散水装置及び太陽光発電システム
【課題】 コンパクト且つシンプルな構造で、太陽電池パネルに散水する冷却水の散水位置を反復的に変化させる自動往復動作散水装置を提供する。
【解決手段】 駆動部と散水部とを備え、前記駆動部は、内部に空間を有するハウジングと、前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、第１の入水口と、第２の入水口と、前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、第２の導入口と、前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、を有し、前記散水部は、前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出する。
【解決手段】 駆動部と散水部とを備え、前記駆動部は、内部に空間を有するハウジングと、前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、第１の入水口と、第２の入水口と、前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、第２の導入口と、前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、を有し、前記散水部は、前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散水装置及び太陽光発電システムに関し、特に、太陽電池パネルに散水する冷却水の散水位置や散水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした散水装置及びこれを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を用いて発電する太陽光発電システムは、クリーンなエネルギー源として期待されている。しかし、太陽光を電力に変換する太陽電池は、太陽光を受けて温度が上昇すると発電効率が低下するという問題を有する。これに対して、太陽電池パネルの上部に水噴射装置を取り付けた太陽光発電システム（特許文献１）や、太陽電池表面にイオン水を霧状にして散水する散水手段を備えた太陽電池冷却システム（特許文献２）が提案されている。これらいずれも、太陽電池パネルの表面に水を流すことによって、温度上昇による発電効率低下を抑制することを目的としている。
【特許文献１】特開平７−０３８１３１号公報
【特許文献２】特開２００４−０７９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、太陽電池パネルの表面に水を流して冷却するに際しては、水資源やエネルギー資源の節約のために、できるだけ少量の水で効率よくパネル全面に散水することが望ましい。この観点からは、従来のシステムには改善の余地があった。
【０００４】
すなわち、冷却水を散水する際の散水方向や散水位置が固定されている場合、パネル全面を均一に濡らすためには、数多くの散水口が必要とされ、結局、水の消費量が増えてしまう。
一方、固定された散水口から広角に噴霧するためには、水の勢いが必要であり、ある程度の水量が必要とされ、あるいは散水孔径を小さくする必要がある。前者の場合には、水の消費量が増加し、後者の場合は、散水孔が詰まるなどの新たな問題が発生することもありうる。
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、新規な発想に基づき、コンパクト且つシンプルな構造で、太陽電池パネルに散水する冷却水の散水位置や散水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした散水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に空間を有するハウジングと、
前記空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第１の方向に前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【０００７】
上記構成によれば、中子の移動に伴い散水筒体を移動させることができ、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復直線運動を生じさせることができる。
そして、散水筒体を往復運動させることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【０００８】
またここで、前記散水筒体は、前記第１の方向に沿って設けられた複数の前記散水口を有し、前記複数の散水口のピッチは、前記第１の方向に沿った前記中子の移動のストローク以下であるものとすれば、最小限の水量でむらなく散水することができる。従って、太陽電池パネルの上方の一辺全体にむらなく散水し、散水した水がパネルの勾配に従って流れるようにすれば、最小限の水量で太陽電池パネルの全面をむらなく濡らすことができる。
【０００９】
またここで、前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて移動し、前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて移動するものとすれば、第１及び第２の圧力室の圧力差をより確実且つ安定して形成し、中子をより確実且つ安定して移動させ散水筒体を連動させることができる。
【００１０】
またここで、前記中子の移動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であるものとすれば、中子の移動運動を利用して弁体を移動させることができ、中子に連動させて散水筒体の円滑な反転動作を実現できる。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略垂直な第１の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な方向に延在し、前記第１の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【００１２】
上記構成によれば、中子の回動に伴い散水筒体を太陽電池パネルの上でスイングさせることができ、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復回動運動を生じさせることができる。
そして、散水筒体を往復スイングさせることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【００１３】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第２の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記第２の軸に対して略平行方向に延在し、前記第２の軸を中心としたスパイラル状の散水口が設けられ、前記第２の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体と、
前記吐水筒体を覆うようにその外側に設けられ、前記第２の軸に対して略平行方向に延在する散水スリットを有する散水カバーと、
を有し、
前記散水筒体が前記中子と連動すると、前記散水口と前記散水スリットとの重複部が移動しつつ、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記重複部から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【００１４】
上記構成によれば、中子の回動に伴い散水筒体を回動させて散水口と散水スリットとの重複部を移動させつつ太陽電池パネルの上に散水でき、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復回動運動を生じさせることができる。
そして、散水位置を移動させることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【００１５】
ここで、前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて回動し、前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて回動するものとすれば、第１及び第２の圧力室の圧力差をより確実且つ安定して形成し、中子をより確実且つ安定して回動させることができる。
【００１６】
また、前記中子の回動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であるものとすれば、中子の回動運動を利用して弁体を移動させることができ、円滑な反転動作を実現できる。
【００１７】
また、前記中子の回動方向の反転時に、前記弁体あるいは前記制御手段の少なくともいずれかが前記ハウジングの内壁に当接し、前記当接している部分における内壁と、前記弁体の可動方向と、が略垂直な関係を維持するものとして構成されているものとすれば、中子の回動に応じて、弁体の移動を円滑に進行させることができる。これにより、反転動作を円滑にし、より確実なものとすることができる。
【００１８】
前記制御手段は、前記第１の導入口の開度よりも前記第２の導入口の開度が大なる第１の状態と、前記第２の導入口の開度よりも前記第１の導入口の開度が大なる第２の状態と、を択一的に保持可能とすることができる。このようにすれば、第１の導入口と第２の導入口の開度が略同一の状態に放置されることを防ぎ、中子が停止したままになることを防止できる。
【００１９】
また、上記いずれの態様においても、前記制御手段は、前記弁体の移動ストロークよりも長いストロークで動作可能であり前記弁体を移動させるスライドバーと、前記スライドバーをそのストロークの一端または他端に付勢する板ばねと、を有するものとすることができる。すなわち、板ばねとスライドバーとによって信頼性の高いコンパクトな制御手段を構成でき、第１の導入口と第２の導入口の開度が略同一の状態に放置されることを防ぎ、中子が停止してしまうことを確実に防止できる。
【００２０】
一方、本発明のさらに他の一態様によれば、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの一端に設けられる上記のいずれかの散水装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システムが提供される。
上記構成によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な直線動作あるいは回動動作により太陽電池パネルを効率的に冷却・洗浄可能とした高効率かつ高安定出力の太陽光発電システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な直線動作あるいは回動動作を可能とした散水装置及びこれを備えた太陽光発電システムを提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【００２３】
本実施形態にかかる太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置１０と、を備える。散水装置１０は、駆動部１００と、散水部８３０と、支持部９１０と、を有する。この太陽光発電システムは、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置１０に水を供給すると、散水部８３０が矢印Ｍの方向に往復直線運動しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【００２４】
図２は、本実施形態の散水装置１０の断面構造を例示する模式図である。
駆動部１００は、外部から供給される水の圧力によって、散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復直線運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。すなわち、駆動部１００には、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４を並列に接続し、水をこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給すると、吐水筒体１８０が矢印Ｍで表したように、左右に往復運動をしながら、水を散水部８３０に送出する。
【００２５】
散水部８３０は、散水筒体８３２と、その中空空間としての散水流路８３４と、を有する。散水筒体８３２には、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられている。
駆動部１００から供給された水は、散水流路８３４に流入し、散水口８３８から太陽電池パネル９５０に向けて散水される。散水された水は、太陽電池パネル９５０の勾配に従って下方に流れ、パネル９５０の全面に行き渡る。
【００２６】
支持部９１０は、散水部８３０の他端に結合された支持軸９１２と、支持軸９１２を回動自在に支持する軸受９１４と、軸受９１４を保持する支持台９１２と、を有する。支持部９１０は、必ずしも設けなくてもよい。ただし、現行の太陽電池パネル９５０は、例えば、１メートル×１メートルのサイズでおよそ１００ワット程度の電力を発生するものであるので、散水部８３０の長さも１メートル以上となる場合も多い。このような時には、「たわみ」を防ぐために支持部９１０を設けることが望ましい。
【００２７】
また一方、散水部８３０の両側に駆動部１００を設けて、これら駆動部１００を同期させながら動作させてもよい。
【００２８】
前述したように、太陽電池パネル９５０に収容されている太陽電池の温度が上昇すると光電変換効率が低下する。したがって、効率のよい発電を行うためには、太陽電池パネルを冷却することが望ましい。従って、太陽電池パネル９５０をできるだけ均一に冷却する必要がある。また一方、冷却水の気化熱を効果的に利用する観点や、省資源の観点からは、できるだけ少量の水で均一に広範囲に散水することが望ましい。
【００２９】
またさらに、太陽電池パネル９５０は、その取り出し電力の低下を防ぐために、その表面を常に清浄に保つ必要がある。すなわち、埃や雨水による「しみ」あるいは鳥の糞などが付着すると、太陽光が遮られるために出力電力が低下する。この観点からも、できるだけ少量の水で均一に散水洗浄することが望ましい。
【００３０】
これらの要求に対して、本実施形態によれば、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられた散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復直線運動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
なお、本具体例においては、往復直線運動のストロークを、散水部８３０の散水口８３８のピッチと同程度以上とすると、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水できる。また、散水口８３８のそれぞれに水を拡散吐水させるようなノズルを設けると、より均一に散水することが可能となる。
【００３１】
以下、本実施形態の散水装置１０の構造および動作についてさらに詳細に説明する。
図３は、本実施形態の散水装置の全体構成を例示する模式図である。
すなわち、駆動部１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２から突出した吐水筒体１８０と、を有する。図３には、吐水筒体１８０がハウジング１０２の片側から突出した駆動部を表したが、本発明はこれには限定されず、後に具体例を挙げて説明するように、吐水筒体１８０はハウジング１０２の両側に設けてもよい。そして、吐水筒体１８０の中には吐水流路１８２が設けられ、その先端に散水部８３０を接続することにより、散水Ｗ２が得られる。
【００３２】
ハウジング１０２には、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４を並列に接続し、水Ｗ１をこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給すると、吐水筒体１８０が矢印Ｍで表したように、左右に往復運動をしながら、散水部８３０から水Ｗ２を散水する。従って、ハウジング１０２を固定すれば、散水位置が反復的に変化する散水装置として利用できる。
【００３３】
なお、本発明においては、往復直線運動のみならず、往復回動運動も可能である。この点については、後に具体例を挙げて詳述する。
【００３４】
図４乃至図７は、本実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。すなわち、駆動部１００は、ハウジング１０２の中に移動可能に設けられた中子（なかご）１２０を有する。ハウジング１０２の内部は、中子１２０によって２つの圧力室１１６、１１８に分割されている。中子１２０は中空構造を有し、その中空空間は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２と連通した中子内流路１２４を構成している。また、中子内流路１２４は、導入口１３２、１３４を介してそれぞれ圧力室１１６、１１８と連通する。
【００３５】
中子１２０には、導入口１３２、１３４の開度を変化させる弁体１４２、１４４が設けられている。また、中子１２０には、これら弁体１４２、１４４を制御する制御手段が設けられている。制御手段によって導入口１３２、１３４の開度に差を設けることにより、入水口から中子内流路１２４に至る左右の流路の流路抵抗を異ならせ、これにより左右の圧力室１１６、１１８に生ずる圧力差を利用して中子１２０を移動させることができる。図４に表した状態においては、制御手段は弁体１４２、１４４をそれぞれ右端に付勢された状態とし、中子１２０の右側に水の導入口１３４が開かれている。従って、入水口１１４から供給された水は、圧力室１１８から矢印Ｃで表した経路で中子１２０の中子内流路１２４に流入し、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２を通って矢印Ｄで表したように流出する。一方、ハウジングの入水口１１２から供給された水は流出経路がないため、圧力室１１６の圧力は圧力室１１８の圧力よりも上昇する。その結果として、中子１２０は矢印Ｍの方向に動く。
【００３６】
図８は、導入口１３２、１３４の開度に差を設けることの作用効果を説明するための模式図である。
すなわち、図８（ａ）に例示したように、弁体１４２、１４４が中立的な状態にあり、導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態においては、これら導入口１３２、１３４を介した流路の流路抵抗もほぼ同一となるので、中子１２０の左右で圧力差は生じない。従って、何らかの外力が作用しないと中子１２０は動かない。
【００３７】
これに対して、図８（ｂ）に例示したように、弁体１４２、１４４が中立的な状態から外れて導入口１３２、１３４の開度に差が生ずると、流路抵抗にも差が生ずるために、中子１２０の左右で圧力差が生ずる。
【００３８】
なお、本願明細書において、導入口の「開度」とは、導入口と弁体との間を流れる水の流路抵抗を決定するパラメータであるものとする。例えば、図８（ｂ）に表した状態においては、導入口１３２と弁体１４２との間に形成される流路の流路抵抗は、導入口１３４と弁体１４４との間に形成される流路の流路抵抗よりも高い。この場合、導入口１３２の開度は、導入口１３４の開度よりも小さいものとする。
図８（ｂ）に表した具体例の場合には、導入口１３４の開度が導入口１３２の開度よりも大きいので、導入口１３２を介した流路のほうが流路抵抗が高くなる。その結果として、中子１２０の左側のほうが右側よりも圧力が高くなる。その結果として、中子１２０及び弁体１４２に圧力差による力がそれぞれ作用する。
【００３９】
従って、中子１２０にかかる力が摺動抵抗を上回る時には、中子１２０は右側に動くこととなる。また一方、弁体１４２も中子１２０に対して移動可動であるので、弁体１４２にかかる力が弁体１４２の摺動抵抗を上回る時には、弁体１４２が中子１２０に対して相対的に右側に移動する。弁体１４２が右側に移動すると導入口１３２を介する流路抵抗がますます高くなるために圧力差が拡大する。つまり、中子１２０及び弁１４２にかかるそれぞれの力は増加することとなり、中子１２０と弁体１４２の移動が促進される。
そして遂には、図８（ｃ）に表したように、導入口１３２が全閉状態となる。この時、左右の流路抵抗の差が最も大きい状態となり、中子１２０及び弁体１４２には、最大の圧力差に対応した力がそれぞれ作用する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の散水装置において中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて移動に必要な圧力差を生じさせればよい。このとき、導入口の一方を開状態、他方を閉状態とすることで最大の圧力差が得られ、最も確実且つ安定的な移動力が得られる。
【００４１】
再び図５に戻って説明を続けると、同図に表したように中子１２０がハウジング１０２内をその移動ストロークの右端または右端近傍まで動くと、制御手段の制御によって、弁体１４２、１４４が左側に移動する。すると、中子１２０の右側の導入口１３４は閉じられ、左側の導入口１３２が開かれる。この状態においては、入水口１１２から供給された水は矢印Ｃで表したように圧力室１１６から導入口１３２を介して中子１２０の中子内流路１２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水筒体１８０から流出する。一方、入水口１１４から供給された水は流出経路がないために圧力室１１８の圧力が上昇する。その結果として、中子１２０は、図５及び図６に矢印Ｍで表したように左方向に動く。
【００４２】
中子１２０が左側に動き続け、図７に表したように、ハウジング１０２の左端または左端近傍に至ると、制御手段の制御によって、弁体１４２、１４４が右側に移動する。すると、図４に関して前述したように、中子１２０の左側の導入口１３２が閉じて右側の導入口１３４が開く。その結果として、圧力室１１８の圧力が低下し、圧力室１１６の圧力が上昇して中子１２０は矢印Ｍで表したように右側に動く。この後、図４乃至図７に関して前述した動作を繰り返すことにより、中子１２０は、ハウジング１０２の中を左右に反復して動き続ける。
【００４３】
以下、本実施形態の散水装置の駆動部１００の構造について、具体例を参照しつつさらに詳細に説明する。
【００４４】
図９乃至図１２は、本実施形態の駆動部１００の要部を表す模式図である。すなわち、図９は、本具体例の駆動部の斜視図であり、図１０は、その斜視切断図、図１１は、断面図、図１２は、図１１のＡ−Ａ線断面図である。
本具体例の駆動部１００は、ハウジング本体１０３とハウジング蓋１０４により形成されるハウジング１０２から吐水筒体１８０が突出した例を有する。吐水筒体１８０は、内部に吐水流路１８２を有する中空構造となっており、先端にて開口している。なお、吐水筒体１８０は、必ずしも円柱状である必要はなく、角柱状や偏平形状など、各種の形状を与えることができる。
【００４５】
ハウジング本体１０３に設けられた入水口１１２、１１４に水などの流体を導入すると、左右に突出した吐水筒体１８０が矢印Ｍの方向に往復直線運動をする。従って、吐水筒体１８０の先端に散水部８３０を設ければ、散水位置が反復的に移動する散水装置を構成できる。
【００４６】
その内部構造について説明すると、図１０乃至図１２に表したように、ハウジング本体１０３及びハウジング蓋１０４により形成されるハウジング１０２のシリンダ空間に、中子本体１２１と中子蓋１２２とからなる中子１２０が移動可能に収容されている。中子１２０は、ハウジング１０２から突出する吐水筒体１８０に連結され、ハウジング内を第１の圧力室１１６と第２の圧力室１１８とに分割してピストンのように動く。これら圧力室１１６、１１８のそれぞれには、入水口１１２、１１４からそれぞれ水などの流体が導入される。中子１２０とハウジング１０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール１２６が設けられている。また、吐水筒体１８０とハウジング１０２との摺動部にも、同様の目的でシール１８４が設けられている。これらシール１２６、１８４の材料は、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、左右の圧力室に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００４７】
次に、中子１２０の構造について説明する。
中子本体１２１に中子蓋１２２を組合せることにより中子内流路１２４が形成され、この中子内流路１２４は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。中子本体１２１及び中子蓋１２２には、中子内流路１２４と圧力室１１６、１１８とを連通させる導入口１３２、１３４が設けられている。
【００４８】
そして、本具体例においては、制御手段として板ばねとスライドバーとが中子１２０に設けられている。
すなわち、中子本体１２１に中子蓋１２２を組合せることにより中子内流路１２４が形成され、この中子内流路１２４は、左右の吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。中子本体１２１及び中子蓋１２２には、中子内流路１２４と圧力室１１６、１１８とを連通させる導入口１３２、１３４が設けられている。そして、この中子内流路１２４を横断するように、主弁１４２、１４４、スライドバー１４６、１４８が設けられている。
【００４９】
図１３は、これら主弁及びスライドバーを表す斜視図である。
左右の主弁１４２、１４４は連結棒１４９により連結され、中子本体１２１及び中子蓋１２２に設けられた導入口１３２、１３４を貫通して左右に移動可能に設置されている。つまり、弁体としての主弁１４２、１４４は、中子本体１２１に対して、所定のストロークで左右に移動可能に設置されている。主弁１４２、１４４にはリブ１４３が形成されており、主弁１４２、１４４が導入口１３２、１３４に対して同軸に移動するように構成されている。主弁１４２、１４４がそれぞれ中子１２０から離れる方向に移動すると、これらリブ１４３の間に設けられている溝部１４５が導入口１３２、１３４の開口部となり流体の流路を形成する。そして、これら主弁１４２、１４４を同軸状に貫通するスライドバー１４６、１４８が、やはり左右に移動可能に設置されている。つまり、スライドバー１４６、１４８は、主弁１４２、１４４の動作ストロークよりも長いストロークで左右に移動可能に設置されている。
【００５０】
図１０乃至図１２に例示したように、主弁１４４が中子本体１２１から離れる方向に移動すると導入口１３４が開かれる。一方、これとは逆に、主弁１４２が中子蓋１２２から離れる方向に移動すると導入口１３２が開かれる。
これら導入口１３２、１３４は、いずれも中子内流路１２４に連通している。つまり、導入口１３２は、ハウジング内の圧力室１１６と中子内流路１２４とを連通させ、導入口１３４は、圧力室１１８と中子内流路１２４とを連通させる。
【００５１】
そして、これら導入口１３２、１３４の開度を変化させる主弁１４２、１４４の動作は、同軸に設置されたスライドバー１４６、１４８により決定される。すなわち、図１２に表したように、左右のスライドバー１４６、１４８は圧縮された板ばね１６０をはさんで連結され、板ばね１６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。なお、板ばね１６０は、その両端が中子本体１２１に支持されており、スライドバー１４６、１４８は、板ばね１６０を介して中子本体１２１に対して相対的に移動する。主弁１４２、１４４は、スライドバー１４６、１４８からこの付勢力を受けて、導入口１３２、１３４を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態にする。すなわち、スライドバー１４６、１４８と板ばね１６０が制御手段として作用し、弁体である主弁１４２、１４４を制御する。
【００５２】
以下、本具体例の駆動部の動作について説明する。
図１４は、本具体例の駆動部の往復動作を表す模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、スライドバー１４６、１４８が板ばね１６０の作用により向かって右側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁１４２、１４４もスライドバー１４６により右側に向けて付勢されるので、導入口１３２は閉じ、導入口１３４が開いた状態が形成される。
【００５３】
この状態で入水口１１２、１１４にほぼ同圧に水などの流体を供給すると、矢印Ｂで表したように入水口１１４から圧力室１１８に導入された水は、矢印Ｃで表したように導入口１３４から中子内流路１２４に流入し、左右に連通する吐水流路１８２を介して矢印Ｄで表したように流出する。
これに対して、矢印Ａで表したように入水口１１２から圧力室１１６に導入された水は、導入口１３２が閉じているために流出経路がなく、圧力室１１６の圧力を上昇させる。
つまり、導入口１３２、１３４の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室１１８よりも圧力室１１６の圧力のほうが高くなり、中子１２０は矢印Ｍの方向に押されて移動する。
【００５４】
なお、中子１２０が矢印Ｍの方向に移動すると、圧力室１１６の容積が増大し、その分だけ圧力室１１８の容積が縮小する。このため、矢印Ａの経路による圧力室１１６への流体の流入量の分、圧力室１１８内の流体も押し出され、流路１８２から流出する流体の吐水量に含まれることとなる。
【００５５】
図１４（ａ）に表した状態から中子１２０が矢印Ｍの方向にさらに移動を続け、スライドバー１４８がハウジング本体１０３の内壁に当接し、中子に対して押されると、板ばね１６０の湾曲方向が反転し、図１４（ｂ）に表したように、スライドバー１４６、１４８は、向かって左側に向けて付勢される。すると、スライドバー１４８が主弁１４４を押すことにより、主弁１４２、１４４も左側に移動する。すなわち、導入口１３２が開き、導入口１３４が閉じる。
図１４（ｂ）に表した状態においては、矢印Ａで表したように入水口１１２から圧力室１１６に導入された流体は、矢印Ｃで表したように、導入口１３２から中子内流路１２４に流入し、吐水流路１８２を介して矢印Ｄで表したように流出する。これに対して、矢印Ｂで表したように、入水口１１４から圧力室１１８に導入された流体は、導入口１３４が閉じているために流出経路がなく、圧力室１１８の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室１１６、１１８に圧力差が生じ、中子１２０は矢印Ｍで表したように左側に向けて移動を開始する。
【００５６】
中子１２０が移動を続けると、図１４（ｃ）に表したように、スライドバー１４６がハウジング蓋１０４の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子１２０が移動し、スライドバー１４６が中子１２０に対して押されることにより、板ばね１６０の湾曲方向が反転して、右側に付勢される。すると、図１４（ａ）に表した状態と同様に、導入口１３２が閉じて導入口１３４が開いた状態となり、中子１２０は右側に向けて移動を開始する。
【００５７】
以上説明したように、本具体例によれば、中子１２０に弁体としての主弁１４２、１４４と、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０からなる制御手段を設けることにより、中子１２０の移動に応じて導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子１２０を左右に反復的に動作させることができる。本具体例における中子１２０の往復運動のストロークは、ハウジング本体１０３の長さと、中子１２０の厚み（幅）と、により適宜設定できる。
【００５８】
次に、本具体例における制御手段の作用についてさらに詳しく説明する。
図１５は、本実施例における制御手段の動作を説明するための模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、板ばね１６０が向かって右側に湾曲してスライドバー１４６、１４８をこの方向に付勢している状態を表す。この時、主弁１４２により導入口１３２は閉じ、主弁１４４により導入口１３４は開いた状態とされる。
さて、この状態で中子１２０が向かって右側に移動していくと、同図（ａ）に表したようにハウジングの内壁にスライドバー１４８が当接する。中子１２０には圧力差が働いているため、スライドバー１４８をハウジング内壁に当接した状態で、中子１２０はさらに右に移動し、図１５（ｂ）に表した状態になる。すなわち、板ばね１６０の付勢力に打ち勝って中子１２０とスライドバー１４８との相対位置を変化させ、中子１２０に対してスライドバー１４８が押される。この結果、板ばね１６０も左側に押されて変形し、同図に例示したような略Ｓ字状の状態となる。このとき、主弁１４２、１４４には中子１２０と同様に圧力差が働いており、導入口１３２、１３４の開閉状態を変化させない。
【００５９】
この後、中子１２０がさらに移動することにより、中子１２０に対してスライドバー１４８がさらに押されると、図１５（ｃ）に表したように、板ばね１６０の湾曲方向が左側に反転を開始し、スライドバー１４６、１４８を左側に付勢する。
【００６０】
すると、図１５（ｄ）に表したように、板ばね１６０の付勢力によって主弁１４２、１４４が左側に移動し、導入口１３２が全開となり導入口１３４が全閉の状態となる。
【００６１】
以上説明したように、本具体例においては、圧縮した板ばね１６０の湾曲方向をスライドバー１４６、１４８により適宜反転させ、その付勢力を利用して主弁１４２、１４４を動作させることにより導入口１３２、１３４を全開及び全閉のいずれかの状態に択一的に制御する。つまり、板ばね１６０の付勢力を利用することで、中子１２０の反転のために左右の導入口１３２、１３４の開度差を確実に形成している。
【００６２】
スライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を制御する本具体例の機構は、本実施例の吐水装置の円滑な動作に対して極めて重要な役割を有する。すなわち、圧縮された板ばね１６０は、右側あるいは左側に湾曲した状態が安定状態であるが、図１５（ｂ）に表したようにこれら安定状態の中間付近において、準安定な中立状態となる場合がある。つまり、この状態において、板ばね１６０には、左あるいは右への付勢力があまり発生しない。従って、この状態において、仮に導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態となると、中子の両側の導入口１３２、１３４から流体が流入するために圧力差が無くなり、中子１２０の移動が停止してしまう。つまり、主弁１４２、１４４の動作開始のタイミングが板ばね１６０の反転のタイミングよりも早いと、中子１２０の動作が停止してしまうことがある。
【００６３】
これに対して、本具体例によれば、スライドバー１４６、１４８を設け、そのストロークを適宜調整することにより、図１５（ｂ）のような準安定な中立状態においては、主弁１４２、１４４がまだ移動せず、中子１２０に圧力がかかって動き続ける状態を維持できる。そして、この中立状態を越えて板ばね１６０が反転を開始した時に主弁１４２、１４４が移動を始めるようにすることができる。つまり、主弁１４２、１４２の動作開始のタイミングを、板ばね１６０の反転のタイミングに同期させることができる。
【００６４】
言い換えれば、中子１２０を移動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね１６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を移動させ、導入口１３２、１３４の開度差を、中子１２０を逆方向に移動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【００６５】
このようにすれば、板ばね１６０が中立状態の時に導入口１３２、１３４の開度がほぼ等しい状態となり中子１２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【００６６】
また、このようにすると、中子１２０がその移動ストロークの中間付近などに停止している状態から散水を開始させるような場合においても、散水開始時に板ばね１６０により主弁１４２、１４４を制御して導入口１３２、１３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子１２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口１３２の開度よりも導入口１３４の開度が大なる状態と、導入口１３４の開度よりも導入口１３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【００６７】
以上説明したように、本具体例においては、中子１２０の移動方向と、主弁１４２、１４４の可動方向、スライドバー１４６、１４８の可動方向、板ばね１６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させることにより、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【００６８】
なお、図９乃至図１５に表した具体例の場合、中子１２０の反転に際して、スライドバー１４６、１４８をハウジングの内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドバー１４６、１４８に磁石を設け、一方、ハウジングの内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用してスライドバー１４６、１４８をハウジングに対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１５（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、スライドバー１４６、１４８がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子１２０の反転が可能となる。
【００６９】
また一方、本実施例においては、往復直線動作において得られる推力は、中子１２０に負荷される流体の圧力と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子１２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【００７０】
また、図１乃至図１５においては、ハウジング内に設けられた略円筒状の空間に円形の中子１２０を収容した具体例を表したが、本発明はこれには限定されない。例えば、ハウジング本体１０３の内部空間は、角柱状でも偏平柱状でもよく、中子１２０もこれら形状に合わせて各種の形状とすることができる。
【００７１】
また、吐水筒体１８０の外周形状も円形である必要はなく、多角形状や偏平形状であってもよい。またさらに、吐水筒体１８０は中子１２０の中心に設ける必要はなく、中子１２０の中心から偏心させて設けてもよい。このようにすれば、中子１２０の小型化が容易であり、駆動部１００を小型化できる。
【００７２】
なお、本具体例の如くハウジング内空間を円柱状とし、吐水筒体１８０を円筒状の中子１２０の中心に設けた場合には、吐水筒体１８０を回転できる。つまり、吐水筒体１８０の先端に散水部８３０を設けた場合に、中子１２０の往復直線運動によってその散水位置を反復的に変化させることができると同時に、散水部８３０を回転させることにより、その散水方向を変化させることも可能である。
【００７３】
例えば、屋根の傾斜角度によって、太陽電池パネル９５０の設置角度が現場毎に異なる場合がある。このような場合でも、吐水筒体１８０を回転できれば、散水口８３８の散水方向を現場で最適な方向に調整でき、使い勝手や施工性に優れる。
【００７４】
ところで、本発明においては、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御手段として、板バネとスライドバーとを利用する方法の他にも、例えば、磁石を利用する方法もある。
【００７５】
図１６は、磁石によって中子１２０の反転動作を制御するメカニズムを説明するための模式図である。
すなわち、図１６（ａ）は、中子１２０が向かって左側から右側に向けて移動し、ハウジング本体１０３の内壁に弁体１４４が当接した状態を表す。なお、この具体例の場合、中子１２０には磁石１７０が設けられ、ハウジング１０２には磁石（または強磁性体）１７４が設けられている。図１６（ａ）の状態においては、中子１２０に対して圧力差による力が働くので、中子１２０はさらに右側に移動する。すなわち、弁体１４４をハウジング１０２に当接させ移動方向に対して固定した状態で、中子１２０はさらに右側に移動する。
【００７６】
すると遂には図１６（ｂ）に表した状態になる。この状態においては、導入口１３２、１３４の開度はほぼ同一であるので、流路抵抗の差による圧力差は生じない。しかしこの時、磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力によって中子１２０をさらに右側に引き寄せることが可能である。
【００７７】
なおこの場合、中子１２０の摺動抵抗の値によっては、図１６（ｂ）に表した状態になる前に中子１２０が停止することもあり得る。このような場合には、図１６（ａ）と図１６（ｂ）の間の状態において磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力により中子１２０を引き寄せることが望ましい。
【００７８】
さて、図１６（ｂ）に表した状態から中子１２０が磁石の引力によって右側に引き寄せられると、図１６（ｃ）に表したように導入口１３２の開度が導入口１３４の開度よりも大きい状態が形成される。すると、これら導入口１３２、１３４の流路抵抗に差が生じ、圧力差が生ずる。すなわち、中子１２０の右側の圧力のほうが高くなり、中子１２０は向かって左側に動き始める。つまり、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることにより、中子１２０を反転させることが可能となる。
【００７９】
またこの時、図８に関して前述したように、圧力差は弁体１４４にも作用し、弁体１４４を閉じる方向の力が働く。その結果として、図１６（ｄ）に表したように、弁体１４４が完全に閉じられ、中子１２０の右側の圧力は最大値に上昇する。つまり、中子１２０を反転させた後、左側への最大の駆動力が得られる。
【００８０】
以上説明したように、磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力によって、中子１２０を図１６（ｃ）に表した状態まで引き寄せることができれば、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることができ、中子１２０を反転させることができる。つまり、中子１２０をハウジング１０２の中で往復直線運動させることができる。
【００８１】
なお、この場合、反転後に中子１２０が磁石の引力に打ち勝って移動する必要がある。つまり、圧力差により中子１２０に作用する力と、磁石により得られる引力とのバランスを適宜設定することが望ましい。
【００８２】
また、図１６に表した具体例の場合、弁体１４２、１４４の表面（ハウジング１０２との当接面）は曲面状に突出し、ハウジング１０２に当接した状態でも隙間が生ずるようにしている。このように、ハウジング１０２への当接面積を小さくすることによって、弁体が受ける圧力差を有効に活用でき、開度の大小を逆転させるという弁体の反転動作を円滑に行うことができる。
【００８３】
また、図１６に表した具体例の場合、中子１２０の反転に際して、弁体１４２、１４４をハウジング１０２の内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、弁体１４２、１４４に磁石を設け、一方、ハウジング１０２の内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用して弁体１４２、１４４をハウジング２に対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１６（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、弁体１４２、１４４がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子を反転させることができる。
【００８４】
以上説明したように、中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて移動に必要な圧力差を生じさせればよい。また同様に、中子１２０の移動方向を反転させる際にも、制御手段によって、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させればよい。例えば、導入口１３２及び１３４の開度の比率を制御手段によって、７０：３０から３０：７０に変化させることにより、反転動作が可能である。またさらに、制御手段によって、開度を１００：０から０：１００に変化させれば、最も確実且つ安定的反転動作が可能となる。
【００８５】
本実施形態によれば、ハウジング１０２に収容した中子に弁体１４２、１４４と制御手段を設け、両側の圧力室に水を供給することにより、中子１２０を往復運動させることができる。このとき、中子１２０の移動方向と弁体１４２、１４４の可動方向とを略同一とすることにより、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させ、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させるという弁体の反転動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【００８６】
本発明によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水等の供給圧力のみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電など対する対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。その結果、建物の屋根や外壁、あるいは地表面などの屋外環境に設置される太陽電池パネルに付設して安定した動作をさせることができる。
【００８７】
またさらに、本発明の散水装置は、弁体１４２、１４４や制御手段が中子１２０に付属して設けられているので、例えば外付けの４方弁などが不要となり、シンプルな構成で円滑な往復反転運動を実現できる。その結果として、小型化が容易となり、また流路がシンプルになるため、圧力損失を抑えることができ、吐水量や吐水圧を確保できる点でも有利である。また、弁体１４２、１４４や制御手段がハウジング１０２の中に内蔵されている構造であるため、外乱に強く円滑な動作を実現できる。その結果として、屋外環境に設置される太陽電池パネルに付設して安定した冷却・洗浄動作をさせることができる。
【００８８】
また、給水に関しても、同一の給水源から分岐して２つの入水口に接続するだけでよく、施工性に優れる。
さらに、移動する中子と吐水筒体の内部に水の流路が形成されているため、吐水筒体の先端に様々な散水筒体を接続するだけで散水位置を往復運動させることが可能であり、特別な接続部材が不要である点でも、施工性に優れる。
特に、太陽光発電システムは、建物の屋根などの既存の設備の上に「後付け」で取り付ける場合も多い。このように、様々な条件のもとに太陽光発電システムを後付けする場合にもおいても、本発明の散水装置は施工性に優れる点で有利である。
【００８９】
図１７は、本具体例の駆動部の変型例を表す模式断面図である。
同図については、図１乃至図１６に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、吐水筒体１８０が中子１２０の両側に設けられている。すなわち、吐水筒体１８０は、ハウジング１０２の両側から突出している。これら一対の吐水筒体１８０は、それぞれ吐水しながら同一方向に同期して往復運動をする。本変型例は、両端から散水を得たい場合に特に便利である。例えば、隣接する２枚の太陽電池パネルの間にこの駆動部を配置し、その両側に散水部８３０を設けてこれら２枚の太陽電池パネルに同時に散水することが可能となる。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１８は、本発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【００９１】
本実施形態にかかる太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置２０と、を備える。散水装置２０は、駆動部２００と、散水部８３０と、を有する。この太陽光発電システムも、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置２０に水を供給すると、散水部８３０が矢印Ｍの方向に往復回動運動（スイング）しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【００９２】
図１９は、本実施形態の散水装置２０の断面構造を例示する模式図である。
駆動部２００は、外部から供給される水の圧力によって、散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。以下、この駆動部２００の構造と動作について、詳細に説明する。
図２０乃至図２４は、本実施形態の駆動部２００の要部を表す模式図である。すなわち、図２０は、本実施例の駆動部２００の斜視図であり、図２１は、その斜視切断図、図２２は、底面側から眺めた斜視図及び切断図、図２３は、縦断面図、図２４は、図２３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００９３】
本具体例の駆動部２００は、ハウジング本体２０３とハウジング蓋２０４、２０５により形成されるハウジング２０２から一方に吐水筒体２８０が突出した例を有する。吐水筒体２８０は、内部に吐水流路２８２を有する中空構造となっており、先端にて開口している。ハウジング２０２に設けられた入水口２１２、２１４に水など流体を導入すると、吐水筒体２８０が矢印Ｍの方向に往復回動運動をする。従って、吐水筒体２８０の先端に散水部８３０を設ければ、散水位置が反復的に変化する散水装置を形成できる。
【００９４】
その内部構造について説明すると、図２１乃至図２４に表したように、ハウジング本体２０３及びハウジング蓋２０４、２０５により形成される扇状のハウジング空間に、中子本体２２１と中子蓋２２２とからなる中子２２０が吐水筒体２８０を中心軸として回動可能に収容されている。すなわち、中子２２０は、ハウジング２０２内を貫通する吐水筒体２８０と連結され、扇状のハウジング内を第１の圧力室２１６と第２の圧力室２１８に分割して回動する。これら圧力室２１６、２１８のそれぞれには、入水口２１２、２１４からそれぞれ水などの流体が導入される。中子２２０とハウジング２０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール２２７が設けられている。また、吐水筒体２８０とハウジング２０２との摺動部にも、同様の目的でシール２２６が設けられている。これらシール２２７、２２６の材料も、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、左右の圧力室に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００９５】
次に、中子２２０の構造について説明する。
本実施形態においても、中子２２０は、前述した第１実施形態と同様の弁体と制御手段とを備える。すなわち、中子２２０の中には中子内流路２２４が形成され、この中子内流路２２４は、吐水筒体２８０に設けられた吐水流路２８２に連通している。中子２２０には、中子内流路２２４と圧力室２１６、２１８とを連通させる導入口２３２、２３４が設けられている。そして、この中子内流路２２４を横断するように、主弁２４２、２４４、スライドバー２４６、２４８が設けられている。これら主弁及びスライドバーの形状は、図１３に関して前述した如くである。また、これら要素からなる弁体と制御手段の動作についても、第１実施形態に関して前述したものと同様である。
すなわち、図２４に例示したように、主弁２４４が中子本体２２０から離れる方向に移動すると、導入口２３４が開かれる。一方、これとは逆に、主弁２４２が中子本体２２０から離れる方向に移動すると、導入口２３２が開かれる。
これら導入口２３２、２３４は、いずれも中子内流路に連通している。つまり、導入口２３２は、ハウジング内の圧力室２１６と中子内流路２２４とを連通させ、導入口２３４は、圧力室２１８と中子内流路２２４とを連通させる。
【００９６】
そして、これら導入口２３２、２３４の開度を変化させる主弁２４２、２４４の動作は、同軸に設置されたスライドバー２４６、２４８により決定される。すなわち、図２１及び図２３に表したように、左右のスライドバー２４６、２４８は圧縮された板ばね２６０をはさんで連結され、板ばね２６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。なお、板ばね２６０は、その両端が中子本体２２０に支持されており、スライドバー２４６、２４８は、板ばね２６０を介して中子本体２２０に対して相対的に移動する。主弁２４２、２４４は、スライドバー２４６、２４８からこの付勢力を受けて、導入口２３２、２３４を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態に制御する。
【００９７】
以下、本具体例の駆動部２００の動作について説明する。
図２５は、本具体例の駆動部の動作を説明するための模式図である。
【００９８】
まず、同図（ａ）は、スライドバー２４６、２４８が板ばね２６０の作用により向かって左側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁２４２、２４４もスライドバー２４６により左側に向けて付勢されるので、導入口２３２は閉じ、導入口２３４が開いた状態が形成される。
【００９９】
この状態で入水口２１２、２１４にほぼ同圧に水などの流体を供給すると、矢印Ａで表したように入水口２１４から圧力室２１８に導入された水は、矢印Ｃで表したように導入口２３４から中子内流路２２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水流路２８２を介して流出する。
これに対して、矢印Ｂで表したように入水口２１２から圧力室２１６に導入された水は、導入口２３２が閉じているために流出経路がなく、圧力室２１６の圧力を上昇させる。
つまり、導入口２３２、２３４の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室２１８よりも圧力室２１６の圧力のほうが高くなり、中子２２０は矢印Ｍの方向に押されて回動する。
【０１００】
なお、中子２２０が矢印Ｍの方向に移動すると、圧力室２１６の容積が増大し、その分だけ圧力室２１８の容積が縮小する。このため、矢印Ｂの経路による圧力室２１６への流体の流入量の分、圧力室２１８内の流体も押し出され、流路２８２から流出する流体の吐水量に含まれることとなる。
【０１０１】
そしてさらに中子２２０が回動を続け、スライドバー２４８がハウジング２０２の内壁に当接し、中子２２０に対して押されると、板ばね２６０の湾曲方向が反転し、図２５（ｂ）に表したように、スライドバー２４６、２４８は、反対側に向けて付勢される。すると、スライドバー２４８が主弁２４４を押すことにより、主弁２４２、２４４も右側（向かって時計回り方向）に移動する。すなわち、導入口２３２が開き、導入口２３４が閉じる。図２５（ｂ）に表した状態においては、矢印Ｂで表したように入水口２１２から圧力室２１６に導入された流体は、矢印Ｃで表したように、導入口２３２から中子内流路２２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水流路２８２を介して流出する。これに対して、矢印Ａで表したように、入水口２１４から圧力室２１８に導入された流体は、導入口２３４が閉じているために流出経路がなく、圧力室２１８の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室２１６、２１８に圧力差が生じ、中子２２０は矢印Ｍで表したように右側に向けて回動を開始する。
【０１０２】
中子２２０がさらに回動すると、図２５（ｃ）に表したように、スライドバー２４６がハウジング本体２０２の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子２２０が移動し、スライドバー２４６が中子２２０に対して押されることにより、板ばね２６０の湾曲方向が反転して、反対側に付勢される。すると、図２５（ａ）に表した状態と同様に、導入口２３２が閉じて導入口２３４が開いた状態となり、中子２２０は左側に向けて回動を開始する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例においても、中子２２０に主弁２４２、２４４からなる弁体と、制御手段とを設けることにより、中子２２０の移動に応じて導入口の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子２２０を左右に反復的に動作させることができる。なお、本具体例においても、図１５に関して前述したように、主弁２４２、２４２の反転動作開始のタイミングを、板ばね２６０の反転のタイミングに同期させることができる。このようにすれば、板ばね２６０が中立状態の時に主弁２４２、２４４の開度がほぼ等しい状態となり中子２２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【０１０４】
言い換えれば、中子２２０を移動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね２６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー２４６、２４８を介して主弁２４２、２４４を移動させ、導入口２３２、２３４の開度差を、中子２２０を逆方向に移動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【０１０５】
