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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- 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 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |