(57)【要約】【課題】海水から効率よく水蒸気を発生させる手段を備えた海水淡水化装置を提供する。【解決手段】貯留した海水Ｓ１を熱媒体により加熱することにより水蒸気を発生させる余熱海水返送室６と、余熱海水返送室６で発生した水蒸気を冷却室７で冷却して真水を生成する冷却室とを備えている。余熱海水返送室６の上部には、空間部Ｋを介して余熱海水流下室２９ａ、２９ｂが配置されている。この余熱海水流下室は、海水余熱装置３で余熱した余熱海水Ｓ２を貯留するとともに、この貯留した余熱海水Ｓ２を余熱海水返送室６内に流下させるために、空間部Ｋを介して余熱海水返送室６の海水Ｓ１まで碁盤の目状に吊り下げられた複数の透水性部材３１を備えている。余熱海水Ｓ２が余熱海水流下室２９ａ、２９ｂから透水性部材３１の表面部に沿って空間部Ｋ内を流下するときに、透水性部材３１の表面部から多量の水蒸気が発生するようにしている。【選択図】図２
2011245478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽エネルギーを利用して、余熱された余熱海水を得る海水余熱装置を備えた海水淡水化装置において、
前記余熱海水を貯留するとともに、貯留した前記余熱海水を下方に空間部を介して流下させるために、少なくとも表面部を透水性を有する部材で構成した透水性部材を垂直方向に多数本配列した前記透水性部材を備えた余熱海水流下室と、
前記透水性部材から流下した前記余熱海水を貯留する余熱海水返送室と、
前記空間部に熱風を供給する熱風発生供給装置と、
前記空間部において、前記透水性部材の前記表面部を伝わって流下する前記余熱海水から発生した水蒸気を収集し、前記収集した水蒸気を冷却して真水を生成する冷却室と、
を備えていることを特徴とする海水淡水化装置。
【請求項２】
前記余熱海水流下室は、前記透水性部材の上端部を係止するとともに、貯留した前記余熱海水を前記透水性部材に導くための海水案内部材を備えていることを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化装置。
【請求項３】
前記透水性部材は、前記余熱海水流下室から前記余熱海水返送室に貯留された前記余熱海水まで、碁盤の目状に配列して吊り下げられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海水淡水化装置。
【請求項４】
前記透水性部材は、前記余熱海水流下室から前記余熱海水返送室に貯留された前記余熱海水まで、碁盤の目状に配列して吊り下げられているとともに、前記透水性部材の太さは、前記空間部の中央部は該空間部の外側部と比較して小さくなされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の海水淡水化装置。
【請求項５】
前記透水性部材は、綿糸、絹糸、麻糸のいずれか、またはこれら２種以上の糸から構成された組紐状または縄状の部材からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置。
【請求項６】
前記透水性部材は、中空で炭素繊維を含む複合材料からなる中空線状部材と、前記中空線状部材の外周面に嵌装された透水性を有する繊維部材から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置。
【請求項７】
前記透水性部材は、中空で炭素繊維を含む複合材料からなる中空線状部材と、前記中空線状部材の外周面の上端部から下端部に向けて巻回された透水性を有する紐部材から構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置。
【請求項８】
前記余熱海水返送室は、貯留する前記余熱海水を加熱して水蒸気を発生させるための加熱手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化装置。
【請求項９】
前記余熱海水返送室に貯留する前記余熱海水を、前記余熱海水流下室に返送する余熱海水返送手段を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項８に記載の海水淡水化装置。
【請求項１０】
前記熱風発生供給装置は、太陽エネルギーを利用して空気を加熱して得た熱風を前記空間部に供給する装置であることを特徴とする請求項１に記載の海水淡水化装置。
【請求項１１】
前記加熱手段は、太陽エネルギーを利用して熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置から循環供給される加熱された前記熱媒体を熱源としていることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水を加熱することにより発生させた水蒸気を、冷却することにより真水を生成する海水淡水化装置、特に、太陽エネルギーという自然エネルギーを利用して海水から水蒸気を効率よく発生させる手段を備えた海水淡水化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から海水淡水化装置としては、主として多段フラッシュ方式、または逆浸透膜方式を採用した大規模な各種の装置が開発、提案され、実用化もされている。また、最近の太陽光発電パネル（太陽光電池パネル）に関する技術の進歩と普及に伴って、太陽光発電パネルにより発電した電力を利用した海水淡水化装置、あるいは太陽光の熱エネルギーを利用して海水から水蒸気を蒸発させる手段を備えた海水淡水化装置に関する技術ついても多数提案されている。
【０００３】
上記した多段フラッシュ方式による海水淡水化装置は、海水を加熱して水蒸気を発生させ、この水蒸気を冷却して淡水（真水）を得る装置である。実用化されている多段フラッシュ式海水淡水化装置は、海水から熱効率良く水蒸発を発生させるために、減圧した減圧室を多数組み合わせた装置構成になっているため、装置が大規模、かつ高額になるとともに、稼働させるためには電力等の多量のエネルギーを必要とするという欠点がある。
【０００４】
逆浸透膜方式による海水淡水化装置は、海水に圧力を付加して逆浸透膜を通過させることにより淡水を得る装置である。この逆浸透膜方式による海水淡水化装置は、多段フラッシュ方式と比較するとエネルギー効率は優れているが、海水中に含まれている微細な微生物やバクテリアを含む異物が逆浸透膜に目詰まりするため、定期的に逆浸透膜の目詰まりを解消するためにこの逆浸透膜の再生処理が必要になる。このために、装置の安定した稼働を維持するための維持管理コストが大きくなるという欠点がある。
【０００５】
太陽エネルギーを利用した海水淡水化装置は、自然エネルギーを利用するために、装置を稼働させるための日々のエネルギーコストを削減することができる。このため、太陽エネルギーを利用した海水淡水化装置については、従来から種々の構想を備えた装置が提案されている。例えば、下記の特許文献に記載の発明が提案されている。
【０００６】
特許文献１（特許第３６９８７３０号公報）には、太陽エネルギーにより水からなる熱媒を加熱する太陽熱集熱器と、蒸発缶内の原水に浸漬された伝熱管を有し、熱媒と蒸発缶内の原水との間で熱交換を行わせて蒸発缶内に水蒸気を発生させる熱交換器と、原水タンク内の原水（海水）に浸漬された伝熱管を有し、蒸発缶内の水蒸気を受け入れて原水タンク内の原水と熱交換させて冷却して蒸留水を得る凝縮器と、蒸留水を貯蔵する蒸留水タンクと、蒸発缶内の水蒸気の発生を促進するように蒸発缶内を排気して減圧する真空手段と、これら装置を太陽光発電設備から供給される電力により駆動させるようにした淡水化装置が提案されている。
【０００７】
特許文献２（特開２００６−１８１５１６号公報）には、太陽電池で発電した電力を利用して圧縮機を作動させ、冷凍サイクルを介して温熱エネルギーと冷熱エネルギーとを発生させる。そして、温熱エネルギーは加熱タンク内に設けられた加熱手段に送り込んで、加熱タンクに収納されている海水を加熱して水蒸気を発生させる。加熱タンク内で発生した水蒸気は、冷却タンク内に導く。冷凍サイクルで発生した冷熱エネルギーを冷却タンクに送り込むことにより、冷却タンク内に導いた水蒸気を冷却して水滴を発生させる手段を備えた真水生成装置が提案されている。
【０００８】
特許文献３（特開２００８−２１２８８１号公報）には、海水を貯留して太陽光により水蒸気を含む湿潤気体を生成する蒸発ユニットと、この湿潤気体を冷却して凝縮水を生成する冷却ユニットと、凝縮水を貯留する貯水タンクと、凝縮水が分離された気体を太陽光で加熱する気体加熱ユニットと、冷却ユニットで湿潤気体を冷却するために用いた冷却用海水を太陽光で加熱して蒸発ユニットに送給する海水加熱ユニットを備えた淡水化装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６９８７３０号公報
【特許文献２】特開２００６−１８１５１６号公報
【特許文献３】特開２００８−２１２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に記載の発明においては、太陽エネルギーの集熱により水からなる熱媒を加熱し、この加熱した熱媒により蒸発缶内の原水（海水）から水蒸気を発生させることが記載されているが、太陽エネルギーの集熱のみで海水から十分な量の水蒸気を発生させることは不可能であると考えられる。
【００１１】
特許文献２に記載の発明においては、太陽電池で発電した電力を利用して圧縮機を作動させ、冷凍サイクルを介して温熱エネルギーと冷熱エネルギーとを発生させ、この温熱エネルギーを利用して海水を加熱して水蒸気を発生させることが提案されているが、圧縮機による冷凍サイクルのみで、海水から水蒸気を効率良く発生させるための高温度の温熱エネルギーを得ることは不可能であると考えられる。また、特許文献２には熱エネルギーを効率良く利用して海水を加熱し、海水から多量の水蒸気を発生させるための手段については開示されていない。
【００１２】
特許文献３に記載の発明においては、貯留した海水を太陽光により加熱して水蒸気を含む湿潤気体を生成する蒸発ユニットが示されているが、太陽光のみでは大量の海水を加熱して多量の水蒸気を発生させることは不十分であり、さらに、海水から多量の水蒸気を発生させるための手段が必要であると考えられる。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、主として太陽エネルギーを利用して、海水を余熱するとともに、この余熱した海水から水蒸気を熱効率よく、かつ多量に発生させる手段と、この多量に発生した水蒸気を冷却することにより真水を得る手段、すなわち、極力太陽光である自然エネルギーを利用することにより、海水から効率良く真水を得ることを可能とした海水淡水化装置を提供することにある。なお、上記した太陽エネルギーの利用とは、半導体の光起電力作用を利用して太陽光から直接電気エネルギーを得ることと、太陽光が有している熱エネルギーを利用して熱源を得ることを示す。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明に係る海水淡水化装置は、太陽エネルギーを利用して、余熱された余熱海水を得る海水余熱装置を備えた海水淡水化装置において、
前記余熱海水を貯留するとともに、貯留した前記余熱海水を下方に空間部を介して流下させるために、少なくとも表面部を透水性を有する部材で構成した透水性部材を垂直方向に多数本配列した前記透水性部材を備えた余熱海水流下室と、
前記透水性部材から流下した前記余熱海水を貯留する余熱海水返送室と、
前記空間部に熱風を供給する熱風発生供給装置と、
前記空間部において、前記透水性部材の前記表面部を伝わって流下する前記余熱海水から発生した水蒸気を収集し、前記収集した水蒸気を冷却して真水を生成する冷却室と、
を備えていることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の海水淡水化装置に係り、前記余熱海水流下室は、前記透水性部材の上端部を係止するとともに、貯留した前記余熱海水を前記透水性部材に導くための海水案内部材を備えていることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の海水淡水化装置に係り、前記透水性部材は、前記余熱海水流下室から前記余熱海水返送室に貯留された前記余熱海水まで、碁盤の目状に配列して吊り下げられていることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の海水淡水化装置に係り、前記透水性部材は、前記余熱海水流下室から前記余熱海水返送室に貯留された前記余熱海水まで、碁盤の目状に配列して吊り下げられているとともに、前記透水性部材の太さは、前記空間部の中央部は該空間部の外側部と比較して小さくなされていることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置に係り、前記透水性部材は、綿糸、絹糸、麻糸のいずれか、またはこれら２種以上の糸から構成された組紐状または縄状の部材からなることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置に係り、前記透水性部材は、中空で炭素繊維を含む複合材料からなる中空線状部材と、前記中空線状部材の外周面に嵌装された透水性を有する繊維部材から構成されていることを特徴としている。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の海水淡水化装置に係り、前記透水性部材は、中空で炭素繊維を含む複合材料からなる中空線状部材と、前記中空線状部材の外周面の上端部から下端部に向けて巻回された透水性を有する紐部材から構成されていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１に記載の海水淡水化装置に係り、前記余熱海水返送室は、貯留する前記余熱海水を加熱して水蒸気を発生させるための加熱手段を備えていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１又は請求項８に記載の海水淡水化装置に係り、前記余熱海水返送室に貯留する前記余熱海水を、前記余熱海水流下室に返送する余熱海水返送手段を備えていることを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１に記載の海水淡水化装置に係り、前記熱風発生供給装置は、太陽エネルギーを利用して空気を加熱して得た熱風を前記空間部に供給する装置であることを特徴としている。
【００２４】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項８に記載の海水淡水化装置に係り、前記前記加熱手段は、太陽エネルギーを利用して熱媒体を加熱する熱媒体加熱装置から循環供給される加熱された前記熱媒体を熱源としていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の海水淡水化装置は、次の効果を発揮することができる。
（１）貯留する海水を加熱する手段を設けた余熱海水返送室の上方であって、この貯留する海水の水面上から空間部を介して配置した余熱海水流下室を備え、この余熱海水流下室には、碁盤の目状に、多数本の透水性部材の一端部側を固定するとともに、これら多数本の透水性部材の他端部側（下端側）を、高温度に維持されている空間部を介して余熱海水返送室に貯留する海水内まで吊り下げている。そして、余熱海水流下室に貯留されている余熱海水を、透水性部材、特に透水性部材の表面部に沿って余熱海水返送室に貯留する海水内まで流下させるようにしている。
これにより、余熱海水返送室内において、余熱海水返送室に貯留している海水からは、太陽熱を利用して加熱した熱媒体による加熱手段により水蒸気が多量に発生するとともに、高温度の空間部に配列された多数本の透水性部材の表面部に沿って流下する余熱海水からも、多量の水蒸気が発生する。これら多量の水蒸気は、空間部に連通した水蒸気上昇通路部を上昇させて冷却室に導いて冷却して結露（凝縮）させて真水を得ることができる。このように、本発明は、海水から水蒸気を発生させるために消費する電力や熱エネルギーを少なくし、太陽光という自然エネルギーを有効に利用した省エネルギー型の海水淡水化装置を提供することが可能になる。
【００２６】
（２）余熱海水流下室には、海水余熱装置で余熱した余熱海水を流入させ、この余熱海水を透水性部材に沿って高温度の空間部を介して余熱海水返送室に流下させるようにしている。これにより、空間部の温度を低下させることなく、透水性部材の表面部に沿って流下する余熱海水から多量の水蒸気を発生させることが可能になる。また、余熱海水返送室に貯留している海水には余熱海水が補充されるので、余熱海水返送室に貯留している海水の温度の低下を極めて小さくすることができるので、水蒸気の発生の減少を防止できるとともに、余熱海水返送室に貯留している海水の加熱に要する熱エネルギーの消費を低減することも可能になる。
【００２７】
（３）透水性部材を、炭素繊維を含む複合材料で構成することにより、透水性部材を長期間にわたって使用することが可能になり、装置の保守等のコストも低減させることが可能になる。
【００２８】
（４）上記（１）〜（３）により、本発明の海水淡水化装置は、特に、雨量の少ない砂漠地帯や乾燥地帯の海岸に設置して、主として太陽エネルギーを駆動源として稼働させることにより、低コストで、かつ効率良く、飲料水、農業や緑化のための真水を生成する装置として極めて有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の海水淡水化装置について、海水を淡水化するための処理工程の概要を説明するための図である。
【図２】図１に示す海水淡水化装置本体について、その構成例を説明するための縦断面図である。
【図３】図２に示す余熱海水流下室の構成例を説明するための図であって、（ａ）はその部分平面図、（ｂ）は（a）に示すＡ−Ａ線の断面図である。
【図４】図１に示す海水淡水化装置本体について、他の構成例を説明するための縦断面図である。
【図５】図４に示す透水性部材を、余熱海水流下室に固定したときの固定構造の一例を説明するための部分断面図である。
【図６】図２又は図４に示す透水性部材について、多数本の透水性部材の配列例を説明するための図であって、透水性部材を碁盤の目状に配置した例を示す。
【図７】同じく、図２又は図４に示す透水性部材について、多数本の透水性部材の配列例を説明するための図であって、多数本の透水性部材を碁盤の目状に配置するとともに、空間部の中央部近傍の透水性部材の太さを周辺部より小さくした場合の例を示す。
【図８】図２に示す冷却室について、他の実施形態を説明するための海水淡水化装置本体の縦断面図である。
【図９】海水淡水化装置本体の建屋の構造例を説明するための斜視図である。
【図１０】海水余熱装置及び空気（熱風）加熱装置の構成例を説明するための図である。
【図１１】図１０に示すＤ−Ｄ線における断面図である。
【図１２】透水性部材を、炭素繊維を含む複合材料で構成したときに、この透水性部材を余熱海水流下室に固定するための構成例を説明するための部分断面図である。
【図１３】図１２に示す海水案内部材の構成を示す平面図であって、（ａ）は海水案内部材の貫通孔に線状部材を挿入していないときの状態を示し、（ｂ）は海水案内部材の貫通孔に線状部材を挿入したときの状態を示す図である。
【図１４】図１２に示す透水性部材の構成例を説明するための図であって、（ａ）は透水性部材の縦方向の断面を示す図、（ｂ）は（ａ）に示すＥ−Ｅ線における断面を示す図である。
【図１５】図１２に示す割りリング部材の一例を説明するための平面図である。
【図１６】図１２に示す透水性部材について、他の実施形態を示す部分断面図である。
【図１７】図１６に示すＦ−Ｆ線における断面を示す図である。
【図１８】図１２に示す透水性部材について、さらに他の実施形態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。最初に、本発明の海水淡水化装置により、海水を淡水化する処理工程を図１に基づいて説明する。
【００３１】
（海水淡水化の処理工程）
図１において、１は海中から海水を取水するための取水装置であって海中に配設した配管と、海水を汲み上げるためのポンプ等（図示せず）を備えている。取水装置１で取水した海水は、一旦、タンク等から構成された海水貯留装置２に貯留する。海水貯留装置２に貯留された海水は、後述する海水淡水化装置本体５の稼働に追従させて、後述する制御装置１２の制御に基づいて海水余熱装置３に供給される。なお、海水を海水貯留装置２から海水余熱装置３に供給するときには、例えば、海水貯留装置２の海水流出口に濾過膜等の濾過手段を配置して、海水に含まれているプランクトンを含む異物を除去した海水を海水余熱装置３に供給する。
【００３２】
海水余熱装置３は、太陽光の熱エネルギーを利用して海水を余熱するための装置である。海水余熱装置３で余熱された余熱海水は、一旦、余熱海水貯留装置３ａに貯留した後、後述する本発明に係る海水淡水化装置の本体となる海水淡水化装置本体５の余熱海水返送室６の上方に設けた余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに供給される。余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに供給された余熱海水は、後述する多数本の紐状の透水性部材３１を伝わって高温雰囲気の空間部Ｋ内を垂直方向に流下させる。これにより、透水性部材３１を伝わって流下する余熱海水から多量の水蒸気を発生させるようにしている。
【００３３】
なお、海水淡水化装置を夜間にも稼働させるために、海水余熱装置３と余熱海水貯留装置３ａとは複数台設置して、太陽光が注ぐ昼間に余熱海水を多量に生成して余熱海水貯留装置３ａに貯留する方式を採用することが望ましい。
【００３４】
４は、太陽光発電パネル４ａを多数枚備えた太陽光発電装置である。太陽光発電装置４は、太陽光発電パネル４ａで発電した直流電力を、図示していないインバータにより交流電力に変換する装置を備えている。そして、この交流電力は、本発明の海水淡水化装置が備えている各種のポンプや電動バルブ、熱媒体加熱装置８、熱風発生装置９、冷風発生装置１０、等を駆動させるための電力源として供給される。
【００３５】
４ｂは蓄電装置であって、太陽光発電装置４で発電した直流電力の一部を蓄電するための装置である。蓄電装置４ｂで蓄電した直流電力は、主として夜間において上記した海水淡水化装置が備えている各種の機器や装置を稼働させるときに、交流電力に変換して電力源として供給される。
【００３６】
海水余熱装置３は、次の手段１〜手段３のいずれか、あるいは２つ以上の手段を同時に採用して、太陽光の熱エネルギーを利用して海水を余熱する。
【００３７】
（手段１）
海水余熱装置３の付近に太陽光を集光する太陽光集光装置３ｂを設ける。そして、太陽光集光装置３ｂで集光した太陽光を、例えば、海水を貯留している金属製タンクから構成される海水余熱装置３に向けて照射することにより、太陽光の熱エネルギーを利用してタンク内に充填した液体からなる熱媒体を加熱し、この加熱した熱媒体との熱交換により海水を、例えば、９０〜１００℃程度に余熱する。この余熱した海水（以下、「余熱海水」という）を、余熱海水貯留装置３ａに供給して一旦貯蔵する。なお、上記した熱媒体としては、シリコンオイル等を使用することができる。
