(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽と、
前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、
前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより淡水を得る液化層と、
液体を前記水槽に供給するための導入路と、
前記導入路上に、前記導入路における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、前記液体の流速を低減するための流速低減部とを備える、
淡水化システム。
【請求項２】
前記壁面は、前記導入路の路幅のすべてを塞ぐ幅を有する、
請求項１に記載の淡水化システム。
【請求項３】
さらに、
前記導入路における前記水槽と前記流速低減部との間に、前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽を備える、
請求項１または２に記載の淡水化システム。
【請求項４】
さらに、
前記導入路の前記流速低減部の上流側に、前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽を備える、
請求項１または２に記載の淡水化システム。
【請求項５】
前記導入路は、前記水槽と前記流速低減部との間に、所定以上の距離を有する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項６】
前記流速低減部の形状は、半円柱である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項７】
前記流速低減部の形状は、直方体である、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項８】
前記流速低減部の形状は、異なる底角を有する三角柱であり、
前記淡水化システム側の底角は、前記淡水化システムと反対側の底角より小さい、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項９】
さらに、前記淡水化システムの外部から前記導入路に前記液体を供給する供給口を備え、
前記供給口の形状は、スリット形状である、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１０】
さらに、前記淡水化システムの外部から前記導入路に前記液体を供給する供給口を備え、
前記供給口は、複数の開口からなる、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１１】
前記水槽には、前記導入路が接続され、かつ、当該水槽を挟んで前記導入路と対向する位置に前記液体の一部が排出される排出路が設けられており、
前記撥水粒子層の上面は、重力方向と垂直な面に対して、前記導入路から前記排出路に向かうほど低くなるように傾斜している、
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１２】
前記撥水粒子層の下面は、重力方向と垂直な面に対して、前記導入路から前記排出路に向かうほど低くなるように傾斜している、
請求項１１に記載の淡水化システム。
【請求項１３】
さらに、
開閉することにより、前記淡水化システムの外部から前記導入路への前記液体の導入を開始する又は停止する水門を備える、
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の淡水化システム。
【請求項１４】
水槽と、
前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、
前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより淡水を得る液化層と、
液体を前記水槽に導入するための導入路と、
前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽とを備える、
淡水化システム。
【請求項１５】
淡水化システムを用いて液体から淡水を得る淡水化方法であって、
前記淡水化システムは、
液体が導入される水槽と、
前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、
前記撥水粒子層の下に位置する液化層と、
前記液体を前記水槽に導入するための導入路と、
前記導入路上に、前記導入路における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、前記液体の流速を低減するための流速低減部とを備え、
前記淡水化方法は、
前記導入路を介して前記水槽に前記液体を導入し、前記撥水粒子層の上に前記液体を配置する工程と、
前記撥水粒子層の上に配置された前記液体を加熱することにより蒸発させて水蒸気にする工程と、
前記液化層で前記水蒸気を液化することにより、前記淡水を得る工程とを含む、
淡水化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体から淡水を得る淡水化システム及び淡水化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真水を得ることが困難な立地において真水を作り出す技術として、海水から淡水を作り出す技術が知られている。例えば、特許文献１には、撥水粒子を用いた淡水化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６００３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術の方法では、液体を導入する際に撥水粒子層の一部が削られることで、撥水粒子層が削られて薄くなった箇所が決壊し、海水が通り抜けてしまう可能性がある。撥水粒子層が決壊してしまった場合には、海水から淡水を作り出すことはできない。【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の事情を鑑みてなされたもので、淡水化できないという不具合を低減することができる淡水化システム及び淡水化方法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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る淡水化システムは、水槽と、前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより淡水を得る液化層と、液体を前記水槽に供給するための導入路と、前記導入路上に、前記導入路における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、前記液体の流速を低減するための流速低減部とを備える。【０００７】
なお、これらの包括的または一部の具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の淡水化システム及び淡水化方法によれば、淡水化できないという不具合を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、比較例における淡水化装置の構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｇ】図２Ｇは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｈ】図２Ｈは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図２Ｉ】図２Ｉは、撥水粒子層の表面の一部が削れる様子の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、基本構成における淡水化装置の構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、基本構成における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図５】図５は、基本構成における淡水化装置の淡水化処理の工程を示すフロー図である。
【図６】図６は、基本構成における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、基本構成の変形例１における水門制御部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１における導入路の一例を示す切断面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、実施の形態１における供給路の一例を示す切断面図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、実施の形態１における側面から見た供給路の一例を示す切断面図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１における流速低減部の設置方法の一例を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態１における流速低減部の設置方法の一例を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１における供給路及び流速低減部の一例を示す図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施の形態１における供給路の一例を示す図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、実施の形態１における供給路及び流速低減部の一例を示す図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、実施の形態１における供給路及び流速低減部の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態１における流速低減部の形状の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態１における流速低減部の形状の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１の変形例１における供給口の構成の一例を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態１の変形例１における供給口の構成の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態１の変形例１における供給口の構成の一例を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施の形態１の変形例１における供給口の構成の一例を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、実施の形態１の変形例１における供給口の構成の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態１の変形例１における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施の形態１の変形例２における流速低減部の設置方法の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施の形態１の変形例２における流速低減部の設置方法の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１の変形例２における淡水化システムの構成を示す断面図の別の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態１の変形例３における淡水化システムの構成を示す断面図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で「撥水性」とは、水を弾く性質を意味する。
