JP3358057B2 - 太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置 - Google Patents
太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置Info
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- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、太陽熱と光電池の
両方のエネルギを利用して、海水やそのまま生活用水に
用いることができない河川や湖沼汚水を汲み上げて淡水
化する太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置に
関する。
両方のエネルギを利用して、海水やそのまま生活用水に
用いることができない河川や湖沼汚水を汲み上げて淡水
化する太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】開発途上国の集落においては、電力とと
もに生活用淡水が不足しているという実情がある。そし
て、可能なかぎり外部動力や人力を用いず、かつ、保
守，補修が容易に行え、電力と淡水を同時に供給する低
コスト型装置が望まれている。
もに生活用淡水が不足しているという実情がある。そし
て、可能なかぎり外部動力や人力を用いず、かつ、保
守，補修が容易に行え、電力と淡水を同時に供給する低
コスト型装置が望まれている。
【０００３】従来の太陽エネルギを利用した淡水化装置
として、例えば特開平９−２２００３１号公報に開示さ
れたものがある。その概略を説明すると、光電池で駆動
されるポンプにより汲み上げられた源水は、冷却器のコ
イルに導かれて加熱され、更に凝縮熱交換器に導かれて
加熱される。この加熱された源水は太陽光発電装置を構
成する太陽電池とその裏面に取り付けられたジヤケット
型の透過気化膜の間隙に供給される。そして、源水の顕
熱と一部が蒸発する時の潜熱で、太陽電池を冷却する。
源水は蒸発して透過気化膜をとおり抜けた蒸気と、蒸発
により高濃度の塩水となった濃縮水に分かれ、この濃縮
水を濃縮水熱交換器に導き、濃縮熱交換器で熱交換した
後に捨てる。一方、透過膜をとおり抜けた蒸気は、冷却
器で冷却されて淡水になる。
として、例えば特開平９−２２００３１号公報に開示さ
れたものがある。その概略を説明すると、光電池で駆動
されるポンプにより汲み上げられた源水は、冷却器のコ
イルに導かれて加熱され、更に凝縮熱交換器に導かれて
加熱される。この加熱された源水は太陽光発電装置を構
成する太陽電池とその裏面に取り付けられたジヤケット
型の透過気化膜の間隙に供給される。そして、源水の顕
熱と一部が蒸発する時の潜熱で、太陽電池を冷却する。
源水は蒸発して透過気化膜をとおり抜けた蒸気と、蒸発
により高濃度の塩水となった濃縮水に分かれ、この濃縮
水を濃縮水熱交換器に導き、濃縮熱交換器で熱交換した
後に捨てる。一方、透過膜をとおり抜けた蒸気は、冷却
器で冷却されて淡水になる。
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】上記従来例において源
水は、ポンプ圧によって冷却器、凝縮器、透過気化膜を
通り、かつ、冷却器や凝縮器のコイル内を通るので、次
のような課題がある。すなわち、塩分を多量に含んだ源
水を加熱し、かつ、ポンプ圧によって強制循環させる
と、コイル内で源水が過飽和になり、塩分が析出してコ
イル内壁に付着し、コイルが詰まるおそれがある。そし
て、一旦コイルが詰まった場合には、そのコイルを取り
替える必要がある。この取り替えは、コイルの切断、コ
イルの曲げ加工、コイルの溶接等による接続といった技
術が必要になり、もしも、このような技術がない場合に
は、この装置の使用が不能になるという課題がある。ま
た、ジャケット型の透過気化膜で蒸発させるので、ジャ
ケット内への塩分の析出の可能性が更に高くなり、装置
の使用が不能になるという課題がある。また、蒸発した
蒸気が透過気化膜を透過するのに時間がかかるという課
題がある。
水は、ポンプ圧によって冷却器、凝縮器、透過気化膜を
通り、かつ、冷却器や凝縮器のコイル内を通るので、次
のような課題がある。すなわち、塩分を多量に含んだ源
水を加熱し、かつ、ポンプ圧によって強制循環させる
と、コイル内で源水が過飽和になり、塩分が析出してコ
イル内壁に付着し、コイルが詰まるおそれがある。そし
て、一旦コイルが詰まった場合には、そのコイルを取り
替える必要がある。この取り替えは、コイルの切断、コ
イルの曲げ加工、コイルの溶接等による接続といった技
術が必要になり、もしも、このような技術がない場合に
は、この装置の使用が不能になるという課題がある。ま
た、ジャケット型の透過気化膜で蒸発させるので、ジャ
ケット内への塩分の析出の可能性が更に高くなり、装置
の使用が不能になるという課題がある。また、蒸発した
蒸気が透過気化膜を透過するのに時間がかかるという課
題がある。
【０００５】また、ポンプ圧によって、源水を流すよう
にした場合には、常時ポンプの駆動が必要になる。した
がって、不確定に変化する太陽エネルギを利用した太陽
電池の動力源に対応するのが困難である。
にした場合には、常時ポンプの駆動が必要になる。した
がって、不確定に変化する太陽エネルギを利用した太陽
電池の動力源に対応するのが困難である。
【０００６】本発明は、不確定に変動する太陽エネルギ
に対応することができ、塩分の析出による詰まりをなく
し、かつ、短時間に淡水化することができる太陽熱およ
び光電池ハイブリッド型淡水化装置を提供するものであ
る。
に対応することができ、塩分の析出による詰まりをなく
し、かつ、短時間に淡水化することができる太陽熱およ
び光電池ハイブリッド型淡水化装置を提供するものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の記載から把握される手段は、給水・冷却タ
ンク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池複合パネルを設
け、給水ポンプにて原水を給水・冷却タンクに給水し、
給水・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用し
て給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル
及び蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの
集熱部で昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸
発させ、この蒸発した蒸気を凝縮して淡水にすると共
に、太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力により給
水ポンプを駆動することを特徴とする。
の請求項１の記載から把握される手段は、給水・冷却タ
ンク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池複合パネルを設
け、給水ポンプにて原水を給水・冷却タンクに給水し、
給水・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用し
て給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル
及び蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの
集熱部で昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸
発させ、この蒸発した蒸気を凝縮して淡水にすると共
に、太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力により給
水ポンプを駆動することを特徴とする。
【０００８】次に、請求項２の記載から把握される手段
は、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで
蒸発した蒸気を該凝縮器に導き凝縮することを特徴とす
る。
は、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで
蒸発した蒸気を該凝縮器に導き凝縮することを特徴とす
る。
【０００９】次に、請求項３の記載から把握される手段
は、蒸発タンクの下部に燃焼板を設けたことを特徴とす
る。
は、蒸発タンクの下部に燃焼板を設けたことを特徴とす
る。
【００１０】次に、請求項４の記載から把握される手段
は、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで
蒸発した蒸気を該凝縮器に導いて凝縮し、該凝縮した淡
水を密閉にした淡水タンクに貯留し、該淡水タンク内を
真空圧にすることを特徴とする。
は、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで
蒸発した蒸気を該凝縮器に導いて凝縮し、該凝縮した淡
水を密閉にした淡水タンクに貯留し、該淡水タンク内を
真空圧にすることを特徴とする。
【００１１】次に、請求項５の記載から把握される手段
は、給水・冷却タンクの水位を一定に保つためのオ−バ
−フロ−を設けたことを特徴とする。
は、給水・冷却タンクの水位を一定に保つためのオ−バ
−フロ−を設けたことを特徴とする。
【００１２】次に、請求項６の記載から把握される手段
は、太陽熱・光電池複合パネルの集熱面を板ガラスに
し、この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付けたことを
特徴とする。
は、太陽熱・光電池複合パネルの集熱面を板ガラスに
し、この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付けたことを
特徴とする。
【００１３】次に、各請求項の記載から把握される手段
によって、課題がどのように解決されるかについて説明
する。まず、請求項１の記載から把握される手段におい
て、給水・冷却タンク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池
複合パネルを設け、給水ポンプにて原水を給水・冷却タ
ンクに給水し、給水・冷却タンク内に溜められた原水の
水頭圧を利用して給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光
電池複合パネル及び蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電
池複合パネルの集熱部で昇温し、この昇温した原水を蒸
発タンク内で蒸発させるので、給水・冷却タンクから、
太陽熱・光電池複合パネル及び蒸発タンクに至る原水の
流れは給水・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧で
行うことができる。従って、サイホン管の原理により、
給水・冷却タンク内の水位と蒸発タンク内の水位とがほ
ぼ同じになり、太陽熱・光電池複合パネルの集熱部内は
常時原水で満たされて蒸発空間が形成されることはない
ので、集熱部分での蒸発はなく、かつ、昇温によって塩
分が不飽和になる。そして、この昇温した原水を水頭圧
で蒸発タンクに導いて蒸発させるので、蒸発タンク内で
凝縮されても配管やポンプのような詰まる要素はなく、
またこの蒸発した蒸気を凝縮した淡水には塩分や砂等の
不純物は含まれていない。そして、給水ポンプは、給水
・冷却タンクに汲み上げるだけの動力消費であるので、
太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力により給水ポ
ンプを十分に駆動することができる。
によって、課題がどのように解決されるかについて説明
する。まず、請求項１の記載から把握される手段におい
て、給水・冷却タンク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池
複合パネルを設け、給水ポンプにて原水を給水・冷却タ
ンクに給水し、給水・冷却タンク内に溜められた原水の
水頭圧を利用して給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光
電池複合パネル及び蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電
池複合パネルの集熱部で昇温し、この昇温した原水を蒸
発タンク内で蒸発させるので、給水・冷却タンクから、
太陽熱・光電池複合パネル及び蒸発タンクに至る原水の
流れは給水・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧で
行うことができる。従って、サイホン管の原理により、
給水・冷却タンク内の水位と蒸発タンク内の水位とがほ
ぼ同じになり、太陽熱・光電池複合パネルの集熱部内は
常時原水で満たされて蒸発空間が形成されることはない
ので、集熱部分での蒸発はなく、かつ、昇温によって塩
分が不飽和になる。そして、この昇温した原水を水頭圧
で蒸発タンクに導いて蒸発させるので、蒸発タンク内で
凝縮されても配管やポンプのような詰まる要素はなく、
またこの蒸発した蒸気を凝縮した淡水には塩分や砂等の
不純物は含まれていない。そして、給水ポンプは、給水
・冷却タンクに汲み上げるだけの動力消費であるので、
太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力により給水ポ
ンプを十分に駆動することができる。
【００１４】次に、請求項２の記載から把握される手段
において、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タ
ンクで蒸発した蒸気をこの凝縮器に導き凝縮することに
より、淡水が得られる。給水・冷却タンクは開放型であ
り、給水の気化潜熱により温度上昇が防止されるため、
凝縮器を冷やすことができる。給水・冷却タンクへの源
水の補給は給水ポンプより行なわれ、その撹拌効果によ
り、給水・冷却タンク内の源水の均一化と冷却効果が向
上される。
において、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タ
ンクで蒸発した蒸気をこの凝縮器に導き凝縮することに
より、淡水が得られる。給水・冷却タンクは開放型であ
り、給水の気化潜熱により温度上昇が防止されるため、
凝縮器を冷やすことができる。給水・冷却タンクへの源
水の補給は給水ポンプより行なわれ、その撹拌効果によ
り、給水・冷却タンク内の源水の均一化と冷却効果が向
上される。
【００１５】次に、請求項３の記載から把握される手段
において、蒸発タンクの下部に燃焼板を設けることによ
り、太陽熱の不足分を補うことができる。
において、蒸発タンクの下部に燃焼板を設けることによ
り、太陽熱の不足分を補うことができる。
【００１６】次に、請求項４の記載から把握される手段
において、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タ
ンクで蒸発した蒸気をこの凝縮器に導いて凝縮し、この
凝縮した淡水を密閉にした淡水タンクに貯留し、淡水タ
ンク内を真空圧にすることにより、蒸発タンク内を真空
圧にすることができ、蒸発を効率よくする。
において、給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸発タ
ンクで蒸発した蒸気をこの凝縮器に導いて凝縮し、この
凝縮した淡水を密閉にした淡水タンクに貯留し、淡水タ
ンク内を真空圧にすることにより、蒸発タンク内を真空
圧にすることができ、蒸発を効率よくする。
【００１７】次に、請求項５の記載から把握される手段
において、給水・冷却タンクの水位を一定に保つための
オ−バ−フロ−を設けることにより、蒸発タンク内の液
位を常に一定にし、連続運転が可能になる。
において、給水・冷却タンクの水位を一定に保つための
オ−バ−フロ−を設けることにより、蒸発タンク内の液
位を常に一定にし、連続運転が可能になる。
【００１８】次に、請求項６の記載から把握される手段
において、太陽熱・光電池複合パネルの集熱面を板ガラ
スにし、この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付けるこ
とにより、板ガラスは容易に入手することができ、その
板ガラスを容易に交換することができる。
において、太陽熱・光電池複合パネルの集熱面を板ガラ
スにし、この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付けるこ
とにより、板ガラスは容易に入手することができ、その
板ガラスを容易に交換することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。先ず、請求項１の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、給水・冷却タンク
１、蒸発タンク２及び太陽熱・光電池複合パネル３を設
け、給水ポンプ５にて原水を給水・冷却タンク１に給水
し、給水・冷却タンク１内に溜められた原水の水頭圧Ｈ
１を利用して給水・冷却タンク１内の水を太陽熱・光電
池複合パネル３及び蒸発タンク３に導いて、太陽熱・光
電池複合パネル３の集熱部で昇温し、この昇温した原水
を蒸発タンク２内で蒸発させ、この蒸発した蒸気を凝縮
器４にて凝縮して淡水にすると共に、太陽熱・光電池複
合パネル３で発電した電力により給水ポンプ５を駆動す
る。
て説明する。先ず、請求項１の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、給水・冷却タンク
１、蒸発タンク２及び太陽熱・光電池複合パネル３を設
け、給水ポンプ５にて原水を給水・冷却タンク１に給水
し、給水・冷却タンク１内に溜められた原水の水頭圧Ｈ
１を利用して給水・冷却タンク１内の水を太陽熱・光電
池複合パネル３及び蒸発タンク３に導いて、太陽熱・光
電池複合パネル３の集熱部で昇温し、この昇温した原水
を蒸発タンク２内で蒸発させ、この蒸発した蒸気を凝縮
器４にて凝縮して淡水にすると共に、太陽熱・光電池複
合パネル３で発電した電力により給水ポンプ５を駆動す
る。
【００２０】次に、請求項２の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、給水・冷却タンク１
内に凝縮器４を設け、蒸発タンク２で蒸発した蒸気を凝
縮器４に導き凝縮する。
明の実施の形態は、図１において、給水・冷却タンク１
内に凝縮器４を設け、蒸発タンク２で蒸発した蒸気を凝
縮器４に導き凝縮する。
【００２１】次に、請求項３の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図１において、蒸発タンク２の下部
に燃焼板７を設ける。
明の実施の形態は、図１において、蒸発タンク２の下部
に燃焼板７を設ける。
【００２２】次に、請求項４の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図２において、給水・冷却タンク１
内に凝縮器４を設け、蒸発タンク２で蒸発した蒸気を該
凝縮器４に導いて凝縮し、この凝縮した淡水を密閉にし
た淡水タンク６に貯留し、淡水タンク６内を真空圧にす
る。
明の実施の形態は、図２において、給水・冷却タンク１
内に凝縮器４を設け、蒸発タンク２で蒸発した蒸気を該
