JP2526391B2 - 海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差発電を行う装置 - Google Patents
海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差発電を行う装置Info
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- JP2526391B2 JP2526391B2 JP2161378A JP16137890A JP2526391B2 JP 2526391 B2 JP2526391 B2 JP 2526391B2 JP 2161378 A JP2161378 A JP 2161378A JP 16137890 A JP16137890 A JP 16137890A JP 2526391 B2 JP2526391 B2 JP 2526391B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、海洋深層水の表層での利用、表層水の深層
での利用、海洋浄化、CO2の海洋吸収、及び海中動力源
に利用可能である。
での利用、海洋浄化、CO2の海洋吸収、及び海中動力源
に利用可能である。
［従来の技術］ 上下移動を前提とした装置の検討例は無い。
［発明が解決しようとする課題］ 本装置は、下記の目的により表層水と深層水の交換を
行うものである。
行うものである。
・栄養分、有用物質を含む深層水を表層まで汲み上げ、
昇温する。
昇温する。
・酸素富化した海水を深層へ運ぶ。
・汚染の少ない深層水を汲み上げる。
・CO2濃度の高い表層水を深層に運び、逆にCO2吸収能力
の高い深層水を汲み上げる。
の高い深層水を汲み上げる。
・以上を、外部から燃料等のエネルギ供給なしに、任意
の海域で自動的に行う。
の海域で自動的に行う。
・別に余剰の電気エネルギを生み出す。
［課題点を解決するための手段］ 本装置の基本構成は、第１図に示すように、温度差発
電装置２、蓄電装置５、浮力調整ピストン６、ピストン
駆動装置７、制御装置８、ゴムなどの柔軟な断熱壁で覆
った海水収容部１からなっている。圧力壁に収める必要
のあるものは収め、それ以外のものは外圧とバランスさ
せている。
電装置２、蓄電装置５、浮力調整ピストン６、ピストン
駆動装置７、制御装置８、ゴムなどの柔軟な断熱壁で覆
った海水収容部１からなっている。圧力壁に収める必要
のあるものは収め、それ以外のものは外圧とバランスさ
せている。
深層で海水収容部に海水を取り込んで上昇し、表層で
温度差発電後それを放出し、逆に表層水を取り込んで下
降、深層で温度差発電後それを放出するという繰り返し
により、海水を循環する。海水収容部の大きさは目的に
より任意である。
温度差発電後それを放出し、逆に表層水を取り込んで下
降、深層で温度差発電後それを放出するという繰り返し
により、海水を循環する。海水収容部の大きさは目的に
より任意である。
温度差発電装置に関しては、従来の海洋温度差発電に
用いられているタービン発電機等を利用する。この発生
電力によって、浮力調整し、上昇力、下降力を得る。
用いられているタービン発電機等を利用する。この発生
電力によって、浮力調整し、上昇力、下降力を得る。
［作用］ 浮力調整ピストンは、装置全体の体積を変化させ、そ
の比重を変えるためのものである。第１図のようにピス
トンがｂの位置にあるとき、装置全体が海水とバランス
するように設計する。厳密には、海水の比重が温度によ
って変わるため、バランス点は表層と深層で異なった点
になる。
の比重を変えるためのものである。第１図のようにピス
トンがｂの位置にあるとき、装置全体が海水とバランス
するように設計する。厳密には、海水の比重が温度によ
って変わるため、バランス点は表層と深層で異なった点
になる。
発電：まず、装置が深層にある場合から考える。ピス
トンはｂの位置にあり、装置は外部とバランスして静止
している。ちょうど表層から降りできたばかりの状態
で、表層で取り込んだ比較的高温の水が装置内に収容さ
れている。このとき弁A10、弁B11は閉じ、弁C12は開い
ている。ここで温度差発電装置により、周りの低温の深
層水との間で発電を行い、蓄電装置に充電していく。内
部水は伝熱の効率を上げるため、循環ポンプ９を用いて
循環させる。外部水に対しても、必要が有れば対流を促
進させる機構をつける。内部水は徐々に温度が下がって
行くので、外部との温度差が小さくなったら、弁Ａ、弁
Ｂを開放し、弁Ｃを閉じ、循環ポンプを駆動して内部の
水を外部とすべて入れ換える。完全に入れ替わったら、
また弁A,弁Ｂを閉じ、弁Ｃを開く。これで、装置内には
