JPH05500631A - 不純物含有水から真水を生成する方法およびその装置 - 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】 不純物含有水から真水を生成する方法およびその装置本発明は不純物含有水から 真水を生成する方法に関するものである。

本発明はまた同方法を実施する装置に関するものである。

不純物含有水とは、海水、塩水、沼沢水、工場排水などを言う。

太陽光線を通す構造体で一定範囲の土地を覆って温室を形成し、その中に処理す べき水を流し込む装置が０Ａ−３３２３において開示されている。

同装置においては、少なくとも太陽光線の間接的効果によって処理すべき水を前 記被覆構造体の下に閉じ込めた空気の中に蒸発させる。

水蒸気を含んだ空気を対流によって熱交換器へ送り、そこで水蒸気を復水させて 回収し、脱水した空気は温室へ戻したり大気中へ放出する。

既知の装置の最大の難点は効率が低いことである。

効率を高めるためには空気をより速く飽和させなければならない；そのための方 法として、前記被覆構造体の下に閉じ込めた空気の中へ不純物含有水を霧状に噴 射することがよく行われている。

この方法は、保守費用が高くつくが、それは不純物含有水を噴射する装置が閉塞 を起こしたり、たとえば塩分によって腐食されたりするからである。

本発明は在来システムのこれらの難点を解消しようとするものである。

この目的のために本発明は、蒸発室全体に敷き詰められた毛管材からなる複数の 小丘体で、各小丘体の間に不純物含有水を循環させることによって不純物含有水 の蒸発が行われることに関する。

本発明はまた同方法を実施する装置に関する。

以下、添付図を参照しつつ本発明の内容について詳述することにする。

第１図は、本発明の１つの実施態様としての真水生成装置の側面図である。

第２図は、第１図の真水生成装置の応用形実施態様としての真水生成装置の側面 図である。

第３図は、第１図のＸ−ｘ矢視断面図である。

添付図を参照して、番号１は処理すべき不純物含有水であり、番号２は生成され た真水であり、頭が３つある矢印は空気流通方向を示し、頭が１つで丸が２つあ る矢印は水の流通方向を示す。

太陽に向いている被覆構造体Ｓは略気密構造であり、被覆構造体Ｓの下に閉じ込 められている空気が大気中に漏れることはなく、太陽光線を通すためにその内面 の下にきわめて大きな温室効果が創出される。

前記被覆構造体は傾斜しており、空気が進入する予熱および再加熱室Ａから水を 導入する熱交換器Ｃに向かって上り勾配になっている。

前記被覆構造体の素材は耐紫外線、耐赤外線性であり１．少な（とも　１１０℃ の温度に耐え得る。

前記被覆構造体は耐候性を備えており、使用場所の地理的条件ならびに設備投資 額に応じて一重、二重、三重構造とする。

前記被覆構造体は、空気進入部から水進入部に向かって上り勾配をつけ、熱交換 器に向かって空気を上らせる。

被覆構造体Ｓをかくのごとく傾斜させることにより雨水を集水することができ、 上面を洗浄し、付着した砂などを除去することができる。

被覆構造体Ｓを凸面状にし、太陽光線を集中させ、また使用場所の方位ならびに 太陽の方位に関係な（最適方向性を確保することも可能である。

きわめて大きな温室効果が創出される被覆構造体Ｓの下にまず予熱および再加熱 室Ａがあり、それに続いて蒸発室■があり、蒸発室ｖ内において、本発明の特徴 として、前記蒸発室全体に敷き詰められた毛管材からなる複数の小丘体Ｂの間を 不純物含有水を循環させ、前記複数の小丘体の上面で蒸発させる；複数の小丘体 Ｂは、−例として、真水化工程を毎日繰り返すことによって次第に蓄積していく 不純物含有水の蒸発残留物で形成する。

機械的手段や水銃などでこの蒸発残留物の少なくとも一部を定期的に排除する。

この蒸発残留物は、食塩などの商品にするか、海中に投棄するか、または潟の材 料として利用する。

処理すべき水は、前記蒸発室に入れる前に熱交換器Ｃを通す。

隣り合っている複数の小丘体Ｂの間の水路に沿って水を循環させ、毛細管作用に よ−って小丘体の中へ水を上らせる。被覆構造体Ｓの下手に位置している熱交換 器Ｃにおいて、管を通って熱交換器の出口と同じ高さまで達した水を底から熱交 換器内に進入させ、熱交換器の管束を冷却させる。

熱交換器の上部から水蒸気で飽和した熱気を進入させる。

熱交換器の下部Ｅに復水が溜まる；脱水した空気は１つあるいは複数の冷却路Ｄ ７Ｉｉ−通過させ、冷却板によって残留水蒸気を奪った後（圧縮あるいは吸収に よって太陽エネルギーで冷媒を供給する）大気中に放出するか、または予熱およ び再加熱室Ａへ戻す。

前記熱交換器は大気の熱から断熱する；耐熱材は、処理すべき不純物含有水の腐 食作用、真水、ならびに藻その他の付石物の固着に耐えられるものを使用する。

好適には、熱交換器は、水蒸気で飽和されている空気との接触面積が大きいヒレ 付き管熱交換器とする。

好適には、予熱面Ｆを熱交換器Ｃと蒸発面Ｖとの間に設ける。

予熱面Ｆはカスケード構造とし、下面を断熱する；断熱材は処理すべき不純物含 有水の腐食作用、藻の固着、紫外線、そして少なくとも　１００℃の温度に耐え られるものを使用し、太陽光線を吸収し、処理すべき熱を再生するように濃色と する。

作動原理 八　−空気系 予熱および再加熱室Ａ内で太陽光線によって空気を加熱する；加熱された空気は 被覆構造体Ｓの内部で上に向かって移動し、蒸発室ｖ内において、同じく太陽光 線によって加熱する複数の小丘体Ｂから蒸発した水蒸気によって空気が飽和され る；小丘体中に蓄積される太陽エネルギーが水を空気中に蒸発させる。

水蒸気飽和空気を熱交換器Ｃ内に導き、処理すべき不純物含有水で冷却する熱交 換器の冷却壁面に沿って空気を流通させ、水蒸気を奪わせる。

冷却によって密度が大きくなった空気は熱交換器の下部Ｅへ下り、そこから冷却 路りを通過し、残留水蒸気が冷却板によって奪われる。

応用形工程として、脱水し、冷却した空気を予熱および再加熱室Ａへ戻し、再加 熱する。

太陽光線の温度が上昇するのにともなって真水化工程は次第に加速されてゆく。

脱水空気を大気中へ戻すと同時に新たな大気を予熱および再加熱室Ａ内に導入す る。

熱交換器に向かう空気の流通を乱さないように大気の補給を行う。

Ｂ　−水系 好適には、海水（塩水、沼沢水、工場排水）は、１５℃の理想水温を確保すべく 深いところのものを汲み取る。

処理すべき不純物含有水の水温が高く、満足のいく熱交換器効率を確保できない 恐れがある場合は冷却を行う必要がある。

処理すべき不純物含有水を濾過した後、熱交換器Ｃの出口と同じ高さまで圧送し く本発明の真水生成方法および装置において必要とするエネルギーはこの圧送エ ネルギーだけである。ただし太陽電池を電源とする電動ポンプを使用することも 可能である）、熱交換器の下部へ導く。

水蒸気を飽和した熱気の熱を吸収することによって処理すべき不純物含有水を加 熱し、熱交換器Ｃ内へ導き、密度差の効果によって熱交換器Ｃ内を上に向かって 移動させ、水路にへ向かって流ず。

熱交換器Ｃ内において、水蒸気を飽和した空気が水によって冷却されることによ ってその熱が奪われ、熱を専っで４０〜５０℃になった水が上に向かって移動し 、熱交換器の上端に到達する。

好適には、この水を続いてカスケード構造の斜面Ｆに沿って流通させる：ｆ４面 Ｆは、太陽熱を吸収する材料を素材としており、その働きによって水を加熱、加 熱された水が水路にへ送られ、そこから毛細管作用によって複数の小丘体Ｂの中 へ浸透する。

蒸発残留固形物（塩、各種スラッジ）で形成するこの小丘体が太陽エネルギーを 吸収し、その太陽エネルギーによって水を加熱し、それによって水が蒸発し、子 熱才；よび再加熱室Ａから送られてくる乾燥熱気が水蒸気で飽和される。

処理すべき不純物含有水の中に溶存している物質は複数の小丘体Ｂの外面で結晶 になり、複数の小丘体Ｂの熱気に対する接触高さならびに接触面積が次第に大き くなっていく；−次濾過によって補足されない浮遊物は水路にの底に溜まる。

機械的手段や永続（処理すべき不純物含有水を使用する）によって定期的に水路 Ｋを洗浄し、複数の小丘体Ｂを再生する。

残留物は回収し、て食塩、煉瓦結上などの商品にするか、または海中に投棄した り潟に入れる。

熱交換器Ｃならびに冷却室りで生成した真水をＥで集め、給配する。

本発明の真水生成方法およびその装置によれば、砂漠地方ならびに半砂漠地方を 潅激し、そこで人間が正常に生活し、定着することを可能にすることができる。

本発明の真水生成方法４３よびその装置はきわめて簡素であり、はとんど無視で きる程度の安い原価で真水を生成することができる。

本発明の真水生成装置は、熱的慣性がきオつめて小さい故に早朝に起動すること ができる。

本発明の真水生成装置は、毎分真水生成量１１から毎秒真水生成量１０ｍ’まで のさまざまな規模で実用化することができ、日照量は多いが真水源が欠乏してい る僻地、離島などに適用することができる。

本発明の真水生成装置は、水に塩分が含まれている地域、沼沢地、丘陵や断崖の 腹部、平原その他さまざまな場所に適応し得る。

熱気の対流を良くするために被覆構造体を高（すれば加熱しなければならない空 気の量が多くなるが、それを少しでも少なくするには、各処理室を離設状に配設 することによって処理すべき不純物含有水を循環させる表面の距離を小さくする ことが望ましい。

国際調査報告 ―聞−−−＾−−−１帆　ＰＣＴ／ＦＲ９０１００６４６国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．太陽エネルギーを利用する真水生成方法であって、その方法は太陽に向けら れかつ太陽光線が透過可能な構造体（Ｓ）で構成された装置を用いて予熱および 再加熱室（Ａ）と蒸発室（Ｖ）を含む温室を形成し、該温室内に処理すべき不純 物含有水を導入し、少なくとも太陽光線の間接的効果によって処理すべき不純物 含有水を前記構造体の下に閉じ込めた空気の中に蒸発させ、同空気を熱交換器へ 送り、そこで水蒸気を復水させて回収する段階を有しており、前記不純物含有水 を蒸発室全体に敷き詰められた毛管材からなる複数の小丘体で蒸発させることを 特徴とする方法。
2. ２．処理すべき不純物含有水を隣り合っている毛管材からなる複数の小丘体の間 の水路（Ｋ）に沿って循環させ、毛細管作用によって前記小丘体中に浸透させ、 前記小丘体に蓄積された太陽エネルギーによって水を蒸発させ、予熱および再加 熱室（Ａ）から送られてくる空気を水蒸気で飽和することを特徴とする方法。
3. ３．予熱および再加熱室（Ａ）と、水路（Ｋ）と小丘体（Ｂ）を含む 蒸発室を構造体（Ｓ）で被覆し、可及的に大きい効率で太陽エネルギーを通過さ せ、水蒸気飽和空気を大気中に逃がさない可及的に大きい略気密耐候温室効果を 確保する段階と； 前記構造体を空気進入部（Ａ）から不純物含有水進入部（Ｃ）に向けて上向きに 傾斜させ、空気を下から上に向かって上らせ、かつ、雨水を１つの底点で集水す る段階とを有することを特徴とする請求項１項または請求項２に記載の方法。
4. ４．水蒸気を飽和させた熱気を熱交換器（Ｃ）内へ導き、処理すべき不純物含有 水を冷却壁に接触させることによって空気に含まれている水蒸気の大半を前記冷 却壁に奪わせる段階を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ かに記載の方法。
5. ５．可及的に水温の低い不純物含有水を使用することによって熱交換器（Ｃ）の 効率を可及的に高くする段階を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４ のいずれかに記載の方法。
6. ６．可及的に水温の低い不純物含有水を使用することによって熱交換器（Ｃ）の 効率を可及的に高くする段階を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５ のいずれかに記載の方法。
7. ７．起伏と流通水路を含む蒸発室の面を装置の設置面から断熱し、気密にする段 階と； 熱交換器（Ｃ）と冷却路（Ｄ）を太陽光線から断熱する段階とを有することを特 徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の方法。
8. ８．水蒸気飽和空気の熱を吸収することによって熱交換器（Ｃ）内に導いた不純 物含有水を加熱し、密度差を利用して加熱した不純物含有水を熱交換器（Ｃ）内 を上に向かって移動させるする段階と； 熱交換器（Ｃ）から断熱した傾斜面（Ｆ）に沿って不純物含有水をカスケード状 に水路（Ｋ）へ向けて送り、前記傾斜面上で太陽光線によって不純物含有水を加 熱する段階とを有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記 載の方法。
9. ９．請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の方法を実施するための装置であ って、太陽に向けられかつ太陽光線が透過可能な構造体（Ｓ）によって構成され 、予熱および再加熱室（Ａ）と蒸発室（Ｖ）を含み内部には処理すべき不純物含 有水が導入され該不純物含有水を少なくとも太陽光線の間接的効果によって前記 構造体の下に閉じ込めた空気の中に蒸発させるための温室を形成し、同水蒸気を 復水させかつ回収するために送られる熱交換器、前記蒸発室全体に敷き詰められ 不純物含有水を蒸発させるための毛管材からなる複数の小丘体（Ｂ）および各小 丘体の間に設けられた水路（Ｋ）を含むことを特徴とする不純物含有水から真水 を生成する装置。