特許 7525193 温度差発生装置、及び、温度差発生装置を用いた発電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-22

(45)【発行日】2024-07-30

(54)【発明の名称】温度差発生装置、及び、温度差発生装置を用いた発電装置

(51)【国際特許分類】

   F24V 99/00 20180101AFI20240723BHJP

   F03G 7/00 20060101ALI20240723BHJP

   H02N 11/00 20060101ALI20240723BHJP

   H05B 3/10 20060101ALI20240723BHJP

【ＦＩ】

F24V99/00

F03G7/00 H

H02N11/00 A

H05B3/10 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2023113516

(22)【出願日】2023-07-11

【審査請求日】2023-08-01

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】523264404

【氏名又は名称】中野 修

(74)【代理人】

【識別番号】100182349

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 誠治

(72)【発明者】

【氏名】中野 修

【審査官】杉山 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－２５３４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６１２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２１０９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０１１９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０６６６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１５４２２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｖ ９９／００

Ｆ０３Ｇ ７／００

Ｈ０２Ｎ １１／００

Ｈ０５Ｂ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

離間して配置され、他の温源と繋がっておらず、赤外線を拡散する少なくとも２つの放射源と、
前記放射源からの赤外線を反射するように配置される１又は２以上の反射部と、
を備え、
前記放射源及び前記反射部は真空空間に配置されており、
前記放射源から拡散された赤外線が前記反射部を介さずに一の前記放射源から他の前記放射源に直接届くことなく前記反射部により反射されて行き来することで、少なくとも２つの前記放射源に温度差を発生させることを特徴とする、温度差発生装置。

【請求項2】

前記反射部は、
一の前記放射源から放射された赤外線を他の放射源に反射する送り反射部と、
前記放射源から放射された赤外線を同じ放射源に戻す戻り反射部と、
を含むことを特徴とする、請求項１に記載の温度差発生装置。

【請求項3】

前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み、
前記送り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に反射し、前記第２放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に反射する第１送り反射部を含み、
前記戻り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と、
前記第２放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の温度差発生装置。

【請求項4】

前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み、
前記送り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に反射する第１送り反射部と、
前記第２放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に反射する第２送り反射部と、
を含み、
前記戻り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と、
前記第２放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の温度差発生装置。

【請求項5】

前記放射源は、第１放射源と２つの第２放射源を含み、
前記送り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に反射する第１送り反射部と、
２つの前記第２放射源から放射された赤外線を前記第１放射源にそれぞれ反射する２つの第２送り反射部と、
を含み、
前記戻り反射部は、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と、
２つの前記第２放射源から放射された赤外線をそれぞれの前記第２放射源に戻す２つの第２戻り反射部と、
を含むことを特徴とする、請求項２に記載の温度差発生装置。

【請求項6】

前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と、
前記第２放射源から放射された赤外線を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と、
前記第１戻り反射部と前記第２戻り反射部との間に配置されるレンズと、
を含み、
前記第１放射源から放射された赤外線を前記レンズを介して前記第２放射源に送り、
前記第２放射源から放射された赤外線を前記レンズを介して前記第１放射源に送ることを特徴とする、請求項１に記載の温度差発生装置。

【請求項7】

円周方向に等間隔で配置される４つの前記放射源と、
それぞれの前記放射源の周りに配置される送り反射部及び戻り反射部と、
を含み、
隣り合う送り前記反射部同士を連結する連結部が設けられることを特徴とする、請求項２に記載の温度差発生装置。

【請求項8】

前記放射源は、前記反射部に向かってのみ赤外線を拡散することを特徴とする、請求項１に記載の温度発生装置。

【請求項9】

前記戻り反射部は、複数の前記放射源の間に設けられ、一の前記放射源から他の前記放射源に赤外線が直接届くことを規制することを特徴とする、請求項２に記載の温度発生装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれかに記載の温度差発生装置と、少なくとも２つの前記放射源の温度差を用いて発電する発電部と、を備えたことを特徴とする、発電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、温度差発生装置及び温度差発生装置を用いた発電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、振動、衝撃、波動など運動から由来するエネルギーを回収するシステムとして、特開２００８－５０６０６４号公報（特許文献１）に示されるものが知られている。同文献に開示されるエネルギー回収デバイスは、エネルギー回収効率の改善を目的としたものであり、デバイスは、支持体または液体に固定されるパーツと懸垂状態のモバイルパーツとを備える。そして、固定パーツはモバイルパーツにより小さい質量を有する。特に、モバイルパーツは、デバイスのケースを備える。

【0003】

かかるエネルギー回収デバイスによれば、特許文献１に示される背景技術と比較してエネルギー回収効率を改善することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１３８６０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１のエネルギー回収デバイスを用いても、依然としてエネルギー回収効率は低い。必ずしも従来技術の改善という形ではなく、まったく新しい観点からのエネルギーの有効活用が可能なデバイスが切望されている。

【0006】

そこで本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、エネルギーの有効活用が可能な、新規かつ改良されたデバイスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の第１の観点によれば、離間して配置され、電磁波を拡散する少なくとも２つの放射源と、前記放射源からの電磁波を反射するように配置される１又は２以上の反射部と、を備え、前記放射源及び前記反射部は真空空間に配置されており、前記放射源から拡散された電磁波が前記反射部により反射されて行き来することで、少なくとも２つの前記放射源の温度を変化させることを特徴とする、温度差発生装置が提供される。

【0008】

かかる構成によれば、少なくとも２つの放射源に温度差を発生させることができる。この温度差を用いてエネルギーを有効活用することができる。例えば、発電を行うことができる。

【0009】

本発明の応用例として様々なものが考えられる。例えば、前記反射部は、一の前記放射源から放射された電磁波を他の放射源に反射する送り反射部と、前記放射源から放射された電磁波を同じ放射源に戻す戻り反射部と、を含むようにしてもよい。かかる構成により、放射源と反射部の構成を変更するだけで、放射源に発生させることができる温度差を容易に変更することができる。

【0010】

また、以下のような具体的な構成を採用することもできる。なお、カッコ書きの符号は後述する発明を実施するための形態に対応するものを一例として示すに過ぎず、本発明がこれに限定されるものではない。

【0011】

前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み（１１０、１２０）、前記送り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に反射し、前記第２放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に反射する第１送り反射部を含み（１３０、１３１）、前記戻り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と（１３２、１３３）、前記第２放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と（１４０、１４２）、を含むようにしてもよい。

【0012】

また、前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み（２１０、２２０）、前記送り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に反射する第１送り反射部と（２３０）、前記第２放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に反射する第２送り反射部と、を含み（２４０）、前記戻り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と（２３０）、前記第２放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と（２４０）、を含むようにしてもよい。

【0013】

また、前記放射源は、第１放射源と２つの第２放射源を含み（３１０、３２０－1、３２０－２）、前記送り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に反射する第１送り反射部と（３３０）、２つの前記第２放射源から放射された電磁波を前記第１放射源にそれぞれ反射する２つの第２送り反射部と（３４０－１、３４０－２）、を含み、前記戻り反射部は、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と（３３０）、２つの前記第２放射源から放射された電磁波をそれぞれの前記第２放射源に戻す２つの第２戻り反射部と（３４０－１、３４０－２）、を含むようにしてもよい。

【0014】

また、前記放射源は、第１放射源と第２放射源を含み（４１０、４２０）、前記第１放射源から放射された電磁波を前記第１放射源に戻す第１戻り反射部と（４３０）、前記第２放射源から放射された電磁波を前記第２放射源に戻す第２戻り反射部と（４４０）、前記第１戻り反射部と前記第２戻り反射部との間に配置されるレンズと（４５０）、を含み、前記第１放射源から放射された電磁波を前記レンズを介して前記第２放射源に送り、前記第２放射源から放射された電磁波を前記レンズを介して前記第１放射源に送るようにしてもよい。

【0015】

また、円周方向に等間隔で配置される４つの前記放射源と（５１０）、それぞれの前記放射源の周りに配置される送り反射部及び戻り反射部と（５３４、５３２）、を含み、隣り合う送り前記反射部同士を連結する連結部（５３６）が設けられるようにしてもよい。

【0016】

また、本発明の第２の観点によれば、上記本発明の第１の観点にかかる温度差発生装置と、少なくとも２つの前記放射源の温度差を用いて発電する発電部と、を備えたことを特徴とする、発電装置が提供される。

【0017】

かかる構成によれば、温度差発生装置で得られた温度差を利用してエネルギーの有効活用が可能である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、エネルギーの有効活用が可能な温度差発生装置及び温度差発生装置を用いた発電装置を提供することが可能である。本発明のその他の効果については、後述する発明を実施するための形態においても説明する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１の実施形態の温度差発生装置１００の構成を示す斜視図である。

【図2】温度差発生装置１００の赤外線の行き来を示す図である。

【図3】第２の実施形態の温度差発生装置２００の構成を示す斜視図である。

【図4】温度差発生装置２００の模式図である。

【図5】温度発生装置２００の作用を説明するための図であり、（ａ）は電磁波が送られる状態を示す図であり、（ｂ）は電磁波が戻る状態を示す図である。

【図6】第３の実施形態の温度差発生装置３００の構成を示す斜視図である。

【図7】温度差発生装置３００の模式図である。

【図8】第４の実施形態の温度差発生装置４００の模式図である。

【図9】第５の実施形態の温度差発生装置５００の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

【0021】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る温度差発生装置の全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の温度差発生装置１００の構成を示す斜視図である。図２は、温度差発生装置１００の構成を説明するための模式図である。

