JP2001129534A - 海水淡水化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで設置することのできる海水淡水化
装置を提供することを課題とする。 【解決手段】 海水淡水化装置１０を、複数の蒸発室１
２が上下に積層状態で配設されるとともに、海水を下方
から上方に送給する送給管群１３が各蒸発室１２内を貫
通するような形態で設けられて、送給管群１３内の海水
を最上段室２２で加熱した後、略螺旋状の流路部材２５
によって複数層の蒸発室１２を上層側から下層側に流下
させつつ、減圧された各蒸発室１２において海水を蒸発
させて水蒸気を発生させ、この水蒸気を送給管群１３と
の熱交換により凝縮させて淡水化する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、海水を淡水化する装置としては、
海水を蒸発させ、その水蒸気から淡水を得る蒸発方式の
ものが広く用いられている。このような海水淡水化装置
としては、例えば図９に示すようなものがあった。

【０００３】この海水淡水化装置１は、海水を送給管２
内を通して送給し、ヒーター３で送給管２内の海水を加
熱した後、この加熱海水（「ブライン」と称されてい
る）を箱型の蒸発室４内に送り込むようになっている。
この蒸発室４は、横方向に複数連設されており、各蒸発
室４内は図示しない真空ポンプ（減圧手段）等で減圧さ
れている。図１０に示すように、各蒸発室４内に送り込
まれた加熱海水は、蒸発室４の減圧空間にてフラッシュ
蒸発し、その水蒸気が蒸発室４内を上昇する。蒸発室４
の上部には回収槽５が設けられており、この回収槽５に
は、前記送給管２が紙面と直交する方向に貫通してい
る。この送給管２内を送給される海水は加熱されておら
ず、したがって送給管２の温度は水蒸気よりも低く、水
蒸気と送給管２表面との間で熱交換がなされ、これによ
って水蒸気が冷却されて真水となり、回収槽５に回収さ
れるのである。なお、図中符号６で示すものはデミスタ
であり、加熱海水の飛沫の通過を阻止し、水蒸気のみを
上方の回収槽５側に通過させるようになっている。一
方、蒸発室４内で蒸発しなかった加熱海水は、堰７を乗
り越え、さらにオリフィス８を通って、隣接する次の蒸
発室４に送り込まれるようになっている。

【０００４】このようにして、複数連接された各蒸発室
４内を加熱海水が順次通過するうちに、発生した水蒸気
を凝縮させて得た真水をポンプ９（図９参照）で回収す
ることによって海水を淡水化する構成となっているので
ある。なお、複数連接された蒸発室４内は、海水の流れ
方向下流側に行くにしたがい、その減圧度合いが大きく
なるようになっており、これによって各蒸発室４内にお
いて、減圧条件に応じた蒸発が行われるようになってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の海水淡水化装置は、複数の箱型の蒸発室
４が床面上に横一列に並べられているため、設置に必要
な床面積が大きくなり、広い敷地を必要とする。また、
多数本の送給管２を、複数の蒸発室４内に配するため、
その取り回しも複雑となり、送給管２の総延長も長くな
るほか、各蒸発室４を構成する部材や送給管２等も、各
蒸発室４毎に断続的に配置される関係から、構成部材数
が過大となる。このような点から、装置自体、およびそ
の設置を含めた全体コストが嵩むという問題がある。本
発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、低
コストで設置することのできる海水淡水化装置を提供す
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明
は、淡水化すべき海水を下方から上方に送給し、その上
端部から海水を吐出する送給部材と、該送給部材内の海
水を加熱する加熱手段と、前記送給部材に沿って上下方
向に複数層形成され、前記送給部材が内部を貫通すると
ともに、その内部空間が減圧手段によって減圧される蒸
発部とを備えて構成され、前記送給部材から吐出される
前記海水が上層側の前記蒸発部から下層側の前記蒸発部
へと順次流通していくときに、前記減圧手段で減圧され
た各層の前記蒸発部において、前記海水から水蒸気を発
生させるとともに、前記送給部材と熱交換することによ
り前記水蒸気を凝縮させて淡水を回収する構成となって
いることを特徴としている。

【０００７】このように蒸発部を上下に複数層設けるこ
とにより、装置の底面積を小さくすることができる。

【０００８】請求項２に係る発明 は、前記加熱手段が
前記送給部材の上部に配設されていることを特徴として
いる。

【０００９】請求項３に係る発明 は、前記送給部材を
前記装置の中央部に配置し、かつ前記海水が前記複数層
の蒸発部を上層側から下層側に流通するときの流路とし
て、略螺旋状の流路部材を前記送給部材の外周側に配設
したことを特徴としている。請求項４に係る発明 は、
前記送給部材を、さらに前記螺旋状の流路の外周側に設
けたことを特徴としている。

【００１０】請求項５に係る発明 は、前記海水が前記
複数層の蒸発部を上層側から下層側に流通するときの流
路として、略折り板状の流路部材が配設されていること
を特徴としている。

