JP2016070564A - 菌熱による蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高度好熱菌及び超好熱菌を継続して発熱させて、お湯を作ることが可能な蓄熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】高度好熱菌又は超好熱菌の菌床であって、連通多孔質体からなる菌床と、断熱された空間であって、菌床を収納する第１空間と、第１空間の内部で、菌床に液肥をかける液肥供給手段と、液体を貯留する第２空間と、菌床で発生した熱を第２空間に貯留された液体に伝える熱伝達手段とを備え、高度好熱菌又は超好熱菌は、液肥の供給を受けると発熱する菌である。【選択図】 図１

Description

本発明は、高度好熱菌及び超好熱菌を用いた菌熱による蓄熱装置に関する。

現在、７５度以上の環境で生育する高度好熱菌、９０度以上の環境で生育する超好熱菌が知られている。
これら高度好熱菌及び超好熱菌は、様々な性質を有しており、その性質には、例えば、好気性や嫌気性、硫黄依存性、硝酸還元性、好酸性、独立栄養性や従属栄養性などの性質がある。

これら高度好熱菌及び超好熱菌の中には、外部から栄養を補給すると発熱して、自らが生育しやすい環境を作り出す菌がある。
しかも、その温度は、上述したようにお湯を作り出すのに最適な温度であるので、この熱を利用すれば、給湯設備として用いることができる可能性がある。

しかし、高度好熱菌及び超好熱菌は、発熱するとき、酢酸等の有害物質をも同時に発生するので、死滅したり、周囲のＰＨが落ちて培養が阻害される。その結果、高度好熱菌及び超好熱菌は、長期間安定的に発熱させることが難しかったので、給湯設備としては用いられてこなかった。

そこで、本発明は、高度好熱菌及び超好熱菌を長期間安定的に発熱させて、長期間安定的にお湯を沸かすことが可能な蓄熱装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面である蓄熱装置は、高度好熱菌又は超好熱菌の菌床であって、連通多孔質体からなる菌床と、断熱された空間であって、菌床を収納する第１空間と、第１空間の内部で、菌床に液肥をかける液肥供給手段とを備えている。そして、高度好熱菌又は超好熱菌としては、液肥の供給を受けると発熱する菌を用いている。

また、この蓄熱装置は、液体を貯留する第２空間と、菌床で発生した熱を第２空間に貯留された液体に伝える熱伝達手段とを備えている。
これによると、高度好熱菌又は超好熱菌が培養される菌床が連通多孔質体で構成され、高度好熱菌又は超好熱菌は、この菌床が有する細孔内で培養される。そして、この菌床に液肥をかけると、液肥が細孔内に入って高度好熱菌又は超好熱菌に供給されるので、高度好熱菌又は超好熱菌はこの液肥を受けて発熱する。しかも、細孔内を液肥が流れるため、、高度好熱菌又は超好熱菌が生成する酢酸等の有害物質が液肥に流されるので、高度好熱菌又は超好熱菌は、長期間安定的に発熱する。

また、菌床は、連通多孔質体で構成され、高度好熱菌又は超好熱菌に生育しやすい広い環境を与える。しかも、この菌床は断熱された第１空間内に設置されている。そのため、高度好熱菌又は超好熱菌は、生育が促進されるので、大きなバイオフィルムを作成するなどして長期間安定的に発熱する。

そしてこの蓄熱装置では、熱伝達手段が、菌床から、第２空間に貯留された液体に菌床で生じた熱を伝えて、その液体を温める。このとき、菌床は、高度好熱菌の生育環境である７５度以上、超好熱菌の生育環境である９０度以上に温められるので、第２空間に貯留された液体は、その液体が水であればお湯を沸かすのに最適な温度に温められる。

したがって、この蓄熱装置は、高度好熱菌及び超好熱菌を長期間安定的に発熱させることができるので、第２空間に貯留された液体が水であれば、長期間安定的にお湯を沸かすことができる。このため、この蓄熱装置は、給湯設備として用いることができる。

尚、高度好熱菌及び超好熱菌は、菌床を構成する材料に混入するなどして、最初から菌床内に混入しておいてもよいし、菌床が製造された後に、菌床内に混入するようにしてもよい。

第１空間と第２空間は、連続する空間を仕切等で仕切って形成してもよいし、それぞれ独立した筐体内等に形成してもよい。
また、第２空間には、複数種類の液体を貯留するようにしてもよい。この場合、第２空間は、各液体を分離して貯留できる構造とし、熱伝達手段は、各液体を貯留する空間を通過する構成とするとよい。

