JP3223231B2 - 海水淡水化装置 - Google Patents

海水淡水化装置

Info

Publication number
JP3223231B2
JP3223231B2 JP30233194A JP30233194A JP3223231B2 JP 3223231 B2 JP3223231 B2 JP 3223231B2 JP 30233194 A JP30233194 A JP 30233194A JP 30233194 A JP30233194 A JP 30233194A JP 3223231 B2 JP3223231 B2 JP 3223231B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seawater
temperature
water
water supply
tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30233194A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH08112592A (ja
Inventor
秀則 茅野
康秀 中久喜
尚美 川人
佑二 林
英弘 甲斐
実 角田
真理 小出
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takenaka Corp
Organo Corp
Original Assignee
Takenaka Corp
Organo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takenaka Corp, Organo Corp filed Critical Takenaka Corp
Priority to JP30233194A priority Critical patent/JP3223231B2/ja
Publication of JPH08112592A publication Critical patent/JPH08112592A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3223231B2 publication Critical patent/JP3223231B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination
    • Y02A20/131Reverse-osmosis

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、海水を淡水に換える海
水淡水化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、海水を淡水に換える海水淡水化装
置といえば、逆浸透膜法、蒸留法を利用したものがある
が、運転に大きなエネルギーを必要するため、効率よく
小さなエネルギーで海水の淡水化を図ることが困難であ
った。また、淡水化によって排水される高濃度の海水を
如何に処理するか具体的な方法が提案されておらず、大
規模な海水淡水化装置を構築した場合、環境に与える影
響が懸念される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る事実を考
慮し、少ないエネルギーで効率よく、また、環境に悪影
響を与えずに、海水の淡水化を図ることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の海水淡
水化装置は、膜の両側を通過する海水の温度差による水
蒸気圧差で海水中の水分を抽出し海水を淡水化する淡水
化手段と、前記淡水化手段へ低温海水を送り前記膜の一
方の面を冷却する第1送水手段と、海水を貯水する海水
タンクと、前記海水タンクに貯水された高温海水を前記
膜の他方の面へ送水する第2送水手段と、前記淡水化手
段で冷却された前記高温海水を前記海水タンクへ送る第
3送水手段と、前記第2送水手段または第3送水手段に
配設され海水を昇温する昇温手段と、前記海水タンクに
設けられる塩分濃度検出手段と、前記塩分濃度検出手段
からの信号で前記海水タンクに貯水された海水を排水す
る排水手段と、前記排水手段から排水された海水を太陽
熱を利用して水と塩に分離する造塩装置と、を有するこ
とを特徴としている
【0005】
【0006】請求項に記載の海水淡水化装置は、前記
膜の一方の面へ送られた低温海水を前記海水タンクへ送
る第4送水手段と、前記第4送水手段に設けられ海水を
排水可能な排水弁と、を有することを特徴としている。
【0007】請求項に記載の海水淡水化装置は、淡水
を昇温させる太陽熱集熱器と、昇温された淡水を保温す
る保温タンクと、前記第2送水手段または第3送水手段
に配設された熱交換器へ必要に応じて前記保温タンクの
淡水を送水する第5送水手段と、で構成された昇温手段
で前記第2送水手段によって送水される海水を昇温させ
ることを特徴としている。
【0008】請求項に記載の海水淡水化装置は、前記
塩分濃度検出手段が、前記海水タンクの水位を測定する
レベルセンサーで構成されていることを特徴としてい
る。
【0009】
【作用】請求項1に記載の海水淡水化装置では、淡水化
手段の膜の一方の面が、第1送水手段によって送水され
た低温海水で冷却される。一方、海水タンクに貯水され
た海水は、第2送水手段または第3送水手段に配設され
た昇温手段で高温海水とされ、第2送水手段によって、
淡水化手段の膜の他方の面へ送水される。この高温海水
は、膜の一方の面へ送水された低温海水で冷却され、第
3送水手段で、海水タンクへ再び送られる。
【0010】このように、高温海水は、第2送水手段、
第3送水手段で効率よく循環され、少ない熱エネルギー
で膜の両面に海水の温度差を発生させる。この温度差に
よる水蒸気圧差で海水中の水分を抽出し海水を淡水化す
る。
【0011】また、塩分濃度検出手段が、海水タンクに
設けられており、淡水として取り出された水の分だけ濃
