(57)【要約】【課題】自然エネルギーである太陽光を利用して、淡水化装置内の海水の如き塩類含有水を効率よく蒸発させ、この蒸発気流を効率よく凝縮して淡水化する。【解決手段】密閉された構造物の内部を上部が連通するように仕切り、仕切られた一方の区画を塩類等含有水の流入口及び蒸発濃縮した塩類含有水の排出口を持つ蒸発室２、もう一方の区画を凝縮水の取出口を持つ凝縮室３とし、該蒸発室の上面や前面は太陽光を透過する部材５で構成し、該凝縮室の外面には凝縮効果を高めるためにフィン８及び／又は冷却水路１５を設けたことを特徴とする塩類等含有水の淡水化装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された構造物の内部を上部が連通するように仕切り、仕切られた一方の区画を塩類等含有水の流入口及び蒸発濃縮した塩類含有水の排出口を持つ蒸発室、もう一方の区画を凝縮水の取出口を持つ凝縮室とし、該蒸発室の上面や前面は太陽光を透過する部材で構成し、該凝縮室の外面には凝縮効果を高めるためにフィン及び／又は冷却水路を設けたことを特徴とする塩類等含有水の淡水化装置。
【請求項２】
前記蒸発室内に塩類等含有水を薄膜状で流下させるように勾配を持ったトレイを多段で設けるとともに、最上部の該トレイには塩類等含有水を流入させるための樋を設けることを特徴とする請求項１記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【請求項３】
前記蒸発室と前記凝縮室が両室を区画する仕切の両側にあるように構成され、前記蒸発室が太陽光の入射する側に面するように、また前記凝縮室側が太陽光の入射する側と反対側に面するように設置し、両室の仕切によって凝縮室側が日陰となるようにすることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【請求項４】
前記凝縮室の外面板の内側によって水の凝縮面を形成し、前記凝縮面が波板状又は小さな凸凹を多数有し、凝縮面積を増やしたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【請求項５】
太陽光を透過する部材がガラスであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、海水、塩水等の塩類等含有水の淡水化装置に係り、乾燥地、砂漠あるいは孤島などにおいて、自然エネルギーを利用して、塩類等含有水、特に、塩水から淡水を採取するのに好適な淡水化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
海水や塩性地下水の淡水化は、砂漠あるいは孤島などにおいては、欠くことのできない装置であるが、現在では、石油を燃やしたり、逆浸透（ＲＯ）膜を使うなど、大量のエネルギーを消費して行う方法が一般的であり、そのような装置自体は本質的に環境を汚染してしまう。
一方、自然エネルギーである太陽熱を利用した淡水化装置も知られている。例えば、特許文献１あるいは特許文献２には簡易淡水化装置が記載されているが、構造が複雑で設備費が高くなる。さらに、太陽光を専用の集光装置を用いて集光させ、その熱エネルギーを使った蒸発装置などがある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５６３４１号公報
【特許文献２】
特開平１１−２０７３１８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来技術の装置は省スペースであるが、複雑で設備費が高く、また電気や化石燃料を使うためにランニングコストがかかるという欠点がある。
本発明は、上記問題点を解決し、自然エネルギーである太陽熱を利用して、塩類等含有水を効率よく蒸発させ、また、効率よく凝縮して淡水化できる塩類等含有水の淡水化装置を提供することを課題としている。又、できるだけ単純な機構で脱塩し得る、ランニングコストの安い淡水化装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記の手段により前記課題を解決した。
（１）密閉された構造物の内部を上部が連通するように仕切り、仕切られた一方の区画を塩類等含有水の流入口及び蒸発濃縮した塩類含有水の排出口を持つ蒸発室、もう一方の区画を凝縮水の取出口を持つ凝縮室とし、該蒸発室の上面や前面は太陽光を透過する部材で構成し、該凝縮室の外面には凝縮効果を高めるためにフィン及び／又は冷却水路を設けたことを特徴とする塩類等含有水の淡水化装置。
（２）前記蒸発室内に塩類等含有水を薄膜状で流下させるように勾配を持ったトレイを多段で設けるとともに、最上部の該トレイには塩類等含有水を流入させるための樋を設けることを特徴とする前記（１）記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【０００６】
（３）前記蒸発室と前記凝縮室が両室を区画する仕切の両側にあるように構成され、前記蒸発室が太陽光の入射する側に面するように、また前記凝縮室側が太陽光の入射する側と反対側に面するように設置し、両室の仕切によって凝縮室側が日陰となるようにすることを特徴とする前記（１）又は（２）記載の塩類等含有水の淡水化装置。
（４）前記凝縮室の外面板の内側によって水の凝縮面を形成し、前記凝縮面が波板状又は小さな凸凹を多数有し、凝縮面積を増やしたことを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載の塩類等含有水の淡水化装置。
（５）太陽光を透過する部材がガラスであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載の塩類等含有水の淡水化装置。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、凝縮室３の壁側に空冷（冷却）用フィン８を取り付けた、本発明の塩類等含有水（海水）の淡水化装置１の一実施形態を示す断面図であり、図２は、凝縮室３の壁側に冷却水用配水管１５を取り付けた壁側の一実施形態を模式的に示す正面図である。
次に、図１の凝縮室の壁側に冷却用フィン８を取り付けた淡水化装置の断面図に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
密閉された淡水化装置１の内部は上部が連通するように仕切板４で仕切り、仕切られた一方の区画を塩類等含有水の流入口９及び蒸発濃縮した塩類等含有水の排出口１０を持つ蒸発室２、もう一方の区画を凝縮水の取出口１３を持つ凝縮室３とし、淡水化装置の上面や前面（蒸発室２側）はガラス板５などの太陽光を透過する部材で構成する。図１ではガラス板を使用しているが、本発明はこれに限定されず、ポリエチレン、ポリプロピレンあるいはアクリル樹脂の如きプラスチック板等でもよい。要するに、取り扱い易く、太陽光が透過して蒸発室２内での集熱が可能であり、強度的に優れ、耐候性のある材質であれば、どのようなものでもかまわない。なお、仕切板４の材質も限定されるものではなく、気体不透過性であれば適宜選択することができる。
【０００９】
凝縮室３の外側には凝縮効果を高めるために冷却用フィン８又は冷却水路（図２では冷却水用配水管）が設けられている。図２に示される態様では冷却水路の海水排出口１７から出る海水は温度が上昇しているので、そのまま蒸発室２の海水流入口９に導入されるようにしている。
蒸発した水分を凝縮させる手段として空冷（冷却）用フィン８を用いる場合は、外気温で冷却する。材質としては、銅やアルミニウム等の熱伝導性の良いものを使用する。空冷用フィン８の形状面積等は、淡水化装置に要求される淡水の凝縮量に応じ、適宜設計することができる。
冷却水路の冷却水としては、たとえば、深層水を用いれば水温の低い水が安価に得られる。
もちろん、空冷用フィン８と冷却水路を併用することは何ら差し支えない。
【００１０】
更に詳しい態様では、蒸発室２内に塩類等含有水（海水）を薄膜上で流下させるように勾配を持ったトレイ６を多段で設け、最上部のトレイ６には塩類等含有水を流入させるために樋６ａを設ける。
トレイ６の材質も平面性の良いものであれば、自由に選ぶことができる。例えば、鉄、銅、アルミニウム等の金属板、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等のプラスチック板、織物あるいは不織布等を挙げることができる。
【００１１】
更に、凝縮室３側が日陰になるように設置する関係で、蒸発室２側が太陽光Ｌが入る南（南半球では逆になる。）に面し、凝縮室３側が北に面するように設置し、両室を区画する仕切板４で仕切ることにより凝縮室３側が日陰となるようにする。前記構造とすることにより、蒸発室２で蒸発した水蒸気１１は上昇気流となり、装置の上方で蒸発室２から凝縮室３に移動し、凝縮室３の壁面（凝縮面７）で冷却されて凝縮し、水滴１２を生成する。又、凝縮室３の内側は波板状又は小さな凸凹を多数有する凝縮板を設けることによって、凝縮面積を増やすことが望ましい。
【００１２】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の主旨から逸脱しない限り適宜変更することができる。従って、本発明の範囲は以下の実施例により何ら制限されるものではない。
【００１３】
実施例１
実験装置の大きさは、奥行き２，０００ｍｍ（蒸発室１，５００ｍｍ、凝縮室５００ｍｍ）、幅２，０００ｍｍ、凝縮室側の後端の高さ１，８００ｍｍ、蒸発室側の前端の高さ１，２００ｍｍ、蒸発室と凝縮室の仕切板の高さ１，５００ｍｍ、屋根部は透明ガラスとした。実験装置は蒸発室側を南側、凝縮室側を北側に設置し、凝縮室側の壁はフィンを取り付けた空冷式と海水を通水して冷却する水冷式の二種類の方式を比較できるように取り外し式のパネルとした。水冷式の場合は図２のように上部から海水を通水した。実験装置内にはトレイ（１，８００ｍｍ×１，０００ｍｍ）を５枚傾斜させて取り付けた。その傾斜角度は５度であった。外気温は２８℃、蒸発室及び冷却用配水管へ入れる供試海水の水温は２０℃であった。
【００１４】
実験の結果、空冷式の場合の回収凝縮水量は、１日あたり１９リットルであり、蒸発室の上部トレイの単位面積あたり１０．６リットル／ｍ2 ・日であった。水冷式の場合の回収凝縮水量は、１日あたり２４リットルであり、蒸発室の上部トレイの単位面積あたり１３．３リットル／ｍ2 ・日であった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の塩類等含有水の淡水化装置により、自然エネルギーである太陽熱を利用し、塩類等含有水の塩水を効率よく蒸発させ、凝縮して淡水化することができた。その結果、淡水が日常的に不足する孤島や砂漠等の乾燥地帯で、大量の淡水を安価に採取することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】凝縮室の壁側に冷却用フィンを取り付けた、本発明の塩類等含有水（海水）の淡水化装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】凝縮室の壁側に冷却水用配水管を取り付けた一実施形態を模式的に示す正面図である。
【符号の説明】
１    淡水化装置
２    蒸発室
３    凝縮室
４    仕切板
５    ガラス面
６    トレイ
６ａ  樋
７    凝縮面
８    空冷用フィン
９    海水流入口
１０    海水排出口
１１    水蒸気
１２    水滴
１３    凝縮水取出口
１４    凝縮室壁面
１５    冷却用配水管
１６    冷却水（海水）流入口
１７    冷却水（海水）排出口
Ｌ    太陽光
【図１】
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【図２】
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