JP2004238803A

JP2004238803A - 霧滴回収装置

Info

Publication number: JP2004238803A
Application number: JP2003025945A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Nakamura; 茂中村; Ryoji Oba; 良二大場; Akinori Kawachi; 昭紀河内
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】風の状況に拘りなく霧滴の回収効率を向上できるとともに、耐久性に優れる霧滴回収装置を得ることにある。
【解決手段】上部に大気入口２ａ及び大気出口２ｂを有した集水槽２と、大気導入ダクト３と、気液分離器４と、送風機５とを具備する。ダクト３は、上下方向に延びる管部３ａを有し、この管部３ａの下部３ｂを大気入口２ａに接続して設ける。気液分離器４を管部３ａに内蔵する。送風機５をダクト３の大気取込み部３ｃから大気出口２ｂに至る風路中に設置する。送風機５の運転により、霧を含んだ大気を大気導入ダクト３に吸引し、このダクト３の管部３ａ内の気液分離器４で大気中から霧滴を分離して、霧滴が除去された空気を集水槽２の大気出口２ｂから流出させる。この分離に伴い、管部の３ａ直下に配置されている集水槽２に、分離された霧滴を重力で回収するようにしたことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、霧滴を回収して造水などを行う霧滴回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、霧滴を回収して造水を行う装置が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
この特許文献１の装置は、風により回転力を生じる風車要素を有した細長い回転体を、垂直軸の周りを回転可能に取付けるとともに、この回転体の下部に集水用皿を固設し、上端を回転体の上部に固定し下端を集水用皿内に固定して多数の可撓性線材を設け、かつ、集水用皿にこれに溜まった水を受ける樋を接続している。
【０００４】
この装置では、霧を多く含んだ風が吹くことにより、風車要素が回転力を生じて、回転体を垂直軸周りに回転させる。又は、モータにより回転体を回転させる。この回転体と一緒に可撓性線材も回転されるので、可撓性線材が水平方向に膨らんだ状態となって回転し、これらの可撓性線材に霧に含まれる水粒が付着し、やがて水滴となって集水用皿に流下して溜まり、樋を経て外部に取出される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２０２５３７号公報（段落０００６−０００７、００１３、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の装置では、主に風力を利用して風車要素、回転体、及び可撓性線材を回転させて霧滴を可撓性線材に付着させるので、霧が発生し易い略無風状態では回転体を回転させることが困難となり、霧滴の回収効率が低下する。更に、霧滴の回収量は霧滴を付着させる部材の表面積に比例するが、特許文献１では線材に霧滴を付着させているので、霧滴が付着可能な表面積が小さく、したがって、霧滴の回収効率が低い。しかも、遠心力による可撓性線材の膨らみ方は回転速度の変動に応じて異なるとともに、回転体の回転と停止との繰返しに伴って、可撓性線材の両端部には変動する負荷が繰り返し掛かる。このため、可撓性線材の両端部が疲労し易く、長期間にわたって使用することが難しい。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、風の状態に拘りなく霧滴の回収効率を向上できるとともに、耐久性に優れる霧滴回収装置を得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は、上部に大気入口及び大気出口を有した集水槽と、前記大気入口に下部を接続して上下方向又は斜め方向に延びる管部を有した大気導入ダクトと、前記管部に内蔵された気液分離器と、前記大気導入ダクトの大気取込み部から前記大気出口に至る風路中に設置された送風機と、を具備したことを特徴としている。
