JP2005224699A

JP2005224699A - 浄水装置

Info

Publication number: JP2005224699A
Application number: JP2004035700A
Authority: JP
Inventors: Kozaburo Miyazaki; 晧三郎宮崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】極めて低廉なコストで得られる極めて簡単な構成で水回収効率が高い浄水装置を提供することである。
【解決手段】飲み水として不適合な水を飲料水として利用可能なようにする為の浄水装置であって、
ハウジングと反射板とを具備してなり、
前記ハウジングは、
太陽光が内部に入射できるように少なくとも上面部が透明材で構成されており、かつ、該ハウジングを前記飲み水として不適合な水の上に置いた場合に該水の水面と該ハウジングとによって密閉空間が形成されるように構成されており、
前記反射板は、
前記ハウジング内の下部に導入された飲み水として不適合な水の水面下となる位置に設けられたものである
ことを特徴とする浄水装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、飲み水として不適合な水を飲料水として利用可能なようにする為の浄水装置に関する。

降雨量の少ない地域では、飲料用（料理用などをも含む）の淡水を得ることが困難であり、海水の淡水化が必要である。

ところで、現在、主流となっている淡水化技術には、石油による多重効用法（ＭＥ法：ＭｕｌｔｉｐｌｅＥｆｆｅｃｔ）、電力による多段フラッシュ法（ＭＳＦ法：ＭｕｌｔｉｓｔａｇｅＦｌａｓｈ）、或いは半透膜法（ＲＯ法：ＲｅｖｅｒｓｅＯｓｍｏｓｉｓ）等がある。

しかしながら、これらの淡水化技術は、大きなコストが掛るので、小規模な淡水化施設には不向きである。

このような観点から、小規模地域への淡水供給方法として太陽熱による淡水化が研究されて来た。

例えば、海面に浮上するようにしてある海水の淡水化装置であって、この装置は、底板と側板及び傾斜した天板を有し、少なくとも天板は透光性を有し、天板下方には集水手段が設けてあり、下部には取水部が設けてある蒸散温室と、蒸散温室内に配置され太陽光を集光して海水を煮沸し蒸気を発生する集光加熱装置と、集光加熱装置で発生した蒸気を冷却液化する蒸気冷却手段と、蒸気冷却手段により液化された水をためる貯水槽と、を備え、集光加熱装置は、方向制御可能に支持されたケース体と、ケース体に設けてある集光レンズと、集光レンズによる集光部に対応して設けてあり内部に海水が導入される加熱容器部と、加熱容器部で発生する蒸気を排出する排出手段とを有する、海水の淡水化装置が提案（特開平７−１３２２７９号公報）されている。

この提案の淡水化装置の詳細は図２に示される通りである。
図２中、Ａは淡水化装置、１は蒸散温室である。この蒸散温室１は平面視四角形で、底板１０の縁部に前壁１１と前壁１１より高い後壁１２を有し、前壁１１と後壁１２の上部には透明なプラスチックで形成された天板１３が架け渡してあり、両側部は側壁１４で塞いである。蒸散温室１の下部側は断熱材１５で被覆されている。前壁１１や後壁１２及び両側壁１４の各々の内面は鏡面仕上げされており、太陽光線を蒸散温室１内の海水面に向けるようになっている。天板１３の内面下部には集水樋１６が設けられている。集水樋１６は貯水槽８に送水手段を介して送水するようになっている。又、蒸散温室１の両側壁１４の下部には取水孔１７が設けられている。又、集光加熱装置２が蒸散温室１の後壁１２近傍に配設されている。集光加熱装置２は、球体の一部を平面で切欠した形状の中空体であるケース体２０を有している。ケース体２０はステンレス製で、切欠側には開口部２１が設けられている。開口部２１には凸レンズである集光レンズ２２が嵌め込まれている。ケース体２０内部側の集光レンズ２２の集光部に当たる部分には加熱容器部が固定されている。加熱容器部は平面視円形に形成されている。加熱容器部の一方側にはケース体２０の底部外側へ通じる導水管が繋がれている。加熱容器部の他方側にはケース体２０の上部側部へ通じる排出手段である排出管が繋がれている。排出管はフレキシブル管２８を介して後壁１２の外部に配設してある通気管２９に接続されている。ケース体２０は支持台具２６に設けられた所要数の支持制御ローラ２７により支持されている。支持制御ローラ２７は円形に配置してあり、球面を有するケース体２０を全部の支持制御ローラ２７で支持できるようにしている。支持制御ローラ２７は各種センサなどを使用した制御手段を介して独立して回転制御され、集光レンズ２２を常に太陽に向けるようにケース体２０の傾きを制御するようにしている。尚、蒸散温室１の底板１０のうちケース体２０と対応する部分には球面状の凹部１０１が形成されており、ケース体２０の底部が浸水できるようになっている。通気管２９は後壁１２から蒸散温室１外部へ導出されている。通気管２９は蒸気冷却手段であるラジエータ３が接続されている。ラジエータ３の上部には太陽光線を遮ってラジエータ３の冷却性能を高める為の遮光板３０が設けられている。遮光板３０の上面には太陽電池３１が配設されている。ラジエータ３の排出側には通水管２９ａが接続されている。通水管２９ａの先部は貯水槽８の内部に導入されている。貯水槽８には内部に溜まった水を外部に取り出す出水手段が設けられている。尚、符号５はバッテリーで、太陽電池３１で発電される電気を蓄電するものである。この電気は集光加熱装置２の制御手段や送水・出水装置の駆動に使用される。
特開平７−１３２２７９号公報

さて、前記提案の淡水化装置は、それまでのＭＥ法やＭＳＦ法やＲＯ法などの淡水化技術に比べたならば、遥かに低コストなものである。

しかしながら、格別な集光加熱装置を必要とし、従って、この分だけ、どうしてもコスト高なものとなる。

かつ、この装置では、水が得られ無いことも有ることが判って来た。

この原因についての検討が押し進められて行った結果、それは、蒸散温室１内に海水を導入する取水孔１７を側壁１４に設けているからであることに気付いた。すなわち、海水が気化して水蒸気になった場合、その分だけ蒸散温室１内の気圧が高くなる。そうすると、蒸散温室１内の水面が押し下げられるように蒸散温室１が高く浮上する。この結果、側壁１４の取水孔１７が海水面より高い位置になる場合がある。このようになると、取水孔１７を介して蒸散温室１内と外気とが繋がり、気化した蒸散温室１内の水蒸気が大気中に放散されてしまうようになり、水蒸気が蒸散温室１の天板１３の内面に付着しないようになり、そして水の回収がされなくなることに気付いたのである。

従って、本発明が解決しようとする第１の課題は、極めて低廉なコストで得られる極めて簡単な構成の浄水装置を提供することである。

本発明が解決しようとする第２の課題は、水回収効率が高い浄水装置を提供することである。

前記の課題は、飲み水として不適合な水を飲料水として利用可能なようにする為の浄水装置であって、
ハウジングと反射板とを具備してなり、
前記ハウジングは、
太陽光が内部に入射できるように少なくとも上面部が透明材で構成されており、かつ、該ハウジングを前記飲み水として不適合な水の上に置いた場合に該水の水面と該ハウジングとによって密閉空間が形成されるように構成されており、
前記反射板は、
前記ハウジング内の下部に導入された飲み水として不適合な水の水面下となる位置に設けられたものである
ことを特徴とする浄水装置によって解決される。

特に、飲み水として不適合な水を飲料水として利用可能なようにする為の浄水装置であって、
ハウジングと反射板とを具備してなり、
前記ハウジングは、
太陽光が内部に入射できるように少なくとも上面部が透明材で構成されており、かつ、該ハウジングを前記飲み水として不適合な水の上に置いた場合に該水の水面と該ハウジングとによって密閉空間が形成されるように構成されており、更に、ハウジングの下面の一部または全部が開放されていて、該ハウジングを飲み水として不適合な水の上に置いた場合に、該開放部から該ハウジング内に該飲み水として不適合な水が進入できるように構成されてなり、
前記反射板は、
前記ハウジング内の下部に導入された飲み水として不適合な水の水面下となる位置に設けられたものである
ことを特徴とする浄水装置によって解決される。

