JP2000170112A - 融雪発電装置 - Google Patents

融雪発電装置

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JP2000170112A
JP2000170112A JP10350378A JP35037898A JP2000170112A JP 2000170112 A JP2000170112 A JP 2000170112A JP 10350378 A JP10350378 A JP 10350378A JP 35037898 A JP35037898 A JP 35037898A JP 2000170112 A JP2000170112 A JP 2000170112A
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JP
Japan
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snow
metal plate
thermoelectric element
power
sewage
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Application number
JP10350378A
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English (en)
Inventor
Koji Iritani
幸司 入谷
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Sunpot Co Ltd
Original Assignee
Sunpot Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地下水、又は下水が有する熱エネルギーを利
用して雪を解かすと同時にこれらの熱エネルギーを利用
して発電すること。 【解決手段】 互いに電気的に結線した複数個の熱電素
子1の一側端に金属板2を設け、その金属板2の表面を
雪の載置面とすると共に、熱電素子1の他側端に地下水
を流すパイプ4と接触させたことで、地下水の有する熱
エネルギーによって雪を解かすことができると共に熱電
素子1の両端に温度差を与えてゼーベック効果による発
電を行わせ、又は上記複数個の熱電素子1の他側端に、
一端を下水Cに浸漬させたヒートパイプ9の他端を接触
たことで、下水の有する熱エネルギーによって雪を解か
すことができると共に、該熱電素子1の両端に温度差を
与えてゼーベック効果による発電を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地下水、又は下水
道を流れる下水が有する熱エネルギーを利用して雪を解
かすと同時に、これらの熱エネルギーを利用して発電す
る発電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、地下水を汲み上げ、これを雪と接
触させて解かすことは知られ、また、下水が有する熱エ
ネルギーを利用して融雪することも試みられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらは単
に、雪を解かすために、これらの熱エネルギーを利用し
ているに過ぎず、雪が解けるときの熱エネルギーは利用
されていない。本発明は、この熱エネルギーを有効利用
して発電することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1記載の発
明は、互いに電気的に結線した複数個の熱電素子の一側
端に金属板を設け、該金属板表面を雪の載置面とすると
共に、該熱電素子の他側端に直接又は間接的に地下水を
流すパイプと接触させたことで、地下水の熱エネルギー
によって雪を解かすことができると共に、該熱電素子の
両端に温度差を与えてゼーベック効果による発電を行わ
せることができる。
【0005】本願の請求項2記載の発明は、互いに電気
的に結線した複数個の熱電素子の一側端に金属板を設
け、該金属板表面を雪の載置面とすると共に、熱電素子
の他側端に、一端を下水に浸漬させたヒートパイプの他
端を接触させたことで、下水の有する熱エネルギーによ
って雪を解かすことができると共に、該熱電素子の両端
に温度差を与えてゼーベック効果による発電を行わせる
ことができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明実施の形態を図面に付き説
明する。図1で、1は互いに結線した複数個の熱電素子
を示し、該熱電素子1の上面に金属板2を設けると共
に、該熱電素子1の下側にも金属板3を取り付けて、該
熱電素子1を金属板2、3でサンドイッチした状態と
し、上方の金属板2の表面を雪の載置面とし、下側の金
属板3の下面に地下水を流すパイプ4を取り付けて、該
金属板3を介して熱電素子1に間接的に、地下水を作用
させて、金属板2上の雪を解かすと共に、該熱電素子1
の上下に作用する温度差で発電するようにした。
【0007】これを、更に具体的に説明すると、金属板
2、3としてアルミ板(1m×2m、厚さ2.0mm)
の間に60個の熱電素子1を12列、5段に配置し、図
面で右側の6列と、左側の6列とをそれぞれ直列に結線
して、右半分と左半分の熱電素子1から別個に出力を取
り出すようにした。本装置は、例えば図3に示すごと
く、玉砂利を敷いた地面に敷設すると共に、その近傍に
2本の井戸A,Bを堀り、一方井戸Aからポンプ5で地
下水を汲み上げ、金属板3の下面に取り付けたパイプ4
に通水した後、他側の井戸Bに戻すようにした。
【0008】雪は1Kg当たり80Kcalの融解熱で
0℃の水となる。井戸水は冬でも14℃程度の温度を保
ち、熱電素子1の両端の平均温度差を10℃に保つこと
ができる。そして熱電素子1は、両端の平均温度差が1
0℃あると、1枚当たり2.4 V、11.4wの発電がで
き、右半分と左半分の熱電素子1からそれぞれ72V、
342Wの発電力が得られ、右半分と左半分を直列接続
すれば、一枚当たり72V、684Wの発電力が得られ
る。そして、熱電素子1の電力変換効率は、4〜5%程
度である。仮に4%のものを使用した場合、一枚当たり
684Wの出力を得るには、17100Wに相当する熱
