JP2016049480A - 太陽熱を用いた淡水化装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1の実施形態の淡水化装置10全体の基本構成を示す概略図である。第1の実施形態にかかる淡水化装置10は、主に原水タンク20と、水平面に対して傾斜して配置され、その下端が前記原水タンクと連通する集熱兼蒸発部30と、集熱兼蒸発部30の上端と連通する淡水タンク40と、を備える。
原水タンク20中の原水は、まず第1の管路21と三方バルブ23を通って、集熱兼蒸発部30に供給される。ここで、原水タンク20の原水の水面は、集熱兼蒸発部30の上端の高さとほぼ同じにすることが好ましい。このようにすることで、原水タンク20中の原水は、ポンプ等を使用することなく、原水の水頭圧(いわゆる「連通管の原理」)によって、連続的かつ自動的に集熱兼蒸発部30に供給することができる。
原水を原水タンクに供給する方法としては、人が手動で供給するほか、既知のポンプ等で供給することが考えられる。この場合、ポンプを駆動するための電力を太陽電池から供給するようにしてもよい。
第2の実施形態は、第1の実施形態において反射鏡であった集光手段に、フレネルレンズを用いたものである。フレネルレンズとは、一般的な凸レンズとは異なり、薄く平らなアクリル樹脂等のシートに溝が平行直線状に複数形成されており、フレネルレンズを通過した光は所定の直線上に集光される。フレネルレンズは、反射鏡に比べて、大面積の太陽光を集光することに適する。
(1)集熱手段を備えることにより、吸熱方式よりも太陽熱の利用効率を上げることができる。また、集熱手段により集熱された太陽熱は、太陽熱の利用効率の高い真空断熱蒸発管によって原水の加熱・蒸発に用いられる。よって、本実施形態における集熱兼蒸発部の効率は非常に高く、大気圧蒸留方式であっても十分な量の原水を淡水化でき、また早朝や夕方などの日照が十分でない時間帯においても淡水化が可能となる。
(2)大気圧蒸留方式であるため、簡素な構成部品により装置を構成することができ、装置の小型化、軽量化、低コスト化を実現できる。また、装置に複雑な機構がないため、組立、取扱、保守、補修が容易である。
(3)大気圧蒸留方式であるため、集熱兼蒸発部の上部から100〜130℃の高温蒸気を得ることができる。よって、この蒸気を調理に用いることができ、また医療器具の滅菌にも用いることもできる。さらに、海水を原水とする場合は、集熱兼蒸発部の下部から取り出した濃縮水を加熱乾燥させることで、製塩することができる。かかる塩を販売することもでき、開発途上国の人々にとっては大きな収入源となり得る。
(4)原水が原水タンクに供給されている限りにおいては、原水は水頭圧によって集熱兼蒸発部に供給されるため、太陽光以外のエネルギーを必要としない自立運転が可能である。よって、インフラが整っていない開発途上国、さらにその僻地であっても装置を稼働させることができる。
(5)集熱部において原水を蒸発させる構成であり、かつ、集熱兼蒸発部は水平面に対して傾斜して配置されるため、濃縮水は集熱兼蒸発部の下部に溜まり、取出しが容易である。よって、かかる濃縮水の詰まりによる装置の故障等を防止できる。
20 原水タンク
21 第1の管路
22 排出用管路
23 三方バルブ
24 濃縮水タンク
30 集熱兼蒸発部
31 真空断熱蒸発管
32 反射鏡
33 透明板
34 第1の円筒
35 第2の円筒
36 気液分離器
37 フレネルレンズ
38 トラフ型容器
39 バッフル
40 淡水タンク
41 第2の管路
42 蒸気利用手段(調理、製塩、滅菌用)
43 冷却手段
50 集熱兼蒸発部
51 フレネルレンズ
52 反射型容器
Claims (7)
- 原水タンクと、
水平面に対して傾斜して配置され、その下端が前記原水タンクと連通する集熱兼蒸発部と、
前記集熱兼蒸発部の上端と連通する淡水タンクと、
を備え、
前記集熱兼蒸発部は、
太陽光を集熱し原水を蒸発させる真空断熱蒸発管と、
前記真空断熱蒸発管に太陽光を集光する集光手段と、
を有する
大気圧蒸留方式の淡水化装置。 - 前記集光手段は、反射鏡である
ことを特徴とする請求項1に記載の淡水化装置。 - 前記集熱兼蒸発部は、透明板をさらに備え、
前記真空断熱蒸発管は、前記反射鏡と前記透明板によって包囲される
ことを特徴とする請求項2に記載の淡水化装置。 - 前記集光手段は、フレネルレンズである
ことを特徴とする請求項1に記載の淡水化装置。 - 集熱兼蒸発部の下方に配置された排出口と、
前記原水タンクと、前記集熱兼蒸発部の下端と、前記排出口とにそれぞれ連通する三方バルブと、
をさらに備え、
前記三方バルブが第1の状態にある場合には、原水は前記集熱兼蒸発部に供給され、
前記三方バルブが第2の状態にある場合には、原水は前記排出口から排出される
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の淡水化装置。 - 前記集熱兼蒸発部の上部に、気液分離器を備える
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の淡水化装置。 - 前記集熱兼蒸発部と前記淡水タンクとの間に、調理、製塩、及び滅菌のうちの少なくとも一つのための蒸気利用手段を備える
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の淡水化装置。
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JP2014175281A JP2016049480A (ja) | 2014-08-29 | 2014-08-29 | 太陽熱を用いた淡水化装置 |
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