JP3429385B2 - Seawater desalination equipment - Google Patents

Seawater desalination equipment

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JP3429385B2
JP3429385B2 JP08427195A JP8427195A JP3429385B2 JP 3429385 B2 JP3429385 B2 JP 3429385B2 JP 08427195 A JP08427195 A JP 08427195A JP 8427195 A JP8427195 A JP 8427195A JP 3429385 B2 JP3429385 B2 JP 3429385B2
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  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、海水を淡水化するため
の海水淡水化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a seawater desalination apparatus for desalination of seawater.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、海水を淡水化して淡水の安定
供給を図りたいという要請がある。さらに、太陽エネル
ギーのみを利用して海水を淡水化する所謂自立型のシス
テムとして成立させたいという要請もある。そこで、こ
のような要請に応えるものとして、従来では、太陽エネ
ルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置があり、以下に
簡単に説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been a demand for desalination of seawater to ensure a stable supply of fresh water. Furthermore, there is also a demand to establish a so-called self-sustaining system that desalinates seawater using only solar energy. Therefore, in order to meet such a demand, conventionally, there is a basin-type seawater desalination apparatus utilizing solar energy, which will be briefly described below.

【0003】図5に示されるように、この海水淡水化装
置100は、面積の大きい水槽のような水盤(Basi
n)102を備えている。水盤102の底面下方には、
断熱層104(又は乾燥砂)が配設されている。このた
め、水盤102の底面は黒色を呈している。また、水盤
102の一側部には塩水供給口106が配設されてお
り、この塩水供給口106から海水が水盤102内に供
給されるようになっている。
As shown in FIG. 5, this seawater desalination apparatus 100 has a basin (basi) such as a tank having a large area.
n) 102. Below the bottom of the basin 102,
A heat insulating layer 104 (or dry sand) is provided. Therefore, the bottom surface of the basin 102 has a black color. A salt water supply port 106 is provided on one side of the basin 102, and seawater is supplied from the salt water supply port 106 into the basin 102.

【0004】上述した水盤102の上方には、家屋状に
組まれたフレーム108が架設されている。このフレー
ム108の屋根部には、ガラス等によって構成された透
明カバー110が張られている。また、フレーム108
が架設された状態では、フレーム108の両側部と水盤
102の両側部との間に側溝112がそれぞれ設けられ
ている。双方の側溝は相互に連通されており、一方の側
溝112には淡水取出口114が設けられている。
Above the above-mentioned basin 102, a frame 108 assembled like a house is installed. A transparent cover 110 made of glass or the like is stretched over the roof of the frame 108. Also, the frame 108
In the state in which the is installed, side grooves 112 are provided between both side portions of the frame 108 and both side portions of the basin 102, respectively. Both side grooves are communicated with each other, and one side groove 112 is provided with a fresh water outlet 114.

【0005】上記構成によれば、水盤102の水盤面
(黒色)によって太陽熱が吸収されると、内部に貯水さ
れた海水が加熱されて蒸発する。蒸発した水蒸気は上昇
し、透明カバー110のガラス面に到達する。ガラス面
に到達した水蒸気は外気によって冷却されて凝縮し、屋
根勾配に沿って流下していく。この結果、水滴が側溝1
12内に集水され、淡水取出口114から取り出され
る。
With the above structure, when the basin surface (black) of the basin 102 absorbs solar heat, the seawater stored inside is heated and evaporated. The vaporized water vapor rises and reaches the glass surface of the transparent cover 110. The water vapor that reaches the glass surface is cooled by the outside air, condenses, and flows down along the roof slope. As a result, water droplets are formed on the gutter 1.
Water is collected in 12 and taken out from the fresh water outlet 114.

【0006】なお、上記工程が繰り返されると、蒸発し
た水分量だけ水盤102内の海水の水位が下がると共に
塩分濃度が上昇する。このため、ある程度の水位に達す
ると、水盤102底部に連通されたブライン排出管11
6から高濃度海水が排出されると共に新規に海水が塩水
供給口106から水盤102内に供給される。
When the above steps are repeated, the seawater level in the basin 102 is lowered by the amount of the evaporated water and the salt concentration is increased. Therefore, when the water level reaches a certain level, the brine discharge pipe 11 communicated with the bottom of the basin 102.
High-concentration seawater is discharged from 6, and seawater is newly supplied into the basin 102 from the salt water supply port 106.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た太陽エネルギー利用ベイズン型の海水淡水化装置10
0による場合、構造に起因して周囲への放熱等による熱
損失が多く淡水化に利用される熱の利用効率が低いこと
から、造水効率が低いという問題がある。このため、従
来では、水盤102の面積を大きくすることで造水効率
の低さを補っていた。
However, the above-mentioned basin-type seawater desalination apparatus utilizing solar energy 10 is used.
In the case of 0, there is a problem that the water production efficiency is low because the heat loss due to heat radiation to the surroundings due to the structure is large and the utilization efficiency of the heat used for desalination is low. For this reason, conventionally, the area of the basin 102 is increased to compensate for the low efficiency of water production.

【0008】本発明は上記事実を考慮し、造水効率を向
上させることができる海水淡水化装置を得ることが目的
である。
In view of the above facts, the present invention has an object to obtain a seawater desalination apparatus capable of improving the efficiency of water production.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明に
係る海水淡水化装置は、採光された太陽光を熱源として
水盤内に貯水された海水を温海水にすると共に水蒸気を
生成させ、生成水蒸気を凝縮することにより生じた水滴
を集取水する第1海水淡水化手段と、水盤の底面に疎水
性多孔質膜を配置すると共に更にその下方に冷海水を送
給する冷海水送給手段を設け、温海水と冷海水との温度
差により冷海水送給手段の表面に凝縮して生じた水滴を
集取水する第2海水淡水化手段と、を有することを特徴
としている。
The seawater desalination apparatus according to the present invention as set forth in claim 1 uses the sunlight that is lit as a heat source to turn the seawater stored in the basin into warm seawater and to generate steam. First seawater desalination means for collecting and collecting water droplets generated by condensing generated steam, and cold seawater feeding means for arranging a hydrophobic porous membrane on the bottom surface of the basin and further feeding cold seawater therebelow And a second seawater desalination means for collecting and collecting water droplets generated by condensation on the surface of the cold seawater feeding means due to the temperature difference between the warm seawater and the cold seawater.

【0010】請求項2記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、傾斜状態で配置され太陽光を採光する採光体と、
この採光体の下方に配置され採光された太陽光によって
加熱された温海水を貯水すると共に水蒸気を生成させる
水盤と、この水盤で生成された水蒸気が採光体の表面で
凝縮することにより生じた水滴を集水する第1集水部
と、この第1集水部に集水された淡水を取水する第1取
水手段と、を含んで構成される第1海水淡水化手段と、
水盤の底面に配置された疎水性多孔質膜と、この疎水性
多孔質膜の下方に配置され冷海水を送給する冷海水送給
手段と、この冷海水供給手段の表面に凝縮した水滴を集
水する第2集水部と、この第2集水部に集水された淡水
を取水する第2取水手段と、を含んで構成される第2海
水淡水化手段と、を有することを特徴としている。
A seawater desalination apparatus according to a second aspect of the present invention includes a daylighting body which is arranged in an inclined state and which shines sunlight.
A basin that is placed below the lighting body to store warm seawater heated by the sunlight that is lit and to generate steam, and a water droplet generated by condensation of the steam generated in the basin on the surface of the lighting body. A first seawater desalination unit configured to include a first water collection unit that collects water, and a first water intake unit that collects fresh water collected in the first water collection unit,
The hydrophobic porous membrane arranged on the bottom surface of the basin, the cold seawater feeding means arranged below the hydrophobic porous membrane for feeding cold seawater, and the water droplets condensed on the surface of the cold seawater feeding means A second seawater desalination unit configured to include a second water collection unit for collecting water and a second water intake unit for collecting fresh water collected in the second water collection unit. I am trying.

【0011】請求項3記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、請求項2記載の本発明において、前記第1海水淡
水化手段と前記第2海水淡水化手段とを、ユニット化し
た、ことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the seawater desalination apparatus according to the second aspect, the first seawater desalination means and the second seawater desalination means are unitized. Is characterized by.

【0012】請求項4記載の本発明に係る海水淡水化装
置は、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の本発明
において、前記水盤内に貯水された温海水を循環パイプ
ラインによって循環させた、ことを特徴としている。
A seawater desalination apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the seawater desalination apparatus according to any one of the first to third aspects, in which warm seawater stored in the basin is circulated by a circulation pipeline. The feature is that

【0013】[0013]

【作用】請求項1記載の本発明によれば、まず、第1海
水淡水化手段によって、採光された太陽光が熱源とされ
て水盤内に貯水された海水が温海水にされる。このと
き、温海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は凝
縮されて水滴となり、この水滴即ち淡水が集水されて取
水される。
According to the first aspect of the present invention, first, the seawater stored in the basin is turned into warm seawater by the first seawater desalination means by using the sunlight that is collected as a heat source. At this time, part of the warm seawater becomes steam. The generated water vapor is condensed into water droplets, and the water droplets, that is, fresh water, are collected and taken.

【0014】一方、水盤の底面には疎水性多孔質膜が配
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。そして、
この水滴、即ち淡水が集水されて取水される。
On the other hand, a hydrophobic porous membrane is arranged on the bottom surface of the basin, and cold seawater feeding means for feeding cold seawater is further provided below it. Therefore, water vapor is generated and moves due to the temperature difference between the warm seawater and the cold seawater, and is condensed on the surface of the cold seawater feeding means and adheres as water drops. And
This water drop, that is, fresh water, is collected and taken.

【0015】すなわち、本発明によれば、第1海水淡水
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第2海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
That is, according to the present invention, not only fresh water is taken in by the first seawater desalination means, but also fresh water is taken in by the second seawater desalination means. Therefore, the efficiency of water production is improved.

【0016】請求項2記載の本発明によれば、まず、第
1海水淡水化手段の採光体によって太陽光が採光され
る。この採光体の下方には水盤が配置されており、採光
された太陽光によって水盤内に貯水された海水が加熱さ
れて温海水とされる。このとき、水盤内に貯水された温
海水の一部が水蒸気となる。この生成水蒸気は傾斜状態
で配置された採光体の表面で凝縮されて水滴となる。こ
の水滴即ち淡水は採光体の傾斜方向に沿って流下し、第
1集水部によって集水される。その後、第1取水手段に
よって集水された淡水が取水される。
According to the second aspect of the present invention, first, the sunlight is lit by the lighting body of the first seawater desalination means. A basin is arranged below the daylighting body, and the seawater stored in the basin is heated by the sunlight to be turned into warm seawater. At this time, part of the warm seawater stored in the basin becomes steam. The generated water vapor is condensed on the surface of the daylighting body arranged in an inclined state to form water droplets. The water droplets, that is, fresh water, flows down along the inclination direction of the lighting body and is collected by the first water collecting section. Then, the fresh water collected by the first water intake means is taken.

【0017】一方、水盤の底面には疎水性多孔質膜が配
置されており、更にその下方には冷海水を送給する冷海
水送給手段が設けられている。このため、温海水と冷海
水との温度差により水蒸気が発生及び移動し、冷海水送
給手段の表面で凝縮して水滴として付着する。その後、
第2取水手段によって集水された淡水が取水される。
On the other hand, a hydrophobic porous membrane is arranged on the bottom surface of the basin, and a cold seawater feeding means for feeding cold seawater is further provided below the hydrophobic porous membrane. Therefore, water vapor is generated and moves due to the temperature difference between the warm seawater and the cold seawater, and is condensed on the surface of the cold seawater feeding means and adheres as water drops. afterwards,
The fresh water collected by the second water intake means is taken.

【0018】すなわち、本発明によれば、第1海水淡水
化手段によって淡水が取水されるだけでなく、第2海水
淡水化手段によっても淡水が取水される。このため、造
水効率が向上される。
That is, according to the present invention, not only the fresh water is taken in by the first seawater desalination means, but also the fresh water is taken in by the second seawater desalination means. Therefore, the efficiency of water production is improved.

【0019】請求項3記載の本発明によれば、請求項1
又は請求項2記載の本発明において、第1海水淡水化手
段と第2海水淡水化手段とをユニット化したので、現場
施工作業が殆ど不要になる。
According to the present invention of claim 3, claim 1
Alternatively, in the present invention according to claim 2, since the first seawater desalination means and the second seawater desalination means are unitized, almost no on-site construction work is required.

【0020】請求項4記載の本発明によれば、請求項1
乃至請求項3のいずれかに記載の本発明において、水盤
内に貯水された温海水を循環パイプラインによって循環
させたので、温海水の余熱を再利用することができる。
このため、太陽電池の電力消費量を抑えることができ、
省エネルギー化に資する。
According to the invention of claim 4, claim 1
In the present invention according to any one of claims 3 to 3, since the warm seawater stored in the basin is circulated by the circulation pipeline, the residual heat of the warm seawater can be reused.
Therefore, the power consumption of the solar cell can be suppressed,
Contributes to energy saving.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図1〜図4を用いて、本発明の一実施
例について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】図1には太陽エネルギー利用型の海水淡水
化装置10の縦断面構造が制御システムと共に示されて
おり、又図2にはその2−2線に沿った断面構造が示さ
れている。
FIG. 1 shows a longitudinal sectional structure of a solar energy desalination apparatus 10 together with a control system, and FIG. 2 shows a sectional structure taken along line 2-2 thereof. .

【0023】これらの図に示されるように、海水淡水化
装置10は、ボックス状に組まれた内部中空の基台12
を備えている。この基台12の上部周囲には、断面L字
形とされた支持体14が固定されている。なお、支持体
14は、例えば、ステンレスを断面L字形となるように
組んで内部に発泡材等の断熱材を充填することにより構
成されている。
As shown in these figures, the seawater desalination apparatus 10 includes a box-shaped base 12 having a hollow interior.
Is equipped with. A support 14 having an L-shaped cross section is fixed around the upper portion of the base 12. The support 14 is formed by, for example, assembling stainless steel so as to have an L-shaped cross section and filling the inside with a heat insulating material such as a foam material.

【0024】上述した支持体14が基台12の上部周囲
に配置されたことにより、支持体14の内部には収容上
部16及び収容下部18が形成されている。収容上部1
6は収容下部18よりも平面視で一回り大きく形成され
ており、その底部近傍には温海水入口部20が突出形成
されている。また、収容下部18側の所定部位には、温
海水出口部22が突出形成されている。これらの収容上
部16及び収容下部18が、水盤(Basin)として
機能する。なお、水盤の底面には所定の勾配が付けられ
ているが、これは後述する冷却管30の表面に凝縮した
淡水の水滴を淡水出口部41に向かわせるためである。
Since the above-mentioned support body 14 is arranged around the upper portion of the base 12, a storage upper portion 16 and a storage lower portion 18 are formed inside the support body 14. Upper part 1
6 is formed to be slightly larger than the housing lower portion 18 in a plan view, and a warm seawater inlet portion 20 is formed in the vicinity of its bottom portion so as to project. In addition, a warm seawater outlet 22 is formed at a predetermined portion on the housing lower portion 18 side so as to project. The accommodation upper part 16 and the accommodation lower part 18 function as a basin. It should be noted that the bottom surface of the basin is provided with a predetermined gradient in order to direct the water droplets of fresh water condensed on the surface of the cooling pipe 30 described later toward the fresh water outlet portion 41.

【0025】また、収容上部16の上端面には所定勾配
の屋根形状とされた採光体24が固定されており、この
採光体24によって太陽光が採光されるようになってい
る。なお、採光体24の材質としては、アクリルやガラ
ス板等が用いられている。採光体24の傾斜方向下流側
の端部付近(収容上部16における互いに対向する内壁
面上部)には、一対の樋状の補集水受26が配設されて
いる。各補集水受26には、内部に淡水が集水された場
合にこの淡水が自然流下可能な程度に勾配が付けられて
いる。補集水受26の傾斜方向下流側の端部には、ノズ
ル状の淡水出口部28が設けられている。この淡水出口
部28は支持体14の壁面を貫通して外部に露出されて
おり、図示しないホース等が取り付けられて適宜箇所に
設置された貯水タンク等に導水するようになっている。
Further, a daylighting body 24 in the shape of a roof having a predetermined slope is fixed to the upper end surface of the housing upper portion 16, and the daylighting body 24 is adapted to illuminate sunlight. As the material of the daylighting body 24, acrylic, glass plate or the like is used. A pair of gutter-shaped supplementary water receivers 26 are provided near the end portion of the daylighting body 24 on the downstream side in the inclination direction (upper inner wall surfaces of the accommodation upper portion 16 facing each other). Each of the supplementary water receivers 26 is provided with a gradient so that when the fresh water is collected inside, the fresh water can flow down naturally. A nozzle-shaped fresh water outlet 28 is provided at the downstream end of the supplementary water receiver 26 in the inclination direction. The fresh water outlet portion 28 penetrates the wall surface of the support 14 and is exposed to the outside, and a hose or the like (not shown) is attached to the fresh water outlet portion 28 so as to conduct water to a water storage tank or the like installed at an appropriate location.

【0026】一方、収容下部18の底部には、図3にも
示されるように、扁平矩形管状の冷却管30が配設され
ている。冷却管30には傾斜が付けられており、傾斜方
向下流側の端部(即ち、温海水出口部22の下方)に
は、冷却水入口部32が突出形成されている。また、冷
却管30の傾斜方向上流側の端部(即ち、温海水入口部
20の下方)には、冷却水出口部34が突出形成されて
いる。この例では、温海水と冷却水とで入口、出口を逆
にしている(向流型)が、入口、出口を同じ方向にして
(並流型)も問題はない。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a flat rectangular tubular cooling pipe 30 is arranged at the bottom of the housing lower portion 18. The cooling pipe 30 is inclined, and a cooling water inlet 32 is projectingly formed at an end portion on the downstream side in the inclination direction (that is, below the warm seawater outlet 22). In addition, a cooling water outlet 34 is formed in a protruding manner at the end of the cooling pipe 30 on the upstream side in the inclination direction (that is, below the warm seawater inlet 20). In this example, the inlet and the outlet of the warm seawater and the cooling water are reversed (countercurrent type), but there is no problem if the inlet and the outlet are in the same direction (cocurrent type).

【0027】上述した冷却管30の上端面上には、膜フ
レーム36が載置されている。図3及び図4に示される
ように、膜フレーム36は、矩形枠状のフレーム38
と、このフレーム38の内部開口部分に張りつけられた
膜40(図3では、破線によって図示)と、によって構
成されている。なお、この膜40としては、疎水性多孔
質膜が用いられている。従って、この膜40は、水は通
さないが水蒸気であれば通す。上述した膜フレーム36
は、フレーム38の開口部分(膜40の直下)に配置さ
れた網状のセパレータ39を介して冷却管30の上端面
に固定されている。なお、このセパレータ39は、冷却
管30の表面(上端面)と膜40との間隔を均一に保持
する機能を有する。
A film frame 36 is mounted on the upper end surface of the cooling pipe 30 described above. As shown in FIGS. 3 and 4, the membrane frame 36 has a rectangular frame 38.
And a film 40 (illustrated by a broken line in FIG. 3) attached to the internal opening of the frame 38. As the film 40, a hydrophobic porous film is used. Therefore, this membrane 40 is impermeable to water but permeable to water vapor. Membrane frame 36 described above
Are fixed to the upper end surface of the cooling pipe 30 via a mesh-like separator 39 arranged in the opening portion (immediately below the film 40) of the frame 38. The separator 39 has a function of uniformly maintaining the distance between the surface (upper end surface) of the cooling pipe 30 and the film 40.

【0028】また、膜フレーム36の傾斜方向下流側の
端部付近には、パイプ状の淡水出口部41が下向きに配
設されている。この淡水出口部41には図示しないホー
ス等が取り付けられて適宜箇所に設置された貯水タンク
に淡水を導水するようになっている。
Further, a pipe-shaped fresh water outlet 41 is disposed downward near the end of the membrane frame 36 on the downstream side in the inclination direction. A hose or the like (not shown) is attached to the fresh water outlet portion 41 to introduce fresh water into a water storage tank installed at an appropriate location.

【0029】次に、制御システムの構成について説明す
る。図1に示されるように、海水取水部42はパイプラ
インAによって温海水入口部20と接続されている。こ
のパイプラインAの途中には、モータ44によって駆動
される三方弁46が配設されている。また、海水取水部
42と三方弁46との間には、取水ポンプ48が配設さ
れていると共に前処理フィルタ50が配設されている。
Next, the structure of the control system will be described. As shown in FIG. 1, the seawater intake part 42 is connected to the warm seawater inlet part 20 by a pipeline A. In the middle of this pipeline A, a three-way valve 46 driven by a motor 44 is arranged. A water intake pump 48 and a pretreatment filter 50 are arranged between the seawater intake part 42 and the three-way valve 46.

【0030】一方、温海水入口部20と温海水出口部2
2とは、パイプラインBによって接続されている。これ
により、温海水入口部20と温海水出口部22とは閉ル
ープ化され、循環パイプラインを構成している。この循
環パイプラインであるパイプラインBと前述したパイプ
ラインAとの接続部には、モータ52によって駆動され
る三方弁54が配設されている。これにより、必要に応
じてパイプラインが変更されるようになっている。さら
に、パイプラインBの途中には、循環ポンプ56が配設
されていると共に、モータ58によって駆動される三方
弁60が配設されている。
On the other hand, the warm seawater inlet 20 and the warm seawater outlet 2
2 is connected by a pipeline B. Thereby, the warm seawater inlet part 20 and the warm seawater outlet part 22 are closed loop, and constitute the circulation pipeline. A three-way valve 54 driven by a motor 52 is arranged at a connecting portion between the pipeline B which is the circulation pipeline and the pipeline A described above. This allows the pipeline to be changed as needed. Further, in the middle of the pipeline B, a circulation pump 56 is arranged, and a three-way valve 60 driven by a motor 58 is arranged.

【0031】さらに、水盤内には、水盤内の水位を検出
するためのレベルセンサ62が配設されている。レベル
センサ62の検出信号は、太陽電池64と接続された制
御盤66に出力されている。制御盤66では、上述した
取水ポンプ48、循環ポンプ56、及びモータ44、5
2、58の駆動を制御している。
Further, a level sensor 62 for detecting the water level in the basin is provided in the basin. The detection signal of the level sensor 62 is output to the control panel 66 connected to the solar cell 64. In the control panel 66, the intake pump 48, the circulation pump 56, and the motors 44, 5 described above are provided.
The drive of 2, 58 is controlled.

【0032】次に、本実施例の作用を説明する。作動前
の初期状態では、三方弁46、54、60はそれぞれ実
線矢印方向を送給方向としてセットされている。この状
態で、制御盤66から取水ポンプ48に取水信号が出力
される。これにより、取水ポンプ48が駆動して海水取
水部42から通常の海水が取水される。取水ポンプ48
によって取水された海水は前処理フィルタ50を通る際
に、海水中に含有される不純物(浮遊生物や藻等)が除
去される。その後、海水はパイプラインAを経由して三
方弁54から温海水入口部20へ送給される。温海水入
口部20から導入された海水(この時点では温海水では
ない)は、収容下部18、更には収容上部16(即ち、
水盤)内に貯水される。なお、このときの水盤内の海水
の水位はレベルセンサ62によって検出されて、常時制
御盤66に出力されている。このようにして、水盤内に
ある程度の海水が貯水されたら、制御盤66から三方弁
46に流路切換信号が出力される。これにより、三方弁
46の流路が破線矢印方向へ切り換えられる。この結
果、取水ポンプ48によって汲み上げられた海水は、冷
却管30の冷却水入口部32内へそのまま導水される。
なお、導水された冷却水(通常の海水)は、冷却水出口
部32(或いはこれにホース等を取り付けている場合に
は所望の箇所)から排出される。
Next, the operation of this embodiment will be described. In the initial state before operation, the three-way valves 46, 54, 60 are set so that the solid arrow directions are the feed directions. In this state, a water intake signal is output from the control panel 66 to the water intake pump 48. As a result, the water intake pump 48 is driven and normal seawater is taken from the seawater intake part 42. Intake pump 48
When the seawater taken in by the water passes through the pretreatment filter 50, impurities (suspended organisms, algae, etc.) contained in the seawater are removed. After that, seawater is sent from the three-way valve 54 to the warm seawater inlet 20 via the pipeline A. The seawater introduced from the warm seawater inlet 20 (not warm seawater at this point) is stored in the storage lower part 18, and further in the storage upper part 16 (that is,
Water is stored in the basin). The level of seawater in the basin at this time is detected by the level sensor 62 and is constantly output to the control panel 66. In this way, when a certain amount of seawater is stored in the basin, the control panel 66 outputs a flow path switching signal to the three-way valve 46. As a result, the flow path of the three-way valve 46 is switched in the direction of the dashed arrow. As a result, the seawater pumped up by the water intake pump 48 is directly introduced into the cooling water inlet portion 32 of the cooling pipe 30.
The introduced cooling water (normal seawater) is discharged from the cooling water outlet portion 32 (or a desired portion when a hose or the like is attached to the cooling water outlet portion 32).

【0033】上述した工程がなされている間にも、採光
体24によって太陽光が採光されて水盤内に貯水された
海水が加熱される。これにより、海水は温海水となる。
そして、適温となった時点(この適温を検出するために
水温センサを配設しておくのが好ましい)で、制御盤6
6から三方弁54に流路切換信号が出力される。このた
め、三方弁54は、破線矢印方向に流路が切り換えられ
る。なお、この際、三方弁60については、そのまま実
線矢印方向を流路方向としている。この状態で、制御盤
66から循環ポンプ56に循環駆動信号が出力される。
これにより、水盤内の温海水が循環パイプラインである
パイプラインBに沿って循環される。
Even during the above-described steps, the daylight 24 illuminates the sunlight to heat the seawater stored in the basin. As a result, the seawater becomes warm seawater.
Then, at the time when the temperature reaches an appropriate temperature (it is preferable to provide a water temperature sensor to detect the appropriate temperature), the control panel 6
A flow path switching signal is output from 6 to the three-way valve 54. Therefore, the flow path of the three-way valve 54 is switched in the direction of the broken arrow. At this time, for the three-way valve 60, the direction of the solid arrow is as it is as the flow path direction. In this state, the control panel 66 outputs a circulation drive signal to the circulation pump 56.
Thereby, the warm seawater in the basin is circulated along the pipeline B which is a circulation pipeline.

【0034】ここで、水盤内の温海水は所定温度に達す
ると、水蒸気が発生する。この水蒸気は上昇して採光体
24の裏面にて冷却される。このため、水蒸気は凝縮し
て水滴となり、採光体24の傾斜面に沿って流下してい
く。流下してきた水滴(即ち、淡水)は補集水受26に
よって集水された後、淡水出口部28から排出されて取
水される。
Here, when the warm seawater in the basin reaches a predetermined temperature, steam is generated. This water vapor rises and is cooled on the back surface of the daylighting body 24. Therefore, the water vapor condenses into water droplets and flows down along the inclined surface of the daylighting body 24. The water droplets (that is, fresh water) that have flowed down are collected by the supplementary collecting water receiver 26, and then discharged from the fresh water outlet portion 28 and taken in.

【0035】その一方で、水盤内の温海水と冷却管30
内の冷却水との温度差により、水蒸気が膜フレーム36
の膜40を透過して冷却管30の表面に移動する。この
ため、水蒸気は冷却管30の表面で凝縮して水滴(即
ち、淡水)となり、淡水出口部41から排出されて取水
される。
On the other hand, the warm seawater in the basin and the cooling pipe 30
Due to the temperature difference with the cooling water inside, water vapor is generated in the film frame 36.
Permeate the film 40 of the above and move to the surface of the cooling pipe 30. Therefore, the water vapor is condensed on the surface of the cooling pipe 30 to form water droplets (that is, fresh water), which is discharged from the fresh water outlet portion 41 and taken in.

【0036】なお、上述した過程で蒸発が続くと、水盤
内の温海水が減量し、温海水の塩分濃度が上昇する。こ
のため、レベルセンサ62で水位を検出し、所定の水位
に達した時点で(例えば、水盤内の水位が初期の1/3
になれば塩分濃度は初期の3倍になるので、この時点
で)、制御盤66から三方弁60に流路切換信号が出力
されて濃縮海水が温海水出口部22から排出される。な
お、排出された濃縮海水は、図示しない造塩装置等に送
り込まれ淡水と塩とに分離される。次に、レベルセンサ
62が水位0の信号を制御盤66に送り、制御盤66か
ら三方弁46に流路切換信号が出力されて再び海水取水
部42から海水が取水されて水盤内へ補充される。
If evaporation continues in the above process, the amount of warm seawater in the basin will decrease, and the salt concentration of the warm seawater will increase. Therefore, when the level sensor 62 detects the water level and reaches a predetermined water level (for example, the water level in the basin is 1/3 of the initial level).
If so, the salt concentration will be three times the initial concentration, so at this point) a flow path switching signal is output from the control panel 66 to the three-way valve 60, and concentrated seawater is discharged from the warm seawater outlet 22. The discharged concentrated seawater is sent to a salt-forming device (not shown) or the like and separated into fresh water and salt. Next, the level sensor 62 sends a signal of water level 0 to the control panel 66, a flow path switching signal is output from the control panel 66 to the three-way valve 46, and seawater is again taken from the seawater intake part 42 and replenished in the basin. It

【0037】このように本実施例では、ベイズン型を利
用して採光体24によって温海水の一部を蒸発させて淡
水を得るだけでなく、パーベーパイレーション(PV)
膜を利用して温海水と冷却水との温度差によって淡水を
得ることができるので、造水効率を倍加させることがで
きる。
As described above, in this embodiment, not only the fresh seawater is obtained by evaporating a part of the warm seawater by the light collector 24 using the basin type but also the pervaporation (PV).
Since fresh water can be obtained by utilizing the temperature difference between the warm seawater and the cooling water using the membrane, the efficiency of water production can be doubled.

【0038】しかも、本実施例によれば、海水淡水化装
置10自体がコンパクトでユニット化されているため、
現場施工作業が殆ど不要になる。この点、従来構造では
造水効率が低いことから、これを補うべく広域面積の海
水淡水化装置を設置する必要があり、基礎造り等にも多
大な現場施工作業が必要になるが、本実施例によれば造
水効率も良くユニット化されているため、極めて現場施
工作業が少なくなる。
Moreover, according to the present embodiment, the seawater desalination apparatus 10 itself is compact and unitized.
On-site construction work is almost unnecessary. In this respect, since the conventional structure has low water production efficiency, it is necessary to install a seawater desalination device in a wide area to compensate for this, and a large amount of on-site construction work is required for foundation construction, etc. According to the example, since the efficiency of water production is unitized, the on-site construction work will be extremely reduced.

【0039】さらに、本実施例によれば、メカニカルな
構成であるため、高圧管理等のメンテナンス要員が不要
となる。このため、メンテナンス性に優れている。従っ
て、ライフライン設備が不十分な地域において特に功を
奏す。
Further, according to the present embodiment, the mechanical construction eliminates the need for maintenance personnel such as high-voltage management. Therefore, the maintainability is excellent. Therefore, it is particularly effective in areas where lifeline facilities are insufficient.

【0040】また、本実施例によれば、水盤内の温海水
を循環パイプラインであるパイプラインBによって循環
させているので、温海水の余熱を再利用することができ
る。このため、太陽電池の電力消費量を抑えることがで
き、省エネルギー化を図ることができる。
Further, according to this embodiment, since the warm seawater in the basin is circulated by the pipeline B which is a circulation pipeline, the residual heat of the warm seawater can be reused. Therefore, the power consumption of the solar cell can be suppressed and energy saving can be achieved.

【0041】さらに、本実施例によれば、膜40の直下
に網状のセパレータ39を配設しているため、膜40に
温海水の重量がかかってたるむのを阻止することがで
き、膜40と冷却管30の上端面との間隔を均一にする
ことができる。
Further, according to the present embodiment, since the net-like separator 39 is arranged immediately below the membrane 40, it is possible to prevent the membrane 40 from being slackened due to the weight of warm seawater. It is possible to make the gap between the cooling pipe 30 and the upper end surface of the cooling pipe 30 uniform.

【0042】なお、本実施例では、採光体24によって
太陽光を採光して水盤内の海水を温海水としたが、より
効率を高めるべく、収容上部16の側面、収容下部18
の側面及び底面、膜フレーム36のフレーム38の表面
等を黒色化してもよい。
In this embodiment, the daylight 24 collects sunlight to turn the seawater in the basin into warm seawater. However, in order to improve the efficiency, the side surface of the upper housing 16 and the lower housing 18 are accommodated.
The side surfaces and the bottom surface, the surface of the frame 38 of the membrane frame 36, and the like may be blackened.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る海水
淡水化装置は、造水効率を向上させることができるとい
う優れた効果を有する。
As described above, the seawater desalination apparatus according to the present invention has an excellent effect that the efficiency of water production can be improved.

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

【図1】本実施例に係る海水淡水化装置の縦断面構造を
制御システムと共に示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a longitudinal sectional structure of a seawater desalination apparatus according to a present embodiment together with a control system.

【図2】図1の2−2線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図3】図1の3−3線断面図である。3 is a sectional view taken along line 3-3 of FIG.

【図4】膜フレームの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a membrane frame.

【図5】従来構造に係る海水淡水化装置の全体構成を示
す全体構成図である。
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing an overall configuration of a seawater desalination apparatus according to a conventional structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 海水淡水化装置 16 収容上部(水盤、第1海水淡水化手段) 18 収容上部(水盤、第1海水淡水化手段) 24 採光体(第1海水淡水化手段) 26 補集水受(第1集水部、第1海水淡水化手段) 28 淡水出口部(第1取水手段、第1海水淡水化手
段) 30 冷却管(冷海水送給手段、第2集水部、第2海
水淡水化手段) 40 膜(疎水性多孔質膜、第2海水淡水化手段) 41 淡水出口部(第2取水手段、第2海水淡水化手
段)
10 Seawater Desalination Device 16 Upper part of storage (basin, first seawater desalination means) 18 Upper part of storage (basin, first seawater desalination means) 24 Daylighting body (first seawater desalination means) 26 Supplementary water receiving (first) Water collection part, first seawater desalination means 28 Desalination outlet part (first water intake means, first seawater desalination means) 30 Cooling pipe (cold seawater supply means, second water collection part, second seawater desalination means) ) 40 membrane (hydrophobic porous membrane, second seawater desalination means) 41 freshwater outlet (second water intake means, second seawater desalination means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−92873(JP,A) 実開 昭54−105046(JP,U) 実開 昭56−34597(JP,U) 実公 昭50−190(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C02F 1/02 - 1/14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-52-92873 (JP, A) Actually open 54-105046 (JP, U) Actually open Sho-56-34597 (JP, U) Actual public 50- 190 (JP, Y1) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C02F 1/02-1/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 採光された太陽光を熱源として水盤内に
貯水された海水を温海水にすると共に水蒸気を生成さ
せ、生成水蒸気を凝縮することにより生じた水滴を集取
水する第1海水淡水化手段と、 水盤の底面に疎水性多孔質膜を配置すると共に更にその
下方に冷海水を送給する冷海水送給手段を設け、温海水
と冷海水との温度差により冷海水送給手段の表面に凝縮
して生じた水滴を集取水する第2海水淡水化手段と、 を有することを特徴とする海水淡水化装置。
1. A first seawater desalination process in which seawater stored in a basin is converted to warm seawater by using the sunlight obtained as a heat source to generate warm water vapor, and water vapor generated by condensing the generated water vapor is collected. Means and a hydrophobic porous membrane on the bottom surface of the basin, and further provided below it with cold seawater feeding means for feeding cold seawater. Due to the temperature difference between the hot seawater and the cold seawater, the cold seawater feeding means A seawater desalination apparatus comprising: a second seawater desalination unit that collects and collects water droplets condensed on the surface.
【請求項2】 傾斜状態で配置され太陽光を採光する採
光体と、この採光体の下方に配置され採光された太陽光
によって加熱された温海水を貯水すると共に水蒸気を生
成させる水盤と、この水盤で生成された水蒸気が採光体
の表面で凝縮することにより生じた水滴を集水する第1
集水部と、この第1集水部に集水された淡水を取水する
第1取水手段と、を含んで構成される第1海水淡水化手
段と、 水盤の底面に配置された疎水性多孔質膜と、この疎水性
多孔質膜の下方に配置され冷海水を送給する冷海水送給
手段と、この冷海水供給手段の表面に凝縮した水滴を集
水する第2集水部と、この第2集水部に集水された淡水
を取水する第2取水手段と、を含んで構成される第2海
水淡水化手段と、 を有することを特徴とする海水淡水化装置。
2. A daylighting body arranged in a tilted state to illuminate sunlight, a basin arranged below the daylighting body to store warm seawater heated by the sunlight, and to generate steam. The first to collect water droplets generated by the water vapor generated in the basin condensing on the surface of the lighting body
A first seawater desalination unit including a water collection unit and a first water intake unit that takes in the fresh water collected in the first water collection unit, and a hydrophobic porous structure arranged on the bottom surface of the basin. A membrane, a cold seawater feeding means arranged below the hydrophobic porous membrane to feed cold seawater, and a second water collecting portion for collecting water droplets condensed on the surface of the cold seawater feeding means, A seawater desalination apparatus comprising: a second seawater desalination unit configured to include a second water intake unit that collects the fresh water collected in the second water collection unit.
【請求項3】 前記第1海水淡水化手段と前記第2海水
淡水化手段とを、ユニット化した、 ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の海水淡水
化装置。
3. The seawater desalination apparatus according to claim 1, wherein the first seawater desalination means and the second seawater desalination means are unitized.
【請求項4】 前記水盤内に貯水された温海水を循環パ
イプラインによって循環させた、 ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記
載の海水淡水化装置。
4. The seawater desalination apparatus according to claim 1, wherein warm seawater stored in the basin is circulated by a circulation pipeline.
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