【０００９】
本発明の好ましい形態では、前記気液分離器の上流側にこの気液分離器に流入する大気を冷却する冷却器を設置することができ、又これに代えて、前記気液分離器を冷却する分離器用冷却器を設置することができる。これらの形態の場合には、前記冷却器がペルチェ素子を有していることが更に好ましい。
【００１０】
更に、本発明の好ましい形態では、前記集水槽の下部の内少なくとも底壁を前記集水槽内の水量に応じて昇降可能に設けることができ、この場合に、前記集水槽の下部をベローズで作るとよい。
【００１１】
又、本発明の好ましい形態では、前記大気出口をその流出端側ほど風路断面積が次第に大きくなる拡大管で作ると共に、この拡大管の小径な流入端部側に前記送風機を設置することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の第１実施形態を説明する。
【００１３】
図１中符号１は霧滴回収装置を示しており、この装置１は降雨量が少なく霧が発生し易い地域、例えば山岳地帯等に好適に設置して使用される。この霧滴回収装置１は、集水槽２、大気導入ダクト３、気液分離器４、送風機５、冷却器６、７、及び制御手段８等を具備している。
【００１４】
集水槽２は、その内部に霧を含んだ大気中から回収された水を所定量溜めるためのもので、上部に大気入口２ａ及び大気出口２ｂを有している。大気入口２ａは例えば集水槽２の天井壁に開口して設けられている。大気出口２ｂは、例えば集水槽２の一側壁の上部から側方に突出された円筒形の排気筒２ｃに接続した拡大管で作られている。この大気出口２ｂは、空気の流入端側から流出端側に向けて次第に風路断面積を拡大しており、その一端の小径開口端部が排気筒２ｃに接続され、他端の大径開口端が大気中に開放されている。
【００１５】
集水槽２の底部には、排水手段として例えば弁１１が接続されている。この弁１１は、常時閉弁状態を維持し、開弁状態とすることにより、集水槽２に溜められた水の利用先への流出を可能としている。集水槽２の例えば一側壁には上下一対の水位センサ１２、１３が取付けられている。これらセンサ１２、１３の検出出力は制御手段８に供給される。この供給された検出出力に基づき制御手段８は弁１１の開閉等を制御する。弁１１の制御については、上部水位センサ１２の高さ位置を超える水位が検出された時に弁１１を開弁状態とし、下部水位センサ１３の高さ位置を下回る水位が検出された時から再び上部水位センサ１２を超える水位が検出されるまで弁１１を閉弁状態に維持する制御が行われる。
【００１６】
大気導入ダクト３は少なくとも上下方向に延びる管部３ａを有している。この管部３ａの下部を大気入口２ａに接続して大気導入ダクト３が設けられている。第１実施形態では、好ましい例として管部３ａの下端部３ｂを集水槽２内上部に上方から挿入している。この下端部３ｂにより、風路の拡大損失を抑制できるとともに、大気出口２ｂ方向に流動する空気中に、回収された水滴が混じることを抑制し易い点で優れている。
【００１７】
大気導入ダクト３の大気取込み部３ｃは本実施形態では管部３ａの上端部をなすベルマウス部で作られている。この大気取込み部３ｃは上向きに開放されているので、風の流れ方向の制約を実質的に受けずに霧滴を含んだ大気を容易に取込むことができるとともに、大気導入ガイド３の構成を簡素化できる点優れている。しかし、本発明において大気取込み部３ｃは、管部３ａとともにＴ形、Ｙ形、Ｌ形等を作る横向き等の大気取り込み管を、管部３ａの上端に接続することにより設けることも可能である。
【００１８】
気液分離器４は管部３ａに内蔵されている。この気液分離器４には例えば金属製の板や網などからなる図示しない水滴付着要素を有するデミスター（霧捕集器）を好適に使用できる。管部３ａを下向きに流通する霧を含んだ空気は、気液分離器４を下向きに流通でき、この流通の過程で気液分離器４が有する水滴付着要素に、大気中の霧滴が付着されるようになっている。
【００１９】
送風機５は、霧滴回収装置１の大気取込み部３ｃから大気出口２ｂに至る風路中に設置されるもので、例えば大気出口２ｂの小径な流入端側に位置した排気筒２ｃの終端部に設置されている。この送風機５の起動および停止などは制御手段８で制御される。
【００２０】
この場合、好ましい例として制御手段８はこれに接続された霧発生検出手段１４から入力される検出情報にしたがって送風機５の運転を制御する。霧発生検出手段１４は、例えば金属ワイヤーに通電を行い、ワイヤーに霧が付着した時の電流変換を検出して、霧滴回収装置１が設置された場所での霧の発生の有無を検出する。このため、霧滴発生検出手段１４が霧の発生を検出している時にのみ、制御手段８が送風機５を駆動するようになっている。
【００２１】
なお、霧発生検出手段１４に代えて、大気温度を検出する温度検出手段の検出情報を制御手段８に入力させると共に、制御手段８に、霧滴回収装置１が設置された場所の湿度状況に基づいた露点温度テーブルを記憶させておいて、温度検出手段で検出した大気温度が記憶されている露点温度よりも低い時にのみ、制御手段８で送風機５を駆動するようにしてもよい。前記露点温度テーブルは、霧滴回収装置１が設置された場所の年間気象（相対湿度）の情報から演算した平均相対湿度と、その時の露点温度との関係を記憶したデータである。これにより、検出された大気温度と露点温度との比較において、露点温度が大気温度より高くなった時、即ち、大気温度が低く気液分離器４内の水滴付着要素が所定温度以下に冷却される条件となった時にのみ、送風機５を駆動できる。
【００２２】
このように霧発生検出手段１４又は大気温度検出手段等の霧雰囲気を検出する手段での検出情報に基づいて、例えば霧発生時のみに霧滴回収装置１を稼動させることにより、電力量の節約と耐久性の劣化抑制及び使用頻度に伴うメンテナンスの増加を抑制できるので、低コストの運用が可能である。
【００２３】
冷却器６、７は気液分離器４の上流側に位置して大気導入ダクト３に取付けられている。一方の冷却器６は例えば大気取込み部３ｃに寄せて管部３ａ内に取付けられ、他方の冷却器７は同じく大気取込み部３ｃに寄せて管部３ａ外面に取付けられている。
【００２４】
内側冷却器６は、円筒状をなして、管部３ａ内に同心的に配置されている。内側冷却器６には、電源回路や冷却システムの構成が簡単でかつ運転コストが安価な以下に例示するものを好適に使用できる。この内側冷却器６は、円筒状の金属製冷却板６ａの外周面に、ペルチェ効果を発揮する多数のペルチェ素子６ｂの吸熱面を直付けするとともに、各ぺルチェ素子６ｂの放熱面に接してウォータージャケット６ｃを取付けて形成されている。ウォータージャケット６ｃの入り口と集水槽２の底部とは、水導入管１５を介して連通され、この水導入管１５の途中には水ポンプ１６が設けられている。ウォータージャケット６ｃの出口と集水槽２内の上部とは水導出管１７を介して連通されている。
【００２５】
このため、水ポンプ１６の運転時には、集水槽２内に溜められた水Ｗがウォータージャケット６ｃを循環する。それにより、各ぺルチェ素子６ｂが放出する熱を輸送して、これらが素子６ｂの放熱で管部３ａを通る大気が暖められないようにしている。水ポンプ１６は、集水槽２内の水位が水位センサ１２、１３間に位置する場合にのみ、制御手段８によって運転される。
【００２６】
外側冷却器７は、円筒状の金属製冷却板７ａの外周面に、通電によりペルチェ効果を発揮する多数のペルチェ素子７ｂの吸熱面を直付けして形成されている。この冷却器７は、内側冷却器６と略同じ高さ位置において冷却板７ａを管部３ａの外周面に接して設けられており、又、各ぺルチェ素子７ｂの放熱面は大気中に露出している。
【００２７】
これら内外一対の冷却器６、７への通電は、制御手段８によって例えば送風機５の運転と同期して制御される。なお、冷却器６、７の内のいずれか一方は省略することが可能である。
【００２８】
以上の構成を備えた霧滴回収装置１は、霧発生時などに送風機５等を駆動することによって使用される。送風機５の駆動により、霧滴回収装置１の大気取込み部３ｃから流入して大気出口２ｂから吐き出される気流が作られる。すなわち、霧滴を含んだ大気が加速されて大気取込み部３ｃから大気導入ダクト３に吸込まれる。この大気は、気液分離器４を下方向に通って直下の集水槽２内に流入する。更に、大気は、集水槽２内で反転上昇し排気筒２ｃを経て送風機５を通リ、拡大管からなる大気出口２ｂを通って大気中に吐き出される。
【００２９】
したがって、送風機５の駆動により風の強さや向き等の状況に拘りなく使用可能であるとともに、霧滴を含んだ大気を多量にかつ連続的に取込んで後述のように霧滴を回収するので、霧滴の回収効率を向上できる。しかも、霧滴回収装置１の可動部は送風機５及びポンプ１６だけであり、同一部分に繰返し負荷が掛かって疲労する構成を備えていないので、この霧滴回収装置１は耐久性に優れている。
【００３０】
使用時に、送風機５によって大気導入ダクト３に吸込まれて加速された大気が気液分離器４を通過する際に、その流れに対して気液分離器４内の水滴付着要素の抵抗が与えられる。それによって、気液分離器４を通過する大気中に含まれる霧滴は、水滴付着要素に水滴となって付着する。付着した水滴は、それ自体の自重により落下して集水槽２内に直接回収される。なお、図１中符号Ｔは水滴を示している。
【００３１】
このように気液分離器４を上下方向に延びる管部３ａ内に設置し、この分離器４内で大気中から分離された水滴Ｔを重力で集水槽２内に回収するので、水滴を集水槽２内に回収するために格別な工夫を要することがなく、簡単な構成で確実に気液分離器４で分離した水滴Ｔを集水槽２内に回収できるとともに、それゆえに製造コストを低減可能である。しかも、気液分離器４を通過して集水槽２の底壁方向に向かう下向きの気流の勢いが加味されるので、速やかに水滴Ｔを集水槽２内に回収できる。
【００３２】
更に、気液分離器４に流入しようとする大気は、それ以前に冷却器６、７で強制冷却される。この場合、内側冷却器６はその筒状の冷却板６ａの内面に沿って流れる大気を冷却し、外側冷却器７は管部３ａを冷却するので、この管部３ａの内面に沿って流れる大気を冷却する。こうした事前冷却によって、気液分離器４に流入しようとする大気中に含まれる霧滴の露点温度が下がって霧滴が凝結し易くなるので、気液分離器４内の水滴付着要素への水滴付着量を増加できる。したがって、霧滴の回収効率、即ち、集水槽２内への水滴の集水効率を高めることが可能である。
【００３３】
又、気液分離器４で水滴が除去されることにより乾燥状態となった空気は、既述のように送風機５を通って集水槽２の大気出口２ｂから外部に放出される。この場合、大気出口２ｂが拡大管で作られているので、空気は送風機５を通った直後に急激に流路を拡大しながら放出される。これにより、送風機５の下流側での圧力損失が小さくなって、送風機５に対する負荷が減る。よって、霧滴回収装置１に容易に大気を流通させて、霧滴を含んだ大気を取込み量を増やして霧滴の回収性能を向上し易くなり、若しくは送風能力が小さな送風機５でも使用することが可能となる。
【００３４】
図２は本発明の第２実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、以下第１実施形態とは異なる構成を説明する。
【００３５】
第２実施形態では、第１実施形態で用いた冷却器に代えて分離器用冷却器２１を設けているとともに、これに関連して第１実施形態で用いた水循環系は省略している。冷却器２１は気液分離器４の外側にこの分離器４を強制冷却するために用いられている。冷却器２１は、円筒状の金属製冷却板２１ａの外周面に、通電によりペルチェ効果を発揮する多数のペルチェ素子２１ｂの吸熱面を直付けして形成されている。冷却器２１は、気液分離器４と同じ高さ位置において冷却板２１ａを管部３ａの外周面に接して設けられ、各ぺルチェ素子２１ｂの放熱面は大気中に露出している。
【００３６】
この冷却器２１は管部３ａを冷却するので、この管部３ａを介して気液分離器４を冷却し、結果的にこの気液分離器４を下向きに流通する大気を冷却する。これにより、気液分離器４内の水滴付着要素への水滴付着量を増加できることは勿論のこと、集水槽２から排出される空気への水分取り込み量を抑制して、集水量を増加できる。
【００３７】
即ち、霧滴を含んだ大気が気液分離器４を通過するに伴い、この大気中から水滴Ｔが回収されるので、気液分離器４を通過した空気は乾燥状態となる。気液分離器４を通過した直後の空気は、送風機５に向かう際に落下する水滴Ｔとの接触により、水分を取込む恐れがある。しかし、以上のように冷却器２１で気液分離器４を冷却することによって、この分離器４を通る空気を冷却して、その露点温度を下げて、飽和水分量を小さくした空気とすることができる。これにより、落下しつつある水滴Ｔから水分を取込むことを抑制できるとともに、この水分の取込み抑制に応じた分だけ、霧滴野回収効率、即ち、集水槽２への集水量を増加することが可能である。
【００３８】
以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じであるので、この第２実施形態でも本発明の課題を解決できる。なお、第２実施形態では、分離器用冷却器２１の他に、第１実施形態で用いた冷却器６、７を備えて実施することも可能である。
【００３９】
図３は本発明の第３実施形態を示している。この実施形態は基本的には第２実施形態と同じであるので、同一構成については、第２実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、以下第２実施形態とは異なる構成を説明する。
【００４０】
第３実施形態では、集水槽２が、水槽上部３１と水槽下部３２とを組合わせて作られている。水槽上部３１に大気入口２ａ、大気出口２ｂ、排気筒２ｃが設けられている。水槽下部３２の底壁３２ａは水槽上部３１に対して槽内の水量に応じて高さ位置が変わるように昇降可能に設けられている。
【００４１】
この底壁３２ａの昇降を可能とするために、水槽下部３２は、底壁３２ａを有して上下方向に伸縮可能なベロースで作られている。このベローズ製の水槽下部３２の上端開口部は水槽上部３１の下端開口部に連結されている。更に、水槽下部３２は、図示しないばねにより上向きに付勢されている。これにより、ばねの付勢力と集水槽２内の水量の重さとがバランスする高さ位置に底壁３２ａが配置されるように水槽下部３２が上下方向に伸縮される。
【００４２】
図３中符号３３は、集水槽２に溜められた水を利用先に流出させる排水手段としての排水ポンプを示している。このポンプ３３の吸込み端３４は水槽下部３２の底壁３２ａが最も高く上昇した高さ位置より少し上側に配置されている。水槽上部３１の下端部には水位センサ３５が取付けられていて、このセンサ３５の検出出力は制御手段８に供給される。水位センサ３５の高さ位置を超える推移が検出されたときに、このセンサ３５から供給された検出出力に基づき制御手段８は、排水ポンプ３５を一定時間駆動させて、一定量の水を排出させるようになっている。
【００４３】
集水槽２は、その内部に霧滴野回収によって溜められる水量の増加に従い、水槽下部３２が下方に伸びて容積を増やすので、集水槽２の天井壁と水面との間の距離Ｈが水量の増加に従って狭められることを防止できる。これにより、以下の利点がある。
【００４４】
即ち、前記距離Ｈが狭まると、集水槽２内での流路断面積が小さくなるので、集水槽２に流入しようとしている空気の速度ｕ１よりも、集水槽２内で送風機５に吸引される空気の流速ｕ２の方が速くなる。こうした流速の増加に伴い、集水槽２に溜まっている水面から水がしぶかれて送風機５方向に運ばれたり、気液分離器４から落下しつつある水滴Ｔが送風機５方向に運ばれたりする恐れが高まる。
【００４５】
しかし、既述のように前記距離Ｈが狭められることが防止されるに伴い、集水槽２内で送風機５に吸引される空気の流速の増加を防止できる。このため、集水槽２内の水分が送風機５に吸引される気流に乗って排出されることが抑制されるとともに、それに応じて集水量を増やすことが可能である。
【００４６】
以上説明した点以外の構成は第２実施形態と同じであるので、この第３実施形態でも本発明の課題を解決できる。なお、第３実施形態も、分離器用冷却器２１の他に、第１実施形態で用いた冷却器６、７を備えて実施することも可能である。又、この第３実施例で例示した集水槽２の構成は第１、第２の実施形態にも適用可能である。
【００４７】
図４は本発明の第４実施形態を示している。この実施形態は基本的には第１実施形態と同じであるので、同一構成については、第１実施形態と同じ符号を付してその説明を省略し、以下第１実施形態とは異なる構成を説明する。
【００４８】
第４実施形態では、気液分離器として第１実施形態で用いたデミスターに代えて、冷房装置の冷却ユニット４１を管部３ａに内蔵している。この冷却ユニット４１は、コンプレッサ及び放熱器などを備えた冷房装置本体４２と冷媒配管を介して接続されている。冷却ユニット４１は、水滴付着要素としての金属製吸熱フィンを多数枚有する凝縮器４１ａと、その例えば上流側に配置された送風機４１ｂとを有している。この送風機４１ｂの送風力により、管部３ａに取込まれた霧を含んだ大気が、凝縮器４１ａに通されて直下の集水槽２に送り込まれるようになっている。冷却ユニット４１が送風機４１ｂを有していることにより、第４実施形態では、集水槽２には送風機は取付けられておらず、かつ、大気出口は排気筒２ｃで作られている。
【００４９】
この第４実施形態の構成においては、冷却ユニット４１での冷却能力がぺルチェ素子を用いたものよりも格段に高いので、吸熱フィンに対する霧滴の付着量をより増やして集水効率を向上させることが可能であるとともに、冷却ユニット４１を流通する空気の露点温度をより下げて、集水槽２から排出される空気に含まれる水分量を減らして集水量を増加させることが可能である。
【００５０】
以上説明した点以外の構成は第１実施形態と同じであるので、この第４実施形態でも本発明の課題を解決できる。なお、第４実施形態では冷却ユニット４１の上流側の冷却器６、７及び水循環系は省略して、構成の簡素化を図ることも可能である。
【００５１】
前記各実施形態で説明した霧滴回収装置１は、例えば、図５に示す緑化改善システム７０に用いることができる。
【００５２】
乾燥地である砂漠等には人為的に水分を供給することで植物（乾燥植物、樹木や作物等）を生育させるとともに保水を行う砂漠緑化プラント７１が設けられている。
【００５３】
海岸線近傍等には造水プラント７２が設けられている。造水プラント７２で海水から造水された蒸留水は砂漠緑化プラント７１に図５において矢印Ｂ１で示すように送水される。
【００５４】
海岸線近傍等には海水を処理することにより淡水を得る海水淡水化プラント７３が設けられている。海水淡水化プラント７３で得られた淡水は砂漠緑化プラント７１に図５において矢印Ｂ２で示すように送水される。
【００５５】
山岳地帯等の適宜箇所には風力発電所７４が設けられている。風力発電所７４で発電された電力は造水プラント７２及び海水淡水化プラント７３に図５において矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２で示すように送電される。
【００５６】
山岳地帯等の適宜箇所（降雨量の少ない山岳地帯であって霧が発生する箇所等）には霧滴回収装置１を備える霧滴回収プラント７５が設けられている。霧滴回収プラント７５で回収された水は砂漠緑化プラント７１に図５において矢印Ｂ３で示すように送水される。
【００５７】
海水淡水化プラント７３の近傍等には太陽光発電所７６が設けられている。太陽光発電所７６で発電された電力は緑化造水プラント７２、海水淡水化プラント７３及び砂漠緑化プラント７１に図５において矢印Ｃ３、矢印Ｃ４及び矢印Ｃ５に示すように送電される。
【００５８】
更に、データの収集及び予測情報を送信する広域気象予測システム７７が所定の場所に設けられている。広域気象予測システム７７には広域気象観測及び通信を行う衛星７８から図５に矢印Ｄで示すように観測情報が送られる。
【００５９】
広域気象予測システム７７からは、砂漠緑化プラント７１、造水プラント７２、及び海水淡水化プラント７３に図５において矢印Ｅ１，矢印Ｅ２，及び矢印Ｅ３で示すように気象予測情報が送られて、各プラント７１〜７３の作動状況等が調整される。
【００６０】
広域気象予測システム７７からは、風力発電所７４及び太陽光発電所７６に図５において矢印Ｆ１及び矢印Ｆ２に示すように自然エネルギー量予測情報が送られて、各発電所７４，７６における発電状況が調整される。
【００６１】
広域気象予測システム７７から送られる気象予測情報及び自然エネルギー量予測情報により、現在から将来にわたり気象・環境状況が予測され、各プラント７２，７３及び各発電所７４，７６が１つの造水システムとして、最大限に自然エネルギーを利用して砂漠緑化プラント７１に安定した水の供給を確保するように、その動作状況或いは発電状況が制御される。
【００６２】
例えば、太陽光が少ない気象条件の時には太陽光発電所７６の負荷を抑えるとともに風力発電所７４の負荷を高くし、風量の少ない気象条件の時には太陽光発電所７６の負荷を高くするとともに風力発電所７４の負荷を抑え、トータルとしての動力が確実に確保できるように制御される。
【００６３】
また、造水プラント７２では、日射時間や日射量に応じて海水淡水化プラント７３での造水能力を高めたり抑えたりして、気象状況に拘らず自然エネルギーを最大限に利用して砂漠緑化プラント７１に安定した水の供給を確保する。
【００６４】
上述した緑化改善システム７０では、海水淡水化プラント７３で造水される淡水に加えて、造水プラント７２により造水し、更に、霧滴回収プラント７５で霧を凝縮させて水を回収するので、海水淡水化プラント７３の処理能力を低くした場合でも緑化のために十分な水を確保できる。
【００６５】
なお、本発明は前記各実施形態には制約されない。例えば、気液分離器４が設けられる大気導入ダクト３の管部３ａは、その入口と出口とが略同じ高さになく、上下方向に位置をずらして設けてあればよいので、鉛直方向に対して斜めに交差するように斜め方向に延びて設けてもよく、この場合、できるだけ鉛直に近い角度とすることが好ましい。又、一つの集水槽２に対して大気導入ダクト３を複数取付けることも可能である。更に、集水槽２の底壁３２ａを昇降させる構成として、ベローズに代えて水槽下部３２全体を水槽上部３１の周壁をガイドとして昇降可能に設け、この水槽下部３２をばね等で上向きに付勢する構成等を採用することも可能である。又、本発明の霧滴回収装置は、既述のように霧滴を水滴として霧を除去することができるので、造水の目的だけではなく、例えば高速道路や空港などに設置して霧を除去する装置として適用することが可能である。
【００６６】
【発明の効果】
本発明は、集水槽に接続される大気導入ダクトの管部を上下方向又は斜め方向に延びるように設けて、この管部に内蔵した気液分離器で、これに送風機の送風力で流通される霧滴を含んだ大気中から水滴を分離し、分離された水滴を重力で集水槽内に回収する構成であるので、風の状況に拘りなく霧滴の回収が容易であり、霧滴の回収効率を向上できるとともに、構成が簡単で耐久性に優れる霧滴回収装置を提供できる。
【００６７】
気液分離器に流入しようとする大気を冷却する冷却器を備えた発明によれば、気液分離器に流入しようとする大気中に含まれる霧滴の露点温度が下がって、気液分離器での水滴付着量が増加するので、霧滴の回収効率を高めることが可能な霧滴回収装置を提供できる。
【００６８】
気液分離器を冷却する冷却器を備えた発明によれば、気液分離器から集水槽内に落下しようとする水滴と集水槽内を流通する乾燥空気とが接触することがあっても、飽和水分量が小さい乾燥空気とできるので、この空気への水分の取込みを抑制して霧滴の回収効率を高めることが可能な霧滴回収装置を提供できる。
【００６９】
気液分離器に流入しようとする大気を冷却する冷却器、又気液分離器を冷却する冷却器がペルチェ素子を備えた発明によれば、冷却器のコスト及び運転コストが低いので、霧滴回収装置の製造コストなどを低減できる。
【００７０】
集水槽内に回収された水量に応じて、この槽の底壁を昇降可能とした発明によれば、集水槽を流通する大気速度が速くなることを防止できるので、集水槽から出る空気とともに水分が槽外に排出されることを抑制して霧滴の回収量を多くすることが可能な霧滴回収装置を提供できる。
【００７１】
集水槽の下部をベローズとしてその底壁を昇降可能とした発明によれば、簡単な構成で集水槽の底壁を昇降させることが可能な霧滴回収装置を提供できる。
【００７２】
集水槽の大気出口を拡大管で作り、その小径な流入端側に送風機を配置した発明によれば、送風機の下流側での圧力損失を減らして、送風機に対する負荷を小さくすることが可能な霧滴回収装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る霧滴回収装置の概略的構成図。
【図２】本発明の第２実施形態に係る霧滴回収装置の概略的構成図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る霧滴回収装置の概略的構成図。
【図４】本発明の第４実施形態に係る霧滴回収装置の概略的構成図。
【図５】本発明の霧滴回収装置を備える緑化改善システムの概略的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…霧滴回収装置
２…集水槽
２ａ…集水槽の大気入口
２ｂ…集水槽の大気出口
３…大気導入ダクト
３ａ…大気導入ダクトの管部
３ｂ…大気導入ダクトの下端部
３ｃ…大気導入ダクトの大気取込み部
４…気液分離器
５…送風機
６、７…冷却器
８…制御手段
６ａ、７ａ…冷却器の冷却板
６ｂ、７ｂ…冷却器のペルチェ素子
２１…分離器用冷却器
２１ａ…分離器用冷却器の冷却板
２１ｂ…分離器用冷却器のペルチェ素子
３１…集水槽の水槽上部
３２…集水槽の水槽下部
３２ａ…集水槽の底壁

Claims

上部に大気入口及び大気出口を有した集水槽と、
前記大気入口に下部を接続して上下方向又は斜め方向に延びる管部を有した大気導入ダクトと、
前記管部に内蔵された気液分離器と、
前記大気導入ダクトの大気取込み部から前記大気出口に至る風路中に設置された送風機と、
を具備したことを特徴とする霧滴回収装置。
請求項１に記載の霧滴回収装置において、前記気液分離器の上流側にこの気液分離器に流入する大気を冷却する冷却器を設置したことを特徴とする霧滴回収装置。
請求項１に記載の霧滴回収装置において、前記気液分離器を冷却する分離器用冷却器を設置したことを特徴とする霧滴回収装置。
請求項２又は３に記載の霧滴回収装置において、前記冷却器がペルチェ素子を有していることを特徴とする霧滴回収装置。
請求項１から４の内のいずれか１項に記載の霧滴回収装置において、前記集水槽の下部の内少なくとも底壁が前記集水槽内の水量に応じて昇降可能に設けられていることを特徴とする霧滴回収装置。
請求項５に記載の霧滴回収装置において、前記集水槽の下部がベローズで作られていることを特徴とする霧滴回収装置。
請求項１から６の内のいずれか１項に記載の霧滴回収装置において、前記大気出口がその流出端側ほど風路断面積を次第に大きくする拡大管で作られていると共に、この拡大管の小径な流入端部側に前記送風機が設置されていることを特徴とする霧滴回収装置。