(57)【要約】【課題】省エネルギ且つ確実に融雪等を実現可能な熱発電システムを提供する。【解決手段】発電部２０には温度差によって発電する熱電素子が用いられ、発熱部１０には電力供給を受けて発熱する熱電素子が用いられ、それらを接続する配線中には発光ダイオード３０が設けられている。発電部２０の熱電素子の表面／裏面に温度差が生じると、その発電部２０の熱電素子から発熱部１０の熱電素子へ電力供給がなされ、発熱部１０の熱電素子にて発熱すると共に、電力供給がなされている状態では発光ダイオード３０が発光するよう構成されている。発電部２０は熱電素子の表面／裏面にて温度差が生じやすい部位、例えば鉄道車両や自動車などの車輪の回転により推進する移動体に搭載する場合であれば、例えばモータやエンジンなどの推進力発生装置、変速装置などの推進力伝達装置、車輪の回転部分の軸受等の回転機構に配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
融雪または着雪防止のための発熱部と、その発熱部の駆動電力を供給する発電部とを備え、前記発電部として、温度差によって発電する熱電素子を用いたこと
を特徴とする熱発電システム。
【請求項２】
融雪または着雪防止のための発熱部と、その発熱部の駆動電力を供給する発電部とを備え、鉄道車両や自動車など車輪の回転により推進する移動体に搭載される熱発電システムであって、
前記発電部として、温度差によって発電する熱電素子を用い、その発電部は、前記移動体の有する推進力発生装置、推進力伝達装置、前記車輪の回転部分の軸受等の回転機構の少なくとも何れかに配置されていること
を特徴とする熱発電システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱発電システムにおいて、
前記発熱部として、熱電素子を用いたこと
を特徴とする熱発電システム。
【請求項４】
請求項３に記載の熱発電システムにおいて、
前記発熱部として用いる熱電素子は、前記発電部として用いる熱電素子と同じ素子であること
を特徴とする熱発電システム。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の熱発電システムにおいて、
前記発熱部と前記発電部との間に発光手段を設け、前記発電部から前記発熱部への電力供給の有無によって前記発光手段の点灯・消灯が切り替わるよう構成されていること
を特徴とする熱発電システム。
【請求項６】
請求項１〜４の何れかに記載の熱発電システムにおいて、
前記発熱部と前記発電部との間に設けられた充放電可能な蓄電装置と、
その蓄電装置と前記発電部との間に設けられ、前記発電部からの電力を前記蓄電装置へ供給するか前記発熱部へ供給するかを切り替える第一の切替スイッチと、
前記蓄電装置と前記発熱部との間に設けられ、前記発電部側と前記発熱部側とを接続する状態と接続しない状態とを切り替える第二の切替スイッチと、
前記発熱部付近に設けられ、融雪または着雪防止の必要性有無を判断するための外気温度を検出する外気温度検出手段と、
前記発電部の熱電素子表面温度を検出する素子表面温度検出手段と、
前記外気温度検出手段及び素子表面温度検出手段によって検出した外気温度及び素子表面温度に基づき、前記第一の切替スイッチ及び第二の切替スイッチを切り替えることによって、前記蓄電装置への充電モード、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介さずに電力供給するモード、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介して電力供給するモードの何れかに切替制御するモード切替制御手段と、
を備えること
を特徴とする熱発電システム。
【請求項７】
請求項６に記載の熱発電システムにおいて、
前記モード切替制御手段は、
前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度以上の場合には、前記蓄電装置への充電モードに切り替え、
前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度未満であり、且つ前記素子表面温度検出手段によって検出した素子表面温度が前記所定の設定温度以上の場合には、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介さずに電力供給するモードに切り替え、
前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度未満であり、且つ前記素子表面温度検出手段によって検出した素子表面温度が所定の設定温度未満の場合には、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介して電力供給するモードに切り替えること
を特徴とする熱発電システム。
【請求項８】
請求項６または７に記載の熱発電システムにおいて、
前記蓄電装置と前記発熱部との間、及び前記発熱部と前記発電部との間にそれぞれ発光手段を設け、それら２つの発光手段の点灯・消灯の組み合わせによって前記３つのモードが区別可能に構成されていること
を特徴とする熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、融雪または着雪防止のための発熱部と、その発熱部の駆動電力を供給する発電部とを備える熱発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
降雪状態においては、鉄道車両が停止していても走行していても鉄道車両の各部に着雪する。また、積雪状態において鉄道車両が走行すると、鉄道車両の走行に伴って積雪が舞い上がって鉄道車両の各部に着雪する。走行状態で着雪すると、鉄道車両の走行に伴って雪塊ならびに氷塊にまで成長する。これら雪塊や氷塊は、鉄道車両の走行に伴う振動や気温の上昇により落下し、地面に衝突・跳ね返って鉄道車両自身を破損させたり、線路側壁（防音壁）等の線路周辺構造に被害を及ぼすこともある。
【０００３】
従来は鉄道車両の走行速度を抑制することにより被害を発生させないこととしてきたが、鉄道車両の走行速度の低下による利用者へのサービス低下（この場合は鉄道列車の運行ダイヤが乱れることによる定時性の損失）を招いてしまうこととなる。このため鉄道車両の停止時に雪塊や氷塊を意図的(人為的)に落とす必要があるが、人力で作業をする場合にはかなりの重労働となる。付着する部分は主に床下部分など狭所であることが多い上、屋外寒中で作業することを強いられるからである。
【０００４】
これに対して、熱源装置等を用いて温水を地上から噴射する方法が考えられている（特許文献１，２参照）。これによれば、融雪作業が自動化でき、確実且つ効率よい融雪作業ができるとされている。
【特許文献１】特開平６−２４７２６４号公報
【特許文献２】実開平７−４２２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、温水を地上から噴射する方法の場合には大きなエネルギーとコストを必要とする。そしてなによりも、この方法では鉄道車両が停止した状態でないと融雪できない。したがって、鉄道車両が走行している最中に着雪防止という目的達成のためには利用できない。
【０００６】
これに対して、車両に搭載した装置によって融雪あるいは着雪防止のため温風を吹き付けたり熱線等によって発熱させることも考えられる。例えば、推進力発生装置の温熱を利用して温風を吹きつける方法も考えられるが、温風を吹き出すためには推進力発生装置が十分に暖まっていなければならず、かなりの時間を要して暖機運転をする必要がある。また、既存のバッテリを電源として熱線等によって強制的に氷解させることも考えられるが、バッテリ上がりの危険がある。
【０００７】
そこで、省エネルギ且つ確実に融雪または着雪防止を実現可能な熱発電システム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】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係る熱発電システムは、融雪または着雪防止のための発熱部（１０：この欄においては、発明に対する理解を容易にするため、必要に応じて「発明を実施するための最良の形態」欄で用いた符号を付すが、この符号によって請求の範囲を限定することを意味するものではない。）と、その発熱部の駆動電力を供給する発電部（２０）とを備え、発電部として、温度差によって発電する熱電素子を用いたことを特徴とする。熱電素子表面／裏面に温度差を与えることにより起電力が発生する現象を「ゼーベック効果」というが、発電部に用いた熱電素子はこの効果を利用して発電するため、バッテリ等の特段の電力供給源を準備しなくても、温度差が生じさえすれば発電するため、省エネルギ且つ確実に発電部から駆動電力を供給できる。その駆動電力によって発熱部を発熱させれば、融雪または着雪防止を実現できる。
【０００９】
この熱発電システムの適用先は種々考えられる。省エネルギ且つ確実に発電部から駆動電力を供給できることから、例えば鉄道車両や自動車などの移動体に搭載すれば、走行中であっても融雪または着雪防止が実現できて好ましい。また、移動体だけでなく家屋等に利用することも可能である。家屋の場合には、家屋の内外の温度差を利用して発電させることが考えられ、特に融雪または着雪防止が必要とされる冬季においては、暖房によって相対的に高温の家屋内と外気にさらされる外壁や窓ガラス等の温度差を利用すれば効率的に発電でき、例えば屋根上部に設置した発熱部にて屋根上の積雪を軽減できる。
【００１０】
鉄道車両や自動車などの移動体に搭載すれば、走行中であっても融雪または着雪防止が実現できて好ましいのであるが、その場合には、請求項２に示すように構成することが考えられる。つまり、融雪または着雪防止のための発熱部と、その発熱部の駆動電力を供給する発電部とを備え、自動車や鉄道車両など車輪の回転により推進する移動体に搭載される熱発電システムであって、発電部として、温度差によって発電する熱電素子を用い、その発電部は、移動体の有する推進力発生装置、推進力伝達装置、車輪の回転部分の軸受等の回転機構の少なくとも何れかに配置されていることを特徴とする熱発電システムである。鉄道車両や自動車などの車輪の回転により推進する移動体の場合には、例えばモータやエンジンなどの推進力発生装置、変速装置などの推進力伝達装置、車輪の回転部分の軸受等の回転機構が存在し、これらの部分は、移動体の走行に伴って自然に熱を発生する部位である。したがって、外気との相対的な温度差を大きく取り易くなり、発熱度合いも大きくできる。そして、移動体が留置あるいは停止状態にあるときには、上述した外気との相対的な温度差は小さくなり、温度差がなくなれば発熱しなくなる。つまり、特段の制御装置を付加しないでも自動的に発熱が停止するため、移動体停止時における発熱による悪影響を排除できて安全面でもより好ましい。
【００１１】
発熱部に関しては、熱線や面状発熱体など種々の発熱機構を用いることができるが、請求項３に示すように熱電素子を用いてもよい。この場合は、いわゆる「熱電効果」を利用して発熱させる。熱電素子を用いた場合には、他の一般的な発熱機構に比べて発熱効率がよい。この場合、請求項４に示すように、発熱部として用いる熱電素子を、発電部として用いる熱電素子と同じ素子とすれば、１種類の熱電素子のみ準備するだけでよくなる。
【００１２】
また、請求項５に示すように、発熱部と発電部との間に発光手段（３０）を設け、発電部から発熱部への電力供給の有無によって発光手段の点灯・消灯が切り替わるよう構成することが考えられる。このようにすれば、発電部から発熱部へ電力供給されているのか否かを視覚的に判断することができる。例えばこの熱発電システムを鉄道車両に適用した場合、目視確認でシステムの健全性が瞬時に確認できるため、鉄道事業者によるメンテナンスビリティの面で有用である。
【００１３】
上述した各熱発電システムの場合は、バッテリ等の蓄電装置や制御手段がなくても温度差が生じることで発電部では自動的に発電し、発熱部にて発熱させることができる。しかし、実際には発熱させる必要性が無い場合であっても温度差が生じれば発電部にて自動的に発電してしまう。そこで、蓄電装置や制御手段などを備えるようにすれば、よりアクティブに制御することができる。例えば請求項６に示す熱発電システムは、請求項１〜４の何れかに記載の熱発電システムにおいて、発熱部と発電部との間に設けられた充放電可能な蓄電装置（５０）と、その蓄電装置と前記発電部との間に設けられ、発電部からの電力を蓄電装置へ供給するか発熱部へ供給するかを切り替える第一の切替スイッチ（６０ａ）と、蓄電装置と発熱部との間に設けられ、発電部側と発熱部側とを接続する状態と接続しない状態とを切り替える第二の切替スイッチ（６０ｂ）と、発熱部付近に設けられ、融雪または着雪防止の必要性有無を判断するための外気温度を検出する外気温度検出手段（２５）と、発電部の熱電素子表面温度を検出する素子表面温度検出手段（１５）と、外気温度検出手段及び素子表面温度検出手段によって検出した外気温度及び素子表面温度に基づき、第一の切替スイッチ及び第二の切替スイッチを切り替えることによって、蓄電装置への充電モード、発電部から発熱部へ蓄電装置を介さずに電力供給するモード、発電部から発熱部へ蓄電装置を介して電力供給するモードの何れかに切替制御するモード切替制御手段（４０）と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
このモード切替制御手段による切替制御の具体例としては、請求項７に示すようなものが考えられる。つまり、前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度以上の場合には、前記蓄電装置への充電モードに切り替え、前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度未満であり、且つ前記素子表面温度検出手段温度によって検出した素子表面温度が前記所定の設定温度以上の場合には、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介さずに電力供給するモードに切り替え、前記外気温度検出手段によって検出した外気温度が所定の設定温度未満であり、且つ前記素子表面温度検出手段によって検出した素子表面温度が所定の設定温度未満の場合には、前記発電部から前記発熱部へ前記蓄電装置を介して電力供給するモードに切り替えるのである。
【００１５】
このようにすれば、融雪または着雪防止の必要性が無い場合には蓄電装置に充電しておくことができ、融雪または着雪防止の必要性が有る場合であって発電部による発電分だけで十分あれば発電部からの電力供給のみによって発熱部を発熱させ、発電部による発電分だけでは十分でない場合には蓄電装置に蓄電されている電力も併せて発熱部に供給する、というように状況に応じたアクティブな制御が実現できる。
【００１６】
このようなモード切替機能を有する熱発電システムの場合には、請求項８に示すように、蓄電装置と発熱部との間、及び発熱部と発電部との間にそれぞれ発光手段（３０ａ，３０ｂ）を設け、それら２つの発光手段の点灯・消灯の組み合わせによって３つのモードを区別可能に構成することが考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明が適用された実施の形態について図面を用いて説明する。尚、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
【００１８】
［第一実施形態］
図１は、熱発電システムの一実施形態を示す説明図である。本実施形態の熱発電システム１は、発熱部１０と、その発熱部１０の駆動電力を供給する発電部２０とを備えており、これら発電部２０及び発熱部１０にはいずれも熱電素子が用いられている。具体的には、発電部２０には、温度差によって発電する熱電素子を用いられている。つまり、熱電素子の表面／裏面に温度差を与えることにより起電力が発生する現象を「ゼーベック効果」というが、発電部２０に用いた熱電素子はこの効果を利用して発電する。  一方、発熱部１０には電力供給を受けて発熱する熱電素子が用いられている。これは熱電素子のいわゆる「熱電効果」を利用したものである。材質の異なる２種類の抵抗を直列に接続すると、それぞれの抵抗を通過する電流の大きさは等しいが自由電子が運ぶ運動エネルギの合計に差があるため、抵抗の接続部において熱の発生／吸収が起き、このことにより表面／裏面で温度差が生じる。この現象を利用して発熱させるのである。
【００１９】
本実施形態では、図１に示すように、発電部２０に配置した熱電素子の表面と発熱部１０に配置した熱電素子の裏面が配線によって電気的に接続されており、発電部２０に配置した熱電素子と発熱部１０に配置した熱電素子との間の配線中には「発光手段」としての発光ダイオード３０が設けられている。これにより、発電部２０の熱電素子の表面／裏面に温度差が生じると、その発電部２０の熱電素子から発熱部１０の熱電素子へ電力供給がなされ、発熱部１０の熱電素子にて発熱すると共に、電力供給がなされている状態では発光ダイオード３０が発光するよう構成されている。
【００２０】
そして、この発電部２０は当然であるが熱電素子の表面／裏面にて温度差が生じやすい部位に配置する。鉄道車両や自動車などの車輪の回転により推進する移動体に搭載する場合であれば、例えばモータやエンジンなどの推進力発生装置、変速装置などの推進力伝達装置、車輪の回転部分の軸受等の回転機構に配置することが考えられる。これらの部分は、移動体の走行に伴って自然に熱を発生する部位である。したがって、外気との相対的な温度差を大きく取り易くなり、発熱度合いも大きくできる。このため、バッテリ等の特段の電力供給源を準備しなくても、温度差が生じさえすれば発電することができる。したがって、省エネルギ且つ確実に発電部２０から駆動電力を供給できる。それだけでなく、移動体が留置あるいは停止状態にあるときには、上述した外気との相対的な温度差は小さくなり、温度差がなくなれば発熱しなくなる。つまり、特段の制御装置を付加しないでも自動的に電力供給が停止されるため、発熱部１０における発熱が停止する。そのため、移動体停止時における発熱による悪影響を排除できて安全面でもより好ましい。一方、発熱部１０は、融雪または着雪を防止したい部位に配置する。
【００２１】
鉄道車両の場合には、雪が付着する部分は主に床下部分など狭所であることが多い上、従来技術としても説明したように、付着した雪を取り除く作業は屋外寒中で作業することを強いられるため、本実施形態の熱発電システム１によって融雪または着雪を防止できれば、非常に有用である。そして、雪の付着が想定される環境では外気温度が相対的に低温となっているため、モータ等の熱源との温度差がより大きくなり易く、発電部２０からの供給電力量が大きくなり、結果として発熱部１０における発熱量が大きくなって、より融雪または着雪防止効果が大きくなる。
【００２２】
なお、発熱部１０に関しては、例えば熱線や面状発熱体など種々の発熱機構を用いてもよいが、本実施形態のように熱電素子を用いた場合には、他の一般的な発熱機構に比べて発熱効率がよい。さらに、発熱部１０として用いる熱電素子を、発電部２０として用いる熱電素子と同じ素子とすれば、１種類の熱電素子のみ準備するだけでよくなる。
【００２３】
また、発熱部１０と発電部２０との間に設けられた発光ダイオード３０は、発電部２０から発熱部１０への電力供給の有無によって点灯・消灯が切り替わるため、発電部２０から発熱部１０へ電力供給されているのか否かを視覚的に判断することができる。特に鉄道車両に適用した場合、目視確認で熱発電システム１の健全性が瞬時に確認できるため、鉄道事業者によるメンテナンスビリティの面で有用である。
【００２４】
また、特に鉄道車両の場合には、安全性の確保という観点が重要であるが、本実施形態の熱発電システム１の場合には、鉄道車両を留置し、モータ等の熱源部分の熱の発生がなくなって外気温度まで低下すると、発電部２０の熱電素子表面／裏面において温度差を失うことにより自動的に起電力がなくなる。当然ながら発熱部１０における発熱もなくなる。したがって、発火あるいは火災、帯電による感電の恐れがなく、極めて高い安全性の確保が可能である。
【００２５】
また、鉄道車両の場合、走行速度を高くしたり長時間移動の場合、推進力発生装置の出力を向上させたり、推進力伝達装置の機械的接触回数が増加するため、排熱が増加する。一方ハウジング部分は空気もしくは水中にあるため、接触する空気もしくは水の量が多くなる。結果として温度差がより大きく、自ずと発電部２０における起電力も大きくなる。その一方で鉄道車両の走行速度が高くなると着雪しやすくなるため、速度が高い場合には大きな融雪能力が必要となる。この点においても、走行速度が高い場合に本熱発電システム１では自ずと起電力が大きくなり、大きな融雪効果を何の制御もなく得ることができる点で有効なシステムである。
【００２６】
［第二実施形態］
上記第一実施形態の熱発電システム１の場合は、バッテリ等の蓄電装置や制御手段がなくても温度差が生じることで発電部２０では自動的に発電し、発熱部１０にて発熱させることができる。しかし、実際には発熱させる必要性が無い場合であっても温度差が生じれば発電部２０にて自動的に発電してしまう。そこで、蓄電装置や制御手段などを備えるようにすれば、よりアクティブに制御することができる。本第二実施形態の熱発電システム２はそのようなシステムである。
【００２７】
図２に、第二実施形態の熱発電システム２を示す。本実施形態の熱発電システム２は、発熱部１０及び発電部２０に加えて、「素子表面温度検出手段」に相当し、発熱部１０の熱電素子の表面温度を検出するための熱電素子表面温度センサ１５と、「外気温度検出手段」に相当し、発電部２０付近に設けられ外気温度を検出するための外気温度センサ２５と、「発光手段」に相当する第１発光ダイオード３０ａ及び第２発光ダイオード３０ｂと、「モード切替制御手段」に相当する制御ユニット４０と、「蓄電装置」に相当するバッテリ５０と、「第一の切替スイッチ」に相当する第１スイッチ６０ａ及び「第二の切替スイッチ」に相当する第２スイッチ６０ｂとを備えている。
【００２８】
第１スイッチ６０ａは、発電部２０とバッテリ５０との間に設けられ、発電部２０からの電力をバッテリ５０へ供給する位置（図２中では四角で囲った１で示す。）と、（バッテリ５０を介さずに）発熱部１０へ供給する位置（図２中では四角で囲った２で示す。）とを切り替え可能に構成されている。第２スイッチ６０ｂは、実際には２つのスイッチと３つの切替位置（図２中では四角で囲った３，４，５で示す。）とからなっており、一方のスイッチはバッテリ５０と発熱部１０との間に設けられ、発熱部１０を「発電部２０及びバッテリ５０側」と電気的に接続する位置（図２中では四角で囲った３で示す。）と、発熱部１０とは接続せず発電部２０とバッテリ５０との間でループを形成するための位置（図２中では四角で囲った５で示す。）。他方のスイッチは、発熱部１０に接続された配線の端子部分（図２中では四角で囲った４で示す。）と発電部２０に接続された配線の端子部分（図２中では四角で囲った５で示す。）とを接続したり切り離したりするためのスイッチである。
【００２９】
第１発光ダイオード３０ａはバッテリ５０と発熱部１０との間の配線中に設けられており、バッテリ５０から発熱部１０に電力供給がなされている場合にが発光するよう構成されている。一方、第２発光ダイオード３０ｂは、「発電部２０及びバッテリ５０側」と発熱部１０との間の配線中に設けられており、発電部２０またはバッテリ５０から発熱部１０に電力供給がなされている場合に発光するよう構成されている。つまり、第２発光ダイオード３０ｂの点灯（発光）の有無により、発熱部１０が電力供給を受けて発熱しているか否かを視認できる。
【００３０】
制御ユニット４０は、外気温度センサ２５にて検出された温度情報（Ｔｈ１）及び熱電素子表面温度センサ１５にて検出された温度情報（Ｔｈ２）を入力し、第１スイッチ６０ａ及び第２スイッチ６０ｂに対してスイッチの切替信号を出力する。これによって、バッテリ５０への充電モード、発電部２０から発熱部１０へバッテリ５０を介さずに電力供給するモード、発電部２０から発熱部１０へバッテリ５０を介して電力供給するモードの何れかに切替制御する。
【００３１】
ここで、制御ユニット４０が実行する制御処理の内容を、図３を参照して説明する。
制御ユニット４０は、まず外気温度センサ２５にて検出された温度情報（Ｔｈ１）を入力する（ステップ１０。以下、ステップをＳと略記する。）。そして、その外気温度（Ｔｈ１）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ１）以上か否か判断する（Ｓ２０）。外気温度（Ｔｈ１）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ１）以上、つまりＴｈ１≧Ｔｈｃｒ１であれば（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、融雪あるいは着雪防止機能を発揮する必要がないとして、発電部２０からの電力をバッテリ５０に充電するためのモード（充電モード）に切り替える（Ｓ３０）。具体的にこの充電モードにおいては、第１スイッチ６０ａを図２中の四角で囲った１で示す位置に切り替えると共に、第２スイッチ６０ｂの内、バッテリ５０側と接続された配線の端子部分のスイッチを図２中では四角で囲った５で示す位置に切り替える。一方、第２スイッチ６０ｂの他方のスイッチ（発熱部１０に接続された配線の端子部分（図２中では四角で囲った４で示す。）のスイッチ）は、図２中では四角で囲った５で示す位置とは切り離した状態にする。これによって発電部２０→図２中では四角で囲った１で示す位置→バッテリ５０→図２中では四角で囲った５で示す位置→発電部２０というループが形成され、発電部２０からバッテリ５０への充電が実現される。なお、この充電モードの場合には、第１発光ダイオード３０ａは点灯するが、第２発光ダイオード３０ｂは消灯しているため、その状態から充電モードであることが視認できる。
【００３２】
外気温度（Ｔｈ１）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ１）未満、つまりＴｈ１＜Ｔｈｃｒ１であれば（Ｓ２０：Ｎｏ）、融雪あるいは着雪防止機能を発揮する必要があるため、次に、熱電素子表面温度センサ１５から発熱部１０の熱電素子表面温度（Ｔｈ２）を入力する（Ｓ４０）。そして、その熱電素子表面温（Ｔｈ２）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ２）以上か否か判断する（Ｓ５０）。熱電素子表面温（Ｔｈ２）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ２）以上、つまりＴｈ２≧Ｔｈｃｒ２であれば（Ｓ５０：Ｙｅｓ）、発電部２０からの電力供給だけで融雪あるいは着雪防止に十分であるとして、発電部２０からの電力のみで発熱部１０を発熱させるモード（通常電力供給モード）に切り替える（Ｓ６０）。具体的にこの通常電力供給モードにおいては、第１スイッチ６０ａを図２中の四角で囲った２で示す位置に切り替えると共に、第２スイッチ６０ｂの内、バッテリ５０側と接続された配線の端子部分のスイッチを図２中では四角で囲った３で示す位置に切り替える。一方、第２スイッチ６０ｂの他方のスイッチ（発熱部１０に接続された配線の端子部分（図２中では四角で囲った４で示す。）のスイッチ）は、図２中では四角で囲った５で示す位置と接続する。これによって発電部２０→図２中では四角で囲った２で示す位置→図２中では四角で囲った３で示す位置→発熱部１０→図２中では四角で囲った５で示す位置→発電部２０というループが形成され、発電部２０からバッテリ５０を介さずに発熱部１０へ電力供給する状態が実現される。なお、この通常発電モードの場合には、第１発光ダイオード３０ａは消灯しているが、第２発光ダイオード３０ｂは点灯するため、その状態から通常発電モードであることが視認できる。
【００３３】
熱電素子表面温（Ｔｈ２）が所定の設定温度（Ｔｈｃｒ２）未満、つまりＴｈ２＜Ｔｈｃｒ２であれば（Ｓ５０：Ｎｏ）、発電部２０からの電力供給だけでは融雪あるいは着雪防止に不十分であるとして、発電部２０からの電力に加えバッテリ５０からの電力供給も併用して発熱部１０を発熱させるモード（バッテリ併用電力供給モード）に切り替える（Ｓ７０）。具体的にこのバッテリ併用電力供給モードにおいては、第１スイッチ６０ａを図２中の四角で囲った１で示す位置に切り替えると共に、第２スイッチ６０ｂの内、バッテリ５０側と接続された配線の端子部分のスイッチを図２中では四角で囲った３で示す位置に切り替える。一方、第２スイッチ６０ｂの他方のスイッチ（発熱部１０に接続された配線の端子部分（図２中では四角で囲った４で示す。）のスイッチ）は、図２中では四角で囲った５で示す位置と接続する。これによって発電部２０→図２中では四角で囲った１で示す位置→図２中では四角で囲った３で示す位置→発熱部１０→図２中では四角で囲った５で示す位置→発電部２０というループが形成され、発電部２０からの電力がバッテリ５０に充電されながら、同時にバッテリ５０から発熱部１０へ電力供給がなされる状態が実現される。なお、このバッテリ併用発電モードの場合には、第１発光ダイオード３０ａ及び第２発光ダイオード３０ｂが共に点灯するため、その状態からバッテリ併用発電モードであることが視認できる。
【００３４】
本実施形態の熱発電システム２によれば、融雪または着雪防止の必要性が無い場合にはバッテリ５０に充電しておくことができ、融雪または着雪防止の必要性が有る場合であって発電部２０による発電分だけで十分あれば発電部２０からの電力供給のみによって発熱部１０を発熱させ、発電部２０による発電分だけでは十分でない場合にはバッテリ５０に蓄電されている電力も併せて発熱部１０に供給する、というように状況に応じたアクティブな制御が実現できる。そして、これら３つのモードの何れの状態であるかは、第１発光ダイオード３０ａ及び第２発光ダイオード３０ｂの点灯・消灯の組み合わせによって容易に視認することができる。
【００３５】
［その他］
（１）上記実施形態では、鉄道車両や自動車等の移動体に適用する場合の具体例を説明したが、このような移動体だけでなく、例えば家屋等に利用することも可能である。家屋の場合には、家屋の内外の温度差を利用して発電させることが考えられ、特に融雪または着雪防止が必要とされる冬季においては、暖房によって相対的に高温の家屋内と外気にさらされる外壁や窓ガラス等の温度差を利用すれば発電部の熱電素子の表面／裏面において温度差を生じさせることができる。したがって、効率的に発電でき、例えば屋根上部に設置した発熱部にて屋根上の雪を溶かしたり、着雪の防止を実現することができる。
【００３６】
（２）上記第一実施形態においても触れたが、発熱部１０に関しては、例えば熱線や面状発熱体、あるいはヒーティングパイプ等種々の発熱機構を用いてもよい。但し、上記実施形態のように熱電素子を用いて発熱部１０を構成した場合には、他の一般的な発熱機構に比べて発熱効率がよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】第一実施形態の熱発電システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】第二実施形態の熱発電システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図３】第二実施形態の熱発電システムにおける制御ユニットが実行する処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１，２…熱発電システム
１０…発熱部
１５…熱電素子表面温度センサ
２０…発電部
２５…外気温度センサ
３０…発光ダイオード
３０ａ…第１発光ダイオード
３０ｂ…第２発光ダイオード
４０…制御ユニット
５０…バッテリ
６０ａ…第１スイッチ
６０ｂ…第２スイッチ
【図３】
2006074919.tif 000003
【図１】
2006074919.tif 000004
【図２】
2006074919.tif 000005