JP3028666B2 - Water purification method and apparatus - Google Patents

Water purification method and apparatus

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JP3028666B2
JP3028666B2 JP03317418A JP31741891A JP3028666B2 JP 3028666 B2 JP3028666 B2 JP 3028666B2 JP 03317418 A JP03317418 A JP 03317418A JP 31741891 A JP31741891 A JP 31741891A JP 3028666 B2 JP3028666 B2 JP 3028666B2
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徹夫 北林
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東陶機器株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の目的】[Object of the invention]

【産業上の利用分野】本発明は、水道水や海水のような
不純物を含有する水から浄水を製造する方法および装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing purified water from water containing impurities such as tap water and seawater.

【0002】[0002]

【従来の技術】水道水には、種々の不純物成分が含まれ
ているので、飲料水として利用するためには浄化するこ
とが望ましい。従来の家庭用浄水機は、濾過吸着方式に
基づくもので、有機膜からなるフィルタや活性炭が使用
されている。しかし、従来の浄水機では、水道水に含ま
れており発癌性物質と言われるトリハロメタンを十分に
除去するのは困難であると考えられている。また、濾過
方式の浄水機では、目詰まりのためフィルタには寿命が
あるので、フィルタを交換するなど定期的なメンテナン
スが必要である。
2. Description of the Related Art Since tap water contains various impurity components, it is desirable to purify tap water for use as drinking water. Conventional household water purifiers are based on a filtration and adsorption system, and use a filter made of an organic membrane or activated carbon. However, it is considered that it is difficult for conventional water purifiers to sufficiently remove trihalomethane, which is contained in tap water and is called a carcinogen. Further, in the filtration type water purifier, the filter has a limited life due to clogging, so that periodic maintenance such as replacement of the filter is required.

【0003】他方、海水淡水化技術としては、蒸発法と
LNG(液化天然ガス)を利用した凍結法が知られてい
る。蒸発法は、ボイラーなどにより海水を加熱し、発生
した蒸気を海水などにより凝縮させることにより淡水を
得る技術である。しかし、この方法は、水の気化熱が5
40cal/gと高いので、高いエネルギが必要とな
る。他方、凍結法は、低温のLNGを用いて海水を冷却
し、晶出した氷を残液から分離し、氷を融解することに
より淡水を得るというものである。水の融解熱は80c
al/gであるので、蒸発法よりも低いエネルギで淡水
が得られるという利点がある。しかし、凍結法はLNG
が利用可能であることが条件となる。
On the other hand, as a seawater desalination technique, an evaporation method and a freezing method using LNG (liquefied natural gas) are known. The evaporation method is a technique in which seawater is heated by a boiler or the like, and the generated steam is condensed with the seawater or the like to obtain fresh water. However, in this method, the heat of vaporization of water is 5
Since it is as high as 40 cal / g, high energy is required. On the other hand, in the freezing method, seawater is cooled by using low-temperature LNG, crystallized ice is separated from the residual liquid, and the ice is melted to obtain fresh water. The heat of fusion of water is 80c
Since it is al / g, there is an advantage that fresh water can be obtained with lower energy than the evaporation method. However, the freezing method is LNG
Must be available.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明の一目的は、不
純物をより完全に除去することの可能な浄水製造方法お
よび装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing purified water capable of removing impurities more completely.

【0005】本発明の他の目的は、メンテナンスが不要
で効率のよい浄水製造方法および装置を提供することで
ある。
Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus for producing purified water with high efficiency which require no maintenance.

【0006】本発明の他の目的は、容易に実施すること
の可能な浄水製造方法および容易に製作することの可能
な装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a water purification method which can be easily implemented and an apparatus which can be easily manufactured.

【0007】本発明の他の目的は、構造簡素でコンパク
トで騒音や振動を発生することのない浄水製造装置を提
供することである。
Another object of the present invention is to provide a water purification apparatus which has a simple structure, is compact, and does not generate noise or vibration.

【0008】[0008]

【発明の構成】Configuration of the Invention

【課題を解決するための手段および作用】本発明の方法
および装置は、基本的には、凍結法の原理に基づくもの
で、不純物を含有する水(例えば、水道水や海水)を凍
結させると、不純物の少ない氷が先に晶出するという原
理に立脚するものである。
The method and apparatus according to the present invention are basically based on the principle of the freezing method, and are used for freezing water containing impurities (for example, tap water or seawater). It is based on the principle that ice with less impurities crystallizes first.

【0009】そして、本発明の特徴は、氷を晶出させ、
かつ、晶出した氷を融解させるために、熱電素子を利用
したことにある。熱電素子は、電気エネルギを消費して
熱の移送を行うものとして知られている。今日の高性能
の熱電素子は一般に化合物半導体からなり、p型半導体
とn型半導体とを接合して熱電対を構成したものであ
る。pn接合に直流電流を通じると、両端に吸熱発熱現
象(ペルチエ効果)を生じる。本発明においては、斯る
熱電素子の吸熱作用を利用して被処理水が冷却され、被
処理水が部分的に凍結される。このようにして晶出させ
た氷は、同じ熱電素子の発熱作用を利用して融解され、
浄水が得られる。
[0009] The feature of the present invention is that ice is crystallized,
In addition, a thermoelectric element is used to melt the crystallized ice. Thermoelectric elements are known for consuming electrical energy and transferring heat. Today's high-performance thermoelectric elements are generally made of a compound semiconductor, and are formed by joining a p-type semiconductor and an n-type semiconductor to form a thermocouple. When a direct current is passed through the pn junction, an endothermic heat generation phenomenon (Peltier effect) occurs at both ends. In the present invention, the water to be treated is cooled by utilizing the heat absorbing action of the thermoelectric element, and the water to be treated is partially frozen. The ice crystallized in this way is melted using the heat generation effect of the same thermoelectric element,
Purified water is obtained.

【0010】より詳しくは、本発明の方法および装置に
おいては、1対の吸発熱作用面を有する熱電素子が使用
され、熱電素子の両側には各作用面に関連づけて第1水
槽と第2水槽とが夫々配置され、これらの水槽には被処
理水(水道水や海水など)が導入される。被処理水は熱
電素子の作用面に直接に接触させてもよいし、伝熱関係
で間接的に接触させてもよい。
More specifically, in the method and apparatus of the present invention, a thermoelectric element having a pair of heat-absorbing and heating surfaces is used, and both sides of the thermoelectric element are associated with a first water tank and a second water tank in relation to each working surface. And water to be treated (tap water, seawater, etc.) is introduced into these water tanks. The water to be treated may be brought into direct contact with the working surface of the thermoelectric element, or may be brought into indirect contact with heat transfer.

【0011】熱電素子に一方向に直流電流を供給すれ
ば、一方の作用面(第1作用面)は冷却され、他方の作
用面(第2作用面)は加熱される。冷却側の第1作用面
の温度が氷点下になると、比較的純粋な水からなる氷が
第1作用面に沿って晶出し、第1水槽内の液相には不純
物が濃縮される。不純物が濃縮された液相は第1水槽か
ら排出される。
When a direct current is supplied to the thermoelectric element in one direction, one working surface (first working surface) is cooled and the other working surface (second working surface) is heated. When the temperature of the first working surface on the cooling side falls below the freezing point, ice composed of relatively pure water is crystallized along the first working surface, and impurities are concentrated in the liquid phase in the first water tank. The liquid phase in which the impurities are concentrated is discharged from the first water tank.

【0012】次に、熱電素子に反対方向に電流を供給す
れば、第1作用面は加熱され、第2作用面は冷却され
る。加熱により、第1作用面に晶出した氷は融解せら
れ、得られた浄水は浄水貯蔵容器に回収される。同時
に、今や冷却側の第2作用面には同様にして氷が晶出
し、第2水槽の液相には不純物が濃縮される。不純物が
濃縮された液相は第2水槽から排出される。再び電流を
反転すると、第2作用面に晶出した氷は融解せられ、得
られた浄水は浄水貯蔵容器に回収される。以上の工程を
繰り返すことにより、浄水貯蔵容器に浄水が貯えられ
る。
Next, when a current is supplied to the thermoelectric element in the opposite direction, the first working surface is heated and the second working surface is cooled. By heating, the ice crystallized on the first working surface is melted, and the obtained purified water is collected in a purified water storage container. At the same time, ice is now similarly crystallized on the second working surface on the cooling side, and impurities are concentrated in the liquid phase of the second water tank. The liquid phase in which the impurities are concentrated is discharged from the second water tank. When the current is reversed again, the ice crystallized on the second working surface is melted, and the obtained purified water is collected in a purified water storage container. By repeating the above steps, purified water is stored in the purified water storage container.

【0013】このように、本発明の方法は、熱電素子を
用いて浄水を得るので、フィルタ交換などのメンテナン
スを要しない。
As described above, in the method of the present invention, since purified water is obtained using the thermoelectric element, maintenance such as filter replacement is not required.

【0014】また、本発明の装置においては、熱電素子
の両側に水槽が配置され、夫々の水槽内で氷の晶出と融
解が行われるので、極めてコンパクトで簡潔な構造によ
り効率良く浄水を製造することができる。
Further, in the apparatus of the present invention, water tanks are arranged on both sides of the thermoelectric element, and ice is crystallized and melted in each of the water tanks. Therefore, purified water is efficiently produced by an extremely compact and simple structure. can do.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を示す添付図面を参照
しながら、本発明をより詳しく説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

【0016】図1は本発明の方法を実施する装置の一実
施例を模式的に示す。図示した実施例においては、浄水
装置10は、1つの凍結・融解ユニット12と、浄水タ
ンク14と、排水タンク16を有する。凍結・融解ユニ
ット12はハウジング18を有し、このハウジングの中
央には熱電素子モジュール20が配置してある。熱電素
子モジュール20の詳細については図2を参照して後述
する。熱電素子モジュール20は吸発熱作用面22(第
1作用面)および24(第2作用面)を有し、熱電素子
モジュール20の両側には、ハウジング18とモジュー
ルの作用面とにより、第1水槽26および第2水槽28
が形成されている。図示した実施例においては、熱電素
子モジュール20の吸発熱作用面22および24は、夫
々、水槽26および28の側壁を兼ねており、水槽26
および28内の被処理水に効果的に熱を授受するべく吸
発熱作用面22および24が水槽内の被処理水と直接に
接触するようになっているが、作用面22および24に
沿ってハウジング18の内側側壁を配置することも可能
である。
FIG. 1 schematically shows an embodiment of an apparatus for performing the method of the present invention. In the illustrated embodiment, the water purification device 10 has one freeze / thaw unit 12, a water purification tank 14, and a drainage tank 16. The freezing and thawing unit 12 has a housing 18, and a thermoelectric element module 20 is disposed in the center of the housing. Details of the thermoelectric element module 20 will be described later with reference to FIG. The thermoelectric element module 20 has a heat absorbing / generating action surface 22 (first action surface) and 24 (second action surface). 26 and second water tank 28
Are formed. In the illustrated embodiment, the heat absorbing / heating surfaces 22 and 24 of the thermoelectric element module 20 also serve as side walls of the water tanks 26 and 28, respectively.
The heat absorbing and heat generating surfaces 22 and 24 are in direct contact with the water to be treated in the water tank so as to effectively transfer heat to the water to be treated in the water tanks 28 and 28. It is also possible to arrange the inner side wall of the housing 18.

【0017】図2は、本発明において好適に使用可能な
市販の熱電素子モジュール20の一部を拡大して示す。
図2を参照するに、この熱電素子モジュール20は、B
i−Te系の化合物半導体からなるp型半導体30とn
型半導体32とを金属板34を介して熱電対の形に接合
することにより形成された複数の熱電素子36を有し、
これらの熱電素子はアレーの形に配列されている。即
ち、同一列の隣り合う熱電素子36は金属端子38によ
って互いに直列に電気接続されており、前後の列は列の
端部において例えば金属端子40によって互いに直列接
続されている。このようにして、互いに電気的には直列
に、熱流に対しては並列になるように配置された100
以上の対の熱電素子36によって1つの熱電素子モジュ
ール20が構成されている。夫々の熱電素子36は電気
絶縁性で熱伝導性のセラミック基板22および24によ
って支持されている。各熱電素子のpn接合に直流電流
を通じると、両端間でペルチエ効果による熱の移送が行
われ、一端が吸熱現象を呈し、他端が発熱現象を呈す
る。図示した熱電素子モジュール20においては、セラ
ミック基板22と24の間で熱の移送が行われ、対を成
すこれらの基板22および24は熱電素子モジュール2
0の吸発熱作用面として作用する。いづれが吸熱しいづ
れが発熱するかは、pn接合を通る電流の向きにより定
まる。
FIG. 2 is an enlarged view of a part of a commercially available thermoelectric element module 20 which can be suitably used in the present invention.
Referring to FIG. 2, this thermoelectric element module 20
p-type semiconductor 30 made of i-Te compound semiconductor and n
A plurality of thermoelectric elements 36 formed by joining the mold semiconductor 32 to a thermocouple via a metal plate 34;
These thermoelectric elements are arranged in an array. That is, adjacent thermoelectric elements 36 in the same row are electrically connected to each other in series by the metal terminal 38, and the front and rear rows are connected in series to each other at the end of the row by, for example, the metal terminal 40. In this way, the 100's are arranged so as to be electrically in series with each other and parallel to the heat flow.
One thermoelectric element module 20 is constituted by the pair of thermoelectric elements 36 described above. Each thermoelectric element 36 is supported by electrically insulating and thermally conductive ceramic substrates 22 and 24. When a direct current is passed through the pn junction of each thermoelectric element, heat is transferred between the two ends by the Peltier effect, and one end exhibits an endothermic phenomenon and the other end exhibits a heat generation phenomenon. In the illustrated thermoelectric module 20, heat is transferred between the ceramic substrates 22 and 24, and the pair of substrates 22 and 24 is
It acts as a zero heat absorbing / heating surface. Which of the above absorbs heat and which generates heat depends on the direction of the current passing through the pn junction.

【0018】再び図1を参照するに、交流電源42から
の電力は直流電源装置44によって直流に変換され、リ
ード線46および48を介して熱電素子モジュール20
に供給される。リード線46および48には制御回路5
0により制御されるリレースイッチ52が配置してあ
り、モジュール20に供給される電流を断続すると共
に、電流の向きを反転させるようになっている。
Referring again to FIG. 1, the electric power from the AC power supply 42 is converted to DC by the DC power supply 44, and the thermoelectric element module 20 is connected through the leads 46 and 48.
Supplied to The control circuit 5 is connected to the leads 46 and 48.
A relay switch 52 controlled by 0 is arranged to interrupt the current supplied to the module 20 and to reverse the direction of the current.

【0019】夫々の水槽26、28には、入口管54、
56を備えた被処理水供給パイプ58を介して被処理水
が供給される。被処理水の供給は、制御回路50によっ
て制御される電磁式の三方弁60によって制御される。
Each of the water tanks 26, 28 has an inlet pipe 54,
The to-be-treated water is supplied through a to-be-treated water supply pipe 58 provided with 56. The supply of the water to be treated is controlled by an electromagnetic three-way valve 60 controlled by the control circuit 50.

【0020】水槽26、28には、また、出口導管6
2、64が夫々接続してある。第1水槽26の出口導管
62は、制御回路50によって制御される電磁式の三方
弁66を介して浄水パイプ68および排水パイプ70に
接続されている。第2水槽28の出口導管64も同様の
三方弁(図示せず)を介して浄水パイプ68および排水
パイプ70に接続されている。
The water tanks 26 and 28 are also provided with an outlet conduit 6.
2, 64 are connected respectively. The outlet conduit 62 of the first water tank 26 is connected to a water purification pipe 68 and a drainage pipe 70 via an electromagnetic three-way valve 66 controlled by the control circuit 50. The outlet conduit 64 of the second water tank 28 is also connected to a water purification pipe 68 and a drain pipe 70 via a similar three-way valve (not shown).

【0021】次に、図3を参照して、本発明の浄水方法
の過程と浄水装置の作動を説明する。先ず、給水パイプ
58から夫々の水槽26、28に被処理水を供給する
(図3(A))。次に、熱電素子モジュール20に矢印
の方向に通電すれば、第1作用面22は冷却され、第2
作用面24は発熱する(図3(B))。冷却に伴い第1
作用面22の温度が氷点下になると、第1水槽26中の
被処理水から氷72が晶出し始める。水の凝固点は含有
する不純物の量に応じて降下するので、最初に晶出した
氷72には不純物成分が少ない。氷の晶出に伴い、不純
物は残液74中に濃縮される。
Next, the process of the water purification method of the present invention and the operation of the water purification apparatus will be described with reference to FIG. First, water to be treated is supplied from the water supply pipe 58 to each of the water tanks 26 and 28 (FIG. 3A). Next, when electricity is supplied to the thermoelectric element module 20 in the direction of the arrow, the first working surface 22 is cooled and the second working surface 22 is cooled.
The working surface 24 generates heat (FIG. 3B). First with cooling
When the temperature of the working surface 22 falls below the freezing point, ice 72 starts to crystallize from the water to be treated in the first water tank 26. Since the freezing point of water falls in accordance with the amount of impurities contained therein, the ice 72 initially crystallized has few impurity components. With the crystallization of ice, impurities are concentrated in the residual liquid 74.

【0022】氷72の晶出がある程度進んだ段階で、モ
ジュール20への通電を停止すると共に、三方弁66を
操作することにより第1水槽26から排水パイプ70を
介して排水タンク16へと残液を排出する(図3
(C))。
When the crystallization of the ice 72 has progressed to some extent, the power supply to the module 20 is stopped, and the three-way valve 66 is operated to leave the remaining water from the first water tank 26 to the drain tank 16 via the drain pipe 70. Drain the liquid (Fig. 3
(C)).

【0023】次に、反対方向に通電すれば、第1作用面
22が加熱され、第2作用面24が冷却される(図3
(D))。その結果、第1水槽26内の氷が融解して第
1水槽26内に浄水が得られると同時に、第2水槽28
内では第2作用面24に沿って氷が晶出し始める。得ら
れた浄水は三方弁66の操作によりパイプ68を介して
浄水タンク14に送られ、貯蔵される。
Next, when power is supplied in the opposite direction, the first working surface 22 is heated and the second working surface 24 is cooled (FIG. 3).
(D)). As a result, the ice in the first water tank 26 is melted and purified water is obtained in the first water tank 26, and at the same time, the second water tank 28
Inside, ice begins to crystallize along the second working surface 24. The obtained purified water is sent to the purified water tank 14 via the pipe 68 by the operation of the three-way valve 66 and stored.

【0024】次に、通電を停止し、第1水槽26に新た
に注水すると共に、第2水槽28中の残液を排出する
(図3(E))。再び電流の向きを反転し、通電すれば
(図3(F))、第2水槽28内の氷が融解して浄水が
得られる。この浄水も同様に浄水タンク14に送られ
る。同時に、第1水槽26内では第1作用面22に沿っ
て氷が晶出し始める。
Next, the power supply is stopped, fresh water is injected into the first water tank 26, and the remaining liquid in the second water tank 28 is discharged (FIG. 3 (E)). When the direction of the current is reversed again and the current is supplied (FIG. 3 (F)), the ice in the second water tank 28 is melted and purified water is obtained. This purified water is also sent to the purified water tank 14. At the same time, ice begins to crystallize along the first working surface 22 in the first water tank 26.

【0025】以上の過程を繰り返すことにより、被処理
水から浄水が製造される。斯く得られた浄水を再び凍結
・融解ユニット12で処理することにより、更に浄水の
純度を高めることもできる。
By repeating the above steps, purified water is produced from the water to be treated. By treating the purified water thus obtained again in the freezing / thawing unit 12, the purity of the purified water can be further increased.

【0026】以上には、本発明の特定の実施例を説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の
変更を加えることができる。例えば、浄水装置10は1
つの凍結・融解ユニット12を有するものとして説明し
たが、複数のユニットを配置することにより装置の容量
を増大することができる。また、熱電素子モジュール2
0は複数の素子を有するものとして記載したが、本発明
の目的を達成するためには熱電素子は1対でもよい。反
対に、熱電素子モジュールを多段に積層したものを用い
ることもできる。
Although a specific embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made. For example, the water purification device 10 is 1
Although described as having one freeze / thaw unit 12, the capacity of the device can be increased by arranging a plurality of units. In addition, thermoelectric element module 2
Although 0 is described as having a plurality of elements, in order to achieve the object of the present invention, one thermoelectric element may be used. Conversely, a multi-layered thermoelectric element module can be used.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の方法は、凍結法の原理を用いて
いるので、従来技術では除去するのが困難であったトリ
ハロメタンのような不純物をより完全に除去することが
可能である。
Since the method of the present invention uses the principle of the freezing method, it is possible to more completely remove impurities such as trihalomethane, which were difficult to remove in the prior art.

【0028】他の観点においては、水の気化熱が540
cal/gであり、融解熱が80cal/gであること
を考慮すると、本発明の方法は蒸発法に比較してエネル
ギ消費の見地から明らかに有利である。
In another aspect, the heat of vaporization of water is 540
Given the cal / g and the heat of fusion of 80 cal / g, the method of the invention is clearly advantageous from an energy consumption point of view compared to the evaporation method.

【0029】更に他の観点においては、本発明の方法お
よび装置は、フィルタや活性炭を利用しないので、メン
テナンスが不要である。
In yet another aspect, the method and apparatus of the present invention does not utilize filters or activated carbon, and thus requires no maintenance.

【0030】更に他の観点においては、熱電素子の両側
に水槽を配置し、熱電素子の両端で同時に起こる吸熱作
用と発熱作用とを利用しながら氷の晶出と融解とを行う
ので、構造簡素でコンパクトな装置を実現することがで
きる。
In another aspect, water tanks are arranged on both sides of the thermoelectric element, and the crystallization and melting of ice are performed while utilizing the endothermic action and the exothermic action that occur simultaneously at both ends of the thermoelectric element. Thus, a compact device can be realized.

【0031】また、本発明の装置にはコンプレッサのよ
うな運動部品がないので、騒音や振動を発生することが
ない。
Further, since the apparatus of the present invention has no moving parts such as a compressor, no noise or vibration is generated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の方法を実施する装置の一実施
例を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of an apparatus for performing the method of the present invention.

【図2】図2は、熱電素子モジュールの一部を示す拡大
図である。
FIG. 2 is an enlarged view showing a part of the thermoelectric element module.

【図3】図3は、本発明の方法の諸過程を示す模式図で
ある。
FIG. 3 is a schematic view showing various steps of the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10: 浄水製造装置 12: 凍結・融解ユニット 14: 浄水タンク 16: 排水タンク 20: 熱電素子モジュール 22、24: 熱電素子モジュールの吸発熱作用面 36: 熱電素子 44: 直流電源装置 58: 給水パイプ 10: Water purification device 12: Freezing / thawing unit 14: Water purification tank 16: Drainage tank 20: Thermoelectric element module 22, 24: Heat absorbing / heating action surface of thermoelectric element module 36: Thermoelectric element 44: DC power supply 58: Water supply pipe

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F25B 21/02 F25B 21/02 B (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/22 B01D 9/02 F25B 21/02 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI F25B 21/02 F25B 21/02 B (58) Investigated field (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 1/22 B01D 9 / 02 F25B 21/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 不純物を含有する水から浄水を得る方法
であって:不純物を含有する水に関して伝熱関係で熱電
素子の吸発熱作用面を配置し、 前記熱電素子に一方向に直流電流を供給して前記作用面
を氷点下の温度に冷却することにより、前記作用面に関
連づけて氷を晶出させ、 前記熱電素子に反対方向に直流電流を供給して前記作用
面を加熱することにより、斯く晶出した氷を融解させ、 前記氷の融解により得られた浄水のみを回収することを
特徴とする、浄水製造方法。
1. A method for obtaining purified water from water containing impurities, comprising: arranging a heat absorbing / heating surface of a thermoelectric element in a heat transfer relationship with the water containing impurities, and applying a direct current to the thermoelectric element in one direction. Supplying and cooling the working surface to a temperature below the freezing point to crystallize ice in association with the working surface, and supplying a direct current in the opposite direction to the thermoelectric element to heat the working surface, Melting the ice thus crystallized, and collecting only the purified water obtained by melting the ice;
【請求項2】 不純物を含有する水から浄水を製造する
方法であって:ペルチエ効果により吸発熱する作用面を
備えた熱電素子の前記作用面に関して伝熱関係で不純物
含有水を供給し、 前記熱電素子に一方向に直流電流を供給して前記作用面
を氷点下の温度に冷却することにより、比較的純粋な水
からなる氷を前記作用面に関連づけて晶出させると共
に、液相に不純物を濃縮し、 斯く不純物が濃縮された液相を斯く晶出した氷から分離
し、 前記熱電素子に反対方向に直流電流を供給して前記作用
面を加熱することにより前記氷を融解させ、 氷の融解により得られた浄水を回収することを特徴とす
る、浄水製造方法。
2. A method for producing purified water from water containing impurities, comprising: supplying impurity-containing water in a heat transfer relationship with respect to the working surface of the thermoelectric element having a working surface that absorbs and generates heat by the Peltier effect; By supplying a direct current to the thermoelectric element in one direction to cool the working surface to a temperature below freezing, ice composed of relatively pure water is crystallized in association with the working surface, and impurities are added to the liquid phase. Concentrating, separating the liquid phase in which the impurities are concentrated from the crystallized ice, supplying a direct current to the thermoelectric element in the opposite direction to heat the working surface, thereby melting the ice, A method for producing purified water, comprising recovering purified water obtained by melting.
【請求項3】 海水を淡水化する方法であって:熱電素
子の吸発熱作用面に関して伝熱関係で海水を供給し、 前記熱電素子に一方向に直流電流を供給して前記作用面
を氷点下の温度に冷却することにより、淡水からなる氷
を前記作用面に関連づけて晶出させると共に、海水中の
塩分を液相に濃縮し、 斯く晶出した氷から斯く塩分が濃縮された液相を分離
し、 前記熱電素子に反対方向に直流電流を供給して前記作用
面を加熱することにより前記氷を融解させて淡水に変換
し、 前記氷の融解により得られた淡水を回収することを特徴
とする、海水淡水化方法。
3. A method for desalinizing seawater, comprising: supplying seawater in a heat transfer relationship with respect to a heat-absorbing / heating action surface of a thermoelectric element; and supplying a direct current to the thermoelectric element in one direction to lower the action surface below freezing. By cooling to the temperature described above, ice composed of fresh water is crystallized in association with the working surface, salt in seawater is concentrated to a liquid phase, and the liquid phase in which the salt is concentrated from the crystallized ice is removed. Separating and supplying a direct current to the thermoelectric element in the opposite direction to heat the working surface to melt the ice and convert it to fresh water, and recover the fresh water obtained by melting the ice. Seawater desalination method.
【請求項4】 不純物を含有する水から浄水を製造する
装置であって:互いに協動してペルチエ効果による熱の
移送に関与する、対を成す、第1および第2の吸発熱作
用面を有し、直流電流を供給したときに、電流の方向に
応じ、第1および第2作用面のうちの一方の作用面が吸
熱を行うと共に他方の作用面が発熱を行うようになった
熱電素子と、 前記熱電素子の第1および第2作用面に夫々関連づけて
配置された互いに独立した第1および第2の水槽と、 不純物を含有する被処理水を前記各水槽に供給する被処
理水供給手段と、 ペルチエ効果を生じさせるべく前記熱電素子に直流電流
を供給する電流供給手段と、 前記各水槽から水を排出する排水手段と、 浄水貯蔵容器、とを備えてなり、 前記電流供給手段は、熱電素子に所定方向に電流を供給
して、前記第1および第2作用面のうちの一方の作用面
を氷点下の温度に冷却することにより、前記一方の作用
面に関連づけて氷を晶出させると共に、他方の作用面を
加熱し;前記排水手段は、前記一方の作用面に関連して
氷が少なくとも部分的に晶出したときに、液相の残留被
処理水を前記一方の作用面に関連する水槽から排出し;
前記電流供給手段は、次に、熱電素子に反対方向に電流
を供給して、前記一方の作用面を加熱することにより、
前記一方の作用面に関連して晶出した氷を融解させると
共に、前記他方の作用面を氷点下の温度に冷却すること
により、前記他方の作用面に関連づけて氷を晶出させ;
前記排水手段は氷の融解により得られた浄水を前記浄水
貯蔵容器に導入し;前記他方の作用面に関連して晶出し
た氷も同様に残留被処理水排出後に融解され、得られた
浄水は前記浄水貯蔵容器に導入されることを特徴とする
浄水製造装置。
4. An apparatus for producing purified water from water containing impurities, comprising a pair of first and second heat-absorbing surfaces which cooperate with each other to participate in the transfer of heat by the Peltier effect. A thermoelectric element having, when a direct current is supplied, one of the first and second working surfaces absorbing heat and the other working surface generating heat according to the direction of the current; A first and a second water tank independent of each other, which are disposed in association with the first and second working surfaces of the thermoelectric element, and a supply of treated water containing impurities to each of the water tanks. Means, a current supply means for supplying a direct current to the thermoelectric element so as to generate the Peltier effect, a drainage means for discharging water from each of the water tanks, and a purified water storage container, the current supply means comprising: Current to the thermoelectric element in a predetermined direction To cool one working surface of the first and second working surfaces to a temperature below freezing, thereby crystallizing ice in association with the one working surface, and forming the other working surface Heating; draining means for draining residual liquid phase treated water from a water tank associated with the one working surface when ice has at least partially crystallized in relation to the one working surface;
The current supply means then supplies a current to the thermoelectric element in the opposite direction to heat the one working surface,
Melting ice crystallized in relation to said one working surface and cooling said other working surface to a temperature below freezing to crystallize ice in relation to said other working surface;
The drainage means introduces purified water obtained by melting of ice into the purified water storage vessel; ice crystallized in relation to the other working surface is similarly melted after discharging remaining water to be treated; Is a water purification production device, which is introduced into the water purification storage container.
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