JP2021113638A - １日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 - Google Patents
１日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】本発明が解決しようとする課題は、陸上において太陽光等によって生まれる寒暖を利用して作られた温水と冷水を、温度差発電装置のエネルギー機器等に供給する装置を提供することである。【解決手段】海水を取水するパイプライン(9)に連結した貯水タンク(1)と、その海水を流す集熱器(2)があり、温水用の保温タンク(6)が設置されている。そして貯水タンク(1)の近くに貯水池(4)と井戸(5)があり、これらと結ばれた冷水用の保温タンク(8)がある。温水と冷水の2つの保温タンク(6)(8)は使用目的の機器(7)と連結する。この装置は太陽光と放射冷却現象を活用しているが、これを取り付けた温度差発電装置等は砂漠や乾燥地帯に水と電気を供給して、温暖化対策に貢献するものとなる。【選択図】 図１
Description
本発明は、１日の寒暖を温度エネルギーとして水又は海水に保存して、温水と冷水を供給する装置に関するものである。
一日の寒暖差を利用してエネルギーを取り出す装置は、あまり普及していないと思われる。その中で特に研究されているのは、海水温度差発電装置である。この温度差を利用する技術は、海洋温度差エネルギーとしての表層の海水と深海の海水を取水し、その温度差を利用して発電する装置であった。これは温度差があまり大きくないという難点と利用できる地域に地理的な限定があり、且つ深海の水を取り出すという経済的に負担の多い装置が必要であった。
海洋エネルギー利用技術 第2版 近藤淑郎 編著
本発明が解決しようとする課題は、陸上において太陽光等によって生まれる１日の寒暖を利用して作られた温水と冷水を、温度差発電装置等のエネルギー機器に供給する装置を提供することである。
海水パイプ(9)と結ばれた貯水タンク(1)があり、その貯水タンク(1)と連結して集熱器(2)があり、温水用の保温タンク(6)が設置されている。又、貯水タンク(1)の近くに貯水池(4)と井戸(5)があり、これらと結ばれた冷水用の保温タンク(8)がある。2つの保温タンク(6)(8)は使用目的の機器(7)と連結している。又、この装置の電源としてソーラーパネル(3)がある。
本発明の装置によって温度差発電装置は、１日の温度差が大きい陸上の地域が利用可能となる。例として、日中は極暑で夜は低温という砂漠地帯や乾燥地帯など利用できる地域が拡大される。
従来の海水温度差発電装置は、利用できる場所の地理的限定があり、深海から海水をくみ上げる大規模な施設が必要であった。又、深海と表層との海水の温度差があまり大きくないという難点があったが、本発明の装置はこれを解消するものである。又、場合によっては必要になる遠隔地まで送水する技術は確立された技術であり、従来の海水温度差発電装置の深海から海水を汲み出す技術と比べ困難は少ない。
本装置を取り付けた従来の海洋温度差発電装置は、発電と海水の淡水化も可能な装置であるので、乾燥地や砂漠地帯にも電気と水を供給することができる。この装置を取り付けた温度差発電装置は、乾燥・砂漠化や干ばつに苦しむ地域にとって大きな福音になると思われる。現代の課題として温暖化の問題の対策として、本発明は貢献するものとなる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図3のように、海水は海よりポンプ(12)でパイプライン(9)を通って、必要なら中継の貯水池(11)を利用して本施設に送られる。海水は図1の本施設の貯水タンク(1)に溜められる。
昼間の太陽熱の期待できる時間帯に、貯水タンク(1)より海水は流され、その海水は集熱器 (2)に蓄えられて加熱され、加熱の後徐々に流される。図２のように集熱器(2)はソーラーパネル(3)と連結したヒーター線(10)により、直射日光の熱とともに加熱して海水を温める。この加熱された海水は、保温タンク(6)に蓄えられる。
又、夜間の時間帯に入ると海水は貯水タンク(1)より貯水池(4)に送られる。そして夜間の放射冷却現象により貯水池の海水は冷やされ、この海水は朝が明けた後に保温タンク(8)に溜められる。なお、井戸(5)が設置可能で且つ貯水池(4)より有利な条件であれば、水温の安定している井戸の水を利用する。
