JP3429385B2 - 海水淡水化装置 - Google Patents
海水淡水化装置Info
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- Y02A20/124—Water desalination
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- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
- Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
- Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation
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- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、海水を淡水化するため
の海水淡水化装置に関する。
の海水淡水化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、海水を淡水化して淡水の安定
供給を図りたいという要請がある。さらに、太陽エネル
ギーのみを利用して海水を淡水化する所謂自立型のシス
テムとして成立させたいという要請もある。そこで、こ
のような要請に応えるものとして、従来では、太陽エネ
ルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置があり、以下に
簡単に説明する。
供給を図りたいという要請がある。さらに、太陽エネル
ギーのみを利用して海水を淡水化する所謂自立型のシス
テムとして成立させたいという要請もある。そこで、こ
のような要請に応えるものとして、従来では、太陽エネ
ルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置があり、以下に
簡単に説明する。
【０００３】図５に示されるように、この海水淡水化装
置１００は、面積の大きい水槽のような水盤（Ｂａｓｉ
ｎ）１０２を備えている。水盤１０２の底面下方には、
断熱層１０４（又は乾燥砂）が配設されている。このた
め、水盤１０２の底面は黒色を呈している。また、水盤
１０２の一側部には塩水供給口１０６が配設されてお
り、この塩水供給口１０６から海水が水盤１０２内に供
給されるようになっている。
置１００は、面積の大きい水槽のような水盤（Ｂａｓｉ
ｎ）１０２を備えている。水盤１０２の底面下方には、
断熱層１０４（又は乾燥砂）が配設されている。このた
め、水盤１０２の底面は黒色を呈している。また、水盤
１０２の一側部には塩水供給口１０６が配設されてお
り、この塩水供給口１０６から海水が水盤１０２内に供
給されるようになっている。
【０００４】上述した水盤１０２の上方には、家屋状に
組まれたフレーム１０８が架設されている。このフレー
ム１０８の屋根部には、ガラス等によって構成された透
明カバー１１０が張られている。また、フレーム１０８
が架設された状態では、フレーム１０８の両側部と水盤
１０２の両側部との間に側溝１１２がそれぞれ設けられ
ている。双方の側溝は相互に連通されており、一方の側
溝１１２には淡水取出口１１４が設けられている。
組まれたフレーム１０８が架設されている。このフレー
ム１０８の屋根部には、ガラス等によって構成された透
明カバー１１０が張られている。また、フレーム１０８
が架設された状態では、フレーム１０８の両側部と水盤
１０２の両側部との間に側溝１１２がそれぞれ設けられ
ている。双方の側溝は相互に連通されており、一方の側
溝１１２には淡水取出口１１４が設けられている。
【０００５】上記構成によれば、水盤１０２の水盤面
（黒色）によって太陽熱が吸収されると、内部に貯水さ
れた海水が加熱されて蒸発する。蒸発した水蒸気は上昇
し、透明カバー１１０のガラス面に到達する。ガラス面
に到達した水蒸気は外気によって冷却されて凝縮し、屋
根勾配に沿って流下していく。この結果、水滴が側溝１
１２内に集水され、淡水取出口１１４から取り出され
る。
（黒色）によって太陽熱が吸収されると、内部に貯水さ
れた海水が加熱されて蒸発する。蒸発した水蒸気は上昇
し、透明カバー１１０のガラス面に到達する。ガラス面
に到達した水蒸気は外気によって冷却されて凝縮し、屋
根勾配に沿って流下していく。この結果、水滴が側溝１
１２内に集水され、淡水取出口１１４から取り出され
る。
【０００６】なお、上記工程が繰り返されると、蒸発し
た水分量だけ水盤１０２内の海水の水位が下がると共に
塩分濃度が上昇する。このため、ある程度の水位に達す
ると、水盤１０２底部に連通されたブライン排出管１１
６から高濃度海水が排出されると共に新規に海水が塩水
供給口１０６から水盤１０２内に供給される。
た水分量だけ水盤１０２内の海水の水位が下がると共に
塩分濃度が上昇する。このため、ある程度の水位に達す
ると、水盤１０２底部に連通されたブライン排出管１１
６から高濃度海水が排出されると共に新規に海水が塩水
