園芸での節油意識は徐々に浸透してきた。施設
芸作物の生産最は増加傾向にあるから，節油対策は今後も重要となる。
．穀物・飼料作物・工芸作物その他農作物の乾燥エネルギー
乾燥する作物は，穀物，茶，タバコ，イグサ，コンニャクイモ，牧草等であ
。なかでも，籾の乾燥用の占める割合が多い。重油・軽油燃料を焚くと，
いが農作物にうつるため，灯油が使用される。
董）乾燥用エネルギーの使用量・使用規模
糧の乾燥・調整用には，平均0．5Z／60kgの灯∼［hが消費される。表3一一1一
129一
表ろ一1−8 各種省エネ装置の普及状況（55年6月）
区 分
1麓積（千mつ
①ガラス室、ハウス設躍面積
259，244
②①のうち加温設備のあるもの
茎02，590
（ioO．0）
（39．6）1000
③
温 風
88，817
86．6
篇
澱 湯
12，323
12．0
油
蒸 気
324
0．3
④
電 力
666
0．6
102，134
99．5
小 計（③＋④）
②
麹
然
の
割合（％）
103
0，蚕
1
0．0
地熱水利用方式
92
o．1
そ の 弛
8
0．0
204
0．2
も み が ら
｝
0．0
都 南 ご み
34
0．0
産廃（タイヤ等）
HO
0，｛
そ の 他
王07
0．1
小 計
25ユ
0．3
5，899
5．8
659
0．6
36，0ま9
35．1
（a）＋（b）
ま，242
15．2
（a）＋（c）
15，486
15．1
地中熱交換方式
ソーラーシステム方式
工
ネ
ルギ
内
1
計
訳
未
利
用
資
源
節油機のみ（a）
②
のの
省装
工事
ネ状
装況
置
複合環境制御装趾のみ（b）
変温管理装蹟のみ（c）
資料 引回施設園芸協会
表ろ一字一9
米の乾燥方法溺作付繭積
単位 ha
（〉内は％
人 工 乾 燥
自然乾燥
共同乾燥施設利用
ライスセンター
個人乾燥
カントリーエレベーター
256，400
65，300
320，700
1，563，300
1，885，000
400，000
2，285，000
i11．2）
i2．2）
i14．0）
i68．4）
i82．5）
i17，5）
i100．0）
資料：農水省農産課，55年データ
ー130一
9に，米の乾燥方法別作付面積を示す。これによると，全圏の籾収穫高の82．5
％が人工乾燥によっていると考えられるので，10a当りの籾収穫量を450k∬
とすると籾乾燥用の灯油は70，688儲と推定され，農業・林業・狩猟業で消費
する灯油の45％に細密する（表3−1−1）。
農作物の乾燥朋のエネルギー消費のなかで穀物（米，麦類）乾燥用エネル
ギー消費簸はかなりの比率を占める。米の生産においても乾燥朋は機械の動
力用料とならんで大きい。麦の乾燥用灯油使用原単位を米と高じ0．54／60
k2，人工乾燥100％，10a当りの収穫量353 kg（二条大麦）と仮定すると，
55年の全圏での作付面積が230，750haなので6，788儲と推定される。 籾乾
燥用灯油消費鍛とあわせると，穀物乾燥用の灯油使用量は77，476雇と推定さ
れる。
次に，乾燥用のエネルギー消費先として重要なのは葉タバコである。表3
一｝…10に56年度の葉タバコ乾燥用エネルギー消費量を示す、，おもに灯油を
使用して乾燥させるのは，黄色種といわれる関東以西で栽培されている品種
である。静岡・関東以東で多く栽培されている在来種・バーレー種は天El｛乾
燥によっている。また灯油使用原挙位1ま，乾燥葉たばこ王kgを生産するのに
14，ma当り2564であって，米乾燥の場合0．00836／1kgと比較すれば
葉たばこの方が燃料消費密度は数十倍高い。その他作物と比較しても高い。
表5−1一墨0 葉たばこ乾燥用エネルギー消費量（56年度）
黄 色 種
在来種・バーレー種
灯 油 （6）
85，767，131
］，449，董24
`重油 （6）
@ 17，000
@ 15，800
Kス・LPG（kg）
@ 252，924
@ …
資料：日本専売公社より
乾しいたけ乾燥用のエネルギーは，重油が主に使用され，一部に木質系資
源（鷹ホダ，薪等）が利胴されている。使用原単位は，乾しいたけ生産鍛l
tにっき：重油2．5磁，灯油4κ4である。
（2）使用時期・使用温度域
園3−1−2に，農作物の乾燥時期を示す。麦は5月∼6月，米8月∼9
月，葉タバコは黄色種の場合6月∼7月，在来種・バーレー種は7月中旬∼
一131一
1匡1「3
月
熱料諺∫
4
718
5 6
10随
9
： ： 1
灯
油
p 賞
i
1 ：
l l
： ｝｝ ，
戟@ ：
ii
重
：米
葉タバ診
i ： 1
： ・ l
堰Gi
3
十
1 ；
油
1
c？i@ ：
@ ：
奄奄
12
iiil ・ ：
いぐさ： i
「
i編iiilii ： ・ ・ ・ ｝ l I
8 8
ﾄんにやくいも ⇔1：1乾しいたけ：
P ： ：
i
F ： 1
F ｝ 1
図ろ一1−2 控な農作物の乾燥時期
℃
黄色國定
↑
誕・・
叢
乾
燥
初
期
1黄変
30
L
L
50
100
時間
図5−1−5 葉たばこ乾燥温度条件
資料：日本導売公召＝葉たばこ技術課
8月末である。乾しいたけについては，春と秋の自然発生する時期に生産さ
れる。
また：，乾燥温度域は，米・麦の場合35℃∼40℃で工程に要する時闘は20∼
30時間である。葉たばこ（黄色種）はキュアリングという2∼3坪の密閉さ
れた部屋で乾燥する。図3−1−3に示すように乾燥に要する戦闘は100∼
120時間で初期の20∼30hには35℃∼37℃に保ち，以後44℃・45℃に徐々に
一132一
表5−1−11 各種野菜果実の最適冷蔵条件と貯蔵期闘
（ASHRAE Guide and Date Book，1962より）
青果物の種類
貯蔵灘度
関係灘度
貯蔵期問
凍結温度
％
℃
℃
レ タ ス
0
90∼95
3∼4週
一〇．17
キ ャ ベ ツ
0
90∼95
3∼4月
一一
ホ ウ レ ン ソ ウ
0
90∼95
10∼1唄三i
薗 洋 カ ボ チ ャ
10∼13
70∼75
2∼6月
一〇．83
キ ュ ウ リ
7∼10
90∼95
藁0∼M日
一〇．49
ナ ス
7∼10
85∼90
圭0日
一〇．77
達3∼2蓬
85∼90
2∼5週
一〇．55
〃 （完熟）
0
85∼90
7日
…0．49
ニ ン ジ ン （葉付）
0
90∼95
｝0∼14日
㎜
〃 （根部）
0
90∼95
一重38
70∼75
4∼5月
2∼4月
4∼6月
5∼8月
6∼8月
85∼90
1∼2週
一1．05
85∼90
4週
一〇．27
ト ーマ7 ト （緑熟）
ダ イ コ ン
0
90∼95
サ ツ マ イ モ
i3∼i6
90∼95
ジ ヤ ガ イ モ
3∼10
85∼90
0
タ マ ネ ギ
ア ン ズ
一〇．5∼0
ア ボ カ ド
8∼13
イ チ ジ ク （生）
Z。88
…0．28
…
一〇．27
一〇．61
一〇，77
85∼90
5∼7日
Q．44
イ チ ゴ
0
85∼90
カ キ
一董
85∼90
7∼10日
2月
一〇．77
バ ナ ナ
13
85∼95
6∼1餌ヨ
一〇．77
プ ラ ム
0
80∼85
一〇．82
85∼90
3∼4週
3∼8週
85∼90
3∼6月
一樋．16
ブ ド ゥ（アメリカ系）
〃 （欧州系）
一2∼0
・．一
Z．5∼0
一一
P∼0．5
一一
Q．16
一ま．亙7
ミ カ ン
0∼3
90∼95
3∼4週
一LO5
メ ロ ン（カンタループ）
0∼4．5
85∼90
5∼圭5日
一董．．16
〃 （ハネデユー）
7∼10
85∼90
2∼4週
一一
モ モ
0
85∼90
リンゴ（コ瓢ルデン・デリシャス）
0
85∼90
〃 （圏光，旭）
0
85∼90
2∼6月
4∼6月
2∼4月
資料 農産物流通技術葎報’8玉
一i33一
Z．94
一α88
一亙．50
一1．05
蓑ろ一1−12 果実・野菜のCA貯蔵の効累と貯蔵期間（力q藤，1981年改訂）
ヒ段：llf樋冷威
ド段：CA貯蔵
月
品種．
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
1丞 ン ．空．．ン
．3．．．
＿＿．皇㎜＿＿イ．、
緑色保持あ効果大
．5．
7サ ク
乏．ン
ボ
実
醗鍵
0
．．ン．．．．
8ノぐインアツフフジ
ぼ石CO2嬉まニプ∫ミカてる
12∼f3．追熟防1ヒ
oナナ・⊥「
6．青
CA貯蔵の効果
拍渡℃
婁．
4イ チ
5夏． …ミー ．カ、
12
3
2ハ ッ 芝 ク．
3デ∫田
果
1重
日．も勲閥い
9．
＿［雪三
10メ ロン と
．1∼2．内
唇
．o
聾ス ダ チ
G 緑色保持効果大
1狂＿．−丁．．．㎞シ
0．一II・贋恥鋤酌・’
13和竺（計／唾）
0 ヤケ防．止
14ブドウ 1甲州）
0
類 ｛5ブド甑曾オ窯ス）
0 果軸，架梗の凹凹防1ヒ
0 品質．｛蜜1鋤正大
17りンゴ（スタニキとグ）
2 品質保持効果大
18ク ll｝
動発彌蠣，繊附
董9カ キ （．雷 有 ）
29ミ．． 空 ン
1ホウ… 激W’
¥ウ
2グリーシラズ汗ラが茨．
0 軟化，褐変防庄
3
ゴ
34三田 シ． イ タ
そ
4ピ 一 マ ン
5L＿マ ト．（緑熟）
6．Lマ
卜（完熟）．
エ、
0
緑色保持
9
根の伸長紡1ヒ
0
褐変防止
ラ∼8 緑色保持
1G∼12 緑色保持
9
7カボ石（日本）
8工名．マ．メ．
0
9一セ
り
0
ス
0
得
タ．
菜 10レ
カビ防11二
10∼！2 カビ，腐敗防1ヒ
録色保持
1霧
マ
Ω、
套嚢勤｛ヒ
i2蕩
ン ニ ク
0
発芽発根i弱1ヒ
13ジ・互イ．モ
2
発芽肪iヒ
1畦子田．
ガ．
深． モ
類 ｝5マ
ツ タ．．ケ
2∼3 発芽，発根防止
0．
16子病間ンラジ．
忠∼1≦防」｛二・芳香を残す
．0
品質良好
17キ ．ヤ ベ ．ツ
0
緑色1呆持
18プ ロ ツ コ リ
0
19・・ク サ．三
鷺滅りが少ない
0
20ニ ン ジ ン
0
品質保持効果大
資料 農産物流通技術年報’81
あげてゆく。しいたけの乾燥時間は10∼20時間で，風味の問題もあり温度・湿度
のラントロールは比較的厳密であり，一般にしいたけ乾燥ボイラを使用して
いる（濫疑斐域45回目60℃）o
一134一
3、貯蔵・冷蔵・冷凍施設におけるエネルギー一消費構造
貯蔵または冷蔵施設の用途は，野菜・果実・米穀・イモ類の抵温貯蔵，野
菜類の予冷，搾乳の冷却等である。また，野菜・果実・卵の貯蔵における空
調にエネルギーが必要である。これらに使われるエネルギーは電力である。
一般的に農産物の生産地における低温貯蔵は，水鷹冷凍食贔と！ま異なり，低
温度障害を起こさない程度の冷蔵温度である。湿度，換気の調節も品種によ
り，季節により異なる。農産物の貯蔵は長期貯蔵を目的とし，従来は築造式
冷蔵倉庫で行われていたが，近年，プレハブ冷三二が導入されはじめ，保冷
庫または予冷魔としての機能，乾燥庫・環境遮断庫としての機能を兼ねた施
設として普及している。また，「」ンゴの貯蔵施設に用いられているCA貯蔵
く
庫は，リンゴ以外の作物に関しても適用寸寸は広いといわれるが，実用化さ＼
れている作物は少ない。果実・野菜の貯蔵期間と貯蔵温度・瀞度の昌安を表
3＿1−1i，表3−1月2に示す。
一一般的な冷凍機の冷凍出力範囲は，吸収式冷凍機の場合80∼1500RT，圧
縮式冷凍機の場合，多気筒型5∼達00RT，密閉型ターボ80∼500 R孚，開
放型ターボ500∼7000RTである。
4，畜舎における暖房用エネルギー消費構造
表3…1−13に，畜産業における直接エネルギー量を示す。総エネルギー
量のうち55％は養鶏による消費である。どの分野でも化石燃料よりも電力諸
表5−1一絡 藷産部門の直接エネルギーの使用（昭50年）
（単位：1091（eal）
種 類
ガソ リ ン
酪 農
養 鶏
0．2
灯 油
48
軽 油
｝
0．2
302
肝 一
養 豚
0．2
51
一
肉 牛
その他の
{ 灌
0．2
0．2
6
4
計
1
娃11
｝
一 一
515
㎜
317
198
L P G
83
30
23
一
電 力
453
1，090
371
｝66
40
2，120
計
584
1，739
643
172
44
3，182
重 油
四 自家用良動箪分を含まない。
資料：明日の農業技術
一135一
「 一 ｝
一 一
一 ｝
136
表5−1−14 自然エネルギー用途別利用技術レベル
用 途先
使脚、渡域
J 50 100
使用時鋤｝正2345678910呈112一
一5℃∼20℃
太陽・風ノノ．地熱エネルニドー利彫技術レベル
ｼ度コントロール
使用規模は．大
太附熱手lj用は，地中熱交換ハウス等で行なわれすでに実用
ｷ度二｝ント庸一ルは
謔ﾉある。今後蓄熱技術。）向．1二が望まれる。地熱水も，地
@励チ〔3月∼8月
芒r的容易
?抑瀬，パイプで撫尊神に通す。地．ド蓄熱タンク（グリー
@暖房lo声ト4月
ｼ縦コントロール
施設園莫ハウス
ﾌ保温
使用規模・藷渡・
｝一 曙ド｛ 一
塔nウス）等により実用化，試験が脊なわれ，スケール・
