(57)【要約】【課題】安全にかつ効果的に海水中の水素を増加させる方法及び装置を提供する。【解決手段】大気に開放された活性化タンク５に海水を導入し、この海水に過熱水蒸気を大気圧下で所定時間注入しバブリングして、海水を活性化し、活性化された海水を、螺旋管ユニット７内で、進行方向に対する旋回方向を交互に反転させて旋回させながら圧送し、この圧送された海水を、分離容器８に所定時間収容して、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水を、比重差により分離し、分離容器８から高水素濃度の海水を得る。なお、電磁誘導加熱により加熱させた発熱体に蒸気を接触させて、過熱水蒸気を生成することが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気に開放された活性化タンクに海水を導入し、この海水に過熱水蒸気を大気圧下で所定時間注入しバブリングして、海水を活性化し、
活性化された海水を、進行方向に対する旋回方向を交互に反転させて旋回させながら圧送し、
この圧送された海水を、分離容器に所定時間収容して、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水を、比重差により分離し、前記分離容器から高水素濃度の海水を得ることを特徴とする海水中の水素増加方法。
【請求項２】
電磁誘導加熱により加熱させた発熱体に蒸気を接触させて、過熱水蒸気を生成することを特徴とする請求項１に記載の海水中の水素増加方法。
【請求項３】
水蒸気を生成するボイラーと、
前記ボイラーで生成された水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱装置と、
前記加熱装置で生成された過熱水蒸気を噴出する過熱水蒸気噴出口が底部に形成され、海水を収容して、この海水を大気圧下で前記過熱水蒸気噴出口から噴出する過熱水蒸気でバブリングして活性化するように構成した、大気に開放された活性化タンクと、
隣接する、螺旋羽根が内部に固設された螺旋管を、螺旋羽根の進行方向に対する回転方向を交互に反転させて直列に接続して構成した、前記活性化タンクから流出される海水が圧送される螺旋管ユニットと、
上下方向に複数のドレンが設けられ、前記螺旋管ユニットから流出される海水を所定時間収容することにより、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水とを比重差により分離し、上部のドレンから高水素濃度の海水を得るように構成した分離容器とから構成されることを特徴とする海水中の水素増加装置。
【請求項４】
螺旋管は、５又は６枚の螺旋羽根が内部に固設されていることを特徴とする請求項３に記載の海水中の水素増加装置。
【請求項５】
隣接する螺旋管の間に、螺旋羽根を有さない直管を直列に接続して、螺旋管ユニットを構成したことを特徴とする請求項３又は請求項４のいずれかに記載の海水中の水素増加装置。
【請求項６】
加熱装置は、水蒸気が流通する管体と、この管体内に配設された発熱体と、前記管体の外周に配設され、前記発熱体に交番磁束を作用させて、前記発熱体を加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに電流を供給する電源とから構成され、
前記通路内を流通する水蒸気を前記発熱体と接触させて、水蒸気を加熱するように構成したことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載の海水中の水素増加装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水中の水素を増加させて、高水素濃度の海水を得ることができる海水の水素増加方法及び水素増加装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近では温室効果ガス（ＣＯ２）や窒素酸化物（ＮＯｘ）等の大気汚染物質の排出削減の要請から、水素をエネルギー源とする燃料電池自動車等の開発が進展し、実用化されつつある。この燃料電池自動車は、水素をエネルギー源とすることか、廃棄物として水しか生成されず、従来のガソリンエンジンやディーゼルエンジンに比べて、温室効果ガスや窒素酸化物等の大気汚染物質が排出されないという利点がある。
【０００３】
このため将来、大量の水素が使用されることが予想される。現状では水を電気分解する方法や、特許文献１や特許文献２に示されるような炭化水素ガスを水蒸気改質して水素を製造する方法が広く知られている。
