JP2017048661A

JP2017048661A - 海水および真水の供給装置

Info

Publication number: JP2017048661A
Application number: JP2015175025A
Authority: JP
Inventors: 浩光手島; Hiromitsu Tejima
Original assignee: Teshima Tsusho Kk
Current assignee: Teshima Tsusho Kk
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-04
Also published as: JP6356102B2

Abstract

【課題】
海水と太陽光を利用した簡易な構成によって海岸から離れた供給地まで海水および真水を供給する。
【解決手段】
海水２を内陸地５へ送水する長尺の送水管１と、前記送水管１に所定間隔で設置される複数の中継ステーション８とからなり、前記送水管１内部を隔壁１１，１１により幅方向に区画し、前記送水管１中央の海水用送水路１２の上方を日照壁１６とすることで太陽光エネルギーにより海水２を蒸発させ水蒸気とし、前記送水管１左右の真水用送水路１３，１３内へ導入して前記水蒸気を凝縮させ真水３として、前記海水２および真水３を内陸地５へ運搬供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、海水および真水を海岸から離れた内陸地へ供給する装置に関するものである。

水は人体、作物の栽培、家畜の飼育など地球上で生活する上で必要不可欠の物質であるが、近頃の異常気象より内陸奥地平野部、発展途上国、未開地、砂漠化地帯などにおいて水不足が恒久化して生活水を調達するのに大変な苦労を強いられているのが現状である。

また、塩も人間にとって欠かすことができない物質の１つであるが、従来から塩は多くの場合は海水から製造され、前記水が十分に供給されない地域は海岸から離れた内陸地が多く、塩の入手もまた困難であるという問題がある。

科学技術の発達した現代では水を浄化する技術も進歩しており、例えば地球上に多量に存在する海水を淡水化して得られた真水を飲用水などの生活水として使用する手段が講じられている。そして、この海水を原料とした真水の製造手段においても省エネルギー化が求められ、自然エネルギーである太陽光を用いた真水生成装置が、例えば特開２０１５−７１１５１号公報、特開２０１４−２３７１１８号公報、特開２０１４−１７１９４１号公報、特開２０１４−６９０９４号公報など多数提案されている。勿論、前記公報に提示されている真水製造装置は海水を原料としていることから副生物として塩或いは濃縮した海水を供給することも可能である。

しかしながら、それらの多くは真空装置を用いるもの、ソーラパネルにより得られた電力を用いるもの、逆浸透膜を用いるものなどいずれも大規模な設備と広大な敷地が必要なものであり、加えて定期的な部品の交換や保守も必要であるなど省エネルギー的に十分とは言い難いものである。

そこで、傾斜させて配置した送水管内を流下させる海水に太陽光を照射して送水管内で海水を蒸留、冷却させることにより海水から真水（淡水）を生成するという比較的簡単な構造を有する海水の淡水化装置が特開２０１１−２００７４７号公報に提示されている。

この公報に提示されている海水から真水を生成する淡水化装置は、図１３の断面図に示すように、ユニット管１０１には、温水路１０２（１０２ｍ，１０２ｎ）と、淡水を回収するための蒸留水路１０３（１０３ｍ，１０３ｎ）と、冷却水路１０４とが形成される。温水路１０２には、ユニット管１０１の一方端から他方端に向けて海水が流通される。蒸留水路１０３は、海水から生じた水蒸気が温水路１０２から流入可能なように設けられる。冷却水路１０４は、蒸留水路１０３に隣り合う位置に設けられる。冷却水路１０４には、ユニット管１０１の一方端と他方端との間で冷却用の海水が流通される。ユニット管１０１は、温水路１０２への太陽光の透過を許容する透光部１０５を有するものであり、透光部を透過した太陽光のエネルギーを利用して、第１流路を流通する海水または汚水を蒸発させる。そして、海水または汚水の蒸発に伴って発生した水蒸気が第２流路に流入し、第３流路を流通する冷却用の流体によって冷却されることにより凝縮されるものであり、前記従来の電力や高価な材質の部材を用いる海水の淡水化装置に比べて低コストで実現することができるという利点を有している。