ｪ戸の問題があるQ風力については口利鐸1の実用化はなさ
黷ﾄおらず研究段階1こある。
穀物・飼料作物
v二劃累物その他
一20℃∼5G℃
一作物によ’・てさ
使鷹見膜は中
太陽熱利屠は，天日乾燥としてまた残っている。 また乾燥
ﾒ度コント”一ルは
pファイ瑠ンハウス等での利用壌例はある。蓄熱技術向日
ｵ密
ﾉより今後安定供給をめざす必要がある。地熱は鶏ふん乾
B度コントロールは
№ﾉ用いられた夢」1はある。風力については熱潤∫i1の実絹化
ｵ雑
ﾍ耀されていない。
農産物・畜産物
使構規摸は大
太陽熟利購による晩収冷凍機が開発され技術的には口∫能で
ﾌ貯蔵用冷却・
蝠ﾏコントロールは
?るが経済的に引きあわない。ランキンサイクルエンジン
pヒ較的容易
凾ﾌ開発ものぞまれる。地熱水については実用化にはいた
作物によ一・・てさ
ｷ渡コントロールは
ﾁていないが研究開発段階であり今後有勲である。高温城
ﾜさ．ま
ｵ密
迯?物の乾燥
ﾜざ蝋
一〇℃∼20L（．〕
ﾛ温
太賜熱利用による冷暖房は爽用化域にある。しかし畜．轡に
ｼ度コ／トロールは
｣用する場合，経済性が問題となる。地熱についても実糊
笆[6月∼8月
芒r的容易
痰ﾍある。冷房への利用に関する開発がのぞまれる。風力
g居10月∼3月
R度の管理が重要
ﾉついては実用化は武と〔されていない，研究段階
畜舎の冷房・暖
[
一三〇℃∼30℃
駅がのぞまれる。
｛重用規．模は・1・
＿噂、（！㍗ ∼備
費が大きな役割を占める◎電力は暖房用に使用されるが，畜舎・鶏舎・豚舎
における冬期暖房用の消費量は多くはなく，むしろ養鶏のふ化用・育雛用加
温・ブロイラー照明用の電力が多くなっている。また養豚における子豚のrl甫
育器の加温用電力もあげられる。これらのエネルギー需要時期は農：作物に比
べれば，季節変動は少なく一定している。その温度域は，子豚哺育箱で35℃
∼40℃，鶏卵ふ化胴40℃∼45℃，育雛用30℃∼40℃である。また，家畜排泄
物の処理・乾燥，また畜舎の乾燥のため，床下加温をすることが多いので，
湿度のコントロール，換気空調が重要となる。
各自然エネルギー代替有望適用分野において，わが国の利胴技術のレベル
を以下の表3−1ヨ4に示す。太陽エネルギーとくに熱エネルギーの利用に
ついては，かなり実用レベルにあり，総括的にみて経済性の問題がある。ま
た地熱水に関しても，施設園芸への適用，冷暖房への利用等実用化に達してい
るが，回収温度によって利用効率が左右されるため，熱回収熱交換技術の向
⊥は重要であろう。現段階では，風力の熱への交換利胴は実用化には到達し
ておらず研究開発段階であり，今後の開発が期待される。
一一
P36一
III−2 自然エネルギー利用技術の将来展望
ここでは，わが国の農林水産分野における自然エネルギーの利用技術の適
用用途に関する貝体的考察を行い，現状における技術的課題をあげて将来時
点（10年後）における代替可能性を展望する。以下に，わが国農林水産業へ
の適用可能性が高い技術として第ll章で抽出された利用技術を左側に示し，
籠節で抽出された自然エネルギーの代替可能性の高い用途分野を右側に併せ
て示す。両者の関連を図画に実線（実用段階）と破線（研究段階）によって
示す。
利用技術
用途分野
暖房
太陽
施設「弱芸ハウスの保湿
tM醸く難
’ア
穀物・飼料作物・その弛農産物の乾
冷房
燥川
1’
地熱粛轍
触讐
轍朝
（還ラ色）
暖房
風カー一熱
r農産物・畜産物の貯蔵用の保温・吝㌢却
畜舎の暖房。冷房田
暖房1／
（蓄熱） 楽合湯
図ろ一2−1 適用可能性の高い自然エネルギー利用技術と用途分野（日本）
図3−2−iは，自然エネルギー利用技術と実際の用途分野とを関連づけ
たものであるが，これをもとにして，農林水産分野で将来的に見て適用轄能
性が高いと考えられる利用システムを検討し，以．ドに示す。
（P 太陽熱利用地中熱交換ハウス
（2＞太陽熱利用冷凍機
（3＞地熱エネルギー利用施設園芸および畜含暖房
（4）風力エネルギー利用システム
以下に，各項合扇に，（a＞利用システムの概要，（b）効率的利用のための問題
一137∼
点をまとめ，最後に将来の展望をのべる。
厳一2−1 自然エネルギーの利用システムとその問題点
1． 太陽熱利用地中熱交換ハウス
（a） 利用システムの概：要
地中熱交換方式とは，高性能の熱交換器の効率的利用により，ハウスを太
陽熱の集熱器として利胴し（内部集熱型），晴天日中ハウス内上部空間にあ
る母型の空気（22℃∼32℃）を熱交換パイプによって地中に蓄熱し，夜聞に
これらの蓄熱されたものを暖房熱として回収利用し，ハウス内を加温する方
式である。ソーラーポンド等を利糾する外部集熱型による施設園芸への太陽
熱利用も実用化研究が進められているが，実用化レベルにはまだ到達してい
ないといわれており，実際，内部集熱型利器の方が利運効率がよいとされる。
図3−2−2に，地中熱交換ハウスの太陽熱利用システムを示す。このシ
ステムにおいて，ハウスでの栽培作物は低濃性のトマト，もしくはいちごを
導入することとし，その場合の高設定温度はトマト10℃，いちご8℃，低設
定温度はトマト5℃，いちご3℃（表3一一i−6参照）である。わが国にお
いて，四国・九州・東海・近畿地方の南部海岸寄りの地域で気象条件は平常
年を想定すれば，補助暖厨なしで栽培可能であると思われる。寒冷地域ある
いは高温性の作物を栽培する場合は，他の自然エネルギーを利用するか，従
来の温風暖房設備等の補助暖房を考慮する必要がある。この方式は，構造が
単純，装置の取扱いが比較的容易等の点で評価され，適用事例は徐々に増え
ている。この地中熱交換方式による効果は，地域・気象・規模・栽培時期に
よって異なるが，表3−2−1に神奈川県における導入効果の一例を示す。
この例によれば，経済的には従来の温風式暖厨ハウスと比較し40％以上の効
果：をあげている。
（b）効率的利用を図るための問題点
①暖房効果の不安定性への対応
地中熱交換方式の場合，天候によって暖房効果が左右されやすく，寒冷時
が続いた場合，蓄熱効果にも影響を及ぼし，蓄熱量を放熱量が上回り，地温
低下を起すことにもなる。一般的に地中熱交換方式を導入した場合に，補助
暖房なしで冬期施設内温度を8℃に保つことができる地域は，わが国では，
一138一
表5−2−1 神奈川県の地中熱交換方式による節油効果の一例
（a＞ ビニールハウス
ハ ウ ス 施 設 概 況
@ 閥；＝：18．4mX奥行275m×5二棟嬬1，185m2
@ シクスライト被覆
ib＞カーテン装羅
@ 天 井 1隅（サラソト）
@ サイド 2層（サラット十シルバーポリトウ）
（a＞熱交換パイプ 塩ビパイプ 内経10c鰍
@ 肉厚0．2c！n 4mを980本
地 中 熱 交 換 装 冊
ib＞埋設深さ 70c礁 90c田 2段
ic）パイプ口数 70列x2段 聞隔 60c皿
id＞循環ファン 200V 750W 羽径60c磁 6台
iω 送 風 窺 コンクリートピント
@ 1賊160cm深さ 95 cm∫逞さ 40 m
月作物
栽 培 体 塑
蔵．
促成トマト
iホマレFR）
2 3
4
6 7
5
8
9
10 11 12
鉢
かん水
H臨
収穫
抑制キュウリ
蕎種設定温度
溜 慶 管 理
項 蕉1
設 定 温 度
蓄 熱 開 始
22℃
放 熱 闘 始
7℃
10℃
6℃
28℃
補助暖房機運転開始
換 気 開 始
m2 魔闖d7由で吏用超：（4）
．霞 油 使 用 量 比 較
地串熱交換ハウス
温風暖房ガラス窒
0．1．8
5．76
経費 方法
償 却 費：重 油 代
経 済 性 の 比 較
d 気 代
／七
資幣！： 1施言斐と園芸」！823
一139一
地中熱
186，175円
混 風
84，375円
P6，800
P53，673
T46，000
R0，000
356，648
660，375
54
100
噌
！
蓄熱1放熱
／／］
ノ
ノ ／4 碇
蓄熱材（栗石等）
図ろ一2−2 地中熱交換による太陽熱利用システム例
千葉・静岡・茨城・和歌山・徳島・高知・宮崎・鹿児島・長崎の海岸寄り地
域であるといわれている。全銅的には，補助暖房として旧風暖房機との併用
型利用システムがより一般的であり，今後複合環境制御方式の導入により，
地温の管理・補助暖房使用を総合的にコントロールしてゆく必要があろう。
②被覆資材の検討
内部集熱型のため，ハウスの被覆資材は，ハウス内への日射透過率と集熱
率との両面に影響を及ぼすことになる。コレクターとしての集熱効率を高め，
かっ室内日射量をも損ねないハウス被覆資材の開発が望まれる。
③温度勾酉己対策
装置．の特性上，吸気孔側と吹出口側に温度勾酎を生じ，作物の生育むらが
生じやすい。吹二目にフィルムの障壁を設け濫度差のある空気が直接作物に
あたらないようにする，また温度差を考慮した保濫対策を講じることが必要
であろう。
④ 除湿対策
従来の温風暖房機と比較し，本方式では空気の相対湿度が高くなる。これ
は日中蓄熱のため換気しないことが原因であるが，高漏度になると病虫害の
一140一
原因ともなり作物の収量・品質に即はねがえってくる。全熱交換による除湿
換気の実用化，葉面の結露防1L策，吸湿用カーテンの利用，マルチング，く
ん煙剤の活用などの対策が必要となってくる。
2．太陽熱利用冷凍機
（a）利用システムの概要
太陽熱によって吸収冷凍機を駆動することと化石燃料を焚いて得た蒸気や
温水で駆動することには基本的には異なるところはない。太陽熱駆動冷凍機
の種類には図3−2−3に示すようなものがある。
ここでは，太陽熱駆動型一重効用吸収冷凍システムによる野菜貯蔵を提案
する（園3−2−4），後にのべるように，…重効用吸収冷凍機と電動機駆
動冷凍機との併用が省エネルギー観点からみて有力である。吸収剤にLiBr
（臭化リチウム），冷媒に水を用いる組合せが最：も一般的である。海外では
野菜，ミルク，きのこなどを対象とした冷却システムの研究がなされている
が，岡内では主として米穀倉庫を対象とした研究が行われており，農業機械
化研究所など20件程度の実施事例がある。
㈲ 効率的滋藤のための問題点
太陽熱で冷凍機を駆動する場合に問題となる点は，ガラス1枚で選択膜処
理された平板型身熱器を例にとると，この集熱効率は集熱温度が上がるほど
低下し，集熱潟度が90QC程度であれば40∼50％の集熱効率であるが，1300C
以上ではほとんど集熱不可能となる。一方，吸収冷凍機の成績係数（COP）は
高熱源温度が低くなると低；下する特性がある。また高熱源温度もさることな
拶ら，太陽熱駆動冷凍機の場合，冷却用の冷却水入口温度を何度にとるかが
重要になる。図3−2−3に示した冷凍方式のなかでみると，吸収式と圧縮
式（ランキンサイクル機関駆動圧縮冷凍機等）があるが，太陽熱利用の場合
高熱源と低熱源の温度差が少ないため吸収式の方がランキンサイクル方式よ
りも成績係数（COP）が高いとされている。また，高熱源温度（晶晶温度）は，
85℃∼90℃程度が最適値といわれている（図3−2−5参照）。 また図3
−2−6に示すように，一重効用吸収冷凍機の場合，1RTH：（3，024 kca1）
の冷凍出力を100％利用したとしてもなお1，462kca1／KTB：の補助エネル
ギーが必要である。また，現状の電動冷凍機のエネルギー消費量は 4，386
kca1／RTH，多少の改良を加えれば3，339 kca1／RTH：までエネルギー消
一エ4ユー
一重効用吸収冷凍機
H20十LiBr系（泡ポンプ）
自然聯（小容量）
NH3÷H20系（H2封入）
吸 収 式
（吸 着 式）
m
強制循環形（大容量）一一
H20÷LiBr系
NH3＋H20系
開 放
H20÷Lic1系
形一一τ
H20十エチレングリコール系
二重効用吸収冷凍機 強制循環形
H20÷Li．Br系
〔的矢崎〔米〕Arkla
〈ガス冷凍機〉
〈∼般空調用〉
〔米〕Farber
〔ソ連〕Baum
〔米、Lδt
〈∼般空講用〉
〔騒〕川重
二段吸収冷凍機
1
H20＋LiBr系
強制面形一一
m
吸着式冷凍機 園転熱交式
窓
ゆ
NH 3＋H20系
く低温化学工業用〉
モレキュラーシーブ
〔米〕IGT
シリカゲル
1
レシプロ蒸気機関
一毛
レシプロ冷凍機
ロータリ 〃 水蒸気系 ロータリ 〃
スクリュー 〃
スクリュー 〃
フロン系
その他
タービン 〃 フロン系 タ ーボ 〃
I l
L…スターリング機関…」
噴射圧縮式
噴鎌機一［犠嚢 蒸気喧射冷凍機
フロン噴射冷凍機
図5−2一乙
太陽熱駆動冷凍機の種類
資料：（社）日本冷凍協会「冷凍空調における薪技術」
〈工場排熱用〉
〔ソ連〕Baum
㌻
凝縮器
∼ゼで
吸
収
蒸発器
斉彗
塾
←
父
換
器
冷媒ポンプ
溶液ポンプ
野菜貯蔵庫
図5−2−4 太陽熱利用冷凍機による野菜貯蔵システムの例
費を抑えることが可能であるといわれている。すると，補助熱源付一重効用
吸収冷凍機の場合，太陽依存率が70％以上でなければ太勝熱利用の意味はな
