(57)【要約】【課題】海水等の被処理水から淡水を得るための半透膜に要求される耐圧性や熱量を低減する。【解決手段】水分吸収部２０の被吸収室２１に海水等の被処理水ｗａを容れる。溶解度が温度に依存する仲介溶液ｗｂを昇温して高濃度にし、吸収室２２に容れる。被処理水ｗａと仲介溶液ｗｂを第１半透膜２３を介して接触させ、被処理水ｗａの水分を仲介溶液ｗｂに吸収させる。次に、析出室３１において仲介溶液ｗｂを降温して仲介溶質を析出させる。析出により仲介溶液ｗｂが低濃度になる。この低濃度の仲介溶液ｗｂを、放出室４１に容れ、第２半透膜４３に接触させる。放出室４１の内圧を、仲介溶液ｗｂの水分が第２半透膜４３を介して放出可能な大きさにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水から淡水を製造する方法であって、
被処理水を第１半透膜の一方の面に接触させるとともに、溶解度が温度に依存する仲介溶液を相対的に高温の状態で前記第１半透膜の他方の面に接触させ、被処理水の水分を前記第１半透膜を介して仲介溶液に吸収させる水分吸収工程と、
前記水分吸収工程後の仲介溶液を相対的に低温にし、前記仲介溶液の溶質（以下「仲介溶質」と称す）を析出させる析出工程と、
前記析出工程後の仲介溶液を第２半透膜に、仲介溶液の水分が前記第２半透膜を介して放出可能な液圧にて接触させる水分放出工程と、
を備えたことを特徴とする淡水製造方法。
【請求項２】
前記析出工程で析出した仲介溶質の析出体を含む仲介溶液を昇温して前記析出体を溶解させ、前記水分吸収工程用の仲介溶液を得る溶解工程を、更に備え、
前記溶解工程、水分吸収工程、析出工程、水分放出工程を閉鎖系内で循環的に行なうことを特徴とする請求項１に記載の淡水製造方法。
【請求項３】
前記水分放出工程における仲介溶液を、他の工程における仲介溶液より高圧にすることを特徴とする請求項２に記載の淡水製造方法。
【請求項４】
前記閉鎖系全体の内圧を、前記水分放出工程における前記液圧とほぼ等しくすることを特徴とする請求項２に記載の淡水製造方法。
【請求項５】
前記析出工程で析出させた仲介溶質の析出体を前記水分放出工程に供される仲介溶液から分離する分離工程と、分離した前記析出体を前記水分放出工程後の仲介溶液と混合して前記溶解工程に供する混合工程と、を更に備えたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項６】
前記析出体を分離した後の仲介溶液を加熱して前記水分放出工程を行なうことを特徴とする請求項５に記載の淡水製造方法。
【請求項７】
仲介溶液を容れた容器を用意し、前記容器内の下側部分の仲介溶液を相対的に高温にして前記溶解工程及び水分吸収工程に用い、前記容器内の上側部分の仲介溶液を相対的に低温にして前記析出工程及び水分放出工程に用いることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項８】
被処理水を前記水分吸収工程の前に昇温し、前記水分吸収工程後の被処理水と前記溶解工程時の仲介溶液とを熱交換させることを特徴とする請求項２〜７の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項９】
前記水分吸収工程前の被処理水と前記析出工程時の仲介溶液とを熱交換させることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１０】
前記溶解工程時の仲介溶液と前記析出工程時の仲介溶液とを熱交換させることを特徴とする請求項２〜６の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１１】
被処理水を前記水分吸収工程の前に昇温し、かつ前記昇温前の被処理水と前記水分吸収工程後の被処理水とを熱交換させることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１２】
前記水分放出工程において前記仲介溶液を過飽和にすることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１３】
前記析出工程が、前記仲介溶液を過冷却状態にする過冷却工程と、過冷却後の仲介溶液の過冷却状態を過冷却中の仲介溶液と混ざらないようにしながら解除する過冷却解除工程とを含み、解除後の仲介溶液を前記水分放出工程に供することを特徴とする請求項１〜１２の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１４】
前記仲介溶質が、ミョウバン又はショ糖であることを特徴とする請求項１〜１３の何れか１項に記載の淡水製造方法。
【請求項１５】
被処理水から淡水を製造する装置であって、  溶解度が温度に依存する仲介溶液の温度を上げる昇温手段と、
被処理水を容れる被吸収室と、前記昇温された仲介溶液を容れる吸収室と、前記被吸収室及び吸収室を仕切る第１の半透膜と、を有する水分吸収部と、
前記吸収室からの仲介溶液を容れる析出室と、
前記析出室内の仲介溶液の温度を下げて前記仲介溶液の溶質（以下「仲介溶質」と称す）を析出させる降温手段と、
前記析出室からの仲介溶液を容れる放出室と、前記放出室の少なくとも一部を画成する第２の半透膜と、を含む水分放出部と、
を備え、前記放出室の内圧を、前記仲介溶液の水分が前記第２半透膜を介して放出可能な大きさにすることを特徴とする淡水製造装置。
【請求項１６】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を含む仲介溶液を収容する溶解室を、更に備え、
前記昇温手段が、前記溶解室と熱的に接続され、溶解室内の仲介溶液を昇温し、前記析出体を溶解させ、
前記溶解室と吸収室と析出室と放出室によって閉鎖系が構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の淡水製造装置。
【請求項１７】
前記溶解室と吸収室と析出室と放出室とが環状に連なっていることを特徴とする請求項１６に記載の淡水製造装置。
【請求項１８】
前記閉鎖系全体の内圧が、前記放出室の内圧とほぼ等しいことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の淡水製造装置。
【請求項１９】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を前記放出室へ送られる仲介溶液から分離する分離手段を、更に備えたことを特徴とする請求項１５〜１８の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項２０】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を前記放出室へ送られる仲介溶液から分離する分離手段と、前記分離した析出体と前記放出室からの仲介溶液とを混合する混合部と、を更に備え、前記混合部が、前記溶解室に連なっていることを特徴とする請求項１６〜１８の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項２１】
前記分離手段が、前記仲介溶液の透過を許容し、前記析出体の透過を阻止する分離膜を含むことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の淡水製造装置。
【請求項２２】
前記仲介溶液を加熱する放出用加熱手段を前記放出室に熱的に接続したことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の淡水製造装置。
【請求項２３】
前記閉鎖系が、仲介溶液を容れる容器を含み、前記昇温手段が、前記容器の相対的に下側部分に熱的に接続され、前記降温手段が、前記容器の相対的に上側部分に熱的に接続されていることを特徴とする請求項１８に記載の淡水製造装置。
【請求項２４】
前記容器の前記仲介溶液で満たされた内部空間の下端部に前記第１半透膜が設けられ、この第１半透膜の下面が前記被吸収室の一部を画成し、前記容器の前記内部空間の上端部に前記第２半透膜が設けられていることを特徴とする請求項２３に記載の淡水製造装置。
【請求項２５】
前記吸収室が、吸収往路及び吸収復路を介して前記容器の下側部分と連なっていることを特徴とする請求項２３に記載の淡水製造装置。
【請求項２６】
前記放出室が、放出往路及び放出復路を介して前記容器の上側部分と連なっていることを特徴とする請求項２３又は２５に記載の淡水製造装置。
【請求項２７】
前記放出往路に、仲介溶液を加熱する放出用加熱手段を設けたことを特徴とする請求項２６に記載の淡水製造装置。
【請求項２８】
前記放出室の仲介溶液が過飽和状態になるように仲介溶液の放出室での流速又は流量を調節する液流調節部と、
前記容器内で前記仲介溶液の過飽和状態を解除する過飽和解除手段と
を備えたことを特徴とする請求項２６又は２７に記載の淡水製造装置。
【請求項２９】
前記容器内の上側空間が、上下に延びる隔壁にて過冷却室と前記析出室とに仕切られ、過冷却室の内部には、前記降温手段として仲介溶液を過冷却状態にする冷却管が設けられ、過冷却室の上端部が、前記放出復路に連なるとともに前記析出室の上端部と連通し、析出室の上端部に過冷却解除手段が設けられ、析出室の過冷却解除手段より下側の箇所に前記放出往路が連なっていることを特徴とする請求項２６〜２８の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３０】
前記昇温手段が、前記被吸収室への被処理水の導入路に接続され、前記被吸収室から被処理水を排出する被処理水排出路の一部と、前記溶解室とが、互いに熱交換器を構成していることを特徴とする請求項１６〜１８、２０、２３〜２９の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３１】
被処理水を前記被吸収室に導入する導入路の一部と、前記析出室とが、互いに熱交換器を構成していることを特徴とする請求項１５〜３０の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３２】
前記溶解室と析出室とが、互いに熱交換器を構成していることを特徴とする請求項１６〜１８、２０、２３〜２９の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３３】
被処理水を前記被吸収室に導入する導入路の一部と、前記被吸収室から被処理水を排出する被処理水排出路の一部とが、互いに熱交換器を構成し、この熱交換器より下流の前記導入路に前記昇温手段が接続されていることを特徴とする請求項１５〜３２の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３４】
前記第２半透膜が、ナノフィルトレーション膜であることを特徴とする請求項１５〜３３の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３５】
前記仲介溶質が、少なくとも１つのイオンが２価以上の電解質であることを特徴とする請求項１５〜３４の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【請求項３６】
前記仲介溶質が、ミョウバン又はショ糖であることを特徴とする請求項１５〜３５の何れか１項に記載の淡水製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、海水や汚水等の被処理水から淡水を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水の淡水化方法として、主に逆浸透圧法や蒸発法が知られている。
逆浸透圧法は、海水を加圧し逆浸透圧膜によって水分のみを抽出するものである。例えば、特許文献１では、逆浸透圧膜で水分抽出後の海水の流体圧エネルギーを回収し、回収したエネルギーを別の淡水化用海水の加圧に用いている。
【０００３】
蒸発法は、熱エネルギーを利用して海水を蒸発させ、その蒸気を凝縮させるものである。例えば特許文献２では、海水を給水タンクから太陽熱パネルに送って加熱し、次いで蒸発タンクに送って蒸発させる。蒸発した蒸気を上記給水タンク内の凝縮パイプに通す。これにより、凝縮パイプ内の蒸気と給水タンク内の海水とが凝縮パイプの管壁を介して熱交換し、蒸気が凝縮して淡水が得られる。
【０００４】
また、近年、疎水性の膜を利用した膜蒸留法による淡水化装置が開発されている（非特許文献１、２等）。この装置は、互いに対向流を構成する凝縮路と蒸発路の間に蒸留路を設け、蒸発路と蒸留路を疎水性膜にて隔てている。塩水を、凝縮路に通し、太陽熱集熱器を経て高温にし、蒸発路に通す。疎水性膜の両側には温度差により分圧差が生じ、この分圧差により蒸発路内の塩水の水分が蒸発して疎水性膜を透過し、蒸留路から取り出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０８１９１３号公報
【特許文献２】特開２００１−０７０９２９号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Joachim Koschikowski等「Solar thermal-driven desalination plants based on membrane distillation」Elsevier、Desalination Vol.156 (2003)
【非特許文献２】Hassan E.S.Fath等「PV and thermally small-scale, stand-alone solar desalination systems with very low maintenance needs」Elsevier、Desalination Vol.225 (2008)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の逆浸透圧法では、海水を高圧にするため、大きな力学エネルギーを必要としている。海水の圧力は、例えば約５．２ＭＰａに達する。しかし、海水を初期濃度の３．５％から６％以上に濃縮するのは困難である。即ち、海水の利用効率は５０％以下である。また、海水を淡水化装置まで輸送するのにコストがかかる。海水の利用効率が低いと益々コストがかかる。したがって、淡水化装置を海岸近辺に設置せざるを得ない。海水の利用効率を追求すれば逆浸透圧を１０ＭＰａ超にする必要がある。ちなみに、海水を初期濃度の３．５％から約１０％にする（海水の約２／３を淡水化する）には６７ＭＰａの圧力が必要となる。このような高圧に耐える逆浸透圧膜が必要となり、設備費も増大する。
【０００８】
蒸発法は、水の潜熱が極めて大きいため（５７０ｃａｌ/ｃｃ）、大きな熱エネルギーを必要とする。
例えば、２５℃の源海水を６０℃まで加熱して水を蒸発させ、次いで凝縮させて淡水（出力水）を得たとする。蒸発に要した熱を凝縮時に回収することにし、水が蒸発した後の廃棄濃縮海水と出力水を源海水より５℃高い３０℃にして排出したとする。（廃棄濃縮海水及び出力水を源海水の温度まで下げることは不可能である。）すると、１Ｌの水の生成に必要なエネルギーは３４０ｋＪにもなる。また、１ｃｃの淡水を得るのに１６．３ｃｃの海水が必要になる。したがって、上記逆浸透圧法と同様に、淡水化装置を海岸近辺に設置せざるを得ない。膜蒸留法でも所要熱量が大きい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明方法は、被処理水から淡水を製造する方法であって、
被処理水を第１半透膜の一方の面に接触させるとともに、溶解度が温度に依存する仲介溶液を相対的に高温の状態で前記第１半透膜の他方の面に接触させ、被処理水の水分を前記第１半透膜を介して仲介溶液に吸収させる水分吸収工程と、
前記水分吸収工程後の仲介溶液を相対的に低温にし、前記仲介溶液の溶質（以下「仲介溶質」と称す）を析出させる析出工程と、
前記析出工程後の仲介溶液を第２半透膜に、仲介溶液の水分が前記第２半透膜を介して放出可能な液圧にて接触させる水分放出工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記仲介溶液を高温にすることで、溶解度を高め、高濃度かつ高浸透圧の仲介溶液を得ることができる。この高濃度かつ高浸透圧の仲介溶液を第１半透膜を介して被処理水と接触させる。これにより、被処理水の水分が第１半透膜を透過して仲介溶液に吸収される。水分吸収後の仲介溶液の温度を下げていくと、仲介溶質が析出する。析出により仲介溶液が低濃度かつ低浸透圧になる。これにより、仲介溶液の液圧が比較的低くても、仲介溶液の水分を第２半透膜から容易に搾り出すことができ、淡水を生成することができる。第２半透膜に要求される耐圧性を低減でき、設備コストを削減できる。
仲介溶質の溶解熱は、水の潜熱と比べ、極めて小さい。例えば、仲介溶質としてカリウムミョウバンを用いた場合、その溶解熱は、生成水一リットル当たり、３０ｋＪ／Ｌ＝７．３ｃａｌ／ｃｃ程度であり、水の潜熱の８０分の１である。水（仲介溶液の溶媒）の顕熱を考慮しても７０ｋＪ／Ｌ程度であり、水の潜熱の数十分の１である。したがって、所要の熱量を従来の蒸発法等より大幅に低減できる。
【００１１】
前記析出工程で析出した仲介溶質の析出体を含む仲介溶液を昇温して前記析出体を溶解させ、前記水分吸収工程用の仲介溶液を得る溶解工程を、更に備え、
前記溶解工程、水分吸収工程、析出工程、水分放出工程を閉鎖系内で循環的に行なうことが好ましい（図２〜図１２参照）。
これにより、仲介溶質を閉鎖系に閉じ込めて繰り返し使用し、淡水を連続的に生産できる。系外から仲介溶質を補充する必要がない。水分は、第１半透膜を介して閉鎖系に入り、第２半透膜を介して閉鎖系から放出される。  
【００１２】
前記水分放出工程における仲介溶液を、他の工程における仲介溶液より高圧にしてもよい（図１、図２参照）。
水分吸収工程では、仲介溶液を高圧にせず、被処理水と仲介溶液の圧力差が形成されないようにすることができる。したがって、第１半透膜の耐久性を十分に確保できる。水分放出工程における仲介溶液は低浸透圧にできる。したがって、海水等の被処理水を直接第２半透膜に圧し当てて水分を搾り出す従来の逆浸透圧法よりも、加圧力を低くできる。これにより、仲介溶液の水分を第２半透膜から確実に搾り出すことができる。また、水分吸収工程を行う部分を高圧にしなくてもよく、析出工程を行う部分を高圧にしなくてもよく、溶解工程を行う部分を高圧にしなくてもよい。
【００１３】
前記閉鎖系全体の内圧を、前記水分放出工程における前記液圧とほぼ等しくすることが好ましい（図３〜図１２参照）。
水分吸収工程における水分吸収によって閉鎖系内を高圧にすることができる。これにより、水分放出工程における所要の液圧を得ることができ、仲介溶液の水分を第２半透膜を介して放出させることができる。
【００１４】
前記析出工程で析出させた仲介溶質の析出体を前記水分放出工程に供される仲介溶液から分離する分離工程、を更に備えることが好ましい（図１、図２、図５、図９参照）。
水分放出工程に用いる第２半透膜が析出体によって目詰まりしたり損傷したりするのを防止できる。
【００１５】
前記析出工程で析出させた仲介溶質の析出体を前記水分放出工程に供される仲介溶液から分離する分離工程と、分離した前記析出体を前記水分放出工程後の仲介溶液と混合して前記溶解工程に供する混合工程と、を更に備えることが好ましい（図２、図５、図９参照）。
析出体を、水分放出工程を経ずに混合工程に供することができる。よって、水分放出工程に用いる第２半透膜が析出体によって目詰まりしたり損傷したりするのを防止できる。析出体を混合工程を経て溶解工程に供することで、仲介溶質を閉鎖系内で循環させることができ、淡水を連続的に生産できる。
【００１６】
前記析出体を分離した後の仲介溶液を加熱して前記水分放出工程を行なうことが好ましい（図２、図１０参照）。
これによって、析出体分離後の仲介溶液を不飽和にでき、水分放出時に仲介溶質が析出するのを防止できる。仲介溶液の加熱は、析出体の分離後、水分放出工程前の期間に行なってもよく、水分放出工程中に行なってもよい。
【００１７】
仲介溶液を容れた容器を用意し、前記容器内の下側部分の仲介溶液を相対的に高温にして前記溶解工程及び水分吸収工程に用い、前記容器内の上側部分の仲介溶液を相対的に低温にして前記析出工程及び水分放出工程に用いることにしてもよい（図３、図９参照）。
容器の下側部分の仲介溶液を高温にすることで高浸透圧にできる。この高浸透圧の仲介溶液によって被処理水の水分を吸収することができる。容器の上側部分の仲介溶液を低温にすることで、仲介溶質を析出させ、仲介溶液の浸透圧を低下させることができる。この低浸透圧の仲介溶液から水分を放出させることができる。析出体は容器の仲介溶液内を下降し、容器の下側の高温部分へ向かう。これにより、析出体を溶解させ、上記水分吸収に用いることができる。
容器は閉鎖系の一要素を構成する。容器は、耐圧性を有する圧力容器であることが好ましい。
【００１８】
前記容器内の下側部分から仲介溶液を前記容器の外に導出し、前記容器の外部において前記水分吸収工程を行なった後、前記仲介溶液を前記溶液内に戻すことが好ましい（図９参照）。
容器の下側部分の高温の仲介溶液が、容器内と容器外の水分吸収工程を行なう部分との間を循環する。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分吸収量を得ることができる。これにより、水分吸収工程を行なう部分ひいては第１半透膜をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第１半透膜の耐圧性能の確保が容易になる。
前記容器及び容器外の水分吸収工程を行なう部分は、前記閉鎖系に含まれることが好ましい。
【００１９】
前記容器内の上側部分から仲介溶液を前記容器の外に導出し、前記容器の外部において前記水分放出工程を行なった後、前記仲介溶液を前記溶液内に戻すことが好ましい（図９参照）。
容器の上側部分の低温の仲介溶液が、容器内と容器外の水分放出工程を行なう部分との間を循環する。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分放出量を得ることができる。これにより、水分放出工程を行なう部分ひいては第２半透膜をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第２半透膜の耐圧性能の確保が容易になる。容器の上側部分では、低温化によって仲介溶質が析出する（析出工程）。この析出体は、通常、仲介溶液より比重が大きいため、容器内を下降する。したがって、容器内の上側部分において上記分離工程が起き、析出体が水分放出工程を行なう部分に送られるのを防止できる。前記の析出体は、容器内の下側の高温部分において溶解する（溶解工程）。
前記容器及び容器外の水分放出工程を行なう部分は、前記閉鎖系に含まれることが好ましい。
【００２０】
被処理水を前記水分吸収工程の前に昇温し、前記水分吸収工程後の被処理水と前記溶解工程時の仲介溶液とを熱交換させることが好ましい（図２、図４参照）。
被処理水を水分吸収工程の前に昇温することで、水分吸収工程時の仲介溶液が冷やされるのを防止できる。そして、水分吸収工程後の被処理水を熱源として溶解工程時の仲介溶液を昇温して析出体を溶解でき、熱を有効に利用できる。また、被処理水を、温度を下げたうえで廃棄できる。
【００２１】
前記水分吸収工程前の被処理水と前記析出工程時の仲介溶液とを熱交換させることが好ましい（図２、図４参照）。
被処理水を冷却源として析出工程時の仲介溶液の温度を下げることができ、かつ析出工程時の仲介溶液を熱源として被処理水の温度を上げることができ、熱を有効に利用できる。析出のための冷却媒体として被処理水を用いることで、ランニングコストを低減できる。被処理水を高温にしたうえで水分吸収工程に供給することで、水分吸収工程において仲介溶液が被処理水に熱を奪われて仲介溶質が析出するのを防止でき、水分吸収を確実に行なうことができる。
【００２２】
前記溶解工程時の仲介溶液と前記析出工程時の仲介溶液とを熱交換させることにしてもよい（図６参照）。
これにより、析出工程時の冷却すべき仲介溶液の熱を、溶解工程時の加熱すべき仲介溶液に与えることができ、熱を有効に利用できる。
【００２３】
被処理水を前記水分吸収工程の前に昇温し、かつ前記昇温前の被処理水と前記水分吸収工程後の被処理水とを熱交換させることが好ましい（図７参照）。
被処理水を水分吸収工程の前に昇温することにより、水分吸収工程時に仲介溶液が被処理水によって冷やされるのを防止でき、仲介溶液を高温に維持でき、ひいては水分吸収に必要な浸透圧を維持できる。水分吸収工程後の被処理水の廃熱を、水分吸収工程の前の被処理水に戻すことで、熱を効率的に利用できる。
【００２４】
前記水分放出工程において前記仲介溶液を過飽和にすることが好ましい（図１１参照）。
これによって、仲介溶液から水分が放出されても仲介溶質が析出することがない。よって、第２半透膜の目詰まりや損傷を抑制又は防止できる。
仲介溶液を過飽和状態にするには、水分放出工程時の仲介溶液の流速又は流量を調節するとよい。すなわち、水分放出工程時の仲介溶液の流速又は流量をできるだけ小さくし、仲介溶液が静流になるようにすることで、過飽和状態を作ることができる。
【００２５】
前記析出工程が、前記仲介溶液を過冷却して過冷却（過飽和）状態にする過冷却工程（析出前過飽和工程）と、過冷却後の仲介溶液の過冷却状態を過冷却中の仲介溶液と混ざらないようにしながら解除する過冷却解除工程とを含み、解除後の仲介溶液を前記水分放出工程に供することが好ましい（図１２参照）。
仲介溶液を過冷却状態にすることで、析出体の発生を防止できる。したがって、仲介溶液を冷却する部分に析出体が付着するのを防止できる。よって、仲介溶質が析出、溶解を反復しながら閉鎖系内を確実に循環するようにできる。その後、過冷却を解除することにより、析出体が発生する。過冷却後の仲介溶液を、過冷却中の仲介溶液と混ざらないようにしながら、過冷却解除でき、ひいては、析出体が、過冷却中の仲介溶液に混ざるのを防止できる。また、過冷却解除時に析出が急激に起きるために、仲介溶質の結晶の粒が小さくなり、表面積が増加する。そのため、その後の溶解工程で溶解しやすくなる。
【００２６】
前記閉鎖系の内圧に応じて、前記溶解工程における仲介溶液の昇温度を調節することが好ましい（図１３参照）。
閉鎖系の内圧が低くすぎるときは、溶解工程における仲介溶液の昇温度を大きくする。これにより、溶解後の中間溶液の浸透圧を高くでき、水分吸収工程時の水分吸収量を増大できる。よって、閉鎖系の内圧を高めることができる。
閉鎖系の内圧が高すぎるときは、溶解工程における仲介溶液の昇温度を小さくする。これにより、溶解後の中間溶液の浸透圧を低くでき、水分吸収工程時の水分吸収量を減少できる。よって、閉鎖系の内圧を低下させることができる。
これにより、閉鎖系の内圧を所要の大きさに維持でき、第１、第２半透膜をはじめとする閉鎖系の構成要素が破損するのを防止できる。
【００２７】
前記閉鎖系の内圧に応じて、前記被処理水の流量を調節することが好ましい（図１４参照）。
閉鎖系の内圧が低くすぎるときは、被処理水の流量を大きくする。これにより、水分吸収工程時の被処理水の濃度ひいては浸透圧の上昇度合いが小さくなる。したがって、仲介溶液の水分吸収量が増大する。よって、閉鎖系の内圧を高めることができる。
閉鎖系の内圧が高くすぎるときは、被処理水の流量を小さくする。これにより、水分吸収工程時の被処理水の濃度ひいては浸透圧の上昇度合いが大きくなる。したがって、仲介溶液の水分吸収量が減少する。よって、閉鎖系の内圧を低下させることができる。
これにより、閉鎖系の内圧を所要の大きさに維持でき、第１、第２半透膜をはじめとする閉鎖系の構成要素が破損するのを防止できる。
【００２８】
本発明装置は、被処理水から淡水を製造する装置であって、
溶解度が温度に依存する仲介溶液の温度を上げる昇温手段と、
被処理水を容れる被吸収室と、前記昇温された仲介溶液を容れる吸収室と、前記被吸収室及び吸収室を仕切る第１の半透膜と、を有する水分吸収部と、
前記吸収室からの仲介溶液を容れる析出室と、
前記析出室内の仲介溶液の温度を下げて前記仲介溶液の溶質（以下「仲介溶質」と称す）を析出させる降温手段と、
前記析出室からの仲介溶液を容れる放出室と、前記放出室の少なくとも一部を画成する第２の半透膜と、を含む水分放出部と、
を備え、前記放出室の内圧を、前記仲介溶液の水分が前記第２半透膜を介して放出可能な大きさにすることを特徴とする。
【００２９】
仲介溶液を昇温手段にて昇温することで、溶解度を高め、高濃度かつ高浸透圧の仲介溶液を得ることができる。これにより、水分吸収部において、被吸収室の被処理水の水分が第１半透膜を透過して吸収室の高濃度かつ高浸透圧の仲介溶液に吸収される。水吸収後の仲介溶液を析出室において冷却し仲介溶質を析出させる。析出により仲介溶液が低濃度かつ低浸透圧になる。これにより、放出室の圧力が比較的低くても、仲介溶液の水分を第２半透膜から容易に搾り出すことができ、淡水を生成することができる。第２半透膜をはじめとする装置構成要素に要求される耐圧性を低減でき、設備コストを削減できる。
上述したように、仲介溶質の溶解熱は、水の潜熱と比べ、極めて小さい。したがって、所要の熱量を従来の蒸発法等より大幅に低減できる。したがって、昇温手段の負担を軽減できる。
【００３０】
昇温手段として、例えば太陽熱集熱器を用いることができる。昇温手段として、太陽熱集熱器の他、工場排熱や電熱ヒータ等を用いてもよい。
昇温手段は、仲介溶液を直接的に昇温させる他、直接的には被処理水を昇温させ、この被処理水と仲介溶液との熱交換により仲介溶液を昇温させるようになっていてもよい。昇温手段は、仲介溶液の溶解時おける熱エネルギー供給源として用いられる他、被吸収室に入る被処理水を加熱するための熱エネルギー供給源として用いられるようになっていてもよい。
【００３１】
降温手段は、仲介溶液を直接的に降温させる他、直接的には淡水を降温させ、この淡水と仲介溶液との熱交換により仲介溶液を降温させるようになっていてもよく、或いは直接的には被処理水を降温させ、この被処理水と仲介溶液との熱交換により仲介溶液を降温させるようになっていてもよい。降温手段によって採取した熱は、仲介溶液の溶解のための熱エネルギーとして用いてもよく、被吸収室に入る前の被処理水を加熱するための熱エネルギーとして用いてよい。
【００３２】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を含む仲介溶液を収容する溶解室を、更に備え、
前記昇温手段が、前記溶解室と熱的に接続され、溶解室内の仲介溶液を昇温し、前記析出体を溶解させ、
前記溶解室と吸収室と析出室と放出室によって閉鎖系が構成されていることが好ましい（図２〜図１２参照）。
これにより、仲介溶質を閉鎖系に閉じ込めて繰り返し使用し、淡水を連続的に生産できる。系外から仲介溶質を補充する必要がない。水分は、第１半透膜を介して閉鎖系に入り、第２半透膜を介して閉鎖系から放出される。
【００３３】
前記溶解室と吸収室と析出室と放出室とが環状に連なっていることが好ましい（図２、図４、図６、図８参照）。
仲介溶液を、溶解室、吸収室、析出室、放出室の順に循環させ、析出体の溶解、水分吸収、仲介溶質の析出、水分放出を循環的に行うことができる。
【００３４】
前記放出室を、前記吸収室及び析出室より高圧にする加圧手段を、更に備えることが好ましい（図１、図２参照）。
水分吸収部では、仲介溶液を高圧にせず、被吸収室と吸収室の間に圧力差が形成されないようにすることができる。したがって、第１半透膜の耐久性を十分に確保できる。水分放出部における仲介溶液は低浸透圧にできる。したがって、海水等の被処理水を直接第２半透膜に圧し当てて水分を搾り出す従来の逆浸透圧法よりも、加圧力を低くできる。これにより、仲介溶液の水分を第２半透膜から確実に搾り出すことができる。加圧手段の負担を軽減でき、加圧手段を小型化できる。
【００３５】
前記閉鎖系全体の内圧が、前記放出室の内圧とほぼ等しいことが好ましい（図３〜図１２参照）。
水分吸収部における水分吸収によって閉鎖系内を高圧にすることができる。これにより、閉鎖系の内圧ひいては放出室の内圧を所要の大きさにすることができ、仲介溶液の水分を第２半透膜を介して放出させることができる。
【００３６】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を前記放出室へ送られる仲介溶液から分離する分離手段を、更に備えることが好ましい（図１、図２、図５参照）。
析出体が水分放出部に送られるのを回避できる。よって、第２半透膜が析出体によって目詰まりしたり損傷したりするのを防止できる。
【００３７】
前記析出室で析出した仲介溶質の析出体を前記放出室へ送られる仲介溶液から分離する分離手段と、前記分離した析出体と前記放出室からの仲介溶液とを混合する混合部と、を更に備え、前記混合部が、前記溶解室に連なっていることが好ましい（図２、図５参照）。
析出室で析出した析出体が水分放出部を通らないようにできる。これにより、第２半透膜が析出体によって目詰まりしたり損傷したりするのを防止できる。析出体と水分放出後の仲介溶液と混合することで、析出体を仲介溶液の循環経路に戻すことができる。混合液を溶解室で溶解することで、水分吸収用の仲介溶液とすることができる。これにより、仲介溶質を閉鎖系内で循環させながら、淡水を連続的に生産できる。
【００３８】
前記分離手段が、前記仲介溶液の透過を許容し、前記析出体の透過を阻止する分離膜を含むことが好ましい（図１、図２、図５参照）。
析出体を仲介溶液から確実に分離できる。
【００３９】
前記仲介溶液を加熱する放出用加熱手段を前記放出室に熱的に接続することが好ましい（図２、図１０参照）。
これによって、放出室の仲介溶液を不飽和にでき、放出室内で仲介溶質が析出するのを防止できる。放出用加熱手段は、分離手段と放出室を結ぶ経路上に配置してもよく、放出室に直接接続してもよい。
【００４０】
前記閉鎖系が、仲介溶液を容れる容器を含み、前記昇温手段が、前記容器の相対的に下側部分に熱的に接続され、前記降温手段が、前記容器の相対的に上側部分に熱的に接続されていることが好ましい（図３、図９参照）。
容器の下側部分の仲介溶液は昇温手段によって高温になり、ひいては高浸透圧になる。この高浸透圧の仲介溶液によって被処理水の水分を吸収することができる。容器の上側部分の仲介溶液は降温手段によって低温になる。この上側部分の低温の仲介溶液から仲介溶質を析出させ、仲介溶液の浸透圧を低下させ、この低浸透圧の仲介溶液から水分を放出させることができる。析出体は容器の仲介溶液内を下降し、容器の下側の高温部分へ向かう。これにより、析出体を溶解させ、上記水分吸収に用いることができる。
容器は、耐圧性を有する圧力容器であることが好ましい。
【００４１】
前記容器の前記仲介溶液で満たされた内部空間の下端部に前記第１半透膜が設けられ、この第１半透膜の下面が前記被吸収室の一部を画成し、前記容器の前記内部空間の上端部に前記第２半透膜が設けられていることが好ましい（図３参照）。
第１半透膜を介して上側の高浸透圧の仲介溶液と下側の被処理水が接触する。これにより、被処理水の水分が第１半透膜を透過して容器内の仲介溶液に吸収される。容器の内部空間の第１半透膜の上面と接する部分が前記吸収室を構成する。仲介溶液は容器内を上昇し、容器内の上側部分において降温手段により冷却される。冷却により仲介溶質が析出し、仲介溶液が低浸透圧になる。容器内の上側部分が前記析出室になる。この低浸透圧の仲介溶液が、第２半透膜に接する。前記下側部分での水分吸収によって、容器の内圧ひいては仲介溶液の液圧を高くすることができる。これにより、仲介溶液の水分が第２半透膜を透過し、淡水が得られる。容器の内部空間の第２半透膜の下面と接する部分が前記放出室になる。前記の析出体は、容器内の仲介溶液中を下降する。この析出体が、容器内の下側部分において昇温手段にて加熱され溶解する。容器内の下側部分が溶解室になる。溶解により、容器内の下側部分の仲介溶液を高浸透圧にできる。この高浸透圧の仲介溶液を上記水分吸収に供する。このようにして、容器内において溶解、水分吸収、析出、水分放出を循環的に行わせ、淡水を連続的に生産することができる。
【００４２】
前記吸収室が、吸収往路及び吸収復路を介して前記容器の下側部分と連なっていることが好ましい（図９参照）。
前記容器の下側部分の高温の仲介溶液を、吸収往路を経て吸収室に導入し、水分吸収を行なわせる。水分吸収後の仲介溶液を、吸収復路を経て容器の下側部分に戻す。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分吸収量を得ることができる。したがって、水分吸収部ひいては第１半透膜をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第１半透膜の耐圧性能の確保が容易になる。吸収往路及び吸収復路は、閉鎖系の要素を構成する。
【００４３】
前記放出室が、放出往路及び放出復路を介して前記容器の上側部分と連なっていることが好ましい（図９参照）。
容器の上側部分の低温の仲介溶液を、放出往路を経て放出室に導入し、水分放出を行なわせる。水分放出後の仲介溶液を、放出復路を経て容器の上側部分に戻す。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分放出量を得ることができる。したがって、水分放出部ひいては第２半透膜をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第２半透膜の耐圧性能の確保が容易になる。容器の上側部分では、降温手段による低温化によって仲介溶質が析出する。容器内の上側部分は析出室を構成する。析出体は、通常、仲介溶液より比重が大きいため、容器内を下降する。したがって、析出体が放出室に送られるのを防止できる。容器の上側部分は分離手段をも構成する。前記の析出体は、容器内の下側部分まで下降したとき、昇温手段による高温化によって溶解する。容器内の下側部分は溶解室を構成する。放出往路及び放出復路は、閉鎖系の要素を構成する。
【００４４】
前記放出往路に、仲介溶液を加熱する放出用加熱手段を設けたことが好ましい（図１０参照）。
放出往路において仲介溶液を加熱することで、該仲介溶液を不飽和にして放出室に導入できる。これにより、放出室の仲介溶液から水分が放出されても、仲介溶質が析出するのを防止できる。この結果、第２半透膜の目詰まりや損傷を防止できる。
【００４５】
前記放出室の仲介溶液が過飽和状態になるように仲介溶液の放出室での流速又は流量を調節する液流調節部と、
前記容器内で前記仲介溶液の過飽和状態を解除する過飽和解除手段と
を備えることが好ましい（図１１参照）。
液流調節部によって、仲介溶液の放出室での流速又は流量を可及的に小さくする。これにより、放出室内の仲介溶液の流れを静流にすることができる。そのため、仲介溶液から水分が放出されても仲介溶質が析出せず、過飽和状態にすることができる。よって、第２半透膜の目詰まりや損傷を抑制又は防止できる。仲介溶液は、過飽和の状態で水分放出部から容器に戻される。この仲介溶液の過飽和状態を過飽和解除手段にて解除する。
【００４６】
前記過飽和解除手段は、たとえば攪拌羽根を有する攪拌器である。これにより、構造を簡素化でき、設備コストを安価にすることができる。攪拌器は、好ましくは前記容器の内部空間の上側部分に設けられ、より好ましくは前記容器の内壁から離れて設けられる（図１１参照）。
攪拌器にて容器内の仲介溶液を攪拌することで、過飽和状態を確実に解除できる。過飽和の解除によって、仲介溶質が析出する。この析出は、容器の内壁から離れた容器の内側部分で起きる。したがって、仲介溶質の析出体が容器の内壁に付着するのを抑制でき、析出体が容器の下側部分へ確実に下降するようにできる。よって、仲介溶質が析出、溶解を反復しながら閉鎖系内を確実に循環するようにできる。
【００４７】
前記過飽和解除手段は、超音波照射装置であってもよい。超音波を仲介溶液に照射することで、過飽和を解除できる。過飽和解除手段として、超音波照射装置を用いる場合、高圧の容器を貫通するような回転軸が不要である。したがって、高圧系の信頼性が増す。
【００４８】
前記容器内の放出往路との接続部の近傍又は放出往路内に、仲介溶液の透過を許容し、不純物の透過を阻止するフィルタを設けることが好ましい（図１１参照）。
仲介溶液中の不純物として微細な析出体や塵埃が挙げられる。フィルタによって、このような不純物が放出室に侵入するのを阻止できる。よって、放出室において、不純物を核にして析出体が形成されるのを防止でき、放出室内の仲介溶液を確実に過飽和状態にすることができる。
【００４９】
前記容器内の上側空間が、上下に延びる隔壁にて過冷却室と前記析出室とに仕切られ、過冷却室の内部には、前記降温手段として仲介溶液を過冷却状態にする冷却管が設けられ、過冷却室の上端部が、前記放出復路に連なるとともに前記析出室の上端部と連通し、析出室の上端部に過冷却解除手段が設けられ、析出室の過冷却解除手段より下側の箇所に前記放出往路が連なっていることが好ましい（図１２参照）。
容器の下側部分で水分が吸収されるため、過冷却室では上昇流が形成される。この過冷却室の仲介溶液を過冷却（過飽和）状態にすることで、析出体の発生を防止できる。したがって、冷却管に析出体が付着するのを防止できる。よって、仲介溶質が析出、溶解を反復しながら閉鎖系内を確実に循環するようにできる。過冷却室の上端部で、過冷却状態の仲介溶液と放出復路からの仲介溶液とが混ざり、析出室の上端部へ移行する。この析出室で過冷却状態を解除することにより、析出体が発生する。したがって、析出室の過冷却解除手段より下側の仲介溶液が低浸透圧になる。この低浸透圧の仲介溶液を、放出往路を経て放出室に送り、水分放出に供することができる。
【００５０】
過冷却解除手段は、例えば攪拌器である。これにより、構造を簡素化でき、設備コストを安価にすることができる。
過冷却解除手段は、超音波照射装置であってもよい。超音波を仲介溶液に照射することで、過冷却を解除できる。過冷却解除手段として、超音波照射装置を用いる場合、高圧の容器を貫通するような回転軸が不要である。したがって、高圧系の信頼性が増す。
前記過飽和解除手段が過冷却解除手段を兼ねていてもよい。過飽和解除手段と過冷却解除手段が共通の攪拌器又は共通の超音波照射装置にて構成されていてもよい。
【００５１】
前記隔壁の下端部に絞り部が設けられ、この絞り部を介して前記析出室の下端部が前記容器内の下側部分に連なり、前記過冷却室が前記容器内の下側部分に直接的に連なっていることが好ましい（図１２参照）。
析出室の析出体は絞り部を通過して、容器の下側部分に入ることができる。これにより、容器の下側部分で析出体を溶解させることができる。一方、容器の下側部分の仲介溶液のうち、絞り部を通って析出室に侵入する流量は小さく、容器の下側部分の仲介溶液の大部分が、過冷却室へ流入して上昇する。
【００５２】
前記昇温手段が、被処理水を前記被吸収室に導入する導入路に設けられた被処理水加熱部を含んでいてもよい（図４〜図１４参照）。
被処理水加熱部は、該被処理水加熱部より下流の導入路、被吸収室、及び被処理水排出路を順次介して、溶解室に熱的に接続される。被処理水加熱部は、例えば、太陽熱集熱器にて構成することができる。被処理水加熱部は、太陽熱集熱器に代えて、工場排熱回収部でもよく、電熱ヒータでもよい。
前記昇温手段が、前記被吸収室への被処理水の導入路に接続され、前記被吸収室から被処理水を排出する被処理水排出路の一部と、前記溶解室とが、互いに熱交換器を構成していてもよい（図２、図４参照）。
被処理水を昇温手段により昇温した上で被吸収室に導入できる。これにより、吸収室の仲介溶液が冷やされるのを防止できる。また、被処理水排出路の被処理水を熱源にして、溶解室の仲介溶液を昇温して析出体を溶解でき、熱を有効に利用できる。また、被処理水を、温度を下げたうえで廃棄できる。
【００５３】
被処理水を前記被吸収室に導入する導入路の一部と、前記析出室とが、互いに熱交換器を構成していることが好ましい（図２、図４参照）。
被処理水を冷却源として析出室の仲介溶液を冷却でき、かつ析出室の仲介溶液を熱源として被処理水を加熱でき、熱を有効に利用できる。析出のための冷却媒体として処理対象の被処理水を用いることで、ランニングコストを低減できる。被処理水を高温にしたうえで被吸収室に供給することで、吸収室内の仲介溶液が被処理水に熱を奪われて仲介溶質が析出するのを防止でき、水分吸収部における水分吸収を確実に行なうことができる。
前記導入路の前記熱交換器を構成する部分が、前記降温手段を構成していてもよい。前記降温手段が、被処理水を前記析出室の仲介溶液と熱交換可能に通す通路状になっていてもよい。
前記熱交換器が対向流型の熱交換器であることが好ましい。前記熱交換器における被処理水の流量と仲介溶液の流量とが互いにほぼ同じであることが好ましい。これにより、熱交換不整合に因る損失を回避できる。
【００５４】
前記溶解室と析出室とが、互いに熱交換器を構成していてもよい（図６参照）。
これにより、析出室の冷却すべき仲介溶液の熱を、溶解室の仲加熱すべき介溶液に与えることができ、熱を有効に利用できる。この構成によれば、析出室が、溶解室に対する昇温手段の少なくとも一部を構成し、溶解室が、析出室に対する降温手段の少なくとも一部を構成する。
【００５５】
被処理水を前記被吸収室に導入する導入路の一部と、前記被吸収室から被処理水を排出する被処理水排出路の一部とが、互いに熱交換器を構成し、この熱交換器より下流の前記導入路に前記昇温手段が接続されていてもよい（図７参照）。
被処理水を被吸収室への導入前に昇温手段にて昇温することにより、水分吸収部において仲介溶液が被処理水によって冷やされるのを防止でき、仲介溶液を高温に維持でき、ひいては水分吸収に必要な浸透圧を維持できる。熱交換器によって被吸収室から出た被処理水の廃熱を、被吸収室への導入前の被処理水に戻すことで、熱を効率的に利用できる。前記導入路における昇温手段より上流側で熱交換することで、被処理水をある程度昇温したうえで昇温手段に送ることができ、昇温手段の負担を軽減できる。
【００５６】
前記閉鎖系の内圧を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器の検出圧力に基づいて前記昇温手段の出力を調節する調節部とを備えることが好ましい（図１３参照）。
閉鎖系の内圧検出値が低くすぎるときは、昇温手段の出力を大きくする。これにより、溶解室における仲介溶液の昇温度を大きくできる。したがって、溶解後の中間溶液の浸透圧を高くでき、水分吸収部での水分吸収量を増大できる。よって、閉鎖系の内圧を高めることができる。
閉鎖系の内圧検出値が高すぎるときは、昇温手段の出力を小さくする。これにより、溶解室における仲介溶液の昇温度を小さくできる。したがって、溶解後の中間溶液の浸透圧を低くでき、水分吸収部での水分吸収量を減少できる。よって、閉鎖系の内圧を低下させることができる。
これにより、閉鎖系の内圧を所要の大きさに維持でき、第１、第２半透膜をはじめとする閉鎖系の構成要素が破損するのを防止できる。
【００５７】
前記閉鎖系の内圧を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器の検出圧力に基づいて前記被処理水の流量を調節する調節部とを備えることが好ましい（図１４参照）。
閉鎖系の内圧検出値が低くすぎるときは、被処理水の流量を大きくする。これにより、水分吸収部での被処理水の濃度ひいては浸透圧の上昇度合いが小さくなる。したがって、仲介溶液の水分吸収量が増大する。よって、閉鎖系の内圧を高めることができる。
閉鎖系の内圧検出値が高くすぎるときは、被処理水の流量を小さくする。これにより、水分吸収部での被処理水の濃度ひいては浸透圧の上昇度合いが大きくなる。したがって、仲介溶液の水分吸収量が減少する。よって、閉鎖系の内圧を低下させることができる。
これにより、閉鎖系の内圧を所要の大きさに維持でき、第１、第２半透膜をはじめとする閉鎖系の構成要素が破損するのを防止できる。
【００５８】
前記閉鎖系の内圧が設定圧以上になったとき開く逃がし弁を、前記閉鎖系に接続することが好ましい（図１５参照）。
閉鎖系の内圧が設定圧以上になったときは、閉鎖系内の仲介溶液を逃がし弁から系外に逃がすことができる。これにより、閉鎖系の内圧が異常に高くなるのを防止でき、安全性を確保できる。
逃がし弁は、閉鎖系における仲介溶液の濃度が相対的に小さくなる箇所（例えば前記容器の上端部又は析出室）に接続することが好ましい。これにより、逃がし弁が開いたときの仲介溶質の喪失量を小さくすることができる。
【００５９】
前記第２半透膜が、前記第１半透膜より被処理水の溶質（以下「被処理溶質」と称す）に対する透過阻止率が小さいことが好ましい。
ここで、水分吸収部において、被処理溶質が僅かながら第１半透膜を透過し、吸収室に侵入することが考えられる。閉鎖系においては、上記の侵入量が微量であっても、これが蓄積されると、閉鎖系の内圧が増大し、装置の寿命が短くなる。
そこで、前記第２半透膜は、被処理溶質を透過可能であることが好ましい。例えば、被処理水が海水の場合、被処理溶質はナトリウムイオン、塩素イオンである。前記第２半透膜が、ナトリウムイオン及び塩素イオンを透過可能であることが好ましい。
前記第２半透膜の被処理溶質の透過阻止率は、低いことが好ましい。具体的には、前記第２半透膜の被処理溶質の透過阻止率は、９０％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、１０％以下であることが一層好ましい。
これによって、閉鎖系に侵入した被処理溶質を、水分放出部において第２半透膜から閉鎖系外に放出できる。よって、閉鎖系に被処理溶質が蓄積されるのを防止できる。したがって、閉鎖系の内圧増大を回避でき、要求耐圧性能を抑えることができ、コスト増を抑制できる。さらには、装置の寿命を長くすることができる。
前記第２半透膜から取り出される出力淡水には被処理溶質が含まれることになるが、該出力淡水中の被処理溶質の濃度は、前記半透膜における被処理溶質の透過率に対応して、問題にならない程度に極めて小さい。
【００６０】
前記第２半透膜が、ナノフィルトレーション膜（ＮＦ膜）であることが好ましい。ナノフィルトレーション膜は、２価以上のイオンに対する透過阻止率が十分に大きく、１価のイオンに対する透過阻止率が十分に小さい。よって、前記被処理溶質のイオン価数が１価である場合（例えば海水のナトリウムイオン及び塩素イオン）、前記仲介溶液に侵入した被処理溶質を前記第２半透膜から透過させて確実に取り出すことができる。しかも、前記仲介溶質が２価のイオンを含む場合（例えばミョウバン等）、該２価のイオンが第２半透膜を透過して漏れ出るのを防止できる。
【００６１】
前記仲介溶液は、水溶液であることが好ましい。前記仲介溶液の溶媒は、好ましくは水である。
前記仲介溶質が、人体に無害であることが好ましい。これにより、生産した淡水を飲料に供する場合、安全性を確保できる。かかる仲介溶質として、ミョウバン、ショ糖が挙げられる。前記仲介溶質は、好ましくはミョウバンである。
ここで、ミョウバンは、アルミニウムと金属（アンモニウム含む）の硫酸塩（ＡｌＭ（ＳＯ４）２；Ｍは１価の＋イオンを作る原子又は分子）であり、例えばＭは、カリウム又はナトリウムである。前記仲介溶質は、より好ましくはカリウムミョウバンまたはナトリウムミョウバンである。カリウムミョウバン、ナトリウムミョウバンは、溶解度の温度依存性が大きく、かつ無害であり、前記仲介溶質として適している。
前記仲介溶質が、少なくとも１つのイオンが２価以上の電解質であることが好ましい。これにより、仲介溶質が第２半透膜から系外に流出するのを十分に抑制又は防止できる。かかる仲介溶質として、ミョウバンが挙げられる。
前記仲介溶質の分子量が、被処理水の溶質の分子量より大きいことが好ましい。これにより、仲介溶質が第２半透膜から系外に流出するのを十分に抑制又は防止できる。例えば、仲介溶質がミョウバン、被処理水の溶質が塩（ＮａＣｌ）の組み合わせが挙げられる。
前記仲介溶質が、ナトリウムミョウバンであり、前記第２半透膜が、ナノフィルトレーション膜であることが好ましい。
前記仲介溶質がカリウムミョウバンである場合、該仲介溶質のカリウムイオンがナノフィルトレーション透膜を透過可能であり、仲介溶質のカリウムイオンが徐々にナトリウムイオンに置き換わる。これが問題となる場合、仲介溶質としてナトリウムミョウバンを用いるとよい。これによって、仲介溶液の成分を安定させることができる。
【００６２】
前記被処理水が、海水であることが好ましい。これにより、海水から淡水を製造できる。海水はミョウバンとのマッチングが良好である。
【００６３】
本発明の被処理水は、海水に限られず、下水、泥水等の汚水であってもよい。これにより、汚水を浄化できる。汚水は海水よりも浸透圧が低いため、低温かつ低圧でよい。したがって、昇温手段の負担を軽減でき、より低温の熱源を利用できる。また、装置の耐圧性を低く設定でき、コストを下げることができる。
【００６４】
前記加圧手段の動力として、例えば内燃機関等の熱を発する動力源を用い、前記動力源からの排熱を前記加熱部において前記仲介溶液を加熱するための熱源として用いることにしてもよい。これによって、熱の利用効率を高めることができ、省エネにもなる。上記内燃機関を動力源及び熱源として利用する海水淡水化装置は、中近東などの水が少なく、石油が多い地域には好適である。
【発明の効果】
【００６５】
本発明によれば、海水等の被処理水を、仲介溶液を経由して淡水として取り出すことができる。被処理水を、直接、逆浸透膜に圧し当てて水分を搾り出す場合よりも加圧力を低くできる。したがって、第２半透膜に要求される耐圧性を低減できる。また、所要の熱量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態（基本態様）に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る淡水製造装置の一部分の回路構成図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図９】本発明の第９実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図１０】本発明の第１０実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図１１】本発明の第１１実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図１２】本発明の第１２実施形態に係る淡水製造装置の回路構成図である。
【図１３】本発明の第１３実施形態に係る淡水製造装置の一部分の回路構成図である。
【図１４】本発明の第１４実施形態に係る淡水製造装置の一部分の回路構成図である。
【図１５】本発明の第１５実施形態に係る淡水製造装置の一部分の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の基本態様に係る第１実施形態を示したものである。淡水製造装置１は、水分吸収部２０と、析出部３０と、水分放出部４０を備えている。
