(57)【要約】【課題】海上で得られるエネルギー資源を有効に利用して、燃料用油を抽出することが可能な藻を大量に培養し、エネルギー効率良く燃料用油を抽出することができる藻由来の燃料用油生成装置を提供する。【解決手段】燃料用油を抽出することが可能な藻を船体１内で培養する藻由来の燃料用油生成装置であり、船体１内に設けられた藻培養槽６で培養された藻を回収する藻回収装置９と、回収された藻から油を抽出する油抽出装置１２と、波力発電装置２とを備えている。船体１内で使用される電力は、波力発電装置２によって供給される。【選択図】図１
0003169645.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
燃料用油を抽出することが可能な藻を船体内で培養する藻由来の燃料用油生成装置であって、船体内に設けられた藻培養槽で培養された藻を回収する藻回収装置と、回収された藻から油を抽出する油抽出装置と、波力発電装置とを備え、前記波力発電装置によって得られた電力を船体内の装置に供給するための給電配線を備えていることを特徴とする藻由来の燃料用油生成装置。
【請求項２】
前記藻から油が抽出された後の残渣をメタン発酵させるメタン発酵装置、または前記残渣からエタノールを生成するエタノール化装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の藻由来の燃料用油生成装置。
【請求項３】
前記藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度を検知するアンモニア濃度センサと、前記アンモニア濃度センサから送信されるアンモニア濃度情報に基づいて、前記藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度を制御するアンモニア濃度制御部とを備えていることを特徴とする請求項１または２記載の藻由来の燃料用油生成装置。
【請求項４】
船首から船尾に向かって前記藻培養槽を複数備え、前記藻培養槽内の培養液の水位を検知する水位センサと、前記水位センサから送出される水位情報に基づいて前記藻培養槽内の培養液の水位が最大となるように調整する水位制御部を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の藻由来の燃料用油生成装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、燃料用油を抽出することが可能な藻を大量に培養して、エネルギー効率良く燃料用油を抽出することができる藻由来の燃料用油生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油資源の枯渇に備える手段の一つとして、近年、ボトリオコッカスやミドリムシから抽出される燃料用油が注目されている。微生物によって油を生産する技術の一例が、特許文献１に記載されている。しかし、微生物であるボトリオコッカスやミドリムシから燃料用油を抽出するためには、ボトリオコッカスやミドリムシを大量に培養することが必要であり、陸上でこれらの微生物を培養するには、大規模な装置と広大な用地が必要となる。
一方、海上で用いられる船のスペースを利用した例として、船のボイドスペースにバラスト水を導入したものが、特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１０−５２８６２７号公報
【特許文献２】特開２００８−２０１３０８号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
また、海上でのエネルギー採取手段として、波力発電が知られている。しかし、波力発電は二酸化炭素低減の観点からは優れているものの、波力発電によって得られた電力は通常、海岸から遠く離れた陸上地域で利用されることが多く、その間の電力輸送によって、せっかく得られた電力が損失を受けるため、実際に利用できる電力量は制限を受ける。
【０００５】
本考案は、このような事情を考慮してなされたもので、海上で得られるエネルギー資源を有効に利用して、燃料用油を抽出することが可能な藻を大量に培養し、エネルギー効率良く燃料用油を抽出することができる藻由来の燃料用油生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するために、本考案の藻由来の燃料用油生成装置は、燃料用油を抽出することが可能な藻を船体内で培養する藻由来の燃料用油生成装置であって、船体内に設けられた藻培養槽で培養された藻を回収する藻回収装置と、回収された藻から油を抽出する油抽出装置と、波力発電装置とを備え、前記波力発電装置によって得られた電力を船体内の装置に供給するための給電配線を備えていることを特徴とする。
【０００７】
燃料用油を抽出することが可能な藻を船体内で培養することにより、船体内に通常備わっているホールドと言われる区切られた空間を藻培養槽として有効に利用することができ、陸上で培養する場合のように、大規模な装置と広大な用地を必要としない。
【０００８】
また、ホールドを藻培養槽として利用するためには、藻が光合成を行うための光源が必要であるが、この光源で使用される電力の他、他の装置で使用される電力を、波力発電装置によって得られる電力によって賄うことができるため、海上で藻の培養を行うことの有利さを享受することができる。
【０００９】
さらに、波力発電によって得られた電力は通常、海岸から遠く離れた陸上地域で利用されているため、電力輸送による電力の損失が大きいが、本考案では、海上で得られた電力をそのまま海上で使用することができるため、電力の損失を受けずに電力の利用が可能となる。
【００１０】
以上のことから、本考案の藻由来の燃料用油生成装置においては、そのままでは陸上で使用しにくい波力発電由来のエネルギーを利用して、藻から抽出される燃料用油という陸上でも極めて利用しやすいエネルギーに変換することを可能としている。
【００１１】
本考案の藻由来の燃料用油生成装置においては、前記藻から油が抽出された後の残渣をメタン発酵させるメタン発酵装置、または前記残渣からエタノールを生成するエタノール化装置を備えていることが好ましい。
【００１２】
藻から油を抽出すると、その残渣が必ず船体内に蓄積されることとなるが、残渣をメタン発酵させるメタン発酵装置、または残渣からエタノールを生成するエタノール化装置が設けられていることにより、残渣からさらにエネルギーを取り出すことができるとともに、残渣を蓄積させるためのスペースが不要となり、船体内のスペースの有効利用が図られる。
【００１３】
本考案の藻由来の燃料用油生成装置においては、前記藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度を検知するアンモニア濃度センサと、前記アンモニア濃度センサから送信されるアンモニア濃度情報に基づいて、前記藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度を制御するアンモニア濃度制御部とを備えていることが好ましい。
【００１４】
藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度が、最適範囲の下限値を下回ることをアンモニア濃度センサが検知すると、そのアンモニア濃度情報がアンモニア濃度制御部へ送信され、アンモニア濃度制御部は、藻培養槽へ栄養水を供給するとともに、藻培養槽内の培養液のアンモニア濃度が、最適範囲の上限値を超えることをアンモニア濃度センサが検知すると、そのアンモニア濃度情報がアンモニア濃度制御部へ送信され、アンモニア濃度制御部は、アンモニア濃度を低減するための水を前記藻培養槽へ供給する。
このような機能を有するアンモニア濃度センサとアンモニア濃度制御部とが設けられることにより、藻培養槽内の培養液の栄養状態は常に、藻の繁殖に適した状態で維持される。
【００１５】
本考案の藻由来の燃料用油生成装置においては、船首から船尾に向かって前記藻培養槽を複数備え、前記藻培養槽内の培養液の水位を検知する水位センサと、前記水位センサから送出される水位情報に基づいて前記藻培養槽内の培養液の水位が最大となるように調整する水位制御部を備えていることが好ましい。
【００１６】
藻培養槽内の培養液の残量は、藻の培養の活性度によって変動するが、水位センサと水位制御部の機能により、培養槽内の培養液の水位が最大となるように調整することができる。
【考案の効果】
【００１７】
本考案によると、海上で得られるエネルギー資源を有効に利用して、燃料用油を抽出することが可能な藻を大量に培養し、エネルギー効率良く燃料用油を抽出することができる藻由来の燃料用油生成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本考案の実施形態に係る藻由来の燃料用油生成装置の構成を示す図である。
【図２】本考案の藻由来の燃料用油生成装置における給電配線の一例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本考案をその実施形態に基づいて説明する。
図１に、本考案の実施形態に係る藻由来の燃料用油生成装置の構成を示す。
藻由来の燃料用油生成装置は、海上に浮かんだ状態の船体１に以下に述べる様々な装置が取り付けられて構成されている。藻由来の燃料用油生成装置には、波力発電装置２が設けられ、波力発電装置２によって得られた電力は、蓄電装置３によって蓄電される。蓄電装置３によって蓄電された電力は、以下に述べる各種装置の動力源として利用される。そのため、船体１内の各種装置に対して蓄電装置３からの給電配線がなされている。船体１にはまた、船内淡水供給部４と、船内酸性水供給部５とが設けられている。
【００２０】
船体１には、船首から船尾に向かって複数の藻培養槽６が設けられ、藻培養槽６では、淡水域ボトリオコッカス、淡水域イカダモ、淡水域ミドリムシ、海水域ミドリムシのような、燃料用油を抽出することが可能な藻が大量に培養される。
【００２１】
それぞれの藻培養槽６には、攪拌装置７とＬＥＤ照明器具８が取り付けられている。攪拌装置７は、培養液を藻培養槽６内全体に攪拌するためのものであり、これにより、培養液の水質を均一にして、藻の増殖を活発に行うことができる。攪拌によって、水流が縦向き横向き等のように、任意の方向に水流を発生させてもよい。また、藻培養槽６内上部の培養液を、水中ポンプで定期的に藻培養槽６内の下部に送り込んで、上下に循環させることにより、藻を藻培養槽６内全体で均一に培養させることができる。
【００２２】
ＬＥＤ照明器具８は、藻培養槽６内で藻が光合成を行うために設けられている。ＬＥＤ照明器具８には、蓄電装置３からの給電配線によって、波力発電装置２によって得られた電力が供給される。そのため、自然光の入らない、船体１内のホールドを藻培養槽６として使用しても、海上の波によって得られるエネルギーを利用して藻の光合成を行うことができる。なお、ＬＥＤ照明器具８に代えて他の種類の光源を用いることができる。
【００２３】
また、それぞれの藻培養槽６には、藻回収装置９が設けられ、藻回収装置９によって回収された藻は、藻回収管１０を通って藻蓄積部１１に蓄積される。藻回収装置９として、ネット等のフィルターを用いることができる。藻蓄積部１１に蓄積された藻は、油抽出装置１２に送られて油が抽出され、油精製装置１３で精製された後、油貯蔵タンク１４に貯蔵される。油抽出装置１２における油の抽出は、油圧プレスによるオイルの搾り出しや、藻を乾燥した後、ヘキサン、アセトン、クロロホルム等の有機溶剤で藻の細胞を破壊してから、これらの溶剤を蒸発除去する方法等によって行うことができる。
【００２４】
船体１にはまた、藻の残渣をメタン発酵させるメタン発酵装置１５が設けられている。また、藻の残渣からエタノールを生成するエタノール化装置１６を設けることもできる。メタン発酵装置１５とエタノール化装置１６は、必要に応じて、いずれか一方または両方を設けることができる。
【００２５】
残渣をメタン発酵させるメタン発酵装置１５、残渣からエタノールを生成するエタノール化装置１６が設けられていることにより、残渣からさらにエネルギーを取り出すことができ、このエネルギーを船体１内で利用することができる。さらに、残渣を蓄積させるためのスペースが不要となり、船体内のスペースの有効利用が図られるとともに、残渣が蓄積されることによる船体１の搭載重量が増加することを防止できる。
【００２６】
船体１には、汲み上げポンプ１７が設けられ、汲み上げポンプ１７によって汲み上げられた海水は、淡水化装置１８によって淡水化される。この淡水は、船内淡水供給部４に蓄積され、淡水供給管１９を介して水量調節部２０に送られ、水位制御部２１によって、水流量調節弁２２が制御されて、給水管２３を介して藻培養槽６に供給される淡水の水量が調節される。その結果、藻培養槽６内の培養液の水位が調整される。
【００２７】
淡水域ボトリオコッカスや淡水域イカダモを培養する場合には、上述した方法で得られる淡水が用いられるが、淡水域ミドリムシを培養する場合には、淡水域ミドリムシがｐＨ４〜５程度の酸性を好むため、船内酸性水供給部５から酸性水供給管２４を介して酸性水が水量調節部２０に送られる。また海水域ミドリムシを培養する場合には、汲み上げポンプ１７で汲みあげられた海水を酸性化して用いることができる。
さらに、船体１が岸壁近くに停泊しているときは、岸壁に船外淡水供給部２５と船外酸性水供給部２６とを設けて、淡水または酸性水を水量調節部２０に供給することもできる。
【００２８】
それぞれの藻培養槽６には、藻培養槽６内の培養液の水位を検知する水位センサ２７が設けられている。この水位センサ２７で検知される水位情報は、水位センサ２７と電気的に接続されている水位制御部２１に送出されて、藻培養槽６の培養液の水位が最大となるように調整されている。藻培養槽６の培養液の水位の調整は、水量調節部２０から藻培養槽６へ供給される水量を水流量調節弁２２によって制御することによって行われる。
【００２９】
藻が光合成を行うと水を消費するが、上述した水位センサ２７と水位制御部２１の機能により、藻培養槽６の培養液の水位を最大にして、藻の繁殖状況を最大レベルに維持することができる。また、複数の藻培養槽６において、水の消費量に変動が生じても、上記の装置構成によって、藻培養槽６間の水位のアンバランスを解消することができる。
【００３０】
また、藻の増殖に必要な培養液の栄養濃度を調整するために、それぞれの藻培養槽６にアンモニア濃度センサ２８を設け、これを制御するために、アンモニア濃度センサ２８と電気的に接続されたアンモニア濃度制御部２９を設置することができる。一例として、藻培養槽６内での培養液のアンモニア濃度が５０ｐｐｍ以上１００ｐｍ以下であるときを適正値とした場合に、アンモニア濃度が５０ｐｐｍを下回るときは、栄養塩となる肥料を適量含む栄養水を各藻培養槽６に供給する。また、アンモニア濃度が１００ｐｐｍを超えるときは、アンモニア濃度制御部２９と水位制御部２１の判断によって、アンモニア濃度が１００ｐｐｍ以下になるまで、アンモニア濃度を低減するための水を、水量調節部２０を介して各藻培養槽６内へ供給する。
【００３１】
すなわち、藻培養槽６内の培養液のアンモニア濃度が、最適範囲の下限値を下回ることをアンモニア濃度センサ２８が検知すると、そのアンモニア濃度情報がアンモニア濃度制御部２９へ送信され、アンモニア濃度制御部２９は、栄養水供給弁３０を開いて、栄養水蓄積槽３１から栄養水供給管３２を介して、栄養水を水量調節部２０へ供給する。水量調節部２０へ供給された栄養水は、供給対象である藻培養槽６へ接続された給水管２３の水流量調節弁２２が開かれることにより、その藻培養槽６へ供給される。
【００３２】
また、藻培養槽６内の培養液のアンモニア濃度が、最適範囲の上限値を超えることをアンモニア濃度センサ２８が検知すると、そのアンモニア濃度情報がアンモニア濃度制御部２９へ送信され、アンモニア濃度制御部２９は水位制御部２１に対して、アンモニア濃度を低減するための水を供給するよう指示を出す。水位制御部２１は、水の供給対象となる藻培養槽６へ接続された給水管２３の水流量調節弁２２を開いて、その藻培養槽６へ水を供給する。
上述のアンモニア濃度制御は、アンモニア濃度の最適範囲の下限値と上限値をアンモニア濃度制御部２９の記憶部に記憶しておき、アンモニア濃度センサ２８で検知されるアンモニア濃度と、記憶された下限値、上限値との比較を行うことによって実現できる。
上記の制御により、藻培養槽６内の培養液は常に、藻の繁殖に適した状態で維持される。
【００３３】
さらに、藻培養槽６内の培養液の水質を維持して、微生物の適正な繁殖を促進するために、それぞれの藻培養槽６内に、溶存酸素濃度センサとブロワーを設け、これらを制御するための溶存酸素濃度制御部を設けてもよい。これによって、藻の増殖を行うために必要な酸素濃度を調整することができる。
【００３４】
図２に、本考案の藻由来の燃料用油生成装置における給電配線の一例を示す。
本考案の藻由来の燃料用油生成装置では、船体１内で使用される電力は、波力発電装置２によって供給されるように給電配線がなされている。波力発電装置２によって得られた電力は、蓄電装置３によって蓄電され、蓄電装置３から、攪拌装置７、ＬＥＤ照明器具８、藻回収装置９、油抽出装置１２、油精製装置１３、メタン発酵装置１５、エタノール化装置１６、汲み上げポンプ１７、淡水化装置１８等に対して給電配線３３がなされている。
【００３５】
このような配線系統を備えることにより、海上の波動エネルギーを有効に利用できるとともに、蓄電装置３によって蓄電することができるため、波の弱い期間があっても、電力を継続的に利用することができる。
なお、図２に示す配線系統は一例であって、水位制御部２１、水流量調節弁２２、水位センサ２７、アンモニア濃度センサ２８、アンモニア濃度制御部２９、栄養水供給弁３０の他、船体１内で使用される全ての各種装置に対して、同様の給電配線３３を設けることができる。
【００３６】
以上説明した藻由来の燃料用油生成装置は、波力発電装置２によって発電された電力をエネルギー源として藻を培養し、燃料用油を生成するものである。波力発電装置２は基本的に、波によって振動する物体に生じる運動エネルギーを電力に変換してエネルギーを得るものであり、波動エネルギー自体は利用しにくいエネルギーである。これに対して、燃料用油はエネルギーを取り出しやすく、利用しやすいエネルギーである。本考案は、波動エネルギーという利用しにくいエネルギーを、燃料用油という利用しやすいエネルギーに変換する装置ということができ、エネルギー変換装置という観点から、優れたものである。
【００３７】
また、燃料用油を抽出した後の残渣を船体１内で処理することができるため、廃棄物処理の負担が小さく、藻由来の燃料用油生成装置が一つの閉じた系として機能している。従って、エネルギー生成過程において廃棄物生成割合の小さい優れたエネルギー変換装置ということができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本考案は、海上で得られるエネルギー資源を有効に利用して、燃料用油を抽出することが可能な藻を大量に培養し、エネルギー効率良く燃料用油を抽出することができる藻由来の燃料用油生成装置として利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１  船体
２  波力発電装置
３  蓄電装置
４  船内淡水供給部
５  船内酸性水供給部
６  藻培養槽
７  攪拌装置
８  ＬＥＤ照明器具
９  藻回収装置
１０  藻回収管
１１  藻蓄積部
１２  油抽出装置
１３  油精製装置
１４  油貯蔵タンク
１５  メタン発酵装置
１６  エタノール化装置
１７  汲み上げポンプ
１８  淡水化装置
１９  淡水供給管
２０  水量調節部
２１  水位制御部
２２  水流量調節弁
２３  給水管
２４  酸性水供給管
２５  船外淡水供給部
２６  船外酸性水供給部
２７  水位センサ
２８  アンモニア濃度センサ
２９  アンモニア濃度制御部
３０  栄養水供給弁
３１  栄養水蓄積槽
３２  栄養水供給管
３３  給電配線
【図１】
0003169645.tif 000003
【図２】
0003169645.tif 000004