(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中に投入される密閉箱と、この密閉箱に収納され燃料ガスから熱ガスを発生する燃焼器と、この燃焼器へ燃焼に必要な空気を供給するシュノーケル管と、前記燃焼器へ燃料を供給する燃料供給源と、前記シュノーケル管からの前記空気と前記燃料供給源からの前記燃料を混合する燃料ミキサーと、前記密閉箱に収納され前記熱ガスを収める熱ガス貯留室と、この熱ガス貯留室から延ばされ熱ガスを水中へ放出するガス放出管と、前記熱ガス貯留室の外面に高温導体が臨み、前記密閉箱の内面に低温導体が臨むように設けられている熱発電素子とからなり、
前記燃料ミキサーは、前記空気を送るファンを備え、このファンで強制的に前記空気を吸入することで、吸入された前記空気と前記燃料を混合して、前記燃料ガスを前記燃焼器へ送ることを特徴とする水中発電機。
【請求項２】
前記密閉箱の一部又は全部に水中へ突出させる放熱フィンが設けられていることを特徴とする請求項１記載の水中発電機。
【請求項３】
前記燃料供給源は、前記密閉箱に収納されるガスボンベであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の水中発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に投入して使用される水中発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アウトドアにおいて、沼、湖、河原等の水辺でのキャンプ地等で使用される、エンジン付き発電機が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２９５６６３公報（図１）
【０００３】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図９は従来の技術の基本原理を説明する図であり、エンジン付き発電機１００は、燃料タンク１０１から燃料を供給し、エンジン１０２を稼働させる。このエンジン１０２の駆動力により、オルタネータ１０３を駆動させる。この結果、オルタネータ１０３で発電させることができる。
エンジン１０２から排出される排気ガスは、排気管１０４を通り、仕切板１０５の外側に設けられているマフラー１０６に送られ、排気口１０７から外部へ排出される。
【０００４】
エンジン１０２は、仕切板１０５、タンクブラケット１０８、側板１０９及び基板１１０からなるエンジン室１１１に配置されている。
さらに、エンジン室１１１は、内壁１１２及び外壁１１３に囲われている。内壁１１２と外壁１１３の間の内部空間１１４は、空気層、又は、ウレタン等の発泡材が充填された層になっている。この結果、ある程度の防音効果を発揮する。
【０００５】
従来技術においては、エンジン１０２が必要であり、防音対策を施しても、ある程度はエンジン音が外部に漏れる。すなわち、発電機の騒音を低減することができる技術の提供が求められている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、沼、湖、河原等の水辺でのキャンプ地等で使用される発電機の騒音を低減することができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、水中に投入される密閉箱と、この密閉箱に収納され燃料ガスから熱ガスを発生する燃焼器と、この燃焼器へ燃焼に必要な空気を供給するシュノーケル管と、前記燃焼器へ燃料を供給する燃料供給源と、前記シュノーケル管からの前記空気と前記燃料供給源からの前記燃料を混合する燃料ミキサーと、前記密閉箱に収納され前記熱ガスを収める熱ガス貯留室と、この熱ガス貯留室から延ばされ熱ガスを水中へ放出するガス放出管と、前記熱ガス貯留室の外面に高温導体が臨み、前記密閉箱の内面に低温導体が臨むように設けられている熱発電素子とからなり、前記燃料ミキサーは、前記空気を送るファンを備え、このファンで強制的に前記空気を吸入することで、吸入された前記空気と前記燃料を混合して、前記燃料ガスを前記燃焼器へ送ることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、密閉箱の一部又は全部に水中へ突出させる放熱フィンが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明では、燃料供給源は、密閉箱に収納されるガスボンベであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明では、水中に密閉箱を投入し、燃焼器で発生させる熱ガスと水の温度差を利用し、熱発電素子で発電させる。すなわち、音源となる発電機が水中に没しているので、騒音を低減することができる。加えて、特別に冷却システムを設けなくても、密閉箱を水没させるだけで冷却するので、発電機を簡単な機構で軽量コンパクトにできる。
【００１１】
請求項２に係る発明では、密閉箱の一部又は全部に水中へ突出させる放熱フィンが設けられている。放熱フィンで放熱するので、低温導体を効率良く冷やすことができる。
【００１２】
請求項３に係る発明では、燃焼器へ燃料を供給する燃料供給源は、密閉箱に収納されるガスボンベである。ガスボンベは交換できるので、燃料の補充が簡単である。更に、ガスボンベを密閉箱に収納するので、発電機全体をコンパクトにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に使用する熱発電素子の基本原理を説明する図であり、発電源としての熱発電素子１０は、高温側に設けられている高温導体１１と、低温側に設けられている低温導体１２、１２と、高温導体１１と低温導体１２とに介設されるｎ型熱電半導体１３及びｐ型熱電半導体１４とからなる。
【００１４】
次に、この熱発電素子１０の作用を説明する。
高温導体１１は、高温の熱媒体から矢印（１）のように熱が供給されると高温が維持される。又、低温導体１２、１２は低温の媒体へ矢印（２）、（２）のように放熱することで低温が維持される。
このようにして、高温導体１１と低温導体１２、１２との間に温度差が生じると、ゼーベック効果が起こる。
ゼーベック効果によれば、ｎ型熱電半導体１３で、矢印（３）のように、電子１５が移動し、ｐ型熱電半導体１４で、矢印（４）のように、正孔１６が移動する。この結果、矢印（５）のように、電流が生じる。
【００１５】
なお、ｎ型及びｐ型熱電半導体の材料としては、ビスマス・テルル化合物が好適であるが、この他、鉛・テルル合金、シリコン・ゲルマニウム合金、コバルト・アンチモン化合物及び亜鉛・アンチモン化合物など、熱電材料であれば、種類は問わない。
【００１６】
図２は本発明に係る熱発電素子の外観を説明する図であり、熱発電素子１０は、高温導体１１と、低温導体１２と、高温導体１１と低温導体１２で挟まれたｎ型熱電半導体１３及びｐ型熱電半導体１４とからなり、全体的に板状を呈する。
【００１７】
図３は本発明に係る水中発電機の基本構成を説明する図であり、水中発電機２０は、水中に投入される密閉箱２１と、この密閉箱２１に収納され熱ガスを発生する燃焼器２２と、この燃焼器２２へ燃焼に必要な空気を供給するシュノーケル管２３と、密閉箱２１に収納され熱ガスを収める熱ガス貯留室２４と、この熱ガス貯留室２４から延ばされ熱ガスを水中へ放出するガス放出管２５と、密閉箱２１の一部又は全部に水中に突出させる放熱フィン２６と、この放熱フィン２６と熱ガス貯留室２４の間に設けられ発電する熱発電素子２７と、この熱発電素子２７に接続され発電された電流を送る送電ケーブル２８と、この送電ケーブル２８に接続されコンセント３１を有すると共に燃焼器２２の燃焼を制御する電源兼制御部３２と、密閉箱２１に設けられ係留索３３、３３に繋がれている係留環３４、３４とを備えている。
【００１８】
係留索３３、３３が係留フック３５、３５に繋がれることで、密閉箱２１を水面下の一定位置に維持する。この結果、シュノーケル管２３の先端に位置する吸気口３６は水面より高い位置に維持され、吸気することができる。また、密閉箱の底部３７が川底等に埋もれず、底部３７の放熱フィン２６によっても適切に放熱することができる。
【００１９】
なお、実施例では密閉箱の全部又は一部に波形の放熱フィン２６を設けたが、波形の放熱フィンに限定されず、放熱することができれば、平面形状等、他の形状の放熱フィンであってもよい。また、放熱フィンを設けなくても、放熱することができれば、密閉箱の外面は平面板であってもよい。
【００２０】
図４は図３の４−４線断面図であり、水中発電機２０は、燃焼器２２に設けられ燃料供給の開閉を行うバルブ４１と、このバルブ４１に接続されると共に密閉箱２１に収納され燃焼器２２へ燃料を供給する燃料供給源としてのガスボンベ４２と、このガスボンベ４２を囲うようにボルト４３、４３を介して燃焼器２２に設けられガスボンベ４２を密閉するガスボンベカバー４４とを備えている。
また、４５は燃焼器２２とガスボンベカバー４４の隙間の水の漏れを遮断するシール部材である。
【００２１】
燃焼器２２は、シュノーケル管２３に接続されこのシュノーケル管２３からの吸気とガスボンベ４２からの燃料を混合する燃料ミキサー４６と、この燃料ミキサー４６に隣接され得られた燃料を燃焼する燃焼室４７とからなる。
【００２２】
燃料ミキサー４６は、空気を送るファン４８を備えている。ファン４８で強制的に空気を吸入することで、得られた空気と燃料を混合し、燃焼室４７へ送ることができる。ファン４８を設けたことにより、ガスがシュノーケル管２３を逆流することを防止することができる。
【００２３】
燃焼室４７は、燃料ミキサー４６に接続され燃料を噴射するバーナ５１と、このバーナ５１に近傍に設けられ燃料に点火する点火装置５２と、燃焼室４７の内壁５３に設けられ燃焼室４７内の温度を検知する温度センサー５４と、この温度センサー５４の近傍に設けられ燃焼室４７内の圧力を検知する圧力センサー５４ｂとからなる。
【００２４】
温度センサー５４で温度を検出することにより、燃焼室４７内で燃料が燃焼しているか否かを検知することができる。圧力センサー５４ｂで圧力を検出することにより、空気が流れているか否か、すなわち、ガス放出管２５が詰まっていないか否かを検知することができる。
これらの温度センサー５４及び圧力センサー５４ｂの検出情報に基づいて、図３に示す電源兼制御部３２はバルブ４１及び点火装置５２を制御する。
【００２５】
熱ガス貯留室２４は、燃焼室４７に接続され燃焼ガスとしての熱ガスを熱ガス貯留室２４内に導く熱ガス導入管５５を備えている。この熱ガス導入管５５と、ガス放出管２５は分離しているので、熱ガス導入管５５から導入された熱ガスは、一旦、熱ガス貯留室２４内に収められてから外部へ放出される。
【００２６】
また、熱発電素子１０、１０は、熱ガス貯留室２４の外面５６、５６と、密閉箱２１の内面５７、５７との間に設けられている。これらの熱発電素子１０、１０に送電ケーブル２８が接続されている。
【００２７】
図５は図４の要部拡大図であり、熱発電素子１０は、熱ガス貯留室２４の外面５６に高温導体１１が臨み、放熱フィン２６の内面としての密閉箱２１の内面５７に低温導体１２が臨むように設けられている。
【００２８】
以上の構成からなる水中発電機の作用を次に述べる。
図６は空気を混合した燃料を燃焼させるまでの工程を説明する図である。
（ａ）は空気と燃料を混合するまでの工程を説明する図であり、矢印（６）のように、シュノーケル管２３を介して外部から空気を燃焼器２２に吸入する。
一方、矢印（７）のように、ガスボンベ４２から燃料を供給し、この燃料と空気を燃料ミキサー４６で混合し、燃料ガスが得られる。
【００２９】
（ｂ）は燃焼工程を説明する図であり、矢印（８）のように、得られた燃料ガスをバーナ５１から燃焼室４７内へ噴射し、燃焼させる。この結果、燃料ガスとしての熱ガスが得られる。
【００３０】
図７は熱ガスと水の流れを説明する図である。
（ａ）は熱ガスの流れを説明する図であり、矢印（９）のように、燃焼ガスとしての熱ガスは、熱ガス導入管５５に流れ込む。そして、矢印（１０）のように熱ガス貯留室２４内に放出される。この結果、熱ガス貯留室２４は、高温になる。
熱ガス貯留室２４内に収められた熱ガスは、矢印（１１）のように、ガス放出管２５から水中へ放出される。
【００３１】
（ｂ）は水が流れる状態を説明する図であり、密閉箱２１は水中に没しており、矢印（１２）、（１２）のように、水が対流し、放熱フィン２６、２６に接する。この結果、放熱フィン２６、２６は低温になる。
【００３２】
図８は図７の要部拡大図であり、熱ガスから熱ガス貯留室２４に伝わった熱は、低温側に伝わる。矢印（１３）のように、熱は高温導体１１に伝わる。この結果、高温導体１１は、高温になる。
【００３３】
一方、低温導体１２は、矢印（１４）のように、放熱フィン２６から水中へ放熱する。この結果、低温導体１２は、低温になる。すなわち、熱発電素子の高温導体１１側と、低温導体１２側に温度差が生じる。そうすると、図１で説明した基本原理のように、矢印（１５）に示す向きに、電流が流れて発電される。
【００３４】
尚、実施例において、燃料供給源としてのガスボンベを密閉箱に収納したが、これに限定されず、燃料を燃焼させる燃焼部が水中にあれば、燃料は外部から供給する構造としてもよい。
また、実施例において、燃料を燃焼させる燃焼部として、燃焼器を使用したがこれに限定されず、燃焼ガスとしての熱ガスを放出すれば、内燃機関等、他の燃焼器を有する機構であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の水中発電機は、水辺での発電に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に使用する熱発電素子の基本原理を説明する図である。
【図２】本発明に係る熱発電素子の外観を説明する図である。
【図３】本発明に係る水中発電機の基本構成を説明する図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】空気を混合した燃料を燃焼させるまでの工程を説明する図である。
【図７】熱ガスと水の流れを説明する図である。
【図８】図７の要部拡大図である。
【図９】従来の技術の基本原理を説明する図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０…熱発電素子、１１…高温導体、１４…低温導体、２０…水中発電機、２１…密閉箱、２２…燃焼器、２３…シュノーケル管、２４…熱ガス貯留室、２５…ガス放出管、２６…放熱フィン、４２…ガスボンベ（燃料供給源）、５６…熱ガス貯留室の外面、５７…密閉箱の内面。
【図１】
0005222622.tif 000002
【図２】
0005222622.tif 000003
【図３】
0005222622.tif 000004
【図４】
0005222622.tif 000005
【図５】
0005222622.tif 000006
【図６】
0005222622.tif 000007
【図７】
0005222622.tif 000008
【図８】
0005222622.tif 000009
【図９】
0005222622.tif 000010