縮された海水の濃度が所定値になると信号を発し、排水
手段が海水タンク内の海水を排水する。排水された塩分
濃度の高い高温海水は、造塩装置へ送られ太陽熱によっ
て、水と塩に分離される。
【0012】このように、高濃度の海水は直接排水され
ず、造塩装置で水と塩に分離されるので、周辺の環境に
悪影響を与えることがない。また、高温で高濃度の海水
を処理するので、造塩の効率も向上する。
【0013】請求項に記載の海水淡水化装置では、淡
水化手段の膜の一方の面へ送られた海水が第4送水手段
で海水タンクへ送られるようになっている。すなわち、
通常は、第1送水手段によって送られてくる低温海水
は、冷却用として利用され、そのまま排出されるのであ
るが、海水タンクに貯水された高温海水が、バッチ単位
で造塩装置へ送られ後、排水弁を切り替え、第1送水手
段から送られてきた低温海水を海水タンクへ送るように
なっている。
【0014】請求項に記載の海水淡水化装置では、第
2送水手段によって淡水化手段へ送水された高温海水
が、第2送水手段または第3送水手段に配設された熱交
換器で温められる。この熱交換器へは、太陽熱集熱器で
温められた淡水が温水タンクに貯水され、第5送水手段
で必要に応じて送水されるようになっている。
【0015】この温水タンクから、必要に応じて温水を
熱交換器に循環させることで、第2送水手段または第3
送水手段を通る高温海水の温度をコントロールできる。
また、余った温水は、太陽熱集熱器との間を循環させる
ことによって、効率よく熱交換に必要な高温水を準備し
ておくことができる。
【0016】請求項に記載の海水淡水化装置では、塩
分濃度検出手段が、海水タンクの水位を測定するレベル
センサーで構成されている。すなわち、淡水化によっ
て、海水が濃縮されれば、水位が下がるという原理を利
用したもので、安価で機構が簡単な濃度計とすることが
できる。
【0017】
【実施例】図1及び図2に示すように、本実施例に係る
海水淡水化装置は、淡水化エレメント10を備えてい
る。この淡水化エレメント10のハウジング12の内部
には、冷却板14とPV膜16との間に中空のギャップ
18を有する層が複数組、配設されている。そして、対
向して配置された冷却板14の間には、ポンプ20で海
から汲み上げられた低温海水が海水配管22を通して通
水され、また、PV膜16の高温海水通水面には、後述
する海水配管24を通して、高温海水が通水されるよう
になっている。
【0018】ここで、PV膜16は、水滴は通さないが
水蒸気Sを通す性質を持っている。従って、低温海水
(約25℃)で冷却板14を介してPV膜16のギャッ
プ18側の面を冷却し、また、高温海水(約60℃)で
PV膜16の高温海水通水面を加温することによって、
PV膜16の両面に温度差が生じ水蒸気圧差によって、
高温海水中の水分が水蒸気SとなってPV膜16を透過
し、冷却板14に冷却され、再び凝縮して水滴Dとなっ
てギャップ18から淡水として回収される。
【0019】なお、熱の拡散を防ぎ淡水化の効率を上げ
るために、淡水化エレメント10に発泡剤を吹き付け
て、保温効果を持たせたり、また、ハウジング12をス
テンレス容器で覆い、ハウジング12とステンレス容器
の間隙を真空にすることも考えられる。
【0020】一方、冷却板14の間を通水した低温海水
は、熱交換され40℃前後の高温海水となって、海水配
管26を通じて海水タンク28へ送られる。なお、海水
配管26には、バルブ30が設けられており、通常は高
温タンク28へ海水を送らず、そのまま排水するように
なっている。
【0021】海水タンク28は、レベルセンサー32が
設けられており、海水の水位が測定できるようになって
いる。この海水タンク28に貯水された海水は、ポンプ
34によって海水配管24を通じ、淡水化エレメント1
0のPV膜16の高温海水通水面へ送られるようになっ
ている。
【0022】海水配管24の途中には、熱交換器36が
設けられている。この熱交換器36には、ポンプ38で
温水タンク40に貯水された温水が淡水配管42を通し
て循環するようになっている。淡水配管42には、バル
ブ44が設けられており、海水配管24を流れる高温海
水の温度を検出する温度センサ46の信号に基づいて、
絞りがコントロールされるようになっている。このよう
に、バルブ44を絞り、熱交換器36へ送水する温水の
量を調整することによって、高温海水の温度制御が可能
となる。
【0023】また、熱交換器36へ送水されなかった温
水は、淡水配管48と通じて温水タンク40と太陽熱集
熱器50との間を循環し、さらに加温され常に高温状態
に保たれる。さらに、淡水配管48には、温水の温度を
検出する温度センサ52が取付けられている。
【0024】一方、熱交換器36で加温され、海水配管
24を通じて淡水化エレメント10のPV膜16の高温
海水通水面へ送られた高温海水は熱交換され、水温が5
0℃程度に低下し、海水配管54で再び海水タンク28
へ送られる。
【0025】この海水タンク28の底面には、造塩装置
56へ高温海水を送水する排水配管58が接続されてい
る。この排水配管58の設けられたバルブ60を開放す
ることによって、高温海水が送水されるようになってい
る。
【0026】図3に示すように、造塩装置56は、バッ
チ式タイプで底が浅く底面積の大きな水槽58を備えて
おり、水槽58の回りには、側溝60が形成されてい
る。水槽58は、上部が尖った三角形状のガラス屋根6
2で密閉されている。従って、水槽58に浅くはられ濃
縮された高温海水が、ガラス屋根62を通して太陽光L
のエネルギーによって水分を蒸発させ、この水蒸気Sが
ガラス屋根62の内面に接触して結露し水滴Dとなり、
斜面を流れて側溝60に集められる。これによって、水
槽58内には、塩のみが残り、側溝60に集められた水
が給水管64を通じて排水される。このように、高濃度
の海水を直接排水せず、造塩装置56で水と塩に分離す
ることで、周辺の環境に塩害を与えることがない。ま
た、高温で高濃度の海水を処理するので、造塩の効率も
向上する。
