(57)【要約】  エネルギー生成システムは、溶剤チェンバー、圧力チェンバー、及び圧力チェンバーから溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含む。溶剤チェンバーは、溶剤を維持し、圧力チェンバーは、溶剤で溶解されていない溶質を含む溶質溶液を維持する。半透性隔壁は、溶剤分子が浸透することができ、溶質分子が浸透することができない。溶剤分子は、半透性隔壁を横切って閉鎖圧力チェンバーの溶質溶液に放出されて圧力チェンバーの圧力を増加することによって、静水圧の形態にエネルギーを発生させる。変換装置は、圧力チェンバーでの増加された圧力をエネルギーに変換させることができる。溶質溶液は、使用後排出されて再循環することができる。
2006528740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶剤溶液を維持する溶剤チェンバーと、
溶質溶液を維持する圧力チェンバーと、
前記圧力チェンバーから前記溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁であって、溶剤分子が浸透することができ、溶質分子が浸透することができない半透性隔壁とを含み、
前記溶剤分子は、前記半透性隔壁を横切って閉鎖圧力チェンバーの溶質溶液に放出され、前記圧力チェンバーの圧力を増加させることによって静水圧の形態でエネルギーを発生させる
ことを特徴とするエネルギー生成システム。
【請求項２】
前記溶質溶液は飽和溶液であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３】
前記半透性隔壁は膜であることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項４】
前記半透性隔壁はゲルであることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項５】
前記膜を含むカートリッジを更に含み、前記カートリッジは溶剤チェンバーに開放されて隣接することを特徴とする請求項３に記載のエネルギー生成システム。
【請求項６】
前記カートリッジは逆浸透カートリッジであることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項７】
前記溶質溶液の濃度は実質的に一定したレベルで維持されることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項８】
前記圧力チェンバーは飽和溶質溶液であって、前記溶質溶液を維持するために溶解されていない溶質の結晶を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項９】
前記溶剤チェンバーは開放されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１０】
前記溶剤チェンバーは閉鎖されていることを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１１】
前記溶剤チェンバーを開放して閉鎖する一つ以上の弁を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１２】
前記圧力チェンバー内の静水圧を機械的仕事に変換する変換装置を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１３】
前記変換装置は前記圧力チェンバーと通じる第１ピストンを含み、前記ピストンは、圧力チェンバーに溶剤分子の拡散によって圧力チェンバー内の圧力増加に応じ、第１位置から第２位置に移動することを特徴とする請求項１２に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１４】
前記変換装置は、第１ピストンと通じる圧力チェンバーを作動液から分離するダイアフラムを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１５】
前記変換装置は前記第１ピストンに連結されたプッシュロッドを更に含み、前記プッシュロッドは、前記第１ピストンの移動に応じて移動することを特徴とする請求項１４に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１６】
前記プッシュロッドに連結された機械装置を更に含み、前記プッシュロッドの移動は機械装置を作動するのに用いられることを特徴とする請求項１５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１７】
前記機械装置は、交流発電機、発電機、ギア、フライホイール、油圧モータ及びレバーのうち一つを含むことを特徴とする請求項１６に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１８】
前記ピストンを第１位置に再度移動させるリターンシステムを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー生成システム。
【請求項１９】
前記リターンシステムは、プッシュロッドをプッシュするリターンスプリングを含むことを特徴とする請求項１８に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２０】
前記リターンシステムは、第２溶剤チェンバー、第２圧力チェンバー、前記第２溶剤チェンバーから前記第２圧力チェンバーを分離する第２半透性隔壁、及び第２溶剤チェンバーから半透性隔壁を通して第２圧力チェンバーへの溶剤の流れに応じて移動する第２ピストンを含み、前記第２ピストンは、第１ピストンを第１位置に再度プッシュすることを特徴とする請求項１８に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２１】
前記第１ピストンが第１位置に再度移動されるとき、ブローダウンとしての溶質溶液を排出させる排出システムを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２２】
前記ピストンが第１位置に再度移動された後、溶剤を再循環する再循環システムを更に含むことを特徴とする請求項１８に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２３】
前記再循環システムは、エネルギー生成システムによって生成されるエネルギーの一部を用いることを特徴とする請求項２２に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２４】
前記再循環システムは、第１位置へのピストンの後進の間、排出チャネルを通じて放出される溶質溶液を収集するブローダウン収容チェンバーを含むことを特徴とする請求項２３に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２５】
前記再循環装置は、溶質残留物を固体形態に維持し、溶質溶液内の溶剤を溶剤蒸気で蒸発させるブローダウン収容チェンバーに連結される加熱装置を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２６】
前記加熱装置は放射熱源からの熱を用いることを特徴とする請求項２５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２７】
前記加熱装置は電気加熱装置からの熱を用いることを特徴とする請求項２６に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２８】
前記再循環装置は、前記ブローダウン収容チェンバーから溶剤蒸気を収容し、溶剤蒸気を液体溶剤に変換し、液体溶剤を溶剤チェンバーにリターンさせる凝縮器を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項２９】
前記再循環装置は、溶剤の蒸発を容易にする加熱装置と結合して溶剤チェンバー内の真空を溶剤の低蒸気圧に適用する真空ポンプを更に含むことを特徴とする請求項２８に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３０】
前記再循環システムは、溶剤の蒸発後溶質の残留物を圧力チェンバーにリターンさせる溶質再循環装置を更に含むことを特徴とする請求項２５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３１】
前記ブローダウン収容チェンバーは、溶質溶液を冷凍させて溶質を凍結乾燥させたり凝縮させたりすることを特徴とする請求項２４に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３２】
前記圧力チェンバー内の圧力を所望の圧力にセッティングする圧力チェンバーと通じるバッファチェンバーを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３３】
前記バッファチェンバーは圧縮気体で満たされ、圧力チェンバーでの溶質溶液とバッファチェンバーでの圧縮気体を分離する弾性ダイアフラムを含むことを特徴とする請求項３２に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３４】
前記溶剤チェンバーで膜を横切って圧力チェンバーへの溶剤の流れを許容する制御弁を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３５】
前記溶剤チェンバーから膜を通じて溶剤の流れを制御する流れ制限装置を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３６】
前記溶剤は、水溶液、メタノール、液体臭素、及びその混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３７】
前記溶質は、ＮａＣｌ、ＡｌＣｌ３、ＬｉＣｌ、溶剤−可溶性酸、塩基、無機酸の金属塩、有機酸の金属塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、糖類、コロイド浸透剤、無機又は有機重合体、糖類、アルコール及びその混合物を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３８】
前記カートリッジは圧力チェンバーの内部に位置されることを特徴とする請求項５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項３９】
前記カートリッジはサックを形成するために分離機によって分離された２個の膜を含むことを特徴とする請求項５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項４０】
複数のピストンを更に含むことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー生成システム。
【請求項４１】
複数の膜カートリッジを更に含むことを特徴とする請求項５に記載のエネルギー生成システム。
【請求項４２】
溶剤チェンバー、圧力チェンバー、及び前記圧力チェンバーから前記溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含むエネルギー発生システムを提供する段階と、
前記溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階と、
前記圧力チェンバーに溶質と溶剤とを含有する溶質溶液で満たす段階と、
前記溶剤を溶剤チェンバーで膜へ流れるようにして溶剤分子が半透膜を横切って溶質溶液に放出されることによって、圧力チェンバーで圧力を増加させる段階と、
圧力チェンバーで増加された圧力をエネルギーに変換する段階と
を含むことを特徴とするエネルギー生成方法。
【請求項４３】
前記圧力チェンバーから溶質溶液を排出させる段階を更に含むことを特徴とする請求項４２に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４４】
前記圧力チェンバーから溶質溶液を排出させた後、溶質溶液を再循環する段階を更に含むことを特徴とする請求項４３に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４５】
前記再循環段階は、溶剤分子から溶質分子を溶質溶液から分離する段階を含むことを特徴とする請求項４４に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４６】
前記溶剤分子から前記溶質分子を分離する段階は、溶剤を蒸発させる段階を含むことを特徴とする請求項４５に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４７】
蒸発された溶剤を液体溶剤に凝縮させる段階を更に含むことを特徴とする請求項４６に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４８】
前記液体溶剤を溶剤チェンバーにリターンさせる段階を更に含むことを特徴とする請求項４７に記載のエネルギー生成方法。
【請求項４９】
前記溶質分子を圧力チェンバーにリターンさせる段階を更に含むことを特徴とする請求項４５に記載のエネルギー生成方法。
【請求項５０】
溶剤チェンバー、圧力チェンバー、及び前記圧力チェンバーから前記溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含むエネルギー発生システムを提供する段階と、
前記溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階と、
前記圧力チェンバーに溶質溶液を満たす段階と、
前記溶剤チェンバーから膜に溶剤を流れるようにし、溶剤分子が半透膜を横切って溶質溶液に放出されることによって、圧力チェンバーで圧力を増加させる段階と
を含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する方法。
【請求項５１】
前記溶剤チェンバーを加圧する段階を更に含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記溶剤チェンバーを加圧する段階は、前記溶剤チェンバーと通じる外部の圧力ポンプを用いる段階を含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
前記圧力チェンバーでの圧力増加をエネルギーに変換する段階を更に含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
前記溶剤チェンバーを加圧する段階を更に含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記溶剤チェンバーを加圧する段階は、溶剤チェンバーと通じる外部の圧力ポンプを用いる段階を含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記圧力チェンバーでの圧力増加を変換することによって発生するエネルギーの一部を用いて、前記外部の圧力ポンプに電力を供給する段階を更に含むことを特徴とする正常状態、高圧を生成して維持する請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
閉鎖溶剤チェンバー、開放圧力チェンバー、及び前記圧力チェンバーから前記溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含む装置を提供する段階と、
前記溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階と、
前記圧力チェンバーに溶質溶液を満たす段階と、
前記溶剤チェンバーから膜に溶剤を流れるようにし、溶剤分子が半透膜を横切って溶質溶液に放出されることによって、前記溶剤チェンバーでボイドを残す段階と
を含むことを特徴とする真空生成方法。
【請求項５８】
前記圧力チェンバーから溶質溶液を排出させる段階を更に含むことを特徴とする請求項５７に記載の真空生成方法。
【請求項５９】
前記溶剤チェンバーから溶剤の流れを制御する段階を更に含むことを特徴とする請求項５７に記載の真空生成方法。
【請求項６０】
溶質分子の通過を妨害し、溶剤分子が通過できる物質を含む第１層と、
溶質分子の通過を妨害し、溶剤分子が通過できる物質を含む第２層であって、前記第１層に連結されてポケットを有するサックを形成する第２層と、
サックのポケット内に配置された支持部と
を含むことを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する膜カートリッジ。
【請求項６１】
前記第１層及び第２層は接合され、サックが３個の側面に対して閉鎖され、第４側面に対して開放されることを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する請求項６０に記載の膜カートリッジ。
【請求項６２】
前記サックの第４側面に付着された多孔チューブを更に含むことを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する請求項６１に記載の膜カートリッジ。
【請求項６３】
多孔チューブを溶剤チェンバーに密封する一つ以上のＯリングを更に含むことを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する請求項６２に記載の膜カートリッジ。
【請求項６４】
前記カートリッジは、圧力チェンバーの内部に配置されて溶剤チェンバーと通じるように構成されたことを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する請求項６３に記載の膜カートリッジ。
【請求項６５】
前記サックの他の側面に連結された第２多孔チューブを更に含むことを特徴とするエネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離する請求項６２に記載の膜カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーを生成するためのシステム及び方法に関する。更に詳細には、本発明は、運動エネルギーをブラウン運動から気体又は液体の拡散を通じて有用なエネルギー、力、及び仕事に変換するためのシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業先進国のエネルギー需要は、石油、石炭、及び天然ガス等の化石燃料により又は核分裂物質により主に供給される。核燃料のみでなく化石燃料の全世界的な供給は、必然的に制限されているが、何百万年もかかって作り出される石炭及び油が、現在の全世界的なエネルギー使用のレベルでは、たった数十年という短期間に消費される。また、燃焼式エネルギーシステムは、公害等の特別な社会的問題、及び燃料の供給源と利用性に関する政治的問題を引き起こす。
【０００３】
伝統的なエネルギー源を取り囲んだ問題が続くことによって、また、エネルギー使用の世界的な比率が増加することによって、代替形態のエネルギーの開発が更に重要視されている。先進工業社会のエネルギー需要が、核エネルギー及び天然ガスシステム等の代替エネルギー源及び太陽熱、風力、水力又は地熱等の再生可能なエネルギー源により充足されなければならないことは、長年の期間の間に当業者に認知されて来た。現在、再生可能なエネルギー源からのパワーは、電力供給網から遠隔の位置において特殊な目的に利用される。例えば、太陽熱は遠隔地で小型送水ポンプ又は通信設備を作動させるために利用することができる。短所は、太陽熱が夜間には利用できず、また雲量により減少することである。同様に、風力は、機器を作動させるために必要な最小風速を超えた風があるときのみに利用することができる。電力レベルの変化が避けられないこと、及び電力供給が中断されることから、太陽熱及び風力は先進工業社会での主要な電力源としては好ましくない。
【０００４】
住宅を含んだ建築物、自動車、輸送システム、及び多数の汎用装置に電力を供給するための、清潔で、効率的で、すぐに使えて再生可能なエネルギー源が広範囲に求められている。燃焼させる必要がない燃料の豊かな又は再生可能な供給を消費することによって、電気を発生させることができる装置は、前記タイプのエネルギー供給及び方法への依存を減少させる。エネルギー源として望ましいのは、無公害で、効率的であり、貯蔵可能であり、運搬可能であり、クリーンであり、豊富であり、そして国内で再生可能な資源からすぐに利用できることである。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、運動エネルギーをブラウン運動から気体又は液体の利用を通じて有用なエネルギー、力、及び仕事に変換するシステム及び方法を提供する。本発明の例示的な実施例のエネルギー発生システムは、溶剤溶液を維持する溶剤チェンバー、溶質溶液を維持する圧力チェンバー、及び前記圧力チェンバーから前記溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含む。前記隔壁は溶剤分子が浸透することができ、溶質分子が浸透することができない。溶剤と溶質間の濃度の差によって、前記溶剤分子は、半透性隔壁を横切って閉鎖圧力チェンバーの溶質に放出されて圧力チェンバーの圧力を増加させることによって、静水圧の形態でエネルギーを発生させる。
【０００６】
一実施例の一態様によるエネルギー生成システムは、溶剤チェンバー、溶質チェンバー及び半透性隔壁を含む。前記溶剤チェンバーは溶剤溶液を維持する。前記圧力チェンバーは溶質溶液を維持する。前記半透性隔壁は、溶剤チェンバーを圧力チェンバーから分離し、溶剤分子が浸透できるが、溶質分子が浸透することができない。従って、溶剤分子は半透性隔壁を横切って閉鎖圧力チェンバーの溶質溶液に放出されて圧力チェンバーの圧力を増加させることによって、静水圧の形態でエネルギーを発生させる。溶質溶液は飽和溶液である可能性がある。半透性隔壁は膜であり得る。半透性隔壁はゲルであり得る。膜はカートリッジに含まれ得、ここでカートリッジは溶剤チェンバーに開放されたり隣接する。カートリッジは逆浸透カートリッジであり得る。いくつかの態様によると、溶剤溶液の濃度は実質的に一定のレベルで維持される。いくつかの態様によると、圧力チェンバーは飽和溶質溶液であって、前記溶質溶液を維持するために溶解されない溶質の結晶を含む。溶剤チェンバーは、例えば、溶剤チェンバーを開放したり閉鎖する一つ以上の弁により開放されたり閉鎖され得る。他の態様によると、前記システムは圧力チェンバー内の静水圧を機械的な仕事に変換する変換装置を更に含むことができる。変換装置は圧力チェンバーと通じている第１ピストンを含むことができ、ここで前記ピストンは圧力チェンバーで溶剤分子の拡散により圧力チェンバー内の圧力増加に応じて、第１位置から第２位置に移動する。変換装置は第１ピスチンと通じている圧力チェンバーを作動液から分離するダイアフラムを更に含み得る。変換装置は、第１ピストンに連結されたプッシュロッドを更に含むことができ、ここでプッシュロッドは第１ピストンの移動に応じて移動する。プッシュロッドに連結された機械装置があることもでき、ここでプッシュロッドの移動は機械的装置を作動させるのに利用される。機械装置は交流発電機、発電機、ギア、フライホイール、油圧モータ、及びレバーを含むことができる。実施例の多様な態様は、ピストンを第１位置に再び移動させるリターンシステムを含む。リターンシステムはプッシュロッドをプッシュするリターンスプリングを含むことができる。リターンシステムは第２溶剤チェンバー、第２圧力チェンバー、第２溶剤チェンバーから第２圧力チェンバーを分離する第２半透性隔壁、及び第２溶剤チェンバーで半透性隔壁を通じて第２圧力チェンバーへの溶剤流れに応じて移動する第２ピストンを含む第２システムを更に含み、ここで第２ピストンは、第１ピストンを第１位置に再びプッシュする。リターンシステムを有する実施例で、第１ピストンが第１位置に再び移動される時、ブローダウンとしての溶質溶液を排出させる排出システムがあり得る。リターンシステムを有する実施例ではピストンが第１位置に再び移動された後、溶質を再循環する再循環システムがあることもできる。再循環システムはエネルギー生成システムにより生成されるエネルギーの一部を利用する。再循環システムは、第１位置へのピストンが後進する間に排出チャネルを通じて放出される溶質溶液を収集するブローダウン収容チェンバーを含むことができる。再循環装置は溶質残留物を固体形態で維持しながら、溶質溶液内の溶剤を溶剤蒸気で蒸発させるブローダウン収容チェンバーに連結される加熱装置を更に含むことができる。加熱装置は放射熱源からの熱を利用することができる。加熱装置は電気加熱装置からの熱を利用することができる。再循環装置は、ブローダウン収容チェンバーから溶剤蒸気を収容し、溶剤蒸気を液体溶剤に変換し、液体溶剤を溶剤チェンバーにリターンさせる凝縮機を更に含む。再循環装置は、溶剤の蒸発を容易にする加熱装置と結合してブローダウン収容チェンバー内の真空を溶剤の低蒸気圧に適用する真空ポンプを更に含むことができる。再循環システムは、溶剤の蒸発の後、溶質残留物を圧力チェンバーにリターンさせる溶質再循環装置を更に含む。ブローダウン収容チェンバーは溶質溶液を冷凍させて溶質を冷凍乾燥させたり凝縮させ得る。他の態様によると、バッファーチェンバーは、圧力チェンバー内の圧力を望む圧力でセッティングする圧力チェンバーと通じることができる。バッファーチェンバーは圧縮ガスで満たされ、圧力チェンバーでの溶質溶液とバッファーチェンバーでの圧縮ガスを分離する弾性ダイアフラムを含むことができる。実施例の他の態様によると、溶剤チェンバーで膜を横切って圧力チェンバーへの溶剤流れを許容する制御弁があり得る。流れの制限装置は、溶剤チェンバーから膜を通じて溶剤流れを制御することができる。溶剤は、水溶液、メタノール、液体ブロム及びその混合物を含むことができる。溶質は、NaCl、AlCl3、LiCl、溶質−可溶性酸、塩基、無機酸の金属塩、有機酸の金属塩のうち、いずれの一つ以上、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、糖類、コロイド浸透剤、無機又は有機重合体、糖類、アルコール及びその混合物を含むことができる。カートリッジは圧力チェンバーの内部に位置され得る。カートリッジは、サックを形成するために分離機により分離された２層の膜を含むことができる。システムは複数のピストンを含むことができる。また、システムは、複数の膜カートリッジを含むことができる。実施例の態様は、叙述された実施例の個別的な態様の多様な組合せを含むこともできる。
【０００７】
実施例の他の態様によると、エネルギーを生成する方法は、溶剤チェンバー、圧力チェンバー及び圧力チェンバーから溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含むエネルギー発生システムを提供する段階、溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階、圧力チェンバーに溶質と溶剤とを含有する溶質溶液を満たす段階、溶剤を溶剤チェンバーで膜に流れるようにして溶剤粒子が半透膜を横切って溶質溶液に放出されることによって、圧力チェンバーで圧力を増加させる段階、及び圧力チェンバーで増加された圧力をエネルギーに変換する段階を含むことができる。本方法は、圧力チェンバーから溶質溶液を排出させる段階を更に含むことができる。本方法は、また圧力チェンバーから溶質溶液を排出させた後、溶質溶液を再循環する段階を更に含むことができる。なお、本方法は、溶剤分子から溶質分子を溶質溶液で分離する段階を含む再循環段階を含むことができる。溶剤分子から溶質分子を分離する段階は、溶剤を蒸発させる段階を含むことができる。分離段階を含む本方法は、蒸発された溶剤を液体溶剤で凝縮する段階も含むことができる。凝縮の後、本方法は、液体溶剤を溶剤チェンバーにリターンさせる段階を含むことができる。結局、溶質分子は圧力チェンバーにリターンされ得る。
【０００８】
実施例の他の態様によると、正常状態、高圧を生成して維持する方法は、溶剤チェンバー、圧力チェンバー及び圧力チェンバーから溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含むエネルギー発生システムを提供する段階、溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階、圧力チェンバーに溶質溶液を満たす段階、及び溶剤チェンバーから膜に溶剤を流れるようにして溶剤分子が半透膜を横切って、溶質溶液に放出されることによって、圧力チェンバーで圧力を増加させる段階を含むことができる。前記方法は、溶剤チェンバーを加圧する段階を含むことができる。溶剤チェンバー加圧段階は溶剤チェンバーと通じる外部圧力ポンプを利用する段階を含むことができる。前述した方法のうち、いずれの一つは圧力チェンバーでの圧力増加をエネルギーに変換する段階を更に含むことができる。外部圧力ポンプを利用する時、外部圧力ポンプは、圧力チェンバーで圧力増加を変換することによって、発生するエネルギーの一部を利用して電力が供給され得る。
【０００９】
実施例の他の態様によると、真空を生成する方法は閉鎖溶剤チェンバー、開放圧力チェンバー、及び圧力チェンバーから溶剤チェンバーを分離する半透性隔壁を含む装置を提供する段階、溶剤チェンバーに溶剤を満たす段階、圧力チェンバーに溶質溶液を満たす段階、及び溶剤チェンバーから膜に溶剤を流れるようにして、溶剤分子が半透膜を横切って溶質溶液に放出されることによって、溶剤チェンバーにボイドを残す段階を含むことができる。本方法は、圧力チェンバーから溶質溶液を排出させる段階を更に含むことができる。また、本方法は、溶剤チェンバーから溶剤の流れを制御する段階を含むことができる。
【００１０】
実施例の他の態様によると、エネルギー生成システムで圧力チェンバーを溶剤チェンバーから分離するための膜カートリッジが提供される。前記カートリッジは第１層、第２層、及び支持部を含む。第１層は、溶質分子の通過を妨害しながら、溶剤分子が通過され得る物質を含む。第２層は、溶質分子の通過を妨害しながら、溶剤分子が通過され得る物質を含み、ここで第２層は、第１層に連結されてポケットを有するサックを形成する。支持部は、サックのポケット内に配置され得る。第１層及び第２層は接合され、サックは３個の側面に対して密閉され、第４側面に対してが開放される。膜カートリッジは、サックの第４側面に取り付けられた多孔チューブを含むことができる。膜カートリッジは、多孔チューブを溶剤チェンバーに密封する一つ以上のＯリングを含むことができる。膜カートリッジは、圧力チェンバーの内部に配置されて溶剤チェンバーと通じるように構成され得る。結局、膜カートリッジは、サックの他の側面に連結された第２多孔チューブを含むことができる。
【００１１】
図面で、同一の参照番号の指示は同一の要素を示す。
【発明の詳細な説明】
【００１２】
本発明は、エネルギーを生成するための改良されたシステム及び方法を提供する。本発明は、再生可能なエネルギー源を利用する効率的な、低コストのエネルギー発生システムを提供する。本発明は、例示的な実施例に関して後述されるだろう。当業者は、本発明が多数の他の適用及び実施例に実施されることができ、ここで叙述された特定実施例の適用で特別に制限されないということを理解する。
【００１３】
〈エネルギー源〉
液体及び気体システムでは、分子が一定の運動、ブラウン運動をする。前記運動は、周辺の温度と直接関係を有し、温度が高いほど分子運動の運動エネルギーは大きくなる。他に変化がなければ、例えば、システムでの温度を２倍とすると、ブラウン運動の運動エネルギーは２倍に増加する。他の液体又は気体システムと同様、ブラウン運動は、本発明の装置のチェンバーで発生し、前記チェンバーでの全運動エネルギーは周辺の温度と直接に関係する。周辺の環境から（究極的には太陽光から）の熱は、溶剤透過性隔壁を通じて溶質溶液内に、即ち、高溶剤濃度の領域から低溶剤濃度の領域に出て行く溶剤分子のブラウン運動にエネルギーを提供する。従って、本発明のシステムを駆動するエネルギーは、太陽からのエネルギーである。
【００１４】
半透性隔壁が、異なる濃度を有する２つの流体、例えば異なる塩度を有する２つの溶液を分離すると、浸透が発生する。ここで、用語「浸透」は、溶剤分子が高濃度の溶剤から半透性隔壁を通って低濃度の溶剤内に、溶剤濃度の傾きに従って移動する傾向を言う。また用語「溶剤」及び「溶剤溶液」は、他の物質を溶解させることができ、あるいは他の物質と混和性である液体物質を言う。また、用語「溶質」は、溶剤に溶解し、または溶剤により溶解され、あるいは溶剤と混和性である物質を言う。ここで、混和性の物質は互いに可溶性であるものであり、即ち、ある物質の任意の量は、他のものの任意の量と可溶性である。ここでの議論の目的のために、混和性の「溶剤」分子は膜を通過することができるが、可溶性の「溶質」分子は膜を通過することができないものである。また、用語「溶質溶液」は、溶媒と溶質を含む溶液を言う。用語「半透性隔壁」は、有機又は無機物質からなる多孔質の、浸透性、疎水性、親水性、又は帯電された隔壁であって、溶剤分子は通過できるが、溶質分子は通過できないものを言う。また、用語「半透膜」は、有機又は無機物質からなる多孔性膜であって、主に分子のサイズにより、溶剤分子は通過できるが溶質分子は通過できないものを言う。半透性隔壁又は膜は、溶剤分子の通過を許容すると同時に溶質分子を固定又はトラップするゲルマトリクス又はマクロ多孔性イオン交換ビーズを含むことができる。浸透の一例では、水が生細胞の細胞質膜等の半透膜を通じて低溶質濃度の領域から高溶質濃度の領域に透過して行く性質がある。
【００１５】
平衡状態を確立するために、前記膜の高濃度側の圧力が浸透圧に達するかこれを超過するまで、液体は半透性隔壁を通じて高濃度を有する溶液の方へ流れる。ここで、用語「浸透圧」は、溶剤分子が半透膜を通って正味一方向に移動することより、溶質のチェンバーにかかる静水圧が半透膜を通って溶剤がそれ以上移動するのを防止するのに充分に高い点を言う。用語「浸透圧」はまた、系に印加され、半透膜を横切って溶剤がそれ以上移動するのを防止するのに充分高い静水圧を生成する圧力を言う。高濃度溶液を含む半透性隔壁の一方の側に浸透圧以上の圧力が印加されると、低濃度を有する他方の側で半透性隔壁を横切って前記一方の側に液体が流れるのを停止させる。従って、半透性隔壁の溶剤側から溶質側への正味の水の流れを止めるためには、すなわち半透性隔壁を介した正味の水の流れをゼロにするためには、半透性隔壁の溶質側に印加する圧力は、溶剤濃度勾配に従って溶剤が拡散することによって加えられる圧力と等しく反対向きである。溶液の浸透圧は、ファント・ホッフ式により計算される。用語「ファント・ホッフ式」は、下記の式π＝ｃＲＴを言い、ここで、π＝浸透圧、ｃ＝全てのイオンのモル濃度の合計、Ｒ＝気体定数＝0.082、Ｔ＝絶対温度である。
【００１６】
浸透作用によって時間をかけて半透性隔壁の両側の分布が均一になる、水等の溶剤分子の拡散又は流出は、相当な比率の圧力を生成することができる。ここで、用語「拡散」は、気体又は液体分子の種類が高濃度の領域から低濃度の領域へ分子の分布が均一となるように移動する性質を言う。また、用語「流出（effusion）」は、半透膜又は隔壁を介した分子の移動を言う。例えば、真水（溶剤）が「誤って」逆浸透膜を通じて海水中へ出て行くのを防止するためには、半透性隔壁の海水側に大略２８barの圧力を加えなければならない。（１barは、１kg/cm2の圧力及び１気圧の圧力と同じである。）２８barの力で真水を製造するのではない。正味流れをゼロにする、即ち、一方の方向への流れが他方へ流れと等しくなるようにする。海水の塩分を残して真水に膜を通過させるために、２８bar（４０６psi）を超える圧力を加えなければならない。実際に、逆浸透（ＲＯ）方法では、一般に３５乃至５５bar（５０８〜７９８psi）の圧力を加える。用語「逆浸透」は、溶質溶液の浸透圧より大きい圧力を加えることで、溶剤濃度勾配に反して半透膜を通じて溶剤の正味一方向の移動が反転される処理を言い、海水から真水を製造するのに利用される。
【００１７】
図１に、本発明の例示的な実施例によるエネルギーを発生させるためのエネルギー発生システム１０を示す。このシステム１０は、溶剤溶液を収容する溶剤チェンバー２０、及び溶質溶液を収容する圧力チェンバー３０を含む。半透膜等の半透性隔壁４０は、圧力チェンバー３０から溶剤チェンバー２０を分離する。例示的な隔壁４０は、水分子及び他の少量の溶剤等の溶剤分子が浸透することができ、ＮａＣｌ等の溶質分子が浸透することができないので、溶質分子が隔壁を通過することを遮断すると同時に、溶剤分子が隔壁を通って流れるのを許容する。例示的な実施例によると、溶剤チェンバー２０の溶剤溶液及び圧力チェンバー３０の溶質溶液は、異なる濃度を有する。溶剤溶液と溶質溶液間の濃度の差異は、溶剤チェンバー２０で半透性隔壁４０を通って圧力チェンバー３０の溶質溶液に溶剤分子を放出させる。圧力チェンバー３０が閉じられていると、溶剤チェンバー２０から圧力チェンバー３０への正味一方向の溶剤の流れは、圧力チェンバー３０の運動エネルギーを漸進的に増加、即ち、静水圧を増加させる。圧力チェンバーの圧力は、静水圧が充分になるまで、即ち、浸透圧以上となるまで漸進的に上昇し、半透性隔壁４０を介して生じる圧力チェンバー３０への溶剤の正味一方向の流れを停止させる。
【００１８】
当業者であれば、圧力チェンバー、溶剤チェンバー、及び半透性隔壁が適合したものであればいかなる構造、サイズ、又は構成を有するものであってもよいということがわかるだろう。
【００１９】
例示的なエネルギー発生システム１０に利用される溶剤は、物質を溶解するのに適したどんな液体又はガスでもよい。好適な溶剤には、水、水溶液、メタノール及びメタノール溶液等の有機溶剤、液体臭素を含有する無機溶剤、ガス、液体ガス及びその組合せが含まれるが、これに制限されない。溶質は、半透性隔壁を透過しないが、溶剤で溶液を形成するどんな適合した物質を含んでもよい。例示的なエネルギー発生システム１０に用いられる溶質は、適したものであれば溶剤と結合して溶質溶液を形成できるどんな物質も含むことができる。好適な溶質は制限されないが、塩化アルミニウム（AlCl3)、スクロース、NaCl、LiCl、塩化鉄（FeCl3）、溶剤に溶解する酸、塩基、無機酸の金属塩、有機酸の金属塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、糖分、コロイド浸透剤、無機又は有機重合体、糖分及びアルコールを含有する。溶質は溶剤に溶解されたり溶剤と混合されやすいことが望ましく、例えば、メタノール、低分子量の有機分子、及びオクタノールまたは安息香酸等の長鎖アルコールは、メタノールが上記いずれか１個の有機分子と混合されやすいため、溶質又は溶剤として利用できる。適合すればどんな物質も、半透性隔壁の完全性が溶質又は混和性の物質に対して維持されるのであれば、即ち、溶剤分子が半透性隔壁を通過できるが、溶質分子が通過できないのならば、溶剤又は溶質として利用できる。
【００２０】
一方の気体分子が半透性隔壁を通過できる反面、もう一方の気体分子がどんな理由であれ通過できないならば、溶剤又は溶質は気体を含有することができ、気体又は液体形態で利用することもできる。適する気体は二酸化炭素、窒素、ヘリウム及びアルゴン、気体有機分子（例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン)、または気体無機分子（例えば、酸素、塩素、フッ素、二酸化炭素、窒素、ヘリウム、アルゴン）を含むが、これらに制限されはしない。また、上記分子の状態、即ち、気体か液体かは、温度又は圧力あるいはそのいずれもに依存することがある。
【００２１】
溶質及び／又は溶剤は、２個の有機分子を含み得るが、ここで１個の分子は選択された半透性隔壁を通過するのに十分小さく、第２有機分子の溶剤として作用する。もう１つの方法として、２個の分子は混合されやすく、そして第２分子は膜の浸透を防ぐサイズを有する。例えば、エネルギー発生システムの半透性隔壁は、隔壁の電荷により第２分子が通過するのを防ぎながら、圧力チェンバーに電気的中性有機分子（溶剤として利用される）を容易に通過させるよう選択される。もう１つの方法として、溶剤及び隔壁は、事実上疎水性となるよう選択される一方、溶質は半透性隔壁を通過するのを防ぐよう十分な電荷を有する。
【００２２】
例示的な実施例によると、圧力チェンバーの溶質溶液は飽和した溶質溶液であるため、溶剤溶液と溶質溶液との間で濃度差が一定となる。圧力チェンバーは飽和した状態で溶質溶液を維持するため、固体ペレット又は溶質の結晶を含み得る。当業者は、溶質溶液の溶剤濃度が溶剤チェンバーの溶剤濃度と異なりこれよりも低ければ、溶剤及び溶質の濃度はいかようでも構わないということがわかるだろう。
【００２３】
溶剤チェンバー２０から圧力チェンバー３０への溶剤分子の拡散は、浸透原理に従う。例えば、溶液での溶質の分子、例を挙げると、塩化アルミニウム（AlCl3）が溶剤の実体、例えば水でのある地点で高濃度に導入されれば、分子はイオンに分離されるであろう。アルミニウム塩の各分子は、４個のイオン、１個の陽電荷Al+++及び別の３個の陰電荷Cl-イオンに分離される。分離されたAl+++及びCl-イオンは、イオンの分布が溶剤の実体全体にわたって均一になるまで、溶剤全体にわたってブラウン運動により分離されるであろう。また、AlCl3が水に添加されると、２個の分子は同時に等しい空間を占有できないため、液体の全体体積は添加された塩の量により直接増加するであろう。アルミニウム塩は、飽和点に到達するまで溶液に入り続け、これを超えて添加された塩は、物理的状態が変化しないと溶液に入らない。水に飽和した塩化アルミニウムの濃度は、１５℃またはモル濃度５．２５Mで６９９gL-1である。飽和点での全体のイオン濃度は、５．２５×４＝２１．０Mである。溶解された塩の重量をその密度（溶液のリッター当り６９９gL-1/２．４４gml-1＝２８６mlの塩）で除することで、溶液中に塩が占める体積が得られる。
【００２４】
従って、１００mlの飽和塩溶液で、塩により占有される空間は２８６mlであり、水によっては１０００ml−２８６ml、すなわち７１４mlL-1である。純水の濃度は１０００gL-1/１８gmol-1＝５５．５６molL-1または５５．５６モルのH2Oである。２８６mlの塩が含まれた水で、飽和AlCl3の既知の一例では、水の濃度は５５．５６Mから３９．６７Mへ２８％減少する。半透膜又は他の半透性隔壁で純水溶液と塩化アルミニウム飽和水溶液を分離すると、第１の側（純水）に５５．５６M H2O及び別の側（飽和塩化アルミニウム溶液）に３９．６７M H2Oが存在するようになる。水分子は半透膜細孔を通って両方向に放出されるが、水の正味一方向の流れは高濃度側から低濃度側に向かう。即ち、水は濃度勾配に沿って半透膜の両側が均一な濃度になるように流れる。AlCl3の飽和溶液を含む半透膜分割チェンバーが開放チェンバーであれば、流入する水分子は漸進的に溶液の体積を増加させ、付随的に溶質濃度を均衡に希釈する。水は半透膜の両側で均一の濃度には到達しないものの、均一の濃度に接近し、一方の側の溶質は半透膜を通過することができない。従って、半透性隔壁溶質側のヘッド圧力が両方向への水分子の流出率を平衡させるのに十分になるまで、即ち溶質側の水の高さが一方向の水の正味流れを停止させるのに十分になるまで、水の正味一方向の高濃度側から低濃度側への移動は続く。
【００２５】
半透性隔壁の完全性の維持と１００％の効率で溶質分子を遮断する半透性隔壁を仮定して、圧力チェンバーで得られる潜在的な圧力を測定するために、濃縮されたAlCl3溶液にファント・ホッフ式を適用できる。  
π＝（5.25mol AlCl3*4イオン/ml NaCl)*0.082*300＝517bar
517Kg(cm2)-1*14.2lbs/in2＝7354psi
また、溶質としてAlCl3を、溶剤としてメタノールを用いると、より高い圧力を得ることができる。AlCl3は1000gL-1のメタノール溶液でメタノール（１２．５℃）に溶解されるであろう。ファント・ホッフ式によると、AlCl3飽和メタノール溶液の浸透圧は、
100gAlCl3L-1溶液/133.34gmol−1*4モルイオンmol-1AlCl3*0.082*300＝738bar
738bar*14.2psi bar-1＝10,479psi
メタノールにも溶解され得るLiClに対して、３５℃での424g LiCl L-1メタノールは、潜在的浸透圧の計算値は
428g/42.39gmol-1*2mol ions/mol[LiCl]*0.082*300＝497bar (7057psi)
である。  
水に飽和したLiClの相当浸透圧は1030barである。  
888gLiClL-1H2O(36℃)/42.39*2*0.082*300＝1030bar (14,626psi)
【００２６】
溶剤チェンバー２０から圧力チェンバー３０への溶剤流速は、いくつかの要素に依存する。例えば、溶剤流速は（ｉ）半透性隔壁４０の表面領域、(ii）半透性隔壁４０での細孔サイズ、(iii）半透性隔壁での開放細孔領域の合計、(iv）温度（分子活性、ブラウン運動)、(ｖ）溶剤チェンバー２０に印加される圧力又は他の要素により変化し得る。また、溶剤の流速は、逆に（vi）溶剤の粘度、(vii）圧力チェンバーでの静水圧、及び（viii）半透性隔壁４０での溶剤の表面張力により変化する。
【００２７】
半透性隔壁４０を横切る溶剤の漸進的な移動により、圧力チェンバー３０での液体の体積は、圧力チェンバー３０の膨張の結果として増加する傾向がある。例示的な発生器１０の圧力チェンバー３０及び／又は溶剤チェンバー２０は、バルブ又は他の適した手段を用いて開放されたり閉鎖され得る。
【００２８】
濃縮された溶質及び過剰溶質の結晶を含む閉鎖圧力チェンバー３０では、溶質は流入してくる溶剤で溶質結晶の漸進的な溶解により、溶質飽和溶液として維持されるため、溶剤チェンバーからの溶剤分子の添加は溶質濃度を変化させない。その結果、圧力チェンバー３０では、定常状態で高圧が得られ、維持され得る。
【００２９】
一実施例によると、エネルギー発生システム１０は、閉鎖圧力チェンバー２０内で真空を生成して維持するのに利用できる。真空を生成して維持するために、溶剤チェンバー２０は閉鎖され、所定の容積を有し、作動の開始時に一定体積の溶剤を含むことが望ましい。浸透に起因する半透性隔壁４０を経て圧力チェンバー３０への溶剤の移動は、溶剤チェンバー２０内の溶剤よりも漸進的に拡張するボイド２０Ｖ内の圧力（真空）を次第に減少させる。真空発生モードで圧力チェンバー３０は開放されるのが望ましいが、当業者は圧力チェンバーが溶剤チェンバーで真空を生成するとき閉鎖され得るということがわかるだろう。真空が現れるのにも関わらず、半透性隔壁４０を横切る溶剤分子の正味一方向の流れは、溶剤チェンバー２０が空になるか、溶剤の蒸気圧が溶剤の沸点に到達するまで持続される。溶剤が沸騰するという事実は、半透性隔壁４０を横切る溶剤分子を開放圧力チェンバー３０へ継続的に通過することを妨げない。
【００３０】
発生器１０はまた、溶剤チェンバー２０で溶剤よりも多い真空を生成するために、溶剤チェンバー２０と通ずる外部真空ポンプ（図示せず）を含んでもよい。
【００３１】
図２ａに図示された別の実施例では、エネルギー発生システム１０の半透性隔壁４０は、圧力チェンバー３０内部に配置された逆浸透カートリッジ等の膜カートリッジ４００を含む。カートリッジ４００は、内部を有する支持部に設けられた半透膜を含む。膜カートリッジ４００の内部は、溶剤チェンバーと流体連通し、カートリッジの外部は、溶剤溶液と接触する。溶剤チェンバー２０の容積には、カートリッジ４００の内部も含む。膜カートリッジ４００は、用途に応じてどんな適したサイズ及び構成でも有し得る。当業者は、本発明が上述した実施例に制限されないということがわかるであろうが、膜カートリッジ４００はDow Filmtec RO膜等の商用可能な半透膜カートリッジを含み得る。
【００３２】
エネルギー発生システム１０での利用に適した逆浸透膜カートリッジの構成は、図２ｂに図示されている。例示的な膜カートリッジは、選択された分子サイズの溶質に対して不浸透性であり、溶剤に対して浸透性であり、膜の溶質側に対して高圧に耐える比較的大きい表面領域で構成される。
【００３３】
どんな構成でも、溶剤チェンバー２０は半透性隔壁に直接連結される。例えば、溶剤チェンバーはこの溶剤チェンバー２０と圧力チェンバー３０間に配置された逆浸透カートリッジ４００の開口部と通じることができる。図２ｂに巻かれた状態で図示された半透膜が溶剤チェンバー２０の全体部分を形成するとしても、圧力チェンバー３０内部に位置するのが望ましい。半透性カートリッジは多くの形態を取ることができるが、先ず少なくとも微細なフィラメントのネット型不活性セパレーター／支持部により分離された２つの膜層４０ａ，４０ｂで構成される。セパレーターは圧力下で膜層を支持し、圧力チェンバーと溶剤チェンバー間の圧力差による損傷から膜層を保護する。膜層は、不活性セパレーターを備えたサックを、そのセパレーターがサックの内部に付着されたりあるいはぴったりと付かない状態となるように、結合され密封される。一実施例で、半透性サックは３個の側面が閉鎖され、第４側面が開放されている。開放された第４側面は、多孔チューブ４０１に固定され密封される。例示的な実施例で、溶剤は溶剤チェンバーから圧力チェンバー３０を溶剤チェンバー２０に連結する溶剤チャネル２００を通ってチューブ４０１に流れる。溶剤は膜層を通じて拡散される前に、チューブ４０１を通ってサックに入る。カートリッジは図２ａ及び図２ｂに図示されるように、溶剤チャネル２００内でチューブ端部を密封するようチューブ４０１の端部周囲に配置されたＯリング４０３等の適したシールを用いて溶剤チェンバーに封止される。上記カートリッジは、用途に応じて多様なサイズとしてよく、海水、水道水、産業排水、又は汚染された環境水の淡水化に利用されるものと同じか類似である。大きな細孔サイズを有する透析膜はまた、他の半透膜が溶剤分子を通過するようにするとともに、溶質を維持するのに適合させるため利用することもできる。
【００３４】
別の実施例によると、カートリッジ４００は膜サックの反対の端部に付着し封止される第２多孔チューブを含み得る。膜サックは、適したものであればどんな手段によっても、反対端部での多孔チューブ周囲にラッピングされたり、この多孔チューブに固定できる。第２多孔チューブの利用は、溶剤チェンバー２０でどんな理由であれ溶質分子の蓄積を防ぐために、半透膜カートリッジ４００の溶剤チェンバー側の周期的または持続的な溶質ウォッシュアウトを許容する。当業者は溶質分子の濃度ビルドアップを防ぐのに適する装置や方法が、本発明の一実施例として含まれることがわかるであろう。例えば、蓄積されていたどんな溶質分子もウォッシュアウトすべく、溶剤を単発的にカートリッジの半透膜チェンバーの全体内部を通って通過させることができる。溶質のウォッシュアウトの結果として、半透膜を横切る溶剤分子の正味一方向の流れは最大化される。
【００３５】
別の実施例によると、半透性隔壁は溶剤分子の通過を許容しながら、溶質分子を固定したりトラップするためのゲルマトリクスまたはマクロ多孔性のイオン交換ビーズを含む。
【００３６】
システム１０を作動させるために、溶剤チェンバー２０は溶剤で満たされる。溶剤チェンバー２０は半透性隔壁４０により一方の側の少なくとも一部が仕切られる。当業者は本発明が上述した構成に制限されないとわかるだろうが、半透性隔壁は逆浸透に用いられるものと同じあるいは類似したカートリッジ形態の膜を含むことができる。混和性物質又は溶質の飽和溶液は、圧力チェンバー３０を満たすのに用いられる。圧力チェンバー３０は飽和状態で溶質溶液を維持するための溶質結晶を含むのが望ましい。溶剤チェンバー２０及び圧力チェンバー３０が満たされると直ちに、溶剤は半透性隔壁４０を横切って溶剤チェンバー２０から圧力チェンバー３０に正味の一方向の流れで拡散するであろう。
【００３７】
作動時に、圧力チェンバー３０内の圧力は、溶剤チェンバー２０内より数百倍大きかったり大気圧より数百倍高い場合がある。圧力チェンバー３０と溶剤チェンバー２０間の圧力の差は、半透性隔壁４０を介して直接分配される。
【００３８】
図３に図示されるように、例示的なエネルギー発生システム１０は、機械装置７０に電力を供給するための電力供給システム１００として実施できる。図示のように、電力供給システム１００は、機械装置７０を駆動するために、圧力チェンバー内の静水圧を機械的仕事に変換するための変換装置６０を含む。ここで、用語「仕事」は力とその力の方向への変位（kg・m）との積を言う。例示的な電力供給システム１００は、エネルギーの生成に用いられた分子物質を再使用するために、溶剤チェンバー２０に再び再循環させるための再循環システム５０を含んでよい。一態様によると、再循環システムはシステム１０により生成されるエネルギーの一部を用いて電力が供給される。
【００３９】
図４は、溶剤チェンバーからの溶剤分子の流入に起因して、圧力チェンバー３０内の圧力の増加を機械的な仕事に変化させるのに適した変換装置６０の実施例を例示する。図示のように、変換装置６０は圧力チェンバー３０で圧力の変化を吸収するために、圧力チェンバーと流体で通じるフレキシブルダイアフラム６７を含む。連結チャネル３０７内の連結弁３１１は、圧力チェンバーからダイアフラムへの流体の流れを制御する。半透性隔壁を通じた溶剤の拡散に起因して圧力チェンバーの圧力が増加すると、ダイアフラム６７に圧力が加わる。ダイアフラム６７は、第１シリンダ６２内の第１ピストン６９と連結されている作動液６８から圧力チェンバーを分離させる。圧力チェンバー３０内の圧力増加に起因するダイアフラム６７の偏向に応じて、作動液６８は代わる代わる第２シリンダ６３内の更に大きい第２ピストン６４を移動させる第１ピストン６９を前方にプッシュする。第２ピストン６４の大きい表面領域は、小さい直径を有する第３シリンダ７５へ作動液７１を押し入れる。第３シリンダ７５は、代わる代わるプッシュロッド７８を前方に駆動させる。プッシュロッド７８は、第１ピストン６９に対して迅速に移動する。プッシュロッド７８が前方に完全に移動した後、圧力チェンバー３０内の圧力増加に起因して、プッシュロッド７８は開始位置に戻る。
【００４０】
プッシュロッド７８に連結された多くの機械装置７０は、システムにより直接又は間接的に駆動できる。例えば、機械装置７０は交流発電機、発電機、ギア、フライホイール、油圧モータ、レバーまたはプッシュロッドの往復運動により駆動できる他の装置を含み得る。
【００４１】
変換装置６０は、用いられた溶剤及び溶質溶液をシステムから排出する連結チャネル３０７と通じる排出チャネル７７及びこの排出チャネルを通じて流体の流れを制御する排出弁７３を含むこともある。プッシュロッド７８が前方方向に完全に移動した後、変換装置と圧力チェンバー間の連結弁３１１は閉鎖され、排出弁７３は排出チャネルを通じて流体の流れを可能にするよう開放される。リターンスプリング、または別の適する装置は、開始位置にプッシュロッド７８を戻す。排出弁７３を開放することによって、圧力が１気圧になるため、プッシュロッド７８の戻りに対する抵抗はほとんど、若しくは全くない。第１ピストン６９、第２ピストン６４、及びダイアフラム６７は、それらの各開始位置に戻され、このとき、排出弁７３は閉鎖される。戻り運動は、連結チャネルを満たす溶剤溶液が排出チャネル７７に排出されるようにする。
【００４２】
別の実施例によると、プッシュロッド７８を開始位置に戻す装置は、第１電力供給システムと結合して作動する第２電力供給システムを含み得る。第１及び第２電力供給システムは交互方式で作動され、第２電力供給システムのプッシュロッドは前方方向に、及びその反対に移動することによって、第１電力供給システムのプッシュロッドを開始位置に押し戻すのが望ましい。
【００４３】
圧力チェンバー３０内の体積は小さな変化の中で実質的に一定になる。これは、サイクルの間、チェンバー３０に入ってくるほぼ同量の溶剤が排出チャネル７７を通じてブローダウンされるためである。
【００４４】
半透性隔壁４０を横切る溶剤の流れの割合は、単一ピストンが圧力チェンバー３０から作動される瞬間にブローダウン７７の体積に比例して若干変化する。この場合、ブローダウンの体積は、第１ピストン６９を前方に移動させるよう配置された作動液６８の体積プラス第１ピストン６９が戻る間圧力チェンバー３０をその開始位置に移るようにする溶剤の体積と等しい。
【００４５】
図５は、溶剤と溶質溶液を再循環させて、排出チャネル７７に連結できる再循環システム５０の一実施例を例示する。例示的な再循環システム５０は、排出された溶質及び溶剤を収容するブローダウン収容チェンバー５６を含む。ブローダウン収容チェンバー５６は、排出された溶質溶液で溶剤を蒸発させる。当業者は加熱等のあらゆる適した手段が溶剤を蒸発させるのに利用できるということを認知するであろう。望ましくは、ブローダウン収容チェンバー５６は排出された溶質溶液での溶質を乾燥形態に乾燥させた後、あらゆる適した移動手段により指示された間隔で乾燥された溶質を圧力チェンバー３０に再び導入する。蒸発後、蒸発した溶剤は、蒸気状態から液体状態へ蒸発した溶剤を凝縮させる適合凝縮器５７を通過する。液体溶剤はこのとき、溶剤チェンバー２０を巡回し、ここでエネルギー生成方法は、再循環された溶剤及び溶質を用いて繰り返す。
【００４６】
例示された構成で、ブローダウン収容チェンバー５６、凝縮器５７、及び溶剤チェンバー２０は密封して結合され、内部空間全体は溶剤の蒸気圧での、または蒸気圧近傍での真空下にある。与えられた低圧（すなわち、真空）での溶剤の蒸気圧点、またはそれ以下の溶剤チェンバー２０及び凝縮器内部の温度の維持は、蒸気を凝縮器５７内の液体へ転換させることと溶剤チェンバー２０での液体状態の保存のみならず溶剤を蒸発することを促進させる。例えば、排出チャネルからブローダウン収容チェンバー５６に排出された溶質溶液の溶剤について圧力を下げると、溶剤の沸点が下がり蒸発が低温で発生するためにエネルギーを節約する。
【００４７】
例として、760mm水銀（１気圧）での水の気化点が100℃である反面、水は100mm Hgにおいて５１℃で蒸発する。別の例は溶剤メタノールであって、FeCl3、LiCl、及びAlCl3での溶剤は非常に溶けやすく、760mm Hgに６４．５℃で蒸発するが、100mm Hgでのメタノールは２１℃で蒸発する。イソプロパノールは溶剤H2Oよりも低い沸点を有する溶剤の一例である。上記溶剤または溶質を蒸発させるのに必要なパワーは、エネルギー発生システム１０によりパワーを受ける交流発電機または発電機により発生するエネルギーの一部から出る。
【００４８】
真空は、上述したように、溶剤チェンバー２０でボイドを残した圧力チェンバー３０への溶剤分子の拡散により、溶剤チェンバー２０、ブローダウン収容チェンバー５６、及び凝縮器５７で誘発されたり維持される。望ましい実施例によると、溶剤チェンバー２０で溶剤一面の低圧（真空）は、適切な時間間隔で溶剤チェンバーを選択的に開放及び閉鎖することで、小さい範囲内で一定に維持される。当業者は、外部のまたはボルトで締められた真空ポンプもまた真空をなすのに及び／または維持するのに利用され得ることがわかるであろう。
【００４９】
変換装置６０の第１のピストン６９が開始位置へ戻る間、ブローダウン溶剤／溶質の体積は排出チャネル７７を通じて、排出弁７３を過ぎてブローダウン収容チェンバー５６へ押し込まれる。ブローダウン収容チェンバー５６が満たされた後、排出弁７３は閉鎖され、ブローダウン収容チェンバーと溶剤凝縮器との間の弁は、溶剤蒸気が凝縮器５７を通過するように開放される。ブローダウン収容チェンバーは、溶剤／溶質溶液を加熱する加熱コイル５６０を含むことができる。蒸発を開始させるためスイッチがオンされ、溶剤を加熱して蒸発させる加熱コイルに電流が流れるようにする。凝縮器５７はブローダウン収容チェンバー５６のように同一の真空下でもブローダウン収容チェンバー５６より低く、溶剤蒸気圧点より低い温度で維持され、溶剤蒸気を液体に変換することが好ましい。凝縮の後、液体溶剤は例えば、重力により凝縮器５７から溶剤チェンバーに流れる。
【００５０】
他の実施例によると、溶質はこの溶質を凍結乾燥又は凝縮し、溶剤から溶質分子を排除するように冷却することによって、溶質溶液内の溶剤から分離することができる。
【００５１】
当業者は再循環システム５０、即ち、ブローダウン収容チェンバー５６、凝縮器５７及び連結チャネルが、システム１０に付設する必要がなく、分離された及び／又は連結されないシステムで存在できるということがわかるだろう。また、当業者は再循環システム５０が例示された実施例に制限されず、再循環システムが使用された溶質溶液を圧力チェンバー３０から排出するための構成要素のどんな適合するサイズ、構成、数及びタイプを有することもできるということがわかるだろう。
【００５２】
例示的な電力発生システム１００は、多数の作動モードで作動させることができる。システムの実際作動では全ての「作動モード」のうちの複数を同時に用いることができるが、後述する多様な作動モードは、それぞれ分離して示すことができる。上述したように、システムは溶剤の流れを通じて、半透性隔壁を横切って、圧力又は真空を生成するのに用いることができる。代案として、前記システム１００は、本発明の装置、それ自体又はこの装置と一体であるバッテリーにより発生される電力の一部から作動するボルトで締めたポンプにより圧力又は真空を急速度にもたらすことができる。例示的な電力発生システムは、下記の４つのモードのうちの一つで作動させることができる。(ｉ)圧力のみ、(ii)真空のみ、（iii）圧力/真空、及び／又は（iv）圧力／圧力。
【００５３】
図６は、本発明の他の実施例による電力供給システムを例示する。図示のように、電力供給システム１００´は、溶剤チェンバー２０、膜カートリッジ４００の形態である半透性隔壁４００、及び圧力チェンバー３０を含むエネルギー発生システム１０を含む。また、電力供給システム１００´は、図５の再循環システム５０等の再循環システム、及び図４の変換装置６０等の変換装置を含む。
【００５４】
例示的な電力供給システム１００´は、溶剤チェンバーから圧力チェンバーに液体溶剤の流れを制御する弁２２等の流れ制限装置を含む。一実施例によると、弁２２は溶剤チェンバー２０で半透性隔壁４０の細孔を通じて、圧力チェンバー３０で溶剤の流れを選択的に制限したり遮断するニードル弁を含む。また、システム１００´は溶剤チェンバー２０を選択的に開放したり閉鎖する溶剤チェンバー弁２８を含む。溶剤チェンバー弁２８が開放されるとき、溶剤チェンバー圧力は大気圧である。溶剤チェンバー弁２８が閉鎖されるとき、溶剤チェンバーは密封される。
【００５５】
電力供給システム１００´の圧力チェンバー３０は、溶剤又は溶質溶液で圧力チェンバーを満たす充填ポート３８をさらに含む。例示的な溶剤充填ポート３８は、溶剤充填ポートを選択的に開放して閉鎖する溶剤充填弁３９を含む。また、圧力チェンバーは飽和状態で溶質溶液を維持するため固体溶質ペレット又は結晶３５０の供給を持続するための溶質チェンバー３５を含む。溶質チェンバーは溶質チェンバー３５へのアクセスを可能にする充填ポート３６を含む。溶質チェンバー３５は溶解された溶質分子及び溶剤分子に浸透性であるが、固体の溶質粒子には非浸透性であるため、溶質は溶質溶液内に連続的に溶解することができる。
【００５６】
システム１００´は圧力チェンバー３０内で圧力をセッティングする圧力チェンバーと通じるバッファータンク３１をさらに含む。バッファータンクはバッファータンクと圧力チェンバー間に選択的に連通させるバッファータンク弁３４を含む。バッファータンク３１は窒素等の圧縮気体で満たされており、バッファータンク内の圧縮気体から圧力チェンバー内の溶質溶液を分離するための弾性バッファーダイアフラムを含むことができる。
【００５７】
圧力チェンバー３０は連結チャネル３０７、または適合するどんな位置に配置されることもできる圧力ゲージ３２０をさらに含むことができる。
【００５８】
圧力だけのモードでは、溶剤チェンバー２０を真空にすることなく、弁２８，２２及び３１０は開放されている。弁３１１，３４及び３１０は必要に応じて選択的に開放されて閉鎖されることができる。弁３９及び充填ポート３６は密封圧力チェンバー３０を提供するために閉鎖されている。圧縮性の制限だけでなく、圧力チェンバー３０の膨張を制限することができ、これは半透性隔壁４０を横切る溶剤の流速に加え、圧力チェンバー３０での速い圧力上昇の重要な要因の役割をする。
【００５９】
真空だけのモードでは、真空ゲージ又は自動圧力トランスデューサ装置は、溶剤チェンバー２０を外側に閉鎖して密封する弁２８上に位置する真空チェンバー内に、この真空チェンバーに、またはこの真空チェンバー上に配置することができる。真空だけのモードの間、弁２２、排出弁７３及びコネクタ弁３１０，３１１が開放されている。圧力チェンバー内の弁３９及び充填ポート３６は閉鎖されている。溶剤チェンバー２０で半透性隔壁４０を通じて圧力チェンバー３０への溶剤の拡散は、閉鎖された溶剤チェンバー２０で漸進的に増加するボイドを形成する。圧力チェンバー３０への溶剤投入は排出弁２０を通じてオーバーフローされる。真空だけのモードでは、高真空を得てもよくまたこれを維持してもよい。
【００６０】
真空及び圧力のモードでは、溶剤チェンバー２０内の真空が圧力チェンバー３０内の圧力増加と共に同時に展開されることができるモード、又は何れ一つ又は両者がシステムにより形成されることができる。真空及び圧力モードの間、弁２２，３１０及び３１１が開放されている一方、弁２８及び２９及び充填ポート３６が閉鎖されている。非常に高い真空が高圧と共に好ましければ、溶剤チェンバー２０内の真空は上述したように、まず展開されることができる。所望の真空に到達した後、圧力チェンバーは圧力増加により溶剤の流れを変換するため閉鎖、密封される。圧力チェンバー内の圧力は上昇する一方、溶剤チェンバー２０内の真空は半透性隔壁４０を横切る溶剤の連続移動により維持される。他の作動モードのように、連続ベースで望む作業を行うために、溶剤チェンバー２０に適切な溶剤がなければならない。
【００６１】
圧力／圧力のモードでは、圧力チェンバー内の圧力は、約３０００ｐｓｉ以上となる。高圧は溶剤チェンバー２０を圧力チェンバー３０より小さな圧力で加圧することによって得ることができるが、半透膜の全体を維持する圧力の差を維持し、約３０００ｐｓｉ以上の作動を許容するのに充分に高い。溶剤チェンバー２０で導入された高圧は溶剤分子のうち高い運動エネルギー［ブラウン運動］を示し、これは交代に半透性隔壁４０を横切る溶剤の増加された純単方向の流速でトランスレイトされる。溶剤チェンバー２０内の分子活動が高いほど、半透性隔壁４０を横切る溶剤分子の流れはさらに速くなる。溶剤チェンバーの加圧は、また半透性隔壁を維持する。例えば、市販用半透性逆浸透膜は、１０００ｐｓｉの膜を横切る作動圧力の差により決まる。そのような膜が本発明のエネルギー発生システム１０に用いられると、圧力チェンバー内の作動圧力は半透膜の公開された作動仕様を超過することができる。溶剤チェンバーを加圧することによって、製造により勧告された半透膜に横切る１０００ｐｓｉ作動圧力の差は維持されることができ、また圧力チェンバー３０で２０００乃至３０００ｐｓｉでシステムを作動させる。
【００６２】
連続モードでは、システムは作業を継続的に遂行する。圧力チェンバー内の圧力及び溶剤チェンバー内の真空は、半透性隔壁を横切る溶剤の連続的な移動及び溶剤チェンバー２０に再循環システム５０による溶剤のリターンにより維持される。連続作動のモードの間、弁は移動部分又は装置内のプロセスを発動させるために、又は取り付けられた機械的又は水力装備７０を作動させるのに要求されるエネルギーを伝達するため、適切な時間に要求されるように開放及び閉鎖されることができる。作動プロトコルでは、圧力チェンバー３０内の圧力はシステムに取り付けられたどんな装置により与えられた作業を遂行するため要求される負荷に応じ、増加したり減少したりする。例えば、圧力チェンバー流体が、装置、例えば、クランク軸に力を交代に与えるピストン又はプッシュロッド７８と直接接続する瞬間、ピストンは少ない力（負荷）がクランク軸を移動させるのに要求されるとき、前方へ速く移動するであろう。クランク軸の負荷が大きいと、ピストンを前方へ移動させるのに要求される運動エネルギー（圧力）は大きく、圧力チェンバー３０内の圧力は圧力チェンバー３０への溶剤の連続的な流入の結果として蓄積されるであろう。より多い力が作業をするため要求されれば、より多い時間は、一般的に圧力チェンバー３０で必要な圧力を展開するのに要求される。従って、例示的な一例では、蒸気エンジンの作動と異ならず、多い力を要求する作業は一般的に鈍く成ることであろう。反対に、少ない力を要求する作業は速く遂行され、少ない圧力を必要とするであろう。
【００６３】
連続作動のモードでは、バッファータンク３１は有利にエネルギー発生器に連結された装置７０の作動の間、圧力チェンバー３０で広い圧力スイングを防止することができ、過圧力を通じてシステムに損傷を与えることがある静水圧ロックを防止できる。バッファータンク３１はシステムの作動開始の前に、閉鎖位置で弁３４を有するボルトで締めた圧力ポンプの作動により望む圧力でもたらすことができる。代案として、バッファータンク３１は作動の終わりに弁３４を閉鎖することにより、望む圧力で維持されることができる。予め充填されたバッファータンク３１により、弁の開放は直ちに圧力チェンバー３０を望む圧力に、又はその近くにもたらすことができる。当業者は圧力タンクを望む圧力でもたらす叙述された方法がシステムを作動するのに必須的でないということを認知だろう。
【００６４】
例えば、他の実施例では、エネルギー発生システム１０それ自体は、バッファータンク３１を外側の又はボルトで締めたガスポンプを必要とすることなく、望む圧力でもたらすことができる。圧力チェンバー３０に連結されたバッファータンク３１で、比較的広い範囲の力と速度にわたって作動の手段を提供する連結されたギアボックスの適用により、システムを比較的一定な圧力で作動させることが可能である。
【００６５】
他の実施例によると、電力発生システムは図７に示したように、圧力チェンバー３０と通じる複数の水力ピストン６９ａ，６９ｂ，６９ｃを含むことができる。圧力チェンバー３０から作動するピストン６９ａ，６９ｂ，６９ｃはそれぞれ連結チャネル３０７ａ，３０７ｂ，３０７ｃで流れ制御弁３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃの同期化された開放及び閉鎖と関連して前方及び後方へ移動する。外部の電気コントローラ（図示せず）は流れ制御弁を選択的に開放、閉鎖する。例示的な水圧ピストン６９ａ，６９ｂ，６９ｃは装置７０に力を加えるのに用いられるギアボックス６９１に連結された３個ピストンエンジンブロック６９０を駆動する。当業者は本発明が例示された構成に制限されず、どんな適合な数のピストンが圧力チェンバー３０から作動されることができるということを認めても、図７は単一圧力チェンバーから並列で作動する多重ピストンを示す。
【００６６】
図７及び図８に示すように、エネルギー発生システム１０はどんな適合なサイズの多数の半透性カートリッジ４００、または溶質を通過させるが、溶剤を通過させることができない隔壁を、一つ以上の圧力チェンバー３０に構成する異なる装置を含むことができる。多数の半透性隔壁の利用は、半透膜又は他の前記隔壁の全体の活性表面の領域に比例し、圧力チェンバーで溶剤の流速を増加させる。
【００６７】
図９は、本発明の例示的な実施例のエネルギー発生システム１０を提供する電力発生システム１００´の他の実施例を例示する。図９の実施例では、溶剤チェンバー２０は第２の溶剤チェンバー２０ｂ，２０ｃだけでなく、第１の溶剤チェンバー２０ａを含み、これは再循環システム５０内の凝縮器５７から再循環される液体溶剤を収容し、必要に応じて第１の溶剤チェンバー２０ａまたは圧力チェンバー３０で再循環された溶質を通過させる。システム１００´はそれぞれ第２の溶剤チェンバー２０ｂ，２０ｃの内及び外で液体の流れを制御するための第２の溶剤弁２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄを含む。システム１００´は溶剤チェンバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃ及び圧力チェンバー３０を連結する溶剤チャネル２８０をさらに含む。溶剤チャネル２８０は、第１の溶剤チェンバー２０ａから液体溶剤の流れを制御するための溶剤チェンバー弁２２０だけでなく、溶剤チャネル２８０を通じて液体溶剤の流れを制御するための第１及び第２の弁２２ａ，２２ｂを含む。溶剤チェンバー２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれはガスにより加圧され、溶剤がカートリッジ４００の半透膜を横切って流れるので、実質的に一定の圧力の差が膜を横切って維持される。
【００６８】
電力発生システム１００´の変換装置６０は、それぞれ弁３１１ａ，３１１ｂを含む２個の並列連結のチャネル３０７ａ，３０７ｂを含む。変換装置は水圧シリンダ７１０内の作動液６８からチャネル３０７ａ，３０７ｂをそれぞれ分離する並列ダイアフラム６７ａ，６７ｂを含み、これは衝撃を伝達し、圧力チェンバー３０内の圧力増加に応じて油圧モータ７００を駆動する。図示のように、チャネルはそれぞれダイアフラム６７ａ，６７ｂから水力衝撃の伝達を選択的に遮断する弁７１１ａ，７１１ｂを含む。例示的な実施例では、当業者は本発明が例示された構成に制限されないということを認めても、油圧モータ７００は交流発電機７０１を駆動する。変換装置は水力原動機を駆動するのに用いられる作動液を再循環する水力流体再循環システム７８０をさらに含む。図示のように、作動液再循環システム７８０は作動液６８を含むシリンダ７１０及び油圧モータ７００と通じる水力貯水槽７８１及び水力チャネル７８２を含む。
【００６９】
図９の実施例では、圧力チェンバー３０での圧力増加に応じて、ダイアフラムにより配置される水力流体の流速は油圧モータ７００の速度（RPM）及び、それに応じて交流発電機の速度（RPM）を決定する。油圧モータのトルクは、圧力チェンバー３０での圧力および排出チャネルを通じたブローダウン溶質/溶剤溶液の流速による。
【００７０】
図示のように、電力発生システム１００´の再循環システム５０は第１の連結チャネル３０７ａをブローダウン収容チェンバー５６と連結する第１の排出チャネル７７ａ、及び第２の連結チャネル３０７ｂをブローダウン収容チェンバー５６と連結する第２の排出チャネル７７ｂを含む。複数の排出弁７３ａ，７３ｂ，７３ｃはそれぞれ第１の排出チャネル７７ａ、第２の排出チャネル７７ｂを通じて、またブローダウン収容チェンバー５６への流れを選択的に遮断する。当業者は再循環システムが例示された実施例に制限されないことがわかるだろう。
【００７１】
図示のように、再循環システムは再循環過程を増進して高めるため、ブローダウン収容チャネル５６と凝縮器５７の間に真空ポンプ５８を含むこともできる。
【００７２】
〈本発明の実例〉
図１０は、例示的な実施例による溶剤であって、メタノールまたは水および溶質として多様な塩化物を用いた電力供給システムのエネルギーバランスの一例を示す。一例では、システムは周囲温度約２２℃で作動される。図１０は、他の溶質及び溶剤を用いたシステムのエネルギー出力を比較する。図１０は、AlCl3・6H2O、AlCl3、スクロース、NaCl、LiCl、FeCl3・6H2O、及びFeCl3を含む多様な塩化物、水及びメタノールの相対的可溶性及び塩の含有無しにメタノール及び水の濃度を例示する。当業者は溶剤がメタノール又は水に制限されないが、それぞれが選択された半透性隔壁を通過できる仮定下に、多数の溶剤分子から選択されることができるのがわかるだろう。溶質は選択された半透性隔壁を通過できないどんな適合な種類を含むこともでき、溶剤と可溶性であるか、混和性である。
【００７３】
図１０に図示されたように、溶質としてのAlCl3及び溶剤としての水により作動する電力供給システムは、システムを作動させるのに必要な力を計算した後、月当たり約５０，０００KWHまで生成することができる。５０，０００KWHの純出力は、月当たり各５，０００KWHを消費する殆ど１０世帯の電気需要を供給することができ、同時にシステムを作動するため発生される電力の一部を用いることができる。
【００７４】
本発明は、エネルギー及びまたは真空を生成する以前のシステム及び方法を凌駕し、相当な利点を提供する。本発明はブラウン運動で溶剤またはガス分子の拡散と通じ、機械作業で運動エネルギーを効率的に変換するシステム及び方法を提供する。局部的に、システムは作動物質のブラウン運動から周りの熱エネルギー(究極的に太陽から)を抽出する代わりに、燃料や発生されるエネルギーの異なる形態を消費しない。どんな化学的反応もシステムの内側又は外側で発生されない。そこには、どんな微粒子、気体又は熱の放射もない。システムに用いられる商用可能な物質は、どんな分子の変化又は変換も経験しない。エネルギーの生成に用いられる分子物質は、システム自体から生成されるエネルギーの小さな一部を消費することにより、反復的及び無期限で再循環される。エネルギーの生成のための理論的根拠は、広く公知された物理学理論に基づく。システムの構成に用いられる全ての構成要素は商用可能な在庫の項目であり、比較的安い。システムは小さい形態用ユニットから大型の固定ユニットまで設計されることができる。システムの作動パラメータは広範囲の多様な適用に適合であるように調節されたり、操作されることができる。本装置により生成される運動エネルギーは予め、機械的、水力又は電気的エネルギーに変換されることができる。
【００７５】
当業者は図１〜図９が例示的な実施例の概略的表現であり、例示されたシステムが例示的な実施例に制限されないということを認知だろう。本発明の教示による真空、エネルギー及び／又は作業量を生成するシステム及び方法は、どんな適合な構成を有することもできる。
【００７６】
本発明は、例示的な実施例に対して叙述してきた。本発明の範囲から外れることなく、構成でどんな変化に成ることができるので、前記叙述に含まれたり、又は添付図面に図示された全ての問題は例示的なものであるため、解読されて制限的な意味で解釈されることができないものであると意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の例示的な一実施例によるエネルギー発生システムのブロック図である。
【図２ａ】本発明の他の実施例による逆浸透カートリッジを含むエネルギー発生システムを例示する。
【図２ｂ】図２ａのエネルギー発生システムでの実施に適切な逆浸透カートリッジを例示する。
【図３】本発明の例示的な一実施例による図1のエネルギー発生システムを含む電力供給システムのブロック図である。
【図４】図５のシステムの変換装置の一実施例を例示する。
【図５】図２ａのシステムの再循環システムの一実施例を例示する。
【図６】本発明の他の実施例による電力供給システムを例示する。
【図７】本発明の他の実施例による複数のピストン、及び半透膜カートリッジを含む電力供給システムを例示する。
【図８】図７の電力供給システムの圧力チェンバーの側面図である。
【図９】本発明の他の実施例による電力供給システムを例示する。
【図１０ａ】計算されたエネルギー均衡の表の最上部である。
【図１０ｂ】計算されたエネルギー均衡の表の底面部である。
【図１】
2006528740.tif 000003
【図２Ａ】
2006528740.tif 000004
【図２Ｂ】
2006528740.tif 000005
【図３】
2006528740.tif 000006
【図４】
2006528740.tif 000007
【図５】
2006528740.tif 000008
【図６】
2006528740.tif 000009
【図７】
2006528740.tif 000010
【図８】
2006528740.tif 000011
【図９】
2006528740.tif 000012
【図１０ａ】
2006528740.tif 000013
【図１０ｂ】
2006528740.tif 000014
【国際調査報告】
2006528740.tif 000015
2006528740.tif 000016
2006528740.tif 000017