蓄熱装置は、第１空間の内部で発生したガスを取り出すガス取出手段を備えていてもよい。高度好熱菌又は超好熱菌は、液肥の供給を受けるとバイオガスを発生することがある。バイオガスは、菌から発生するガスであって、例えば、水素、メタンなど発電やその他のエネルギー発生方法に用いることができるガスである。

したがって、このような構成の蓄熱装置によれば、お湯等の暖められた液体だけでなく、電力などのエネルギーを得ることもできる。
そのため蓄熱装置は、ガス取出手段で取り出したバイオガスを用いて発電を行う発電手段を備えていてもよい。この発電手段で得られた電力は、蓄熱装置を動作させるための電力に用いてもよいし、外部に給電してもよい。

蓄熱装置は、ガス取出手段で取り出したガスの中からバイオガスを分離する分離手段を備えていてもよい。この分離手段を備えていると、濃度の濃いバイオガスを得ることができる。そのため、例えば、発電手段がバイオガスを用いて発電をする場合、発電手段は、効率よく発電することができる。

蓄熱装置は、ガス取出手段で取り出したバイオガスである水素を吸蔵する水素吸蔵手段を備えてもよい。この場合、水素吸蔵手段には、水素吸蔵合金を用いてもよい。
尚、水素吸蔵手段は、吸蔵したバイオガスを放出する機能を備えていてもよい。具体的には、水素吸蔵金属を所定温度に温める装置と圧力装置とを備えているとよい。

熱伝達手段は、菌床及び第２空間の内部に設置された循環路を形成する循環路パイプを用い、この循環路パイプ内に循環液を循環させ、熱交換により菌床で発生した熱を第２空間内の液体に伝えるようにしてもよい。

また、第１空間を形成する面であって菌床を載せる底面と、第２空間を形成する面であって天井面とを構成する部材が同じ部材で構成される場合、この部材は熱伝達可能な材料で構成してもよい。この場合、この部材が熱伝達手段として機能する。

尚、循環路は、菌床及び第２空間内での熱交換に必要な距離を確保するため、螺旋状に形成してもよい。
ところで、冷えた液体が第２空間内に注入され、その液体の温度が熱伝達手段によって伝えられるなどのなんらかの原因によって菌床が冷えると、高度好熱菌又は超好熱菌の活動が抑制される。そのため、蓄熱装置は、そのような場合でも菌床の温度を、高度好熱菌又は超好熱菌の活動が抑制されない温度とするためヒータを備えてもよい。

この場合、ヒータを制御して、菌床の温度が高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度となるように、菌床の温度を監視する温度監視手段を備えてもよい。
この温度監視手段を備えれば、蓄熱装置は、菌床の温度が下がっても、高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度に回復させることができるからである。

蓄熱装置は、液肥として用いる水の脱酸素処理を行う脱酸素処理手段を備えてもよい。
高度好熱菌又は超好熱菌が嫌気性菌である場合は、この脱酸素処理手段によって脱酸素処理を行った液肥を与えてもよい。

蓄熱装置は、液肥として用いる水に酸素を供給して、水の溶存酸素量を上げる酸素供給処理手段を備えてもよい。
高度好熱菌又は超好熱菌が好気性菌である場合は、この酸素供給処理手段によって水の溶存酸素量を上げた液肥を与えてもよい。

尚、酸素供給処理手段は、ナノバブル発生器によって水の溶存酸素量を上げるものでもよい。
菌床には、菌が発熱するときに生じ、菌の育成を抑制する抑制物質（酢酸等）を中和する中和剤（炭、マグネシウム、灰、貝ガラ、石灰等）を含有させてもよい。

このようにすると、菌の培養が抑制物質によって抑制されにくくなるので、高度好熱菌又は超好熱菌の培養が促進される。
蓄熱装置は、菌床から排出される排出液であって、菌が発熱するときに生じ、菌の育成を妨げる妨害物質（酢酸等）を含む排出液を中和する中和手段（炭、マグネシウム、灰、貝ガラ、石灰等）を備えていてもよい。

菌床に液肥をかけると、菌床からは、菌が生成した妨害物質を含む排出液が排出される。しかも、その排出液には妨害物質が含まれている可能性がある。そのため、この排出液をそのまま排出すると環境を汚染する可能性がある。

しかし、蓄熱装置は、中和手段を備えることで、その排出液に含まれる妨害物質を中和することができる。
そのため、この蓄熱装置は、排出液に妨害物質が含まれることがあっても、菌床から排出された排出液を外部に排出することができる。

菌床は、どのような構造でもよいが、気孔率７５〜８５％であるとよい。
蓄熱装置は、断熱材を用いて構成され、上方に第１空間、下方に第２空間が位置するように内部空間を仕切具で仕切った筐体部を備えるようにしてもよい。そして、菌床は、仕切具上に載置され、仕切具は、周縁部に対して中央部が上方に向かって突出した形状に形成されているとよい。

この蓄熱装置は、仕切具の菌床との接触面積が、仕切具を平坦な形状にした場合に比べて広くすることができるので、菌床で生じた熱を仕切具を通じて効率よく伝達することができる。

蓄熱装置は、第２空間に液体を注入する液体注入手段と、第２空間から液体を取り出す液体取出手段とを備えてもよい。
このようにすると、第２空間への液体の注入と排出を繰り返すことで、暖められた液体を繰り返し得ることができる。

本実施形態の蓄熱装置１の全体構造を示す模式図である。

以下に本発明の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
本実施形態の蓄熱装置１は、図１に示すように、本体部２を備えている。
この本体部２は、断熱材を用いて構成された筐体部２０を備えており、筐体部２０は、この断熱材で囲まれ内部空間を形成する。この筐体部２０を構成する断熱材は、厚さ２０ｃｍの断熱材であり、黒曜石パーライトを平板状に固めたものである。

この筐体部２０の内部空間は、内部が空洞で、底面を有さない錐形状に形成された仕切具４０によって上下に分けられている。以下、この仕切具４０によって上下に分けられた空間のうち、上方側の空間を第１空間３１とよび、下方側の空間を第２空間４１とよぶ。これら第１空間３１及び第２空間４１は、断熱材に囲まれることによって、外気に対して断熱された空間を形成する。また、仕切具４０は、熱伝導可能な材料（ステンレス、銅、チタン、塩化ビニル等）で形成されている。

第１空間３１内には、後述する高度好熱菌又は超好熱菌の菌床であって、連通多孔質体からなる菌床３２が設置される。この菌床３２は、仕切具４０上に載せられる。
菌床３２は、気孔率７５〜８５％の連通多孔質体からなるものである。本実施形態では、菌床３２は、シリカ（６７．５％）、アルミニウム（２２．５％）、酸化鉄（０．７％）、カルシウム（０．３５％）、カリウム（０．８５％）、マグネシウム（３．１％）、ナトリウム（０．３％）、チタン（０．３％）を混ぜ合わせ、１３００度で焼いて作られたものである。尚、カッコ内は、各材料が全体に占める重量％である。このうち、マグネシウムは、高度好熱菌又は超好熱菌が発熱するときに生じ、これらの菌の育成を抑制する抑制物質（例えば酢酸）を中和する中和剤である。この中和剤としては、他に炭（活性炭等）や灰等を用いることもできる。

仕切具４０の上面であって、菌床３２が載る部分にはヒータ３８が設置されている。
このヒータ３８は、仕切具４０上で渦巻状に配置されており、菌床３２を暖めることができる。

菌床３２内及び第２空間４１内には、螺旋状に循環路パイプ２１が配管されている。この循環路パイプ２１によって、菌床３２内から第２空間４１内を通過し菌床３２に戻る循環路が形成される。そして、この循環路パイプ２１内には、熱交換に用いる循環液が通される。この循環路パイプ２１及びその内部を流れる循環液は、筐体部２０の外部に設置されたポンプ２２を駆動させることによって循環路パイプ２１内を通って、菌床３２及び第２空間４１の内部を循環する。

この循環を行うと、循環液が菌床３２を通過するとき、熱交換により、菌床３２で発生した熱が循環液に伝えられる。また、第２空間４１内を通過するとき、熱交換により、循環液の熱が、第２空間４１内に貯留された水に伝えられる。このため、この循環によって、菌床３２で発生した熱が第２空間４１内に貯留された水に伝えられる。

第１空間３１の内部には、液肥供給具３３が設置されている。液肥供給具３３は、菌床３２の上方に、第１空間３１内の天井部分からつり下げられている。この液肥供給具３３には、複数の吐出口が設けられている。この液肥供給具３３に液肥が供給されると、液肥が各吐出口から吐出され、菌床３２に振りかけられる。菌床３２は、連通多孔質体なので、菌床３２に振りかけられた液肥は、菌床３２内に浸透する。

第１空間３１には、菌床３２で発生したガスを外部に排出するため、第１空間３１の天井部を貫通して、菌床３２の上方で開口するようにパイプ３４が設置されている。このパイプ３４には、ファン３５が設置されており、このファン３５を動作させると、第１空間３１内で発生したガスを外部に取り出すことができる。本実施形態では、ファン３５は、パイプ３４が第１空間３１から外部に出た部分に設置されている。