くなる。一方，図3一一2−6中に示した一重効用吸収冷凍機と電動機駆動冷
凍機との併用であれば，太陽熱依存率にかかわらず省エネルギー効果が得ら
れることになる。
・嫉騰（・・P）・・P一（T〃 ｦ艶／（T㌦孚L）
T∬ ：高熱源温度（再生温度）〔QK〕
TL：無熱源温度（蒸発温度）〔。K〕
孚α：吸収器温度 〔。K〕
孚。，：凝縮温度 〔。K〕
太陽熱による冷凍機駆動の問題点としては，以上述べてきたように，吸収
冷凍胴熱源は高温ほど望ましいが，二本の立場からみると集熱温度の上昇は
望ましくない点，省エネルギー見地から見て，太陽熱依存度が相当程度高く
ならないと効果がうすく，したがってコスト面でひきあわない点があげられ
る。わが国ではサンシャイン計画の推進などの結果，技術面ではほぼ実用域
に達しており，今後に残された最大の課題はコストの低減化技術である。
一143一
1．5
評。
Q“
遭
（ 1．0
馨
ド“
詞
犠
癒
離。・5
鍵
ηc（コレク
タ効率う1枚SS
@ガラス
録
Q
1
ηc×COP
60 80 100 120 140
熱源水入口温度（℃）
集熱滋度
図ろ一2−5 集熱温度と冷凍成績係数（COP）の関係
資料：（初旧本冷凍協会「冷凍空調における新技術j
A：一重効用吸収式（太陽熱十補機動力）
B：一重効用吸収式＋鷺動機駆動冷凍機
C；太陽熱ランキンサイクル機関十補助モータ冷凍機
一 」
@一 ． 「 ．．諫 「一 肝 ． 一
8096絶ai／2TH
80GO 一重効用吸収式冷凍機
露
誌
7000
A
600G
響
5GOO
謹
4654正￠ai／貯H
丁丁騰綴穣醗．シプ。）
B
4386Kcal／RTH
4000
1
C
3339Kcal／飛TH
一 一 一 一 一 憎 幽 一 一 一 一 一 一 一 一 r 一 一 一 r
㎜ 一 一 一 一 一 一 一 一 鳳 層 r ＿ ＿ ＿ ＿
1
去
膏
ギ
1
r
3000 鵜電動微機（敵・シプ・）
一
2
2000
1
：＿一＿
叢
補機動力（ポンプ、ファンバーナ等）
一一陶噂
＿一＿＿騨
一
晋
100G
1
蟹
@ 3
1
「
1
11462Kca［／RTH
1
1
1
1
vL＿＿＿晶
O lO 20 30 40 50 60 70 80 90 畏00（96）
且
鼈齟U＿議＿
＝＝＝＝t太陽熱依存率
し アドア げ コ （1
U ．…；＝禰欄；・・顧・
図ろ一2−6 各冷凍方式における太陽依存率と一次エネルギー消費量
資料：（恥D日本冷凍協会「冷凍空調における新技術」
一144一
3．地熱エネルギー利用施設園芸および畜舎暖房
（a）利用システムの概要
地熱水の多目的利用は，ハンガリー，アイスランド（レイキャビク），米
圏などで大規模に行われている。わが国でも，温泉熱の利用が古くから行わ
れており，施設園芸への大規模な適用例としては北海道の濁川や鹿児島の指
宿の例がある。また，憎憎・水産・加工などへの利用実績もあり，とくに水
産分野への利用はわが国独特ともいえる用途例である。しかし，地熱開発の
進んでいるハンガリーと比較した場合，わが国地熱資源の豊窟さ，泉温の高
さなどにもかかわらず，施設園芸，畜産への適用は不充分といわざるをえな
い。
地熱水の熱エネルギーの利用システムは，その泉温に応じて多数考えられ
る。また，高温度から順に段階的利用を行うシステムも将来的に注目される。
ここでは，適用が比較的容易であり，かっ省エネルギー効果の大きいシステ
ムを想定し，図3−2−7に示す。
このシステムでは，まず施設幽芸ハウスの加温を行い，次いで畜舎の床下
加温を行う直列型である。ハウスの栽培作物は温度コントロールの比較的容
易なトマトなどが好適と考えられる。旧記や泉量によっては高温性のナス，
ピーマン，メロンの栽培も可能と考えられる、，
（b） 利用システムの問題点
地熱水の多日的利用における代表的な問題点を列挙すると以下のとおりで
ある。
崔
斐薬
熱羨器
施設園：芸ハウス 畜イ曝
ト
慌量計
生産井
！
ﾒ元井
図5−2−7 地熱エネルギー利用システム例
一玉45一
D利用可能地域が地熱水賦存地域に限定される。
iD掘肖ilに要するコストが億単位と巨額である。
｝iD熱交換に用いる河川水の水利権の調整が困難である。
iv）生産井からの騒音・振動対策やヒ素などめ有害成分除去設備の必要
な場合がある。
V）スケール析出のため，配管系，還元抗井に閉塞を生じる。
これらのうち，Dは地熱エネルギーの特性であり，不可避のものである。
のと酌は行政サイドの施策によってある程度解決可能と考えられる。iv）と
V）は実際に地熱水を利写するにあたって最も問題となる点であるが，地熱
水を空気に触れさせることなく，地⊥で熱交換した後，直接還尤井より地下
還元す為方式をとれば，iv）のヒ素等の有害物質の問題は一応解決できる。し
たがって，今後に残された実用上の課題はシリカやカルシウムのスケール
除去技術と考えられる。これについては，熱水と空気との接触をさける，あ
る程度の高温を維持したまま還元する，PHを5程度に保持する，フミン酸
やカルシウムイオンを添加するなどのスケール防止技術が研究されている、，
また，地熱利用システムの用途拡大策として地熱水を熱源とする冷凍貯蔵
法の開発が重要な課題である。ハンガリーでは実際に農産物の冷蔵に輝いて
おり，わが国でも夏期高温時の夜間にハウスの冷房を行い，ホウレンソウ，
レタス，エンドウ等で成果をあげた研究例がある。地熱資源は，温度，景と
も季節的，時間的変動が少ないという利点があり，地域は限定されるものの，
比較的安定性のある自然エネルギー資源として今後の開発が期待される。
4，風力エネルギー熱変換による畜舎暖房
（a） 利胴システムの概要
利絹シス岳ムフローを図3−2−8に示す。このシステムは風車に油圧ポ
ンプとオリフィスを組合わせたもので，オリフィスのあとに熱交換器を施し
地下の蓄熱タンクに貯熱する。そして，地下のタンクの容量を適当に選ぶこ
とにより無風時のエネルギーを蓄積することが可能となる。その利胴先とし
て，冬期の牛舎の床下暖房を提案する。実際，畜舎の暖房が温度コントロー
ルも比較的たやすく，風力エネルギーの豊富な冬期であることよりエネルギ
ー需要時期とマッチする。
（b）効率的利用のための問題点
一146一
現在風力ネルギー一変換は，発電が主流であり，熱変換利用はまだ研究
段階にある。わが照においても実用化の例は皆無といってよいだろう。畜舎
の暖房熱源として使用する場合には，暖房の昌的と，ふん尿の乾燥処理の目
的を兼ねての使用が一般的である。また，畜舎内の湿度コントロールの問題
があり，とくに乳牛等については他の家畜に比して，畜舎内の環境は畜産物
の品質に影響するといわれている。また，無風時の対策として，有効な長期
蓄熱システムが必要となってくるが，補助熱源との併用が望ましい。また，
強風時に対応する装置保全技術の開発も今後の課題である。
輔厭ジヨl l
一
，＿←一オ
オリフィス
風∼一ヘケ
i｛Li
》
@ ｝ 1
畜舎の床下暖房
u一一一
1
I l
1
匠 1
「」
1 匿
P 1
@ 1
1
1
I l
I l
1
I l
l l
」．
1 ．、親
，！圃
蓄熱
タンク
熱交
図5−2−8 風力熱変換による畜舎の床下暖房システム
聡一2−2将来展望
農林水産業において，「太陽熱エネルギー利用1， 「地熱水利用」および
「風力熱変換エネルギー利用」が今後の有望技術と評価された。自然エネ
ルギーを効率的に利用するためには，個々の技術の向上も重要なことである
が，常に利用システム全体との連繋を図ってゆくことが肝要である。
＜太陽エネルギー＞
k
太陽熱利用技術の研究は，とくに農業分野での利用に関しては実用化に向
けて進展しっっある。集熱効率に関しても，高効率の結果が報告されている。
一147一
集熱効率向上も：重大であるが，高温度域における集熱技術が開発されれば，
その適燗範囲はさらに広まるものと考えられる。温室暖房，畜舎暖房，また
住宅用給湯・暖房への利用のみならず，吸収冷凍法・ランキンサイクル駆動
式冷凍機への利用も可能となろう。全ての自然エネルギーにいえることであ
るが，安定供給をめざすために低価格の蓄熱技術を開発する必要がある。地
中蓄熱，地下蓄熱タンクへの蓄熱等は実用化されており，今後も技術は進展
してゆくとみられる。また，農業用の安価な集熱器の開発が一つの課題であ
るが，現状では内部集熱型の方式が実用化は進んでおり，外部集熱型のソー
ラーポンド等の研究開発も進展するとみられる。太陽エネルギーの適用事例は
数あるが，経済性の閥題を解決することも重要である。
〈地熱エネルギー〉
地熱水の利用は，古くから利用されていた例があり，現状での技術レベル
はほぼ実用化完成域にあるといえる。とくに温室暖房，畜舎暖房への適用事
例は多くみられ，また地熱水の温度域によっては冷房・冷却への適用も有望
である。また，エネルギー供給顧でも他の自然エネルギーと比較すれば，安
定性の面ですぐれている。スケール問題・排水処理について当面技術開発が
急務である。熱1魏1収・熱交換技術の進展により温度制御が容易になれば利用
先も拡大すると考えられる。すでに地熱エネルギーの得られる状態にある地
域においては有機的に連繋させ利用率を高めることが必要であり，そうする
ことによって経済性を向圭させることができる。地熱開発を総合的にみた場
合，探査，掘削に用する費用が莫大で，コストに占める硝煙が高くなるため，
わが国では地熱エネルギーは豊富であり，潟度域も60℃∼90℃という恵まれ
た環境にありながら，まだまだ未利用の熱資源となっている。探査，掘削に
莫大な費用を要することからみれば，ハンガリーなどにみられるように国家
規模での地熱醐発が必要となるであろう。今後の地熱開発に対して，幽家の
財政援助等の助成策が望まれる。
〈風力エネルギー〉
古くから風力エネルギーが利用されていた例に，揚水ポンプ用の動力利用
がある。しかし，わが鼠における風力エネルギ…一利用技術開発は，アメリカ・
ヨーロッパに比べれば歴史も浅く，たちおくれているといえる。とくに，熱
変換利用に関しては実用化に至っておらず，研究開発段階である。また，太
一王48一
陽エネルギーと同様，エネルギー供給面で季節変動性の強いものなので，エ
ネルギー蓄積技術の開発が大きな課題である。風力エネルギーの特性からみ
て，元来農林水産分野の小規模分散型エネルギー利用に適しており，中規模
の風車による熱変換利用は，冬期風の強いわが国の気象条件のもとでは畜舎
温室暖房熱源として有望とみられる。また，わが国の気象条件からみて，台
風などの強風によるブレードの破損対策などのメイテナンスの問題がある。
将来的にみて，風力エネルギー利用システムの施設コスト・メイテナンスゴ
ストの問題は大きく経済性にかかわってくる問題なので，強風対策は今後の
実用化促進の大きな要因である。
一149一
付
属 資 料
1
牛寺言午件数
2
関連特許リスト
1． 特 許 件 数
国内公開特許件数（昭和55駕］1月11…i∼昭和56年1醐30日）
公開特許件数
太陽エネルギー一 一 一 曽 髄 … 一 一 一 一 齢 柵
1，240＿ 一 ㎜ 一 ＿ 一 ㎜ ｝ 一 一 一 一 嚇 一
@ 集 熱
@ 258
太陽電池
255
96
地熱エネルギー
一 ｝ ｝ r r 一 ㎜ 帽 一 一
… 一 一 一 一 ｝ 需 一 一 一 ｝ ｝ ｝ 内 一
探 査
0
還 元
3
135
水力エネルギー
一 一 … 一 ｝ 一 一 一 … 一 一
＿ … 腎 一 ＿ 一 曽 一 一 ｝ 一 一 一 … 一
0
十水力発電機
35
波力エネルギー
一 一 一 ｝ 一 一 一 一 ｝ 一 一 一 一 … 一
＿ 一 酋 一 ｝ 一 一 一 一 髄 ｝ 一 一 一 一
10
発電機
88
風力エネルギー
蓄 熱
1．66
潜熱蓄熱
19
断熱材
232
中低温熱交換
2玉
総公鮒特許件数
167，499
海外国別公開特許件数（1981犀）
国
太陽エネルギー
アメリカ
469｝ ｝ r 鼎 ｝ 一 ＿
イギリス
」39一 … 一 ｝ ｝ 一 一 一
フランス
297一 一 … ｝ 一 一 一
西ドイツ
カナダ
計
368一 一 一 一 ｝ 一
10一 ｝ ｝ ｝ 一 一
1，273一 一 ｝ ｝ ｝ 一 冊
@ 】08
@ 4
@ 368
0
14
黶@ 曽 ｝ ㎜ 冊 一 一 一 一 一 一 一 一 一 齢 髄 一
@ 集 熱
@ 144 @ 25 @ 91
11
11
1
波力エネルギー
5
4
6
3
0
18
地熱エネルギー
28
1
6
13
0
48
2
113
水力エネルギー
】
29
15
25
42
蓄 熱
197
104
135
247
M交換
S17
Q55
Q96
S81
P，473
P67
W9
P51
R71
@789
風力エネルギー
qートポンプ
一151一
72411
690
2．関連特許リスト
（1）
太陽エネルギー ………………・・…＿＿＿＿＿．．＿＿＿＿＿＿．．154
｛2）
地熱エネルギー ………………………………一・…・………………167
