JP3167929U

JP3167929U - 上昇気流利用発電装置

Info

Publication number: JP3167929U
Application number: JP2011001161U
Authority: JP
Inventors: 重隆山橋
Original assignee: 山橋政子
Priority date: 2011-03-04
Filing date: 2011-03-04
Publication date: 2011-05-26
Anticipated expiration: 2020-10-07

Abstract

【課題】屋根の間を流れる空気を太陽光を利用して上昇気流とし、その利用を図ることによって家屋内部において発電の簡易化を図る。【解決手段】逆Ｖ字形状をなす屋根において、傾斜する左右の各屋根１，２を垂木と野地板よりなる内側屋根材１ａ，２ａと透光板よりなる外側屋根材１ｂ，２ｂの二重構造として両屋根間に空気流通空間３を形成し、内側屋根材に吸熱板で包囲せしめた貯水槽よりなる吸熱温水器４を添設して外側屋根材を透過した太陽光により貯水を温水化可能とすると共に、逆Ｖ字形状屋根の頂部に排気可能に先細円筒部を設けて風車９を内蔵し、該風車９の駆動軸１０を下方へ延ばして発電機１１に連結して太陽光及び太陽光により温水化された吸熱温水器の温水熱により加熱されて空気流通空間３を上昇する上昇気流により上記風車９を回転せしめて該回転により駆動軸１０を介し発電機１１に回転を付与し、発電せしめるようにした。【選択図】図１

Description

本考案は上昇気流を利用した発電装置に係り、詳しくは太陽光を透光する屋根より得られる太陽熱を利用して、屋根内部に上昇気流を発生させて発電に利用する発電装置に関するものである。

一般に採用されている発電装置には火力発電，原子力発電，風力発電等の発電装置が知られているが、エネルギー問題や環境問題があり、近時、太陽光を利用した太陽光発電が注目され、屋根の上に太陽熱を利用した温水や発電のパネルを設置している家も多く見られるようになっている。

しかし、従来の上記屋根上に設置した太陽熱利用の設備は太陽熱をそのまま利用して温水や発電のパネルを設置することによって温水を作り、風呂や給湯あるいは床暖房等に使用するのが通常であり、屋根の間を流れる空気を加熱して上昇気流を作り、この上昇気流を利用することは考えられていない。

一方、上昇気流を利用して発電装置を駆動することについては、例えば太陽光により風洞内に発生した上昇気流を利用して風車を回転させて発電装置の発電効率を向上させる風力発電装置（例えば特許文献１参照）や、高さ方向に延びる筒体の内部を上昇する気流を利用して発電を行う風力発電装置（特許文献２参照）あるいは太陽電池の発電効率を高い状態に維持した太陽光発電と、太陽光エネルギーによって発生する上昇気流により風車を回転させ発電する風力発電とを複合させた装置（特許文献３参照）などが提案されている。

しかし、これら各提案の上昇気流を利用した風力発電装置は夫々、風洞，筒体を利用し、発生する上昇気流により風車を駆動して発電するものであり、家屋の屋根空間を利用するものとは異なり家庭内等における介護設備などを補助するのに便利な簡易発電装置には適していない。

特開２００７−４６５２０号公報特開２００２−２７６５３１号公報特開２００５−８３３２７号公報

本考案は上述の如き実状に鑑み、太陽光による家庭内簡易発電への利用を図ることに着目し、特に二重屋根構造として内外屋根材間を流れる空気を加熱して上昇気流を形成し、該気流により屋根上部の風車を回転させて発電することにより家屋内部における発電の簡易化を達成することを目的とするものである。

即ち、上記目的に適合する本考案の特徴は、逆Ｖ字形状をなす屋根において、傾斜する左右の各屋根を垂木と野地板よりなる内側屋根材と透光板よりなる外側屋根材の二重構造として両屋根材間に空気流通空間を形成し、内側屋根材に吸熱板で包囲せしめた貯水槽よりなる吸熱温水器を該空間内に添設して外側屋根材を透過した太陽光により貯水を温水化可能とすると共に、逆Ｖ字形状屋根の頂部に排気可能に先細円筒部を設けて風車を内蔵し、該風車の駆動軸を下方に延長して発電機に連結し、太陽光及び太陽光により温水化された吸熱温水器の温水熱により加熱されて空気流通空間を上昇する上昇気流により風車を回転せしめて、該回転により駆動軸を介し発電機に回転を付与し発電せしめるようになした上昇気流利用発電装置にある。また、上記先細円筒内部の風車駆動軸を円筒外上部に延長し、風力により回転する風車を設置し、上記太陽光による発電に風力発電を併用せしめることも可能であり、好適である。

本考案は以上のように屋根を内外二重構造としてその間に空気流通空間を形成し、外側の透光板を透過した太陽光により該空間に流入する空気を加熱すると共に、内部の吸熱温水器の貯留水を温めて空気を加熱し、上昇気流として上部の風車を回転し、駆動軸により発電機に連結して発電せしめるものであるから、クランク機構等の発電装置回転機構の必要なく、簡単に太陽光により発電させることができるので、一般家屋における電力使用の如き小規模でも容易に設備することができる利点があると共に、特に空気流通空間に吸熱温水器を設置し、太陽光の熱エネルギーにより内部の水を温めて蓄熱しておくことができるので夜間においてその放熱により上昇気流を維持させて風車を回転させ、発電を続けることを可能ならしめると共に、必要に応じ熱水としても利用することができる効果を有している。

