(57)【要約】【課題】効率のよく発電することが可能な浸透圧発電方法および装置、並びにそれらに使用される浸透膜エレメントを提供する。【解決手段】浸透圧発電方法において、淡水を、浸透膜と浸透圧誘発体とをこの順序で挟んで塩水と接触させる。前記淡水は、浸透圧により前記浸透膜と前記浸透圧誘発体とを通過する。それにより生じる水圧により回転体を回転させて発電する。【選択図】図１
2014101818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
淡水を、浸透膜と浸透圧誘発体とをこの順序で挟んで塩水と接触させ、前記淡水が浸透圧により前記浸透膜と前記浸透圧誘発体とを通過し、それにより生じる水圧により回転体を回転させて発電することを特徴とする浸透圧発電方法。
【請求項２】
前記浸透圧誘発体が、シランカップリング処理された基材であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基材が、膜またはビーズであり、シランカップリング剤が、アミノシランであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
密閉処理容器と、前記密閉処理容器内を第１の室と第２の室とに区画する浸透膜と、前記浸透膜に密着して第２の室内に配置された浸透圧誘発体と、前記第１の室が位置する前記処理容器に設けられた淡水が流入される第１の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた海水が流入される第２の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口とを備える浸透圧発生器；および
前記浸透圧発生器の前記流出口を通して流出する塩水の流れで回転する回転体を有する発電機；
を具備する浸透圧発電装置。
【請求項５】
前記浸透圧誘発体が、シランカップリング処理された基材であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記基材が、膜またはビーズであり、シランカップリング剤が、アミノシランであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記浸透膜が重力方向に対して垂直に配置され、第２の室が、上方に配置されることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の流入口に接続し、前記第１の流入口を通して第１の室に供給される淡水を収容する第１の保管タンクと、前記第２の流入口に接続し、前記第２の流入口を通して第２の室に供給される塩水を収容する第２の保管タンクとを更に具備することを特徴とする請求項４〜７の何れか１項に記載の装置。
【請求項９】
一端が前記第１の保管タンクに接続され、他端が河川中に位置する第１のパイプラインを更に備え、第１の保管タンクは前記第１のパイプラインを通して河川から淡水が供給され、前記第１の保管タンク内の淡水の水位は前記河川の平均水位と等しく、且つ前記第２の保管タンクの塩水の水位、前記浸透圧発生器の前記流出口の位置は前記河川の平均水位より低いことを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
一端が前記第２の保管タンクに接続され、他端が海水中に位置する第２のパイプラインと、前記第２のパイプラインに介装され、海から前記第２の保管タンクに海水を供給するためのポンプとを更に備える請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記発電機に接続され、前記発電機により生じた電力を蓄電する電池を更に具備する請求項４〜１０の何れか１項に記載の装置。
【請求項１２】
密閉処理容器と、前記密閉処理容器内を第１の室と第２の室とに区画する浸透膜と、前記浸透膜に密着して第２の室内に配置された浸透圧誘発体と、前記第１の室が位置する前記処理容器に設けられた第１の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた第２の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた流出口とを具備する浸透圧発生器。
【請求項１３】
密閉処理容器と、前記密閉処理容器内を第１の室と第２の室とに区画する浸透膜と、前記浸透膜に密着して第２の室内に配置された浸透圧誘発体と、前記第１の室が位置する前記処理容器に設けられた淡水が流入される第１の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた海水が流入される第２の流入口と、前記第２の室に位置する前記処理容器に設けられた第１の流出口とを備える浸透圧発生器；
前記浸透圧発生器の前記第１の流出口に接続し、前記第１の流出口を通して流出される塩水を収容し、第２の流出口を有する保管タンク；および
前記保管タンクの前記第２の流出口を通して流出する塩水の流れで回転する回転体を有する発電機；
を具備する浸透圧発電装置。
【請求項１４】
前記発電機に接続され、前記発電機により生じた電力を蓄電する電池を更に具備する請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浸透圧発電方法および装置、並びにそれらに使用される浸透圧発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水は、平均で３．５％程度の塩濃度がある。浸透膜（半透膜）を挟んで、海水と真水を接触させた場合、温度に依存するが、真水に対して２５〜３０気圧の浸透圧差が浸透膜の両側に発生する。
【０００３】
この浸透圧の大きさを位置エネルギーに置き換えると、その浸透圧は、２５０ｍ〜３００ｍの高低差に相当する。このような浸透圧差により生じる水圧を利用してタービンを回し、発電する方法が浸透圧発電の原理である。無限にある海水と河川の水とを利用することが可能である。浸透圧発電を海水と河川の淡水とを用いて行う場合、海水と淡水とを浸透膜を挟んで接触させることにより、海水側に生ずる圧力によりタービンを回す。このため、浸透圧発電は、太陽光発電や風力発電などと異なり、２４時間連続発電が可能である。更に、浸透圧発電は、廃棄物の出ないクリーンな再生可能エネルギーとして期待されている。
【０００４】
浸透圧発電は、浸透圧を利用するものであり、自然な圧力の方向を利用する。従って、正浸透圧発電法とも呼ばれる。使用される浸透膜は正浸透膜（FO膜）と呼ばれる。
【０００５】
一方、一般的な海水淡水化においては、浸透圧に逆らってポンプによる加圧が必要である。その場合使用される浸透膜は、逆浸透膜である。海水淡水化は、浸透圧の逆方向に加圧することから逆浸透膜淡水化法と呼ばれ、使用される浸透膜は逆浸透膜（RO膜）と呼ばれる。
【０００６】
海水淡水化と異なり、浸透圧発電では、発電効率を高めるために使用される正浸透膜に高い透水性が必要とされる。
【０００７】
しかしながら、現在の浸透圧発電方法では、発電効率が不十分であり、採算が取れないために、実用化には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２００４−５０５７６４号公報
【特許文献２】米国特許第２０１１／０１３３４８７  Ａ１号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｐａｔｔｌｅ，  Ｒ．，  １９５４．  “Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｏｗｅｒ  ｂｙ  ｍｉｘｉｎｇ  ｆｒｅｓｈ  ａｎｄ  ｓａｌｔ  ｗａｔｅｒ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｈｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｉｌｅ”．  Ｎａｔｕｒｅ，  １７４，  ｐ．  ６６０．
【非特許文献２】Ｌｏｅｂ，  Ｓ．；  ｖａｎ  Ｈｅｓｓｅｎ，  Ｆ．；  Ｌｅｖｉ，  Ｊ．；  Ｖｅｎｔｕｒａ，  Ｍ、．  Ｉｎ：  Ｉｎｔｅｒｓｏｃｉｅｔｙ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  １１ｔｈ，  Ｓｔａｔｅ  Ｌｉｎｅ，  Ｎｅｖ．，  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  １２−１７，  １９７６，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ．  Ｖｏｌｕｍｅ  １．  （Ａ７７−１２６６２  ０２−４４）  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，  １９７６，  ｐ．  ５１−５７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明が解決しようとする課題は、効率のよく発電することが可能な浸透圧発電方法および装置、並びにそれらに使用される浸透圧発生器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
実施形態の浸透圧発電方法において、淡水を、浸透膜と浸透圧誘発体とをこの順序で挟んで塩水と接触させる。前記淡水は、浸透圧により前記浸透膜と前記浸透圧誘発体とを通過する。それにより生じる水圧により回転体を回転させて発電する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る浸透圧発電装置の略図。
【図２】第２の実施形態に係る密閉処理容器を示す図。
【図３】第３の実施形態に係る密閉処理容器を示す図。
【図４】第４の実施形態に係る浸透圧発電装置の略図。
【図５】第５の実施形態に係る浸透圧発電装置の略図。
【図６】第５の実施形態に係る浸透圧発電装置の略図。
【図７】第６の実施形態に係る浸透圧発電装置の略図。
【図８】浸透圧発生のメカニズムを示す図。
【図９】例１の結果を示すグラフ。
【図１０】高圧試験装置を示す図。
【図１１】例３の試験装置を示す図。
【図１２】例４に使用されたＦＯ膜と修飾基材の接触の状態を示す図。
【図１３】例５の試験装置を示す図。
【図１４】例５の試験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１４】
第１の実施形態
浸透圧発電方法は、淡水を、浸透膜と浸透圧誘発体とをこの順序で挟んで塩水と接触させ、前記淡水が浸透圧により前記浸透膜と前記浸透圧誘発体とを通過し、それにより生じる水圧により回転体を回転させて発電することを特徴とする。
【００１５】
このような方法は、浸透圧発電装置により行われる。図１は、浸透圧発電方法を行うための装置の一例の略図である。浸透圧発電装置１は、浸透圧発生器２と、回転体３を有する発電機４とを備える。
【００１６】
浸透圧発生器２は、密閉処理容器５と、浸透膜６と、浸透圧誘発体７とを備える。浸透膜６は、その周囲を密閉処理容器５の内側壁面に固定されて配置され、密閉処理容器５内を第１の室８と第２の室９に区画している。浸透膜６の近傍に浸透圧誘発体７が配置される。第１の室８に位置する処理容器５には第１の流入口１０が開口している。第２の室９に位置する処理容器５には、第２の流入口１１が開口している。更に、第２の室９に位置する処理容器５には、流出口１２が開口している。流出口１２は回転体３を有する発電機４に接続している。発電機４には、発電機４からの電気を得るための導線１３が接続されている。
【００１７】
浸透圧発電方法は次のように行われる。第１の流入口１０を通して、第１の室８内に淡水１４が供給される。それと同時またはそれに先駆けて、第２の流入口１１を通して、第２の室９内に塩水１５が供給される。浸透膜６と浸透圧誘発体７を挟んで淡水１４と塩水１５とが接触すると、淡水１４と塩水１５の間に浸透圧差が生じる。それにより淡水１４は、浸透膜６と浸透圧誘発体７とをこの順序で通過して、第１の室８側から第２の室９側に移動する。この淡水１４の移動により、第２の室９内の圧力が増加し、それに伴い流出口１２から第２の室９内の塩水が排出される。流出口１２を通り流出した塩水の水圧により回転体３が回転する。回転体３の回転力は発電機４によって電気に変換される。生じた電気は、導線１３を通り、所望に応じて、使用および／または電池に蓄電される。
【００１８】
実施形態では、浸透圧差を生じるために浸透圧誘発体７を浸透膜６の近傍に配置する。浸透膜６の近傍に浸透圧誘発体７を配置することにより、浸透膜６に対して浸透圧が生じる。浸透膜６の近傍とは、浸透圧誘発体７が浸透膜６に接触する位置であってもよく、浸透圧誘発体７の少なくとも一部が浸透膜６に接触する位置であってもよく、第２の室９内に分散された状態であってもよい。浸透膜６の近傍に浸透圧誘発体７を配置することにより、浸透膜６に対して生じる淡水と塩水との塩分濃度差により生じる浸透圧差に加えて、更なる浸透圧が浸透圧誘発体７により誘発される。それにより、第１の室内の淡水が、従来よりも多くの第２の室内の塩水側に移動し、従来に比べてより大きな水圧が生じ、より効率よく発電することが可能になる。
【００１９】
浸透圧誘発体７は、機能性基が結合された基材（即ち、「修飾基材」）である。機能性基が結合された基材は、浸透圧誘発体７が水と接触した場合であっても、機能性基は基材から遊離しない結合様式によって機能性基が基材に結合していることが好ましい。
【００２０】
機能性基は、浸透膜６に対して浸透圧を生じることが可能な官能基であればよい。例えば、そのような官能基は、それに対する対イオンと共に塩構造を形成していてもよく、塩構造を形成しない糖などの官能基であってもよい。好ましい機能性基の一例は、シランカップリング剤に由来する基である。
【００２１】
シランカップリング剤に由来する基とは、シランカップリング剤を用いるシランカップリング処理によって、機能性基を基材に結合した際に得られる官能基であればよい。
【００２２】
シランカップリング処理とは、シランカップリング剤を基材に導入することであってもよい。シランカップリング剤とは、例えば、シランに直接結合した炭素からなる置換基に水と親和性の高い構造が導入されているものであればよい。水と親和性の高い構造とは、例えば、−ＯＨ、−ＮＨ２、ＮＨ−、−Ｎ＝、−ＮＨ３＋、−ＮＨ２＋−および＝Ｎ＋＝などである。
【００２３】
シランカップリング剤は、例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（ビニルベンジル）−２−アミノエチル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、（３−ウレイドプロピル）トリメトキシシラン、（３−ウレイドプロピル）トリエトキシシラン、およびトリメチル［３−（トリエトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロリドなどが挙げられる。これらは、酸、塩基またはその他の対イオンと共に、塩構造および/または錯体構造にあってもよい。
【００２４】
基材に対するシランカップリング剤の導入率は、例えば、基材に圧損がないという前提の場合に５％〜８０％であってよく、好ましくは６０％〜８０％である。ここで、シランカップリング剤の導入率とは、修飾基材３のＯＨ基のモル数に対する導入されるシランカップリング剤の結合割合である。ただし、ろ紙などの基材を用いた場合には、水の流路との兼ね合いが重要で、過度の導入は流路を塞ぐことになり、効果はマイナスになる。
【００２５】
修飾基材と浸透膜との密着は、修飾基材と浸透膜の両方に存在する孔における液体通過を妨げないように、達成されればよく、例えば、単なる貼り付けでも高圧下で密着するが、枠などの支持体による抑え込み、ネットによる押さえ込み、その他の構造による押さえ込み、および当該基材と当該浸透膜との流路と関係のない周辺部の熱溶融、当該基材と当該浸透膜との流路と関係のない周辺部の接着剤による接着などにより達成されればよい。
【００２６】
また、浸透膜６と浸透圧誘発体７とを密着させる際には、浸透膜６の活性層側に配置させることが好ましい。浸透膜６の「活性層」とは、ロブアンドスリラーヤン型、あるいは非対称の浸透膜６において、脱塩の機能を担う活性のある膜部分である。活性層は、通常1ミクロンから０．１ミクロンの厚さで、浸透膜６上に造られる。また、浸透膜６の活性層以外の部分を「支持層」と称する。
【００２７】
実施形態に係る浸透圧発電方法において、塩水は、例えば、海水および／または塩濃度の高い工業廃水などであってよい。使用される塩水の塩濃度は、例えば、０．０５％〜４％であればよいが、高ければ高いほどよい。
【００２８】
浸透膜６は、一般的に浸透膜として利用されている膜であればよく、例えば酢酸セルロース膜、ポリアミド膜などを用いることができる。脱塩膜は、４５〜２５０μｍの厚さを有することが好ましい。浸透膜６は、例えば、正浸透膜であっても逆浸透膜であってもよい。好ましい浸透膜６は、正浸透膜である。
【００２９】
基材は、例えば紙、木綿、キュプラ、レーヨン、銅アンモニアレーヨンのようなセルロース膜、布、樹脂膜を用いることができる。中でも、加圧下での脱塩膜の損傷を防止することが可能なろ紙のような柔軟な紙または不織布が好ましい。また、圧損ができるだけ少なくなるように、より通水性の高い基材であることが好ましい。例えば、基材４は、１〜１００μｍの厚さを有することが好ましい。
【００３０】
また、上記の浸透圧誘発に使う基材は、必ずしも浸透膜全体を覆う必要はない。例えば、単数または複数の繊維状または粒子状であってもよい。単数または複数の繊維状の場合、セルロース膜、布、樹脂膜の断片またはそれらを解すことにより得られる繊維であってもよい。
【００３１】
或いは、粒子状の基材は、例えば、無機粒子または樹脂粒子であってもよい。無機粒子は、シリカ（ＳｉＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）および／またはジルコニア（ＺｒＯ２）などの金属酸化物または半金属酸化物であってよい。カップリング剤と無機粒子との反応は、無機粒子表面の水酸基とシランカップリング剤とが反応することにより進行する。従って、特に金属または半金属酸化物のうちでも、シリカが表面水酸基の数が多いために好ましい。
【００３２】
無機粒子とカップリング剤との反応は、カップリング剤を気化させて、粒子と反応させる方法、溶媒中にカップリング剤を混合し、無機粒子と混ぜ合わせる方法、溶媒を用いずに粒子とカップリング剤とを直接に反応させる方法などがある。何れの方法も使用されてよい。何れの反応においても、加熱や減圧などを行うことにより、修飾量が調節されてもよい。溶媒を用いる際には、有機溶媒や水などの反応物を分解する溶媒は好ましくない。例えば、エタノールおよび／または水が操作温度などの反応条件の観点から、操作性がよく好ましい。無機粒子の表面の水酸基の一部が残存する程度に、カップリング剤と無機粒子との比率を調節することが好ましい。例えば、無機粒子に対して、２０重量％以上１５０重量％以下のカップリング剤を用いてカップリング処理することが好ましい。また、カップリング剤に対して、分散安定剤を使用してもよい。例えば、エタノールなどのアルコールを分散安定剤として使用してもよい。
【００３３】
樹脂粒子は、例えば、ポリビニルアルコール、セルロース、加工セルロースおよびポリアクリル酸など、シランカップリング剤の導入が可能な樹脂であればよい。
【００３４】
粒子状基材の平均粒径は、１００μｍ以上５０００μｍ以下であればよい。粒子の平均粒径を１００μｍ以上５０００μｍ以下とすることにより、浸透圧発生器への充填率および通水性が共に良好である。例えば、平均粒径が１００μｍ以下の場合、充填率は高いが、通水性が低くなる。例えば、平均粒径が５０００μｍ以上の場合、通水性は高いが、充填率が低下する。好ましい平均粒径は、１００μｍ以上２ｍｍ以下であり、より好ましくは３００μｍ以上１ｍｍ以下である。
【００３５】
ここで、平均粒径は、篩分け法により測定することが可能である。具体的には、ＪＩＳＺ８９０１２００６「試験用紛体及び試験用粒子」に従い、目開きが１００μｍ〜５０００μｍの間である篩を複数個用いて篩分けすることにより測定できる。
【００３６】
また、粒子状の基材または繊維状の基材が配置される領域は、必ずしも脱塩膜全体を覆うものでなくともよい。例えば、海水に接する浸透膜の面積の８０％〜９５％を覆うように配置されればよいと推定される。配置される粒子状のまたは繊維状の基材の大きさは、０．０１ｍｍ〜５ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍであってもよい。
【００３７】
浸透圧誘発体７が粒子であり、且つ塩水１５中に分散されて第２の室９内に配置される場合には、フィルタなどを使用することにより、流出口１２を通り流出される塩水から粒子状の浸透圧誘発体７を除去することが好ましい。フィルタは、流出口１２を覆うように密閉処理容器５の壁面にその周縁部を固定することにより配置されてもよい。或いは、流出口１２の外側の流出口１２を通り流出される塩水が通る流路の軸に垂直に配置されてもよい。
【００３８】
上記の実施形態においては、中空矩形状の密閉処理容器５を用いる例を示したが、密閉処理容器５の形状は、矩形状に限るものではなく、円柱形状、円錐形状、角柱形状、角錐形状など中空である種々の形状であってもよい。
【００３９】
密閉処理容器５は、水および塩水を収容することに適した材質により構成されればよい。例えば、樹脂、金属、ガラス、セラミックおよび／またはそれらの複合材料などを用いて所望の形状が形成されればよい。
【００４０】
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器５が示されており、第１の室８と第２の室９は、設置面に対して平行な方向に配置する例を示した。しかしながら、密閉処理容器５は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器５では、重力方向に対して垂直に浸透膜が配置され、第２の室９が上方または下方に配置されればよい。好ましくは第２の室９が上方に配置される。或いは、第１の室８と第２の室９の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第１の室８と第２の室９が、浸透膜６を挟んで隣合せに、且つ設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
【００４１】
上記の実施形態では、横型の密閉処理容器５が示されており、第１の室８と第２の室９は、設置面に対して同じ高さに横並びに配置されている例を示した。しかしながら、密閉処理容器５は縦型であってもよい。例えば、縦型の密閉処理容器５では、重力方向に対して垂直に浸透膜が配置され、第２の室９が上方または下方に配置されればよい。好ましくは第２の室９が上方に配置される。或いは、第１の室８と第２の室９の配置は、その他の配置であってもよい。例えば、第１の室８と第２の室９が、浸透膜６を挟んで隣合せに、且つ設置面に対して異なる高さに配置されてもよい。
【００４２】
第１の流入口１０および第２の流入口１１、並びに流出口１２の配置される位置は、上記の実施形態における位置に限られるものではない。
【００４３】
回転体３を有する発電機は、第２の室９の流出口１２を通して流出する塩水の流れが持つ力、即ち、水圧を電気に変換する。回転体３は、水圧を受けて回転し、この回転力により発電する。回転体３は、例えば、水車またはタービンであってもよい。
【００４４】
第２の実施形態
浸透圧発生器２は、浸透圧エレメントとして提供されてもよい。浸透圧エレメントとは、約１Ｌ〜約２０Ｌの容量の浸透圧発生器であり、複数の浸透圧エレメントを集合して使用し、これらの複数の浸透圧エレメントにより生じる圧力を１つの圧力として出力するための浸透圧モジュールとして使用される。浸透圧モジュールに含まれる一部分の浸透圧エレメントが使用により劣化した場合には、劣化した浸透圧エレメントのみを交換することが可能である。
【００４５】
浸透圧エレメントとして提供される浸透圧発生器２の１例について図２を参照しながら説明する。
【００４６】
図２（ａ）は、浸透圧発生器２の側面図であり、図２（ｂ）は、浸透圧発生器２の縦断面図であり、図２（ｃ）はＬ−Ｌ線に沿う断面図である。
【００４７】
浸透圧発生器２は、円筒状の密閉処理容器５を備えている。密閉処理容器５は、一端（右端）が封じられ、中心に開口部２５ａを有する。密閉処理容器２５の他端（左端）は、先細りしたテーパ部が形成され、その先端部には液体を流出するための流出口３０が設けられている。
【００４８】
密閉処理容器２５の内部には、円筒状の浸透膜６および浸透圧誘発体７が互いに一体化して同心円状に配置されている。密閉処理容器２５のテーパ部側に位置する浸透膜６および浸透圧誘発体７の他端部（右端部）には、キャップ２１が嵌着され、その右端の開口を封じている。円筒状の浸透膜６および浸透圧誘発体７の一端（右端）は密閉処理容器２５の右端の開口部２５ａを通して延出されたノズル２６と当接されている。浸透膜６および浸透圧誘発体７とノズル２６とは、互いに当接した状態でリング状の留め部材２２により固定されている。ノズル２６は、密閉処理容器２５の右端から外部に突出している。キャップ２１および留め部材２２は、支持板２３，２４を介して密閉処理容器２５の内壁面に固定することにより前記浸透膜６および浸透圧誘発体７が密閉処理容器２５内に支持される。図２（ｃ）に示すように浸透圧誘発体７は、膜状であり、円筒状の浸透膜６の外周面に接触して被覆している。支持板２３，２４は、内側リングと外側リングの間に複数の支持片が放射状に結合させた構造を有し、液体は支持片の間隙を通して流通される。
【００４９】
このように密閉処理容器２５内に円筒状の浸透膜６および浸透圧誘発体７を同心円状に配置することにより、浸透膜６の内部に第１の室２７と、浸透圧誘発体７と密閉処理容器２５の間に位置する第２の室２８とが形成される。淡水は、密閉処理容器２５の右端から突出したノズル２６を通して第１の室２７内に供給される。また、密閉処理容器２５の右端付近には流入口２９が設けられている。塩水は、この流入口２９を通して第２の室２８に供給され、左端の流出口３０から流出される。
【００５０】
浸透圧発生器２における浸透圧の発生は次のように行われる。ノズル２６を通して淡水が第１の室２７内に流入される。流入口２９を通して塩水が第２の室２８内に流入される。第１の室２７内の淡水は、浸透圧誘発体７により促進される浸透圧により浸透膜６および浸透膜誘発体７を通過して第２の室２７側に移動する。淡水の移動により生じた水圧により、第２の室２８内の塩水は流出口３０から流出される。このように流出口２９から流出する水圧を使用して発電が行われる。
【００５１】
浸透圧発生器２は、台、棚、架台または櫓などの支持体に固定して使用されてよい。浸透圧発生器２をそのような支持体に固定することにより、生じた圧力を効率よく使用することが可能になる。そのような固定のために、浸透圧発生器２は、その外側部に突起５ａを備えてもよい。浸透圧発生器２を支持体に固定するためには、例えば、支持体に設けられたばね構造体により突起５ａを抑え込むことにより行われてもよい。
【００５２】
第３の実施形態
浸透圧エレメントとして提供される浸透圧発生器２の更なる例について図３を参照しながら説明する。
【００５３】
図３（ａ）は、浸透圧発生器２の側面図、図３（ｂ）はハウジング３１内に収納された密閉処理容器５の側面図、図３（ｃ）は図３（ｂ）の密閉処理容器５を展開して模式的に示す図である。
【００５４】
浸透圧発生器２は、中空の円筒型ハウジング３１と、ハウジング３１の内部に収容された密閉処理容器５とを備える。ハウジング３１は、左端封じ円筒状本体３２と、円筒状本体３２の開口した右端に嵌着されたキャップ３３とから構成されている。
【００５５】
密閉処理容器５は、中空棒状体３４に液収容体３５を捲回した構造を有する。中空棒状体３４は、例えば合成樹脂で作られ、左端近傍に淡水を供給する第１の流入部３４ａ，右端近傍に淡水を流出する第１の流出部３４ｂがそれぞれ一体的に設けられている。第１の流入部３４ａおよび第１の流出部３４ｂは、それぞれ合成樹脂の薄膜チューブから形成されている。
【００５６】
液収容体３５は、２つの扁平袋を隔膜３６を介して互いに背中合せに結合した構造を有する。隔膜３６は、浸透膜と膜状の浸透圧誘発体の積層膜から形成されている。隔膜３６を挟んで浸透膜側に位置する第１の扁平袋の内部は第１の室３７として機能し、隔膜３６を挟んで浸透圧誘発体側に位置する第２の扁平袋の内部は第２の室３８として機能する。
【００５７】
このような中空棒状体３４に液体収容体３５を捲回した構造において、中空棒状体３４の流出部３４ｂは右端側に位置する第１の扁平袋の第１の室３７内に挿入される。海水を供給する第２の流入部（第２の流入チューブ）３９は左端側に位置する第２の扁平袋の第２の室３８内に挿入され、海水を流出する第２の流出部（第２の流出チューブ）４０は右端側に位置する第２の扁平袋の第２の室３８内に挿入されている。中空棒状体３４の第１の流入部３４ａはハウジング３１の左端近傍を貫通して外部に延出している。第２の流入チューブ）３９は、ハウジング３１の左端近傍を貫通して外部に延出している。第２の流出チューブ４０は、ハウジング３１のキャップ３３を貫通して外部に延出している。
【００５８】
浸透圧発生器２における浸透圧の発生は次のように行われる。第１の流入部２４ａ、中空棒状体３４および第１の流出部２４ｂを通して淡水が第１の室３７内に流入される。第２の流入部３９を通して塩水が第２の室３８内に流入される。第１の室３７内の淡水は、隔膜３６を構成する一方の膜状の浸透圧誘発体により促進される浸透圧により隔膜３６を通過して第２の室３８側に移動する。淡水の移動により生じた水圧により、第２の室３８内の塩水は第２の流出部４０から流出される。このように第２の流出部４０から流出する水圧を使用して発電が行われる。
【００５９】
このような浸透圧発生器２は、液体収容体３５が隔膜３６を挟んで第１、第２の扁平袋から形成され、第１、第２の扁平袋の内部を第１の室３７、第２の室３８として利用するため、コンパクトの寸法で隔膜３６を構成する浸透膜および膜状の浸透圧誘発体の面積を増大して、第２の流出部４０から流出する水圧をより上昇することが可能になる。
【００６０】
第４の実施形態
更なる実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、浸透圧発電方法を行うための装置の一例の略図である。浸透圧発電装置１は、上述した第１の実施形態と同様に浸透圧発生器２と、回転体３を有する発電機４と、導線１３に加えて、更に、第１の室８に供給するための淡水５０を収容する第１の保存タンク５１と、第２の室９に供給するための塩水５３を収容する第２の保存タンク５４とを備える。第１の保存タンク５１と第１の流入口１０は、パイプライン５２ａによって接続されており、パイプライン５２ａ内を淡水が流れる。同様に第２の保存タンク５４と第２の流入口１１はパイプライン５２ｂにより接続されており、パイプライン５２ｂ内を塩水が流れる。
【００６１】
更に、第４の実施形態は、第２の室９の流出口１２から流出されて、回転体４の回転による発電に使用された塩水５３を回収して、保存する第３の保存タンク５６を備えてもよい。
【００６２】
第５の実施形態
更なる実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、浸透圧発電方法を行うための装置の一例の略図である。浸透圧発電装置１は、上述した第４の実施形態に加えて、更に、第１の保存タンク５１に淡水を供給するためのパイプライン５２ｄと、第２の保存タンク５４に塩水を供給するためのパイプライン５２ｅとを備えてもよい。パイプライン５２ｄは、河川などの淡水供給源５７から第１の保存タンク５０に淡水を供給するためのものである。例えば、河川から淡水を回収する場合、パイプライン５２ｄの端部が河川中に位置されてもよい。パイプライン５２ｅは、海および／または工場などの塩水供給源５８から第２の保存タンク５１に塩水および／または工業廃水を供給するためのものである。海水から塩水を回収する場合、パイプライン５２ｅの端部は海中に位置されてもよい。工業廃水を塩水として利用する場合、例えば、パイプライン５２ｅの端部は工業廃水の貯蔵タンクまたは工業廃水を排出するための流出口に接続されればよい。
【００６３】
淡水供給源５７と第１の保存タンク５１の間、および／または海水供給源５８と第２の保存タンク５４の間にフィルタが配置されてもよい。
【００６４】
浸透圧発電装置１に含まれる幾つかの容器は、それらの容器に含まれる液体の水位が次のようになるように配置されることが好ましい。第１の保存タンク５１に収容される淡水５０の水位（Ｌ２）は、河川の平均水位（Ｌ１）と等しい。第２の保管タンク５４に収容される塩水５５の水位（Ｌ３）と、浸透圧発生器２の第２の室から塩水を流出するための流出口の位置（Ｌ４）は、河川の平均水位（Ｌ１）よりも低い。
【００６５】
このように配置することによって、より効率よく浸透圧発電を行うことが可能である。
【００６６】
更に、図６に示すように、第５の実施形態は、ポンプ５７ａが、第１の保存タンク５１と河川との間に配置されたパイプライン５２ａに介装されてもよく、および／またはポンプ５７ｂが第２の保存タンク５４と海および／または工業廃水供給源との間に介装されてもよい。
【００６７】
第５の実施形態において、浸透圧発電装置１は、発電機４により生じた電気は、導線１３を介して電池に蓄電されてもよい。浸透圧発電装置１は、導線１３に接続された電池を更に備えてもよい（図示せず）。また、浸透圧発電装置１は、発電機４により生じた電気を使用および蓄電するために、複数の導線１３を備えてもよい。例えば、浸透圧発電装置１は、導線１３を介して電池に蓄電されてもよい発電機４により生じた電気を直接に使用するための導線１３ａと、電気を蓄電するための電池に接続するための導線１３ｂとを備えてもよい。
【００６８】
第６の実施形態
更なる実施形態について図７を用いて説明する。浸透圧発電装置１は、揚水発電と組み合わせて使用されてもよい。
【００６９】
浸透圧発電装置１は、揚水発電のための第４の保存タンク６０を更に備えてもよい。第４の保存タンク６０は、浸透圧発生器２の第２の室９から塩水を流出するための流出口１２が第４の保存タンク６０に接続している。第４の保存タンク６０は、浸透圧発生器２の上方に配置される。流出口１２を通して排出される塩水は、浸透圧発生器２において浸透圧により生じた水圧を利用して第４の保存タンク６０内に流れ込む。発電は、第４の保存タンク６０の下方に配置された回転体３を回転することにより発電機４により行われればよい。
【００７０】
このような揚水と組み合わせて使用されるとき、浸透圧発電装置１は、浸透圧発生器２と、浸透圧発生器２の第１の流出口１２に接続し、第１の流出口１２を通して流出される塩水を収容し、第２の流出口を有する保管タンク６０と、保管タンク６０の第２の流出口を通して流出する塩水の流れで回転する回転体３を有する発電機４とを備えればよい。
【００７１】
発電機４において生じた電気は、発電機４に接続された導線１３を通り、使用および／または蓄電されればよい。浸透圧発電装置１は、単数または複数の導線１３を備えてもよい。
【００７２】
更に、浸透圧発電装置１は、発電機４に接続する導線１３に接続された電池を備えてもよい。発電機４により生じた電気は、導線１３を通じて電池６１に蓄電されてもよい。また、発電機４により生じた電気は、導線１３を通じて電池６１に蓄電されてもよい。更に、電池６１に蓄電された電気は、海水および／または工場廃液などの塩水供給源５８から第２の保存タンク５４に塩水を引き上げるためのポンプ５９ｂの電力として使用されてもよい。
【００７３】
また、第４の保存タンク６０への揚水は、浸透圧発生器２による塩水の供給と、塩水供給源からの直接的な塩水の供給との併用により行われてもよい。また、第４の保存タンク６０への揚水は、浸透圧発生器２による塩水の供給と、塩水供給源５８からの直接的な塩水の供給との選択的な実行により行われてもよい。その場合、塩水供給源５８と第２の保存タンク５４の間のパイプラインに、流路切替機６２が介装されていればよい。
【００７４】
塩水供給源５８として海を利用する場合、浸透圧発生器２による第４の保存タンク６０への揚水は、海が満潮時に行うことが好ましい。満潮時に揚水を行うことにより、海と第４の保存タンク６０との高低差が少なくなるので有利である。例えば、小名浜海岸における一日の潮位の変動のために、満潮時と干潮時では、潮位に６０ｃｍの差が生じる。干潮時に揚水することは望ましくなく、満潮時に揚水することが好ましい。それにより、無駄をなくし、発電効率を上げることができる。
【００７５】
第１の実施形態〜第６の実施形態に係る浸透圧発電装置は、浸透圧発生器により生じた水圧を発電のために利用する方法である。浸透圧発生器においては、図８（ａ）に示すように、淡水を、浸透膜と浸透圧誘発体とをこの順序で挟んで塩水と接触させる。図８（ｂ）には、浸透圧発生器中の塩濃度について、浸透圧発生器中の位置を横軸に、各位置における塩濃度の大きさを縦軸にプロットしたグラフを示した。浸透圧誘発体を配置することにより、浸透膜と浸透圧誘発体とを通過して流入する塩水による塩水の希釈が抑制される。それによって持続的に効率のよく発電することが可能となる。
【００７６】
［例］
例１
韓国製エレメント（韓国ｗｏｏｎｇｊｉｎ社ＣＳＭ  ＲＥ２０１２−１００）を浸透圧発生器として使用し、その中を流れる液体の流量を測定した。このエレメントは、海水を淡水化するための正浸透膜を備える装置である。このエレメントにおいて本来海水が注入されるべき流入口に塩水を注入し、本来淡水を取り出す出口に、淡水を注入し、流出口から流出される液体の容量を測定した。このとき、流入される塩水の塩濃度を３．５重量％、７重量％および１５重量％と変更した。
【００７７】
結果を図９に示す。図９のグラフの横軸は、流入された塩水の塩濃度であり、縦軸は流出口からの流量である。
【００７８】
塩濃度を高くすることにより、流出量が多くなった。この結果から、正浸透膜の塩水側に、より高い塩濃度が達成されればより高い水圧が得られることが明らかとなった。例えば、３．５％の塩濃度を有する海水に比べて、７％の塩濃度を達成するように浸透圧誘発体を塩水側に配置することにより、４倍近い流量を得ることが可能であり、それによって、より高い水圧を得ることが可能となる。
【００７９】
例２
ろ紙をシランカップリング剤で修飾した修飾基材を作製した。０．１ｇのシランカップリング剤（３−（２−ａｍｉｎｏｅｔｈｙｌ  ａｍｉｎｏ）−ｐｒｏｐｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、２ｇの水、８ｇのＥｔＯＨの混合物に、直径４５ｍｍの桐山ろ紙の５Ａ（７ミクロン粒子捕捉）を浸した。これを室温で２時間放置した。その後、４０℃で蒸発させ、その後１１０℃で２時間加熱した。その後、よく水で洗浄し、１規定塩酸で５分間処理した。更に、これをよく水洗し、水中で超音波洗浄を９分間行った。これを水洗して乾燥した。このろ紙を高圧試験機に設置した。
【００８０】
高圧試験に使用した高圧試験装置を図１０（ａ）に示す。試験装置１０１は、ポンプ（図示せず）と、第１の接続コネクタ１０２と、セル１０３と、圧力計１０４と、第２の接続コネクタ１０５と、第１の圧力解放弁１０６と、第２の圧力解放弁１０７とを具備する。これらの部材を、互いに液体の流通が可能に接続した。
【００８１】
セル１０３の構成を図１０（ｂ）に示す。セル１０３は、液体が通る流路を有する第１の支持部材１１１、第１の支持部材１１１からの液体を受ける目皿１１２を具備する第２の支持部材１１３、第１の支持部材１１１と第２の支持部材１１３の目皿１１２側面とにこの順で挟み込まれた浸透膜１１４と修飾基材１１５、およびパッキンの役割を果たすＯリング１１６を具備する。第１の支持部材１１１の流路の開口部１１７から流入した水は、浸透膜１１４および修飾基材１１５を通過して目皿１１２に流れ込み、その後、目皿１１２の底部から第２の支持部材１１３の外部に向けて開口された流出口から排出され、流量が測定された。なお、ブランク試験では、セル内に修飾基材を配置しなかった。各修飾基材は、浸透膜の支持層側の表面に密着させて配置した。
【００８２】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、実験では、ポンプから試験装置１０１のセル１０３に純水を流し、浸透圧が１ＭＰａとなるように、ポンプならびに第１の圧力開放弁１０６と第２の圧力開放弁１０７を調節した。浸透膜にはＲＯ膜である日東電工製ＳＷＣ７０を使用した。修飾基材として例１で作製した修飾基材を用いた。試験は何れも３０℃、３ｍＰａの圧力で行い、５分間純水を流した。５分間の間に、浸透膜と修飾基材とを透過して目皿に滴下した水の重量を流量として測定した。これを流量としてｇ単位で表した。
【００８３】
同じ試験を３回繰り返した結果を表１に記載する。
【表１】
2014101818.tif 000003
【００８４】
ＳＷＣ７０のみの場合に比較して、修飾基材を配置したときの方が多くの流量が確認された。この結果から、浸透圧誘発体として例１で作製した修飾基材を使用すると、浸透圧が促進されることが明らかとなった。この結果から、浸透膜の近傍に浸透圧誘発体として修飾基材を配置することにより、浸透膜を通過する水の量が増大し、それにより、発電効率が向上することが示唆された。
【００８５】
この試験では浸透膜と浸透圧誘発体としての修飾基材との両側に真水を使用した。このような実験結果は、浸透圧誘発体に存在する塩構造が正味の浸透圧促進効果を有することを実証している。
【００８６】
例３
修飾基材の作成
以下の合成方法により、浸透圧誘発体としての修飾基材を作製した。
【００８７】
合成方法
（１）アミノシランを用いた修飾基材の作製
反応条件１
純水１０ｍＬにシリカゲル（Ｄａｖｉｓｉｌ  １２）７００ｍｇとアミノシラン（３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン）１ｇを加え，室温で２４時間時間撹拌した。それをろ過し、得られた固体に０．５％塩酸１０ｍＬに加えて、１０分間室温で撹拌した。反応後、ろ過をし、純水で洗浄することによって白色固体を得た。これを合成方法（１）の修飾基材として試験に使用した。
【００８８】
（２）エポキシシランを用いた修飾基材の作製
氷浴中でアセトン４０ｍＬにシリカゲル（Ｄａｖｉｓｉｌ  １２）３０ｍＬ（２０．５ｇ）を加えた。これを室温に戻した後、エポキシシラン（３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン）６ｇを加え、エバポレータ（バス温度４０℃）でアセトンを除去した。室温で２４時間乾燥させた後、修飾したシリカゲルを純水７０ｍＬに入れ，そこへ亜硫酸水素ナトリウム３２ｇを添加した。室温で終夜撹拌した後、得られた固体に０．５％水酸化ナトリウム水溶液を加えた。これを５分間室温で撹拌した。反応後、反応物をろ過した。これを純水で洗浄することによって白色固体を得た。これを合成方法（２）の修飾基材として試験に使用した。
【００８９】
試験方法
図１１に示すように、直径が８４ｍｍで高さが１００ｍｍの円筒型のアクリル容器１２０と、直径が５０ｍｍで高さが５０ｍｍのアクリル製の円筒１２１を用意した。円筒型のアクリル容器１２０の開口部に取り付けることが可能な蓋体１２２を用意した。この蓋体１２２は、２つの空気穴１２４と２つの開口部を備える。直径が５０ｍｍで高さが５０ｍｍのアクリル製の円筒の一方の開口部を浸透膜６で覆った。次に、円筒型のアクリル容器１２０内に純水１２４を入れ、その中に、浸透膜を固定したアクリル製の円筒１２１を配置した。アクリル製の円筒１２１内に塩水１２５を加え、アクリル容器１２０の開口部に蓋体１２２を取り付けた。その後、蓋体１２２の２つの開口部を密閉するためのゴム栓を２つの開口部にそれぞれ取り付けた。一方のゴム栓には開口部があり、その開口部を通してガラス管１２６を差し込んだ。ここで、空気穴１２３は、アクリル容器１２０内の純水の上方に配置されている。アクリル製の円筒１２１内の塩水１２５の上方は、ガラス管１２６内部を除いて密閉されている。
【００９０】
このような構成により、ガラス管１２６内を上昇する塩水の位置を観察することにより、浸透膜を通して純水側から塩水側に移動する水の量を測定することが可能である。
【００９１】
試験において、塩水として０．０５％の塩化ナトリウム水溶液を使用した。このような装置を２つ作り、それぞれの塩水中に上記で作製した２種類の修飾基材をそれぞれ２ｇずつ添加した。浸透膜の直径は３５ｍｍ、温度は２５℃（室温）で試験を行った。なお、塩水の容量は５０ｍＬであり、純水側の容量は３５０ｍＬであった。
【００９２】
修飾基材を添加しないことを除いて同様の条件において比較例を行った。
【００９３】
結果を表２に示す。比較例に比べて修飾基材を添加した場合には、浸透膜を通過した水の量が増大した。この結果から、浸透膜の近傍に浸透圧誘発体として修飾基材を配置することにより、浸透膜を通過する水の量が増大し、それにより発電効率が向上することが示唆された。
【表２】
2014101818.tif 000004
【００９４】
例４
ＲＯ膜に代えてＦＯ膜を使用したことを除いて、例２と同様の方法により高圧試験を行った。使用した修飾基材は、例２に記載された方法と同様に作製された修飾基材である。また、図１２に示すように、ＦＯ膜の活性層に対して修飾基材を接触させた。
【００９５】
その結果を表３に示す。
【表３】
2014101818.tif 000005
【００９６】
ＦＯ膜を使用した場合にも、ＲＯ膜のときと同様に、修飾基材の配置により膜を通過する液体の流量が増加した。これにより、浸透圧誘発体として例２で作製した修飾基材を使用すると、浸透圧が促進されることが明らかとなった。この結果から、浸透膜の近傍に浸透圧誘発体として修飾基材を配置することにより、浸透膜を通過する水の量が増大し、それにより、発電効率が向上することが示唆された。
【００９７】
例５
例１に記載した方法と同様に韓国製エレメント（韓国ｗｏｏｎｇｊｉｎ社ＣＳＭ  ＲＥ２０１２−１００）を用いてその中を流れる液体の流量を測定した。
【００９８】
図１３に示すように、韓国製エレメントを浸透圧発生器として使用し、このエレメントにおいて本来海水が注入されるべき流入口に、塩水を注入し、本来淡水を取り出す出口に、淡水を注入し、流出口から流出される液体の容量を測定した。淡水５０ａは、第１の保存タンク５１としてのビーカー５１に収容し、第２の保存タンク５４としてのビーカー５４に収容した。塩水５３は、直接に海などの塩水供給源からパイプラインで引き込むことにより、浸透圧発生器２に塩水を供給するモデルを想定した。
【００９９】
これらのビーカー５１および５４をエレメント２の各流入口にシリコンチューブにより接続し、それらの内部に収容される淡水５０ａおよび塩水５３をエレメントに流入させた。第１の保存タンク５１としてのビーカー５１に淡水を供給するための河川５７に見立てたフラスコ５７に淡水５０ｂを収納した。ビーカー５１とフラスコ５７の間はシリコンチューブで繋いだ。また、エレメントからの流出口からの流出液である塩水５５は、第３の保存タンクとしてのビーカー５６に収容した。このとき、流入される塩水５３の塩濃度は７重量％とした。これらのビーカーおよびフラスコには蓋をせず、解放された状態で試験を行った。
【０１００】
この試験では、エレメント２の流出口の位置Ｈ１とフラスコ５７、並びにビーカー５１および５４のそれぞれに収容される液体のそれぞれの水面の位置Ｈ２、Ｈ３およびＨ４と流出される水量（排出水量、ｍＬ／ｓｅｃ）との関係を位置Ｈ１〜Ｈ４の相対的な高さを変更することによって検討した。
【０１０１】
その結果を図１４に示す。図１４に示される高低差は、位置Ｈ４とＨ１との高低差である。この結果は、塩水供給源の塩水の水位（即ち、海の潮位）と、浸透圧発生器２の排出口の高低差が、浸透圧発生器２から流出される液体の流量にどれ程の影響を与えるかを示している。この結果から、例えば、位置Ｈ４と位置Ｈ１との高低差が２４ｃｍである場合、この高低差は、高低差がない場合、即ち、等しい位置である場合の２５倍の流量につながることがわかる。
【０１０２】
また、位置Ｈ２が、位置Ｈ１よりもより高い位置にあるときに、より多くの排出水量が観察された。また、位置Ｈ２の位置と位置Ｈ３の位置は等しく、位置Ｈ２よりも位置Ｈ４が低いときに、そうでない場合よりもより多くの排出水量が観察された（結果は示さず）。
【０１０３】
この結果から、淡水を収容する第１の保存タンク内の淡水の水位は、第１の保存タンクに淡水を供給する河川などの淡水供給源の水位と等しく、且つ海水を収容する第２の保存タンクの水位は、河川の水位および第１の保存タンク内の淡水の水位よりも低くなるように浸透圧発電装置を配置することにより、供給される淡水の水圧を上昇することが可能になり、それによって、より効率的な発電が可能になることが示唆された。
【図１】
2014101818.tif 000006
【図２】
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【図３】
2014101818.tif 000008
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2014101818.tif 000013
【図９】
2014101818.tif 000014
【図１０】
2014101818.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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