しかしながら、この公報に提示されている淡水化装置は、図１４に示すように、装置全体を海岸で稼働するものであり、きわめて広大な設置面積が必要であることから広大な面積の海岸でなければ設置できず、更には、冷却効率を向上させる目的で図１３に示す冷却水路１０４に海岸から取水した海水を循環させて強制冷却させる必要があり、設備や経費が嵩むという問題もある。

特に、海岸で生成された真水（蒸留水）は、海岸に設置された淡水貯留タンク１０６に貯留されるものであることから、大きな容量の淡水貯留タンクが必要であるとともに貯留から使用するまでの間における品質保持も必要であり、特に、前記水不足の地域は海岸から離れた内陸地であり、生成した真水を例えば、容器に小分けして、或いはタンク車などの車両に搭載して陸路を長時間掛かって運搬する必要があり、小容量の容器に充填した場合には容器の調達に費用が掛かるとともに使った後の容器の処理も考慮しておく必要があり、道路が確保できてタンク車のような比較的大きな容量の容器により搬送する場合には内陸地に搬送した淡水（真水）を貯留しておく大容量の貯留槽が必要であるとともに貯留しておく間の品質管理も必要であり衛生上の問題もある。

このことは、もう１つの生活必需品である塩についても同様であり、海岸地域で製造したものを梱包して内陸地に搬送する必要があった。

特開２０１５−７１１５１号公報特開２０１４−２３７１１８号公報特開２０１４−１７１９４１号公報特開２０１４−６９０９４号公報特開２０１１−２００７４７号公報

本発明は、前記従来の海水を原料とした真水（淡水）の生成装置が有する問題点を解決するためになされたものであり、自然エネルギーである太陽光を利用するとともに複雑な装置を必要とせずに設備費も安価で且つ保守も比較的容易で、特に、生成した真水を貯める大型のタンクや搬送用の容器を必要とせず、更にタンク車などの車両を用いて搬送する必要がないので搬送路の確保も不要であり、内陸地においては通常の上水と同様に真水を使用することが可能であるばかりか、水とともに生活に必要な塩水（或いは塩）を同時に供給可能な海水と真水の供給装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明である海水および真水の供給装置は、海岸に設置された海水の取水装置と、前記取水装置により取水した海水を内陸地へ送水する長尺の送水管と、前記送水管に所定間隔で設置される複数の中継ステーションとからなり、前記送水管の内部底面に長さ方向に延びる一対の隔壁が所定間隔で立設されることにより、中央に海水用送水路が、その両側に真水用送水路がそれぞれ形成されるとともに、前記隔壁の頂面と前記送水管の内部上面との間には通気用の間隙が設けられ、また前記送水管の頂壁は幅方向の断面形状が中央を高くした円弧状で且つ前記海水用送水路の上方に位置する部分が太陽エネルギーを海水用送水路内に取り込むための日照壁に形成されており、前記海水用送水路に供給した海水を前記日照壁から照射される太陽エネルギーにより蒸発させて生じる水蒸気を前記送水管内に充満飽和させて前記通気用の間隙を通して真水用送水路に導入し、自然冷却により水滴となって生成する真水を真水用送水路に順次落下合流させ、前記海水と真水を内陸地に搬送供給可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、送水管により海岸から海水をきわめて緩やかな速度で内陸地に向けて流下させるとともにその間に照射させる太陽エネルギーを用いるだけで海水から真水を生成することができるので省エネルギー効果が大きいことはいうまでもなく、内陸地まで敷設された送水管により真水が内陸地に送水されることから従来の海水を原水とした真水（淡水）化装置のように、生成した真水の搬送手段や内陸地での貯留手段を設けることを要さず、その分の設備費や保守料金や運搬費用などが省けるので、経済面や労力の面できわめて有利である。

また、本発明によると、内陸地に真水を供給することはもちろんであるが、同時に生活に必要な海水（塩）も一緒に供給することができるのできわめて有効であり、残渣の処理も不要である。

更に、本発明において、前記隔壁の頂部における真水用送水路側の内面に返し部材が突設されている場合には真水用送水路に進入した水蒸気が再び海水用送水路に戻ることなく確実に凝縮して真水となり、真水の生成効率を上昇させることができ、加えて前記隔壁の前記返し部材の基端に海水用送水路から返し部材の外面に通じる戻し通路が形成されている場合には、例えば、海水用送水路を流下している海水が例えば何かの理由で飛び散ったりして隔壁を越えた場合にも折り返し部材を伝って戻し通路から海水用送水路に戻るので、海水が生成された真水用送水路に貯留されて流下する真水に混入する心配がない。