低温の深層水が保持される。
トンはｂの位置にあり、装置は外部とバランスして静止
している。ちょうど表層から降りできたばかりの状態
で、表層で取り込んだ比較的高温の水が装置内に収容さ
れている。このとき弁A10、弁B11は閉じ、弁C12は開い
ている。ここで温度差発電装置により、周りの低温の深
層水との間で発電を行い、蓄電装置に充電していく。内
部水は伝熱の効率を上げるため、循環ポンプ９を用いて
循環させる。外部水に対しても、必要が有れば対流を促
進させる機構をつける。内部水は徐々に温度が下がって
行くので、外部との温度差が小さくなったら、弁Ａ、弁
Ｂを開放し、弁Ｃを閉じ、循環ポンプを駆動して内部の
水を外部とすべて入れ換える。完全に入れ替わったら、
また弁A,弁Ｂを閉じ、弁Ｃを開く。これで、装置内には
低温の深層水が保持される。
上昇：次に、充電したエネルギの一部を使って、ピス
トンをａまで上げ、浮力のバランスを崩して上昇する。
ピストンの掃引体積を大きく設計すれば、その分だけ動
かすのに要するエネルギは大きくなるが、一方浮力が大
きくなり、高速で移動できるので往復回数の面で有利で
ある。
トンをａまで上げ、浮力のバランスを崩して上昇する。
ピストンの掃引体積を大きく設計すれば、その分だけ動
かすのに要するエネルギは大きくなるが、一方浮力が大
きくなり、高速で移動できるので往復回数の面で有利で
ある。
表層に達したら、ピストンをｂに戻し、周囲の水とバ
ランスさせる。
ランスさせる。
発電：装置内部の水と外部の水との間で、と同様に
温度差発電を行う。この場合、高温、低温がとは逆に
なるので、発電機には伝熱管流路の切換え機能が必要で
ある。内部の水温が上昇し、外部との温度差が小さくな
ったら、と同様に内部の水をすべて入れ換える。深層
水が表層で放出され、装置内には高温の表層水が保持さ
れる。
温度差発電を行う。この場合、高温、低温がとは逆に
なるので、発電機には伝熱管流路の切換え機能が必要で
ある。内部の水温が上昇し、外部との温度差が小さくな
ったら、と同様に内部の水をすべて入れ換える。深層
水が表層で放出され、装置内には高温の表層水が保持さ
れる。
下降：ピストンをｃに動かし、下降する。目的の深度
に達したらピストンをｂに動かし、静止する。海水の比
重は下ほど重いため、比重が厳密に一致しなくともその
まま沈んでしまうようなことはなく、目的深度近傍のあ
る位置で安定に静止する。
に達したらピストンをｂに動かし、静止する。海水の比
重は下ほど重いため、比重が厳密に一致しなくともその
まま沈んでしまうようなことはなく、目的深度近傍のあ
る位置で安定に静止する。
あとはに返って、繰り返しとなる。
［実施例］ 具体的な装置寸法（収容水量）等を与えて、単位時間
当りの交換水量、発電電力を試算したものを示す。
当りの交換水量、発電電力を試算したものを示す。
試算条件 ・水深0m（300K）〜600m（280K）の往復とする。
・装置収容水量を103（m3）とする。
・温度差発電は温度差が10℃になるまで行うものとす
る。また、その効率は、カルノー効率の1/4と見積る。
表層または深層での１回の発電に要する時間は、10分と
する。
る。また、その効率は、カルノー効率の1/4と見積る。
表層または深層での１回の発電に要する時間は、10分と
する。
・発電で得た電気エネルギの半分を上下移動の仕事に用
う。
う。
・海水収容部の断熱材は厚さ5cmのゴムとする。
試算結果 ・表層−深層の１往復で得られるエネルギは1x10
9（Ｊ）となる。
9（Ｊ）となる。
・ピストンの移動による上昇力、下降力は約4x10
5（Ｎ）となり、600mの移動に要する時間は５分程度と
なる。従って発電時間と併せて、１往復に要する時間は
約30分である。これより、１時間あたりの交換水量は、
2x103（m3/h）となる。
5（Ｎ）となり、600mの移動に要する時間は５分程度と
なる。従って発電時間と併せて、１往復に要する時間は
約30分である。これより、１時間あたりの交換水量は、
2x103（m3/h）となる。
・発電量のうち、移動に費やす分以外は、１往復で0.5x
109（Ｊ）となる。これを蓄電装置を利用して均すと、
約280（kW）の電力を常時供給できる。
109（Ｊ）となる。これを蓄電装置を利用して均すと、
約280（kW）の電力を常時供給できる。
・なお、表層−深層の海水比重差のために、若干よけい
に移動エネルギが必要になるが、その大きさは発電量に
比べてわずかである。
に移動エネルギが必要になるが、その大きさは発電量に
比べてわずかである。
［発明の効果］ 本発明により、エネルギ供給無しに次のことが行え
る。
る。
・栄養分、有用物質を含む深層水を汲み上げ、昇温し
て、生物資源開発等に利用する。
て、生物資源開発等に利用する。