【０００４】
しかしながら、これらの方法では、水素を製造するために大量のエネルギーを必要とすることから、水素をエネルギー源として利用することは結果として、省エネルギーでないのが現状である。
【０００５】
そこで、特許文献３に示される水素製造システムが知られている。この水素製造システムは、主に海水を高温高圧で活性化する活性化装置と、前記活性化装置で活性化された海水から水素を分離生成する管路装置とから構成されている。前記活性化装置は、密閉タンク装置の底部に、高温（約１６０℃〜２００℃）高圧（２ＭＰａ）の水蒸気を噴出する蒸気噴出管が接続されたものであり、当該装置内を高温高圧にし、当該装置内の海水を反応性が高い状態に活性化して、原子核転換やラジカル反応を起こさせるものである。
【０００６】
前記管路装置は、内部に断面形状が正３、５、６、８角形の海水流通管が１本ずつ配設された複数の並列管ユニットを、中心軸周りに所定角度回転させて、連続的に接続したものであり、内部を流通する活性化された海水から水素を分離生成させるものである。
【０００７】
特許文献３や非特許文献１に示されるように、淡水を活性化すると、カルシウムや鉄等のミネラル成分が増加することが確認されている。この現象については未だ詳細に解明されていないが、以下に示されるような原子核転換が起こるという仮説が立てられている。
【０００８】
【化１】
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上式の原子核転換には、ニュートリノが関係していると考えられている。
【０００９】
従って、海水の場合であっても、同様な原子核転換が起こると考えられ、特許文献３に示される水素製造システムは、上記のような原子核転換を利用したものである。
【００１０】
この水素製造システムを使用した場合には、海水中に含まれる水素（Ｈ２）の濃度を、１〜２ＰＰＭ（百万分率、ここでは質量比）から約２０００ＰＰＭに増加させることが可能なことが確認されている。
【００１１】
しかしながら、前記活性化装置は高温高圧になることから、大変危険である。このため、活性化装置を、２０ｍｍ以上の板厚部材で構成する必要があり、大変コスト高な装置になっていた。また、定期的なメンテナンスが必要であり、ランニングコストが高額になっていた。また、この水素製造システムにより、海水中の水素濃度を増加させることができるが、水素濃度の増加量が十分でないことから、経済的に割に合わないという問題があった。
【特許文献１】特開２００５−２３１９６６号公報
【特許文献２】特開２００６−２２５１６６号公報
【特許文献３】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／０１５１９２
【非特許文献１】高尾征治（九州大学大学院）他４名、”ニュートリノのゼロ点経由創生とニュートリノ励起原子ラジカルについて”、２００５年１２月１０日、第１１１回日本物理学会九州支部例会プログラム
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解決し、安全にかつ効率的に海水中の水素を増加させる方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するためになされた本発明は、大気に開放された活性化タンクに海水を導入し、この海水に過熱水蒸気を大気圧下で所定時間注入しバブリングして、海水を活性化し、
活性化された海水を、進行方向に対する旋回方向を交互に反転させて旋回させながら圧送し、
この圧送された海水を、分離容器に所定時間収容して、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水を、比重差により分離し、前記分離容器から高水素濃度の海水を得ることを特徴とする。
【００１４】
なお、電磁誘導加熱により加熱させた発熱体に蒸気を接触させて、過熱水蒸気を生成することが好ましい。
【００１５】
本発明の海水中の水素増加方法を具現化する装置は、水蒸気を生成するボイラーと、
前記ボイラーで生成された水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱装置と、
前記加熱装置で生成された過熱水蒸気を噴出する過熱水蒸気噴出口が底部に形成され、海水を収容して、この海水を大気圧下で前記過熱水蒸気噴出口から噴出する過熱水蒸気でバブリングして活性化するように構成した、大気に開放された活性化タンクと、