（3）
／風力エネルギー …・・一・…・……・・………・…・・…一・…一・一・…・…・・・… 圭70
（4）
海洋エネルギー ………………・・…・……………・・…・………………171
（5）
／卦水力エネルギー ………………・・・・・・・・…一・・…・・…一…・・…・・一一…176
（6）
潜熱利用技術等 ……………・・…・……………………………………177
一ユ53…
（1）太陽エネルギー
公 園 番 号
公 開 撮
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 入
（発 明 老）
P 56− 951
太陽エネルギ利用の集熱コレクター
石井 弓
勢56．OLO8
出54−74336
ζ多数の透明樹脂製プリズム捧を枠に並列し
竹本 公長
て販付け，粋を可動にして常に太陽の移動に
54．06．13
追従しうるようにして伝導加熱管に焦点を結
（石井 定，竹本 公
長）
ばせ，太陽エネルギを効率よく他のエネルギ
に変換すること。Σ
P 56− 952
56，01．08
出5を75017
54，06．14
空気集熱形太陽熱集熱器
ζ隠釦凄艶に集熱板を傾斜させて一定の間隔
でよろい窓のように並べて設けることにより，
欝士電機製造 ㈱
（西尾道雄，杉浦
賢）
構造を簡単にして効率がよく，有利な傾斜角
度が容易に得られるようにした標記紅熱器。】
P 56− 3741
56．0王．16
出54−79493
54．06．22
P 56− 7945
56．Ol．27
太陽熱集熱器設置用屋根
積水化学工業 ㈱
【屋根に凹部もしくは凸部を設け，急斜醸を
（松原 佳夫，大館
設けることにより，太陽熱集熱器の設置を容
正義，太田 理一郎）
易にする。Σ
太陽熱集光装置
安田 繁之
【液体レンズを用いた表記装置において，液
出54−81839
体レンズの焦点位置に半円筒型断熱材で囲ん
54．06．27
だ集熱媒体入り黒色集熱チューブを配置する
（安93繁之）
ことにより，集熱効果を向上させる。】
P 56− 7946
56。0玉．27
出54−82166
54．06．29
太陽熱無熱装置
三菱重工業 ㈱
【太陽熱熱熱装遣の公転追尾において，太陽
（柳謙一，吉振 晃
光集光レンズを集熱管管軸方向に平行移動さ
代三原 一正，竹本
せることにより，機構を簡略化すると共に，
賢）
集熱効率の向ま二を図る。】
P 56−10651
56．02．03
串5を85219
54．07．04
真空管式集熱器
三洋電機 ㈱
【ヒートパイプを真空透明外輪に組込み，外
管の内部圧力上昇時には漏出ガスを速やかに
東京三洋電機 ㈱
大気中に放出できるようにして，丁丁に過度
の圧力がかからないようにする。
一154一
（石井 盛郎）
公 開 番 号
公 開 iヨ
発 明 の 名 称 【要 約コ
太陽熱集熱器
【断熱手段のガラス全面に反射防止のための
54．07．09
P 56一茎0655
56．02．03
（発 明 者）
工業技術院長
P 56−10654
舗56．02．03
出5か85941
出 願 人
多孔質シリカ簿膜を形成することにより，集
（渡辺 浩司，久米
真）
熱器の集熱効率を一町向⊥させる。】
太陽熱集熱器
三洋電機 ㈱
【夏期には各レンズに対応する集光板に，冬
（諸頭 真和，葉山
出5聖86323
期には前記集光板の隣接集光板に，中問期に
54．07．07
は隣接集光板の間に夫々集光するように各集
啓，生島 征夫）
光板を設けることにより，年間を通じ冷暖房
負荷に応じた集光を行う。】
太陽熱集熱器
ブイリップス フルー
【黒熱器の熱運搬装置としてヒートパイプを
イランペンファブリケ
出55−86023
用い，その動作媒体をイソブタンとすること
ン：NV
55．06．26
により，安定性が良くかつ効率の良い熱運搬
（ヘルマン プロエム）
P 56−10656
56．02．03
優NL79．06．29
7905057
をギ購書にする。】
P 56−16055
太陽熱利用装置
56，02．16
出54−91357
54．07．】8
松下冷機 ㈱
【道路の防音壁を構成する防音パネルを太陽
（疋田 愚平）
熱下熱器として構威することにより，別用地
を確保する必要がなくまた既存の道路，地域
においても地域給湯装置等を得る。 】
三晃金属工業 ㈱
P 56−16757
儲56．02．18
太陽熱利用の墜根
出5を89461
熱軸索の集熱装置を設けられ，施工も簡易且
54，07．玉4
つ欝欝にでき，開脚板の取付部の手仕舞を良
【強圃な大型屋根の谷部に簡単な構成の太陽
（半照 博士）
好にできる屡根。】
P 56−23664
太陽熱集解装置
王菱重工業 ㈱
【春分，秋分，夏至あるいは冬至における焦
（柳謙一，春原 晃
出5・二一97472
光レンズの透過光点を含むように焦熱管を設
代，三原 一i豆，竹本
54，07．3…．
けることにより，季節によるレンズと焦熱管
56．03．06
との離間距離の調節と公転追屡装置を不要と
する。】
一155一
賢）
公 開 番 号
公 開 田
P 56−23666
56．03．06
発 明 の 名 称 【要 約翼
液体フレネルレンズを用いた太陽熱集熱装置
【固定型又は太陽追尾型に支持した液体フレ
出54−98349
ネルレンズの焦点付近に，集熱媒体を内蔵し
54，07．31
た集賢聖を配置することにより，集熱効率と
出 願 人
（発 明 老）
安懇 繁之
（安田 繁之）
強度を高め，保守し易くする。聾
P 56−23669
56．03．06
出55−96939
55．07．17
太陽熱温水暉麗用の空気を加熱するための太
アルフレート ベット
陽熱集熱装置
ピアー
【最低2っのプラスチック箔を重ね合わせ，
（アルフレート ベッ
その縁を緊密に接着すると共に，太陽光線に
トピアー）
優DE 79．0719
曝されるプラスチック箔を透明に形成するこ
優DE 79．11．28
とにより，空気を効率良く太陽加熱する。】
2929162
2947877
P 56−25638
56，03．12
太陽熱集熱管
｝ヨ本電気硝子 ㈱
【端部に環状接続金具を封着したガラス管内
出54一玉0玉G41
に，集熱金属パイプと三熱板を収納し，金属
54．08．08
パイプのステムを当該金県に溶接して集解管
（欝永 謁利）
を構成することにより，製造時にガラス管が
歪むのを防止する。コ
P 56−25639
太陽熱六角筒状温水器
襯刻 秀雄
⑭56．03．12
ζ六角筒状体よりなる集熱部の内側にリング
（羅員 秀雄）
出「54−101312
54．08．10
状伝熱部を配概し，その内部に一対の円簡状
蓄熱タンクを収容することにより，1三：1射を3
方位から立体的に吸収して集熱効果を高める
と共に，蓄熱効果を向上させる。逸
P 56−34059
開脚構造一体型の太陽熱空気集熱器
田中 俊六
㊧56．04．06
【屋根に太陽熱空気集熱器を一体に設けて熱
偉：坤 俊六）
出 54−108王30
媒空気を循環させることにより，太陽熱の有
54．08．27
効利用を図ると共に，水勢に対する配慮等を
不要にする。聾
一一
P56一
公 開 番 暑
開 田
P 56−37455
56．04．11
出5娃一112903
54，09．05
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 人
i発 明 者）
㈱ 日立製作所
太陽熱集熱器
【ガラス管内部に集熱管と受熱板を備えた集
熱器において，ガラス管内に反射板を兼ねた
（大竹生司，田中
秀樹，平田 淑）
受熱板を設け，受熱板と集熱管とを熱的に結
合することにより，受熱板からの反射光線を
錦織に利用し，集熱効率を向上する。コ
P 56−42056
56．04．20
東京電気 ㈱
集光形温水器
【太陽光線をレンズにより集光させて受熱部
出54−118037
に受けさせ，これをヒートパイプの放熱部に
54．09．14
伝熱させて水を舶熱することにより，集熱効
（宮良 邦弘）
率を高めると共に，貯水容器を屡内に設置す
るのを可能にする。】
P 56−42059
56．04．20
久保田鉄工 ㈱
太陽熱酷熱堅根構造
【屋根の面部に貯湯糟を設置する一方，互に
出54一ユ18323
ヒートパイプを量根傾斜：方向に沿って平行に
54，09．14
配諭し，ヒートパイプの冷却部を貯湯槽内に
（矢野 直達）
収容することにより，湯水設備等を外観的に
体裁よく配置する。】
P 56−42061
56．04．20
出54−118325
54，09．14
久保田鉄工 ㈱
太陽熱感熱壁構造
【建物の外壁材に複数のヒートパイプを埋設
（矢野 直達）
して太陽熱を受熱できるようにし，ヒートパ
イブの冷却部を軒または天井裏に設けた貯湯
面内に突出させることにより，屡根構造を軽
量化をすると共に外観を良好にする。】
P 56−44553
56．04．23
太陽熱集熱装置
臼立造船 ㈱
【太陽熱反射板の背部を囲緯する板体によっ
出54−120348
て凹入わん曲状のヒートパイプを構成し，集
54．09．】8
熱部とヒートパイプ内部とに熱媒通管を設け
ることにより，熱取得効率を大幅に向上させ
ノ
る。】
一157一
（原田 和夫，藤田
仁四郎）
公 開 番 号
P 56−46948
56．04．28
出 願 入
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 臼
（発 明 者）
太陽熱集熱装麗
日立造船 ㈱
【凹入湾曲状の太陽熱反射板と，その背面上
（源田 和夫，藤［H
出54弓23496
に配置された多数のヒートパイプを設けるこ
54，09．25
とにより，熱取得効果を高めると共に，製作
仁四郎）
コストの抵滅化を園る。】
P 56−49839
56．05．06
出54−125349
54．1．0．01．
空気一水熱交換器付き太陽熱集熱器及びその
㈱協立有機工業研究
使用方法
所
【ファン付き熱交換器を集熱器の上篇1に取り
（高野 浩）
付け，加熱された空気と水を熱交換すること
により，小塑かつ低価格で効率的な集熱器を
得る。】
P 56−49840
56，05．06
出54−125350
54．10．01．
P 56−53340
㊥56．05．ユ2
空気量太陽熱集熱器の水による蓄熱方法
ζ空気式太陽熱集熱器により加熱された空気
を水と熱交換して水を昇漁させることにより，
㈱ 協立有機工業研究
所
（高野 浩）
効率的な熱貯蔵を行なう。馨
太陽集熱装置の運転方法
工業技術院長
惹運転開始から一定時間後の熱交換器を出た
（半鮒 和久，長友
出54−128038
熱媒温度を検知し，その温度に応じて熱媒循
54，10．05
環流量を制御して平熱器出口において仁平二
宗霊，田中 康雄）
相流にすることにより，集熱効率を向⊥させ
る。聾
P 56−53346
請56．05．12
太陽熱利用集熱器の選択吸収1葭およびその製
法
矢崎総業 ㈱
（石橋 敏宏，堀部
出55−12345玉
藪C，S1，1鴨｝，および他の添力li元素を所定
55，09．08
鍛含むフェライト系不銃鋼の鎌痴上に，所定
欽也，石田 正晴，魯
野 洋司）
の厚さで特薙のエネルギ吸収および放射特性
を有する被覆を施すことにより，分充反射特
性と溶接幌を有する標記の受熱醐を得る。翌
P 56−59！59
56．05．22
出5耐336王5
54．！0．18
下熱装麗とその製造法
鎖黒色を魅するパイプを手機高分子物質から
製造し，内径を細くすることにより，黒熱効
率を高める。難
一158一一
旭化成工業 ㈱
（本鞘 豊，島谷 芳
彦，内籐 蜻夫）
公 開 番 号
発明の名称 【要約】
公 開 研
P 56− 59161
56．05．22
出 願 人
（発 明者）
蓄寝装覆
三洋電機 ㈱
【日射量検出体と測濃抵抗体からの電気信号
東京三洋電機 ㈱
1：h 54一ユ35418
で制御作用を行なう制御装概を設けることに
54．10．玲
よって，蓄振回と集熱器間のポンプを蓄熱可
（布川 広之）
能時においてのみ作動させること。】
松下電工 ㈱
P 56− 59163
太陽熱集熱装置
56．05．22
藪集熱器⊥方の空間にウイックを配面するこ
ほ㍉ 54−135678
とにより，使用時に発生する非凝縮姓ガスに
54．王0．玉9
（岩眼 秀雄，堀江
旭）
よる大回な集熱効率低下が発生するまでの期
賜を長くすること。】
P 56− 61536
膏滲 56．G5．27
巨う 54−135192
54．10，22
反射型集熱板とその製造劣法及びその使用方
工業技術院長
法
横浜ゴム ㈱
【基体上に取付けた金属板の表面に，反射姓
を有する金属蒸着膜及び透明な無機物質の保
横浜機：工㈱
（沢膿 慎治，谷 辰
護膜を順次施すことにより，初期反射率を向
央，窟前 英昭，橋浦
⊥させると共に，経時反射率の低下を改善す
利男）
る。コ
P 56− 64474
56．06，01
光発電一集熱ハイブリッド装置 シャープ ㈱
匿複数燗の素子を互いに電気的接続した太陽
1：i4 54−140360
霜池素子群を熱伝導性の高い接着剤を用いて
54，10，29
平板上に平面的に固着し，平板には集熱パイ
（鈴木 皓夫）
プを配置することにより，太陽エネルギの光
および熱の取り出し効率を高めること。雲
P 56− 65077
56，06．02
光エネルギー吸収用品媒体
消光吸収姓の優れた薬品，染料，顔料の1種
技∼ 5／1−i39785
または2種以上を溶解させてなる，熱ロスが
54．10．31
少なく，ソーラーハウス等の集熱器，蓄熱器
㈱
勝教，河野
等に好適な標記熱媒体。濾
P 56− 66646
太陽熱集熱器
㈱
56．06．05
匿移流管路の天井爾を平面にし，熱媒体を流
秀雄，堀江
出 54−14｛729
すパイプに巻付けたウイックを天井爾に連接
54．／0．3達
させることにより，熱効率を良好にする。難
∼一・
P59・・一
公 開 番 号
公 開 日
P 56−67804
発 明 の 名 称 【要 約】
（発 明 考）
東洋紡績 ㈱
反射集光材料
【太陽光線の集光材料に関し，段ボールのラ
56．06．08
出 願 入
出5飼45223
イナー表翻に光反射性金属漸を設け，申芯の
54．11．08
波状の直角方向に易湾曲牲とすることにより，
（松尾 達樹）
座右にして取扱いが容易で，かっ容易に製作
できるようにする。】
P 56−68751
川田 栄三郎
太陽熱の集熱方法
【特定の波形状を有する上板とこれに貼り合
56．06．09
出54−145805
される下板との間に空気蜜を設けて集熱器を
54．11．09
構成し，これを屋根材や語誌として用いるこ
（川田 栄三郎）
とにより，空気を太陽熱で暖め，暖房用等と
して利用できるようにする。】
㈱竹中工務店
P 56−68752
太陽熱厩熱装置
㊥56，06，09
【ガラス管の軸方向ヘフレネルレンズを取付
出54−146300
け，これにより太陽光線を集熱水管に集熱さ
54．11．12
せ，またフレネルレンズを太陽の移動方向に
（高木 睦，大井 昭
夫）
同調して同論させることにより，太陽熱の集
熱を効率よく行う。】
P 56−68753
56．06．09
出54−146895
54．1、1．玉、2
松下電器産業 ㈱
太陽熱集熱装置
【複数枚の平板型コレクターを用いたものに
（松本嘉久，米久保
おいて，貯湯タンク内の湯温に応じて複数枚
寛明，尾崎 行則，
のコレクターを並列運転状態或いは直列運転
村瀬 重雄）
状態に切替えて集熱を行わせることにより，
効果的な集熱を短時間で可能にする。】
1
P 56−71766
56．06．茎5
出54−148925
54．11．】9
太陽熱集熱器
㈱ 日立製作所
【太陽光線集光用凹面鏡の線焦点上に設置す
（中野 裕）
る集熱管を予め湾曲させておくことにより，
不均一な加熱による変形で集熱管が凹面鏡の
焦点からずれることを防止する。】
P 56−74554
56．06．20
出54−149471
54，1三．20
多重二型集熱コレクタ
【反射面を平面にすると共に，集熱管を語誌
リブによって外管の中心部に支持することに
より，集熱効率を高める。】
一｝60一
三井金属エンジニアリ
ング㈱
山田 文雄
（本田 孝二二郎，小保
方精一，凹凹文雄）
公 開 番 号
開 日
P 56−74569
56．06．20
出54−1532H
54，H，26
P 56−80653
56．07．02
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 入
i発 明 者）
太陽集熱装置
三洋電機 ㈱
【ヒートパイプの放熱部に，熱媒の対流管を
（日野谷 勝弘，生嶋
貫蔑すると共に作動液を封入することにより，
征夫，葉山 啓）
集熱効率を向貧する。】
松下電工 ㈱
太陽熱コレクター
【集熱時に常に減圧される滅圧空聞を集熱板
出54−156250
の外醐側に設けることにより，集熱板からの
54，11．30
熱伝導及び対流を妨げて集熱効率を向．｛二させ
（糊lli秀雄）
かつシール法を簡単にする。】
P 56−94！51
56．07．30
出54−170856
54．12．27
悪熱部の選択吸収面
【金属鏡藤を有する基板上に炭素被膜を設け，
その上に金属酸化物被膜を設けることにより，
シャープ ㈱
（外村旧称，大西
孝治，幅井 TI三美）
選択吸収面の集熱効率及び耐候性を著しく向
上すると共に，製造を容易にする。茎
P 56−94159
鯵56．0730
平管型真空式太陽凝集熱器
二℃業技術院長
ζ断面が編平形状をなすガラス管内に，熱媒
（清水 博，榊源 塩
出5・1一ヨ73764
体流路をもった腰紐板または集熱フィンを取
作，渡辺 昭）
54．】2．27
付けた集熱パイプを収容し，ガラス管内を真
空状態に密封することにより，集熱効率を大
輻に向王する。Σ
P 56−97752
太陽熱温水器の集熱管
齢56．08．06
ζ集熱管を構成するステンレス管の外周萄及
出5伺7132至
び内周爾に鋼メッキ層を形成することにより，
54．12．29
松下電T：㈱
（木村 督司）
集熱管の集熱効率を向．しすると共に保温性，
強度を高める。】
P 56−97755
56．08．06
太陽熱利用加熱装置
【太陽熱集熱器と蓄熱槽との闘に熱媒体を循
出55− 753
環させて加熱し，この加熱された熱媒体を被
55．Ol．08
加熱用放熱部に循環させることにより，太陽
熱で燗熱した蓄熱脚継の熱媒体で昼夜を問わ
ずに加熱調理等を可能にする。コ
一161一
右京芝浦竃気 ㈱
（小泉 爾夫，大照
寛幸）
公 開 番 母
公 開 田
P 56−100267
56，08．12
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 入
（発 明 者）
東京芝浦電気 ㈱
太陽熱コレクター
【収熱部を，透光ケース内の伝熱材から成る
出55一 】099
外パイプと，断熱材からなる内パイプとで構
55．01．09
成することにより，集熱性を向上させると共
（大田 寛幸）
に熱損失を少なくする。】
可逆管装置
臼本地下水開発 ㈱
㊥56．08，13
【通水可能な管を路三下に敷設して，寒冷期
安濃 憤友
出55− 20弓6
にはこれに水を通して消雪及び凍結防止を行
55．Ol．14
ない，温暖期には路面の吸収する太陽熱によ
P 56−100903
（安濃 恒友）
って通水の温度を上げる集熱器として利用す
ることにより，省エネルギーと同時にエネル
ギーを積極的に利用する。コ
P 56−102655
56．08．】7
エネルギーを集める為の装置
【外周に黒色コーテングを施した金属パイプ
出55−173309
の周囲を，一定の間隔をおいて，入射光線は
55．12．10
通すが反射された赤外線は吸収できるプラス
優しU80．01．09
82067
P 56−105248
デ ユージン ア キ
ユーブル エ ア ザ
ンク ド リエージュ
SA
（ロジャー バロン，
チック材料製のフレキシブル。シースで包囲
クリスチャン トリケ
することにより，集熱効率を向蔑するQ】
ツト）
太陽熱集熱板及び製造：法
闘病軽金属 ㈱
【アルミニ・ウム板と銅管との間に合成樹脂履
新穫軽住宅建材 ㈱
出5を172497
を介在させ，これら3部材を一体化して集熱
（向山 茂樹，坂本
5荏．12．29
板を形成することにより，腐食を防止し，熱
憲一）
56．08，21．
伝導効率を向上させる。】
太陽熱集熱管
工業技術院長
㊥56．08．21
【墜下管の内部に平板状の鋼から成る支待体
（藤野 陽平，塚本
出55− 6842
を設けることにより，集熱管の曲りを少なく
P 56一玉05250
55．01．25
P 56−108049
56．08．27
して表面から流体への熱伝達を良くする。】
太陽エネルギーの集熱装置
【太陽光の入射側に透明な合成樹脂からなる
出5卜 9570
簡状中空体を配置し，その下方に下熱部を配
55．Ol．29
乱し，流体を筒状中空体と集熱部に通ずるよ
うにして集熱効率を上げること。コ
一162一
守昭，横溝修，隅縢
勲）
住友アルミニウム製練
㈱
（広兼斉，月安配，
佐藤 県有）
公 開 番 号
公 開 1二1
P 56−108056
56．08．27
出55一玉玉294
55，0蔓．31．
出 願 入
発 明 の 名 称 【要 約】
太陽熱集熱板
（発 明 者）
一
ｼ下電工 ㈱
【金属基板にα02∼1μの選択吸収膜；を形成
（初代 正彦，山河
し，この膜の．ヒに1．5∼5μのシリコン樹脂
清志郎）
膜を形成することにより，劣化と吸収率の減
少を阻止しながら放射率の低下をはかって高
濃採熱を可能にする。】
P 56−112480
56．09．04
出55一玉4820
55．02．1、2
太陽熱吸収体の製造方法
日新製鋼 ㈱
【ステンレス鋼の表面を所定粒度のブラスト
（高津 清，竹内 武，
材でブラスト処理して加工属を付与した後，
井一L崇）
黒化処理を施すことにより，太陽熱エネルギ
を選択吸収する基本的要求を満足させる集熱
材料を得る。】
P 56−lI3929
㊧56、09。08
太陽熱利用の給湯暖房システム
門出 孝三郎
【集熱器と蓄熱槽間を奏書流動させる熱媒体
（門田 三飯郎，酊H
出55一16450
として，プロピレングリコール等に，食添嗣
55，02．12
泰丸）
界面活性斉馳金属イオン封鎖剤とを，共に特
定鑓添力目したものを極細し，凍結を防ぎ，熱
効率の向上をはかる。】
P 56一玉13930
太陽熱利用の給湯暖房システム
門田 孝三郎
鋳56．09，08
ζ集熱器と蓄総譜間を徳環流動させる熱媒体
（門田 孝ヨ郎，西田
出55−16452
として，シリコーンオイルを用いることによ
55．02，王2
り，集熱効率及び保温効果を高め，機器の腐
泰丸）
食を防止する。】
P 56一慕．3952
56．09．08
出55−16027
55．02．！4
【ヨ本ダイアクレバイト
太陽熱集熱装置
【多孔質剛体からなる条理材の表藤に太陽光
㈱
選択吸収能を有する層を形成することにより，
エーケーデュアル㈱
太陽熱を効率よく集熱する。】
（安達 晋，森本 徹）
P 56−113957
需56、09。08
太陽熱集熱装置
久保 一
【設置された角筒状ケースの傾斜前葡に直線
酒井 邦弘
出55−17301
フレネル型プリズム板を，下旬に反射面を，
55．02．15
傾斜背面に集側面を設置することにより，有
平な集熱を行なう。コ
一163一
（久保 一，漕井 邦
弘）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約コ
開 疑
P 56一玉17046
56，09．14
出55−18489
55．02．19
P 56一玉21946
56．09．25
出 願 人
i発 明 者）
三菱油化 ㈱
太陽熱の集三体
【密閉したケース体内に，上藤を開口した中
空筒状体を遮断状態で並離することにより，
（高橋浄，斎藤 道
弘）
太陽熱の吸収率を著しく向上させること。】
太陽熱集熱板の選択吸収藤
【ステンレス鋼の表面に化成処理して設けた
新日本製鉄 ㈱
（小林 両，鈴木 堅
出55−25283
酸化クロム被膜表爾に，酸化珪素被膜を化学
市，岡 じょう二，高
55．03．03
的に形成，2層化することにより，選択鵬の
杉 政志，大野 二郎）
熱吸収特性を著しく向⊥させること。達
P 56−121947
太陽熱集熱器の選択吸収面の製造方法
新日本製鉄 ㈱
ζステンレス鋼表面にさし渡しが0．3∼2μm，
（小林 爾，岡 じょ
出55−25284
好ましくは深さ0．3∼iμm程度の凹凸を化学
う二，高杉 政志，大
55．03．03
的あるいは物理的に形成させて，波長が1μm
56，09．25
野 ｛二郎）
以下の太陽光線の反射率を低下させて，光学
特性を改善すること。】
P 56−121948
56．09．25
太陽熱利用集熱器の選択吸収面および製造方
新開禦鉄 ㈱
（小林 絢，岡 じよ
法
出 55−25285
【ステンレス鋼板の表面に酸化珪素を含む黒
55．03．03
色酸化処理被膜（酸化クロム被膜）を作成す
う．二，高杉 政志，大
野 ：二二郎）
ることにより，2．0μmより短波長側の反射
率を低下させ，太陽熱集熱器の選択吸収面の
吸収特性を向上させること。翼
p 56−124852
矢崎総業 ㈱
太陽集熱器
駒56．09．30，
藪透明板と集熱板との悶に，フッ化エチレン
出55−27167
系樹脂フイルムから成るV溝透過休を設嘱す
55，03．04
（石田 正晴）
ることにより，熱損失を抑制し，熱効率を高
めること。コ
P 56一玉3776
鯵56．02．10
太陽竃池の製造方法
小西六写爽二1二業 ㈱
【反応性直流型イオンプレーティング法によ
出54−89440
って導電性基板からなる第1電極⊥に原料Si
54．07．1．3
を加熱蒸着した後この上に第2電極を設ける
ことにより，短時間に大1百1積のアモルファス
S1太陽電池を得ること。翼
一一
P64一一
（明宮 功，新藤 醤
成，泰野 高志）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 爾
P 56一歪5032
56．02．13
出54−90798
54．0716
半導体装置とその製造方法
出 願 入
（発 明 者）
三菱電機 ㈱
【n形GaAs基板上のn形GaAsエピタキシ
（吉田 進，三井 興
ヤル屑の不純物としてSiを用いることによ
太郎，織田 隆雄，中
り，太陽電池又は発光ダイオードの光電変換
出 じょう祐）
効率，発光効率及び応答性を高める。】
P 56−23785
㊥56．03．06
出54−98006
54．07131
三洋電機 ㈱
太陽電池
【透光性絶縁基板⊥に透明な第1電極を形成
しこの圭に内部にPN接合をもつ光発電隅を
介して第2電極を設け，この端部を直列接続
（桑野 幸徳，今井
照豊，大越 モ千年，
梅谷 雅利）
するときに，ここに酸素に対しては難反応性
を示す導電層を介在させることにより，’電池
の寿命を長くすること。Σ
P 56−33888
56．04．04
出54−109863
54．08．29
㈱諏訪精工舎
太陽電池
【母体になるシリコン結罷の光照射而側にア
（大竹 勉）
モルファスシリコンをコーティングすること
により，コストを低減すると共に効率を高く
する。】
P 56−43775
56．04．22
出54−H9804
54，09．18
太陽霜池の製造方法
【基板上にアモルファス状態のシリコンを所
㈱諏訪精工舎
（北嶺予利雄）
定の厚みに形成した後，特定の原子をイオン
打込みにより薄膜シリコン中に打込むことに
より，安定したpn特性と変換効率を得る。】
P 56−51878
56．05．09
出54−128177
54．10．04
MIS構造非晶質シリコン太陽電池の製造方
富士電機製造㈱
法
（市村塊打，北村
明彦，宮城正英）
【真空室内にSiH4ガスを導入しグロー放電
を生じさせ基板上に非騒質Si層を析出させた
後，ガスを02に切り換えてこの上にSio2
膜を形成することにより，清浄な膜を得て特
性の良いM王S構造の太陽電池にすること。】
一165一
公 開 番 号
公 開 1ヨ
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 人
（発 明 者）
非晶質薄膜太陽電池
シャープ ㈱
56．09．12
【Hl−V族葬繍質薄膜を，フッ素系非繍質シ
（山内 豊）
出55−19951
リコンあるいは水素系非愚質シリコン半導体
P 56−H6673
55．02．19
材料からなる履と組合せて選壁膜太陽電池を構
成し，Pinノ帝構造の選択を容易にして，装置
設計に自由度を持たせ，太陽竃池の効率を改
善すること。】
一166一
（2）地熱エネルギー
公 開 番 号
公 開 凹
発 明 の 名 称 【要 約】
P 56− 7676
地熱発電流体中の硫化水素を除去する方法
齢56．0玉．26
【地熱発電タービンの復水器で分離された復
出54−81405
水を特定のp｝｛値以下に保持し，空気または
54．06．29
水蒸気を主体とする気体と接触させることに
出 願 人
（発 明 者）
工業技術院長
（坂野 武，石川 利
夫）
より，簡易な操作で溶解しているH2Sを除去
する。〕
P 56− 9545
齢56，01．3玉
地熱を利用した建築構造物の保温方法
【構築物の外壁部に沿って空気の流通空問を
出54−84376
設け，この窒間内の空気を地下配管を介して
54．07．05
循環させることにより，地熱の有効利用を図
匪坤 健治
（田中 健治）
る。】
P 5㊧21696
56．02．28
出5を98012
54．07．3i
熱交換器などへのスケール付着防止方法
日立造船 ㈱
【熱交換器入口で，地熱熱水中の単量体珪酸
（安藤 見，小保内
に対する化学量論量よりも特定モル範閥過剰
透，松照 光史，古寺
にCa2＋系化合物を添舶することにより，効
雅晴，長屋 喜一）
果的かっ経済的にスケールの付着を防止する
こと。】
P 56−21697
56．02．28
出54−980玉3
54，07．31
地熱熱水利用システム
【地熱躍ミ水にCa（OR）2又はCaOを添力；］し，
pHを所定範囲に調整して熱交換した後，さら
にCa2＋系化合物を添加してシリカ成分を分
日立造船 ㈱
（安藤 見，小保内
透，松田 光史，古寺
獅青，長墜 喜一）
離除去することにより，スケール発生を防止
して効率よく利糊すること。】
P 56−25659
56．03．12
温泉利用の空調方式
ζ温泉を水対水熱交換器に導き，この水対水
出54−101420
熱交換器で温泉と熱源水とを熱交換すること
5嘆．08．09
により，潟豪を建物の空調，給湯等に効率良
く利朋できるようにする。コ
一i67一
高砂熱学工業 ㈱
（金子 昭）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 日
P 56−37486
出 願 入
（発 明 者）
宇部興薩 ㈱
直接接触式熱交換器
【液体と気体，或は液体と液体の直接接触式
（藤村 謙祐，山本
出54−110432
熱交換器において，ケーシングの下方に，気
直道，小川 恭弘）
54．08．31
体土二二を設けた仕切壁にて分離される幅ケ
56．04．11
一シングを設けることにより，熱交換後の気
体の液体の分離を確実にする。コ
森 康夫
P 56−4玉986
請56．04．18
地熱坑井
出54−118290
坑井径を他の部分よりも大きくすることによ
54，09．16
【地熱坑井と高渥岩体のき裂との交差部分の
（森 康夫）
り，注入水の流路抵抗を大幅に減少せしめる
ことによって地熱の利用効率を高める。】
P 56−53330
請56、05．12
出55−131937
55，09．22
地下水人工かん三井による自然温度の蓄熱方
㈱ 前川製作所
（横山 孝男，梅宮
法
【夏或は冬の気温をかん養井を通じ地下水に
弘道，笠原 敬介）
蓄熱してその二度だけを取出すことにより，
隠然温度を有効に利用する。】
P 56−61593
56．05．27
温熱水用熱交換装置
新日本製鉄 ㈱
【地下の温熱水の熱を利朋する際，2重管の
出54−135260
一方の管を温熱水井と熱交換器高温側に，他
54，10．22
の管を清浄水供給源と熱交換器低温側に連結
（本田 猛，菊川 達
雄，岡村 譲）
して，構造を簡単にすると共に，スケール付
着を少なくする。】
P 56−74599
56，06．20
出54−152000
54，11．26
熱エネルギ変換システム
【地熱二等の低温熱源利用のランキンサイク
ルの熱媒体に多成分非共沸二二を使胴して，
束京芝浦電気 ㈱
（熊谷 明敏橋詰
健一）
エネルギ損失が少なく，高出力の熱エネルギ
変換システムを得る。】
P 56−75980
地熱蒸気に随伴して流出する熱水の処埋方法
㊥56，06．23
【地熱二二より流出する熱水を高温，高圧に
出54−151850
保持すると共に，熱水に可溶姓フミン酸塩を
54．11．22
添加することにより，配管系内のスケールを
防止し，熱水の円滑な移送を可能にする。】
一168一
銀本重化学工業 ㈱
（森 芳太郎）
公 開 番 号
開 日
P 56一王02632
56．08．17
出 55− 5499
55．Ol．2玉
発 明 の 名 称 【要 約】
出 願 入
i発 明 者）
地熱利用冷房システム
アイシン精機 ㈱
ζ数百m程度以下の地中濃度を利胴し，地中
（中根武司）
に埋設された熱交換器と地上部分にある熱交
換器との間で流体を循環させることにより，
冷房を省資源的に効率よく行う。】
P 56−12・隻894
56．09．30
地下水利用熱交換機
【室内に散水した地下水の熱で空気を温め，
出 55−28733
その空気で暖房することにより，熱交換率を
55．03．06
向、ヒし，水量の減少，設備の簡易化を図る。】
P 56一賛0832
56，i玉．04
ハウスの暖房方法
宇賀神 iE美
（字賀神 髭1三美）
宮田 貞＝三郎
【ハウス外側全域磁iに太陽熱又は地熱で温ま
出55−44388
つた温水を散布しハウス内には貯熱した太陽
55，04．04
熱，地熱又は温水から得た温風を放出するこ
とにより，燃料を使用することなくハウスの
暖房を容易に行う。】
一169一
（宮i：1：1寅三三郎）
（5） 風カエネルギー
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 繊
出 願 入
（発 明 者）
P 56−14872
熱発生装置
鈴木総業 ㈱
齢56．02．13
【風力圓転体に接続された∼対の磁石部材閥
出54−90055
に発熱子を設け，この発熱子内に吸熱流体を
㈱静岡キ訊一ピック
（ri噛幹育）
54．07．16
充黒した流路を形成することにより，風力工
ネルギーを用いて熱を発生させる。Σ
P 56−20776
56．02．26
織田 皓
風車
ζ縦型1烈転軸に直角かつ放射状に設けた翼支
出54−95404
持アームに受比翼を錘下させ，翼支持アーム
54．07．25
の垂直下に受風翼ストッパを設けることによ
（中田 皓）
り，風力エネルギーを全て1劃転エネルギーに
変換可能にすること。】
P 56−56981
56．05．19
出55一玉08772
55．08．07
風エネルギ利用方法およびその装置
ジョン ディビツド
【主要空気フォイルに，先導縁部を有する偏
アーチャー
向板を取り付けることにより，風力エネルギ
（ジ。ン ディビッド
一一
他のエネルギーに効率良く変換する。コ
アーチャー）
優ZA79．08．07
794077
P 56−6087玉
56．05．26
出54−135541
54．10．20，
P 56−60875
56，05．26
油圧1起動式風力タービン装置
［麟己起動力のない風車の起動を納圧によっ
㈱ 島津製作所
（嘉多 康雄）
て行なうことにより，エネルギー変換効率を
向上する。】
風力による油圧式駆動装置
【風エネルギーを油圧エネルギーに変換する
出5を137338
機構と作業機器用駆動機構との間に増圧比可
54，10．24
変型の油圧増圧機構と蓄圧器を介設して，出
力変動がなく効率のよい風エネルギーの利用
を可能とすること。】
一170一
㈱ 島津製作所
（川村 登，喜多 康
雄）
（4） 海洋エネルギー
公 開 番 号
公 開 日
P 56− 573
葡56，0Lo7
出54−74559
54．06．茎5
発 明 の 名 称 【要 約】
貯水部に海水を揚水する装置
ζ海圭の波動及び海水の干満を利用すること
出 願 入
（発 明 者）
園田 富美雄
（園購 富美雄）
により，海燥付近の高所に設けられた貯水部
に海水を揚水できるようにすること。】
波浪動力取出装置
北林 誠一
⑳56．0ユ．22
【劉転筒の水没時，水面からの離脱時，筒軸
㈱・丸一製作所
出54−79849
を中心とする爾側に重力又は浮力の不平衡が
（北林 誠一）
54．06．25
生じるようにして，海洋エネルギーを回転力
P 56− 6076
として取出す。】
P 56− 9671、
56，01．31
出54−85456
54．07．04
エネルギーの水中保存及．び蓄積方法
【エネルギー発生源の作用で浮体を水中に沈
下花 文男
（下花 文男）
降させてエネルギーを保存：蓄積することによ
り，エネルギーを他のエネルギーに変換して
取り出せるようにする。 】
波浪動力取出し装置
㈱丸一製作所
麟56．04．07
【波浪による海面の昇降に応じて揺動する浮
北林 誠一
出54−IO8636
力を介して直接増幅された［嘱転力を得，それ
P 56−34968
54．08．28
（北林 誠一）
をフライホイールにて円滑に劉転させる様に
して，平均した動力卵出しを行うこと。コ
波浪動力取出し装罎
㈱ 丸一製作所
爾56．04．07
【海面近くに長筒状主体を並列設趨して，波
北林 誠一
出54−HO454
浪のエネルギーを連続する圃転力として取出
P 56−3497！
54．08．31
すこと。】
P 56−4i462
波浪動力取出し装置
㊥56．04，18
【内部に複数の区画室を有し，その周面に外
出5列】7玉59
54．09．12
（北林 誠一）
部に通じる開口部を菊する円筒箱部材を，海
醸．しに園転可能に設置することにより，波浪
のエネルギーを障1転動力として取り為す。藁
一17王一
㈱ 丸一製作所
北林 誠一
（北林 誠一）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 日
P 56−44466
防波施設に付設される波力エネルギー吸収装
鹸56．04．23
置
出54−120083
54．09．20
出 願 入
（発 明 者）
室蘭工業大学長
（近藤 淑郎）
【ケーソンの水室長を水室内波長Lcの王／4
より大きくし，痒側背面の側壁よりLc／4だ
け専領に波動水車の羽根車を設けることによ
り，エネルギー吸収効率を大にする。コ
P 56−50270
麟56．05．07
水力源動機陸図車
㈱丸一製作所
【回転軸の周面に図題とストッパーを設け，
北林 誠一
出 54−124231
この腕粁に，一方が軽い材料で作製されてい
54．09．28
（北林 誠一）
る2個一糸昆の翼板を枢着することにより， 水
流の水圧を有効に利用する。】
P 56−50汐1
56．05．07
波エネルギー吸収隅隅
【連結フレームと浮体との闘に，これらの相
出 54−123988
対的変位に基づくエネルギーを取り出す為の
54．09．28
吸収機構を設けて，消波を行い，吸収エネル
レi本鋼管 ㈱
（山本 修，小段 範
久，植松 幹夫）
ギーを有効に利用する。】
P 56−50272
56．05．07
出54−123989
54．09．28
波エネルギー吸収装置
a本鋼管 ㈱
【半没水式の申央浮体の傾斜面⊥方に，断面
（山本 修，小段 範
略し字状の聯動浮体を，エネルギー吸収機構
久，植松幹夫）
を介して回動可能に取付けて，消波を鷲い，
吸収エネルギーを有効に利用する。聾
P 56−77564
一定方向流体で駆動するタービン
図所 忠則
齢56．06．25
ζ帯状のエンドレスチェーンに等呉下にバケ
（惣i所 忠則，堀内
出54−154888
ッ トを環父りイ寸けることにより， 一管ヒ方向に流
54．1王．28
れる流体の包蔵する運動エネルギーを機械的
数，盤谷 哲）
動力に変換する。聾
P 56−85572
56．07．11
波力原動方法とその装置
【先端に浮体を有する囲動体を回転朝1に翼下
出 54−162832
し，この國転軸を，一方向のみの跡訟力を伝
54．12．17
える歯華送り体を介して出力部材に連結する
ことにより，波力を効率良く機械的な園転力
として取り出す。】
一172一
高山 敏雄
（高山 敏雄）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 1ヨ
P 56−92368
56．07．27
出54一韮73723
54．玉2，26
P 56−96167
爺56．08．04
波エネルギー変換装置
【波受移動体を用いた波エネルギー変換装置
出 願 人
（発 明 者）
Ei立造船 ㈱
（栗原 至道，南条
により波浪エネルギーを圓転運動に変換して
正洋，加道 博章，斉
海洋エネルギーの有効利用をはかる。 達
藤 年正，修理英幸）
水流発電機構
穂並 輝雄
【河川品等の水流を利用する発霜機構1こおい
出5・H73446
て，河川流，潮汐流を誘鯨集中せしめる狭窄
54、玉2．28
水路を設け，そのジェット効果を利用して効
（穂並 輝雄）
率の良い山鴬を行う。】
P 56−96168
56．08．04
出55−148236
55．10．24
優王丁79．10，26
波動を機械的エネルギーに変換するための装
サルバトーレ イラチ
（サルバトーレ イラ
置
【波動エネルギーを利用した動力発生機にお
チ）
いて，波によるフロートの往復動を凹転駆動
軸に蔽接伝達して，製造コストの低山を託る。】
69084
P 56一玉0茎078
56．08，！3
波力エネルギー吸収装置
【レバーの一端部をエネルギー吸収機構を介
出55− 3652
して支柱土端部に園動可能に連結し，他端部
55，01．」8
を柱状浮体の浮体中心より離隔した位置に測
1ヨ本鋼管 ㈱
（山本 修，小段 範
久）
動可能に連結することにより，波力エネルギ
一の有効な圓収を図る。】
P 56−10工080
56．08．玉3
海面波からの動力取韻装置
【海面に配置された可続性の膜の形状をした
ダンロップ LTD
（ドミエック ミカエ
出55一165761
浮力部材と，潜水ステーションとが相対的に
リス，ジョン ウオー
55．11．25
動く際に波からエネルギーを取蹴す変換手段
カー，フィールド）
優GB79，】玉．23
を設けることにより，単純な構造で有効に動
優GB80．08，28
力を変換する。
4058779
2780680
一173一
公 開 番 号
公 開 臼
P 56−HO571
56．09．01．
出55一頂35
55．02．01
発 明 の 名 称 【要 約コ
空気タービン式波力捺動装置
【架台の内部に水筒室を設け，水簡窒の王事
出 願 入
（発 明 老）
高山 敏雄
（高山 敏雄i）
に，排気弁，吸気弁を有する排気管，吸気管
を設け，この排気管，吸気管を羽根車に接続
することにより， 波プ」を・効率よく機械的な［刺
転力として取り出す。】
P 56−110573
浮遊装置
シー エナジー アソ
【円筒状の作用素子に移動プレート素子を揺
一シエイツ LTD
出55−13195
動可能に取り付け，移動プレート素子に機械
（ノーマン ウェスト
55．02．05
的動力を取り出す動力アームを設けることに
56．09．01
より，波エネルギーを機械的エネルギーとし
ベラミー エリック ，
ウッド）
て抽出する。】
P 56−113059
56，09．05
波浪エネルギーの貯溜装置
中村 栄進
【浮沐の⊥下動によってポンプを作動させ，
（中村栄進）
出55一玉44・レ1
タンク中に空気を圧癒することにより，海の
55，02．07
波浪エネルギーを貯溜できるようにする。】
P 56門．」．8568
56．09．］7
波エネルギーの変換方法
【水面に浮かべた浮体の揺動および浮体に取
出55−20909
付けた昇降軸の昇降を，発電又はポンプの出
55．02．20
力として駿り出すことにより，効果的にエネ
日立造船 ㈱
（力1藤 剛，引野 薦
己）
ルギーを変換できるようにする。】
P 56一玉24680
波力エネルギー吸収装置
室蘭工業大学長
⑭56．09，30
【海側の一側を開放したケーソン内の定常波
（渡部 窩治，近藤
出55−26725
波動の節の点（海側）に波動周期とほぼ同じ
淑郎，奥田 教海，谷
55．03．05
固有周期を有する振り子を設置することによ
野 賢二，浅野 誠一）
り，波力エネルギーを吸駅して，電気又は熱
エネルギーに変換する。】
P 56−143363
56．H．09
波エネルギー変換装置
【無端レール上に，進行方向に対してほぼ薩
出55−47641
角に配置された翼と園転体を駆動する爪を禽
55．04．10
する移動体を配置することにより，波蘭ネル
ギーを効率良く園転運動に変換する。】
一174一
日立造船 ㈱
c与1二IfE敏）
公 開 番 号
開
P 56一玉．56466
56．歪2．03
出54−1玉4329
54，09．07
発 明 の 名 称 【要 約凄
エネルギー変換装概
【一ヒ下：方向に移動町能なキャリッジ部材にフ
出 願 入
ｮ発 明 者）
バーナード アーサー
パッカー
ロート部材を・取り付けることにより，波力工
（バーナード アーサ
ネルギーを機械エネノレギーに変換町能にする。】
一 パッカー）
波のエネルギーを利用した：流1本圧発生装躍
三菱重工業 ㈱
【波のエネルギーで一対の浮揚体を属曲還動
（燭岡 石夫）
優AU 78．09．07
優AU7＆11．｛0
優AU 79．03．09
585978
673Q78
798379
P 56一玉59570
56．］．2．08
出55−61582
させることにより，波のエネルギーを有効に
55．05．09
利絹して流体圧エネルギーとして側収する。】
一175一
（5＞小水カエネルギー
公 闘 番 号
公 開 a
P 56−27077
56．03．16
出5・1−101690
54，08．08
発 明 の 名 称 【要 約】
河川による水力発電装澱
出 願 入
（発 明 者）
五島 茂信
【一般河川において水の流れを利用した発電
（五島 茂信）
装鐙において，ガバナ及び減圧弁を設けるこ
とにより，油圧ポンプ，油圧モータにより回
転ずる発電機の飼転を一定にする。萎
P 56−50268
國転水力機械
⑳56．05，07
【電動機と発電機を同軸に連結し，その圃転
出54−126207
54．09．30
深井 清達
（深井 清達）
軸に，先端にノズルを有し，且つ導水管と接
続されている水圧管を連結することにより，
水の圧力エネルギーを運動エネルギーに変え
て活用する。】
P 56−66457
56．06．04
水力発電装置
福．与 敬市
【流水：量の多い河川等に治水を妨げない程度
出54−143482
の堰堤を設けて低落差を形成し，ここに広幅
54，11．05
の水車を複数個配話し，これら水車の回転で
（孝鼠与 敬市）
発電機を駆動させることにより，小規模な設
備で効果的な発電を行う。】
P 56−72270
56．06．16
出54−149554
54．1王．20
水車内臓型水力発電機
一盛 弘
【発電機の中空軸内側に羽根車を設けて申空
軸内部を通過する水流にて羽根車を回転する
ことにより，中空軸を同時圃転させて発霞す
る。】
1
一176一
（一原 弘）
（6）潜熱利用技術等
公 開 番 弩
公 開 日
出 願 人
発 明 の 名 称 【要 約】
P 56− 954
劔56．01．08
：蓄熱用フィルム製チ詠一ブ
出54−76992
熱し易く光を透しにくいフィルムからなる蓄
54．06．18
熱効率が轟く，持ち運びや叡感の容易な標詑
【上薦が透明フィルムからなり，他の爾が吸
（発 明 者）
焦友化学工業 ㈱
（柑本 進，仁井．文
夫）
チューブ。】
P 56− 8483
56．01．28
還菱電機 ㈱
蓄熱材
【 CaCl 2 0 6｝｛20 又1まCaBr2 0 6王｛20を
出54−83728
含む蓄酬オに，BaHPO4，Ba（H2PO4）2
54，07．02
等の化合物を添加することにより過冷却を防
（甲斐 潤二郎，木村
寛）
1止した，空気調和装置のヒートポンプの熱源
1 等に禽用な蓄熱材6】
P 56− 8484
56．01．28
出54−83729
54．07．02
瀧菱電機 ㈱
蓄熱材
【CaC12。6H20又はCaBr2。6H20を
含む蓄熱材に，BaTio3，BaSnO3等の化
（木村 寛，甲斐 潤
瓢部う
合物を添加することにより，過冷却を防止し
た，空気調和装置のヒートポンプの熱源等に
有用な蓄熱材’。コ
p 56−10695
齢56，02．03
蓄熱血
出54−863レ重
用の蓄熱材充」眞暦を形成することにより，温
54．07．07
度上昇が小さい出［ヨ側において，潜熱利用の
工業技術院長
【熱貯蔵期における熱媒体出1：こ】側に，顕熱利
（朝比奈 ｝E，小坂
みね雄，たお罎 博史）
蓄熱材の無熱分のみ利用する非効率さを防ぎ，
蓄熱効率を高める。甕
正） 56−10696
工業技術院長
蓄熱器
㈱56．02．03
【熱放出期における熱媒体の出日側に，顕熱
出5・186315
利用の充壌贋を形成することにより，熱媒体
54．07．07
の濾度が放熱開始後極ちに所定温度に⊥三舞し
て，一定の熱出力が得られるようにし，蓄熱
器の熱応容性を高める。Σ
∼177一・
（朝／七奈．i｝こ，小坂
みね雄，たお田 博史）
公 開 番 号
公 開 日
P 56−1Q697
発 明 の 名 称 【要 約】
（発 明 者）
工業技術院長
複合蓄熱器
繭56．02．03
【蓄熱容器内に，融点の異なる蓄熱材から成
出54−86316
る複数の充劇漕を配設することにより，温度
54．07．07
出 願 人
（朝姥奈 正，・1・坂
みね雄，たお田 縛史）
レベルの変化する熱源から熱を有効，且つ，
効果的に蓄積できるようにする。Σ
P 56−12956
56．G2．07
太陽熱利用蓄熱式温水器
【大地中に断熱室を形成し，この断熱室中に，
出54−89393
カーボン等を混合させた土で黒駒を埋めた温
54，07．13
水タンクを設置し，土を蓄熱材として安価な
兼田 泰
（兼田 泰）
蓄熱装量を形成すること。コ
P 56−16089
56．02．16
化学組成物による蓄熱方法
フランセーズ ド ラ
ζ飽和脂肪族炭素と，王0炭素原子を有する
フィナージュ：CO
．出55−94522
脂肪酸とよりなる組成物で蓄熱することによ
55．07．10
り，太陽熱を舞i照時聞に蓄熱し，夜間に有効
優FR79，071玉
（アンドレ カデ）
に利用できるようにする。 】
791．7972
太陽熱冷暖游蓄熱装麗
三洋電機 ㈱
【蓄熱材として金属水素4ヒ物を用いる蓄熱容
（瀬井 貴史，本田
出54−99538
器と貯蔵容器に，熱交換器ヒートパイプを内
薩二郎）
54，08．03
瞑し，且つ各容器から出た各ヒートパイプ端
P 56−23667
56．03．06
部に熱交換器室を設けることにより，熱輸送
及び保守を有利にするQ】
P 56−26701
56．03．14
出54−101054
54，08．07
P 56−27888
56．03．18
水素貯蔵材
三洋電機 ㈱
ζ新規な三元系合金を用いることにより得ら
（酒井 貴史，本田
れる，熱エネルギーを容易に蓄熱し得る水素
直二郊）
貯蔵材。Σ
士申蓄熱装置
高砂熱学工業 ㈱
【建物の地下構造体の臣大な外壁面を放熱面
出54−102223
とし，建物の各種発熱機器から発生する余剰
54，08，1．3
熱を土申に蓄熱し必要に応じ取出せるよう
にする。】
一178一
（花岡 戯夫）
公 開 番 号
公 開 日
P56−30556
爺｝ 56．03．27
ほ：1 54−106957
54，08．21
出 願 入
発明の名称 【要約】
冷暖房用太陽熱供給装置：
（発 明 者）
昭和アルミニウム ㈱
【蓄聖明を，冷暖房囑，給湯用，暖房用の熱
㈲ テーテンス墨務所
媒を各々貯える⊥下弓船室，中部区貸室，下
（井ヒ 信雄，葉山
部区纐室で構成することにより，蓄熱槽を，
成皿）
給湯，冷房，暖房の熱源として利用可能にす
る。コ
P 5ゆ41289
嚇56．04．17
蓄熱組成物およびその製法
サスカチエワン ミネ
ζ熱エネルギーを相変化の潜熱として蓄積し
ラルス
うる含水塩と核形成物質とを草巌の網状構造
（フィリップゲオル
55．07．04
中に保持させることにより，塩融解時に無水
ゲ リ畠ッフェル）
優CA79，07，06
塩が膚状に沈澱して蓄熱容量が低下するのを
331558
防止した蓄熱組成物。】
P56−42098
複合蓄熱材およびその製造法
昌当 55− 90755
56．04．20
【粉又は粒状の無機系潜熱半割熱素材を反応
54−li6701
硬化型樹脂中に分散させた，蓄熱密度，熱交
54，09．！．3
換速度の可変性に優れ，堅牢性，施工性，蓄
1精 昭和電工 ㈱
（進藤 真，徳〔1：1俊
夫）
放熱の定常性を維持できる複合蓄熱材を得る。】
P56−42099
56．04．20
1憾 54一1互8327
54，09，14
蓄増槽 久保IH鉄工 ㈱
【加熱部に循環接続される蓄熱野曝に灘度変
（矢野 直達）
化により吸熱発熱反応する水和物を内蔵し，
蓄熱槽内の熱放散を抑制して化学的に蓄熱作
用を促進させ，断熱材厚みを薄くすると共に，
断熱材の貼付作：業簿；を容易にする。 】
P 56− 42523
56．04．20
1骸 54−117521
54，09．12
栽培用の昇温性の良い蓄熱ハウス
【透明二婁被覆材問に通水用ホースを介在さ
せて得た温水を夜闘の暖房に用いることによ
住友化学工業 ㈱
（柑本 進，仁井 文
夫）
り，温室内の1ヨ中の地温性と夜閾の保灘性の
向⊥及び暖房費の舗減を計る。】
P56−42524
栽培曙の舞浩蔓生の良い蓄熱ハウス
56．04．20
ζ波形板を内醐とした透明二：重被覆材閣に激
1：替 54−1ユ8573
水孔時数水ホースから水を流下させて得た温
54．09，13
水を夜間の暖帯に利崩することにより，夜悶
の暖房費節滅と昇温牲の向上を魍る。】
一王79一
雲主三友イヒ学こ［二業 ．（㈱
（楕本進，仁井文
夫）
公 開 番 号
発 明 の 名 称 【要 約】
公 開 日
P 56−45978
56．04．25
出54−120685
54，09，21、
熱エネルギー貯蔵材料
【ビス（2， 4，5一トリメチルフェニル）
メタンまたは（2， 3，5一トリメチルフェ
出 願 人
（発 明 者）
日本石油化学 ㈱
（村井 義一，山口
辰夫，佐藤 篤）
ニル）一（2， 4， 5一トリメチルフェニル）
メタンからなる，融解濃度90∼扮0℃を有し，
融解熱が大きく安価に入手できる標記材料Q】
P 56−53330
㊥56．05，12
地下水入工かん養井による自然温度の蓄四方
出 55−13］937
【夏至は冬の気温をかん養井を通じ地下水に
55，09．22
㈱1謝1隈作所
（横山 孝男，梅宮
法
弘道，笠源 敬介）
蓄熱してその灘慶だけを取出すことにより，
自然温度を有効に利糊する。】
紳電線 ㈱
P 56−53390
高温蓄熱装置
爺56．05．12
置太陽熱利用の温水供給システム等に用いる
出54一王29269
標記装遣の熱エネルギー蓄積媒体として，多
54，10．06
数の柱状ヒートパイプを内蔵する大熱容量の
（赤地 久輝）
金属成形体；酬llいて，高温蓄熱が￥1∫能で小型，
自∫搬な蓄熱装置を得る。 】
P 56−58423
56．05．2」．
出54−135672
54．1．0，20
野地における表層部の加胆方法及びその装置
ζ日中，温度が高い時に熱交換器にて高灘流
結城 忠弘
（結城 忠弘）
沐を得てこれを耕地深部に楯干して蓄熱し，
この熱を夜間適宜耕地表1酷ilに放熱すること
により，作物の生育促進を計る。】
P 56−61580
56．G5．27
太陽熱使用の乾燥装羅
誕透光性壁で構成した熱気室内に乾燥室を設
出54−136258
け，熱気室の地下に蓄熱して，両室開に強制
54．10．22
循環通気を行って，葉たばこ等の門門嘗物を
（｛翁 ミヤノ、ラノで一ナー
大阪
（宮原 裕人）
良好に乾燥できるようにする。藷
P 56−65077
56．06．02
出54−139785
54．玉0，3玉、
光エネルギー吸収用熱媒体
東レ ㈱
薮骨吸収姓の優れた薬品，染料，顔料の1種
（大串 勝教，河野
または2種以．．Lを溶解させてなる，熱ロスが
雪雄）
少なく，ソーラーハウス等の予熱器，蓄熱器
等に好適な標記熱媒体。】
一180一
公 開 番 号
公 開 日
P 56−79174
発 明 の 名 称 【要 約】
熱エネルギー貯蔵材料
出 願 入
（発 明 者）
［＝ヨ本石油化学 ㈱
【ジメチルテレフタレートと，ジメチルフマレ
（佐藤 篤，村井 義
出54−155080
一卜蒙たはジヒドロアントラセンとの混合物
一， 奮亨明）
54．茎．1．30
からなる，一定の融点を有し，銑つ融解熱が
56，06．29
大きく，しかも腐食姓がなく安価に入手でき
る標記材料。〔用途〕太陽エネルギーを怜暖
房や給湯用エネルギーに早撃1する装概，かい
ろ，ホットカーラ聯弾熱材に好適◎ 】
P 56−8玉．385
56．07．03
出 54一王588玉0
54．i2，0〆1
煮菱電機 ㈱
蓄熱材
【毛細管中に置据助長剤を充汗した多孔質物
体を気体水化物のゲル化物中に分散させた，
（木村 寛，甲斐 潤
：：＝：二郎）
ヒートサイクル安建：牲に優れ，空調機の冷房
用として好適な蓄熱材。】
P 56−88486
56，07．｛7
出54一モ66342
54．12．20
三菱電機㈱
蓄熱材
【ゼラチンを禽む気体水化物のゲル化物に，
予定のアルデヒドを添加してなる，謝熱性，
（木村 寛，甲斐 潤
二郎）
取扱性に優鉱夏期に象夕いてもゲル崩壊に伴
なう性能劣化のない蓄熱材。〔用途〕空調機
の冷房用。コ
王） 56−9598］
56．08．03
蓄熱剤組成物およびその発熱制御方法
【無機舎水撃にエチレングリコールを含布さ
出54−172624
せることにより，帯化発熱開始温度を低下し
54，玉．2．29
融点以下の温度でも液状に保ち得て潤老野｝油保
㈱ 土屋製作所
（余湖 ．1｝源
教之）
濫用の加熱装置に適用可能とする。コ
P 56−1．00270
56，08．玉2
出55− 2784
55，0…，玉4
太陽熱利用簡易蓄熱器
福島 希子
ζヒートパイプ加熱部の下プゲ撹躍に1断再反射
（福島 希子）
鏡を取り付け，反射光を加熱部の表面に集光
させ，その表面灘度を密閉容器中の三酉の融
点以．擦こ保持することにより，極めて便利な
簡易蓄熱器を得る。】
一181一
公 開 番 腎
開 日
発 明 の 名 称 【要 約肇
嶺 願 入
i発 明 者）
施設園芸ハウスの空気調整及び太陽熱蓄熱の
友成 靖一
⑳56．08．17
ための装置
牛田 光治
出55− 5443
【温蜜天井部の吸。給気風導管と温室地中の
P 56−102734
55．0｛．2董．
（牛田 正郎）
導水管とを・，熱交換器を介して接続すること
により，太陽熱を有効に蓄。放熱して燃料の
節約を図かる。】
P 56−103213
新規な蓄熱材料及びそれを用いた蓄熱装置
㊥56．08．18
【N一アシルアミノ酸誘導体等を造核剤とし
出55− 4241
て，蓄熱材としてパラフィンに添加した，液
55，01，i8
状時にパラフィンをゲル化させ，長期に豊っ
て分離等を起すことなく安定使用できる新規
味の素 ㈱
㈱ 困熊総合研究所
（川角 和豊，清岡
文治，申／毛 豊，禰谷
きよし）
な蓄熱材料。コ
P 56−110895
56，09．02
出55−14163
55．02．06
P 5翫110896
56．09．02
出55−Mエ64
55．02．06
松下露器産業 ㈱
蓄熱蓄冷材料
【発泡金属の空隙部分に融解潜熱を利用する
（松岡 富造，福島
蓄熱蓄冷物質を平壌して，熱墜下率を向⊥さ
二三夫，毅田 憧治）
せる。Σ
蓄熱蓄冷材料
松下竃器産業 ㈱
【融解潜熱利用の蓄上州冷物質をマイクロケ
（松岡 営造，褥島
プセル化し，水解の顕熱型液体蓄熱蓄冷物質
二三夫，穎田 恒治，
に混合して，蓄熱兼作動流体として働き，作
伊勢 悠紀彦）
動申の濫度変北が少なく，大潜熱が利絹でき
る複合蓄熱蓄冷材料を得る。】
P 56−1玉9457
56．09．1．9
ヒートパイプ利用太陽熱集熱器
日東紡績 ㈱
ζ密接配管した凸レンズ群の焦点位麗に三熱
（小園 謙一）
出55−22649
端狽獺；部を配置すると共に，凝縮放熱部を被
55．02．27
カri熱流体が流れる集熱管に連結したヒートパ
イブ群を設けることにより，装｛置を小型イヒし，
大量の有効な熱移動を可能にする。】
一182一
公 開 番 号
公 開 日
P 56−124323
繭56．09．30
出55−27484
55．03．04
出 願 入
発 明 の 名 称 【要 約】
地中熱交換方式のハウス栽培におけるパイプ
（発 明 者）
古田 武雄
（古田 武雄）
埋設装置
【地中に設けたパイプを封水部材で囲続し，
この封水空間部に泥水材を充翼してなる，パ
イブ表諭から伝達する熱量をこの泥水材で蓄
積させるパイプ埋設装置】
P 56一茎6095
56．02．1．6
帝人 ㈱
二二交換器
【チタン酸カリウム繊維より主として構成さ
出5を89317
れた紙状物を交換すべき2種の気流を仕切る
54．07．16
交換体とすることにより，顕熱と潜熱を効率
（山口 建孔，栗栖
玄，山路 禎三，田部
豊）
よく交換でき，耐火性の高い湿熱交換器を徳
る。】
P 56−41289
購56，04．】7
蓄熱組成物およびその製法
【熱エネルギーを相変化の潜熱として蓄積し
サスカチエワン ミネ
ラルス
出55−90755
うる含水塩と核形成物質とを草炭の網状構造
（ブイリップ ゲオル
55、07．04
中に保持させることにより，塩融解時に無水
ゲ リュッフェル）
優CA79．0706
331558
P 56−32925
舘56．04，02
塩が暦状に沈澱して蓄熱容量が低下するのを
防止した蓄熱組成物。】
太陽熱使用の植物育成装置
【植物育成室の周囲に受洋室を形成し，植物
出54一】07439
の育成室の北側面に太陽熱を吸収する熱気集
54．08．23
合室を形成して，太陽熱のみで常に適温に維
㈱ ミヤハラバーナー
大阪
（宮原 裕入）
樽できるようにし，高温障害や低温障害を起
さないようにする。】
P 56−42054
56．04．20
出54−117522
54，09．12
蓄三口のフィルム製チューブ
【太陽熱温水器，栽培ハウス等に用いられる
チューブを，小口径のチューブをシール部を
介して複数個連上して構成することにより，
設置場所の広さに応じた使い分けと安定した
設置を可能にする。】
一i83一
二三化学工業 ㈱
（二本 進，仁井文
夫）
あ と が き
本報告書は，株式会社三菱総含研究所が農林水産省農林水産技術会議事務
局から委託された臼難然エネルギー利用技術の海外における研究動向に関す
る調査」の結果をとりまとめたものである。
海外5ケ国（米国，英1乱フランス，西独，カナダ）およびわが国におけ
る自然エネルギー（太賜，地熱，風力，波浪，小水力，潜熱利用技術）の開
発動向，主要な特許，および先導的事例についてとりまとめ，主要技術につ
いて，わが国農林水産分野への適胴可能性を評価，検討した。本調査が，今
後の農林水産分野における自然エネルギーの効率的利用技術の発展に資する
こ．とを切に願うものである。
調査を終えるにあたり，調査のコーディネーションにあたられた農林水産
省農林水産技術会議事務局および試験研究機関の担当官各位に深く感謝の意
を表する次第である。
㈱三菱総合研究所
睦業技術部長
萬 愚 夫
第二産業技術研究室
曽我部 健
山 崎 隆 義
常 陸 暁
西 山 智 康
戸［r｛朝子
一184一
ド．
、
国
i
勢

低燃費に貢献するタイヤ（トラック・バス用）

4つの意識状態

閉館した美術館・美術展示施設

5 あなたの娘です - 中国帰国者支援交流センター

エネルギースターに係るエネルギー政策と実施プログラムとの関係概要

帰国研修員便り - 北九州国際技術協力協会

「ROTOTEST® Energy™」販売開始

研究紹介 - 弘前大学大学院医学研究科／医学部医学科