(57)【要約】【課題】熱電発電によって十分な電力を得ることができるブイを提供すること。【解決手段】水と大気の各々に熱的に接続された第１の部分４と第２の部分７とを備え、内部が減圧されたチャンバ３と、チャンバ３内において第１の部分４と第２の部分７の各々に熱的に接続された熱電素子１８と、熱電素子１８から出力される第１の電力P1が充電される第１及び第２の充電池２１、２２と、第１の充電池２１から出力される第２の電力P2によって駆動する処理部３０と、チャンバ３内に設けられ、第２の充電池２２から出力される第３の電力P3によって発熱する電熱線２３と、第１の充電池２１の電圧V1が第１の所定電圧Vs1以上のときに第１の電力P1で第２の充電池２２を充電し、電圧V1が第１の所定電圧Vs1よりも低いときに第２の充電池２２への第１の電力P1の供給を停止する第１の制御部３０とを有するブイによる。【選択図】図２
2014110690.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に浮かべられるフロートと、
前記フロートに固定され、前記水と熱的に接続された第１の部分と、大気と熱的に接続された第２の部分とを備え、内部が減圧されたチャンバと、
前記チャンバ内において前記第１の部分と前記第２の部分の各々に熱的に接続された熱電素子と、
前記熱電素子から出力される第１の電力が充電される第１の充電池と、
前記第１の電力が充電される第２の充電池と、
前記第１の電力及び／又は前記第１の充電池から出力される第２の電力によって駆動し、前記水の中に設けられたセンサから出力された信号を処理する処理部と、
前記チャンバ内に設けられ、前記第２の充電池から出力される第３の電力により発熱するゲッタ材料を含む電熱線と、
前記第１の充電池の電圧が第１の所定電圧以上のときに、前記第１の電力を前記第２の充電池に供給することにより該第２の充電池を充電し、前記電圧が前記第１の所定電圧よりも低いときに、前記第２の充電池への前記第１の電力の供給を停止する第１の制御部と、
を有するブイ。
【請求項２】
前記第２の充電池の電圧が第２の所定電圧以上のときに、所定の時間間隔で前記第３の電力を前記電熱線に供給する第２の制御部を更に有することを特徴とする請求項１に記載のブイ。
【請求項３】
前記第３の電力が充電されるキャパシタを更に有し、
前記電熱線は、前記キャパシタを介して前記第３の電力の供給を受けることを特徴とする請求項１に記載のブイ。
【請求項４】
前記熱電素子と前記第２の部分とを接続するヒートパイプを更に有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のブイ。
【請求項５】
前記ヒートパイプの中途部に、伸縮可能な蛇腹を設けたことを特徴とする請求項４に記載のブイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はブイに関する。
【背景技術】
【０００２】
海、湖、及び川等の水面に浮かべて使用するブイは様々な用途に使用される。例えば、水温センサや流速センサを設けたブイを海面に浮かべることにより海の状況をモニタすることができ、モニタした結果を漁業等に役立てることができる。
【０００３】
このようにセンサを利用する場合には、センサを駆動したりセンサの信号を無線送信したりするための電源が必要となるが、岸から離れたブイに有線で電力を供給するのは困難であるため、ブイは自力で発電をしなければならない。その発電方式としては、例えば、太陽発電、風力発電、及び波力発電がある。
【０００４】
しかし、太陽電池は、発電パネルの表面が汚れるとその出力が低下するという問題がある。また、風力発電や波力発電には羽根等の機械的な駆動部分を要するため、台風や漂流物等によってその駆動部分が破損するおそれがある。よって、いずれの発電方式においても、長期間にわたって安定的にブイに電力を供給するのが難しい。
【０００５】
これらに代わる発電方式として熱電発電がある。熱電発電は、温度差によって二つの導体の接合点に起電力が生じるゼーベック効果を利用したものであって、機械的な駆動部分がなく寿命が長いという特徴があり、惑星間探査機等において実用化されている。
【０００６】
熱電発電によって十分な起電力を得るには二つの導体の温度差を十分に大きくするのが有効であるが、互いに接触しているこれらの導体を異なる温度に保つのは難しく、導体間の温度差を維持するという点において熱電発電は改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２４５５１号公報
【特許文献２】特開２００５−１９７１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
熱電発電によって十分な電力を得ることができるブイ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】
以下の開示の一観点によれば、水に浮かべられるフロートと、前記フロートに固定され、前記水と熱的に接続された第１の部分と、大気と熱的に接続された第２の部分とを備え、内部が減圧されたチャンバと、前記チャンバ内において前記第１の部分と前記第２の部分の各々に熱的に接続された熱電素子と、前記熱電素子から出力される第１の電力が充電される第１の充電池と、前記第１の電力が充電される第２の充電池と、前記第１の電力及び／又は前記第１の充電池から出力される第２の電力によって駆動し、前記水の中に設けられたセンサから出力された信号を処理する処理部と、前記チャンバ内に設けられ、前記第２の充電池から出力される第３の電力により発熱するゲッタ材料を含む電熱線と、前記第１の充電池の電圧が第１の所定電圧以上のときに、前記第１の電力を前記第２の充電池に供給することにより該第２の充電池を充電し、前記電圧が前記第１の所定電圧よりも低いときに、前記第２の充電池への前記第１の電力の供給を停止する第１の制御部とを有するブイが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
以下の開示によれば、チャンバ内を減圧するため、水と大気との温度差がチャンバ内で低減するのを防止し、その温度差を利用して熱電素子から十分な大きさの第１の電力を得ることができる。
【００１１】
また、第１の充電池の電圧が第１の所定電圧以上で第１の充電池に十分な余力があるときに熱電素子で第２の二次電池を充電する。よって、余裕がある状態の第１の充電池で処理部を駆動しつつ、第２の蓄電池で電熱線を発熱させてゲッタ材料を蒸散させることでチャンバ内の真空度を維持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本実施形態に係るブイの外観図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るブイが備えるチャンバの断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るブイが備える第１のフランジの平面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るブイが備えるチャンバ内の機能ブロック図である。
【図５】図５は、本実施形態に係るブイを利用した観測システムの模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態に係るブイの外観図である。
【００１５】
このブイ１は、海、湖、及び川等において使用されるものであり、水Wに浮かべられるフロート２と、フロート２に固定されたチャンバ３とを有する。
【００１６】
このうち、チャンバ３は、円筒状のシリンダ６、第１のフランジ４、及び第２のフランジ７によりその外壁が画定される。第１のフランジ４と第２のフランジ７はそれぞれ第１の部分と第２の部分の一例であって、互いに平行に配される。
【００１７】
第１のフランジ４にはジュラルミン等の金属を材料とする伝熱体１１が設けられる。実使用下においては、伝熱体１１が水Wに浸漬することにより、伝熱体１１を介して水Wと第１のフランジ４とが熱的に接続される。
【００１８】
なお、伝熱体１１の端部には不図示の錨を接続するためのフック１１ａが設けられる。
【００１９】
また、水Wにはセンサ１５が沈められる。センサ１５は、水Wの水温や流速等を計測するのに使用され、その計測結果をアナログ値の信号Sとして出力する。その信号Sは、ケーブル１４を介してチャンバ３に有線送信される。
【００２０】
一方、第２のフランジ７には大気との接触面積を増やすためのジュラルミン製の伝熱フィン１２が設けられており、これにより第２のフランジ７と大気とが熱的に接続される。
【００２１】
そして、伝熱フィン１２の上方にはアンテナ１３が設けられる。センサ１５の信号Sは、チャンバ３の内部において後述の所定の処理を施した後、アンテナ１３を介して無線送信される。
【００２２】
図２は、チャンバ３の断面図である。
【００２３】
なお、図２において、図１で説明したのと同じ要素には図１におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００２４】
チャンバ３内の雰囲気は１０-5mTorr〜１０-3mTorr程度の圧力にまで減圧されており、チャンバ３の内側には熱電素子１８、回路ユニット２０、第１の充電池２１、ゲッタ用の電熱線２３、及び多孔質体２５が設けられる。
【００２５】
熱電素子１８は、水Wと大気との温度差で発電するものであって、その種類は特に限定されない。本実施形態では、第１の基板１８ａと第２の基板１８ｂとの間にn型半導体１８ｎとp型半導体１８ｐとを交互に配列してなるπ型の熱電素子１８を用いる。この場合、n型半導体１８ｎの材料としてはn型BiTeを使用し、p型半導体１８ｐの材料としてはp型BiTeを使用し得る。この熱電素子１８の平面形状は一辺の長さが５０mmの正方形であり、熱電素子１８の出力は１２５μW/K2である。
【００２６】
熱電素子１８の第１の基板１８ａは、第１のフランジ４に固定されており、既述の水Wと熱的に接続される。一方、第２の基板１８ｂは、ヒートパイプ２８と第２のフランジ７とを介して大気と熱的に接続される。
【００２７】
これにより、熱電素子１８は水Wと大気との温度差によって発電することができ、熱電素子１８の電力によってブイ１が自律的に駆動することができる。
【００２８】
また、本実施形態ではチャンバ３内を減圧したため、大気を介した熱の移動がチャンバ３内で起こりにくくなり、大気と水Wとの温度差を最大限に利用して熱電素子１８の発電効率を高めることが可能となる。
【００２９】
ヒートパイプ２８は、熱伝導性に優れたステンレス等を材料とする金属パイプの内部を減圧し、その内部に水を保持するウィック２８ａを設けてなる。金属パイプ自身の熱伝導に加え、ウィック２８ａに保持された水が気化と液化とを繰り返すことにより、第２のフランジ７から熱電素子１８への熱の移動が速やかに行われる。
【００３０】
また、ヒートパイプ２８の中途部には伸縮可能な蛇腹２８ｂが設けられる。チャンバ３は、外界の温度変化によって膨張や収縮等の熱変形をすることがあるが、上記の蛇腹２８ｂがその熱変形を吸収するため、チャンバ３の熱変形に伴う機械的なダメージを熱電素子２８が受けるのを防止できる。
【００３１】
特に、第１のフランジ４の内側表面の法線方向nに延びるようにヒートパイプ２８を設けることで、温度変化に伴う当該法線方向nへのチャンバ３の伸縮を蛇腹２８ｂで吸収するのが容易となり、熱電素子２８のダメージを低減し易くなる。
【００３２】
チャンバ３の底面は第１のフランジ４によって画定される。水Wと熱電素子１８とを熱的に良好に接続するため、第１のフランジ４の材料としては樹脂よりも熱伝導性に優れた金属を採用するのが好ましい。本実施形態では、アルマイト処理によって耐食性が向上したジュラルミンを第１のフランジ４の材料として使用する。