【００１１】
（本発明に至った知見）
実施の形態を説明する前に、まず、本発明に至った知見について、比較例における淡水化装置を用いて説明する。
【００１２】
図１は、比較例における淡水化装置の構成を示す断面図である。
【００１３】
比較例における淡水化装置７０は、水槽７１、撥水粒子層７３、及び、液化層７４を備える。水槽７１、撥水粒子層７３、及び、液化層７４は、上から下に向かって次の順で位置する。各構成の詳細は後述する。
【００１４】
淡水化装置７０では、水槽７１に貯められた液体（液体層７５）は気化し水蒸気となる。水蒸気は撥水粒子層７３を通過する。通過した水蒸気は、液化層７４で液化して水（淡水）となる。
【００１５】
撥水粒子層７３は、多数の撥水粒子が密集することにより構成されている。１つの撥水粒子の表面は、複数の他の撥水粒子の表面に接している。各撥水粒子は、粒子と粒子表面を被覆している撥水膜とを備え、撥水性を有する。また、撥水粒子層７３は、互いに接触している撥水粒子間に、液体から気化した水蒸気が通過可能な隙間を有する。
【００１６】
本発明者らは、このような淡水化装置７０において、水槽７１に液体を導入する際に、撥水粒子が移動して撥水粒子層７３の表面（上面）の一部が削れる場合があるという知見を見出した。図２Ａから図２Ｉに、撥水粒子層７３の表面の一部が削れる様子の一例を拡大した図を示す。
【００１７】
＜図２Ａ＞
図２Ａには、比較例における水槽７１内に液体層７５を導入する前の状態が示されている。図２Ａは、淡水化装置７０のうち、水槽７１の一部及び撥水粒子層７３のみを拡大した図である。以下、撥水粒子層７３の上面が平らな平面を有し、水槽７１の開口から水槽７１の上側側壁７２ａに沿って、液体層７５を導入する例について説明する。
【００１８】
＜図２Ｂ＞
図２Ｂには、図２Ａの状態から、水槽７１の開口から上側側壁７２ａに沿って、水槽７１に液体層７５ａが導入されている状態が示されている。下向きの矢印は、導入される液体の流れ８１を示している。水槽７１の内部には、水槽７１に溜まる液体が示されている。
【００１９】
水槽７１に液体を導入することにより、撥水粒子層７３の上に、液体層７５ａとして液体が溜まる。また、導入された液体の流れ８１により、撥水粒子層７３の一部の撥水粒子（例えば撥水粒子７３１）が舞い上がって液体層７５ａ内で浮遊している。
【００２０】
つまり、撥水粒子層７３の表面のうち液体が導入された部分近傍の表面の撥水粒子層７３が部分的に削れられている。撥水粒子層７３の表面が部分的に削れ、撥水粒子層７３の表面に、凹部９０が部分的に形成されている。言い換えれば、撥水粒子層７３の表面に位置する撥水粒子７３１を含む複数の撥水粒子が移動し、撥水粒子層７３の表面にへこんだ部分である凹部９０が形成される。また、撥水粒子層７３の凹部９０が形成される部分に位置していた撥水粒子７３１が、液体層７５ａの内部に舞い上がって、浮いた状態となる。
【００２１】
＜図２Ｃ＞
図２Ｃには、図２Ｂの状態から水槽７１に液体をさらに大きな流量で導入されている状態が示されている。導入された液体の流れ８２により、撥水粒子層７３の表面がさらに削れられて凹部９１が形成される。液体のさらなる導入に伴い、凹部９１の深さは凹部９０に比べて深くなっている。また、液体層７５ｂの内部に浮いた撥水粒子７３１を含む撥水粒子群７３２は、液体の流れ８２により、液体層７５ｂ内を、主として、凹部９１から遠ざかる方向に移動する。
【００２２】
＜図２Ｄ＞
図２Ｄには、図２Ｃの状態から、液体層７５ｃの内部に浮いた撥水粒子７３１を含む撥水粒子群７３３が、撥水粒子層７３の表面のうちの凹部９１以外の部分の表面に堆積していく様子が示されている。これら複数の撥水粒子の堆積により、撥水粒子層７３の表面のうちの凹部９１以外の部分の表面に、複数個の凸部９２が部分的に形成されている。
【００２３】
＜図２Ｅ＞
図２Ｅには、撥水粒子層７３が削られる前の表面の高さを基準とし、所定の高さ（耐水圧未満の高さ）を有する液体層７５ｃが形成された状態が示されている。図２Ｅに示す状態では、水槽７１への液体の導入を停止している。図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、水槽７１に液体を導入することにより、撥水粒子層７３が部分的に削れて、撥水粒子層７３の表面に凹部９３及び凸部９４が形成されている。すなわち、撥水粒子層７３の上面の高さは一定（平面）ではなく、凹凸が形成されることにより、撥水粒子層７３は高さが異なる部分を有する。その結果、凹部９３における液体層７５ｃの高さｈ１と、凸部９４における液体層７５ｃの高さｈ２とで示されるように、液体層７５ｃの高さは部分的に異なることになる。
【００２４】
つまり、例えば、液体を導入するときの水槽７１の液体層７５ｃの高さの変化に応じて、液体を導入するときの液体の流れは変化してしまう。それにより、液体層７５ｃの内部に浮いた撥水粒子は、撥水粒子層７３の異なる位置にそれぞれ堆積して、複数の凸部９４が形成されることになる。
【００２５】
よって、図２Ｅに示すように、撥水粒子層７３の表面に、少なくとも１つの凹部９３と複数の凸部９４とが形成され得る。ただし、１つの凹部９３に限られず、水槽７１に導入する液体の流れ又は液体の導入方法に応じて、複数の凹部９３が撥水粒子層７３の表面に形成され得る。
【００２６】
＜図２Ｆ＞
次に、図２Ｅに示すように液体層７５ｃを形成した後に、淡水化装置７０では、液体層７５ｃの液体が加熱されることにより水蒸気となり、この水蒸気が撥水粒子層７３を通過して液化層７４で水となることで淡水を得る淡水化処理が行われる。淡水化処理により、液体層７５ｃの液体が水蒸気になって、液体層７５ｃから移動するため、液体層７５ｃの高さが低くなる。そのため、図２Ｆに示すように、水槽７１には、再度、流れ８３で液体が導入されて、液体層７５ｄの高さを維持する。
【００２７】
＜図２Ｇ＞
図２Ｆに示すように、水槽７１に液体が再度導入されることにより、図２Ｃと同様に、撥水粒子層７３の表面の撥水粒子層７３が部分的に削れる。図２Ｇに示すように水槽７１において、図２Ｆまでと同じ場所から液体が導入されている場合、凹部９５深さが凹部９３に比較して深くなる。なお、液体層７５ｃの内部に浮いている、例えば撥水粒子７３１を含む撥水粒子群７３４は、液体の流れ８３により、液体層７５ｃ内を、主として、凹部９５から遠ざかる方向などに向けて移動し、例えば凸部９６に堆積する。
【００２８】
＜図２Ｈ＞
次に、図２Ｈに示すように、液体層７５ｆ内に浮き上がった撥水粒子７３１を含む撥水粒子群７３４が撥水粒子層７３の表面に堆積することにより、撥水粒子層７３の表面に凸部９７が形成されている。詳細には、既に凸部９６を形成している部分の上に、撥水粒子群７３４の一部が堆積するので、凸部９７の高さは凸部９６と比較して高くなっている。
【００２９】
＜図２Ｉ＞
図２Ａから図２Ｈで示したように、液体層７５を形成する際には、撥水粒子層７３の表面に、凹部及び複数の凸部が形成されてしまう。
【００３０】
詳細には、図２Ｉにおいて、凹部９８の下面（例えば、最もくぼんだ部分）と液体層７５ｇの上面との距離をｈ３で示し、凸部９９の上面（例えば、最も突き出た部分）と液体層７５ｇの上面との距離をｈ４で示す。液体層７５ｇの上面（液面）を「水面」とも表記する。このように、液体層７５ｇの上面（水面）の高さが同じ場合でも、凹部９８の下面と水面との距離ｈ３は、凸部９９の上面と水面との距離ｈ４よりも大きくなる。
【００３１】
撥水粒子層７３は、水面との距離で、撥水粒子層７３に加わる圧力が決まる。そのため、図２Ｉに示す撥水粒子層７３の凹部９８と凸部９９とでは、撥水粒子層７３に加わる圧力が異なる。
【００３２】
したがって、撥水粒子層７３の表面に凹部９８及び凸部９９が形成されることを考慮せずに、水槽７１に液体を導入した場合には、撥水粒子層７３の一部において、耐水圧を超えた液体が導入されることになる。この場合、撥水粒子層７３は液体層７５ｇを保持することができなくなり、撥水粒子層７３の内部に液体が浸入する（決壊する）。以下、撥水粒子層７３が液体を保持することができなくなることを「決壊」とも表記する。
【００３３】
例えば、撥水粒子層７３が削られる前の平らな表面を基準にして、撥水粒子層７３上に液体層７５ｇを所定の高さ（耐水圧未満の高さ）で形成した場合、凹部９８には、基準とした平らな表面に作用する圧力以上の圧力（耐水圧を超える圧力）が加わり、凹部９８で撥水粒子層７３の決壊が起き得る。
【００３４】
また、図２Ｆから図２Ｈに示したように、淡水化処理を行う前の液体層７５と同じ厚みの液体層７５を形成するように液体を導入した場合でも、撥水粒子層７３の一部が削れ、撥水粒子層７３の削れた部分（例えば凹部９８）に加わる圧力が所定の耐水圧を越えて大きくなり、撥水粒子層７３の削れた部分（例えば凹部９８）で撥水粒子層７３が決壊し得る。
【００３５】
淡水化処理を続ける毎に、液体層７５の液体は蒸発するため、水槽７１に液体を導入する必要がある。図２Ｆのように、淡水化処理の後に、再度、液体を導入することで、凹部（例えば凹部９３）は徐々に深くなっていく。つまり、図２Ｉで示す凹部９８の下面と液体層７５ｇの上面との距離ｈ３は、撥水粒子層７３の凹部９８に撥水粒子を供給して補修しない限り、大きくなり続ける。