【００１１】請求項６に係る発明 は、前記装置を平面
視したときに、前記流路を前記装置の一方の側に配置
し、かつ、前記送給部材を前記装置の他方の側に配置し
たことを特徴としている。

【００１２】請求項７に係る発明 は、前記海水を前記
各蒸発部内に噴出させるノズル部材が設けられているこ
とを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る海水淡水化装
置の第一ないし第四の実施の形態について、図１ないし
図８を参照して説明する。

【００１４】［第一の実施の形態］図１および図２に示
すように、海水淡水化装置１０は平面視略円形のタワー
状で、その外殻を形成する外塔１１内に、複数の蒸発室
（蒸発部）１２が上下に積層状態で配設されるととも
に、海水を下方から上方に送給する多数のパイプからな
る送給管群（送給部材）１３が、各蒸発室１２内を貫通
するような形態で設けられた概略構成となっている。

【００１５】図２および図３（ａ）に示すように、外塔
１１の内周側には、筒状の内塔１５が設けられ、この外
塔１１と内塔１５とによって二重管構造となっている。
外塔１１と内塔１５との間には、後述する水蒸気管１６
と導水管１７とが、多数、例えばその周方向に交互に配
列されている。

【００１６】内塔１５内には、その中心部に真空ポンプ
（減圧手段：図示なし）等に連結された抽気管１８が配
設され、その外周側に送給管群１３が略環状の範囲に配
置されている。

【００１７】図２に示したように、内塔１５の内側に、
上下方向所定間隔毎に床板２０が配設されており、各床
板２０によって内塔１５の内部空間が上下複数に仕切ら
れ、互いに上下に位置する床板２０，２０間のそれぞれ
の空間が前記各蒸発室１２とされている。ここで、送給
管群１３は各床板２０を貫通した形態で設けられてい
る。そして、内塔１５の最上部に設けられた最上段の床
板２０Ｔには、送給管群１３を構成するそれぞれのパイ
プの上端部が開口し、これによって送給管群１３から送
給される海水は床板２０Ｔとその上方に設けられた蓋板
２１との間の空間に吐出されるようになっている。

【００１８】海水淡水化装置１０において、最上段の床
板２０Ｔの直下の空間は、最上段室２２とされている。
そして、最上段の床板２０Ｔには開口部２３が形成され
ており、前記送給管群１３から吐出された海水が、この
開口部２３から、最上段室２２の下側の床板２０の所定
位置に形成されたスリット２４を通って、直下段の蒸発
室１２内に流下するようになっている。

【００１９】外塔１１と内塔１５との間に配置された複
数の前記水蒸気管１６は、この最上段室２２に臨む部分
に吹出口１６ａが形成されており、図示しない水蒸気発
生手段（加熱手段：例えば太陽光とヒートパイプ等の加
熱源によって加熱して水蒸気を発生する装置）から水蒸
気管１６内を通って送給された水蒸気が、各吹出口１６
ａから最上段室２２内に吹き出すようになっている。

【００２０】最上段室２２よりも下方の各蒸発室１２に
は、その中心部に位置する送給管群１３と、その外周側
の内塔１５内周面との間に、図３（ｂ）に示すような略
螺旋状の流路部材２５が設けられている。各蒸発室１２
において、流路部材２５は、略螺旋状をなして所定幅を
有した底板２５ａを備え、その内周側には、送給管群１
３の外周側に位置する側壁２５ｂが形成され、また外周
側の側壁２５ｃは内塔１５によって形成されている。底
板２５ａは、その下端部が各床板２０の所定位置に形成
されたスリット２４に臨むよう設けられており、またそ
の上端部は上層側の蒸発室１２に形成されたスリット２
４の鉛直下方に位置するよう設けられている。そして、
内周側の側壁２５ｂは螺旋状の底板２５ａに対して所定
寸法上方に延出するよう形成されており、側壁２５ｂの
上端部と、その鉛直上方の底板２０下面との間には、水
蒸気のみを透過し海水の飛沫を防止するためのデミスタ
２６が設けられている。

【００２１】このようにして、海水淡水化装置１０に
は、その上下ほぼ全体にわたって、略螺旋状の流路部材
２５が形成された構成となっている。

【００２２】前記導水管１７には、各蒸発室１２の下端
部（下側の床板２０の上面側）において蒸発室１２内に
連通する導水口１７ａが形成されている。前記抽気管１
８には、その外周面に、各蒸発室１２内に臨む抽気口１
８ａが形成されている。

【００２３】このような海水淡水化装置１０は、例えば
その蓋板２１上に太陽電池２８を備え、太陽電池２８で
発電した電気によりその駆動電力の少なくとも一部を担
う構成とすることも有効である。

【００２４】上記したような海水淡水化装置１０におい
ては、以下のようにして海水を淡水化する。予め、外塔
１１と内塔１５との間に配置された各水蒸気管１６から
は、図示しない水蒸気発生手段（加熱手段）から送給し
た水蒸気を、吹出口１６ａから最上段室２２に送り込む
［図中矢印（イ）］。この水蒸気は、図示しない排出口
から回収され、循環されるようになっている。また、抽
気管１８においては、図示しない真空ポンプ（減圧手
段）等により、各抽気口１８ａから蒸発室内１２の空気
を抽気（吸引）し［図中矢印（ロ）］、これによって各
蒸発室１２内を減圧しておく。