供給口１０６から水盤１０２内に供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た太陽エネルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置１０
０による場合、構造に起因して周囲への放熱等による熱
損失が多く淡水化に利用される熱の利用効率が低いこと
から、造水効率が低いという問題がある。このため、従
来では、水盤１０２の面積を大きくすることで造水効率
の低さを補っていた。
た太陽エネルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置１０
０による場合、構造に起因して周囲への放熱等による熱
損失が多く淡水化に利用される熱の利用効率が低いこと
から、造水効率が低いという問題がある。このため、従
来では、水盤１０２の面積を大きくすることで造水効率
の低さを補っていた。
【０００８】本発明は上記事実を考慮し、造水効率を向
上させることができる海水淡水化装置を得ることが目的
である。
上させることができる海水淡水化装置を得ることが目的
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明に
係る海水淡水化装置は、採光された太陽光を熱源として
水盤内に貯水された海水を温海水にすると共に水蒸気を
生成させ、生成水蒸気を凝縮することにより生じた水滴
を集取水する第１海水淡水化手段と、水盤の底面に疎水
性多孔質膜を配置すると共に更にその下方に冷海水を送
給する冷海水送給手段を設け、温海水と冷海水との温度
差により冷海水送給手段の表面に凝縮して生じた水滴を
集取水する第２海水淡水化手段と、を有することを特徴
としている。
係る海水淡水化装置は、採光された太陽光を熱源として
水盤内に貯水された海水を温海水にすると共に水蒸気を
生成させ、生成水蒸気を凝縮することにより生じた水滴
を集取水する第１海水淡水化手段と、水盤の底面に疎水
性多孔質膜を配置すると共に更にその下方に冷海水を送
給する冷海水送給手段を設け、温海水と冷海水との温度
差により冷海水送給手段の表面に凝縮して生じた水滴を
集取水する第２海水淡水化手段と、を有することを特徴
としている。
【００１０】請求項２記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、傾斜状態で配置され太陽光を採光する採光体と、
この採光体の下方に配置され採光された太陽光によって
加熱された温海水を貯水すると共に水蒸気を生成させる
水盤と、この水盤で生成された水蒸気が採光体の表面で
凝縮することにより生じた水滴を集水する第１集水部
と、この第１集水部に集水された淡水を取水する第１取
水手段と、を含んで構成される第１海水淡水化手段と、
水盤の底面に配置された疎水性多孔質膜と、この疎水性
多孔質膜の下方に配置され冷海水を送給する冷海水送給
手段と、この冷海水供給手段の表面に凝縮した水滴を集
水する第２集水部と、この第２集水部に集水された淡水
を取水する第２取水手段と、を含んで構成される第２海
水淡水化手段と、を有することを特徴としている。
置は、傾斜状態で配置され太陽光を採光する採光体と、
この採光体の下方に配置され採光された太陽光によって
加熱された温海水を貯水すると共に水蒸気を生成させる
水盤と、この水盤で生成された水蒸気が採光体の表面で
凝縮することにより生じた水滴を集水する第１集水部
と、この第１集水部に集水された淡水を取水する第１取
水手段と、を含んで構成される第１海水淡水化手段と、
水盤の底面に配置された疎水性多孔質膜と、この疎水性
多孔質膜の下方に配置され冷海水を送給する冷海水送給
手段と、この冷海水供給手段の表面に凝縮した水滴を集
水する第２集水部と、この第２集水部に集水された淡水
を取水する第２取水手段と、を含んで構成される第２海
水淡水化手段と、を有することを特徴としている。
【００１１】請求項３記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、請求項２記載の本発明において、前記第１海水淡
水化手段と前記第２海水淡水化手段とを、ユニット化し
た、ことを特徴としている。
置は、請求項２記載の本発明において、前記第１海水淡
水化手段と前記第２海水淡水化手段とを、ユニット化し
た、ことを特徴としている。
【００１２】請求項４記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の本発明
において、前記水盤内に貯水された温海水を循環パイプ
ラインによって循環させた、ことを特徴としている。
置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の本発明
において、前記水盤内に貯水された温海水を循環パイプ
ラインによって循環させた、ことを特徴としている。
【００１３】
【作用】請求項１記載の本発明によれば、まず、第１海
水淡水化手段によって、採光された太陽光が熱源とされ
て水盤内に貯水された海水が温海水にされる。このと