更にまた、本発明において、前記設置した送水管の勾配を利用して送水管内の海水および真水を自然流下により送水することにより、海水を所定の高さに揚水すればその後の搬送について特に障害がなければ動力を必要とせずに搬送することも可能であり、また、段差等があればその部分においてだけ動力を用いて揚水すればよく、経済的にも優れている。

特に、本発明では、前記送水管に所定間隔で配置した中継ステーションにより自然流下が可能なように送水管を調整することが可能であり、また、前記送水管の中継ステーション部分において海水用送水路および真水用送水路の止水手段を設けることにより海水用送水路の海水および真水用送水路の真水の流れを一緒に或いは別々に止めることも可能であり、例えば太陽が照らさない夜間や雨や曇りの日などは流れを止めることで流量の調節が可能であり、更に、前記中継ステーションに海水用貯蔵タンクおよび真水用貯蔵タンクが配置されるとともに前記海水用貯蔵タンクと海水用送水路および前記真水用貯蔵タンクと真水用送水路とをそれぞれ海水用給排水管および真水用給排水管によって連結することにより前記海水用送水路ならびに真水用送水路内を流れる海水ならびに真水の流量を調節可能とすることもできるばかりか、前記海水用給排水管を分岐させて送水管の自然流下しない箇所の下流に供給することにより送水管差の設置箇所が逆勾配である場合や送水管の設置箇所に段差部分がある場合にもそれらの箇所を乗り越えて海水を送水することができる。

更にまた、前記中継ステーションに設置される部分に、送水管内で生成された真水および塩（塩水）の取出手段が設置されている場合には、内陸地に設置される所望の中継ステーションにおいて送水管に貯留されている真水、濃縮海水、塩などの生成物を回収することができるので、送水管の最終地点はいうまでもなく途中の中継ステーションにおいても必要な真水などの生成物を取り出すことができるばかりか中継ステーションにおいて送水管に通じるメンテナンス用の開閉口が形成されていることにより、送水管内の保守、清掃、修理などを行うこともできる。

また、本発明において前記取水装置が、海中に設置したフィルタと前記フィルタを介して前記海中から海水を汲み上げる揚水手段と、前記汲み上げられた海水を前記送水管の始端に接続される自然流下式の濾過装置から構成することにより、送水管に投入する海水に含まれる原料となる海水を予め浄化しておくことにより、得られた真水をそのまま安全な飲用として使用することが可能で、内陸地に浄化装置を設置する必要がなく使用者にとってきわめて便利であるとともに安心であり、また、送水管内に不純物が残留することもないので清掃やメンテナンスも容易である。

本発明によれば、自然エネルギーを利用することで複雑な装置を必要とせずに安価に海水を蒸留して生成する飲用として安心で安全な真水（淡水）を供給可能であり、特に、生成した真水は特別に容器に収容したり、あるいは車両などで搬送することを必要とせず、送水管内の流下により順次生成されながら下流まで搬送され、所望の位置で通常の上水のように取水することが可能であってきわめて経済性、利便性に優れており、また、点検や保守なども容易であるばかりか、生活に必要な塩水や塩も同時に供給することもできる。

本発明の好ましい実施の形態に用いられる送水管の縦断面図である。図１に示した送水管のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面部分図である。本発明に用いられる取水装置の概略側面図である。図１に示した送水管を用いた本発明の好ましい実施の形態の設置状態を示す側面概略図である。図４の平面図である。図４および図５に用いられる送水管の中継ステーションが設置された部分の実施の形態における縦断面図である。送水管の異なる中継ステーションが設置された部分の実施の形態を示す幅方向における縦断面図である。図７の長さ方向に沿う部分縦断面図である。図７に示した中継ステーションを併有させた図１に示した送水管を用いた本発明の好ましい実施の形態の設置状態を示す側面概略図である。図９の平面図である。本発明に用いられる異なる送水管の実施の形態を示す縦断面図である。本発明に用いられる更に異なる送水管の実施の形態を示す縦断面図である。従来例のユニット管の断面の断面図である。前記図１１に示した従来例のユニット管を用いた設置状態を示す説明図である。