【0027】図1に示すように、ポンプ20、34、3
8には、それぞれインバータ66、68、70を介し
て、太陽電池72から電力が供給されるようになってい
る。また、ポンプ20、34、38は、制御盤74に配
設されたシーケンサ76に制御されるようになってい
る。このシーケンサ76には、バックアップ用としてコ
ンデンサ78を備えた太陽電池80から、安定した電力
が供給されるようになっている。
【0028】次に、本実施例に係る海水淡水化装置の作
用を説明する。海水淡水化装置の始動時には、先ず、シ
ーケンサ76を始動させ、日射量を照度計(図示省略)
で測定し、淡水化に必要な日射量となった時点で、制御
盤74及びポンプ38を始動させる。これによって、太
陽熱集熱器50と温水タンク40の間を水が循環して、
温水タンク40内の温水が昇温されていく。このよう
に、始動時間に時間差を設けることで、ピーク電力を低
く抑えることができる。また、太陽電池72の電力をポ
ンプ38に送る際、VVVFインバータ70による変換
を行い周波数を除々に上げることによって、ポンプ始動
時に過大に消費される電力を抑えることができる。この
ため、太陽電池72の数が少なくて済む。
【0029】次に、ポンプ20、34を始動して、海水
を汲み上げ低温海水を淡水化エレメント10の冷却板1
4の間に送る。一方、熱交換器36で昇温された高温海
水は海水タンク28と淡水化エレメント10との間を循
環し、少ない熱エネルギーでPV膜16の両面に海水の
温度差を発生させ、水蒸気圧差で海水中の水分を抽出し
淡水化された水をギャップ18を介して、給水管84へ
排出する。
【0030】なお、通常、海水配管26を通じて、海水
タンク28には、低温海水を送らないようにしているの
で、海水を循環させ淡水化を連続的に繰り返していく
と、淡水として取り出した分だけ海水が濃縮される。こ
のような淡水化によって、海水タンク28の水位が下が
る。
【0031】この水位の低下は、レベルセンサー32で
検出され、これによって塩分濃度が検出される。ここ
で、例えば、水位が初期の1/3になれば、塩分濃度が
初期の3倍に達したことを示す。本実施例の海水淡水化
装置では、通常の海水濃度が3%であるのに対し、12
〜15%まで塩分濃度を高めても運転に支障のないよう
になっている。
【0032】本実施例では、海水タンク28の高温海水
の塩分濃度が12%になったとき、バルブ60を開いて
排水管58を通じて海水タンク28の高温海水を造塩装
置56へ排出するようになっている。
【0033】造塩装置56では、太陽光Lを利用して、
高温海水が塩と水に分離され、分離された水は給水管6
4へ送られる。このように、高濃度の海水を直接排水せ
ず、水と塩に分離することで、周辺の環境に悪影響を与
えることがないように配慮されている。
【0034】なお、図4及び図5に示すように、シーケ
ンサ76に安定した電力を供給するため、バックアップ
用として、コンデンサ78が利用されているが、これに
換えて蓄電池でも構わない。但し、コンデンサの方が充
電効率がよく、また寿命も長いので、コンデンサを使用
した方が装置全体のメンテナンスが容易になる。
【0035】ここで、シーケンサ76は、システム全体
の稼働指示をするため、ポンプ等の負荷が稼働できる日
射量になる所定時間前に、シーケンサ76が始動してい
る必要がある。従って、コンデンサ78或いは蓄電池
は、少なくとも前記所要時間だけシーケンサ76を作動
できる容量を備えていればよいので、前記所定時間差を
短く設定することにより、コンデンサ78或いは蓄電池
の容量を小さくすることが可能となる。
【0036】さらに、本実施例では、日射量を検出して
装置を稼働させるようにしたが、季節毎の稼働時間を算
出し、タイマーで制御を行ってもよい。また、海水淡水
化装置を停止するときは、上述した始動順序と逆の手順
で行われる。これによって、淡水化エレメントでの淡水
化効率を一定に維持できる。
【0037】
【発明の効果】本発明は上記構成としたので、少ないエ
ネルギーで効率よく、また、環境に悪影響を与えずに、
海水の淡水化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る海水淡水化装置の全体概略図で
ある。
【図2】本実施例に係る海水淡水化装置の淡水化エレメ
ントの断面図である。
【図3】本実施例に係る海水淡水化装置の造塩装置の断
面図である。
【図4】本実施例に係る海水淡水化装置のシーケンサと
コンデンサとの関係を示したブロック図である。
【図5】本実施例に係る海水淡水化装置のシーケンサと
コンデンサとの関係を示したブロック図である。
【符号の説明】
10 淡水化エレメント(淡水化手段) 20 ポンプ(第1送水手段) 22 海水配管(第1送水手段) 24 海水配管(第2送水手段) 26 海水配管(第4送水手段) 28 海水タンク 30 バルブ(排水弁) 32 レベルセンサー(塩分濃度検出手段) 34 ポンプ(第2送水手段) 36 熱交換器 40 保温タンク 42 淡水配管(第5送水手段) 50 太陽熱集熱器 54 海水配管(第3送水手段) 58 排水管(排水手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川人 尚美 千葉県印旛郡印西町大塚1−5 株式会 社竹中工務店 技術研究所内 (72)発明者 林 佑二 愛知県名古屋市中村区名駅4−5−10 オルガノ株式会社内 (72)発明者 甲斐 英弘 東京都文京区本郷5−5−16 オルガノ 株式会社内 (72)発明者 角田 実 東京都文京区本郷5−5−16 オルガノ 株式会社内 (72)発明者 小出 真理 埼玉県戸田市川岸1−4−9 オルガノ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−234505(JP,A) 実開 昭63−16802(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B09B 61/00 - 61/58 C02F 1/44

