JP2008117640A - 雷電力利用装置および雷電力利用システム - Google Patents

Abstract

【課題】強大な電力を有する雷電流を利用する雷充電装置１，１ａおよび雷充電システム１０を提供し、エネルギーの有効利用を図る。
【解決手段】雷充電装置１，１として、自身に落雷するように雷を誘導する誘雷装置２と、該誘雷装置２に落雷した雷電流を伝送する伝送ライン５と、該伝送ライン５に流れる雷電流によって蓄電する充電ユニット６，２５とを備えた。前記充電ユニット２５の前段または後段に、該充電ユニット２５に過電流が流れることを防止する切替装置２１を備えた。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば雷の電力を利用するような雷電力利用装置および雷電力利用システムに関する。

従来、雷が非常に強い電力を持っており、落雷すると人命が失われたり電子機器が破壊されたりすることが知られている。このように強い影響のある雷が落ちることを防止するため、ビルなどの保護対象の建造物よりもさらに高い避雷針を設置する方法が提案されている（特許文献１参照）。この避雷針によれば、雷を避雷針に落とすことができ、落雷防止対象の建造物を落雷から保護することができる。

しかし、前述の方法は、雷を避けることで機器等を保護するだけであり、雷が有する強大な電力を利用することについて全く考慮されていなかった。

特開２００４−３４２５１８号公報

この発明は、上述の問題に鑑み、強大な電力を有する雷電流を利用する雷電力利用装置および雷電力利用システムを提供し、エネルギーの有効利用を図ることを目的とする。

この発明は、自身に落雷するように雷を誘導する誘雷手段と、該誘雷手段に落雷した雷電流を伝送する伝送手段と、該伝送手段に流れる雷電流によって蓄電する蓄電手段とを備えた雷電流利用装置であることを特徴とする。

またこの発明の態様として、前記雷電流利用装置と、前記雷雲を発生させる雷雲発生装置とを備えた雷電力利用システムであることを特徴とする。

この発明により、強大な電力を有する雷電流を利用する雷電力利用装置および雷電力利用システムを提供し、エネルギーの有効利用を図ることができる。

この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。

図１は雷充電装置１の概略構成図を示す。
雷充電装置１は、誘雷装置２と、伝送ライン５と、複数の充電ユニット６とで構成されている。
誘雷装置２は、外側の外壁３と、内側のコロナ放電装置４とで構成されている。
外壁３は、プラスに帯電しやすい素材で構成されている。

コロナ放電装置４は、図示省略する電源部から供給される電力により、外壁３の天板に向けてコロナ放電し、外壁３の天板をプラスに帯電させる。これにより、外壁３は、天板部分を中心にプラスに帯電する。この誘雷装置２のプラスの帯電は、例えば＋２００Ｖや＋１０００Ｖ程度等、適宜の電圧に帯電させるとよい。

このプラスの帯電は、雷雲が生じる等して落雷のおそれが発生した場合に実行するとよい。したがって、誘雷装置１は、図示省略する押下ボタンなどの入力部を備えると良く、該入力部に実行開始が入力されると誘雷装置２のプラスの帯電を実行する構成とすればよい。

なお、コロナ放電装置４のコロナ放電の仕組みは、周知の仕組みで構成すると良い。例えば、コロナ放電装置４に、尖った針で構成される電極針を設ける。そして、この電極針に前記電源部６から高電圧を印加する。これにより、電極針が周囲にイオンを放ちコロナ放電する。

伝送ライン５は、適宜の電線により構成されている。この伝送ライン５は、地中に埋設され、上端が誘雷装置２の外壁３に電気的に接続されている。伝送ライン５は、途中から複数に枝分かれしている。伝送ライン５の枝分かれ部分のそれぞれには、複数の充電ユニット６が近接配置されている。

充電ユニット６は、充電部７とコイル８とで構成されている。コイル８は、直線状の伝送ライン５の周囲に巻回して配置されている。コイル８の両端は、充電部７に接続されている。充電部７は、充電式の二次電池で構成されている。

以上の構成により、雷充電装置１は、外壁３をプラスに帯電させ、図２（Ａ）に示すように、雷Ｔを自身に落とすことができる。詳述すると、雷雲は通常マイナスに帯電していることが多い。このとき地面図２（Ａ）に示すように、雷Ｔを自身に落Ａにはプラスの電荷が集まっている。この雷雲のマイナスと地面Ａのプラスとの間に出来上がる電界領域が限界に達すると、雷雲から地面Ａの最も落雷しやすい点へ向かって放電する。ここで、雷充電装置１が外壁３をプラスに帯電させていることにより、最も落雷しやすい点が雷充電装置１の外壁３となる。したがって、雷は地面Ａや他の建造物ではなく、雷充電装置１の外壁３に落ちる。

外壁３に落雷すると、雷電流は、伝送ライン５を通って地中へ四方八方に流れていく。ここで、伝送ライン５に電流が流れると、充電ユニット６のコイル８に誘導起電力が生じる。この誘導起電力により、充電部７が充電される。

充電部７に充電した電力は、図示省略する適宜の伝送ラインにより、変電所に送信するとよい。また、充電部７を交換式にし、落雷によって充電済みの充電部７を未充電の充電部７と交換してもよい。

このようにして、落雷による電力を充電部７に溜め込み、別途利用することができる。しかも、落雷を誘雷装置２に誘導するため、他の場所に落雷することを防止できる。したがって、雷充電装置１の周辺の施設等を落雷から保護することができる。

図３は、上述した実施例１の雷充電装置１を用いた雷充電システム１０の概略構成図を示している。
雷充電システム１０は、雷充電装置１と、雷雲発生装置１１とを備えている。雷充電装置１は、実施例１に説明したものと同一であるので、その詳細な説明を省略する。

雷雲発生装置１１は、雷充電装置１より風上の地面Ａ上に設置されている。この雷雲発生装置１１は、適宜のヒータ等で構成されており、地表近くの空気を熱する。またこの雷雲発生装置１１は、ヒータで水を熱する等により、水蒸気を発生させる。雷雲発生装置１１は、水蒸気を発生させると共に地表近くの空気を熱することにより、上昇気流を発生させ、雷雲Ｃを発生させる。

雷雲発生装置１１は、図示省略する電力部を有している。この電力部は、太陽光発電による電力、発電所から供給された電力、あるいは、雷充電装置１で得た電力など、適宜の電力を用いると良い。

以上の構成により、雷雲発生装置１１で雷雲Ｔを発生させ、雷充電装置１の誘雷装置２に雷Ｔを落とし、雷充電装置１で電力を取得することができる。雷雲発生装置１１により雷雲Ｃを発生させることにより、雷充電装置１で安定して電力を取得することができる。従って、発電所としての利用が可能となる。

また、この雷充電システム１０を都市の風上に設置しておくことで、都市の手前で雷雲Ｃを放電させる（落雷させる）ことができる。このため、風によって都市まで運ばれた雲は、電荷が少なくなっている。これにより、都市のビルＢなどに落雷することを防止できる。

図４は、実施例３の雷充電装置１ａの概略構成図を示す。
雷充電装置１ａは、実施例１と同一の誘雷装置２および伝送ライン５を有すると共に、切替装置２１と充電ユニット２５を有している。

切替装置２１は、伝送ライン５から流れてくる雷電流を、充電ユニット２５に供給するかアースに流すかを切り替える。特に、充電ユニット２５からオーバーフローした雷電流をアースに流す。

充電ユニット２５は、地中に埋設されている。この充電ユニット２５は、マイナス充電部２６と、絶縁部２７と、プラス充電部２８とで構成されている。
マイナス充電部２６は、雷電流が流れ込むことによりマイナスの電荷を溜め込む。
絶縁部２７は、絶縁部材により円筒形に形成されている。この絶縁部２７は、マイナス充電部２６とプラス充電部２８とを電気的に分離している。
プラス充電部２８は、マイナス充電部２６にマイナスの雷電流が流れたときに、地中から集められたプラスの電荷を溜め込む。つまり、マイナス充電部２６に流れ込む巨大なマイナス電流により、その周りにはプラスの電荷が引き寄せられる。したがって、プラス充電部２８はこのプラスの電荷を溜め込む。

以上の構成により、雷を誘雷装置２に落とし、この雷電流により充電ユニット２５を充電することができる。充電した充電ユニット２５は、プラスとマイナスの電極を有するため、電池として機能することができる。従って、雷充電装置１ａは、雷電流を利用した電池製造装置として機能する。

以上に説明した各実施例により、雷を有効に活用し、雷の電力を利用することができる。雷により電力を得るに際して、火力発電や原子力発電のように老廃物が発生しないため、雷充電装置１，１ａは、クリーンなエネルギー源として利用することができる。

なお、充電ユニット６，２５は、他の充電方式のユニットで構成してもよい。例えば、伝送ライン５に一次コイルを接続し、この一次コイルに近接対向させて二次コイルを設置して、該二次コイルに充電部を接続してもよい。この場合、一次コイルに雷電流が流れ、二次コイルに誘導起電力が生じ、これによって充電部に充電することができる。

この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の雷電流利用装置は、実施形態の雷充電装置１，１ａに対応し、
以下同様に、
誘雷手段は、誘雷装置２に対応し、
伝送手段は、伝送ライン５に対応し、
蓄電手段は、充電ユニット６に対応し、
誘導起電力蓄電部は、充電部７に対応し、
雷電力利用システムは、雷充電システム１０に対応し、
過電流防止手段は、切替装置２１に対応し、
雷電流蓄電部は、マイナス充電部２６に対応し、
逆電荷蓄電部は、プラス充電部２８に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。

雷充電装置の概略構成図。 雷充電の説明図。 実施例２の雷充電システムの概略構成図。 実施例３の雷充電装置の概略構成図。

符号の説明

１，１ａ…雷充電装置、２…誘雷装置、５…伝送ライン、６…充電ユニット、７…充電部、８…コイル、１０…雷充電システム、１１…雷雲発生装置、２１…切替装置、２６…マイナス充電部、２７…絶縁部、２８…プラス充電部

Claims (5)

1. 自身に落雷するように雷を誘導する誘雷手段と、
   該誘雷手段に落雷した雷電流を伝送する伝送手段と、
   該伝送手段に流れる雷電流によって蓄電する蓄電手段とを備えた
   雷電流利用装置。
2. 前記蓄電手段は、
   前記伝送手段に近接配置されたコイルと、
   前記伝送手段に雷電流が流れた際に前記コイルに生じる誘導起電力を蓄電する誘導起電力蓄電部とで構成した
   請求項１記載の雷電流利用装置。
3. 前記蓄電手段は、
   前記伝送手段に接続されて該伝送手段に流れる雷電流を直接的に蓄電する雷電流蓄電部と、
   該雷電流蓄電部の外周に設けられて雷電流と逆の電荷を蓄電する逆電荷蓄電部と、
   前記雷電流蓄電部と前記逆電荷蓄電部との間に介装された絶縁部とで構成した
   請求項１記載の雷電流利用装置。
4. 前記蓄電手段の前段または後段に、該蓄電手段に過電流が流れることを防止する過電流防止手段を備えた
   請求項２または３記載の雷電流利用装置。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載の雷電流利用装置と、
   雷雲を発生させる雷雲発生装置とを備えた
   雷電力利用システム。

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