JPH07256250A - 脱塩装置およびそれを用いる造水方法 - Google Patents

脱塩装置およびそれを用いる造水方法

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JPH07256250A
JPH07256250A JP5557694A JP5557694A JPH07256250A JP H07256250 A JPH07256250 A JP H07256250A JP 5557694 A JP5557694 A JP 5557694A JP 5557694 A JP5557694 A JP 5557694A JP H07256250 A JPH07256250 A JP H07256250A
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正典 佐藤
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浩 佐々木
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Abstract

(57)【要約】 【目的】被脱塩処理液を常温、常圧で効率良く脱塩でき
る装置およびそれを用いる海水からの造水方法を提供す
る。 【構成】被脱塩処理液導入容器と、容器内部に設けら
れ、容器内に導入された被脱塩処理液中から容器気相へ
向けて超音波を照射し、それにより被脱塩処理液を霧化
させ、塩分濃度が被脱塩処理液よりも低いミストを発生
させる超音波霧化手段と、発生したミストを捕集するミ
スト捕集手段とからなる脱塩装置およびそれを用いる海
水からの造水方法。 【効果】常温、常圧において操作でき、所要エネルギー
が小さく、前処理が不要でしかも効率のよい脱塩装置お
よびそれを用いる海水からの造水方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、脱塩装置およびそれを
用いる造水方法に関する。特に、本発明の装置は、海水
から真水を得るのに適している。
【0002】
【従来の技術】従来、海水から真水を得る方法として
は、例えば、多段フラッシュ法が実用化されているが、
この方法によると設備が大型化する上に、得られる真水
の単位当たりの所要エネルギーが大きく、好ましくない
点が多い。また、近年、逆浸透膜法が提案されており、
その所要エネルギーは多段フラッシュ法に比して格段に
小さく、装置も小型化できるという利点があるものの、
この方法は使用する膜が劣化し易く、また目詰まりを防
止する目的から海水を前処理するための設備が必要であ
った。
【0003】また、超音波を利用した造水方法が提案さ
れているが(特開昭58−124580号、特開昭58
−124581号、特開昭58−128180号)、こ
れらの方法はいずれも超音波をスプレー式の噴霧器とし
て利用しているのみであって、加熱した海水を減圧した
雰囲気中に噴霧した時点で生成した液滴中の平均的な塩
分濃度は、海水中の塩分濃度となんら異なるものではな
い。すなわち、上記超音波スプレーを利用した方法は、
生成した液滴個々に含まれる塩分濃度のばらつき、すな
わちその液滴の重さの差を利用して塩分濃度の低い液滴
を選別しようとするものであった。
【0004】さらに、金属イオン溶解液に超音波を照射
してエアロゾル化させ、これを熱分解することにより、
金属イオンを分離する方法[K.Okuyamaら、J.Mater.Sc
i.Lett.第6巻1466頁(1987年)]が提案され
ているが、この方法は、もっぱら超伝導セラミックス超
微粒子や薄膜の作製に用いられているだけである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な事情に鑑みてなされたもので、常温、常圧において操
作でき、所要エネルギーが小さく、前処理が不要で、効
率の良い脱塩装置および造水方法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく、鋭意研究を重ねた結果、超音波振動子を
備えた脱塩装置を用い、海水中から気相に向けて超音波
を照射し、海水を霧化させてそのミストを回収し、回収
液中の塩分濃度を測定したところ、意外にも、海水中の
塩分濃度よりも回収液中の塩分濃度が低くなっているこ
とを見出した。さらに、この操作は海水に限られないこ
と、常温、常圧下において行うことができるため、非常
に低い所要エネルギーで装置を運転できることを見いだ
し、本発明を完成するに至った。
【0007】すなわち、本発明は、被脱塩処理液導入容
器と、該容器内部に設けられ、容器内に導入された被脱
塩処理液中から容器気相へ向けて超音波を照射し、それ
により被脱塩処理液を霧化させ、塩分濃度が被脱塩処理
液よりも低いミストを発生させる超音波霧化手段と、発
生したミストを捕集するミスト捕集手段とからなること
を特徴とする脱塩装置を提供するものであり、また、本
発明の脱塩装置を複数直列に連結して海水を処理するこ
とを特徴とする造水方法を提供するものである。
【0008】
【作用】本発明の脱塩装置においては、超音波振動子に
よる超音波照射でミストを発生させるため、ミスト中の
平均的塩分濃度は被脱塩処理液中の塩分濃度より低下す
る。この作用は超音波スプレー等には期待できないこと
から、非常に脱塩効率が高められることになる。加え
て、常温、常圧下で操作が可能であるため、多段フラッ
シュ法に比べて格段に所要エネルギーを節約することが
可能となる。さらには、逆浸透膜法のように被脱塩処理
液の前処理を必要としないので、簡単、かつ、小型の設
備で脱塩および海水からの造水操作を行うことが可能と
なる。
【0009】本発明の脱塩装置は特に海水からの造水に
適しているが、被脱塩処理液としては、これに限定され
ず、例えば、液状食品、液体医薬品、液体生体成分ある
いは実験室で用いる種々の液体試料等であってよい。こ
れらの被脱塩処理液が固形物、固体微粒子を含んでいて
もそのまま脱塩処理できる。
【0010】被脱塩処理液を導入する容器は、その目的
に適するいずれの材質、形状のものでもよい。超音波霧
化手段としては、超音波振動子や超音波霧化機等が挙げ
られ、これらは、容器内に少なくとも1つ設け、被脱塩
処理液中から容器気相に向けて超音波を照射できるよう
に配置する。ミスト捕集手段としては、発生したミスト
を、凝結、回収等できるいずれかの手段、例えば、ター
ビン翼あるいは充填物、液中へのバブリング等が挙げら
れる。
【0011】通常、本発明装置は、ステンレス等により
構成されるが、本発明装置が常温、常圧で操作可能なた
め、合成樹脂等で構成して装置の軽量化、コストダウン
を図ることもできる。さらに、本発明装置の各要素を、
脱塩の程度、被脱塩処理液の量、装置の形状等に応じて
適宜変更することができる。
【0012】かくして、本発明の装置により海水から造
水を行うには、海水をそのまま装置容器へ導入すること
ができる。海水が固形物や固体微粒子を含んでいてもよ
い。海水を霧化させる際の超音波振動子の出力および発
振周波数は、脱塩の程度、脱塩すべき水の量、装置の形
状等にもよるが、振動子1個当たり10〜100W程
度、0.1〜10MHzであればよい。海水からの造水
効率を高める点から、少なくとも1個以上の本発明脱塩
装置を直列に連結して海水を処理することにより造水を
行うことができる。また、本発明装置により得られた低
塩分の海水が、十分に低い塩分濃度になった時点で、例
えば逆浸透法を用いて真水にすることもできる。
【0013】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明する。0.5、1.0、1.5、2.0および3.2重
量%の食塩水を調製し、30℃において、2.3MH
z、12Wの超音波を液面下から気相に向かって1時間
照射し、ミストを発生直後に回収してその食塩濃度を、
比重から求めた結果を図1のグラフに示す。図1中、対
角線は超音波照射する前の食塩水がそのままミストにな
ったと仮定したときのラインである。実際には、図中黒
丸で示すように、その対角線よりも低濃度側に食塩濃度
が低下している。したがって、超音波を液面下から気相
に向かって照射するという非常に簡単かつ低所要エネル
ギーの操作によって塩濃度を低下させることが可能とな
る。
【0014】図2に、本発明の脱塩装置の一具体例とし
て、海水からの造水に用いる脱塩装置を複数直列に連結
してなる装置の模式図を示す。図2に示す装置は、本体
容器1の中に構成されたいくつかの小室(本発明装置の
容器に相当する)からなっており、経路2を介して常時
海水が第一の小室に流れ込み、経路3からオーバーフロ
ーする。超音波振動子7はパルス調整器8によって出力
が制御され、超音波照射によって発生したミストは、経
路5を通って導入された空気によって経路6から第二の
小室に運ばれる。順次各小室を経ることによって次第に
塩分濃度が低下し、最後の小室から発生するミストは経
路4を通過してタンク10に保存される。経路9はエア
ー抜きである。パルス調整器8は各小室の海水液面と超
音波振動子の距離が一定になるように超音波強度を適宜
調整している。経路4、6およびタンク10がミスト捕
集手段に相当する。ある小室の前段の小室からのミスト
中の塩分濃度は、後段の小室へ向かうミスト中の塩分濃
度よりも必ず高濃度になるので、ミスト発生速度がこれ
らの小室において同じ時には、その小室の塩分濃度が高
くなることになる。経路11は前段の小室ミスト発生速
度よりも遅い速度で水を返送するためのものであり、経
路11によって、小室を経るごとに必ず塩分濃度が低下
することが保証される。
【0015】図3は、図2と異なる構造をもつ脱塩装置
の一具体例である。何らかの形で他の装置からの排熱が
利用可能な場合や、立地上スペースを節約したい場合に
有効である。図3に示す装置は、本体容器12(本発明
の容器に相当する)の中に設けられたトレイ上に取り付
けた超音波振動子13によって、導入した海水液面へ向
かって超音波を照射し、発生したミストは経路22から
導入されるエアーによって経路17を通過して捕集装置
18によって凝結させられ、真水を得るためのものであ
る。海水は経路19から導入され、熱交換器20および
21によって加熱され、超音波発生部15に至る。超音
波発生部15はジャケット14に導入される温水もしく
は蒸気によって加熱され、その温水もしくは蒸気は蛇管
16を通って返送される。ミストは蛇管16に接触する
ことによって蒸発が起こりやすくなり、経路17に向か
うミストおよび蒸気中に塩分はほとんど存在しない。経
路23は海水を排出させるためのものであり、熱交換器
21を介して熱を導入した海水に与えて廃棄される。捕
集器18の中には充填物27が充填されており、ここに
至ったミストおよび蒸気は充填物27に接触して凝結し
真水を得る。経路25から導入される冷却用の水もしく
は海水はミストや蒸気から熱を奪った後、経路26を通
って熱交換器20に至り、導入される海水に熱を与えて
排出される。この装置は多段に連結され、多重効用缶と
して構成することもできる。
【0016】
【発明の効果】本発明の脱塩装置によれば、常温、常圧
において超音波を液面下から気相に向かって照射するこ
とにより、きわめて簡単に、塩濃度の低いミストを発生
させることができるので、その結果、装置の運転で消費
するエネルギーを節約することができる。また、海水等
をそのまま処理できるので装置が小型となり、低コスト
で脱塩、造水を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 超音波照射によって発生したミストを回収し
たときの原液と回収液中の塩分濃度を示すグラフであ
る。
【図2】 本発明脱塩装置の一具体例を示す模式図であ
る。
【図3】 本発明装置の別の具体例を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1:容器、2:海水導入経路、3:海水排出経路、4:
最終ミスト排出経路 5:エアー導入経路、6:ミスト移送経路、7:超音波
霧化振動子 8:パルス調整器、9:エアー排出経路、10:タン
ク、11:脱塩水返送経路、12:脱塩装置本体、1
3:超音波霧化振動子、14:ジャケット、15:超音
波発生部、16:蛇管、17:経路、18:捕集装置、
19:海水導入経路、20,21:熱交換器、22:送
風経路、23,24:海水排出経路、25:冷却水導入
経路、26:冷却水排出経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本多 敬介 愛知県豊橋市三本木町字新三本木62番地の 1 (72)発明者 佐藤 正典 愛知県豊橋市大岩町字小山塚20番地 本多 電子株式会社内 (72)発明者 佐々木 浩 東京都中央区銀座4丁目5番16号 株式会 社服部セイコー事業開発室内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被脱塩処理液導入容器と、該容器内部に
    設けられ、容器内に導入された被脱塩処理液中から容器
    気相へ向けて超音波を照射し、それにより被脱塩処理液
    を霧化させ、塩分濃度が被脱塩処理液よりも低いミスト
    を発生させる超音波霧化手段と、発生したミストを捕集
    するミスト捕集手段とからなることを特徴とする脱塩装
    置。
  2. 【請求項2】 容器内に複数の超音波霧化手段を有する
    請求項1記載の脱塩装置。
  3. 【請求項3】 被脱塩処理液が海水である請求項1記載
    の脱塩装置。
  4. 【請求項4】 複数の請求項1記載の脱塩装置を直列に
    連結して海水を処理することを特徴とする造水方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001314724A (ja) * 2000-02-28 2001-11-13 Honke Matsuura Shuzojo:Kk アルコール溶液のアルコール分離装置
JP2008238151A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Mamoru Takemoto キャビテーションを利用した淡水化装置
CN103214062A (zh) * 2013-03-08 2013-07-24 北京维埃特新技术发展有限责任公司 声波激发盐水淡化装置和方法
CN103265140A (zh) * 2013-05-17 2013-08-28 山东大学 太阳能线聚光-风能协同超声波海水淡化装置及淡化方法

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