CN107428561A - 淡水生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供不需要以往那样的大量热能、也不需要反浸透膜等的更换维护、更简易且不花费成本的淡水生成装置。淡水生成装置由以下部件构成：第一多孔吸水基板(3)，浸渍于储存在第一储存槽1的储存液(4)，多孔结构的各孔径形成为水分子的大小；送风机(4)，向第一多孔吸水基板(3)的上端部侧进行送风；第二多孔吸水基板(7)，用其前表面侧接挡通过利用送风机(4)的送风从第一多孔吸水基板(3)的上部侧汽化吹出的水蒸气；储存槽(2)，储存在第二多孔吸水基板(7)内凝结并从第二多孔吸水基板(7)的下部侧滴落的水；导通管(8)，使从第二多孔吸水基板(7)送出排放的空气连通至送风机6的进气侧。

Description

淡水生成装置

技术领域

本发明涉及使海水、污泥水、油水、工业用废水等淡水化的淡水生成装置。

背景技术

目前，作为使海水等淡水化的方法，一般是加热海水使其蒸发，再冷却变成淡水的方式，为了提高热效率而进行减压蒸馏，在实用工厂采用组合多个减压室的多级闪蒸方式(专利文献1)。所生成的淡水的盐分浓度低，为低于5ppm左右，能够生成大量的淡水。

另外，最近，采用对海水施加压力，使其通过被称为反浸透膜(所谓RO膜)的过滤膜的一种，浓缩除去海水的盐分而过滤出淡水的方式，并且建设了日产量超过1万吨的大型工厂。原始的海水的盐分浓度越高，另外，要得到的淡水的盐分浓度越低，越需要施加高压力进行过滤，从而关于RO膜，提案有各种中空纤维膜、被称为螺旋膜的复杂的结构的膜，使得承受得住该压力(专利文献2)。加压时使用涡轮泵、柱塞泵等高压泵。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－71320号

专利文献2：日本专利第4113568号

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在上述多级闪蒸方式中，存在虽然能够生成大量的淡水，但不管海水的品质如何，热效率极差，需要大量的能量的问题。另外，在使用了RO膜的方式中，因一边利用泵加压一边进行，所以存在在海水的情况下生成淡水的量为5％左右，在污泥水或油水的情况下仅生成10％左右的淡水这样的问题，另外，因RO膜堵塞，所以需要进行反向加压来消除堵塞的定期的维护，或者需要适当更换RO膜自身。在这些现有的方式中，包括维护成本，花费用于构成为淡水生成工厂并进行运作的成本，从淡水生成效率来看，也具有不得不提高成本的问题。

因此，本申请人的目的在于，提供一种不需要以往那样的大量的热能，能够在常温下生成淡水，作为更简易的结构，包括维护费用在内、也不花费设置成本本身的淡水生成装置。

用于解决课题的技术方案

为了解决上述课题，本发明如下构成。即，本发明第一方面所述的淡水生成装置的特征在于，包括：第一储存槽，其收容海水、污泥水、油水、工业用废水等储存液；第一吸水基材，其下端部浸渍于第一储存槽的储存液内；送风单元，其对该第一吸水基材的上端部侧进行送风；第二吸水基材，其在上端部侧吸附通过利用该送风单元的送风而从上述第一吸水基材的上端部侧汽化吹出的水蒸气，并且使其凝结，凝结的水滴从下端部侧滴落；第二储存槽，其储存从该第二吸水基材下端部侧滴落的凝结水；盖体，其密闭这些第一和第二储存槽上部空间；和导通管，其一端部与该盖体的第二储存槽上部空间连通，排放来自上述送风单元的送风，并且另一端部与第一储存槽上部空间连通，连通在上述送风单元的进气侧而成为送风的循环路径。

第二方面所述的淡水生成装置中，第一和第二吸水基材由多孔结构的各孔径形成为水分子的大小的合成沸石构成。

第三方面所述的淡水生成装置中，第一和第二吸水基材由多孔结构的各孔径形成为水分子的大小的纳米碳构成。

第四方面所述的淡水生成装置中，第一和第二吸水基材由吸水性优异的织物构成。

第五方面所述的淡水生成装置中，第一和第二吸水基材配置为通过配置有它们的上部侧邻接面连结并以反U字型一体形成。

第六方面所述的淡水生成装置配置为，设置有空气冷却器，向该空气冷却器供给压缩空气，向上述第二储存槽内供给从空气冷却器喷射的冷气，并且向上述送风单元的进气侧供给从空气冷却器排放的热气。

第七方面所述的淡水生成装置配置为，以储存在第一储存槽的储存液的液位极低的方式储存。

第八方面所述的淡水生成装置配置为，在第二储存槽内吊挂设置有多个用于使滞留在该储存槽内的水蒸气凝结的金属制鳍状部件。

发明效果

根据本发明的淡水生成装置，第一吸水基材的下端部浸渍于储存在第一储存槽的海水等，只有水分瞬时从储存在第一储存槽的海水等浸透到该吸水基材内部。浸透在该第一吸水基材的水分通过利用送风单元的送风逐步汽化而成为水蒸气送出。

从第一吸水基材送出随着送风汽化的水蒸气，该水蒸气到达第二吸水基材，吸附到该第二吸水基材内部，在浸透到该基材内的过程中，逐步放热而凝结，成为淡水的水滴从该基材的下端部侧滴落在第二储存槽。送风自身在通过第二吸水基材时因水蒸气的凝结而温度升高并且成为干燥空气而通过导通管排出，回流到送风单元的进气侧。

回流到送风单元的进气侧的空气作为温度比经过该循环周期前高的干燥的空气被送风到第一吸水基材，因此，与前一次相比，进一步促进对浸透在该基材内的水的汽化现象，从而促进凝结的淡水在第二储存槽的贮存。

这样，在第一和第二吸水基材之间，从储存在第一储存槽内的海水等中仅将水分汽化，汽化后的水蒸气凝结，淡水贮存在第二储存槽，由此，能够在常温下进行淡水的生成。

作为吸水基材，通过使用申请人开发的多孔结构的各孔径形成为水分子的大小的合成沸石或纳米碳，能够容易地实现装置的结构，为了实现更简易的装置结构，还可以代用吸水性优异的织物。另外，如果使用第一和第二吸水基材通过配置有它们的上部侧邻接面连结并以反U字型一体形成的结构，则能够实现更简易的结构。

另外，如果配置为设置有作为所谓超低温空气产生器的空气冷却器，向该空气冷却器供给压缩空气，向第二储存槽内供给从空气冷却器喷射的冷气，并且向送风单元的进气侧供给从空气冷却器排出的热气的构成，则回流到送风单元的进气侧的空气作为进一步提高了温度的暖风被送风到第一吸水基材，进一步促进汽化现象，向第二储存槽内供给超低温的空气，第二吸水基材的温度降低，进一步促进水蒸气的凝结，从而能够提高淡水的生成效率。

另外，适当补充储存液，使得以储存在第一储存槽的储存液的液位极低的方式储存，由此不降低向储存液自身的热传导效率，进而在第二储存槽内吊挂设置多个金属制鳍状部件，则在利用冷气冷却滞留在该储存槽内的水蒸气时，水蒸气也通过该鳍状部件凝结，因此能够更进一步提高淡水的生成效率。

附图说明

图1是表示淡水生成装置的整体结构的概略结构图。

图2是表示以一体型形成第一和第二吸水基材的实施例的概略结构图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示淡水生成装置的整体结构的概略结构图。在该图中，一并设置有储存海水或污泥水、油水等的储存液4的第一储存槽1、和与储存槽1邻接设置的第二储存槽2。在储存槽1的与储存槽2邻接的边界侧，具有多孔结构且各孔径成型为水分子的大小的作为吸水基材的第一多孔吸水基板3以其下端部浸渍于储存在储存槽1内的储存液4内的状态，从以密闭储存槽1和储存槽2的上部空间的方式设置的盖体5吊挂设置。对该第一多孔吸水基板3的未浸渍于储存液4的上部侧进行送风的送风机6设置在盖体5的内侧前方壁面。

在储存槽2的与储存槽1邻接的边界侧，具有多孔结构且各孔径成型为水分子的大小的作为吸水基材的第二多孔吸水基板7在与第一多孔吸水基板3对置的位置、以其下端部朝向储存槽2内的方式从盖体5吊挂设置。在密闭第二储存槽2侧的盖体5的内侧后方壁面形成有排气口8，在该排气口8设置有在盖体5上通过并连通到设置在上述的送风机6侧的进气口9的导通管10。

上述的第一和第二多孔吸水基板3、7，由通过使用本申请人开发的在800～2000℃的高温范围内能够以1℃刻度进行加热的特殊结构的烧制炉在严密的温度控制下进行长时间烧制而使多孔结构的各孔径成型为与水分子相同直径的合成沸石制造得到，当浸渍于储存液时，以能够利用该多孔部分瞬时地仅吸附水分子的方式发挥功能，在吸附了水蒸气的情况下，能够发挥使水蒸气凝结并作为蒸馏水提取的功能。作为发挥相同功能的吸水基材，能够使用纳米碳材料，或者还能够使用编织成水分子直径的织物等构成。

对于如上述构成的淡水生成装置的淡水生成功能进行说明。由于第一多孔吸水基板3的下端部浸渍于储存在储存槽1的储存液4内，所以储存液4中只有水分瞬时浸透到该多孔吸水基板3内全部区域。送风机6持续对第一多孔吸水基板3的前表面侧进行送风(图中用箭头表示)，因此，持续浸透到该基板内3的水分逐步汽化，作为水蒸气(图中用虚线箭头表示)从基板3的背面侧送出。

这样送出的水蒸气到达吊挂设置在第二储存槽2侧的第二多孔吸水基板7的前表面，浸透到该第二多孔基板7内，在浸透到该基板内的过程中逐步放热而凝结，成为淡水的水滴(图中用中空箭头表示)并从该基板7的下端侧滴落，从而淡水贮存在储存槽2内。

送风自身从设置在密闭储存槽2的盖体5的后方内侧壁面的排气口8排出，通过导通管10送出到设置在上述送风机6的进气口9而回流。此时的送风自身由于因水蒸气的凝结而放出的热导致温度升高，并且成为更干燥的空气。

回流到送风机6的进气口9侧的空气作为温度比经过该循环周期前高的干燥的空气被送风到第一多孔吸水基板3，因此，与前一次相比，进一步促进对浸透在该基板3内的水的汽化现象，从储存槽1内的储存液4高效地仅吸收水分，汽化后的水蒸气被第二多孔吸水基板7吸附并凝结，向储存槽2内的滴落量增加。如果储存液4减量，则从未图示的供给路径向储存槽1补充，如果贮存在储存槽2内的淡水增加，则从未图示的取水路径取出。

通过经过这种淡水生成过程从储存槽1内的储存液4中仅提取水分时，在海水的情况下盐分等作为残渣留在储存槽1内，在污泥水的情况下污泥作为残渣留在储存槽1内，在油水的情况下各种油分作为残渣留在储存槽1内，因此这些残渣物被回收并以不增加环境负担的方式进行后处理后废弃。

如上所述，本发明的淡水生成装置中，使用本申请人开发的作为多孔结构的各孔径形成为与水分子相同的直径且通过特殊的成分配比烧制而得到的合成沸石的、设为能够瞬时进行水分的吸附的多孔吸水基板，由此在第一和第二多孔吸水基板之间，从储存槽1内的储存液4仅吸取水分，通过送风使其汽化，吸附汽化后的水蒸气使其凝结，并贮存在储存槽2，通过这样的极其简易的装置结构，既不需要大量的热能，也不需要基板自身的更换，能够在常温下高效生成淡水。能够仅通过调整送风单元的送风量来控制淡水的生成量，因此对于通常的储存槽能够以极简单的方式且低成本实现基本的装置结构。

如图2所示，如果上述实施例的第一和第二多孔吸水基板3、7通过上部侧邻接面连结并以反U字型一体形成，则能够实现更简易的装置的结构。该情况下，考虑导管毛细管现象，将第一多孔吸水基板3的下端部形成为比第二多孔吸水基板7的下端部短即可。

另外，虽然未图示，如果配置为设置有作为所谓超低温空气产生器的空气冷却器，向空气冷却器供给压缩空气，向第二储存槽内2供给从空气冷却器喷射的冷气，并且向送风机6的进气侧供给从空气冷却器排放的热气的构成，则能够将回流到送风机6的进气侧的空气作为进一步提高了温度的暖风向第一多孔吸水基板3进行送风，更进一步促进汽化现象，向第二储存槽2内供给超低温的空气，第二多孔吸水基板7的温度降低，进一步促进水蒸气的凝结，从而能够提高淡水的生成效率。

另外，如果适当补充储存液使得以储存在第一储存槽1的储存液4的液位极低的方式储存，由此使向储存液4自身的热传导效率不会降低，并且在第二储存槽2内吊挂设置多个未图示的金属制鳍状部件，则在利用冷气冷却该储存槽2内时，滞留在储存槽2内的水蒸气也通过该鳍状部件凝结，因此能够更进一步提高淡水的生成效率。

产业上的可利用性

如上所述，如果对由海水生成的淡水进行加热或臭氧处理并添加矿物质，则能够得到饮用水。另外，即使是被砷等污染的污染水也同样能够除去污染物质而得到饮用水。另外，如果使用本装置对BOD、COD成为问题的工业用废水进行排放处理，则也能够进行没有问题的排放，染料等的染色水也同样，能够使其变得透明并进行排放处理。

符号说明

1 第一储存槽

2 第二储存槽

3 第一多孔吸水基板

4 储存液

5 盖体

6 送风机

7 第二多孔吸水基板

8 排气口

9 进气口

10 导通管

Claims (8)

1.一种淡水生成装置，其特征在于，包括：

第一储存槽，其收容海水、污泥水、油水、工业用废水等储存液；

第一吸水基材，其下端部浸渍于第一储存槽的储存液内；

送风单元，其对该第一吸水基材的上端部侧进行送风；

第二吸水基材，其在上端部侧吸附通过利用该送风单元的送风而从所述第一吸水基材的上端部侧汽化吹出的水蒸气，并且使其凝结，凝结的水滴从下端部侧滴落；

第二储存槽，其储存从该第二吸水基材下端部侧滴落的凝结水；

盖体，其密闭这些第一和第二储存槽上部空间；和

导通管，其一端部与该盖体的第二储存槽上部空间连通，排放来自所述送风单元的送风，并且另一端部与第一储存槽上部空间连通，连通到所述送风单元的进气侧而成为送风的循环路径。

2.如权利要求1所述的淡水生成装置，其特征在于：

第一和第二吸水基材包括多孔结构的各孔径形成为水分子的大小的合成沸石。

3.如权利要求1所述的淡水生成装置，其特征在于：

第一和第二吸水基材包括多孔结构的各孔径形成为水分子的大小的纳米碳。

4.如权利要求1所述的淡水生成装置，其特征在于：

第一和第二吸水基材包括吸水性优异的织物。

5.如权利要求1～4中任一项所述的淡水生成装置，其特征在于：

第一和第二吸水基材通过配置有它们的上部侧邻接面连结并以反U字型一体形成而成。

6.如权利要求1～5中任一项所述的淡水生成装置，其特征在于：

设置有空气冷却器，向该空气冷却器供给压缩空气，向所述第二储存槽内供给从空气冷却器喷射的冷气，并且向所述送风单元的进气侧供给从空气冷却器排放的热气。

7.如权利要求1～6中任一项所述的淡水生成装置，其特征在于：

以储存在第一储存槽的储存液的液位极低的方式储存。

8.如权利要求1～7中任一项所述的淡水生成装置，其特征在于：

在第二储存槽内吊挂设置有多个用于使滞留在该储存槽内的水蒸气凝结的鳍状部件。