JP4166464B2 - 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム - Google Patents
海水淡水化装置付き浸透圧発電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP4166464B2 JP4166464B2 JP2001375185A JP2001375185A JP4166464B2 JP 4166464 B2 JP4166464 B2 JP 4166464B2 JP 2001375185 A JP2001375185 A JP 2001375185A JP 2001375185 A JP2001375185 A JP 2001375185A JP 4166464 B2 JP4166464 B2 JP 4166464B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- seawater
- water
- power generation
- semipermeable membrane
- desalination
- 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 - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/124—Water desalination
- Y02A20/131—Reverse-osmosis
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置が実用化されている。逆浸透圧を利用する海水淡水化装置では、海水を高圧で半透膜内部に送り込み、半透膜の表面から淡水を抽出するシステムになっており、淡水が抽出された濃縮海水は塩分濃度が通常の海水に比べて２倍程度に濃くなる。
ところで、半透膜を通じて海水から淡水を抽出する際には、海水を高圧にするための圧力エネルギーが必要となり、いわゆる逆浸透圧エネルギーが消費されることになる。これに対して、淡水抽出時に同時に生成された濃縮海水にこれよりも濃度の薄い海水や淡水を半透膜を介して接すると、濃度の薄い海水や淡水から正浸透圧により水分が濃縮海水側に移動する。つまり、逆浸透圧エネルギーが消費されて淡水が抽出された濃縮海水はこれより薄い海水や淡水に対して正浸透圧エネルギーを有すると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の逆浸透圧を利用した海水淡水化装置においては、半透膜を通じて海水から淡水を抽出する際に同時に生成された濃縮海水は、これより薄い海水や淡水に対して正浸透圧エネルギーを有するにも係ず、何ら利用されることなく、廃棄されている。
また、廃棄される濃縮海水は、通常、海に排出されるが、海水の塩分濃度の２倍程あるため、そのまま海に排出すると、排出される付近の海水濃度が高まって生態系に悪影響を与える恐れがある。このため、廃棄される濃縮海水に例えば未浄化の淡水や下水用の淡水などを混合してその塩分濃度を下げて海に排出する必要があった。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置で海水から淡水を抽出する際に同時に生成された濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電すると共に、濃縮海水の塩分濃度を下げて海に排出することのできる海水淡水化装置付き浸透圧発電システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置から海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水を浸透圧発電装置に排水する濃縮海水排水管を配設し、海水淡水化装置から排水される濃縮海水の正浸透圧エネルギーを利用して発電する浸透圧発電装置を設置すると共に、当該浸透圧発電装置を、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分される発電用半透膜透過器と、上流側が上記濃縮海水排水管側に接続され下流側が上記発電用半透膜透過器の高濃度側に接続される濃縮海水導入管と、上記発電用半透膜透過器の高濃度側に上流側が接続され発電用水を送水する発電用水送水管と、該発電用水送水管に接続され送水される発電用水で発電する水流発電機と、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され上記発電用半透膜透過器の低濃度側に下流側が接続される希釈水導入管と、から少なくとも構成すると共に、上記発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水管の上流側を接続し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、上記発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避する手段よりなるものである。
【０００７】
ここで、請求項１の発明の好ましい態様として、濃縮海水排水管の途中には水流発電機が設けられ、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には濃縮海水貯留タンクが設けられ、濃縮海水導入管の途中には浸透圧発電用ポンプが設けられているのがよい。また、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には減圧弁が設けられていてもよい。さらに、希釈水導入管の途中には、送水ポンプが設けられているのがよい。
【０００８】
また、請求項５の発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分され且つ使用状態により淡水化用半透膜透過器と発電用半透膜透過器とに切り替わる淡水化兼発電用半透膜透過器を少なくとも２基以上設置し、海水中から海水を供給する海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、海水導入管の分岐した端部に海水導入開閉弁をそれぞれ設け、海水導入管の分岐する下流側を海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、海水導入管の上流側に逆浸透圧用高圧ポンプを設け、高濃度側で濃縮された濃縮海水を高濃度側から排出する濃縮海水排水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水排水管の分岐した端部に濃縮海水排水開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水排水管の分岐する上流側を濃縮海水排水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水排水管の下流側を濃縮海水貯留タンクに接続し、濃縮海水貯留タンクに上流側が接続され濃縮海水を供給する濃縮海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水導入管の分岐した端部に濃縮海水導入開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水導入管の分岐する下流側を濃縮海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水導入管の上流側に浸透圧用ポンプを設け、高濃度側で正浸透圧により流量が増加した発電用水を高濃度側から排出する発電用水送水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、発電用水送水管の分岐した端部に発電用水開閉弁をそれぞれ設け、発電用水送水管の分岐する上流側を発電用水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、発電用水送水管の下流側に水流発電機を設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に淡水排水開閉弁を介して淡水排水管の上流側を連通し、濃縮海水より濃度が薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され希釈水を供給する希釈水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、希釈水導入管の分岐した端部に希釈水導入開閉弁をそれぞれ設け、希釈水導入管の分岐する下流側を希釈水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側と連通し、希釈水導入管の上流側に希釈水送水ポンプを設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水開閉弁を介して希釈水排水管の上流側を連通し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避する手段よりなるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
【００１１】
〔実施の形態−１〕
ここで、図１は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００１２】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム１は、海水淡水化装置２と浸透圧発電装置３から主に構成され、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して浸透圧発電装置３で発電するシステムである。
【００１３】
海水淡水化装置２は、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する装置で、淡水化用半透膜透過器２１、海水導入管２２、逆浸透圧用高圧ポンプ２３、淡水排水管２４、濃縮海水排水管２５などから構成されている。
【００１４】
淡水化用半透膜透過器２１は、その内部が半透膜２１ａにより高濃度側２１ｂと低濃度側２１ｃとに二分されている。高濃度側２１ｂは海水が送り込まれる側であり、低濃度側２１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側である。
【００１５】
即ち、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は上水などに使用される。
【００１６】
海水導入管２２は、淡水化用半透膜透過器２１で淡水化される海水を海水中から高濃度側２１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又その下流側は淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに接続されている。海水導入管２２の上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００１７】
逆浸透圧用高圧ポンプ２３は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で送り込んで、高濃度側２１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管２２の途中に設けられている。
【００１８】
淡水排水管２４は、淡水化用半透膜透過器２１の低濃度側２１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側２１ｃから排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器２１の低濃度側２１ｃに接続されている。淡水排水管２４の下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【００１９】
濃縮海水排水管２５は、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに接続されている。
【００２０】
濃縮海水排水管２５の下流側は浸透圧発電装置３の発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されていて、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水は、この濃縮海水排水管２５を流下して浸透圧発電装置３の発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに供給される。
【００２１】
また、濃縮海水排水管２５の途中には水流発電機２６が設置されている。水流発電機２６は、濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。
【００２２】
濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっていて圧力エネルギーを有しており、圧力エネルギーを有する濃縮海水は水流発電機２６を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その圧力エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００２３】
濃縮海水排水管２５の下流側には濃縮海水貯留タンク２７が設置されている。濃縮海水貯留タンク２７は圧力エネルギーが電力に変換されて水圧が消失した濃縮海水を一時的に貯留するタンクであり、濃縮海水排水管２５を流下した濃縮海水はこの濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された後、濃縮海水導入管３２を流下して次の浸透圧発電装置３に送られる。
【００２４】
浸透圧発電装置３は、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する装置で、発電用半透膜透過器３１、濃縮海水導入管３２、浸透圧用ポンプ３３、発電用水送水管３４、水流発電機３５、希釈水導入管３６、希釈水貯留タンク３７、希釈水排水管３８、希釈水送水ポンプ３９などから構成されている。
【００２５】
発電用半透膜透過器３１は、その内部が半透膜３１ａにより高濃度側３１ｂと低濃度側３１ｃとに二分されている。高濃度側３１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側であり、低濃度側３１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側である。
【００２６】
即ち、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜３１ａを透過して、高濃度側３１ｂに流入して高濃度側３１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側３１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側３１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００２７】
濃縮海水導入管３２は、濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに供給する流路であり、その上流側は濃縮海水貯留タンク２７に接続されており、又その下流側は発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されている。
【００２８】
浸透圧用ポンプ３３は、上記濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに所定の圧力例えば３０気圧で送り込むポンプで、濃縮海水導入管３２の途中に設けられている。
【００２９】
発電用水送水管３４は、発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側３１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その上流側は発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されている。発電用水送水管３４の途中には水流発電機３５が設置されている。
【００３０】
水流発電機３５は、発電用水送水管３４を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管３４を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管３２を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機３５を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００３１】
希釈水導入管３６は、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その下流側は発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに接続されている。希釈水導入管３６の上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク３７に接続されている。
【００３２】
水源としての例えば希釈水貯留タンク３７は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【００３３】
希釈水排水管３８は、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。希釈水排水管３８の上流側は発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク３７に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管３８の下流側を希釈水貯留タンク３７に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【００３４】
発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃと水源の希釈水貯留タンク３７との間に、希釈水導入管３６と希釈水排水管３８とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜３１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【００３５】
希釈水送水ポンプ３９は、上記希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管３６の途中に設けられている。
【００３６】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置２の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、海水導入管２２を流下し、海水導入管２２の途中に設けられた逆浸透圧用高圧ポンプ２３によって、淡水化用半透膜透過器２１で逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに送り込まれる。
【００３７】
高濃度側２１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【００３８】
逆浸透圧によって半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに押し出された淡水は、低濃度側２１ｃから淡水排水管２４に排出され、淡水排水管２４を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【００３９】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、高濃度側２１ｂから濃縮海水排水管２５に排出され、濃縮海水排水管２５を下流側に向かって流下する。濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ２３によって高圧になっていて、圧力エネルギーを有している。
【００４０】