き、温海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は凝
縮されて水滴となり、この水滴即ち淡水が集水されて取
水される。
水淡水化手段によって、採光された太陽光が熱源とされ
て水盤内に貯水された海水が温海水にされる。このと
き、温海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は凝
縮されて水滴となり、この水滴即ち淡水が集水されて取
水される。
【００１４】一方、水盤の底面には疎水性多孔質膜が配
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。そして、
この水滴、即ち淡水が集水されて取水される。
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。そして、
この水滴、即ち淡水が集水されて取水される。
【００１５】すなわち、本発明によれば、第１海水淡水
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第２海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第２海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
【００１６】請求項２記載の本発明によれば、まず、第
１海水淡水化手段の採光体によって太陽光が採光され
る。この採光体の下方には水盤が配置されており、採光
された太陽光によって水盤内に貯水された海水が加熱さ
れて温海水とされる。このとき、水盤内に貯水された温
海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は傾斜状態
で配置された採光体の表面で凝縮されて水滴となる。こ
の水滴即ち淡水は採光体の傾斜方向に沿って流下し、第
１集水部によって集水される。その後、第１取水手段に
よって集水された淡水が取水される。
１海水淡水化手段の採光体によって太陽光が採光され
る。この採光体の下方には水盤が配置されており、採光
された太陽光によって水盤内に貯水された海水が加熱さ
れて温海水とされる。このとき、水盤内に貯水された温
海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は傾斜状態
で配置された採光体の表面で凝縮されて水滴となる。こ
の水滴即ち淡水は採光体の傾斜方向に沿って流下し、第
１集水部によって集水される。その後、第１取水手段に
よって集水された淡水が取水される。
【００１７】一方、水盤の底面には疎水性多孔質膜が配
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。その後、
第２取水手段によって集水された淡水が取水される。
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。その後、
第２取水手段によって集水された淡水が取水される。
【００１８】すなわち、本発明によれば、第１海水淡水
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第２海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第２海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
【００１９】請求項３記載の本発明によれば、請求項１
又は請求項２記載の本発明において、第１海水淡水化手
段と第２海水淡水化手段とをユニット化したので、現場
施工作業が殆ど不要になる。
又は請求項２記載の本発明において、第１海水淡水化手
段と第２海水淡水化手段とをユニット化したので、現場
施工作業が殆ど不要になる。
【００２０】請求項４記載の本発明によれば、請求項１
乃至請求項３のいずれかに記載の本発明において、水盤
内に貯水された温海水を循環パイプラインによって循環
させたので、温海水の余熱を再利用することができる。
このため、太陽電池の電力消費量を抑えることができ、
省エネルギー化に資する。
乃至請求項３のいずれかに記載の本発明において、水盤
内に貯水された温海水を循環パイプラインによって循環
させたので、温海水の余熱を再利用することができる。
このため、太陽電池の電力消費量を抑えることができ、
省エネルギー化に資する。
【００２１】
【実施例】以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施
例について説明する。
例について説明する。
【００２２】図１には太陽エネルギー利用型の海水淡水
化装置１０の縦断面構造が制御システムと共に示されて
おり、又図２にはその２−２線に沿った断面構造が示さ
れている。
化装置１０の縦断面構造が制御システムと共に示されて
おり、又図２にはその２−２線に沿った断面構造が示さ
れている。
【００２３】これらの図に示されるように、海水淡水化
装置１０は、ボックス状に組まれた内部中空の基台１２
を備えている。この基台１２の上部周囲には、断面Ｌ字
形とされた支持体１４が固定されている。なお、支持体
