JPH01107883A - 太陽熱利用淡水製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、省エネルギ型海上浮設式の蒸発器を用いた太
１１熱利用の淡水製造装置に関する。

〔従来の技術〕

海水より淡水を得る方式としては、海水を汲み上げボイ
ラ等で加熱し得られた水蒸気を冷却・凝縮する方式や逆
浸透法による方式がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記前者の方式は、莫大なエネルギを要し、生産水コス
トが高く、実用的でない。又、後者の逆浸透法等による
膜分離方式は最近の淡水製造設備として注目されている
が、膜汚染対策や淡水化度と淡水生産量の関係、設備費
、メンテナンス費用等により生産水コストも比較的高価
である。

本発明は、上記の問題点を解消するためて、省エネルギ
型の海上浮設式蒸発器を用いた太陽熱利用の淡水装造装
置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、太陽熱を利用した淡水製造装置に係るもので
あって、海水が浸透可能な多孔性海水供給部を内装する
海面浮設式太陽熱蒸発器、海中の低温域に設けられた凝
縮水貯溜器、上記海面浮設式太陽熱蒸発器で発生した水
蒸気を上記凝縮水貯溜器に導く配管、及び上記凝縮水貯
溜器内の凝縮水を地上に送る送水装置を具備する。

〔作用〕

本発明は以上のように構成されており、多孔性海水供給
部によって海水が海面浮設式太陽熱蒸発器内の同供給部
の多孔性表面に浸出する。

この多孔性表面に浸出した海水は太陽熱によって蒸発し
これと共に多孔性表面には海塩が析出する。この析出塩
も多孔性であって、続いて多孔性海水供給部から浸出す
る海水は多孔性の析出塩を通過して太陽熱による蒸発が
継続される。

このように上記海面浮設式太陽熱蒸発器内で蒸発した飽
和水蒸気は配管によって海中の低温域にある凝縮水貯溜
器に送られるが、この水蒸気は配管内を移動する間及び
凝縮水貯溜器の内部で冷却されて凝縮し凝縮水貯溜内に
凝縮淡水が貯溜される。この貯溜淡水は送水装置により
地上に送られて利用される。

また、蒸発した水蒸気は海水中の低温域で凝縮し、太陽
熱蒸発器と凝縮水貯溜器の間に水蒸気圧勾配が生ずるの
で、必ずしも動力を用いなくても水蒸気を太陽熱蒸発器
から凝縮水貯溜器に移送することができる。

以上のように、本発明は太陽熱を利用して連続的に海水
を蒸発させ、これを海中の低温域に導いて凝縮させ凝縮
水貯溜器内に凝縮淡水を得ることができ、これを利用す
ることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図ないし第５図によって説明す
る。

第１図において、ｌａ、ｌｂは海面に浮設された太陽熱
蒸発器であって、互いに結合部７によって連結されてい
る。第１図には太陽熱蒸発器が２個示されているが、単
独の太陽熱蒸発器を設けるようにしてもよく、また互い
に連結された３個以上の太陽熱蒸発器を設けるようにし
てもよい。３ａ　、３ｂは海中の低温域に配置された凝
縮水貯溜器であシ、太陽熱蒸発器１ａ及び１ｂは凝縮水
貯溜器３ａ及び３ｂにそれぞれ送気装置としての配管２
ａ、２ｂによって接続されている。４は凝縮水貯溜器３
ａ、３ｂに開口し地上に設置された淡水吸み上げポンプ
５を介して地上の淡水タンク６に接続された配管でアシ
、同配管４及び淡水吸み上げポンプ５は送水装置を構成
している。また、蒸発器で生成された塩を回収するため
の高濃度海塩溶液用配管８が太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂの
底部に開口し、間管８は地上に設置され念カン水汲み上
げポンプ９を介して地上のカン水貯槽１０に接続されて
いる。

上記太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂの詳細は第２図及び第３図
に示されている。

即ち、断熱材料で成形された外殻体１１と耐候性集熱板
、１２によシ密封された空間Ａ内に、複数の海水を浸透
供給する多孔管１３が配置され、同多孔管の両端の海水
取入口１４は微／Ｊ％孔を介して殻体１１外の海水に接
している。

上記凝縮水貯溜器３ａ、３ｂに連る配管２ａ。

２ｂは上記太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂの密封された空間Ａ
に開口している。

カン水貯槽１０と太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂとを連絡する
上記配管８には、バルブ１６が設けられている。上記外
殻体１１の側面への開ロアを有する配管１５には電磁パ
ルプ１９が配役されその端部は海水中に開口する海水増
入口２０となっている。また上記外殻体１１の側面への
開口１７ｆｅ有する池の配管１８ては電磁バルブ２１が
配設されその端部は海面上の大気中に開口する排気口２
２となっている。

上記凝縮水貯溜器３ａ、３ｂの嘴造を第４図によって説
明する。

同貯溜器３ａ　、３ｂの上部には太陽熱蒸発器ｌａ、ｌ
ｂからの配’ｆｆｆ２ａ、２ｂが開口し、その底部には
地上タンク６に連絡された配管４が開口している。同配
管４の開口部４′に接してフロート３１を備えた液位調
整パルプ３２が設けられ、７ｏ−ト３１が貯溜器３ａ　
、３ｂ内の凝縮水の液面の上昇に伴って上昇すると液位
調整パルプ３２を開いて貯溜器３ａ　、３ｂ内と配管４
とを連通させるよう罠なっている。

本実施例は以上のように構成されておシ、バルブ２１を
開いて密閉室Ａ内を大気圧とし念上パルプ２１を閉じ、
同パルプ２１とパルプ１６゜１９を共に閉の状態に保持
しておくと、海水は海水取入口１４から多孔管１３内部
をへて太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂ内の間管の多孔性の表面
に浸出する。この浸出した海水は集熱板１２による太陽
熱によって同蒸発器１ａ、ｌｂの密封空間Ａ内で蒸発し
て飽和蒸気となり、一方多孔管１３０表面には多孔性の
海塩が析出する。

続いて浸出する海水は多孔性の析出塩を通過して太陽熱
によって蒸発し、この蒸発が継続する。ちなみに同蒸発
器内の温度は６０〜８０℃壕で上昇させることができ、
このときの蒸発し念水蒸気の温度は７０℃前後、多孔管
１３内の海水温度は４０℃前後となる。また、多孔管１
３の海水取入口１４は微小孔を介して外部の海水に接し
ているために、波浪等によって多孔管１３内の温海水が
流動によって冷却されることが防止される。

上記密封空間Ａ内の水蒸気は配管２ａ　、　２ｂ内を流
れて凝縮水貯溜器３ａ　、３ｂに至るが、配管２ａ　、
２ｂ内及び低温域（通常２０℃前後）の同貯溜器内で海
水によって冷却されて凝縮し、貯溜器３ａ　、３ｂ内に
は凝縮淡水が貯溜される。

この際水蒸気が凝縮することによって、太陽熱蒸発器１
ａ、ｌｂと凝縮水貯溜器３ａ、３ｂ間に水蒸気圧勾配が
生じ連続的な水蒸気の移送が可能となる。なお、送風機
等によって強制的に蒸発した水蒸気の送気を行って、淡
水凝縮速度を上げるようにすることもできる。

このようにして凝縮水貯溜器３ａ、３ｂ内の凝縮淡水の
液位が所定のレベルに上昇すると、７０−ト３１の浮上
に伴って液位調整バルブ３２が開いて貯溜器３ａ、３ｂ
と配管４とが連通し、貯溜器３ａ　、３ｂ内の凝縮淡水
は淡水ポンプ６によって汲み上げられて地上′のタンク
６に送られる。

一方、夜間等太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂ内の温度が低下し
海水の蒸発が進み難い時間帯においては、多孔管１３か
らの浸透海水は乾燥されないま＼蒸発器内に滴下し、そ
れまでに乾燥・結晶化した多孔管１３の表面の析出海塩
も一部溶解して海水と共に滴下する。この滴下し次カン
水を回収することによって、多孔管１３表面は清浄化さ
せる。

また、これを更に十分にする九めに本実施例では次の方
式が採用されている。

即ち、夜間時等に１電磁パルプ１９を開にして海水を配
管１５０開ロアから太陽熱蒸発器ｌａ、ｌｂの密封空間
に導入し、多孔管１３表面上等の析出塩等を溶解させ海
塩濃度の高いカン水とした上、配管８のパルプ１６を開
いてカン水汲み上げポンプ９を起動させてカン水をカン
水貯槽１０に貯溜する。この海塩濃度の高いカン水は製
塩等の用途に利用することができる。

以上の通り、本実施例では、蒸発の行われない時間帯を
利用して析出塩の掻落し等の面倒な操作を行うことなく
自動的に塩類の回収及び多孔管表面の浄化を行うことが
できる。

また、上記析出塩の溶解及びカン水の回収が終了すれば
、バルブ１６及び電磁バルブ１９を閉じ、電磁パルプ２
１を開いて太陽熱蒸発器ｌａ、ｌｂ内を大気圧に減圧し
て、次回の蒸発が円滑に再開されるようにする。

以上の通り、本実施例は、太陽熱を利用することによっ
て、エネルギ消費を大巾・に゛減／ｌ＞シて連続的に海
水から淡水を得ることができ、また、蒸発の行われない
時間帯に析出した海塩全自動的に溶解して多孔管等の浄
化を行うと共に高海塩濃度のカン水を得ることができる
。

上記多孔管１３や太陽熱蒸発器１ａ、ｌｂの内部がフジ
ッボや微生物によって汚染されることを防ぐ次めに上記
実施例に用いられる装置について以下説明する。

即ち、第５図には、多孔管１３の海水取り入れ口近傍に
設けた塩素発生装置が示されている。

多孔管１３０両端には電解槽４１が取付けられていて、
同電解槽４１内の電解室４２内には直流電源４０に接続
された陽極４３が配置されている。上記電解槽４１の電
解室４２は下方に開放されていて、直流電源４０に接続
された陰極４４は電解室４２の下方に配設されている。

また電解槽４１の１側面は多孔管１３の海水取入口を覆
っていて、同側面には同多孔管１３内部を電解室４２に
連通ずる複数の微小孔４５が設けられている。以上の構
成によって電解によって陽極４３において発生し次塩素
は電解室４２内に保持され海水と共に多孔管１３内に供
給される。一方陰極において発生したＮａＯＨ等は海水
中に拡散されるようになっている。この友めに、発生し
た塩素は海水と共に多孔管１３の表面に浸出して、生物
の付着を防止し、多孔管１３及び太陽熱蒸発器内におけ
るフジッボ等による汚染を防ぐことができる。またこの
塩素は得られる淡水中に溶解して、消毒効果を奏するこ
ともできる。

なお、上記実施例では多孔性の海水供給部を多孔管とし
ているが、上記実施例の太陽熱蒸発器の外殻体の底部を
多孔板で構成して多孔性の海水供給部を形成することも
可能であって、本発明は図面に示された上記実施例に限
定されるものでないことはいう迄もなり０ 〔発明の効果〕 本発明は次の効果を挙げることができる。

（１）　　太陽熱を利用して連続的に海水から淡水をう
ろことができる。しかも得られる淡水は水蒸気の凝縮に
よるものであって純度が高く飲料用に用いることができ
る。

（２）海上浮設でアシ、土地の有効利用が可能である。

（３）太陽熱を利用して蒸発が行われ、かつ必要な動力
は凝縮水貯溜器から地上への送水装置用程度である念め
に大巾に動力を節約することができる。

また、多孔性海水供給部を用いている念め、蒸発器への
海水供給エネルギ（を力）も不要である。従って、低コ
ストで淡水を得ることができる。

（４）多孔性海水供給部の表面が海水の供給面となると
共に乾燥面となり、析出海塩も多孔性結晶を構成するた
め海水供給の妨げとならず、連続して海水の蒸発を行う
ことができる。

（５）すべての操作を自動制御にすることができ、無人
運転が可能でおる。

（６）蒸発器に海水を充満し、システム全体を海中に沈
めることができ、暴風雨や津波による波浪の影響を避け
ることも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の説明図、第２図及び第３図
はそれぞれ上記実施例の海面浮設式太陽熱蒸発器を縦断
し之正面図及び側面図、第４図は上記実施例の凝縮水貯
溜器の説明図、第５図は上記実施例に用いられる塩素発
生装置の縦断面図である。 ｌａ、ｌｂ・・・海面浮設式太陽熱蒸発器、２ａ。 ２ｂ・・・配管、３ａ、３ｂ・・・凝縮水貯溜器、４・
・・配管、５・・・淡水汲み上げポンプ、６・・・淡水
タンク、８・・・高濃度海塩溶液用配管、９・・・カン
水汲み上げポンプ、１０・・・カン水貯槽、１１・・・
海面浮設式太陽熱蒸発器の外殻体、１２・・・海面浮設
式太陽熱蒸発器の集熱板、１３・・・多孔管、１４・・
・多孔管の海水取入口、３１・・・フロート、３２・・
・液位調整パルプ、４０・・・直流電源、４１・・・電
解槽、４２・・・電解室、４３・・・陽極、４４・・・
陰極、４５・・・微小孔。 代理人　弁理士　坂　間　　暁　　外２名餡１区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　海水が浸透可能な多孔性海水供給部を内装する海面浮
   設式太陽熱蒸発器、海中の低温域に設けられた凝縮水貯
   溜器、上記海面浮設式太陽熱蒸発器で発生した水蒸気を
   上記凝縮水貯溜器に導く配管、及び上記凝縮水貯溜器内
   の凝縮水を地上に送る送水装置を具備したことを特徴と
   する太陽熱利用淡水製造装置。