特表 2023-541259 異なる密度を有する液体によって発電効率が増加するシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-29

(54)【発明の名称】異なる密度を有する液体によって発電効率が増加するシステム

(51)【国際特許分類】

   H01M 14/00 20060101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

H01M14/00 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023515806

(86)(22)【出願日】2021-08-13

(85)【翻訳文提出日】2023-03-16

(86)【国際出願番号】 TR2021050803

(87)【国際公開番号】W WO2022060324

(87)【国際公開日】2022-03-24

(31)【優先権主張番号】2020/14597

(32)【優先日】2020-09-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523084938

【氏名又は名称】アールイーピージー エネルジ システムレリ サナイ ヴェ ティカレット アノニム シルケティ

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】アヤルテュルク，ハサン

【テーマコード（参考）】

5H032

【Ｆターム（参考）】

5H032AA08

5H032AS11

5H032CC02

5H032CC06

(57)【要約】

本発明は、高密度の液体及び低密度の液体から電気を生成するためのシステム（１０）である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

高密度の液体及び低密度の液体から電気を生成するためのシステム（１０）であって、前記主題のシステム（１０）は、
前記高密度の液体を入力部として取得するための第１の入口（１０１）を有する第１の液体チャンバー（１００）と、
前記第１の液体チャンバー（１００）に設けられた第１の駆動チャンバー（１１０）と、
前記高密度の液体から前記第１の駆動チャンバー（１１０）までイオン通路を提供するための少なくとも２つのイオン選択膜（３１０）と、前記高密度の液体から、前記第１の駆動チャンバー（１１０）で密度が増加する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜（３２０）とを有する、少なくとも１つの浸透壁（３００）と、
ベンチュリ型の第１のエジェクタ（１２０）であって、前記第１の駆動チャンバー（１１０）に油圧で接続された駆動端（Ｔ）と、前記駆動端（Ｔ）で液体の圧力が増加するとき吸引をもたらし、前記第１の液体チャンバー（１００）に油圧で接続された吸引端（Ｅ）と、圧力を高くすることによって、前記吸引端（Ｅ）から取得された液体の流出及び前記駆動端（Ｔ）から取得された液体の流出をもたらすための噴射端（Ｐ）とを含む、第１のエジェクタ（１２０）と、
前記第１のエジェクタ（１２０）に接続され、第１の出口（１３１）を有する、第１の液体チャネル（１３０）と、を含み、
前記主題のシステム（１０）は、
前記低密度の液体を入力部として取得するための第２の入口（２０１）を有する第２の液体チャンバー（２００）と、
前記第２の液体チャンバー（２００）に設けられた第２の駆動チャンバー（２１０）と、
前記低密度の液体から前記第２の駆動チャンバー（２１０）までイオン通路を提供するための少なくとも２つのイオン選択膜（３１０）と、前記低密度の液体から、前記第２の駆動チャンバー（２１０）で密度が増加する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜（３２０）とを有する、少なくとも１つの浸透壁（３００）と、
ベンチュリ型の第２のエジェクタ（２２０）であって、前記第２の駆動チャンバー（２１０）に油圧で接続された駆動端（Ｔ）と、前記駆動端（Ｔ）で液体の圧力が増加するとき吸引をもたらし、前記第２の液体チャンバー（２００）に油圧で接続される、吸引端（Ｅ）と、圧力を高くすることによって、前記吸引端（Ｅ）から取得された液体の流出及び前記駆動端（Ｔ）から取得された液体の流出をもたらすための噴射端（Ｐ）とを含む、第２のエジェクタ（２２０）であって、前記第２のエジェクタ（２２０）の前記噴射端（Ｐ）は第２の出口（２３１）に接続される、第２のエジェクタ（２２０）と、
前記浸透壁（３００）によって生じる電荷差を電気に変換するために、前記第１のチャンバー及び前記第２のチャンバーの少なくとも１つに少なくとも２つの電極（４００）と、
を含む、システム（１０）。

【請求項2】

前記主題のシステム（１００）は少なくとも１つの浸透壁（３００）を含み、前記少なくとも１つの浸透壁（３００）は、少なくとも１つの圧力保持膜と、反対極を有し、前記第１の液体チャネル（１３０）と前記第２の液体チャンバー（２００）との間に設けられた少なくとも２つのイオン選択膜（３１０）とを含む、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項3】

少なくとも２つの浸透壁（３００）は、前記第１の液体チャネル（１３０）と前記第２の液体チャンバー（２００）との間に設けられ、前記浸透壁（３００）の前記イオン選択膜（３１０）は、相互に対して反対極を有するイオンの通過を可能にするように構成される、請求項２に記載のシステム（１００）。

【請求項4】

前記第１の液体チャネル（１３０）の少なくとも１つの部分は、前記第２の液体チャンバー（２００）を通過するように構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項5】

前記第１の駆動チャンバー（１１０）は２つの浸透壁（３００）を含み、前記浸透壁（３００）の前記イオン選択膜（３１０）は、相互に対して反対極を有するイオンの通過が可能になるように構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項6】

前記電極（４００）の少なくとも２つは、反対荷電の前記イオン選択膜（３１０）によって生じるイオン交換から電流の発生をもたらすために、前記第１の液体チャンバー（１００）において前記イオン選択膜（３１０）の反対に設けられている、請求項５に記載のシステム（１００）。

【請求項7】

前記電極（４００）の少なくとも１つは、前記第１の液体チャンバー（１００）と前記第２の液体チャンバー（２００）との間で両方の液体に接触する方式で設けられている、請求項４に記載のシステム（１００）。

【請求項8】

前記第２の駆動チャンバー（２１０）は２つの浸透壁（３００）を含み、前記浸透壁（３００）の前記イオン選択膜（３１０）は、相互に対して反対極を有するイオンの通過が可能になるように構成される、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項9】

前記電極（４００）の少なくとも２つは、反対荷電の前記イオン選択膜（３１０）によって生じるイオン交換から発電をもたらすために、前記第２の液体チャンバー（２００）において前記イオン選択膜（３１０）の反対に設けられている、請求項８に記載のシステム（１００）。

【請求項10】

前記主題のシステム（１００）は、前記イオン選択膜（３１０）と前記液体との間に設けられたイオン選択膜（３１０）の支持部を含む、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項11】

前記浸透壁（３００）は、前記イオン選択膜（３１０）及び前記圧力保持浸透膜を固定するための膜ハウジング（３２１）を含む、請求項１に記載のシステム（１００）。

【請求項12】

エネルギー発生ユニット（５００）は、電極（４００）の電圧差を電気に変換するために設けられている、請求項１に記載のシステム（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高密度の液体及び低密度の液体から電気を生成するためのシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

２つの液体の密度差からのエネルギー発生は当技術分野で既知である。非常に高密度の液体及び低密度の液体は圧力保持膜によって分離され、溶媒は非常に高密度の液体から低密度の液体まで移動し、低密度の液体の圧力は増加し、そして、エネルギーはこの増加している圧力によって生成される。しかしながら、タービン、ポンプ等の可動部分はこの目的のために必要であり、これにより、設置費及びメンテナンス費が増える。

【0003】

韓国公開特許第２０１４－００８２９６３号公報の特許出願には、ポンプで運ばれ、圧力保持膜によって相互に分離された海水及び浄水から、浄水の圧力を増加させることによって、タービンによって発電をもたらすシステムが開示されている。また、前述の不利点は、このシステムでも実証されている。

【0004】

米国特許第４１７１４０９号明細書の出願では、電気は、逆電気透析法によって、異なる密度の２つの液体を分離することによって、また、イオン通路を提供することによって、電極によりイオン通路によって生じる電荷差から生成される。このシステムの液体は、ポンプによって連続的に移動する必要がある。ポンプの可動部分は、静止部分と比較すると、より急速にノイズ及び摩耗をもたらし、設置費及びメンテナンス費が増える。さらに、生成された電気の一部は、ポンプに対して必ず消費する。結果として、前述の問題のために、関連技術分野で改善が要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】韓国公開特許第２０１４－００８２９６３号公報

【特許文献2】米国特許第４１７１４０９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、前述の不利点をなくし、新しい利点を関連技術分野にもたらすための電気を生成するためのシステムに関する。

【0007】

本発明の目的は、異なる密度を有する液体によって発電をもたらすと同時に、エネルギー消費を少なくするシステムを提供することである。

【0008】

本発明の別の目的は、可動部分を必要としないで、異なる密度を有する液体を使用することによって、発電をもたらすシステムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前述の目的、及び下記の詳細な説明から推測される目的を実現するために、本発明は、高密度の液体及び低密度の液体から電気を生成するためのシステムである。したがって、主題のシステムは、該高密度の液体を入力部として取得するための第１の入口を有する第１の液体チャンバーと；、該第１の液体チャンバーに設けられた第１の駆動チャンバーと；、高密度の液体から第１の駆動チャンバーまでイオン通路を提供するための少なくとも２つのイオン選択膜と、高密度の液体から、第１の駆動チャンバーで密度が増加する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜とを有する、少なくとも１つの浸透壁と；、ベンチュリ型の第１のエジェクタであって、第１の駆動チャンバーに油圧で接続された駆動端と、該駆動端で液体の圧力が増加するとき吸引をもたらし、第１の液体チャンバーに油圧で接続された吸引端と、圧力を高くすることによって、吸引端から取得された液体の流出及び駆動端から取得された液体の流出をもたらすための噴射端とを含む、第１のエジェクタと；、該第１のエジェクタに接続され、第１の出口を有する、第１の液体チャネルと；、を含み、
主題のシステムは、該低密度の液体を入力部として取得するための第２の入口を有する第２の液体チャンバーと；、該第２の液体チャンバーに設けられた第２の駆動チャンバーと；、低密度の液体から第２の駆動チャンバーまでイオン通路を提供するための少なくとも２つのイオン選択膜と、低密度の液体から、第２の駆動チャンバーで密度が増加する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜とを有する、少なくとも１つの浸透壁と；、ベンチュリ型の第２のエジェクタであって、第２の駆動チャンバーに油圧で接続された駆動端と、該駆動端で液体の圧力が増加するとき吸引をもたらし、第２の液体チャンバーに油圧で接続される、吸引端と、圧力を高くすることによって、吸引端から取得された液体の流出及び駆動端から取得された液体の流出をもたらすための噴射端とを含み、該第２のエジェクタの噴射端は第２の出口に接続される、第２のエジェクタと；、浸透壁によって生じる電荷差を電気に変換するために、第１のチャンバー及び第２のチャンバーの少なくとも１つに少なくとも２つの電極と；、を含む。したがって、液体を移動させる構造に対して、可動部分を必要としないで、そして追加のエネルギーを必要としないで、電気を生成する。

【0010】

本発明の可能な実施形態では、主題のシステムは少なくとも１つの浸透壁を含み、少なくとも１つの浸透壁は、少なくとも１つの圧力保持膜と、反対極を有し、第１の液体チャネルと第２の液体チャンバーとの間に設けられた少なくとも２つのイオン選択膜とを含む。

【0011】

本発明の別の可能な実施形態では、少なくとも２つの浸透壁は、第１の液体チャネルと第２の液体チャンバーとの間に設けられ、浸透壁のイオン選択膜は、相互に対して反対極を有するイオンの通過が可能になるように構成される。

【0012】

本発明の別の可能な実施形態では、第１の液体チャネルの少なくとも１つの部分は、第２の液体チャンバーを通過するように構成される。

【0013】

本発明の別の可能な実施形態では、第１の駆動チャンバーは２つの浸透壁を含み、浸透壁のイオン選択膜は、相互に対して反対極を有するイオンの通過が可能になるように構成される。

【0014】

本発明の別の可能な実施形態では、該電極の少なくとも２つは、反対荷電のイオン選択膜によって生じるイオン交換から電流の発生をもたらすために、第１の液体チャンバーにおいてイオン選択膜の反対に設けられている。

【0015】

本発明の別の可能な実施形態では、電極の少なくとも１つは、第１の液体チャンバーと第２の液体チャンバーとの間で両方の液体に接触する方式で設けられている。

【0016】

本発明の別の可能な実施形態では、第２の駆動チャンバーは２つの浸透壁を含み、浸透壁のイオン選択膜は、相互に対して反対極を有するイオンの通過が可能になるように構成される。

【0017】

本発明の別の可能な実施形態では、該電極の少なくとも２つは、反対荷電のイオン選択膜によって生じるイオン交換から発電をもたらすために、第２の液体チャンバーにおいてイオン選択膜の反対に設けられている。

【0018】

本発明の別の可能な実施形態では、主題のシステムは、イオン選択膜と液体との間に設けられたイオン選択膜の支持部を含む。

【0019】

本発明の別の可能な実施形態では、浸透壁は、イオン選択膜及び圧力保持浸透膜を固定するための膜ハウジングを含む。

【0020】

本発明の別の可能な実施形態では、エネルギー発生ユニットは、電極の電圧差を電気に変換するために設けられている。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】システムの代表図が与えられている。

【図2】浸透壁のより詳細な代表図が与えられている。

【発明を実施するための形態】

【0022】

この詳細な説明では、主題をさらに深く理解するために、何らかの制限的な影響を生じさせることなく、例を参照して、主題を説明する。

【0023】

本発明は、本質的に異なる密度を有する、高密度の液体と低密度の液体との密度差を使用することによって発電をもたらし、可動構成要素を使用しないで、エネルギー消費を少なくするシステム（１０）に関する。

【0024】

図１を参照すると、システム（１０）は、第１の入口（１０１）を通る高密度の液体を受けるための第１の液体チャンバー（１００）を含む。該第１の液体チャンバー（１００）は第１の駆動チャンバー（１１０）を有する。該第１の駆動チャンバー（１１０）は少なくとも１つの浸透壁（３００）を含み、浸透壁（３００）は、第１の駆動チャンバー（１１０）によって、高密度の液体から第１の駆動チャンバー（１１０）までイオン通路を提供するための少なくとも１つのイオン選択膜（３１０）と、高密度の液体から、第１の駆動チャンバー（１１０）で増加する密度を有する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜（３２０）とを有する。

【0025】

当技術分野で既知であるように、イオン選択膜（３１０）は、数えてみると、該イオンが多い側から該イオンが少ない側まで、極性を有するイオンの通過をもたらす。例えば、正の選択膜は、イオンが等しくなるまで、正のイオンが多い側から正のイオンが少ない側までの正のイオンの通過をもたらす。それは、当技術分野で逆電気透析システムに使用されている。圧力保持浸透膜（３２０）は、低密度の液体から高密度の液体までの溶媒通路を提供する。例えば、海水及び真水が圧力保持浸透膜（３２０）によって分離されるとき、水は海水から真水まで移動し、真水の高さは増加し、そして、該真水が一定体積に保持されるとき、その圧力は増加する。

【0026】

本発明の可能な実施形態では、第１の駆動チャンバー（１１０）は少なくとも２つの浸透壁（３００）を含む。浸透壁（３００）の一方のイオン選択膜（３１０）は、浸透壁（３００）の他方のイオン選択膜（３１０）に対して反対にある極を有するイオンの通過を可能にするように選択される。イオン通路は、イオン選択膜（３１０）によって、高密度の液体から、第１の駆動チャンバー（１１０）に存在する液体まで発生する。圧力保持膜によってイオン通路が発生するため、溶媒通路は、より高密度になる液体に発生し、第１の駆動チャンバー（１１０）に存在する液体の圧力は増加する。

【0027】

第１の液体チャンバー（１００）は、ベンチュリ型の第１のエジェクタ（１２０）を備える。第１のエジェクタ（１２０）は、第１の駆動チャンバー（１１０）に接続された駆動端（Ｔ）と、加圧水が駆動端（Ｔ）から生じるとき吸引をもたらし、第１の液体チャンバー（１００）に対して開放している吸引端（Ｅ）と、加圧液が駆動端（Ｔ）から生じるときに吸引端（Ｅ）で液体を吸引し、加圧液と一緒に放出する噴射端（Ｐ）とを有する。噴射端（Ｐ）は第１の液体チャネル（１３０）に接続される。第１の液体チャネル（１３０）は、第１の出口（１３１）を通る高密度の液体の放出をもたらす。

【0028】

第１の液体チャンバー（１００）は、イオン選択膜（３１０）の付近に設けられた電極（４００）を含む。これらの電極（４００）は、イオン選択膜（３１０）によって、高密度の液体によるイオン平衡の変化から生じる電圧差を電気に変換することをもたらす。電極（４００）は、第１の液体チャンバー（１００）におけるイオン選択膜（３１０）の反対に位置付けられる。エネルギー発生ユニット（５００）は電極（４００）に関連付けられる。エネルギー発生ユニット（５００）は、様々なプロセスを通して取得された電流の整流及びその通過をもたらす構成要素を含み得る。

【0029】

本システムは、第２の入口（２０１）を通る低密度の液体を取得するための第２の液体チャンバー（２００）を含む。該第２の液体チャンバー（２００）は第２の駆動チャンバー（２１０）を有する。該第２の駆動チャンバー（２１０）は少なくとも１つの浸透壁（３００）を含み、浸透壁（３００）は、第２の駆動チャンバー（２１０）によって、低密度の液体から第１の駆動チャンバー（１１０）に存在する液体までイオン通路を提供するための少なくとも１つのイオン選択膜（３１０）と、低密度の液体から、第１の駆動チャンバー（１１０）で増加する密度を有する液体まで溶媒通路を提供するための少なくとも１つの圧力保持浸透膜（３２０）とを有する。

【0030】

本発明の可能な実施形態では、第２の駆動チャンバー（２１０）は少なくとも２つの浸透壁（３００）を含む。浸透壁（３００）の一方のイオン選択膜（３１０）は、浸透壁（３００）の他方のイオン選択膜（３１０）に対して反対極を有するイオンの通過を可能にする方式で選択される。イオン通路は、イオン選択膜（３１０）によって、低密度の液体から、第２の駆動チャンバー（２１０）に存在する液体まで発生する。圧力保持膜によってイオン通路が発生するため、溶媒通路は、より高密度になる液体に発生し、第２の駆動チャンバー（２１０）に存在する液体の圧力は増加する。

【0031】

第２の液体チャンバー（２００）は、ベンチュリ型の第２のエジェクタ（２２０）を備える。第２のエジェクタ（２２０）は、第２の駆動チャンバー（２１０）に接続された駆動端（Ｔ）と、加圧水が駆動端（Ｔ）から生じるとき吸引をもたらし、第２の液体チャンバー（２００）に対して開放している吸引端（Ｅ）と、加圧液が駆動端（Ｔ）から生じるときに吸引端（Ｅ）で液体を吸引し、加圧液と一緒に放出する噴射端（Ｐ）とを有する。噴射端（Ｐ）は、第２の出口（２３１）によって液体の放出をもたらす。

【0032】

第２の液体チャンバー（２００）は、イオン選択膜（３１０）の付近に設けられた電極（４００）を含む。これらの電極（４００）は、イオン選択膜（３１０）によって、高密度の液体によるイオン平衡の変化から生じる電圧差を電気に変換することをもたらす。電極（４００）は、第２の液体チャンバー（２００）におけるイオン選択膜（３１０）の反対に位置付けられる。

【0033】

本発明の可能な実施形態では、第１の液体チャネル（１３０）は、第２の液体チャンバー（２００）を通過する。第１の液体チャネル（１３０）は少なくとも１つの浸透壁（３００）を含む。

【0034】

浸透壁（３００）の一方のイオン選択膜（３１０）は、浸透壁（３００）の他方のイオン選択膜（３１０）に対して反対極を有するイオンの通過を可能にする方式で選択される。イオン及び溶媒の通路は、壁によって、第１の液体チャネル（１３０）を通る第２の液体チャンバー（２００）まで発生する。したがって、第２の液体の圧力及びイオン量も増加する。第２の駆動チャンバー（２１０）は、第２のエジェクタ（２２０）に圧力をさらに与える。

【0035】

本発明の可能な実施形態では、液体チャンバー（２００）に存在する電極（４００）の１つは、第１の液体チャネル（１３０）と第２の駆動チャンバー（２１０）との間に設けられている。第１の液体チャンバー（１００）に存在する電極（４００）の１つは、第１の液体チャンバー（１００）に存在する液体及び第２の液体チャンバー（２００）に存在する液体の両方に接触する方式で相互壁に設けられている。

【0036】

本発明の保護範囲は付属の特許請求の範囲に記載され、詳細な説明に従って、上記に与えられた例示的な開示に制限できない。それは、当業者が、本発明の主要原理から逸脱することなく、前述の開示を考慮して、明らかに同様の実施形態を生成できるためである。

【符号の説明】

【0037】

１０ システム
１００ 第１の液体チャンバー
１０１ 第１の入口
１１０ 第１の駆動チャンバー
１２０ 第１のエジェクタ
Ｔ 駆動端
Ｅ 吸引端
Ｐ 噴射端
１３０ 第１の液体チャネル
１３１ 第１の入口
２００ 第２の液体チャンバー
２０１ 第２の入口
２１０ 第２の駆動チャンバー
２２０ 第２のエジェクタ
２３１ 第２の出口
３００ 浸透壁
３１０ イオン選択膜
３１１ イオン選択膜支持部
３２０ 圧力保持浸透膜
３２１ 膜ハウジング
４００ 電極
５００ エネルギー発生ユニット

【図1】

【図2】

【国際調査報告】