隣接する、螺旋羽根が内部に固設された螺旋管を、螺旋羽根の進行方向に対する回転方向を交互に反転させて直列に接続して構成した、前記活性化タンクから流出される海水が圧送される螺旋管ユニットと、
上下方向に複数のドレンが設けられ、前記螺旋管ユニットから流出される海水を所定時間収容することにより、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水とを比重差により分離し、上部のドレンから高水素濃度の海水を得るように構成した分離容器とから構成されることを特徴とする。
【００１６】
なお、５又は６枚の螺旋羽根を内部に固設して螺旋管を構成することが好ましい。
【００１７】
また、隣接する螺旋管の間に、螺旋羽根を有さない直管を直列に接続して、螺旋管ユニットを構成することが好ましい。
【００１８】
また、加熱装置を、水蒸気が流通する管体と、この管体内に配設された発熱体と、前記管体の外周に配設され、前記発熱体に交番磁束を作用させて、前記発熱体を加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに電流を供給する電源とから構成し、
前記通路内を流通する水蒸気を前記発熱体と接触させて、水蒸気を加熱するように構成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
大気に開放された活性化タンクに海水を導入し、この海水に過熱水蒸気を大気圧下で所定時間注入しバブリングして、海水を活性化し、活性化された海水を、進行方向に対する旋回方向を交互に反転させて旋回させながら圧送し、この圧送された海水を、分離容器に所定時間収容して、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水を、比重差により分離し、前記分離容器から高水素濃度の海水を得ることにしたので、効率よく海水中の水素を増加させることが可能となった。また、この海水に過熱水蒸気を大気圧下でバブリングすることにしたので、従来に比べて、安全性の高い海水中の水素増加方法を提供することが可能となり、活性化タンクがコスト高にならず、また、定期的なメンテナンスが不要となり、ランニングコストを低減させることが可能となった。
【００２０】
なお、電磁誘導加熱により加熱させた発熱体に蒸気を接触させて、過熱水蒸気を生成すると、前記発熱体の温度を最高で約１２００℃まで昇温させることができるので、高温の過熱水蒸気を生成することが可能となり、水分子のラジカル反応等の海水の活性化を促進させることが可能となり、従来に比べて、より海水中の水素を増加させることが可能となる。
【００２１】
本発明の海水中の水素増加方法を具現化するための装置は、水蒸気を生成するボイラーと、前記ボイラーで生成された水蒸気を加熱して過熱水蒸気を生成する加熱装置と、前記加熱装置で生成された過熱水蒸気を噴出する過熱水蒸気噴出口が底部に形成され、海水を収容して、この海水を大気圧下で前記過熱水蒸気噴出口から噴出する過熱水蒸気でバブリングして活性化するように構成した、大気に開放された活性化タンクと、隣接する、螺旋羽根が内部に固設された螺旋管を、螺旋羽根の進行方向に対する回転方向を交互に反転させて直列に接続して構成した、前記活性化タンクから流出される海水が圧送される螺旋管ユニットと、上下方向に複数のドレンが設けられ、前記螺旋管ユニットから流出される海水を所定時間収容することにより、高水素濃度の海水と、低水素濃度の海水とを比重差により分離し、上部のドレンから高水素濃度の海水を得るように構成した分離容器とから構成されることを特徴とする。このため、効率よく海水中の水素を増加させることが可能となった。また、この海水に過熱水蒸気を大気圧下でバブリングすることにしたので、従来に比べて、安全性の高い海水中の水素増加方法を提供することが可能となり、活性化タンクがコスト高にならず、また、定期的なメンテナンスが不要となり、ランニングコストを低減させることが可能となった。
【００２２】
なお、螺旋管を、５又は６枚の螺旋羽根を内部に固設して構成すると、螺旋管ユニット内を流通する活性化された海水のクラスターを小さくするのに最も効果がある。このため、分離装置での、高水素濃度の海水の分離を容易にすることが可能となる。
【００２３】
また、螺旋管の間に、螺旋羽根を有さない直管を直列に接続して、螺旋管ユニットを構成すると、当該直管で活性化された海水の旋回方向を反転させることにより、ゼロ点の発生が容易となり、水素の生成を促進させることが可能となる。
【００２４】
また、加熱装置を、水蒸気が流通する管体と、この管体内に配設された発熱体と、前記管体の外周に配設され、前記発熱体に交番磁束を作用させて、前記発熱体を加熱する誘導加熱コイルと、この誘導加熱コイルに電流を供給する電源とから構成し、前記通路内を流通する水蒸気を前記発熱体と接触させて、水蒸気を加熱することにすると、前記発熱体の温度を最高で約１２００℃まで昇温させることができるので、高温の過熱水蒸気を生成することが可能となり、水分子のラジカル反応等の活性化を促進させることが可能となり、従来に比べて、より海水中の水素を増加させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（本発明の海水中の水素増加装置の構成）
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は本発明の実施の形態を示す海水中の水素増加装置の説明図である。図１に示されるように、本発明の海水中の水素増加装置２０は、ボイラー１、減圧弁２、加熱装置３、コントロールボックス４、活性化タンク５、高圧ポンプ６、螺旋管ユニット７、分離容器８とから構成される。
【００２６】
ボイラー１は、水蒸気を生成するものである。本実施形態では、一時間あたり７ｋｇ〜１０ｋｇの水蒸気を生成し、使用圧力が０．７〜１ＭＰａのボイラー１を使用している。
【００２７】
ボイラー１と減圧弁２は、配管１１により接続されている。ボイラー１で生成された水蒸気は、配管１１内を流通して、減圧弁２に導かれる。減圧弁２は、ボイラー１で生成された水蒸気を減圧するものである。本実施形態では、ボイラー１で生成された０．７〜１ＭＰａの水蒸気を、減圧弁２で０．１〜０．３ＭＰａに減圧している。このように、減圧弁２で水蒸気を減圧しているのは、後で詳細に説明する加熱装置３が破損することを防止するためである。
【００２８】
減圧弁２と加熱装置３は、配管１２で接続されている。減圧弁２で減圧された水蒸気は、配管１２内を流通して、加熱装置３に導かれる。
【００２９】
図２に加熱装置の説明図を示す。図２に示されるように、加熱装置３は、セラミックス等の非磁性体で構成された管体３１と、この管体３１の内部に配設された発熱体３２と、管体３１の外周部に配設された誘導加熱コイル３３と、この誘導加熱コイル３３に高周波電流を供給する高周波電源３４とから構成されている。この加熱装置３は、一般的に電磁誘導加熱装置と呼ばれ、公開特許公報特開平８―２６４２７２、特開平１１−２３３２４５、特開２００５−３２７７３８等に詳細に説明されている。発熱体３２は、例えばステンレス鋼（例えばＳＵＳ４４７ＪＩ）等の金属薄板を積層したものである。誘導加熱コイル３３に高周波電流を流すと、誘導加熱コイル３３から交番磁束が発生し、発熱体３２に作用して、発熱体３２に渦電流が流れ、発熱体３２が発熱する。本実施形態では、発熱体３２は、約１２００°まで発熱可能となっている。なお、複数の加熱装置３を直列接続しても差し支えない。
【００３０】
加熱装置３に導かれた水蒸気は、加熱装置３の管体３１内を流通し、この際に発熱体３２の表面と接触して加熱され、過熱水蒸気が生成され、加熱装置３から流出される。本実施形態では、発熱体３２を、金属薄板を積層して構成したので、発熱体３２の表面積が大きくなり、効果的に水蒸気を加熱することが可能となっている。加熱装置３から流出する過熱水蒸気の温度は、１００℃〜５００℃（本実施形態では約３００℃）になっている。また、加熱装置３から流出される過熱水蒸気の圧力は、０．１〜０．３ＭＰａ（本実施形態では０．３ＭＰａ）となっている。
【００３１】
コントロールボックス４は、高周波電源３４から誘導加熱コイル３２に供給する高周波電流を調節したり、複数の加熱装置３が直列に接続されている場合には、一方の加熱装置３の誘導加熱コイル３２への高周波電流の供給を遮断したりすることにより、加熱装置３から流出される過熱水蒸気の温度を調整するものである。
【００３２】
活性化タンク５は、本実施形態では、両端が閉塞された円筒体を横倒しにしたものである。本実施形態では、活性化タンク５は、外経が２０００ｍｍ、長さが２０００ｍｍとなっていて、容積は約６ｍ３となっている。活性化タンク５の上部には、活性化タンク５内部と外部とが連通した開口部５ａが形成されている。このため、活性化タンク５の内部は、大気に開放されていて、大気圧になっている。開口部５ａから海水を活性タンク５内に導入し、海水を活性化タンク５内で収容するようにしている。本実施形態では、４ｍ３の海水を活性化タンク５内で収容することにしている。活性タンク５は、内部で海水を収容することから、ステンレス鋼等の耐腐食性に優れた材料で構成されている。
【００３３】
なお、海水には、周知のように水分中に質量％で約３．５％の塩類等の固形分が含まれている。海水に含まれる固形分は、以下の塩類等から構成されている。なお、％は質量％である。
塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）：７７．９％
塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）：９．６％
硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）：６．１％
硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）：４．０％
塩化カリウム（ＫＣｌ）：２．１％
他の固形分：０．３％
なお、他の固形分には、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、硼素（Ｂ）、ヨウ素（Ｉ）、セレン（Ｓｅ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）等の元素が微少に含有している。
【００３４】
活性化タンク５の底部には、過熱水蒸気噴出口５ｂが形成されている。本実施形態では、過熱水蒸気噴出口５ｂは、２つ活性化タンク５の底部に形成されていて、活性化タンク５の両端から５００ｍｍ内側の底部に形成されている。つまり、本実施形態では、隣接する過熱水蒸気噴出口５ｂの間隔は、１０００ｍｍとなっている。過熱水蒸気噴出口５ｂの開口径は、１３ｍｍ〜５０ｍｍであり、本実施形態では２５ｍｍである。
【００３５】
活性化タンク５の下部には、流出口５ｃが形成されている。この流出口５ｃには、流出口５ｃを開閉する止水弁５ｄが設けられている。
【００３６】
加熱装置３と過熱水蒸気噴出口５ｂとは配管１３で接続されている。加熱装置３から流出される過熱水蒸気は、過熱水蒸気噴出口５ｂから噴出するようになっている。活性化タンク５内に海水を導入した状態で、過熱水蒸気噴出口５ｂから過熱水蒸気を注入して、所定時間海水を前記過熱水蒸気でバブリングする。
【００３７】
過熱水蒸気を過熱水蒸気噴出口５ｂから注入すると、活性化タンク５ａ内の海水は、約１００℃になり沸騰して水蒸気が発生するが、この水蒸気は、開口部５ａから流出されるので、活性化タンク５ａ内は、大気圧となっている。このように本発明では、活性化タンク５内を大気圧にした状態で、活性化タンク５内部に導入された海水を過熱水蒸気でバブリングするようにしている。活性化タンク５内部に導入された海水に、過熱水蒸気噴出口５ｂから過熱水蒸気を噴出すると、図１に示されるように、海水が吹き上げ状に撹拌されるようになる。なお、本実施形態では、一時間あたり約３ｋｇの過熱水蒸気を、過熱水蒸気噴出口５ｂから活性化タンク５ａ内に噴出している。
【００３８】
前述したように、過熱水蒸気噴出口５ｂの開口径を、１３ｍｍ〜５０ｍｍにしている。過熱水蒸気噴出口５ｂの内径を大きくしすぎると、海水を過熱水蒸気でバブリングした際に、気泡が大きくなりすぎ、後述する海水を活性化する効果が弱くなるからである。一方で、過熱水蒸気噴出口５ｂの内径を小さくしすぎると、加熱装置３内の圧力が高くなりすぎ、加熱装置３が破損する恐れがある。このため本発明では、過熱水蒸気噴出口５ｂの開口径を１３ｍｍ〜５０ｍｍにしている。
【００３９】
海水が過熱水蒸気でバブリングされることや、撹拌されることにより、海水が活性化される。海水を過熱水蒸気でバブリングする時間は、１０分以上であり、本実施形態では３０分〜１時間である。このように、海水を１０分以上活性化することにしたのは、１０分以下では、海水の活性化の効果が低いからである。
【００４０】
活性化タンク５の流出口５ｃと高圧ポンプ６とは、配管１４で接続されている。また、高圧ポンプ６は螺旋管ユニット７に接続している。螺旋管ユニット７の出口側は、配管１５に接続されている。配管１４には、配管１４内の水圧を測定する圧力計１６が設けられている。また、配管１５には、配管１５内の水圧を測定する圧力計１７が設けられている。配管１５の圧力計１７の下流側には、流量調整バルブ１８が設けられている。配管１５の流量調整バルブ１８の下流には、流量計１９が設けられている。
【００４１】
活性化タンク５で所定時間活性化された海水は、配管１４内を流通し高圧ポンプ６に導かれ、高圧ポンプ６で螺旋管ユニット７内に圧送されるようになっている。なお、本実施形態では、高圧ポンプ６の出口で、圧送される海水の水圧が０．５〜５．０ＭＰａになるようにしている。
【００４２】
図３に螺旋管ユニット７の説明図を示す。螺旋管ユニット７は、螺旋管７ａと螺旋管７ｂの間に、直管７ｆを直列に接続して構成したものである。螺旋管７ａ、７ｂは、管材７ｃと、管材７ｃの内部に配設された心材７ｄと、管材７ｃと心材７ｄの間に固設された螺旋羽根７ｅとから構成されている。なお、直管７ｆの内部には、螺旋羽根７ｅは配設されていない。なお、螺旋管ユニット７の内部には、海水が流通することから、螺旋管ユニット７は、ステンレス鋼等の耐腐食性のある材料で構成されている。管材７ｃや直管７ｆの内径は２５ｍｍ〜４００ｍｍであり、本実施形態では、７５ｍｍとなっている。心材７ｄは、中実の丸棒であり、外径は８ｍｍ〜１３０ｍｍであり、本実施形態では２５ｍｍとなっている。管材７ｃの内径は、心材７ｄの外径の約３倍となっている。なお、管材７ｃや直管７ｆの板厚は、本実施形態では５〜１０ｍｍとなっている。
【００４３】
螺旋羽根７ｅは、心材７ｄに溶接して取り付けてある。螺旋羽根７ｅの外縁は、管材７ｃの内周面と当接しているか、もしくは、螺旋羽根７ｅの外縁と管材７ｃの内周面との間に殆ど隙間が無い状態になっている。５枚又は６枚の螺旋羽根７ｅが、管材７ｃと心材７ｄの間に配設されている。管材７ａは、進行方向に対して左回りに回転した螺旋羽根７ｅが固設されている。管材７ｂは、進行方向に対して右回りに回転した螺旋羽根７ｅが固設されている。
【００４４】
螺旋管７ａ、７ｂの全長は、５０ｍｍ〜５００ｍｍであり、本実施形態では、図３に示されるように、螺旋管７ａ、７ｂの全長は、２００ｍｍである。直管７ｆの全長は、５０ｍｍ〜２００ｍｍであり、本実施形態では１００ｍｍである。
【００４５】
螺旋管ユニット７は、直列に複数接続されている。本発明では１〜２０セットの螺旋管ユニット７を、直列に接続している。本実施形態では、１０セットの螺旋管ユニット７を直列に接続している。多数の螺旋管ユニット７を接続すると、螺旋管ユニット７の内部を流通する海水の抵抗が大きくなり、螺旋管ユニット７内の水圧が低下し、海水を螺旋管ユニット７の内部に圧送することができなくなる。また、多数の螺旋管ユニット７を接続して、海水を螺旋管ユニット７の内部に圧送すると、高圧ポンプ６の出力が大きくなり、螺旋管ユニット７の入口の水圧が高圧になり危険であり、また管材７ｅの破裂を防ぐために管材７ｅの板厚を厚くするとともに、螺旋羽根７ｅの溶接が剥がれることを防止するための対策をする必要が生じてしまう。このため、螺旋管ユニット７の接続数を、２０セット以下にしている。なお、隣接する螺旋管ユニット７の間に、螺旋羽根７ｄを有しない管材を接続しても差し支えない。
【００４６】
螺旋管７ａの内部に、活性化された海水を圧送すると、進行方向に対して、活性化された海水が、左回りに旋回し、左回りの旋回流となる。また、螺旋管７ｂの内部に、活性化された海水を圧送すると、進行方向に対して、活性化された海水が、右回りに旋回し、右回りの旋回流となる。螺旋管ユニット７内に、活性化された海水を圧送すると、活性化された海水が交互に左回り・右回りに旋回する。つまり、螺旋管ユニット７は、螺旋管ユニット７の内部を圧送される海水を、左右交互に旋回させる装置である。活性化された海水が交互に左回り・右回りに旋回すると、活性化された海水のクラスターが小さくなる。このように、活性化された海水のクラスターを小さくするのは、後述する分離容器８での海水の分離を容易にするためである。
【００４７】
前述したように、螺旋管７ａ、７ｂ内に配設される螺旋羽根７ｅの枚数を５枚又は６枚にしたのは、活性化された海水のクラスターを小さくするのに最も効果があるからである。螺旋管７ａ、７ｂの全長を、５０ｍｍより短くすると、螺旋管７ａ、７ｂ内を流通する活性化された海水が、十分に旋回しないうちに、次の螺旋管７ａ、７ｂに圧送されるので、活性化された海水のクラスターを小さくする効果が薄れてしまう。一方で、螺旋管７ａ、７ｂ全長を５００ｍｍ以上にすると、無駄に螺旋管７ａ、７ｂの全長が長くなるだけでなく、螺旋管ユニット７内を流通する海水の抵抗が大きくなってしまう。そこで、本実施形態では、活性化された海水のクラスターを小さくするための効果が十分に得られるように、螺旋管７ａ、７ｂの全長を２００ｍｍにすることにした。
【００４８】
圧力計１６と圧力計１７を計測して、配管１４と配管１５の圧力差を計測し、この圧力差及び流量計１９で計測される配管１５の流量に基づいて、流量調整バルブ１８を調整して、活性化された海水の螺旋管ユニット７内の滞留時間や流速を調整することにしている。
【００４９】
分離容器８は、容器本体８ａと、容器本体８ａの底部に接続される管体８ｂとから構成されている。容器本体８ａの上部には、容器本体８ａ内部と外部とが連通する吸排気口８ｃが設けられている。なお、吸排気口８ｃに、この吸排気口８ｃを開閉する弁を設けても差し支えない。
【００５０】
容器本体８ａには、上下方向に複数のドレンが設けられている。本実施形態では、容器本体８ａには、３つのドレンが設けられていて、下側から、下部ドレン８ｄ、中間部ドレン８ｅ、上部ドレン８ｆとなっている。管体８ｂの先端は、容器本体８ａの底部に開放していて、容器本体８ａの底部に接続している。管体８ｂの基端と、螺旋管ユニット７の出口とは、配管１５で接続されている。
【００５１】
螺旋管ユニット７から流出される海水は、配管１５内を流通し、管体８ｂの先端の開口部から、容器本体８ａの底部に導入される。この際に、容器本体８ａ内の空気や水蒸気等の気体は、給排気口８ｃから、容器本体８ａ外部に流出される。容器本体８ａ内部に導入された海水の水面が上部ドレン８ｆよりも上側になるまで、容器本体８ａに、螺旋管ユニット７から流出される海水を導入する。
【００５２】
所定時間、海水を容器本体８ａ内で収容して、比重差により、高水素濃度の海水Ｗ１と低水素濃度の海水Ｗ２を分離する。つまり、高水素濃度の海水Ｗ１は、低酸素濃度の海水Ｗ２よりも比重が軽いので、容器本体８ａ内で上側に移動する。海水を容器本体８ａ内で収容して、高水素濃度の海水Ｗ１と低水素濃度の海水Ｗ２を分離する時間は、３０秒〜２０分であり、本実施形態では、１０分である。海水を容器本体８ａ内で収容する時間が３０秒以下では、高水素濃度の海水Ｗ１と低水素濃度の海水Ｗ２の分離が不十分であり、２０分以上では、これ以上水素濃度の海水Ｗ１と低水素濃度の海水Ｗ２の分離が進行しない。
【００５３】
所定時間、海水を容器本体８ａ内で収容した後に、上部ドレン８ｆを開放して、高水素濃度の海水Ｗ１を取り出す。この高水素濃度の海水Ｗ１に、電気分解等を行えば、効率よく水素を生成することが可能となる。なお、中間部ドレン８ｅを開放すれば、中水素濃度の海水を得ることができる。
【００５４】
（本発明の作用）
【００５５】
以下に、本発明の作用を説明する。本発明の海水中の水素増加装置２０を稼働させると、前述した実施形態において、約１００００〜１２０００ＰＰＭの水素が含有する海水を得ることができる。本発明の海水中の水素増加装置２０の水素生成のメカニズムは、実体的に解明されていないが、以下のことが推測される。
【００５６】
加熱装置３において、水蒸気が高温（最大で１２００℃まで加熱される）の発熱体３２と接触して加熱されるが、発熱体３２は高温なため、接触した蒸気状の水分子がポテンシャルエネルギーの高い状態となり、水分子のラジカル反応が起こることが考えられる。あるいは、海水が過熱水蒸気でバブリングされることや、過熱水蒸気から熱エネルギーを得て、ポテンシャルエネルギーが高い状態となり、ラジカル反応等の化学反応が起こり、ラジカル類（H・、ＯＨ・等）や電子等が生じ安く、反応性が高い状態となっていることや、撹拌されることにより、局所的に高圧（数千気圧）となり、海水が活性化され、水分子のラジカル反応が起こることが考えられる。もしくは、螺旋管ユニット７内部を圧送される活性化された海水が、交互に左回り・右回りに回転することにより、水分子のラジカル反応が起こることが考えられる。以下に、推測される水分子のラジカル反応を示す。
【００５７】
【化２】
2009143736.tif 000004
【００５８】
式１のＯＨ・が、海水中に含まれる塩類等と反応することにより、下式３のような逆反応が減少すると考えられる。
【化３】
2009143736.tif 000005
このため、Ｈ・がフリーラジカルとなり、このフリーラジカルＨ・同士が反応して、水素（Ｈ２）が生成されることが考えられる。
【００５９】
あるいは、活性化装置５や螺旋管ユニット７で、特許文献３や非特許文献１に示されるようなニュートリノ励起電子ラジカル反応及びニュートリノ形態波動共鳴が起こり、水素が発生していることが推測される。まず、ニュートリノ励起電子ラジカル反応及びニュートリノ形態波動共鳴の理論的支柱となっているニュートリノのゼロ点経由創生の説明をする。
【００６０】
【化４】
2009143736.tif 000006
【００６１】
ｎは中性子であり、ｐは陽子であり、ｅ−は電子、ｅ＋は陽電子、νは正ニュートリノ、ν＊は反ニュートリノである。