一方、濃縮海水が流下する濃縮海水排水管２５の途中には水流発電機２６が設けられており、高圧の濃縮海水は水流発電機２６のタービンをその水圧によって回転させて、濃縮海水が有する圧力エネルギーは電力エネルギーに変換されて消失して濃縮海水排水管２５の下流側に流下し、濃縮海水排水管２５の下流側に設置された濃縮海水貯留タンク２７内に流入して一時的に貯留される。
【００４１】
浸透圧発電装置３を稼動すると、浸透圧用ポンプ３３により濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留されていた濃縮海水は、濃縮海水導入管３２内を圧送されて発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに送り込まれる。
【００４２】
このとき、希釈水送水ポンプ３９も作動しており、希釈水送水ポンプ３９により希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管３６内を圧送されて発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃ側に送り込まれる。
【００４３】
このように、発電用半透膜透過器３１内では、半透膜３１ａを挟んで高濃度側３１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側３１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【００４４】
このため、発電用半透膜透過器３１内では、低濃度側３１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜３１ａを透過して、高濃度側３１ｂに流入して高濃度側３１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側３１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側３１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００４５】
そして、発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂでは、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側３１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、発電用水送水管３４に排出される。
【００４６】
流量が増加して発電用水送水管３４に排出された発電用水は、発電用水送水管３４内を流下する途中で、発電用水送水管３４の途中に設けられた水流発電機３５のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【００４７】
水流発電機３５を発電させた発電用水は、発電用水送水管３４の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【００４８】
また、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに希釈水導入管３６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側３１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管３８から排出され、希釈水排水管３８の下流側の希釈水貯留タンク３７に循環排出される。
【００４９】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側３１ｃから高濃度側３１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管３６から低濃度側３１ｃに送り込み、希釈水排水管３８から排出するようにすることによって、低濃度側３１ｃ内には半透膜３１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜３１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜３１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【００５０】
〔実施の形態−２〕
ここで、図２は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００５１】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム４は、海水淡水化装置５と浸透圧発電装置６から主に構成され、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して浸透圧発電装置６で発電するシステムである。
【００５２】
海水淡水化装置５は、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する装置で、淡水化用半透膜透過器５１、海水導入管５２、逆浸透圧用高圧ポンプ５３、淡水排水管５４、濃縮海水排水管５５などから構成されている。
【００５３】
淡水化用半透膜透過器５１は、その内部が半透膜５１ａにより高濃度側５１ｂと低濃度側５１ｃとに二分されている。高濃度側５１ｂは海水が送り込まれる側であり、低濃度側５１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側である。
【００５４】
即ち、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は上水などに使用される。
【００５５】
海水導入管５２は、淡水化用半透膜透過器５１で淡水化される海水を海水中から高濃度側５１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又その下流側は淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに接続されている。海水導入管５２の上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００５６】
逆浸透圧用高圧ポンプ５３は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で送り込んで、高濃度側５１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管５２の途中に設けられている。
【００５７】
淡水排水管５４は、淡水化用半透膜透過器５１の低濃度側５１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側５１ｃから排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器５１の低濃度側５１ｃに接続されている。淡水排水管５４の下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【００５８】
濃縮海水排水管５５は、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに接続されている。
【００５９】
濃縮海水排水管５５の下流側は浸透圧発電装置６の発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されていて、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水は、この濃縮海水排水管５５を流下して浸透圧発電装置６の発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに供給される。
【００６０】
濃縮海水排水管５５の下流側には減圧弁５６が設けられている。濃縮海水排水管５５を流下した濃縮海水はこの減圧弁５６で例えば６０気圧から３０気圧に減圧された後、濃縮海水導入管６２を流下して次の浸透圧発電装置６に送られる。
【００６１】
浸透圧発電装置６は、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する装置で、発電用半透膜透過器６１、濃縮海水導入管６２、発電用水送水管６４、水流発電機６５、希釈水導入管６６、希釈水貯留タンク６７、希釈水排水管６８、希釈水送水ポンプ６９などから構成されている。
【００６２】
発電用半透膜透過器６１は、その内部が半透膜６１ａにより高濃度側６１ｂと低濃度側６１ｃとに二分されている。高濃度側６１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側であり、低濃度側６１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側である。
【００６３】
即ち、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜６１ａを透過して、高濃度側６１ｂに流入して高濃度側６１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側６１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側６１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００６４】
濃縮海水導入管６２は、減圧弁５６で減圧された濃縮海水を発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに供給する流路であり、その上流側は減圧弁５６に接続されており、又その下流側は発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されている。
【００６５】
発電用水送水管６４は、発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側６１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その上流側は発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されている。発電用水送水管６４の途中には水流発電機６５が設置されている。
【００６６】
水流発電機６５は、発電用水送水管６４を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管６４を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管６２を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機６５を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００６７】
希釈水導入管６６は、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その下流側は発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに接続されている。希釈水導入管６６の上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク６７に接続されている。
【００６８】
水源としての例えば希釈水貯留タンク６７は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【００６９】
希釈水排水管６８は、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。希釈水排水管６８の上流側は発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク６７に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管６８の下流側を希釈水貯留タンク６７に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【００７０】
発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃと水源の希釈水貯留タンク６７との間に、希釈水導入管６６と希釈水排水管６８とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜６１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【００７１】
希釈水送水ポンプ６９は、上記希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管６６の途中に設けられている。
【００７２】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置５の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、海水導入管５２を流下し、海水導入管５２の途中に設けられた逆浸透圧用高圧ポンプ５３によって、淡水化用半透膜透過器５１で逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに送り込まれる。
【００７３】
高濃度側５１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【００７４】
逆浸透圧によって半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに押し出された淡水は、低濃度側５１ｃから淡水排水管５４に排出され、淡水排水管５４を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【００７５】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、高濃度側５１ｂから濃縮海水排水管５５に排出され、濃縮海水排水管５５を下流側に向かって流下する。濃縮海水排水管５５を流下する濃縮海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ５３によって高圧になっているので、減圧弁５６で例えば６０気圧から３０気圧に減圧されて濃縮海水導入管６２に流入し、濃縮海水導入管６２内を圧送されて発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに送り込まれる。
【００７６】
このとき、希釈水送水ポンプ６９も作動しており、希釈水送水ポンプ６９により希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管６６内を圧送されて発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃ側に送り込まれる。
【００７７】
このように、発電用半透膜透過器６１内では、半透膜６１ａを挟んで高濃度側６１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側６１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【００７８】
このため、発電用半透膜透過器６１内では、低濃度側６１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜６１ａを透過して、高濃度側６１ｂに流入して高濃度側６１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側６１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側６１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００７９】
そして、発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂでは、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側６１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、発電用水送水管６４に排出される。
【００８０】
流量が増加して発電用水送水管６４に排出された発電用水は、発電用水送水管６４内を流下する途中で、発電用水送水管６４の途中に設けられた水流発電機６５のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【００８１】
水流発電機６５を発電させた発電用水は、発電用水送水管６４の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【００８２】
また、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに希釈水導入管６６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側６１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管６８から排出され、希釈水排水管６８の下流側の希釈水貯留タンク６７に循環排出される。
【００８３】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側６１ｃから高濃度側６１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管６６から低濃度側６１ｃに送り込み、希釈水排水管６８から排出するようにすることによって、低濃度側６１ｃ内には半透膜６１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜６１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜６１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【００８４】
〔実施の形態−３〕
ここで、図３は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００８５】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７は、海水淡水化装置と浸透圧発電装置とを兼ねるシステムで、２基以上設置された淡水化兼発電用半透膜透過器７１の使用状態を切り換えることで、海水淡水化装置として使用でき又浸透圧発電装置としても使用できるシステムである。
【００８６】
即ち、この海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７は、使用に際しては複数の淡水化兼発電用半透膜透過器７１の一部を淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用し、又他を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用することで、海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水を得ると共に、この濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電するシステムである。
【００８７】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、使用状態により淡水化用半透膜透過器７１Ａと発電用半透膜透過器７１Ｂとに切り替わる機器で、その内部が半透膜７１ａにより高濃度側７１ｂと低濃度側７１ｃとに二分されている。
【００８８】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、少なくとも２基以上が設置されて使用され、このうち少なくとも１基は淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用され、又少なくとも他の１基は発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。実施の形態では、１基が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用され、残りは発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、通常最初は淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用された後に、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。
【００８９】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には、高濃度側７１ｂは海水が送り込まれる側となり、低濃度側７１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側となる。
【００９０】
即ち、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は飲み水などに使用される。
【００９１】
また、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には、高濃度側７１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側となり、低濃度側７１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側となる。
【００９２】
即ち、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜７１ａを透過して、高濃度側７１ｂに流入して高濃度側７１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側７１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側７１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００９３】
海水導入管７２は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１で淡水化される海水を海水中から高濃度側７１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００９４】
海水導入管７２は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には海水導入開閉弁７２ａがそれぞれ設けられている。また各海水導入開閉弁７２ａには海水・濃縮海水導入管７３の一端が接続されている。海水導入管７２の分岐した各下流側は、海水導入開閉弁７２ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【００９５】
海水導入管７２の分岐した各下流側の端部に設けられる海水導入開閉弁７２ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、海から汲み上げた海水が淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給されるようにする。逆に、海水導入開閉弁７２ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【００９６】
海水・濃縮海水導入管７３は海水又は濃縮海水を淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給するための流路である。海水・濃縮海水導入管７３はその上流側が２つに分岐しており、その一方は海水導入開閉弁７２ａに接続されて、海水導入管７２に連通している。他方は後記の濃縮海水導入開閉弁８１ａに接続されて、濃縮海水導入管８１に連通している。
【００９７】
海水・濃縮海水導入管７３の下流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には海水・濃縮海水導入管７３には海水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には海水・濃縮海水導入管７３には濃縮海水が流れる。
【００９８】
逆浸透圧用高圧ポンプ７４は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で海水を送り込んで、高濃度側７１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管７２の上流側の途中に設けられている。
【００９９】
淡水排水管７５は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側７１ｃから排出する流路で、その下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【０１００】
淡水排水管７５は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には淡水排水開閉弁７５ａがそれぞれ設けられている。また各淡水排水開閉弁７５ａには淡水・希釈水出入管７６の一端が接続されている。淡水排水管７５の分岐した各上流側は、淡水排水開閉弁７５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続される。
【０１０１】
淡水排水管７５の分岐した各上流側の端部に設けられる淡水排水開閉弁７５ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに抽出された淡水を淡水排水管７５側から排出されるようにする。逆に、淡水排水開閉弁７５ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【０１０２】
淡水・希釈水出入管７６は、海水から抽出された淡水を淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃから排出する流路と、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を供給するための流路として機能するものである。
【０１０３】
淡水・希釈水出入管７６はその一端側が２つに分岐しており、分岐するその一方は淡水排水開閉弁７５ａに接続されて、淡水排水管７５に連通している。分岐するその他方は後記の希釈水導入開閉弁８５ａに接続されて、希釈水導入管８５に連通している。
【０１０４】
淡水・希釈水出入管７６の他端側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には淡水・希釈水出入管７６海水から抽出された淡水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には淡水・希釈水出入管７６には濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流れる。
【０１０５】
濃縮海水排水管７７は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その下流側は濃縮海水貯留タンク７９に接続されている。
【０１０６】
濃縮海水排水管７７は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には濃縮海水排水開閉弁７７ａがそれぞれ設けられている。また各濃縮海水排水開閉弁７７ａには濃縮海水・発電用水排水管７８の一端が接続されている。濃縮海水排水管７７の分岐した各上流側は、濃縮海水排水開閉弁７７ａ及び濃縮海水・発電用水排水管７８を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１０７】
濃縮海水排水管７７の分岐した各上流側の端部に設けられる各濃縮海水排水開閉弁７７ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから排出された濃縮海水を濃縮海水排水管７７に排出されるようにする。逆に、各濃縮海水排水開閉弁７７ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【０１０８】
濃縮海水・発電用水排水管７８は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから濃縮海水を排出する流路と、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから発電用水を排出する流路として機能する。
【０１０９】
濃縮海水・発電用水排水管７８はその下流側が２つに分岐しており、分岐するその一方は各濃縮海水排水開閉弁７７ａに接続されて、濃縮海水排水管７７に連通している。分岐するその他方は後記の発電用水開閉弁８３ａに接続されて、発電用水送水管８３に連通している。
【０１１０】
濃縮海水・発電用水排水管７８の上流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には濃縮海水・発電用水排水管７８には淡水が抽出された濃縮海水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には濃縮海水・発電用水排水管７８には濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が正浸透圧で濃縮海水に流入して流量が増加した発電用水が流れる。
【０１１１】
濃縮海水排水管７７の下流側には濃縮海水貯留タンク７９が設置されている。濃縮海水貯留タンク７９は濃縮海水を一時的に貯留するタンクであり、濃縮海水排水管７７を流下した濃縮海水はこの濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された後、濃縮海水導入管８１を流下して発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに送られる。
【０１１２】
濃縮海水導入管８１は、濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給する流路であり、その上流側は濃縮海水貯留タンク７９に接続されている。
【０１１３】
濃縮海水導入管８１は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には濃縮海水導入開閉弁８１ａがそれぞれ設けられている。また各濃縮海水導入開閉弁８１ａには前記の海水・濃縮海水導入管７３の一端が接続されている。濃縮海水導入管８１の分岐した各下流側は、濃縮海水導入開閉弁８１ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１１４】
濃縮海水導入管８１の分岐した各下流側の端部に設けられる濃縮海水導入開閉弁８１ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、濃縮海水が淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給されるようにする。逆に、濃縮海水導入開閉弁８１ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１１５】
浸透圧用ポンプ８２は、上記濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに所定の圧力例えば３０気圧で送り込むポンプで、濃縮海水導入管８１の上流側の途中に設けられている。
【０１１６】
発電用水送水管８３は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側７１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その下流側の途中には水流発電機８４が設置されている。
【０１１７】
発電用水送水管８３は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には発電用水開閉弁８３ａがそれぞれ設けられている。また各発電用水開閉弁８３ａには濃縮海水・発電用水排水管７８の一端が接続されている。発電用水送水管８３の分岐した各上流側は、発電用水開閉弁８３ａ及び濃縮海水・発電用水排水管７８を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１１８】
発電用水送水管８３の分岐した各上流側の端部に設けられる各発電用水開閉弁８３ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから排出された発電用水を発電用水送水管８３に排出されるようにする。逆に、各発電用水開閉弁８３ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１１９】
水流発電機８４は、発電用水送水管８３を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管８３を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管８１を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機８４を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【０１２０】
希釈水導入管８５は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク８６に接続されている。
【０１２１】
希釈水導入管８５は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には希釈水導入開閉弁８５ａがそれぞれ設けられている。また各希釈水導入開閉弁８５ａには淡水・希釈水出入管７６の分岐する一端が接続されている。希釈水導入管８５の分岐した各下流側は、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続される。
【０１２２】
希釈水導入管８５の分岐した各下流側の端部に設けられる希釈水導入開閉弁８５ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管８５から供給できるようにする。逆に、希釈水導入開閉弁８５ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１２３】
水源としての例えば希釈水貯留タンク８６は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【０１２４】
希釈水排水管８７は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。
【０１２５】
希釈水排水管８７の上流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク８６に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管８７の下流側を希釈水貯留タンク８６に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【０１２６】
希釈水排水管８７の分岐した各上流側には希釈水排水開閉弁８７ａがそれぞれ設けられている。各希釈水排水開閉弁８７ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃから濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出循環できるようにする。逆に、希釈水排水開閉弁８７ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１２７】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃと水源の希釈水貯留タンク８６との間に、希釈水導入管８５と希釈水排水管８７とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜７１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【０１２８】
希釈水送水ポンプ８８は、上記希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管８５の上流側の途中に設けられている。
【０１２９】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７を使用して濃縮海水を得ると共にこの濃縮海水を用いて発電する場合において、図３の例えば一番上側の淡水化兼発電用半透膜透過器７１を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用し、残りを淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用する場合で説明する。
【０１３０】
この場合には、予め、一番上側の淡水化兼発電用半透膜透過器７１に関係する開閉弁については、海水導入開閉弁７２ａを閉じ、淡水排水開閉弁７５ａを閉じ、濃縮海水排水開閉弁７７ａを閉じ、濃縮海水導入開閉弁８１ａを開き、発電用水開閉弁８３ａを開き、希釈水導入開閉弁８５ａを開き、希釈水排水開閉弁８７ａを開く。
【０１３１】
これに対して、二番以降の淡水化兼発電用半透膜透過器７１に関係する開閉弁については、海水導入開閉弁７２ａを開き、淡水排水開閉弁７５ａを開き、濃縮海水排水開閉弁７７ａを開き、濃縮海水導入開閉弁８１ａを閉じ、発電用水開閉弁８３ａを閉じ、希釈水導入開閉弁８５ａを閉じ、希釈水排水開閉弁８７ａを閉じる。
【０１３２】
逆浸透圧用高圧ポンプ７４の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ７４によって、淡水化用半透膜透過器７１Ａで逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、海水導入管７２を流下し、海水導入管７２の分岐した下流側から海水導入開閉弁７２ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を通って二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂに送り込まれる。
【０１３３】
二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【０１３４】
逆浸透圧によって半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに押し出された淡水は、低濃度側７１ｃから淡水・希釈水出入管７６及び淡水排水開閉弁７５ａを通って淡水排水管７５に排出され、淡水排水管７５を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【０１３５】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂから濃縮海水・発電用水排水管７８及び各濃縮海水排水開閉弁７７ａを通って濃縮海水排水管７７に排出され、濃縮海水排水管７７を下流側に向かって流下し、濃縮海水排水管７７の下流側に設置された濃縮海水貯留タンク７９内に流入して一時的に貯留される。
【０１３６】
浸透圧用ポンプ８２の稼働により、濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留されていた濃縮海水は、濃縮海水導入管８１内を圧送されて一番上側の発電用半透膜透過器７１Ｂの高濃度側７１ｂに送り込まれる。
【０１３７】
このとき、希釈水送水ポンプ８８も稼働しており、希釈水送水ポンプ８８により希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管８５内を圧送されて希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通って発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃ側に送り込まれる。
【０１３８】
このように、発電用半透膜透過器７１Ｂ内では、半透膜７１ａを挟んで高濃度側７１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側７１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【０１３９】
このため、発電用半透膜透過器７１Ｂ内では、低濃度側７１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜７１ａを透過して、高濃度側７１ｂに流入して高濃度側７１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側７１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側７１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【０１４０】
そして、発電用半透膜透過器７１Ｂの高濃度側７１ｂでは、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側７１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、濃縮海水・発電用水排水管７８及び発電用水開閉弁８３ａを通って発電用水送水管８３に排出される。
【０１４１】
流量が増加して発電用水送水管８３に排出された発電用水は、発電用水送水管８３内を流下する途中で、発電用水送水管８３の途中に設けられた水流発電機８４のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【０１４２】
水流発電機８４を発電させた発電用水は、発電用水送水管８３の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【０１４３】
また、発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃに希釈水導入管８５、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側７１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管８７から排出され、希釈水排水管８７の下流側の希釈水貯留タンク８６に循環排出される。
【０１４４】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側７１ｃから高濃度側７１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管８５、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通じて低濃度側７１ｃに送り込み、希釈水排水管８７から排出するようにすることによって、発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃ内には半透膜７１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜７１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜７１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【０１４５】
なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【０１４６】
【発明の効果】
以上の記載より明らかなように、この発明に係る海水淡水化装置付き浸透圧発電システムによれば、海水淡水化装置で海水を淡水化する際に同時に生成され何ら利用されることなく無駄に廃棄されていた濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電することができ、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーの有効活用を図ることができる。しかも、正浸透圧エネルギーを利用して発電する際に濃縮海水は、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水によって希釈化されるために、塩分濃度を下げることができ、そのまま海に排出することが可能になる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
また、請求項１によれば、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することができる。
また、請求項２によれば、濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっていて圧力エネルギーを有しているが、濃縮海水排水管の途中に水流発電機が設けられることで、濃縮海水の圧力エネルギーを電力エネルギーに変換して有効活用することができる。
また、請求項３によれば、濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっているが、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所に減圧弁が設けられることで、発電用半透膜透過器が高圧の濃縮海水で破損するのを回避することができる。
また、請求項４によれば、所定流量の濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を確実に、発電用半透膜透過器の低濃度側に供給することができ、濃縮海水の正浸透圧を利用して必要な発電用水を希釈水側から得ることができる。
また、請求項５によれば、一つの淡水化兼発電用半透膜透過器を淡水化用半透膜透過器と発電用半透膜透過器として使用することができ、淡水化用半透膜透過器としては使用できなくなっても、発電用半透膜透過器としては使用可能であるため、最初は淡水化用半透膜透過器として使用した後、発電用半透膜透過器として使用することにより、一つの淡水化兼発電用半透膜透過器を長期間使用でき経済的である。
また、請求項５によれば、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態−１を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態−２を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態−３を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【符号の説明】
１ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
２ 海水淡水化装置
２１ 淡水化用半透膜透過器
２１ａ 半透膜
２１ｂ 高濃度側
２１ｃ 低濃度側
２２ 海水導入管
２３ 逆浸透圧用高圧ポンプ
２４ 淡水排水管
２５ 濃縮海水排水管
２６ 水流発電機
２７ 濃縮海水貯留タンク
３ 浸透圧発電装置
３１ 発電用半透膜透過器
３１ａ 半透膜
３１ｂ 高濃度側
３１ｃ 低濃度側
３２ 濃縮海水導入管
３３ 浸透圧用ポンプ
３４ 発電用水送水管
３５ 水流発電機
３６ 希釈水導入管
３７ 希釈水貯留タンク
３８ 希釈水排水管
３９ 希釈水送水ポンプ
４ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
５ 海水淡水化装置
５１ 淡水化用半透膜透過器
５１ａ 半透膜
５１ｂ 高濃度側
５１ｃ 低濃度側
５２ 海水導入管
５３ 逆浸透圧用高圧ポンプ
５４ 淡水排水管
５５ 濃縮海水排水管
５６ 減圧弁
６ 浸透圧発電装置
６１ 発電用半透膜透過器
６１ａ 半透膜
６１ｂ 高濃度側
６１ｃ 低濃度側
６２ 濃縮海水導入管
６４ 発電用水送水管
６５ 水流発電機
６６ 希釈水導入管
６７ 希釈水貯留タンク
６８ 希釈水排水管
６９ 希釈水送水ポンプ
７ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
７１ 淡水化兼発電用半透膜透過器
７１Ａ 淡水化用半透膜透過器
７１Ｂ 発電用半透膜透過器
７１ａ 半透膜
７１ｂ 高濃度側
７１ｃ 低濃度側
７２ 海水導入管
７２ａ 海水導入開閉弁
７３ 海水・濃縮海水導入管
７４ 逆浸透圧用高圧ポンプ
７５ 淡水排水管
７５ａ 淡水排水開閉弁
７６ 淡水・希釈水出入管
７７ 濃縮海水排水管
７７ａ 濃縮海水排水開閉弁
７８ 濃縮海水・発電用水排水管
７９ 濃縮海水貯留タンク
８１ 濃縮海水導入管
８１ａ 濃縮海水導入開閉弁
８２ 浸透圧用ポンプ
８３ 発電用水送水管
８３ａ 発電用水開閉弁
８４ 水流発電機
８５ 希釈水導入管
８５ａ 希釈水導入開閉弁
８６ 希釈水貯留タンク
８７ 希釈水排水管
８７ａ 希釈水排水開閉弁
８８ 希釈水送水ポンプ
【発明の属する技術分野】
この発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置が実用化されている。逆浸透圧を利用する海水淡水化装置では、海水を高圧で半透膜内部に送り込み、半透膜の表面から淡水を抽出するシステムになっており、淡水が抽出された濃縮海水は塩分濃度が通常の海水に比べて２倍程度に濃くなる。
ところで、半透膜を通じて海水から淡水を抽出する際には、海水を高圧にするための圧力エネルギーが必要となり、いわゆる逆浸透圧エネルギーが消費されることになる。これに対して、淡水抽出時に同時に生成された濃縮海水にこれよりも濃度の薄い海水や淡水を半透膜を介して接すると、濃度の薄い海水や淡水から正浸透圧により水分が濃縮海水側に移動する。つまり、逆浸透圧エネルギーが消費されて淡水が抽出された濃縮海水はこれより薄い海水や淡水に対して正浸透圧エネルギーを有すると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の逆浸透圧を利用した海水淡水化装置においては、半透膜を通じて海水から淡水を抽出する際に同時に生成された濃縮海水は、これより薄い海水や淡水に対して正浸透圧エネルギーを有するにも係ず、何ら利用されることなく、廃棄されている。
また、廃棄される濃縮海水は、通常、海に排出されるが、海水の塩分濃度の２倍程あるため、そのまま海に排出すると、排出される付近の海水濃度が高まって生態系に悪影響を与える恐れがある。このため、廃棄される濃縮海水に例えば未浄化の淡水や下水用の淡水などを混合してその塩分濃度を下げて海に排出する必要があった。
【０００４】
この発明は、上記のような課題に鑑み、その課題を解決すべく創案されたものであって、その目的とするところは、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置で海水から淡水を抽出する際に同時に生成された濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電すると共に、濃縮海水の塩分濃度を下げて海に排出することのできる海水淡水化装置付き浸透圧発電システムを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置から海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水を浸透圧発電装置に排水する濃縮海水排水管を配設し、海水淡水化装置から排水される濃縮海水の正浸透圧エネルギーを利用して発電する浸透圧発電装置を設置すると共に、当該浸透圧発電装置を、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分される発電用半透膜透過器と、上流側が上記濃縮海水排水管側に接続され下流側が上記発電用半透膜透過器の高濃度側に接続される濃縮海水導入管と、上記発電用半透膜透過器の高濃度側に上流側が接続され発電用水を送水する発電用水送水管と、該発電用水送水管に接続され送水される発電用水で発電する水流発電機と、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され上記発電用半透膜透過器の低濃度側に下流側が接続される希釈水導入管と、から少なくとも構成すると共に、上記発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水管の上流側を接続し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、上記発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避する手段よりなるものである。
【０００７】
ここで、請求項１の発明の好ましい態様として、濃縮海水排水管の途中には水流発電機が設けられ、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には濃縮海水貯留タンクが設けられ、濃縮海水導入管の途中には浸透圧発電用ポンプが設けられているのがよい。また、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には減圧弁が設けられていてもよい。さらに、希釈水導入管の途中には、送水ポンプが設けられているのがよい。
【０００８】
また、請求項５の発明は、海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分され且つ使用状態により淡水化用半透膜透過器と発電用半透膜透過器とに切り替わる淡水化兼発電用半透膜透過器を少なくとも２基以上設置し、海水中から海水を供給する海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、海水導入管の分岐した端部に海水導入開閉弁をそれぞれ設け、海水導入管の分岐する下流側を海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、海水導入管の上流側に逆浸透圧用高圧ポンプを設け、高濃度側で濃縮された濃縮海水を高濃度側から排出する濃縮海水排水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水排水管の分岐した端部に濃縮海水排水開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水排水管の分岐する上流側を濃縮海水排水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水排水管の下流側を濃縮海水貯留タンクに接続し、濃縮海水貯留タンクに上流側が接続され濃縮海水を供給する濃縮海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水導入管の分岐した端部に濃縮海水導入開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水導入管の分岐する下流側を濃縮海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水導入管の上流側に浸透圧用ポンプを設け、高濃度側で正浸透圧により流量が増加した発電用水を高濃度側から排出する発電用水送水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、発電用水送水管の分岐した端部に発電用水開閉弁をそれぞれ設け、発電用水送水管の分岐する上流側を発電用水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、発電用水送水管の下流側に水流発電機を設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に淡水排水開閉弁を介して淡水排水管の上流側を連通し、濃縮海水より濃度が薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され希釈水を供給する希釈水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、希釈水導入管の分岐した端部に希釈水導入開閉弁をそれぞれ設け、希釈水導入管の分岐する下流側を希釈水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側と連通し、希釈水導入管の上流側に希釈水送水ポンプを設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水開閉弁を介して希釈水排水管の上流側を連通し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避する手段よりなるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に記載の発明の実施の形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
【００１１】
〔実施の形態−１〕
ここで、図１は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００１２】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム１は、海水淡水化装置２と浸透圧発電装置３から主に構成され、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して浸透圧発電装置３で発電するシステムである。
【００１３】
海水淡水化装置２は、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する装置で、淡水化用半透膜透過器２１、海水導入管２２、逆浸透圧用高圧ポンプ２３、淡水排水管２４、濃縮海水排水管２５などから構成されている。
【００１４】
淡水化用半透膜透過器２１は、その内部が半透膜２１ａにより高濃度側２１ｂと低濃度側２１ｃとに二分されている。高濃度側２１ｂは海水が送り込まれる側であり、低濃度側２１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側である。
【００１５】
即ち、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は上水などに使用される。
【００１６】
海水導入管２２は、淡水化用半透膜透過器２１で淡水化される海水を海水中から高濃度側２１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又その下流側は淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに接続されている。海水導入管２２の上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００１７】
逆浸透圧用高圧ポンプ２３は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で送り込んで、高濃度側２１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管２２の途中に設けられている。
【００１８】
淡水排水管２４は、淡水化用半透膜透過器２１の低濃度側２１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側２１ｃから排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器２１の低濃度側２１ｃに接続されている。淡水排水管２４の下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【００１９】
濃縮海水排水管２５は、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに接続されている。
【００２０】
濃縮海水排水管２５の下流側は浸透圧発電装置３の発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されていて、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水は、この濃縮海水排水管２５を流下して浸透圧発電装置３の発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに供給される。
【００２１】
また、濃縮海水排水管２５の途中には水流発電機２６が設置されている。水流発電機２６は、濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。
【００２２】
濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっていて圧力エネルギーを有しており、圧力エネルギーを有する濃縮海水は水流発電機２６を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その圧力エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００２３】
濃縮海水排水管２５の下流側には濃縮海水貯留タンク２７が設置されている。濃縮海水貯留タンク２７は圧力エネルギーが電力に変換されて水圧が消失した濃縮海水を一時的に貯留するタンクであり、濃縮海水排水管２５を流下した濃縮海水はこの濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された後、濃縮海水導入管３２を流下して次の浸透圧発電装置３に送られる。
【００２４】
浸透圧発電装置３は、海水淡水化装置２で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する装置で、発電用半透膜透過器３１、濃縮海水導入管３２、浸透圧用ポンプ３３、発電用水送水管３４、水流発電機３５、希釈水導入管３６、希釈水貯留タンク３７、希釈水排水管３８、希釈水送水ポンプ３９などから構成されている。
【００２５】
発電用半透膜透過器３１は、その内部が半透膜３１ａにより高濃度側３１ｂと低濃度側３１ｃとに二分されている。高濃度側３１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側であり、低濃度側３１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側である。
【００２６】
即ち、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜３１ａを透過して、高濃度側３１ｂに流入して高濃度側３１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側３１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側３１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００２７】
濃縮海水導入管３２は、濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに供給する流路であり、その上流側は濃縮海水貯留タンク２７に接続されており、又その下流側は発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されている。
【００２８】
浸透圧用ポンプ３３は、上記濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに所定の圧力例えば３０気圧で送り込むポンプで、濃縮海水導入管３２の途中に設けられている。
【００２９】
発電用水送水管３４は、発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側３１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その上流側は発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに接続されている。発電用水送水管３４の途中には水流発電機３５が設置されている。
【００３０】
水流発電機３５は、発電用水送水管３４を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管３４を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管３２を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機３５を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００３１】
希釈水導入管３６は、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その下流側は発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに接続されている。希釈水導入管３６の上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク３７に接続されている。
【００３２】
水源としての例えば希釈水貯留タンク３７は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【００３３】
希釈水排水管３８は、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。希釈水排水管３８の上流側は発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク３７に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管３８の下流側を希釈水貯留タンク３７に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【００３４】
発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃと水源の希釈水貯留タンク３７との間に、希釈水導入管３６と希釈水排水管３８とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜３１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【００３５】
希釈水送水ポンプ３９は、上記希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管３６の途中に設けられている。
【００３６】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置２の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、海水導入管２２を流下し、海水導入管２２の途中に設けられた逆浸透圧用高圧ポンプ２３によって、淡水化用半透膜透過器２１で逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、淡水化用半透膜透過器２１の高濃度側２１ｂに送り込まれる。
【００３７】
高濃度側２１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【００３８】
逆浸透圧によって半透膜２１ａを透過して低濃度側２１ｃに押し出された淡水は、低濃度側２１ｃから淡水排水管２４に排出され、淡水排水管２４を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【００３９】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、高濃度側２１ｂから濃縮海水排水管２５に排出され、濃縮海水排水管２５を下流側に向かって流下する。濃縮海水排水管２５を流下する濃縮海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ２３によって高圧になっていて、圧力エネルギーを有している。
【００４０】
一方、濃縮海水が流下する濃縮海水排水管２５の途中には水流発電機２６が設けられており、高圧の濃縮海水は水流発電機２６のタービンをその水圧によって回転させて、濃縮海水が有する圧力エネルギーは電力エネルギーに変換されて消失して濃縮海水排水管２５の下流側に流下し、濃縮海水排水管２５の下流側に設置された濃縮海水貯留タンク２７内に流入して一時的に貯留される。
【００４１】
浸透圧発電装置３を稼動すると、浸透圧用ポンプ３３により濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留されていた濃縮海水は、濃縮海水導入管３２内を圧送されて発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂに送り込まれる。
【００４２】
このとき、希釈水送水ポンプ３９も作動しており、希釈水送水ポンプ３９により希釈水貯留タンク３７に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管３６内を圧送されて発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃ側に送り込まれる。
【００４３】
このように、発電用半透膜透過器３１内では、半透膜３１ａを挟んで高濃度側３１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側３１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【００４４】
このため、発電用半透膜透過器３１内では、低濃度側３１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜３１ａを透過して、高濃度側３１ｂに流入して高濃度側３１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側３１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側３１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００４５】
そして、発電用半透膜透過器３１の高濃度側３１ｂでは、高濃度側３１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側３１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、発電用水送水管３４に排出される。
【００４６】
流量が増加して発電用水送水管３４に排出された発電用水は、発電用水送水管３４内を流下する途中で、発電用水送水管３４の途中に設けられた水流発電機３５のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【００４７】
水流発電機３５を発電させた発電用水は、発電用水送水管３４の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【００４８】
また、発電用半透膜透過器３１の低濃度側３１ｃに希釈水導入管３６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側３１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管３８から排出され、希釈水排水管３８の下流側の希釈水貯留タンク３７に循環排出される。
【００４９】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって低濃度側３１ｃの半透膜３１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側３１ｃから高濃度側３１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管３６から低濃度側３１ｃに送り込み、希釈水排水管３８から排出するようにすることによって、低濃度側３１ｃ内には半透膜３１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜３１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜３１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【００５０】
〔実施の形態−２〕
ここで、図２は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００５１】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム４は、海水淡水化装置５と浸透圧発電装置６から主に構成され、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して浸透圧発電装置６で発電するシステムである。
【００５２】
海水淡水化装置５は、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する装置で、淡水化用半透膜透過器５１、海水導入管５２、逆浸透圧用高圧ポンプ５３、淡水排水管５４、濃縮海水排水管５５などから構成されている。
【００５３】
淡水化用半透膜透過器５１は、その内部が半透膜５１ａにより高濃度側５１ｂと低濃度側５１ｃとに二分されている。高濃度側５１ｂは海水が送り込まれる側であり、低濃度側５１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側である。
【００５４】
即ち、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は上水などに使用される。
【００５５】
海水導入管５２は、淡水化用半透膜透過器５１で淡水化される海水を海水中から高濃度側５１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又その下流側は淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに接続されている。海水導入管５２の上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００５６】
逆浸透圧用高圧ポンプ５３は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で送り込んで、高濃度側５１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管５２の途中に設けられている。
【００５７】
淡水排水管５４は、淡水化用半透膜透過器５１の低濃度側５１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側５１ｃから排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器５１の低濃度側５１ｃに接続されている。淡水排水管５４の下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【００５８】
濃縮海水排水管５５は、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その上流側は淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに接続されている。
【００５９】
濃縮海水排水管５５の下流側は浸透圧発電装置６の発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されていて、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水は、この濃縮海水排水管５５を流下して浸透圧発電装置６の発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに供給される。
【００６０】
濃縮海水排水管５５の下流側には減圧弁５６が設けられている。濃縮海水排水管５５を流下した濃縮海水はこの減圧弁５６で例えば６０気圧から３０気圧に減圧された後、濃縮海水導入管６２を流下して次の浸透圧発電装置６に送られる。
【００６１】
浸透圧発電装置６は、海水淡水化装置５で海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電する装置で、発電用半透膜透過器６１、濃縮海水導入管６２、発電用水送水管６４、水流発電機６５、希釈水導入管６６、希釈水貯留タンク６７、希釈水排水管６８、希釈水送水ポンプ６９などから構成されている。
【００６２】
発電用半透膜透過器６１は、その内部が半透膜６１ａにより高濃度側６１ｂと低濃度側６１ｃとに二分されている。高濃度側６１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側であり、低濃度側６１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側である。
【００６３】
即ち、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜６１ａを透過して、高濃度側６１ｂに流入して高濃度側６１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側６１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側６１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００６４】
濃縮海水導入管６２は、減圧弁５６で減圧された濃縮海水を発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに供給する流路であり、その上流側は減圧弁５６に接続されており、又その下流側は発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されている。
【００６５】
発電用水送水管６４は、発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側６１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その上流側は発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに接続されている。発電用水送水管６４の途中には水流発電機６５が設置されている。
【００６６】
水流発電機６５は、発電用水送水管６４を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管６４を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管６２を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機６５を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【００６７】
希釈水導入管６６は、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その下流側は発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに接続されている。希釈水導入管６６の上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク６７に接続されている。
【００６８】
水源としての例えば希釈水貯留タンク６７は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【００６９】
希釈水排水管６８は、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。希釈水排水管６８の上流側は発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク６７に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管６８の下流側を希釈水貯留タンク６７に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【００７０】
発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃと水源の希釈水貯留タンク６７との間に、希釈水導入管６６と希釈水排水管６８とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜６１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【００７１】
希釈水送水ポンプ６９は、上記希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管６６の途中に設けられている。
【００７２】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置５の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、海水導入管５２を流下し、海水導入管５２の途中に設けられた逆浸透圧用高圧ポンプ５３によって、淡水化用半透膜透過器５１で逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、淡水化用半透膜透過器５１の高濃度側５１ｂに送り込まれる。
【００７３】
高濃度側５１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【００７４】
逆浸透圧によって半透膜５１ａを透過して低濃度側５１ｃに押し出された淡水は、低濃度側５１ｃから淡水排水管５４に排出され、淡水排水管５４を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【００７５】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、高濃度側５１ｂから濃縮海水排水管５５に排出され、濃縮海水排水管５５を下流側に向かって流下する。濃縮海水排水管５５を流下する濃縮海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ５３によって高圧になっているので、減圧弁５６で例えば６０気圧から３０気圧に減圧されて濃縮海水導入管６２に流入し、濃縮海水導入管６２内を圧送されて発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂに送り込まれる。
【００７６】
このとき、希釈水送水ポンプ６９も作動しており、希釈水送水ポンプ６９により希釈水貯留タンク６７に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管６６内を圧送されて発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃ側に送り込まれる。
【００７７】
このように、発電用半透膜透過器６１内では、半透膜６１ａを挟んで高濃度側６１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側６１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【００７８】
このため、発電用半透膜透過器６１内では、低濃度側６１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜６１ａを透過して、高濃度側６１ｂに流入して高濃度側６１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側６１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側６１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００７９】
そして、発電用半透膜透過器６１の高濃度側６１ｂでは、高濃度側６１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側６１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、発電用水送水管６４に排出される。
【００８０】
流量が増加して発電用水送水管６４に排出された発電用水は、発電用水送水管６４内を流下する途中で、発電用水送水管６４の途中に設けられた水流発電機６５のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【００８１】
水流発電機６５を発電させた発電用水は、発電用水送水管６４の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【００８２】
また、発電用半透膜透過器６１の低濃度側６１ｃに希釈水導入管６６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側６１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管６８から排出され、希釈水排水管６８の下流側の希釈水貯留タンク６７に循環排出される。
【００８３】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって低濃度側６１ｃの半透膜６１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側６１ｃから高濃度側６１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管６６から低濃度側６１ｃに送り込み、希釈水排水管６８から排出するようにすることによって、低濃度側６１ｃ内には半透膜６１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜６１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜６１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【００８４】
〔実施の形態−３〕
ここで、図３は海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【００８５】
図において、海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７は、海水淡水化装置と浸透圧発電装置とを兼ねるシステムで、２基以上設置された淡水化兼発電用半透膜透過器７１の使用状態を切り換えることで、海水淡水化装置として使用でき又浸透圧発電装置としても使用できるシステムである。
【００８６】
即ち、この海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７は、使用に際しては複数の淡水化兼発電用半透膜透過器７１の一部を淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用し、又他を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用することで、海水を淡水化する際に同時に生成される濃縮海水を得ると共に、この濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電するシステムである。
【００８７】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、使用状態により淡水化用半透膜透過器７１Ａと発電用半透膜透過器７１Ｂとに切り替わる機器で、その内部が半透膜７１ａにより高濃度側７１ｂと低濃度側７１ｃとに二分されている。
【００８８】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、少なくとも２基以上が設置されて使用され、このうち少なくとも１基は淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用され、又少なくとも他の１基は発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。実施の形態では、１基が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用され、残りは発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。淡水化兼発電用半透膜透過器７１は、通常最初は淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用された後に、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される。
【００８９】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には、高濃度側７１ｂは海水が送り込まれる側となり、低濃度側７１ｃは海水中から逆浸透圧によって淡水が抽出される側となる。
【００９０】
即ち、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに送られてきた海水は、高圧による逆浸透圧によって海水中の淡水が半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに抽出されるようになっている。海水から抽出された淡水は飲み水などに使用される。
【００９１】
また、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には、高濃度側７１ｂは正浸透圧エネルギーを有する濃縮海水が送り込まれる側となり、低濃度側７１ｃは濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が送り込まれる側となる。
【００９２】
即ち、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに送り込まれた濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水中の水分は、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜７１ａを透過して、高濃度側７１ｂに流入して高濃度側７１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側７１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側７１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【００９３】
海水導入管７２は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１で淡水化される海水を海水中から高濃度側７１ｂに供給する流路であり、その上流側は綺麗な海の海水中に入れられており、又上流側には図示しない例えばフィルターや濾過器などが取り付けられていて、海水をくみ上げる際に不純物が入り込むのを防いでいる。
【００９４】
海水導入管７２は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には海水導入開閉弁７２ａがそれぞれ設けられている。また各海水導入開閉弁７２ａには海水・濃縮海水導入管７３の一端が接続されている。海水導入管７２の分岐した各下流側は、海水導入開閉弁７２ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【００９５】
海水導入管７２の分岐した各下流側の端部に設けられる海水導入開閉弁７２ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、海から汲み上げた海水が淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給されるようにする。逆に、海水導入開閉弁７２ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【００９６】
海水・濃縮海水導入管７３は海水又は濃縮海水を淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給するための流路である。海水・濃縮海水導入管７３はその上流側が２つに分岐しており、その一方は海水導入開閉弁７２ａに接続されて、海水導入管７２に連通している。他方は後記の濃縮海水導入開閉弁８１ａに接続されて、濃縮海水導入管８１に連通している。
【００９７】
海水・濃縮海水導入管７３の下流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には海水・濃縮海水導入管７３には海水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には海水・濃縮海水導入管７３には濃縮海水が流れる。
【００９８】
逆浸透圧用高圧ポンプ７４は、海水をくみ上げて淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに所定の高圧例えば６０気圧で海水を送り込んで、高濃度側７１ｂに逆浸透圧を生じさせる高圧を作り出すポンプで、海水導入管７２の上流側の途中に設けられている。
【００９９】
淡水排水管７５は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに逆浸透圧により抽出された淡水を低濃度側７１ｃから排出する流路で、その下流側は図示しない例えば淡水貯留タンクなどに接続される。
【０１００】
淡水排水管７５は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には淡水排水開閉弁７５ａがそれぞれ設けられている。また各淡水排水開閉弁７５ａには淡水・希釈水出入管７６の一端が接続されている。淡水排水管７５の分岐した各上流側は、淡水排水開閉弁７５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続される。
【０１０１】
淡水排水管７５の分岐した各上流側の端部に設けられる淡水排水開閉弁７５ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに抽出された淡水を淡水排水管７５側から排出されるようにする。逆に、淡水排水開閉弁７５ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【０１０２】
淡水・希釈水出入管７６は、海水から抽出された淡水を淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃから排出する流路と、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を供給するための流路として機能するものである。
【０１０３】
淡水・希釈水出入管７６はその一端側が２つに分岐しており、分岐するその一方は淡水排水開閉弁７５ａに接続されて、淡水排水管７５に連通している。分岐するその他方は後記の希釈水導入開閉弁８５ａに接続されて、希釈水導入管８５に連通している。
【０１０４】
淡水・希釈水出入管７６の他端側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には淡水・希釈水出入管７６海水から抽出された淡水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には淡水・希釈水出入管７６には濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流れる。
【０１０５】
濃縮海水排水管７７は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂで逆浸透圧により淡水が抽出されて塩分濃度が高くなった濃縮海水を排出する流路で、その下流側は濃縮海水貯留タンク７９に接続されている。
【０１０６】
濃縮海水排水管７７は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には濃縮海水排水開閉弁７７ａがそれぞれ設けられている。また各濃縮海水排水開閉弁７７ａには濃縮海水・発電用水排水管７８の一端が接続されている。濃縮海水排水管７７の分岐した各上流側は、濃縮海水排水開閉弁７７ａ及び濃縮海水・発電用水排水管７８を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１０７】
濃縮海水排水管７７の分岐した各上流側の端部に設けられる各濃縮海水排水開閉弁７７ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから排出された濃縮海水を濃縮海水排水管７７に排出されるようにする。逆に、各濃縮海水排水開閉弁７７ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には閉じられる。
【０１０８】
濃縮海水・発電用水排水管７８は、淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから濃縮海水を排出する流路と、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから発電用水を排出する流路として機能する。
【０１０９】
濃縮海水・発電用水排水管７８はその下流側が２つに分岐しており、分岐するその一方は各濃縮海水排水開閉弁７７ａに接続されて、濃縮海水排水管７７に連通している。分岐するその他方は後記の発電用水開閉弁８３ａに接続されて、発電用水送水管８３に連通している。
【０１１０】
濃縮海水・発電用水排水管７８の上流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続しており、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には濃縮海水・発電用水排水管７８には淡水が抽出された濃縮海水が流れ、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合には濃縮海水・発電用水排水管７８には濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が正浸透圧で濃縮海水に流入して流量が増加した発電用水が流れる。
【０１１１】
濃縮海水排水管７７の下流側には濃縮海水貯留タンク７９が設置されている。濃縮海水貯留タンク７９は濃縮海水を一時的に貯留するタンクであり、濃縮海水排水管７７を流下した濃縮海水はこの濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された後、濃縮海水導入管８１を流下して発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに送られる。
【０１１２】
濃縮海水導入管８１は、濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給する流路であり、その上流側は濃縮海水貯留タンク７９に接続されている。
【０１１３】
濃縮海水導入管８１は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には濃縮海水導入開閉弁８１ａがそれぞれ設けられている。また各濃縮海水導入開閉弁８１ａには前記の海水・濃縮海水導入管７３の一端が接続されている。濃縮海水導入管８１の分岐した各下流側は、濃縮海水導入開閉弁８１ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１１４】
濃縮海水導入管８１の分岐した各下流側の端部に設けられる濃縮海水導入開閉弁８１ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、濃縮海水が淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに供給されるようにする。逆に、濃縮海水導入開閉弁８１ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１１５】
浸透圧用ポンプ８２は、上記濃縮海水貯留タンク７９に一時的に貯留された濃縮海水を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに所定の圧力例えば３０気圧で送り込むポンプで、濃縮海水導入管８１の上流側の途中に設けられている。
【０１１６】
発電用水送水管８３は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂで濃縮海水の正浸透圧によって低濃度側７１ｃより吸引されて流入して流量が例えば２倍程に増加した発電用水を水流発電に供給する流路で、その下流側の途中には水流発電機８４が設置されている。
【０１１７】
発電用水送水管８３は、その上流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には発電用水開閉弁８３ａがそれぞれ設けられている。また各発電用水開閉弁８３ａには濃縮海水・発電用水排水管７８の一端が接続されている。発電用水送水管８３の分岐した各上流側は、発電用水開閉弁８３ａ及び濃縮海水・発電用水排水管７８を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂに接続される。
【０１１８】
