JPH0248090A - 淡水化装置 - 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、海水等の塩分を含む水や廃水等の不純物を含
む水を淡水化する淡水化装置に関するものである。

「従来技術と発明が解決しようとする課題」海水淡水化
装置としては、多段フラッシュ蒸留プラントが広く用い
られている。

ところがこの多段フラッシュ蒸留プラントにあっては、
１　ｋｇの真水を得るために、加熱温度１０００Ｃのと
き５段型で１４０　ｋｃａｌ／　ｋｇのエネルギーが必
要であるため、より一層のエネルギー効率向上が求めら
れていた。

また、この多段フラッシュ蒸留プラントにおいては、装
置が複雑で大型となるので、建設コストが高い不満があ
った。

「発明の目的」 本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、エネルギー
効率が高く、かつ装置建設費の安価な淡水化装置を提供
することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明では、回転する回動部材と、この回動部材を冷却
する冷却機構と、回動部材の表面に真水を接触させる真
水供給装置と、該真水供給装置よりも回動部材の回転方
向下流側で回動部材表面に被処理水を接触させる被処理
水供給装置と、該彼処理水供給装置よりも回動部材の回
転方向下流側で回動部材表面に洗浄水を供給する水洗装
置と、この水洗装置よりも回動部しの回転方向下流側で
回動部材表面に生成した水を取り除く採取装置とて、淡
水化装置を構成することにより、１１τ」記課題の解決
を図った。

本発明の淡水化装置をなす回動部材は、回転軸を中心軸
とする回転体であることか望ましい。回動部材を回転体
によって形成すると、採取装置の構成を簡略化ケること
かできる。またこの回動部材は、中実のらのであっても
良いか、中空体であることが望ましい。回動部しを中空
状に形成した場合は、内部側から回動部材を冷却し、回
動部１副の外面側に被処理水等を吹き（＝Ｉυると良い
。

この回動部材の駆動は、氷の結晶を大きく成長させるた
めに低速で行なわれることか望ましい。

また回動部材の冷却は、真水や被処理水か接触せしめら
れる箇所の表面温度か約−２０〜−３０°Ｃの範囲に保
たれろように行なわれることか望ましい。回動部材の表
面温度か冒すぎる場合には、淡水化効率が損なわれる不
都合かある。また回動部材の表面温度か低ずぎろと、得
られる水の純度か低下する不都合か生しる。

前記真水供給装置による回動部材と真水との接触（Ｊ、
回動部材の回転角が０〜６０度の範囲の位置て行なわれ
ることか望ましい。また前記被処理水供給装置による回
動部材と被処理水との接触（Ｊ、回転角６０〜３００度
の位置で行なイつれることか望ましい。また水洗装置に
よる洗／ＴＩ水の供給（」、回転角３００〜３３０度の
位置で行なわれるごとが望ましい。また採取装置による
氷結晶の採取（、、ｌ、３３０〜３６０度の範囲で行な
われることか望ましい。

前記採取装置は、回動部材の表面に形成された氷結晶を
回動部材から取り除いて集めるもので、適宜な加熱手段
により回動部し表面の氷結晶を溶解して取り除く装置で
あっても良いか、適宜な刃により機械的に回動部材表面
の氷結晶を掻き取る機構のものであっても良い。

１作用　」 本発明の淡水化装置で（Ｊ、冷却機構によって冷却され
た回動部材か回転されると、この同動部材の表面にはま
ず真水供給装置によって真水か接触せしめられる。する
と、回動部材の表面に種氷結品が生成する。ついて、回
動部材かさらに回転されると、種氷結品が生成した回動
部材表面に被処理水供給装置からの被処理水か接触せし
められる。

すると種氷結品を核として氷結晶か成長する。このあと
、回動部材かさらに回転されると、氷結晶か成長した回
動部材の表面に水洗装置から洗ａト水か供給されて氷結
晶の表面に残留している被処理水中の塩分や不純物およ
び被処理水自体が６トい流される。

このように洗ａトされた氷結晶は、ついて採取装置によ
って回動部材の表面から取り除かれて、塩分や不純物が
除去さイまた真水となる。

［実施例−１ 以下、図面を参照して本発明の淡水化装置を詳しく説明
する。

第１図ないし第３図は本発明の淡水化装置の実施例を示
すものである。この淡水化装置ｆｉｌ、回動部材１と冷
却機構７と真水（ｊｌ、給装置１３と海水供給装置１６
と水洗装置１９と採取装置２２とに、］−って概略構成
されている。

回動部材１Ｌ；Ｊ、第２図に示すように、円筒状の本体
部２とこの本体を支持する中空状の回転軸３４からなる
ものである。この回動部材＋　１；ｌ：　、　ｆｉｌｌ
ｌ受５５によって回転自在に保持されている。この回動
部材１の本体部２の周壁は、薄肉の金属によって形成さ
れている。そして、この回動部′ｖ１１＋ｉ変速可能な
駆動機構６によって所定の速度で回転されている。この
同動部＋４１は本体部２か外径０．６ｍ、高さ］、Ｏｍ
に形成されている。

この回動部材１（Ｊ、冷却機構７によって内側から冷却
されている。冷却機構７　ｔ４、冷媒を散布する形式の
もので、冷凍機８と冷媒供給管つと冷媒散布管１０　　
と冷媒回収管１１とによって概略構成されている。冷媒
供給管９　’；Ｉ：　ｒｔ　２２フロン冷凍機８で冷却
された冷媒を冷媒散布管１０　　にイ」（給オろちのて
、回動部材１の旧制の回転軸３から回動部材ｌ内に導入
されている。この冷媒供給管９の一１〜端には、冷媒散
布管ＩＱ　　か連設されている。冷媒散布管１０　　は
、回動部材１の内面とは；Ｊ平行に設（づられており、
本体部２の周壁内面と対向ずろ箇所には、冷媒を吹きイ
マ１りろ多数のノズルが設（Ｊられてし）る。前記冷媒
回収管口は、回動部ヰ４１の下側の回転軸４から回動部
材’ｌの内部に導入されており、散布された冷媒を冷凍
機８に回収している。

この回動部十オｌの周囲には、第３図に示すように、真
水供給装置１３の真水散布管１４と、海水供給装置１６
の海水散布管１７　　と、水洗装置１９の洗浄水散布管
２０と、採取装置２２の掻き取り刃３５か、回動部材１
の回転方向に向かって順次配置されている。

前記真水供給装置）３は、回動部材１の外表面に真水を
接触させる装置で、第１図に示すように、真水散布管１
４と真水イノ（給管２３とポンプ２４によって概略構成
されている。そして、後述する採取装置２２の真水貯槽
２５に収容された真水を汲み上げて散布することにより
回動部材１に真水を接触させるようになってし）る。

前記海水供給装置１６は、前記真水供給装置１３よりも
回動部材１の回転方向下流側で回動部材１の外表面に海
水を接触さし−る装置である。この海水供給装置１６１
］、海水汲み］二げポンプ２６とコイル管２７と海水供
給管２８と余剰海水排水管２９と前記複数の海水散布管
１７・とじよって概略構成されている。

海水供給装置１６のフィル管２７は、後述する採取装置
２２の真水貯槽２５内に配置されており、後述するよう
にこのコイル管２７を通過する間に海水か予備冷却され
るようになっている。コイル管２７の一端には前記海水
汲み上げポンプ２６か連設されており、他端には前記海
水供給管２８と余剰海水排水管２９が連設されている。

海水供給管２８はコイル管２７と海水散布管１７・とを
連設するもので、海水供給量を調整するバルブ３０が設
けられている。海水散布管１７　　は、回動部＋ＡＩの
周囲に所定間隔をおいて複数本設（づられており、回動
部材１に対向する側に多数のノズルが設けられている。

また前記余剰海水排水管２９は、余剰の海水を排出する
もので、排出量を制御するバルブ３１か設けられている
。そしてこの海水供給装置１６ては、コイル管２７を通
過した時点て海水が所定温度まで冷却されるように適宜
な量の海水を海水汲み上げポンプ２６により汲み」−げ
、その後所定〃１度に冷却された海水を所定量海水供給
管２８に供給すると共に、余剰分は余剰海水排水管２９
を介して排出するようになっている。

前記水洗装置１９は、前記海水供給装置１６よりも回動
部材１の回転方向下流側で回動部＋ＡＩの表面に洗浄水
を供給する装置である。この水洗装置１９は、洗浄用の
真水を汲み上げるポンプ３３か設けられた洗浄水供給管
３４と前記洗浄水散布管２０とによって概略構成されて
いる。洗浄水供給管３４はその一端が後述する採取装置
２２の真水貯槽２５に挿入されている。そしてこの水洗
装置１９は、真水貯槽２５がら真水を汲み」二げて、こ
れを洗ａト水として回動部材ｌの表面に散布するように
なっている。

前記採取装置２２は、水洗装置］９よりも回動部材１９
の回転方向下流側に設けられ回動部材１の表面に生成し
た水を取り除く装置で、掻き取り刃３５と真水貯槽２５
とによって概略構成されている。掻き取り刃３５は、円
筒状の回動部材ｌの外周面の接線方向に氷結晶を掻き取
るように設けられているこの採取装置２２ては、図示し
ないヒータによって掻き取り刃３５が過度に冷却されな
いように加熱されている。

前記真水貯槽２５は、掻き取られた氷結晶がこの真水貯
槽２５に落下するように、採取装置２２の掻き取り刃３
５の設けられた部分に重なるように配置されている。こ
の真水貯槽２５は、真水を貯留すると共に熱交換器の機
能を果たすもので、掻き取られた氷結晶の冷熱によって
前記海水供給装置１６のコイル管２７を通過する海水を
冷却すると共に、海水の熱で氷結晶を溶解するようにな
っている。また掻き取られた氷結晶から得られた真水の
一部は、前記真水供給装置１３および水洗装置１９によ
って回動部＋、ｔ　１の表面に散布されるようになって
いる。

次にこの淡水化装置の作用を説明する。

この淡水化装置では、まず冷却機構７の冷媒散布管１０
　　から回動部材１の内面に冷媒を吹き（＝ｊυて、回
動部材１を所定温度に冷却すると共に、駆動機構６によ
って回動部＋４’　ｌを低速回転させる。

回転する低温の回動部材ｌの外表面には、まず真水供給
装置１３の散布管１４から真水が散布される。

すると回動部材１の外表面には種となる氷結晶か生成す
る。

ついで、回動Ｆ！ｌＩＩ祠１か回転されると、種水結晶
が生成した回動部材ｌの外表面に海水供給装置１６の散
布管１７・から海水か散布される。すると種水結晶を核
として海水中の水分が凍結して、氷結晶か成長する。つ
いでさらに回動部＋Ａ１が回転されると、水洗装置１９
によって成長した氷結晶の表面に洗浄水か吹き付１ノら
れ、氷結晶の表面に残留している塩分および海水か洗い
流される。

このように洗浄された氷結晶は、採取装置２２の掻き取
り刃３５によって回動部材ｌの表面から掻き落とされる
。そして掻き落とされた氷結晶は、真水貯槽２５に落下
する。

この掻き落とされた氷結晶は、海水供給装置１６のコイ
ル管２７を通過する海水の熱によって溶解されて真水と
なる。またコイル管２７を通過する海水は、掻き落とさ
れた氷結晶の冷熱によって回動部材１に散布された際に
速やかに水分が凍結するような〃１度（約０〜５°Ｃ）
にまで冷却される。

またこのようにして得ら石７た真水の一部＋ＪＳｇ水供
給装置１３および水洗装置１９により、種水結晶生成用
の真水および洗浄水として利用される。

この淡水化装置を次の条件て運転した。

回動部材ｌの回転速度　２０回／分 回動部祠１の表面温度　−２０℃ 海水温度　　　　　　約ｌＯ°Ｃ 散布時の海水温度　　０〜５℃ 海水散布歯　　　　　　１５トン／時 この結果、回動部材１の表面には約２ｍｍの厚さに氷結
晶が成長し、毎時２８トンの真水を製造できた。またこ
の時、種水結晶を生成させるための真水と洗浄水として
利用した真水の合計量は毎時０３トンであった。

このときに淡水化装置の運転に要したエネルギーは、冷
凍機８て１２０　ｋｗ、その他２０ｋｗの合計１４０ｋ
ｗであった。この結果、この淡水化装置によれば、約５
６　ｋｗ（４４４８，０００ｋｃａｌ）のエネルギーで
１トンの真水を製造てきることが確認された。すなわち
エネルギー効率が良いことが確認された。

またこの淡水化装置では、生成した氷結晶が掻き落とさ
れる採取装置２２の真水貯槽２５内に海水供給装置１６
のコイル管２７を配置することによって、採取した氷結
晶の冷熱と海水の熱とを交換する熱交換器として用いた
ので、極めてエネルギー効率の良好な装置となっている
ことが確認された。

なお、前記実施例の淡水化装置では、円筒状の回動部材
ｌを用いたが、回動部＋Ｊ’　１は第４図に示ずように
、円すい状であっても良い。このように円すい状の回動
部材１を用いた場合には、散布される海水と回動部材ｌ
との接触時間が延びて、氷結晶がより成長し易い利点が
ある。

また当然のことながら、本発明の淡水化装置によって製
造される真水は、濾過、殺菌等の後処理を施すことによ
って、飲料水としての利用が可能である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明の淡水化装置は、回転する回
動部材と、この回Ｖ」部材を冷却する冷却機構と、回動
部材表面に真水を接触させる真水供給装置と、該真水供
給装置よりも回動部材の回転方向下流側で回動部材表面
に被処理水を接触させる被処理水供給装置と、該被処理
水供給装置よりも回動部材の回転方向下流側で回動部材
表面に洗浄水を供給する水洗装置と、この水洗装置より
も回動部材の回転方向下流側で回動部材表面に生成した
氷を取り除く採取装置とを備えてなるものなので、この
淡水化装置においては、まず冷却されて回転する回動部
材の表面に種となる氷結晶が生成せしめられたあと、効
率良く氷結晶が育成され、つづいてこの氷結晶が洗浄さ
れ、この後採取されて真水となる。

従って本発明の淡水化装置は、エネルギー効率に優れた
装置となる。また本発明の淡水化装置は、構造が簡略で
狭い敷地でも設置でき、安価に建設できる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の淡水化装置の一実施例を示す概略構成
図、第２図は同実施例の回動部材の部分を示す縦断面図
、第３図は同回動部祠の部分を示す水平断面図、第４図
は回動部材の他の例を示４−斜視図である。 １・回動部材、７　冷却機構、１３　　真水供給装置、
１４　　真水散布管、１６　　海水供給装置、１７　　
海水散布管、１９　　水洗装置、２０　　洗浄水散布管
、２２　　採取装置、３５　　掻き取り刃 出願人　クライオチック株式会社 トー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転する回動部材と、この回動部材を冷却する冷却機構
   と、回動部材表面に真水を接触させる真水供給装置と、
   該真水供給装置よりも回動部材の回転方向下流側で回動
   部材表面に被処理水を接触させる被処理水供給装置と、
   該被処理水供給装置よりも回動部材の回転方向下流側で
   回動部材表面に洗浄水を供給する水洗装置と、この水洗
   装置よりも回動部材の回転方向下流側で回動部材表面に
   生成した氷を取り除く採取装置とを備えてなる淡水化装
   置。