【００６８】
水分吸収部２０は容器状になっている。水分吸収部２０の内部に第１半透膜２３が設けられている。第１半透膜２３によって、水分吸収部２０内が被吸収室２１（被処理水室）と吸収室２２（溶液室）に仕切られている。第１半透膜２３は、平面状の膜でもよい。第１半透膜２３は、１又は複数の中空糸状になっていてもよい。中空糸の内部が被吸収室２１と吸収室２２のうち何れか一方になり、中空糸の外部が被吸収室２１と吸収室２２のうち他方になっていてもよい。第１半透膜２３は、平面膜を螺旋状に捻られた形状になっていてもよい。平面状又は螺旋状の第１半透膜２３は、その外周縁が水分吸収部２０の容器本体に支持されている。中空糸状の第１半透膜２３は、その両端が水分吸収部２０の容器本体に支持されている。被処理水導入路７１が、被吸収室２１の上流端（図１において右端）に連なっている。被吸収室２１の下流端（図１において左端）から被処理水排出路７３（廃海水路）が延びている。導入路７１又は排出路７３には送液ポンプ（図示省略）が設けられている。
【００６９】
被吸収室２１に水分抽出対象の被処理水ｗａが容れられている。被処理水ｗａとして海水が用いられている。海水ｗａの塩分濃度は約３．５％（重量百分率、以下同様）である。吸収室２２に仲介溶液ｗｂが容れられている。２種類の液ｗａ，ｗｂがそれぞれ室２１，２２内を通過するように流れる。従来のＲＯモジュールは、デッドエンドが存在し、ここでは使えない。第１半透膜２３を螺旋状にする場合、螺旋状の被吸収室２１及び吸収室２２内を各液ｗａ，ｗｂが確実に流通できるようにする。
【００７０】
仲介溶液ｗｂは、溶解度が温度に依存する仲介溶質が溶解されている。ここでは、仲介溶質としてミョウバンが用いられている。具体的には、仲介溶質として、カリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）またはナトリウムミョウバン（ＡｌＮａ（ＳＯ４）２）が用いられている。仲介溶液ｗｂとして、ミョウバン水溶液（カリウムミョウバン水溶液又はナトリウムミョウバン水溶液）が用いられている。ミョウバンは、２価の負イオン（ＳＯ４２−）を含む電解質である。ミョウバンの分子量は、海水ｗａの溶質（ＮａＣｌ等）の分子量より大きい。
【００７１】
吸収室２２に高濃度仲介溶液路８１を介して仲介溶液加熱部１５（昇温手段）が接続されている。加熱部１５によって仲介溶液ｗｂが高温化される。これにより、仲介溶液ｗｂの溶解度が常温時より高くなる。高温かつ高溶解度の仲介溶液ｗｂが吸収室２２に導入される。吸収室２２内の仲介溶液ｗｂ（ミョウバン水溶液）の溶質（ミョウバン）の濃度は、常温時の飽和濃度より十分に高くなっている。被吸収室２１内の海水ｗａは、吸収室２２内のミョウバン水溶液ｗｂと同程度の温度になっている。
【００７２】
被吸収室２１の海水ｗａと吸収室２２の仲介溶液ｗｂが第１半透膜２３を介して接している。すなわち、吸収室２２の仲介溶液ｗｂが第１半透膜２３の一方の面に接している。被吸収室２１の海水ｗａが第１半透膜２３の他方の面に接している。第１半透膜２３は、仲介溶液ｗｂの溶媒（水分）の透過を許容し、かつ仲介溶液ｗｂの溶質（ミョウバン）の透過を阻止する。また、第１半透膜２３は、海水ｗａの溶媒（水分）の透過を許容し、かつ海水ｗａの溶質（塩分）の透過を可及的に阻止する。
【００７３】
析出部３０は、容器状になっている。析出部３０の内部に分離膜３３（分離手段）が設けられている。分離膜３３は、濾紙などのフィルターにて構成されている。分離膜３３によって、析出部３０内が析出室３１と、透過液室３２とに仕切られている。分離膜３３が、析出室３１の一部を画成している。中濃度仲介溶液路８２が、吸収室２２から延びて析出室３１に連なっている。
【００７４】
分離膜３３は、ミョウバン水溶液ｗｂの透過を許容し、ミョウバン（仲介溶質）の析出体ｍすなわちミョウバン結晶ｍの透過を阻止する。析出室３１内には、ミョウバン水溶液ｗｂが容れられている。この析出室３１内のミョウバン水溶液ｗｂ中に、ミョウバン結晶ｍが分散している。透過液室３２内には、ミョウバン水溶液ｗｂが収容されている。透過液室３２内のミョウバン水溶液ｗｂには、ミョウバン結晶ｍが含まれていない。
【００７５】
析出室３１に仲介溶液冷却部３５（降温手段）が接続されている。仲介溶液冷却部３５は、熱交換器であってもよい。仲介溶液冷却部３５は、送風手段やフィンを含む空冷式の冷却器であってもよい。
【００７６】
透過液室３２から低濃度仲介溶液路８３が延びている。低濃度仲介溶液路８３に加圧ポンプ５０（加圧手段）が設けられている。加圧ポンプ５０の動力としては、例えば内燃機関等の熱を発する動力源を用いることが好ましい。
【００７７】
水分放出部４０（加圧部）は、耐圧性の容器状になっている。水分放出部４０の内部に第２半透膜４３が設けられている。第２半透膜４３によって、水分放出部４０内が放出室４１（加圧室）と、淡水室４２とに仕切られている。第２半透膜４３が放出室４１の一部を画成している。低濃度仲介溶液路８３の下流端が放出室４１に連なっている。放出室４１内にミョウバン水溶液ｗｂが容れられている。淡水室４２内に淡水ｗｃが設けられている。淡水室４２から淡水取り出し路９２が延びている。
【００７８】
第２半透膜４３は、仲介溶液ｗｂ中の溶媒（水分）の透過を許容し、溶質（ミョウバン）の透過を可及的に阻止する。第２半透膜４３は、逆浸透膜にて構成されている。第２半透膜４３は、平面状の膜でもよい。第２半透膜４３は、１又は複数の中空糸状になっていてもよい。中空糸の内部が放出室４１と淡水室４２のうち何れか一方になり、中空糸の外部が放出室４１と淡水室４２のうち他方になっていてもよい。第２半透膜４３は、平面膜を螺旋状に捻られた形状になっていてもよい。平面状又は螺旋状の第２半透膜４３は、その外周縁が水分放出部４０の耐圧性の容器本体に支持されている。中空糸状の第２半透膜４３は、その少なくとも一端部が水分放出部４０の耐圧性の容器本体に支持されている。
【００７９】
上記構成の淡水製造装置１の動作を説明する。
液温調節工程
海水ｗａを加熱手段（図示せず）にて加熱し、高温にする。好ましくは、海水ｗａの温度を後記ミョウバン水溶液ｗｂの加熱温度と同程度にする。加圧ポンプ５０の動力源である内燃機関等の発熱機器の排熱を用いて上記海水ｗａを加熱してもよい。これによって、熱の利用効率が高まり、省エネにもなる。高温にした海水ｗａを海水導入路７１から被吸収室２１内に導入する。
【００８０】
ミョウバン水溶液ｗｂを加熱部１５にて加熱し、高温にする。加圧ポンプ５０の動力源である内燃機関等の発熱機器の排熱を上記加熱部１５を介してミョウバン水溶液ｗｂに与えることにしてもよい。これによって、熱の利用効率が高まり、省エネにもなる。加熱により、ミョウバン水溶液ｗｂのミョウバン溶解度が高まる。高温ミョウバン水溶液ｗｂにミョウバンを十分に溶解させる。これにより、高温かつ高濃度のミョウバン水溶液ｗｂを得る。この高温かつ高濃度のミョウバン水溶液ｗｂを、高濃度仲介溶液路８１を介して吸収室２２内に導入する。
【００８１】
水分吸収工程
吸収室２２内の高濃度ミョウバン水溶液ｗｂの浸透圧は、被吸収室２１内の海水ｗａの浸透圧より高い。したがって、被吸収室２１内の海水ｗａの水分が第１半透膜２３を透過し、吸収室２２内のミョウバン水溶液ｗｂに混ざる。言い換えると、ミョウバン水溶液ｗｂが、海水ｗａから水分を吸収する。
【００８２】
被吸収室２１の海水ｗａが吸収室２２のミョウバン水溶液ｗｂと同程度の温度になっているため、吸収室２２のミョウバン水溶液ｗｂが海水ｗａに熱を奪われるのを防止でき、吸収室２２内にミョウバン結晶が析出するのを防止できる。これにより、ミョウバン水溶液ｗｂの浸透圧が大きく低下するのを抑制でき、水分吸収能力を維持できる。
被吸収室２１と吸収室２２との間に圧力差は殆どない。したがって、第１半透膜２３が目詰まりするのを抑制できる。よって、メンテナンスの手間やコストを軽減できる。
その後、海水ｗａを被吸収室２１から廃海水路７３へ導出し、海等に廃棄する。
【００８３】
析出工程
吸収室２２内のミョウバン水溶液ｗｂのミョウバン濃度は、水分吸収により低下する。濃度低下したミョウバン水溶液ｗｂ（中濃度ミョウバン水溶液ｗｂと称す）を、吸収室２２から中濃度仲介溶液路８２を経て析出室３１に送る。
【００８４】
中濃度ミョウバン水溶液ｗｂの析出室３１への導入時の温度は、比較的高温になっている。この高温の中濃度ミョウバン水溶液ｗｂを冷却部３５にて冷却する。冷却によって中濃度ミョウバン水溶液ｗｂを、その濃度における飽和温度より低温にする。これにより、析出室３１内のミョウバン水溶液ｗｂからミョウバン結晶ｍが析出する。この結果、ミョウバン水溶液ｗｂの濃度が更に低下する。このミョウバン水溶液ｗｂを低濃度ミョウバン水溶液と称す。
【００８５】
分離工程
析出室３１のミョウバン結晶ｍは、分離膜３３を透過するのが阻止され、透過液室３２へは入らない。一方、析出室３１の低濃度ミョウバン水溶液ｗｂは、分離膜３３を透過し、透過液室３２に入る。
【００８６】
水分放出工程
加圧ポンプ５０は、低濃度ミョウバン水溶液ｗｂを透過液室３２から吸い込み、加圧して、放出室４１に導入する。これにより、低濃度ミョウバン水溶液ｗｂが第２半透膜４３に圧し当てられる。加圧ポンプ５０の加圧によって、低濃度ミョウバン水溶液ｗｂの圧力をその浸透圧より高くする。これにより、放出室４１内のミョウバン水溶液ｗｂの水分が、第２半透膜４３から淡水室４２へ搾り出される。この結果、淡水ｗｃを淡水取り出し路９２から取り出すことができる。  水分放出工程におけるミョウバン水溶液ｗｂの圧力は、他の工程におけるミョウバン水溶液ｗｂより高圧になる。
【００８７】
放出室４１内のミョウバン水溶液ｗｂは、低濃度であるため浸透圧が低い。したがって、加圧ポンプ５０の加圧力を小さくすることができる。よって、加圧ポンプ５０を小型化できる。さらに、放出室４１と淡水室４２の圧力差を小さくできるから、第２半透膜４３に要求される耐圧性能及び水分放出部４０の筐体に要求される耐圧性能を低くすることができる。この結果、設備コストを低減できる。
放出室４１内のミョウバン水溶液ｗｂ中のミョウバン（溶質）は、第２半透膜４３によって透過を阻止される。ミョウバンは海水の塩分より分子が大きい。したがって、第２半透膜４３の目を海水用の逆浸透膜より粗くできる。そうすることで、圧力損失を小さくできる。
【００８８】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。以下の実施形態において、既述の形態と重複する構成に関しては、図面に同一符号を付して説明を適宜省略する。
【００８９】
図２は、本発明の第２実施形態を示したものである。
第２実施形態の淡水製造装置１Ａは、溶解部１０と、水分吸収部２０と、析出部３０と、水分放出部４０を備えている。これら４つの要素１０，２０，３０，４０が環状に接続されている。
【００９０】
溶解部１０は、溶解室１１を有している。溶解室１１内にミョウバン結晶ｍを含むミョウバン水溶液ｗｂ（すなわち仲介溶液とその溶質の析出体の混合液）が容れられている。溶解室１１に仲介溶液加熱部１５が熱的に接続されている。加熱部１５は、例えば太陽熱集熱器や工場からの排熱回収部や電熱ヒータ等で構成されていている。溶解室１１から高濃度仲介溶液路８１が水分吸収部２０へ延びている。
【００９１】
水分吸収部２０の被吸収室２１及び吸収室２２は、水分吸収部２０の長手方向に延びる通路になっている。第１半透膜２３が、水分吸収部２０の長手方向に延びて、２つの通路状室２１，２２を仕切っている。
【００９２】
被吸収室２１の上流端（図２において右端）に被処理水導入路７１が連なっている。被吸収室２１の下流端（図２において左端）から被処理水排出路７３が延びている。導入路７１又は排出路７３には送液ポンプ（図示省略）が設けられている。
吸収室２２の上流端（図２において左端）に高濃度仲介溶液路８１が連なっている。吸収室２２の下流端（図２において右端）から中濃度仲介溶液路８２が延びている。
なお、被吸収室２１の上流端と吸収室２２の上流端は、水分吸収部２０の互いに逆側の端部に配置されている。吸収室２２内の流れ方向は、被吸収室２１内の流れ方向とは逆向きになっている。
【００９３】
析出部３０の析出室３１及び透過液室３２は、析出部３０の長手方向に延びる通路になっている。分離膜３３が、析出部３０の長手方向に延びて、２つの通路状室３１，３２を仕切っている。
【００９４】
析出室３１の上流端（図２において右端）に中濃度仲介溶液路８２の先端部が連なっている。析出室３１の下流端（図２において左端）から仲介分散液路８８が延びている。分散液路８８には分散液送りポンプ（図示省略）が設けられている。ポンプは、図中、矢印で示す流れが形成されるように、適当な場所に適当な数だけ設けられる。
【００９５】
被処理水導入路７１には、第１実施形態の冷却部３５に対応する被処理水熱交換路３４が介在されている。被処理水熱交換路３４は、析出室３１の分離膜３３側とは反対側に設けられ、析出室３１に沿っている。被処理水熱交換路３４と通路状の析出室３１とが熱交換可能になっている。被処理水熱交換路３４の上流端（図２において左端）は、析出部３０における析出室３１の上流端とは反対側に配置されている。被処理水熱交換路３４内の流れ方向は、析出室３１内の流れ方向とは逆向きになっている。
【００９６】
水分放出部４０の放出室４１及び淡水室４２は、水分放出部４０の長手方向に延びる通路状になっている。第２半透膜４３が、水分放出部４０の長手方向に延びて、２つの通路状室４１，４２を仕切っている。
【００９７】
第２半透膜４３は、例えばＮＦ膜（ナノフィルトレーション膜）にて構成されている。ＮＦ膜は、２価以上のイオンに対する透過阻止率が十分に大きく、１価のイオンに対する透過阻止率が十分に小さい。したがって、ＮＦ膜からなる第２半透膜４３は、硫酸イオン（ＳＯ４２−）の透過を十分に阻止する一方、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、塩素イオン（Ｃｌ−）、カリウムイオン（Ｋ＋）の透過を許容する。第２半透膜４３の１価イオンの透過阻止率は、第１半透膜２３の透過阻止率より低いことが好ましく、具体的には好ましくは９０％以下であり、より好ましくは５０％以下であり、一層好ましくは１０％以下である。
【００９８】
放出室４１の上流端（図２において左端）に低濃度仲介溶液路８３の先端部が連なっている。放出室４１の下流端（図２において右端）から仲介溶液回収路８４が延びている。
【００９９】
仲介溶液回収路８４に動力回収部５１が介在されている。動力回収部５１は、仲介溶液回収路８４を通過するミョウバン水溶液ｗｂの流体圧エネルギーを加圧ポンプ５０の駆動エネルギーに変換する。動力回収部５１と加圧ポンプ５０が、エネルギーを伝達する伝達機構５２にて接続されている。例えば、動力回収部５１は、ギアポンプで構成されている。ミョウバン水溶液ｗｂの流体圧でギアポンプが回転する。伝達機構５２は、例えば、プーリ及びベルト機構で構成され、ギアポンプ５１の回転エネルギーを加圧ポンプ５０に伝達する。なお、動力回収部５１としては、ギアポンプに限られず、種々の構造を採用でき、例えばダイアフラムポンプやプランジャーポンプなどの往復運動のポンプなどを用いてもよい。
【０１００】
動力回収部５１より下流の仲介溶液回収路８４と上記仲介分散液路８８とが、混合部１１０において合流している。混合部１１０から仲介混合液路８９が延びている。仲介混合液路８９が上記溶解室１１に連なっている。
【０１０１】
溶解室１１と吸収室２２と析出室３１と放出室４１とが環状に連なり、閉鎖系Ｃが構成されている。閉鎖系Ｃにおいて、溶解室１１と吸収室２２が高濃度仲介溶液路８１を介して連なっている。吸収室２２と析出室３１が中濃度仲介溶液路８２を介して連なっている。析出室３１と放出室４１が、透過液室３２及び低濃度仲介溶液路８３を介して連なっている。放出室４１と溶解室１１が、仲介溶液回収路８４と混合部１１０と仲介混合液路８９を介して連なっている。更に、析出室３１と溶解室１１が、仲介分散液路８８と混合部１１０と仲介混合液路８９を介して連なっている。
【０１０２】
淡水製造装置１Ａには、熱交換器６０が更に備えられている。熱交換器６０は、互いに並行する４つの熱交換路６１，６２，６３，６４を有している。海水熱交換路６１は、廃海水路７３に介在されている。溶液熱交換路６２は、透過液室３２と加圧ポンプ５０との間の低濃度仲介溶液路８３に介在されている。淡水熱交換路６３は、淡水取り出し路９２に介在されている。回収溶液熱交換路６４は、仲介溶液回収路８４に介在されている。
【０１０３】
溶液熱交換路６２は、海水熱交換路６１及び淡水熱交換路６３の間に挟まれ、２つの熱交換路６１，６３の何れとも隣接している。溶液熱交換路６２の上流端（図２において左端）は、熱交換器６０における海水熱交換路６１の下流端と同じ側に配置され、かつ淡水熱交換路６３の下流端と同じ側に配置されている。溶液熱交換路６２内の流れ方向は、海水及び淡水熱交換路６１，６３並びに回収溶液熱交換路６４の流れ方向とは逆向きになっている。海水熱交換路６１内の流れ方向と淡水熱交換路６３内の流れ方向と回収溶液熱交換路６４の流れ方向は互いに同じ向きになっている。
【０１０４】
第２実施形態の淡水製造装置１Ａの動作を説明する。
海水ｗａ（被処理水）を導入路７１から熱交換路３４に導入する。海水ｗａの導入路７１での温度は、例えば２５℃程度、塩分濃度は約３．５％であり、流量は例えば３単位である。海水ｗａは、熱交換路３４を通過しながら析出室３１のミョウバン水溶液ｗｂと熱交換し、加熱される。熱交換路３４の出口での海水温度は例えば約５５℃である。この温海水ｗａを、熱交換路３４より下流の海水導入路７１（温海水路）を経て被吸収室２１に導入する。
【０１０５】
加熱部１５にてミョウバン水溶液ｗｂを加熱し、高温かつ高濃度のミョウバン水溶液ｗｂを得る。
水分吸収工程
この高温かつ高濃度のミョウバン水溶液ｗｂを、高濃度仲介溶液路８１を経て吸収室２２に導入する。ミョウバン水溶液ｗｂの仲介溶液路８１での流量は、例えば２単位である。吸収室２２への導入時のミョウバン水溶液ｗｂの温度は、例えば約６０℃であり、ミョウバン濃度は、およそ２６％である。すなわち、１００ｇの水に対し２６ｇの無水ミョウバンが溶解している。
【０１０６】