発電用水送水管８３の分岐した各上流側の端部に設けられる各発電用水開閉弁８３ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の高濃度側７１ｂから排出された発電用水を発電用水送水管８３に排出されるようにする。逆に、各発電用水開閉弁８３ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１１９】
水流発電機８４は、発電用水送水管８３を流下する発電用水の水圧を利用して発電するもので、例えばタービン発電機が使用される。発電用水送水管８３を流下する発電用水は濃縮海水の有する正浸透圧エネルギーによって濃縮海水導入管８１を流下する濃縮海水の流量の例えば２倍程に増加しており、流量が増加した発電用水は水流発電機８４を通過する際にタービンを駆動させて発電させ、その正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効利用される。
【０１２０】
希釈水導入管８５は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を送り込む流路で、その上流側は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源としての例えば希釈水貯留タンク８６に接続されている。
【０１２１】
希釈水導入管８５は、その下流側が途中で淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐していて、分岐した各端部には希釈水導入開閉弁８５ａがそれぞれ設けられている。また各希釈水導入開閉弁８５ａには淡水・希釈水出入管７６の分岐する一端が接続されている。希釈水導入管８５の分岐した各下流側は、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続される。
【０１２２】
希釈水導入管８５の分岐した各下流側の端部に設けられる希釈水導入開閉弁８５ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管８５から供給できるようにする。逆に、希釈水導入開閉弁８５ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１２３】
水源としての例えば希釈水貯留タンク８６は、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を一時的に貯留するタンクで、希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留される淡水には、例えば下水処理水や河川水など飲み水に利用できない淡水が使用される。また、希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留される濃度の薄い海水には付近の海の水が使用される。
【０１２４】
希釈水排水管８７は、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに送り込まれ水分が一部吸収された濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出して循環する流路で、低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの膜表面を逆洗浄する場合には省略される。
【０１２５】
希釈水排水管８７の上流側は淡水化兼発電用半透膜透過器７１の個数分だけ分岐して各淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに接続され、下流側は水源としての希釈水貯留タンク８６に接続されている。なお、希釈水として海水が使用される場合、希釈水排水管８７の下流側を希釈水貯留タンク８６に接続せずに、そのまま海に放流するようにしてもよい。
【０１２６】
希釈水排水管８７の分岐した各上流側には希釈水排水開閉弁８７ａがそれぞれ設けられている。各希釈水排水開閉弁８７ａは、淡水化兼発電用半透膜透過器７１が発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される場合に開かれて、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃから濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を排出循環できるようにする。逆に、希釈水排水開閉弁８７ａは淡水化兼発電用半透膜透過器７１が淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用される場合には閉じられる。
【０１２７】
淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃと水源の希釈水貯留タンク８６との間に、希釈水導入管８５と希釈水排水管８７とを配管して、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜７１ａの表面に不透過膜が形成されるのを回避できるようになっている。
【０１２８】
希釈水送水ポンプ８８は、上記希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留された濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を、発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用される淡水化兼発電用半透膜透過器７１の低濃度側７１ｃに所定の圧力で送り込むポンプで、希釈水導入管８５の上流側の途中に設けられている。
【０１２９】
次に、上記発明の実施の形態の構成に基づく作用について以下説明する。
海水淡水化装置付き浸透圧発電システム７を使用して濃縮海水を得ると共にこの濃縮海水を用いて発電する場合において、図３の例えば一番上側の淡水化兼発電用半透膜透過器７１を発電用半透膜透過器７１Ｂとして使用し、残りを淡水化用半透膜透過器７１Ａとして使用する場合で説明する。
【０１３０】
この場合には、予め、一番上側の淡水化兼発電用半透膜透過器７１に関係する開閉弁については、海水導入開閉弁７２ａを閉じ、淡水排水開閉弁７５ａを閉じ、濃縮海水排水開閉弁７７ａを閉じ、濃縮海水導入開閉弁８１ａを開き、発電用水開閉弁８３ａを開き、希釈水導入開閉弁８５ａを開き、希釈水排水開閉弁８７ａを開く。
【０１３１】
これに対して、二番以降の淡水化兼発電用半透膜透過器７１に関係する開閉弁については、海水導入開閉弁７２ａを開き、淡水排水開閉弁７５ａを開き、濃縮海水排水開閉弁７７ａを開き、濃縮海水導入開閉弁８１ａを閉じ、発電用水開閉弁８３ａを閉じ、希釈水導入開閉弁８５ａを閉じ、希釈水排水開閉弁８７ａを閉じる。
【０１３２】
逆浸透圧用高圧ポンプ７４の稼動により、綺麗な海水中から汲み上げられた海水は、逆浸透圧用高圧ポンプ７４によって、淡水化用半透膜透過器７１Ａで逆浸透圧が生じる所定の圧力例えば６０気圧に高められて、海水導入管７２を流下し、海水導入管７２の分岐した下流側から海水導入開閉弁７２ａ及び海水・濃縮海水導入管７３を通って二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂに送り込まれる。
【０１３３】
二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂに送り込まれた海水は、逆浸透圧によって海水中から淡水の一部が半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに押し出される。逆浸透圧によって淡水の一部が押し出された海水は、塩分濃度が通常海水の例えば２倍程度に高くなり濃縮海水になる。
【０１３４】
逆浸透圧によって半透膜７１ａを透過して低濃度側７１ｃに押し出された淡水は、低濃度側７１ｃから淡水・希釈水出入管７６及び淡水排水開閉弁７５ａを通って淡水排水管７５に排出され、淡水排水管７５を下流側に向かって流下し、図示しない例えば淡水貯留タンクなどに一時的に貯留された後に、飲み水などに使用される。
【０１３５】
また、塩分濃度が高くなった濃縮海水は、二番以降の各淡水化用半透膜透過器７１Ａの高濃度側７１ｂから濃縮海水・発電用水排水管７８及び各濃縮海水排水開閉弁７７ａを通って濃縮海水排水管７７に排出され、濃縮海水排水管７７を下流側に向かって流下し、濃縮海水排水管７７の下流側に設置された濃縮海水貯留タンク７９内に流入して一時的に貯留される。
【０１３６】
浸透圧用ポンプ８２の稼働により、濃縮海水貯留タンク２７に一時的に貯留されていた濃縮海水は、濃縮海水導入管８１内を圧送されて一番上側の発電用半透膜透過器７１Ｂの高濃度側７１ｂに送り込まれる。
【０１３７】
このとき、希釈水送水ポンプ８８も稼働しており、希釈水送水ポンプ８８により希釈水貯留タンク８６に一時的に貯留されている濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、希釈水導入管８５内を圧送されて希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通って発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃ側に送り込まれる。
【０１３８】
このように、発電用半透膜透過器７１Ｂ内では、半透膜７１ａを挟んで高濃度側７１ｂには濃縮海水が流入しており、また低濃度側７１ｃには濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水が流入している。
【０１３９】
このため、発電用半透膜透過器７１Ｂ内では、低濃度側７１ｃの濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水分の一部は、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって吸引されて半透膜７１ａを透過して、高濃度側７１ｂに流入して高濃度側７１ｂの流量を例えば２倍程に増加させる。低濃度側７１ｃの水分が多量に流入することで、高濃度側７１ｂの濃縮海水の塩分濃度は例えば半分程度まで低下する。
【０１４０】
そして、発電用半透膜透過器７１Ｂの高濃度側７１ｂでは、高濃度側７１ｂの濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーによって低濃度側７１ｃから水分を吸引して流量が例えば２倍程に増加する一方で塩分濃度が低下して濃縮海水から発電用水に代わり、濃縮海水・発電用水排水管７８及び発電用水開閉弁８３ａを通って発電用水送水管８３に排出される。
【０１４１】
流量が増加して発電用水送水管８３に排出された発電用水は、発電用水送水管８３内を流下する途中で、発電用水送水管８３の途中に設けられた水流発電機８４のタービンを増加した流量によって回転させて発電させる。このように、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーは電力エネルギーに変換されて有効活用されることになる。
【０１４２】
水流発電機８４を発電させた発電用水は、発電用水送水管８３の下流側から海などに放出されるが、塩分濃度が低下しているため、そのまま海に放出しても生態系に悪影響を及ぼすこともない。
【０１４３】
また、発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃに希釈水導入管８５、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通じて送り込まれた濃縮海水より濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水は、水分の一部が高濃度側７１ｂに吸引されて塩分濃度が少し高くなって希釈水排水管８７から排出され、希釈水排水管８７の下流側の希釈水貯留タンク８６に循環排出される。
【０１４４】
ところで、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水に含まれる微小な浮遊物などによって発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃの半透膜７１ａの表面には不透過膜が形成され、この不透過膜によって低濃度側７１ｃから高濃度側７１ｂへの浸透が妨げられるようになるが、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を希釈水導入管８５、希釈水導入開閉弁８５ａ及び淡水・希釈水出入管７６を通じて低濃度側７１ｃに送り込み、希釈水排水管８７から排出するようにすることによって、発電用半透膜透過器７１Ｂの低濃度側７１ｃ内には半透膜７１ａの表面に沿って流れを生じさせることができ、半透膜７１ａの表面に沿っての流れにより、半透膜７１ａの表面に不透過膜が形成されるのを防ぐことが可能となる。
【０１４５】
なお、この発明は上記発明の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【０１４６】
【発明の効果】
以上の記載より明らかなように、この発明に係る海水淡水化装置付き浸透圧発電システムによれば、海水淡水化装置で海水を淡水化する際に同時に生成され何ら利用されることなく無駄に廃棄されていた濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーを利用して発電することができ、濃縮海水が有する正浸透圧エネルギーの有効活用を図ることができる。しかも、正浸透圧エネルギーを利用して発電する際に濃縮海水は、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水によって希釈化されるために、塩分濃度を下げることができ、そのまま海に排出することが可能になる等、極めて新規的有益なる効果を奏するものである。
また、請求項１によれば、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することができる。
また、請求項２によれば、濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっていて圧力エネルギーを有しているが、濃縮海水排水管の途中に水流発電機が設けられることで、濃縮海水の圧力エネルギーを電力エネルギーに変換して有効活用することができる。
また、請求項３によれば、濃縮海水は逆浸透圧を生じさせるために高圧になっているが、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所に減圧弁が設けられることで、発電用半透膜透過器が高圧の濃縮海水で破損するのを回避することができる。
また、請求項４によれば、所定流量の濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を確実に、発電用半透膜透過器の低濃度側に供給することができ、濃縮海水の正浸透圧を利用して必要な発電用水を希釈水側から得ることができる。
また、請求項５によれば、一つの淡水化兼発電用半透膜透過器を淡水化用半透膜透過器と発電用半透膜透過器として使用することができ、淡水化用半透膜透過器としては使用できなくなっても、発電用半透膜透過器としては使用可能であるため、最初は淡水化用半透膜透過器として使用した後、発電用半透膜透過器として使用することにより、一つの淡水化兼発電用半透膜透過器を長期間使用でき経済的である。
また、請求項５によれば、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態−１を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【図２】この発明の実施の形態−２を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【図３】この発明の実施の形態−３を示す海水淡水化装置付き浸透圧発電システムの構成図である。
【符号の説明】
１ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
２ 海水淡水化装置
２１ 淡水化用半透膜透過器
２１ａ 半透膜
２１ｂ 高濃度側
２１ｃ 低濃度側
２２ 海水導入管
２３ 逆浸透圧用高圧ポンプ
２４ 淡水排水管
２５ 濃縮海水排水管
２６ 水流発電機
２７ 濃縮海水貯留タンク
３ 浸透圧発電装置
３１ 発電用半透膜透過器
３１ａ 半透膜
３１ｂ 高濃度側
３１ｃ 低濃度側
３２ 濃縮海水導入管
３３ 浸透圧用ポンプ
３４ 発電用水送水管
３５ 水流発電機
３６ 希釈水導入管
３７ 希釈水貯留タンク
３８ 希釈水排水管
３９ 希釈水送水ポンプ
４ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
５ 海水淡水化装置
５１ 淡水化用半透膜透過器
５１ａ 半透膜
５１ｂ 高濃度側
５１ｃ 低濃度側
５２ 海水導入管
５３ 逆浸透圧用高圧ポンプ
５４ 淡水排水管
５５ 濃縮海水排水管
５６ 減圧弁
６ 浸透圧発電装置
６１ 発電用半透膜透過器
６１ａ 半透膜
６１ｂ 高濃度側
６１ｃ 低濃度側
６２ 濃縮海水導入管
６４ 発電用水送水管
６５ 水流発電機
６６ 希釈水導入管
６７ 希釈水貯留タンク
６８ 希釈水排水管
６９ 希釈水送水ポンプ
７ 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム
７１ 淡水化兼発電用半透膜透過器
７１Ａ 淡水化用半透膜透過器
７１Ｂ 発電用半透膜透過器
７１ａ 半透膜
７１ｂ 高濃度側
７１ｃ 低濃度側
７２ 海水導入管
７２ａ 海水導入開閉弁
７３ 海水・濃縮海水導入管
７４ 逆浸透圧用高圧ポンプ
７５ 淡水排水管
７５ａ 淡水排水開閉弁
７６ 淡水・希釈水出入管
７７ 濃縮海水排水管
７７ａ 濃縮海水排水開閉弁
７８ 濃縮海水・発電用水排水管
７９ 濃縮海水貯留タンク
８１ 濃縮海水導入管
８１ａ 濃縮海水導入開閉弁
８２ 浸透圧用ポンプ
８３ 発電用水送水管
８３ａ 発電用水開閉弁
８４ 水流発電機
８５ 希釈水導入管
８５ａ 希釈水導入開閉弁
８６ 希釈水貯留タンク
８７ 希釈水排水管
８７ａ 希釈水排水開閉弁
８８ 希釈水送水ポンプ
Claims (5)
- 海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、逆浸透圧を利用して海水を淡水化する海水淡水化装置から海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水を浸透圧発電装置に排水する濃縮海水排水管を配設し、海水淡水化装置から排水される濃縮海水の正浸透圧エネルギーを利用して発電する浸透圧発電装置を設置すると共に、当該浸透圧発電装置を、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分される発電用半透膜透過器と、上流側が上記濃縮海水排水管側に接続され下流側が上記発電用半透膜透過器の高濃度側に接続される濃縮海水導入管と、上記発電用半透膜透過器の高濃度側に上流側が接続され発電用水を送水する発電用水送水管と、該発電用水送水管に接続され送水される発電用水で発電する水流発電機と、濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され上記発電用半透膜透過器の低濃度側に下流側が接続される希釈水導入管と、から少なくとも構成すると共に、上記発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水管の上流側を接続し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、上記発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することを特徴とする海水淡水化装置付き浸透圧発電システム。
- 濃縮海水排水管の途中には水流発電機が設けられ、濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には濃縮海水貯留タンクが設けられ、濃縮海水導入管の途中には浸透圧発電用ポンプが設けられている請求項１に記載の海水淡水化装置付き浸透圧発電システム。
- 濃縮海水排水管の下流側と濃縮海水導入管の上流側との接続箇所には減圧弁が設けられている請求項１に記載の海水淡水化装置付き浸透圧発電システム。
- 希釈水導入管の途中には、送水ポンプが設けられている請求項１に記載の海水淡水化装置付き浸透圧発電システム。
- 海水淡水化装置で逆浸透圧を利用して海水を淡水化する際に同時に生成された濃縮海水に、これよりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を半透膜を介して浸透させ、その正浸透圧エネルギーで濃縮海水側の流量を増加させ、増加した流量で水流発電機を駆動させて発電する海水淡水化装置付き浸透圧発電システムであって、内部が半透膜で高濃度側と低濃度側に二分され且つ使用状態により淡水化用半透膜透過器と発電用半透膜透過器とに切り替わる淡水化兼発電用半透膜透過器を少なくとも２基以上設置し、海水中から海水を供給する海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、海水導入管の分岐した端部に海水導入開閉弁をそれぞれ設け、海水導入管の分岐する下流側を海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、海水導入管の上流側に逆浸透圧用高圧ポンプを設け、高濃度側で濃縮された濃縮海水を高濃度側から排出する濃縮海水排水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水排水管の分岐した端部に濃縮海水排水開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水排水管の分岐する上流側を濃縮海水排水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水排水管の下流側を濃縮海水貯留タンクに接続し、濃縮海水貯留タンクに上流側が接続され濃縮海水を供給する濃縮海水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、濃縮海水導入管の分岐した端部に濃縮海水導入開閉弁をそれぞれ設け、濃縮海水導入管の分岐する下流側を濃縮海水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、濃縮海水導入管の上流側に浸透圧用ポンプを設け、高濃度側で正浸透圧により流量が増加した発電用水を高濃度側から排出する発電用水送水管の上流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、発電用水送水管の分岐した端部に発電用水開閉弁をそれぞれ設け、発電用水送水管の分岐する上流側を発電用水開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の高濃度側と連通し、発電用水送水管の下流側に水流発電機を設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に淡水排水開閉弁を介して淡水排水管の上流側を連通し、濃縮海水より濃度が薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に上流側が接続され希釈水を供給する希釈水導入管の下流側を淡水化兼発電用半透膜透過器の個数分だけ分岐し、希釈水導入管の分岐した端部に希釈水導入開閉弁をそれぞれ設け、希釈水導入管の分岐する下流側を希釈水導入開閉弁を介して各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側と連通し、希釈水導入管の上流側に希釈水送水ポンプを設け、各淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側に希釈水排水開閉弁を介して希釈水排水管の上流側を連通し、当該希釈水排水管の下流側を濃縮海水よりも濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水の水源に接続し、濃度の薄い海水又は淡水などの希釈水を循環させることによって、淡水化兼発電用半透膜透過器の低濃度側の半透膜の表面を循環する希釈水によって常時洗浄させ、半透膜の表面に不透過膜が形成されるのを回避することを特徴とする海水淡水化装置付き浸透圧発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001375185A JP4166464B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001375185A JP4166464B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003176775A JP2003176775A (ja) | 2003-06-27 |
| JP4166464B2 true JP4166464B2 (ja) | 2008-10-15 |
Family
ID=19183600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001375185A Expired - Lifetime JP4166464B2 (ja) | 2001-12-10 | 2001-12-10 | 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4166464B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133661A1 (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 東レ株式会社 | 濃度差発電装置とその運転方法 |
| KR20150005859A (ko) * | 2013-07-04 | 2015-01-15 | 한국에너지기술연구원 | 염분차 기반 발전장치 |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060011544A1 (en) * | 2004-03-16 | 2006-01-19 | Sunity Sharma | Membrane purification system |
| EP2021586B1 (en) | 2006-05-12 | 2015-02-25 | Energy Recovery, Inc. | Hybrid ro/pro system |
| ES2562603T3 (es) * | 2006-11-09 | 2016-03-07 | Yale University | Motor de calor osmótico |
| GR1005784B (el) | 2006-12-18 | 2008-01-29 | Ecocean Renewables Limited | Διαταξη και μεθοδος για την παραγωγη ηλεκτρικης ενεργειας απο τα κυματα και αφαλατωση του θαλασσινου νερου |
| BRPI0923152A2 (pt) * | 2008-12-03 | 2016-02-10 | Oasys Water Inc | armazenamento em rede osmótica em escala de utilidade pública |
| KR101144316B1 (ko) | 2009-10-28 | 2012-05-11 | 한국건설기술연구원 | 정삼투와 역삼투 조합형 막분리 하폐수 고도처리장치와, 상기 하폐수 고도처리를 위한 막분리공정 제어장치 및 제어방법 |
| AU2010325544B2 (en) * | 2009-11-25 | 2014-12-18 | Ide Water Technologies Ltd. | Reciprocal enhancement of reverse osmosis and forward osmosis |
| KR101684852B1 (ko) * | 2009-12-07 | 2016-12-09 | 플루이드 이큅먼트 디벨롭먼트 컴패니, 엘엘씨 | 삼투발전을 위한 장치와 방법 |
| KR101179489B1 (ko) | 2009-12-30 | 2012-09-07 | 웅진케미칼 주식회사 | 정삼투 현상을 이용한 저에너지형 수처리 시스템 |
| JP2013146642A (ja) * | 2010-04-21 | 2013-08-01 | Nitto Denko Corp | 流体膜分離発電システム |
| EP2586518A4 (en) | 2010-06-28 | 2014-04-23 | Kyowakiden Industry Co Ltd | HOLLOW FIBER DIRECT OSMOSIS MEMBRANE |
| KR101200838B1 (ko) | 2010-07-14 | 2012-11-13 | 한국기계연구원 | 염도차를 이용한 삼투발전 및 해수의 담수화를 위한 장치 및 방법 |
| NO332199B1 (no) * | 2010-07-23 | 2012-07-23 | Ecowat As | Metode og apparat for samtidig gjenvinning av energi og rensing av vann. |
| JP5269119B2 (ja) * | 2011-02-10 | 2013-08-21 | 株式会社東芝 | 溶媒と溶質とを含む液体から溶媒を分離する方法および装置 |
| JP5762041B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2015-08-12 | 株式会社日立製作所 | 複合淡水化システム |
| KR101819742B1 (ko) * | 2011-03-18 | 2018-03-02 | 한국전력공사 | 해수담수화 공정의 배출수와 발전소 폐수의 동시처리 공정 |
| EP2719446A4 (en) * | 2011-06-08 | 2015-03-25 | Nitto Denko Corp | DIRECT OSMOTIC MEMBRANE FLOW SYSTEM AND COMPOSITE SEMI-PERMEABLE MEMBRANE FOR SAID SYSTEM |
| KR101305747B1 (ko) * | 2011-10-12 | 2013-09-06 | (주)대우건설 | 역삼투 농축수 무방류형 하이브리드 해수담수화 장치 및 방법 |
| US20140319056A1 (en) * | 2011-10-31 | 2014-10-30 | Jfe Engineering Corporation | Process for manufacturing potable water and apparatus therefor |
| JP5538572B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2014-07-02 | 株式会社東芝 | 海水淡水化装置 |
| CN102745776B (zh) * | 2012-07-03 | 2014-04-23 | 中国科学院上海高等研究院 | 正渗透耦合反渗透处理反渗透浓排水的方法及装置 |
| JP5961469B2 (ja) | 2012-07-25 | 2016-08-02 | 日東電工株式会社 | スパイラル型正浸透膜エレメントおよび正浸透膜モジュール |
| JP6191102B2 (ja) * | 2012-08-23 | 2017-09-06 | 三菱ケミカル株式会社 | 正浸透膜複合体 |
| JP5990070B2 (ja) * | 2012-09-24 | 2016-09-07 | シャープ株式会社 | 海水取水システムおよび淡水化プラント |
| JP5975821B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-08-23 | シャープ株式会社 | 淡水化システム |
| JP5982244B2 (ja) * | 2012-09-27 | 2016-08-31 | シャープ株式会社 | 淡水化装置 |
| JP2014101818A (ja) * | 2012-11-20 | 2014-06-05 | Toshiba Corp | 浸透圧発電方法および装置、並びにそれらに使用される浸透圧発生器 |
| KR101458429B1 (ko) | 2013-03-18 | 2014-11-07 | 한국에너지기술연구원 | 염도차를 이용한 발전장치 |
| JP6192336B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2017-09-06 | 協和機電工業株式会社 | 塩水淡水装置 |
| JP6143095B2 (ja) * | 2013-07-19 | 2017-06-07 | 光弘 高橋 | ナノファイバー膜蒸留法を活用した発電システム |
| JP6169019B2 (ja) | 2014-02-28 | 2017-07-26 | 株式会社東芝 | 循環型浸透圧発電のための作業媒体、循環型浸透圧発電システムおよび方法、並びに作業媒体の相制御方法 |
| JP2016022460A (ja) * | 2014-07-24 | 2016-02-08 | Ｋｙｂ株式会社 | 海水淡水化装置 |
| JP6289413B2 (ja) * | 2015-04-23 | 2018-03-07 | 株式会社ササクラ | 発電・海水淡水化方法およびシステム |
| JP2018520874A (ja) * | 2015-07-24 | 2018-08-02 | ラブ・トゥ・マーケット・インコーポレイテッド | 溶質含有水溶液を高濃度に濃縮するための浸透圧を用いない逆浸透圧法 |
| EP4051641A4 (en) * | 2019-11-01 | 2023-12-06 | Natural Ocean Well Co. | ADHESIVE BOND WATER SEPARATION CARTRIDGE MODULE |
-
2001
- 2001-12-10 JP JP2001375185A patent/JP4166464B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012133661A1 (ja) | 2011-03-30 | 2012-10-04 | 東レ株式会社 | 濃度差発電装置とその運転方法 |
| CN103547798A (zh) * | 2011-03-30 | 2014-01-29 | 东丽株式会社 | 浓度差发电装置及其操作方法 |
| JPWO2012133661A1 (ja) * | 2011-03-30 | 2014-07-28 | 東レ株式会社 | 濃度差発電装置とその運転方法 |
| CN103547798B (zh) * | 2011-03-30 | 2016-08-17 | 东丽株式会社 | 浓度差发电装置及其操作方法 |
| JP5991200B2 (ja) * | 2011-03-30 | 2016-09-14 | 東レ株式会社 | 濃度差発電装置とその運転方法 |
| KR20150005859A (ko) * | 2013-07-04 | 2015-01-15 | 한국에너지기술연구원 | 염분차 기반 발전장치 |
| KR101705783B1 (ko) * | 2013-07-04 | 2017-02-14 | 한국에너지기술연구원 | 염분차 기반 발전장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003176775A (ja) | 2003-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4166464B2 (ja) | 海水淡水化装置付き浸透圧発電システム | |
| KR101421461B1 (ko) | 하이브리드 알오/피알오 시스템 | |
| JP5991200B2 (ja) | 濃度差発電装置とその運転方法 | |
| KR100963536B1 (ko) | 조수방법 및 조수장치 | |
| JP4808399B2 (ja) | ２段階ナノ濾過海水脱塩システム | |
| US6071414A (en) | Method for desalinating salts-containing water and apparatus therefor | |
| US9259686B2 (en) | Water producing system and operation method therefor | |
| JP2001137672A (ja) | 逆浸透処理装置および造水方法 | |
| JP2008307487A (ja) | 脱塩装置 | |
| JP6965680B2 (ja) | 海水淡水化方法および海水淡水化システム | |
| JP5538572B2 (ja) | 海水淡水化装置 | |
| JPH09313902A (ja) | 浸漬型セラミック膜分離装置の薬品洗浄方法 | |
| JP4882164B2 (ja) | 膜濾過装置 | |
| KR20170140920A (ko) | 에너지 절약을 위한 역삼투 멤브레인 장치 및 이를 이용한 수처리 방법 | |
| JP6344457B2 (ja) | 造水方法 | |
| AU2016232367B2 (en) | A subsea installation and method for treatment of seawater | |
| JPH09141261A (ja) | 車両搭載型清水製造装置 | |
| JP2005046762A (ja) | 水処理方法および装置 | |
| JP2011020032A (ja) | 逆浸透膜の処理方法及び逆浸透膜装置 | |
| WO2022059737A1 (ja) | 海水淡水化システム | |
| KR101819742B1 (ko) | 해수담수화 공정의 배출수와 발전소 폐수의 동시처리 공정 | |
| JP2005046801A (ja) | 水処理方法および装置 | |
| JPH09276846A (ja) | 高濃度排水の廃棄方法及び装置 | |
| JP2005007336A (ja) | 逆浸透膜装置 | |
| Bergman et al. | Surface Water Dual-Membrane Treatment Plant: Design Innovations and Seven Years of Operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041027 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20050113 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050221 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071211 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080212 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080701 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080730 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4166464 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110808 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120808 Year of fee payment: 4 |
|
| 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: 20130808 Year of fee payment: 5 |
|
| 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 |
|
| 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 |
|
| 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 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |