JPS62191093A - 海水淡水化パイプライン装置 - 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］ この発明は、太陽熱を利用して海水を淡水化するための
海水淡水化パイプライン装置に関する。

［従来の技術］ 従来の海水淡水化技術としては、蒸発法、逆浸透法、電
気透析法及び太陽熱利用法等がある。蒸発法の一種であ
る多段フラッシュ蒸発法においては、内部が蒸発型と蒸
気還元室とに分割された複数のフラッシュタンク内を加
熱された海水が順次上流側から下流側に流れることによ
り海水からの水蒸気が蒸気還元室に集められて海水が淡
水化される。逆浸透法においては、海水槽と淡水槽との
間に淡水と塩分とを分離し淡水のみを透過する半透膜を
介装し、海水槽内の海水に圧力を負荷することにより、
海水が半透膜を通して逆浸透し、淡水槽に淡水が移動し
て海水が淡水化される。電気透析法においては、陽イオ
ンのみを透過する陽イオン交換膜と陰イオンのみを透過
する陰イオン交換膜との間に海水を通流させ、再交換膜
の外側から？ｉ極を用いて膜に直流電圧を負荷し、海水
中に含まれるイオンを除去することにより、海水が淡水
化される。

一方、第１０図に示すように、従来の太陽熱利用法の一
種であるＢａ５ｉｎ法においては、地表に一様な厚さに
敷き詰められた断熱層７１の上に周囲を側壁で取囲まれ
た水盤７２が水平に設けられ、この水盤７２を覆うよう
に屋根形状のガラスカバー７３が被せられている。水盤
７２の側壁の少なくとも一箇所には海水の供給ロア４及
び淡水の取水ロア５が夫々設けられている。そして、水
盤７２の側壁の内周に沿い側壁と離隔してトラフ６が設
けられ、淡水を集める溝部が形成されている。

このように構成された１３ａｓｉｎ法では、水盤７２上
に展開された海水を太陽熱により加熱・蒸発し、蒸気が
ガラスカバー７３に達する。すると、蒸気はガラスカバ
ー７３の内壁にて結露し、水滴７７がガラスカバー７３
の内壁に付着し、この水滴７７はガラスカバー７３の斜
面を伝って水１１７２の側壁とトラ７７６との間に形成
された溝部に流れ込む。そして、この溝部に水滴７７が
集合して溜ることにより淡水が製造され、この淡水が取
水ロア５から取出される。

し発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、多段フラッシュ蒸発法においては、蒸気
を発生させるために、多大のエネルギを必要とするため
、装置が六Ｍ模になる。このため、通常、海岸地帯に発
電プラントと共にこの多段フラッシュ蒸発装置を設ける
が、紺持管理が内勤である。一方、逆浸透法においては
、海水に圧力を負荷するために、５０　Ｋｙ／　ｃｔＡ
乃至６０８ｆｉ　／　ｃｉの能力を有する高圧ポンプが
必要になるが、このような高圧ポンプは寿命が短い。ま
た、この逆浸透法においては、海水の前処理が必要にな
ると共に半透膜の耐用年数が短い（３年乃至４年）こと
から膜の交換のために保全費用が高くなる。また、電気
透析法においては、電極による消費電力が大きいために
運転コストが＾く、海水のような高濃度塩水の脱塩には
適していない。

一方、従来の太陽熱利用法では、造水効率が低く、大量
造水のためには広大な面積が必要になり装置が大型化す
るという欠点がある。

上述の各海水淡水化技術においては、沿岸で製造された
淡水を内陸部、工業地帯又は都市部へ送水するために多
大のエネルギを要する。このため、人口密度が低い過疎
地域へ送水することは不経済であるので、従来、過疎地
域へは送水されていない。

この発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、
太陽熱エネルギを利用して海水から淡水を製造すること
ができるバイブラインを砂漠地帯に網目状に敷設するこ
とにより、人口密度が低い過疎地域に対しても経済的に
淡水を給水することができる海水淡水化パイプライン装
置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る海水淡水化バイブライン装置は、海水を
通流させる海水路と、この海水路を覆うように配設され
海水から蒸発した水蒸気を受けるカバーと、海水路に沿
って延長しカバー内面に付着した水滴が流れ込む溝状の
集水路と、海水路の長手方向に沿って延長し海水路内の
海水中に浸漬されたバイブ状の淡水路と、前記集水路と
淡水路とを連通し集水路に集められた淡水を淡水路に供
給する連通路とを有することを特徴とする。

し作用］ この発明に係る海水淡水化パイプライン装置においては
、カバーで海水路を覆い、カバー内面に付着した水滴が
流れ込む集水路を設けているので、海水から蒸発した水
蒸気はカバー内面に付着して水滴になり、水滴はカバー
内面を伝わって集水路に集められる。また、海水路の海
水中ｉこバイブ状の淡水路を浸漬し、この淡水路と集水
路とを連通路で連通しているので、集水路に集められた
淡水は連通路を介して淡水路に流れ込み、淡水路内で蒸
発を抑制されつつ、所定の淡水使用源に供給される。

［実施例］ 以下、添付の図面を参照して、この発明の実施例につい
て具体的に説明する。

第１図及び第２図に示すように、沿岸に設置された取水
槽２に連通する取水路１が、開口した一端部を海中に突
出させている。取水槽２にはポンプ３が備えられ、ポン
プ３は揚水管４を介して貯水槽５の入口に連通されてい
る。このポンプ３には太陽電池を電源とする小容量のポ
ンプを使用することができる。貯水槽５の出口は、パイ
プライン７が連通されており、貯水槽５は、架台により
一定の高さに設けられ、一定の水位を保持するための内
部堰６により内部が２つの槽に仕切られている。パイプ
ライン７は、貯水Ｉ５から内陸の砂漠地布へ向かって延
長し、所定の間隔をもって設けられたザポート８により
水平状態から０．１″に乃至０．２７−に傾斜して支持
され、その下り勾配が送水方向の内陸部へ向うように配
設されている。また、バイブライン７は砂漠地帯に所定
の間隔で配設された複数の分水槽９を経由するごとに分
岐し、砂漠に網目状に敷設されている。また、分水槽９
には淡水槽１０が併設されており、分水槽９から淡水の
みがこの淡水１１０に集められるようになっている。

次に、第５図及び第６図を参照して、パイプライン７の
構造について詳細に説明する。海水路２２はパイプライ
ン７の送水方向（矢印２８）に延長するトイ状をなし、
この送水方向に向って優かに下りの勾配を有して配設さ
れている。この海水路２２を覆うように、カバー２３が
被せられており、カバー２３は、海水路２２の長手方向
に沿って延長し、幅方向断面の中央部が盛上がり幅方向
の両側に向かって下傾している。カバー２３の幅方向の
両端部には海水路２２の長手方向に治って延長し、カバ
−２３内面に付着する水滴が流れ込む１〜イ状の一対の
集水路２４が夫々設けられている。この集水路２４は、
断面５字形状をなし、海水路２２の幅方向端部とカバー
２３の幅方向端部との間に介装されている。一方、海水
路２２の海水中に没するようにバイブ状の淡水ｒ８２６
が配設されている。この淡水路２６は、海水路２２の長
手方向に延長し、複数の連通路２７により前記集水路２
４に連通されている。複数の連通路２７は、集水路２４
と淡水路２６との間に介装され、集水路２４及び淡水路
２６の夫々の水路の各所に相互に適宜の間隔をもって設
けられている。なお、カバー２３は透明体であることが
望ましいが、必ずしも透明体である必要はなく金属のよ
うな熱伝導性の良好な材料により構成されていてもよい
。

前記分水槽９は、パイプライン７の海水路２２に連通し
ており、淡水槽１０は淡水路２６に連通している。

このパイプライン７においては、海水が海水路２２を通
流すると海水が太陽熱で暖められて水蒸気を発生する。

この水蒸気は上昇してカバー２３に達すると、その内壁
で結露して水滴になり、この水滴が内壁に付着する。カ
バー２３の内壁に付着した水滴は、カバー２３の傾斜面
を伝わり両側の集水路２４に流れ込み、水滴が集まって
淡水となる。そして、集水路２４に集められた淡水は、
集水路２４内を送水方向（矢印２８）に向かって流れつ
つ各所に設けられた連通路２７を通流し、集水路２４か
ら淡水路２６に流れ込む。淡水路２６内を流れる淡水は
、淡水路２６を高水路２２の海水中に浸漬させているた
め、海水により冷却されているので、蒸発が抑制され、
水］が減少しない。このようにして、このパイプライン
７によれば効率良く淡水を製造することができる。

このように構成された海水淡水化バイブライン装置では
、取水路１から取水した海水を、取水槽２に溜め、揚水
管４を介してポンプ３により取水槽２から貯水槽５へ海
水を揚水する。ポンプ３による揚水は、必ずしも連続的
なものでなくてもよく、間欠的な揚水でも差支えない。

やがて、貯水槽５の入口側の槽が満水になると、海水が
内部堰６を越えて出口側の槽に流れ込む。貯水槽５の出
口側の槽の水位が一定の高さに達すると、海水が貯水槽
５の出口からバイブライン７内の海水路２２に流れ出す
。パイプライン７は送水方向に僅かに傾斜しているので
、海水は海水路２２をパイプライン７の送水方向に向か
ってゆっくりと流れる。そして、海水がパイプライン７
の海水路２２を通流していくうちに、海水は太陽熱によ
り暖められて水蒸気となり、この水蒸気がバイブライン
７内で水滴に還元されて淡水になる。この淡水は、カバ
ー２３から集水路２４に集まり、連通路２７を介して、
淡水路２６に供給され、淡水路２６内を通流する。この
淡水は海水路２２を通流する海水と並行にパイプライン
７の淡水路２６内を分水槽９に向かって流れる。この淡
水及び海水がＲ初の分水槽９に達すると、淡水はパイプ
ライン７内の淡水路２６から淡水ｌ９１０内へ、海水は
パイプライン７内の海水路２２から分水槽９内へ夫々流
れ込む。そして、淡水Ｉｅ１０内に淡水が貯水され、こ
の淡水を淡水槽１０に備えられた手動ポンプ又は太陽電
池ポンプ（図示せず）で汲み出し、外部へ給水する。一
方、分水［９内に一時的に溜められた海水は、分水１９
の出口から流れ出し、下流側のパイプライン７内を再び
通流する。そして、更にパイプライン７内で製造された
淡水は、次の分水１１！９に達して分水槽９に備えられ
た淡水槽１０内に貯水される。

このようにして、海水がバイブライン７及び分水槽９を
順次経由して自然送水される過程で、海水から淡水を効
率良く製造することができる。また、ポンプの電源とし
て太陽熱エネルギを利用するので、外部から人工エネル
ギを供給することが不要になり、電源の存在しない地域
においても海水から淡水を製造することができる。

こうして、沿岸の広い地域に亘って淡水を供給１”るこ
とかできるので、従来では給水されていない過疎地域に
散在する小規模の町・村落に対しても淡水を給水するこ
とが可能になる。また、水不足の砂漠において、砂漠の
緑地化を進めると共に砂漠を！耕地に適した土地に改良
することもできるようになる。

次に、第３図及び第４図を参照して、この発明の第２の
実施例に係る海水淡水化バイブライン装置について説明
する。前記第１の実施例においては海から汲み上げられ
た海水を貯水するための貯水槽を１基だけ設けたが、第
２の実施例では複数基の貯水槽を設置している。すなわ
ち、第１の実施例と同様の取水手段及び貯水１１５を沿
岸に設け、海岸線にほぼ並行に貯水槽５及びこれに連通
ずる複数基の貯水槽１２が配設されている。最初の貯水
槽５と複数基の貯水槽１２とは夫々連通管１１により相
互に連通されている。また、貯水槽５及び複数基の貯水
槽１２は、内陸の砂漠地帯へ向かう夫々のバイブライン
７と連通され、更に夫々のバイブライン７は前述の第１
の実施例と同様の分水槽９に連通されている。そして、
バイブライン７は砂漠地帯に所定の間隔で配設された複
数の分水槽９を経由するごとに分岐し、砂漠に網目状に
敷設されている。

このように構成された海水淡水化バイブライン装置では
、海水を取水手段により貯水槽５に汲み上げ、この海水
を貯水槽５から連通管１１を介して複数基の貯水槽１２
に夫々配水する。そして、貯水槽５及び複数基の貯水槽
１２から夫々のバイブライン７に海水が送水されると、
バイブライン７の内部で海水から淡水が製造され、この
淡水が淡水路２６内を通流して分水槽９に到達すると分
水槽９に備えられた淡水ｌ！１０内に淡水が溜る。

この淡水を淡水槽１０に備えられた手動ポンプ又は太陽
電池ポンプで汲み出し、外部へ給水する。

射７図を参照して、この発明の第３の実施例に係る海水
淡水化バイブライン装置について説明する。バイブライ
ン３１は、前記第１の実施例に示したバイブライン７の
カバー形状を変更している。

ずなわち、バイブライン３１のカバー３３は、尚水路２
２の長手方向に延長し幅方向断面が外方に滑らかに突出
した円弧形状をしている。

このようにしても、カバー３３内壁に付着した水滴を両
側の集水路２４に集めることができる。

第８図に第４の実施例を示す。バイブラインわち、海水
路４２の幅方向の断面形状を■字形にしている。また、
幅方向断面がＬ字形の集水部材をカバー４３の幅方向端
部に設け、この集水部材と海水路４２の幅方向端部との
間に集水路４４を形成するようにしている。

このようなバイブライン４１においては、送水像に対す
る海水面積の比率が大きくなり、海水の蒸発量が増加す
る。

第９図に第５の実施例を示す。バイブライン５１は、前
記第３の実施例に示ずバイブライン４１の海水路の形状
を変更している。すなわち、海水路５２の幅方向の断面
形状を箱形にしている。

また、幅方向断面をＬ字形状にした集水部材を力゛バー
４３の幅方向端部に設け、この集水部材と海水路５２の
幅方向端部との間に集水路５４を形成するようにしてい
る。

このようなバイブライン５１においては、海水路５２を
通流する海水は、送水量に対する海水面積の比率が減少
するので海水の温度上昇の程度が少なくなる。従って、
海水による淡水路２６内の淡水の冷却効果が向上する。

［発明の効果］ この発明によれば、パイプライン内の海水を自然通流さ
せつつ太陽エネルギを利用して海水から淡水が製造され
るので人工エネルギを必要としない。そのため、低いコ
ストで効率良く海水から淡水を製造することができる。

また、バイブラインを延長して敷設することで広範囲の
地域に亘って淡水を給水することができる。従って、従
来から給水されていない人口密度の低い過疎地域に対し
て、多大なエネルギを要することなく効率良く淡水を送
水することができるようになる。また、パイプライン内
部において、水滴を集める集水路と海水路中に浸漬した
淡水路とを連通路で連通させることにより淡水を海水で
冷却し、製造された淡水の蒸発が防止されているので、
淡水の生産歩留りが向上し、淡水の生産効率を上げるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１の実施例に係る海水淡水化バイ
ブライン装置を表わす側面図、第２図は第１図の平面図
、第３図はこの発明の第２の実施例を表わす側面図、第
４図は第３図の平面図、第５図は第１及び第２の実施例
のバイブライン断面図、第６図は第５図の側面を表わす
一部断面図、第７図は第３の実施例のパイプライン断面
図、第８図は第４の実施例のバイブライン断面図、第９
図は第５の実施例のパイプライン断面図、第１０図は従
来の太陽熱利用装置を示す模式図である。 ５．１２：貯水槽、７，３１，４１，５１　：バイブラ
イン、９：分水槽、１０；淡水槽、１１：連通管、２２
．４２，５２：＊水路、２３．３３゜４３；カバー、２
４，４４．５４　；集水路、２６；淡水路、２７：連通
路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第９図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 海水を通流させる海水路と、この海水路を覆うように配
   設され海水から蒸発した水蒸気を受けるカバーと、海水
   路に沿って延長しカバー内面に付着した水滴が流れ込む
   溝状の集水路と、海水路の長手方向に沿って延長し海水
   路内の海水中に浸漬されたパイプ状の淡水路と、前記集
   水路と淡水路とを連通し集水路に集められた淡水を淡水
   路に供給する連通路とを有することを特徴とする海水淡
   水化パイプライン装置。