このパイプ３４には、ファン３５の上流側（ファン３５から見て第１空間３４内で開口している側）に水抜フィルタ３６が設置されている。この水抜フィルタ３６は、第１空間３１から取り出したガスに含まれる水分を除去するもので、この水抜フィルタ３６によって水分が除去されたガスが、下流側に送られる。

仕切具４０の上面であって、菌床３２が載る部分には温度センサ３７が設置されている。この温度センサ３７は、菌床３２の温度を監視するためのものである。
第１空間３１の天井部を構成する断熱材の中央部分は、取り外し可能に構成されている。この取り外し可能な部分は蓋部３１０とよぶ。この蓋部３１０を取り外すと、外部から第１空間３１内を視認することができる。

第２空間４１には、複数のパイプが外部から差し込まれている。具体的には、お湯取出用パイプ４２、注水用パイプ４３、排水用パイプ４４、暖房具パイプ４５が差し込まれている。それぞれのパイプは、各用途に応じた高さ位置に設置されている。また、お湯取出用パイプ４２、注水用パイプ４３、排水用パイプ４４は、その一端が第２空間４１内に位置し、他端が外部に位置するように第２空間４１を形成する断熱材を貫いて設置される。しかし、暖房具パイプ４５は、後述する暖房部５１において第２空間４１で沸かしたお湯を暖房部５１内で循環させるため、その両端が、第２空間４１内に位置するように設置される。暖房具パイプ４５のうち、第２空間４１から取り出す側の端部が、第２空間４１にお湯を戻す側の端部よりも高い位置に位置するように設置される。

暖房部５１は、筐体３０の周囲側面のうちの一面に設置される。暖房部５１の外部側面には、遠赤外線板５２が設置されており、暖房部５１の内部には、暖房具パイプ４５が遠赤外線板５２の板面に沿って面状に配管されている。

この暖房具パイプ４５内には、第２空間４１内で暖められたお湯が通される。お湯、は筐体部２０の外部に設置されたポンプ４６を駆動させることによって暖房具パイプ４５内を通って、暖房部５１の内部を循環する。この循環が行われると、暖房具パイプ４５内を通るお湯の温度が遠赤外線板５２に伝えられるので、遠赤外線板５２は、この熱によって温められて遠赤外線を外部に向かって照射する。つまり、本実施形態の蓄熱装置１では、遠赤外線板５２から照射される遠赤外線によって、暖房が行われるのである。

次に、本体部２の周囲構成について説明する。
本体部２の天井部を構成する断熱材の上面には、水の脱酸素処理を行う脱酸素処理装置６０と、脱酸素処理装置６０で脱酸素処理を行った水を液肥にするための液肥装置６１とが設置されている。このうち、脱酸素処理装置６０は、直径０．０００１ｍｍのフィルタを備えており、水はこのフィルタを通過することで、脱酸素処理が行われる。また、液肥装置６１は、牛糞、鶏糞等の窒素源となる動物糞や、デンプンなどの栄養素を固めたフィルタに脱酸素処理した水を通すことで、脱酸素処理した水中に菌の栄養素を含有させ、水を液肥にする処理を実行している。尚、高度好熱菌又は超好熱菌に水素を発生させる場合は、デンプンを含ませた液肥を用いるとよい。

これら脱酸素処理装置６０及び液肥装置６１を通過することによって液肥となった水は、液肥供給具３３に供給され、菌床３２上に振りまかれる。
本体部２の周囲には、他に、炭酸ガス除去装置６２、燃料電池６３、蓄電池６４、温度監視装置６５、中和装置６６が設置される。

炭酸ガス除去装置６２は、パイプ３４を通して、第１空間３１から取り出したガスに含まれる炭素成分を除去する装置である。この炭酸ガス除去装置６２は、活性体からなるフィルタを備えており、第１空間３１から取り出したガスを活性炭からなるフィルタに通すことで、炭素成分を除去する。この炭酸ガス除去装置６２を通すと、第１空間３１から取り出されたガスは、後述するように主に水素からなるガスとなる。

燃料電池６３は、炭酸ガス除去装置６２で炭素成分が除去されたガス、すなわち水素と、空気中の酸素とを用いて発電を行う。
蓄電池６４は、燃料電池６３で発電された電気を貯める装置である。

温度監視装置６５は、温度センサ３７を用いて菌床３２の温度を測定し、その温度が高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度となるようにヒータ３８を制御し、菌床３２の温度を監視する装置である。

