JP2013200112A - 人力による省エネルギー型温水／蒸気供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】寒冷地における雪処理や暖房の効率的な実施を人力によって可能にする省エネルギー型温水／蒸気供給システムを提供する。
【解決手段】 温水を貯蔵するための貯湯槽（１２）と、貯湯槽内の温水を利用するための利用装置（１８）と、貯湯槽から利用装置を経て貯湯槽まで温水を循環させるための管路（１６、２０、２２）と、貯湯槽内の温水を加温するためのヒータ（２６）と、ヒータの作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置（３０）とを備え、電気エネルギー供給装置が、ペダルをこぐことによって生ずる回転力により発電される電気エネルギーを生成するように構成されていることを特徴とする温水／蒸気供給システム（１０）が提供される。
【選択図】 図１

Description

本発明は一般に、温水／蒸気供給システムに関する。より詳細には、本発明は、人力による省エネルギー型温水／蒸気供給システムに関する。

寒冷地においては、冬期に雪処理や暖房をどのように行うかが重要な問題となっている。一方、雪処理や暖房のために温水を利用する際に、温水の加温源が必要となるが、加温源として、二酸化炭素を排出せずに環境に優しいクリーンなエネルギーを如何にして得るかが重要な問題となっている。

本発明は、このような状況に鑑みて開発されたものであって、寒冷地における雪処理や暖房の効率的な実施を人力によって可能にする省エネルギー型温水／蒸気供給システムを提供することを目的としている。

本願請求項１に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、温水を貯蔵するための貯湯槽と、前記貯湯槽内の温水を利用するための利用装置と、前記貯湯槽から前記利用装置を経て前記貯湯槽まで温水を循環させるための管路と、前記貯湯槽内の温水を加温するためのヒータと、前記ヒータの作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置とを備え、前記電気エネルギー供給装置が、ペダルをこぐことによって生ずる回転力により発電される電気エネルギーを生成するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項２に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、蒸気を生成するための蒸気生成槽と、前記蒸気生成槽内の蒸気を利用するための利用装置と、前記蒸気生成槽から前記利用装置を経て前記蒸気生成槽まで蒸気／温水を循環させるための管路と、前記蒸気生成槽内の水を加熱するためのヒータと、前記ヒータの作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置とを備え、前記電気エネルギー供給装置が、ペダルをこぐことによって生ずる回転力により発電される電気エネルギーを生成するように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項３に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、前記請求項２のシステムにおいて、前記蒸気生成槽が、その内部に垂直方向に延びるように配置され、下部に多数の貫通孔が設けられた１又は複数基の筒体を有し、前記ヒータが前記筒体内に収容されており、前記筒体には、その上端から給水されるようになっていることを特徴とするものである。

本願請求項４に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、前記請求項１から請求項３までのいずれか１項のシステムにおいて、前記電気エネルギー供給装置が、一対のペダルが回転可能に取り付けられた第１スプロケットと、シャフトに小歯車が設けられた第２スプロケットと、発電機と、前記第１スプロケットと前記小歯車に掛け渡された第１チェーンと、前記第２スプロケットと前記発電機の回転シャフトに掛け渡された第２チェーンとを有し、前記ペダルをこぐことによって生ずる回転力が、前記第１スプロケットから、前記第１チェーン、前記小歯車、前記第２スプロケットおよび前記第２チェーンを介して、前記発電機に伝達されて電気エネルギーが生成されるように構成されていることを特徴とするものである。

本願請求項５に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、前記請求項４のシステムにおいて、前記電気エネルギー供給装置が、前記発電機で生成された電気エネルギーを蓄えるための蓄電器を有することを特徴とするものである。

本願請求項６に記載の省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、前記請求項１から前記請求項５までのいずれか１項のシステムにおいて、前記利用装置が、ロードヒーティング装置、屋根融雪装置、および各種暖房装置のいずれかであることを特徴とするものである。

本発明の省エネルギー型温水／蒸気供給システムにより、比較的簡単な構成で人力により温水／蒸気を供給することが可能となる。本発明のシステムは、構造が簡単であるため、製造コストを低廉にすることができるとともに、故障も少なく運転コスト及びメンテナンスコストを抑えることができる。また、温水／蒸気の加温の際に人力による発電を利用するため、二酸化炭素の排出がなく、環境負荷のない温水／蒸気供給システムが提供される。とりわけ、蒸気生成槽を利用する実施形態では、一層効率的にエネルギーを供給するシステムを提供することができる。

本発明の省エネルギー型温水／蒸気供給システムによって供給される温水／蒸気は、温水／蒸気本来の使用目的の他、道路や屋根等の融雪、農業用ハウス内の暖房、農業用ハウス内の床土の暖房、一般住宅や畜舎、鶏舎等の暖房などの広範な用途に活用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る省エネルギー型温水／蒸気供給システムを模式的に示した全体図である。 図１の省エネルギー型温水／蒸気供給システムのうち発電部分を示した拡大図である。 図２の線３−３に沿って見た図である。 図１の省エネルギー型温水／蒸気供給システムのうち発電部分の変形形態を示した拡大図である。 本発明の第２の実施の形態に係る省エネルギー型温水／蒸気供給システムを模式的に示した全体図である。 図５のシステムに使用される蒸気生成槽を示した図である。 図６の蒸気生成槽の筒体を示した拡大図である。

次に、ロードヒーティングに利用する場合を例にして、本発明の好ましい実施の形態に係る省エネルギー型温水／蒸気供給システムについて詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係る省エネルギー型温水／蒸気供給システムを模式的に示した全体図である。図１において全体として参照符号１０で示される省エネルギー型温水／蒸気供給システムは、温水を貯蔵するための貯湯槽１２と、貯湯槽に給水するための給水タンク１４とを備えている。貯湯槽１２と給水タンク１４は、第１管路１６を介して流体連通している。

なお、給水タンク１４には、必要に応じて、管路１４ａ／１４ｂを介して冷水／温水が供給されるようになっている。第１管路１６には、弁１６ａが配置されている。

省エネルギー型温水／蒸気供給システム１０は、ロードヒーティング装置１８と、貯湯槽１２とロードヒーティング装置１８とを流体連通するための第２管路２０と、ロードヒーティング装置１８と第１管路１６とを流体連通するための第３管路２２と、第３管路２２に配置されたポンプ２４とを備えている。第３管路２２には、弁２２ａが配置されている。

以上の構成により、貯湯槽１２の温水がロードヒーティング装置１８に供給されて融雪を行い、融雪によって温度が低下した水がポンプ２４によって圧送され、貯湯槽１２に戻される循環路が形成されている。

省エネルギー型温水／蒸気供給システム１０はまた、貯湯槽１２内に配置され、貯湯槽１２内の温水を加温するためのヒータ２６を備えている。ヒータ２６は、通常の電気ヒータを使用してもよく、他の適当な加温手段を使用してもよい。

省エネルギー型温水／蒸気供給システム１０はさらに、ヒータ２６の作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置３０を備えている。

図２は、電気エネルギー供給装置３０の一例を示した図である。電気エネルギー供給装置３０は、第１スプロケット３２を備えており、第１スプロケット３２は、スプロケット本体３２ａと、スプロケット本体３２ａの中心に設けられたシャフト３２ｂと、シャフト３２ｂに取り付けられた一対のペダル３２ｃ（図３参照）とを有している。

電気エネルギー供給装置３０はまた、第２スプロケット３４を備えており、第２スプロケット３４は、スプロケット本体３４ａと、スプロケット本体３４ａのシャフトに設けられた小歯車３４ｂとを有している。

電気エネルギー供給装置３０はまた、発電機３８と、第１スプロケット３２と第２スプロケットの小歯車３２ｂに掛け渡され、第１スプロケット３２の回転を第２スプロケット３４の小歯車３２ｂに伝達するための第１チェーン３６と、第２スプロケット３４と発電機３８の回転シャフト３８ａに掛け渡され、第２スプロケット３４の回転を回転シャフト３８ａに伝達するための第２チェーン４０とを有している。なお、発電機は、通常の型式のものを使用してよい。

電気エネルギー供給装置３０はさらに、変圧器４２と、蓄電池４４とを備えている。

以上の構成により、ペダル３２ｃをこぐことによって得られる第１スプロケット３２の回転が第１チェーン３６を介して第２スプロケット３４の小歯車３２ｂに伝達され、次いで第２スプロケット３４の回転が第２チェーン４０を介して発電機３８の回転シャフト３８ａに伝達され、発電されるようになっている。そして、発電された電気が変圧器４２を介して蓄電池４４に蓄えられ、必要に応じてヒータ２６に提供されて、貯湯槽１２内の温水を加温するようになっている。

図４は、第１スプロケット３２、第２スプロケット３４および発電機３８の別の形態を示した図である。図４に示される第１スプロケット３２等の形態は、第２チェーン４０にプーリ４０ａが接触している点を除いて、図２に示される第１スプロケット３２等の形態と実質的に同一の構成を有している。

また、第１スプロケット３２の歯数、第２スプロケット３４のスプロケット本体３４ａの歯数、および第２スプロケット３４の小歯車３４ｂの歯数をそれぞれ適当に変えることにより、ペダル３２ｃをこぐ力を効果的に発電機３８に伝達することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る省エネルギー型温水／蒸気供給システムを模式的に示した全体図である。図５に示される省エネルギー型温水／蒸気供給システム５０は、温水を貯蔵するための貯湯槽１２の代わりに蒸気生成槽５２を備えている点を除いて、図１に示される省エネルギー型温水／蒸気供給システム１０と実質的に同一の構成を有している。

すなわち、省エネルギー型温水／蒸気供給システム５０は、蒸気を生成するための蒸気生成槽５２と、第１管路１６を介して蒸気生成槽５２に給水するための給水タンク１４と、ロードヒーティング装置１８と、蒸気生成槽５２とロードヒーティング装置１８とを流体連通するための第２管路２０と、ロードヒーティング装置１８と第１管路１６とを流体連通するための第３管路２２と、第３管路２２に配置されたポンプ２４とを備えている。

蒸気生成槽５２は、図６により詳細に示されるように、槽本体内に垂直方向に延びるように配置された筒体５４を有している。筒体５４は、上端と下端が閉鎖されており、筒体５４の下部には、多数の貫通孔５４ａが設けられている。筒体５４内には、ヒータ５６が収容されている。ヒータ５６の作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置３０は、省エネルギー型温水／蒸気供給システム１０と同様である。筒体５４の上端には第１管路１６の端部が取り付けられており、これにより筒体５４には、第１管路１６を介して給水タンク１４から給水されるようになっている。なお、２基の筒体５４が図示されているが、これは例示的なものにすぎず、筒体５４の設置基数は、１基でもよく３基以上でもよい。

以上の構成により、発電された電気が変圧器４２を介して蓄電池４４に蓄えられ、必要に応じてヒータ５６に提供される。一方、筒体５４に供給された水は、ヒータ５６によって加熱される。筒体５４内が狭い空間であるため、ヒータ５６によって加熱された筒体５４内の水は蒸気となって、貫通孔５４ａから蒸気生成槽５２内に噴出し、次いで蒸気は、第２管路２０を介してロードヒーティング装置１８に供給され、融雪に供される。なお、筒体５４の貫通孔５４ａを下部にのみ設けたのは、筒体５４の上部から供給される水を十分に加熱して蒸気にするためである（換言すると、貫通孔５４ａを筒体５４の上部に設けた場合には、筒体５４の上部から供給される水が十分に加熱されないうちに貫通孔５４ａから流出してしまうからである）。

本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

たとえば、前記実施の形態では、ロードヒーティング装置１８に関連して温水／蒸気供給システム１０が説明されているが、温水自体の利用、屋根の融雪、住宅や農業関連施設における暖房等についても同様に適用することができる。

１０、５０ 省エネルギー型温水／蒸気供給システム
１２ 貯湯槽
１４ 給水タンク
１６ 第１管路
１８ ロードヒーティング装置
２０ 第２管路
２２ 第３管路
２４ ポンプ
２６ ヒータ
３０ 電気エネルギー供給装置
３２ 第１スプロケット
３４ 第２スプロケット
３６ 第１チェーン
３８ 発電機
４０ 第２チェーン
４２ 変圧器
４４ 蓄電池
５２ 蒸気生成槽
５４ 筒体
５４ａ 貫通孔
５６ ヒータ

Claims (6)

1. 省エネルギー型温水／蒸気供給システムであって、
   温水を貯蔵するための貯湯槽と、
   前記貯湯槽内の温水を利用するための利用装置と、
   前記貯湯槽から前記利用装置を経て前記貯湯槽まで温水を循環させるための管路と、
   前記貯湯槽内の温水を加温するためのヒータと、
   前記ヒータの作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置とを備え、
   前記電気エネルギー供給装置が、ペダルをこぐことによって生ずる回転力により発電される電気エネルギーを生成するように構成されていることを特徴とするシステム。
2. 省エネルギー型温水／蒸気供給システムであって、
   蒸気を生成するための蒸気生成槽と、
   前記蒸気生成槽内の蒸気を利用するための利用装置と、
   前記蒸気生成槽から前記利用装置を経て前記蒸気生成槽まで蒸気／温水を循環させるための管路と、
   前記蒸気生成槽内の水を加熱するためのヒータと、
   前記ヒータの作動源となる電気エネルギーを供給するための電気エネルギー供給装置とを備え、
   前記電気エネルギー供給装置が、ペダルをこぐことによって生ずる回転力により発電される電気エネルギーを生成するように構成されていることを特徴とするシステム。
3. 前記蒸気生成槽が、その内部に垂直方向に延びるように配置され、下部に多数の貫通孔が設けられた１又は複数基の筒体を有し、前記ヒータが前記筒体内に収容されており、前記筒体には、その上端から給水されるようになっていることを特徴とする請求項２に記載された省エネルギー型温水／蒸気供給システム。
4. 前記電気エネルギー供給装置が、一対のペダルが回転可能に取り付けられた第１スプロケットと、シャフトに小歯車が設けられた第２スプロケットと、発電機と、前記第１スプロケットと前記小歯車に掛け渡された第１チェーンと、前記第２スプロケットと前記発電機の回転シャフトに掛け渡された第２チェーンとを有し、前記ペダルをこぐことによって生ずる回転力が、前記第１スプロケットから、前記第１チェーン、前記小歯車、前記第２スプロケットおよび前記第２チェーンを介して、前記発電機に伝達されて電気エネルギーが生成されるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された省エネルギー型温水／蒸気供給システム。
5. 前記電気エネルギー供給装置が、前記発電機で生成された電気エネルギーを蓄えるための蓄電器を有することを特徴とする請求項４に記載された省エネルギー型温水／蒸気供給システム。
6. 前記利用装置が、ロードヒーティング装置、屋根融雪装置、および各種暖房装置のいずれかであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された省エネルギー型温水／蒸気供給システム。

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