・海水浄化を目的として、酸素富化した海水を深層に送
り込み、酸素欠乏状態を解消させる。場合によっては、
逆に汚染の少ない深層水を汲み上げ、表層水の汚染を緩
和する。
り込み、酸素欠乏状態を解消させる。場合によっては、
逆に汚染の少ない深層水を汲み上げ、表層水の汚染を緩
和する。
・CO2による大気の温暖化問題の対策として、海洋のCO2
吸収能力の利用が提案されており、CO2濃度の高い表層
水を継続的に深層に運び、逆にCO2吸収能力の高い深層
水を汲み上げることによって、その海洋への吸収促進に
寄与する。
吸収能力の利用が提案されており、CO2濃度の高い表層
水を継続的に深層に運び、逆にCO2吸収能力の高い深層
水を汲み上げることによって、その海洋への吸収促進に
寄与する。
・装置は発電する電気エネルギを利用して、海洋情報の
収集をおこなう装置その他をシステムに付加し、運用す
る。
収集をおこなう装置その他をシステムに付加し、運用す
る。
・本装置の形状はコンパクトであり、任意の海域に運ん
で使用することができる。
で使用することができる。
第１図は、本装置の構成を示す図である。 1:海水収容部、2:温度差発電装置 3:伝熱管Ａ、4:伝熱管Ｂ、5:蓄電装置 6:浮力調整ピストン、7:ピストン駆動装置 8:制御装置、9:循環ポンプ、10:弁Ａ 11:弁Ｂ、12:弁Ｃ、13:フィルタ 14:断熱壁、15:圧力壁
Claims (1)
- 【請求項１】断熱壁（14）で囲まれた海水収容部
（１）、温度差発電・蓄電部（2,3,4,5）、海水交換部
（9,10,11,12）、浮力調整部（6,7）から構成される海
中構造物であって、海水収容部内の海水と周囲海水との
温度差を利用して発電・蓄電を行い、その一部の電力で
浮力を調整して低温の深海部と高温の表層部間を往復す
るとともに、海水交換を交互に繰り返すことによって、
海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差
発電を行う装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161378A JP2526391B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差発電を行う装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161378A JP2526391B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差発電を行う装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454284A JPH0454284A (ja) | 1992-02-21 |
| JP2526391B2 true JP2526391B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=15733954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161378A Expired - Lifetime JP2526391B2 (ja) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | 海中を自立的に上下移動し、海水の上下交換及び温度差発電を行う装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2526391B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2324120A (en) * | 1997-04-09 | 1998-10-14 | Ian Robert Fothergill | Converting thermal energy of a natural water source into useful power |
| CN107087565A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-25 | 苏州市职业大学 | 一种温差供电式增氧装置 |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2161378A patent/JP2526391B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0454284A (ja) | 1992-02-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |