(57)【要約】【課題】溶媒抽出装置の熱伝導率を高め、溶媒の抽出効率を高める。【解決手段】溶媒抽出装置１の外壁１１と伝熱膜２１との間又は伝熱膜２１，２１どうしの間に、第１網目空間３４を有する網構造の第１介在層３１を介在させ、第１網目空間３４に海水等の溶液を通す。蒸留膜２２と外壁１２との間又は蒸留膜２２，２２どうしの間に、第２網目空間３５を有する網構造の第２介在層３２を介在させ、上記第１網目空間３４を通過後の溶液を高温にして第２網目空間３５に通す。伝熱膜２１と蒸留膜２２との間に、第３網目空間３６を有する網構造の第３介在層３３を介在させる。第１、第２介在層３１，３２として、例えば樹脂を用い、第３介在層３３より溶液に対する耐蝕性を高くする。第３介在層３３として、例えば金属を用い、第１、第２介在層３１，３２より熱伝導率を高くする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出装置であって、
気体及び液体の透過を阻止し熱伝達可能な第１の伝熱膜と、
気体の透過を許容し液体の透過を阻止する第１の蒸留膜と、
上記溶液を通す第１網目空間を有する網構造をなして、上記第１伝熱膜と、外壁又は上記第１伝熱膜と同じ第２の伝熱膜との間に介在された第１介在層と、
上記第１網目空間を通過後の溶液を上記第１網目空間での温度より高温の状態で通す第２網目空間を有する網構造をなして、上記第１蒸留膜と、他の外壁又は上記第１蒸留膜と同じ第２の蒸留膜との間に介在された第２介在層と、
第３網目空間を有する網構造をなして、上記第１伝熱膜と上記第１蒸留膜との間に介在された第３介在層と、
を備え、上記第１介在層及び第２介在層が、上記第３介在層より上記溶液に対する耐蝕性が高く、上記第３介在層が、上記第１介在層及び上記第２介在層より熱伝導率が高いことを特徴とする溶媒抽出装置。  
【請求項２】
上記第１介在層及び第２介在層が樹脂にて構成され、上記第３介在層が金属にて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の溶媒抽出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、海水等の溶液から淡水等の溶媒を抽出する装置に関し、特に膜蒸留法（MD（Memblen  Distillation）法）による溶媒抽出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の溶媒抽出装置は、蒸留器を備えている。特許文献１の蒸留器では、下から底板、網材、不透膜、網材、疎水膜、網材、受光パネルが順次積層されている。海水を、先ず、底板と不透膜との間の網材の網目空間に通す。このとき、海水が、後述する水蒸気の凝縮潜熱を不透膜を介して受け取り、昇温する。上記網目空間から出た海水を、調節槽を経由して、疎水膜と受光パネルとの間の網材の網目空間に通す。このとき、海水が受光パネルからの太陽熱で加熱され、海水中の水分が蒸発する。この水蒸気が、疎水膜を透過して、不透膜と疎水膜との間の網材の網目空間に入る。この水蒸気が、不透膜を介して、底板と不透膜との間の網材を通る海水により冷却され、凝縮して淡水になる。これにより、海水から淡水を取り出すことができる。
【０００３】
底板と不透膜との間の網材は、プラスチックにて構成されている。疎水膜と受光パネルとの間の網材は、ブチルゴムにて構成されている。不透膜と疎水膜との間の網材は、ポリエステル繊維で編んだトリコット布で構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−３４７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、底板と不透膜の間、不透膜と疎水膜の間、疎水膜と受光パネルの間にそれぞれ網材を介在させることで、これら底板と不透膜の間隔、不透膜と疎水膜の間隔、疎水膜と受光パネルの間隔を維持するとともに、網材を薄くすることで上記間隔をできるだけ小さくし、熱伝達を良くしようとしたものと推察される。しかし、何れの網材も樹脂製であるため熱伝導率が十分でない。一方、海水等の溶液に対する耐腐蝕性を考慮する必要もある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出装置であって、
気体及び液体の透過を阻止し熱伝達可能な第１の伝熱膜と、
気体の透過を許容し液体の透過を阻止する第１の蒸留膜と、
上記溶液を通す第１網目空間を有する網構造をなして、上記第１伝熱膜と、外壁又は上記第１伝熱膜と同じ第２の伝熱膜との間に介在された第１介在層と、
上記第１網目空間を通過後の溶液を上記第１網目空間での温度より高温の状態で通す第２網目空間を有する網構造をなして、上記第１蒸留膜と、他の外壁又は上記第１蒸留膜と同じ第２の蒸留膜との間に介在された第２介在層と、
第３網目空間を有する網構造をなして、上記第１伝熱膜と上記第１蒸留膜との間に介在された第３介在層と、
を備え、上記第１介在層及び第２介在層が、上記第３介在層より上記溶液に対する耐蝕性が高く、上記第３介在層が、上記第１介在層及び上記第２介在層より熱伝導率が高いことを特徴とする。  
【０００７】
上記特徴によれば、第１介在層によって外壁と伝熱膜の間隔又は伝熱膜どうしの間隔を維持でき、第１網目空間からなる溶液流路の厚さを確保できる。第２介在層によって蒸留膜と外壁の間隔又は蒸留膜どうしの間隔を維持でき、第２網目空間からなる溶液流路の厚さを確保できる。第３介在層によって伝熱膜と蒸留膜の間隔を維持でき、第３網目空間からなる溶媒抽出室の厚さを確保できる。
溶液を第１網目空間に通すと、第３網目空間の溶液蒸気の凝縮潜熱が第１網目空間の溶液に伝わり、第１網目空間の溶液の温度が下流に向かうにしたがって上昇する。上記第１網目空間を通過後の溶液を第１網目空間での温度より高温の状態で第２網目空間に通す。上記第１網目空間から出た溶液を熱源で加熱したうえで第２網目空間に導入してもよく、特許文献１のように、第２網目空間を通過中の溶液を加熱することにしてもよい。これにより、第２網目空間の溶液中の溶媒が蒸発して蒸留膜を透過して第３網目空間に入る。この溶媒蒸気が、第３介在層及び伝熱膜に接触して冷却されて凝縮する。これにより、溶媒を抽出できる。
第２介在層については熱伝導率が低くても、溶液が流通することで第２網目空間の全域から蒸発潜熱を効率良く放出でき、溶媒蒸気を効率良く第３網目空間へ透過させることができる。
第３介在層については熱伝導率を高くすることによって、溶媒蒸気の凝縮潜熱を該第３介在層及び伝熱膜を介して第１網目空間の溶液へ効率良く伝えることができる。
第１介在層については熱伝導率が低くても、溶液が流通することで第３介在層から伝熱層経由で伝わって来た熱を該第１網目空間の溶液が効率良く受け取ることができる。ひいては、伝熱層を介して第３介在層を確実に冷却することができる。
よって、第２網目空間の溶液から第３網目空間を介して第１網目空間の溶液への熱移動を円滑に行なうことができ、第２網目空間から第３網目空間への溶媒蒸気の蒸発効率及び第３網目空間での溶媒蒸気の凝縮効率を高めることができる。この結果、溶媒の抽出効率を高めることができる。
第３介在層は、海水等の溶液から隔離されるため、腐蝕のおそれが小さく、耐久性を確保できる。一方、第１介在層及び第２介在層については高耐蝕性にすることで、耐久性を高めることができる。
【０００８】
上記第１介在層及び第２介在層が樹脂にて構成され、上記第３介在層が金属にて構成されていることが好ましい。これにより、第１介在層及び第２介在層の耐蝕性を十分に確保できる。かつ第３介在層の熱伝導率を確実に高くすることができ、第３網目空間での溶媒蒸気の凝縮効率ひいては溶媒の抽出効率を確実に高めることができる。
網構造の第１介在層又は網構造の第２介在層として、ポリプロピレン等の樹脂メッシュが挙げられる。網構造の第３介在層として、ステンレスや銅等の金属メッシュが挙げられる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、伝熱膜と蒸留膜の間の第３介在層の熱伝導率を高くすることにより、第３網目構造内の溶媒蒸気を効率的に冷却して凝縮させることができ、溶媒の抽出効率を高めることができる。一方、溶液を通す第１介在層及び第２介在層については溶液に対する耐蝕性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態を示し、溶媒抽出装置の蒸留器の正面断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う、上記蒸留器の平面断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う、上記蒸留器の平面断面図である。
【図４】図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う、上記蒸留器の平面断面図である。
【図５】上記蒸留器の平面図である。
【図６】本発明の第２実施形態を示し、溶媒抽出装置の蒸留器の正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、本発明の基本形態に係る第１実施形態を示したものである。溶媒抽出装置１は、蒸留器２と、熱源３を備えている。熱源３は、例えば太陽熱集熱器にて構成されているが、これに限定されず、各種工場の設備機械やエンジン等から出る排熱の回収部でもよく、電熱ヒーターでもよく、熱交換器でもよい。
【００１２】
蒸留器２は、２つの外壁１１，１２と、これら外壁１１，１２の間に交互に積層された２つの膜２１，２２と３つの介在層３１，３２，３３を備えている。蒸留器２の最底部には外壁１１（底板）が設けられている。蒸留器２の最上部には他の外壁（上板）１２が設けられている。これら外壁１１，１２は、互いに同じ大きさの四角形になっている。外壁１１，１２の材質は、蒸留器２の外形を保持する剛性を有し、かつ断熱性を有し、更に気体及び液体の透過を阻止するものであればよく、樹脂であってもよく、ガラスやセラミックスでもよく、ステンレスやアルミニウム等の金属であってもよい。外壁１１，１２の厚さは、膜２１，２２より大きくてもよく、膜２１，２２の厚さと同程度でもよい。
【００１３】
伝熱膜２１は、外壁１１，１２と同じ大きさの四角形になっている。伝熱膜２１は、気体及び液体の透過を阻止し、かつ伝熱性の良好な不透膜にて構成されている。伝熱膜２１を構成する不透膜としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の樹脂が用いられている。伝熱膜２１の厚さは、例えば５０μｍ程度である。
なお、第１実施形態の伝熱膜２１は、特許請求の範囲の「第１の伝熱膜」を構成する。
【００１４】
蒸留膜２２は、外壁１１，１２と同じ大きさの四角形になっている。蒸留膜２２は、例えば多孔質の膜で構成され、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する。蒸留膜２２の厚さは、例えば５０μｍ程度である。蒸留膜２２の材料は、合成樹脂であり、例えばＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。
なお、第１実施形態の蒸留膜２２は、特許請求の範囲の「第１の蒸留膜」を構成する。
【００１５】
図１及び図２に示すように、外壁１１と伝熱膜２１との間に第１介在層３１が介在されている。第１介在層３１の片面が伝熱膜２１と接し、反対側の面が外壁１１と接している。第１介在層３１は、ポリプロピレンやポリエチレン等の樹脂からなるメッシュ（網構造）にて構成され、第１網目空間３４を有している。第１網目空間３４が、海水（溶液）を通す流路を構成している。第１介在層３１の厚さひいては流路３４の厚さは、例えば０．５ｍｍ程度である。第１介在層３１は、外壁１１，１２及び膜２１，２２より小さい大略四角形になっている。第１介在層３１の右縁の前側部（図２において右下）には突出部３１ａが設けられ、左縁の後側部（図２において左上）には突出部３１ｂが設けられている。なお、第１介在層３１の厚さは、０．５ｍｍに限られない。
【００１６】
第１介在層３１の右側部には、多数（複数）の整流ドット３１ｄが設けられている。整流ドット３１ｄは、それぞれ小さい塊状をなし、互いに前後方向に間隔を置いて一列に並べられている。第１介在層３１の左側部には、多数（複数）の整流ドット３１ｅが設けられている。整流ドット３１ｅは、それぞれ小さい塊状をなし、互いに前後方向に間隔を置いて一列に並べられている。整流ドット３１ｄ，３１ｅは、第１介在層３１と同一材質の樹脂で構成されていてもよく、第１介在層３１とは異なる樹脂で構成されていてもよく、樹脂以外の材質、例えばステンレス等の金属で構成されていてもよい。整流ドット３１ｄどうしの間を流体が通ることができる。整流ドット３１ｄどうしの間隔が十分に小さいため、整流ドット３１ｄの上流と下流で圧力差が発生し、均一な流れが生まれる。同様に整流ドット３１ｅどうしの間を流体が通ることができる。整流ドット３１ｅどうしの間隔が十分に小さいため、整流ドット３１ｅの上流と下流で圧力差が発生し、均一な流れが生まれる。整流ドット３１ｄ，３１ｅは、円形状に限られず、矩形その他の多角形状でもよい。整流ドット３１ｄ，３１ｅを省略してもよい。
【００１７】
第１介在層３１の周縁より外側の外壁１１と伝熱膜２１の間に、接着剤４１が設けられている。接着剤４１は、突出部３１ａ，３１ｂを避けて、第１介在層３１の全周に沿って塗布されている。接着剤４１によって、外壁１１と伝熱膜２１が接着されている。かつ、接着剤４１によって、第１介在層３１の周縁がシールされている。
【００１８】
図１及び図４に示すように、蒸留膜２２と他の外壁１２との間に第２介在層３２が介在されている。第２介在層３２の片面（下面）が蒸留膜２２と接し、反対側の面（上面）が外壁１２と接している。第２介在層３２は、第１介在層３１と同様にポリプロピレン等の樹脂からなるメッシュ（網構造）にて構成され、第２網目空間３５を有している。第２網目空間３５が、比較的高温の海水（溶媒抽出対象の溶液）を通す流路を構成している。第２介在層３２の厚さひいては流路３５の厚さは、例えば０．５ｍｍ程度である。第２介在層３２は、外壁１１，１２及び膜２１，２２より小さい大略四角形になっている。第２介在層３２の左縁の前側部（図４において左下）には突出部３２ａが設けられ、右縁の後側部（図４において右上）には、突出部３２ｂが設けられている。なお、第２介在層３２の厚さは、０．５ｍｍに限られない。
【００１９】
第２介在層３２の左側部には、多数（複数）の整流ドット３２ｄが設けられている。整流ドット３２ｄは、それぞれ小さい塊状をなし、互いに前後方向に間隔を置いて一列に並べられている。第２介在層３２の右側部には、多数（複数）の整流ドット３２ｅが設けられている。整流ドット３２ｅは、それぞれ小さい塊状をなし、互いに前後方向に間隔を置いて一列に並べられている。整流ドット３２ｄ，３２ｅは、第１介在層３１と同一材質の樹脂で構成されていてもよく、第２介在層３２とは異なる樹脂で構成されていてもよく、樹脂以外の材質、例えばステンレス等の金属で構成されていてもよい。整流ドット３２ｄどうしの間を流体が通ることができる。整流ドット３２ｄどうしの間隔が十分に小さいため、整流ドット３２ｄの上流と下流で圧力差が発生し、均一な流れが生まれる。同様に整流ドット３２ｅどうしの間を流体が通ることができる。整流ドット３２ｅどうしの間隔が十分に小さいため、整流ドット３２ｅの上流と下流で圧力差が発生し、均一な流れが生まれる。整流ドット３２ｄ，３２ｅは、円形状に限られず、矩形その他の多角形状でもよい。整流ドット３２ｄ，３２ｅを省略してもよい。
【００２０】
第２介在層３２の周縁より外側の蒸留膜２２と外壁１２との間に、接着剤４２が設けられている。接着剤４２は、突出部３２ａ，３２ｂを避けて、第２介在層３２の全周に沿って塗布されている。接着剤４２によって、蒸留膜２２と外壁１２が接着されている。かつ、接着剤４２によって、第２介在層３２の周縁がシールされている。
【００２１】
図１及び図３に示すように、伝熱膜２１と蒸留膜２２との間に第３介在層３３が介在されている。第３介在層３３の片面（下面）が伝熱膜２１と接し、反対側の面（上面）が蒸留膜２２と接している。第３介在層３３は、ステンレス、アルミニウム、銅等の金属製のメッシュ（網構造）にて構成され、第３網目空間３６を有している。金属製の第３介在層３３は、樹脂製の第１介在層３１及び第２介在層３２より熱伝導率が高い。海水（溶液）に対する耐蝕性に関しては、樹脂製の第１介在層３１及び第２介在層３２のほうが金属製の第３介在層３３より優っている。
【００２２】
第３介在層３３の第３網目空間３６が、淡水抽出室を構成している。第３介在層３３の厚さひいては淡水抽出室３６の厚さは、例えば０．５ｍｍである。第３介在層３３は、外壁１１，１２及び膜２１，２２より小さい大略四角形になっている。第３介在層３３の右縁の中央部には突出部３３ａが設けられ、左縁の中央部には突出部３３ｂが設けられている。なお、淡水抽出室３６の厚さは、０．５ｍｍに限られない。
【００２３】
第３介在層３３の周縁より外側の伝熱膜２１と蒸留膜２２との間に、接着剤４３が設けられている。接着剤４３は、突出部３３ａ，３３ｂを避けて、第３介在層３３の全周に沿って塗布されている。接着剤４３によって、伝熱膜２１と蒸留膜２２が接着されている。かつ、接着剤４３によって、第３介在層３３の周縁がシールされている。
【００２４】
図１及び図５に示すように、蒸留器２の左右の両側部には、６つのポート５１〜５６が形成されている。これらポート５１〜５６は、小孔状をなし、外壁１１，１２及び膜２１，２２並びに接着剤４１，４２，４３を厚さ方向に貫通している。
【００２５】
図２及び図５に示すように、冷溶液供給ポート５１は、蒸留器２の右縁の前側部（図５において右下）に配置されている。図１及び図５に示すように、海水（溶液）の供給源（図示せず）からの冷溶液供給路６１が、冷溶液供給ポート５１の上端部に連なっている。ポート５１の下端部が、栓７１にて塞がれている。
ポート５１の下端部に供給路６１が連なりポート５１の上端部に栓７１が設けられていてもよい。
【００２６】
図２に示すように、第１介在層３１の突出部３１ａの中央部が、冷溶液供給ポート５１と交差している。この交差部において、第１網目空間３４が冷溶液供給ポート５１と連なっている。
【００２７】
図２及び図５に示すように、冷溶液導出ポート５２は、冷溶液供給ポート５１に対して蒸留器２の対角になる位置すなわち蒸留器２の左縁の後側部（図５において左上）に配置されている。図２に示すように、第１介在層３１の突出部３１ｂの中央部が、冷溶液導出ポート５２と交差している。この交差部において、第１網目空間３４が冷溶液導出ポート５２と連なっている。
【００２８】
図１及び図５に示すように、冷溶液導出ポート５２の上端部から冷溶液導出路６２が太陽熱集熱器３の入口ポートへ延びている。ポート５２の下端部が、栓７２（図２）にて塞がれている。
ポート５２の下端部に導出路６２が連なりポート５２の上端部に栓７２が設けられていてもよい。
【００２９】
図４及び図５に示すように、温溶液導入ポート５３は、冷溶液供給ポート５１に対して蒸留器２の左右反対側すなわち蒸留器２の左縁の前側部（図５において左下）に配置されている。図１に示すように、太陽熱集熱器３の出口ポートからの温溶液導入路６３が、温溶液導入ポート５３の上端部に連なっている。ポート５３の下端部が、栓７３にて塞がれている。
ポート５３の下端部に導入路６３が連なりポート５３の上端部に栓７３が設けられていてもよい。
【００３０】
図４に示すように、第２介在層３２の突出部３２ａの中央部が、温溶液導入ポート５３と交差している。この交差部において、第２網目空間３５が温溶液導入ポート５３と連なっている。
【００３１】
図４及び図５に示すように、温溶液排出ポート５４は、温溶液導入ポート５３に対して蒸留器２の対角になる位置すなわち蒸留器２の右縁の後側部（図５において右上）に配置されている。第２網目空間３５の突出部３２ｂの中央部が、温溶液排出ポート５４と交差している。この交差部において、第２網目空間３５が温溶液排出ポート５４と連なっている。
【００３２】
図５に示すように、温溶液排出ポート５４の上端部から温溶液排出路６４が引き出されている。ポート５４の下端部が、栓７４（図２）にて塞がれている。
ポート５４の下端部に排出路６４が連なりポート５４の上端部に栓７４が設けられていてもよい。
【００３３】
図３に示すように、溶媒導出ポート５５は、蒸留器２の右縁の中央部に配置されている。第３介在層３３の突出部３３ａの中央部が、溶媒導出ポート５５と交差している。この交差部において、第３網目空間３６が溶媒導出ポート５５と連なっている。
【００３４】
図５に示すように、溶媒導出ポート５５の上端部から溶媒導出路６５が引き出されている。ポート５５の下端部が、栓７５（図２）にて塞がれている。
ポート５５の下端部に導出路６５が連なりポート５５の上端部に栓７５が設けられていてもよい。
【００３５】
図３に示すように、ガス抜きポート５６は、蒸留器２の左縁の中央部に配置されている。第３介在層３３の突出部３３ｂの中央部がガス抜きポート５６と交差している。この交差部において、第３網目空間３６が、ガス抜きポート５６と連なっている。ガス抜きポート５６の上端部が開放されている。ポート５６の下端部は、栓７６（図２）にて塞がれている。ガスがガス抜きポート５６から効率よく排出されるために、溶媒導出ポート５５を下側にし、ガス抜きポート５６が溶媒導出ポート５５に対して上になるように、蒸留器２をほぼ垂直又は斜めに立てて設置してもよい。ポート５６の下端部が開放され上端部が栓７６にて塞がれていてもよい。ガス抜きポート５６の両端部が開放されていてもよい。ガス抜きポート５６を省略してもよい。
【００３６】
上記構成の溶媒抽出装置１において、海水（溶液）から淡水（溶媒）を抽出する方法を説明する。
海水が、冷溶液供給路６１から冷溶液供給ポート５１に導入される。この海水が、冷溶液供給ポート５１と突出部３１ａの交差部から第１介在層３１の第１網目空間３４に導入される。導入時の海水の温度は通常、常温である。第１網目空間３４内において、海水は、まず第１介在層３１の右端縁と右側の整流ドット３１ｄの列との間に充填される。そして、右側の整流ドット３１ｄどうしの間を通過することにより整流される。整流後の海水が、第１網目空間３４内を左方向へ流れる。このとき、第１網目空間３４内の海水は、第３網目空間３６における後述する水蒸気の凝縮潜熱を伝熱膜２１を介して受け取る。これにより、第１網目空間３４内の海水の温度が下流（左方向）に向かうにしたがって上昇する。そして、海水は、第１介在層３１の左側の整流ドット３１ｅどうしの間を通過する。これにより、第１網目空間３４内の海水の流れを一層均一にすることができる。左側の整流ドット３１ｅどうし間を通過した海水は、これら左側の整流ドット３１ｅの列と第１介在層３１の左端縁との間を経て、突出部３１ｂに集められ、冷溶液導出ポート５２から冷溶液導出路６２へ導出される。
【００３７】
海水は、冷溶液導出路６２を経て太陽熱集熱器３に送られる。太陽熱集熱器３は、太陽熱を集熱して海水に与える。これにより、海水が加熱されて更に高温になる。
【００３８】