【００３３】
また、チャンバ３の上面は第２のフランジ７によって画定されるが、大気とヒートパイプ２８とを熱的に良好に接続するために、第２のフランジ７の材料としても金属を使用するのが好ましい。本実施形態では、表面にアルマイト処理が施されたジュラルミンを第２のフランジ７の材料として使用する。
【００３４】
一方、シリンダ６は、上記のチャンバ３の壁面を形成すると共に、第１のフランジ４と第２のフランジ７の各々に圧接される第１の開口端６ａと第２の開口端６ｂとを有する。
【００３５】
第１のフランジ４と第２のフランジ７との間の熱の移動を抑制するために、シリンダ６の材料としては金属よりも熱伝導率が小さいテフロン（登録商標）等の樹脂を使用するのが好ましい。これにより、本実施形態では各フランジ４、７間の温度差を十分に維持し、その温度差によって熱電素子１８の発電効率を高めることができる。
【００３６】
なお、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)樹脂も、熱伝導率が小さく機械的強度が高いという点で、シリンダ６の材料として好適である。
【００３７】
また、第１のフランジ４の内側表面には、シリンダ６の第１の開口端６ａに沿って第１の突起４ｂが設けられる。第１の突起４ｂの断面形状は略三角形であり、その頂点にシリンダ６が圧接することでシリンダ６と第１のフランジ４との接触面積が低減され、それによりこれらの間の熱の移動を抑制して熱電素子１８の発電効率を更に高めることができる。
【００３８】
同様に、第２のフランジ７の内側表面には、シリンダ６との間の熱の移動を抑制するための略三角形状の第２の突起７ｂがシリンダ６の第２の開口端６ｂに沿って設けられる。
【００３９】
なお、第１の突起４ｂと第２の突起７ｂに代えてOリングを用いることによりチャンバ３内の気密性を維持するようにしてもよい。
【００４０】
また、第１のフランジ４と第２のフランジ７の各々にはボルト５が通される第１の孔４ａと第２の孔７ａが設けられる。ボルト５の一方の端部５ａには第１のナット１６が嵌合し、他方の端部５ｂには第２のナット１７が嵌合しており、これらのナット１６、１７の締め付け力によって各フランジ４、７とシリンダ６とが機械的に接続される。
【００４１】
また、第１のナット１６の外周側面１６ａは傾斜面とされる。これにより、第１の孔４ａの開口端と第１のナット１６とが当接する面積が低減するため、第１のフランジ４と第２のフランジ７との間の熱の移動を更に抑制して、熱電素子１８の発電効率を一層高めることができる。
【００４２】
同様に、第２のナット１７の外周側面１７ａも傾斜面とされ、第２の孔７ａの開口端と第２のナット１７とが当接する面積が低減される。
【００４３】
更に、第１及び第２のナット１６、１７とボルト５の材料も特に限定されないが、テフロンやABS樹脂等のように金属よりも熱伝導率が低い樹脂でボルト５を形成することにより、各フランジ４、７間の熱の移動を抑制するのが好ましい。
【００４４】
また、回路ユニット２０は、後述のように第１の充電池２１によって駆動し、例えばセンサ１５の信号Sに対して所定の処理を施す。
【００４５】
電熱線２３は、リード線２４から供給される電流によって発熱するゲッタ材料を含む金属細線であって、多孔質体２５と対向する位置に設けられる。金属細線に含まれるゲッタ材料は特に限定されないが、本実施形態ではゲッタ材料としてチタンを使用する。
【００４６】
この場合、発熱した電熱線２３からチタン原子が蒸散することになるが、チタン原子はゲッタ作用があるためチャンバ３内に残留する酸素、窒素、及び水等の分子を捕獲してチャンバ３内の真空度が高められる。
【００４７】
電熱線２３を常に通電する必要はなく、チャンバ３内の真空度が上昇する時期を見計らって所定の時間間隔をおいて電熱線２３を通電し、定期的にチャンバ３内の真空度を維持すればよい。本実施形態ではその時間間隔として一年を採用する。
【００４８】
また、多孔質体２５の材料は特に限定されないが、例えば多孔質アルミナで多孔質体２５を形成し得る。
【００４９】
なお、チャンバ３内の真空度を維持するには、チャンバ３内の熱電素子１８等の各部品に揮発性の接着剤を使用せず、各部品とチャンバ３とをネジ等により機械的に固定するのも有効である。また、回路ユニット２０等にははんだが使用されるが、そのはんだとしてフラックスを含有しないものを使用することで、フラックスが原因でチャンバ３内の真空度が低減するのを防止できる。
【００５０】
図３は、第１のフランジ４の平面図である。
【００５１】
図３に示すように、第１のフランジ４には、電熱線２３に電流を供給するための第２の充電池２２が設けられる。
【００５２】
この第２の充電池２２と上記の第１の充電池２１の種類は特に限定されない。但し、チャンバ３内の真空度を維持するために、液体成分が少ないリチウムイオン電池等の全固体電池を第１の充電池２１や第２の充電池２２として使用するのが好ましい。なお、リーク電流が小さいという点でもリチウムイオン電池は第１の充電池２１や第２の充電池２２として好適である。
【００５３】
更に、この例では第１のフランジ４に第１の充電池２１と第２の充電池２２をそれぞれ一つずつ設けているが、各充電池２１、２２として複数の充電池を用いてもよい。
【００５４】
また、本実施形態では熱電素子１８等を第１のフランジ４に固定する。既述のように、第１のフランジ４は水Wと熱的に接続されており、水Wは大気と比べて温度変化が少ない。よって、熱電素子１８、回路ユニット２０、第１の充電池２１、及び第２の充電池２２を第１のフランジ４に固定することで、温度変化が原因でこれらの部品が劣化するのを防止でき、ブイ１の長寿命化を図ることが可能となる。
【００５５】
更に、第１のフランジ４には、センサ１５の信号Sを受けるハーメチックシールコネクタ２７が設けられ、このハーメチックシールコネクタ２７と回路ユニット２０とが電気的に接続される。なお、ハーメチックシールコネクタ２７はチャンバ３内を気密に維持する機能があるため、ハーメチックシールコネクタ２７によってチャンバ３の真空度が低くなることはない。
【００５６】
なお、第１のフランジ４の外周には、フロート２（図１参照）を固定するための複数の固定金具４ｘが設けられる。
【００５７】
図４は、チャンバ３内の機能ブロック図である。
【００５８】
なお、図４において、図１〜図３で説明したのと同じ要素にはこれらの図におけるのと同じ符号を付し、以下ではその説明を省略する。
【００５９】
図４に示すように、チャンバ３内には、処理部３０、第１〜第３の制御部３１〜３３、及び昇圧回路３８が設けられる。これらは回路ユニット２０（図２参照）内に設けられる。
【００６０】
このうち、処理部３０は、センサ１５の信号Sに対してアナログデジタル変換をする信号処理回路３６と、デジタル信号に変換された信号Sが入力される無線回路３７とを有する。信号Sが入力された無線回路３７は、信号Sを変調してアンテナ１３に無線信号SRを出力する。その無線信号SRには水Wの温度や流速等の情報が含まれる。
【００６１】
センサ１５、信号処理回路３６、及び無線回路３７は、後述の第１の制御部３１を介して第１の充電池２１の正極と負極に接続されており、第１の充電池２１の電力によって駆動する。
【００６２】
また、昇圧回路３８は、熱電素子１８の正極＋と負極−に接続されており、熱電変換素子１８から出力された第１の電力P1が供給される。熱電素子１８の出力電圧は１００mV程度であるが、昇圧回路３８はそれを４V程度にまで昇圧して正極＋と負極−に出力する。
【００６３】
第１の制御部３１は、充放電制御回路４１と、スイッチ回路４２とを有する。
【００６４】
充放電制御回路４１は、昇圧回路３８から出力された上記の第１の電力P1を第１の充電池２１に充電するか、或いは第１の充電池２１から出力される第２の電力P2を処理部３０に出力するのかのいずれかを選択する。なお、充放電制御回路４１から処理部３０に出力される電力には、第１の充電池２１から出力された第２の電力P2だけでなく、昇圧回路３８から出力された上記の第１の電力P1が含まれてもよい。
【００６５】
また、充放電制御回路４１は、第１の充電池２１の電圧V1を監視する機能を有しており、その電圧V1が第１の所定電圧Vs1以上のときにスイッチ回路４２に対してスイッチング信号Ssを出力する。
【００６６】
第１の所定電圧Vs1は特に限定されない。本実施形態では、フル充電の状態の第１の充電池２１から出力される電圧（約３V）を第１の所定電圧Vs1として採用する。
【００６７】
スイッチ回路４２は、昇圧回路３８の正極＋と負極−に接続される。上記のスイッチング信号Ssが入力されると、スイッチ回路４２と昇圧回路３８の各々の正極＋同士が接続されると共にそれらの負極−同士が接続され、昇圧回路３８の第１の電力P1がスイッチ回路４２の後段に出力される。なお、スイッチング信号Ssが入力されていない場合には、スイッチ回路４２は後段に第１の電力P1を出力するのを停止する。
【００６８】
そして、第２の充電池２２の正極と負極は、スイッチ回路４２の正極＋と負極−にそれぞれ接続される。
【００６９】
上記したスイッチング信号Ssにより、第１の制御部３１は、第１の充電池２１の電圧V1が第１の所定電圧Vs1以上のときに第１の電力P1を第２の充電池２２に供給することにより該第２の充電池２２を充電する。そして、第１の充電池２１の電圧V1が第１の所定電圧Vs1よりも低いときには、第１の制御部３１は、第２の充電池２２への第１の電力P1の供給を停止する。
【００７０】
なお、第１の充電池２１と第２の充電池２２とは電気的に隔離されており、第１の充電池２１の第２の電力P2が第２の充電池２２に供給されることはない。
【００７１】
一方、第２の制御部３２は、第２の充電池２２の電圧V2を監視する機能を有する。そして、電圧V2が第２の所定電圧Vs2以上のときに、第２の制御部３２は、所定の時間間隔で第２の充電池２２の正極と負極の電圧をそれぞれ自身の正極＋と負極−に出力することで、第２の充電池２２の第３の電力P3を後段に出力する。
【００７２】
第２の所定電圧Vs2は特に限定されない。本実施形態では、フル充電の状態の第２の充電池２２から出力される電圧（約３V）を第２の所定電圧Vs2として採用する。
【００７３】
なお、第２の制御部３２が後段に第３の電力P3を出力するタイミングは特に限定されず、本実施形態では一年の時間間隔で第３の電力P3を出力する。
【００７４】
その第３の電力P3を出力するタイミングは第２の制御部３２自身が判断してもよい。或いは、信号処理回路３６が所定の時間間隔でタイミング信号STを第２の制御部３２に出力し、そのタイミング信号STを受けて第２の制御部３２が第３の電力P3を出力してもよい。
【００７５】
第２の制御部３２の正極＋と負極−にはキャパシタ４３の各電極が接続され、上記の第３の電力P3がキャパシタ４３に充電される。
【００７６】
更に、キャパシタ４３の各電極は第３の制御部３３に接続され、その第３の制御部３３の正極＋と負極−との間に上記の電熱線２３が接続される。
【００７７】
第３の制御部３３は、キャパシタ４３の電圧V3を監視する機能を有する。そして、当該電圧V3が第３の所定電圧Vs3に達したときに、第３の制御部３３はキャパシタ４３の正極と負極の電圧をそれぞれ自身の正極＋と負極−に出力し、キャパシタ４３の第３の電力P3を電熱線２３に供給する。
【００７８】
第３の所定電圧Vs3は特に限定されないが、本実施形態では上記の第２の所定電圧Vs2と同じ３V程度とする。
【００７９】
このような回路構成によれば、第１の充電池２１の電圧V1が第１の所定電圧Vs1以上となっており第１の充電池２１に余裕がある場合にのみ、熱電素子１８の第１の電力P1で第２の充電池２２を充電する。
【００８０】
よって、余裕がある状態の第１の充電池２１で処理部３０を駆動することができ、ブイ１の主機能である信号SRの無線送信をおろそかにすることなく、電熱線２３用の第２の充電池２２を充電することができる。
【００８１】
また、第２の充電池２２の第３の電力P3をキャパシタ４３に蓄え、そのキャパシタ４３から第３の電力P3を取り出して電熱線２３に通電を行うので、電熱線２３を流れる電流が第２の充電池２２の内部抵抗によって低減するのを防止できる。よって、第２の充電池２２を電熱線２３に直接接続する場合よりも電熱線２３に大電流を流すことができ、電熱線２３から十分な量のゲッタ材料を蒸散させてチャンバ３内を高真空に維持することが可能となる。
【００８２】
図５は、ブイ１を利用した観測システムの模式図である。
【００８３】
この観測システム４０は、上記のブイ１と、陸上に設けられたパーソナルコンピュータ等の計算機４１と、陸上アンテナ４２とを有する。計算機４１は、ブイ１から無線送信される無線信号SRを陸上アンテナ４２を介して取り込み、無線信号SRに含まれる水Wの水温や流速等の情報をディスプレイに表示する。
【００８４】
海にブイ１を浮かべる場合には、漁業等においてこれらの情報を利用することで、魚の成育等に関して新たな知見を得るのに役立てることができる。
【００８５】
また、ブイ１の動力源は上記のように熱電素子１８であるが、風力発電用の発電機とは異なり熱電素子１８には機械的な駆動部分がない。そのため、台風や漂流物によって駆動部分が損傷してブイ１の動力源が失われる可能性が少なく、長期間にわたって水温等を観測し続けることができる。
【００８６】
以上説明した本実施形態によれば、図２を参照して説明したように、チャンバ３内を減圧するため、水Wと大気との温度差がチャンバ３内で低減するのを防止し、その温度差を利用して熱電素子１８が十分な電力を発電することができる。
【００８７】
更に、チャンバ３内にゲッタ材料を含む電熱線２３を設け、定期的に電熱線２３を通電することによりチャンバ３内の真空度を維持することができる。本願発明者が調査したところ、電熱線２３から蒸散したチタンのゲッタ作用によって十年以上にわたってチャンバ３内の真空度を維持できることが確認された。
【００８８】
また、図４を参照して説明したように、第１の二次電池２１に余力があるときのみ熱電素子１８の余剰電力で第２の二次電池２２を充電する。よって、余裕がある状態の第１の充電池２１で処理部３０を駆動しつつ、充電が完了した第２の蓄電池２２でゲッタ用の電熱線２３を通電してチャンバ３内の真空度を維持することが可能となる。
【００８９】
以上説明した各実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００９０】
（付記１）  水に浮かべられるフロートと、
前記フロートに固定され、前記水と熱的に接続された第１の部分と、大気と熱的に接続された第２の部分とを備え、内部が減圧されたチャンバと、
前記チャンバ内において前記第１の部分と前記第２の部分の各々に熱的に接続された熱電素子と、
前記熱電素子から出力される第１の電力が充電される第１の充電池と、
前記第１の電力が充電される第２の充電池と、
前記第１の充電池から出力される第２の電力によって駆動し、前記水の中に設けられたセンサから出力された信号を処理する処理部と、
前記チャンバ内に設けられ、前記第２の充電池から出力される第３の電力により発熱するゲッタ材料を含む電熱線と、
前記第１の充電池の電圧が第１の所定電圧以上のときに、前記第１の電力を前記第２の充電池に供給することにより該第２の充電池を充電し、前記電圧が前記第１の所定電圧よりも低いときに、前記第２の充電池への前記第１の電力の供給を停止する第１の制御部と、
を有するブイ。
【００９１】
（付記２）  前記第２の充電池の電圧が第２の所定電圧以上のときに、所定の時間間隔で前記第３の電力を前記電熱線に供給する第２の制御部を更に有することを特徴とする付記１に記載のブイ。
【００９２】
（付記３）  前記第３の電力が充電されるキャパシタを更に有し、
前記電熱線は、前記キャパシタを介して前記第３の電力の供給を受けることを特徴とする付記１に記載のブイ。
【００９３】
（付記４）  前記キャパシタの電圧が第３の所定電圧に達したときに、前記キャパシタの前記第３の電力を前記電熱線に供給する第３の制御部を更に有することを特徴とする付記３に記載のブイ。
【００９４】
（付記５）  前記チャンバの壁面を形成し、かつ、第１の開口端と第２の開口端とを備えた樹脂製のシリンダを更に有し、
前記第１の開口端が前記第１の部分に接続され、前記第２の開口端が前記第２の部分に接続されたことを特徴とする付記１乃至付記４のいずれかに記載のブイ。
【００９５】
（付記６）  前記第１の開口端に沿って前記第１の部分の表面に設けられ、前記第１の開口端に圧接された第１の突起と、
前記第２の開口端に沿って前記第２の部分の表面に設けられ、前記第２の開口端に圧接された第２の突起とを更に有することを特徴とする付記５に記載のブイ。
【００９６】
（付記７）  前記第１の部分と前記第２の部分の各々に第１の孔と第２の孔が設けられて該第１の孔と該第２の孔にボルトが通され、
前記ボルトの一方の端部に、前記第１の孔の開口端と当接する外周側面が傾斜した第１のナットが嵌合し、
前記ボルトの他方の端部に、前記第２の孔の開口端と当接する外周側面が傾斜した第２のナットが嵌合したことを特徴とする付記１乃至付記６のいずれかに記載のブイ。
【００９７】
（付記８）  前記熱電素子と前記第２の部分とを接続するヒートパイプを更に有することを特徴とする付記１乃至付記７のいずれかに記載のブイ。
【００９８】
（付記９）  前記ヒートパイプの中途部に、伸縮可能な蛇腹を設けたことを特徴とする付記８に記載のブイ。
【００９９】
（付記１０）  前記熱電素子は、前記第１の部分の表面に固定され、
前記ヒートパイプは、前記表面の法線方向に延びることを特徴とする付記９に記載のブイ。
【０１００】
（付記１１）  前記熱電素子、前記処理部、前記第１の制御部、前記第１の充電池、及び前記第２の充電池は、前記チャンバ内において前記第１の部分に固定されたことを特徴とする付記１乃至付記１０のいずれかに記載のブイ。
【０１０１】
（付記１２）  前記第１の部分に、前記センサの前記信号を受けるハーメチックシールコネクタが設けられ、
前記ハーメチックシールコネクタと前記処理部とが電気的に接続されたことを特徴とする付記１乃至付記１１のいずれかに記載のブイ。
【０１０２】
（付記１３）  前記第１の部分と前記第２の部分の材料は金属であることを特徴とする付記１乃至付記１２のいずれかに記載のブイ。
【符号の説明】
【０１０３】
１…ブイ、２…フロート、３…チャンバ、４…第１のフランジ、４ａ…第１の孔、４ｘ…固定金具、５…ボルト、５ａ、５ｂ…端部、６…シリンダ、７…第２のフランジ、７ａ…第２の孔、１１…伝熱体、１１ａ…フック、１２…伝熱フィン、１３…アンテナ、１４…ケーブル、１５…センサ、１６…第１のナット、１６ａ…外周側面、１７…第２のナット、１７ａ…外周側面、１８…熱電素子、１８ａ…第１の基板、１８ｂ…第２の基板、１８ｐ…p型半導体、１８ｎ…n型半導体、２０…回路ユニット、２１…第１の充電池、２２…第２の充電池、２３…電熱線、２４…リード線、２５…多孔質体、２７…ハーメチックシールコネクタ、２８…ヒートパイプ、２８ａ…ウィック、２８ｂ…蛇腹、３０…処理部、３１〜３３…第１〜第３の制御部、３６…信号処理回路、３７…無線回路、３８…昇圧回路、４１…充放電制御回路、４２…スイッチ回路、４３…キャパシタ。
【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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