【0022】

温度差発生装置１００は、図１に示したように、離間して配置され、電磁波を拡散する２つの放射源である第１放射源１１０及び第２放射源１２０と、第１放射源１１０及び第２放射源１２０からの電磁波を反射するように配置される６つの反射部である第１反射部１３０、第２反射部１３１、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０及び第４戻り反射部１４２を備える。第１反射部１３０、第２反射部１３１、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０に囲まれた空間１５０は真空になっている。その中に、第１戻り反射部１３２及び第４戻り反射部１４２が着いた島状部材と、第１放射源１１０及び第２放射源１２０が設置されている。

【0023】

そして、第１放射源１１０及び第２放射源１２０から拡散された電磁波が、第１反射部１３０及び第２反射部１３１により反射された分は行き来し、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０及び第４戻り反射部１４２により反射された分は回帰することで、第１放射源１１０及び第２放射源１２０の温度を変化させることを特徴とする。以下、各構成要素について説明する。

【0024】

（第１放射源１１０及び第２放射源１２０）
第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、電磁波（赤外線）を拡散するものである。第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、図１に示したように、真空空間１５０内に離間して配置されている。温度差発生装置１００は密閉されて中が真空にされた真空空間１５０に構成されている。真空空間１５０の底面、上面は平行な平面鏡で構成されており、側面は、凹状の曲面鏡である第１反射部１３０、第２反射部１３１、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０で構成されている。

【0025】

第１放射源１１０と第２放射源１２０は、図２に示したように、第１反射部１３０を構成する楕円の軌跡の焦点に配置される。第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、長尺な円柱形状をしており、真空空間１５０の底面１５２と上面１５４にわたって立設されている。第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、大きさが円周１０ｃｍ（直径約３．２ｃｍ）、長さ１０ｍの中空物で、内部が水で満たされている構成や、中実な黒体など、任意に設計することができる。第１放射源１１０、第２放射源１２０と他の部分との接触部が遮熱されており、第１放射源１１０と第２放射源１２０の熱伝導、対流の影響が排除されている。

【0026】

（第１反射部１３０及び第２反射部１３１）
第１反射部１３０及び第２反射部１３１は、第１放射源１１０及び第２放射源１２０からの電磁波を反射するものである。第１反射部１３０及び第２反射部１３１は、図２に示したように、第１放射源１１０と第２放射源１２０を結ぶ直線の線対称に配置される。第１反射部１３０及び第２反射部１３１は、楕円の一部によって構成される円弧状であり、断面が凹状の曲面鏡である。第１反射部１３０及び第２反射部１３１は、交点ｃと交点ｄとを結ぶ範囲で構成される。第１反射部１３０及び第２反射部１３１は、真空空間１５０の側面の壁部の一部を構成している。

【0027】

（第１戻り反射部１３２）
第１戻り反射部１３２は、第１放射源１１０から拡散された電磁波を第１放射源１１０に戻すものである。第１戻り反射部１３２は、図２に示したように、第１反射部１３０を構成する楕円と第３戻り反射部１４０を構成する真円の交点ｃ、ｃと第１放射源１１０とを結ぶ直線との成す角度である７３度の円弧状に構成される。

【0028】

（第２戻り反射部１３３）
第２戻り反射部１３３は、第１放射源１１０から拡散された電磁波を第１放射源１１０に戻すものである。第２戻り反射部１３３は、図２に示したように、第１戻り反射部１３２の両端と第２放射源１２０とを結ぶ直線と、第１反射部１３０との交点ｄと第１放射源１１０とを半径とする真円の一部によって構成される円弧状である。また、第２戻り反射部１３３は、交点ｄ、ｄを結ぶ範囲の円弧である。第２戻り反射部１３３は、約８１度に構成される。

【0029】

（第３戻り反射部１４０）
第３戻り反射部１４０は、第２放射源１２０から拡散された電磁波を第２放射源１２０に戻すものである。第３戻り反射部１４０は、図２に示したように、第２放射源１２０の周囲を囲むように配置される。第３戻り反射部１４０は、真円の一部によって構成される円弧状であり、交点ｃ、ｃを結ぶ範囲で構成される。第３戻り反射部１４０は、第１反射部１３０、第２反射部１３１、第２戻り反射部１３３、とともに、真空空間１５０の壁部を構成している。第３戻り反射部１４０は、約２８６度に構成される。

【0030】

（第４戻り反射部１４２）
第４戻り反射部１４２は、図２に示したように、第１戻り反射部１３２の両端と第２放射源１２０とを結ぶ直線と、第３戻り反射部１４０との交点ｅ、ｅを結ぶ第３戻り反射部１４０を構成する真円の奇跡の位置に第３戻り反射部１４０と同じ曲率で構成される。第４戻り反射部１４２は、約１０度の範囲で構成される。