蒸留器２から出た高温の海水は、温溶液導入路６３から温溶液導入ポート５３に導入される。この高温海水が、温溶液導入ポート５３と突出部３２ａの交差部から第２介在層３２の第２網目空間３５に導入される。第２網目空間３５内において、高温海水は、まず第２介在層３２の左端縁と左側の整流ドット３２ｄの列との間に充填される。そして、左側の整流ドット３２ｄどうしの間を通過することにより整流される。整流後の高温海水が、第２網目空間３５内を右方向へ流れる。第２網目空間３５内の高温海水の流れ方向は、第１網目空間３４内の海水の流れ方向に対し逆方向であり、両空間３４，３５の流れは互いに対向流を構成する。第２網目空間３５内の高温海水は、やがて第２介在層３２の右側の整流ドット３２ｅどうしの間を通過する。これにより、第２網目空間３５内の海水の流れを一層均一にすることができる。右側の整流ドット３２ｅどうし間を通過した海水は、これら右側の整流ドット３２ｅの列と第２介在層３２の右端縁との間を経て、突出部３２ｂに集められ、温溶液排出ポート５４から温溶液排出路６４へ導出される。
【００３９】
第２介在層３２の第２網目空間３５内を通過中の高温海水から水蒸気（溶媒蒸気）が蒸発する。この水蒸気が、蒸留膜２２を透過して第３介在層３３の第３網目空間３６に入る。第３網目空間３６内の水蒸気は、第３介在層３３及び伝熱膜２１と接触して冷却され凝縮する。これにより、第３網目空間３６内において淡水が生成される。
第２介在層３２については熱伝導率が低くても、温海水が流通することで第２網目空間３５の全域から蒸発潜熱を効率良く放出でき、溶媒蒸気を効率良く第３網目空間３６へ透過させることができる。
第３介在層３３については熱伝導率を高くすることによって、水蒸気の凝縮潜熱を該第３介在層３３及び伝熱膜２１を介して第１網目空間３４の冷海水へ効率良く伝えることができる。
第１介在層３１については熱伝導率が低くても、冷海水が流通することで第３介在層３３から伝熱層２１を経由して伝わって来た熱を該冷海水が効率良く受け取ることができる。ひいては、伝熱層２１を介して第３介在層３３を確実に冷却することができる。
【００４０】
よって、第２網目空間３５の温海水から第３網目空間３６を介して第１網目空間３４の冷海水への熱移動を円滑に行なうことができ、第２網目空間３５から第３網目空間３３への水蒸気の蒸発効率及び第３網目空間３３での水蒸気の凝縮効率を高めることができる。この結果、淡水の抽出効率を高めることができ、造水量を増大させることができる。
【００４１】
淡水は、第３網目空間３６の突出部３３ａから溶媒導出ポート５５を経て溶媒導出路６５へ導出される。そして、生活用や産業用等の種々の利用に供される。また、第３網目空間３６内の水蒸気等のガスは、突出部３３ｂにおける第３網目空間３６からガス抜きポート５６を経て排出される。
【００４２】
第３介在層３３は、海水から隔離されるため金属製であっても腐蝕のおそれは殆どない。一方、第１介在層３１及び第２介在層３２については、樹脂製にすることにより、海水に対する耐蝕性を確保できる。
【００４３】
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省略する。
図６は、第２実施形態を示したものである。第２実施形態の溶媒抽出装置１Ｘの蒸留器２Ｘは、膜２１，２２及び介在層３１，３２，３３をそれぞれ複数備えた多層積層構造になっている。
【００４４】
蒸留器２Ｘの下端には底板としての外壁１１が配置され、蒸留器２Ｘの上端には上板としての外壁１１が配置されている。これら上下の外壁１１の間に、膜２１，２２及び介在層３１，３２，３３からなる多層積層体が設けられている。多層積層体は、上又は下から第１介在層３１、伝熱膜２１、第３介在層３３、蒸留膜２２、第２介在層３２、蒸留膜２２、第３介在層３３、伝熱膜２１、第１介在層３１、伝熱膜２１、第３介在層３３、蒸留膜２２、第２介在層３２、蒸留膜２２、第３介在層３３、伝熱膜２１、第１介在層３１の順に積層してなる。
【００４５】
積層方向（上下）の両端に配置された第１介在層３１は、第１実施形態と同様に外壁１１と伝熱膜２１との間に介在されている。積層方向の中間に配置された第１介在層３１は、伝熱膜２１，２１どうしの間に介在されている。第２介在層３２は、蒸留膜２２，２２どうしの間に介在されている。第３介在層３３は、伝熱膜２１と蒸留膜２２との間に介在されている。したがって、積層方向の中間の第１介在層３１の両側には、それぞれ伝熱膜２１を介して第３介在層３３が配置されている。第２介在層３２の積層方向の両側には、それぞれ蒸留膜２２を介して第３介在層３３が配置されている。第３介在層３３の積層方向の一側には、伝熱膜２１を介して第１介在層３１が配置され、反対側には蒸留膜２２を介して第２介在層３２が配置されている。
なお、中間の第１介在層３１を挟む２つの伝熱膜２１，２１のうち何れか一方が特許請求の範囲の「第１伝熱膜」を構成し、他方が特許請求の範囲の「第２伝熱膜」を構成する。第２介在層３１を挟む２つの蒸留膜２２，２２のうち何れか一方が特許請求の範囲の「第１蒸留膜」を構成し、他方が特許請求の範囲の「第２蒸留膜」を構成する。
【００４６】
蒸留器２Ｘ全体の第３介在層３３の数は、第１介在層３１より多く、かつ第２介在層３２より多い。第３介在層３３の数は、図６では４つであるが、２つまたは３つでもよく、５つ以上でもよく、多数個（例えば数十個）でもよい。第３介在層３３の数に拘わらず、積層方向の中間の第１介在層３１の両側には、それぞれ伝熱膜２１を介して第３介在層３３が配置されるようにし、積層方向の中間の第２介在層３２の両側には、それぞれ蒸留膜２２を介して第３介在層３３が配置されるようにし、かつ第３介在層３３の積層方向の一側には、伝熱膜２１を介して第１介在層３１が配置され、反対側には蒸留膜２２を介して第２介在層３２が配置されるように、膜２１，２２及び介在層３１，３２，３３を積層する。膜２１，２２及び介在層３１，３２，３３からなる多層積層体の積層方向の一端又は両端に、第１介在層３１ではなく第２介在層３２が配置されるようにしてもよく、その場合の当該一端又は両端の第２介在層３２は、蒸留膜２２と外壁１２との間に介在される。
【００４７】
蒸留器２Ｘの平面視の形状は、第１実施形態の図５と同様である。蒸留器２Ｘの各第１介在層３１の厚さ方向の中間部で切断した平面断面図は、第１実施形態の図２とほぼ同様である（ただし、積層方向の両端の第１介在層３１については、後述するように整流ドット３１ｄ，３１ｅの配置間隔が第１実施形態と異なる）。蒸留器２Ｘの各第２介在層３２の厚さ方向の中間部で切断した平面断面図は、第１実施形態の図４と同様である。蒸留器２Ｘの各第３介在層３３の厚さ方向の中間部で切断した平面断面図は、第１実施形態の図３と同様である。
【００４８】
第１実施形態と同様に、６つのポート５１〜５６が、蒸留器２Ｘの左右の端縁の前側部と中央部と後側部にそれぞれ配置されている（図５参照）。各ポート５１〜５６が蒸留器２Ｘの全体を上下に貫いている。各ポート５１〜５５の上端部に、対応する路６１〜６５が接続されている。各ポート５１〜５６の下端部が、栓７１〜７６にて塞がれている（図２参照）。
ポート５１〜５５の下端部に路６１〜６５が接続されてポート５１〜５６の上端部に栓７１〜７６が設けられていてもよい。
【００４９】
冷溶液供給ポート５１が、各第１介在層３１の突出部３１ａと交差し、各第１網目空間３１の右端部と連なっている。冷溶液導出ポート５２が、各第１介在層３１の突出部３１ｂ（図２参照）と交差し、各第１網目空間３１の左端部と連なっている。積層方向の両端の第１介在層３１における隣接する導入側整流ドット３１ｄ，３１ｄどうし間の間隔は、積層方向の中間の第１介在層３１における隣接する導入側整流ドット３１ｄ，３１ｄどうし間の間隔の約半分になっている。同じく、積層方向の両端の第１介在層３１における隣接する導出側整流ドット３１ｅ，３１ｅどうし間の間隔は、積層方向の中間の第１介在層３１における隣接する導出側整流ドット３１ｅ，３１ｅどうし間の間隔の約半分になっている。
【００５０】
温溶液導入ポート５３が、各第２介在層３２の突出部３２ａと交差し、各第２網目空間３２の左端部と連なっている。温溶液排出ポート５４が、各第２介在層３２の突出部３２ｂ（図４参照）と交差し、各第２網目空間３２の右端部と連なっている。溶媒導出ポート５５が、各第３介在層３３の突出部３３ａ（図３参照）と交差し、各第３網目空間３３の右端部と連なっている。ガス抜きポート５６が、各第３介在層３３の突出部３２ｂ（図３参照）と交差し、各第３網目空間３３の左端部と連なっている。
【００５１】
冷溶液供給路６１からの海水が、１つの冷溶液供給ポート５１を通して各第１介在層３１の第１網目空間３４に分配される。各第１網目空間３４を流通する海水は、伝熱膜２１を介して隣接する第３網目空間３６での水蒸気の凝縮潜熱を受け取り、加温される。積層方向の中間の第１網目空間３４は、積層方向の両側から水蒸気の凝縮潜熱を受け取ることができる。積層方向の両端の第１介在層３１における整流ドット３１ｄ，３１ｄどうし間及び整流ドット３１ｅ，３１ｅどうし間の間隔を中間の第１介在層３１の約半分に設定しておくことで、積層方向の両端の第１網目空間３４内を流れる海水の流量を、中間の第１網目空間３４内を流れる海水の流量の約半分にすることができる。したがって、両端の２つの第１網目空間３４内の海水流量の合計が、中間の１つの第１網目空間３４内の海水流量とほぼ同じになる。
【００５２】
各第１網目空間３４を通過した海水が、１つの冷溶液導出ポート５２で合流し、冷溶液導出路６２を経て熱源３へ送られ、熱源３において更に加熱される。加熱後の温海水が、温溶液導入路６３を経て、１つの温溶液導入ポート５３を通して各第２介在層３２の第２網目空間３５に分配される。
【００５３】
この第２網目空間３５の温海水中の水蒸気が、蒸留膜２２を透過し、隣接する第３介在層３３の第３網目空間３６に入る。第２網目空間３５の積層方向の両側が、それぞれ蒸留膜２２を介して第３網目空間３６と接しているため、第２網目空間３５から水蒸気が積層方向の両方向へ透過できる。したがって、各第２網目空間３５からの水蒸気の透過量を、第２網目空間３５の片側だけに第３網目空間３６が隣接して配置されている場合の透過量より十分に大きくすることができる。
【００５４】
各第３網目空間３６に入った水蒸気は、伝熱膜２１を介して隣接する第１網目空間３４を通る海水で冷却されて凝縮し、淡水になる。１つの第１網目空間３４を通る海水で、その上下両側の第３網目空間３６の水蒸気を冷却できる。各第３網目空間３６で得られた淡水が、１つの溶媒導出ポート５５から導出され、溶媒導出路６５にて各種の淡水利用部へ供給される。上述したように、各第２網目空間３５からの水蒸気透過量を十分大きくできるため、蒸留器２Ｘ全体の淡水の生産流量を、第１実施形態の蒸留器２の数を単に増やした場合よりも十分に大きくすることができる。すなわち、図６の蒸留器２Ｘには第３網目空間３６が４つ設けられているが、蒸留器２Ｘ全体の淡水生産流量は、図１の蒸留器２による淡水生産流量の４倍より十分に大きく、例えば７倍程度にすることができる。
【００５５】
各第２網目空間３５を通過した温海水は、１つの温溶液排出ポート５４に導出されて、温溶液排出路６４から排出される。
第１介在層３１の数が第２介在層３２より多く、第３介在層３３の数が第１介在層３２より多いため、第１網目空間６４での冷海水の流量と、第２網目空間６５での温海水の流量と、第３網目空間６６での蒸気及び淡水の流量を互いにバランスさせることができる。
【００５６】
本発明は、上記実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変をなすことができる。
例えば、処理対象の溶液は、海水に限られず、塩水（かん水）でもよく、汚水でもよい。
溶液は水溶液に限られず、例えばアルコール溶液でもよい。抽出対象の溶媒は、水に限られず、例えばアルコールでもよい。
第３介在層３３は、第１介在層３１及び第２介在層３２に対して熱伝導率が高ければよく、金属製に限られず、第１介在層３１及び第２介在層３２を構成する樹脂より熱伝導率が高い樹脂（例えば導電性樹脂等）にて構成されていてもよい。
図面は、蒸留器２，２Ｘが水平に配置され、外壁１１，１２及び膜２１，２２並びに介在層３１，３２，３３が上下に積層されているが、蒸留器２，２Ｘを垂直に配置し、外壁１１，１２及び膜２１，２２並びに介在層３１，３２，３３を水平に積層してもよく、蒸留器２，２Ｘを垂直又は水平方向に対し斜めに傾けて配置してもよい。蒸留器２，２Ｘを垂直又は斜めに配置する場合、溶媒導出ポート５５が下側に配置され、ガス抜きポート５６が上側に配置されるようにするのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、例えば海水から淡水を取り出す淡水化装置に適用可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１Ｘ  溶媒抽出装置
２，２Ｘ  蒸留器
３      太陽熱集熱器（熱源）
４      蒸留ユニット
１１    外壁
１２    他の外壁
２１    伝熱膜（不透膜）
２２    蒸留膜
３１    第１介在層（樹脂メッシュ）
３１ａ，３１ｂ  突出部
３１ｄ  整流ドット
３２    第２介在層（樹脂メッシュ）
３２ａ，３２ｂ  突出部
３２ｄ  整流ドット
３３    第３介在層（金属メッシュ）
３３ａ，３３ｂ  突出部
３４    第１網目空間（冷溶液流通路）
３５    第２網目空間（温溶液流通路）
３６    第３網目空間（淡水抽出室）
４１〜４３  接着剤
５１    冷溶液供給ポート
５２    冷溶液導出ポート
５３    温溶液導入ポート
５４    温溶液排出ポート
５５    溶媒導出ポート
５６    ガス抜きポート
６１    冷溶液供給路
６２    冷溶液導出路
６３    温溶液導入路
６４    温溶液排出路
６５    溶媒導出路
７１〜７６  栓
【図１】
2011056479.tif 000003
【図２】
2011056479.tif 000004
【図３】
2011056479.tif 000005
【図４】
2011056479.tif 000006
【図５】
2011056479.tif 000007
【図６】
2011056479.tif 000008