本考案に係る発電装置を設置した屋根の左半部を主体とした要部概要図である。

以下、更に添付図面を参照し、本考案の具体的構成を説明する。図１は本考案に係る発電装置の要部を示し、図においてＡは逆Ｖ字形状の屋根で、小屋梁Ｂ上に小屋束Ｃを介して組み付けられた傾斜を有する左右の屋根１，２により形成されているが、図示例においては左右屋根は同じ構造のため右半部を省略し、左半部を主に図示し説明することにする。

先ず、屋根Ａにおいては左右の屋根１，２は夫々、内側屋根材１ａ，２ａと、外側屋根板１ｂ，２ｂの二重構造により形成され、内外両屋根材１ａ，１ｂ、２ａ，２ｂの間は空隙として屋根下方の軒下空気吸入口６より流入する空気の流通空間３となっている。なお、軒下空気吸入口６は吸入用穴をもって代えてもよい。

ここで、上記外側屋根板１ｂ，２ｂは太陽光を透過する耐熱樹脂板，ガラス板等の透光板によって形成されており、一方、内側屋根材１ａ，２ａは垂木Ｄと野地板Ｅによって構成され、内側屋根材１ａ，２ａの上記野地板Ｅ内部にトタンＦを介し又は介することなしにアルミ，鉄，銅などの吸熱金属板により包囲形成された貯水槽からなる吸熱温水器４が添設されて貯水槽内部の水が太陽光を受けることにより加熱され、温水状態で保持されて吸熱温水器４として作用することになっている。なお、５は上記吸熱温水器４を構成する貯水槽への給排水を行う給排水管であり、７は樋である。

かくして上記構成により太陽光が外側屋根板１ｂ，２ｂを透過し、内部の空気流通空間３内に軒下吸入口６より吸入される空気を加熱すると共に、同時に空間内部に配設された吸熱温水器４の貯留水を加熱温水化して太陽光による加熱と共に上記吸入空気を加温して空間３内に上昇気流を発生させ頂部へ上昇させてゆく。そして、気流の上昇する逆Ｖ字形状の屋根１，２の頂部には図示の如く上部に排気させるように先細状の円筒８が連設されていて、該円筒８内に上記上昇気流によって回転する風車９が設けられている。

この風車９は屋根頂部の先細円筒９内にあって駆動軸１０に上記の如く上昇気流により回転可能に保持されており、駆動軸１０は下方へ延びて発電機１１に連結されていて、風車９の回転を駆動源として発電機１１に回転を付与し、発電せしめるようになっている。なお、１２は小屋梁Ｂ上に配設されているコントローラで、上記発電機１１により発電される電力を整流昇圧するものであり、これによって蓄電器１３に蓄電し、照明に利用する等、適宜電力の配分をはかっている。

本考案は上記の如き構成を有してなり、昼間は外側屋根材透光板を通して太陽光を受けることにより、空気流通空間３に吸入口６より吸入される空気を加熱すると共に、吸熱温水器内の貯留水を加熱して太陽光と温水熱により空気流通空間３内の空気に上昇気流を生じさせて屋根の頂部方向に上昇させることにより屋根頂部の風車９を回転させ、駆動軸１０を介して発電機１１に回転を付与し発電せしめる。一方、夜間においては昼間に加温された吸熱温水器内の温水の有する熱エネルギーを放熱して空気流通空間３内の空気を加温し、上昇気流を作ることができて夜間においても風車９の回転を維持し、発電可能として昼夜にわたり発電を可能とする。

なお、吸熱温水器４内の水の給排水は必要に応じて随時、軒下部における給排水管５を通じて行う。また、上記構成において風車９の駆動軸１０を上方へ延長し、先細円筒８外に突出させてその上端に更に風力発電用の風車を設けることも可能であり、これにより上記太陽光発電に風力による発電を併用可能として上昇気流による発電と共に一層発電効率を高めることができる。

Ａ：逆Ｖ字状屋根
１，２：左右の屋根
１ａ，２ａ：内側屋根材
１ｂ，２ｂ：外側屋根材（透光板）
３：空気流通空間
４：吸熱温水器
５：給排水管
６：軒下空気吸入口
７：樋
８：先細円筒部
９：風車
１０：風車の駆動軸
１１：発電機
１２：コントローラ
１３：蓄電器

Claims

逆Ｖ字形状をなす屋根において、傾斜する左右の各屋根を垂木と野地板よりなる内側屋根材と透光板よりなる外側屋根材の二重構造として両屋根材間に空気流通空間を形成し、内側屋根材に吸熱板で包囲せしめた貯水槽よりなる吸熱温水器を添設して外側屋根材を透過した太陽光により貯水を温水化可能とすると共に、逆Ｖ字形状屋根の頂部に排気可能に先細円筒部を設けて風車を内蔵し、該風車の駆動軸を下方へ延ばして発電機に連結して太陽光及び太陽光により温水化された吸熱温水器の温水熱により加熱されて空気流通空間を上昇する上昇気流により上記風車を回転せしめて該回転により駆動軸を介し発電機に回転を付与し、発電せしめるようになしたことを特徴とする上昇気流利用発電装置。