式４は、中性子のβ崩壊を表す。すなわち、中性子は寿命が来ると、式４のように自然に陽子（ｐ）、電子（ｅ−）、反ニュートリノ（ν＊）に崩壊するとされている。
式５は、逆β崩壊を表す。陽子は寿命が来ると、式５のように、中性子、陽電子、正ニュートリノに崩壊するとされている。
【００６２】
式６及び式７は、ニュートリノと原子核内中性子や陽子との相互作用を表す。正ニュートリノが原子に衝突すると、式６のように原子核内の中性子は陽子に転換され電子が発生する。反ニュートリノが原子に衝突すると、原子核内の陽子が中性子に変換され陽電子が発生する。
【００６３】
ここで、式４の左辺に正ニュートリノを加えると、式６の左辺と同じになる。式４と式６の右辺は等しいはずなので、式１の正ニュートリノと反ニュートリノの和はゼロになる。これは、動的にとらえると、正ニュートリノと、反ニュートリノがゼロへ対消滅し、ゼロから対発生することを意味する。ここで、対発生を考えると、式８が成り立つ。また、式５と式７についても、同様に成り立つ。その結果、式８のように、ゼロ点から正ニュートリノ及び反ニュートリノが発生するという式が導かれる。
【００６４】
活性化装置５内で、２つの過熱水蒸気噴出口５ｂから噴出される過熱水蒸気による乱流により、２つの過熱水蒸気噴出口５ｂの中間点の上部にゼロ点が発生すると考えられる。また、螺旋管ユニット７の直管７ｅで、活性化された海水の回転方向が反転してゼロ点が発生すると考えられる。そして、前記発生したゼロ点により下式のような原子核変換及びラジカル反応が、起こると本発明の発明者は推測している。
【００６５】
【化５】
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【００６６】
ゼロ点で、式８に示されるように、正ニュートリノ及び反ニュートリノが発生し、式９〜式１２に示されるような原子核転換が起こると考えられる。式１０〜１２の原子核転換により水素（Ｈ２）が生成すると考えられる。式１１及び式１２の原子核転換により生成された、電子及び陽電子によりγ線が発生すると考えられる（式１３に示す）。そして、式１４に示されるように、水分子（Ｈ２Ｏ）にγ線が衝突すると、Ｈ・ラジカル及びＯＨ・ラジカルが生成される。式１４のＯＨ・が、海水中に含まれる塩類等と反応することにより、Ｈ・がフリーラジカルとなり、このフリーラジカルＨ・同士が反応して、水素（Ｈ２）が生成されることが考えられる。
【００６７】
以上、現時点において、もっとも、実践的であり、かつ好ましいと思われる実施形態に関連して本発明を説明したが、本発明は、本願明細書中に開示された実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲および明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う海水中の水素増加方法及び海水中の水素増加装置もまた技術的範囲に包含されるものとして理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態を示す海水中の水素増加装置の説明図である。
【図２】加熱装置の説明図である。
【図３】螺旋管ユニットの説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１      ボイラー
２      減圧弁
３      加熱装置
４      コントロールボックス
５      活性化タンク
５ａ    開口部
５ｂ    過熱水蒸気噴出口
５ｃ    流出口
５ｄ    止水弁
６      高圧ポンプ
７      螺旋管ユニット
７ａ    螺旋管（左回り）
７ｂ    螺旋管（右回り）
７ｃ    管材
７ｄ    心材
７ｅ    螺旋羽根
７ｆ    直管
８      分離容器
８ａ    容器本体
８ｂ    管体
８ｃ    給排気口
８ｄ    下部ドレン
８ｅ    中間部ドレン
８ｆ    上部ドレン
１１    配管
１２    配管
１３    配管
１４    配管
１５    配管
１６    圧力計
１７    圧力計
１８    流量調整バルブ
１９    流量計
２０    海水中の水素増加装置
３１    管体
３２    発熱体
３３    誘導加熱コイル
３４    高周波電源
Ｗ１    高水素濃度の海水
Ｗ２    低水素濃度の海水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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