JP5120739B1 - 浄水装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の浄水装置において、濾過膜を用いるものや燃料燃焼式のボイラーで処理水を沸騰させる方法によるものは、不要物が装置内に堆積する、装置が大型化する、またエネルギー効率が悪い、或いは装置の調節が素早くできない等の問題があった。
【解決手段】処理水を注排水機能を備えた沸騰室内でマイクロ波を照射して加熱沸騰させることで、不要物の堆積が防がれ、燃料の燃焼装置が不要であるため小型の装置とすることが可能であると同時にエネルギー効率を向上させることが出来る。また、マイクロ波を用いることで通電による操作を行えるため、装置の素早い制御が可能となる。更に、処理水を沸騰させる装置と共に、発生した水蒸気のエネルギーを用いて駆動させることで水蒸気のエネルギー減殺と凝結を行う冷却装置を備えることで、自然冷却によるものでは大型化せざるをえなかった装置全体の大きさを小型化することが可能となる。
【選択図】図１
【解決手段】処理水を注排水機能を備えた沸騰室内でマイクロ波を照射して加熱沸騰させることで、不要物の堆積が防がれ、燃料の燃焼装置が不要であるため小型の装置とすることが可能であると同時にエネルギー効率を向上させることが出来る。また、マイクロ波を用いることで通電による操作を行えるため、装置の素早い制御が可能となる。更に、処理水を沸騰させる装置と共に、発生した水蒸気のエネルギーを用いて駆動させることで水蒸気のエネルギー減殺と凝結を行う冷却装置を備えることで、自然冷却によるものでは大型化せざるをえなかった装置全体の大きさを小型化することが可能となる。
【選択図】図１
Description
本発明は、浄水装置に関するものである。
従来の浄水装置にあっては、濾過膜を用いて濾過を行うもの、蒸留によって水を分離する方法が用いられてきた。
蒸留による水の処理を行う従来の技術のうち、燃料を燃焼させるボイラーを用いて水を加熱沸騰させる方法によるものは、水を加熱するための燃料が大量に必要になる上、燃焼装置を備えることにより装置を小型化することが難しいという欠点がある上、燃焼による加熱であるため調節を行う際に装置の反応が遅いという欠点もあった。
水蒸気となった水を液体に戻す機能を備えた装置の中には、水蒸気が長いパイプを通る間に冷却され液体となる仕組みをもつものもあるが、長大な配管を要するため設備が大型化せざるを得ないという欠点があり、冷却を行うための装置を作動させるために新たに別のエネルギー源を必要とするものは装置のエネルギー消費量が増大するためにエネルギー効率が悪くなるという欠点があった。
従来の技術のうち、濾過によって水を浄化する方法にあっては、不要物が全て濾過膜に付着することにより浄化能力が失われるため頻繁に部品の交換が必要となり、また濾過膜の大きさによって処理可能な水の量が制限を受けるため、水の処理量に応じて装置が大型化せざるをえないという欠点があった。
本発明が解決しようとする問題点は、従来の技術における、濾過膜、ボイラー、自然空冷を用いることによる装置の大型化、エネルギー効率の悪さ、また装置の制御を素早く行うことが出来ないという点である。
本発明は、マイクロ波を照射して水を加熱沸騰させる装置を備えると共に、装置の駆動を行うことで水蒸気の熱エネルギー減殺を行う冷却装置を備えていることを主要な特徴とする。
処理水の濾過を行う従来の技術において濾過膜等の交換部品が大量に必要となる上に装置が大型化せざるをえない、或いは、従来の技術における燃料の燃焼による熱の熱伝導によって水を加熱するボイラーを用いて蒸留を行うものはエネルギー効率が悪い上装置が大型にならざるをえないという問題がある点について、本発明にあってはマイクロ波の照射により直接水を加熱沸騰させる装置を備えることでこれを解決する。
本発明にあっては、自然空冷による蒸留等の方法によるために大型化せざるをえなかった従来の装置の問題点を、蒸気のエネルギーを用いて駆動される冷却器を備えることで装置を小型化することを可能とする。
従来の技術において燃料の燃焼による熱の熱伝導によって処理水を加熱する方法によるものは、装置を加熱する必要があるため、装置の温度を上昇下降させるのに時間がかかり、素早い制御を行うことが難しかったが、本発明にあっては装置の加熱を必要としないようにするため、マイクロ波を用い通電の切り替えによって装置の制御を行う。
先行技術の中には、特開２００８−２８６５１１号広報、実登３１５６３４４号広報等のように羽根車が用いられているものがあるが、これらの装置は、蒸気のもつ熱エネルギーを運動エネルギーへ転換し、得られた運動エネルギーを電力へ転換させるために用いるものであって、羽根車を備えた部分の役割はエネルギーの転換を行うことであり、液体の水を得るための機能を有していない。
また、特開２０１０−１３７２１３号広報には浄水器としても使用しうるとした技術が記載されているが、構造としては一般的な蒸気タービンを用いた発電機と同じものである。本発明における蒸気タービンは、冷却器と併せて、蒸気となった水から熱エネルギーを除去して凝縮させて液体とするための、水の相変化を起こさせる機能をもつ装置であり、従来の技術におけるエネルギー転換のための装置ではなく、物質を相変化させるための装置であることを特徴とする。
また、特開２００９−１６６０２４号公報、特開２０１０−９９６２８号公報、特開昭６１−４５５２０号公報等には、水蒸気を冷却する装置を備えた装置に関する技術が記載されているが、外部より取り込んだ冷却水を用いて蒸気を結露させるもので、蒸気の冷却用に別の動力源を必要とするものであり、本発明における水蒸気がもつエネルギーによって冷却装置を作動させる方式の装置とは異なる。
本発明の浄水装置にあっては、燃料の燃焼によらないマイクロ波の照射による水の加熱装置、及び冷却器を備えることで、大型から小型のものまで様々な大きさの装置を作ることが出来るようになる。
また、本発明においては水を処理する部分の装置に注排水を行うため、濾過膜を用いる技術における不要物が装置内に堆積することを避けることが出来る。
更に本発明における冷却装置は、処理水の沸騰によって生じた水蒸気のエネルギーによって作動するため、蒸気を冷却するために外部から別のエネルギーを供給することを必要としないため、浄水装置全体のエネルギー消費量を少なくできるという利点がある。
また、本発明においては、マイクロ波の照射によって行う処理水の加熱は、通電の調整で行うことが出来るため、容易に装置の制御を行うことが出来る。
電源と接続された、マイクロ波を照射して処理水を沸騰させるための装置に、発生した水蒸気のエネルギーを用いて駆動する冷却装置を接続する。
図１は、本発明装置の実施例の側面図であって、電源１から電気が送電線２を通してマイクロ波発生装置３に送られ、注水管１１から送られてきた処理水が注水量調節バルブ１２を通って沸騰室４に注入される。
沸騰室４内の処理水にマイクロ波発生装置３よりマイクロ波を照射し加熱沸騰させ、排気量調節バルブ１７を開閉して排気管１６から揮発性の不純物を外へ排出するとともに、沸騰室４内の蒸気の圧力を調節する。
沸騰室４内で圧力を高めた水蒸気を、蒸気量調節バルブ１５で水蒸気量の調節を行いつつ送風管５を通して蒸気タービン６へ送り、タービンの回転によって冷却用ファン７を回転させる。冷却用ファン７によって起こされた風によって、冷却器固定脚１８と冷却フィン９を備えた冷却器８を冷却する。
蒸気タービン６を回転させることで熱エネルギーが減殺された水蒸気は送風管５を通って冷却器８に入り、冷却されて凝縮する。
冷却器８内で凝縮して得られた水は送水管１０から浄水装置の外へ出て利用される。
不純物が残った沸騰室４に注水管１１より注水を行い、注水量調節バルブ１２及び排水量調節バルブ１４を調節して沸騰室４内に残った不純物を排水管１３を通して外へ排出する。
再び沸騰室４に注水を行い、水の処理を行う。
使用する電力を得る際に風力発電装置１９等を使用すると、外部からのエネルギー供給量を抑えることが出来る。
大型のものを制作した場合、海水の脱塩設備として使用することが可能である。この場合飲料用の処理を行わなくても工業用水や灌漑用水として使用することが可能である。
小型のものを制作した場合、トラックの荷台に搭載する等の方法により、可動式の浄水設備とすることも可能である。
１ 電源
２ 送電線
３ マイクロ波発生装置
４ 沸騰室
５ 送風管
６ 蒸気タービン
７ 冷却用ファン
８ 冷却器
９ 冷却フィン
１０ 送水管
１１ 注水管
１２ 注水量調節バルブ
１３ 排水管
１４ 排水量調節バルブ
１５ 蒸気量調節バルブ
１６ 排気管
１７ 排気量調節バルブ
１８ 冷却器固定脚
１９ 風力発電装置
２ 送電線
３ マイクロ波発生装置
４ 沸騰室
５ 送風管
６ 蒸気タービン
７ 冷却用ファン
８ 冷却器
９ 冷却フィン
１０ 送水管
１１ 注水管
１２ 注水量調節バルブ
１３ 排水管
１４ 排水量調節バルブ
１５ 蒸気量調節バルブ
１６ 排気管
１７ 排気量調節バルブ
１８ 冷却器固定脚
１９ 風力発電装置
Claims (1)
- 浄水処理を行う水に、マイクロ波を照射して加熱沸騰させるとともに、発生した水蒸気で冷却器を作動させて水蒸気を液体に戻すことにより清水を得ることを特徴とする浄水装置。
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| JP2011241788A JP5120739B1 (ja) | 2011-11-03 | 2011-11-03 | 浄水装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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