(57)【要約】【課題】解決しようとする問題点は、不安定な再生可能エネルギーを日常の活動の中で可能な限り安定に利用すること。また、バッテリーのような環境負荷の大きなエネルギー確保の手段を改めることにある。【解決手段】本発明は、風力・マイクロ水力等の再生可能エネルギーから回転運動を取り出し、永久磁石を極性が交互になるよう配置した回転体を回転させることにより、それに相対する磁性体にヒステリシス損による熱を発生させて、その熱を蓄熱体に転移・蓄熱することにより、必要なときに熱エネルギーを取り出し利用する。再生可能エネルギーを、発電工程を排除しこの蓄熱体に熱エネルギーとして蓄えることと、強磁性体回転子と磁性体発熱子の隙間を真空化することで断熱し、強磁性体の磁力劣化を排除、ヒステリシス損による発熱を高温域まで利用することの二点が主要な特徴となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極を交互に配置した回転子と、その回転運動により発熱する発熱体が、一定の真空と一定の隙間を介して相対し、その発生した熱エネルギーを直接蓄熱しうる構造を持つ、回転エネルギーの熱変換蓄熱機。
【請求項２】
強磁性体回転子の耐熱温度以上の蓄熱温度を可能に設定した、真空断熱や冷却機構を持つ回転子機構を有する請求項1に記載の回転エネルギーの熱変換蓄熱機。
【請求項３】
発熱容量・蓄熱容量を拡大するために、クラッチ機構を利用した切り替え運用する請求項1および請求項2の回転エネルギーの熱変換蓄熱機。
【請求項４】
請求項1〜請求項3のいずれかの機構を有する回転エネルギーの熱変換蓄熱機を熱源として利用する、給湯・暖房・凍結防止・融雪・熱電変換を目的とした設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電を伴わない、回転エネルギー（風力・マイクロ水力等再生可能エネルギー他）の高利用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の再生可能エネルギーの利用方法はそのエネルギーで発電することが主目的となり、電気エネルギーとしての利用のみに留まっていた。
【０００３】
しかし、電気エネルギーとして利用するには、再生可能エネルギーの欠点である不安定要素を取り除かなければならない。風力・マイクロ水力等の再生可能エネルギーは発生タイミングやそのエネルギー量、利用可能時間が不確定であり、それを補うにはバッテリーによる蓄電が必要不可欠なものになっている。
【０００４】
このバッテリーによる蓄電は、いずれ廃棄物として大量の廃バッテリーが投棄され、その処分には多額の費用が計上される上、その処理自体も環境に多大な影響を与えることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許公開２００１−１１３９３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、不安定な再生可能エネルギーを日常の活動の中で可能な限り安定に利用すること。
【０００７】
また、バッテリーのような環境負荷の大きなエネルギー確保の手段を改めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、風力・マイクロ水力等の再生可能エネルギーから回転運動を取り出し、永久磁石を極性が交互になるよう配置した回転体を回転させることにより、それに相対する磁性体にヒステリシス損による熱を発生させて、その熱を蓄熱体に転移・蓄熱することにより、必要なときに熱エネルギーを取り出し利用する。
【０００９】
再生可能エネルギーを、発電工程を排除しこの蓄熱体に熱エネルギーとして蓄えることと、強磁性体回転子と磁性体発熱子の隙間を真空化することで断熱し、強磁性体の磁力劣化を排除、ヒステリシス損による発熱を高温域まで利用することの二点が主要な特徴となる。
【００１０】
回転エネルギーを入力してからの発熱・蓄熱・保温に関し以下に示す。
【００１１】
図1において余力のある回転エネルギー、またはシステム専用の再生可能エネルギーによる回転エネルギーを１の回転軸に入力することで、４の強磁性体回転子を回転させる。1の回転軸と4の強磁性体回転子は一体となり複数個からなる3の軸受により支持される。
【００１２】
4の強磁性体回転子は、図2に示す平面図のごとく極性を交互に配列させる。1の回転軸からの入力で4の強磁性体回転子は回転し、周囲の5の磁性体発熱子に対し磁界のヒステリシス損を発生させる。
【００１３】
5の磁性体発熱子に発生した熱は、6の蓄熱体へと移行する。6の蓄熱体の素材としては極力高温まで利用可能なものとしエネルギー量を確保する。水・不凍液・オイル・コンクリート・レンガ等を対象とする。
【００１４】
6の蓄熱体は7の蓄熱内容器に格納される。この7の蓄熱内容器は9の真空区画を設けた8の蓄熱外容器に更に格納される。1の回転軸は8の蓄熱外容器を貫通する際、複数の2の真空シールを用いリークから守る。9の真空区画は複数個の3の軸受を通し、29の隙間におよび4の強磁性体回転子を5の磁性体発熱子が発する熱から守る。4の強磁性体回転子が熱から守られることで5の磁性体発熱子の発熱量にかかわらず磁力を低下させることが無くなり、5の磁性体発熱子の発熱容量、6の蓄熱体の蓄熱容量を上げることが可能となる。
【００１５】
8の蓄熱外容器は10の真空バルブ、11の真空ポンプ、12の電源へと接続される。この11の真空ポンプは9の真空区画の真空度を一定レベルに保つためのものである為、過度な運転は必要ない。12の電源は市場系統電源もしくは再生可能エネルギーによるものでもよい。
【００１６】
図3は複数個のユニット（13・14・15・16）を切り替え蓄熱する説明である。13a・14a・15a・16aは発熱ユニット、13b・14b・15b・16bは伝達ベルトである。17の主回転軸の回転エネルギーを13ｂの伝達ベルトいにより13aの発熱ユニットいに伝達し13のユニットいに蓄熱する。各ユニットの利用状況により、必要なユニットへ回転エネルギーを伝達することが目的である。
【００１７】
図4は複数個のユニットへ回転エネルギーを振り分ける際の機構を説明している。17の主回転軸よりもたらされた回転エネルギーを、13cのクラッチいを接続することで13ｂの伝達ベルトいにより13aの発熱ユニットいに伝える。13のユニットいに充分な熱量が蓄熱されているときは、13ｃのクラッチいは切断される。そのとき蓄熱量が充分でないユニットがあれば当該クラッチを接続し回転エネルギーを伝達することになる。
【発明の効果】
【００１８】
大量に用意された蓄熱体には、長期にわたり再生可能エネルギーが「熱」の形態で保存されており、必要なときに利用することが可能になるので、再生可能エネルギーの不安定さを解消することが可能である。
【００１９】
エネルギーを保存するための手段を蓄熱体とすることで、廃棄するバッテリーを削減することができ、また長期間の利用も可能となり、廃棄バッテリーの処分費用も軽減することができる。ゆえにエネルギーを蓄える行為において環境負荷の大幅な削減となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】発熱の手段と蓄熱体への移行の模式図
【図２】強磁性体を利用した回転エネルギーからの発熱構造
【図３】複数の蓄熱体を利用した場合の回転エネルギーの供給切り替えの模式図
【図４】複数の発熱・蓄熱ユニットへの回転エネルギー供給手段
【図５】風力エネルギーを例とした、回転エネルギーの入力から蓄熱、その利用方法までを著したシステム全体
【図６】マイクロ水力等の再生可能エネルギーを利用する場合の、エネルギーの入力方法
【発明を実施するための形態】
【００２１】
不安定な再生可能エネルギーを可能な限り安定化し、環境に負担をかけるエネルギーの保存手段を改めるという目的を達成するために、大容量の蓄熱体を利用しバッテリーを排除、熱エネルギーとして社会利用することで安定したエネルギーを供給することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
大型風車・小型風車・既存ダムの放水・河川や用水路等において、回転力を取り出せる状況にあれば恒常的に熱利用が可能になる。図5に風力エネルギーの入力例として19の回転エネルギー発生源、図6ではマイクロ水力エネルギーの入力例として27の回転エネルギー発生源を模式化する。
【００２３】
蓄熱エネルギーを降雪地域の屋根の融雪に利用可能。図5、21の屋根。
【００２４】
蓄熱エネルギーを寒冷時の暖房、通年の給湯へ利用可能。図5、20の給湯。
【００２５】
蓄熱エネルギーを冬季間の路面・橋・トンネルまたは駐車場における融雪・凍結防止に利用できる。図5、22の駐車場、23の道路面。
【００２６】
蓄熱エネルギーを工場・農業系ハウス・温水プール等においてヒーターなどの熱源に補助することで、加熱時の大幅な電力・燃料費削減が可能。図5。
【００２７】
蓄熱エネルギーを熱電変換素子やスターリングエンジンなどを用いることで、電気エネルギーに変換することにより、従来の電気利用回路への補助電力として利用可能。これらの電気エネルギーへの変換機構を利用することにより、環境への負荷が大きいバッテリーを用いることなく、電気エネルギーを安定的に供給することが可能となる。
【符号の説明】
【００２８】
1  回転軸
2  真空シール
3  軸受
4  強磁性体回転子
5  磁性体発熱子
6  蓄熱体
7  蓄熱内容器
8  蓄熱外容器
9  真空区画
10  真空バルブ
11  真空ポンプ
12  系統その他電源
13  ユニットい
13a  発熱ユニットい
13b  伝達ベルトい
13c  クラッチい
14  ユニットろ
14a  発熱ユニットろ
14ｂ  伝達ベルトろ
14ｃ  クラッチろ
15  ユニットは
15a  発熱ユニットは
15ｂ  伝達ベルトは
16  ユニットに
16a  発熱ユニットに
16ｂ  伝達ベルトに
17  主回転軸
18  熱源装置
19  回転エネルギー発生源
20  給湯
21  屋根
22  駐車場
23  道路面
24  照明等
25  熱源装置（横置き）
26  回転伝達
27  回転エネルギー発生源（小型水力等）
28  水流
29  隙間
【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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