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 膜の両側を通過する海水の温度差による
    水蒸気圧差で海水中の水分を抽出し海水を淡水化する淡
    水化手段と、前記淡水化手段へ低温海水を送り前記膜の
    一方の面を冷却する第1送水手段と、海水を貯水する海
    水タンクと、前記海水タンクに貯水された高温海水を前
    記膜の他方の面へ送水する第2送水手段と、前記淡水化
    手段で冷却された前記高温海水を前記海水タンクへ送る
    第3送水手段と、前記第2送水手段または第3送水手段
    に配設され海水を昇温する昇温手段と、前記海水タンク
    に設けられる塩分濃度検出手段と、前記塩分濃度検出手
    段からの信号で前記海水タンクに貯水された海水を排水
    する排水手段と、前記排水手段から排水された海水を太
    陽熱を利用して水と塩に分離する造塩装置と、を有する
    ことを特徴とする海水淡水化装置。
  2. 【請求項2】 前記膜の一方の面へ送られた低温海水を
    前記海水タンクへ送る第4送水手段と、前記第4送水手
    段に設けられ海水を排水可能な排水弁と、を有すること
    を特徴とする請求項1に記載の海水淡水化装置
  3. 【請求項3】 淡水を昇温させる太陽熱集熱器と、昇温
    された淡水を保温する保温タンクと、前記第2送水手段
    または第3送水手段に配設された熱交換器へ必要に応じ
    て前記保温タンクの淡水を送水する第5送水手段と、で
    構成された昇温手段で前記第2送水手段によって送水さ
    れる海水を昇温させることを特徴とする請求項1又は請
    求項2に記載の海水淡水化装置
  4. 【請求項4】 前記塩分濃度検出手段が、前記海水タン
    クの水位を測定するレベルセンサーで構成されているこ
    とを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    海水淡水化装置
JP30233194A 1994-08-24 1994-12-06 海水淡水化装置 Expired - Fee Related JP3223231B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30233194A JP3223231B2 (ja) 1994-08-24 1994-12-06 海水淡水化装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-199985 1994-08-24
JP19998594 1994-08-24
JP30233194A JP3223231B2 (ja) 1994-08-24 1994-12-06 海水淡水化装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08112592A JPH08112592A (ja) 1996-05-07
JP3223231B2 true JP3223231B2 (ja) 2001-10-29