【0031】

第１戻り反射部１３２と第４戻り反射部１４２は、図２に示したように、これらの両端を直線で繋いだ形状の島状部材の端面である。

【0032】

真空空間１５０は、電磁波を反射することができれば任意の素材で構成することができる。また、第１反射部１３０、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０及び第４戻り反射部１４２は、上下方向全体において曲率の変わらない構成である。なお、第１反射部１３０、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０及び第４戻り反射部１４２は、凹面鏡とすることもできる。

【0033】

第１反射部１３０、第２反射部１３１、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０及び第４戻り反射部１４２は、これらの間で第１放射源１１０及び第２放射源１２０から拡散された電磁波が反射で行き来、または回帰することで、第１放射源１１０と第２放射源１２０との間で温度差を発生させる。温度差が発生する原理については、さらに後述する。

【0034】

以上、温度差発生装置１００の構成について説明した。以下、温度差発生装置１００の作用について、再び図２を参照しながら説明する。

【0035】

第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、絶対零度でない限り、電磁波を放射する。第１放射源１１０及び第２放射源１２０から拡散する電磁波は、断面が楕円の凹面鏡に反射させて他方の放射源に収束させる。第１放射源１１０と第２放射源１２０の間を第１反射部１３０及び第２反射部１３１を介して電磁波が行き来する。第１反射部１３０を第２放射源１２０から見た角度が３２度、第１放射源１１０から見た角度が１０３度のため、第２放射源１２０の温度が上がり、第１放射源１１０の温度が下がる。第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、温度が変化するため、放出する熱量も変化する。

【0036】

以下、第１放射源１１０及び第２放射源１２０が放出する熱量の変化について具体例を挙げて説明する。

【0037】

第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、大きさが円周１０ｃｍ（直径約３．２ｃｍ）、長さ１０ｍの中空物で、内部が水で満たされている構成である。この場合、第１放射源１１０及び第２放射源１２０は、体積が８０４２ｃｍ３、比熱が４１８４Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）なので、温度を１度変化させるのに３３６４８Ｊが必要である。

【0038】

第１放射源１１０及び第２放射源１２０が時間あたりに拡散する電磁波の放射エネルギーＬは、表面温度をＴ、ステファン・ボルツマン定数σ＝５．６７×１０^－８すると、Ｌ＝σ×（Ｔ^４）で計算することができる。

【0039】

第１放射源１１０及び第２放射源１２０から電磁波は、全方向に拡散されるが、真空空間１５０の上面１５４及び底面１５２の平面鏡に反射しても、電磁波の軌跡は図２上では直線で表わされる。

【0040】

第１放射源１１０及び第２放射源１２０が地熱や大気などの他の温源と繋がっていない場合、第１放射源１１０及び第２放射源１２０の温度が３００Ｋ（約２７℃）とすると、周囲に４５９．２７Ｗの電磁波を放出している。

【0041】

第１放射源１１０は、水平方向３６０度を第１反射部１３０、第２反射部１３１、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３に囲まれている。よって、第１放射源１１０の放射する赤外線はいずれかの反射部に届くが、その割合は３６０度のうち各反射部の占める角度により決まる。

【0042】

第１放射源１１０の放射する赤外線は４５９．２７Ｗなので、
１０３度を占める第１反射部１３０に届く赤外線は、
４５９．２７×（１０３／３６０）＝１３１．４０２２５・・・（１）
７３度を占める第１戻り反射部１３２に届く赤外線は、
４５９．２７×（７３／３６０）＝９３．１２９７５・・・（２）
８１度を占める第２戻り反射部１３３に届く赤外線は
４５９．２７×（８１／３６０）＝１０３．３３５７５・・・（３）
１０３度を占める第２反射部１３１に届く赤外線は
４５９．２７×（１０３／３６０）＝１３１．４０２２５・・・（４）
になる。

【0043】

第２放射源１２０は、水平方向３６０度を第１反射部１３０、第２反射部１３１、第３戻り反射部１４０、第４戻り反射部１４２に囲まれている。よって、第１放射源１１０と同様に、
３２度を占める第１反射部１３０に届く赤外線は
４５９．２７×（３２／３６０）＝４０．８２４・・・（５）
１０度を占める第４戻り反射部１４２に届く赤外線は
４５９．２７×（１０／３６０）＝１２．７５７５・・・（６）
２８６度を占める第３戻り反射部１４０に届く赤外線は
４５９．２７×（２８６／３６０）＝３６４．８６４５・・・（７）
３２度を占める第２反射部１３１に届く赤外線は
４５９．２７×（３２／３６０）＝４０．８２４・・・（８）
になる。

