(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、
該タービンによって駆動される発電機と、
前記タービンが収容可能なように前記鉛直軸に沿って設けられ且つ下端に吸気口が形成された煙突と、
該煙突の下方部分を囲繞するように設けられ且つ前記吸気口よりも低い位置に空気取入口が形成された透明な箱体と、
該箱体と前記煙突との間に互いに離間状態で立設され且つ上端が前記吸気口よりも高位置とされた集熱体と、を備え、
前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が前記吸気口から前記煙突の内部に流入する上昇気流となって前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されていることを特徴とする太陽熱発電装置。
【請求項２】
前記煙突は、前記下方部分であって前記箱体の内部に臨む導入側筒部と、前記箱体の上方に位置する排出側筒部と、を備え、該排出側筒部には太陽光パネルが用いられていることを特徴とする請求項１に記載の太陽熱発電装置。
【請求項３】
前記集熱体には、少なくともその一部に太陽光パネルが用いられているか又は太陽電池セルが組み込まれていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の太陽熱発電装置。
【請求項４】
前記煙突は、前記下方部分であって前記箱体の内部に臨む導入側筒部と、前記箱体の上方に位置する排出側筒部と、を備え、前記排出側筒部には振動板と圧電素子とが設けられ、前記鉛直軸には前記振動板に接触可能な羽根が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項５】
前記鉛直軸は、前記煙突の上方に突出しており、その突出部分に風車が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項６】
筒状に熱電素子が設けられ且つ下端に吸気口が形成された煙突と、
前記熱電素子の外側に形成され且つ内部に冷却剤が充填された密閉空間と、
前記煙突の下方部分を囲繞するように設けられ且つ前記吸気口よりも低い位置に空気取入口が形成された透明な箱体と、
該箱体と前記煙突との間に互いに離間状態で立設され且つ上端が前記吸気口よりも高位置とされた集熱体と、を備え、
前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が上昇気流となって前記吸気口から前記煙突の内部に流入して前記熱電素子の内面側に接すると共に該熱電素子の外面側が冷却剤に接することにより、温度差が生じて温度差発電するように構成されていることを特徴とする太陽熱発電装置。
【請求項７】
前記煙突の下方部分には、蓄熱材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項８】
鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、
該タービンによって駆動される発電機と、
前記タービンが収容可能なように前記鉛直軸に沿って設けられた煙突と、
前記タービンの下方に配置され且つ下方から上方に向かって縮閉する透明な箱体と、
前記箱体の内側に間隔を存して配置され且つ下方から前記タービンに向かって縮閉すると共にその上端に前記タービンの下方に所定間隔を存して対向する吹付筒部を一体に備えた集熱体と、
前記箱体の下端に形成された空気取入口と、
前記集熱体の下端に形成された吸気口と、
前記吹付筒部内に設けられた蓄熱材と、を備え、
前記空気取入口と前記吸気口とから前記箱体及び前記集熱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気を上昇気流として前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されていることを特徴とする太陽熱発電装置。
【請求項９】
上端に排気口が設けられ且つ下端に吸気口が形成された煙突と、
該煙突の前記吸気口よりも低い位置に空気取入口が形成された透明な箱体と、
該箱体の内部に設けられ且つ内部に冷却剤が充填された密閉空間と、
該密閉空間の外周壁を構成する熱電素子と、
該熱電素子の外側の前記箱体の内部に立設され且つ上端が前記空気取入口よりも高位置とされた集熱体と、を備え、