１４は、例えば、ステンレスを断面Ｌ字形となるように
組んで内部に発泡材等の断熱材を充填することにより構
成されている。
装置１０は、ボックス状に組まれた内部中空の基台１２
を備えている。この基台１２の上部周囲には、断面Ｌ字
形とされた支持体１４が固定されている。なお、支持体
１４は、例えば、ステンレスを断面Ｌ字形となるように
組んで内部に発泡材等の断熱材を充填することにより構
成されている。
【００２４】上述した支持体１４が基台１２の上部周囲
に配置されたことにより、支持体１４の内部には収容上
部１６及び収容下部１８が形成されている。収容上部１
６は収容下部１８よりも平面視で一回り大きく形成され
ており、その底部近傍には温海水入口部２０が突出形成
されている。また、収容下部１８側の所定部位には、温
海水出口部２２が突出形成されている。これらの収容上
部１６及び収容下部１８が、水盤（Ｂａｓｉｎ）として
機能する。なお、水盤の底面には所定の勾配が付けられ
ているが、これは後述する冷却管３０の表面に凝縮した
淡水の水滴を淡水出口部４１に向かわせるためである。
に配置されたことにより、支持体１４の内部には収容上
部１６及び収容下部１８が形成されている。収容上部１
６は収容下部１８よりも平面視で一回り大きく形成され
ており、その底部近傍には温海水入口部２０が突出形成
されている。また、収容下部１８側の所定部位には、温
海水出口部２２が突出形成されている。これらの収容上
部１６及び収容下部１８が、水盤（Ｂａｓｉｎ）として
機能する。なお、水盤の底面には所定の勾配が付けられ
ているが、これは後述する冷却管３０の表面に凝縮した
淡水の水滴を淡水出口部４１に向かわせるためである。
【００２５】また、収容上部１６の上端面には所定勾配
の屋根形状とされた採光体２４が固定されており、この
採光体２４によって太陽光が採光されるようになってい
る。なお、採光体２４の材質としては、アクリルやガラ
ス板等が用いられている。採光体２４の傾斜方向下流側
の端部付近（収容上部１６における互いに対向する内壁
面上部）には、一対の樋状の補集水受２６が配設されて
いる。各補集水受２６には、内部に淡水が集水された場
合にこの淡水が自然流下可能な程度に勾配が付けられて
いる。補集水受２６の傾斜方向下流側の端部には、ノズ
ル状の淡水出口部２８が設けられている。この淡水出口
部２８は支持体１４の壁面を貫通して外部に露出されて
おり、図示しないホース等が取り付けられて適宜箇所に
設置された貯水タンク等に導水するようになっている。
の屋根形状とされた採光体２４が固定されており、この
採光体２４によって太陽光が採光されるようになってい
る。なお、採光体２４の材質としては、アクリルやガラ
ス板等が用いられている。採光体２４の傾斜方向下流側
の端部付近（収容上部１６における互いに対向する内壁
面上部）には、一対の樋状の補集水受２６が配設されて
いる。各補集水受２６には、内部に淡水が集水された場
合にこの淡水が自然流下可能な程度に勾配が付けられて
いる。補集水受２６の傾斜方向下流側の端部には、ノズ
ル状の淡水出口部２８が設けられている。この淡水出口
部２８は支持体１４の壁面を貫通して外部に露出されて
おり、図示しないホース等が取り付けられて適宜箇所に
設置された貯水タンク等に導水するようになっている。
【００２６】一方、収容下部１８の底部には、図３にも
示されるように、扁平矩形管状の冷却管３０が配設され
ている。冷却管３０には傾斜が付けられており、傾斜方
向下流側の端部（即ち、温海水出口部２２の下方）に
は、冷却水入口部３２が突出形成されている。また、冷
却管３０の傾斜方向上流側の端部（即ち、温海水入口部
２０の下方）には、冷却水出口部３４が突出形成されて
いる。この例では、温海水と冷却水とで入口、出口を逆
にしている（向流型）が、入口、出口を同じ方向にして
（並流型）も問題はない。
示されるように、扁平矩形管状の冷却管３０が配設され
ている。冷却管３０には傾斜が付けられており、傾斜方
向下流側の端部（即ち、温海水出口部２２の下方）に
は、冷却水入口部３２が突出形成されている。また、冷
却管３０の傾斜方向上流側の端部（即ち、温海水入口部
２０の下方）には、冷却水出口部３４が突出形成されて
いる。この例では、温海水と冷却水とで入口、出口を逆
にしている（向流型）が、入口、出口を同じ方向にして
（並流型）も問題はない。
【００２７】上述した冷却管３０の上端面上には、膜フ
レーム３６が載置されている。図３及び図４に示される
ように、膜フレーム３６は、矩形枠状のフレーム３８
と、このフレーム３８の内部開口部分に張りつけられた
膜４０（図３では、破線によって図示）と、によって構
成されている。なお、この膜４０としては、疎水性多孔
質膜が用いられている。従って、この膜４０は、水は通
さないが水蒸気であれば通す。上述した膜フレーム３６
は、フレーム３８の開口部分（膜４０の直下）に配置さ
れた網状のセパレータ３９を介して冷却管３０の上端面
に固定されている。なお、このセパレータ３９は、冷却
管３０の表面（上端面）と膜４０との間隔を均一に保持
する機能を有する。
レーム３６が載置されている。図３及び図４に示される
ように、膜フレーム３６は、矩形枠状のフレーム３８
と、このフレーム３８の内部開口部分に張りつけられた
膜４０（図３では、破線によって図示）と、によって構
成されている。なお、この膜４０としては、疎水性多孔
質膜が用いられている。従って、この膜４０は、水は通
さないが水蒸気であれば通す。上述した膜フレーム３６
は、フレーム３８の開口部分（膜４０の直下）に配置さ
れた網状のセパレータ３９を介して冷却管３０の上端面
に固定されている。なお、このセパレータ３９は、冷却
管３０の表面（上端面）と膜４０との間隔を均一に保持
する機能を有する。
【００２８】また、膜フレーム３６の傾斜方向下流側の
端部付近には、パイプ状の淡水出口部４１が下向きに配
設されている。この淡水出口部４１には図示しないホー
ス等が取り付けられて適宜箇所に設置された貯水タンク
に淡水を導水するようになっている。
端部付近には、パイプ状の淡水出口部４１が下向きに配
設されている。この淡水出口部４１には図示しないホー
ス等が取り付けられて適宜箇所に設置された貯水タンク
に淡水を導水するようになっている。
【００２９】次に、制御システムの構成について説明す
る。図１に示されるように、海水取水部４２はパイプラ
インＡによって温海水入口部２０と接続されている。こ
のパイプラインＡの途中には、モータ４４によって駆動
される三方弁４６が配設されている。また、海水取水部
４２と三方弁４６との間には、取水ポンプ４８が配設さ
れていると共に前処理フィルタ５０が配設されている。
る。図１に示されるように、海水取水部４２はパイプラ
インＡによって温海水入口部２０と接続されている。こ
のパイプラインＡの途中には、モータ４４によって駆動
される三方弁４６が配設されている。また、海水取水部
４２と三方弁４６との間には、取水ポンプ４８が配設さ
れていると共に前処理フィルタ５０が配設されている。
【００３０】一方、温海水入口部２０と温海水出口部２
２とは、パイプラインＢによって接続されている。これ
により、温海水入口部２０と温海水出口部２２とは閉ル
ープ化され、循環パイプラインを構成している。この循
環パイプラインであるパイプラインＢと前述したパイプ
ラインＡとの接続部には、モータ５２によって駆動され
る三方弁５４が配設されている。これにより、必要に応
じてパイプラインが変更されるようになっている。さら
に、パイプラインＢの途中には、循環ポンプ５６が配設
されていると共に、モータ５８によって駆動される三方
弁６０が配設されている。
２とは、パイプラインＢによって接続されている。これ
により、温海水入口部２０と温海水出口部２２とは閉ル
ープ化され、循環パイプラインを構成している。この循
環パイプラインであるパイプラインＢと前述したパイプ
ラインＡとの接続部には、モータ５２によって駆動され
る三方弁５４が配設されている。これにより、必要に応
じてパイプラインが変更されるようになっている。さら
に、パイプラインＢの途中には、循環ポンプ５６が配設
されていると共に、モータ５８によって駆動される三方
弁６０が配設されている。
【００３１】さらに、水盤内には、水盤内の水位を検出
するためのレベルセンサ６２が配設されている。レベル
センサ６２の検出信号は、太陽電池６４と接続された制
御盤６６に出力されている。制御盤６６では、上述した
取水ポンプ４８、循環ポンプ５６、及びモータ４４、５
２、５８の駆動を制御している。
するためのレベルセンサ６２が配設されている。レベル
センサ６２の検出信号は、太陽電池６４と接続された制
御盤６６に出力されている。制御盤６６では、上述した
取水ポンプ４８、循環ポンプ５６、及びモータ４４、５
２、５８の駆動を制御している。
【００３２】次に、本実施例の作用を説明する。作動前
の初期状態では、三方弁４６、５４、６０はそれぞれ実
線矢印方向を送給方向としてセットされている。この状
態で、制御盤６６から取水ポンプ４８に取水信号が出力
される。これにより、取水ポンプ４８が駆動して海水取
水部４２から通常の海水が取水される。取水ポンプ４８
によって取水された海水は前処理フィルタ５０を通る際
に、海水中に含有される不純物（浮遊生物や藻等）が除
去される。その後、海水はパイプラインＡを経由して三
方弁５４から温海水入口部２０へ送給される。温海水入
口部２０から導入された海水（この時点では温海水では
ない）は、収容下部１８、更には収容上部１６（即ち、
水盤）内に貯水される。なお、このときの水盤内の海水
の水位はレベルセンサ６２によって検出されて、常時制
御盤６６に出力されている。このようにして、水盤内に
ある程度の海水が貯水されたら、制御盤６６から三方弁
４６に流路切換信号が出力される。これにより、三方弁
４６の流路が破線矢印方向へ切り換えられる。この結
果、取水ポンプ４８によって汲み上げられた海水は、冷
却管３０の冷却水入口部３２内へそのまま導水される。
なお、導水された冷却水（通常の海水）は、冷却水出口
部３２（或いはこれにホース等を取り付けている場合に
は所望の箇所）から排出される。
の初期状態では、三方弁４６、５４、６０はそれぞれ実
線矢印方向を送給方向としてセットされている。この状
態で、制御盤６６から取水ポンプ４８に取水信号が出力
される。これにより、取水ポンプ４８が駆動して海水取
水部４２から通常の海水が取水される。取水ポンプ４８
によって取水された海水は前処理フィルタ５０を通る際
に、海水中に含有される不純物（浮遊生物や藻等）が除
去される。その後、海水はパイプラインＡを経由して三
方弁５４から温海水入口部２０へ送給される。温海水入
口部２０から導入された海水（この時点では温海水では
ない）は、収容下部１８、更には収容上部１６（即ち、
水盤）内に貯水される。なお、このときの水盤内の海水
の水位はレベルセンサ６２によって検出されて、常時制
御盤６６に出力されている。このようにして、水盤内に
ある程度の海水が貯水されたら、制御盤６６から三方弁
４６に流路切換信号が出力される。これにより、三方弁
４６の流路が破線矢印方向へ切り換えられる。この結
果、取水ポンプ４８によって汲み上げられた海水は、冷
却管３０の冷却水入口部３２内へそのまま導水される。
なお、導水された冷却水（通常の海水）は、冷却水出口
部３２（或いはこれにホース等を取り付けている場合に
は所望の箇所）から排出される。
【００３３】上述した工程がなされている間にも、採光
体２４によって太陽光が採光されて水盤内に貯水された
海水が加熱される。これにより、海水は温海水となる。
そして、適温となった時点（この適温を検出するために
水温センサを配設しておくのが好ましい）で、制御盤６
６から三方弁５４に流路切換信号が出力される。このた
め、三方弁５４は、破線矢印方向に流路が切り換えられ
る。なお、この際、三方弁６０については、そのまま実
線矢印方向を流路方向としている。この状態で、制御盤
６６から循環ポンプ５６に循環駆動信号が出力される。
これにより、水盤内の温海水が循環パイプラインである
パイプラインＢに沿って循環される。
体２４によって太陽光が採光されて水盤内に貯水された
海水が加熱される。これにより、海水は温海水となる。
そして、適温となった時点（この適温を検出するために
水温センサを配設しておくのが好ましい）で、制御盤６
６から三方弁５４に流路切換信号が出力される。このた
め、三方弁５４は、破線矢印方向に流路が切り換えられ
る。なお、この際、三方弁６０については、そのまま実
線矢印方向を流路方向としている。この状態で、制御盤
６６から循環ポンプ５６に循環駆動信号が出力される。
これにより、水盤内の温海水が循環パイプラインである
パイプラインＢに沿って循環される。
【００３４】ここで、水盤内の温海水は所定温度に達す
ると、水蒸気が発生する。この水蒸気は上昇して採光体
２４の裏面にて冷却される。このため、水蒸気は凝縮し
て水滴となり、採光体２４の傾斜面に沿って流下してい
く。流下してきた水滴（即ち、淡水）は補集水受２６に
よって集水された後、淡水出口部２８から排出されて取
水される。
ると、水蒸気が発生する。この水蒸気は上昇して採光体
２４の裏面にて冷却される。このため、水蒸気は凝縮し
て水滴となり、採光体２４の傾斜面に沿って流下してい
く。流下してきた水滴（即ち、淡水）は補集水受２６に
よって集水された後、淡水出口部２８から排出されて取
水される。
【００３５】その一方で、水盤内の温海水と冷却管３０
内の冷却水との温度差により、水蒸気が膜フレーム３６
の膜４０を透過して冷却管３０の表面に移動する。この
ため、水蒸気は冷却管３０の表面で凝縮して水滴（即
ち、淡水）となり、淡水出口部４１から排出されて取水
される。
内の冷却水との温度差により、水蒸気が膜フレーム３６
の膜４０を透過して冷却管３０の表面に移動する。この
ため、水蒸気は冷却管３０の表面で凝縮して水滴（即
ち、淡水）となり、淡水出口部４１から排出されて取水
される。
【００３６】なお、上述した過程で蒸発が続くと、水盤
内の温海水が減量し、温海水の塩分濃度が上昇する。こ
のため、レベルセンサ６２で水位を検出し、所定の水位
に達した時点で（例えば、水盤内の水位が初期の１／３
になれば塩分濃度は初期の３倍になるので、この時点
で）、制御盤６６から三方弁６０に流路切換信号が出力
されて濃縮海水が温海水出口部２２から排出される。な
お、排出された濃縮海水は、図示しない造塩装置等に送
り込まれ淡水と塩とに分離される。次に、レベルセンサ
６２が水位０の信号を制御盤６６に送り、制御盤６６か
ら三方弁４６に流路切換信号が出力されて再び海水取水
部４２から海水が取水されて水盤内へ補充される。
内の温海水が減量し、温海水の塩分濃度が上昇する。こ
のため、レベルセンサ６２で水位を検出し、所定の水位
に達した時点で（例えば、水盤内の水位が初期の１／３
になれば塩分濃度は初期の３倍になるので、この時点
で）、制御盤６６から三方弁６０に流路切換信号が出力
されて濃縮海水が温海水出口部２２から排出される。な
お、排出された濃縮海水は、図示しない造塩装置等に送
り込まれ淡水と塩とに分離される。次に、レベルセンサ
６２が水位０の信号を制御盤６６に送り、制御盤６６か
ら三方弁４６に流路切換信号が出力されて再び海水取水
部４２から海水が取水されて水盤内へ補充される。
【００３７】このように本実施例では、ベイズン型を利
用して採光体２４によって温海水の一部を蒸発させて淡
水を得るだけでなく、パーベーパイレーション（ＰＶ）
膜を利用して温海水と冷却水との温度差によって淡水を
得ることができるので、造水効率を倍加させることがで
きる。
用して採光体２４によって温海水の一部を蒸発させて淡
水を得るだけでなく、パーベーパイレーション（ＰＶ）
膜を利用して温海水と冷却水との温度差によって淡水を
得ることができるので、造水効率を倍加させることがで
きる。
【００３８】しかも、本実施例によれば、海水淡水化装
置１０自体がコンパクトでユニット化されているため、
現場施工作業が殆ど不要になる。この点、従来構造では
造水効率が低いことから、これを補うべく広域面積の海
水淡水化装置を設置する必要があり、基礎造り等にも多
大な現場施工作業が必要になるが、本実施例によれば造
水効率も良くユニット化されているため、極めて現場施
工作業が少なくなる。
置１０自体がコンパクトでユニット化されているため、
現場施工作業が殆ど不要になる。この点、従来構造では
造水効率が低いことから、これを補うべく広域面積の海
水淡水化装置を設置する必要があり、基礎造り等にも多
大な現場施工作業が必要になるが、本実施例によれば造
水効率も良くユニット化されているため、極めて現場施
工作業が少なくなる。
【００３９】さらに、本実施例によれば、メカニカルな
構成であるため、高圧管理等のメンテナンス要員が不要
となる。このため、メンテナンス性に優れている。従っ
て、ライフライン設備が不十分な地域において特に功を
奏す。
構成であるため、高圧管理等のメンテナンス要員が不要
となる。このため、メンテナンス性に優れている。従っ
て、ライフライン設備が不十分な地域において特に功を
奏す。
【００４０】また、本実施例によれば、水盤内の温海水
を循環パイプラインであるパイプラインＢによって循環
させているので、温海水の余熱を再利用することができ
る。このため、太陽電池の電力消費量を抑えることがで
き、省エネルギー化を図ることができる。
を循環パイプラインであるパイプラインＢによって循環
させているので、温海水の余熱を再利用することができ
る。このため、太陽電池の電力消費量を抑えることがで
き、省エネルギー化を図ることができる。
【００４１】さらに、本実施例によれば、膜４０の直下
に網状のセパレータ３９を配設しているため、膜４０に
温海水の重量がかかってたるむのを阻止することがで
き、膜４０と冷却管３０の上端面との間隔を均一にする
ことができる。
に網状のセパレータ３９を配設しているため、膜４０に
温海水の重量がかかってたるむのを阻止することがで
き、膜４０と冷却管３０の上端面との間隔を均一にする
ことができる。
【００４２】なお、本実施例では、採光体２４によって
太陽光を採光して水盤内の海水を温海水としたが、より
効率を高めるべく、収容上部１６の側面、収容下部１８
の側面及び底面、膜フレーム３６のフレーム３８の表面
等を黒色化してもよい。
太陽光を採光して水盤内の海水を温海水としたが、より
効率を高めるべく、収容上部１６の側面、収容下部１８
の側面及び底面、膜フレーム３６のフレーム３８の表面
等を黒色化してもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る海水
淡水化装置は、造水効率を向上させることができるとい
う優れた効果を有する。
淡水化装置は、造水効率を向上させることができるとい
う優れた効果を有する。
【図１】本実施例に係る海水淡水化装置の縦断面構造を
制御システムと共に示す構成図である。
制御システムと共に示す構成図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】図１の３−３線断面図である。
【図４】膜フレームの平面図である。
【図５】従来構造に係る海水淡水化装置の全体構成を示
す全体構成図である。
す全体構成図である。
１０ 海水淡水化装置
１６ 収容上部（水盤、第１海水淡水化手段）
１８ 収容上部（水盤、第１海水淡水化手段）
２４ 採光体（第１海水淡水化手段）
２６ 補集水受（第１集水部、第１海水淡水化手段）
２８ 淡水出口部（第１取水手段、第１海水淡水化手
段） ３０ 冷却管（冷海水送給手段、第２集水部、第２海
水淡水化手段） ４０ 膜（疎水性多孔質膜、第２海水淡水化手段） ４１ 淡水出口部（第２取水手段、第２海水淡水化手
段）
段） ３０ 冷却管（冷海水送給手段、第２集水部、第２海
水淡水化手段） ４０ 膜（疎水性多孔質膜、第２海水淡水化手段） ４１ 淡水出口部（第２取水手段、第２海水淡水化手
段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭52−92873（ＪＰ，Ａ)
実開 昭54−105046（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭56−34597（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭50−190（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/02 - 1/14
Claims (4)
- 【請求項１】 採光された太陽光を熱源として水盤内に
貯水された海水を温海水にすると共に水蒸気を生成さ
せ、生成水蒸気を凝縮することにより生じた水滴を集取
水する第１海水淡水化手段と、 水盤の底面に疎水性多孔質膜を配置すると共に更にその
下方に冷海水を送給する冷海水送給手段を設け、温海水
と冷海水との温度差により冷海水送給手段の表面に凝縮
して生じた水滴を集取水する第２海水淡水化手段と、 を有することを特徴とする海水淡水化装置。 - 【請求項２】 傾斜状態で配置され太陽光を採光する採
光体と、この採光体の下方に配置され採光された太陽光
によって加熱された温海水を貯水すると共に水蒸気を生
成させる水盤と、この水盤で生成された水蒸気が採光体
の表面で凝縮することにより生じた水滴を集水する第１
集水部と、この第１集水部に集水された淡水を取水する
第１取水手段と、を含んで構成される第１海水淡水化手
段と、 水盤の底面に配置された疎水性多孔質膜と、この疎水性
多孔質膜の下方に配置され冷海水を送給する冷海水送給
手段と、この冷海水供給手段の表面に凝縮した水滴を集
水する第２集水部と、この第２集水部に集水された淡水
を取水する第２取水手段と、を含んで構成される第２海
水淡水化手段と、 を有することを特徴とする海水淡水化装置。 - 【請求項３】 前記第１海水淡水化手段と前記第２海水
淡水化手段とを、ユニット化した、 ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の海水淡水
化装置。 - 【請求項４】 前記水盤内に貯水された温海水を循環パ
イプラインによって循環させた、 ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記
載の海水淡水化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08427195A JP3429385B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 海水淡水化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08427195A JP3429385B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 海水淡水化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08281250A JPH08281250A (ja) | 1996-10-29 |
| JP3429385B2 true JP3429385B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=13825800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08427195A Expired - Fee Related JP3429385B2 (ja) | 1995-04-10 | 1995-04-10 | 海水淡水化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3429385B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102923801A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-13 | 汪砚秋 | 风能、太阳能海水淡化*** |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1211293C (zh) * | 1999-08-06 | 2005-07-20 | 纳幕尔杜邦公司 | 蒸水器及其操作方法 |
| CN102060340B (zh) * | 2009-11-12 | 2013-02-06 | 华东理工大学 | 一种自动式太阳能膜蒸馏海水淡化装置 |
| KR101394517B1 (ko) * | 2012-03-09 | 2014-05-13 | 김종민 | 담수화 장치 |
| CN104261497B (zh) * | 2014-07-23 | 2015-09-30 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种鼓泡负压蒸发海水淡化装置及生产方法 |
-
1995
- 1995-04-10 JP JP08427195A patent/JP3429385B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102923801A (zh) * | 2012-11-20 | 2013-02-13 | 汪砚秋 | 风能、太阳能海水淡化*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08281250A (ja) | 1996-10-29 |
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