【００２５】このような状態で、淡水化すべき海水を、
図示しないポンプ等で送給管群１３で海水淡水化装置１
０内を下方から上方に送給する。すると、各水蒸気管１
６からの水蒸気によって加熱された最上段室２２におい
て、水蒸気との熱交換により、送給管群１３内の海水が
加熱される。この加熱海水は、送給管群１３の上端部か
ら最上段の床板２０Ｔ上に吐出され、さらに開口部２３
からスリット２４を通って、直下段の蒸発室１２内に流
下する［図中矢印（ハ）］。このとき、加熱海水を所定
以上の流量とすることにより、スリット２４がオリフィ
スとして機能し、スリット２４の上方（床板２０Ｔ上の
空間）と下方（蒸発室１２）との間で、気密性を確保で
きるようになっている。

【００２６】減圧されている蒸発室１２内に流れ込んだ
加熱海水は、螺旋状の流路部材２５に沿って流下する
［図中矢印（ニ）］。このとき、蒸発室１２内は減圧さ
れているため、加熱海水はフラッシュ蒸発し、水蒸気が
発生する。発生した水蒸気は、デミスタ２６を通ってそ
の内部の送給管群１３が貫通している空間に移動する
［図中矢印（ホ）］。なお、デミスタ２６により、加熱
海水の飛沫等がデミスタ２６内の空間への進入が阻止さ
れる。この空間内において、送給管群１３は、未だ最上
段室２２において加熱されておらず、したがって水蒸気
よりも低温である。これにより、送給管群１３の表面と
水蒸気との間で熱交換が行われ、その結果、水蒸気が凝
縮して淡水化された真水となり、蒸発室１２の床板２０
上に落ちる。この真水は、内塔１５に形成された各導水
口１７ａから導水管１７に導かれ［図中矢印（ヘ）］、
図示しないポンプ等で回収されるのである。なお、デミ
スタ２６内の空間で充分に冷却されずに残存した水蒸気
と、混入している非凝縮ガス（空気）は、抽気口１８ａ
から抽気管１８へ排出される。なお、抽気管１８によっ
て回収された水蒸気は、再度循環させるようにしても良
いし、あるいは排気するようにしても良い。

【００２７】一方、フラッシュ蒸発せずに螺旋状の流路
部材２５を流下した加熱海水は、スリット２４を通っ
て、下層側の蒸発室１２に流れ込む［図中矢印
（ト）］。このときもスリット２４がオリフィスとして
機能し、上下の蒸発室１２，１２間での気密性が確保さ
れる。そして、下段側の蒸発室１２においても、上記と
同様にして、フラッシュ蒸発により発生した水蒸気が、
デミスタ２６内の空間で送給管群１３により冷却されて
凝縮し、淡水化された真水が導水管１７を通って回収さ
れ、ポンプ等で装置外に送り出されるようになってい
る。

【００２８】このように、海水淡水化装置１０において
は、加熱海水が、上下複数段に配置された蒸発室１２，
１２を上層側から下層側に流下しつつ、各蒸発室１２に
おいて淡水化されるようになっているのである。なお、
各段の蒸発室１２において、水蒸気と送給管群１３との
熱交換が行われることにより、送給管群１３内の海水は
加熱される。したがって、送給管群１３内の海水は、下
方から上方に送給される間に各段の蒸発室１２において
徐々に余熱され、最終的に最上段室２２で最終的な加熱
が行われるのである。

【００２９】上述した海水淡水化装置１０によれば、蒸
発室１２を上下に複数層設ける構成としたので、装置の
底面積を小さくすることができる。その結果、装置の設
置面積も小さくて済み、装置の設置コストを最小限とす
ることが可能となる。また、送給管群１３も直線的に配
置されているため最小限の長さで済み、螺旋状の流路部
材２５等を備えた各蒸発室１２の構成も、従来図９に示
した従来の海水淡水化装置１に比較し、部材点数を抑え
たものとすることができ、装置自体のコストを抑えるこ
とができる。また、最上段室２２に水蒸気を送り込んで
送給管群１３内の海水を加熱するようにしたので、送給
管群１３から吐出された加熱海水が、最上段室２２より
も下層側の各蒸発室１２において蒸発したときに、その
水蒸気は送給管群１３よりも温度が高く、したがって相
互の熱交換により水蒸気を確実に冷却して真水を得るこ
とができるようになっている。

【００３０】［第二の実施の形態］次に、本発明に係る
海水淡水化装置の第二の実施の形態について説明する。
上記第一の実施形態で挙げた海水淡水化装置１０におい
ては、その中心部に送給管群１３を設ける構成とした
が、以下に示す形態においては、さらに外周側にも送給
管群群を備える構成を示す。以下に説明する第二の実施
の形態において、前記第一の実施の形態と共通する構成
については同符号を付し、その説明を省略する。

【００３１】図４に示すように、海水淡水化装置３０は
平面視略円形のタワー状で、外塔１１および内塔１５内
に、床板２０によって仕切られた複数の蒸発室（蒸発
部）１２’が上下に積層状態で配設されている。図４お
よび図５に示すように、この海水淡水化装置３０内に
は、その中央部と外周部とに、海水を下方から上方に送
給する送給管群１３Ａ’，１３Ｂ’が各蒸発室１２’内
を貫通するような形態で設けられている。

【００３２】そして、これら内周側の送給管群１３Ａ’
と、外周側の送給管群１３Ｂ’との間には、上記第一の
実施の形態と同様、略螺旋状の流路部材２５’が設けら
れている。この流路部材２５’の両側には、内周側およ
び外周側それぞれの送給管群１３Ａ’，１３Ｂ’との間
に、デミスタ２６Ａ’，２６Ｂ’が設けられている。

【００３３】また、図５に示したように、内周側の送給
管群１３Ａ’の中心部には抽気管１８が配設され、各蒸
発室１２’に形成された抽気口１８ａ（図４参照）から
抽気を行うようになっている。また、外周側の送給管群
１３Ｂ’の外側には、外塔１１と内塔１５との間に、最
上段室２２に水蒸気を供給する水蒸気管１６，各蒸発室
１２’において得られる真水を回収する導水管１７，お
よび抽気管１８’が、多数、例えばその周方向に交互に
配列されている。そして、抽気管１８’は、抽気管１８
と同様、図示しない真空ポンプ（減圧手段）等に連結さ
れており、各蒸発室１２’に形成された抽気口（図示な
し）から抽気を行うようになっている。

【００３４】上記したような海水淡水化装置３０におい
ては、以下のようにして海水を淡水化する。予め、各水
蒸気管１６からは、図示しない水蒸気発生手段（加熱手
段）から送給した水蒸気を最上段室２２に送り込む［図
中矢印（イ）］。また、各抽気管１８，１８’では、蒸
発室内１２’の空気を抽気（吸引）し、これによって各
蒸発室１２’内を減圧しておく［図中矢印（ロ）］。

【００３５】このような状態で、淡水化すべき海水を、
図示しないポンプ等で内周側および外周側の送給管群１
３Ａ’，１３Ｂ’で上方に送給する。すると、各水蒸気
管１６からの水蒸気が供給される最上段室２２におい
て、水蒸気との熱交換により、送給管群（送給部材）１
３’内の海水が加熱され、この加熱海水が、開口部２３
からスリット２４を通って、蒸発室１２’内に流下する
［図中矢印（ハ）］。

【００３６】減圧されている蒸発室１２’内に流れ込ん
だ加熱海水は、螺旋状の流路部材２５’に沿って流下す
る［図中矢印（ニ）］。このとき、蒸発室１２’内は減
圧されているため、加熱海水はフラッシュ蒸発し、水蒸
気が発生する［図中矢印（ホ）］。発生した水蒸気は、
流路部材２５’の内周側および外周側のデミスタ２６
Ａ’，２６Ｂ’を通り、送給管群１３Ａ’，１３Ｂ’が
貫通している空間において、送給管群１３Ａ’，１３
Ｂ’の表面との熱交換により凝縮して真水となり、蒸発
室１２’の床板２０上に落ちる。この真水は、床２０上
から各導水口１７ａに導かれ、導水管１７を通して図示
しないポンプ等で回収されるのである［図中矢印
（ヘ）］。そして、送給管群１３’内の空間で充分に冷
却されずに残存した水蒸気と、混入している非凝縮ガス
（空気）は抽気管１８、１８’へ排出される。

【００３７】このように、上記海水淡水化装置３０にお
いても、加熱海水が、上下複数段に配置された蒸発室１
２’を上層側から下層側に流下しつつ、各蒸発室１２’
において淡水化され、上記第一の実施の形態における海
水淡水化装置１０と同様の効果が得られる。このとき、
流路部材２５’の内周側の送給管群１３Ａ’だけでなく
外周側にも送給管群１３Ｂ’が配設されているので、フ
ラッシュ蒸発した水蒸気と接触する送給管群１３Ａ’１
３Ｂ’の総表面積を大きくとることができ、その凝縮効
率を向上させることが可能となる。

【００３８】なお、上記第一および第二の実施の形態に
おいて、スリット２４については具体的な構成について
触れていないが、その上下の蒸発室１２，１２あるいは
１２’，１２’間で気密性を確保することができるので
有れば、いかなる構成のものとしても良い。すなわち、
流路部材２５，２５’を流れる加熱海水の流量を所定以
上とすることにより、スリット２４の部分に加熱海水が
溜まり、これによってオリフィスとしての機能を果た
し、気密性を確保出来さえすればよいのである。

【００３９】［第三の実施の形態］次に、本発明に係る
海水淡水化装置の第三の実施の形態について説明する。
以下に説明する第三の実施の形態において、前記第一、
第二の実施の形態と共通する構成については同符号を付
し、その説明を省略する。

【００４０】図６に示すように、海水淡水化装置４０は
平面視略円形のタワー状で、その外殻を形成する外塔１
１内に、床板２０で仕切られることによって上下に複数
層の蒸発室（蒸発部）４２が積層状態で配設されるとと
もに、海水を下方から上方に送給する送給管群（送給部
材）４３が各蒸発室４２内を貫通するような形態で設け
られた概略構成となっている。ここで、最上段の床板２
０Ｔと、その上方の蓋板２１との間の空間は最上段室４
４とされ、この最上段室４４において、送給管群４３
は、その先端部４３ａが下方に折り返され、この先端部
４３ａから海水が最上段室４４内に吐出されるようにな
っている。

【００４１】図６および図７に示すように、外塔１１と
内塔１５との間には、最上段室４４に設けられた吹出口
１６ａ”（図６参照）から水蒸気を供給する水蒸気管１
６”，各蒸発室４２において得られる真水を回収する導
水管１７，および抽気管１８”が、多数、例えばその周
方向に交互に配列されている。そして、抽気管１８”
は、図示しない真空ポンプ（減圧手段）等に連結されて
おり、各蒸発室４２に形成された抽気口（図示なし）か
ら抽気を行うようになっている。また、海水淡水化装置
４０の中心部には、最上段室４４に供給された水蒸気を
回収する回収管４５が設けられている。

【００４２】各段の蒸発室４２内には、その中心部側に
流路部材４６がそれぞれ備えられている。流路部材４６
は、上方に延びてその上端部４７ａ（図６参照）が当該
蒸発室４２の上側の床板２０よりも上方に開口する導入
パイプ４７と、導入パイプ４７に連続して蒸発室４２の
下側の床板２０に沿って位置するメインパイプ４８と、
このメインパイプ４８から分岐する複数のノズルパイプ
（ノズル部材）４９（図７参照）とから構成されてい
る。図７に示したように、各ノズルパイプ４９には、そ
の上面に所定間隔毎に多数のノズル穴４９ａが形成され
ており、導入パイプ４７の上端部４７ａから流入する海
水を、各ノズル穴４９から上方に噴出するようになって
いる。このとき、ノズル穴４９ａの径を適宜設定するこ
とにより海水を霧状に噴出することも可能であり、これ
に限らず水蒸気化するのに最適な径に設定するのが好ま
しい。

【００４３】そして、海水淡水化装置４０においては、
送給管群４３が内塔１５内の外周側に環状に配置されて
おり、図６に示すように、流路部材４６が設けられてい
る部分と、その外周側の送給管群４３との間には、床板
２０の上面所定高さまでは側壁５０が設けられ、この側
壁５０と上方の床板２０との間には水蒸気のみを透過し
海水の飛沫を防止するためのデミスタ５１が設けられて
いる。

【００４４】上記したような海水淡水化装置４０におい
ては、以下のようにして海水を淡水化する。予め、外塔
１１と内塔１５との間に配置された各水蒸気管１６”か
らは、図示しない水蒸気発生手段（加熱手段）から送給
した水蒸気を、吹出口１６ａ”から最上段室４４に送り
込む［図中矢印（イ）］。この水蒸気は、回収管４５を
介して回収され、循環されるようになっている。また、
抽気管１８”においては、図示しない真空ポンプ（減圧
手段）等により、図示しない抽気口から蒸発室内４２の
空気を抽気（吸引）し、これによって各蒸発室４２内を
減圧しておく。

【００４５】このような状態で、淡水化すべき海水を、
図示しないポンプ等で送給管群４３で海水淡水化装置４
０内を下方から上方に送給する。すると、各水蒸気管１
６”からの水蒸気によって加熱された最上段室４４にお
いて、送給管群４３内の海水が加熱される。この加熱海
水は、送給管群４３の上端部から最上段室４４内に吐出
される［図中矢印（ト）］。最上段の床板２０Ｔ上に加
熱海水が所定レベルまで溜まると、流路部材４６の導入
パイプ４７の上端部４７ａから加熱海水が流れ込む［図
中矢印（チ）］。するとこの加熱海水は、導入パイプ４
７を通って直下段の蒸発室４２に流れ、各ノズルパイプ
４９のノズル穴４９ａから、減圧されている蒸発室４２
内に噴出し、フラッシュ蒸発して水蒸気を発生する。

【００４６】発生した水蒸気は、デミスタ５１を通っ
て、その外周側の、送給管群４３が貫通している空間に
移動する［図中矢印（リ）］。すると、この空間内にお
いて、送給管群４３の表面と水蒸気との間で熱交換が行
われ、その結果、水蒸気が凝縮して淡水化された真水と
なり、蒸発室４２において側壁５０よりも外周側の床板
２０上に落ちる。この真水は、内塔１５に形成された各
導水口１７ａから導水管１７に導かれ［図中矢印
（ヘ）］、図示しないポンプ等で回収されるのである。
なお、デミスタ５１内の空間で充分に冷却されずに残存
した水蒸気と、混入している非凝縮ガス（空気）は抽気
管１８”へ排出される。

【００４７】一方、フラッシュ蒸発せずに残った加熱海
水は、直下の蒸発室４２の流路部材４６から上方に延び
た導入パイプ４７に流れ込み［図中矢印（チ）］、下段
の蒸発室４２に流下するようになっている。そしてこの
下段側の蒸発室４２においても、上記と同様にして、フ
ラッシュ蒸発により発生した水蒸気が、デミスタ５１内
の空間で送給管群４３により冷却されて凝縮し、淡水化
された真水が導水管１７を通って回収されるようになっ
ている。

【００４８】このように、海水淡水化装置４０において
は、加熱海水が、上下複数段に配置された蒸発室４２，
４２を、各段の流路部材４６によって上層側から下層側
に流下しつつ、各蒸発室４２において淡水化されるよう
になっているのである。

【００４９】上述した海水淡水化装置４０によれば、上
記第一の実施の形態における海水淡水化装置１０と同様
の効果が得られる。このとき、各段の蒸発室４２には流
路部材４６が設けられて、そのノズル穴４９ａから加熱
海水を蒸発室４２内に噴出するようにしたので、加熱海
水の蒸発効率を向上させることができる。また、最上段
室４４においては、送給管群４３から加熱海水を吐出さ
せるだけでなく、ここに水蒸気を送り込んで送給管群４
３内の海水を加熱するようにした。上記第一および第二
の実施の形態では、最上段室２２と、送給管群１３ある
いは１３’から加熱海水を吐出するスペース（最上段の
床板２０Ｔ上）とが別々に設けられており、このような
構成に対して水蒸気海水淡水化装置４０ではスペースの
有効利用を図ることが可能である。

【００５０】なお、上記第三の実施の形態において、前
述の如く、最上段室４４に水蒸気を送り込んで送給管群
４３内の海水を加熱するとともに、この最上段室４４に
おいて、送給管群４３から加熱海水を吐出させるように
したが、このような構成を前記第一または第二の実施の
形態で示した海水淡水化装置１０あるいは３０に適用す
ることも可能である。また逆に、本実施の形態における
海水淡水化装置４０において、上記第一および第二の実
施の形態の如く、最上段室２２と、送給管群１３あるい
は１３’から加熱海水を吐出するスペース（最上段の床
板２０Ｔ上）とを別々に設ける構成としても良い。

【００５１】また、上記第一から第三の実施の形態にお
いて、送給管１３，１３’，４３は、直線状のパイプに
よって構成するようにしたが、熱交換のための表面積を
稼ぐために、送給管１３，１３’，４３を斜め、あるい
は略螺旋状とすることも考えられる。

【００５２】［第四の実施の形態］次に、本発明に係る
海水淡水化装置の第四の実施の形態について説明する。
上記第一〜第三の実施の形態で挙げた海水淡水化装置１
０，３０，４０においては、その平面形状が略円形のも
のを例に挙げたが、以下に示す形態においては、平面視
略矩形状としたものを示す。以下に説明する第四の実施
の形態において、前記第一から第三の実施の形態と共通
する構成については同符号を付し、その説明を省略す
る。

【００５３】図８に示すように、海水淡水化装置６０は
平面視略矩形のタワー状で、その外殻を形成する外塔６
１内に、床板２０で仕切られることによって上下に複数
層の蒸発室（蒸発部）６２が積層状態で配設されるとと
もに、海水を下方から上方に送給する送給管群（送給部
材）６３が各蒸発室６２内を貫通するような形態で設け
られた概略構成となっている。

【００５４】ここで、この海水淡水化装置６０を平面視
すると、外塔６１内には、例えばその前面６１ａ側と、
後面６１ｂ側との間に、略鉛直面内に位置する仕切壁６
４が設けられており、この仕切壁６４に対して前面６１
ａ側に流路部材６５が設けられ、仕切壁６４に対して後
面６１ｂ側に蒸発室６２が形成された構成となってい
る。

【００５５】外塔６１の両側面６１ｃ，６１ｄの内側に
は、内壁６６が設けられて二重構造となっている。外塔
６１と内壁６６との間には、後述の最上段室６７に設け
られた吹出口（図示なし）から水蒸気を供給する水蒸気
管１６，各段の蒸発室６２において得られる真水を回収
する導水管１７，および抽気管１８が配列されている。

【００５６】そして、仕切壁６４よりも後面６１ｂ側に
配置された送給管群６３の上端部は最上段の床板２０Ｔ
上にて開口し、送給管群６３から送給される海水は床板
２０Ｔとその上方に設けられた蓋板２１との間の空間に
吐出される。海水淡水化装置６０において、最上段の床
板２０Ｔの直下の空間は最上段室６７とされ、この最上
段室６７には、水蒸気管１６によって供給される水蒸気
が内壁６６に形成された吹出口（図示なし）から吹き出
すようになっている。

【００５７】また、各段の蒸発室６２には、送給管群６
３に、例えば２箇所に、空間６８が、その両側の内壁６
６を結ぶ方向に延在して形成されている。

【００５８】一方、仕切壁６４に対して前面６１ａ側に
設けられた流路部材６５は、各段の蒸発室６２におい
て、外塔６１の側面６１ｃと６１ｄとを結ぶ方向に延在
して傾斜配置されている。そして、各段の流路部材６５
は、左右互い違いに配設されており、流路部材６５の両
端部には、オリフィス６９が形成されている。ここで、
最上段の床板２０Ｔには所定の位置に開口部７０が形成
されており、送給管群６３から最上段の床板２０Ｔ上に
吐出された海水は、開口部７０から、最上段室２２の直
下段の蒸発室６２内の流路部材６５に流下するようにな
っている。

【００５９】ところで、各蒸発室６２において、仕切壁
６４は、流路部材６５に対して所定高さの部分は、流路
部材６５の側壁６５ａとされ、側壁６５ａと上方の床板
２０との間にはデミスタ７１が設けられている。

【００６０】上記したような海水淡水化装置６０におい
ては、以下のようにして海水を淡水化する。予め、外塔
６１と内壁６６との間に配置された各水蒸気管１６から
は、図示しない水蒸気発生手段（加熱手段）から送給し
た水蒸気を、吹出口１６ａから最上段室６７に送り込
む。また、抽気管１８においては、図示しない真空ポン
プ（減圧手段）等により、各段に形成された抽気口（図
示なし）から蒸発室内６２の空気を抽気（吸引）し、こ
れによって各蒸発室６２内を減圧しておく。

【００６１】このような状態で、淡水化すべき海水を、
図示しないポンプ等で送給管群６３で海水淡水化装置６
０内を下方から上方に送給する。すると、各水蒸気管１
６からの水蒸気によって加熱された最上段室６７におい
て、送給管群６３内の海水が加熱される。この加熱海水
は、送給管群６３の上端部から最上段の床板２０Ｔ上に
吐出され［図中矢印（ヌ）］、開口部７０から蒸発室６
２の流路部材６５に流下する［図中矢印（ル）］。する
とこの加熱海水は、流路部材６５に沿って流れ［図中矢
印（ヲ）］、減圧されている蒸発室６２内においてフラ
ッシュ蒸発して水蒸気を発生する［図中矢印（ワ）］。

【００６２】発生した水蒸気は、デミスタ７１を通っ
て、送給管群６３が貫通している空間に移動する［図中
矢印（カ）］。すると、この空間内において、送給管群
６３の表面と水蒸気との間で熱交換が行われ、その結
果、水蒸気が凝縮して淡水化された真水となり、床板２
０上に落ちる。この真水は、内壁６６に形成された各導
水口（図示なし）から導水管１７に導かれ、図示しない
ポンプ等で回収されるのである。

【００６３】このとき、多数本のパイプによって構成さ
れた送給管群６３においては、水蒸気、凝縮水、および
空気が混在するため、空気等の気泡が発生し、送給管群
６３を構成するパイプ表面にまとわりつき、その結果、
凝縮効率の低下を招くことがある。しかし、上記構成の
海水淡水化装置６０においては、送給管群６３中に空間
６８が形成されているので、抽気管１８の抽気に伴い、
発生した気泡を空間６８において消滅させることがで
き、その結果、凝縮を効率良く行うことが可能となって
いるのである。

【００６４】なお、デミスタ７１内の空間で充分に冷却
されずに残存した水蒸気と、混入している非凝縮ガス
（空気）は、抽気管１８へ排出される。

【００６５】一方、フラッシュ蒸発せずに残った加熱海
水は、オリフィス６９から、直下の蒸発室６２の流路部
材６５に流れ込み、上記と同様にして、フラッシュ蒸発
により発生した水蒸気が、下段側の蒸発室６２において
デミスタ７１内の空間で送給管群６３により冷却されて
凝縮し、淡水化された真水が導水管１７を通って回収さ
れるようになっている。なお、加熱海水の流量を所定以
上に設定することにより、オリフィス６９の部分に加熱
海水が溜まり、上下の流路部材６５，６５間で気密性を
確保できる。

【００６６】このように、海水淡水化装置６０において
は、加熱海水が、上下複数段に配置された蒸発室６２，
６２を、各段の流路部材６５によって上層側から下層側
に流下しつつ、各蒸発室６２において淡水化されるよう
になっているのである。

【００６７】上述した海水淡水化装置６０によれば、平
面視矩形の構成においても、上記第一の実施の形態にお
ける海水淡水化装置１０と同様の効果が得られる。

【００６８】なお、上記第四の実施の形態において、海
水淡水化装置６０の一面側に送給管群６３を配し、他面
側に流路部材６５を設ける構成としたが、これに限るも
のではなく、例えば、流路部材６５を中央部に配し、そ
の両側に送給管群６３を配置するような構成とすること
も可能である。また、流路部材６５を、上記第一から第
三の実施の形態の如く、螺旋状に設けるようにしても良
い。さらには、蒸気海水淡水化装置６０では、送給管群
６３に空間６８を形成することによって、気泡等を消滅
させて凝縮効率を高めることが可能となっているが、こ
のような構成は、上記第一〜第三の実施の形態で示した
海水淡水化装置１０，１０’，３０においても同様に適
用することが可能である。すなわち、送給管群１３，１
３’，４３中に、気泡を消滅させるための空間を形成す
ればよいのである。

【００６９】なお、上記第一から第四の実施の形態にお
いて、送給管群１３，１３’，４３，６３については、
単なる断面視円形のパイプに限らず、断面視波形の二枚
のプレート間に海水を流す構成とする等してもよい。こ
のようにして送給管群の表面積を大きくし、水蒸気との
接触面積の増大による伝熱効率の向上を図れば、水蒸気
の凝縮効率を一層高めることが可能となるのである。

【００７０】また、送給管群１３，１３’，４３，６３
内の加熱するための加熱手段としては、太陽光とヒート
パイプ等で加熱するほか、太陽電池２８等で稼働させた
ヒータ等を用いるようにしても良い。

【００７１】また、海水淡水化装置１０，３０，４０，
６０の各部の構成については、本発明の主旨を逸脱しな
い限り、適宜他の構成に代えても何ら問題はなく、加熱
海水の蒸発効率、水蒸気の凝縮効率を高めるための変更
等は、むしろ積極的に採用すべきである。

【００７２】これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない
範囲内であれば、いかなる構成を採用しても良く、また
上記したような構成を適宜選択的に組み合わせたものと
しても良いのは言うまでもない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の海水淡水
化装置によれば、蒸発部を上下に複数層設けることによ
り、装置の底面積を小さくすることができる。その結
果、装置の設置に必要な設置面積も小さくて済み、装置
の設置コストを最小限とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る海水淡水化装置の第一の実施
の形態を示す図である。

【図２】 図１の装置の内部構造を示す図であって、
図３（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。

【図３】 前記装置の平断面図および流路部材の斜視
図である。

【図４】 本発明に係る海水淡水化装置の第二の実施
の形態を示す図であって、前記装置の内部構造を示す立
断面図である。

【図５】 図４の装置の平断面図である。

【図６】 本発明に係る海水淡水化装置の第三の実施
の形態を示す図であって、前記装置の内部構造を示す立
断面図である。

【図７】 図６の装置の平断面図である。

【図８】 本発明に係る海水淡水化装置の第三の実施
の形態を示す図であって、前記装置の内部構造を示す立
断面図および平断面図である。

【図９】 従来の海水淡水化装置の概略構成を示す図
である。

【図１０】 図９の装置の内部構造を示す立断面図で
ある。

【符号の説明】

１０，３０，４０，６０ 海水淡水化装置 １２，１２’，４２，６２ 蒸発室（蒸発部） １３，１３’，４３，６３ 送給管群（送給部材） ２５，２５’，４６，６５ 流路部材 ４９ ノズルパイプ（ノズル部材）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 淡水化すべき海水を下方から上方に送
   給し、その上端部から海水を吐出する送給部材と、該送
   給部材内の海水を加熱する加熱手段と、前記送給部材に
   沿って上下方向に複数層形成され、前記送給部材が内部
   を貫通するとともに、その内部空間が減圧手段によって
   減圧される蒸発部とを備えて構成され、 前記送給部材から吐出される前記海水が上層側の前記蒸
   発部から下層側の前記蒸発部へと順次流通していくとき
   に、前記減圧手段で減圧された各層の前記蒸発部におい
   て、前記海水から水蒸気を発生させるとともに、前記送
   給部材と熱交換することにより前記水蒸気を凝縮させて
   淡水を回収する構成となっていることを特徴とする海水
   淡水化装置。
2. 【請求項２】 前記加熱手段が前記送給部材の上部に
   配設されていることを特徴とする請求項１記載の海水淡
   水化装置。
3. 【請求項３】 前記送給部材を前記装置の中央部に配
   置し、かつ前記海水が前記複数層の蒸発部を上層側から
   下層側に流通するときの流路として、略螺旋状の流路部
   材を前記送給部材の外周側に配設したことを特徴とする
   請求項１または２記載の海水淡水化装置。
4. 【請求項４】 前記送給部材を、さらに前記螺旋状の
   流路の外周側に設けたことを特徴とする請求項３記載の
   海水淡水化装置。
5. 【請求項５】 前記海水が前記複数層の蒸発部を上層
   側から下層側に流通するときの流路として、略折り板状
   の流路部材が配設されていることを特徴とする請求項１
   または２記載の海水淡水化装置。
6. 【請求項６】 前記装置を平面視したときに、前記流
   路を前記装置の一方の側に配置し、かつ、前記送給部材
   を前記装置の他方の側に配置したことを特徴とする請求
   項５記載の海水淡水化装置。
7. 【請求項７】 前記海水を前記各蒸発部内に噴出させ
   るノズル部材が設けられていることを特徴とする請求項
   １から６のいずれかに記載の海水淡水化装置。