前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が前記吸気口から前記煙突の内部に流入する上昇気流となって前記排気口から排出されると共に、前記熱電素子が前記箱体を透過した太陽光によって加熱されるように構成されていることを特徴とする太陽熱発電装置。
【請求項１０】
鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、
該タービンによって駆動される発電機と、をさらに備え、
前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が上昇気流となって前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されている請求項９に記載の太陽熱発電装置。
【請求項１１】
前記上昇気流となった加熱空気により回転可能な風車と、該風車によって駆動される発電機とが設けられ、前記風車は、水平軸の周りを回転可能な円筒体と、風受け可能なように該円筒体の外周壁に多数設けられた羽根とを備えている請求項５又は９又は１０に記載の太陽熱発電装置。
【請求項１２】
前記円筒体の内周面には、圧電素子と、該圧電素子を覆う振動板とが設けられ、前記円筒体の内部には多数の球体が前記振動板上を転動可能なように設けられ、前記風車の外周には半円筒形状の外筒体が設けられ、該外筒体の内周面には、前記圧電素子と、該圧電素子を覆う振動板とが設けられ、前記円筒体の羽根が前記外筒体の振動板に接触するように設けられている請求項１１に記載の太陽熱発電装置。
【請求項１３】
前記箱体の外周壁は、太陽光パネルと透明板により構成されていることを特徴とする請求項９乃至請求項１１の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項１４】
前記箱体に集光レンズが設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項１５】
前記集熱体に凹凸面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１４の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【請求項１６】
前記箱体の北側に太陽光を前記箱体に向けて反射する反射板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項１５の何れかに記載の太陽熱発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽熱（太陽光を含む）を利用して電気エネルギーを取り出す太陽熱発電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年における環境問題に対する関心の高まりに伴い、自然エネルギーを利用した太陽熱発電装置が注目されている。【０００３】
従来の太陽熱発電装置としては、太陽熱集熱器と、熱エネルギーを蓄えて熱交換を行う蓄熱槽と、この蓄熱槽で熱交換されて暖められた熱媒体を加熱するボイラーと、を備えたもの（例えば、特許文献１参照）や、蒸発性液体を蒸発する太陽熱集熱器と、内部に磁性体のディスプレーサーを有し外周にコイルを配設する往復動式の膨張機と、を備えたもの（例えば、特許文献２参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２３３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２６９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の太陽熱発電装置においては、太陽熱集熱器の他に、液体を利用した循環装置を構成する必要があるうえ、ボイラーや膨張機といった他の大型な機械を設置しなければならず、メンテナンス等の作業コストや部品コストが高騰するうえ、装置の大型化や騒音の発生等に伴う設置場所の限定等の制約が発生してしまうという問題が生じていた。【０００６】
また、従来の太陽熱発電装置においては、太陽熱集熱器の他に、液体を利用した循環装置を構成する必要があるため、他の自然エネルギーを併用することが困難で、汎用性が低いという問題が生じていた。【０００７】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、ボイラーや膨張機といった大型な機械を不要とし得て、作業コストや部品コストを削減することができるばかりでなく、設置場所等の制約を低くすることができる太陽熱発電装置を提供することを目的とする。【０００８】