日中に温められた海水は温水用のタンク(6)に溜り、夜間に放射冷却により冷却された海水又は井戸の水は冷水用のタンク(8)に溜められる。暖かい海水は夕方に得られるが、冷却された海水は朝方に得られる。エネルギーを持つ冷温水が毎日自然の力により得られるというのは、この装置の大きな魅力である。
温水と冷水を得るのに半日の時間差があるが、保温することで時間差は解消され、暖かい海水と冷たい海水又は水が常時用意されているという状態になる。このように用意された温水と冷水を、使用目的の機器(7)に供給する。
第1の使用目的の機器は海洋温度差発電の装置である。図4は海洋温度差発電装置の概略である。海洋の表面にある暖かい表層水は、蒸発器(13)に送られ蒸発し、残った海水は排水される。その水蒸気はタービン(14)を動かして発電機(15)により発電されて電力になる。タービンを動かした水蒸気は凝縮器(16)に入って淡水になるが、この時に水蒸気を冷却するのは海洋の冷たい深層水である。凝縮器は真空ポンプ(17)により真空状態になっている。本発明の装置は、表層水の代わりに貯水タンク(3)の温水を供給し、 深層水の代わりに貯水タンク(5)の冷水を供給する。
第２の使用目的の機器は、「ゼーベック効果」を用いた発電機器である。「ゼーベック効果」は物体の温度差が電圧に直接変換される現象であるが、温度差のあるものとして、貯水タンク(6)の温水と貯水タンク(8)の冷水を使用する。ゼーベック発電素子は１００ワット級のものが生産されているが、ペチェル素子の代用も利用可能である。
第２の使用目的の場合、本発明の装置は大きな蓄電池ととらえることが出来る。この蓄電池は、地域の電源として種々の活用が出来るものと思われる。
図5は本装置を日本家屋に設置した場合の例である。太陽光を利用して作った温水と井戸(5)の安定した温度の水を用いて、「ゼーベック効果」を用いた発電を行う。
日本の気候において利用できるものは、ゼーベック発電素子又はペチェル素子を利用した発電であろうと思われる。図5において温水のタンク(6)と井戸(5)の水を使った冷水のタンク(8)を利用して発電する。井戸水の温度は安定しているので利用価値が高いと思われる。
海洋温度差発電は地理的限定や海水の温度差があまり大きくないという難点があるが、それを補うのが本発明の装置である。本装置は陸地の一日の寒暖差を利用するものなので、温度差発電の設置可能な範囲は、海洋地域のみでなく大きく拡大する。従来の海水温度差発電装置は、特に寒暖差の大きい砂漠や乾燥地帯に使用できるものになる。本発明の装置を加えた従来の海洋温度差発電装置は社会に大きく貢献するものになると思われる。
1貯水タンク
2集熱器
3ソーラーパネル
4 貯水池
5井戸
6保温タンク(温水用)
7使用目的の機器(温度差発電機器やゼーベック発電装置など )
8保温タンク(低温用)
9海水パイプ
10 発熱ヒーター
11中継の貯水池
12ポンプ
13蒸発器
14タービン
15発電機
16凝縮器
17真空ポンプ
18日本家屋
2集熱器
3ソーラーパネル
4 貯水池
5井戸
6保温タンク(温水用)
7使用目的の機器(温度差発電機器やゼーベック発電装置など )
8保温タンク(低温用)
9海水パイプ
10 発熱ヒーター
11中継の貯水池
12ポンプ
13蒸発器
14タービン
15発電機
16凝縮器
17真空ポンプ
18日本家屋
本発明は、１日の寒暖を温度エネルギーとして水又は海水に保存して、温水と冷水を供給する装置に関するものである。
一日の寒暖差を利用してエネルギーを取り出す装置は、あまり普及していないと思われる。その中で特に研究されているのは、海水温度差発電装置である。この温度差を利用する技術は、海洋温度差エネルギーとしての表層の海水と深海の海水を取水し、その温度差を利用して発電する装置であった。これは温度差があまり大きくないという難点と利用できる地域に地理的な限定があり、且つ深海の水を取り出すという経済的に負担の多い装置が必要であった。
海洋エネルギー利用技術 第2版 近藤淑郎 編著
本発明が解決しようとする課題は、陸上において太陽光等によって生まれる１日の寒暖を利用して作られた温水と冷水を、温度差発電装置等のエネルギー機器に供給する装置を提供することである。
海水パイプ(9)と結ばれた貯水タンク(1)があり、その貯水タンク(1)と連結して集熱器(2)があり、温水用の保温タンク(6)が設置されている。又、貯水タンク(1)の近くに貯水池(4)と井戸(5)があり、これらと結ばれた冷水用の保温タンク(8)がある。2つの保温タンク(6)(8)は使用目的の機器(7)と連結している。又、この装置の電源としてソーラーパネル(3)がある。
本発明の装置によって温度差発電装置は、１日の温度差が大きい陸上の地域が利用可能となる。例として、日中は極暑で夜は低温という砂漠地帯や乾燥地帯など利用できる地域が拡大される。
従来の海水温度差発電装置は、利用できる場所の地理的限定があり、深海から海水をくみ上げる大規模な施設が必要であった。又、深海と表層との海水の温度差があまり大きくないという難点があったが、本発明の装置はこれを解消するものである。又、場合によっては必要になる遠隔地まで送水する技術は確立された技術であり、従来の海水温度差発電装置の深海から海水を汲み出す技術と比べ困難は少ない。
本装置を取り付けた従来の海洋温度差発電装置は、発電と海水の淡水化も可能な装置であるので、乾燥地や砂漠地帯にも電気と水を供給することができる。この装置を取り付けた温度差発電装置は、乾燥・砂漠化や干ばつに苦しむ地域にとって大きな福音になると思われる。現代の課題として温暖化の問題の対策として、本発明は貢献するものとなる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図3のように、海水は海よりポンプ(12)でパイプライン(9)を通って、必要なら中継の貯水池(11)を利用して本施設に送られる。海水は図1の本施設の貯水タンク(1)に溜められる。
昼間の太陽熱の期待できる時間帯に、貯水タンク(1)より海水は流され、その海水は集熱器 (2)に蓄えられて加熱され、加熱の後徐々に流される。図２のように集熱器(2)はソーラーパネル(3)と連結したヒーター線(10)により、直射日光の熱とともに加熱して海水を温める。この加熱された海水は、温水用の保温タンク(６)に蓄えられる。
又、夜間の時間帯に入ると海水は貯水タンク(1)より貯水池(4)に送られる。そして夜間の放射冷却現象により貯水池の海水は冷やされ、この海水は朝が明けた後に冷水用の保温タンク(８)に溜められる。なお、井戸(5)が設置可能で且つ貯水池(4)より有利な条件であれば、水温の安定している井戸の水を利用する。
日中に温められた海水は温水用の保温タンク(６)に溜り、夜間に放射冷却により冷却された海水又は井戸の水は冷水用の保温タンク(８)に溜められる。暖かい海水は夕方に得られるが、冷却された海水は朝方に得られる。エネルギーを持つ冷温水が毎日自然の力により得られるというのは、この装置の大きな魅力である。
温水と冷水を得るのに半日の時間差があるが、保温することで時間差は解消され、暖かい海水と冷たい海水又は水が常時用意されているという状態になる。このように用意された温水と冷水を、使用目的の機器(7)に供給する。
第1の使用目的の機器は海洋温度差発電の装置である。図4は海洋温度差発電装置の概略である。海洋の表面にある暖かい表層水は、蒸発器(13)に送られ蒸発し、残った海水は排水される。その水蒸気はタービン(14)を動かして発電機(15)により発電されて電力になる。タービンを動かした水蒸気は凝縮器(16)に入って淡水になるが、この時に水蒸気を冷却するのは海洋の冷たい深層水である。凝縮器は真空ポンプ(17)により真空状態になっている。本発明の装置は、表層水の代わりに温水用の保温タンク(６)の温水を供給し、 深層水の代わりに冷水用の保温タンク(８)の冷水を供給する。
第２の使用目的の機器は、「ゼーベック効果」を用いた発電機器である。「ゼーベック効果」は物体の温度差が電圧に直接変換される現象であるが、温度差のあるものとして、温水用の保温タンク(６)の温水と冷水用の保温タンク(８)の冷水を使用する。ゼーベック発電素子は１００ワット級のものが生産されているが、ペルチェ素子の代用も利用可能である。
第２の使用目的の場合、本発明の装置は大きな蓄電池ととらえることが出来る。この蓄電池は、地域の電源として種々の活用が出来るものと思われる。
図5は本装置を日本家屋に設置した場合の例である。太陽光を利用した作った温水と井戸(5)の安定した温度の水を用いて、「ゼーベック効果」を用いた発電を行う。
日本の気候において利用できるものは、ゼーベック発電素子又はペルチェ素子を利用した発電であろうと思われる。図5において温水用の保温タンク(６)と井戸(5)の水を使った冷水用の保温タンク(８)を利用して発電する。井戸水の温度は安定しているので利用価値が高いと思われる。
海洋温度差発電は地理的限定や海水の温度差があまり大きくないという難点があるが、それを補うのが本発明の装置である。本装置は陸地の一日の寒暖差を利用するものなので、温度差発電の設置可能な範囲は、海洋地域のみでなく大きく拡大する。従来の海水温度差発電装置は、特に寒暖差の大きい砂漠や乾燥地帯に使用できるものになる。本発明の装置を加えた従来の海洋温度差発電装置は社会に大きく貢献するものになると思われる。
1貯水タンク
2集熱器
3ソーラーパネル
4 貯水池
5井戸
6保温タンク(高温用)
7使用目的の機器(温度差発電機器やゼーベック発電装置など )
8保温タンク(低温用)
9海水パイプ
10 発熱ヒーター
11中継の貯水池
12ポンプ
13蒸発器
14タービン
15発電機
16凝縮器
17真空ポンプ
18日本家屋
2集熱器
3ソーラーパネル
4 貯水池
5井戸
6保温タンク(高温用)
7使用目的の機器(温度差発電機器やゼーベック発電装置など )
8保温タンク(低温用)
9海水パイプ
10 発熱ヒーター
11中継の貯水池
12ポンプ
13蒸発器
14タービン
15発電機
16凝縮器
17真空ポンプ
18日本家屋
Claims (3)
- 貯水タンク(1)と集熱器(2)と温水用の保温タンク(6)があり、
この装置の電源としてソーラーパネル(3)を備え、
貯水池(4)と井戸(5)と冷水用の保温タンク(8)が設置されていることを特徴とする、
１日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 - 請求項１より、貯水池(4)と井戸(5)のうちどちらか一つを除いた、
１日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 - 請求項1より、電源としてソーラーパネル(3)を除いた、
１日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020006440A JP2021113638A (ja) | 2020-01-18 | 2020-01-18 | １日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020006440A JP2021113638A (ja) | 2020-01-18 | 2020-01-18 | １日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021113638A true JP2021113638A (ja) | 2021-08-05 |
Family
ID=77076826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020006440A Pending JP2021113638A (ja) | 2020-01-18 | 2020-01-18 | １日の寒暖を温度エネルギーとして温水と冷水にして保存し供給する装置。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2021113638A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4116101A1 (en) | 2021-07-08 | 2023-01-11 | Seiko Epson Corporation | Printhead and inspection method of printhead |
-
2020
- 2020-01-18 JP JP2020006440A patent/JP2021113638A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4116101A1 (en) | 2021-07-08 | 2023-01-11 | Seiko Epson Corporation | Printhead and inspection method of printhead |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200124 |