【0044】

第１反射部１３０及び第２反射部１３１に届いた赤外線は他方の放射源に移り、第１～第４戻り反射部１３２、１３３、１４０、１４２に届いた赤外線は元の放射源に戻る。よって、第１放射源１１０は、（１）、（２）、（３）、（４）の合計である４５９．２７Ｗを放出し、（２）、（３）、（５）、（８）の合計である２７８．１１３５Ｗを吸収する。したがって、第１放射源１１０は、毎秒４５９．２７Ｊを放出し、２７８．１１３５Ｊを吸収し、差し引き１８１．１５６５Ｊの熱量が減る。

【0045】

一方、第２放射源１２０は、（５）、（６）、（７）、（８）の合計である４５９．２７Ｗを放出し、（１）、（４）、（６）、（７）の合計である６４０．４２６５Ｗを吸収する。したがって、第２放射源１２０は、毎秒４５９．２７Ｊを放出し、６４０．４２６５Ｊを吸収し、差し引き１８１．１５６５Ｊの熱量が増える。１８６秒ほどで、第１放射源１１０は温度が１度下がり、第２放射源１２０は温度が１度上がる。

【0046】

ここで、第１放射源１１０の温度が２９９Ｋとすると、周囲に４５３．１８Ｗの電磁波が拡散される。第１放射源１１０が拡散した電磁波のうち、第２戻り反射部１３３及び第１戻り反射部１３２に当たった分は反射して第１放射源１１０に戻る。第１放射源１１０から見て第２戻り反射部１３３、第１戻り反射部１３２はそれぞれ８１度、７３度なので、（１５４／３６０）が第１放射源１１０に戻る。このときに、第１放射源１１０に戻る熱量は、（１５４／３６０）×４５３．１８＝１９３．８６Ｗとなる。

【0047】

第１放射源１１０が拡散した電磁波のうち、第１反射部１３０及び第２反射部１３１に当たった分は反射して第２放射源１２０に移る。第１放射源１１０から見て第２放射源１２０に反射する第１反射部１３０の角度は１０３度が２か所なので、（２０６／３６０）が第２放射源１２０に移る。このときに、第２放射源１２０に戻る熱量は、（２０６／３６０）×４５３．１８＝２５９．３１Ｗとなる。

【0048】

また、第２放射源１２０の温度が３０１Ｋとすると、周囲に４６５．４２Ｗの電磁波が拡散される。

【0049】

第２放射源１２０が拡散した電磁波のうち、第４戻り反射部１４２及び第３戻り反射部１４０に当たった分は反射して第２放射源１２０に戻る。第２放射源１２０から見て第４戻り反射部１４２、第３戻り反射部１４０の角度はそれぞれ１０度、２８６度なので、（２９６／３６０）が第２放射源１２０に戻る。（２９６／３６０）×４６５．４２＝３８２．６７Ｗとなる。

【0050】

第２放射源１２０が拡散した電磁波のうち、第１反射部１３０に当たった分は反射して第１放射源１１０に移る。第２放射源１２０から見て第１反射部１３０の角度は３２度が２か所なので、（６４／３６０）が第１放射源１１０に移る。（６４／３６０）×４６５．４２＝８２．７４Ｗとなる。

【0051】

このように、第１放射源１１０は、第１放射源１１０から１９３．８６Ｗが戻り、第２放射源１２０から８２．７４Ｗが移る。よって、第１放射源１１０は４５９．２７Ｗを放出し、２７６．６０Ｗを吸収するので、毎秒１７６．５８Jの熱量が減る。

【0052】

一方、第２放射源１２０は、第１放射源１１０から２５９．３１Ｗが移り、第２放射源１２０から３８２．６７が戻る。よって、第２放射源１２０は４６５．４２Ｗを放出し、６４２．００Ｗを吸収するので、毎秒１７６．５８Jの熱量が増える。

【0053】

１９１秒ほどかかり、第１放射源１１０は温度が１度下がって２９８Ｋになり、第２放射源１２０は温度が１度上がって３０２Ｋになる。３００Ｋからのときより、１度の温度変化にかかる時間は長くなる。その後も第１放射源１１０は温度が下がり、第２放射源１２０は温度が上がるが、変化はどんどん遅くなる。第１放射源１１０の温度が２５６．７Ｋ、第２放射源１２０の温度が３４３．３Ｋで平衡状態となり、温度変化が止まる。

【0054】

温度変化が止まった状態では、第１放射源１１０から２４６．２０Ｗが放出される。この内、（１５４／３６０）が第１放射源１１０に戻り、（２０６／３６０）が第２放射源１２０に移る。また、第２放射源１２０からは、７８７．５５Ｗが放出され、この内、（２９６／３６０）が第２放射源１２０に戻り、（６４／３６０）が第１放射源１１０に移る。このとき、第１放射源１１０から第２放射源１２０に移る熱量と、第２放射源１２０から第１放射源１１０に移る熱量が共に１４０Ｗであるため平衡状態になる。

【0055】

温度差発生装置１００は、第１放射源１１０と第２放射源１２０とが温度差を生じている間は、例えば、温度差による発電に用いられる。

【0056】

（第１の実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、第１放射源１１０と第２放射源１２０とに温度差を発生させることができる。この温度差を用いてエネルギーを有効活用することができる。例えば、発電を行うことができる。温度差を用いる発電方法はスターリングエンジンやゼーベック効果など、色々あるが限定しない。

【0057】

また、第１反射部１３０、第２反射部１３１、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第３戻り反射部１４０、第４戻り反射部１４２の構成を変更すれば、放射源に発生させることができる温度差を変更することができる。

【0058】

また、放射源が第１放射源１１０と第２放射源１２０の２つの放射源で構成されており、反射部が、第２戻り反射部と第３戻り反射部１４０が真円の一部で構成されており、第１反射部１３０と第２反射部１３１が楕円の一部で構成されており、簡単な構造で構成することができる。

【0059】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図３及び図４を参照しながら説明する。図３は、第２の実施形態の温度差発生装置２００の構成を示す斜視図である。図４は、温度差発生装置２００の模式図である。温度差発生装置２００は、図３に示したように、互いに凹面が対面するように配置される第１反射部２３０と第２反射部２４０の２つの反射部を備えて構成される。第１反射部２３０に近接して第１放射源２１０が配置されており、第２反射部２４０に近接して第２放射源２２０が配置されている。第１反射部２３０及び第２反射部２４０の一部は、第１放射源２１０から放射された電磁波を第２放射源２２０に反射し、第２放射源２２０から放射された電磁波を第１放射源２１０に反射する送り反射部として作用する。また、第１反射部２３０及び第２反射部２４０の他の部分は、第１放射源２１０から放射された電磁波を第１放射源２１０に戻し、第２放射源２２０から放射された電磁波を第２放射源２２０に戻す戻り反射部として作用する。

【0060】

第１放射源２１０と第２放射源２２０は、図３及び図４に示したように、上下方向に細長い四角柱である。第１放射源２１０と第２放射源２２０は、４面ある側面の内の反射部に近い１面のみ黒体で構成されており、残りの３面は放射率が低く、内部の温度から断熱されている。

【0061】

第１反射部２３０と第２反射部２４０は、異なる曲率の放物線の一部によって構成される円弧状である。第１反射部２３０は、第２反射部２４０よりも曲率が大きい。第１反射部２３０は、第２反射部２４０より幅が狭く、第１反射部２３０の両端から第２反射部２４０に対面するように直線状に延びる直線部２３２がそれぞれ形成されている。

【0062】

２つの直線部２３２の端部と第２反射部２４０の両端は、直線状の壁部２５２で結ばれている。第１反射部２３０、第２反射部２４０、２つの壁部２５２及び第１の実施形態と同様の上面及び底面２５４により真空空間２５０が構成されている。直線部２３２は戻り反射部として作用する。

【0063】

第１反射部２３０は、幅方向において中央に位置する第１中央戻り反射部２３０ａと、第１中央戻り反射部２３０ａの両隣りにそれぞれ隣接する第１側部送り反射部２３０ｂ、２３０ｃに分かれている。また、第２反射部２４０は、幅方向において中央に位置する第２中央戻り反射部２４０ａと、第２中央戻り反射部２４０ａの両隣りにそれぞれ隣接する第２側部送り反射部２４０ｂ、２４０ｃと、第２側部送り反射部２４０ｂ、２４０ｃから壁部２５２までの延びる第２端部戻り反射部２４０ｄ、２４０ｅと、に分かれている。

【0064】

第１中央戻り反射部２３０ａと第２中央戻り反射部２４０ａの幅は、第１、第２放射源２１０、２２０と同じ幅である。第１側部送り反射部２３０ｂ及び第１側部送り反射部２３０ｃ、第２側部送り反射部２４０ｂ、第２株２４０ｄは同じ幅である。また、第２端部戻り反射部２４０ｄと第２端部戻り反射部２４０ｅは、同じ幅である。

【0065】

以上、温度差発生装置２００の構成について説明した。以下、温度差発生装置２００の作用について、図５を参照しながら説明する。図５は、温度発生装置２００の作用を説明するための図であり、（ａ）は電磁波が送られる状態を示す図であり、（ｂ）は電磁波が戻る状態を示す図である。

【0066】

第１放射源２１０から放射された電磁波は、図５（ａ）に示したように、第１側部送り反射部２３０ｂ、２３０ｃに反射した分が、一旦、平行光になり第２側部送り反射部２４０ｂ、２４０ｃに反射して第２放射源２２０に送られる。第１放射源２１０から放射された電磁波のうち、第１中央戻り反射部２３０ａに反射した分は、図５（ｂ）に示したように、第１放射源２１０に戻る。

【0067】

第２放射源２２０から放射された電磁波は、図５（ａ）に示したように、第２側部送り反射部２４０ｂに反射した分は、一旦、平行光になり第１側部送り反射部２３０ｂ、２３０ｃに反射して第１放射源２１０に送られる。第２放射源２２０から放射された電磁波は、図５（ｂ）に示したように、第２端部戻り反射部２４０ｄ、２４０ｅに反射した分は、一旦、平行光になり直線部２３２に反射して、再度、第２端部戻り反射部２４０ｄに反射して第２放射源２２０に戻る。第２放射源２２０から放射された電磁波のうち、第２中央戻り反射部２４０ａに反射した分は第２放射源２２０に戻る。

【0068】

第１放射源２１０と第２放射源２２０の間を電磁波が行き来するルートとして、第１側部送り反射部２３０ｂと第２側部送り反射部２４０ｂを経由するものと、第１側部送り反射部２３０ｃと第２側部送り反射部２４０ｃを経由するものがある。すなわち、第１側部送り反射部２３０ｂと第２側部送り反射部２４０ｂは、第１の実施形態の第１反射部１３０に相当し、第１側部送り反射部２３０ｃと第２側部送り反射部２４０ｃは、第１の実施形態の第２反射部１３１に相当する。

【0069】

（第３の実施形態）
第３の実施形態について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、第３の実施形態の温度差発生装置３００の構成を示す斜視図である。図７は、温度差発生装置３００の模式図である。温度差発生装置３００は、図６及び図７に示したように、互いに凹面が対面するように配置される第１反射部３３０と２つの第２反射部３４０－１、３４０－２の３つの反射部を備えて構成される。

【0070】

第１反射部３３０の第１放射源３１０と対面する部分は、図６及び図７に示したように、第１放射源３１０から放射された電磁波を第１放射源３１０に戻す戻り反射部として作用する。また、第２反射部３４０－１、３４０－２の第２放射源３３０と対面する部分は、第２放射源３２０から放射された電磁波を第２放射源３２０に戻す戻り反射部として作用する。

【0071】

第１反射部３３０及び第２反射部３４０－１、３４０－２の他の部分は、図６及び図７に示したように、第１放射源３１０から放射された電磁波を第２放射源３２０－１、３２０－２に反射し、第２放射源３２０－１、３２０－２から放射された電磁波を第１放射源３１０に反射する送り反射部として作用する。２つの第２反射部３４０－１、３４０－２は、同一形状であるため、２つを区別する必要がないときは、第２反射部３４０として説明する。

【0072】

このように、第１放射源３１０と第２放射源３２０－１、３２０－２は、第２の実施形態の第１放射源２１０及び第２放射源２２０と同様の構成とすることができる。よって、ここでの詳細な説明は省略する。

【0073】

第１反射部３３０と第２反射部３４０は、図６及び図７に示したように、異なる曲率の放物線の一部によって構成される円弧状である。第１反射部１３０は、第２反射部３４０よりも曲率が小さい。第１反射部３３０は、２つの第２反射部３４０－１、３４０－２を並設した幅であり、真空空間３５０の一つの壁部を構成している。２つの第２反射部３４０－１、３４０－２は、それぞれが第１反射部３３０に対面するように並設されて第１反射部３３０に対面する壁部を構成している。

【0074】

第１反射部３３０と２つの第２反射部３４０－１、３４０－２の端部とは、直線状の壁部３５２で結ばれている。第１反射部３３０、２つの第２反射部３４０－１、３４０－２、２つの壁部３５２及び第１の実施形態と同様の上面及び底面３５４により真空空間３５０が構成されている。

【0075】

第１反射部３３０の凹面と対面するように１つの第１放射源３１０が配置されている。また、２つの第２反射部３４０－１、３４０－２の凹面と対面するように２つの第２放射源３２０－１、３２０－２がそれぞれ配置されている。第１反射部３３０は、第１放射源１１０からの電磁波を反射し、２つの第２反射部３４０－１、３４０－２は第２放射源３２０－１、３２０－２からの電磁波を反射する。この際、電磁波は第１反射部３３０の上下どちらか半分と２つの第２反射部３４０－１、３４０－２の片方とで行き来する。

【0076】

第１反射部３３０の９０度分と第２反射部３４０の１８０度分と角度が違うため、同じ温度のときには、第１反射部３３０から出る倍量の電磁波が第２反射部３４０側から出ることになり、第１放射源３１０の温度が上がり、第２放射源３２０の温度が下がる。

【0077】

（第４の実施形態）
第４の実施形態について、図８を参照しながら説明する。図８は、第４の実施形態の温度差発生装置４００の模式図である。温度差発生装置４００は、図８に示したように、大小２つの径の円の一部が重なった外形の形状に壁部が構成されており、重なった部分にはレンズ４６０が設けられている。第１放射源４１０は、大径の円の一部で構成される第１戻り反射部４３０と、レンズ４６０によって囲まれている。第１戻り反射部４３０は、第１放射源４１０の周囲３６０度の内、３２５度の範囲を囲んでおり、レンズ４６０は、残りの３５度の範囲を囲んでいる。

【0078】

第２放射源４２０は、小径の円の一部で構成される第２戻り反射部４４０と、レンズ４６０によって囲まれている。第２戻り反射部４４０は、第２放射源４２０の周囲３６０度の内、２６０度の範囲を囲んでおり、レンズ４６０は、残りの１００度の範囲を囲んでいる。

【0079】

第１戻り反射部４３０は第１放射源４１０の電磁波を回帰し、第２戻り反射部４４０は第２放射源４２０の電磁波を回帰する。レンズ４６０を通して、第１放射源４１０と第２放射源４２０の電磁波が行き来する。

【0080】

第１戻り反射部４３０、第２戻り反射部４４０、及び第１の実施形態と同様の上面及び底面４５２により真空空間４５０が構成されている。その他の構成は第１の実施形態と同様である。

【0081】

（第５の実施形態）
第５の実施形態について、図９を参照しながら説明する。図９は、第５の実施形態の温度差発生装置５００の模式図である。温度差発生装置５００は、図９に示したように、
第１の実施形態の４つの温度差発生装置１００を第２放射源１２０の位置が重なるように９０度間隔で配置した構成である。すなわち、本実施形態の第１反射部５３０、第２反射部５３１、第１戻り反射部５３２、第２戻り反射部５３３、第４戻り反射部５４２は、第１の実施形態の第１反射部１３０、第２反射部１３１、第１戻り反射部１３２、第２戻り反射部１３３、第４戻り反射部１４２に相当し、９０度間隔で４箇所にそれぞれ同様に構成されている。また、本実施形態の第３戻り反射部５４０は、第１の実施形態の第３戻り反射部１４０の円弧の一部に相当し、同様の作用を有する。

【0082】

４つの第１反射部５３０、第２反射部５３１、第１戻り反射部５３２、第３戻り反射部５４０、及び第１の実施形態と同様の上面及び底面５５２により真空空間５５０が構成されている。第１放射源５１０は、４つの第１反射部５３０と第２反射部５３１の間にそれぞれ１つずつ配置されるが、第２放射源５２０は、中心に１つ配置される。その他の構成は第１の実施形態と同様である。本実施形態によれば、放射源の数を多くすることができるため、発電量を大きくすることができる。

【0083】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【0084】

以上説明した実施形態・応用例・変形例等は、適宜組み合わせて実施することができる。

【符号の説明】

【0085】

１００～５００ 温度差発生装置
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０ 第１放射源
１２０、２２０、３２０、４２０、５２０ 第２放射源
１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ 第１反射部
１３１、２４０、３４０－１、３４０－２、４４０、５３１ 第２反射部
１３２、５３２ 第１戻り反射部
１３３、５３３ 第２戻り反射部
１４０、５４０ 第３戻り反射部
１４２、５４２ 第４戻り反射部
１５０、２５０、３５０、４５０、５５０ 真空空間
１５２、２５４、３５４、４５２、５５２ 底面
１５４ 上面
２３０ａ 第１中央戻り反射部
２３０ｂ、２３０ｃ 第１側部送り反射部
２３２ 直線部
２４０ａ 第２中央戻り反射部
２４０ｂ、２４０ｃ 第２側部送り反射部
２４０ｄ、２４０ｅ 第２端部戻り反射部
２５２、３５２ 壁部

【要約】

【課題】エネルギーの有効活用が可能な、新規かつ改良されたデバイスを提供する。
【解決手段】離間して配置され、赤外線を拡散する少なくとも２つの放射源１１０、１２０と、前記放射源１１０、１２０からの赤外線を反射するように配置される１又は２以上の反射部１３０～１３３、１４０、１４２と、を備え、前記放射源１１０、１２０及び前記反射部１３０～１３３、１４０、１４２は真空空間１５０に配置されており、前記放射源１１０、１２０から拡散された赤外線が前記反射部１３０～１３３、１４０、１４２により反射されて行き来することで、少なくとも２つの前記放射源１１０、１２０の温度を変化させることを特徴とする。かかる構成によれば、少なくとも２つの放射源に温度差を発生させることができる。この温度差を用いてエネルギーを有効活用することができる。例えば、発電を行うことができる。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】