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公開番号2025091912
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207457
出願日2023-12-08
発明の名称水質浄化・集熱昇温システム
出願人個人
代理人
主分類B63B 35/44 20060101AFI20250612BHJP(船舶またはその他の水上浮揚構造物;関連艤装品)
要約【課題】湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の水温が太陽熱などにより上昇すると水の密度は小さく、下層部にある密度の大きい水と混じりにくく、上層部の大気-水面間のガス交換、波などによる酸素を豊富に含んだ水が下層部に供給されにくくなるため、水中の酸素量が減少し、貧酸素水塊・低酸素海域の形成ともなり、マイクロプラスチック問題も加わり水質環境悪化による生態系の破壊が懸念されている。また上層部の蓄積している熱は災害の要因となり、エネルギー源として有効に活用されていない。
【解決手段】湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の水温が太陽熱などにより上昇すると水の密度は小さくなっているが、溶存酸素量が多く含まれており、集熱し降温することにより密度を大きくし、波力および潮力を活用して溶存酸素量が多い水を下層部に送込み、下層部の溶存酸素量を増やすとともにその過程でマイクロプラスチックを回収し水質環境を改善する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水質浄化・集熱昇温システムであって、システム本体Ａ、ユニット＆制御部Ｂ、送水ホースＣ、マイクロプラスチック回収ユニットＤ、波力・油圧変換ユニットＥを有している、前記システム本体Ａの上面に前記ユニット＆制御部Ｂ、最下部に前記送水ホースＣ、下部から上面側部にかけて前記マイクロプラスチック回収ユニットＤ、外周の数箇所に前記波力・油圧変換ユニットＥを配置されており、前記水質浄化・集熱昇温システムは固定式と浮体式があり、浮体式の設置位置の保持は例えば海底にアンカーを打設し、ワイヤーロープで係留、
前記システム本体Ａは第１ケーシングａ１、第２ケーシングａ２、外周の数箇所に逆流防止弁ａ３、数十本のヒートパイプａ４、送水ポンプａ５を有し、
前記ユニット＆制御部Ｂはヒートポンプユニットｂ１，制御盤ｂ２、バッテリーｂ３、油圧発電ユニットｅ３を有し、
前記ヒートポンプユニットｂ１は圧縮機ｂ１ａ、熱交換器ｂ１ｂ、膨張弁ｂ１ｃを有し、前記マイクロプラスチック回収ユニットＤはサイクロンフイルタｄ１，自給式ポンプｄ２、マイクロプラスチック回収袋ｄ３を有し、
前記波力・油圧変換ユニットＥは翼本体ｅ１、揺動型油圧ピストンポンプｅ２を有し、前記油圧発電ユニットｅ３はオイルタンクｅ３ａ、チェックバルｅ３ｂ、アキュ－ムレータｅ３ｃ、油圧モータｅ３ｄ、発電機ｅ３ｅを有し、
前記システム本体Ａは湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の溶存酸素量が多く、水温の高い水から集熱、溶存酸素量の少ない下層部へ放出し貧酸素水塊・低酸素海域の改善を行なうもので、波力および潮力により水が上流側の前記逆流防止弁ａ３を開き前記第１ケーシングａ１の内側に流入、下流側の前記逆流防止弁ａ３は開かないため送水ホースＣに向かつて流れ、流入した水は前記ヒートパイプａ４によって集熱し、降温した水は密度が大きくなり、前記送水ポンプａ５の補完により前記サイクロンフイルタｄ１を経て前記送水ホースＣに送水し溶存酸素量の少ない下層部へ放出、貧酸素水塊・低酸素海域の改善を行ない、
前記ヒートパイプａ４で集熱した熱は前記第２ケーシングａ２の熱交換室ａ２ｃで熱媒体と熱交換し、さらにヒートポンプユニットｂ１の圧縮機ｂ１ａにより圧縮昇温し、熱交換器ｂ１ｂで熱媒体と熱交換後エネルギー源として有効に活用、
前記マイクロプラスチック回収ユニットＤは上層部に浮遊するマイクロプラスチックを回収するもので、サイクロンフイルタｄ１により水の流れを利用した遠心力によりマイクロプラスチックを下部に集め自給式ポンプｄ２により前記システム本体Ａの上面側部に水とともに吸上げ、マイクロプラスチック回収袋ｄ３に吐出し回収、
前記の波力・油圧変換ユニットＥは波の上下運動を翼本体ｅ１で捉え、揺動型油圧ピストンポンプｅ２を駆動し油圧に変換、その油圧を前記油圧発電ユニットｅ３に供給し油圧モータｅ３ｄにより発電機ｅ３ｅを駆動して発電、発電した電力は前記送水ポンプａ５、前記圧縮機ｂ１ａ、前記自給式ポンプｄ２の駆動および前記バッテリーｂ３に充電、水質浄化・集熱昇温システムの制御・通信などの電力として活用、
湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の溶存酸素量の多い水を波力および潮力を活用し、下層部の貧酸素水塊・低酸素海域の改善、上層部の浮遊するマイクロプラスチックの回収に加え、水温の高い水を集熱し圧縮昇温することによりエネルギー源として有効に活用でき、相乗効果を効率的に生かせることが出来る水質浄化・集熱昇温システム。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記揺動型油圧ピストンポンプｅ２はピニオンシャフトｅ２ａ、第１ラックｅ２ｂ、第２ラックｅ２ｃ、ピストンｅ２ｄ、スプリングｅ２ｅを有し、前記ピニオンシャフトｅ２ａかかるトルクで前記第１ラックｅ２ｂと前記第２ラックｅ２ｃは直線方向に作動し、前記第１ラックｅ２ｂ連結している１対の前記ピストンｅ２ｄによって油圧に変換、前記第２ラックｅ２ｃ連結している１対の前記スプリングｅ２ｅは伸縮し、前記ピニオンシャフトｅ２ａにトルクがかからない時は前記スプリングｅ２ｅにより前記揺動型油圧ピストンポンプｃ２は揺動角度の中心に復帰させ保持できるもので、
前記ピニオンシャフトｅ２ａと前記翼本体ｅ１の軸ｅ１ｂとを連結するカップリングｅ１ｃの角度調整により水平または任意の角度に設定でき、波の上下運動を効率よく捉え油圧に変換し、前記油圧モータｅ３ｄにより前記発電機ｅ３ｅを駆動して発電、電力を自給することが出来る請求項１に記載の水質浄化・集熱昇温システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
水質環境とエネルギー分野
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の水温が太陽熱などにより上昇すると水の密度は小さくなって、下層部にある密度の大きい水と混じりにくく、上層部の大気－水面間のガス交換、波などによる酸素を豊富に含んだ水が下層部に供給されにくくなるため、水中の酸素量が減少し、貧酸素水塊・低酸素海域の形成ともなり、マイクロプラスチック問題も加わり水質環境悪化による生態系の破壊が懸念されている。また上層部の蓄積している熱は災害の要因ともなり、エネルギー源としても有効に活用されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
湖沼および/または湾岸・海洋の貧酸素水塊・低酸素海域の形成やマイクロプラスチック問題による水質環境の改善および上層部の蓄積している熱をエネルギーとして有効な活用が課題。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
湖沼および/または湾岸・海洋の上層部の水温が太陽熱などにより上昇すると水の密度は小さくなっているが、溶存酸素量が多く含まれており、集熱し降温することにより密度を大きくなり、波力および潮力を活用して溶存酸素量が多い水を下層部に送込み、下層部の溶存酸素量を増やし、その過程でマイクロプラスチックを回収、集熱した熱は圧縮昇温してエネルギー源として有効に活用する。
【発明の効果】
【０００５】
湖沼および/または湾岸・海洋の貧酸素水塊・低酸素海域の解消とマイクロプラスチックを回収により水質環境の改善および集熱した熱は圧縮昇温し、エネルギー源として有効に活用が出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
水質浄化・集熱昇温システムの全体概略図である。
システム本体の断面図およびヒートポンプユニットの回路図である。
逆流防止弁の４面図および設置図である。
ヒートパイプの正面図および設置図である。
送水ポンプの正面図および設置図である。
マイクロプラスチック回収ユニットの側面図である。
波力・油圧変換ユニットの上面および側面図である。
揺動型油圧ピストンポンプの断面図および矢視断面図である。
油圧発電ユニットの回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１から図９を参照しながら、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【０００８】
図１と図２に示す水質浄化・集熱昇温システムは、システム本体Ａ、ユニット＆制御部Ｂ、送水ホースＣ、マイクロプラスチック回収ユニットＤ、波力・油圧変換ユニットＥで、システム本体Ａは第１ケーシングａ１、第２ケーシングａ２、外周の数箇所に逆流防止弁ａ３、数十本のヒートパイプａ４、送水ポンプａ５を有している。
【０００９】
図１と図２に示す水質浄化・集熱昇温システムはシステム本体Ａの上面にユニット＆制御部Ｂ、最下部に前記送水ホースＣ、下部から上面側部にかけてマイクロプラスチック回収ユニットＤ、外周の数箇所に波力・油圧変換ユニットＥを配置されている。水質浄化・集熱昇温システムは固定式と浮体式があり、浮体式の設置位置の保持は例えば海底にアンカーを打設し、ワイヤーロープで係留。
【００１０】
図２図２に示すシステム本体Ａの第１ケーシングａ１は漏斗形状で、上面は第２ケーシングａ２に接続し密封している。第２ケーシング底部ａ２ａに集熱用のヒートパイプａ４を数十本垂直に装着、外周の数箇所に逆流防止弁ａ３を設け、中央部に送水ポンプａ５を設置している。
（【００１１】以降は省略されています）

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