JP2899685B2 - 水電解を利用した気泡ポンプ装置 - Google Patents
水電解を利用した気泡ポンプ装置Info
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- JP2899685B2 JP2899685B2 JP8183474A JP18347496A JP2899685B2 JP 2899685 B2 JP2899685 B2 JP 2899685B2 JP 8183474 A JP8183474 A JP 8183474A JP 18347496 A JP18347496 A JP 18347496A JP 2899685 B2 JP2899685 B2 JP 2899685B2
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- bubbles
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- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イオン交換装置に
より得られた真水から電気分解により水素と酸素の気泡
を発生し、その気泡の浮上効果により深層の海水を汲み
上げる水電解を利用した気泡ポンプ装置に関するもので
ある。
より得られた真水から電気分解により水素と酸素の気泡
を発生し、その気泡の浮上効果により深層の海水を汲み
上げる水電解を利用した気泡ポンプ装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の水素発生電解装置の一例
の概略構成を示す側断面図である。
の概略構成を示す側断面図である。
【0003】この図において、1は商用電源、2は配線
部、3は電極、4は海水、4aは前記海水4の電気分解
によって発生した水素気泡、4bは前記海水4中に水素
気泡4aが混合した気液混合水、5は前記海水4を汲み
上げるポンプ、6は前記海水4中に浸漬された案内パイ
プで、FRP,または高密度ポリエチレン等の断熱材か
らなり、ポンプ5によって温度の低い深層の海水4を水
面上へ汲み上げる。7は前記案内パイプ6の上端に設け
た気液分離器、8は前記気液混合水4bから水素気泡4
aが取り除かれた海水4の液体吐出口、9は前記気液混
合水4bから取り除かれた水素の気体吐出口である。
部、3は電極、4は海水、4aは前記海水4の電気分解
によって発生した水素気泡、4bは前記海水4中に水素
気泡4aが混合した気液混合水、5は前記海水4を汲み
上げるポンプ、6は前記海水4中に浸漬された案内パイ
プで、FRP,または高密度ポリエチレン等の断熱材か
らなり、ポンプ5によって温度の低い深層の海水4を水
面上へ汲み上げる。7は前記案内パイプ6の上端に設け
た気液分離器、8は前記気液混合水4bから水素気泡4
aが取り除かれた海水4の液体吐出口、9は前記気液混
合水4bから取り除かれた水素の気体吐出口である。
【0004】なお、電極3には電気分解のため直流が使
用されるため商用電源1を直流に変換するための整流器
が設けられるが、図示は省略して、ポンプ5の電源と共
通に示してある。
用されるため商用電源1を直流に変換するための整流器
が設けられるが、図示は省略して、ポンプ5の電源と共
通に示してある。
【0005】図3に示すように、海水4の電気分解を行
うには深層の海水4を汲み上げるためポンプ5が必要で
あり、電気分解にも多くの気泡量が必要であったため商
用電源1から多くの電力供給を受けていた。
うには深層の海水4を汲み上げるためポンプ5が必要で
あり、電気分解にも多くの気泡量が必要であったため商
用電源1から多くの電力供給を受けていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、図3に示
す従来の装置は、海水を汲み上げるためのポンプ5が必
要であり、また海水4から多くの気泡量を得るため多量
の電力を商用電源1から供給する必要があり、多くのコ
ストがかかっている。ことに、海洋上または僻地におい
ては自家発電等によらなければならず、多くの経費がか
かるという問題点があった。また、発電には石油等の化
石燃料を使用するため、地球環境保全の立場から見ても
水素を製造して燃料として使用することによる有用性の
意義が減ずるという問題点があった。
す従来の装置は、海水を汲み上げるためのポンプ5が必
要であり、また海水4から多くの気泡量を得るため多量
の電力を商用電源1から供給する必要があり、多くのコ
ストがかかっている。ことに、海洋上または僻地におい
ては自家発電等によらなければならず、多くの経費がか
かるという問題点があった。また、発電には石油等の化
石燃料を使用するため、地球環境保全の立場から見ても
水素を製造して燃料として使用することによる有用性の
意義が減ずるという問題点があった。
【0007】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、機械式のポンプを使用することなく、
塩素の混入のない純粋な水素を得ることができるととも
に、少量の電力で海水を汲み上げることができる水電解
を利用した気泡ポンプ装置を得ることを目的とする。
なされたもので、機械式のポンプを使用することなく、
塩素の混入のない純粋な水素を得ることができるととも
に、少量の電力で海水を汲み上げることができる水電解
を利用した気泡ポンプ装置を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる水電解を
利用した気泡ポンプ装置は、海水をイオン交換膜により
変換して真水を得る海水変換部と、前記の真水を電気分
解して塩素の混入しない純粋な水素の気泡を発生する気
泡発生部と、この気泡を停滞させ海水との混合密度を上
げてから気泡の浮上により海水を浮上させ上方に汲み上
げるホールドアップ部を備えたものである。
利用した気泡ポンプ装置は、海水をイオン交換膜により
変換して真水を得る海水変換部と、前記の真水を電気分
解して塩素の混入しない純粋な水素の気泡を発生する気
泡発生部と、この気泡を停滞させ海水との混合密度を上
げてから気泡の浮上により海水を浮上させ上方に汲み上
げるホールドアップ部を備えたものである。
【0009】また、海水変換部を海水汲上用パイプの外
部に設けたものである。
部に設けたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の水電解を利用した気泡ポ
ンプ装置は、海水に浸漬された海水汲上用パイプと、海
水を真水に変換するためイオン交換膜とイオン交換用電
極とからなる海水変換部が設けられる。イオン交換膜は
気泡発生用パイプの下方に設けられ、イオン交換用電極
は気泡発生用パイプの外周面と所定間隔を有して設けた
イオン交換用電極用パイプの下方に設けられる。また、
気泡発生用パイプの上方には海水変換部で得られた真水
を電気分解して水素の気泡を発生する気泡発生用電極か
らなる気泡発生部が設けられている。
ンプ装置は、海水に浸漬された海水汲上用パイプと、海
水を真水に変換するためイオン交換膜とイオン交換用電
極とからなる海水変換部が設けられる。イオン交換膜は
気泡発生用パイプの下方に設けられ、イオン交換用電極
は気泡発生用パイプの外周面と所定間隔を有して設けた
イオン交換用電極用パイプの下方に設けられる。また、
気泡発生用パイプの上方には海水変換部で得られた真水
を電気分解して水素の気泡を発生する気泡発生用電極か
らなる気泡発生部が設けられている。
【0011】気泡の発生により、海水汲上用パイプ内の
海水の密度が小さくなるので、海水汲上用パイプ内の海
水が上昇する。また、海水汲上用パイプ内の上方に設け
たホールドアップ部に気泡が停滞するので海水の密度は
さらに小さくなり、少量の気泡であっても海水の上昇が
でき深層の海水を汲み上げることができる。
海水の密度が小さくなるので、海水汲上用パイプ内の海
水が上昇する。また、海水汲上用パイプ内の上方に設け
たホールドアップ部に気泡が停滞するので海水の密度は
さらに小さくなり、少量の気泡であっても海水の上昇が
でき深層の海水を汲み上げることができる。
【0012】また、真水を電気分解するので、塩素イオ
ンの少ない純粋な水素と酸素が得られる。なお、酸素は
直ちに海水に溶け込む。
ンの少ない純粋な水素と酸素が得られる。なお、酸素は
直ちに海水に溶け込む。
【0013】
【実施例】図1は、本発明の一実施例の基本構成を示す
側断面図で、図3と同一符号は同一部分を示し、11は
前記海水4の中に浸漬された海水汲上用パイプ、12は
前記海水汲上用パイプ11の内部に設けられた気泡発生
用パイプで、この気泡発生用パイプ12の下方外周面に
は透孔12aが形成され、イオン交換膜13が取り付け
られるとともに、イオン交換膜13と対向する位置にあ
る海水汲上用パイプ11の内壁面11aにはイオン交換
用電極14が設けられ、イオン交換膜13とイオン交換
用電極14とにより海水4を真水16に変換するイオン
交換装置15が構成され、この部分が海水変換部100
となる。
側断面図で、図3と同一符号は同一部分を示し、11は
前記海水4の中に浸漬された海水汲上用パイプ、12は
前記海水汲上用パイプ11の内部に設けられた気泡発生
用パイプで、この気泡発生用パイプ12の下方外周面に
は透孔12aが形成され、イオン交換膜13が取り付け
られるとともに、イオン交換膜13と対向する位置にあ
る海水汲上用パイプ11の内壁面11aにはイオン交換
用電極14が設けられ、イオン交換膜13とイオン交換
用電極14とにより海水4を真水16に変換するイオン
交換装置15が構成され、この部分が海水変換部100
となる。
【0014】17は気泡発生用電極で、気泡発生用パイ
プ12内に真水16を電気分解する電解装置18を構成
し、水素,酸素の気泡19を発生する。この部分が気泡
発生部200となる。
プ12内に真水16を電気分解する電解装置18を構成
し、水素,酸素の気泡19を発生する。この部分が気泡
発生部200となる。
【0015】20は前記海水4の流入口、21は板状の
じゃま板で、海水汲上用パイプ11上方の内壁面11a
に取り付けられ、気泡19の上昇を停滞させて海水4の
密度をさらに小さくする。この部分がホールドアップ部
300となる。
じゃま板で、海水汲上用パイプ11上方の内壁面11a
に取り付けられ、気泡19の上昇を停滞させて海水4の
密度をさらに小さくする。この部分がホールドアップ部
300となる。
【0016】22は前記イオン交換用電極14と気泡発
生用電極17に接続された配線部で、直流電極23に接
続されている。なお、図1では、イオン交換用電極14
と、気泡発生用電極17とに共通の直流電源23を用い
たが別個のものを用い得ることは言うまでもない。
生用電極17に接続された配線部で、直流電極23に接
続されている。なお、図1では、イオン交換用電極14
と、気泡発生用電極17とに共通の直流電源23を用い
たが別個のものを用い得ることは言うまでもない。
【0017】次に、動作について説明する。
【0018】気泡発生用パイプ12の中にある海水4
は、海水変換部100において、直流電源23から供給
された電力によるイオン交換用電極14とイオン交換膜
13の電気透析の作用で海水4を真水16に変換する。
イオン交換膜13のうち、一方は陽イオン交換膜、他方
は陰イオン交換膜であり、イオン交換用電極14,14
間に電流を流すと気泡発生用パイプ12内に流入する塩
水(海水4)中の陽イオン(Na+ など)が陽イオン交
換膜13から気泡発生用パイプ12と海水汲上用パイプ
11の間の塩水中に移動し、同時に気泡発生用パイプ1
2内に流入する塩水中の陰イオン(Cl- など)が陰イ
オン交換膜13から気泡発生用パイプ12と海水汲上用
パイプ11の間の塩水中に移動し、気泡発生用パイプ1
2内の塩水のイオン濃度が減じ、その上部に取り付けた
気泡発生部200の気泡発生用電極17においてイオン
濃度が薄い塩水が分解され、酸素と水素になる。
は、海水変換部100において、直流電源23から供給
された電力によるイオン交換用電極14とイオン交換膜
13の電気透析の作用で海水4を真水16に変換する。
イオン交換膜13のうち、一方は陽イオン交換膜、他方
は陰イオン交換膜であり、イオン交換用電極14,14
間に電流を流すと気泡発生用パイプ12内に流入する塩
水(海水4)中の陽イオン(Na+ など)が陽イオン交
換膜13から気泡発生用パイプ12と海水汲上用パイプ
11の間の塩水中に移動し、同時に気泡発生用パイプ1
2内に流入する塩水中の陰イオン(Cl- など)が陰イ
オン交換膜13から気泡発生用パイプ12と海水汲上用
パイプ11の間の塩水中に移動し、気泡発生用パイプ1
2内の塩水のイオン濃度が減じ、その上部に取り付けた
気泡発生部200の気泡発生用電極17においてイオン
濃度が薄い塩水が分解され、酸素と水素になる。
【0019】このように、気泡発生部200において、
真水16は直流電源23から供給された電力による気泡
発生用電極17で発生した気泡19が真水16に混在さ
れることによって真水16の密度が小さくなるので、海
水に浮力を生じて浮上する。このときホールドアップ部
300でじゃま板21により気泡19が停滞することに
より海水4の密度がさらに小さくなり、電解装置18に
よって得られた少量の気泡19であっても、海水4が上
昇する。このため、流入口20から海水4が流入し上昇
する。このようにして、イオン交換膜13により海水4
中の塩素を除去した真水16から塩素の混入しない純粋
な水素を得ることができる。
真水16は直流電源23から供給された電力による気泡
発生用電極17で発生した気泡19が真水16に混在さ
れることによって真水16の密度が小さくなるので、海
水に浮力を生じて浮上する。このときホールドアップ部
300でじゃま板21により気泡19が停滞することに
より海水4の密度がさらに小さくなり、電解装置18に
よって得られた少量の気泡19であっても、海水4が上
昇する。このため、流入口20から海水4が流入し上昇
する。このようにして、イオン交換膜13により海水4
中の塩素を除去した真水16から塩素の混入しない純粋
な水素を得ることができる。
【0020】したがって、小電力の電気分解で発生した
少量の気泡19であっても深層の海水4を汲み上げるこ
とができる。
少量の気泡19であっても深層の海水4を汲み上げるこ
とができる。
【0021】図2は、図1の基本構成を具体化して示し
た実施例の側断面図である。この図において、図1と同
一符号は同一部分を示し、31は前記イオン交換膜13
を取り付けた気泡発生用パイプ12の外周面と所要の間
隔を有して設けられイオン交換用電極14を取り付けた
イオン交換電極用パイプである。
た実施例の側断面図である。この図において、図1と同
一符号は同一部分を示し、31は前記イオン交換膜13
を取り付けた気泡発生用パイプ12の外周面と所要の間
隔を有して設けられイオン交換用電極14を取り付けた
イオン交換電極用パイプである。
【0022】図2の実施例が図1の実施例と異なる点
は、海水変換部100を海水汲上用パイプ11の外部に
設けたことである。すなわち、図1において海水汲上用
パイプ11に取り付けたイオン交換用電極14をイオン
交換電極用パイプ31に設け、さらに、イオン交換電極
用パイプ31と気泡発生用パイプ12の上方部を海水汲
上用パイプ11の側面からこの海水汲上用パイプ11に
挿入するようにして取り付けたものである。この構成に
よると海水汲上用パイプ11内の海水4の流通抵抗が減
少し、汲上げ効率を増進することができる。そして、海
水4の供給を海水汲上用パイプ11の外部に設けている
ので、真水の供給流量を制御し易い。
は、海水変換部100を海水汲上用パイプ11の外部に
設けたことである。すなわち、図1において海水汲上用
パイプ11に取り付けたイオン交換用電極14をイオン
交換電極用パイプ31に設け、さらに、イオン交換電極
用パイプ31と気泡発生用パイプ12の上方部を海水汲
上用パイプ11の側面からこの海水汲上用パイプ11に
挿入するようにして取り付けたものである。この構成に
よると海水汲上用パイプ11内の海水4の流通抵抗が減
少し、汲上げ効率を増進することができる。そして、海
水4の供給を海水汲上用パイプ11の外部に設けている
ので、真水の供給流量を制御し易い。
【0023】その他の構成と動作については、図1の場
合と同一であるため説明を省略する。
合と同一であるため説明を省略する。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、海水を海
水変換部によりイオン交換して得られた真水を気泡発生
部により電気分解して塩素の混入しない純粋な水素を得
て、この水素による気泡により海水を浮上させることが
できる。さらにホールドアップ部により、気泡を停滞さ
せるので海水の密度をさらに小さくして浮上性能を向上
させることができる。したがって、海水の汲み上げに要
する電力が小電力ですむため、コストの減少を図ること
ができるので、養殖等の水産業及び沿岸部の移住区の空
調等に広く利用できる利点を有する。
水変換部によりイオン交換して得られた真水を気泡発生
部により電気分解して塩素の混入しない純粋な水素を得
て、この水素による気泡により海水を浮上させることが
できる。さらにホールドアップ部により、気泡を停滞さ
せるので海水の密度をさらに小さくして浮上性能を向上
させることができる。したがって、海水の汲み上げに要
する電力が小電力ですむため、コストの減少を図ること
ができるので、養殖等の水産業及び沿岸部の移住区の空
調等に広く利用できる利点を有する。
【0025】また、海水変換部を海水汲上用パイプの外
部に設けたものは、汲上げ効率が向上するとともに、真
水の供給流量を制御し易い効果がある。
部に設けたものは、汲上げ効率が向上するとともに、真
水の供給流量を制御し易い効果がある。
【図1】本発明の一実施例の基本構成を示す側断面図で
ある。
ある。
【図2】図1の基本構成を具体化して示した実施例の側
断面図である。
断面図である。
【図3】従来の水素発生電解装置の一例の概略構成を示
す側断面図である。
す側断面図である。
4 海水 11 海水汲上用パイプ 12 気泡発生用パイプ 13 イオン交換膜 14 イオン交換用電極 15 イオン交換装置 16 真水 17 気泡発生用電極 18 電解装置 19 気泡 21 じゃま板 23 直流電源 31 イオン交換電極用パイプ 100 海水変換部 200 気泡発生部 300 ホールドアップ部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F04F 12/18 B01D 61/44 500 B01J 47/12 C25B 9/00 301
Claims (2)
- 【請求項1】 海水汲上用パイプ内に、イオン交換膜を
用いて海水を真水に変換する海水変換部と、この海水変
換部によって得られた真水を電気分解して水素の気泡を
発生する気泡発生部と、この気泡発生部で発生した前記
気泡を停滞させ海水との混合密度を上げてから気泡の浮
力により海水を浮上させて上方に汲み上げるホールドア
ップ部とを備えたことを特徴とする水電解を利用した気
泡ポンプ装置。 - 【請求項2】 イオン交換膜を用いて海水を真水に変換
する海水変換部と、この海水変換部で得られた真水を側
面から導入する海水汲上用パイプの内部に設けられ前記
真水を電気分解して水素の気泡を発生する気泡発生部
と、この気泡発生部で発生した前記気泡を停滞させ海水
との混合密度を上げてから気泡の浮力により海水を浮上
させて上方に汲み上げるホールドアップ部とを備えたこ
とを特徴とする水電解を利用した気泡ポンプ装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8183474A JP2899685B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 水電解を利用した気泡ポンプ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8183474A JP2899685B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 水電解を利用した気泡ポンプ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1030600A JPH1030600A (ja) | 1998-02-03 |
JP2899685B2 true JP2899685B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=16136435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8183474A Expired - Lifetime JP2899685B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 水電解を利用した気泡ポンプ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2899685B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6833631B2 (en) * | 2001-04-05 | 2004-12-21 | Van Breems Martinus | Apparatus and methods for energy conversion in an ocean environment |
US20120297759A1 (en) * | 2011-05-27 | 2012-11-29 | Chui Wen Chiu | System of power generation with under water pressure of air |
JP5750527B1 (ja) * | 2014-03-19 | 2015-07-22 | 鉄郎 塩原 | 水循環装置 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP8183474A patent/JP2899685B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1030600A (ja) | 1998-02-03 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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EXPY | Cancellation because of completion of term |