本具体例においても、中子２２０の回動方向と、主弁２４２、２４４の可動方向、スライドバー２４６、２４８の可動方向、板ばね２６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子２２０がハウジング２０２に内壁に接近した時、中子２２０の動く方向と、主弁２４２、２４４の可動方向、板ばね２６０の付勢方向、スライドバー２４６、２４８の可動方向とを略同一とすることにより、中子２２０の回動動作と開度制御動作とを連動させる、中子２２０の反転のための導入口２３２、２３４の開度の大小関係の反転動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【０１０６】
また、このようにすると、中子２２０がその回動ストロークの中間付近などに停止している状態から散水を開始させるような場合においても、散水開始時に板ばね２６０により主弁２４２、２４４を制御して導入口２３２、２３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子２２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口２３２の開度よりも導入口２３４の開度が大なる状態と、導入口２３４の開度よりも導入口２３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【０１０７】
なお、本具体例における中子２２０の回動運動のストローク（回動角度）は、ハウジング２０２の扇状空間の開き角度により適宜設定できる。広範囲を効率的に散水するためには、中子２２０の回動運動のストロークは略１８０度以上とすることが有利である。ただし、中子２２０の回動軸を太陽電池パネルから離間させて設置した場合には、中子２２０の回動ストロークを必ずしも１８０度以上とする必要はなく、回動ストロークの両端において散水部８３０が太陽電池パネル９５０の端部あるいはそれよりも外側にあるようにすればよい。
【０１０８】
また、本実施例においても、回動動作により得られる推力は、中子２２０に付加される流体の圧力と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子２２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【０１０９】
本実施形態においても、第１実施形態に関して前述したものと同様に、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられた散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
なお、本実施形態においては、散水部８３０により太陽電池パネル９５０の全面に亘って直接散水する必要は必ずしもない。すなわち、散水部８３０は、太陽電池パネル９５０の上部のみに直接散水し、その水が下方に流れることによって太陽電池パネル９５０の下部が冷却・洗浄されるようにしてもよい。この場合、太陽電池パネル９５０の下部において水ができるだけ均一に流れるように、散水部８３０の寸法や回動範囲を設定すればよい。また、散水口８３８のそれぞれに水を拡散吐水させるようなノズルを設けると、より均一に散水することが可能となる。
【０１１０】
また、本実施形態においては、散水部８３０は太陽電池パネル９５０に「影」を落とす場合があり得る。このため、散水しない状態においては、中子２２０の回動ストローク範囲の端に散水部８３０を停止させることが望ましく、また、日射の方向も考慮した上で、散水部８３０を太陽電池パネル９５０の端部あるいはそれよりも外側にあるように中子２２０の回動ストロークを決定すればよい。従って、中子２２０の回動ストロークは、１８０度よりも小さい場合も、大きい場合もあり得る。
【０１１１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図２６は、本発明の第３の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【０１１２】
本実施形態にかかる太陽光発電システムも、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置３０と、を備える。散水装置３０は、駆動部２００と、散水部８３０と、支持部９１０と、を有する。この太陽光発電システムも、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置３０に水を供給すると、散水部８３０から放出される散水位置が周期的に変化しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【０１１３】
図２７は、本実施形態の散水装置３０の断面構造を例示する模式図である。
本実施形態の散水装置３０も、第２実施形態に関して前述した駆動部２００を有する。すなわち、駆動部２００は、外部から供給される水の圧力によって、吐水筒体２８０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。
一方、散水部８３０は、散水カバー８３６と、その内側に収容された散水筒体８３２と、を有する。
図２８は、散水カバー８３６を表す斜視図であり、図２９は、その内側に収容される散水筒体８３２を表す斜視図である。
散水カバー８３６には、横方向に細長く形成された開口である散水スリット８３７が設けられている。一方、散水筒体８３２には、その中空空間としての散水流路８３４が設けられ、この散水流路８３４に連通するスパイラル状の開口である散水口８３９が設けられている。散水口８３９の数は、ひとつでも複数でもよい。散水カバー８３６は、支持部９１０などにより固定され、一方、散水筒体８３２は駆動部２００の吐水筒体２８０に連結されている。
【０１１４】
第２実施形態に関して前述したように、駆動部２００に水を供給すると、吐水筒体２８０が往復回動運動をしつつ散水筒体の散水流路８３４に水を送出する。散水流路８３４に送出された水は、スパイラル状の散水口８３９と、散水カバー８３６の散水スリット８３７と、の重複部分から太陽電池パネル９５０に向けて散水される。そして、散水筒体８３２が矢印Ｍの方向に往復回動運動すると、散水口８３９と、散水カバー８３６の散水スリット８３７と、の重複部分が周期的に移動する。つまり、散水位置を周期的に移動させつつ、太陽電池パネル９５０に散水できる。
【０１１５】
ここで、本具体例においても、散水位置の移動ストロークを、散水口８３９と散水スリット８３７との重複部分のピッチと同程度以上とすると、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水できる。
【０１１６】
本実施形態においても、第１実施形態に関して前述したものと同様に、散水位置を周期的に移動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
【０１１７】
次に、本発明の太陽光発電システムについて説明する。
図３０は、本発明の太陽光発電システムのブロック図である。
すなわち、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた第１乃至第３実施形態のいずれかの散水装置１０（２０、３０）と、を備える。散水装置１０（２０、３０）には、電磁弁１１０２と配管７００とを介して水Ｗ１が供給される。電磁弁１１０２の開閉動作は、制御部１１０４により制御される。そして、太陽電池パネル９５０には温度センサ１１０６が付設され、制御部１１０４は、この温度センサ１１０６の検出結果に基づいて、電磁弁１１０２の開閉を制御する。すなわち、温度センサ１１０６による検出温度が所定値を超えたときには、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、太陽電池パネル９５０の温度が高くなった時に散水して冷却し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１１８】
図３１は、本発明の太陽光発電システムの第１の変型例のブロック図である。同図については、図３０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、照度センサ１１０８が設けられている。制御部１１０４は、照度センサ１１０８による照度の検出値が所定値を超えた時に、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、太陽光の照度が大きい時に、散水して太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１１９】
図３２は、本発明の太陽光発電システムの第２の変型例のブロック図である。同図についても、図３０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、時間あるいは時刻を計測するタイマ手段１１１０が設けられている。制御部１１０４は、タイマ手段１１１０による計測値に基づいて、電磁弁１１０２の開閉を制御する。例えば、一日のうちで、所定の時刻に所定の時間だけ散水（Ｗ２）させることができる。散水の頻度や量は、太陽電池パネル９５０が設置される環境に応じて適宜決定することができる。例えば、温度が高くなりやすい夏場は高い頻度で散水し、逆に冬場は散水の頻度を下げることもできる。このようにすれば、水資源を効率的に利用しつつ、太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１２０】
図３３は、本発明の太陽光発電システムの第３の変型例のブロック図である。同図についても、図３０乃至図３２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、太陽電池パネル９５０の出力が制御部１１０４にフィードバックされる。例えば、制御部１１０４は、太陽電池パネル９５０の発電出力が所定値を超えた時に、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、大きな出力が得られ、太陽電池パネル９５０の温度も高くなりやすい時に、散水して太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１２１】
またさらに、図３０乃至図３３に関して前述したそれぞれの例示を適宜組み合わせてもよい。例えば、図３２の具体例と図３３の具体例とを組み合わせると、太陽電池パネル９５０の表面が埃などで汚れた結果として、発電出力が得られなくなるような場合でも、タイマ手段１１１０の設定により散水して太陽電池パネル９５０の表面を洗浄し、発電出力を回復させることができる。
【０１２２】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施例について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の太陽光発電システム及び散水装置を構成するいずれかの要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【０１２３】
例えば、太陽電池パネル、駆動部、散水部及び支持部の外形や、構成部品の形状あるいは配置、ストロークや回動角度、などについて当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図２】第１実施形態の散水装置１０の断面構造を例示する模式図である。
【図３】第１実施形態の散水装置の全体構成を例示する模式図である。
【図４】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図５】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図６】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図７】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図８】導入口１３２、１３４の開度に差を設けることの作用効果を説明するための模式図である。
【図９】第１実施形態の駆動部１００の斜視図である。
【図１０】駆動部１００の斜視切断図である。
【図１１】駆動部１００の断面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】主弁及びスライドバーを表す斜視図である。
【図１４】駆動部の往復動作を表す模式図である。
【図１５】制御手段の動作を説明するための模式図である。
【図１６】磁石によって中子１２０の反転動作を制御するメカニズムを説明するための模式図である。
【図１７】駆動部の変型例を表す模式断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図１９】散水装置２０の断面構造を例示する模式図である。
【図２０】駆動部２００の斜視図である。
【図２１】駆動部２００の斜視切断図である。
【図２２】駆動部２００を底面側から眺めた斜視図及び切断図である。
【図２３】駆動部２００の縦断面図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２５】駆動部の動作を説明するための模式図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図２７】散水装置３０の断面構造を例示する模式図である。
【図２８】散水カバー８３６を表す斜視図である。
【図２９】内側に収容される散水筒体８３２を表す斜視図である。
【図３０】本発明の太陽光発電システムのブロック図である。
【図３１】本発明の太陽光発電システムの第１の変型例のブロック図である。
【図３２】本発明の太陽光発電システムの第２の変型例のブロック図である。
【図３３】本発明の太陽光発電システムの第３の変型例のブロック図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０、２０、３０ 散水装置
１００、２００ 駆動部
１０２、２０２、 ハウジング
１０３、２０３、 ハウジング本体
１０４、２０４、２０５、 ハウジング蓋
１１２、１１４、２１２、２１４ 入水口
１１６、１１８、２１６、２１８ 圧力室
１２０、２２０ 中子
１２１、２２１ 中子本体
１２２、２２２ 中子蓋
１２４、２２４ 中子内流路
１２６、２２６、２２７ シール
１３２、１３４、２３２、２３４ 導入口
１４２、１４４、２４２、２４４ 主弁
１４６、１４８、２４６、２４８ スライドバー
１４９ 連結棒
１６０、２６０ 板ばね
１８０、２８０ 吐水筒体
１８２、２８２ 吐水流路
１８４ シール
７００ 給水配管
８３０ 散水部
８３２ 散水筒体
８３４ 散水流路
８３６ 散水カバー
８３７ 散水スリット
８３８、８３９ 散水口
９１０ 支持部
９５０ 太陽電池パネル
９６０ 屋根
１１０２ 電磁弁
１１０４ 制御部
１１０６ 温度センサ
１１０８ 照度センサ
１１１０ タイマ手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、散水装置及び太陽光発電システムに関し、特に、太陽電池パネルに散水する冷却水の散水位置や散水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした散水装置及びこれを備えた太陽光発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光を用いて発電する太陽光発電システムは、クリーンなエネルギー源として期待されている。しかし、太陽光を電力に変換する太陽電池は、太陽光を受けて温度が上昇すると発電効率が低下するという問題を有する。これに対して、太陽電池パネルの上部に水噴射装置を取り付けた太陽光発電システム（特許文献１）や、太陽電池表面にイオン水を霧状にして散水する散水手段を備えた太陽電池冷却システム（特許文献２）が提案されている。これらいずれも、太陽電池パネルの表面に水を流すことによって、温度上昇による発電効率低下を抑制することを目的としている。
【特許文献１】特開平７−０３８１３１号公報
【特許文献２】特開２００４−０７９９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、太陽電池パネルの表面に水を流して冷却するに際しては、水資源やエネルギー資源の節約のために、できるだけ少量の水で効率よくパネル全面に散水することが望ましい。この観点からは、従来のシステムには改善の余地があった。
【０００４】
すなわち、冷却水を散水する際の散水方向や散水位置が固定されている場合、パネル全面を均一に濡らすためには、数多くの散水口が必要とされ、結局、水の消費量が増えてしまう。
一方、固定された散水口から広角に噴霧するためには、水の勢いが必要であり、ある程度の水量が必要とされ、あるいは散水孔径を小さくする必要がある。前者の場合には、水の消費量が増加し、後者の場合は、散水孔が詰まるなどの新たな問題が発生することもありうる。
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、新規な発想に基づき、コンパクト且つシンプルな構造で、太陽電池パネルに散水する冷却水の散水位置や散水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした散水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に空間を有するハウジングと、
前記空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第１の方向に前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【０００７】
上記構成によれば、中子の移動に伴い散水筒体を移動させることができ、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復直線運動を生じさせることができる。
そして、散水筒体を往復運動させることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【０００８】
またここで、前記散水筒体は、前記第１の方向に沿って設けられた複数の前記散水口を有し、前記複数の散水口のピッチは、前記第１の方向に沿った前記中子の移動のストローク以下であるものとすれば、最小限の水量でむらなく散水することができる。従って、太陽電池パネルの上方の一辺全体にむらなく散水し、散水した水がパネルの勾配に従って流れるようにすれば、最小限の水量で太陽電池パネルの全面をむらなく濡らすことができる。
【０００９】
またここで、前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて移動し、前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて移動するものとすれば、第１及び第２の圧力室の圧力差をより確実且つ安定して形成し、中子をより確実且つ安定して移動させ散水筒体を連動させることができる。
【００１０】
またここで、前記中子の移動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であるものとすれば、中子の移動運動を利用して弁体を移動させることができ、中子に連動させて散水筒体の円滑な反転動作を実現できる。
【００１１】
また、本発明の他の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略垂直な第１の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な方向に延在し、前記第１の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【００１２】
上記構成によれば、中子の回動に伴い散水筒体を太陽電池パネルの上でスイングさせることができ、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復回動運動を生じさせることができる。
そして、散水筒体を往復スイングさせることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【００１３】
また、本発明のさらに他の一態様によれば、
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第２の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記第２の軸に対して略平行方向に延在し、前記第２の軸を中心としたスパイラル状の散水口が設けられ、前記第２の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体と、
前記吐水筒体を覆うようにその外側に設けられ、前記第２の軸に対して略平行方向に延在する散水スリットを有する散水カバーと、
を有し、
前記散水筒体が前記中子と連動すると、前記散水口と前記散水スリットとの重複部が移動しつつ、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記重複部から放出することを特徴とする散水装置が提供される。
【００１４】
上記構成によれば、中子の回動に伴い散水筒体を回動させて散水口と散水スリットとの重複部を移動させつつ太陽電池パネルの上に散水でき、散水位置を水力により変化させる散水装置を提供できる。また、第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させることにより、コンパクトでシンプルな構成で往復回動運動を生じさせることができる。
そして、散水位置を移動させることで、少ない水量で太陽電池パネルの広範囲に均一に散水することができる。パネル表面を少ない水量で均一に濡らすことにより、水膜の厚みを薄くして気化熱を奪いやすくし、冷却効果が向上する。
【００１５】
ここで、前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて回動し、前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて回動するものとすれば、第１及び第２の圧力室の圧力差をより確実且つ安定して形成し、中子をより確実且つ安定して回動させることができる。
【００１６】
また、前記中子の回動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であるものとすれば、中子の回動運動を利用して弁体を移動させることができ、円滑な反転動作を実現できる。
【００１７】
また、前記中子の回動方向の反転時に、前記弁体あるいは前記制御手段の少なくともいずれかが前記ハウジングの内壁に当接し、前記当接している部分における内壁と、前記弁体の可動方向と、が略垂直な関係を維持するものとして構成されているものとすれば、中子の回動に応じて、弁体の移動を円滑に進行させることができる。これにより、反転動作を円滑にし、より確実なものとすることができる。
【００１８】
前記制御手段は、前記第１の導入口の開度よりも前記第２の導入口の開度が大なる第１の状態と、前記第２の導入口の開度よりも前記第１の導入口の開度が大なる第２の状態と、を択一的に保持可能とすることができる。このようにすれば、第１の導入口と第２の導入口の開度が略同一の状態に放置されることを防ぎ、中子が停止したままになることを防止できる。
【００１９】
また、上記いずれの態様においても、前記制御手段は、前記弁体の移動ストロークよりも長いストロークで動作可能であり前記弁体を移動させるスライドバーと、前記スライドバーをそのストロークの一端または他端に付勢する板ばねと、を有するものとすることができる。すなわち、板ばねとスライドバーとによって信頼性の高いコンパクトな制御手段を構成でき、第１の導入口と第２の導入口の開度が略同一の状態に放置されることを防ぎ、中子が停止してしまうことを確実に防止できる。
【００２０】
一方、本発明のさらに他の一態様によれば、
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの一端に設けられる上記のいずれかの散水装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システムが提供される。
上記構成によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な直線動作あるいは回動動作により太陽電池パネルを効率的に冷却・洗浄可能とした高効率かつ高安定出力の太陽光発電システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な直線動作あるいは回動動作を可能とした散水装置及びこれを備えた太陽光発電システムを提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【００２３】
本実施形態にかかる太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置１０と、を備える。散水装置１０は、駆動部１００と、散水部８３０と、支持部９１０と、を有する。この太陽光発電システムは、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置１０に水を供給すると、散水部８３０が矢印Ｍの方向に往復直線運動しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【００２４】
図２は、本実施形態の散水装置１０の断面構造を例示する模式図である。
駆動部１００は、外部から供給される水の圧力によって、散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復直線運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。すなわち、駆動部１００には、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４を並列に接続し、水をこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給すると、吐水筒体１８０が矢印Ｍで表したように、左右に往復運動をしながら、水を散水部８３０に送出する。
【００２５】
散水部８３０は、散水筒体８３２と、その中空空間としての散水流路８３４と、を有する。散水筒体８３２には、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられている。
駆動部１００から供給された水は、散水流路８３４に流入し、散水口８３８から太陽電池パネル９５０に向けて散水される。散水された水は、太陽電池パネル９５０の勾配に従って下方に流れ、パネル９５０の全面に行き渡る。
【００２６】
支持部９１０は、散水部８３０の他端に結合された支持軸９１２と、支持軸９１２を回動自在に支持する軸受９１４と、軸受９１４を保持する支持台９１２と、を有する。支持部９１０は、必ずしも設けなくてもよい。ただし、現行の太陽電池パネル９５０は、例えば、１メートル×１メートルのサイズでおよそ１００ワット程度の電力を発生するものであるので、散水部８３０の長さも１メートル以上となる場合も多い。このような時には、「たわみ」を防ぐために支持部９１０を設けることが望ましい。
【００２７】
また一方、散水部８３０の両側に駆動部１００を設けて、これら駆動部１００を同期させながら動作させてもよい。
【００２８】
前述したように、太陽電池パネル９５０に収容されている太陽電池の温度が上昇すると光電変換効率が低下する。したがって、効率のよい発電を行うためには、太陽電池パネルを冷却することが望ましい。従って、太陽電池パネル９５０をできるだけ均一に冷却する必要がある。また一方、冷却水の気化熱を効果的に利用する観点や、省資源の観点からは、できるだけ少量の水で均一に広範囲に散水することが望ましい。
【００２９】
またさらに、太陽電池パネル９５０は、その取り出し電力の低下を防ぐために、その表面を常に清浄に保つ必要がある。すなわち、埃や雨水による「しみ」あるいは鳥の糞などが付着すると、太陽光が遮られるために出力電力が低下する。この観点からも、できるだけ少量の水で均一に散水洗浄することが望ましい。
【００３０】
これらの要求に対して、本実施形態によれば、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられた散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復直線運動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
なお、本具体例においては、往復直線運動のストロークを、散水部８３０の散水口８３８のピッチと同程度以上とすると、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水できる。また、散水口８３８のそれぞれに水を拡散吐水させるようなノズルを設けると、より均一に散水することが可能となる。
【００３１】
以下、本実施形態の散水装置１０の構造および動作についてさらに詳細に説明する。
図３は、本実施形態の散水装置の全体構成を例示する模式図である。
すなわち、駆動部１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２から突出した吐水筒体１８０と、を有する。図３には、吐水筒体１８０がハウジング１０２の片側から突出した駆動部を表したが、本発明はこれには限定されず、後に具体例を挙げて説明するように、吐水筒体１８０はハウジング１０２の両側に設けてもよい。そして、吐水筒体１８０の中には吐水流路１８２が設けられ、その先端に散水部８３０を接続することにより、散水Ｗ２が得られる。
【００３２】
ハウジング１０２には、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４を並列に接続し、水Ｗ１をこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給すると、吐水筒体１８０が矢印Ｍで表したように、左右に往復運動をしながら、散水部８３０から水Ｗ２を散水する。従って、ハウジング１０２を固定すれば、散水位置が反復的に変化する散水装置として利用できる。
【００３３】
なお、本発明においては、往復直線運動のみならず、往復回動運動も可能である。この点については、後に具体例を挙げて詳述する。
【００３４】
図４乃至図７は、本実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。すなわち、駆動部１００は、ハウジング１０２の中に移動可能に設けられた中子（なかご）１２０を有する。ハウジング１０２の内部は、中子１２０によって２つの圧力室１１６、１１８に分割されている。中子１２０は中空構造を有し、その中空空間は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２と連通した中子内流路１２４を構成している。また、中子内流路１２４は、導入口１３２、１３４を介してそれぞれ圧力室１１６、１１８と連通する。
【００３５】
中子１２０には、導入口１３２、１３４の開度を変化させる弁体１４２、１４４が設けられている。また、中子１２０には、これら弁体１４２、１４４を制御する制御手段が設けられている。制御手段によって導入口１３２、１３４の開度に差を設けることにより、入水口から中子内流路１２４に至る左右の流路の流路抵抗を異ならせ、これにより左右の圧力室１１６、１１８に生ずる圧力差を利用して中子１２０を移動させることができる。図４に表した状態においては、制御手段は弁体１４２、１４４をそれぞれ右端に付勢された状態とし、中子１２０の右側に水の導入口１３４が開かれている。従って、入水口１１４から供給された水は、圧力室１１８から矢印Ｃで表した経路で中子１２０の中子内流路１２４に流入し、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２を通って矢印Ｄで表したように流出する。一方、ハウジングの入水口１１２から供給された水は流出経路がないため、圧力室１１６の圧力は圧力室１１８の圧力よりも上昇する。その結果として、中子１２０は矢印Ｍの方向に動く。
【００３６】
図８は、導入口１３２、１３４の開度に差を設けることの作用効果を説明するための模式図である。
すなわち、図８（ａ）に例示したように、弁体１４２、１４４が中立的な状態にあり、導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態においては、これら導入口１３２、１３４を介した流路の流路抵抗もほぼ同一となるので、中子１２０の左右で圧力差は生じない。従って、何らかの外力が作用しないと中子１２０は動かない。
【００３７】
これに対して、図８（ｂ）に例示したように、弁体１４２、１４４が中立的な状態から外れて導入口１３２、１３４の開度に差が生ずると、流路抵抗にも差が生ずるために、中子１２０の左右で圧力差が生ずる。
【００３８】
なお、本願明細書において、導入口の「開度」とは、導入口と弁体との間を流れる水の流路抵抗を決定するパラメータであるものとする。例えば、図８（ｂ）に表した状態においては、導入口１３２と弁体１４２との間に形成される流路の流路抵抗は、導入口１３４と弁体１４４との間に形成される流路の流路抵抗よりも高い。この場合、導入口１３２の開度は、導入口１３４の開度よりも小さいものとする。
図８（ｂ）に表した具体例の場合には、導入口１３４の開度が導入口１３２の開度よりも大きいので、導入口１３２を介した流路のほうが流路抵抗が高くなる。その結果として、中子１２０の左側のほうが右側よりも圧力が高くなる。その結果として、中子１２０及び弁体１４２に圧力差による力がそれぞれ作用する。
【００３９】
従って、中子１２０にかかる力が摺動抵抗を上回る時には、中子１２０は右側に動くこととなる。また一方、弁体１４２も中子１２０に対して移動可動であるので、弁体１４２にかかる力が弁体１４２の摺動抵抗を上回る時には、弁体１４２が中子１２０に対して相対的に右側に移動する。弁体１４２が右側に移動すると導入口１３２を介する流路抵抗がますます高くなるために圧力差が拡大する。つまり、中子１２０及び弁１４２にかかるそれぞれの力は増加することとなり、中子１２０と弁体１４２の移動が促進される。
そして遂には、図８（ｃ）に表したように、導入口１３２が全閉状態となる。この時、左右の流路抵抗の差が最も大きい状態となり、中子１２０及び弁体１４２には、最大の圧力差に対応した力がそれぞれ作用する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の散水装置において中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて移動に必要な圧力差を生じさせればよい。このとき、導入口の一方を開状態、他方を閉状態とすることで最大の圧力差が得られ、最も確実且つ安定的な移動力が得られる。
【００４１】
再び図５に戻って説明を続けると、同図に表したように中子１２０がハウジング１０２内をその移動ストロークの右端または右端近傍まで動くと、制御手段の制御によって、弁体１４２、１４４が左側に移動する。すると、中子１２０の右側の導入口１３４は閉じられ、左側の導入口１３２が開かれる。この状態においては、入水口１１２から供給された水は矢印Ｃで表したように圧力室１１６から導入口１３２を介して中子１２０の中子内流路１２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水筒体１８０から流出する。一方、入水口１１４から供給された水は流出経路がないために圧力室１１８の圧力が上昇する。その結果として、中子１２０は、図５及び図６に矢印Ｍで表したように左方向に動く。
【００４２】
中子１２０が左側に動き続け、図７に表したように、ハウジング１０２の左端または左端近傍に至ると、制御手段の制御によって、弁体１４２、１４４が右側に移動する。すると、図４に関して前述したように、中子１２０の左側の導入口１３２が閉じて右側の導入口１３４が開く。その結果として、圧力室１１８の圧力が低下し、圧力室１１６の圧力が上昇して中子１２０は矢印Ｍで表したように右側に動く。この後、図４乃至図７に関して前述した動作を繰り返すことにより、中子１２０は、ハウジング１０２の中を左右に反復して動き続ける。
【００４３】
以下、本実施形態の散水装置の駆動部１００の構造について、具体例を参照しつつさらに詳細に説明する。
【００４４】
図９乃至図１２は、本実施形態の駆動部１００の要部を表す模式図である。すなわち、図９は、本具体例の駆動部の斜視図であり、図１０は、その斜視切断図、図１１は、断面図、図１２は、図１１のＡ−Ａ線断面図である。
本具体例の駆動部１００は、ハウジング本体１０３とハウジング蓋１０４により形成されるハウジング１０２から吐水筒体１８０が突出した例を有する。吐水筒体１８０は、内部に吐水流路１８２を有する中空構造となっており、先端にて開口している。なお、吐水筒体１８０は、必ずしも円柱状である必要はなく、角柱状や偏平形状など、各種の形状を与えることができる。
【００４５】
ハウジング本体１０３に設けられた入水口１１２、１１４に水などの流体を導入すると、左右に突出した吐水筒体１８０が矢印Ｍの方向に往復直線運動をする。従って、吐水筒体１８０の先端に散水部８３０を設ければ、散水位置が反復的に移動する散水装置を構成できる。
【００４６】
その内部構造について説明すると、図１０乃至図１２に表したように、ハウジング本体１０３及びハウジング蓋１０４により形成されるハウジング１０２のシリンダ空間に、中子本体１２１と中子蓋１２２とからなる中子１２０が移動可能に収容されている。中子１２０は、ハウジング１０２から突出する吐水筒体１８０に連結され、ハウジング内を第１の圧力室１１６と第２の圧力室１１８とに分割してピストンのように動く。これら圧力室１１６、１１８のそれぞれには、入水口１１２、１１４からそれぞれ水などの流体が導入される。中子１２０とハウジング１０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール１２６が設けられている。また、吐水筒体１８０とハウジング１０２との摺動部にも、同様の目的でシール１８４が設けられている。これらシール１２６、１８４の材料は、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、左右の圧力室に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００４７】
次に、中子１２０の構造について説明する。
中子本体１２１に中子蓋１２２を組合せることにより中子内流路１２４が形成され、この中子内流路１２４は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。中子本体１２１及び中子蓋１２２には、中子内流路１２４と圧力室１１６、１１８とを連通させる導入口１３２、１３４が設けられている。
【００４８】
そして、本具体例においては、制御手段として板ばねとスライドバーとが中子１２０に設けられている。
すなわち、中子本体１２１に中子蓋１２２を組合せることにより中子内流路１２４が形成され、この中子内流路１２４は、左右の吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。中子本体１２１及び中子蓋１２２には、中子内流路１２４と圧力室１１６、１１８とを連通させる導入口１３２、１３４が設けられている。そして、この中子内流路１２４を横断するように、主弁１４２、１４４、スライドバー１４６、１４８が設けられている。
【００４９】
図１３は、これら主弁及びスライドバーを表す斜視図である。
左右の主弁１４２、１４４は連結棒１４９により連結され、中子本体１２１及び中子蓋１２２に設けられた導入口１３２、１３４を貫通して左右に移動可能に設置されている。つまり、弁体としての主弁１４２、１４４は、中子本体１２１に対して、所定のストロークで左右に移動可能に設置されている。主弁１４２、１４４にはリブ１４３が形成されており、主弁１４２、１４４が導入口１３２、１３４に対して同軸に移動するように構成されている。主弁１４２、１４４がそれぞれ中子１２０から離れる方向に移動すると、これらリブ１４３の間に設けられている溝部１４５が導入口１３２、１３４の開口部となり流体の流路を形成する。そして、これら主弁１４２、１４４を同軸状に貫通するスライドバー１４６、１４８が、やはり左右に移動可能に設置されている。つまり、スライドバー１４６、１４８は、主弁１４２、１４４の動作ストロークよりも長いストロークで左右に移動可能に設置されている。
【００５０】
図１０乃至図１２に例示したように、主弁１４４が中子本体１２１から離れる方向に移動すると導入口１３４が開かれる。一方、これとは逆に、主弁１４２が中子蓋１２２から離れる方向に移動すると導入口１３２が開かれる。
これら導入口１３２、１３４は、いずれも中子内流路１２４に連通している。つまり、導入口１３２は、ハウジング内の圧力室１１６と中子内流路１２４とを連通させ、導入口１３４は、圧力室１１８と中子内流路１２４とを連通させる。
【００５１】
そして、これら導入口１３２、１３４の開度を変化させる主弁１４２、１４４の動作は、同軸に設置されたスライドバー１４６、１４８により決定される。すなわち、図１２に表したように、左右のスライドバー１４６、１４８は圧縮された板ばね１６０をはさんで連結され、板ばね１６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。なお、板ばね１６０は、その両端が中子本体１２１に支持されており、スライドバー１４６、１４８は、板ばね１６０を介して中子本体１２１に対して相対的に移動する。主弁１４２、１４４は、スライドバー１４６、１４８からこの付勢力を受けて、導入口１３２、１３４を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態にする。すなわち、スライドバー１４６、１４８と板ばね１６０が制御手段として作用し、弁体である主弁１４２、１４４を制御する。
【００５２】
以下、本具体例の駆動部の動作について説明する。
図１４は、本具体例の駆動部の往復動作を表す模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、スライドバー１４６、１４８が板ばね１６０の作用により向かって右側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁１４２、１４４もスライドバー１４６により右側に向けて付勢されるので、導入口１３２は閉じ、導入口１３４が開いた状態が形成される。
【００５３】
この状態で入水口１１２、１１４にほぼ同圧に水などの流体を供給すると、矢印Ｂで表したように入水口１１４から圧力室１１８に導入された水は、矢印Ｃで表したように導入口１３４から中子内流路１２４に流入し、左右に連通する吐水流路１８２を介して矢印Ｄで表したように流出する。
これに対して、矢印Ａで表したように入水口１１２から圧力室１１６に導入された水は、導入口１３２が閉じているために流出経路がなく、圧力室１１６の圧力を上昇させる。
つまり、導入口１３２、１３４の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室１１８よりも圧力室１１６の圧力のほうが高くなり、中子１２０は矢印Ｍの方向に押されて移動する。
【００５４】
なお、中子１２０が矢印Ｍの方向に移動すると、圧力室１１６の容積が増大し、その分だけ圧力室１１８の容積が縮小する。このため、矢印Ａの経路による圧力室１１６への流体の流入量の分、圧力室１１８内の流体も押し出され、流路１８２から流出する流体の吐水量に含まれることとなる。
【００５５】
図１４（ａ）に表した状態から中子１２０が矢印Ｍの方向にさらに移動を続け、スライドバー１４８がハウジング本体１０３の内壁に当接し、中子に対して押されると、板ばね１６０の湾曲方向が反転し、図１４（ｂ）に表したように、スライドバー１４６、１４８は、向かって左側に向けて付勢される。すると、スライドバー１４８が主弁１４４を押すことにより、主弁１４２、１４４も左側に移動する。すなわち、導入口１３２が開き、導入口１３４が閉じる。
図１４（ｂ）に表した状態においては、矢印Ａで表したように入水口１１２から圧力室１１６に導入された流体は、矢印Ｃで表したように、導入口１３２から中子内流路１２４に流入し、吐水流路１８２を介して矢印Ｄで表したように流出する。これに対して、矢印Ｂで表したように、入水口１１４から圧力室１１８に導入された流体は、導入口１３４が閉じているために流出経路がなく、圧力室１１８の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室１１６、１１８に圧力差が生じ、中子１２０は矢印Ｍで表したように左側に向けて移動を開始する。
【００５６】
中子１２０が移動を続けると、図１４（ｃ）に表したように、スライドバー１４６がハウジング蓋１０４の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子１２０が移動し、スライドバー１４６が中子１２０に対して押されることにより、板ばね１６０の湾曲方向が反転して、右側に付勢される。すると、図１４（ａ）に表した状態と同様に、導入口１３２が閉じて導入口１３４が開いた状態となり、中子１２０は右側に向けて移動を開始する。
【００５７】
以上説明したように、本具体例によれば、中子１２０に弁体としての主弁１４２、１４４と、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０からなる制御手段を設けることにより、中子１２０の移動に応じて導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子１２０を左右に反復的に動作させることができる。本具体例における中子１２０の往復運動のストロークは、ハウジング本体１０３の長さと、中子１２０の厚み（幅）と、により適宜設定できる。
【００５８】
次に、本具体例における制御手段の作用についてさらに詳しく説明する。
図１５は、本実施例における制御手段の動作を説明するための模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、板ばね１６０が向かって右側に湾曲してスライドバー１４６、１４８をこの方向に付勢している状態を表す。この時、主弁１４２により導入口１３２は閉じ、主弁１４４により導入口１３４は開いた状態とされる。
さて、この状態で中子１２０が向かって右側に移動していくと、同図（ａ）に表したようにハウジングの内壁にスライドバー１４８が当接する。中子１２０には圧力差が働いているため、スライドバー１４８をハウジング内壁に当接した状態で、中子１２０はさらに右に移動し、図１５（ｂ）に表した状態になる。すなわち、板ばね１６０の付勢力に打ち勝って中子１２０とスライドバー１４８との相対位置を変化させ、中子１２０に対してスライドバー１４８が押される。この結果、板ばね１６０も左側に押されて変形し、同図に例示したような略Ｓ字状の状態となる。このとき、主弁１４２、１４４には中子１２０と同様に圧力差が働いており、導入口１３２、１３４の開閉状態を変化させない。
【００５９】
この後、中子１２０がさらに移動することにより、中子１２０に対してスライドバー１４８がさらに押されると、図１５（ｃ）に表したように、板ばね１６０の湾曲方向が左側に反転を開始し、スライドバー１４６、１４８を左側に付勢する。
【００６０】
すると、図１５（ｄ）に表したように、板ばね１６０の付勢力によって主弁１４２、１４４が左側に移動し、導入口１３２が全開となり導入口１３４が全閉の状態となる。
【００６１】
以上説明したように、本具体例においては、圧縮した板ばね１６０の湾曲方向をスライドバー１４６、１４８により適宜反転させ、その付勢力を利用して主弁１４２、１４４を動作させることにより導入口１３２、１３４を全開及び全閉のいずれかの状態に択一的に制御する。つまり、板ばね１６０の付勢力を利用することで、中子１２０の反転のために左右の導入口１３２、１３４の開度差を確実に形成している。
【００６２】
スライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を制御する本具体例の機構は、本実施例の吐水装置の円滑な動作に対して極めて重要な役割を有する。すなわち、圧縮された板ばね１６０は、右側あるいは左側に湾曲した状態が安定状態であるが、図１５（ｂ）に表したようにこれら安定状態の中間付近において、準安定な中立状態となる場合がある。つまり、この状態において、板ばね１６０には、左あるいは右への付勢力があまり発生しない。従って、この状態において、仮に導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態となると、中子の両側の導入口１３２、１３４から流体が流入するために圧力差が無くなり、中子１２０の移動が停止してしまう。つまり、主弁１４２、１４４の動作開始のタイミングが板ばね１６０の反転のタイミングよりも早いと、中子１２０の動作が停止してしまうことがある。
【００６３】
これに対して、本具体例によれば、スライドバー１４６、１４８を設け、そのストロークを適宜調整することにより、図１５（ｂ）のような準安定な中立状態においては、主弁１４２、１４４がまだ移動せず、中子１２０に圧力がかかって動き続ける状態を維持できる。そして、この中立状態を越えて板ばね１６０が反転を開始した時に主弁１４２、１４４が移動を始めるようにすることができる。つまり、主弁１４２、１４２の動作開始のタイミングを、板ばね１６０の反転のタイミングに同期させることができる。
【００６４】
言い換えれば、中子１２０を移動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね１６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を移動させ、導入口１３２、１３４の開度差を、中子１２０を逆方向に移動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【００６５】
このようにすれば、板ばね１６０が中立状態の時に導入口１３２、１３４の開度がほぼ等しい状態となり中子１２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【００６６】
また、このようにすると、中子１２０がその移動ストロークの中間付近などに停止している状態から散水を開始させるような場合においても、散水開始時に板ばね１６０により主弁１４２、１４４を制御して導入口１３２、１３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子１２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口１３２の開度よりも導入口１３４の開度が大なる状態と、導入口１３４の開度よりも導入口１３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【００６７】
以上説明したように、本具体例においては、中子１２０の移動方向と、主弁１４２、１４４の可動方向、スライドバー１４６、１４８の可動方向、板ばね１６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させることにより、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【００６８】
なお、図９乃至図１５に表した具体例の場合、中子１２０の反転に際して、スライドバー１４６、１４８をハウジングの内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドバー１４６、１４８に磁石を設け、一方、ハウジングの内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用してスライドバー１４６、１４８をハウジングに対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１５（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、スライドバー１４６、１４８がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子１２０の反転が可能となる。
【００６９】
また一方、本実施例においては、往復直線動作において得られる推力は、中子１２０に負荷される流体の圧力と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子１２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【００７０】
また、図１乃至図１５においては、ハウジング内に設けられた略円筒状の空間に円形の中子１２０を収容した具体例を表したが、本発明はこれには限定されない。例えば、ハウジング本体１０３の内部空間は、角柱状でも偏平柱状でもよく、中子１２０もこれら形状に合わせて各種の形状とすることができる。
【００７１】
また、吐水筒体１８０の外周形状も円形である必要はなく、多角形状や偏平形状であってもよい。またさらに、吐水筒体１８０は中子１２０の中心に設ける必要はなく、中子１２０の中心から偏心させて設けてもよい。このようにすれば、中子１２０の小型化が容易であり、駆動部１００を小型化できる。
【００７２】
なお、本具体例の如くハウジング内空間を円柱状とし、吐水筒体１８０を円筒状の中子１２０の中心に設けた場合には、吐水筒体１８０を回転できる。つまり、吐水筒体１８０の先端に散水部８３０を設けた場合に、中子１２０の往復直線運動によってその散水位置を反復的に変化させることができると同時に、散水部８３０を回転させることにより、その散水方向を変化させることも可能である。
【００７３】
例えば、屋根の傾斜角度によって、太陽電池パネル９５０の設置角度が現場毎に異なる場合がある。このような場合でも、吐水筒体１８０を回転できれば、散水口８３８の散水方向を現場で最適な方向に調整でき、使い勝手や施工性に優れる。
【００７４】
ところで、本発明においては、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御手段として、板バネとスライドバーとを利用する方法の他にも、例えば、磁石を利用する方法もある。
【００７５】
図１６は、磁石によって中子１２０の反転動作を制御するメカニズムを説明するための模式図である。
すなわち、図１６（ａ）は、中子１２０が向かって左側から右側に向けて移動し、ハウジング本体１０３の内壁に弁体１４４が当接した状態を表す。なお、この具体例の場合、中子１２０には磁石１７０が設けられ、ハウジング１０２には磁石（または強磁性体）１７４が設けられている。図１６（ａ）の状態においては、中子１２０に対して圧力差による力が働くので、中子１２０はさらに右側に移動する。すなわち、弁体１４４をハウジング１０２に当接させ移動方向に対して固定した状態で、中子１２０はさらに右側に移動する。
【００７６】
すると遂には図１６（ｂ）に表した状態になる。この状態においては、導入口１３２、１３４の開度はほぼ同一であるので、流路抵抗の差による圧力差は生じない。しかしこの時、磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力によって中子１２０をさらに右側に引き寄せることが可能である。
【００７７】
なおこの場合、中子１２０の摺動抵抗の値によっては、図１６（ｂ）に表した状態になる前に中子１２０が停止することもあり得る。このような場合には、図１６（ａ）と図１６（ｂ）の間の状態において磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力により中子１２０を引き寄せることが望ましい。
【００７８】
さて、図１６（ｂ）に表した状態から中子１２０が磁石の引力によって右側に引き寄せられると、図１６（ｃ）に表したように導入口１３２の開度が導入口１３４の開度よりも大きい状態が形成される。すると、これら導入口１３２、１３４の流路抵抗に差が生じ、圧力差が生ずる。すなわち、中子１２０の右側の圧力のほうが高くなり、中子１２０は向かって左側に動き始める。つまり、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることにより、中子１２０を反転させることが可能となる。
【００７９】
またこの時、図８に関して前述したように、圧力差は弁体１４４にも作用し、弁体１４４を閉じる方向の力が働く。その結果として、図１６（ｄ）に表したように、弁体１４４が完全に閉じられ、中子１２０の右側の圧力は最大値に上昇する。つまり、中子１２０を反転させた後、左側への最大の駆動力が得られる。
【００８０】
以上説明したように、磁石１７０と磁石（または強磁性体）１７４との間に作用する引力によって、中子１２０を図１６（ｃ）に表した状態まで引き寄せることができれば、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることができ、中子１２０を反転させることができる。つまり、中子１２０をハウジング１０２の中で往復直線運動させることができる。
【００８１】
なお、この場合、反転後に中子１２０が磁石の引力に打ち勝って移動する必要がある。つまり、圧力差により中子１２０に作用する力と、磁石により得られる引力とのバランスを適宜設定することが望ましい。
【００８２】
また、図１６に表した具体例の場合、弁体１４２、１４４の表面（ハウジング１０２との当接面）は曲面状に突出し、ハウジング１０２に当接した状態でも隙間が生ずるようにしている。このように、ハウジング１０２への当接面積を小さくすることによって、弁体が受ける圧力差を有効に活用でき、開度の大小を逆転させるという弁体の反転動作を円滑に行うことができる。
【００８３】
また、図１６に表した具体例の場合、中子１２０の反転に際して、弁体１４２、１４４をハウジング１０２の内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、弁体１４２、１４４に磁石を設け、一方、ハウジング１０２の内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用して弁体１４２、１４４をハウジング２に対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１６（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、弁体１４２、１４４がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子を反転させることができる。
【００８４】
以上説明したように、中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて移動に必要な圧力差を生じさせればよい。また同様に、中子１２０の移動方向を反転させる際にも、制御手段によって、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させればよい。例えば、導入口１３２及び１３４の開度の比率を制御手段によって、７０：３０から３０：７０に変化させることにより、反転動作が可能である。またさらに、制御手段によって、開度を１００：０から０：１００に変化させれば、最も確実且つ安定的反転動作が可能となる。
【００８５】
本実施形態によれば、ハウジング１０２に収容した中子に弁体１４２、１４４と制御手段を設け、両側の圧力室に水を供給することにより、中子１２０を往復運動させることができる。このとき、中子１２０の移動方向と弁体１４２、１４４の可動方向とを略同一とすることにより、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させ、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させるという弁体の反転動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【００８６】
本発明によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水等の供給圧力のみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電など対する対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。その結果、建物の屋根や外壁、あるいは地表面などの屋外環境に設置される太陽電池パネルに付設して安定した動作をさせることができる。
【００８７】
またさらに、本発明の散水装置は、弁体１４２、１４４や制御手段が中子１２０に付属して設けられているので、例えば外付けの４方弁などが不要となり、シンプルな構成で円滑な往復反転運動を実現できる。その結果として、小型化が容易となり、また流路がシンプルになるため、圧力損失を抑えることができ、吐水量や吐水圧を確保できる点でも有利である。また、弁体１４２、１４４や制御手段がハウジング１０２の中に内蔵されている構造であるため、外乱に強く円滑な動作を実現できる。その結果として、屋外環境に設置される太陽電池パネルに付設して安定した冷却・洗浄動作をさせることができる。
【００８８】
また、給水に関しても、同一の給水源から分岐して２つの入水口に接続するだけでよく、施工性に優れる。
さらに、移動する中子と吐水筒体の内部に水の流路が形成されているため、吐水筒体の先端に様々な散水筒体を接続するだけで散水位置を往復運動させることが可能であり、特別な接続部材が不要である点でも、施工性に優れる。
特に、太陽光発電システムは、建物の屋根などの既存の設備の上に「後付け」で取り付ける場合も多い。このように、様々な条件のもとに太陽光発電システムを後付けする場合にもおいても、本発明の散水装置は施工性に優れる点で有利である。
【００８９】
図１７は、本具体例の駆動部の変型例を表す模式断面図である。
同図については、図１乃至図１６に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、吐水筒体１８０が中子１２０の両側に設けられている。すなわち、吐水筒体１８０は、ハウジング１０２の両側から突出している。これら一対の吐水筒体１８０は、それぞれ吐水しながら同一方向に同期して往復運動をする。本変型例は、両端から散水を得たい場合に特に便利である。例えば、隣接する２枚の太陽電池パネルの間にこの駆動部を配置し、その両側に散水部８３０を設けてこれら２枚の太陽電池パネルに同時に散水することが可能となる。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図１８は、本発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【００９１】
本実施形態にかかる太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置２０と、を備える。散水装置２０は、駆動部２００と、散水部８３０と、を有する。この太陽光発電システムも、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置２０に水を供給すると、散水部８３０が矢印Ｍの方向に往復回動運動（スイング）しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【００９２】
図１９は、本実施形態の散水装置２０の断面構造を例示する模式図である。
駆動部２００は、外部から供給される水の圧力によって、散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。以下、この駆動部２００の構造と動作について、詳細に説明する。
図２０乃至図２４は、本実施形態の駆動部２００の要部を表す模式図である。すなわち、図２０は、本実施例の駆動部２００の斜視図であり、図２１は、その斜視切断図、図２２は、底面側から眺めた斜視図及び切断図、図２３は、縦断面図、図２４は、図２３のＢ−Ｂ線断面図である。
【００９３】
本具体例の駆動部２００は、ハウジング本体２０３とハウジング蓋２０４、２０５により形成されるハウジング２０２から一方に吐水筒体２８０が突出した例を有する。吐水筒体２８０は、内部に吐水流路２８２を有する中空構造となっており、先端にて開口している。ハウジング２０２に設けられた入水口２１２、２１４に水など流体を導入すると、吐水筒体２８０が矢印Ｍの方向に往復回動運動をする。従って、吐水筒体２８０の先端に散水部８３０を設ければ、散水位置が反復的に変化する散水装置を形成できる。
【００９４】
その内部構造について説明すると、図２１乃至図２４に表したように、ハウジング本体２０３及びハウジング蓋２０４、２０５により形成される扇状のハウジング空間に、中子本体２２１と中子蓋２２２とからなる中子２２０が吐水筒体２８０を中心軸として回動可能に収容されている。すなわち、中子２２０は、ハウジング２０２内を貫通する吐水筒体２８０と連結され、扇状のハウジング内を第１の圧力室２１６と第２の圧力室２１８に分割して回動する。これら圧力室２１６、２１８のそれぞれには、入水口２１２、２１４からそれぞれ水などの流体が導入される。中子２２０とハウジング２０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール２２７が設けられている。また、吐水筒体２８０とハウジング２０２との摺動部にも、同様の目的でシール２２６が設けられている。これらシール２２７、２２６の材料も、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、左右の圧力室に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００９５】
次に、中子２２０の構造について説明する。
本実施形態においても、中子２２０は、前述した第１実施形態と同様の弁体と制御手段とを備える。すなわち、中子２２０の中には中子内流路２２４が形成され、この中子内流路２２４は、吐水筒体２８０に設けられた吐水流路２８２に連通している。中子２２０には、中子内流路２２４と圧力室２１６、２１８とを連通させる導入口２３２、２３４が設けられている。そして、この中子内流路２２４を横断するように、主弁２４２、２４４、スライドバー２４６、２４８が設けられている。これら主弁及びスライドバーの形状は、図１３に関して前述した如くである。また、これら要素からなる弁体と制御手段の動作についても、第１実施形態に関して前述したものと同様である。
すなわち、図２４に例示したように、主弁２４４が中子本体２２０から離れる方向に移動すると、導入口２３４が開かれる。一方、これとは逆に、主弁２４２が中子本体２２０から離れる方向に移動すると、導入口２３２が開かれる。
これら導入口２３２、２３４は、いずれも中子内流路に連通している。つまり、導入口２３２は、ハウジング内の圧力室２１６と中子内流路２２４とを連通させ、導入口２３４は、圧力室２１８と中子内流路２２４とを連通させる。
【００９６】
そして、これら導入口２３２、２３４の開度を変化させる主弁２４２、２４４の動作は、同軸に設置されたスライドバー２４６、２４８により決定される。すなわち、図２１及び図２３に表したように、左右のスライドバー２４６、２４８は圧縮された板ばね２６０をはさんで連結され、板ばね２６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。なお、板ばね２６０は、その両端が中子本体２２０に支持されており、スライドバー２４６、２４８は、板ばね２６０を介して中子本体２２０に対して相対的に移動する。主弁２４２、２４４は、スライドバー２４６、２４８からこの付勢力を受けて、導入口２３２、２３４を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態に制御する。
【００９７】
以下、本具体例の駆動部２００の動作について説明する。
図２５は、本具体例の駆動部の動作を説明するための模式図である。
【００９８】
まず、同図（ａ）は、スライドバー２４６、２４８が板ばね２６０の作用により向かって左側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁２４２、２４４もスライドバー２４６により左側に向けて付勢されるので、導入口２３２は閉じ、導入口２３４が開いた状態が形成される。
【００９９】
この状態で入水口２１２、２１４にほぼ同圧に水などの流体を供給すると、矢印Ａで表したように入水口２１４から圧力室２１８に導入された水は、矢印Ｃで表したように導入口２３４から中子内流路２２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水流路２８２を介して流出する。
これに対して、矢印Ｂで表したように入水口２１２から圧力室２１６に導入された水は、導入口２３２が閉じているために流出経路がなく、圧力室２１６の圧力を上昇させる。
つまり、導入口２３２、２３４の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室２１８よりも圧力室２１６の圧力のほうが高くなり、中子２２０は矢印Ｍの方向に押されて回動する。
【０１００】
なお、中子２２０が矢印Ｍの方向に移動すると、圧力室２１６の容積が増大し、その分だけ圧力室２１８の容積が縮小する。このため、矢印Ｂの経路による圧力室２１６への流体の流入量の分、圧力室２１８内の流体も押し出され、流路２８２から流出する流体の吐水量に含まれることとなる。
【０１０１】
そしてさらに中子２２０が回動を続け、スライドバー２４８がハウジング２０２の内壁に当接し、中子２２０に対して押されると、板ばね２６０の湾曲方向が反転し、図２５（ｂ）に表したように、スライドバー２４６、２４８は、反対側に向けて付勢される。すると、スライドバー２４８が主弁２４４を押すことにより、主弁２４２、２４４も右側（向かって時計回り方向）に移動する。すなわち、導入口２３２が開き、導入口２３４が閉じる。図２５（ｂ）に表した状態においては、矢印Ｂで表したように入水口２１２から圧力室２１６に導入された流体は、矢印Ｃで表したように、導入口２３２から中子内流路２２４に流入し、矢印Ｄで表したように吐水流路２８２を介して流出する。これに対して、矢印Ａで表したように、入水口２１４から圧力室２１８に導入された流体は、導入口２３４が閉じているために流出経路がなく、圧力室２１８の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室２１６、２１８に圧力差が生じ、中子２２０は矢印Ｍで表したように右側に向けて回動を開始する。
【０１０２】
中子２２０がさらに回動すると、図２５（ｃ）に表したように、スライドバー２４６がハウジング本体２０２の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子２２０が移動し、スライドバー２４６が中子２２０に対して押されることにより、板ばね２６０の湾曲方向が反転して、反対側に付勢される。すると、図２５（ａ）に表した状態と同様に、導入口２３２が閉じて導入口２３４が開いた状態となり、中子２２０は左側に向けて回動を開始する。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例においても、中子２２０に主弁２４２、２４４からなる弁体と、制御手段とを設けることにより、中子２２０の移動に応じて導入口の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子２２０を左右に反復的に動作させることができる。なお、本具体例においても、図１５に関して前述したように、主弁２４２、２４２の反転動作開始のタイミングを、板ばね２６０の反転のタイミングに同期させることができる。このようにすれば、板ばね２６０が中立状態の時に主弁２４２、２４４の開度がほぼ等しい状態となり中子２２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【０１０４】
言い換えれば、中子２２０を移動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね２６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー２４６、２４８を介して主弁２４２、２４４を移動させ、導入口２３２、２３４の開度差を、中子２２０を逆方向に移動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【０１０５】
本具体例においても、中子２２０の回動方向と、主弁２４２、２４４の可動方向、スライドバー２４６、２４８の可動方向、板ばね２６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子２２０がハウジング２０２に内壁に接近した時、中子２２０の動く方向と、主弁２４２、２４４の可動方向、板ばね２６０の付勢方向、スライドバー２４６、２４８の可動方向とを略同一とすることにより、中子２２０の回動動作と開度制御動作とを連動させる、中子２２０の反転のための導入口２３２、２３４の開度の大小関係の反転動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。
【０１０６】
また、このようにすると、中子２２０がその回動ストロークの中間付近などに停止している状態から散水を開始させるような場合においても、散水開始時に板ばね２６０により主弁２４２、２４４を制御して導入口２３２、２３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子２２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口２３２の開度よりも導入口２３４の開度が大なる状態と、導入口２３４の開度よりも導入口２３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【０１０７】
なお、本具体例における中子２２０の回動運動のストローク（回動角度）は、ハウジング２０２の扇状空間の開き角度により適宜設定できる。広範囲を効率的に散水するためには、中子２２０の回動運動のストロークは略１８０度以上とすることが有利である。ただし、中子２２０の回動軸を太陽電池パネルから離間させて設置した場合には、中子２２０の回動ストロークを必ずしも１８０度以上とする必要はなく、回動ストロークの両端において散水部８３０が太陽電池パネル９５０の端部あるいはそれよりも外側にあるようにすればよい。
【０１０８】
また、本実施例においても、回動動作により得られる推力は、中子２２０に付加される流体の圧力と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子２２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【０１０９】
本実施形態においても、第１実施形態に関して前述したものと同様に、ひとつあるいは複数の散水口８３８が設けられた散水部８３０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
なお、本実施形態においては、散水部８３０により太陽電池パネル９５０の全面に亘って直接散水する必要は必ずしもない。すなわち、散水部８３０は、太陽電池パネル９５０の上部のみに直接散水し、その水が下方に流れることによって太陽電池パネル９５０の下部が冷却・洗浄されるようにしてもよい。この場合、太陽電池パネル９５０の下部において水ができるだけ均一に流れるように、散水部８３０の寸法や回動範囲を設定すればよい。また、散水口８３８のそれぞれに水を拡散吐水させるようなノズルを設けると、より均一に散水することが可能となる。
【０１１０】
また、本実施形態においては、散水部８３０は太陽電池パネル９５０に「影」を落とす場合があり得る。このため、散水しない状態においては、中子２２０の回動ストローク範囲の端に散水部８３０を停止させることが望ましく、また、日射の方向も考慮した上で、散水部８３０を太陽電池パネル９５０の端部あるいはそれよりも外側にあるように中子２２０の回動ストロークを決定すればよい。従って、中子２２０の回動ストロークは、１８０度よりも小さい場合も、大きい場合もあり得る。
【０１１１】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図２６は、本発明の第３の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【０１１２】
本実施形態にかかる太陽光発電システムも、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた散水装置３０と、を備える。散水装置３０は、駆動部２００と、散水部８３０と、支持部９１０と、を有する。この太陽光発電システムも、建物の屋根９６０の上などに設置され、太陽光を太陽電池パネル９５０に受けて電力を発生する。そして、散水装置３０に水を供給すると、散水部８３０から放出される散水位置が周期的に変化しながら、太陽電池パネル９５０の表面に散水する。
【０１１３】
図２７は、本実施形態の散水装置３０の断面構造を例示する模式図である。
本実施形態の散水装置３０も、第２実施形態に関して前述した駆動部２００を有する。すなわち、駆動部２００は、外部から供給される水の圧力によって、吐水筒体２８０を矢印Ｍの方向に往復回動運動させつつ、散水部８３０に水を供給する。
一方、散水部８３０は、散水カバー８３６と、その内側に収容された散水筒体８３２と、を有する。
図２８は、散水カバー８３６を表す斜視図であり、図２９は、その内側に収容される散水筒体８３２を表す斜視図である。
散水カバー８３６には、横方向に細長く形成された開口である散水スリット８３７が設けられている。一方、散水筒体８３２には、その中空空間としての散水流路８３４が設けられ、この散水流路８３４に連通するスパイラル状の開口である散水口８３９が設けられている。散水口８３９の数は、ひとつでも複数でもよい。散水カバー８３６は、支持部９１０などにより固定され、一方、散水筒体８３２は駆動部２００の吐水筒体２８０に連結されている。
【０１１４】
第２実施形態に関して前述したように、駆動部２００に水を供給すると、吐水筒体２８０が往復回動運動をしつつ散水筒体の散水流路８３４に水を送出する。散水流路８３４に送出された水は、スパイラル状の散水口８３９と、散水カバー８３６の散水スリット８３７と、の重複部分から太陽電池パネル９５０に向けて散水される。そして、散水筒体８３２が矢印Ｍの方向に往復回動運動すると、散水口８３９と、散水カバー８３６の散水スリット８３７と、の重複部分が周期的に移動する。つまり、散水位置を周期的に移動させつつ、太陽電池パネル９５０に散水できる。
【０１１５】
ここで、本具体例においても、散水位置の移動ストロークを、散水口８３９と散水スリット８３７との重複部分のピッチと同程度以上とすると、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水できる。
【０１１６】
本実施形態においても、第１実施形態に関して前述したものと同様に、散水位置を周期的に移動させながら散水することにより、少ない水量で、太陽電池パネル９５０の表面に均一に散水することができる。その結果として、均一な冷却効果と優れた洗浄効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
【０１１７】
次に、本発明の太陽光発電システムについて説明する。
図３０は、本発明の太陽光発電システムのブロック図である。
すなわち、本発明の太陽光発電システムは、太陽電池パネル９５０と、その上方に設けられた第１乃至第３実施形態のいずれかの散水装置１０（２０、３０）と、を備える。散水装置１０（２０、３０）には、電磁弁１１０２と配管７００とを介して水Ｗ１が供給される。電磁弁１１０２の開閉動作は、制御部１１０４により制御される。そして、太陽電池パネル９５０には温度センサ１１０６が付設され、制御部１１０４は、この温度センサ１１０６の検出結果に基づいて、電磁弁１１０２の開閉を制御する。すなわち、温度センサ１１０６による検出温度が所定値を超えたときには、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、太陽電池パネル９５０の温度が高くなった時に散水して冷却し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１１８】
図３１は、本発明の太陽光発電システムの第１の変型例のブロック図である。同図については、図３０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、照度センサ１１０８が設けられている。制御部１１０４は、照度センサ１１０８による照度の検出値が所定値を超えた時に、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、太陽光の照度が大きい時に、散水して太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１１９】
図３２は、本発明の太陽光発電システムの第２の変型例のブロック図である。同図についても、図３０に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、時間あるいは時刻を計測するタイマ手段１１１０が設けられている。制御部１１０４は、タイマ手段１１１０による計測値に基づいて、電磁弁１１０２の開閉を制御する。例えば、一日のうちで、所定の時刻に所定の時間だけ散水（Ｗ２）させることができる。散水の頻度や量は、太陽電池パネル９５０が設置される環境に応じて適宜決定することができる。例えば、温度が高くなりやすい夏場は高い頻度で散水し、逆に冬場は散水の頻度を下げることもできる。このようにすれば、水資源を効率的に利用しつつ、太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１２０】
図３３は、本発明の太陽光発電システムの第３の変型例のブロック図である。同図についても、図３０乃至図３２に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、太陽電池パネル９５０の出力が制御部１１０４にフィードバックされる。例えば、制御部１１０４は、太陽電池パネル９５０の発電出力が所定値を超えた時に、電磁弁１１０２を開いて散水装置１０（２０、３０）に水を供給し、太陽電池パネル９５０に散水する（Ｗ２）。このようにすれば、大きな出力が得られ、太陽電池パネル９５０の温度も高くなりやすい時に、散水して太陽電池パネル９５０を冷却・洗浄し、発電効率を確実に高めることが可能となる。
【０１２１】
またさらに、図３０乃至図３３に関して前述したそれぞれの例示を適宜組み合わせてもよい。例えば、図３２の具体例と図３３の具体例とを組み合わせると、太陽電池パネル９５０の表面が埃などで汚れた結果として、発電出力が得られなくなるような場合でも、タイマ手段１１１０の設定により散水して太陽電池パネル９５０の表面を洗浄し、発電出力を回復させることができる。
【０１２２】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施例について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
すなわち、本発明の太陽光発電システム及び散水装置を構成するいずれかの要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
【０１２３】
例えば、太陽電池パネル、駆動部、散水部及び支持部の外形や、構成部品の形状あるいは配置、ストロークや回動角度、などについて当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図２】第１実施形態の散水装置１０の断面構造を例示する模式図である。
【図３】第１実施形態の散水装置の全体構成を例示する模式図である。
【図４】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図５】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図６】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図７】第１実施形態の散水装置の動作メカニズムを説明するための模式図である。
【図８】導入口１３２、１３４の開度に差を設けることの作用効果を説明するための模式図である。
【図９】第１実施形態の駆動部１００の斜視図である。
【図１０】駆動部１００の斜視切断図である。
【図１１】駆動部１００の断面図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】主弁及びスライドバーを表す斜視図である。
【図１４】駆動部の往復動作を表す模式図である。
【図１５】制御手段の動作を説明するための模式図である。
【図１６】磁石によって中子１２０の反転動作を制御するメカニズムを説明するための模式図である。
【図１７】駆動部の変型例を表す模式断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図１９】散水装置２０の断面構造を例示する模式図である。
【図２０】駆動部２００の斜視図である。
【図２１】駆動部２００の斜視切断図である。
【図２２】駆動部２００を底面側から眺めた斜視図及び切断図である。
【図２３】駆動部２００の縦断面図である。
【図２４】図２３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図２５】駆動部の動作を説明するための模式図である。
【図２６】本発明の第３の実施の形態にかかる太陽光発電システムを例示する模式斜視図である。
【図２７】散水装置３０の断面構造を例示する模式図である。
【図２８】散水カバー８３６を表す斜視図である。
【図２９】内側に収容される散水筒体８３２を表す斜視図である。
【図３０】本発明の太陽光発電システムのブロック図である。
【図３１】本発明の太陽光発電システムの第１の変型例のブロック図である。
【図３２】本発明の太陽光発電システムの第２の変型例のブロック図である。
【図３３】本発明の太陽光発電システムの第３の変型例のブロック図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１０、２０、３０ 散水装置
１００、２００ 駆動部
１０２、２０２、 ハウジング
１０３、２０３、 ハウジング本体
１０４、２０４、２０５、 ハウジング蓋
１１２、１１４、２１２、２１４ 入水口
１１６、１１８、２１６、２１８ 圧力室
１２０、２２０ 中子
１２１、２２１ 中子本体
１２２、２２２ 中子蓋
１２４、２２４ 中子内流路
１２６、２２６、２２７ シール
１３２、１３４、２３２、２３４ 導入口
１４２、１４４、２４２、２４４ 主弁
１４６、１４８、２４６、２４８ スライドバー
１４９ 連結棒
１６０、２６０ 板ばね
１８０、２８０ 吐水筒体
１８２、２８２ 吐水流路
１８４ シール
７００ 給水配管
８３０ 散水部
８３２ 散水筒体
８３４ 散水流路
８３６ 散水カバー
８３７ 散水スリット
８３８、８３９ 散水口
９１０ 支持部
９５０ 太陽電池パネル
９６０ 屋根
１１０２ 電磁弁
１１０４ 制御部
１１０６ 温度センサ
１１０８ 照度センサ
１１１０ タイマ手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に空間を有するハウジングと、
前記空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第１の方向に前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項２】
前記散水筒体は、前記第１の方向に沿って設けられた複数の前記散水口を有し、
前記複数の散水口のピッチは、前記第１の方向に沿った前記中子の移動のストローク以下であることを特徴とする請求項１記載の散水装置。
【請求項３】
前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて移動し、
前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて移動することを特徴とする請求項１または２に記載の散水装置。
【請求項４】
前記中子の移動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項５】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略垂直な第１の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な方向に延在し、前記第１の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項６】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第２の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記第２の軸に対して略平行方向に延在し、前記第２の軸を中心としたスパイラル状の散水口が設けられ、前記第２の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体と、
前記吐水筒体を覆うようにその外側に設けられ、前記第２の軸に対して略平行方向に延在する散水スリットを有する散水カバーと、
を有し、
前記散水筒体が前記中子と連動すると、前記散水口と前記散水スリットとの重複部が移動しつつ、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記重複部から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項７】
前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて回動し、
前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて回動することを特徴とする請求項５または６に記載の散水装置。
【請求項８】
前記中子の回動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項９】
前記中子の回動方向の反転時に、前記弁体あるいは前記制御手段の少なくともいずれかが前記ハウジングの内壁に当接し、前記当接している部分における内壁と、前記弁体の可動方向と、が略垂直な関係を維持するものとして構成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１の導入口の開度よりも前記第２の導入口の開度が大なる第１の状態と、前記第２の導入口の開度よりも前記第１の導入口の開度が大なる第２の状態と、を択一的に保持可能としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記弁体の移動ストロークよりも長いストロークで動作可能であり前記弁体を移動させるスライドバーと、
前記スライドバーをそのストロークの一端または他端に付勢する板ばねと、
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１２】
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの一端に設けられる請求項１〜１１のいずれか１つに記載の散水装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項１】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に空間を有するハウジングと、
前記空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第１の方向に前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の移動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され前記第１の方向に沿って前記中子に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項２】
前記散水筒体は、前記第１の方向に沿って設けられた複数の前記散水口を有し、
前記複数の散水口のピッチは、前記第１の方向に沿った前記中子の移動のストローク以下であることを特徴とする請求項１記載の散水装置。
【請求項３】
前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて移動し、
前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて移動することを特徴とする請求項１または２に記載の散水装置。
【請求項４】
前記中子の移動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項５】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略垂直な第１の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な方向に延在し、前記第１の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体を有し、
前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記散水筒体に設けられた散水口から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項６】
太陽電池パネルに散水する散水装置であって、
駆動部と、
散水部と、
を備え、
前記駆動部は、
内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第１及び第２の圧力室に分割しつつ前記太陽電池パネルの表面に対して略平行な第２の軸を中心として前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第１の圧力室に水を導入する第１の入水口と、
前記第２の圧力室に水を導入する第２の入水口と、
前記第１の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第１の導入口と、
前記第２の圧力室から前記中子内流路に水を導入する第２の導入口と、
前記第１及び第２の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を有し、
前記散水部は、
前記吐水筒体に連結され、前記第２の軸に対して略平行方向に延在し、前記第２の軸を中心としたスパイラル状の散水口が設けられ、前記第２の軸を中心として前記中子の前記回動に連動する散水筒体と、
前記吐水筒体を覆うようにその外側に設けられ、前記第２の軸に対して略平行方向に延在する散水スリットを有する散水カバーと、
を有し、
前記散水筒体が前記中子と連動すると、前記散水口と前記散水スリットとの重複部が移動しつつ、前記中子内流路から前記散水流路の内部に形成された散水流路に供給された水を前記重複部から放出することを特徴とする散水装置。
【請求項７】
前記第１の導入口を閉じ前記第２の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第２の圧力室に向けて回動し、
前記第２の導入口を閉じ前記第１の導入口を開けた状態で前記第１及び第２の入水口に水を供給すると、前記中子は、前記第１の圧力室に向けて回動することを特徴とする請求項５または６に記載の散水装置。
【請求項８】
前記中子の回動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項９】
前記中子の回動方向の反転時に、前記弁体あるいは前記制御手段の少なくともいずれかが前記ハウジングの内壁に当接し、前記当接している部分における内壁と、前記弁体の可動方向と、が略垂直な関係を維持するものとして構成されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記第１の導入口の開度よりも前記第２の導入口の開度が大なる第１の状態と、前記第２の導入口の開度よりも前記第１の導入口の開度が大なる第２の状態と、を択一的に保持可能としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
前記弁体の移動ストロークよりも長いストロークで動作可能であり前記弁体を移動させるスライドバーと、
前記スライドバーをそのストロークの一端または他端に付勢する板ばねと、
を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載の散水装置。
【請求項１２】
太陽電池パネルと、
前記太陽電池パネルの一端に設けられる請求項１〜１１のいずれか１つに記載の散水装置と、
を備えたことを特徴とする太陽光発電システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２００６−１９８４６８（Ｐ２００６−１９８４６８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０２４９（Ｐ２００５−１０２４９）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（００００１００８７）東陶機器株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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