吸収室２２内の高濃度ミョウバン水溶液ｗｂの浸透圧が被吸収室２１内の海水ｗａの浸透圧より高いため、被吸収室２１内の海水ｗａの水分が、第１半透膜２３を透過し、吸収室２２内の高濃度ミョウバン水溶液ｗｂに吸収される。海水ｗａが加温されているため、吸収室２２内のミョウバン水溶液ｗｂが冷やされるのを防止できる。これにより、吸収室２２内でミョウバンが析出するのを防止できる。
【０１０７】
ミョウバン水容器ｗｂによる水分吸収によって、被吸収室２１の下流端（図２において左端）での海水ｗａの塩分濃度は例えば約１０％になる。被吸収室２１の下流端での海水ｗａの温度は例えば６０℃であり、流量は例えば１単位である。この高温海水ｗａを廃海水路７３に導出する。この海水ｗａを熱交換器６０の海水熱交換路６１に通す。これにより、海水ｗａが、溶液熱交換路６２の後記低濃度ミョウバン溶液ｗｂに熱を与え、例えば約４０℃まで冷却される。冷却後の海水ｗａを、熱交換器６０より下流の廃海水路７３を経て、海等に廃棄する。被吸収室２１からの高温の海水ｗａを直接廃棄しないようにすることで、海洋環境に与える影響を軽減できる。
熱交換器６０によって、ミョウバンの溶液ｗｂを加熱し不飽和溶液にできる。したがって、後述するように、ミョウバン水溶液ｗｂから水分を第２半透膜４３で搾り出しても、ミョウバンが析出しないようにできる。
【０１０８】
吸収室２２におけるミョウバン水溶液ｗｂの水分吸収量は、例えば２単位である。したがって、吸収後のミョウバン水溶液ｗｂの流量は、４単位に増え、ミョウバン濃度が半減して約１３％程度になる。
【０１０９】
析出工程
上記の海水接触後のミョウバン水溶液ｗｂ（約１３％  ６０℃）を、吸収室２２から導出し、中濃度仲介溶液路８２を経て析出室３１に導入する。析出室３１のミョウバン水溶液ｗｂは、熱交換路（降温手段）３４の海水ｗａと熱交換して冷却される。冷却媒体として海水ｗａを用いることで、ランニングコストを低減できる。しかも、ミョウバン水溶液ｗｂの熱を海水ｗａに移し、ミョウバン水溶液ｗｂの冷却と同時に海水ｗａを加熱でき、熱の利用効率を向上できる。
【０１１０】
冷却後のミョウバン水溶液ｗｂの温度は、例えば約３４℃である。これにより、析出室３１内のミョウバン水溶液ｗｂからミョウバン結晶ｍが析出する。析出によりミョウバン水溶液ｗｂが更に低濃度になる。
【０１１１】
分離工程
ミョウバン結晶ｍは、分離膜３３によって透過を阻止される。このミョウバン結晶ｍを含むミョウバン結晶分散液（析出体分散液）を、仲介分散液路８８に導出する。析出室３１内のミョウバン結晶分散液の温度は、水溶液ｗｂの温度と同じく３４℃である。
【０１１２】
一方、析出室３１内の低濃度のミョウバン水溶液ｗｂは、分離膜３３を透過して透過液室３２に入る。透過液室３２内のミョウバン水溶液ｗｂのミョウバン濃度は、例えば９％であり、温度は３４℃であり、流量は４単位である。
【０１１３】
上記の低温かつ低濃度のミョウバン水溶液ｗｂ（約３４℃、９％、流量４単位）を、透過液室３２から低濃度仲介溶液路８３に導出する。このミョウバン水溶液ｗｂを熱交換器６０の溶液熱交換路６２に通す。また、上述したように、被吸収室２１からの高温の海水ｗａ（約６０℃、流量１単位）を海水熱交換路６１に通す。更に、淡水熱交換路６３には高温の淡水ｗｃ（約５０℃、流量２単位）を通す。また、回収溶液熱交換路６４には、水分放出部４０から出る濃縮ミョウバン水溶液ｗｂ（温度５０℃、濃度１７％、流量２単位）を通す。これにより、溶液熱交換路６２のミョウバン水溶液ｗｂが、海水熱交換路６１の海水ｗａ及び淡水熱交換路６３の淡水ｗｃ並びに回収溶液熱交換路６４の濃縮ミョウバン水溶液ｗｂと熱交換して加熱される。加熱後のミョウバン水溶液ｗｂの温度は、例えば約５０℃になる。
【０１１４】
水分放出工程
上記の高温かつ低濃度のミョウバン水溶液ｗｂ（約５０℃、９％）を、加圧ポンプ５０により約５０気圧に加圧して放出室４１に導入する。これにより、ミョウバン水溶液ｗｂの水分が、第２半透膜４３から淡水室４２へ搾り出される。このとき、ミョウバン水溶液ｗｂに加える圧力は、海水を直接、逆浸透膜に圧し当てて水分を搾り出し１０％の濃縮塩水を排出するとした場合の約２／３程度にすることができ、第２半透膜４３及び加圧ポンプ５０の負担を軽減できる。
【０１１５】
淡水室４２に搾り出された淡水ｗｃを淡水取り出し路９２に導出する。淡水取り出し路９２への導出時の淡水ｗｃの温度は、例えば約５５℃である。この高温の淡水ｗｃを、淡水熱交換路６３に通し、溶液熱交換路６２のミョウバン水溶液ｗｂと熱交換させる。これにより、淡水ｗｃを冷却できる。冷却後の淡水ｗｃの温度は、例えば約３９℃である。この低温の淡水ｗｃを、熱交換器６０より後段の淡水取り出し路９２から取り出し、種々の利用に供する。
【０１１６】
放出室４１のミョウバン水溶液ｗｂは、水分の搾り出しによってミョウバン濃度が高まる。搾り出し後のミョウバン水溶液ｗｂのミョウバン濃度は、例えば約１８％である。放出室４１内のミョウバン水溶液ｗｂは高温（約５０℃）になっているため、搾り出しにより濃度が高くなっても、ミョウバンが析出するのを防止できる。
【０１１７】
このミョウバン水溶液ｗｂ（約１８％、約５０℃）を、仲介溶液回収路８４に導出し、動力回収部５１を経由させる。動力回収部５１に導入時のミョウバン水溶液ｗｂは、高圧になっている。動力回収部５１は、ミョウバン水溶液ｗｂの流体圧エネルギーを、加圧ポンプ５０の駆動エネルギーに変換し、伝達機構５２を介して加圧ポンプ５０に供給する。これにより、加圧ポンプ５０自体の駆動部の負担を軽減できる。
【０１１８】
ミョウバン水溶液ｗｂは、動力回収部５１を通過することで減圧される。この後、ミョウバン水溶液ｗｂは熱交換器６０の回収溶液熱交換路６４に通され冷却される。これにより、ミョウバン水溶液ｗｂからミョウバン結晶ｍが析出するが、熱交換器６０内であるため、析出結晶による膜の目詰まりを考慮する必要がない。ミョウバン水溶液ｗｂは、析出結晶を含むスラリー溶液となる。減圧及び冷却後のミョウバン水溶液ｗｂ（スラリー液）を、動力回収部５１より下流の仲介溶液回収路８４を介し混合部１１０に送る。
【０１１９】
混合工程
混合部１１０において、仲介溶液回収路８４からのミョウバン水溶液ｗｂと、仲介分散液路８８からのミョウバン結晶分散液とを混合する。この混合流体を加熱部１５にて約６０℃まで加熱する。これにより、混合流体中のミョウバン結晶ｍが溶解し、高濃度（例えば約２６％）のミョウバン水溶液ｗｂが得られる。この高濃度ミョウバン水溶液ｗｂを、高濃度仲介溶液路８１を経て吸収室２２に供給する。したがって、ミョウバン水溶液ｗｂを循環させて繰り返し使用できる。よって、系外からミョウバン水溶液ｗｂを補充する必要がない。
【０１２０】
仲介溶液ｗｂの成分のうち少なくとも溶質（ミョウバン）が、閉鎖系Ｃ内に閉じ込められ、閉鎖系Ｃを循環する。仲介溶液ｗｂの溶媒（水分）は、閉鎖系Ｃを循環しながら、水分吸収部２０で補充され、水分放出部４０で一部が放出される。
【０１２１】
ここで、海水ｗａのナトリウムイオンや塩素イオン（被処理溶質）が、微量ながら水分吸収部２０の第１半透膜２３を透過して吸収室２２に侵入し、ミョウバン水溶液ｗｂに混入することが考えられる。ミョウバン水溶液ｗｂに混入した微量のナトリウムイオンや塩素イオンは、水分放出部４０においてＮＦ膜からなる第２半透膜４３を透過し、淡水ｗｃに移る。これによって、ミョウバン水溶液ｗｂに被処理溶質のナトリウムイオンや塩素イオンが蓄積されるのを防止できる。これにより、淡水製造装置１Ａの寿命が延ばすことができる。淡水ｗｃにはナトリウムイオン又は塩素イオンが含まれることになるが、第１半透膜２３を透過するナトリウムイオン又は塩素イオンが微量であるため、淡水ｗｃ中のナトリウムイオン又は塩素イオンは問題にならない程度に小さい。
【０１２２】
図３は、本発明の第３実施形態を示したものである。
この実施形態に係る淡水製造装置１Ｂは、圧力容器２を備えている。圧力容器２は、軸線を上下に向けた筒状になっている。容器２は、数十気圧の高圧に耐え得る耐圧性を有している。圧力容器２の上端部及び下端部が開口されている。圧力容器２の下端の開口部に第１半透膜２３が設けられている。第１半透膜２３によって容器２の内部空間の下端部が閉塞されている。圧力容器２の上端の開口部にＮＦ膜からなる第２半透膜４３が設けられている。第２半透膜４３によって容器２の内部空間の上端部が閉塞されている。
【０１２３】
なお、容器２の耐圧性能が十分大きい場合、第２半透膜４３は、ＮＦ膜に代えて、通常のＲＯ膜でもよい。この点は、他の実施形態についても同様である。
半透膜２３，４３の耐圧保護のために、半透膜２３，４３を容器２の外側から機械的に保持してもよい。この場合、２種類の液ｗａ，ｗｂ又はｗｂ，ｗｃが膜２３，４３を介して十分に接する程度の面積を確保する。たとえば、容器２の上下の両端部に金網をそれぞれ設け、各金網が膜２３，４３の外側面に接するようにしてもよい。これにより、容器２の内部の圧力を金網で受けることができ、膜２３，４３を保護することができる。
【０１２４】
圧力容器２の内部に飽和濃度の仲介溶液ｗｂが充填されている。圧力容器２の内部空間が閉鎖系Ｃを構成している。閉鎖系Ｃ内に仲介溶質（カリウムミョウバン又はナトリウムミョウバン）が出入り不能に閉じ込められている。仲介溶液ｗｂの溶媒（水）は、半透膜２３，４３を介して閉鎖系Ｃに出入り可能になっている。圧力容器２すなわち閉鎖系の内圧ひいては仲介溶液ｗｂの液圧は、定常状態で例えば約３０ｂａｒの高圧になっている。第３実施形態は、閉鎖系Ｃの全体が高圧である点で、閉鎖系Ｃのうち放出室４１のみを高圧にする第２実施形態（図２）と異なっている。
【０１２５】
圧力容器２の下側に被吸収室画成部２０Ｂが設けられている。被吸収室画成部２０Ｂは、第１半透膜２３と協働して被吸収室２１を画成している。被吸収室２１の容積は十分に大きい。被吸収室２１と圧力容器２の内部空間とが、第１半透膜２３によって仕切られている。被吸収室２１の内圧は略大気圧である。したがって、閉鎖系Ｃの内圧は、被吸収室２１より高圧である。閉鎖系Ｃ内の仲介溶液ｗｂは、被吸収室２１内の被処理水ｗａより高圧である。
被吸収室画成部２０Ｂを省略し、圧力容器２の下端部を海中に配置してもよい。
【０１２６】
圧力容器２の上側に淡水室画成部４０Ｂが設けられている。淡水室画成部４０Ｂは、第２半透膜４３と協働して淡水室４２を画成している。淡水室４２と圧力容器２の内部空間とが、第２半透膜４３によって仕切られている。
【０１２７】
圧力容器２内の下側部分に仲介溶液加熱部１５が熱的に接続されている。仲介溶液加熱部１５は、例えば熱媒を通すコイル状の加熱パイプ１５ａを有している。加熱パイプ１５ａが圧力容器２内の下側部分に収容されている。加熱部１５の加熱源としては、例えば太陽熱集熱器を用いることができる。加熱源として、工場排熱や電熱ヒータ等を用いてもよい。加熱部１５は、仲介溶液ｗｂの温度を上げる昇温手段を構成する。
【０１２８】
圧力容器２内の上側部分に仲介溶液冷却部３５が熱的に接続されている。仲介溶液冷却部３５は、コイル状の冷却パイプ３５ａを有している。冷却パイプ３５ａが圧力容器２内の上側部分に収容されている。冷却パイプ３５ａに冷媒が通される。冷媒として、例えば常温の水等が通される。冷媒として、被吸収室２１に導入する前の常温の海水（被処理水）を用いてもよい。図示は省略するが、冷却パイプ３５ａの外周面には付着防止膜がコーティングされている。付着防止膜は、樹脂等の析出体ｍが付着しにくい材質にて構成されている。このような材質として、例えばテフロン（登録商標）等のフッ素系樹脂が挙げられる。
冷却部１５は、仲介溶液ｗｂの温度を下げる降温手段を構成する。
【０１２９】
加熱パイプ１５ａと冷却パイプ３５ａは、互いの温度制御が干渉しないよう、すなわち溶液中の熱伝導が加熱エネルギーに比較して十分小さくなるように、上下に十分に離れている。
【０１３０】
第３実施形態の淡水製造装置１Ｂの動作を説明する。
なお、以下の説明では、仲介溶液ｗｂがカリウムミョウバン水溶液であるものとする（後述する第４実施形態の仕様例において同じ）。以下の説明で例示する仲介溶液ｗｂの浸透圧の数値は、カリウムミョウバン水溶液の浸透圧であり、しかも溶質のカリウムミョウバンが完全に電離していると仮定した浸透圧である。すなわち、カリウムミョウバン水溶液中では、１モルのカリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）が、４モルのイオン（Ａｌ３＋＋Ｋ＋＋２ＳＯ４２−）に電離していると仮定している。実際のカリウムミョウバン水溶液は、カリウムミョウバンの電離がえてして不完全である。電離が不完全である場合の浸透圧は、完全に電離した場合より低い。
【０１３１】
加熱部１５によって圧力容器２内の下側部分の仲介溶液ｗｂを例えば５０℃程度に加温する。また、冷却部３５によって圧力容器２内の上側部分の仲介溶液ｗｂを例えば約２５℃程度にする。
【０１３２】
水分吸収工程
被吸収室２１内の被処理水ｗａと圧力容器２内の下端の仲介溶液ｗｂとが、第１半透膜２３を介して接触する。被吸収室２１内の被処理水（海水）ｗａの温度は約２５℃、浸透圧は約３０ｂａｒである。これに対し、５０℃の飽和仲介溶液（カリウムミョウバン飽和水溶液）ｗｂの浸透圧は６９ｂａｒ程度である。したがって、第１半透膜２３を挟んで両側の液ｗａ，ｗｂの浸透圧差（３９ｂａｒ）が、仲介溶液ｗｂの液圧すなわち閉鎖系Ｃの内圧（後述するように３０ｂａｒ程度）を上回る。（被吸収室２１の内圧は略大気圧であるから、考慮の必要がない。）よって、被吸収室２１内の被処理水ｗａの水分が、第１半透膜２３を透過し、圧力容器２内の仲介溶液ｗｂに吸収される。
圧力容器２の内部空間における第１半透膜２３の上面と接する下端部分が、吸収室２２を構成する。
【０１３３】
第３実施形態では、十分に大きな被吸収室２１内に被処理水（海水）ｗａが蓄えられているから、水分が吸収室２２に吸い取られても、海水ｗａの濃度ひいては浸透圧は殆ど変化しない。したがって、圧力容器２の下側部の仲介溶液ｗｂの浸透圧を、例えば後記第４実施形態の吸収室２２内での浸透圧よりも低くできる。したがって、加熱温度を低くでき、昇温手段１５の負担を軽減できる。
【０１３４】
なお、淡水製造装置１Ｂの運転開始当初は、圧力容器２内は高圧になっていない。
圧力容器２の容積は被処理水ｗａからの水分吸収に拘わらずほぼ一定であるから、圧力容器２の内圧（仲介溶液ｗｂの液圧）が水分吸収によって上昇する。仲介溶液ｗｂの液圧は、上記浸透圧差と釣り合う大きさまで上昇できる。これにより、仲介溶液ｗｂの液圧を定常状態で例えば３０ｂａｒ程度の高圧にすることができる。
【０１３５】
析出工程
圧力容器２の内部において、下部の比較的高温の仲介溶液ｗｂが対流によって上方へ移動する。この仲介溶液ｗｂが冷却部３５により冷却される。これにより、圧力容器２内の上側部分で仲介溶質（ミョウバン）の析出体ｍが析出する。特に、冷却パイプ３５ａの外周面の近傍で析出が起きる。
圧力容器２内の上側部分（冷却パイプ３５ａの周辺）は、析出室３１を構成する。
【０１３６】
水分放出工程
析出体ｍの析出によって、仲介溶液ｗｂの溶質濃度及び浸透圧が低下する。この低濃度かつ低浸透圧の仲介溶液ｗｂが第２半透膜４３の下面に押し当てられる。仲介溶液ｗｂの液圧は、定常状態では約３０ｂａｒ程度になり、該仲介溶液ｗｂの２５℃での浸透圧（２５ｂａｒ）より大きくなる。淡水室４２での淡水ｗｃの液圧は略大気圧、浸透圧は略０ｂａｒであるから、考慮の必要がない。そのため、仲介溶液ｗｂ中の水分（溶媒）が第２半透膜４３を透過し、淡水室４２へ搾り出される。これにより、淡水取り出し路９２から淡水ｗｃを取り出すことができる。
圧力容器２の内部空間における第２半透膜４３の下面と接する上端部分が、放出室４１を構成する。
【０１３７】
析出体下降工程
析出体ｍの比重は仲介溶液ｗｂの比重より大きい。したがって、圧力容器２内の上側部分で析出した析出体ｍが、仲介溶液ｗｂ中を下降する。冷却パイプ３５ａの外周面には樹脂膜が設けられているため、冷却パイプ３５ａの外周面上で析出した析出体ｍは、冷却パイプ３５ａから容易に剥離し、仲介溶液ｗｂ中を下降する。
なお、冷却部３５の冷却温度を数℃程度上げて戻す操作を一定の時間間隔置きに反復することにしてもよい。これにより、冷却パイプ３５ａの外周面上で析出体ｍが析出したとしても、この析出体ｍを冷却パイプ３５ａから速やかに剥離させることができる。
【０１３８】
溶解工程
仲介溶液ｗｂ中の析出体ｍは、圧力容器２内の下側部分まで下降したとき、仲介溶液加熱部１５の加温により溶解する。
圧力容器２内の下側部分（加熱パイプ１５ａの周辺）は、溶解室１１を構成する。
【０１３９】
溶解によって、圧力容器２内の下側部分の仲介溶液ｗｂが高濃度かつ高浸透圧（９０ｂａｒ超）になる。この高浸透圧の仲介溶液ｗｂが第１半透膜２３を介して被吸収室２１の被処理水ｗａから水分を吸収する。
このようにして、圧力容器２からなる閉鎖系Ｃ内で溶解工程、水分吸収工程、析出工程、水分放出工程を循環的に行ない、淡水ｗｃを連続的に生産することができる。
【０１４０】
図４は、本発明の第４実施形態を示したものである。
この実施形態に係る淡水製造装置１Ｃは、溶解部１０Ｃと、水分吸収部２０と、析出部３０Ｃと、水分放出部４０を備えている。これら４つの要素１０Ｃ，２０，３０Ｃ，４０が互いに環状に連結されている。
【０１４１】
溶解部１０Ｃは、２つの熱交換路１１，１２を有する対向流型の熱交換器にて構成されている。２つの熱交換路１１，１２は、流体を互いに反対方向に流す対向流路を構成している。一方の熱交換路１１は、仲介溶液回収路８４と高濃度仲介溶液路８１の間に介在されている。この熱交換路１１が溶解室として提供されている。すなわち、装置１Ｃの溶解室１１は、通路状になり、他方の熱交換路１２と熱交換可能になっている。他方の熱交換路１２は、被処理水排出路７３の中途部に介在されている。
【０１４２】
水分吸収部２０が、被吸収室２１と、吸収室２２と、これら室２１，２２を仕切る第１半透膜２３とを有している。この点は、第１実施形態（図１）及び第２実施形態（図２）と同じである。水分吸収部２０の容器本体は、耐圧性を有している。
【０１４３】
析出部３０Ｃは、２つの熱交換路３１，３４を有する対向流型の熱交換器にて構成されている。２つの熱交換路３１，３４は、流体を互いに反対方向に流す対向流路を構成している。一方の熱交換路３１は、中濃度仲介溶液路８２と低濃度仲介溶液路８３の間に介在されている。この熱交換路３１が析出室として提供されている。すなわち、装置１Ｃの析出室３１は、通路状になり、他方の熱交換路３４と熱交換可能になっている。他方の熱交換路３４は、被処理水導入路７１の中途部に介在されている。熱交換路３４は、析出室３１の仲介溶液ｗｂの温度を下げる降温手段になっている。熱交換路３４を通る被処理水（海水）ｗａが、冷媒として提供されている。
【０１４４】
水分放出部４０が、放出室４１と、淡水室４２と、これら室４１，４２を仕切る第２半透膜４３とを有していることは、第１実施形態（図１）及び第２実施形態（図２）と同じである。２種類の液ｗｂ，ｗｃがそれぞれ室４１，４２内を通過するように流れる。従来のＲＯモジュールは、デッドエンドが存在し、ここでは使えない。第２半透膜４３を中空糸状にする場合、該中空糸状の第２半透膜４３の両端部を水分放出部４０の耐圧性の容器本体にて支持し、放出室４１及び淡水室４２内を各液ｗｂ，ｗｃが確実に流通できるようにする。第２半透膜４３を螺旋状にする場合、螺旋状の放出室４１及び淡水室４２内を各液ｗｂ，ｗｃが確実に流通できるようにする。
【０１４５】
溶解室１１と、吸収室２２と、析出室３１と、放出室４１が、環状に連なり、閉鎖系Ｃを構成している。第３実施形態（図３）と同様に、閉鎖系Ｃ内の全体が高圧になっている。閉鎖系Ｃの内圧は、定常状態で例えば約３０ｂａｒである。
【０１４６】
高濃度仲介溶液路８１に仲介溶液用送液ポンプ１０１が設けられている。
送液ポンプ１０１は、高濃度仲介溶液路８１に設けるのに代えて、中濃度仲介溶液路８２、低濃度仲介溶液路８３、仲介溶液回収路８４の何れかに設けてもよい。
【０１４７】
熱交換路３４より上流側の被処理水導入路７１に被処理水用送液ポンプ１０２が設けられている。
なお、送液ポンプ１０２は、析出部３０Ｃと水分吸収部２０との間の導入路７１に設けてもよく、被処理水排出路７３に設けてもよい。
【０１４８】
析出部３０Ｃと水分吸収部２０との間の被処理水導入路７１には、被処理水加熱部１２０が介在されている。被処理水加熱部１２０は、例えば太陽熱集熱器にて構成されている。加熱部１２０は、該加熱部１２０より下流の被処理水導入路７１、被吸収室２１、被吸収室２１と廃水熱交換路１２との間の被処理水排出路７３、及び廃水熱交換路１２を順次介して、溶解室１１に熱的に接続されている。太陽熱集熱器からなる加熱部１２０で集熱した太陽熱が、上記経路７１，２１，７３，１２を経て、溶解室１１の仲介溶液ｗｂへ伝達される。加熱部１２０は、被処理水ｗａを介して溶解室１１の仲介溶液ｗｂを昇温する昇温手段を構成している。
加熱部１２０として太陽熱集熱器に代えて、工場排熱回収部や電熱ヒータ等を用いてもよい（他の実施形態において同様）。
【０１４９】
第４実施形態の淡水製造装置１Ｃの動作を説明する。
水分吸収工程
被処理水ｗａを、送液ポンプ１０２によって、熱交換路３４、加熱部１２０、被吸収室２１、廃水熱交換路１２の順に送る。被処理水ｗａを、上記の流通の途中、熱交換器３０Ｃにて加温し、更に加熱部１２０によって加温する。高温化した被処理水ｗａを、水分吸収部２０の被吸収室２１に通す。
また、閉鎖系Ｃ内の仲介溶液ｗｂを、送液ポンプ１０１によって、溶解室１１、吸収室２２、析出室３１、放出室４１の順に循環させる。吸収室２２での仲介溶液ｗｂは、高温、高濃度かつ高浸透圧になっている。よって、水分吸収部２０において、被吸収室２１の被処理水ｗａの水分が第１半透膜２３を透過して吸収室２２の仲介溶液ｗｂに吸収される。
第３実施形態（図３）と同様に、閉鎖系Ｃ全体の内圧（仲介溶液ｗｂの液圧）が水分吸収によって上昇し、定常状態では３０ｂａｒ程度になる。
【０１５０】
析出工程
水分吸収後の仲介溶液ｗｂを熱交換器（析出部）３０Ｃへ送る。熱交換器３０Ｃにおいて、熱交換路（析出室）３１を通る仲介溶液ｗｂと、熱交換路３４を通る被処理水ｗａとが熱交換する。被処理水ｗａは仲介溶液ｗｂから熱を奪い、加温される。仲介溶液ｗｂは被処理水ｗａに熱を与えて冷却される。冷却によって、仲介溶液ｗｂ中の溶質（ミョウバン）が析出する。これにより、仲介溶液ｗｂの溶媒濃度及び浸透圧が低下する。
【０１５１】
水分放出工程
上記析出体ｍを含む仲介溶液ｗｂを、水分放出部４０の放出室４１に送る。放出室４１での仲介溶液ｗｂの液圧は３０ｂａｒ程度の高圧であり、該仲介溶液ｗｂの浸透圧を上回る。したがって、仲介溶液ｗｂの水分が、第２半透膜４３を透過し、淡水室４２に搾り出される。これにより、淡水ｗｃを取り出すことができる。
【０１５２】
溶解工程
その後、仲介溶液ｗｂを放出室４１から導出し、熱交換器（溶解部）１０Ｃの熱交換路（溶解室）１１に送る。また、被吸収室２１からの被処理水ｗａを熱交換路１２に導入する。熱交換器１０Ｃにおいて、これら仲介溶液ｗｂと被処理水ｗａとが熱交換する。被処理水ｗａは仲介溶液ｗｂに熱を与え、冷却される。冷却後の被処理水ｗａを廃棄する。仲介溶液ｗｂは、熱交換器１０Ｃにおいて被処理水ｗａから熱を奪い、加温される。仲介溶液ｗｂが高温化されることによって、仲介溶液ｗｂ中の析出体ｍが溶解する。これにより、仲介溶液ｗｂの溶媒濃度及び浸透圧が高まる。この仲介溶液ｗｂを水分吸収部２０へ導入する。
このようにして、仲介溶液ｗｂを閉鎖系Ｃ内で循環させ、溶解工程、水分吸収工程、析出工程、水分放出工程を循環的に行ない、淡水ｗｃを連続的に生産することができる。
被処理水ｗａの源液（海水）を析出部３０Ｃの冷却源にし、太陽熱を溶解部１０Ｃの加熱源にすることで、熱を有効に利用できる。
【０１５３】
更に淡水製造装置１Ｃの仕様例を説明する。以下の数値は例示であり、本発明がこれら数値に限定されないことは言うまでもない。
例えば、被処理水ｗａの源液（海水）は、初期温度２５．０℃であり、浸透圧２９．６ｂａｒである。この被処理水ｗａを流量５．５ｍｏｌ／ｓｅｃで被処理水導入路７１に通し、熱交換器３０Ｃの被処理水熱交換路３４に導入する。１ｍｏｌ／ｓｅｃは１．０８Ｌ／ｍｉｎ程度である。
熱交換器３０Ｃの熱交換容量は１１．６５ｋＷであり、平均対数温度差は４．８℃とする。
被処理水熱交換路３４の出口での被処理水ｗａは、流量５．５ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度５３．３℃、浸透圧３２．４ｂａｒになる。
この被処理水ｗａを太陽熱集熱器等からなる加熱部１２０で加温し、流量５．５ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度６０．０℃、浸透圧３３．１ｂａｒにする。この被処理水ｗａを水分吸収部２０の被吸収室２１に導入する。水分吸収部２０で被処理水ｗａの水分が仲介溶液ｗｂに吸収されることで、被吸収室２１の出口での被処理水ｗａは、流量３．３ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度６０．０℃、浸透圧５５．１ｂａｒになる。この被処理水ｗａを熱交換器１０Ｃの廃水熱交換路１２に導入する。
熱交換器１０Ｃの熱交換容量は６．８４ｋＷであり、平均対数温度差は２．６℃とする。廃水熱交換路１２の出口での被処理水ｗａは、流量３．３ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度３２．５℃、浸透圧５０．６ｂａｒになる。この被処理水ｗａを廃棄する。
【０１５４】
溶解室１１の入口での仲介溶液（カリウムミョウバン水溶液）ｗｂは、例えば流量３．３ｍｏｌ、温度３０．０℃、浸透圧３０．４ｂａｒとする。この仲介溶液ｗｂが廃水熱交換路１２の被処理水ｗａと熱交換する。溶解室１１の出口での仲介溶液ｗｂは、流量３．３ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度５７．４℃、浸透圧９５．５ｂａｒになる。この仲介溶液ｗｂを水分吸収部２０の吸収室２２に導入する。この仲介溶液ｗｂが、被吸収室２１の被処理水ｗａから水分を吸収する。吸収室２２の出口での仲介溶液ｗｂは、流量５．５ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度５８．０℃、浸透圧９８．３ｂａｒになる。この仲介溶液ｗｂを熱交換器３０Ｃの析出室３１に導入し、被処理水熱交換路３４の被処理水ｗａと熱交換させる。
【０１５５】
熱交換器３０Ｃでの熱交換によって、析出室３１の出口での仲介溶液ｗｂは、流量５．５ｍｏｌ／ｓｅｃ、温度３０．０、浸透圧３０．４ｂａｒになる。この仲介溶液ｗｂを水分放出部４０の放出室４１に導入する。水分放出部４０において、仲介溶液ｗｂの水分が搾り出される。水分放出部４０での淡水ｗｃの生産量は、２．２ｍｏｌ／ｓｅｃになる。この淡水ｗｃが、温度３０．０℃、浸透圧０．０ｂａｒにて淡水取り出し路９２から送出される。放出室４１の出口での仲介溶液ｗｂは、流量３．３ｍｏｌ、温度３０．０℃、浸透圧３０．４ｂａｒになる。この仲介溶液ｗｂが熱交換器１０Ｃの溶解室１１に導入される。
【０１５６】
この仕様例では、１日当たり７時間の稼働で１ｍ３の淡水を生成できる。１Ｌの淡水を生成するのに必要な熱量は７０ｋＪであり、太陽熱集熱器１２０にて容易に得ることができる。ちなみに、蒸発法では３４０ｋＪ程度の熱量が必要になる。
淡水製造装置１Ｃにおいては、熱交換器１０Ｃにおける被処理水ｗａと仲介溶液ｗｂの流量を互いに等しくすることができる。同様に、熱交換器３０Ｃにおける被処理水ｗａと仲介溶液ｗｂの流量を互いに等しくすることができる。したがって、熱交換不整合に因る損失が生じるのを防止できる。
【０１５７】
図５は、本発明の第５実施形態を示したものである。第５実施形態の淡水製造装置１Ｄは、第４実施形態の高圧閉鎖系Ｃに第２実施形態の析出体分離構造を組み合わせたものである。
淡水製造装置１Ｄの析出部３０Ｃには、分離部３７が付加されている。分離部３７は、容器状になっている。分離部３７内に分離膜３３（分離手段）が設けられている。分離膜３３によって、分離部３７の内部空間が分離室３８と透過液室３２とに区画されている。分離室３８が、析出室３１の下流に連なっている。透過液室３２が、低濃度仲介溶液路８３を介して放出室４１に連なっている。
【０１５８】
分離室３８から仲介分散液路８８が延びている。仲介分散液路８８に仲介分散液用送液ポンプ１０３が設けられている。仲介分散液路８８と仲介溶液回収路８４が混合部１１０で合流している。混合部１１０が仲介混合液路８９を介して溶解室１１に連なっている。この点は、第２実施形態（図２）と同じである。
【０１５９】
第５実施形態では、閉鎖系Ｃの全体が高圧系である点で、第２実施形態と異なっている。第５実施形態の閉鎖系Ｃは、室１１，２２，３１，３８，３２，４１及び路８１，８２，８３，８４，８９を含む。
【０１６０】
第５実施形態では、析出室３１の析出体ｍと仲介溶液ｗｂとの分散液を分離室３８に導入する。この分散液のうち、析出体ｍは、分離膜３３によって透過を阻止される。仲介溶液ｗｂのみが分離膜３３を透過して透過液室３２に入る。これによって、析出体ｍを含まない仲介溶液ｗｂを放出室４１へ送ることができる。これにより、第２半透膜４３の目詰まりや損傷を防止できる。
【０１６１】
分離室３８に残った析出体ｍを、分散液ポンプ１０３によって仲介分散液路８８を経て混合部１１０に送る。混合部１１０において、放出室４１からの仲介溶液ｗｂと仲介分散液路８８からの析出体ｍとを混合する。この混合液を仲介混合液路８９を経て溶解室１１へ送る。
その他の動作については、第４実施形態と同様である。
【０１６２】
図６は、本発明の第６実施形態を示したものである。第６実施形態に係る淡水製造装置１Ｅは、仲介溶液間熱交換器１３０を備えている。熱交換器１３０は、対向流型の熱交換器を構成している。熱交換器１３０の一対の熱交換路のうち一方が溶解室１１を構成し、他方の熱交換路が析出室３１を構成している。
溶解室１１と吸収室２２と析出室３１と放出室４１が環状に連なり、環状の閉鎖系Ｃを構成している。この点は、第４実施形態（図４）と同様である。閉鎖系Ｃの全体が、例えば約３０ｂａｒの高圧になっている。
【０１６３】
被処理水導入路７１には、太陽熱集熱器等からなる加熱部１２０が設けられている。加熱部１２０は、該加熱部１２０より下流の被処理水導入路７１、被吸収室２１、吸収室２２、中濃度仲介溶液路８２、及び析出室３１を順次介して、溶解室１１に熱的に接続されている。加熱部１２０は、被処理水ｗａを介して溶解室１１の仲介溶液ｗｂの温度を上げる昇温手段を構成している。
【０１６４】
装置１Ｅの水分吸収部２０は、被吸収室２１と吸収室２２と一対の熱交換路を構成する対向流型の熱交換器になっている。被吸収室２１の被処理水ｗａと吸収室２２の仲介溶液ｗｂとが第１半透膜２３を介して熱交換する。
【０１６５】
さらに、淡水製造装置１Ｅは、淡水冷却部９０を備えている。淡水冷却部９０は、例えばクーリングタワーにて構成されている。クーリングタワーは、滴化した淡水ｗｃに外気を吹き付けて冷却する。淡水導入路９１が、淡水冷却部９０から延び出て淡水室４２の上流端に連なっている。図示は省略するが、淡水取り出し路９２から淡水戻し路が分岐し、この淡水戻し路が淡水冷却部９０の給水ポートに連なっている。淡水冷却部９０は、淡水導入路９１、淡水室４２、放出室４１、仲介溶液回収路８４、溶解室１１を順次介して、析出室３１に熱的に接続されている。淡水冷却部９０は、淡水ｗｃを介して析出室３１の仲介溶液ｗｂの温度を下げる降温手段を構成している。
淡水冷却部９０として、クーリングタワーに代えて、空冷器やヒートポンプ等の他の冷却装置を用いてもよい。
【０１６６】
装置１Ｅの水分放出部４０は、放出室４１と淡水室４２と一対の熱交換路を構成する対向流型の熱交換器になっている。放出室４１の仲介溶液ｗｂと淡水室４２の淡水ｗｃとが第２半透膜４３を介して熱交換する。
【０１６７】
第６実施形態の淡水製造装置１Ｅの動作を説明する。
仲介溶液ｗｂを、溶解室１１、吸収室２２、析出室３１、放出室４１の順に循環させる。放出室４１から溶解室１１に導入される仲介溶液ｗｂには析出体ｍが含まれている。
溶解工程
熱交換器１３０において、溶解室１１を通過する低温の仲介溶液ｗｂが、析出室３１を通過する高温の仲介溶液ｗｂから熱を受け取る。これにより、溶解室１１の仲介溶液ｗｂが加温され、析出体ｍが溶解する。
【０１６８】
水分吸収工程
析出体ｍの溶解により仲介溶液ｗｂの濃度が高まり、浸透圧が高まる。この高濃度、高浸透圧の仲介溶液ｗｂを、高濃度仲介溶液路８１を経て吸収室２２に送る。
併行して、被処理水ｗａを加熱部１２０により加温した後、被吸収室２１に送る。この被処理水ｗａの水分が、第１半透膜２３を透過し、吸収室２２の仲介溶液ｗｂに吸収される。同時に、吸収室２２の仲介溶液ｗｂは、被吸収室２１の被処理水ｗａから熱を受け取り、加温される。
【０１６９】
析出工程
水分吸収後かつ昇温後の仲介溶液ｗｂを、中濃度仲介溶液路８２を介して析出室３１に送る。この仲介溶液ｗｂが、析出室３１を通過しながら、溶解室１１の仲介溶液ｗｂに熱を与え、冷却される。これによって、析出室３１の仲介溶液ｗｂから析出体ｍが析出する。析出体ｍの析出によって、仲介溶液ｗｂの濃度が低下し、浸透圧が低下する。この低濃度、低浸透圧の仲介溶液ｗｂを、仲介溶液回収路８４を経て放出室４１に送る。
【０１７０】
水分放出工程
淡水冷却部９０によって淡水ｗｃを常温まで冷却する。冷却時に淡水ｗｃの一部が蒸発してトータルの淡水ｗｃの量が減少するが、水の潜熱が大きいため、減少量は僅少である。冷却後の淡水ｗｃを淡水室４２に導入する。淡水室４２を流れる淡水ｗｃによって放出室４１の仲介溶液ｗｂが更に冷却される。
【０１７１】
閉鎖系Ｃの内圧は、約３０ｂａｒになっている。ひいては、放出室４１の仲介溶液ｗｂの液圧が、該仲介溶液ｗｂの浸透圧を上回っている。よって、放出室４１の仲介溶液ｗｂの水分が第２半透膜４３を透過し、淡水室４２に搾り出される。この淡水ｗｃを淡水取り出し路９２に導出する。この淡水ｗｃの一部又は全部を、淡水冷却部９０に送り、降温手段用の淡水ｗｃとして供する。
なお、淡水冷却部９０への給水源として、淡水製造装置１Ｅの生産水ｗｃに代えて、別途に準備した淡水を用いてもよい。
【０１７２】
その後、仲介溶液ｗｂを放出室４１から仲介溶液回収路８４を経て溶解室１１に送る。このようにして、仲介溶液ｗｂを閉鎖系Ｃ内で循環させ、淡水ｗｃを連続的に生産できる。
【０１７３】
熱交換器１３０を構成する２つの熱交換路１１，３１の内圧（約３０ｂａｒ）は互いに等しい。したがって、熱交換器１３０の外殻だけを耐圧仕様にすれば、熱交換器１３０の内部構造を耐圧仕様にする必要がなく、構造を簡素化できる。
【０１７４】
図７は、本発明の第７実施形態を示したものである。第７実施形態は、被処理水ｗａの経路の変形例に係る。
被処理水ｗａの経路には被処理水間熱交換器１４０が設けられている。熱交換器１４０は、一対の熱交換路１４１，１４２を有している。これら熱交換路１４１，１４２は、互いに対向流路を構成している。熱交換往路１４１は、被処理水導入路７１の加熱部１２０より上流側の部分に介在されている。熱交換復路１４２は、被処理水排出路７３に介在されている。
【０１７５】
熱交換往路１４１には常温の被処理水ｗａが通される。熱交換復路１４２には、高温の被処理水ｗａが通される。これらの温度が異なる被処理水ｗａが熱交換し、熱交換復路１４２の被処理水ｗａの熱が熱交換往路１４１の被処理水ｗａに移される。熱交換往路１４１において被処理水ｗａを加温することによって、加熱部１２０の負担を軽減できる。また、熱交換復路１４２の被処理水ｗａの廃熱を熱交換往路１４１の被処理水ｗａに戻すことができ、熱を効率的に利用できる。
【０１７６】
図８は、本発明の第８実施形態を示したものである。
第８実施形態に係る淡水製造装置１Ｆは、溶解部兼水分吸収部２０Ｆと、析出部兼水分放出部４０Ｆを備えている。溶解部兼水分吸収部２０Ｆは、被吸収室２１と、溶解室兼吸収室２２Ｆと、これら室２１，２２Ｆを仕切る第１半透膜２３を有している。被吸収室２１及び溶解室兼吸収室２２Ｆは、流体ｗａ，仲介溶液ｗｂの流れ方向に十分に長い通路状になっている。溶解室兼吸収室２２Ｆの上流側部分（図８において左側）は、溶解室１１として提供されている。溶解部兼水分吸収部２０Ｆは、被吸収室２１を流れる被処理水ｗａと溶解室兼吸収室２２Ｆを流れる仲介溶液ｗｂとが第１半透膜２３を介して熱交換可能な対向流型の熱交換器を構成している。
【０１７７】
析出部兼水分放出部４０Ｆは、析出室兼放出室４１Ｆと、淡水室４２と、これら室４１Ｆ，４２を仕切る第２半透膜４３を有している。析出室兼放出室４１Ｆ及び淡水室４２は、流体ｗｂ，ｗｃの流れ方向に十分に長い通路状になっている。析出室兼放出室４１Ｆの上流側部分（図８において右側）は、析出室３１として提供されている。析出部兼水分放出部４０Ｆは、析出室兼放出室４１Ｆを流れる仲介溶液ｗｂと淡水室４２を流れる淡水ｗｃとが第２半透膜４３を介して熱交換可能な対向流型の熱交換器を構成している。
【０１７８】
仲介溶液回収路８４が、析出室兼放出室４１Ｆの下流端から延びて溶解室兼吸収室２２Ｆの上流端（溶解室１１）に連なっている。中濃度仲介溶液路８２が、溶解室兼吸収室２２Ｆの下流端から延びて析出室兼放出室４１Ｆの上流端（析出室３１）に連なっている。これによって、溶解室兼吸収室２２Ｆと析出室兼放出室４１Ｆが環状に連なり、閉鎖系Ｃを構成している。閉鎖系Ｃの全体が、例えば約３０ｂａｒの高圧になっている。
【０１７９】
中濃度仲介溶液路８２に仲介溶液用送液ポンプ１０１が設けられている。送液ポンプ１０１によって、仲介溶液ｗｂが、溶解室兼吸収室２２Ｆ、中濃度仲介溶液路８２、析出室兼放出室４１Ｆ、仲介溶液回収路８４の順に循環される。
送液ポンプ１０１を中濃度仲介溶液路８２に代えて仲介溶液回収路８４に設けてもよい。
【０１８０】
被処理水導入路７１には、第６実施形態と同様に、太陽熱集熱器等からなる加熱部１２０が設けられている。加熱部１２０は、該加熱部１２０より下流の被処理水導入路７１及び被吸収室２１を介して、溶解室兼吸収室２２Ｆに熱的に接続されている。また、クーリングタワーからなる淡水冷却部９０が、淡水導入路９１及び淡水室４２を介して析出室兼放出室４１Ｆに熱的に接続されている。冷却部９０として、クーリングタワーに代えて、空冷器やヒートポンプ等の他の冷却手段を用いてもよい。
【０１８１】
第８実施形態の淡水製造装置１Ｆの動作を説明する。
溶解工程、水分吸収工程
被処理水ｗａを加熱部１２０により加温した後、被吸収室２１に導入する。また、析出体ｍを含む仲介溶液ｗｂを、仲介溶液回収路８４から溶解室兼吸収室２２Ｆの上流部（溶解室１１）に導入する。溶解部兼水分吸収部２０Ｆにおいて、被吸収室２１の被処理水ｗａと溶解室兼吸収室２２Ｆの仲介溶液ｗｂとが互いに対向方向に流れながら熱交換し、被処理水ｗａの熱が仲介溶液ｗｂに与えられる。これにより、仲介溶液ｗｂが加温され、析出体ｍが溶解する。したがって、溶解室兼吸収室２２Ｆの主に下流側の部分（図８において右側）では、仲介溶液ｗｂが高濃度になり、浸透圧が高まる。これによって、被吸収室２１の被処理水ｗａの水分が第１半透膜２３を透過し、溶解室兼吸収室２２Ｆの仲介溶液ｗｂに吸収される。
【０１８２】
析出工程、水分放出工程
水分吸収によって低濃度になった仲介溶液ｗｂを、中濃度仲介溶液路８２を経て、析出室兼放出室４１Ｆに送る。
また、淡水冷却部９０で淡水ｗｃを常温まで冷却する。冷却時に淡水ｗｃの一部が蒸発してトータルの淡水ｗｃの量が減少するが、水の潜熱が大きいため、減少量は僅少である。冷却後の淡水ｗｃを淡水室４２に導入する。
【０１８３】
析出部兼水分放出部４０Ｆにおいて、析出室兼放出室４１Ｆの仲介溶液ｗｂと淡水室４２の淡水ｗｃとが互いに対向方向に流れながら熱交換し、仲介溶液ｗｂの熱が淡水ｗｃに奪われる。これにより、仲介溶液ｗｂが冷却され、析出体ｍが析出する。したがって、析出室兼放出室４１Ｆの主に下流側の部分（図８において左側）では、仲介溶液ｗｂが低濃度かつ低浸透圧になる。これにより、仲介溶液ｗｂの液圧が、該仲介溶液ｗｂの浸透圧を上回り、仲介溶液ｗｂの水分が第２半透膜４３を透過して淡水室４２に搾り出される。この淡水ｗｃを淡水取り出し路９２に導出し、その一部又は全部を、淡水冷却部９０に送り、上記冷却用の淡水ｗｃとして供する。
【０１８４】
析出体ｍが析出した仲介溶液ｗｂは、析出室兼放出室４１Ｆから仲介溶液回収路８４に導出し、溶解室兼吸収室２２Ｆに送る。このようにして、仲介溶液ｗｂを閉鎖系Ｃ内で循環させ、淡水ｗｃを生産できる。
【０１８５】
図９は、本発明の第９実施形態を示したものである。第９実施形態に係る淡水製造装置１Ｇは、水分吸収部２０と、水分放出部４０と、これら水分吸収部２０及び水分放出部４０の間に設けられた圧力容器２００とを備えている。圧力容器２００は、軸線を上下に向けた筒状になっている。圧力容器２００内に飽和濃度の仲介溶液ｗｂが充填されている。
【０１８６】
圧力容器２００の下側部分から吸収往路１８１が延びている。吸収往路１８１が、水分吸収部２０の通路状の吸収室２２の上流端に連なっている。吸収室２２の下流端から吸収復路１８２が延びている。吸収復路１８２が、圧力容器２００の下側部分に連なっている。圧力容器２００の吸収往路１８１との接続部分と、吸収復路１８２との接続部分は、圧力容器２００の互いに反対側の壁部分に向き合うようにして配置されている。吸収復路１８２に吸収用送液ポンプ１０４が設けられている。
送液ポンプ１０４を、吸収復路１８２に代えて、吸収往路１８１に設けてもよい。
【０１８７】
圧力容器２００の上側部分から放出往路１８３が延びている。放出往路１８３が、水分放出部４０の通路状の放出室４１の上流端に連なっている。放出室４１の下流端から放出復路１８４が延びている。放出復路１８４が、圧力容器２００の上側部分に連なっている。圧力容器２００の放出往路１８３との接続部分と、放出復路１８４との接続部分は、圧力容器２００の互いに反対側の壁部分に向き合うようにして配置されている。
放出往路１８３に放出用送液ポンプ１０５が設けられている。放出用送液ポンプ１０５を、放出往路１８３に代えて放出復路１８４に設けてもよい。
【０１８８】
圧力容器２００と吸収室２２と放出室４１は、往復路１８１〜１８４を介して互いに連なり、閉鎖系Ｃを構成している。閉鎖系Ｃ全体の内圧が、３０ｂａｒ程度の高圧になっている。
【０１８９】
水分吸収部２０は、第６実施形態と同様に熱交換器になっている。被吸収室２１と吸収室２２が、互いに対向流をなす一対の熱交換路を構成している。被吸収室２１の被処理水ｗａと吸収室２２の仲介溶液ｗｂが第１半透膜２３を介して熱交換可能になっている。第１半透膜２３は、平面状でもよいが、好ましくは中空糸膜にて構成されている。
【０１９０】
加熱部１２０が、該加熱部１２０より下流の被処理水導入路７１、被吸収室２１、吸収室２２、及び吸収復路１８２を順次介して、圧力容器２００の下側部分に熱的に接続されている。圧力容器２００内の下側部分の仲介溶液ｗｂは、相対的に高温になっている。
加熱部１２０は、熱交換器２０を介して圧力容器２００内の下側部分の仲介溶液ｗｂの温度を上げる昇温手段を構成している。
【０１９１】
水分放出部４０は、第６実施形態と同様に熱交換器になっている。放出室４１と淡水室４２が、互いに対向流をなす一対の熱交換路を構成している。淡水室４２の淡水ｗｃと放出室４１の仲介溶液ｗｂが第２半透膜４３を介して熱交換可能になっている。第２半透膜４３は、平面状でもよいが、好ましくは中空糸状のＮＦ膜にて構成されている。
【０１９２】
クーリングタワーからなる淡水冷却部９０が、淡水導入路９１、淡水室４２、放出室４１、及び放出復路１８４を順次介して、圧力容器２００の上側部分に熱的に接続されている。圧力容器２００内の上側部分の仲介溶液ｗｂは、相対的に低温になっている。
冷却部９０は、熱交換器４０を介して圧力容器２００内の上側部分の仲介溶液ｗｂの温度を下げる降温手段を構成している。
【０１９３】
第９実施形態の淡水製造装置１Ｇの動作を説明する。
水分吸収工程
圧力容器２００の下側の比較的高温の仲介溶液ｗｂは、高濃度かつ高浸透圧になっている。この仲介溶液ｗｂを、吸収往路１８１を経て吸収室２２に導入する。併行して、被処理水ｗａを被処理水導入路７１の途中で加熱部１２０にて加温したうえで、被吸収室２１に導入する。これにより、被吸収室２１の被処理水ｗａの水分が、第１半透膜２３を透過して吸収室２２の仲介溶液ｗｂに吸収される。また、仲介溶液ｗｂは、被吸収室２１の温被処理水ｗａから熱を受け取り、加温される。
吸収室２２を通過後の仲介溶液ｗｂを、吸収復路１８２を経て圧力容器２００の下側部分に戻す。
圧力容器２００の下側部分と吸収室２２との間で仲介溶液ｗｂを循環させることによって、水分吸収を促進させることができる。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分吸収量を得ることができる。この結果、水分吸収部２０ひいては第１半透膜２３をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第１半透膜２３の耐圧性能を容易に確保できる。
【０１９４】
例えば、被処理水導入路７１における被処理水ｗａの流量は、１２Ｌ／ｍｉｎである。吸収往路１８１における仲介溶液ｗｂの流量は、１０Ｌ／ｍｉｎである。水分吸収部２０における仲介溶液ｗｂの水分吸収流量は、２Ｌ／ｍｉｎである。被処理水ｗａの被処理水排出路７３への導出流量は、１０Ｌ／ｍｉｎになる。仲介溶液ｗｂの吸収復路１８２における流量は、１２Ｌ／ｍｉｎになる。
仲介溶液ｗｂが水分吸収部２０で水分を吸収することにより、閉鎖系Ｃ全体の内圧が、例えば３０ｂａｒ程度の高圧になる。
【０１９５】
析出工程
圧力容器２００の内部において、下部の比較的高温の仲介溶液ｗｂが上方へ移動する。この仲介溶液ｗｂが圧力容器２００の低温の上側部分で冷却され、析出体ｍが析出する。析出体ｍの析出によって、仲介溶液ｗｂが低濃度かつ低浸透圧になる。
圧力容器２００内の上側部分は、析出室３１を構成する。
【０１９６】
水分放出工程
圧力容器２００の上側部分の低濃度かつ低浸透圧の仲介溶液ｗｂを、放出往路１８３を経て放出室４１に導入する。また、淡水冷却部９０にて淡水ｗｃを常温（約２５℃）まで冷却し、冷却後の淡水ｗｃを淡水室４２に導入する。
放出室４１の仲介溶液ｗｂの液圧（３０ｂａｒ程度）は、該仲介溶液ｗｂの浸透圧より大きい。よって、仲介溶液ｗｂの水分が、例えば中空糸状のＮＦ膜からなる第２半透膜４３を透過し、淡水室４２へ搾り出される。これにより、淡水取り出し路９２から淡水ｗｃを取り出すことができる。
その後、仲介溶液ｗｂを放出室４１から放出復路１８４を経て圧力容器２００の上側部分に戻す。
圧力容器２００の上側部分と放出室４１との間で仲介溶液ｗｂを循環させることによって、水分放出を促進させることができる。この循環サイクルを繰り返すことで、十分な水分放出量を得ることができる。この結果、水分放出部４０ひいては第２半透膜４３をコンパクトにでき、設備コストを低減できる。さらに、第２半透膜４３の耐圧性能を容易に確保できる。
【０１９７】
例えば、放出往路１８３を経て放出室４１に導入される仲介溶液ｗｂの流量は、１２Ｌ／ｍｉｎである。淡水冷却部９０から淡水室４２に導入される淡水ｗｃの流量は、１０Ｌ／ｍｉｎである。水分放出部４０における仲介溶液ｗｂからの水分放出流量は、２Ｌ／ｍｉｎである。淡水ｗｃは、淡水室４２で１２Ｌ／ｍｉｎに増量され、淡水取り出し路９２へ導出される。仲介溶液ｗｂの放出復路１８４における流量は、１０Ｌ／ｍｉｎになる。
【０１９８】
分離工程
圧力容器２００の上側部分で析出した析出体ｍは、比重の関係で圧力容器２００内の仲介溶液ｗｂ中を重力により下降する。したがって、析出体ｍが放出往路１８３を経て放出室４１に送られるのを防止できる。よって、第２半透膜４２の目詰まりや損傷を防止できる。圧力容器２００は、放出室４１に送られる仲介溶液ｗｂから析出体ｍを分離する分離手段としても機能している。
【０１９９】
溶解工程  
圧力容器２００内の析出体ｍは、圧力容器２００の高温の下側部分まで下降したとき、溶解する。これにより、圧力容器２００の下側部分の仲介溶液ｗｂが高濃度かつ高浸透圧になる。
圧力容器２００内の下側部分は、溶解室１１を構成する。
このようにして、仲介溶液ｗｂを閉鎖系Ｃ内で循環させ、淡水ｗｃを連続的に生産することができる。
【０２００】
図１０は、本発明の第１０実施形態を示したものである。第１０実施形態は、第９実施形態（図９）の変形例に係る。
第１０実施形態の淡水製造装置１Ｈの圧力容器２１０は、シェルアンドチューブ型の熱交換器にて構成されている。シェルアンドチューブ型熱交換器は、シェル２１１と、このシェル２１１の内部に収容された複数のチューブ２１２を有している。チューブ２１２は上下に延びている。チューブ２１２の内部に飽和状態の仲介溶液ｗｂが充填されている。チューブ２１２の内周面にフッ素系樹脂などの析出体付着防止膜を被膜してもよい。仲介溶液ｗｂは、チューブ２１２より上側のシェル２１１内及びチューブ２１２より下側のシェル２１１内にも充填されている。
【０２０１】
第１０実施形態では、第９実施形態とは異なり、水分放出部４０が熱交換器を構成する必要がない。淡水製造装置１Ｈの淡水導入路９１には淡水冷却部９０が設けられていない。淡水取り出し炉９２からの温淡水ｗｃの一部又は全部が、例えば４０℃程度の高温のまま、淡水導入路９１に戻され、淡水室４２に導入される。
【０２０２】
淡水製造装置１Ｈは、淡水冷却部９０に代えて、降温手段として仲介溶液冷却部１５０を備えている。仲介溶液冷却部１５０は、圧力容器２１０に直接的に接続されている。仲介溶液冷却部１５０は、冷却源１５１と、圧力容器２１０に設けられた冷却路１５２とを含む。冷却源１５１は、クーリングタワーが用いられているが、空冷器やヒートポンプ等の他の冷却手段を用いてもよい。冷却路１５２は、圧力容器２１０の複数のチューブ２１２の外周面とシェル２１１との間の空間によって構成されている。冷却路１５２の上下両端部が、冷却源１５１に連なっている。冷却源１５１からの冷媒（例えば水）が、冷却路１５２の上端部に導入され、冷却路１５２内を下降し、冷却路１５２の下端部から冷却源１５１に戻される。
【０２０３】
さらに、淡水製造装置１Ｈの放出往路１８３には放出用加熱手段１２９が設けられている。加熱手段１２９は、太陽光集熱器にて構成されていてもよく、電熱ヒータにて構成されていてもよく、熱交換器にて構成されていてもよい。加熱手段１２９は、該加熱手段１２９より下流の放出往路１８３を介して放出室４１に熱的に接続されている。加熱手段１２９が、放出室４１に直接的に接続されていてもよい。
【０２０４】
第１０実施形態では、冷却路１５２を流れる冷媒によってチューブ２１２の仲介溶液ｗｂが冷却され、析出体ｍが析出する。よって、圧力容器２１０の上側部分（析出室３１）の仲介溶液ｗｂが低濃度、低浸透圧になる。この仲介溶液ｗｂは飽和濃度になっている。析出した析出体ｍは、チューブ２１２内を重力によって下降する。これにより、圧力容器２１０の上側部分の仲介溶液ｗｂから析出体ｍを分離できる。圧力容器２１０は、析出体ｍを水分放出用の仲介溶液ｗｂから分離する分離手段としても機能している。
【０２０５】
この圧力容器２１０の上側部分の仲介溶液ｗｂを放出往路１８３に導出し、加熱手段１２９にて加熱する。これにより、仲介溶液ｗｂが不飽和になる。この不飽和の仲介溶液ｗｂを水分放出部４０の放出室４１に導入する。水分放出部４０において、放出室４１の仲介溶液ｗｂの水分が第２半透膜４３を透過して淡水室４２に搾り出される。仲介溶液ｗｂは放出室４１への導入時に不飽和であったから、水分が放出されても放出室４１内で析出体ｍが析出するのを防止できる。よって、第２半透膜４３の目詰まりや損傷を一層確実に防止できる。
【０２０６】
水分放出部４０で生産された淡水ｗｃは、淡水取り出し路９２に導出される。この淡水ｗｃの一部または全部が淡水導入路９１から淡水室４２に戻される。例えば、淡水導入路９１での淡水ｗｃの温度は４０℃であり、流量は１０Ｌ／ｍｉｎである。淡水取り出し路９２での淡水ｗｃの温度は４２℃であり、流量は１２Ｌ／ｍｉｎである。
【０２０７】
図１１は、本発明の第１１実施形態を示したものである。第１１実施形態は、第９実施形態（図９）の変形例に係る。
第１１実施形態に係る淡水製造装置１Ｋでは、圧力容器２００内の上側部に過飽和解除手段１６１とフィルタ１６２が設けられている。過飽和解除手段１６１は、例えば回転羽根を含む攪拌器にて構成されている。過飽和解除手段１６１の回転羽根は、圧力容器２００の内部空間の放出復路１８４との連通部分寄りの部分に、圧力容器２００の内壁から離れて配置されている。
過飽和解除手段１６１として、攪拌器に代えて、超音波照射装置を用いてもよい。    
【０２０８】
フィルタ１６２は、圧力容器２００の内部空間の放出往路１８３との連通部分を覆うように設けられている。フィルタ１６２は、圧力容器２００内の仲介溶液ｗｂの透過を許容し、仲介溶液ｗｂ中の微細な析出体ｍや塵埃等の不純物の透過を阻止する。
フィルタ１６２は、後記送液ポンプ１０６より圧力容器２００側の放出往路１８３に設けてもよい。
【０２０９】
フィルタ１６２を透過した仲介溶液ｗｂは、放出往路１８３に導入される。放出往路１８３には、低出力送液ポンプ１０６（液流調節部）が設けられている。送液ポンプ１０６は、仲介溶液ｗｂを小流量で放出室４１に送る。これにより、放出室４１の仲介溶液ｗｂの流速が小さくなり、仲介溶液ｗｂが静流になる。よって、仲介溶液ｗｂから水分が淡水室４２に搾り出されたとき、仲介溶液ｗｂを過飽和状態にでき、析出体ｍが析出するのを防止できる。フィルタ１６２のフィルタリングによって放出室４１中の仲介溶液ｗｂには微細析出体や塵埃等の不純物が殆ど含まれていない。したがって、かかる不純物を核にして析出体ｍが析出するのを確実に防止できる。ひいては、仲介溶液ｗｂを確実に過飽和状態にすることができる。この結果、第２半透膜４３の目詰まりや損傷を防止できる。
【０２１０】
放出室４１の過飽和状態の仲介溶液ｗｂを、放出復路１８４を経て、圧力容器２００の上側部分に戻す。この仲介溶液ｗｂを攪拌器１６１によって攪拌する。これにより、仲介溶液ｗｂの過飽和状態が解除され、析出体ｍが析出する。析出体ｍの析出が圧力容器２００の内壁から離れた圧力容器２００の内側部分で起きるため、析出体ｍが圧力容器２００の内壁に付着するのを防止できる。したがって、析出体ｍを圧力容器２００の下側部分（溶解室１１）まで確実に下降させて溶解工程に確実に供することができる。よって、仲介溶質が析出、溶解を反復しながら閉鎖系Ｃ内を確実に循環するようにできる。
【０２１１】
図１２は、本発明の第１２実施形態を示したものである。
第１２実施形態の圧力容器２００には、上下に延びる隔壁２０１が設けられている。圧力容器２００内の下部（溶解室１１）より上側部分が、隔壁２０１によって過冷却室２０２と析出室３１とに仕切られている。過冷却室２０２の下方に、圧力容器２００の下部空間（溶解室１１）が直接的に連なっている。
【０２１２】
隔壁２０１の下側部分は、斜板部２０４を形成している。斜板部２０４は、下に向かうにしたがって、圧力容器２００の析出室３１側の内壁に近づくように斜めになっている。これにより、析出室３１の下側部分が下方に向かって漸次狭くなっている。斜板部２０４の下端部と圧力容器２００の析出室３１側の内壁との間に絞り部２０５が形成されている。絞り部２０５は、圧力容器２００の吸収往路１８１との連通部より上側に位置している。析出室３１の下端部が、絞り部２０５を介して、圧力容器２００の下部空間（溶解室１１）に連なっている。吸収往復路１８１，１８２と圧力容器２００との連通部は、絞り部２０５より下側に位置している。吸収往復路１８１，１８２が、絞り部２０５より下側において圧力容器２００の下部空間（溶解室１１）と連通している。
【０２１３】
隔壁２０１の上端部は、圧力容器２００の上板より下に位置している。圧力容器２００の上板と隔壁２０１の上端部との間を介して、過冷却室２０２と析出室３１が連なっている。
【０２１４】
析出室３１の上側部分の内部に攪拌器（過冷却解除手段）１６１Ｌが収容されている。攪拌器１６１Ｌは、隔壁２０１の上端部より少し下に配置された回転羽根を含んでいる。放出往路１８３は、圧力容器２００の析出室３１側の壁に接続され、析出室３１と連通している。放出往路１８３と析出室３１との連通部は、攪拌器１６１Ｌより十分に下側に配置されている。放出往路１８３と析出室３１との連通部がフィルタ１６２にて覆われている。
過冷却解除手段１６１Ｌとして、攪拌器に代えて、超音波照射装置を用いてもよい。  放出復路１８４は、冷却管１５４より上側の過冷却室２００に連通している。
【０２１５】
淡水製造装置１Ｌの水分放出部４０は、第１０実施形態（図１０）と同様に、熱交換器を構成する必要がない。淡水製造装置１Ｌには、淡水冷却部９０が設けられていない。これに代えて、淡水製造装置１Ｌには、降温手段として、仲介溶液冷却部１５０Ｌが設けられている。仲介溶液冷却部１５０Ｌは、圧力容器２００の過冷却室２９２に熱的に、かつ直接的に接続されている。
【０２１６】
仲介溶液冷却部１５０Ｌは、第１０実施形態（図１０）の冷却路１５２に代えて、コイル状の冷却管１５４を有している。冷却管１５４が、軸線を上下に向けて過冷却室２０２の内部に収容されている。冷却管１５４の両端部が、冷却源１５１に接続されている。冷媒（例えば水）が、冷却源１５１から冷却管１５４の上端部に導入され、冷却管１５４内を下降し、冷却管１５４の下端部から冷却源１５１に戻される。冷却源１５１は、クーリングタワーが用いられているが、ヒートポンプ等の他の冷却手段を用いてもよい。
【０２１７】
水分吸収工程
淡水製造装置１Ｌの水分吸収部２０において、仲介溶液ｗｂが、被処理水ｗａから水分を吸収し、かつ被処理水ｗａを介して加熱部１２０の熱を受け取り、その後、圧力容器２００の下側部分に戻される。
【０２１８】
過冷却工程
圧力容器２００の下側部分の仲介溶液ｗｂは、比較的高温になっている。この高温の仲介溶液ｗｂが、過冷却室２０２内を静かに上昇する。この仲介溶液ｗｂを冷却管１５４によって冷却する。静流の仲介溶液ｗｂは過冷却状態になる。したがって、過冷却室２０２では析出体ｍが析出せず、冷却管１５４に析出体ｍが付着するのを防止できる。よって、仲介溶質が析出、溶解を反復しながら閉鎖系Ｃ内を確実に循環できる。過冷却状態の仲介溶液ｗｂは、過飽和状態でもある。
【０２１９】
室移行工程
冷却管１５４より上側において、過冷却状態の仲介溶液ｗｂは、放出復路１８４からの過飽和（過冷却）状態の仲介溶液ｗｂと混ざりながら、隔壁２０１の上端部を通過し、析出室３１の上端部へ移行する。過冷却室２０２内には上昇流が形成されているため、放出復路１８４からの仲介溶液ｗｂが過冷却室２０２内を下降することはほとんどない。
【０２２０】
過冷却解除工程
析出室３１の上端部では、攪拌器１６１Ｌにより仲介溶液ｗｂを攪拌する。これにより、仲介溶液ｗｂの過冷却状態を容易に解除できる。過冷却解除によって析出体ｍが析出する。
攪拌器１６１Ｌは、水分放出部４０からの過飽和仲介溶液ｗｂの過飽和状態を解除する過飽和解除手段にもなる。
【０２２１】
析出室３１の攪拌器１６１Ｌより下側部分の仲介溶液ｗｂは、溶質の析出によって低濃度かつ低浸透圧になる。この低濃度かつ低浸透圧の仲介溶液ｗｂを、攪拌器１６１Ｌより下側から延びる放出往路１８３に取り込み、放出室４１へ送る。これにより、水分を淡水室４２に搾り出すことができる。
【０２２２】
析出体下降工程
攪拌器１６１Ｌが隔壁２０１の上端部より下に位置し、隔壁２０１の上端部より下側で析出が起きるため、析出体ｍが過冷却室２０２に入り込むのを防止できる。また、圧力容器２００の内壁及び隔壁２０１から離れた析出室３１の内側部分で析出が起きる。したがって、析出体ｍは、圧力容器２００の内壁や隔壁２０１に付着することなく、析出室３１内を重力によって下降する。
【０２２３】
溶解工程
析出室３１を下降した析出体ｍは、その後、絞り部２０５を通過して圧力容器２００の下側部分（溶解室１１）に入り、溶解する。一方、圧力容器２００の下側部分の仲介溶液ｗｂは、絞り部２０５を通過するのを制限される。したがって、圧力容器２００の下側部分（溶解室１１）の仲介溶液ｗｂの大部分が、過冷却室２０２へ導かれ、過冷却室２０２内を冷却管１５４に沿って上昇する。
【０２２４】
図１３は、本発明の第１３実施形態を示したものである。この実施形態では、閉鎖系Ｃに圧力検出器１７１が設けられている。圧力検出器１７１は、例えば圧力容器２００の下側部分に配置されている。圧力検出器１７１によって、閉鎖系Ｃの内圧を検出できる。特に、圧力容器２００の底部の内圧を検出できる。圧力検出器１７１の検出信号線がコントローラ１７０（調節部）に接続されている。コントローラ１７０の制御信号線が、加熱部１２０に接続されている。
【０２２５】
コントローラ１７０は、圧力検出器１７１の検出圧力に基づいて加熱部１２０の出力を調節する。出力調節は、負のフィードバック制御にて行なう。
すなわち、圧力検出器１７１の検出圧力が例えば３０ｂａｒ程度の所定値より小さくなったときは、加熱部１２０の出力を大きくする。これにより、被吸収室２１に導入される被処理水ｗａの温度が高くなり、更には圧力容器２００の下側部分（溶解室１１）及び吸収室２２の間を循環する仲介溶液ｗｂの温度が高くなる。したがって、該仲介溶液ｗｂの浸透圧を高くできる。よって、水分吸収部２０における仲介溶液ｗｂの水分吸収量が増大する。これにより、閉鎖系Ｃの内圧を高めて所定値に戻すことができる。ひいては、水分放出部４０から取り出される淡水ｗｃの流量を増大させて所定流量に戻すことができる。
【０２２６】
圧力検出器１７１の検出圧力が所定値より大きくなったときは、加熱部１２０の出力を小さくする。これにより、被吸収室２１に導入される被処理水ｗａの温度が低くなり、更には圧力容器２００の下側部分（溶解室１１）及び吸収室２２の間を循環する仲介溶液ｗｂの温度が低くなる。したがって、該仲介溶液ｗｂの浸透圧を低くできる。よって、水分吸収部２０における仲介溶液ｗｂの水分吸収量が減少する。これにより、閉鎖系Ｃの内圧を低下させて所定値に戻すことができる。この結果、半透膜２３，４３が破損したり、閉鎖系Ｃの配管系が破損したりするのを防止できる。また、水分放出部４０から取り出される淡水ｗｃの流量を減少させて所定流量に戻すことができる。
これにより、閉鎖系Ｃの内圧を所要の大きさに維持でき、半透膜２３，４３をはじめとする閉鎖系Ｃの構成要素が破損するのを防止できる。
【０２２７】
図１４は、本発明の第１４実施形態を示したものである。第１４実施形態は、第１３実施形態（図１３）の変形例を示したものである。
この変形例では、コントローラ１７０の制御信号線が、加熱部１２０に代えて、被処理水用送液ポンプ１０２に接続されている。コントローラ１７０は、圧力検出器１７１の検出圧力に基づいて送液ポンプ１０２の出力を調節する。
すなわち、圧力検出器１７１の検出圧力が所定値より小さくなったときは、送液ポンプ１０２の出力を大きくする。これにより、水分吸収部２０における被処理水ｗａの流量が増える。そのため、水分吸収工程時の被処理水（海水）ｗａの溶質（塩分）濃度の上昇度合いが小さくなり、ひいては仲介溶液ｗｂと被処理水ｗａの浸透圧差の縮小度合いが小さくなる。したがって、被処理水ｗａから仲介溶液ｗｂへの水分吸収量が増大する。これにより、閉鎖系Ｃの内圧を高めて所定値に戻すことができる。ひいては、水分放出部４０から取り出される淡水ｗｃの流量を増大させて所定流量に戻すことができる。
【０２２８】
圧力検出器１７１の検出圧力が所定値より大きくなったときは、送液ポンプ１０２の出力を小さくする。これにより、水分吸収部２０における被処理水ｗａの流量が小さくなる。そのため、水分吸収工程時の被処理水（海水）ｗａの溶質（塩分）濃度の上昇度合いが大きくなり、ひいては仲介溶液ｗｂと被処理水ｗａの浸透圧差の縮小度合いが大きくなる。したがって、被処理水ｗａから仲介溶液ｗｂへの水分吸収量が減少する。これにより、閉鎖系Ｃの内圧を低下させて所定値に戻すことができる。この結果、半透膜２３，４３が破損したり、閉鎖系Ｃの配管系が破損したりするのを防止できる。また、水分放出部４０から取り出される淡水ｗｃの流量を減少させて所定流量に戻すことができる。
これにより、閉鎖系Ｃの内圧を所要の大きさに維持でき、半透膜２３，４３をはじめとする閉鎖系Ｃの構成要素が破損するのを防止できる。
【０２２９】
なお、第１３及び第１４実施形態（図１３、図１４）において、圧力検出器１７１は、圧力容器２００に限られず、閉鎖系Ｃの任意の箇所に配置できる。圧力検出器１７１を室２２，４１に配置してもよく、路１８１〜１８４に配置してもよい。
【０２３０】
図１５は、本発明の第１５実施形態を示したものである。
この実施形態では、閉鎖系Ｃに逃がし路１９１が設けられている。逃がし路１９１は、例えば圧力容器２００の上端部から引き出されている。逃がし路１９１に逃がし弁１９２が設けられている。逃がし弁１９２は、閉鎖系Ｃの内圧が設定圧以上になると開き、閉鎖系Ｃ内の仲介溶液ｗｂを系外に逃がす。これによって、閉鎖系Ｃの内圧が異常に高くなるのを防止でき、安全性を確保できる。
圧力容器２００の上側部分の相対的に低濃度の仲介溶液ｗｂが系外に放出されることになるため、仲介溶質（ミョウバン）の喪失量を小さくすることができる。
第１５実施形態（図１５）において、逃がし路１９１は、圧力容器２００に限られず、閉鎖系Ｃの任意の箇所から引き出すことができ、路１８１〜１８４から分岐させてもよく、室２２，４１から引き出してもよい。
【０２３１】
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の改変をなすことができる。
例えば、仲介溶液ｗｂの溶質は、溶解度が温度依存性を有していればよく、アルミニウムカリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）以外のミョウバンでもよく、ミョウバンに代えて、ショ唐、ＫＮＯ３、安息香酸などを用いてもよい。生成した淡水ｗｃを飲料として用いる場合、仲介溶質は、アルミニウムカリウムミョウバン（ＡｌＫ（ＳＯ４）２）、ショ糖等の無害な物質を用いるのが好ましい。これによって、安全性を確保できる。
被処理水ｗａは、水分を含む液体であればよく、海水に限られず、下水でもよく泥水でもよい。
【０２３２】
第４、第５実施形態（図４、図５）において、溶解室１１に昇温手段を直接的に接続してもよい。析出室３１の仲介溶液を被処理水ｗａ以外の冷却手段で冷却することにしてもよい。
第４、第５実施形態（図４、図５）において、溶解部１０Ｃが、熱交換媒体を互いに対向方向に流す対向流型の熱交換器に代えて、熱交換媒体を互いに同じ向きに流す並行流型の熱交換器にて構成されていてもよく、析出部３０Ｃが、並行流型の熱交換器になっていてもよい。同様に、第６実施形態（図６）の熱交換要素２０，４０，１３０、第７実施形態（図７）の熱交換器１４０、第８実施形態（図８）の熱交換要素２２Ｆ，４０Ｆ、第９〜第１２実施形態（図９〜図１２）の熱交換要素２０，４０についても、対向流型の熱交換器に代えて、並行流型の熱交換器にて構成されていてもよい。
【０２３３】
第９〜第１２実施形態（図９〜図１２）において、圧力容器２００の放出往路１８３との接続部と吸収往路１８１との接続部が、圧力容器２００の周方向の同一位置に配置され、放出復路１８４との接続部と吸収復路１８２との接続部が、圧力容器２００の周方向の同一位置に配置されているが、これに限られず、放出往路１８３との接続部と吸収復路１８４との接続部が、圧力容器２００の周方向の同一位置に配置され、放出復路１８４との接続部と吸収往路１８１との接続部が、圧力容器２００の周方向の同一位置に配置されていてもよく、放出路１８３，１８４との接続部分と吸収路１８１，１８２との接続部分が互いに圧力容器２００の周方向に例えば９０度ずれていてもよい。
【０２３４】
複数の実施形態の要素を互いに組み合わせてもよい。
例えば、第５実施形態（図５）の分離部３７より下流の溶液路８３に、第１０実施形態（図１０）と同様の放出用加熱手段１２９を設けてもよい。
第６実施形態（図６）において、第５実施形態（図５）と同様に、析出体ｍの分離・混合機構３７，８８，１０３，１１０を設けてもよい。
第９実施形態（図９）の容器２００の下側部分に第３実施形態（図３）の仲介溶液加熱部１５を設けてもよい。第９実施形態（図９）の容器２００の上側部分に第３実施形態（図３）の仲介溶液冷却部３５を設けてもよい。
第９実施形態（図９）の水分吸収部２０を省略し、容器２００の下側部分を第３実施形態（図３）の容器２の下側部分及び被吸収室画成部２０Ｂに置き換えてもよい。第９実施形態（図９）の水分放出部４０を省略し、容器２００の上側部分を第３実施形態（図３）の容器２の上側部分及び淡水室画成部４０Ｂに置き換えてもよい。
図１、図２、図４〜図８の実施形態においても、仲介溶液ｗｂが放出室４１内で過飽和になるよう、仲介溶液ｗｂの流速又は流量を調節してもよい。
第１３及び第１４実施形態（図１３、図１４）のコントローラ１７０及び圧力検出器１７１は、第９実施形態（図９）の閉鎖系Ｃに適用したものであるが、図３〜図７、図１０〜図１２に示す他の実施形態の高圧閉鎖系Ｃに第１３実施形態又は第１４実施形態と同様のコントローラ１７０及び圧力検出器１７１を組み込んでもよい。
第１５実施形態（図１５）の逃がし回路１９１，１９２は、第９実施形態（図９）の閉鎖系Ｃに適用したものであるが、図２〜図７、図１０〜図１２に示す他の実施形態の閉鎖系Ｃに第１５実施形態と同様の逃がし回路１９１，１９２を設けてもよい。第２実施形態（図２）においては、加圧ポンプ５０と動力回収部５１との間の高圧部分に逃がし回路１９１，１９２を設けるとよい。
【産業上の利用可能性】
【０２３５】
本発明は、海水から淡水を製造したり、汚水を浄化するのに適用可能である。
【符号の説明】
【０２３６】
Ｃ        閉鎖系
ｍ        ミョウバン結晶（析出体）
ｗａ      海水（被処理水）
ｗｂ      ミョウバン水溶液（仲介溶液）
ｗｃ      淡水
１，１Ａ〜１Ｌ  淡水製造装置
２        容器
１０      溶解部
１０Ｃ    溶解部、熱交換器
１１      溶解室
１２      廃水熱交換路
１５      仲介溶液加熱部（昇温手段）
１５ａ    加熱パイプ
２０      水分吸収部
２０Ｂ    被吸収室画成部
２０Ｆ    溶解部兼水分吸収部
２１      被吸収室
２２      吸収室
２２Ｆ    溶解室兼吸収室
２３      第１半透膜
３０      析出部
３０Ｃ    析出部、熱交換器
３１      析出室
３２      透過液室
３３      分離膜（分離手段）
３４      被処理水熱交換路（降温手段）
３５      仲介溶液冷却部（降温手段）
３５ａ    冷却パイプ
３７      分離部
３８      分離室
４０      水分放出部
４０Ｂ    淡水室画成部
４０Ｆ    析出部兼水分放出部
４１      放出室
４１Ｆ    析出室兼放出室
４２      淡水室
４３      第２半透膜
５０      加圧ポンプ（加圧手段）
５１      動力回収部
５２      伝達機構
６０      熱交換器
６１      海水熱交換路（被処理水熱交換路）
６２      溶液熱交換路
６３      淡水熱交換路
７１      海水導入路（被処理水導入路）
７３      廃海水路（被処理水排出路）
８１      高濃度仲介溶液路
８２      中濃度仲介溶液路
８３      低濃度仲介溶液路
８４      仲介溶液回収路
８８      仲介分散液路
８９      仲介混合液路９０      淡水冷却部（降温手段）
９１      淡水導入路
９２      淡水取り出し路１０１    仲介溶液用送液ポンプ
１０２    被処理水用送液ポンプ
１０３    仲介分散液用送液ポンプ
１０４    吸収用送液ポンプ
１０５    放出用送液ポンプ
１０６    低出力送液ポンプ（液流調節部）
１１０    混合部１２０    被処理水加熱部（昇温手段）
１２９    放出用加熱手段
１３０    仲介溶液間熱交換器
１４０    被処理水間熱交換器
１４１    熱交換往路
１４２    熱交換復路
１５０    仲介溶液冷却部（降温手段）
１５０Ｌ  仲介溶液冷却部（降温手段）
１５１    冷却源
１５２    冷却路
１５４    冷却管
１６１    攪拌器（過飽和解除手段）
１６１Ｌ  攪拌器（過冷却解除手段）
１６２    フィルタ
１７０    コントローラ（調節部）
１７１    圧力検出部
１８１    吸収往路
１８２    吸収復路
１８３    放出往路
１８４    放出復路
１９１    逃がし路
１９２    逃がし弁
２００    圧力容器
２０１    隔壁
２０２    過冷却室
２０４    斜板部
２１０    圧力容器
２１１    シェル
２１２    チューブ
【図１】
2010162527.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010162527.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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