(57)【要約】      （修正有）【課題】地中の微弱な電力（地電力）を日常生活で利用可能な電力に集成し、自然エネルギーの活用促進に利用するアースバッテリを提供する。【解決手段】所定間隔を介して陽極板及び陰極板を相対向して設けてなる電極部材２０と、電極部材２０を包囲するように電極部材２０よりも長尺に形成され上下を開口した電気絶縁パイプ２２と、を含むアースバッテリ単体１２を有し、電気絶縁パイプ２２の上端部は地表よりも上方に突出し、電気絶縁パイプ２２の下端部は電極部材２０の下端部よりも下方に位置するようにアースバッテリ単体１２を地中に埋設するようにした構造を有する微弱な地中電力を集成するアースバッテリである。電極部材２０を電気絶縁パイプ２２内に複数個設けるとともに各電極部材２０が上下方向にそれぞれ離隔されるように設置し、集電力効果を増加するようにしたようにする。【選択図】図６
0003192246.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
所定間隔を介して陽極板及び陰極板を相対向して設けてなる電極部材と、該電極部材を包囲するように該電極部材よりも長尺に形成され上下を開口した電気絶縁パイプと、を含むアースバッテリ単体を有し、該電気絶縁パイプの上端部は地表よりも上方に突出し、該電気絶縁パイプの下端部は該電極部材の下端部よりも下方に位置するように該アースバッテリ単体を地中に埋設するようにした構造を有する微弱な地中電力を集成するアースバッテリであって、
前記電極部材を前記電気絶縁パイプ内に複数個設けるとともに各電極部材が上下方向にそれぞれ離隔されるように設置し、集電力効果を増加するようにしたことを特徴とするアースバッテリ。
【請求項２】
前記所定間隔を電気絶縁体によって形成し、該電気絶縁体を介して前記陽極板及び陰極板を相対向して設けるようにしたことを特徴とする請求項１記載のアースバッテリ。
【請求項３】
前記アースバッテリ単体を複数個埋設し、集成する電力の容量を増加するようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載のアースバッテリ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、地中（土壌中）において異なる２種類の金属の埋設から得られる希少な地電力を土壌から得る事を可能にしたアースバッテリに関し、特にアースバッテリ単体当たりの電力効率を増大することによってアースバッテリを埋設する際に必要な埋設面積の縮小化を図ることができるようにしたアースバッテリに関する。
【背景技術】
【０００２】  現在の土表面近くで、地中に異なる金属を埋設すれば微弱な電力が得られることは周知の事である（非特許文献１）。しかし実用できる電力を得るのは困難であった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】岩波理科学辞典第４版、７８９頁「地電流」の欄、株式会社岩波書店、１９９３年６月１０日発行
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  本考案は、地中の微弱な電力（地電力）を日常生活で利用可能な電力に集成し、自然エネルギーの活用促進に利用するアースバッテリ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】
【０００５】  上記課題を解決するために、本考案者は地中の微弱な電力（地電力）を効果的に集成する手段について鋭意研究を重ねて、微弱な地中電力を集成するアースバッテリであって、所定間隔を介して陽極板及び陰極板を相対向して設けてなる電極部材と、該電極部材を包囲するように該電極部材よりも長尺に形成され上下を開口した電気絶縁パイプと、を含むアースバッテリ単体を有し、該電気絶縁パイプの上端部は地表よりも上方に突出し、該電気絶縁パイプの下端部は該電極部材の下端部よりも下方に位置するように該アースバッテリ単体を地中に埋設するようにしたことを特徴とする新規なアースバッテリの構造について既に提案してある（特願２０１３−１９７２７０号）。【０００６】  本考案者は、上記提案済のアースバッテリの構造についてさらに研究を進めており、特にアースバッテリを埋設する際に必要とされるこのたびさらなる新規な知見に到達したので、さらなるアースバッテリの新規な構造についての提案に及ぶものである。即ち、本考案のアースバッテリは、所定間隔を介して陽極板及び陰極板を相対向して設けてなる電極部材と、該電極部材を包囲するように該電極部材よりも長尺に形成され上下を開口した電気絶縁パイプと、を含むアースバッテリ単体を有し、該電気絶縁パイプの上端部は地表よりも上方に突出し、該電気絶縁パイプの下端部は該電極部材の下端部よりも下方に位置するように該アースバッテリ単体を地中に埋設するようにした構造を有する微弱な地中電力を集成するアースバッテリであって、前記電極部材を前記電気絶縁パイプ内に複数個設けるとともに各電極部材が上下方向にそれぞれ離隔されるように設置し、集電力効果を増加するようにしたことを特徴とする。上記電極部材の設置個数は数多く設置すればそれだけ集電力効果は増加するもので、設置個数に特別の限定はないが、設置の手間等を考慮すると２〜４個程度が好適である。【０００７】  このように、各電極部材を区分けした状態で地中（土壌中）に埋設し、各電極部材を単体電源に確立し、陰極板及び陽極板をリード線等で結線し、ＬＥＤ等の所望の電気機器に電気的に接続して求める電力を得られるようにしたものである。【０００８】  本考案のアースバッテリにおいては、前記所定間隔を電気絶縁体によって形成し、該電気絶縁体を介して前記陽極板及び陰極板を相対向して設けるように構成するのが好ましい。また、前記アースバッテリ単体を複数個埋設し、集成する電力の容量を増加するようにするのが好適である。上記したように各アースバッテリ単体に独立性を確立したことで、微弱な電力を効果的に集合することができるものである。【０００９】  高電力を得るためには異なる金属対を複数個所埋設する必要があるが、土壌中では電荷イオンが湿度等で移動してしまうため、本考案のアースバッテリにおいては、移動を遮断するために異なる金属対を１つの電極部材として電気絶縁パイプで囲うことで独立性を得ることが可能となった。なお、本明細書において「土壌」とは岩波理科学辞典第４版（株式会社岩波書店、１９９３年６月１０日発行）、８９５頁「土壌」の欄に定義されたものをいう。当該定義に示されるように土壌中には水分が含まれるが、水分が少なすぎると本考��の効果が減殺されるので、少なくとも１０％以上の水分を含む土壌を使用するのが好適である。【００１０】  本考案のアースバッテリにおいては、電気絶縁パイプは上下開放されていることで、地中と空中では各電極部材は共通の初期状態が保たれ、電極部材毎に常に電力を得る事を可能にしたものである。【００１１】  又、本考案のアースバッテリでは、電力供給源として地中から無公害で容易に電力を得られるので、ソーラー電力や風力発電とは別な長所がある。又、土壌は公園や庭・道路等身近にあり、本考案のアースバッテリはその施工場所の選定が容易に可能である。【００１２】  本考案のアースバッテリは、電源供給の制約、例えば架空送電線や埋設送電線の制約が取り除かれ、ピンポイントで必要な場所に電気機器を設置できる特徴がある。【００１３】  上記した構成的特徴に加えて、本考案においては、さらにアースバッテリの電力効率を増加する為に、前記電極部材を前記電気絶縁パイプ内に複数個設けるとともに各電極部材が上下方向にそれぞれ離隔されるように設置し、集電力効果を増加するようにしたものである。
【考案の効果】
【００１４】  本考案のアースバッテリは、主にＬＥＤを点灯するために使用できるが、外灯や保安灯及び非常灯等に利用でき、設置場所の困難な条件をクリアーできるとともに、外部配線の省略も可能で安価な費用と電力発生源についての費用が無料となることが特徴であり、エコロジーの点において優れている。また、本考案のアースバッテリは、天候に左右されない電源供給源となることが特徴であり、かつ停電しない電源としての特徴があり、さらに再生可能エネルギーの一つとなるという効果を奏するものである。【００１５】  さらに、本考案の特徴的構成である電気絶縁パイプ内に複数個の電極部材を設けることによって、集電力効果をさらに増大することができ、特にアースバッテリ単体当たりの電力効率を増大することによってアースバッテリを埋設する際に必要な埋設面積の縮小化を図ることができるという大きな効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本考案のアースバッテリの一つの実施の形態（アースバッテリ単体を６個設けた場合）を示す断面説明図である。
【図２】本考案のアースバッテリにおけるアースバッテリ単体の一つの実施の形態を示す断面説明図である。
【図３】本考案のアースバッテリの他の実施の形態（アースバッテリ単体を１１×１２個設けた場合）を示す上面説明図である。
【図４】６個のアースバッテリ単体を１セットとして結線した状態を示す上面的説明図である。
【図５】本考案のアースバッテリにおけるアースバッテリ単体の他の実施の形態を示す断面説明図である。
【図６】電極部材を複数個（図示例は３個）設置した場合のアースバッテリ単体の一例を示す断面的説明図である。
【図７】電極部材の摘示説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１７】  以下、本考案の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、これらの説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。
【００１８】  図１において、１０は本考案のアースバッテリで、微弱な地中電力を集電するものである。該アースバッテリ１０は、アースバッテリ単体１２を有している。該アースバッテリ単体１２は、図２に示したように、電気絶縁体１４を介して陽極板１６及び陰極板１８を相対向して設けてなる電極部材２０を有している。該電気絶縁体１４は陽極板１６と陰極板１８との離隔を一定にするもので、該電気絶縁体１４のサイズは陽極板１６及び陰極板１８のサイズと同じサイズか又はより小さいサイズであり、電荷イオンの移動を妨げないように設定されている。該電気絶縁体１４としてはプラスチック板等の絶縁材料が用いられる。該陽極板１６として銅板等が用いられ、また陰極板１８として亜鉛板、亜鉛合金板、マグネシウム板、マグネシウム合金板等が用いられる。
【００１９】  なお、図１及び図２の例では、好ましい例として、電気絶縁体１４を介して陽極板１６及び陰極板１８を設けた構成を示したが、図５に示したように、電気絶縁体１４の設置を省略して当該陽極板１６及び陰極板１８を単に所定間隔４２を介して設けることも可能である。
【００２０】  符号２２は電気絶縁パイプで、該電極部材２０を包囲するように該電極部材２０よりも長尺に形成されており、かつ該電気絶縁パイプ２２の上端部及び下端部は開口状態とされている。該電気絶縁パイプ２２としてはプラスチックパイプ等の絶縁材料製のパイプが用いられる。該アースバッテリ単体１２は電極部材２０及び電気絶縁パイプ２２から構成されている。図１の例ではアースバッテリ単体１２を６個設置した場合を示してあるので、アースバッテリ単体の符号は１２ａ〜１２ｆで示されている。図２に示したように、各アースバッテリ単体１２において、前記陽極板１６及び陰極板１８の上部にはリード線２４，２４がそれぞれ接続されている。
【００２１】  上記した構成のアースバッテリ単体１２ａ〜１２ｆは、図１に示したように、地（土壌）Ｇ中に埋設した状態で使用される。その際に，該電気絶縁パイプ２２の上端部２６は地表Ｇ１よりも上方に突出し、該電気絶縁パイプ２２の下端部２８は該電極部材２０の下端部３０よりも下方に位置するように地中（土壌中）に埋設される。図１において、Ｌは該電気絶縁パイプ２２が地中に埋設される長さであり、Ｔは該電気絶縁パイプ２２が地表から突出している高さである。該アースバッテリ単体１２ａ〜１２ｆはリード線２４ｂ〜２４ｆによって図１に示したように直列に結線され、さらにリード線２４ａ，２４ｇをＬＥＤ等の電気機器３２に接続することにより、当該電気機器３２に電力が供給される。該電気絶縁パイプ２２としてはプラスチックパイプが好適に用いられる。
【００２２】  このように、各電極部材２０、２０を電気絶縁体１４で区分けした状態で地中（土壌中）に埋設し、各電極部材２０，２０を単体電源に確立し、陽極板１６及び陰極板１８をそれぞれのリード線２４等で結線し求める電力を得ることができる。図１において、符号３４は設置されたアースバッテリ１０を日差し及び風雨等から遮蔽するための必要に応じて設置される中空遮蔽体であり、３６は該中空遮蔽体３４の側面に形成された空気口である。
【００２３】  さらに、アースバッテリ単体１２を多数個設置する場合についての結線の例について図３及び図４によって説明する。図３には、６個のアースバッテリ単体１２ａ〜１２ｆを直列に結線して１セットとし、この１セットを図示の上下方向に１１段のアースバッテリ単体セット１２Ａ１〜１２Ｋ１を設置して１パック１０Ａ１とし、このアースバッテリ単体パック１０Ａ１に隣接して同様に上下方向に１１段のアースバッテリ単体セット１２Ａ２〜１２Ｋ２を設置したアースバッテリ単体パック１０Ａ２を設置した例が示されている。図４には６個のアースバッテリ単体１２ａ〜１２ｆを１セットとしたアースバッテリ単体セット１２Ａ１の結線例を拡大して示しているが、図４の例は図１の場合と同様であるので、図１と同様の部材は同様の符号を用いて示されている。
【００２４】  図３において、アースバッテリ単体パック１０Ａ１を構成するアースバッテリ単体セット１２Ａ１〜１２Ｋ１のそれぞれの最左端のアースバッテリ単体１２ａの陽極板１６ａをリード線２４Ａによって結線することによってアースバッテリ単体セット１２Ａ１〜１２Ｋ１を並列に結線し、またアースバッテリ単体パック１０Ａ２を構成するアースバッテリ単体セット１２Ａ２〜１２Ｋ２のそれぞれの最左端のアースバッテリ単体１２ａの陽極板１６ａをリード線２４Ｂによって結線することによってアースバッテリ単体セット１２Ａ２〜１２Ｋ２を並列に結線し、これらのリード線２４Ａ、２４Ｂを統合したリード線２４Ｃの端部は陽極端部３８となっている。
【００２５】  一方、アースバッテリ単体パック１０Ａ１を構成するアースバッテリ単体セット１２Ａ１〜１２Ｋ１のそれぞれの最右端のアースバッテリ単体１２ｆの陰極板１８ｆをリード線２４Ｄによって結線することによってアースバッテリ単体セット１２Ａ１〜１２Ｋ１を並列に結線し、またアースバッテリ単体パック１０Ａ２を構成するアースバッテリ単体セット１２Ａ２〜１２Ｋ２のそれぞれの最右端のアースバッテリ単体１２ｆの陰極板１８ｆをリード線２４Ｅによって結線することによってアースバッテリ単体セット１２Ａ２〜１２Ｋ２を並列に結線し、さらにこれらのリード線２４Ｄ，２４Ｅを統合したリード線２４Ｆの端部は陰極端部４０となっている。これらの陽極端部３８及び陰極端部４０をＬＥＤ等の電気機器に接続することによって当該電気機器に電力が供給される。
【００２６】  図６は電極部材を複数個（図示例は３個）設置した場合のアースバッテリ単体の一例を示す断面的説明図である。図６において、アースバッテリ単体１２を構成する電気絶縁パイプ２２内には電極部材２０が複数個（図示例では３個）設置されている。該電極部材２０，２０，２０は該電気絶縁パイプ内において上下方向にそれぞれ離隔されるように設置されている。このように電気絶縁パイプ内に複数個の電極部材を設置することによって、アースバッテリ単体の集電力効果を増加することが可能となる。なお、図６において、Ｗは電極部材２０，２０，２０間の間隔を示し、Ｘは電気絶縁パイプ２２の電極部材２０が設置されていない下部部分の長さを示す。
【実施例１】
【００２７】  以下に本考案の実施例を挙げて、本考案を詳細に説明するが、これらは本考案を限定するものではない。【００２８】（実施例１）
それぞれが７０ｍｍ×１０ｍｍ×２ｍｍ、のサイズを有する銅板（陽極板、久宝金属製作所製）１６、マグネシウム板（陰極板、大阪富士工業株式会社製純、マグネシウム含有純度量９９．９５％以上）１８及びプラスチック板（塩ビ板、電気絶縁体）１４を準備し、該プラスチック板１４を介在させて該銅板１６及び該マグネシウム板１８を接着剤によって図２に示したような電極部材２０を作製し、この電極部材２０を２２０ｍｍ×φ２２ｍｍのプラスチックパイプ（塩ビ製電気絶縁パイプ）２２によって包囲してなる本考案のアースバッテリ単体１２の構造を作製した。【００２９】  図２において、Ｌは該プラスチックパイプ２２が地中に埋設される長さであり、Ｔは該プラスチックパイプ２２が地表から突出している高さである。本実施例ではＬは約２００ｍｍで、Ｔは約２０ｍｍに設定した。【００３０】  このアースバッテリ単体１２を図３に示した配置と同様に２×１１×６個を土壌Ｇ中に埋設配置した。本考案のアースバッテリ単体１２は単独で約０．７Ｖの電圧がえられる。電圧を高める結線である直流結線によって図１に示したように６個のアースバッテリ単体１２を接続すると、計算上は約０．７Ｖ×６＝約４．２Ｖとすることができるが、実測では約１．８Ｖであった。このときの電流は約０．００００６Ａしか流れない。この６個のアースバッテリ単体１２を１セットとして、図３に示したように１１段を並列に結線し、これを１パックとして、２パック配置すると、２×１１×約０．００００６Ａ＝約０．００１３２Ａの電流を流すことができることが判明した。従って、上記した１パックを２パック以上配置することにより必要な電流を得ることができる。【００３１】  また、電力は電流と電圧の積であるから、パック数を少なくしてコストの低減を図るために、前記プラスチックパイプ２２の埋設長さを長くすることで、机上の理論でない実測の電圧の増加を図ることができる。本考案のアースバッテリ単体１２を、図１に示したように、６個接続すると、実測１．８Ｖ前後の電圧が得られた。【００３２】（実施例２）
それぞれ１００ｍｍ×２０ｍｍ×２ｍｍのサイズを有する、銅板（陽極板）１６、マグネシウム板（陰極板、大阪富士工業株式会社製純、マグネシウム含有純度量９９．９５％以上）１８及びプラスチック板（塩ビ板、電気絶縁体）１４を準備し、実施例１と同様に電極部材２０を作製した。この電極部材２０を８２０ｍｍ×φ４０ｍｍのプラスチックパイプ（塩ビ製電気絶縁パイプ）２２によって包囲してなる本考案のアースバッテリ単体１２の構造を作製し、このアースバッテリ単体１２を土壌中に埋設配置した。上記プラスチックパイプ２２の埋設長さＬを約８００ｍｍ，突出高さＴを約２０ｍｍにした場合、アースバッテリ単体１２で０．７Ｖ程度の電圧が得られ、このアースバッテリ単体１２を１０個接続すると、約０．７Ｖ×１０＝約７Ｖとすることができた。【００３３】  上記した実施例１及び２から明らかなように、得られる電圧を高めに設定することで少ない電流でＬＥＤを点灯することができ、本考案のアースバッテリ単体１２を６〜１２個、好ましくは８〜１０個程度接続したものを１パックとし、これを複数パック設置することによって社会的に実用可能なレベルにおいてＬＥＤを点灯することが可能であることを確認した。【００３４】  ＬＥＤを発光させるための小規模発電の場合に本考案のアースバッテリ単体１２の接続個数としては１０個を超えて接続することも可能であるが、設置スペース等を考慮すると、６〜１０個程度で十分でありかつ好適である。【００３５】  上記したプラスチックパイプ２２の埋設長さＬと得られる電圧との関係について調べたところ次の結果が得られた。
（１）埋設長さＬに関係なくアースバッテリ単体１２の１個で得られる電圧は約０．７Ｖである。
（２）埋設長さＬが約２００ｍｍで８個直列接続すると約２Ｖとなる。
（３）埋設長さＬが約５００ｍｍで８個直列接続すると約３Ｖとなる。
（４）埋設長さＬが約８００ｍｍで８個直列接続すると約５Ｖとなる。
（５）埋設長さＬが約１０００ｍｍで８個直列接続すると約５．５Ｖとなる。
上記した結果から、埋設長さＬは２００ｍｍ〜１０００ｍｍ程度で十分であることが分かった。【００３６】  上記した実施例１及び２ではマグネシウム板を陰極板として使用した例を示したが、亜鉛版、亜鉛合金板、マグネシウム合金板を用いて同様の実験を行ったところ同様の結果が得られることを確認した。【００３７】（実施例３）
図６及び７に示した構造のアースバッテリ単体１２（３個の電極部材２０，２０，２０を有する）を作製し、このアースバッテリ単体１２を土壌中に埋設配置した。上記電極部材２０の高さは９ｃｍ、電極部材２０同士の間隔Ｗは約１０ｃｍ、上記プラスチックパイプ２２の長さは１ｍ，上部部分Ｙは約２０ｃｍ、下部部分Ｘは約２８ｃｍ、突出高さＴを約５ｃｍにした場合、アースバッテリ単体１２で２．３Ｖ程度の電圧が得られること確認した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】  再生エネルギーが求められている時代、停電の無い無尽蔵の放電器（蓄電器の反対）で、人里離れた場所で電力会社の送電線コストのかかる所や、広い商業施設の駐車場も配線コストが不要になる。又、信号機に利用すれば災害時の停電もなく、架空電線が無く都市美観に良いし、高速道の中央分離帯の設置ができる。家庭や災害避難場所の照明や庭園灯にも良い。さらに、本考案の特徴的構成である電気絶縁パイプ内に複数個の電極部材を設けることによって、集電力効果をさらに増大することができ、特にアースバッテリ単体当たりの電力効率を増大することによってアースバッテリを埋設する際に必要な埋設面積の縮小化を図ることができる。
【符号の説明】
【００３９】１０：アースバッテリ、１０Ａ１，１０Ａ２：アースバッテリ単体パック、１２：アースバッテリ単体、１２Ａ１−１２Ｋ１，１２Ａ２−１２Ｋ２：アースバッテリ単体セット、１２ａ−１２ｆ：アースバッテリ単体、１４：電気絶縁体、１６，１６ａ〜１６ｆ：陽極板、１８，１８ａ〜１８ｆ：陰極板、２０，２０ａ〜２０ｆ：電極部材、２２：電気絶縁パイプ（プラスチックパイプ）、２４，２４ａ〜２４ｇ，２４Ａ〜２４Ｆ：リード線、２６：上端部、２８：電気絶縁パイプの下端部、３０：電極部材２０の下端部、３２：電気機器、３４：中空遮蔽体、３６：空気口、３８：陽極端部、４０：陰極端部、４２：所定間隔、Ｇ：地中、Ｇ１：地表、Ｌ：埋設長さ、Ｔ：突出高さ、Ｘ：下部部分、Ｙ：上部部分、Ｗ：電極部材同士の間隔。
【図１】
0003192246.tif 000003
【図２】
0003192246.tif 000004
【図３】
0003192246.tif 000005
【図４】
0003192246.tif 000006
【図５】
0003192246.tif 000007
【図６】
0003192246.tif 000008
【図７】
0003192246.tif 000009