また、他の自然エネルギーを併用することが可能で汎用性を向上することができる太陽熱発電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係る太陽熱発電装置は、鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、該タービンによって駆動される発電機と、前記タービンが収容可能なように前記鉛直軸に沿って設けられ且つ下端に吸気口が形成された煙突と、該煙突の下方部分を囲繞するように設けられ且つ前記吸気口よりも低い位置に空気取入口が形成された透明な箱体と、該箱体と前記煙突との間に互いに離間状態で立設され且つ上端が前記吸気口よりも高位置とされた集熱体と、を備え、前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が前記吸気口から前記煙突の内部に流入する上昇気流となって前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されていることを特徴とする。【００１０】
また、前記煙突は、前記下方部分であって前記箱体の内部に臨む導入側筒部と、前記箱体の上方に位置する排出側筒部と、を備え、該排出側筒部には太陽光パネルが用いるのが好ましい。【００１１】
さらに、前記集熱体には、少なくともその一部に太陽光パネルが用いられているか又は太陽電池セルが組み込まれているのが好ましい。【００１２】
また、前記煙突は、前記下方部分であって前記箱体の内部に臨む導入側筒部と、前記箱体の上方に位置する排出側筒部と、を備え、前記排出側筒部には振動板と圧電素子とが設けられ、前記鉛直軸には前記振動板に接触可能な羽根が設けられているのが好ましい。【００１３】
また、前記鉛直軸は、前記煙突の上方に突出しており、その突出部分に風車が設けられているのが好ましい。【００１４】
また、前記煙突は、前記下方部分であって前記箱体の内部に臨む導入側筒部と、前記箱体の上方に位置する排出側筒部と、を備え、前記排出側筒部には熱電素子が設けられ、前記排出側筒部の外側には冷却剤を充填した密閉空間が形成されているのが好ましい。【００１５】
また、前記タービンの下方の前記煙突には、蓄熱材が設けられているのが好ましい。【００１６】
さらに、本発明の太陽熱発電装置は、鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、該タービンによって駆動される発電機と、前記タービンが収容可能なように前記鉛直軸に沿って設けられた煙突と、前記タービンの下方に配置され且つ下方から上方に向かって縮閉する透明な箱体と、前記箱体の内側に間隔を存して配置され且つ下方から前記タービンに向かって縮閉すると共にその上端に前記タービンの下方に所定間隔を存して対向する吹付筒部を一体に備えた集熱体と、前記箱体の下端に形成された空気取入口と、前記集熱体の下端に形成された吸気口と、前記吹付筒部内に設けられた蓄熱材と、を備え、前記空気取入口と前記吸気口とから前記箱体及び前記集熱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気を上昇気流として前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されていることを特徴とする。【００１７】
また、本発明に係る太陽熱発電装置は、上端に排気口が設けられ且つ下端に吸気口が形成された煙突と、該煙突の下方に設けられ且つ前記吸気口よりも低い位置に空気取入口が形成された透明な箱体と、該箱体の内部に設けられ且つ内部に冷却剤が充填された密閉空間と、該密閉空間の外周壁を構成する熱電素子と、該熱電素子の外側の前記箱体の内部に立設され且つ上端が前記空気取入口よりも高位置とされた集熱体と、を備え、前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が前記吸気口から前記煙突の内部に流入する上昇気流となって前記排気口から排出されると共に、前記熱電素子が前記箱体を透過した太陽光によって加熱されるように構成されていることを特徴とする。【００１８】
また、鉛直軸を中心に回転可能なタービンと、該タービンによって駆動される発電機と、をさらに備え、前記空気取入口から前記箱体の内部に流入した空気が前記集熱体によって加熱された後、その加熱空気が上昇気流となって前記タービンを回転させることにより、前記発電機が発電するように構成されているのが好ましい。【００１９】
さらに、前記煙突には前記上昇気流となった加熱空気により回転可能な風車が設けられ、該風車は、水平軸の周りを回転可能な円筒体と、風受け可能なように該円筒体の外周壁に多数設けられた羽根とを備え、前記円筒体の内周面には、圧電素子と、該圧電素子を覆う振動板とが設けられ、前記円筒体の内部には多数の球体が前記振動板上を転動可能なように設けられているのが好ましい。【００２０】
さらに、前記風車の外周には半円筒形状の外筒体が設けられ、該外筒体の内周面には、前記圧電素子と、該圧電素子を覆う振動板とが設けられ、前記円筒体の羽根が前記外筒体の振動板に接触するように設けられているのが好ましい。【００２１】
さらに、前記箱体の外周壁は、太陽光パネルと透明板により構成されているのが好ましい。【００２２】
また、前記箱体に集光レンズが設けられていてもよい。【００２３】
さらに、前記集熱体に凹凸面が形成されていてもよい。【００２４】
さらに、前記箱体の北側に太陽光を前記箱体に向けて反射する反射板が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の太陽熱発電装置は、ボイラーや膨張機といった大型な機械を不要とし得て、作業コストや部品コストを削減することができるばかりでなく、設置場所等の制約を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と太陽光とを利用した実施例１の太陽熱発電装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置に適用される集熱体の一例の断面形状を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置に適用される集熱体の他例の断面形状を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と振動力とを利用した実施例２の太陽熱発電装置の説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と風力とを利用した実施例３の太陽熱発電装置の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と風力とを利用した実施例３の応用例の太陽熱発電装置の説明図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と温度差とを利用した実施例４の太陽熱発電装置の説明図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と太陽光と振動力と風力と温度差とを利用した実施例５の太陽熱発電装置の説明図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置の実施例６を示す太陽熱発電装置の要部の説明図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置の実施例６の変形例を示す太陽熱発電装置の要部の説明図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と温度差とを利用した実施例７の太陽熱発電装置の説明図である。
【図１２】図１１のＡ−Ａ矢視図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置の実施例７の風車を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る太陽熱発電装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。尚、以下に示す実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限りこれらの態様に限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
図１乃至図３は本発明の太陽熱発電装置に係る実施例１を示し、図１は自然エネルギーとして太陽熱と太陽光とを利用した実施例１の太陽熱発電装置の説明図、図２は集熱体の一例の断面形状を示す説明図、図３は集熱体の他例の断面形状を示す説明図である。
【００２９】
図１において、太陽熱発電装置１０は、鉛直軸１１を中心に回転可能なタービン１２と、タービン１２によって駆動される発電機１３と、タービン１２が収容可能なように鉛直軸１１に沿って設けられた煙突１４と、煙突１４の下方部分を囲繞するように設けられた箱体１５と、箱体１５と煙突１４との間に互いに離間状態で立設された集熱体１６と、箱体１５の外側に配置された反射板１７と、を備えている。
【００３０】
煙突１４は、本実施の形態においては、金属や樹脂等の材料限定が必要のない（又は太陽光パネルからなる）排出側筒部１８と、集熱性の高い材質から構成された導入側筒部１９と、を備え、その境界部分にタービン１２が配置されている。また、導入側筒部１９の下端は開放することによって吸気口１４ａが形成されている。さらに、排出側筒部１８と導入側筒部１９との間は密閉状態で接合されている。この際、排出側筒部１８の上端は開放されて排気口１４ｂを構成しているが、この排気口１４ｂは排出側筒部１８の上端付近を屈曲させて横向きとしたり傘等で覆うことにより、雨水の侵入や自然風の逆入を防止することができる。また、導入側筒部１９若しくは煙突１４を、全体として上方に向かって先細りとなる截頭円錐形状の筒体に構成し、後述する上昇気流の速度を速くしてタービン１２の回転力を確保しても良い。
【００３１】
尚、煙突１４の断面形状は円筒の他、多角筒でも良いが、鉛直軸１１を中心として対称形な正多角形であるのが好ましく、その角数も多いのが好ましい。また、導入側筒部１９を構成する集熱性の高い材質としては、例えば、ステンレス板や銅板等が用いられる他、集熱体１６と対向していない上方部位に太陽光パネルを用いたり太陽電池セルを組み込んでも良い。
【００３２】
箱体１５は、本実施の形態においては、逆向きの有底円筒形状からなる透明なガラス製のものが用いられている。また、箱体１５の下方には、吸気口１４ａよりも低い位置に大気と連通する空気取入口１５ａが形成されている。また、上述した煙突１４は、箱体１５の上面（有底面）を貫通し、その上方に排出側筒部１８、その内部に導入側筒部１９が配置されている。従って、排出側筒部１８と導入側筒部１９とは、箱体１５の底部に密閉状態で固定しても良い。
【００３３】
尚、箱体１５の材質は、太陽熱を取り入れるために無色透明で耐熱性（自然環境）を備えたものであれば、ガラス製に限定されず、アクリル等の樹脂等でも良い。この際、内部構造を隠すために、有色透明（例えば、スモークガラス）としても良い。
【００３４】
集熱体１６は、本実施の形態では、導入側筒部１９と同一の材質等から構成され、鉛直軸１１の軸線方向に沿って連続する凹凸形状（例えば、断面波型）とすることによって表面積が拡大されている。尚、集熱体１６は、図２又は図３に示すように、鉛直軸１１と直交する断面方向に沿って連続する凹凸形状としても良い。また、集熱体１６の上端は、導入側筒部１９の下端寄りを包囲するように吸気口１４ａよりも高位置とされている。
【００３５】
反射板１７は、例えば、箱体１５の北側に設置し、その対向面を鏡面とすることにより、太陽光を集熱体１６に向けて反射することができる。従って、この反射板１７は、箱体１５の周囲を包囲する断面円弧形状としても良い。
上記の構成において、集熱体１６によって空気取入口１５ａから箱体１５の内部に流入した空気が加熱され、その加熱空気が吸気口１４ａから煙突１４の内部に流入する上昇気流となってタービン１２を回転させることにより、発電機１３を発電することができる。
【００３６】
この際、煙突１４に箱体１５から上方に突出する排出側筒部１８を設けたことにより、上昇気流を効率良く箱体１５の上方から案内することができ、タービン１２の回転力を確保することができる。
【００３７】
また、集熱体１６，排出側筒部１８，導入側筒部１９の少なくともその一部に太陽光パネルを採用した場合や、太陽電池セルを組み込んだ場合には、太陽熱発電と太陽光電池との併用による発電を行うことができる。
【００３８】
このように、太陽熱発電と太陽熱以外の自然エネルギーとして太陽光発電を併用することにより、コスト低減と発電効率の向上を図ると共に、単位体積あたり（例えば、太陽光パネルを単に斜めに設置した場合の空間の体積に比較した場合）の発電力の増強を図ることが可能となる。
【００３９】
（実施例２）
図４は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と振動力とを利用した実施例２の太陽熱発電装置の説明図である。尚、図４において、上記実施例１と同一又は類似の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４０】
図４において、太陽熱発電装置２０の鉛直軸１１は、その上端が排出側筒部１８の上端付近にまで延長されている。また、鉛直軸１１の上端寄りには、煙突１４内に位置するように複数枚の羽根２１が設けられている。
【００４１】
排出側筒部１８は、実施例１で示した太陽光パネルとは異なり、実施例２では金属等が用いられ、その内壁には複数枚の羽根２１に跨って対向するように振動板２２が設けられている。また、排出側筒部１８の内部には振動板２２と対向するように圧電素子２３が設けられている。
【００４２】
このような構成とすることにより、複数枚の羽根２１がタービン１２と一体に回転し、振動板２２を通して圧電素子２３に圧力を加えることができ、太陽熱発電と併用して振動力発電を行うことができる。
【００４３】
尚、この振動力発電は、太陽光や後述する風力といった天然の自然エネルギーを直接利用しているものではないが、本発明の上昇気流を利用したタービン１２による鉛直軸１１の回転を直接利用しており、しかも、従来技術で説明したボイラーのような燃焼材料（例えば、ガス等）の資源を用いていない意味では、自然エネルギーを利用した電力の範疇に含まれる。
【００４４】
また、この実施例２では、羽根２１自体が上昇気流により回転するように構成すれば、必ずしもタービン１２及び発電機１３を設置しなくてもよい。
【００４５】
（実施例３）
図５は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と風力とを利用した実施例３の太陽熱発電装置の説明図である。尚、図５において、上記実施例１と同一又は類似の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４６】
図５において、太陽熱発電装置３０の鉛直軸１１は、その上端が排出側筒部１８の上端から上方に突出するまで延長されている。また、鉛直軸１１の上端には、一対の屈曲ガイド羽根３１からなる風車３２が設けられている。尚、この風車３２は、図５に示したように、サボニウス形風車とする他、ダリウス型風車等、その形式は特に限定されるものではない。また、排出側筒部１８としては、実施例１で示した太陽光パネルでも金属等でも良い。
【００４７】
このような構成とすることにより、外部の風を受けて風車３２がタービン１２と一体に回転し、太陽熱発電と併用して風力発電を行うことができ、太陽熱発電が困難な夜間等においても風さえあれば発電が可能となり太陽熱発電とで相互補完が可能となる。
【００４８】
尚、図６に示すように、風車３２として用いる鉛直軸１１と、タービン１２として用いる軸３４とを別々として独立に回転可能に構成し、発電機１３の内部においても、鉛直軸１１に設けた発電機用ロータ３５と軸３４に設けた発電機用ロータ３６とを独立して発電機用ステータ３７に対向配置することによって、風車３２の回転をタービン１２とは独立させ、各々の負荷を軽減しても良い。
【００４９】
（実施例４）
図７は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と温度差とを利用した実施例４の太陽熱発電装置の説明図である。尚、図７において、上記実施例１と同一又は類似の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５０】
図７において、太陽熱発電装置４０の箱体１５の上面には、箱体１５の外周形状と略一致するように排出側筒部１８を離間状態で包囲する断熱材からなる外筒４１が設けられている。また、外筒４１の上縁部は排出側筒部１８の上縁部と同一高さとされ、外筒４１の上縁部と排出側筒部１８の上縁部とで構成された開口部分は放熱板４２で閉成されている。これにより、箱体１５の上面と排出側筒部１８と外筒４１と放熱板４２とで密閉空間４３が形成される。尚、密閉空間４３の内部は、水等の冷却剤が満たされている。また、導入側筒部１９の内部には、鉛直軸１１が貫通するように蓄熱材４４が設けられている。
【００５１】
一方、密閉空間４３と上昇気流とが接する排出側筒部１８には、一面で排出側筒部１８の内壁を構成し且つ他面で排出側筒部１８の外壁を構成する熱電素子（例えば、ペルチェ素子）が用いられている。また、尚、排出側筒部１８は、少なくともその一部を断熱材としても良い。
【００５２】
このような構成とすることにより、密閉空間４３内の冷却剤の熱が輻射によって放出されて冷やされる。
【００５３】
また、排出側筒部１８としての熱電素子は、一面が上昇気流に接すると共に、他面が冷水に接することにより、温度差が生じて温度差発電する。
【００５４】
尚、蓄熱材４４は、各実施例１〜６に共通して設けることができる。
【００５５】
また、この実施例４では、必ずしもタービン１２及び発電機１３を設置しなくてもよい。
【００５６】
（実施例５）
図８は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と太陽光と振動力と風力と温度差とを利用した実施例５の太陽熱発電装置の説明図である。尚、図８において、上記実施例１〜実施例３と同一又は類似の構成には、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図８において、太陽熱発電装置５０の排出側筒部１８は、密閉空間４３の内壁を構成する熱電素子からなる下円筒部５１と、複数枚の羽根２１に跨って対向する振動板２２と圧電素子２３とを備えた上円筒部５２と、の上下２段で構成されている。また、外筒４１の外側、上円筒部５２の外側、一対の屈曲ガイド羽根３１の両面、のそれぞれには太陽光パネル５３，５４，５５，５６が設けられている。
【００５８】
また、密閉空間４３を構成する放熱板４２は上方に向かって先細りとなるように傾斜され、その上面には透明なガラス５７が設けられていると共に、その外表面には表面処理コーティングが施されている。
【００５９】
尚、この表面処理コーティングとしては、光触媒活性物質（例えば、酸化チタン）によるもの等が採用されている。これにより、例えば、散水（雨水等でも良い）を行うことにより、ガラス５７の全体を薄い水膜で覆い、この水膜が蒸発するときの蒸発潜熱によりガラス５７及び密閉空間４３の室内温度を低下させる打ち水効果を確保することができるばかりでなく、超親水作用、即ち、雨水や油の表面付着を抑制する洗浄効果（セルフクリーニング作用）を確保することができる。
【００６０】
このような構成とすることにより、各自然エネルギーを利用した発電効果を得ることができる。
【００６１】
尚、この実施例５で示した太陽熱発電装置５０では、実施例２〜実施例４で示した太陽熱以外の自然エネルギーを併用したもの全てに加えて太陽光パネル５３，５４，５５，５６を用いた太陽光発電を用いたものとして示したが、この太陽光発電を各実施例２〜４に適用しても良いし、例えば、実施例１，実施例２，実施例３を組み合わせたもの、実施例１，実施例２，実施例４を組み合わせたもの等のように、各実施例１〜４を複数組み合わせることができることは勿論である。
【００６２】
また、この実施例５では、必ずしもタービン１２及び発電機１３を設置しなくてもよい。
【００６３】
（実施例６）
図９及び図１０は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置の実施例６及びその変形例を示す太陽熱発電装置の要部の説明図である。
【００６４】
上記各実施例１〜５に示した太陽熱発電装置１０，２０，３０，４０，５０では、箱体１５及び集熱体１６の外周形状を円筒又は多角筒としたもので説明したが、実施例６で示す太陽熱発電装置６０は、鉛直軸１１を中心に回転可能なタービンと、タービン１２によって駆動される発電機１３と、タービン１２が収容可能なように鉛直軸１１に沿って設けられた煙突１４（下円筒部５１）と、タービン１２の下方に配置され且つ下方から上方に向かって縮閉する透明な箱体６１と、箱体６１の内側に間隔を存して配置され且つ下方からタービン１２に向かって縮閉すると共にその上端にタービン１２の下方に所定間隔を存して対向する吹付筒部６２ａを一体に備えた集熱体６２と、箱体６１の下端に形成された空気取入口６１ａと、集熱体６２の下端に形成された吸気口６２ｂと、吹付筒部内に設けられた蓄熱材４４と、を備えている。
【００６５】
箱体６１と集熱体６２とは、下方から上方に向かって縮閉する正面視略三角フラスコ形状に構成され、その円錐部分（又は多角錐部分）と円柱部分（または多角柱部分）とが所定間隔を存して内外で対向配置されている。
【００６６】
この際、集熱体６２の円柱部分（または多角注）を吹付筒部６２ａとし、その上端開口部分をタービン１２から離間させることによって箱体６１と集熱体６２との間を通過した上昇気流と集熱体６２の内部を通過した上昇気流とをタービン１２に導くことが可能となっている。
【００６７】
これにより、箱体６１及び集熱体６２の下方寄りの円錐部分（又は多角錐部分）の形状によって集熱効果を高くすると共に、箱体６１及び集熱体６２の各下端に形成された空気取入口６１ａと吸気口６２ｂとから取り入れた空気の加熱に伴って発生した上昇気流の一部は直接タービン１２に向かい、他の上昇気流は蓄熱材４４を通ってタービン１２へと向かう。
【００６８】
この際、吹付筒部６２ａに蓄熱材４４を配置したことにより、上昇気流が弱まることが防止される。
【００６９】
尚、図１０に示すように、箱体１５の外壁全体に集光レンズ６３を設けて集熱作用を向上させることも可能である。
【００７０】
（実施例７）
図１１は、本発明の一実施形態に係る太陽熱発電装置を示し、自然エネルギーとして太陽熱と温度差とを利用した実施例７の太陽熱発電装置の説明図、図１２は図１１のＡ−Ａ矢視図、図１３は実施例７の風車を示す側面図である。
【００７１】
本実施例の太陽熱発電装置７０の箱体７１は、有天有底円筒形状を成し、箱体７１の下面には蓄熱材７２が設けられている。また、箱体７１の外周壁は、略上半分が太陽光パネル７３により構成され、略下半分が透明板７４により構成され、透明板７４の下部には空気取入口７５が形成されている。
【００７２】
箱体７１の内部には同心状に有天有底円筒形状の密閉空間７６が形成されており、密閉空間７６の内部には水等の冷却剤７７が充填されている。また、密閉空間７６は、その上面が放熱板７８により閉塞されていると共に下面が断熱材７９により閉塞されており、密閉空間７６の外周壁は熱電素子（例えば、ペルチェ素子）８０により構成されている。
【００７３】
また、箱体７１の内部であって熱電素子８０の外側の環状空間８１には、箱体７１と同心状に湾曲した板状の集熱体８２が所定間隔で複数箇所（図１２では４箇所）に立設されており、集熱体８２は上端が空気取入口７５より高位置となるように形成されている。
【００７４】
箱体７１の環状空間８１の上方には煙突８３が接続されており、煙突８３の下方位置の環状空間８１には、鉛直軸８４を中心に回転可能なタービン８５と、タービン８５により駆動される発電機８６とが設けられている。また、煙突８３には、下端に吸気口８７が形成されていると共に上端に排気口８８が形成されており、排気口８８の直近上方には風車８９が設けられている。
【００７５】
風車８９は、水平軸９０の周りを回転可能な円筒体９１と、円筒体９１の外周壁に風受け可能なように多数設けられた羽根９２とを備えている。そして、円筒体９１の内周面には、圧電素子９３と、圧電素子９３を覆う振動板９４とが設けられ、円筒体９１の内部には多数の球体９５が振動板９４上を転動可能なように設けられている。
【００７６】
また、風車８９の外周には半円筒形状の外筒体９６が設けられ、外筒体９６の内周面には、圧電素子９７と、圧電素子９７を覆う振動板９８とが設けられ、円筒体９１の羽根９２が外筒体９６の振動板９８に接触するようになっている。
【００７７】
このような構成を備えた太陽熱発電装置７０において、空気取入口７５から箱体７１の環状空間８１内部に流入した空気が集熱体８２によって加熱された後、その加熱空気が上昇気流となってタービン８５を回転させることにより、発電機８６が発電する。
【００７８】
また、熱電素子８０の外面に対して上昇気流となった加熱空気が接すると共に透明板７４を透過した太陽光が放射される一方、熱電素子８０の内面が冷却剤７７によって冷却されることにより、温度差が生じて温度差発電が起こる。
【００７９】
さらに、前記上昇気流となった加熱空気が煙突８３内を上昇し、自然の風と共に風車８９を回転させるのに伴い、羽根９２が外筒体９６の内周面の振動板９８に接触することによって振動板９８が振動し、この振動を受けて圧電素子９７が発電する。さらにまた、風車８９の回転に伴い、球体９５が転動し、円筒体９１の内周面の振動板９４に衝撃を与えて振動させ、この振動を受けて圧電素子９３が発電する。
【００８０】
なお、上記した実施の形態に係る太陽熱発電装置７０には、タービン８５及び発電機８６や風車８９が設けられているが、これらは必ずしも設置されなくてもよい。
【００８１】
また、この場合、煙突８３は必ずしも箱体７１の上方に接続する必要はなく、例えば、箱体７１の環状空間８１の一部分（図１１におけるタービン及び発電機８６の設置部分）を煙突８３として機能させてもよい。
【００８２】
また、特に図示しないが、箱体７１の外周壁に集光レンズを設けたり、或いは箱体７１の北側に太陽光を箱体７１に向けて反射する反射板を設けたりして、集熱作用を向上させることも可能である。
【００８３】
さらに、上記した蓄熱材７２、太陽光パネル７３、及び透明板７４の設置位置及び範囲は、単なる例示に過ぎず、この場合に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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