エネルギーを必要とする。これをカロリーに換算する
と、17100W×860=14706000cal=
14706Kcalとなる。雪の融解熱は1Kg当たり
80Kcalであるから、上記融解熱を得るには、時間
当たり183、8Kgの雪が必要である。雪の密度は、
120Kg/m3 であるから、上記したものでは、単位
時間当たり60cmの雪を解かす必要があり、逆にいえ
ば単位時間当たり60cmの雪を解かすことができるこ
とになる。井戸水のパイプ4への入口温度は14℃、出
口温度は8℃程度であり、この場合の電熱素子1の上下
端の平均温度差は11℃となり、平均温度差10℃を十
分保つことができる。
【0009】なお、一枚当たり14706Kcalの熱
エネルギーを得るには、出入口温度の差6℃を井戸水が
雪に与えるものであるから、これに必要となる井戸水の
量は、1時間当り、14706÷6=2451L、即ち
1分当たり40.85Lの吐出能力があるポンプ、即ち
200W程度のポンプで良い。なお、ポンプ5としては
直流ポンプを用い、立上がりだけ、外部の電力を使用す
れば、その後は本発電装置で得た電力だけで十分にポン
プ5を駆動することができ、太陽電池を用いてポンプを
駆動させるようにすれば、本発電装置で得た電力を他で
使用することもできる。
【0010】なお、上述するものは、金属板3を介して
熱電素子1に間接的に、地下水を作用させて、金属板2
上の雪を解かすようにしたが、熱電素子1の下側に前記
パイプ4を接触させるようにしても良い。なお、金属板
2、3間の周囲には、補強材6を施した。7は井戸A,
Bに施した蓋を示す。
【0011】図4は、上記実施の形態と同じく、互いに
電気的に結線した複数個の熱電素子1の上端にアルミ板
等の金属板8を設け、該金属板8の表面を雪の載置面と
し、熱電素子の下端に、下端を下水Cに浸漬させたヒー
トパイプ9の上端を接触させた。
【0012】かくするときは、上述と同様にして、下水
が有する熱で金属板8の表面上の雪を解かすことができ
ると共に、該熱電素子1の上下に作用する温度差で発電
することができる。なお、夏は、上面を太陽の熱で加熱
し、下面を井戸水又は下水で冷やすことで、同様に発電
することができる。但し、この場合発電される電気の極
が逆になる。したがって、蓄電池との接続線に切り替え
スイッチを設けて置く必要がある。
【0013】
【発明の効果】本願の請求項1に記載の発明によるとき
は、地下水の熱エネルギーによって雪を解かすことがで
きると共に、該熱電素子の両端に温度差を与えてゼーベ
ック効果による発電を行わせることができて、従来の地
下水で雪を解かすものに比し、よりエネルギーの有効利
用を図ることができる。本願の請求項2に記載の発明に
よるときは、下水の保有する熱エネルギーを有効利用し
て雪を解かすことができると共に、該熱電素子の両端に
温度差を与えてゼーベック効果による発電を行わせるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態の一例を示す融雪発電装
置の截断側面図
【図2】 融雪発電装置の平面図
【図3】 一部を拡大した図2のIII-III 線截断側面図
【図4】 他の実施の形態の一部を拡大した截断側面図
【符号の説明】
1 熱電素子 2 金属板
3 金属板 4 パイプ 5 ポンプ
6 補強材 8 金属板 9 ヒートパイプ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成10年12月18日(1998.12.
18)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】雪は1Kg当たり80Kcalの融解熱で
0℃の水となる。井戸水は冬でも14℃程度の温度を保
ち、熱電素子1の両端の平均温度差を10℃に保つこと
ができる。そして熱電素子1は、両端の平均温度差が1
0℃あると、1枚当たり2.4 V、11.4wの発電がで
き、右半分と左半分の熱電素子1からそれぞれ72V、
342Wの発電力が得られ、右半分と左半分を列接続
すれば、一枚当たり72V、684Wの発電力が得られ
る。そして、熱電素子1の電力変換効率は、4〜5%程
度である。仮に4%のものを使用した場合、一枚当たり
684Wの出力を得るには、17100Wに相当する熱
エネルギーを必要とする。これをカロリーに換算する
と、17100W×860=14706000cal=
14706Kcalとなる。雪の融解熱は1Kg当たり
80Kcalであるから、上記融解熱を得るには、時間
当たり183、8Kgの雪が必要である。雪の密度は、
120Kg/m3 であるから、上記したものでは、単位
時間当たり60cmの雪を解かす必要があり、逆にいえ
ば単位時間当たり60cmの雪を解かすことができるこ
とになる。井戸水のパイプ4への入口温度は14℃、出
口温度は8℃程度であり、この場合の電熱素子1の上下
端の平均温度差は11℃となり、平均温度差10℃を十
分保つことができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互いに電気的に結線した複数個の熱電素
    子の一側端に金属板を設け、該金属板表面を雪の載置面
    とすると共に、該熱電素子の他側端に、直接又は間接的
    に地下水を流すパイプと接触させたことを特徴とする融
    雪発電装置。
  2. 【請求項2】 互いに電気的に結線した複数個の熱電素
    子の一側端に金属板を設け、該金属板表面を雪の載置面
    とすると共に、熱電素子の他側端に直接又は間接的に、
    一端を下水に浸漬させたヒートパイプの他端を接触させ
    たことを特徴とする融雪発電装置。
JP10350378A 1998-12-09 1998-12-09 融雪発電装置 Pending JP2000170112A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2007103861A (ja) * 2005-10-07 2007-04-19 Kyushu Institute Of Technology 屋外工作物
KR101505663B1 (ko) 2013-10-18 2015-03-24 삼성중공업 주식회사 탄화수소 이송관로상 유동안정성 확보장치

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