JP2006312573A

JP2006312573A - 海水濃縮装置

Info

Publication number: JP2006312573A
Application number: JP2005136637A
Authority: JP
Inventors: Motoshige Matayoshi; 元栄又吉
Original assignee: AOI UMI KK
Current assignee: AOI UMI KK
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2025-05-09
Also published as: JP4195457B2

Abstract

【課題】自然風力と太陽熱を利用した海水濃縮装置の実用化を図り、低コストの下での海水濃縮の高効率化を実現することにある。
【解決手段】自然の風によって回転する回転体１と、この回転体１に海水を散布する手段９を有し、散布された海水中の水分を回転体１の回転と太陽熱によって蒸発させて海水を濃縮する装置であって、回転体１を温室２内に垂直に配置し、温室２内に上昇気流Ｚを発生させて海水中の水分の気化を促進させるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、塩の製造原料として濃縮された海水を得るための装置に関する。

従来から、塩の製造原料としての海水を濃縮するための装置として種々の方式のものが提案されている。

例えば、特許文献１には、海水を霧化し、これに温風を当てることで水分を蒸発させて塩分を結晶化することが記載され、また、特許文献２には、火炎加熱型の回転ドラムを複数段に設け、前段階で濃縮された海水を次の段階の回転ドラムの表面に吹き付けて水分を蒸発さて順次、海水を濃縮して行く方式のものが記載され、また、特許文献３には、海水中に浸漬循環させる回動環状ネットを自然の天日を利用した温室中に配置し、回動環状ネットに付着した海水を風力を利用して乾燥させる方式のものが記載され、さらに、特許文献４には、天井に多数の枝条架式蒸発体を吊り下げ、これに海水を注ぎ、蒸発体から流下する海水を循環させながら濃縮する方式のものが記載され、またさらに、特許文献５には、２重構造のローターの中間空間に海水を流して、海水中の水分の蒸発を促進させる方式のものが記載されている。
国際公開９８／３５９１１号公報特開２０００−２２８９６４号公報特開２００１−１１４５１３号公報特開２００２−１６７２１７号公報特開２００２−３５６３２４号公報

従来提案された海水濃縮装置の中で、特許文献３に記載のものは、基本的に、環状ネットの回動の動力源として風力を利用し、海水の水分の蒸発源として太陽熱とともに風力を利用する点で省エネルギーの面で優れたものである。

しかしながら、環状ネットは海水中に浸漬された状態で上下方向に回動するために、通常の風力では回動の駆動力を得ることができず、また、ネットに付着した海水中の水分蒸発のためには、充分な風当たりを得ることができない等、実用化のためには種々の解決すべき多くの問題をかかえている。

本発明の第１の課題は、自然風力と太陽熱を利用した海水濃縮装置の実用化を図り、低コストの下での海水濃縮の高効率化を実現することにある。

他の課題は、天候による影響を最小限に抑えた海水濃縮装置を提供することにある。

さらに、他の課題は、上記海水濃縮装置の建設費と稼働費の低減化の実現にある。

本発明は、温室中に自然エネルギーを利用して回転する垂直回転軸に取り付けられた回転体を配置し、この回転体に海水を散布して、散布した海水中の水分を回転体の回転と太陽熱によって蒸発させて海水を濃縮する装置であって、温室を太陽熱を集熱する傾斜面を持つ断面が３角形とし、この断面が３角形の頂部の部分を外気に開放した構造とし、且つ、回転体を温室の頂部の真下に配置することによって、温室内に上昇気流を発生させて海水中の水分の気化を促進させるようにしたことを特徴とする。

その温室の傾斜面は、太陽熱の集熱性が良いガラスまたは合成樹脂シートによって覆われたいわゆるビニールハウス状にしたものがよい。

また、海水の散布は、濃縮海水を循環使用して、温室内に垂直に配置した回転体の上方位置から散布するのが良い。

この温室内に設けられた回転体の駆動源としては、風力、風力発電あるいは太陽光発電等の自然エネルギーを利用することができる。

駆動源として風力を利用する場合は、温室の頂部の外部との開放部分に風車を設け、風車の回転軸を回転体の軸と直結した方式、あるいは、歯車によって回転力を伝達する方式等を利用することができる。

また、海水を付着させる回転体としては、垂直回転軸に布、網等を組み込んだ構造のものが使用できる。

この回転体は、その回転軸が垂直に保持されたもので、ベアリング等を介して、比較的小さい風力、風力発電あるは太陽光発電によるモーターによって回転でき、その回転による風力で海水の水分を蒸発でき、さらに、温室内の温度分布によって温室内に相当の上昇気流が発生し、その蒸発を助けることになる。

本発明の海水蒸発装置によって、海水付着機能を有する回転体に上方から海水が散布され、そこに付着した海水は、回転体中を降下する過程で、回転体の回転によって生じる風と温室の雰囲気と、温室内に形成される上昇気流によって水分が気化し濃縮される。

また、本発明の海水蒸発装置は、回転体を複数基、温室内に連続配置し、それぞれの回転体を経て、段階的に海水濃縮度を上げる連続処理型とすることができる。本発明の海水蒸発装置を連続処理型とすることによって、処理される海水量は増大し、海水の濃縮処理効率は格段に向上する。その際、回転体は直列に配置しても良いし、また、コの字型など、任意の配列形態を採ることもできる。

本発明の海水濃縮装置は、基本的には太陽熱と自然風のみを利用して温室内に上昇気流を形成し、高効率で海水を濃縮することができ、小設備で多量の海水を安定的に濃縮することが可能となる。

以下本発明の海水濃縮装置の実施の形態を、風車によって回転する回転体を複数基配列した実施例に基づいて説明する。

図１は、４基の回転体１を直列に配列した海水濃縮装置１０を設けた建家Ａの全容を一部断面によって側面から見た図であり、図２は、図１に示す建家Ａに配列された回転体１を上方から見た図である。

Ｂは建家Ａの一側に配置された保守作業用階段で、その階段は、建家Ａの側部に設けられた保守用回廊Ｃと連結されている。

図３は、海水濃縮装置１０を、図１のＸ−Ｘ線による断面によって示す。

同図において、建家Ａは、ビーム材Ｆによって断面が三角形の屋根構造が形成され、この下方内面は、ガラスまたはビニールのような熱透過性の材料２１によって内張りされて、太陽熱によって相当温度に暖められる温室２が形成される。

この建家Ａの中心には、回転体の軸受台３が形成され、建家Ａの両側部には、図１に示す濃縮海水の循環のための傾斜導水路の一部をなす海水溜４が形成されている。さらに、その外側には、海水から気化蒸発して生じた水分が温室２の内壁に沿って降下した水を排出するための排出路５が形成されている。

Ｅ１〜３は、建家Ａの上方フレームであって、断面が３角形の頂点をなす温室の上方部分を形成し、この部分には外気に通じる開放空間が形成されている。

断面が３角形の頂点をなす温室の上方部分の真下には、回転体１のための回転軸６が垂直に配置され、ギアその他の連結回転部材６１を介して軸受台３上に垂直に配置されている。

回転体１は、垂直回転軸６のアーム７に、散布された海水を一時的に保持する布製あるいは網等のネットを環状に巻き付けた筒状体を取り付けることによって形成される。

８は、断面が３角形の頂点をなす温室の上方の開放部分に取り付けられた複数枚の羽根８１を有する風車を示す。この風車８による回転駆動力は、任意のギヤのような回転力伝達手段を介して回転体１の垂直回転軸６を回転駆動する。図示の場合、風車８の回転軸と回転体の垂直回転軸６は直結した方式のものを示しているが、ギア結合によって風車８の回転力の伝達効果を上げるようにするのが望ましい。

また、９は濃縮海水を海水溜４から吸い上げて、回転体１に上方から散布する海水散布装置であって、図示しない風車８の回転を利用することができる。

図１と図２に示すように、４基の回転体を連続して配置した例においては、外部から海水溜４に導入された海水を汲み上げて、風車８によって回転する回転体１に散布すると、回転体１に付着した海水の水分は温室内の温度と、温室内に発生する上昇気流によって揮発し、回転体１の回転により飛散して温室の内壁に付着した海水Ｗは壁面に沿って流下し、また、回転体１に残留する海水は、散布される海水によって海水溜４内に流下する。これを各回転体１毎に繰返すことによって、海水溜４内の海水は、その下流への流れとともに塩分濃度は増大する。

そして、このように塩分を濃縮した海水が一定の塩分濃度となったとき、次段階の製塩設備に供給する。

以下に、上記各図に示す海水濃縮装置の操業条件を示す。

内部の高さが７ｍで、幅が１２ｍで、上部の温度が２８℃の温室内に配置された５５００ｍｍ高さ、４０００ｍｍ径、４ｍの回転体１上で、１５ｒｐｍの速度で回転する回転体１上に、海水溜４に貯水された塩分が３．５％で温度が２３℃の初期海水を海水散布装置９によって、吸い上げて１０リットル／分の割合で散水した。

図３において、矢印Ｚに示すように上昇気流が発生し、また、矢印Ｗに示すように蒸発水分が水滴となって、温室の内壁に沿って、排水樋中での流れとなって排水されているのが確認できた。

この第１段階で、散布海水は回転体１を降下し、次の海水溜には、８．７４リットル／分の割合で塩分量が４％の濃縮海水の貯留が確認できた。

この各回転体単位で、０．５％の濃縮度が確認でき、この濃縮度が連続することで、４基の回転体を連続配備したシステムにおいての高能率の海水の濃縮が確認できた。

本発明の海水濃縮装置を配置した建家の側面図を示す。図１の平面図を示す。図１のＸ−Ｘ線による断面によって、本発明の海水濃縮装置の構成を示す図である。

符号の説明

１回転体
２温室２１熱透過性材
３回転軸受台
４海水溜
５排水路
６垂直回転軸６１回転体軸受
７連結アーム
８風車８１風車の羽根
９海水散布装置
１０海水濃縮装置
Ａ建家

Claims

温室中に自然エネルギーを利用して回転する垂直回転軸に取り付けられた回転体を配置し、この回転体に海水を散布して、散布した海水中の水分を回転体の回転と太陽熱によって蒸発させて海水を濃縮する装置であって、温室を太陽熱を集熱する傾斜面を持つ断面が３角形とし、この断面が３角形の頂部の部分を外気に開放した構造とし、且つ、回転体を温室の頂部の真下に配置することによって、温室内に上昇気流を発生させて海水中の水分の気化を促進させるようにしたことを特徴とする海水濃縮装置。
温室の集熱面を内面が熱透過性の合成樹脂製シートまたはガラスでコートされている請求項１に記載の海水濃縮装置。
温室内に回転体を複数直列に配置し、それぞれの回転体から得た濃縮海水を順次、次の回転体に散布供給する請求項１に記載の海水濃縮装置。