尚、ハウジングの上面部は傾斜部を有することが好ましい。すなわち、蒸発・気化した水分が上面部で冷却・液化して付着した水滴が自然に集水されるように上面部に傾斜部を設けておくことが好ましい。例えば、円錐形状のような錐形状とかドーム状のように構成されていることが好ましい。

又、ハウジングの上面部とか側面部と言った如く、ハウジングを水面に置いた場合に、太陽光が当たる部分は透明材で構成しておくことが好ましい。すなわち、ハウジングに当たった太陽光全てがハウジング内に入射され、ハウジング内の水面に当たるようにしておくことが好ましい。例えば、水面上にあるハウジングは全てが透明材で構成させておくことが好ましい。

上記のように構成させた浄水装置、特に、ハウジング内の下部に導入された飲み水として不適合な水の水面下となる位置に反射板が設けられた浄水装置は、ハウジング内に入射した太陽光が反射板によって効果的に反射され、反射板上に存在する水を効果的に温めるようになり、蒸発・気化効率が高い。

すなわち、ハウジングの側壁内面に反射板を設けたのでは、少なくとも当該位置からは太陽光がハウジング内に入射されない。そして、影が出来るものとなる。従って、ハウジング内の水は、それだけ、暖められ難く、蒸発・気化効率が低い。かつ、側壁内面に反射板を設けるにしても、側壁面に当たった太陽光を水面に反射させる為には、側壁内面の形状にも制約を受ける。従って、側壁内面に反射板を設けたとしても、反射板で反射させた太陽光を水面に当たるようにするのは容易なことでは無い。

又、ハウジングの下面の一部または全部が開放されていて、該ハウジングを飲み水として不適合な水の上に置いた場合に、該開放部から該ハウジング内に該飲み水として不適合な水が進入できるように構成されていると、ハウジング内の水が気化した分だけ自動的に水が補給されるようになり、極めて好都合である。しかも、開放部がハウジングの下面に設けられていると、ハウジングの上下動に拘わらず、ハウジングと水面とによって構成される空間は閉鎖空間であるから、開放部から気化した蒸気が漏れ出ることも無く、非常に好都合である。

これに対して、ハウジングの側面に開放部が設けられていると、ハウジングの上下動によっては、開放部が水面上となる場合も有り、大気空間と繋がって、気化した水蒸気が漏れ出ることが起きる。

図１は、本発明になる浄水装置の概略図である。
同図中、５１は、アクリル樹脂などの透明なプラスチックで構成されたハウジングである。このハウジング５１は、図１からも判る通り、上面が円錐形状部５２として構成され、この円錐形状部５２に繋がって下方側に円筒形状部５３が構成され、この円筒形状部５３の下端から内側にドーナツ状で傾斜部を有する鍔部５４が構成され、この鍔部５４の内周部分から上側に立ち上がった円筒形状部５５が構成されたものである。

尚、円錐形状部５２、円筒形状部５３、鍔部５４、及び円筒形状部５５の全てが、透明樹脂材料を用いた一体成形によって構成することも出来るが、２部品に分けて成形されたものを接合することで構成することも出来る。

そして、本実施形態では、円錐形状部５２、円筒形状部５３、鍔部５４、及び円筒形状部５５からなるハウジング５１全てを透明材で構成させたが、ハウジング５１を水面上に配置した場合に、一番下の水面下にある鍔部５４などは透明材で構成されてなくても一向に差し支えないものである。すなわち、円錐形状部５２、円筒形状部５３や円筒形状部５５の中部から上部位置にかけてが透明であれば、本発明の目的は大きく達成できる。但し、円錐形状部５２、円筒形状部５３、及び円筒形状部５５が透明材で構成されることが、コスト面からは好ましい。

ハウジング５１の円筒形状部５５の下方部には、太陽光を反射させる反射板５６が取り付けられている。この反射板５６は、反射板５６と円筒形状部５５との間に隙間（開放部）５７があるように取り付けられる。尚、反射板５６の適宜な個所に孔（開放部）５８が設けられていると、前記の隙間（開放部）５７が無いように取り付けられていても良い。

さて、上記構成のハウジング５１を水面上に置くと、ハウジング５１や反射板５６の重みで、本装置はその下方部が水中に没する。しかしながら、ハウジング５１の外壁と水面とで構成される空間は閉鎖空間５９であるから、この閉鎖空間５９に閉じ込められた気体の圧力によって、ハウジング５１全体が沈没することは無い。尚、それでも、全体の重さが重過ぎて、深く沈没するようであれば、例えば円筒形状部５３の下端部とか鍔部５４の下面部に浮力調整材を設ける。

尚、浮力調整材を設ける場合でも、浮力調整材を設けない場合でも、ハウジング５１を水面上に置いた場合に、反射板５６が水面下に在るように全体系を構成しておく。例えば、反射板５６が水面下１〜５ｃｍの深さに在るよう全体系を構成しておく。

６０は、円筒形状部５３と円筒形状部５５との間に設けられた濾過材である。尚、この濾過材６０は無くても差し支え無いが、より一層の安心感を得る為に設けられている。

６１は鍔部５４の最下位位置に対応して設けられた浄水排出口であり、６２は浄水排出口６１に接続された浄水回収容器である。

上記のように構成させた浄水装置が、例えば海や池などの水面上に置かれる。そうすると、自身の重さと浮力との関係で、少しだけ沈み、即ち、反射板５６が水面下１〜５ｃｍ程度となる位置で浮いているようになる。そのままで放置されていると、上面の円錐形状部５２や周囲側面の円筒形状部５３から太陽光がハウジング５１内に入射される。そして、ハウジング５１内の水を温める。この時、入射した太陽光は反射板５６によって反射され、反射板５６上の水をより効果的に温める。従って、反射板５６上の水は迅速に気化され、水蒸気となる。

気化した水蒸気は、円錐形状部５２や円筒形状部５３の内面に付着して水滴となり、そして付着面に案内されて重力により滑り落ち、濾過材６０によって濾過を受け、そして浄水回収容器６２に回収される。

このような状況下において、ハウジング５１の外壁と水面とで構成される空間は完全な閉鎖空間５９であるから、気化した水蒸気がハウジング５１外に漏れ出ることは無い。従って、浄水の回収効率に優れている。

かつ、反射板５６上の水が気化して水蒸気となった分だけ、開放部５７，５８から水が自動的に供給されるから、わざわざ、気化した分だけ水を補給しなくても済み、そのランニングコストは極めて低廉である。

尚、本発明の装置は、極めて簡単なものであるから、無人島でのキャンプ生活などに持ち込むのに非常に便利である。又、船のボートに積んでいると、遭難時には非常に助かるものとなる。

本発明になる浄水装置の概略図従来の浄水装置の概略図

符号の説明

５１ハウジング
５２円錐形状部
５３円筒形状部
５６反射板
５７，５８開放部

代理人宇高克己

Claims

飲み水として不適合な水を飲料水として利用可能なようにする為の浄水装置であって、
ハウジングと反射板とを具備してなり、
前記ハウジングは、
太陽光が内部に入射できるように少なくとも上面部が透明材で構成されており、かつ、該ハウジングを前記飲み水として不適合な水の上に置いた場合に該水の水面と該ハウジングとによって密閉空間が形成されるように構成されており、
前記反射板は、
前記ハウジング内の下部に導入された飲み水として不適合な水の水面下となる位置に設けられたものである
ことを特徴とする浄水装置。
ハウジングは、その下面の一部または全部が開放されてなり、該ハウジングを飲み水として不適合な水の上に置いた場合に、該開放部からハウジング内に該飲み水として不適合な水が進入できるように構成されてなることを特徴とする請求項１の浄水装置。