凝縮器４に導いて凝縮し、この凝縮した淡水を密閉にし
た淡水タンク６に貯留し、淡水タンク６内を真空圧にす
る。
【００２３】次に、請求項５の記載から把握される本発
明の実施の形態は、図２において、給水・冷却タンク１
の水位を一定に保つためのオ−バ−フロ−14を設ける。
明の実施の形態は、図２において、給水・冷却タンク１
の水位を一定に保つためのオ−バ−フロ−14を設ける。
【００２４】次に、請求項６の記載から把握される本発
明の実施の形態は図３における、太陽熱・光電池複合パ
ネルの集熱面20を板ガラスにし、図４に示すように、こ
の板ガラスをガラス取付け枠22を用いて着脱可能に集熱
部26に取付ける。
明の実施の形態は図３における、太陽熱・光電池複合パ
ネルの集熱面20を板ガラスにし、図４に示すように、こ
の板ガラスをガラス取付け枠22を用いて着脱可能に集熱
部26に取付ける。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
図１において、この装置は、給水・冷却タンク１、密閉
にされた蒸発タンク２及び太陽熱・光電池複合パネル３
で主に構成されている。給水・冷却タンク１は、その液
面が地面ＧＬから高さH １になるように設置されてい
る。これにより、液位高さH1に相当する水頭圧が働き、
入口配管16を介して給水・冷却タンク１内の水は、太陽
熱・光電池複合パネル３の集熱部26および蒸発タンク２
に満たされることになる。
図１において、この装置は、給水・冷却タンク１、密閉
にされた蒸発タンク２及び太陽熱・光電池複合パネル３
で主に構成されている。給水・冷却タンク１は、その液
面が地面ＧＬから高さH １になるように設置されてい
る。これにより、液位高さH1に相当する水頭圧が働き、
入口配管16を介して給水・冷却タンク１内の水は、太陽
熱・光電池複合パネル３の集熱部26および蒸発タンク２
に満たされることになる。
【００２６】また、この水頭圧により蒸発タンク２の液
位は、給水・冷却タンク１の液位と同じになる。したが
って、給水・冷却タンク１の液位を調整することによ
り、同時に蒸発タンク２内の液位も調整することがで
き、集熱部26内が空の状態になるのを防止する。これに
より、集熱部26で塩分が過飽和になるのを防止する。す
なわち、集熱部26内で塩分を含んだ源水が昇温（沸騰温
度以下）されても、集熱部26内では蒸発しない状態で源
水が満たさた状態を維持し、昇温により塩分が不飽和の
状態になり、集熱部26内で塩分が析出することはない。
そして、蒸発タンク２の液面上に空間（蒸発室）が形成
されるように、蒸発タンク２の設置高さが決められてい
る。
位は、給水・冷却タンク１の液位と同じになる。したが
って、給水・冷却タンク１の液位を調整することによ
り、同時に蒸発タンク２内の液位も調整することがで
き、集熱部26内が空の状態になるのを防止する。これに
より、集熱部26で塩分が過飽和になるのを防止する。す
なわち、集熱部26内で塩分を含んだ源水が昇温（沸騰温
度以下）されても、集熱部26内では蒸発しない状態で源
水が満たさた状態を維持し、昇温により塩分が不飽和の
状態になり、集熱部26内で塩分が析出することはない。
そして、蒸発タンク２の液面上に空間（蒸発室）が形成
されるように、蒸発タンク２の設置高さが決められてい
る。
【００２７】太陽熱・光電池複合パネル３は、図４に示
すように、パネル24の表面に設けた太陽光電池21と、パ
ネル24にあけた孔25の部分に板ガラス23を板ガラス取付
け枠22で取付けて形成した集熱面20（図３）と、パネル
24の裏面に熱伝達をよくするための蓄熱用スチ−ルメッ
シュ27を詰込んで形成した集熱部26とで形成されてい
る。また、図５に示すように、集熱部26は下部ヘッダ12
に接続されており、集熱部26の上部は上部ヘッダ13に接
続されている。そして、塩分や砂礫を含んだ源水が溜り
易い下部ヘッダ12には、点検用孔29があけられていて、
着脱可能に取付けられた蓋板28を取り外して、例えば塩
分の析出等を点検できるようになっている。また、集熱
面20の板ガラス23が割れたような場合には、取付け枠22
を取り外して、板ガラス23の取り替えが容易にできるよ
うになっている。
すように、パネル24の表面に設けた太陽光電池21と、パ
ネル24にあけた孔25の部分に板ガラス23を板ガラス取付
け枠22で取付けて形成した集熱面20（図３）と、パネル
24の裏面に熱伝達をよくするための蓄熱用スチ−ルメッ
シュ27を詰込んで形成した集熱部26とで形成されてい
る。また、図５に示すように、集熱部26は下部ヘッダ12
に接続されており、集熱部26の上部は上部ヘッダ13に接
続されている。そして、塩分や砂礫を含んだ源水が溜り
易い下部ヘッダ12には、点検用孔29があけられていて、
着脱可能に取付けられた蓋板28を取り外して、例えば塩
分の析出等を点検できるようになっている。また、集熱
面20の板ガラス23が割れたような場合には、取付け枠22
を取り外して、板ガラス23の取り替えが容易にできるよ
うになっている。
【００２８】蒸発タンク２の下部には、燃焼板７が設け
られていて、例えば薪とか乾燥させた動物の糞等をこの
燃焼板７の上で燃焼させて、変動する集熱面20での集熱
不足を補うようにする。あるいは、蒸発タンク２内での
蒸発を活発にして、淡水量を増加させる手段として、こ
の燃焼板７を利用してもよい。この場合には、蒸発タン
ク２内の液位の変動が大きくなるので、給水・冷却タン
ク１の液位を監視して、その液位を維持することができ
る。
られていて、例えば薪とか乾燥させた動物の糞等をこの
燃焼板７の上で燃焼させて、変動する集熱面20での集熱
不足を補うようにする。あるいは、蒸発タンク２内での
蒸発を活発にして、淡水量を増加させる手段として、こ
の燃焼板７を利用してもよい。この場合には、蒸発タン
ク２内の液位の変動が大きくなるので、給水・冷却タン
ク１の液位を監視して、その液位を維持することができ
る。
【００２９】次に、塩分を含んだ源水の流れについて説
明する。給水ポンプ５にて塩分を含んだ源水を給水配管
15を介して給水・冷却タンク１に給水し、高さH1に相当
する水頭圧にて給水・冷却タンク１内の水を太陽熱・光
電池複合パネル３の集熱部26に導いて昇温し、この昇温
した源水を高さH1に相当する水頭圧で蒸発タンク２に出
口配管17を介して導いて蒸発させ、この蒸発した蒸気を
蒸気取出し配管18を介して凝縮器４に取出し、凝縮器４
にて凝縮して淡水タンク６に集める。そして、太陽熱・
光電池複合パネル３で発電した電力を、電気配線11にて
取出し給水ポンプ５を駆動する。
明する。給水ポンプ５にて塩分を含んだ源水を給水配管
15を介して給水・冷却タンク１に給水し、高さH1に相当
する水頭圧にて給水・冷却タンク１内の水を太陽熱・光
電池複合パネル３の集熱部26に導いて昇温し、この昇温
した源水を高さH1に相当する水頭圧で蒸発タンク２に出
口配管17を介して導いて蒸発させ、この蒸発した蒸気を
蒸気取出し配管18を介して凝縮器４に取出し、凝縮器４
にて凝縮して淡水タンク６に集める。そして、太陽熱・
光電池複合パネル３で発電した電力を、電気配線11にて
取出し給水ポンプ５を駆動する。
【００３０】このように、装置系内の源水の流れを水頭
圧で行うので、給水ポンプ５は、源水を給水・冷却タン
ク１に汲み上げるだけであり、消費される電力を少なく
することができる。また、水頭圧を利用する利点とし
て、給水・冷却タンク１の液位が保たれている間は、給
水ポンプ５の駆動が不要になり、電力を全く使わない
で、淡水化することができる。したがって、太陽エネル
ギの変動への対応が容易であり、かつ、余った電力は日
常生活用電力として利用することができる。
圧で行うので、給水ポンプ５は、源水を給水・冷却タン
ク１に汲み上げるだけであり、消費される電力を少なく
することができる。また、水頭圧を利用する利点とし
て、給水・冷却タンク１の液位が保たれている間は、給
水ポンプ５の駆動が不要になり、電力を全く使わない
で、淡水化することができる。したがって、太陽エネル
ギの変動への対応が容易であり、かつ、余った電力は日
常生活用電力として利用することができる。
【００３１】給水・冷却タンク１と蒸発タンク２との間
を配管で接続して、水位調整バルブ９を設け、太陽熱・
光電池複合パネル３を通さないで、給水・冷却タンク１
の源水を直接蒸発タンク２に入れるようにする。これに
より、例えば集熱部26の板ガラス23を交換するような場
合に、直接蒸発タンク２に源水を入れて、燃焼板７上で
薪等を焚いて淡水化することができる。また、蒸発タン
ク２内に溜まっている源水は濃縮される。そして、塩分
が析出して堆積した場合に、それを除去するのに労力を
要する。このような場合に、塩分が堆積する前に直接給
水・冷却タンク１から蒸発タンク２の底部に給水し、塩
分を希釈して排出バルブ８を開いて排出する。そして、
排出された濃度の高い源水から塩分を採ることができ
る。また、給水・冷却タンク１の底部にドレンバルブ10
を設け、必要に応じて給水・冷却タンク１のドレンを抜
くようにする。凝縮器４は、給水・冷却タンク１の内部
に設けられている。これにより、凝縮器４内を流れる蒸
気は、給水・冷却タンク１内に貯められている源水によ
り冷却されると共に、その蒸気の潜熱により給水・冷却
タンク１内に貯められている源水は昇温され、熱エネル
ギの回収を行う。
を配管で接続して、水位調整バルブ９を設け、太陽熱・
光電池複合パネル３を通さないで、給水・冷却タンク１
の源水を直接蒸発タンク２に入れるようにする。これに
より、例えば集熱部26の板ガラス23を交換するような場
合に、直接蒸発タンク２に源水を入れて、燃焼板７上で
薪等を焚いて淡水化することができる。また、蒸発タン
ク２内に溜まっている源水は濃縮される。そして、塩分
が析出して堆積した場合に、それを除去するのに労力を
要する。このような場合に、塩分が堆積する前に直接給
水・冷却タンク１から蒸発タンク２の底部に給水し、塩
分を希釈して排出バルブ８を開いて排出する。そして、
排出された濃度の高い源水から塩分を採ることができ
る。また、給水・冷却タンク１の底部にドレンバルブ10
を設け、必要に応じて給水・冷却タンク１のドレンを抜
くようにする。凝縮器４は、給水・冷却タンク１の内部
に設けられている。これにより、凝縮器４内を流れる蒸
気は、給水・冷却タンク１内に貯められている源水によ
り冷却されると共に、その蒸気の潜熱により給水・冷却
タンク１内に貯められている源水は昇温され、熱エネル
ギの回収を行う。
【００３２】図２に示す実施例は、図１に示した淡水タ
ンク６が開放型であるのに対して、淡水タンク６を密閉
型にし、真空配管19を接続して淡水タンク６内を真空に
するようにしたものである。このように、淡水タンク６
を真空にすることにより、凝縮器４を介して蒸発タンク
２を真空にすることができ、蒸発タンク２内での蒸発を
活発にして、淡水の生産量を増加させることができる。
真空配管19には、例えばファンとか小型のコンプレッサ
を接続する。また、給水・冷却タンク１にオ−バ−フロ
−配管14を設け、連続運転が可能なようにしている。そ
の他の部分については、図１に示した実施例と同じであ
るの、同一部分には同一符号を付してその説明は省略す
る。
ンク６が開放型であるのに対して、淡水タンク６を密閉
型にし、真空配管19を接続して淡水タンク６内を真空に
するようにしたものである。このように、淡水タンク６
を真空にすることにより、凝縮器４を介して蒸発タンク
２を真空にすることができ、蒸発タンク２内での蒸発を
活発にして、淡水の生産量を増加させることができる。
真空配管19には、例えばファンとか小型のコンプレッサ
を接続する。また、給水・冷却タンク１にオ−バ−フロ
−配管14を設け、連続運転が可能なようにしている。そ
の他の部分については、図１に示した実施例と同じであ
るの、同一部分には同一符号を付してその説明は省略す
る。
【００３３】次に、本実施例の作用について説明する。
図１において、給水・冷却タンク１、蒸発タンク２及び
太陽熱・光電池複合パネル３を設け、給水ポンプ５にて
源水を給水・冷却タンク１に給水し、高さH1に相当する
水頭圧にて給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複
合パネル３の集熱部26に導いて昇温するので、一旦給水
・冷却タンク１に貯められた源水の流れは、電力を使う
ことなく水頭圧でのみ行うことができ、不確定な変動を
する太陽エネルギへの対応を容易にすることができる。
また、給水・冷却タンク１の容量を大きくすることによ
り、長時間にわたり電力を使用しないで、淡水化するこ
とができる。
図１において、給水・冷却タンク１、蒸発タンク２及び
太陽熱・光電池複合パネル３を設け、給水ポンプ５にて
源水を給水・冷却タンク１に給水し、高さH1に相当する
水頭圧にて給水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複
合パネル３の集熱部26に導いて昇温するので、一旦給水
・冷却タンク１に貯められた源水の流れは、電力を使う
ことなく水頭圧でのみ行うことができ、不確定な変動を
する太陽エネルギへの対応を容易にすることができる。
また、給水・冷却タンク１の容量を大きくすることによ
り、長時間にわたり電力を使用しないで、淡水化するこ
とができる。
【００３４】更に、水頭圧によって、集熱部26に給水さ
れるので、集熱部26内には温水が満たされて空間部は存
在しない。したがって、この集熱部26での蒸発はなく、
かつ、昇温によって塩分が不飽和になり、集熱部26内に
塩分が析出することはない。そして、この昇温した源水
を水頭圧で蒸発タンク２に導いて蒸発させるので、蒸発
タンク２内で濃縮されても詰まる要素はなく、またこの
蒸発した蒸気を凝縮した淡水には塩分は含まれていない
ので、凝縮器４内での塩分析出による詰まりはない。そ
して、系内の源水の流れは水頭圧により行い、給水ポン
プ５は、給水・冷却タンク１に源水を汲み上げるだけの
動力消費であるので、太陽熱・光電池複合パネル３で発
電した電力により給水ポンプ５を十分に駆動することが
できる。
れるので、集熱部26内には温水が満たされて空間部は存
在しない。したがって、この集熱部26での蒸発はなく、
かつ、昇温によって塩分が不飽和になり、集熱部26内に
塩分が析出することはない。そして、この昇温した源水
を水頭圧で蒸発タンク２に導いて蒸発させるので、蒸発
タンク２内で濃縮されても詰まる要素はなく、またこの
蒸発した蒸気を凝縮した淡水には塩分は含まれていない
ので、凝縮器４内での塩分析出による詰まりはない。そ
して、系内の源水の流れは水頭圧により行い、給水ポン
プ５は、給水・冷却タンク１に源水を汲み上げるだけの
動力消費であるので、太陽熱・光電池複合パネル３で発
電した電力により給水ポンプ５を十分に駆動することが
できる。
【００３５】また、系内の源水の流れを水頭圧で行うこ
とにより、系内を流れる源水の流動には動力を必要とし
ない。そのために、給水・冷却タンク１、蒸発タンク２
および太陽熱・光電池複合パネル３を最適な場所に設置
し、例えこれらの機器が互いに離れていても、それぞれ
蒸気取出し配管18、入口配管16および出口配管17で接続
すればよく、現地の立地条件に合った装置にそれぞれ設
置することができる。
とにより、系内を流れる源水の流動には動力を必要とし
ない。そのために、給水・冷却タンク１、蒸発タンク２
および太陽熱・光電池複合パネル３を最適な場所に設置
し、例えこれらの機器が互いに離れていても、それぞれ
蒸気取出し配管18、入口配管16および出口配管17で接続
すればよく、現地の立地条件に合った装置にそれぞれ設
置することができる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１の記載に基づいて、発明の詳細
な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却タン
ク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池複合パネルを設け、
給水ポンプにて原水を給水・冷却タンクに給水し、給水
・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用して給
水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル及び
蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの集熱
部で昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸発さ
せ、給水・冷却タンクから、太陽熱・光電池複合パネル
及び蒸発タンクに至る原水の流れは給水・冷却タンク内
に溜められた原水の水頭圧で行うようにし、不確定な太
陽エネルギへの対応を容易にすると共に、更に、サイホ
ン管の原理により、給水・冷却タンク内の水位と蒸発タ
ンク内の水位とがほぼ同じになり、太陽熱・光電池複合
パネルの集熱部内は常時原水で満たされて蒸発空間が形
成されないようにして、集熱部分での蒸発をなくし、か
つ、昇温によって塩分が不飽和になるので、析出した塩
分による詰まりをなくし、これに起因したメンテナンス
をなくして実用性を向上すると共に、淡水化装置の長期
間の運転を可能にすることができる。
な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却タン
ク、蒸発タンク及び太陽熱・光電池複合パネルを設け、
給水ポンプにて原水を給水・冷却タンクに給水し、給水
・冷却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用して給
水・冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル及び
蒸発タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの集熱
部で昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸発さ
せ、給水・冷却タンクから、太陽熱・光電池複合パネル
及び蒸発タンクに至る原水の流れは給水・冷却タンク内
に溜められた原水の水頭圧で行うようにし、不確定な太
陽エネルギへの対応を容易にすると共に、更に、サイホ
ン管の原理により、給水・冷却タンク内の水位と蒸発タ
ンク内の水位とがほぼ同じになり、太陽熱・光電池複合
パネルの集熱部内は常時原水で満たされて蒸発空間が形
成されないようにして、集熱部分での蒸発をなくし、か
つ、昇温によって塩分が不飽和になるので、析出した塩
分による詰まりをなくし、これに起因したメンテナンス
をなくして実用性を向上すると共に、淡水化装置の長期
間の運転を可能にすることができる。
【００３７】そして、この昇温した原水を水頭圧で蒸発
タンクに導いて蒸発させ、蒸発タンク内で凝縮されても
配管やポンプのような詰まる要素はなく、またこの蒸発
した蒸気を凝縮した淡水には塩分や砂等の不純物は含ま
れていないことから、塩分の析出による詰まりに起因し
たメンテナンスをなくして、実用性を向上すると共に、
長期間の運転を可能にすることができる。そして、給水
ポンプは、給水・冷却タンクに汲み上げるだけの動力消
費にして、太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力に
より給水ポンプを十分に駆動することができるので、太
陽熱・光複合パネルを小型化することができ、開発途上
国等への実用性を高めることができる。また、給水・冷
却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用して給水・
冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル及び蒸発
タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの集熱部で
昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸発させ、
給水・冷却タンクから、太陽熱・光電池複合パネル及び
蒸発タンクに至る原水の流れは給水・冷却タンク内に溜
められた原水の水頭圧で行うようにしたので、給水ポン
プが何らかの原因で動かなくなっても、給水・冷却タン
ク内に原水が溜められていれば運転を続行することがで
き、開発途上国等への実用性を高めることができる。
タンクに導いて蒸発させ、蒸発タンク内で凝縮されても
配管やポンプのような詰まる要素はなく、またこの蒸発
した蒸気を凝縮した淡水には塩分や砂等の不純物は含ま
れていないことから、塩分の析出による詰まりに起因し
たメンテナンスをなくして、実用性を向上すると共に、
長期間の運転を可能にすることができる。そして、給水
ポンプは、給水・冷却タンクに汲み上げるだけの動力消
費にして、太陽熱・光電池複合パネルで発電した電力に
より給水ポンプを十分に駆動することができるので、太
陽熱・光複合パネルを小型化することができ、開発途上
国等への実用性を高めることができる。また、給水・冷
却タンク内に溜められた原水の水頭圧を利用して給水・
冷却タンク内の水を太陽熱・光電池複合パネル及び蒸発
タンクに導いて、太陽熱・光電池複合パネルの集熱部で
昇温し、この昇温した原水を蒸発タンク内で蒸発させ、
給水・冷却タンクから、太陽熱・光電池複合パネル及び
蒸発タンクに至る原水の流れは給水・冷却タンク内に溜
められた原水の水頭圧で行うようにしたので、給水ポン
プが何らかの原因で動かなくなっても、給水・冷却タン
ク内に原水が溜められていれば運転を続行することがで
き、開発途上国等への実用性を高めることができる。
【００３８】次に、請求項２の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで蒸発した蒸気を
この凝縮器に導き凝縮し、淡水を得る。開放型の給水・
冷却タンクは給水の気化潜熱により、低温に保たれると
共に、給水・冷却タンク内の源水を昇温するようにした
ので、熱の有効利用を図り得る。
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで蒸発した蒸気を
この凝縮器に導き凝縮し、淡水を得る。開放型の給水・
冷却タンクは給水の気化潜熱により、低温に保たれると
共に、給水・冷却タンク内の源水を昇温するようにした
ので、熱の有効利用を図り得る。
【００３９】次に、請求項３の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、蒸発タンク
の下部に燃焼板を設け、太陽熱の不足分を補うことがで
きるので、不確定な太陽エネルギの変動に対応すること
ができ、かつ、短時間に蒸発を行って淡水化することが
できる。
詳細な説明から把握される本発明によれば、蒸発タンク
の下部に燃焼板を設け、太陽熱の不足分を補うことがで
きるので、不確定な太陽エネルギの変動に対応すること
ができ、かつ、短時間に蒸発を行って淡水化することが
できる。
【００４０】次に、請求項４の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで蒸発した蒸気を
この凝縮器に導いて凝縮し、この凝縮した淡水を密閉に
した淡水タンクに貯留し、淡水タンク内を真空圧にし、
蒸発タンク内を真空圧にして、蒸発を効率よくすること
により、短時間に淡水化することがで、更に低温での蒸
発が可能になって、太陽熱・光電池複合パネルを小型化
することができ、開発途上国等への実用性を高めること
ができる。
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンク内に凝縮器を設け、蒸発タンクで蒸発した蒸気を
この凝縮器に導いて凝縮し、この凝縮した淡水を密閉に
した淡水タンクに貯留し、淡水タンク内を真空圧にし、
蒸発タンク内を真空圧にして、蒸発を効率よくすること
により、短時間に淡水化することがで、更に低温での蒸
発が可能になって、太陽熱・光電池複合パネルを小型化
することができ、開発途上国等への実用性を高めること
ができる。
【００４１】次に、請求項５の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンクの水位を一定に保つためのオ−バ−フロ−を設
け、蒸発タンク内の液位を常に一定にし、連続運転を可
能にすることにより、多量の淡水を作ることができる。
詳細な説明から把握される本発明によれば、給水・冷却
タンクの水位を一定に保つためのオ−バ−フロ−を設
け、蒸発タンク内の液位を常に一定にし、連続運転を可
能にすることにより、多量の淡水を作ることができる。
【００４２】次に、請求項６の記載に基づいて、発明の
詳細な説明から把握される本発明によれば、太陽熱・光
電池複合パネルの集熱面を入手が容易な板ガラスにし、
この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付け、その板ガラ
スを容易に交換することができるようにしたので、開発
途上国等への実用性を高めることができる。
詳細な説明から把握される本発明によれば、太陽熱・光
電池複合パネルの集熱面を入手が容易な板ガラスにし、
この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付け、その板ガラ
スを容易に交換することができるようにしたので、開発
途上国等への実用性を高めることができる。
【図１】本発明の一実施例を示すフロ−図である。
【図２】他の実施例を示すフロ−図である。
【図３】図１および図２における太陽熱・光電池複合パ
ネルの平面図である。
ネルの平面図である。
【図４】図３の太陽熱・光電池複合パネルの一部縦断面
図である。
図である。
【図５】図１および図２における下部ヘッダの縦断面図
である。
である。
１ 給水・冷却タンク ２ 蒸発タンク ３ 太陽熱・光電池複合パネル ４ 凝縮器 ５ 給水ポンプ ６ 淡水タンク ７ 燃焼板 ８ 排水バルブ ９ 水位調整バルブ １０ ドレンバルブ １１ 電気配線 １２ 下部ヘッダ １３ 上部ヘッダ １４ オ−バ−フロ−配管 １５ 給水配管 １６ 入口配管 １７ 出口配管 １８ 蒸気取出し配管 １９ 真空配管 ２０ 集熱面 ２１ 太陽光電池 ２２ ガラス取付け枠 ２３ 板ガラス ２４ パネル ２５ 孔 ２６ 集熱部 ２７ 蓄熱用スチ−ルメッシュ ２８ 蓋板 ２９ 点検用孔
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−136287（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−281562（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−222752（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−79662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−34786（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−31704（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−65186（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/14
Claims (6)
- 【請求項１】 給水・冷却タンク、蒸発タンク及び太陽
熱・光電池複合パネルを設け、給水ポンプにて原水を給
水・冷却タンクに給水し、給水・冷却タンク内に溜めら
れた原水の水頭圧を利用して給水・冷却タンク内の水を
太陽熱・光電池複合パネル及び蒸発タンクに導いて、太
陽熱・光電池複合パネルの集熱部で昇温し、この昇温し
た原水を蒸発タンク内で蒸発させ、この蒸発した蒸気を
凝縮して淡水にすると共に、太陽熱・光電池複合パネル
で発電した電力により給水ポンプを駆動することを特徴
とする太陽熱および光電池ハイブリッド型淡水化装置。 - 【請求項２】 給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸
発タンクで蒸発した蒸気を該凝縮器に導き凝縮すること
を特徴とする請求項１に記載の太陽熱および光電池ハイ
ブリット型淡水化装置。 - 【請求項３】 蒸発タンクの下部に燃焼板を設けたこと
を特徴とする請求項１または２に記載の太陽熱および光
電池ハイブリッド型淡水化装置。 - 【請求項４】 給水・冷却タンク内に凝縮器を設け、蒸
発タンクで蒸発した蒸気を該凝縮器に導いて凝縮し、該
凝縮した淡水を密閉にした淡水タンクに貯留し、該淡水
タンク内を真空圧にすることを特徴とする請求項１、
２、３にそれぞれ記載の太陽熱および光電池ハイブリッ
ド型淡水化装置。 - 【請求項５】給水・冷却タンクの水位を一定に保つため
のオーバーフローを設けたことを特徴とする請求項１、
２、３、４にそれぞれ記載の太陽熱および光電池ハイブリ
ッド型淡水化装置。 - 【請求項６】 太陽熱・光電池複合パネルの集熱面を板
ガラスにし、この板ガラスを着脱可能に集熱部に取付た
ことを特徴とする請求項１、２、３、４および５にそれぞ
れ記載の太陽熱および光電池ハイブリッド型淡水化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266099A JP3358057B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25266099A JP3358057B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001070929A JP2001070929A (ja) | 2001-03-21 |
| JP3358057B2 true JP3358057B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=17240461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25266099A Expired - Fee Related JP3358057B2 (ja) | 1999-09-07 | 1999-09-07 | 太陽熱および光電池ハイブリット型淡水化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3358057B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| AT507782B1 (de) * | 2009-01-26 | 2010-08-15 | 4Elementsoe Invent Gmbh | Portable, solarthermische vorrichtung zur herstellung von frischwasser aus abwässern oder salzwasser |
| KR20100102902A (ko) * | 2009-03-12 | 2010-09-27 | 경상대학교산학협력단 | 태양 에너지를 이용한 청수 제조장치 및 청수 제조방법 |
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| WO2014121308A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-14 | Hakobyan Arsen | Water separation by membrane distillation and photovoltaic electricity |
| JP2016049480A (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-11 | 實野 孝久 | 太陽熱を用いた淡水化装置 |
| CN110776034A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-02-11 | 天津市海跃水处理高科技有限公司 | 一种模块化太阳能蒸馏淡化装置 |
-
1999
- 1999-09-07 JP JP25266099A patent/JP3358057B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001070929A (ja) | 2001-03-21 |
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