Family

ID=26511880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30233194A Expired - Fee Related JP3223231B2 (ja) 1994-08-24 1994-12-06 海水淡水化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3223231B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1208066E (pt) * 1999-08-06 2007-03-30 Du Pont Destilador de água e procedimento para o respectivo funcionamento
JP2007137765A (ja) * 2006-12-22 2007-06-07 Takenaka Komuten Co Ltd 濃塩水生成装置
JP7170997B2 (ja) * 2020-07-09 2022-11-15 ゼネラルヒートポンプ工業株式会社 ヒートポンプシステム

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08112592A (ja) 1996-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6391162B1 (en) Desalination apparatus and method of operating the same
JP5801663B2 (ja) 海水淡水化装置
US4363703A (en) Thermal gradient humidification-dehumidification desalination system
EP2804682B1 (en) Desalination station using a heat pump and photovoltaic energy
US10144655B2 (en) Systems and methods for distillation of water from seawater, brackish water, waste waters, and effluent waters
CN113039008A (zh) 通过膜蒸馏同时发电和生成淡水的太阳能的系统及方法
GB2511075A (en) Desalination Apparatus
US10926223B2 (en) Apparatus for solar-assisted water distillation using waste heat of air conditioners
CN103626249A (zh) 一种太阳能光伏半导体制冷海水淡化装置和方法
JP3223231B2 (ja) 海水淡水化装置
CN111960494A (zh) 一种基于cpc的免追踪聚光集热脱盐系统
Inkawhich et al. Temporal performance indicators for an integrated pilot-scale membrane distillation-concentrated solar power/photovoltaic system
CN212769941U (zh) 一种海水淡化器
KR101444884B1 (ko) 솔라셀과 교반기가 결합된 막 증류 수 처리 장치
US10414670B2 (en) Systems and methods for distillation of water from seawater, brackish water, waste waters, and effluent waters
US20040098998A1 (en) Solar thermal system with solar pond and method of maintaining solar pond
CN111018227B (zh) 自适应太阳能海水淡化装置
JP3358057B2 (ja) 太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置
Alanezia et al. A novel hybrid compact system of photovoltaic solar still air gap membrane distillation for the simultaneous production of water and energy
JP3712036B2 (ja) 塩水淡水化装置
CN220502725U (zh) 一种可追踪太阳的漂浮式太阳能海水淡化装置
JP2718972B2 (ja) 海水淡水化装置
JP4112772B2 (ja) 淡水化装置
JPH10216702A (ja) 真水製造方法
US20230286836A1 (en) System and Method for Purification of Water by Membrane Distillation

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070817

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080817

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090817

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100817

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110817

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees