JP4195457B2 - Seawater concentrator - Google Patents
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Description
本発明は、塩の製造原料として濃縮された海水を得るための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for obtaining concentrated seawater as a salt production raw material.
従来から、塩の製造原料としての海水を濃縮するための装置として種々の方式のものが提案されている。 Conventionally, various systems have been proposed as devices for concentrating seawater as a salt production raw material.
例えば、特許文献1には、海水を霧化し、これに温風を当てることで水分を蒸発させて塩分を結晶化することが記載され、また、特許文献2には、火炎加熱型の回転ドラムを複数段に設け、前段階で濃縮された海水を次の段階の回転ドラムの表面に吹き付けて水分を蒸発さて順次、海水を濃縮して行く方式のものが記載され、また、特許文献3には、海水中に浸漬循環させる回動環状ネットを自然の天日を利用した温室中に配置し、回動環状ネットに付着した海水を風力を利用して乾燥させる方式のものが記載され、さらに、特許文献4には、天井に多数の枝条架式蒸発体を吊り下げ、これに海水を注ぎ、蒸発体から流下する海水を循環させながら濃縮する方式のものが記載され、またさらに、特許文献5には、2重構造のローターの中間空間に海水を流して、海水中の水分の蒸発を促進させる方式のものが記載されている。
従来提案された海水濃縮装置の中で、特許文献3に記載のものは、基本的に、環状ネットの回動の動力源として風力を利用し、海水の水分の蒸発源として太陽熱とともに風力を利用する点で省エネルギーの面で優れたものである。 Among the conventionally proposed seawater concentrators, those described in Patent Document 3 basically use wind power as a power source for rotating the ring net, and use wind power together with solar heat as a source of evaporation of seawater moisture. It is excellent in terms of energy saving.
しかしながら、環状ネットは海水中に浸漬された状態で上下方向に回動するために、通常の風力では回動の駆動力を得ることができず、また、ネットに付着した海水中の水分蒸発のためには、充分な風当たりを得ることができない等、実用化のためには種々の解決すべき多くの問題をかかえている。 However, since the annular net rotates in the vertical direction while immersed in seawater, it is not possible to obtain a driving force for rotation with ordinary wind power, and the evaporation of water in the seawater attached to the net is not possible. Therefore, there are many problems to be solved for practical use, such as inadequate wind perception.
本発明の第1の課題は、自然風力と太陽熱を利用した海水濃縮装置の実用化を図り、低コストの下での海水濃縮の高効率化を実現することにある。 The first object of the present invention is to put a seawater concentrator using natural wind power and solar heat into practical use, and to achieve high efficiency in seawater concentration at a low cost.
他の課題は、天候による影響を最小限に抑えた海水濃縮装置を提供することにある。 Another problem is to provide a seawater concentrator that minimizes the effects of weather.
さらに、他の課題は、上記海水濃縮装置の建設費と稼働費の低減化の実現にある。 Furthermore, the other subject exists in the realization of reduction of the construction cost and operating cost of the said seawater concentrator.
本発明は、温室中に自然エネルギーを利用して回転する垂直回転軸に取り付けられた回転体を配置し、この回転体に海水を散布して、散布した海水中の水分を回転体の回転と太陽熱によって蒸発させて海水を濃縮する装置であって、温室を太陽熱を集熱する傾斜面を持つ断面が3角形とし、この断面が3角形の頂部の部分を外気に開放した構造とし、且つ、回転体を温室の頂部の真下に配置することによって、温室内に上昇気流を発生させて海水中の水分の気化を促進させるようにしたことを特徴とする。 The present invention arranges a rotating body attached to a vertical rotating shaft that rotates using natural energy in a greenhouse, sprays seawater on the rotating body, and rotates the water in the dispersed seawater to rotate the rotating body. A device for concentrating seawater by evaporating by solar heat, wherein the greenhouse has a triangular cross section with an inclined surface for collecting solar heat, and the cross section has a structure in which the top portion of the triangular shape is open to the outside, and By arranging the rotating body directly below the top of the greenhouse, an upward air flow is generated in the greenhouse to promote the vaporization of water in the seawater.
その温室の傾斜面は、太陽熱の集熱性が良いガラスまたは合成樹脂シートによって覆われたいわゆるビニールハウス状にしたものがよい。 The inclined surface of the greenhouse preferably has a so-called plastic house shape covered with glass or a synthetic resin sheet having good solar heat collecting property.
また、海水の散布は、濃縮海水を循環使用して、温室内に垂直に配置した回転体の上方位置から散布するのが良い。 Moreover, it is good to spread seawater from the upper position of the rotary body arrange | positioned perpendicularly | vertically in a greenhouse using the circulation of concentrated seawater.
この温室内に設けられた回転体の駆動源としては、風力、風力発電あるいは太陽光発電等の自然エネルギーを利用することができる。 Natural energy such as wind power, wind power generation or solar power generation can be used as a drive source for the rotating body provided in the greenhouse.
駆動源として風力を利用する場合は、温室の頂部の外部との開放部分に風車を設け、風車の回転軸を回転体の軸と直結した方式、あるいは、歯車によって回転力を伝達する方式等を利用することができる。 When using wind power as a drive source, install a windmill at the open part of the top of the greenhouse and connect the rotating shaft of the windmill directly to the axis of the rotating body, or a method of transmitting rotational force with a gear, etc. Can be used.
また、海水を付着させる回転体としては、垂直回転軸に布、網等を組み込んだ構造のものが使用できる。 Moreover, as a rotating body to which seawater is attached, a structure in which cloth, a net, or the like is incorporated into a vertical rotating shaft can be used.
この回転体は、その回転軸が垂直に保持されたもので、ベアリング等を介して、比較的小さい風力、風力発電あるは太陽光発電によるモーターによって回転でき、その回転による風力で海水の水分を蒸発でき、さらに、温室内の温度分布によって温室内に相当の上昇気流が発生し、その蒸発を助けることになる。 This rotating body has its rotating shaft held vertically, and can be rotated by a relatively small wind, wind power or solar power motor via a bearing, etc. In addition, the temperature distribution in the greenhouse can generate a considerable updraft in the greenhouse, helping to evaporate it.
本発明の海水蒸発装置によって、海水付着機能を有する回転体に上方から海水が散布され、そこに付着した海水は、回転体中を降下する過程で、回転体の回転によって生じる風と温室の雰囲気と、温室内に形成される上昇気流によって水分が気化し濃縮される。 By the seawater evaporation apparatus of the present invention, seawater is sprayed from above onto a rotating body having a seawater adhesion function, and the seawater adhering to the wind and atmosphere of the greenhouse generated by the rotation of the rotating body in the process of descending the rotating body Then, moisture is vaporized and concentrated by the rising airflow formed in the greenhouse.
また、本発明の海水蒸発装置は、回転体を複数基、温室内に連続配置し、それぞれの回転体を経て、段階的に海水濃縮度を上げる連続処理型とすることができる。本発明の海水蒸発装置を連続処理型とすることによって、処理される海水量は増大し、海水の濃縮処理効率は格段に向上する。その際、回転体は直列に配置しても良いし、また、コの字型など、任意の配列形態を採ることもできる。 Moreover, the seawater evaporation apparatus of the present invention can be a continuous processing type in which a plurality of rotating bodies are continuously arranged in a greenhouse and the concentration of seawater is increased stepwise through each rotating body. By making the seawater evaporation apparatus of the present invention a continuous processing type, the amount of seawater to be processed is increased, and the concentration efficiency of seawater is markedly improved. At that time, the rotating bodies may be arranged in series, or any arrangement such as a U-shape may be adopted.
本発明の海水濃縮装置は、基本的には太陽熱と自然風のみを利用して温室内に上昇気流を形成し、高効率で海水を濃縮することができ、小設備で多量の海水を安定的に濃縮することが可能となる。 The seawater concentrator of the present invention basically uses only solar heat and natural wind to form an updraft in the greenhouse, which can concentrate seawater with high efficiency, and stably stabilize a large amount of seawater with small equipment. It becomes possible to concentrate.
以下本発明の海水濃縮装置の実施の形態を、風車によって回転する回転体を複数基配列した実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the seawater concentration device of the present invention will be described based on an example in which a plurality of rotating bodies rotating by a windmill are arranged.
図1は、4基の回転体1を直列に配列した海水濃縮装置10を設けた建家Aの全容を一部断面によって側面から見た図であり、図2は、図1に示す建家Aに配列された回転体1を上方から見た図である。
FIG. 1 is a view of a whole view of a building A provided with a
Bは建家Aの一側に配置された保守作業用階段で、その階段は、建家Aの側部に設けられた保守用回廊Cと連結されている。 B is a maintenance work staircase arranged on one side of the building A, and the staircase is connected to a maintenance corridor C provided on the side of the building A.
図3は、海水濃縮装置10を、図1のX−X線による断面によって示す。
FIG. 3 shows the
同図において、建家Aは、ビーム材Fによって断面が三角形の屋根構造が形成され、この下方内面は、ガラスまたはビニールのような熱透過性の材料21によって内張りされて、太陽熱によって相当温度に暖められる温室2が形成される。
In the figure, a building A has a triangular roof structure formed by a beam material F, and its lower inner surface is lined with a heat-
この建家Aの中心には、回転体の軸受台3が形成され、建家Aの両側部には、図1に示す濃縮海水の循環のための傾斜導水路の一部をなす海水溜4が形成されている。さらに、その外側には、海水から気化蒸発して生じた水分が温室2の内壁に沿って降下した水を排出するための排出路5が形成されている。
In the center of the building A, a bearing base 3 of a rotating body is formed, and on both sides of the building A, a
E1〜3は、建家Aの上方フレームであって、断面が3角形の頂点をなす温室の上方部分を形成し、この部分には外気に通じる開放空間が形成されている。 E1 to E3 are upper frames of the building A, and form an upper part of the greenhouse whose section has a triangular apex, and an open space that communicates with the outside air is formed in this part.
断面が3角形の頂点をなす温室の上方部分の真下には、回転体1のための回転軸6が垂直に配置され、ギアその他の連結回転部材61を介して軸受台3上に垂直に配置されている。
A rotating
回転体1は、垂直回転軸6のアーム7に、散布された海水を一時的に保持する布製あるいは網等のネットを環状に巻き付けた筒状体を取り付けることによって形成される。
The rotating
8は、断面が3角形の頂点をなす温室の上方の開放部分に取り付けられた複数枚の羽根81を有する風車を示す。この風車8による回転駆動力は、任意のギヤのような回転力伝達手段を介して回転体1の垂直回転軸6を回転駆動する。図示の場合、風車8の回転軸と回転体の垂直回転軸6は直結した方式のものを示しているが、ギア結合によって風車8の回転力の伝達効果を上げるようにするのが望ましい。
Reference numeral 8 denotes a windmill having a plurality of
また、9は濃縮海水を海水溜4から吸い上げて、回転体1に上方から散布する海水散布装置であって、図示しない風車8の回転を利用することができる。
図1と図2に示すように、4基の回転体を連続して配置した例においては、外部から海水溜4に導入された海水を汲み上げて、風車8によって回転する回転体1に散布すると、回転体1に付着した海水の水分は温室内の温度と、温室内に発生する上昇気流によって揮発し、回転体1の回転により飛散して温室の内壁に付着した海水Wは壁面に沿って流下し、また、回転体1に残留する海水は、散布される海水によって海水溜4内に流下する。これを各回転体1毎に繰返すことによって、海水溜4内の海水は、その下流への流れとともに塩分濃度は増大する。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the example in which four rotating bodies are continuously arranged, when the seawater introduced into the
そして、このように塩分を濃縮した海水が一定の塩分濃度となったとき、次段階の製塩設備に供給する。 And when the seawater which concentrated the salt content in this way becomes a fixed salt concentration, it supplies to the salt production equipment of the next step.
以下に、上記各図に示す海水濃縮装置の操業条件を示す。 The operating conditions of the seawater concentrator shown in the above figures are shown below.
内部の高さが7mで、幅が12mで、上部の温度が28℃の温室内に配置された5500mm高さ、4000mm径、4mの回転体1上で、15rpmの速度で回転する回転体1上に、海水溜4に貯水された塩分が3.5%で温度が23℃の初期海水を海水散布装置9によって、吸い上げて10リットル/分の割合で散水した。
Rotating
図3において、矢印Zに示すように上昇気流が発生し、また、矢印Wに示すように蒸発水分が水滴となって、温室の内壁に沿って、排水樋中での流れとなって排水されているのが確認できた。 In FIG. 3, an updraft is generated as indicated by an arrow Z, and the evaporated water becomes water droplets as indicated by an arrow W, which is drained as a flow in a drain along the inner wall of the greenhouse. I was able to confirm.
この第1段階で、散布海水は回転体1を降下し、次の海水溜には、8.74リットル/分の割合で塩分量が4%の濃縮海水の貯留が確認できた。
At this first stage, the sprayed seawater descended the
この各回転体単位で、0.5%の濃縮度が確認でき、この濃縮度が連続することで、4基の回転体を連続配備したシステムにおいての高能率の海水の濃縮が確認できた。 Concentration of 0.5% was confirmed for each of these rotating bodies, and the concentration of the seawater in a system in which four rotating bodies were continuously deployed was confirmed by the continued concentration.
1 回転体
2 温室 21 熱透過性材
3 回転軸受台
4 海水溜
5 排水路
6 垂直回転軸 61 回転体軸受
7 連結アーム
8 風車 81 風車の羽根
9 海水散布装置
10 海水濃縮装置
A 建家
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記温室は、断面の頂部が外気に開放した三角形の屋根構造と、その下方内面は、ガラスまたはビニールのような熱透過性の材料によって内張りされた建家からなり、
この建家の頂部の真下には前記回転体の軸受台が形成され、この建家の両側部には、濃縮海水の循環のための傾斜導水路の一部をなす海水溜が形成され、その外側には、海水から気化蒸発して生じた水分が建家の内壁に沿って降下し、排出するための排出路が形成されており、
前記回転体には、濃縮した海水が循環使用されて温室内で上方位置から散布される海水濃縮装置。 A rotating body that is attached to a vertical rotating shaft that rotates using natural energy in a greenhouse and that has a cloth and net is placed. Sprinkle seawater on this rotating body and rotate the water in the dispersed seawater to rotate the rotating body. A device that concentrates seawater by evaporating with solar heat,
The greenhouse is composed of a triangular roof structure whose top of the cross section is open to the outside, and a lower inner surface of a building lined with a heat-permeable material such as glass or vinyl,
Immediately below the top of the building is a bearing base for the rotating body, and on both sides of the building is formed a seawater reservoir that forms part of an inclined conduit for the circulation of concentrated seawater. On the outside, a drainage path is formed for moisture generated by evaporation and evaporation from seawater to fall along the inner wall of the building and discharge it,
The rotating body is a seawater concentrating device in which concentrated seawater is circulated and sprayed from above in a greenhouse .
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