この温度監視装置６５は、燃料電池６３又は蓄電池６４から送られ、ヒータ３８に電力を送電する送電路上に設置されたスイッチング回路６５０と、これを制御する制御装置６５１とを備えている。

制御装置６５１は、菌床３２の温度が、高度好熱菌又は超好熱菌の育成が促進される温度以下になったか否かを、温度センサ３７から送られてきた信号により判断し、スイッチング回路６５０を制御する装置である。

この制御装置６５１は、温度センサ３７により、菌床３２の温度が高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度以下となったときには、スイッチング回路６５０を入れる制御を実行する。すると、燃料電池６３または蓄電池６４からヒータ３８に電力が送られ、ヒータ３８は菌床３２を暖める。

一方、この制御装置６５１は、温度センサ３７により、菌床３２の温度が高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度よりも大きくなったときには、スイッチング回路６５０を切断する制御を実行する。すると、燃料電池６３または蓄電池６４からヒータ３８への送電は中止され、ヒータ３８は菌床３２を暖める動作を停止する。

中和装置６６は、菌床３２から排出される排出液であって、高度好熱菌又は超好熱菌が発熱するときに生じ、菌の育成を妨げる妨害物質である酢酸を含む排出液中の妨害物質を中和する装置である。

この中和装置６６は、中和剤である貝殻を粉砕したフィルタを備えており、このフィルタに第１空間３１内で生じた排出液を濾過させて外部に排出する。
以上のように構成された蓄熱装置１は、以下のように使用する。

準備段階では、高度好熱菌又は超好熱菌が菌床３２にふりかけられ、その後、液肥が菌床３２にかけられる。すると、高度好熱菌又は超好熱菌は、液肥に流されて菌床３２の細孔内に進入する。そして、蓋部３１０が閉じられ、菌床３２は第１空間３１内で保管される。この保管の際ヒータ３８がつけられ、菌床３２の温度は、高度好熱菌又は超好熱菌が培養されるのに最適な温度に保たれる（高度好熱菌は７５度以上、超好熱菌は９０度以上）。しかも、第１空間３１は断熱材で覆われているので、高度好熱菌又は超好熱菌は、外気の影響を受けることなく培養される。また、液肥供給具３３からは、適宜液肥が供給されるので、高度好熱菌又は超好熱菌は液肥から栄養分を補充して培養される。

尚、本実施形態で用いられる高度好熱菌又は超好熱菌は、嫌気性のサーモコッカス、マリティマ、コダカラエンシスであるが、これに限るものではない。
このようにすると、菌床３２内でバイオフィルムが形成されるなどして、高度好熱菌又は超好熱菌は順調に成長し、菌床３２の温度は、数日中に、高度好熱菌又は超好熱菌が培養されるのに最適な温度になり、その後その温度が長期間維持されるようになる。

このような状態になったら、蓄熱装置１は使用可能な状態となる。
お湯を沸かす場合は、注水用パイプ４３から水が第２空間４１内に注入される。そして、ポンプ２２を駆動すると、循環液が循環路パイプ２１内を流れ、菌床３２の熱が第２空間４１内に貯留された水に伝えられる。その熱の温度は、高度好熱菌の場合は７５度以上、超好熱菌の場合は９０度以上なので、第２空間４１内の水は、お湯になる。また、本実施形態では、仕切具４０も熱伝導可能な材料で形成したので、第２空間４１内に水を満たした場合には、菌床３２の熱は、この仕切具４０を介しても第２空間４１内の水に伝えられて、第２空間４１内に貯留された水はお湯になる。

このとき、菌床３２は、水によって冷やされるが、その温度が高度好熱菌又は超好熱菌の培養に適さない温度になると、温度センサ３７がこれを検出して温度監視装置６５がヒータ３８を稼働させる。その後、温度監視装置６５は、菌床３２の温度が高度好熱菌又は超好熱菌の培養に適する温度となったらヒータ３８を停止させる。

このようにして、第２空間４１内でお湯が作られ、このお湯を利用したい場合、お湯取出用パイプ４２のコックを開く。すると、お湯が第２空間４１内から外部に排出されるので、そのお湯を利用することができる。

また、ポンプ４６を駆動すると、お湯が暖房具パイプ４５内を通るので、遠赤外線が暖房部５１から放出される。そのため、暖房部５１を暖房を行いたい場所等に面するように蓄熱装置１を設置すると、その場所の暖房を行うことができる。

この蓄熱装置１では、高度好熱菌又は超好熱菌が菌床３２で培養されると、高度好熱菌又は超好熱菌（サーモコッカス、マリティマ、コダカラエンシス）は炭酸ガスやバイオガスとして水素を発生する。また、菌床３２が暖められるため、水も蒸発する。そのため、燃料電池６３または蓄電池６４から受けた電力によりモータ３５０を動作させてファン３５を稼働すると、水素を含むガスがパイプ３４を介して第１空間３１から外部に排出される。そして、この排出されたガスは、水抜フィルタ３６を通って水分が除去され、さらに炭酸ガス除去装置６２を通って、炭酸ガスが除去される。そして、水素が燃料電池６３に供給され、燃料電池６３ではこの水素により発電が行われて、ポンプ２２、モータ３５０、ポンプ４６、温度監視装置６５等を動作させる。また、余剰電力は蓄電池６４を充電する。

この蓄熱装置１では、液肥が菌床３２にかけられるが、この液肥に含まれる栄養分は菌床３２内で高度好熱菌又は超好熱菌に取り込まれる。その一方で、その液肥には、酢酸等の高度好熱菌又は超好熱菌の培養を抑制する妨害物質が含まれ、その物質を含んだ排出液が菌床３２から排出される。

この排出液をそのまま外部に放出すると環境を破壊する可能性があるが、この蓄熱装置１は、中和装置６６を用いて排出液を中和している。そのため、この蓄熱装置１は、菌床３２から排出される排出液については、この中和装置６６を通して外部に排出している。

以上説明した蓄熱装置１は、以下のような特徴的な効果を有する。
この蓄熱装置１は、菌床３２が長期間安定的にお湯を沸かすのに適当な温度に維持されるので、長期間安定的にお湯を沸かすことができる。

この蓄熱装置１は、バイオガスとして水素を発生する高度好熱菌又は超好熱菌（サーモコッカス、マリティマ、コダカラエンシス）を用いたので、燃料電池６３により安定的に発電をすることができる。また、蓄熱装置１は、この燃料電池６３で発電された電力を用いることで、外部からエネルギーの供給を受けなくても運転が可能である。

この蓄熱装置１は、ヒータ３８を備え、温度監視装置６５で菌床３２の温度を監視しているので、菌床３２が冷えても、高度好熱菌又は超好熱菌の育成が安定的に行うことができる。

この蓄熱装置１は、高度好熱菌又は超好熱菌の培養を抑制する妨害物質が含まれる排出液が菌床３２から排出されても、中和装置６６を備えているので、その排出液を排出しても周囲の環境を汚染することを抑制しつつ、外部に排出することができる。

この蓄熱装置１は、仕切具４０として、内部が空洞で、底面を有さない錐形状に形成された仕切具４０を用いたが、これは、菌床３２との接触面積が、仕切具４０を平坦な形状にした場合に比べて広くすることができ、菌床３２で生じた熱を効率よく第２空間４１に伝えることができるからである。

この蓄熱装置１は、お湯取出用パイプ４２と排水用パイプ４４とを備えているので、第２空間４１への液体の注入と排出を繰り返すことで、暖められた液体を繰り返し得ることができる。

尚、上記実施形態の循環路パイプ２１、その内部を循環する循環液、及び、ポンプ２２は、本発明の熱伝達手段に相当する。
上記実施形態のパイプ３４及びファン３５は、本発明のガス取出手段に相当する。

上記実施形態の注水用パイプ４３は、本発明の液体注入手段に相当する。
上記実施形態のお湯取出用パイプ４２は、本発明の液体取出手段に相当する。
上記実施形態の水抜フィルタ３６及び炭酸ガス除去装置６２は、本発明の分離手段に相当する。

上記実施形態の循環路パイプ２１、その内部を循環する循環液、及び、ポンプ２２は、本発明の熱伝達手段に相当する。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を取り得ることは言うまでもない。

（１）上記実施形態で説明した蓄熱装置１はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。
（２）上記実施形態で説明した仕切具４０は、内部が空洞で、底面を有さない錐形状に形成されたものに限るものではない。仕切具４０は、周縁部に対して中央部が上方に向かって突出した形状であれば、どのような形状であってもよい。また、仕切具４０は、小型化その他の理由により、平板状に形成するなどしてもよい。仕切具４０は、全体が傾斜した形状に形成されていてもよい。

（３）上記実施形態で説明した菌床３２は、上記重量％で示された材料を混ぜ合わせたものを用いたが、これに限られるものではない。菌床３２を構成する材料は、利用する高度好熱菌又は超好熱菌の種類その他によって、材料の種類や重量％を変更してもよい。

（４）上記実施形態で説明した高度好熱菌及び超好熱菌は、菌床３２の作成後に振りかけて細孔内に進入するようにしたが、菌床３２を構成する材料に混入するなどして、菌床３２の形成前から菌床３２内に混入しておいてもよいし、菌床３２が製造された後に、菌床３２内に混入するようにしてもよい。他に、菌床３２の形成前に混入してもよいものとしては、例えば、牛糞、鶏糞、豚糞、生ゴミ等を混入しておいてもよい。

（５）上記実施形態で説明した第１空間３１と第２空間４１は、筐体部２０の内部空間を仕切具４０で仕切って形成したが、それぞれ独立した筐体に形成してもよい。
（６）上記実施形態で説明した高度好熱菌又は超好熱菌は嫌気性の菌であるので、脱酸素処理装置６０を備えた蓄熱装置１について説明したが、高度好熱菌又は超好熱菌が好気性の菌である場合は、脱酸素処理装置６０に代えて酸素供給装置を用いるとよい。

この場合、酸素供給装置は、ナノバブル発生器を用い、液肥中の溶存酸素量を上げるとよい。
尚、初めから酸素がない水又は育成液を使用してもよい。

（７）上記実施形態では、１台の本体部２を備える蓄熱装置１について説明したが、蓄熱装置１は複数台の本体部２を備えてもよい。本体部２は、それぞれ異なる高度好熱菌又は超好熱菌を培養するものとしてもよい。この場合、好気性の高度好熱菌又は超好熱菌と、嫌気性の高度好熱菌又は超好熱菌を各本体部２で培養するようにしてもよい。そして、この場合、各本体部２から水素だけでなくメタン等、異なるバイオガスが排出される場合は、燃料電池６３は、これらを用いた発電が可能なものとしてもよい。

（８）上記実施形態の蓄熱装置１は燃料電池６３を備えているが、これに代えて水素吸蔵合金を備える水素吸蔵装置を備えてもよい。この場合、この水素吸蔵装置の上流側には、水抜フィルタ３６や炭酸ガス除去装置６２の他に、水素の温度を吸蔵に適した温度に下げる温度調整装置を備えるとよい。また、水素吸蔵装置への水素の注入は、水素吸蔵合金の種類に応じた適切な圧力で行うとよい。そして、水素が吸蔵された水素吸蔵合金を運搬すれば、高度好熱菌又は超好熱菌が発生した水素を、安全かつ大量に運搬することができる。また、この水素吸蔵装置を備える場合は、用途に応じ、圧力と温度をコントロールし、水素吸蔵合金から水素を放出するようにしてもよい。

（９）上記実施形態では、高度好熱菌又は超好熱菌としてサーモコッカス、マリティマコダカラエンシスを用いた例について説明したが、これ以外の菌を用いてもよいことはもちろんである。例えば、水素を発生する高度好熱菌又は超好熱菌としては、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ属、Ｅｎｔｅｒｏｂａｃｔｅｒ属などの嫌気性菌を使用してもよい。

（１０）上記実施形態では、脱酸素処理をした水で液肥を製造したが、蒸留水で液肥を製造してもよい。
（１１）上記実施形態では、炭酸ガス除去装置６２として、活性炭からなるフィルタを用いて炭素を除去していたが、ゼオライトその他の炭素を除去する物質を用いてもよい。

その他には、炭素吸着物質（例えば、セリウム酸化物を用いた多孔質吸着体や、多孔性金属錯体（ＰＣＰ））を用いてもよい。
（１２）上記実施形態では、菌床３２を温めるために用いるヒータ３８を備える蓄熱装置１について説明したが、蓄熱装置１は、第２空間４１内に貯留されたお湯を温めるヒータをさらに設置してもよい。また、菌床３２用のヒータ３８は、第２空間４１内に貯留されたお湯を温めるヒータとして用いてもよい。

尚、これらヒータを備える場合、蓄熱装置１は、お湯が排出されると水が第２空間４１内に入るように構成してもよく、その場合、水が第２空間４１に入ったことによる過剰な冷却を防止のため、ヒータでお湯や菌床等を温めるようにしてもよい。

（１３）上記実施形態では、液肥を菌床３２に振りかける構成について説明したが、蓄熱装置１は、さらに、脱酸素水を菌床３２に振りかける装置を備えるようにしてもよい。
また、蓄熱装置１は、脱酸素水のみを菌床３２に振りかけるように構成し、第１空間３１内には、高度好熱菌又は超好熱菌の栄養となるデンプン粉等の栄養素材を投入して、その投入した栄養素材を菌床３２内に触れさせることで、菌床３２内の高度好熱菌又は超好熱菌に栄養を補給するようにしてもよい。第１空間３１内に投入するものとしては、菌の育成に必要な栄養素（牛糞、鶏糞、豚糞、生ゴミ等）の他に、木質チップなどの多孔質体を投入してもよい。

さらに、上記実施形態では、脱酸素水を用いているが、これに代えて、蒸留水を用いてもよい。
（１４）上記実施形態では、仕切具４０として錐形状のものを用いる例について説明したが、その頂部から外部に向けて、第２空間４１内の空気を排出するための排出管を設けてもよい。

１… 蓄熱装置 ２… 本体部 ２０… 筐体部 ２１… 循環路パイプ ２２… ポンプ
３０… 筐体 ３１… 第１空間 ３１０… 蓋部 ３２… 菌床 ３３… 液肥供給具
３４… パイプ ３５… ファン ３５０… モータ ３６… 水抜フィルタ
３７… 温度センサ ３８… ヒータ ４０… 仕切具 ４１… 第２空間
４２… お湯取出用パイプ ４３… 注水用パイプ ４４… 排水用パイプ
４５… 暖房具パイプ ４６… ポンプ ５１… 暖房部 ５２… 遠赤外線板
６０… 脱酸素処理装置 ６１… 液肥装置 ６２… 炭素除去装置 ６３… 燃料電池
６４… 蓄電池 ６５… 温度監視装置 ６６… 中和装置 ６５０… スイッチング回路
６５１… 制御装置

Claims (16)

1. 高度好熱菌又は超好熱菌の菌床であって、連通多孔質体からなる菌床と、
   断熱された空間であって、前記菌床を収納する第１空間と、
   前記第１空間の内部で、前記菌床に液肥をかける液肥供給手段と、
   液体を貯留する第２空間と、
   前記菌床で発生した熱を前記第２空間に貯留された液体に伝える熱伝達手段と、
   を備え、
   前記高度好熱菌又は超好熱菌は、
   前記液肥の供給を受けると発熱する菌であることを特徴とする蓄熱装置。
2. 請求項１に記載の蓄熱装置において、
   前記第１空間の内部で発生したガスを取り出すガス取出手段を備え、
   前記高度好熱菌又は超好熱菌は、
   前記液肥の供給を受けると、バイオガスを発生する菌であることを特徴とする蓄熱装置。
3. 請求項２に記載の蓄熱装置において、
   前記ガス取出手段で取り出した前記バイオガスを用いて発電を行う発電手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
4. 請求項２，３のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
   前記ガス取出手段で取り出した前記ガスの中から前記バイオガスを分離する分離手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
5. 請求項２に記載の蓄熱装置において、
   前記ガス取出手段で取り出した前記バイオガスである水素を吸蔵する水素吸蔵手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄熱装置において、
   前記熱伝達手段は、
   前記菌床及び前記第２空間の内部に設置された循環路を形成する循環路パイプを備え、
   前記循環路パイプが形成する前記循環路に沿って循環液を循環させ、熱交換により前記菌床で発生した熱を前記第２空間に貯留された液体に伝えることを特徴とする蓄熱装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
   前記菌床を温めるヒータを備えることを特徴とする蓄熱装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
   前記ヒータを制御して、前記菌床の温度が高度好熱菌又は超好熱菌の育成に適する温度となるように、前記菌床の温度を監視する温度監視手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
   前記液肥として用いる水の脱酸素処理を行う脱酸素処理手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    前記液肥として用いる水に酸素を供給して、水の溶存酸素量を上げる酸素供給処理手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
11. 請求項１０に記載の蓄熱装置において、
    前記酸素供給処理手段は、ナノバブル発生器によって前記水の溶存酸素量を上げることを特徴とする蓄熱装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    前記菌床は、菌が発熱するときに生じ、菌の育成を抑制する抑制物質を中和する中和剤を含有することを特徴とする蓄熱装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    前記菌床から排出される排出液であって、菌が発熱するときに生じ、菌の育成を妨げる妨害物質を含む排出液を中和する中和手段を備えることを特徴とする蓄熱装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    前記菌床は、
    気孔率７５〜８５％であることを特徴とする蓄熱装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    断熱材を用いて構成され、上方に前記第１空間、下方に前記第２空間が位置するように内部空間を仕切具で仕切った筐体部と、
    前記菌床は、前記仕切具に載置され、
    前記仕切は、周縁部に対して中央部が上方に向かって突出した形状に形成されていることを特徴とする蓄熱装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項に記載の蓄熱装置において、
    前記第２空間に液体を注入する液体注入手段と、
    前記第２空間から液体を取り出す液体取出手段と、
    を備えることを特徴とする蓄熱装置。