次に、本発明を図面に示す好ましい実施の形態に基づいて詳細に説明する。

図１および図２は本発明の好ましい実施の形態に用いられる送水管１の幅方向および長さ方向の縦断面をそれぞれ示すものであり、送水管１は長尺で断面がほぼ角形の筒状であり、内面底部に長さ方向に延びる一対の隔壁１１，１１が所定間隔で立設されることにより、中央に海水用送水路１２が、その両側に真水用送水路１３，１３がそれぞれ形成されるとともに、前記隔壁１１，１１の頂面と送水管１の内部上面との間には通気用の間隙１５，１５が設けられ、また、送水管１の頂壁１４は幅方向の断面形状が中央を高くした円弧状で且つ海水用送水路１２の上方に位置する部分が例えば透明ガラスや透明の耐熱性を有する硬質合成樹脂のような素材により形成されて太陽エネルギーを海水用送水路１２内に取り込むための日照壁１６に形成されている。

また、送水管１を構成する外側部分の内で、前記頂壁１４の内で日照壁１６を除いた真水用送水路１３，１３の上方に位置する部分１７，１７ならびに側壁１８，１８は照射される太陽の熱を吸収しにくい材質により形成されると好ましい。

更に、本実施の形態における送水管１は、前記各隔壁１１，１１の頂部には真水用送水路１３，１３側の内面に向けて返し部材１９，１９が所定の角度で斜め上方に向けて形成されているとともに前記返し部材１９，１９の分岐部に海水用送水路１２から隔壁１１，１１の返し部材１９，１９の外面に通じる戻し通路２０，２０がそれぞれ形成されている。

このような構成を有する送水管１は、例えば図３に示した海岸４に設置した取水装置２５を介して図４および図５に示すように海岸４から飲用に適した水源のない内陸地５に向けて所定間隔で配置される中継ステーション８により海岸４から内陸地５に向けて緩やかに下降する勾配を持たせて設置される。

取水装置２５は、海岸において取水した海水を、内陸地に向けて設置した送水管１における高さのある始端に投入するために用いられるものであるが、本実施の形態では、海中に存在する浮遊するごみ、海中に生息する或いは死滅した植物や各種生物などのような比較的大きな不純物が取水する海水への混入を防止する目的で海中に配置されるフィルタ６と、前記フィルタ６を介して海中から海水２を汲み上げる揚水ポンプのような揚水手段（図示せず）と、前記汲み上げられた海水２を濾過するために送水管１の始端に接続される濾過装置７から構成され、前記濾過装置７は送水管１に投入する真水の原料となる海水に含まれる飲用に適さない微細な不純物を予め浄化しておくことにより、安心で安全な真水が得られることを目的とするものであり、内陸地５に浄化装置を設置する必要がなく、すぐに使用可能であることから使用者にとってきわめて便利である。特に、本実施の形態では、前記濾過装置７は所定の高さ位置に流出口を形成した複数の濾過槽７１，７２，７３を高さの異なる設置台７４，７５，７６にそれぞれ配置して最上段の最初の濾過槽７１から最下段の最終の濾過槽７３に海岸４からフィルタ６を介して揚水した海水２が順次、流下していく過程で海水中の不純物が濾過槽７１，７２，７３内に順次、沈殿して濾過される自然流下式のものであり、機械式の濾過装置と異なり自然エネルギーを利用しているので省力化を図ることが可能であり、濾過槽７１，７２，７３内に堆積した沈殿物も濾過槽７１，７２，７３の底壁に形成した沈殿物掃除口７７，７８，７９を用いて容易に取り除くことができるので保守や管理も容易である。尚、本実施の形態では、３槽の濾過槽７１，７２，７３を用いたがこれに限るものでなく、取水する海岸における海水の汚染度、更には設置する地形等により濾過槽の数や大きさを選択して最適なものを選択すればよい。

また、前述のように、本実施の形態では、海岸４から内陸地５に配置される送水管１は、内陸地５に向けて所定間隔で配置される中継ステーション８を介して設置され送水管１の設置高さが海岸４から内陸地５に掛けて順次低くなるように調節して海岸４に設置した取水装置２５（上流）から内陸地５（下流）に前記取水した海水２が海水用送水路１２内をきわめて緩やかな速度で自然流下するように全体としてきわめて緩やかな勾配を有するように配置される。

尚、設置する地形の関係で海岸４に設置した最初の中継ステーション８から供給した海水２が最終の内陸地５に到達するような勾配を持たせて送水管１を設置することが困難な場合には例えば適宜の中継ステーション８の設置箇所において揚水ポンプ（図示せず）などを用いて流下させてもよいができる限り自然流下により海水２が流れるようにすることにより省エネルギー化を図ることができる。

そして、前述のようにして送水管１内の海水用送水路１２に供給された海水２が海水用送水路１２を流下している間に図１に示すように日照壁１６を介して太陽光が照射されて太陽エネルギーにより加熱されて表面部分から蒸発して高圧の水蒸気となって送水管１内を上昇し、送水管１内が水蒸気で充満され、その水蒸気の一部は断面形状が中央を高くした円弧状の頂壁１４の内面に沿って間隙１５，１５から真水用送水路１３，１３に導入されて、真水用送水路１３，１３に導入された水蒸気が真水用送水路１３，１３の側壁１８，１８更には頂壁１７，１７部分で自然冷却されて低圧になり凝縮し、真水３の水滴となって下方に形成されている真水用送水路１３，１３内に貯留される。

特に、本実施の形態では、前述のように隔壁１１，１１の頂部には真水用送水路１３，１３側の内面に返し部材１９，１９が所定の角度で斜め上方に向けて形成されているので太陽光エネルギーにより海水用送水路１２を流れる海水２を加熱することで発生して真水用送水路１３，１３に進入した水蒸気が返し部材１９，１９により海水用送水路１２に再入することなく真水用送水路１３，１３内で冷却、凝縮されて真水の水滴となり貯留されるので返し部材１９，１９があることにより真水の生成効率が良好となっている。

加えて、本実施の形態では、各隔壁１１，１１の返し部材１９，１９の分岐部に海水用送水路１２から隔壁１１，１１の返し部材１９，１９の外面に通じる戻し通路２０，２０が形成されており、海水２を含んでいるような不完全な水蒸気や飛散した海水２が隔壁１１，１１を越えて真水用送水路１３，１３内へ進入することを防止して純度のよい（塩分濃度の低い）真水を生成することができる機構となっている。

このように、本実施の形態は、送水管１に供給した海水２を内陸地５に向けて流下させる過程で真水を太陽光エネルギーで生成し、生成した真水と前記塩分濃度を増した海水（または塩）を供給するものである。

図６は前記図１乃至図５に示した実施の形態に用いられる中継ステーション８が設置された部位についての送水管１部分の好ましい実施の形態を示すものであり、中継ステーション８は、地上に設置される所定の高さを有する脚部８１，８１の頂部に載置支持する支持台８２が配置された台状に形成されており、前記送水管１における底壁２１の海水用送水路１２部分に形成した開閉可能な貫通窓２２に連通するとともに開閉装置（図示せず）を備えた窓孔８３が設置されている。

従って、管理人は前記窓孔８３を開けて貫通窓２２から海水用送水路１２内において操作中に海水２から生じる堆積物（下流においては濃縮塩水或いは塩）を取り出すことが可能であり、流下する海水２の塩分濃度の変動測定、濃厚塩水や塩の取り出し、不純物の除去など、生成物の取り出し並びに保守をすることができる。

更に、送水管１における中継ステーション８の設置部分に前記海水用送水路１２および真水用送水路１３，１３を遮断することが可能な例えば昇降式の止水板のような止水装置（図示せず）を設けておくことにより送水管１の海水用送水路１２を流下する海水２およびを真水用送水路１３，１３を流下する真水３の流れを阻止することができるので例えば天候が海水２の蒸発に適していない場合、日照時間外の夜間などに遮断して海水２の流下を制御することにより海岸４でのポンプ（図示せず）による揚水を停止して省電力を図ることができ、更には海水２の無駄な流下による水分が多い海水の下流での回収作業を省くことなどが可能である。

更にまた、前記止水装置を全遮断だけでなく遮断の高さを所定の海水２の高さ位置に調整可能として前記止水装置間の海水用送水路１２における海水２の深さをその時刻における取得可能な太陽の照射エネルギーに応じて調節することで海水用送水路１２を流下する海水２の容量を天候に応じて最適となるように変化させることで太陽光を最大限に利用して効率よく水蒸気を発生させることもできる。

加えて、本実施の形態では、前記送水管１の底壁２１における真水用送水路１３，１３部分にも前記海水用送水路１２に形成したものと同様に貫通窓２３，２３にそれぞれ連通される開閉装置（図示せず）を備えた窓孔８４，８４が設置されており、前記海水用送水路１２の場合と同様に堆積物を取り出すことが可能である。

本実施の形態では、真水用送水路１３，１３を形成する送水管１の側壁１８，１８の所定の高さ位置に取水バルブ８５ａ、８５ｂ，８５ｃを設置したことにより、例えば真水用送水路１３の底部に堆積する飲用に適さない固形物や水面付近の浮遊物を避けて取水することができるという利点を有しているとともに、高さの異なる位置に複数設置したことによりそれぞれの取水バルブ８５ａ、８５ｂ，８５ｃは真水用送水路１３，１３内を流下する真水３の水位を超えていなければ取水することができない構成であり、冷却効果を上げるために側壁１８，１８を太陽光の遮蔽を可能にするような不透明の素材により形成した場合にも真水３の水位が確認できる効果もあり、真水用送水路１３が貯水槽の役目を兼ねる内陸地５においては計画的に取水することにより無駄なく必要量の真水３を取水することもできる。

以上のように、本実施の形態では、搬送手段としてできる限り自然流下を採用していることから従来の海岸において海水から真水を生成する装置のように海岸において生成した真水を貯留しておくタンクや搬送のための容器ならびに運搬車両を必要としないばかりか車両による搬送陸路が確保できない内陸地にもきわめて簡単且つ容易に供給が可能であり、勿論、生成装置と別に給水管を敷設する必要もなく、経済的に優れている。

更にまた、本実施の形態では、送水管１における中継ステーション８の設置部分において、送水管１の側壁１８，１８にメンテナンス用の開閉扉８６，８６が設置されているので清掃、保守管理、修理などを容易にすることができる。

図７乃至図１０は送水管１の異なる中継ステーション９が設置された異なる実施の形態を示すものであり、特に設置面に段差がある場合などに有効である。本実施の形態は、基本的に前記図６に示した実施の形態の中継ステーション８と同様に送水管１に所定間隔で設置されるものであり、前記図６に示した実施の形態と同一符号を付した部分についての例えば生成物、沈殿物などの取り出しや送水管１内の清掃、メンテナンスなどの調節作用・効果はほぼ同様であることから詳細な説明は省略する。

本実施の形態は、前記中継ステーション８の代わりに採用しても使用可能であるが、例えば図８および図９に示したように中継地点に段差がある箇所に使用される場合に適している。前記中継ステーション８と異なる点は、送水管１の末端に海水用送水路１２および真水用送水路１３，１３を塞いで流下する海水２および真水３を遮断する止水板２１が設置されている点、および海水用貯蔵タンク９１ならびに真水用貯蔵タンク９２が配置されているとともに前記海水用貯蔵タンク９１と海水用送水路１２とが海水用給排水管９３により接続されているとともに、真水用貯蔵タンク９２と真水用送水路１３，１３が真水用給排水管９４および９５によりそれぞれ接続されている点である。

そして、前記海水用給排水管９３は給排水ポンプ（図示せず）により止水板２１により海水用送水路１２内に貯留する海水２を海水用貯蔵タンク９１に供給して貯留し、貯留した海水２を前記海水用給排水管９３にバルブ９６を介して接続される供給管９７により前記中継ステーション９の下流に設置した送水管１の海水用送水路１２に供給するものである。尚、図面中、符号８３および符号９８は開閉扉（図示せず）を備えたメンテナンス用の窓孔である。

このように、本実施の形態では、段差のある中継点などで送水管１を自然流下が可能な勾配を有して配設できない場合に、中継した下流の送水管１に送水してきた海水を再送することにより目的の内陸地に海水２を送水することができるものである。

特に、本実施の形態では、前記海水用貯蔵タンク９１を中継する送水管１の海水用送水路１２よりも高所に設置されているので自然落下により供給される。

尚、本実施の形態では、中継ステーション９までの間に生成された真水３もまた止水されるが、前記真水用給排水管９４，９５により給排水ポンプ（図示せず）により真水用貯蔵タンク９２に貯留しておく。真水３は中継後の送水管１を流下する海水２により新規に製造されるので貯留した真水を海水と同様に中継後の送水管１に供給する必要はないが、中継後における内陸地５までの距離が短い場合や下流で多量の真水３が入用であれば、海水と同様の構成として中継後の送水管１の真水用送水路１３，１３に供給してもよい。

以上のように、本実施の形態である中継ステーション９を用いる場合には送水管１の設置箇所に段差があって自然流下による送水が困難な場合にも少ないエネルギーで中継することが可能である。

また、海水用貯蔵タンク９１と中継前の海水用送水路１２とをバルブ９６を介して海水用給排水管９３および供給管９７と接続していることから、段差における設置に対応するだけでなく、段差のない中継地点に使用することにより、流下途中で夜間や天候などの影響で蒸発量が少なく、送水管１内を流下してくる海水２の量が設定より多い場合などに、本実施の形態に示した中継ステーション９において流下を停止させるとともに貯留した余分な海水２を前記海水用貯蔵タンク９１に一旦貯蔵しておき、太陽エネルギーを得られる状態になったときに中継地点の下流に配置された送水管１に順次供給することや、逆に、中継地点までの間に太陽エネルギーを設定よりも多く受けて海水２の水量が予定よりも減少してしまった場合には予め海水用貯蔵タンク９１に海水２を貯蔵しておき、中継地点の下流に配置される送水管２に供給することもできる。

このように、本実施の形態に示した中継ステーション９は、前述のように段差がある中継地点において海水２を連続して流下させるだけでなく、中継地点の前後において季節や夜間、雨や台風など天候の異変によって海水用送水路１２を流れる海水２の容量の変化に対応して海水２の容量を調節することができる。従って、海水２の無駄な流下を防いで効率よく、真水３を生成することができるものである。

尚、前記海水用貯蔵タンク９１の容量は、設置する内陸地５の気象環境、地形などを基にしてそれぞれ最適なものを選択することにより海水２量の調節に適した大きさのものを選択することにより設置場所、設定や保守などの経費を節減することが可能であり、例えば太陽エネルギーの供給が少ない日が続き海水２の中継地点での海水２の貯留が予め定めた前記海水用貯蔵タンク９１の容量を超えた場合には、例えばメンテナンス用の開口８３、９８を介して間接或いは直接海水２を送水管１の外部に排水することもできる。

また、本実施の形態に示した中継ステーション９では主として海水２の調節効果について説明したが、中継地点よりも上流で生成されて中継地点に到達した真水３については前述のように真水用貯蔵タンク９２に貯蔵して中継地点で消費することが可能であるが、前記海水の場合と同様に一旦真水用貯蔵タンク９２に貯留した真水を中継地点の下流に配置される送水管１に供給することも可能であり、この場合には海水２と同様に昼夜、天候、季節などに拘わらずに内陸地５に真水３を定量的に供給することができる。

更に、図１１は本発明における送水管１の異なる実施の形態を示すものであり、全体の構成については前記実施の形態とほぼ同様であるが、送水管１の断面が前記実施の形態がほぼ角形であったのに対して頂壁１４部分が底壁１０に対して幅広に形成されており、海水送水路１２に対応して頂壁１４に形成される日照壁１６部分の面積が幅広に形成されている。

そのため、海水送水路１２を流下する海水２の表面積ならびに前記日照壁１６の面積が増加しているので多くの太陽エネルギーを供給して効率よく海水２を蒸発させることが可能である。また、同じ容量の海水を流下させても深さを浅くできるので単位面積あたりの太陽エネルギーの吸収効率がよく効率よい蒸発を行わせることができる。

また、本実施の形態では、側壁１８，１８を傾斜させることにより幅広の頂壁１４を獲得する構成としたので設置面である底壁１０を広げることがないので広い頂壁１４を確保しながら少ない設置面で済むという利点を有し、加えて、送水管１内に配置した隔壁１１，１１も真水用送水路１３，１３方向に傾斜しているので前記図１および図２に示した返し部材１９，１９および戻し通路２０，２０を設けなくてもよく、製造が容易であるばかりか経済的にも優れている。

尚、本実施の形態に示した送水管１は、例えば、送水管１の設置方向が幅方向を東西に向けて配置する場合に日照時間がより確保できるものである。

更に、図１２は、本発明に用いられる送水管１の更に異なる実施の形態を示すものであり、全体の構成については前記図１および図２に示した実施の形態とほぼ同様であるが、送水管１の断面が前記実施の形態が角形様であったのに対して円形である点が異なる。本実施の形態の使用方法も前記実施の形態とほぼ同様であるが、設置する地形や環境に応じて適宜、選択して使用することができるものである。尚、図中、符号８６は送水管１内の清掃やメンテナンスのための開閉扉である。

１送水管、２海水、３真水、４海岸、５内陸地、６フィルタ、７濾過装置、８中継ステーション、９中継ステーション、１０底壁、１１隔壁、１２海水用送水路、１３真水用送水路、１４頂壁、１５間隙、１６日照壁、１７頂壁、１８側壁、１９返し部材、２０戻し通路、２１底壁、２２貫通窓、２３貫通窓、２５取水装置、７１，７２，７３濾過槽、７４，７５，７６設置台、７７，７８，７９沈殿物掃除口、８１脚部、８２支持台、８３窓孔、８４窓孔、８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄ取水バルブ、８６開閉扉、９１海水用貯蔵タンク、９２真水用貯蔵タンク、９３海水用給排水管、９４，９５真水用給排水管、９６バルブ、９７供給管、９８窓孔

Claims

海岸に設置された海水の取水装置と、前記取水装置により取水した海水を内陸地へ送水する長尺の送水管と、前記送水管に所定間隔で設置される複数の中継ステーションとからなり、前記送水管の内部底面に長さ方向に延びる一対の隔壁が幅方向に所定間隔を有して立設されることにより、中央に海水用送水路が、その両側に真水用送水路がそれぞれ形成されるとともに、前記隔壁の頂面と前記送水管の内部上面との間には通気用の間隙が設けられ、また前記送水管の頂壁は幅方向の断面形状が中央を高くした円弧状で且つ前記海水用送水路の上方に位置する部分が太陽エネルギーを海水用送水路内に取り込むための日照壁に形成されており、前記海水用送水路に供給した海水を前記日照壁から照射される太陽エネルギーにより蒸発させて生じる水蒸気を前記送水管内に充満飽和させて前記通気用の間隙を通して真水用送水路に導入し、自然冷却により水滴となって生成される真水を真水用送水路に順次落下合流させ、前記海水と真水を内陸地に搬送供給可能としたことを特徴とする海水および真水の供給装置。
前記隔壁の頂部における真水用送水路側の側面に返し部材が突設されているとともに前記返し部材の基部に海水用送水路側に通じる戻し通路が形成されていることを特徴とする請求項１記載の海水および真水の供給装置。
前記送水管内の勾配により送水管内の海水および真水が自然流下することを特徴とする請求項１または２記載の海水および真水の供給装置。
前記中継ステーションにより前記送水管の勾配を自然流下が可能となるように調整することを特徴とする請求項３記載の海水および真水の供給装置。
前記中継ステーションに海水用貯蔵タンクおよび真水用貯蔵タンクが配置されるとともに前記海水用貯蔵タンクと前記海水用送水路ならびに前記真水用貯蔵タンクと前記真水用送水路とがそれぞれ海水用給排水管および真水用給排水管によって連結され、前記送水管の海水用送水路を流れる海水および前記真水用送水路内を流れる真水の流量を調節可能としたことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の海水および真水の供給装置。
前記送水管の中継ステーションが設置された部分に、海水用送水路および真水用送水路の止水手段、前記送水管内の真水ならびに塩（塩水）の取出手段および前記送水管内のメンテナンス用の開閉口の少なくとも１つが形成されていることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の海水および真水の供給装置。
前記取水装置が、海中に設置したフィルタと、前記フィルタを介して前記海中から海水を汲み上げる揚水手段と、前記汲み上げられた海水を前記送水管の始端に接続される自然流下式の濾過装置とからなることを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の海水および真水の供給装置。