【００３６】
撥水粒子層７３の耐水圧は、上述したように、撥水粒子層７３の表面と液体層７５の上面との高さで決まる。そのため、撥水粒子層７３の削れた部分（凹部）が深くなることで、液体層７５の高さを低く調整しなければ、撥水粒子層７３が決壊する恐れがある。
【００３７】
以上のように、比較例における淡水化装置では、複数の撥水粒子で構成された撥水粒子層７３は、複数の親水粒子で構成された粒子層と比較して、力が加わることによって、撥水粒子が簡単に移動して、層構成としての形状が変形しやすい知見を見出した。
【００３８】
複数の撥水粒子で構成された撥水粒子層７３は、複数の親水性の粒子で構成された粒子層と比較して、隣に接する粒子との接合が弱い。通常、親水性の粒子は、隣に接する他の親水性の粒子と、水分子を介して接合する。一方、撥水粒子は、隣に接する他の撥水粒子と接しているのみであり、力が加わることにより、撥水粒子は動きやすい。そのため、撥水粒子層７３の一部に力が加わることで、力が加えられた撥水粒子は移動するが、力が加えられていない他の撥水粒子は移動しないため、撥水粒子層７３の形状が変化しやすい。
【００３９】
ここで、撥水粒子層７３がその上面に液体を保持できる量は、液体の液面と撥水粒子層７３の表面（上面）との高さに依存する耐水圧により決まる。撥水粒子層７３が有する所定の耐水圧を超える液体が、撥水粒子層７３の上に配置（形成）された場合、液体は撥水粒子層７３を通過する。すなわち、撥水粒子層７３が液体を保持できなくなり、撥水粒子層７３が液体を通過させてしまう。撥水粒子層７３の上部に液体層７５を形成する場合には、撥水粒子層７３の表面の形状が変化することにより、水面と撥水粒子層７３の表面との高さが変化するため、撥水粒子層７３の形状の変化を低減することが望ましい。
【００４０】
そこで、本発明者らは、撥水粒子層７３の決壊を抑制するために、撥水粒子の移動を抑制できる発明を創作するに至った。
【００４１】
本発明の一態様は、上述の事情を鑑みてなされたもので、淡水化できないという不具合を低減することができる淡水化システム及び淡水化方法を提供することを目的とする。
【００４２】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る淡水化システムは、水槽と、前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより前記淡水を得る液化層と、前記液体を前記水槽に供給するための液体の導入路と、前記導入路上に、前記導入路における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、前記液体の流速を低減するための流速低減部とを備える。
【００４３】
この構成により、導入路と接続された水槽の直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができるので、撥水粒子層の削れの発生を抑制することができる。それにより、淡水化できないという不具合を低減することができる。
【００４４】
ここで、例えば、前記壁面は、前記導入路の路幅のすべてを塞ぐ幅を有する。
【００４５】
また、例えば、さらに、前記導入路における前記水槽と前記流速低減部との間に、前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽を備える。
【００４６】
この構成により、導入路と接続された水槽の直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができる。それにより、撥水粒子層の削れの発生を抑制することができる。
【００４７】
例えば、さらに、前記導入路の前記流速低減部の上流側に、前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽を備える。
【００４８】
この構成により、導入路と接続された水槽の直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができる。それにより、撥水粒子層の削れの発生を抑制することができる。
【００４９】
ここで、例えば、前記導入路は、前記水槽と前記流速低減部との間に、所定以上の距離を有するとしてもよい。
【００５０】
また、例えば、前記流速低減部の形状は、半円柱であるとしてもよいし、前記流速低減部の形状は、直方体であるとしてもよい。
【００５１】
また、例えば、流速低減部の形状は、異なる底角を有する三角柱であり、前記淡水化装置側の底角は、前記淡水化装置と反対側の底角より小さいとしてもよい。
【００５２】
これにより、導入路に液体を面で供給することができるので、撥水粒子層の削れの発生を抑制する効果を高めることができる。
【００５３】
また、例えば、さらに、前記淡水化装置の外部から前記導入路に前記液体を供給する供給口を備え、前記供給口の形状は、スリット形状であるとしてもよい。
【００５４】
これにより、導入路に液体を面で供給することができるので、撥水粒子層の削れの発生を抑制する効果を高めることができる。
【００５５】
また、例えば、さらに、前記淡水化装置の外部から前記導入路に前記液体を供給する供給口を備え、前記供給口は、複数の開口からなるとしてもよい。
【００５６】
これにより、導入路に液体を面で供給することができるので、撥水粒子層の削れの発生を抑制する効果を高めることができる。
【００５７】
また、例えば、前記水槽には、前記導入路が接続され、かつ、当該水槽を挟んで前記導入路と対向する位置に前記液体の一部が排出される排出路が設けられており、前記撥水粒子層の上面は、重力方向と垂直な面に対して、前記導入路から前記排出路に向かうほど低くなるように傾斜しているとしてもよい。
【００５８】
これにより、例えば導入路から排出口に向かう方向で、水槽の液体はゆるやかに流動しながら排出されることができるので、水槽の液体を常に流動させて撥水粒子層上に析出物が滞留しないようにすることができる。それにより、蒸留効率の低下を抑制することができる。
【００５９】
例えば、前記撥水粒子層の下面は、重力方向と垂直な面に対して、前記導入路から前記排出路に向かうほど低くなるように傾斜しているとしてもよい。
【００６０】
これにより、水槽の液体を常に流動させて撥水粒子層上に析出物が滞留しないようにすることができるので、蒸留効率の低下を抑制することができる。
【００６１】
また、例えば、さらに、開閉することにより、前記淡水化装置の外部から前記導入路への前記液体の導入を開始する又は停止する水門を備えるとしてもよい。
【００６２】
これにより、導入水量（水流）を調整することができるので、水流による撥水粒子層１３の決壊を抑制することができる。
【００６３】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る淡水化システムは、水槽と、前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより前記淡水を得る液化層と、前記液体を前記水槽に導入するための液体の導入路と、前記導入路の路幅を塞ぐよう設けられた開口と、前記開口を介して前記液体を溜めてあふれた分を前記導入路に排出する空間とを有するプール槽とを備える。
【００６４】
この構成により、導入路と接続された水槽の直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができる。それにより、撥水粒子層の削れの発生を抑制することができる。
【００６５】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る淡水化方法は、淡水化システムを用いて液体から淡水を得る淡水化方法であって、前記淡水化システムは、液体が導入される水槽と、前記水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置する液化層と、前記液体を前記水槽に導入するための液体の導入路と、前記導入路上に、前記導入路における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、前記液体の流速を低減するための流速低減部とを備え、前記淡水化方法は、前記導入路を介して前記水槽に前記液体を導入し、前記撥水粒子層の上に前記液体を配置する工程と、前記撥水粒子層の上に配置された前記液体を加熱することにより蒸発させて水蒸気にする工程と、前記液化層で前記水蒸気を液化することにより、前記淡水を得る工程とを含む。
【００６６】
なお、これらの包括的または一部の具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータで読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００６７】
以下、各実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００６８】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００６９】
（実施の形態１）
［淡水化装置］
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る淡水化システムを説明する前に、基本構成の淡水化装置１０及びその淡水化処理を説明する。図３は、淡水化装置１０の構成を示す断面図である。
【００７０】
図３に示す淡水化装置１０は、水槽（ｗａｔｅｒ  ｔａｎｋ）１１と、撥水粒子層（ｗａｔｅｒ−ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｌａｙｅｒ）１３と、液化層（ｄｅｐｏｌｉｔｉｃｉｚｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）１４とを備えている。水槽１１、撥水粒子層１３、及び液化層１４は、上から下に向かって順に位置している。ここで、水槽１１は、側面が容器１２の上側側壁１２ａによって囲まれ、底面が撥水粒子層１３によって覆われた、液体を貯める空間（貯液層）を有する。
【００７１】
＜水槽１１＞
水槽１１は、平面視（上面視）において矩形又は円形など任意の形状でよい。水槽１１は、側面が容器１２の上側側壁１２ａで形成され、底面が撥水粒子層１３の上面で形成されている。
【００７２】
ここで、容器１２について説明する。図３に示す容器１２は、鉛直方向に沿って立設された下側側壁１２ｂと、下側側壁１２ｂと接続され、かつ、上向きに広がるように傾斜した上側側壁１２ａと、下側側壁１２ｂと接続された底板１２ｃとを有する。上側側壁１２ａは上向きに広がるように傾斜することは必須ではなく、下側側壁１２ｂと同様に、鉛直方向に沿って立設されても良い。ただし、図２Ａ〜図２Ｉで説明したように、上側側壁１２ａは、水槽１１に液体を導入する場合の液体の流路にも相当する場合があり、水槽１１に導入される液体のエネルギーを低減するためには、上向きに広がるように傾斜していることが望ましい。
【００７３】
容器１２は、水槽１１の上面以外の面を、上側側壁１２ａと下側側壁１２ｂと底板１２ｃとで囲むように形成されている。
【００７４】
容器１２の下部は、後述する撥水粒子層１３と液化層１４との側部を下側側壁１２ｂですべて囲こむとともに、液化層１４の底面を底板１２ｃで保持する。容器１２は、液化層１４中に淡水化された淡水を保持可能としている。
【００７５】
下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａは、それぞれ、撥水性を有する材料で構成されている。下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａの例は、それぞれ、金属板コンクリート、防水シート、又は、粘土などである。
【００７６】
このように、容器１２は、有底筒体形状であって、下側の開口と比べて上側の開口が大きい筒体形状の上側側壁１２ａと、上側の開口が上側側壁１２ａの下側の開口に当接する筒体形状の下側側壁１２ｂと、下側側壁１２ｂの下側の開口を塞ぐ底板１２ｃとを備え、内部に、水槽１１、撥水粒子層１３及び液化層１４が位置している。なお、容器１２は、有底筒体形状に限らず、例えば、地面に掘られた凹部であって、この凹部に、水槽１１、撥水粒子層１３及び液化層１４が位置する構成であってもよい。また、下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａは、撥水性に限らず、防水性であってもよい。
【００７７】
水槽１１に注がれた（導入された）液体は、水槽１１に液体層１５を形成する。つまり、撥水粒子層１３の上面でかつ容器１２の内部（上側側壁１２ａの空間）に液体層１５を形成する。
【００７８】
なお、淡水化装置１０は、水槽１１に液体を導入するための導入通路を有していても良い。一方、淡水化装置１０が導入通路を有さない場合には、水槽１１の開口（容器１２の開口）から、液体が水槽１１内に導入されていても良い。ここで、水槽１１に導入される液体は、一例として透明又は透光性を有している。
【００７９】
水槽１１に注がれて液体層１５を形成している液体は、撥水粒子層１３及び上側側壁１２ａが撥水性を有するため、液化層１４に流れ落ちない。すなわち、水槽１１に注がれた液体は、液体層１５として、周囲が上側側壁１２ａで囲まれた撥水粒子層１３の上面上に積み重ねられて維持されている。液体層１５の高さ（液体層１５の液面の高さ）の例は、１５ｃｍから５０ｃｍである。液体層１５の高さが高すぎると（例えば、１５ｃｍよりも高いと）、後述するように液体を加熱するのに時間がかかり、大きな熱容量が必要となり、液体の淡水化の効率が悪くなる。一方、低すぎると（例えば、５０ｃｍよりも低いと）、液体の淡水化の効率が悪すぎる。このため、この数値範囲内であれば、淡水化の効率を良好な状態で保つことができる。
【００８０】
このように、水槽１１は、側面が容器の上側側壁１２ａで形成され、底面が撥水粒子層１３で形成され、淡水化装置１０の外部から導入された液体を液体層１５として保持する。
【００８１】
なお、水槽１１は、水槽１１の液体層１５を加熱するヒーターを有していても良い。その場合、例えば、ヒーターは、水槽１１の上側側壁１２ａに配置される。
【００８２】
＜撥水粒子層１３＞
撥水粒子層１３は、水槽１１の下に位置している。撥水粒子層１３の上面が水槽１１の底面を形成する。水槽１１に液体が注がれた場合、撥水粒子層１３は、液体層１５の下面に接して位置する。図３に示すように、撥水粒子層１３の側面は下側側壁１２ｂで囲まれていても良い。
【００８３】
撥水粒子層１３は、少なくとも複数の撥水粒子を含む。各撥水粒子は、粒子と粒子表面を被覆している撥水膜とを備える。撥水粒子とは、粒子表面が撥水性を有する粒子である。
【００８４】
撥水粒子層１３は、多数の撥水粒子が密集することで形成されている。すなわち、１つの撥水性粒子の表面は、複数の他の撥水性粒子の表面に接している。このとき、撥水粒子層１３は、互いに接触している撥水粒子間に、液体から加熱により蒸発した水蒸気が通過可能な隙間を有する。撥水粒子層１３は、複数の撥水粒子を含むため、撥水粒子層１３の内部に、液体の浸入を低減することができる。
【００８５】
撥水粒子層１３の側面は、下側側壁１２ｂで全周囲が囲まれていても良い。下側側壁１２ｂで囲まれることにより、液体が撥水粒子層１３の内部へ浸入するのを低減できる。撥水粒子層１３を形成する複数の撥水粒子も撥水性を有するため、液体が撥水粒子層１３の内部への浸入を低減できるため、下側側壁１２ｂは必須の構成ではない。
【００８６】
粒子とは、礫、砂、シルト、及び、粘土を含む。礫とは、２ｍｍより大きく７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。砂とは、０．０７５ｍｍより大きく２ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。シルトとは、０．００５ｍｍより大きく０．０７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。粘土とは、０．００５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。
【００８７】
撥水膜は、各粒子の表面を被覆している。撥水膜は、化学式−（ＣＦ２）ｎ−によって表されるフッ化炭素基を具備することが望ましい。ｎは自然数である。望ましいｎは２以上２０以下である。
【００８８】
撥水膜は、共有結合により粒子と結合していることが望ましい。以下の化学式（Ｉ）は、望ましい撥水膜を表す。
【００８９】
【化１】
0005621073.tif 000002
【００９０】
ここで、Ｑは水素又はフッ素である。ｍ１及びｍ２は、それぞれ、独立して、０又は１以上の自然数である。ｎは２以上２０以下である。
【００９１】
撥水粒子を製造する方法の一例が以下、説明される。
【００９２】
まず、化学式ＣＸ３−（ＣＨ２）ｍ１−（ＣＦ２）ｎ−（ＣＨ２）ｍ２−ＳｉＸ３によって表される界面活性剤が、非水系溶媒に溶解され、界面活性剤溶液を調製する。Ｘはハロゲンであり、好ましくは塩素である。
【００９３】
次に、乾燥雰囲気下において、界面活性剤溶液に複数の粒子が浸漬され、複数の撥水粒子を得る（特許文献；米国特許第５２７００８０号公報（特公平０７−０６３６７０号公報に対応）参照）。
【００９４】
また、撥水膜の材料の例は、クロロシラン系材料、又は、アルコキシシラン系材料などである。クロロシラン系材料の例は、ペプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラハイドロデシルトリクロロシラン、又はノルマルオクタデシルジメチルクロロシランである。アルコキシシラン系材料の例は、ノルマルオクタデシルトリメトキシシラン、又はノナフルオロヘキシルトリエトキシシランである。
【００９５】
撥水粒子層１３は、水槽１１及び液化層１４の間で熱伝導を低減するように、低い熱伝導性を有することが望ましい。水槽１１では液体を加熱することにより水蒸気化するため、水槽１１は所定の温度以上（例えば、４０℃以上６０℃以下）を有する。液化層１４は水蒸気を液化するため、液化層１４は所定の温度以下（例えば、１５℃以下）を有する。水槽１１の温度と液化層１４の温度は大きく異なり、水槽１１と液化層１４との間の熱伝導性が高い場合には、淡水化の効率が下がる場合がある。
【００９６】
撥水粒子層１３は複数の撥水粒子が密集して形成されているため、複数の粒子間に空気などが存在する。よって、撥水粒子層１３は、一様な素材で形成された膜などよりも、低い熱伝導を有する。
【００９７】
撥水粒子層１３の厚みの例は、１ｃｍ以上３０ｃｍ以下である。
【００９８】
撥水粒子層１３があまりにも薄いと（厚みが１ｃｍ未満であると）、水槽１１に注がれた水が液化層１４に流れ落ち得る。一方、撥水粒子層１３があまりにも分厚いと（厚みが３０ｃｍを越えると）、後述する水蒸気が撥水粒子層１３の隙間を通過しづらくなる。
【００９９】
＜液化層１４＞
液化層１４は、撥水粒子層１３の下に位置している。液化層１４は、撥水処理をしていない粒子を含む複数の粒子で形成しても良い。又は、液化層１４は、下側側壁１２ｂ及び底板１２ｃで囲われた空間としても良い。
【０１００】
液化層１４は、下側側壁１２ｂで側部の全周囲が囲まれているとともに、底部は底板１２ｃで覆われて、容器１２により、淡水１６を保持可能としても良い。
【０１０１】
撥水粒子層１３から撥水粒子層１３の隙間を通過して液化層１４に到達した水蒸気は、液化層１４で液化し、液体の水（淡水１６）となる。詳細は後述する。
【０１０２】
液化層１４は、必要に応じて冷却されている。
【０１０３】
冷却の例としては、以下のような方法が考えられる。液化層１４の少なくとも一部が土壌中（地中）に配置されることにより、液化層１４が冷却されている。例えば、液化層１４と撥水粒子層１３との界面の高さを地表の高さと同じにして、液化層１４を撥水粒子層１３よりも低い温度にする。
【０１０４】
また、液化層１４が冷却部を有していても良い。
【０１０５】
このように、液化層１４は、撥水粒子層１３の下に位置し、撥水粒子層１３を通過した水蒸気を冷却することにより液化する。ここで、液化層１４は所定の温度以下（例えば、１５℃以下）である。
【０１０６】
なお、淡水化装置１０は、液化層１４と撥水粒子層１３との界面には、撥水粒子層の撥水粒子が液化層１４へと落ちにくくするための、例えばメッシュ等の支持層を有しても良い。
【０１０７】
［淡水化システム］
以上のように構成された淡水化装置は、装置として実現できるだけでなく、システムとしても実現することができる。以下、本実施の形態における淡水化システムの一例について、図４を用いて説明する。
【０１０８】
図４は、実施の形態１における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【０１０９】
図４に示す淡水化システム２０は、例えば、海水から淡水を得るシステムであり、上述した淡水化装置１０と、水門２２とを備える。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１１０】
水門２２は、開閉することにより、淡水化装置１０の外部から水槽１１への液体の導入を開始する又は停止する。より具体的には、水門２２は、導入通路２１に設けられており、導入通路２１を介して水槽１１に導入する液体の量（導入量）を調整する。
【０１１１】
図４に示す例では、水門２２は、水槽１１と液体が溜められている外部槽２３との間の液体の流量を調整する。水門２２は、開くことにより、外部槽２３から導入通路２１を介して水槽１１に液体を導入する。水門２２は、閉まることにより、外部槽２３から導入通路２１を介しての水槽１１への液体の導入を停止する。なお、水門２２は、例えばユーザ等により開閉されてもよいし、例えば水門制御部等により、開閉が制御されるとしてもよい。
【０１１２】
外部槽２３は、例えば、海、海から導入した海水を溜める前処理槽、又は、別途供給されている塩水が溜められている槽である。
【０１１３】
以上のように構成された淡水化システム２０では、水門２２を設けることで、水流を調整することができるので、水流による撥水粒子層１３の決壊を抑制することができる。つまり、本実施の形態の淡水化システム２０によれば、水門２２を設け、水流を調整することで、撥水粒子層１３の撥水粒子の移動を抑制できる。
【０１１４】
［淡水化方法］
以下、以上のように構成された淡水化装置１０または淡水化システム２０による淡水化処理について説明する。
【０１１５】
＜淡水化の処理＞
図５は、淡水化装置１０の淡水化処理の工程を示すフロー図である。
【０１１６】
まず、水槽１１に液体を導入し、撥水粒子層１３の上に液体（液体層１５）を配置する（Ｓ１０１）。ここで、液体は、例えば塩水である。
【０１１７】
なお、図４に示す淡水化システム２０で淡水化処理を行う場合、外部槽２３から水門２２及び導入通路２１を介して水槽１１に液体を注ぎ、撥水粒子層１３の上面に液体層１５を形成する。
【０１１８】
次いで、撥水粒子層１３の上に配置された液体を加熱することにより蒸発させて水蒸気を生成する（Ｓ１０２）。詳細には、水槽１１に貯められた液体（液体層１５）を一定以上の温度まで加熱すると、液体は水蒸気となる。
【０１１９】
なお、この一定の温度は、液体の種類及び気圧に基づいて、飽和蒸気圧曲線に応じて決まる温度である。例えば液体が塩水の場合、一定の温度は５０度以上６０度以下である。液体層１５の加熱は、例えば太陽光により行われるとしてもよし、水槽１１がヒーターを有する場合には、ヒーターにより行われるとしてもよい。また、加熱された物体を水槽１１の液体層１５に供給することにより、行われるとしてもよい。
【０１２０】
次いで、液化層１４で水蒸気を液化することにより、淡水を得る（Ｓ１０３）。
【０１２１】
詳細には、水槽１１において加熱により液体から蒸発した水蒸気は、上方向だけでなく、下方向にも移動する。下方向に移動する水蒸気は、撥水粒子層１３における撥水粒子間の隙間を通り抜け、液化層１４に到達すると、液化層１４で液化し、液体の水となる。つまり、水槽１１において加熱により液体から蒸発した水蒸気は、液化層１４において冷却され、液体の水になる。
【０１２２】
このようにして、淡水化装置１０（または淡水化システム２０）の淡水化処理は行われる。
【０１２３】
なお、液体の水とは、水槽１１に注がれた液体に含まれる固体、及び、溶解している不純物が低減された水であり、典型的には淡水（蒸留水）である。液体に溶解している不純物は、例えばイオンである。
【０１２４】
淡水化システムは、図４に示す例に限られない。以下、淡水化システムの別の例を説明する。
【０１２５】
図６は、淡水化システムの基本構成の一例を示す断面図である。
【０１２６】
図６に示す淡水化システム２０Ａは、例えば、海水から淡水を得るシステムであり、上述した淡水化装置１０Ａと、導入通路２１と、水門２２と、外部槽２３と、排水通路２４と、排水管２６と、排出弁２７と、水門制御部２８とを備える。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１２７】
淡水化装置１０Ａは、図３に示す淡水化装置１０と比較して、フタ１７を有している。その他の構成については、淡水化装置１０と同様のため、説明を省略する。
【０１２８】
フタ１７は、水槽１１に設けられ、水槽１１（上側側壁１２ａ）の開口を覆う。フタ１７は、淡水化装置１０Ａの液体層１５を太陽光により加熱する場合には、透明の部材で形成される。淡水化装置１０Ａはフタ１７を有することにより、水槽１１から上方向に逃げる水蒸気を低減できるだけでなく、水槽１１の開口から混入する不純物を低減できる。
【０１２９】
排水通路２４は、液化層１４と接続されており、液化層１４の淡水（蒸留水）を外部に排出する。なお、排水通路２４には、淡水排出弁（不図示）が設けられているとしてもよい。その場合、淡水排出弁を開けることにより、排水通路２４を介して液化層１４の淡水１６（蒸留水）を外部に排出することができ、淡水排出弁を閉めることにより、液化層１４の淡水１６（蒸留水）の排出を停止することができる。なお、淡水排水弁の開閉は、水門制御部２８により制御されるとしてもよい。
【０１３０】
排水管２６は、水槽１１と接続され、液体層１５の液体を外部に排出する。
【０１３１】
排出弁２７は、排水管２６に設けられている。排出弁２７は、開けられることにより、水槽１１から液体層１５の液体を排出し、閉められることにより、水槽１１から液体層１５の液体の排出を停止する。排出弁２７の開閉は、水門制御部２８により制御されている。
【０１３２】
水門制御部２８は、入力部（不図示）を利用してユーザ等から入力された情報に応じて、水門２２や排出弁２７等の開閉を制御しても良い。なお、入力部は、例えばタッチパネル、キーボード、カーソル、マイクなどである。また、入力部に対してユーザ等により入力される情報は、例えば水門２２を開ける指示を示す情報、又は、水門２２を閉める指示を示す情報である。
【０１３３】
図７は、基本構成の変形例１における水門制御部２８のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【０１３４】
水門制御部２８は、図７に示すように、例えばＣＰＵ２８１１、ＲＡＭ２８１２、ＲＯＭ２８１４、受信部２８１５、及び、バス２８１８で構成される。
【０１３５】
ＣＰＵ２８１１は、ＲＡＭ２８１２に格納されているプログラ２８１３を実行する。プログラム２８１３には、例えば上述した図５に示される処理手順が記述されている。なお、プログラム２８１４は、ＲＯＭ２８１４に格納されるとしてもよい。
【０１３６】
受信部２８１５は、アンテナ２８１５と受信回路２８１６とを有し、水門等の開閉を指示する情報を受信する。例えば、ユーザ等が入力部に情報を入力した場合、入力部が有するアンテナから情報が送信される。その場合、水門制御部２８では、送信された情報を、アンテナ２８１５で受信し、受信回路２８１６で受け付ける。
【０１３７】
受信回路２８１６とＣＰＵ２８１１とは、互いにバス２８１８で接続されており、相互にデータの授受できる。受信部２８１５すなわち受信回路２８１６で受け付けた情報は、バス２８１８を経由してＣＰＵ２８１１に送られる。
【０１３８】
なお、水槽１１と撥水粒子層１３との間に、液体又は水蒸気を通過させることができる膜などの構成が配置されていても良い。また、撥水粒子層１３と液化層１４との間に、水蒸気を通過させることができる膜などの構成が配置されていても良い。
【０１３９】
また、塩水から淡水を得る例を主に説明しているが、塩水の場合に限られない。例えば、塩水の代わりに化学物質が溶解した排水等から蒸留水（淡水）を得る場合にも同様に、液体に溶解した化学物質を低減することができる。したがって、上述の淡水化装置１０、１０Ａは、液体に溶解している不純物を除去できる。
【０１４０】
図８Ａは、本開示の淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。図８Ｂは、導入路の一例を示す切断面図である。図９Ａ及び図９Ｂは、流速低減部の設置方法の一例を示す図である。図８Ｃ、図９Ｃ〜図９Ｆは、供給路及び流速低減部の一例を示す図である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、流速低減部の形状の一例を示す図である。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１４１】
図８Ａに示す淡水化システム３０は、液体から淡水を得る淡水化装置１０Ｂと、流速低減部３１とを備える。淡水化システム３０は、図６に淡水化装置１０Ａと置き換えられても、同様に後述する作用及び効果を有する。
【０１４２】
淡水化装置１０Ｂは、水槽１１Ａと、撥水粒子層１３と、液化層１４とを備え、液体から淡水を得る。淡水化装置１０Ｂは、淡水化装置１０Ｂに液体を供給するための導入路である供給路３２と接続されている。供給路３２は、液体を外部槽３４から導入するための導入路３３と接続されている。
【０１４３】
図８Ａに実線で示す矢印３６は、水槽１１Ａを流れる液体を模式的に示し、図８Ａに実線で示す矢印３５は、導入路３３における液体の流れを模式的に示している。水槽１１Ａに供給される液体を「淡水処理前の液体」とも表記し、液化層１４で得られる淡水を「淡水処理後の液体」とも表記する。
【０１４４】
＜水槽１１Ａ＞
水槽１１Ａは、上述の基本構成と同様に、側面が上側側壁１２ａで形成され、底面が撥水粒子層１３の上面で形成されている。水槽１１Ａは、上側側壁１２ａ及び撥水粒子層１３で囲まれた液体を貯める空間を有する。水槽１１Ａの側面の一部は、供給路３２が接続されている。
【０１４５】
供給路３２と接続される水槽１１Ａの側面の一部は、上側側壁１２ａの代わりに、後述する供給路３２に位置する流速低減部３１により形成しても良い。水槽１１Ａの上側側壁１２ａを有さない部分に、供給路３２が接続される。水槽１１Ａは、上側側壁１２ａ、撥水粒子層１３、及び流速低減部３１で囲まれた空間を有する。
【０１４６】
または、上側側壁１２ａの上部端の一部が、供給路３２と接続されていても良い。
【０１４７】
水槽１１Ａは、側面に、液体が排出される排出口３８を有する。排出口３８は、水槽１１Ａの側面において、供給路３２の位置と対向する位置に配置されることが望ましい。つまり、排出口３８は、水槽１１Ａの液体を貯める空間を挟んで、供給路３２と対向する位置に配置される。
【０１４８】
これにより、例えば、図８Ａに示す矢印３６の向きに、液体はゆるやかに水槽１１Ａ中を流動し、排出口３８から排出される。ここで、排出口３８は、水槽１１Ａの液体排出路でもよく、水槽１１Ａの液体の一部がゆるやかに流動しながら排出されるようになっていればその形態は問わない。なお、その他については、基本構成で説明したのと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１４９】
＜撥水粒子層１３＞
撥水粒子層１３は、水槽１１Ａの下に位置し、複数の撥水粒子で構成されている。水槽１１Ａに含まれる液体が所定以下の高さを有する場合には、液体は、撥水粒子層１３を通過できない。一方、水槽１１Ａの液体が気化することにより発生する水蒸気は、撥水粒子層１３を通過する。詳細については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１５０】
＜液化層１４＞
液化層１４は、撥水粒子層１３の下に位置する。液化層１４は、撥水粒子層１３を通過した水蒸気を液化することにより淡水を得る。詳細については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１５１】
＜導入路３３＞
導入路３３は、外部槽３４と供給路３２との間に接続され、外部槽３４の液体を供給路３２に導く。図８Ｂに、液体の移動方向に対して垂直な方向で導入路３３を切断した切断面図を示す。図８Ｂに示す導入路３３は、少なくとも側壁３３ａと底面３３ｂとを有し、側壁３３ａと底面３３ｂとで囲まれた通路により、液体を供給路３２に導く。
【０１５２】
導入路３３は、外部槽３４からの液体を供給路３２に導くために、外部槽３４から供給路３２に向かう方向に下向きに傾斜していることが望ましい。つまり、導入路３３及び外部槽３４の接続部分が導入路３３及び供給路３２との接続部分よりも相対的に高い位置に配置されるように、導入路３３が形成されることが望ましい。導入路３３が下向きに傾斜していることにより、図８Ａに示す矢印３５の方向に、液体が流れる。
【０１５３】
導入路３３に所定以上の量の液体が導入することにより、液体を供給路３２に向かって導く場合には、導入路３３は傾斜を有していなくても良い。
【０１５４】
＜供給路３２＞
供給路３２は、淡水化装置１０Ｂに導入される液体の通路の一例である。供給路３２は、導入路３３と接続され、導入路３３から導入される液体を水槽１１Ａに向かって導く。供給路３２は、少なくとも側壁３２ａと底面３２ｂとを有する。図８Ｃに、液体の移動方向に対して垂直な方向で供給路３２を切断した切断面図を示す。図８Ｃに示す側壁３２ａと底面３２ｂとで囲まれた通路により、導入路３３から導入される液体を水槽１１Ａに導く。
【０１５５】
導入路３３と同様に、供給路３２及び導入路３３の接続部分から水槽１１Ａに向かって下向きに傾斜していても良い。つまり、供給路３２及び導入路３３の接続部分が供給路３２及び水槽１１Ａとの接続部分よりも相対的に高い位置に配置されるように、供給路３２が形成されることが望ましい。供給路３２が下向きに傾斜していることにより、供給路３２から水槽１１Ａに向かって、液体が流れる。
【０１５６】
例えば、傾斜は、０．００１（０．１％）以上であることが望ましい。図８Ｄに、側面から見た供給路３２の側壁３２ａを示す。図８Ｄに示す実線Ｄは、大局的な液体の流れる方向を示している。本明細書において、傾斜とは、大局的な液体の流れる方向と垂直な方向における供給路３２の長さ（Ｌａ）を、大局的な液体の流れる方向における供給路３２の長さ（Ｌａ）で割った値を意味する。または、傾斜は、大局的な液体の流れる方向における供給路３２の長さ（Ｌａ）に対する、大局的な液体の流れる方向と垂直な方向における供給路３２の長さ（Ｌａ）の割合とも表現できる。
【０１５７】
供給路３２に所定以上の量の液体が導入されることにより、液体を水槽１１Ａに向かって導く場合には、導入路３３は傾斜を有していなくても良い。
【０１５８】
なお、導入路３３及び供給路３２は、一体として形成されていても良い。以下、導入路３３及び供給路３２を含む構成を「導入路」とも表記する。
【０１５９】
＜流速低減部３１（Ｌｉｑｕｉｄ  ｓｐｅｅｄ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｐａｒｔ）＞
流速低減部３１は、供給路３２上に設けられる。流速低減部３１は、導入路３３から水槽１１Ａに供給される液体の流速を低減する。
【０１６０】
流速低減部３１は、供給路３２を流れる液体を塞ぐ位置に設けられ、液体の流速を低減する。流速低減部３１は、供給路３２における液体が流れる方向と交差する壁面を有する。
【０１６１】
供給路３２を流れる液体を塞ぐ位置とは、供給路３２の路幅（道幅）の全体に跨る位置である。この場合、流速低減部３１の壁面は、供給路３２の路幅（道幅）の全体に跨る位置に配置される。つまり、流速低減部３１の壁面は、供給路３２の路幅（道幅）の全体に跨る幅を有する。流速低減部３１の壁面は、供給路３２における液体が流れる方向と交差することにより、後述するように供給路３２を流れる液体が接触するように位置すれば良い。
【０１６２】
例えば、図９Ａに示すように、流速低減部３１は、供給路３２上に、供給路３２を液体の流れる方向と垂直な方向に、供給路３２の路幅（道幅）を塞ぐように設けられる。
【０１６３】
また、例えば、図９Ｂに示すように、流速低減部３１Ａは、供給路３２上に、供給路３２を液体の流れる方向と交差する方向に、かつ、供給路３２の道幅を塞ぐように設けられても良い。
【０１６４】
また、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、流速低減部３１は、供給路３２における液体が流れる方向と交差する壁面を有する。また、流速低減部３１は、所定以上の高さであり、かつ、供給路３２の液体が流れる部分の幅と同じ幅を有する壁部とも表すことができる。壁部は、少なくとも、供給路３２における液体が流れる方向と交差する方向に形成されている面である壁面を有する。壁面は、供給路３２における液体が流れる方向と交差する方向に形成されている部分を含んでいれば良い。
【０１６５】
ここで、「流れる液体を塞ぐ」とは、供給路３２における液体の流れを停止するように、供給路３２に流速低減部３１が配置されることを意味しない。
【０１６６】
供給路３２を流れる液体の流れと交差する位置（液体の一部の流れを遮る位置）に流速低減部３１が位置することにより、液体が流速低減部３１（特に、壁面）に接触し、液体の流れのエネルギーが減少する。液体の流れのエネルギーは、流量と流速との積で表される。流速低減部３１が液体の一部の流れを遮るように位置されることにより、少なくとも液体の流速が低減されることが望ましい。
【０１６７】
例えば、液体が流速低減部３１に接触することにより、液体の流量は増えず、かつ、液体の流速は低減する。つまり、流速低減部３１により、供給路３２における流速低減部３１の位置の後を流れる液体の流速を、流速低減部３１の位置の前を流れる液体の流速よりも、小さくできる。流速が低減した液体は、水槽１１Ａに導かれる。
【０１６８】
さらに、液体が流速低減部３１に接触することにより、液体の流速が増えず、かつ、液体の流量は低減する。つまり、流速低減部３１により、供給路３２における流速低減部３１が位置する位置の後を流れる液体の流量は、流速低減部３１が位置する位置の前を流れる液体の流量よりも、小さくできる。流量が低減した液体は、水槽１１Ａに導かれる。
【０１６９】
これにより、供給路３２と接続される水槽１１Ａの直下近傍の位置（液体の導入位置）に、導入される液体のエネルギーを低減できる。そのため、液体の流れにより、撥水粒子層１３に加わる力を低減できるため、撥水粒子層１３の削れる量（水槽１１Ａに浮く撥水粒子の量）を低減できる。
【０１７０】
流速低減部３１は、複数の礫、コンクリート等により構成される。流速低減部３１の一例は複数のテトラポットで構成される土手である。
【０１７１】
図９Ｃに、液体の流れる方向と垂直な断面における供給路３２及び流速低減部３１の一例を示す。例えば、図９Ｃに示すように、流速低減部３１は、液体の流れる方向と垂直な断面における供給路３２の大きさよりも小さい複数の開口３１ａ、３１ｂを有する。なお、流速低減部３１の壁面に、複数の開口３１ａ、３１ｂを有するとも表現できる。
【０１７２】
図９Ｄに、液体の流れる方向と垂直な断面における供給路３２を示す。図９Ｄに示すように、液体の流れる方向と垂直な断面における供給路３２の大きさとは、２つの側壁３２ａと、底面３２ｂと、側壁３２ａの一方の上端部から他方の上端部までの仮想的な線（線４３）とで囲まれる領域４２を意味する。
【０１７３】
図９Ｅに、液体の流れる方向と垂直な断面における供給路３２及び流速低減部３１の一例を示す。図９Ｅに示すように、流速低減部３１は、複数の開口を有する必要は無い。液体の流れる方向と垂直な断面において、流速低減部３１が有する開口の総面積が、供給路３２の面積よりも小さければ良い。
【０１７４】
または、供給路３２を流れる液体のエネルギー（流量×流速）を所定の範囲にする場合、図９Ｆに示すように、流速低減部３１は、供給路３２を流れる液体のエネルギー（流量又は流速）が最も小さい場合の液体の断面積よりも小さい開口３１ｄ、３１ｅを有する。
【０１７５】
なお、流速低減部の開口は、球、楕円、四角形、多角形等の形状に依存せず、断面の面積が上述の条件を満たしていれば良い。また、開口は、流速低減部３１における少なくとも所定以上の高さに位置することが望ましい。開口の位置は液体の流量に依存して適切に設定すべきであるが、例えば、開口の位置は、供給路３２を流れる液体の水面の高さに対して、２分の１以上の高さである。
【０１７６】
これにより、供給路３２を流れている液体の少なくとも一部は、流速低減部３１に接触する。流速低減部３１は、液体の流れの障害物になり、液体の全体としてのエネルギーを低減させることができる。このように、液体は、開口を介して、流速低減部３１の内部を通過することで、流速又は流量が低減される。
【０１７７】
また、流速低減部３１は、内部を液体が通過せず、かつ、所定以下の高さを有していても良い。例えば、液体が供給路３２の底面から流速低減部３１の側壁３３ａの上端部までの高さよりも大きなエネルギーを有している場合、液体は流速低減部３１を乗り越えて、供給路３２を流れる。液体は、流速低減部３１を乗り越えることにより、エネルギーが低減する。このように、液体に流速低減部３１を乗り越えさせることで、液体の流速又は流量が低減されてもよい。
【０１７８】
供給路３２を流れる液体のエネルギー（流量×流速）を所定の範囲にする場合、供給路３２の液体の流れる方向における断面において、供給路３２を流れる液体のエネルギー（流量又は流速）が最も大きい場合の液体の水面（液体層の上端部）の高さよりも大きいことが望ましい。十分に液体のエネルギーを低減することができない可能性があるためである。例えば、流速低減部３１は、流速低減部３１の位置を通過する前の液体の水面よりも大きい高さを有する。液体の水面は液体の流量に依存するため、流速低減部３１は、例えば、図８Ｃに示す側壁３２ａと同じ高さを有しても良い。
【０１７９】
例えば、流速低減部３１は、図８Ｃに示す側壁３２ａの高さの８割以上より大きく、かつ、側壁３２ａより小さい高さを有する。
【０１８０】
ここで、図１０Ａ及び図１０Ｂに、流速低減部の形状の一例を示す。図１０Ａに示す流速低減部３１の形状は、半円柱である。また、図１０Ｂに示す流速低減部３１０の形状は、異なる底角を有する三角柱であってもよい。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す流速低減部のハッチングの領域は、供給路３２の側壁３２ａと接する。供給路３２と接する面において、流速低減部３１０の淡水化装置１０Ｂ側の底角Ａは、淡水化装置１０Ｂと反対側の底角Ｂより小さい。
【０１８１】
供給路３２に、図１０Ｂに示す流速低減部３１が配置された場合、液体は、面３１２に接触し、流速低減部３１０を乗り越え、面３１１の上を移動する。面３１１の上を移動した液体が水槽１１Ａに導入される。
【０１８２】
これにより、液体が面３１２に接触し、液体のエネルギーが低減される。さらに、面３１２の高さから供給路３２の底面の高さまで移動する際に、液体の流速の増加を低減できる。面３１２は、上述の壁面に相当する。
【０１８３】
また、流速低減部３１０が開口３１ａ等を有する場合、液体が面３１２に接触した後、開口を介して流速低減部３１０の内部を通過する（染み入って染み出す）ことで、液体の流速を低減できる。
【０１８４】
なお、流速低減部３１の形状は、これらの例に限られず、直方体でもよい。また、流速低減部３１の形状は、角が丸められた三角柱又は直方体でもよい。流速低減部３１の角とは、断面において、鋭角を形成する部分を意味する。
【０１８５】
以上のように、本実施の形態の淡水化システム３０は、流速低減部３１を有することにより、特に、供給路３２と接続された水槽１１Ａの直下近傍（液体の導入位置）に、導入される液体のエネルギーを低減できる。流速低減部３１が無い場合と比較して、低いエネルギー（少なくともかな低い流速）を有する液体を水槽１１Ａに導入できる。それにより、撥水粒子層１３の削れるのを抑制（撥水粒子層１３の撥水粒子の移動を抑制）できるので、淡水化できないという不具合を低減できる。
【０１８６】
液体が、水槽１１Ａの位置毎に異なる流速を有する場合には、撥水粒子が削れることにより形成される凹部の深さが異なる。そのため、撥水粒子層１３の表面でおおよそ一定の流速で液体が流れることが望ましい。
【０１８７】
供給路３２は、液体の流れる方向において、流速低減部３１の位置より水槽１１Ａ側に一定以上の長さを有することが望ましい。つまり、供給路３２は、流速低減部３１の位置と、供給路３２及び水槽１１Ａとの接続部の位置との間に、所定以上の長さを有する。所定以上の長さは、流速、流量、又は流速低減部３１の高さに依存する。例えば、供給路３２は、流速低減部３１の位置と、供給路３２及び水槽１１Ａとの接続部の位置との間に、流速低減部３１の高さに対して２倍以上の長さを有することが望ましい。
【０１８８】
流速低減部３１は液体の障害物であるので、液体のエネルギーを損失させることに加えて、液体の流れの方向を局所的に変化させる。流速低減部３１を通過する前の液体は、供給路３２の幅方向又は深さ方向に対して、おおよそ定常流である。一般的に、流路を上面から見た時、相対的に、中心部における液体は流速が大きく、周辺部における液体は流速が小さい。しかし、周辺部から中心部に向かって徐々に流速が大きくなる。
【０１８９】
しかし、流速低減部３１を通過した後の液体は、局所的に異なる方向の流れを有する可能性が高い。局所的に異なる流れを有する液体が水槽１１Ａに供給された場合、撥水粒子層１３は、水槽１１Ａの位置に応じて深さの異なる凹部を有する恐れがある。特に、水槽１１Ａ及び供給路３２の接続部分の近傍に位置する撥水粒子層１３の一部が、液体が有する局所的な流れによって、削れやすくなる可能性がある。このような状態が続いた場合、撥水粒子層１３は、局所的に深い凹部を有する。
【０１９０】
このとき、撥水粒子層１３の決壊を防ぐため、水槽１１Ａに、最も深い凹部の深さに対応する量の液体が導入される必要がある。しかし、液体の水面から最も深い凹部の表面までの長さに合わせて、液体を導入した場合、液体の水面から凹部が形成されていない部分の表面までの長さは、最適な液体層の厚みよりも小さくなる可能性がある。また、淡水化処理を効率的に進めるために最適な液体の量よりも少なくなる可能性がある。また、局所的な流れの変化により形成された凹部の深さを検出することは難しく、凹部の深さに対応する液体の量を供給することができない可能性がある。よって、局所的に深い凹部の形成を抑制するように、水槽１１Ａに対して、おおよそ定常的な流れを有する液体が供給されることが望ましい。
【０１９１】
供給路３２が液体の流れる方向において、流速低減部３１の位置より水槽１１Ａ側に一定以上の長さを有することにより、流速低減部３１により発生する局所的な流れの変化が低減されるように液体の流れを形成できる。
【０１９２】
また、水槽１１Ａと接続される箇所における供給路３２の幅は、水槽１１Ａの幅に対して、所定以上の割合の大きさを有することが望ましい。
【０１９３】
供給路３２の幅は、水槽１１Ａ及び供給路３２の接続部分を含む辺の長さ、又は水槽１１Ａ及び供給路３２の接続部分付近の幅である。また、水槽１１Ａの幅は、水槽１１Ａ及び供給路３２の接続部分を含む辺の長さ、又は水槽１１Ａ及び供給路３２の接続部分の付近の幅である。
【０１９４】
供給路３２及び水槽１１Ａの幅は、液体の流れる方向に対して、およそ垂直な方向を意味する。供給路３２が所定以上の幅を有することにより、さらに液体の流れを定常にすることができ、撥水粒子層１３が削れるのを低減できる。
【０１９５】
また、流速低減部３１の位置から水槽１１Ａまでの位置における供給路３２の底面は、水槽１１Ａの底面（撥水粒子層１３の表面）とおおよそ同じ傾斜を有することが望ましい。これにより、供給路３２と水槽１１Ａとの接続部分での液体の流れの変化が低減でき、撥水粒子層１３が削れるのを低減できる。
【０１９６】
なお、撥水粒子層１３が削れるのを抑制するための構成は、上述した例に限られない。その例を、変形例として以下説明する。
【０１９７】
（変形例１）
図８Ａに示すように、外部槽３４から導入路３３を介して、矢印３５に示される向きで、供給路３２に液体が導入される。ここで、導入路３３に高低差がある場合には、矢印３５で示される方向の液体の流速が非常に大きく、流速低減部３１だけでは、十分に液体の流速（水流）を低減できない場合も考えられる。
【０１９８】
そこで、本変形例に示す淡水化システムは、導入路３３と供給路３２との接続部分に位置される流量調整部３２０により、導入路３３を流れる液体の流速を低減する。
【０１９９】
流量調整部３２０は、導入路３３又は導入路３３及び供給路３２の接続部分の上に、導入路３３を液体の流れる方向と交差する方向に、かつ、導入路３３の道幅を塞ぐように設けられても良い。なお、上述のように、導入路３３及び供給路３２を含む構成を「導入路」とも表記するので、「導入路３３又は導入路３３及び供給路３２の接続部分の上」を、「導入路の上」とも表記する。
【０２００】
流量調整部３２０は、所定以上の高さであり、かつ、供給路３２の液体が流れる部分の幅と同じ幅を有する壁部とも表すことができる。流量調整部３２０は、流速低減部３１と同様の構成でも良い。
【０２０１】
流量調整部３２０は、供給口３２１を有することが望ましい。供給口３２１を介して、淡水化装置１０Ｂの外部から供給路３２に液体が供給される。
【０２０２】
図１１〜図１３Ｂに、実施の形態１の変形例１における流量調整部３２０及び供給口３２１の構成の一例を示す。
【０２０３】
少なくとも、流量調整部３２０に位置する供給口３２１の大きさは、図８Ｂに示す導入路３３の開口の大きさよりも小さい。
【０２０４】
液体の流れる方向と垂直な断面における流量調整部３２０の大きさとは、２つの側壁３３ａ（側壁３２ａ）と、底面３３ｂ（底面３２ｂ）と、側壁３３ａ（側壁３２ａ）の一方の上端部から他方の側壁３３ａ（側壁３２ａ）の上端部までの仮想的な線で囲まれる領域を意味する。図９Ｄに示す領域４２と同様の趣旨である。
【０２０５】
例えば、図１１に示されるように、流量調整部３２０に１つの供給口３２１で形成されてもよい。この構成により、導入路３３を流れる液体を一定の流量を上限に通過させることができるので、流速を低減させてから、供給路３２に液体を供給することができる。
【０２０６】
また、供給口３２１は、例えば、図１２Ｂに示されるように、液体が流れる方向に対して垂直方向に複数の開口で形成されているとしてもよい。
【０２０７】
この構成により、導入路３３を流れる液体を一定の流量を上限に通過させることができるので、流速を低減させてから、供給路３２に液体を供給することができる。さらに、図１２Ａに示すように、複数の供給口３２１から供給路３２に液体を供給できるため、流速低減部３１を通り抜けた後（乗り越えた後）、供給路３２の位置に依存せず、およそ一定の量で水槽１１Ａに液体を供給できる。概念的な表現を用いると、供給路３２から水槽１１Ａに、面の状態で、液体を導入できる。つまり、水槽１１Ａ（撥水粒子層１３）の位置に寄らず、おおよそ一定のエネルギーを有する液体を導入できる。さらに、撥水粒子層１３の局所的に削れることを抑制できる。
【０２０８】
特に、水槽１１Ａに液体が入っていない状態から液体を導入し始める場合において、少ない数の供給口３２１で液体を供給することにより、導入路３３及び供給路３２を流れる液体の水量が少なくなる。そのため、供給路３２の位置に応じて、流れる液体の量が異なることがある。このとき、図１１に示すように、液体が供給路３２の全体を流れず、複数の水道ができた状態で水槽１１Ａに液体が供給され、水槽１１Ａ中を流れる。その結果、撥水粒子層１３の上面において、液体層が形成される部分と液体層が形成されていない部分とができる。
【０２０９】
液体が流れていない部分と液体が流れている部分とができることにより、液体が流れていない部分では撥水粒子層１３は削れないのに対して、液体が流れている部分では撥水粒子層１３が削れることになる。これにより、撥水粒子層１３の上面全体に液体層が形成されている場合に比べて、撥水粒子層１３が削れることによる表面の高さの差異が大きくになる可能性がある。
【０２１０】
よって、図１２Ａのように、供給口３２１の大きさが同じ場合には、供給口３２１の数を増やすことによって、水槽１１Ａに液体を導入し始めた時でも、撥水粒子層１３の削れることによる、撥水粒子層１３の表面の高さの差異を低減することができる。
【０２１１】
供給路３２における二つの側壁３２ａの付近と、中心付近とに、それぞれ供給口３２１を有することが望ましい。これにより、供給路３２の幅方向の全体に液体を流すことができる可能性が大きくなり、撥水粒子層１３の削れることによる、撥水粒子層１３の表面の高さの差異をより低減することができる。
【０２１２】
また、供給口３２１は、例えば、図１３Ｂに示されるように、液体が流れる方向に対して垂直方向にスリット形状の開口で形成されているとしてもよい。
【０２１３】
この構成により、導入路３３を流れる液体を一定の流量を上限に通過させることができるので、流速を低減させてから、供給路３２に液体を供給することができる。さらに、図１３Ａに示すように、流速低減部３１への液体の供給が線もしくは面となるので、流速低減部３１を通り抜けた後（乗り越えた後）の液体を面で流すことができる。つまり、この場合には、導入路３３を流れる液体の流速を低減させてから、供給路３２に液体を面で供給することができるので、撥水粒子層１３の削れの発生を抑制する効果を高めることができる。
【０２１４】
（変形例２）
本変形例では、変形例１とは異なる場合の例を説明する。
【０２１５】
図１４は、実施の形態１の変形例２における淡水化システムの構成を示す断面図の一例である。図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施の形態１の変形例２における流速低減部の設置方法の一例を示す図である。
【０２１６】
本変形例は、淡水化装置１０Ｂと流速低減部３１との間の供給路３２にプール槽を設けることで、供給路３２を流れる液体の流速を低減させる。
【０２１７】
図１４に示す淡水化システム３０Ａは、淡水化装置１０Ｂと、流速低減部３１と、プール槽３７とを備える。
【０２１８】
プール槽３７は、淡水化装置１０Ｂと流速低減部３１との間の供給路３２に、供給路３２導入路の路幅（道幅）を塞ぐよう設けられた開口と、その開口を介して液体を溜めてあふれた分を供給路３２（具体的には供給路３２ｃ）に排出する空間とを有する。
【０２１９】
この構成により、流速低減部３１を通過後（乗り越えた後）の液体をさらに、プール槽３７に溜めてあふれた分を供給路３２ｃに排出することで、供給路３２ｃと接続された水槽１１Ａの直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができる。それにより、撥水粒子層１３の削れの発生を抑制することができる。
【０２２０】
ここで、流速低減部３１は、図９Ａ及び図９Ｂに示したのと同様に、供給路３２の路幅（道幅）すべてを塞ぐ位置に設けられる。具体的には、例えば図１５Ａに示すように、流速低減部３１は、プール槽３７の上流側の供給路３２上に、供給路３２を液体の流れる方向と垂直な方向に、供給路３２の路幅（道幅）を塞ぐように設けられることで、流れる液体を塞ぐとしてもよい。また、例えば図１５Ｂに示すように、流速低減部３１Ａは、プール槽３７の上流側の供給路３２上に、供給路３２を液体の流れる方向と交差する方向に、かつ、供給路３２の路幅（道幅）を塞ぐように設けられることで、流れる液体を塞ぐとしてもよい。
【０２２１】
以上、本変形例によれば、プール槽３７を備えることで、供給路３２において流速低減部３１を通過後（乗り越えた後）に流れる液体の流速をさらに緩和させてから、水槽１１に液体を供給することができるので、撥水粒子層１３の削れの発生を抑制する効果を高めることができる。
【０２２２】
なお、本変形例では、淡水化装置１０Ｂと流速低減部３１との間の供給路３２にプール槽を設ける例を説明したが、それに限らない。図１６に示すように、供給路３２の流速低減部３１の上流側に、供給路３２の路幅（道幅）を塞ぐよう設けられた開口と、この開口を介して液体を溜めてあふれた分を供給路３２に排出する空間とを有するプール槽を備えるとしてもよい。ここで、図１６は、実施の形態１の変形例２における淡水化システム３０Ｂの構成を示す断面図の別の一例を示す図である。
【０２２３】
（変形例３）
なお、基本構成で説明した淡水化装置１０、１０Ａを用いて淡水化処理を行いつづけると、水槽１１の液体に溶解する不純物濃度が向上して、撥水粒子層１３に不純物が析出してしまう場合がある。例えば、液体が海水の場合、海水塩分濃度が上昇することで水槽１１の海水濃度が上昇し、飽和塩分濃度になることで、撥水粒子層１３に塩が析出してしまう場合がある。このような場合、蒸留効率は低下してしまう。
【０２２４】
また、水槽１１に溜められた液体中にもともと不純物が混入していた場合も、液体を蒸留（淡水化）することで撥水粒子層１３にその不純物の析出物が発生してしまい、蒸留効率が低下してしまう。
【０２２５】
それに対して、実施の形態１、変形例１及び変形例２では、水槽１１Ａに排出口３８を設けている。これにより、供給路３２から排出口３８に向かう方向に、水槽１１Ａの液体はゆるやかに流動しながら排出されるので、不純物濃度の上昇を抑制できる。
【０２２６】
本変形例では、実施の形態１、変形例１及び変形例２に示す排出口を有することに加えて、撥水粒子層の上面を傾斜させ、撥水粒子層上の液体が常に流動するようにすることで、撥水粒子層上に析出物を滞留させないようにする場合の例について説明する。
【０２２７】
図１７は、実施の形態１の変形例３における淡水化システム３０Ｃの構成を示す断面図の一例を示す図である。なお、図３及び図８Ａ〜Ｄ同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０２２８】
図１７に示す淡水化システム３０Ｃは、淡水化装置１０Ｃと、流速低減部３１とを備える。
【０２２９】
淡水化装置１０Ｃは、図８Ａに示す淡水化装置１０Ｂに対して、水槽１１Ｂと、撥水粒子層１３Ａと、液化層１４Ａとの構成が異なる。
【０２３０】
より具体的には、水槽１１Ｂは、液体を貯める空間を有しており、重力方向と垂直な面に対して、導入路３３から排出口３８に向かうほど低くなるように傾斜するように設けられている。その他の構成については、水槽１１Ａと同様であるため、説明を省略する。
【０２３１】
撥水粒子層１３Ａの上面は、重力方向と垂直な面に対して、導入路３３から排出口３８に向かうほど低くなるように傾斜している。本実施の形態では、撥水粒子層１３の下面は、重力方向と垂直な面に対して、導入路３３から排出口３８に向かうほど低くなるように傾斜している。なお、水槽１１Ｂを傾斜させるためには、撥水粒子層１３Ａの上面だけ傾斜させていればよい。さらに、撥水粒子層１３Ａの下面も傾斜させることで、撥水粒子層１３Ａの厚みを均一に形成することができ、撥水粒子層１３Ａを容易に形成でできるという効果がある。その他の構成については、撥水粒子層１３と同様であるため、説明を省略する。
【０２３２】
液化層１４Ａは、撥水粒子層１３Ａの下面と平行な上面を有するように形成される。その他の構成については、液化層１４と同様であるため、説明を省略する。
【０２３３】
この構成により、上流から液体を供給し、淡水化済（蒸溜済）の液体をどんどん押し出すことができる。つまり、撥水粒子層１３Ａ上（水槽１１Ｂ）の液体が常に流動するようにでき、撥水粒子層上に析出物が滞留しないようにすることができる。それにより、蒸留効率の低下を抑制することができる。
【０２３４】
なお、上述した傾斜の勾配は、自然と液体が流れる勾配である例えば０．１以上あればよいが、これに限られず、水槽１１Ｂの液体が常に流動する勾配であればよい。
【０２３５】
また、上述した傾斜の傾斜面は、太陽光を効率よく受けるように形成されればよく、例えば北半球では南向きに形成され、南半球では北向きに形成されればよい。
【０２３６】
以上のように、本発明の一態様に係る淡水化システム及び淡水化方法淡水化システムによれば、導入路と接続された水槽の直下近傍（液体導入場所）に、緩やかな流速で液体を導入することができるので、撥水粒子層の削れの発生を抑制することができる。それにより、淡水化できないという不具合を低減することができる。
【０２３７】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る淡水化システム及び淡水化方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０２３８】
例えば、実施の形態１の淡水化システムに、図４に示す基本構成の淡水化システムが有する水門を備える構成としてもよいし、図６に示す基本構成の淡水化システムが有する水門、水門制御部、排水管及び排出弁等を備える構成としてもよい。同様に基本構成で説明した淡水化システムの一部の態様を実施の形態１の淡水化システムに自由に組み合わせてよい。
【産業上の利用可能性】
【０２３９】
本発明は、海水を淡水化する又は塩として析出可能な不純物を蒸留する淡水化システム及び淡水化方法などに利用することができる。
【符号の説明】
【０２４０】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、７０  淡水化装置
１１、１１Ａ、１１Ｂ、７１  水槽
１２、７２  容器
１２ａ、７２ａ  上側側壁
１２ｂ、７２ｂ  下側側壁
１２ｃ、７２ｃ  底板
１３、１３Ａ、７３  撥水粒子層
１４、１４Ａ、７４  液化層
１５、７５、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅ、７５ｆ、７５ｇ  液体層
１６  淡水
１７  フタ
２０、２０Ａ、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ  淡水化システム
２１  導入通路
２２  水門
２３、３４  外部槽
２４  排水通路
２６  排水管
２７  排出弁
２８  水門制御部
３１、３１Ａ、３１０  流速低減部
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅ  開口
３２、３２ｃ  供給路
３２ａ、３３ａ  側壁
３２ｂ、３３ｂ  底面
３３  導入路
３５、３６矢印
３７  プール槽
３８  排出口
４２  領域
４３  線
９０、９１、９３、９５、９８  凹部
９２、９４、９６、９７、９９  凸部
３１１、３１２  面
３２０  流量調整部
３２１  供給口
７３１  撥水粒子
７３２、７３３、７３４  撥水粒子群
【要約】
本開示の淡水化システム等は、水槽（１１）と、水槽（１１）の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層（１３）と、撥水粒子層（１３）の下に位置し、撥水粒子層（１３）を通過した水蒸気を液化することにより上記淡水を得る液化層（１４）と、液体を水槽（１１）に供給するための液体の供給路（３２）の導入路と、供給路（３２）の導入路上に、供給路（３２）における液体が流れる方向と交差する壁面を有し、かつ、蒸気液体の流速を低減するための流速低減部（３１）とを備える。【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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