波動式湧昇ポンプ/upwelling pump

試用モニター募集中

以下の方による試験導入をお願い致しております。

ブルーカーボンによるCO2回収・固定研究されている研究者様
カキ、ホタテ、その他の水産資源の養殖事業者様
底泥の好気的分解を望むダム湖、湖沼等の管理者様
新たな漁礁導入での併設を希望される事業者様
その他、水質改善事業を行う事業者様

連絡先:info@npo-escot.org
tel:080-4365-0861 藤本まで




 <波動式湧昇ポンプ>

*実験場所を提供してくれた御宿岩和田漁港(継続試験中)



*鉛直方向水温データ取得中:3mの水深差で約3℃の水温差記録
 波動式湧昇ポンプによる浅海域での鉛直撹拌効果が期待



波動式湧昇ポンプなし          波動式郵送ポンプから冷水が吹き出しているとみられる。

<底層水を汲み上げ海面水温上昇を抑制し、プランクトン増によるCO2回収と水産資源回復支援装1置開発プロジェクト>


 *底層養分の汲み上げによるプランクトン、漁場育成
 *底層冷水の汲み上げによる表層水温冷却
  (芝浦工業大学/NPOエスコット共同研究)

①はじめに

人類は気候変動(災害原因他)と人口増(食糧危機他)の2つの課題を抱えています。
気候変動の原因であるCO2は削減だけでは不十分で、回収・固定化を行う必要が生じています。
また、CO2の25倍もの温室効果作用をもたらすメタン発生抑制も並行して行う必要があります。
(現在、日本ではあまり議論されていないが深刻な課題の一つです。)

人類が持続可能な生活を維持するには経済的負担の少ない革新的技術が求められています。

波動を活用した「湧昇ポンプ(上部逆止弁型)」はこれらの課題解決に役立つものと考えます。


②波動式湧昇ポンプとは?

フロート(浮体)の下から特殊な逆止弁とパイプを組み合わせたポンプ構造物を海中に吊るす。
波の上下運動だけで底層のお水を効率的に表層に汲み上げる事が出来る。
構造がシンプルなためサイズによっては漁業関係者等が自作する事も可能である。


③海外事例は?

実用化レベルの湧昇ポンプは1983年Vershinskyによって開発された。
その後、2080年、ハワイ大学、オレゴン大学が共同で公海での実証試験を行った。
(結果湧昇は確認されたが装置の強度不足により、長期的効果は検証できなかった。)
開発者はその効果を以下の様に記していた。

1. 多数の湧昇ポンプを海上に浮かせることにより、数億トンのCO2をプランクトン形態で回収可能。
2. プランクトン⇒小魚と食物連鎖が生まれ設置水域での水産資源復活が見込める。
3. 底層冷水による水蒸気発生抑制効果が期待できる。
4. 湧昇ポンプによるエネルギー吸収による波高制御。(オーストラリア、グリフィス大学)

  
  


 

出典:イラスト左=オレゴン大学/ハワイ大学、イラスト右=グリフィス大学ゴールドコースト校


④NPOエスコットが波動式湧昇ポンプを行う目的は?

1. 水産資源回復(=近海浅海域での食糧増産)
2. プランクトン増殖によるCO2回収と生物系回復・活性化
3. 海水の鉛直(上下方向)撹拌による表層の水温上昇抑制(水蒸気発生抑制による夏の台風、冬の大雪災害の軽減)
4. 有機性底泥(河口、湖沼、ダム湖で蓄積)からのメタン発生抑制
*鉛直撹拌による酸素供給(嫌気性分解から好気性分解へ)
*炭素のメタン化阻止はCO2の24分子の排出削減と同じ効果


⑤エスコット製、波動式湧昇ポンプの特徴は?

☆数センチのさざ波で底層水を表層に汲み上げる事が出来る。
これまで海外で行われてきた実証試験は大型の湧昇ポンプでであった。
これらの装置の多くは逆止弁構造によりメートル単位の波高を必要とした。

☆弁体とフロートブイの改良
*幅広左右不均一弁により微振幅で開閉
*閉じ力発生に弾性体利用(通常、重力式開閉)
  *先端部の斜カットによる上昇時の流体抵抗と排水抵抗の両方を低減
*ブイ形状とピッチング力応用型つりさげ法

☆汎用品使用によるDIY対応(低コスト)
  *逆止弁以外は何処でも入手可能な下水用配管(VU管と継手)を使用
  *開閉補助用弾性体には古タイヤを起用

☆導入、移動、修理、撤去、廃棄が容易
*湧昇パイプは塩ビ製の排水管なので全国どこでも安価に入手可能
*単一素材使用による廃棄時の分別作業削減






   
実験場所:千葉県御宿町、岩和田漁港

 

さざ波での底層海水汲み上げが状況動画





実験室での湧昇実験動画(芝浦工業大学、田中研究室にて)



底層水気味上げによる表層温度低下(同温化)を確認


⑥最大湧昇量予測

湧昇管サイズ A:断面積 H:波の高さ T:周期 1振動の湧昇量 1日の最大湧昇量(m3)
VU100ポンプ 0.0079 0.2 3 0.002 48
VU125ポンプ 0.0122 0.2 3 0.003 74
VU150ポンプ 0.0177 0.2 3 0.004 107
VU200ポンプ 0.0314 0.2 3 0.007 189
☆予測計算式

方程式: πAH/T=A:湧昇管断面積、H:谷から頂点までの高さ、T:波の周期
内訳:Q=VmaxA=ωrA=(2π/T)(H/2)A=πAH/T
湧昇ポンプサイズ A:断面積(m2)
H:波の谷から頂点までの高さ(m)
T:周期(s)
1振動での湧昇量(m3)
1日の湧昇量(m3)


⑦本プロジェクト支援企業・団体・個人

 


詳細情報に関する問い合わせ
info@npo-escot.org
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