【００３８】
この（手段１）を実施するための海水余熱装置３としては、例えば、耐食性、かつ熱伝導率の高い金属板、例えば、ステンレス鋼板等から構成させるタンクの側面に太陽光集光装置３ｂで集光した太陽光を入射させる凹面（球面）部を一つ又は複数設けておく。また、予め、タンク内には熱媒体を充填しておくとともに、外部から海水を供給して取り出すことができる螺旋状の熱交換用配管を配置しておく。
【００３９】
そして、太陽光集光装置３ｂで集光した太陽光をタンクの側面の設けた球面部に入射させると、球面部は太陽光により高温度に加熱され、この熱はタンク内の熱媒体に伝達される。これにより、タンク内の熱媒体は１００〜１２０℃程度の温度に加熱することが可能になる。なお、タンク内の熱媒体を短時間で高温度にするために、タンクの側面に設ける球面部は複数設置し、各球面部に対応させて１台の太陽光集光装置３ｂを設けるようにする。
【００４０】
熱媒体の温度が所定の温度に達すると、海水貯留装置２から熱交換用配管に海水を緩やかに供給して、熱媒体との熱交換により熱交換用配管内の海水を余熱する。所定の温度に余熱された海水は、余熱海水貯留装置３ａに供給する。上記した海水余熱装置３による海水の余熱制御を制御装置１２で実施することにより、少なくとも海水を６０℃以上の温度に余熱することが可能になる。
【００４１】
（手段２）
上記（手段１）と同様に、側面に太陽光集光装置３ｂで集光した太陽光を入射させる球面部を設けたタンク内に海水を充填し、この球面部に太陽光を入射させて球面部を高温度に加熱する。そして、高温度に加熱された球面部とタンク内の海水との熱交換によりこの海水を余熱する。この熱交換の制御、例えば、熱交換時間と余熱海水の温度の制御は、制御装置１２で実施する。そして、タンク内の海水の温度が所定の温度以上（例えば、６０℃以上）に加熱されると、この余熱海水を余熱海水貯留装置３ａに供給して一旦貯蔵する。
【００４２】
（手段３）
太陽光発電装置４が備えている太陽光発電パネル４ａは、太陽光があたるとその表面の温度は、例えば夏場においては７０℃近くまで上昇する。結晶シリコン等を用いた太陽光発電パネル４ａは、温度が上昇するとその光電変換効率が低下するので、その表面及び周辺部の温度は３０℃以下に保持することが望ましいとされている。そこで、太陽光が注いでいる昼間において、海水貯留装置２に貯留している海水の一部を、太陽光発電パネル４ａを冷却するための手段として使用する。そして、太陽光発電パネルを冷却するために使用してその温度が上昇した余熱海水は、例えば、他の余熱海水貯留装置３ａに供給して、さらに高温度に余熱するようにする。
なお、上記した太陽光発電パネル４ａを海水により冷却する方法としては、次の（方法ａ）又は（方法ｂ）のいずれか、あるいは双方を採用することができる。
【００４３】
（方法ａ）
太陽光発電パネル４ａの表面を冷却するために、太陽光発電パネル４ａの表面に、所定の時間間隔、例えば５分ごとに、所定時間（例えば２分間）ほど海水貯留装置２に貯留している海水を散水する。これにより、太陽光発電パネルの表面を冷却するために使用した海水の温度は、使用前と比較して少なくとも１０℃は高くなった海水を得ることが可能になると考えられる。
【００４４】
（方法ｂ）
例えば、淡水化装置本体５の屋根に太陽方向を向く傾斜面を設け、この傾斜面に太陽光発電パネル４ａを配置した場合に、太陽光発電パネル４ａをこの傾斜面と若干の間隔（例えば、３〜５ｃｍｍ程度の空間部）を介して取り付ける。そして、太陽光が射している昼間は、常時又は間欠的に、この傾斜面の上側から下方に向けてこの空間部を通して、海水貯留装置２に貯留している海水の所定量を流すことにより、太陽光発電パネル４ａの下側を海水により冷却する。これにより、太陽光発電パネル４ａを下側から冷却するために使用した海水は、少なくとも１０℃は高くなった海水を得ることが可能になると考えられる。
【００４５】
なお、上記（方法ａ）、（方法ｂ）は、太陽光により太陽光発電パネル４ａの温度が上昇してその光電変換効率が低下する昼間のみ実施し、当然夜間は実施しない。また、上記（方法ａ）、（方法ｂ）のいずれの方法を採用する場合において、太陽光発電パネル４ａは防水型のパネルを使用する。また、上記（方法ａ）、（方法ｂ）は昼間のみ実施するが、この方法を実施してその実施を中止すると、太陽光発電パネル４ａの表面部等に付着した海水はその水分が蒸発すると、残留する塩分がこの表面部等に析出するので、上記（方法ａ）、（方法ｂ）の稼働を止めた後の所定時間は、例えば、太陽光発電パネル４ａに所定時間ほど真水を散水するようにする。なお、散水した真水には塩分が含まれるので回収して海水貯留装置２へ回収するようにする。
【００４６】
上記（手段１）〜（手段３）により余熱した余熱海水には異物が含まれている可能性があるので、濾過膜（フィルター）等を用いた濾過手段により異物を除去した余熱海水を、余熱海水貯留装置３ａ、又は海水余熱装置３に供給する。余熱海水貯留装置３ａに一旦貯留した余熱海水は、制御装置１２の制御に基づいて、海水淡水化装置本体５の上方に設けた余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに供給される。
【００４７】
８は熱媒体加熱装置である。熱媒体加熱装置８は、その内部に液体からなる熱媒体を備え、太陽光発電装置４から供給される電力によりこの熱媒体を加熱する加熱手段を備えている。この加熱手段としては、例えば、電気ヒータ等を用いることができる。熱媒体加熱装置８内で加熱された熱媒体は、熱媒体供給ポンプにより、海水淡水化装置本体５の余熱海水返送室６に貯留している海水内に配設した熱交換用配管８ａに循環供給される。余熱海水返送室６内に貯留している海水は、この海水の加熱手段となる熱交換用配管８ａとの熱交換により１００℃程度に加熱されて、多量の水蒸気を発生する。余熱海水返送室６内の海水から発生した水蒸気は余熱海水返送室６内を上昇して冷却室７に導かれる。
【００４８】
なお、熱媒体加熱装置８としては、太陽光が注いでいる昼間は、前記した海水余熱装置３を実現する（手段１）とほぼ同様な装置を用いて、太陽光の熱エネルギーで１２０℃程度に加熱された液体からなる熱媒体を余熱海水返送室６に配設した熱交換用配管８ａに供給する手段を採用してもよい。このような手段を採用すると、昼間は太陽熱を利用して熱媒体を加熱し、夜間は蓄電装置４ｂで蓄電された電力を利用して熱媒体を加熱することが可能になるので、電力の消費量を低減することが可能になるとともに、昼間に蓄電装置４ｂに蓄電する電力量を増加させることができるようになる。
【００４９】
上記した熱媒体としては、例えば、真水、あるいは従来から実用化されている各種の液体からなる熱媒体用のオイル、例えば、シリコンオイルを使用することができる。熱媒体として真水を使用する場合には、熱媒体加熱装置８内で１２０℃程度の過熱水蒸気を発生させて、熱媒体供給ポンプを用いて熱交換用配管８ａ内を循環させるようにする。また、熱媒体として真水を使用する場合、この真水は本発明の海水淡水化装置で生成した真水を使用する。
【００５０】
図１に示す９は、太陽光発電装置４から供給される電力により９０〜１００℃程度の高温の空気（熱風）を発生させて空間部Ｋに供給するための熱風発生装置（熱風発生供給装置）である。熱風発生供給装置９で発生した熱風は、送風ポンプにより余熱海水返送室６に設けられた空間部Ｋ内に供給して、空間部Ｋ内の温度を９０℃近くに維持するために使用される。なお、熱風発生装置（熱風発生供給装置）９についても、昼間は太陽熱を利用して空気を所定時間ほど高温度になるように加熱し、この加熱された空気を空間部Ｋ内に供給するようにしてもよい。
また、図１に示す１０は、太陽光発電装置４から供給される電力を利用して−１０℃〜５℃程度の冷風を冷却室７に供給するための装置である。余熱海水返送室６内で海水から発生した水蒸気は冷却室７に導かれて冷却されて凝縮し、真水が生成される。生成された真水は真水貯留装置１１に収集される。
【００５１】
図１に示す制御装置１２は、図示していない温度検出手段、圧力検出手段を含む各種のセンサーや操作スイッチから入力される入力信号等に基づいて、図１に示す本発明の海水淡水化装置を構成する各種のポンプ、制御弁（電動バルブ）、および各装置の稼働をプログラムに従って制御するためのＣＰＵを備えた装置である。なお、制御装置１２を稼動させるための電源は、例えば、蓄電装置４ｂで蓄電した電力を利用するようにする。
【００５２】
図１に示す１点鎖線内の各装置、例えば、海水淡水化装置本体５、熱媒体加熱装置８、熱風発生装置（熱風発生供給装置）９、冷風発生装置１０、真水貯留装置１１と、制御装置１２とを、本発明に係る海水淡水化装置を構成する一つのユニットとすることができる。本発明においては、この一つのユニットを、例えば、図９に示すユニット装置Ｕ内に収容、又はその一部をユニット装置Ｕ近辺に設置する。そして、このユニット装置Ｕの一つ又は複数と、海水取水装置１、海水貯留装置２、海水余熱装置３、余熱海水貯留装置３ａ、太陽光発電装置４、蓄電装置４ｂ等を備え、太陽エネルギーを有効に活用した海水淡水化プラントシステムとして構築することができる。
【００５３】
（海水淡水化装置本体の構成）
続いて、本発明の海水淡水化装置において、特徴的な構成を備えている海水淡水化装置本体（以下、「装置本体」という）５の構成について詳細に説明する。図２は、装置本体５の構成についてその一実施形態を示す縦断面図（図９に示すＣ−Ｃ線の断面図）である。
【００５４】
図２に示すように、装置本体５の基本構成は、基台となる枠体２０内に設けた余熱海水返送室６と、余熱海水返送室６の上方に配設された冷却室７と、余熱海水返送室６と冷却室７との間に設けた余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）から構成されている。また、余熱海水返送室６に貯留する海水Ｓ１の水面と余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）との間には、所定の高さを有する空間部Ｋを設けている。
【００５５】
なお、装置本体５の形状は、例えば、図９に示すように横長形状をなすようにする。また、装置本体５を構成する枠体２０（前後、側面、天井）等は、例えば、石膏からなる板材の両面にＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics）を密着させた、強度と断熱効果を備えた部材から構成するとよい。また、枠体２０の適所には、装置本体５を構成する各種の装置類や部品等の交換を行うための出入り口や点検用窓を複数設けるようにする。
【００５６】
図２に示す海水淡水化装置本体５において、海水から効率良く水蒸気を発生させて多量の真水を生成するためには、枠体２０（図９に示すユニットＵ）の横幅は２ｍ〜５ｍ程度、奥行の長さは５ｍ〜１０ｍ程度、余熱海水返送室６の余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）までの高さは少なくとも１．５〜２ｍ程度、大型の装置では５ｍ〜１０ｍ程度、冷却室７の高さは少なくとも２ｍ〜３ｍ程度、大型の装置では５ｍ〜１０ｍ程度は確保することが望ましい。
【００５７】
［余熱海水返送室の構成］
図２に示すように、余熱海水返送室６を構成する枠体２０の底部には、海水Ｓ１を貯留するための空間部が形成されており、さらに、この空間部には貯留した海水Ｓ１を加熱するための熱交換用配管８ａが配設されている。熱交換用配管８ａには、前記したように、熱媒体加熱装置８から加熱された熱媒体が循環して供給される。これにより、余熱海水返送室６に貯留している海水Ｓ１は、熱交換用配管８ａ内を流れる熱媒体によって１００℃程度に加熱されて、海水Ｓ１から多量の水蒸気が発生することになる。
【００５８】
余熱海水返送室６の上方部には、空間部Ｋを介して余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）を設けている。余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）は、余熱海水を一時的に貯留するための装置であって、余熱海水貯留装置３ａから供給ポンプ（Ｐ）により供給される余熱海水を、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）内に取り入れるための余熱海水取入口２１を複数箇所に設けている。また、枠体２０の下方部には、余熱海水返送室６の底部に貯留している海水Ｓ１の一部を取り出して余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に循環供給するための海水取出口２１ａを設けている。
【００５９】
なお、余熱海水返送室６に仕切り板４６を設けて、図２に示すように、左右２つの余熱海水返送室６に分割した構成としてもよい。余熱海水返送室６を左右２つの余熱海水返送室６に分割した構成にすると、装置本体５をユニット化した構成とすることが可能になるので、現地における装置本体５の建設工事が容易になるというメリットが生じる。
【００６０】
余熱海水返送室６の底部には、余熱海水返送室６内に貯留している海水Ｓ１を、制御装置１２の制御に従って余熱海水返送室６の外部に排出するための排出配管２２を設けている。なお、排出配管２２から排出した海水Ｓ１は、濾過手段を通過させて海水Ｓ１に含まれている異物を除去した後、例えば、この高温度の排出海水Ｓ１を、海水余熱装置３に供給して海水を余熱するための熱源として再利用する。そして、再利用した排出海水Ｓ１は海に戻す処理等を行う。
【００６１】
また、余熱海水返送室６の枠体２０の下方部には、余熱海水返送室６に海水または余熱海水を取り入れるための海水取入口２１ｂを設けている。この海水取入口２１ｂは、本発明に係る海水淡水化装置を初期稼働、あるいはメンテナンスした後に再稼働させるときに、海水貯留装置２から海水、あるいは余熱海水貯留装置３ａから余熱海水を余熱海水返送室６内に所定量取り入れるために用いる海水取入口である。
【００６２】
余熱海水返送室６の底部近傍には、前記したように、貯留した海水Ｓ１を加熱して水蒸気を発生させるための熱交換用配管８ａを設置している。海水淡水化装置の稼働中において、制御装置１２は余熱海水返送室６内に貯留する海水Ｓ１の水面高さが所定のレベルになるように制御して、熱交換用配管８ａが余熱海水返送室６内に貯留する海水Ｓ１内に埋没されるようにする。熱交換用配管８ａ内には、熱媒体加熱装置８で１２０℃程度に加熱された熱媒体が循環供給されるので、余熱海水返送室６に貯留している海水Ｓ１は１００℃近くに加熱され、海水Ｓ１から水蒸気が発生することになる。
なお、余熱海水返送室６内に設置する熱交換用配管８ａは、１本の熱交換用配管８ａを平面視で略コイル形状に配設するか、あるいはジグザグ状に配設して高温の熱媒体が流れる熱交換用配管８ａと海水Ｓ１との熱交換効率を向上させるようにする。
【００６３】
また、余熱海水返送室６に貯留する海水Ｓ１の水面上に設けた空間部Ｋ内の温度を、安定して９０〜１００℃程度に維持するために、空間部Ｋ内であって海水Ｓ１の水面近く、かつ枠体２０の近くに、熱風発生装置９で発生させた９０〜１００℃程度の熱風を噴出させるための熱風噴出手段３２を、所定の間隔をおいて複数設置するとよい。熱風噴出手段３２としては、熱風を供給する配管に噴出ノズルを取付ける手段等を採用し、また、熱風を噴出させる方向は、空間部Ｋの中央方向であって、若干海水Ｓ１の水面上に傾斜させた向き（４５°程度）にすることが望ましい。
【００６４】
なお、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に水蒸気上昇通路部２５に通じる開口を設けて、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）内の余熱海水Ｓ２から発生した水蒸気を水蒸気上昇通路部２５に導いて冷却室７に供給させて、冷却室７に供給する水蒸気量をさらに増加させるようにしてもよい。
【００６５】
図２に示すように、余熱海水返送室６と冷却室７との間には、枠体２０の側部側から中央部に向けて、仕切部材（仕切壁）２３ａと２３ｂを設けるとともに、対向する仕切部材２３ａと２３ｂの端部の間には所定の幅を有する空洞（空間）部２４を設けている。仕切部材２３ａと２３ｂは、余熱海水返送室６と冷却室７とを空洞部２４を介在させて横方向に仕切るための部材であって、その材質は、前記した石膏からなる板材の両面にＦＲＰを密着させた板材から構成するとよい。また、空洞部２４は、図２に示すように、空間部Ｋの中央部の上方部付近に設け、かつ、図２の紙面の奥行き方向に延びるように設ける。
【００６６】
空洞部２４の上方には、この空洞部２４と連通させた水蒸気上昇通路部２５を設けている。水蒸気上昇通路部２５は、例えば、それぞれ仕切部材２３ａ、仕切部材２３ｂ上に、その下端部を取付けた側壁部材２６、２７により形成し、上部に向かうにつれて水蒸気上昇通路部２５の横幅が小さくなるようにしている。そして、図２に示すように、仕切部材２３ａ、仕切部材２３ｂの上方であって側壁部材２６の左側と、側壁部材２７の右側を冷却室７としている。なお、水蒸気上昇通路部２５を構成する側壁部材２６と２７は、ステンレス鋼製の板材を使用し、側壁部材２６、２７の上端側の数か所は冷却室７の天井壁部等に固定して、冷却室７の上部には空間部が形成されるようにしている。
【００６７】
図２に示すように、平面状をなす仕切部材２３ａと２３ｂの上面部は、空洞部２４側から枠体２０方向に向かって下り傾斜する傾斜面としている。さらに、それぞれの仕切部材２３ａと２３ｂの傾斜面の下端部と枠体２０との間には、断面形状がＵ字状等をなすステンレス鋼製等の集水樋２８ａ、２８ｂを配置している。集水樋２８ａ、２８ｂは、冷却室７内に流入した水蒸気が冷却されて結露して水滴となった真水を集めるための樋である。なお、集水樋２８ａ、２８ｂは、例えば、図２に示す淡水化装置本体５において、紙面の手前側から奥行き方向に緩やかな傾斜角度をもって下るように配置して、集水樋２８ａ、２８ｂに集めた真水が真水貯留装置１１に重力による自然流を利用して集められるようにする。
【００６８】
［余熱海水流下室の構成］
仕切部材２３ａ、２３ｂの下方であって余熱海水返送室６の上部の空洞部２４の左右側には、海水Ｓ１の水面から空間部Ｋを介して所定の高さの位置に、箱型の形状をなす余熱海水流下室２９ａ、２９ｂを配置している。余熱海水流下室２９ａ、２９ｂは、余熱海水返送室６に貯留している海水Ｓ１の水面から空間部Ｋを介して設置されているとともに、その底部は仕切部材２３ａ（２３ｂ）と枠体２０に固定した支持部材により、水平になるように支持されている。
【００６９】
余熱海水流下室２９ａ、２９ｂは、海水取入口２１から流入した余熱海水Ｓ２を一次貯留しながらこの余熱海水Ｓ２を、余熱海水返送室６の下方に向かって透水性部材３１を介して流下させる手段と、この透水性部材３１の表面部に沿って流下する余熱海水Ｓ２から水蒸気を発生させるための手段として用いるものであって、本発明において特徴的な構成となる。なお、この余熱海水流下室２９ａ、２９ｂにより、余熱海水返送室６に貯留する海水Ｓ１には、余熱海水Ｓ２が連続して補充されることになる。
【００７０】
なお、余熱海水流下室２９ａと２９ｂは、それぞれ一つの箱型形状からなる部材としてもよいが、設置工事やメンテナンスの容易さを考慮して、図２に示す図面の紙面から奥行き方向に、枠体２０に沿って複数の余熱海水流下室２９ａと２９ｂをそれぞれ水平方向に順次配列した状態で設置し、余熱海水貯留装置３ａから各余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に余熱海水を、海水取入口２１を介して流入させるようにするが望ましい。また、各余熱海水流下室２９ａと２９ｂは同一の構成とするとともに、メンテナンスを考慮して枠体２０の外に取り外し自在な構成にする。
【００７１】
続いて、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂの構成の詳細について説明する。図３は、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）の第１の実施形態を示しており、図３（ａ）は余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）の底部の一部を示す平面部、図３（ｂ）は図３（ａ）に示すＡ−Ａ線の断面図である。なお、余熱海水流下室２９ａと２９ｂは同一の構成をなしているので、以下の説明において、余熱海水流下室の構成の説明は余熱海水流下室２９ａを例にして説明する。
【００７２】
余熱海水流下室２９ａは、所定の深さを有する箱型形状をなし、平面視では図３（ａ）に示すように長方形状をなし、箱型形状の底部となる底板２９ａ１と、底板２９ａ１の４つの縁部から垂直方向に所定の高さほど立設する側板２９ａ２を備えている。また、底部２９ａ１の上面には、縦横方向に所定の間隔をおいて碁盤の目状に設けた段差部２９ａ３（図３（ｂ）参照）を設けている。段差部２９ａ３の上面の形状は、平面視で、例えば、円形又は正方形等の多角形状をなしている。各段差部２９ａ３の中央部には、図３（ｂ）に示すように貫通孔２９ａ４を設けている。
【００７３】
底板２９ａ１の貫通孔部２９ａ４には、海水案内部材３０を嵌め込んでいる。海水案内部材３０には、凹状の段差部２９ａ３に嵌装させるための平坦な上面部３０ａを設けている。また、所定の厚さを有する上面部３０ａは、その上面の中央部から垂直方向に貫通孔３０ｂが形成されており、上面部３０ａの下方は上面部３０ａの幅より縮径した円筒状の紐挿入用突出部３０ｄを設けている。
【００７４】
海水案内部材３０の上面部３０ａの形状は、段差部２９ａ３に嵌り込むように平面視で円形又は正方形等の多角形状にし、その厚さは段差部２９ａ３の深さと略同一にする。底板２９ａ１の孔部２９ａ４に海水案内部材３０を嵌め込むと、海水案内部材３０の上面部３０ａは底板２９ａ１の段差部２９ａ３内に嵌め込まれるとともに、紐挿入用突出部３０ｄの外周面が底板２９ａ１の貫通孔部２９ａ４の内周面に密着し、紐挿入用突出部３０ｄの下端部が底板２９ａ１の下面から距離Ｌ１ほど突出させるようにする。距離Ｌ１は、５ｃｍ〜２０ｃｍ程度設ける。
【００７５】
また、海水案内部材３０には、上面部３０ａから所定の高さほど突出する複数の紐係止用突出部３０ｃを、さらに、紐挿入用突出部３０ｄには外周面から内周面に貫通する孔３０ｅを複数個設けている。
余熱海水流下室２９ａを構成する底板２９ａ１、側板２９ａ２、及び海水案内部材部３０の材質は、例えば、ステンレス鋼等の耐食性のある部材から構成する。そして、図３（ｂ）に示すように、紐挿入用突出部３０ｄが底板２９ａ１の下面から距離Ｌ１ほど突出する部分の外周面には、紐状の部材である透水性部材３１の一端部側の中央部分（断面の中央部分）が挿入される。
【００７６】
なお、上記した透水性部材３１とは、透水性（通水性又は吸湿性）を有する綿糸、絹糸、あるいは麻糸（例えば、マニラ麻）、又はこれら材質からなる糸の数本を束ねた糸部材（以下、この糸の数本を束ねた糸部材を「単位糸部材３１ａ」という）の複数本（例えば、３本、または４本の単位糸部材３１ａ）を組紐状、又は縄（綱）状に組み合わせた（または撚り合わせた）所定の太さ（例えば、直径が略１０ｍｍ〜５０ｍｍ程度）を有する紐状、あるいは縄状の部材（以下、「紐部材」という場合がある）を示し、本発明の海水淡水化装置に用いる透水性部材の一実施形態となるものである。
【００７７】
また、上記した「組紐状」とは、例えば、従来から実施されているように、３本以上の単位糸部材を、所定の組み合わせ手順に従って斜めに交差させて組み上げた組紐を示し、その断面形状を円形にした組紐を示す。さらに、上記した「縄（綱）状」とは、例えば、２〜３本以上の単位糸部材を撚った縄（綱）を示す。
【００７８】
そして、図３（ｂ）に示すように、透水性部材３１の一端部側を解いた状態にして各単位糸部材３１ａを、貫通孔３０ｅを通して紐係止用突出部３０ｃに結んでいる。これにより、透水性部材３１の一端部側を海水案内部材３０に強固に係止、すなわち、余熱海水流下室２９ａに強固に固定することができる。また、この強固に固定した状態においては、図３（ｂ）に示すように、透水性部材３１の上端部側の中央部には、海水案内部材部３０の紐挿入用突出部３０ｄが挿入された状態になっている。
【００７９】
なお、図３（ｂ）に示す３１ｃは、透水性部材（紐部材）３１の上端部とその上端部から所定の長さの下方の表面部に装着（固着）したシリコンゴム等からなる外周カバー部材である。外周カバー部材３１ｃは、透水性部材３１の上端部とこの上端部から下方の所定距離の間の表面部に、余熱海水Ｓ２に含まれている塩分が付着することを防止するために設けたカバー部材である。この外周カバー部材３１ｃを設けることにより、余熱海水Ｓ２が透水性部材３１に沿って流下するときに、透水性部材の上端部の表面部、及び糸部材３１ａの表面部に滲み出して塩分が析出して付着することを防止することができるようになる。外周カバー部材３１ｃを装着していない透水性部材３１の表面部には、余熱海水Ｓ２が流下するので析出した塩分が付着、あるいは付着し続けることはない。
【００８０】
透水性部材３１の材質は、天然の植物繊維からなる綿糸、絹糸、麻糸、あるいはこれらの組み合わせからなる紐部材を使用することが好ましい。また、これら綿糸、絹糸、麻糸は、海水を含む１００℃近くの水中で使用しても、その材質が変化せず、長時間使用可能であるというメリットもある。なお、透水性部材３１は、多孔質の合成繊維からなる糸を使用してもよいが、この場合には、合成繊維に含まれている化学成分が海水に溶け出さない繊維を使用するようにする。
【００８１】
上端部側を余熱海水流下室２９ａの底部に固定した多数本の透水性部材３１の他端部側は、図２に示すように、余熱海水流下室２９ａから垂直状に空間部Ｋを介して吊り下げて、海水Ｓ１内に所定の長さほど浸漬させる。透水性部材３１が余熱海水流下室２９ａから空間部Ｋを介して海水Ｓ１内まで吊り下げられる長さは、装置本体５の大きさにもよるが、少なくとも１ｍ以上の長さにすることが望ましい。
【００８２】
余熱海水流下室２９ａ、２９ｂは上記した構成を備えているので、余熱海水取入口２１から海余熱水流下部２９ａ、２９ｂに流入し余熱海水Ｓ２は、海水案内部材３０の貫通孔３０ｂを通って、貫通孔３０ｂの下端部から透水性部材３１の中心部に流れ込むことになる。透水性部材３１は、上記したように吸湿性、すなわち透水性を有する綿糸、絹糸、あるいは麻糸からなる単位糸部材３１ａを組紐（縄）状に組（撚り）合わされているので、長手及び上下方向に微小な空間が存在している。これにより、海水案内部材３０の貫通孔３０ｂの下端部から透水性部材３１の上端部近傍の中心部に流れ込んだ余熱海水Ｓ２は、直ちに透水性部材３１の中心部と、表面部あるいは表面部に近い表層部に滲み出しながら、余熱海水返送室６内に貯留する海水Ｓ１に向けて流下することになる。すなわち、余熱海水Ｓ２は、透水性部材３１の中心部と、表面部と、表層部に滲み出しながら流下するので、流下している余熱海水Ｓ２が透水性部材３１から分離して余熱海水返送室６の海水Ｓ１上に直接落下するという現象を無くすることができる。
なお、以下の説明において、透水性部材３１の表面部と表面部に近い表層部のことを単に「表面部」と記載する。従って、「表面部」とは、透水性部材３１の「表面部」と「表面部」近傍の表層部を含むものである。
【００８３】
余熱海水返送室６に貯留される海水Ｓ１の水面上に設けた空間部Ｋ内は、余熱海水返送室６内に貯留している海水Ｓ１が熱交換用配管８ａにより加熱されることにより発生する水蒸気と、熱風噴出手段３２から噴出する熱風により９０〜１００℃程度の高温に保持されている。これにより、空間部Ｋ内に配置されている多数本の透水性部材３１の表面部に滲み出して流下する余熱海水Ｓ２はこの高温雰囲気に曝されるので、多数本の透水性部材３１の表面部に沿って流下する余熱海水Ｓ２からは多量の水蒸気が発生することになる。
【００８４】
このように、装置本体５内においては、海水から水蒸気を発生させる手段として、余熱海水返送室６に貯留している海水Ｓ１を、熱交換用配管８ａ内を流れる熱媒体との熱交換により加熱して水蒸気を発生させる手段と、多数本の透水性部材３１の表面部に滲み出して空間部Ｋを流下する余熱海水Ｓ２から水蒸気を発生させる手段の、２つの手段を備えていることに特徴がある。
【００８５】
上記したように、本発明においては、多数本の透水性部材３１の一端部側（上端部）を余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに固定して、垂直方向に吊り下げて空間部Ｋを介してその他端部側（下端部）を余熱海水返送室６の海水Ｓ１中に浸漬させている。そして、高温に保持されている空間部Ｋにおいて、多数本の透水性部材３１の表面部から多量の水蒸気を発生させるようにしていることに特徴がある。そして、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに多数本の透水性部材３１を碁盤の目状に配置（配列）して吊り下げることにより、多数本の透水性部材３１の表面積の総計を極めて大きくすることが可能になり、それだけ、透水性部材３１の表面部から蒸発する水蒸気量を多くすることが可能になる。
【００８６】
例えば、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂから碁盤の目状に密に数１００本の透水性部材３１を配列することにより、高温度の空間部Ｋ内に曝される透水性部材３１の総表面積を、余熱海水返送室６の海水Ｓ１の水面の面積の数十倍以上にすることが可能になる。これにより、余熱海水返送室６において、海水から真水を生成するための水蒸気を、太陽エネルギーを利用して極めて多量に発生させることが可能になり、かつ、水蒸気を発生させるための熱エネルギーの消費を少なくすることも可能になる。なお、多数本の透水性部材３１を余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに碁盤の目状に配列する配列例については、後述する。
【００８７】
透水性部材３１の下端部、すなわち、余熱海水返送室６内の海水Ｓ１に浸漬している透水性部材３１の下端部側には、透水性部材３１の揺れを防止するための部材を取付けて、熱風噴出手段３２から噴出する熱風の噴出圧力、あるいは、海水Ｓ１の沸騰による水面の泡立ちにより、透水性部材３１の揺れを防止することが望ましい。この透水性部材３１の揺れ防止を行う理由は、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂから吊り下げられた透水性部材３１が揺れると、透水性部材３１どうしの接触や絡み、あるいは透水性部材３１の表面部に沿って流下している海水が流下途中において空間部Ｋに飛散し、この飛散した塩分を含む海水の一部が上昇気流に乗って冷却室７に入り込み、生成した真水に塩分が含まれるという不具合の発生を防止するためである。
【００８８】
上記した透水性部材３１の揺れを防止する手段としては、全ての透水性部材３１の下端部側に、適度の重量を有するステンレス鋼製の錘を接続するか、適度の重量を有するステンレス鋼製の棒又は網部材４５を接続するようにする。また、この揺れ防止手段は、透水性部材３１の揺れを確実に防止するために枠体２０に固定することが望ましい。この揺れ防止手段を設けることにより、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂから多数本の透水性部材３１を碁盤の目状に密に配列して吊り下げることも可能になる。
【００８９】
［冷却室の構成］
続いて、冷却室７の構成例を図２に基づいて説明する。冷却室７は、仕切部材２３ａ、２３ｂの上方であって、空洞部２４と連通している水蒸気上昇通路部２５の左右に設けられている。
【００９０】
図２に示すように、水蒸気上昇通路部２５と冷却室７の側壁との間には、冷風（冷媒）を供給するためのステンレス鋼製の上部熱交換用配管３３ａと下部熱交換用配管３３ｂを配置している。また、上部熱交換用配管３３ａと下部熱交換用配管３３ｂとは、複数のステンレス鋼製の配管３４ａ、３４ｂを介して連結している。そして、冷風発生手段１０で発生した冷風（−１０℃〜５℃程度の温度）が上部熱交換用配管３３ａ内に循環供給されるようにしている。上部熱交換用配管３３ａに供給された冷風は、配管３４ａ、３４ｂを介し下部熱交換用配管３３ｂに流れ、下部配管３３ｂに流れた冷風は冷風発生手段１０に回収される。このように、冷風発生手段１０で発生した冷風は、「上部熱交換用配管３３ａ→配管３４ａ（３４ｂ）→下部熱交換用配管３３ｂ→冷風発生手段１０」へと循環供給される。
【００９１】
また、図２に示すように、縦方向に配設された配管３４ａ、３４ｂの左右には、所定の間隔をおいて多数枚のステンレス鋼製の冷却板３５を所定の間隔をおいて上下方向に順次接続するとともに、各冷却板３５は、冷却室７の下方に向けて下り傾斜になるように配置している。なお、冷却板３５を配管３４ａ、３４ｂに取り付け易くするために、配管３４ａ、３４ｂの断面形状は、扁平な矩形形状にするとよい。また、配管３４ａ、３４ｂに直接冷却板３５を取り付けるのではなく、熱伝導率の高い金属（ステンレス鋼等）製の縦長の板状の固定部材に予め冷却板３５を取付けておき、この固定部材を配管３４ａ、３４ｂに密着固定する手段を採用してもよい。さらに、冷却板３５は、図２に示すように、その長さが長い冷却板３５と短い冷却板３５とを配管３４ａ、３４ｂ、または固定部材に交互に取付けるようにすることが望ましい。
【００９２】
多数枚の冷却板３５は、配管３４ａ、３４ｂ内を流れる冷風の熱伝導により冷却されるので、冷却板３５も冷却される。上記したように、長さが長い冷却板３５と短い冷却板３５を交互に取付けた構成にすると、冷却室７内を流れる水蒸気を含む気流の流れに乱れが生じるので、水蒸気を含む気流が冷却板３５の表面に接触し易くなって、水蒸気が冷却されて生成された水滴が冷却板３５に付着する量を増加させる作用を促進させることができる。
【００９３】
なお、余熱海水返送室６内で発生した水蒸気により、余熱海水返送室６と冷却室７内の圧力は上昇する。このため、余熱海水返送室６内で多量の水蒸気を効率良く発生させて、この水蒸気を、水蒸気上昇通路部２５を介して冷却室７内に導くためには、冷却室７内を減圧する必要がある。この対策として、図２に示すように、例えば、冷却室７の側壁の下部に吸引口（排出口）３８を設け、吸引口３８は減圧ポンプに接続し、海水淡水化装置の稼働時にはこの減圧ポンプを常時作動させて冷却室７内を減圧するようにする。また、冷却室７に圧力センサーを設置し、制御装置１２はこの圧力センサーの検出値が予め設定した所定の圧力値内に維持されるように制御する。このように、冷却室７の空気を吸引口３８から減圧ポンプにより吸引することにより、余熱海水返送室６内で発生した多量の水蒸気を空間部Ｋから水蒸気上昇通路２５を介して冷却室７内への流入を促進させることが可能になる。
【００９４】
また、吸引口３８から減圧ポンプにより吸引される空気には微細な水蒸気の粒子が含まれているので、例えば、この吸引される空気を、例えば、中空糸膜を通過させて水蒸気の粒子を捕捉して、この吸引される空気からも真水を得る手段を設けるようにしてもよい。
【００９５】
なお、水蒸気上昇通路部２５の上方部には、海水貯留装置２から海水が供給される配管３７を例えば螺旋状に設置し、この配管３７内を流れる海水を、水蒸気上昇通路部２５を上昇する高温度の水蒸気を含む気流との熱交換により余熱する手段を設けてもよい。そして、配管３７内で余熱された海水は、例えば、余熱海水貯留装置３ａ、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂ、余熱海水返送室６のいずれかに供給するようにする。
また、水蒸気上昇通路部２５の上部に配管３７を設置することにより、水蒸気上昇通路部２５内を上昇する水蒸気は、配管３７と接触してその温度が低下するという効果が生じ、配管３７の表面には水滴が付着するので、図２には示していないが、配管３７の表面から落下する水滴を真水として回収する手段を設けてもよい。
【００９６】
また、冷却室７の上部の天井壁部近傍には、冷風発生装置１０から配管を介して供給される冷風を噴出するためのノズルを備えた複数の冷風噴出手段３６を設けて、冷風を冷却室７の側壁方向に向けて噴出させるようにしている。冷却室７の下部の側壁には、前記したように、減圧ポンプに接続した吸引口（排出口）３８を設けているので、冷却室７の上部に流入した水蒸気を含む気流は、冷却室７の上部に配置した冷風噴出手段３６により冷却されながら、冷却室７内の冷却板３５と接触しながら冷却室７内を下降することになる。
【００９７】
続いて、上記した構成を備えた冷却室７において、余熱海水返送室６内で発生した水蒸気を導いて冷却し、真水を生成する作用を説明すると、次のようになる。
【００９８】
（１）余熱海水返送室６内に貯留している海水Ｓ１は、熱交換用配管８ａにより加熱されるので海水Ｓ１から水蒸気が発生する。
【００９９】
（２）海水余熱装置３で余熱された余熱海水は、ポンプ等の供給手段により海水取水口２１を介して余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに供給される。余熱海水流下室２９ａ、２９ｂに流入して一時的に貯留した余熱海水Ｓ２は、海水案内部材３０の貫通孔３０ｂを通って透水性部材３１の中心部に流れ込んで、透水性部材３１に沿って余熱海水返送室６の海水Ｓ１内に流下する。このとき、透水性部材３１の表面部に沿って流下する余熱海水Ｓ２は、空間部Ｋ内を流下するときに、９０〜１００℃程度の高温に維持されている雰囲気に曝される。これにより、前記したように、多数本の透水性部材３１の表面部を流下する余熱海水Ｓ２からは多量の水蒸気が発生することになる。
【０１００】
（３）冷却室７の側壁の下部には減圧ポンプに接続した吸引口（排出口）３８を設けているので、上記（１）、（２）により発生した水蒸気は、空間部Ｋの中央部から空洞部２４を通り、さらに水蒸気上昇通路部２５内を上昇して冷却室７内の上部に流入する。このとき、高温の水蒸気は、比較的温度が低い海水が供給されている複数の配管３７の表面と接触して１０〜２０℃程度は温度が下がることになる。
【０１０１】
（４）冷却室７内に流入した水蒸気を含む気流の流れは、水蒸気上昇通路部２５の上端部から冷却室７の天井壁部方向に進む。そして、図２に示す点線の矢印で示すように、冷却室７の天井壁部により湾曲した２つの流れになって、冷却室７内を下降する流れに変化する。このとき、天井壁部の下方に配置した冷風噴出手段３６から冷風が噴出しているので、この冷風により水蒸気はさらに冷却されるとともに、冷却室７内に流入した水蒸気は冷却室７内を下降する流れが加速されることになる。
【０１０２】
（５）冷却室７内を下降する水蒸気を含む気流は、冷却室７内に多数配置された冷却板３５に接触して冷却されて結露して水滴となって冷却板３５の表面に付着する。冷却板３５の表面に付着した水滴は次第に成長して大きくなる。冷却板３５は冷却室７の下部方向に傾斜させた状態で設置されているので、冷却板３５の表面に付着した水滴は、重力により冷却板３５の傾斜した下端側の端部から落下する。
【０１０３】
（６）冷却板３５から落下した水滴は、仕切部材２３ａ、２３ｂ上に落下する。仕切部材２３ａ、２３ｂは、それぞれ集水樋２８ａ、２８ｂ方向に下り傾斜になるように配置されているので、仕切部材２３ａ、２３ｂ上に落下した真水は集水樋２８ａ、２８ｂに向かって流れることになる。
【０１０４】
（７）前記したように、集水樋２８ａ、２８ｂを、例えば、図２の紙面の手前側から奥行き方向に緩やかに下り傾斜するように配置することにより、集水樋２８ａ、２８ｂに集められた真水は、重力を利用して真水貯留装置１１に収容されることになる。
【０１０５】
なお、本発明の海水淡水化装置を長時間使用し続けると、透水性部材３１の表面部には、塩分等の異物が付着する可能性がある。従って、海水淡水化装置を数週間稼動させると、熱風噴出手段３２からの熱風の噴出の中止と、余熱海水返送室６内に貯留している海水Ｓ１を余熱海水流下室２９ａ又は２９ｂに返送する制御を中止して、海水余熱装置３で余熱された余熱海水を余熱海水流下室２９ａ又は２９ｂに供給する。これにより、余熱海水流下室２９ａ又は２９ｂに供給された余熱海水は、透水性部材３１に沿って余熱海水返送室６内に流下するので、透水性部材３１の表面部に析出した塩分は溶けて余熱海水返送室６内に海水Ｓ１として貯留されることになる。また、この制御を所定時間継続して行うことにより余熱海水返送室６の海水Ｓ１の水位も上昇してくるので、透水性部材３１の表面部に付着した塩分を除去する作用が促進されることになる。
また、上記したメンテナンス作業は、図２に仕切り板４６を設けたことにより２分割した余熱海水返送室６ごとに行うことも可能になる。これにより、海水淡水化の効率は低下  
【０１０６】
（余熱海水流下室の第２の実施形態）
続いて、図２に示した余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）について、第２の実施形態の構成を図４及び図５に基づいて説明する。
第２の実施形態となる余熱海水流下室４０ａ（４０ｂ）は、図４に示すように、底部となる底板４０ａ１（４０ｂ１）と側板４０ａ２（４０ｂ２）を備えた箱型形状をなし、その側板４０ａ２（４０ｂ２）の上部に蓋部材４０ａ４（４０ｂ４）を固定した構成にしている。そして、図５に示すように、この蓋部材４０ａ４（４０ｂ４）に、紐状の透水性部材３１の一端部側（上端部）に、結び目３１ａを作って固着し、透水性部材３１の他端部側（下端部）は、底板４０ａ１に設けた孔４０ａ３を通して余熱海水返送室６の海水Ｓ１に浸漬した構成としたものである。
【０１０７】
さらに、この第２の実施形態においては、図５に示すように、透水性部材３１の上端部側の内部の中心部に、中空部４１ａを有する海水案内部材４１を挿入する。海水案内部材４１は所定の長さを有する円筒形状をなしている。そして、透水性部材３１の上端部を蓋部材４０ａ４（４０ｂ４）に固定したときに、透水性部材３１の内部に挿入した海水案内部材４１の上端開口部は、図５に示すように、底板４０ａ１（４０ｂ１）の上面部とほぼ同じ高さにするか、又は上面部から若干突出させた位置になるようする。一方、海水案内部材４１の下端開口部は、底板４０ａ１（４０ｂ１）の下面部から所定の距離Ｌ２ほど離れた位置になるように、海水案内部材４１を透水性部材３１の中央部に固定する。なお、海水案内部材４１は、耐食性を有するステンレス鋼製とすることが望ましい。
【０１０８】
また、透水性部材３１の上端部から下方に向かって所定の長さＬ３にわたって、紐部材からなる透水性部材３１をほどいた状態（撚りをほどいた撚り戻し部）３１ｄとする。このように撚り戻し部３１ｄを設けることにより、透水性部材３１内に海水案内部材４１を挿入し易くするとともに、余熱海水流下室４０ａ（４０ｂ）に貯留している余熱海水Ｓ２が海水案内部材４１の上端開口部から中空部４１ａ内に流入し易くすることが可能になる。
【０１０９】
なお、撚り戻し部３１ｄの外周面には、所定の間隔をおいて、撚り戻し部３１ｄを適度に締め付けるためのバンド部材４２を設けて、撚り戻し部３１ｄのばらつきを防止するとともに、海水案内部材４１の撚り戻し部３１ｄ内における挿入位置も固定する。
【０１１０】
また、図５に示すように、透水性部材３１の撚り戻し部３１ｄの外周面であって、底板４０ａ１（４０ｂ１）の孔４０ａ３を貫通している近傍には、外周カバー部材３１ｃを固着している。外周カバー部材３１ｃは、前記した図３（ｂ）に示す外周カバー部材３１ｃと同一の機能を発揮させるとともに、透水性部材３１の表面部と底板４０ａ１（４０ｂ１）の孔４０ａ３との隙間を密封して余熱海水Ｓ２の漏れを防止するために設けたシリコンゴム等から構成される部材である。
【０１１１】
上記した構成からなる余熱海水流下室４０ａ（４０ｂ）を備えた装置本体５においては、余熱海水流下室４０ａ（４０ｂ）内に余熱海水取入口２１から流入して貯留した余熱海水Ｓ２は、透水性部材３１の撚り戻し部３１ｄから海水案内部材４１の上端開口部に導かれて、中空部４１ａを流下する。海水案内部材４１の中空部４１ａを流下した余熱海水Ｓ２は透水性部材３１の中心部に導かれるが、透水性部材３１は透水性を有する複数の糸部材どうしを、撚り合せて組紐状または縄状とした部材から構成されているので、透水性部材３１の中心部に導かれたこの余熱海水Ｓ２は透水性部材３１の表面部に滲み出しながら、余熱海水返送室６の海水Ｓ１に向かって流下することになる。このとき、透水性部材３１の表面部に沿って空間部Ｋを流下する海水からは、前記したように多量の水蒸気が発生することになる。
なお、余熱海水返送室６内には、図２に示すように、仕切り板４６を設けて、余熱海水返送室６を２つに分割した構成にしてもよい。
【０１１２】
透水性部材３１の上端部を余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）、または４０ａ（４０ｂ）に固着する方法は、上記した図３（ｂ）及び図５に示す方法の他に、他の方法も任意に採用することができる。重要なことは、余熱海水Ｓ２が滲み込んで重量が重くなった透水性部材３１の上端部を余熱海水流下室２９ａ等に強固に固定すること、及び余熱海水流下室２９ａ等に貯留している余熱海水Ｓ２を、海水案内部材３０または４１を用いて透水性部材３１の上端部近傍からこの透水性部材３１の中央部に向けて誘導する流れを作ることである。これにより、透水性部材３１の上端部の中央部に流入した余熱海水Ｓ２の一部は、透水性が高い透水性部材３１の表面部に沿って余熱海水返送室６の海水Ｓ１まで流下する。
【０１１３】
なお、透水性部材３１の表面部を介して流下する余熱海水Ｓ２の流下量を適切に設定する必要があるが、この流下量は海水案内部材３０または４１に設けた貫通孔３０ｂや中空部４１ａの直径の大きさにより決定することができる。例えば、径が大きい透水性部材３１を用いた場合には、径が小さい透水性部材３１よりも、貫通孔３０ｂや中空部４１ａの直径も大きくする。
【０１１４】
上記した余熱海水流下室の第２の実施形態となる余熱海水流下室４０ａ、４０ｂにおいては、ステンレス鋼製の板からなる蓋部材４０ａ４、あるいはステンレス鋼製の棒を格子状に組み合わせた蓋部材４０ａ４に、透水性部材３１の一端部側を容易に結び付けることが可能になるので、透水性部材３１の交換等のメンテナンス作業が簡単になるという効果が生じる。
【０１１５】
（透水性部材の配置例）
本発明の海水淡水化装置は、前記したように、一時的に余熱海水Ｓ２を貯留する余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）、４０ａ（４０ｂ）等から、この余熱海水Ｓ２を多数の透水性部材３１に沿って余熱海水返送室６に向かって９０〜１００℃程度に維持されている空間部Ｋ内を流下させるときに、これら透水性部材３１の表面部に滲み出しながら流下する余熱海水Ｓ２から、多量の水蒸気を発生させる手段を備えていることに特徴がある。
図２および図４に示す余熱海水流下室２９ａ等の実施形態においては、透水性部材３１の配置は碁盤の目状に配置し、かつ透水性部材３１の太さも同一とした例について説明したが、さらに、透水性部材３１の表面部から多量の水蒸気を発生させるためには、空間部Ｋ内における透水性部材３１の配置、および透水性部材３１の太さについても考慮することが重要であると考えられる。この多数本の透水性部材３１を余熱海水流下室２９ａ（４０ａ）等から余熱海水返送室６に向けて吊り下げるときの配置、すなわち、空間部Ｋ内における配置（配列）は下記のようにすることが望ましいと考えられる。
【０１１６】
図６は、透水性部材３１の配列について望ましい形態の一例を説明するための図であって、図２に示す空間部ＫにおけるＢ−Ｂ線の断面図を示している。
図６に示す透水性部材３１の配列例は、ほぼ同一の太さを有する透水性部材３１を碁盤目状に、かつ、空間部ＫのＸ及びＹ方向に、互い違いに所定の間隔をおいて配列した例を示している。透水性部材３１の太さ（直径）は、１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲でほぼ同一の値とし、Ｙ方向に配列した透水性部材３１の間隔は透水性部材３１の太さの略１〜２倍程度、Ｙ方向の配列は、一列おきに透水性部材３１の同じ配列が繰り返されるようにしている。
【０１１７】
図６に示す配列例では、熱風噴出手段３２から噴出した９０〜１００℃程度の熱風は、透水性部材３１の表面部に接触しながら空間部Ｋの中央部方向に向かって進む。このとき、熱風噴出手段３２から噴出した熱風は透水性部材３１の表面部に接触しながら空間部Ｋの中央部方向に進むので、透水性部材３１の表面部を流下している余熱海水Ｓ２は水蒸気の発生が促進されることになる。このようにして、余熱海水返送室６内の海水Ｓ１から発生した水蒸気と、透水性部材３１の表面部から発生した水蒸気は、熱風噴出手段３２から噴出する熱風の流れとともに透水性部材３１の間を流れ、また、透水性部材３１の表面部と接触しながら、空洞部２４の下部、すなわち、空間部Ｋの中央部に達する。このときの水蒸気の温度は９０〜１００℃程度になっている。空間部Ｋの中央部に達した水蒸気は、空洞部２４を通って水蒸気上昇通路部２５を上昇して冷却室７内に流入することになる。
【０１１８】
このように、多数本の同じ太さの透水性部材３１を碁盤の目状に配列することにより、熱風噴出手段３２から噴出した熱風は透水性部材３１の表面部と接触する面積が多くなるので、透水性部材３１の表面部から発生する水蒸気の量を多くすることができるという効果が生じる。なお、透水性部材３１の太さが比較的大きい透水性部材３１を使用する場合には、太さが小さい透水性部材３１を使用する場合と比較して、空間部Ｋの高さを高くして、多数本配列した透水性部材３１の表面積の総和が大きくなるようにすることが望ましい。
【０１１９】
図７は、透水性部材３１の配列について他の配列例を示している。図７に示す配列例では、太さの異なる透水性部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃを碁盤目状に、かつ、Ｘ及びＹ方向に互い違いに所定の間隔をおいて、かつ、Ｘ方向（余熱海水返送室の外側部となる枠体２０から空間部Ｋの中央部方向）に向けて、漸次その太さを小さくした透水性部材を配列した例を示している。
【０１２０】
図７に示す例では、Ｘ方向に３つのゾーン（Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３）を設定し、このゾーンごとに太さの異なる透水性部材を配列した例を示している。この配列では、枠体２０側の領域Ｚ１では最も太い径（例えば、５０ｍｍ）を有する透水性部材６１ａを複数列、続いて領域Ｚ２では中間の太さの径（例えば、２０ｍｍ〜４０ｍｍ）を有する透水性部材６１ｂを複数列、空間部Ｋの中央部に近い領域Ｚ３では、最も小さい径（例えば、１０ｍｍ〜２０ｍｍ）を有する透水性部材６１ｃを複数列ほど、かつ、１列の透水性部材６１ｃの本数が他のゾーンより多く配列する。
【０１２１】
この図７に示す配列例では、熱風噴出手段３２に近い側に最も太い透水性部材６１ａ、すなわち、表面積が最も大きい透水性部材を配置しているので、この太い透水性部材６１ａの表面部から多量の水蒸気の発生を促進することが可能になる。また、領域Ｚ３では、最も小さい径を有する透水性部材６１ｃを密に配列しているので高温度の気流が透水性部材６１ｃの表面と接触し易くなるので、透水性部材６１ｃの表面からの水蒸気の発生が促進されることになる。さらに、各領域において、Ｘ及びＹ方向の透水性部材の間隔は、各領域に配列されている透水性部材の太さの１〜４倍程度と密になるように配列する。
【０１２２】
なお、図７に示す透水性部材６１ａ、６１ｂ、６１ｃの配列例では、３つのゾーンＺ１、Ｚ２、Ｚ３ごとに、枠体２０から空間部Ｋの中央部に行くほど透水性部材の太さを小さくしたが、枠体２０から空間部Ｋの中央部に近づくに従って、Ｙ方向の列単位で、透水性部材の太さを順次小さくしてもよい。
【０１２３】
（冷却室の他の実施例）
続いて、水蒸気を冷却する冷却室７について、他の実施形態の構成を図８に基づいて説明する。図８に示す冷却室７は、図２に示す冷却室７の縦方向に配設した配管３４ａ、３４ｂの左右の側面に配置した冷却板の構成を、ジグザク状に折り曲げたステンレス鋼製の冷却板５０とし、さらに、この冷却板５０を配管３４ａ、３４ｂに取り付けたときに、ジグザク状に折り曲げた形状をなす冷却板５０は、冷却室の下方に向かって傾斜する傾斜面を有するようにしたものである。そして、隣り合う２つの配管３４ａと３４ａ（３４ｂと３４ｂ）間においては、隣り合うジグザク状の冷却板５０どうしは互いにその取り付け位置を縦方向に若干の距離ほどずらして、隣り合う冷却板５０間には幅が狭いジグザグ状の空間部５１が形成されるようにしている。
【０１２４】
このように冷却室７内にジグザク状の冷却板５０を配置すると、冷却室７内に流入した水蒸気を含む気流が冷却室７内を下降するときに、その一部の気流は、幅が狭いジグザグ状の空間部５１内を上方部から下方に向けて流れるようになる。そして、水蒸気がジグザグ状の空間部５１を通過するときに、水蒸気はジグザグ状の冷却板５０とより広い面積にわたって接触することになるので、水蒸気は冷却されて結露して水滴になり、効率良く真水を生成することが可能になる。なお、図８には、ジグザグ状の空間部５１を２つ形成した例を示しているが、冷却室内に配管３４ａ（３４ｂ）を３本以上設置してジグザグ状の空間部５１を多数形成することにより、より多量の真水を生成することが可能になる。
【０１２５】
［海水余熱装置の構成例］
続いて、前記した本発明に採用することができる海水余熱装置の構成例を、図１０及び図１１に基づいて説明する。なお、図１０はこの海水余熱装置の構成の概要を説明するための図、図１１は図１０に示すＤ−Ｄ線の断面図である。
【０１２６】
図１０に示す海水余熱装置７０は、装置の外枠がステンレス鋼、あるいはＦＲＰ等から構成され、密閉されている内部には、長手方向に２本の熱交換用配管７１と７２をジグザグ状に配置している。また、海水余熱装置７０の一方の側壁の下部には、横方向に球形（球面）状の空間部を設けた複数の太陽光受光部７３、７３、７３、・・を設け、さらに、各太陽光受光部７３には太陽光を入射させるための開口部７３ａを装置の外側に向けて設けている。太陽光受光部７３の球形状をなす空間部の表面には、入射した太陽光の熱エネルギーを吸収するための黒色の被膜、例えば、黒色クロメートの被膜層を設けている。また、海水余熱装置７０の内部には、液体からなる熱媒体、例えば、シリコンオイルが充填されている。
【０１２７】
この海水余熱装置７０は、図１１に示すように、凹面鏡３ｃを有する太陽光集光装置３ｂを備えるようにする。なお、太陽光集光装置３ｂは、海水余熱装置７０に設けている太陽光受光部７３の数に対応した台数ほど設置する。そして、太陽光集光装置３ｂで集光した太陽光は、対応する太陽光受光部７３に入射されるようにする。また、凹面鏡３ｃの向きは制御装置１２又は他の制御装置の制御により、太陽の移動に対して自動的に追従できるようにする。
【０１２８】
上記した構成を備えた海水余熱装置７０においては、太陽光集光装置３ｂの凹面鏡３ｃで集光した太陽光は、開口部７３ａを介して太陽光受光部７３の球形面内に入射する。太陽光受光部７３の球形面内に入射した太陽光は、黒色をなすクロメート被膜層に照射されるので、この部分は太陽光の熱エネルギーにより高温度、例えば、１００℃以上に加熱される。これにより、海水余熱装置７０内に充填されている熱媒体は、太陽光受光部７３からの熱伝導により温度が上昇して、太陽光集光装置３ｂ内には熱媒体の対流が発生し、所定時間経過すると熱媒体の温度も１００℃近くの高温度に達することが可能になる。また、開口部７３ａ近傍には凸レンズ７３ｂを配置して、凹面鏡３ｃで集光した太陽光をクロメート被膜層上に焦点を収束させることにより、クロメート被膜層を含む太陽光受光部７３の温度をさらに高温度にすることが可能になり、熱媒体の温度を１００℃以上にすることも可能になる。
【０１２９】
そして、海水余熱装置７０内の熱媒体の温度が所定の高温度に達すると、海水貯留装置２から熱交換用配管７１に所定の量の海水を、所定の時間間隔で供給する。これにより、海水余熱装置７０内に配設されている熱交換用配管７１内の海水は、少なくとも８０℃以上の温度に余熱することが可能になる。熱交換用配管７１内で所定の温度に余熱された海水は、制御装置１２等の制御に基づいて、余熱海水貯留装置３ａに供給する処理を行う。
【０１３０】
また、例えば、海水余熱装置７０内に配置した他の熱交換用配管７２には、空気を供給するようにしてもよい。熱交換用配管７２に空気を供給すると、上記した海水から余熱海水を得る作用と同様にして、熱交換用配管７２内の空気を１００℃近くの高温に加熱することが可能になる。そして、昼間は、この加熱された空気を、空気圧送ポンプを利用して余熱海水返送室６に配設した熱風噴出手段３２から熱風として噴出させるようにする。
【０１３１】
なお、図１０に示す海水余熱装置７０では、海水と空気とを加熱する機能を備えている例について説明したが、海水のみを余熱する海水余熱装置として、この海水余熱装置を複数台設置して、昼間は太陽熱を利用して余熱海水が連続的に多量に得ることができるようにすることが望ましい。同様に、海水のみを加熱する空気加熱装置を１台又は複数台設置してもよい。
【０１３２】
（海水淡水化装置の稼働制御）
続いて、本発明の海水淡水化装置、特に装置本体５を稼働させるための制御について説明する。この稼働制御は、制御装置１２により実施される。なお、制御装置１２はＣＰＵ，制御プログラムを予め記憶させたＲＯＭ等を搭載した制御基板を備えており、稼働制御はこの制御プログラムに従って実行される。
【０１３３】
図１に示す各装置には必要に応じて、海水淡水化装置の稼働を制御するために必要とする各種のセンサー、例えば装置内に貯留する海水量のレベル（液面）を検出するレベルセンサー、海水や熱媒体等の温度を検出する温度検出センサー、装置内の圧力を検出する圧力検出センサー、海水の塩分濃度を測定する塩分濃度測定センサー、等が設置されている。これらのセンサーは、既に公知の各種のセンサーを使用することができる。
【０１３４】
例えば、海水貯留装置２には取水装置１により海中から取水した海水を貯留している貯留レベルを検出するためのレベルセンサーが、海水余熱装置３には太陽光を利用して海水を余熱したときにその余熱温度を測定する温度検出センサーが、余熱海水貯留装置３ａには貯留している余熱海水の貯留レベルを検出するためのレベルセンサーが、余熱海水返送室６には貯留している海水Ｓ１の貯留レベルを検出するためのレベルセンサー、海水Ｓ１の温度を検出する温度検出センサー、海水Ｓ１の塩分濃度を測定する塩分濃度測定センサー、空間部Ｋ内の温度を検出する温度検出センサー、等が設置されている。
【０１３５】
また、冷却室７には、温度検出センサー、圧力検出センサー等が、真水貯留装置１１には貯留する真水の貯留レベルを検出するためのレベルセンサーが、余熱海水流下室２９ａ、２９ｂ（又は４０ａ、４０ｂ）には、一時的に貯留する余熱海水Ｓ２の貯留レベルを検出するためのレベルセンサーが設置されている。
さらに、熱媒体加熱装置８には熱媒体の温度を検出するための温度検出センサー、熱風発生装置９には発生させた熱風の温度を検出するための温度検出センサーと圧力を検出するための圧力センサーが設置されている。
【０１３６】
図１に示す本発明に係る海水淡水化装置を建設したときの立上げ時（メンテナンス後の立上げ時も含む）の稼動制御、及び通常の稼働制御を行うときに、制御装置１２により、主要な装置となる図２に示す海水淡水化装置本体５について、その稼働制御の手順例を説明すると次のようになる。
【０１３７】
（１）余熱海水貯留装置３ａに貯留している余熱海水を、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に供給するたに、ポンプやバルブを備えた海水供給手段を制御して、余熱海水を余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に供給する制御を行う。また、冷風発生手段１０を稼働させて冷風を「上部熱交換用配管３３ａ→配管３４ａ（３４ｂ）→下部熱交換用配管３３ｂ→冷風発生手段１０」へと循環供給するとともに、冷風噴出手段３６から冷風を噴出させる制御を開始する。
【０１３８】
（２）余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に設置されているレベルセンサーは、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）内に貯留される余熱海水Ｓ２のレベルを検出する。制御装置１２はこの検出値が所定のレベル以下の場合には、余熱海水貯留装置３ａから余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に供給する余熱海水の供給量を増加させる、等の制御を行う。また、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に貯留される余熱海水Ｓ２の貯留レベルが一定になるように、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）への余熱海水の供給を制御する。
【０１３９】
（３）前記したように、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）等に貯留される余熱海水Ｓ２は、透水性部材３１に沿って余熱海水返送室６の方向に流下して余熱海水返送室６内に海水Ｓ１として貯留される。余熱海水返送室６に設置されているレベルセンサーは、この海水Ｓ１の貯留レベルを検出する。制御装置１２は、余熱海水返送室６に貯留された海水Ｓ１が所定の貯留レベルに達すると、熱媒体加熱装置８を制御して加熱された熱媒体を熱交換用配管８ａに循環供給する制御を開始する。これにより海水Ｓ１は１００℃近くに加熱され、水蒸気が発生することになる。さらに、熱風発生装置９を制御して熱風を熱風噴出手段３２から噴出させる制御を開始する。
【０１４０】
また、制御装置１２は、余熱海水返送室６に貯留されている海水Ｓ１の貯留レベルが所定の基準レベルになるように制御する。そして、海水Ｓ１の一部を、海水取出口２１ａを介して余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）等に循環供給する制御を行って、海水Ｓ１の貯留レベルが基準レベルに達するようにする。このように、海水Ｓ１の一部を、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）等に循環供給する制御を行うことにより、余熱海水貯留装置３ａから余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）に供給する余熱海水量を減少させることが可能になる。なお、この制御装置１２が海水Ｓ１の一部を、海水取出口２１ａを介して余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）等に循環供給する制御は、余熱海水返送手段になる。
【０１４１】
（４）余熱海水返送室６に貯留されている海水Ｓ１の塩分濃度を塩分濃度測定センサーにより検出し、この測定値が所定の濃度に達すると、排出配管２２から所定量の海水Ｓ１を余熱海水返送室６の外に排出する制御を行うとともに、海水供給手段により余熱海水貯留装置３ａから余熱海水を海水取入口２１ｂから余熱海水返送室６内に供給する制御を行う。この余熱海水の供給は、余熱海水返送室６内の海水Ｓ１の貯留レベルが所定のレベルに達するまで行う。この制御により、余熱海水返送室６内の海水Ｓ１の塩分濃度が高くなって水蒸気発生量の減少を防ぐことができるようになる。
なお、排出配管２２から排出された海水Ｓ１は１００℃近くの高温なので、例えば、余熱海水貯留装置３ａ内の余熱海水の温度を維持するための熱源として再使用し、使用後は海に戻す等の処理を行うようにする。
【０１４２】
（５）冷却室内の圧力を圧力検出センサーで検出し、この検出値が所定の値を超えたときには、吸引口３８に接続された減圧ポンプの吸引力を増加させて冷却室内の圧力を所定の基準値になるように制御する。
【０１４３】
（６）太陽光発電装置４で発電した電力は、図１に示す装置の電力源として使用されるが、制御装置１２は電力使用量を監視して、電力に余剰が生じた場合には、この余剰電力を蓄電装置４ｂで蓄電するための制御を行う。蓄電装置４ｂに蓄電した電力は、主として、海水淡水化装置を構成する各装置を、夜間等において稼働させるときの電力源として使用する。
【０１４４】
制御装置１２は、本発明に係る海水淡水化装置の稼働を上記した制御を行うことにより、装置本体５は、余熱海水返送室６内において海水から多量の水蒸気を発生させるために消費するエネルギー等を、主として、太陽光が有するエネルギーを利用して、効率よく海水から真水を得ることが可能になる。
【０１４５】
なお、上記した本発明の実施形態において、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）から余熱海水返送室６まで吊り下げた多数本の透水性部材３１は、垂直方向に吊り下げた例について説明したが、この多数本の透水性部材３１の吊り下げ向きは、垂直方向の他に、余熱海水流下室２９ａ（２９ｂ）から余熱海水返送室６まで所定の角度ほど緩やかに傾斜させてもよい。透水性部材３１を傾斜させた状態で吊り下げると、空間部Ｋ内における各透水性部材３１の表面積の総計が増加するので、水蒸気の発生量をより増加させることが可能になる。また、透水性部材３１を吊り下げる向きは、垂直方向と上記した傾斜させた向きを組み合わせてもよい。この場合には、例えば、枠体２０の近傍に配置される数列の透水性部材３１は垂直方向に吊り下げ、空間部Ｋの中央部近傍に配置される数列の透水性部材３１は傾斜させた向きとする。
【０１４６】
なお、透水性部材３１を所定の角度ほど緩やかに傾斜させて配置する場合、この傾斜角度は、透水性部材３１の表面部に沿って流下する余熱海水Ｓ２が透水性部材３１の途中から分離して落下しない角度にすることが必要である。この理由は、透水性部材３１の途中から落下した塩分を含む余熱海水Ｓ２の微小な粒が、空間部Ｋ内の上昇気流に乗って冷却室７に流入することが考えられるからである。
【０１４７】
また、透水性部材３１は、前記したように、天然の植物繊維からなる綿糸、絹糸、麻糸、あるいはこれらの組み合わせからなる紐部材を使用することが好ましいが、さらに、これら綿、絹、麻、あるいは多孔質の合成繊維に、稲藁や畳表を混ぜて撚り合わせた紐部材としてもよい。このようにすると、紐部材の内部がより多孔質になり、表面部も凹凸部をより多く形成することが可能になるので紐部材の表面部を流下する余熱海水から水蒸気の発生を促進させる効果がさらに向上する。
本発明において、透水性部材３１の強度を増加させるためにこの透水性部材３１を、炭素繊維を含む部材から構成してもよい。
【０１４８】
（透水性部材の他の実施例）
続いて、透水性部材を、炭素繊維を含む部材から構成した場合に、余熱海水流下室の構成例について説明する。図１２は、透水性部材８０を、炭素繊維を含む部材から構成したときに、この透水性部材８０を余熱海水流下室８１の底板８１ａに取付けるための構成例を示している。
【０１４９】
図１２に示すように、余熱海水流下室８１の底板８１ａには、その上面から下面に向けて段差部８１ｃを形成するとともに、この段差部８１ｃには上面から下面に貫通する貫通孔８１ｂを形成している。そして、底板８１ａにはこの段差部８１ｃを備えた貫通孔８１ｂを碁盤の目状に多数配列した状態で設け、ステンレス鋼製の海水案内部材８２を各貫通孔８１ｂに挿入して、この挿入部から余熱海水が漏れないように密に固定している。海水案内部材８２は、後述するように、透水性部材８０を係止して、この透水性部材８０を余熱海水返送室６内に向かって吊り下げるための手段になる。
【０１５０】
海水案内部材８２の形状は、図１３（ａ）に示すように、その上面は、上面視で、例えば円形の上面部８２ａと、上面部８２ａに続く下円筒部８２ｂ（図１２参照）と、上面部８２ａの上面の中心部から下円筒部８２ｂの下端まで貫通する貫通孔８２ｃを形成した円筒形状をなしている。また、図１２及び図１３（ａ）に示すように、上面部８２ａの上面近傍には、貫通孔８２ｃの内周面から中心部方向に所定の長さほど突出する複数の突出部８２ｄを設けている。図１３（ａ）に示す例では、４つの突出部８２ｄを９０°間隔で対向させて設けている。さらに、下円筒部８２ｂには、貫通孔８２ｃの中心線と直交する方向であって貫通孔８２ｃの直径方向に形成された貫通孔８２ｅを設けている。貫通孔８２ｅは、ボルト８３を挿通すための孔である。
【０１５１】
続いて、炭素繊維を含む部材からなる透水性部材８０の構成を、図１４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。透水性部材８０は、縦方向に貫通孔Ｈ１を備えた中空の直線状の部材であって、外径ｄ１、長さＬ４を有し、その横断面の形状は図１４（ｂ）に示すように円形をなしている。透水性部材８０は、炭素繊維を含む複合材料、例えば、炭素繊維強化炭素複合材料（Ｃ／Ｃコンポジット）からなる中空線状部材８４と、中空線状部材８４の外周面に嵌装された透水性を有する繊維部材（以下、「透水性繊維部材」という）８５から構成されている。
【０１５２】
長さＬ４、外径ｄ１を有する中空線状部材８４は、炭素粉末と炭素繊維からなる複合材料、あるいは熱硬化性樹脂中に炭素繊維を分散させた複合材料、あるいはＦＲＰに炭素繊維を分散させた複合材料等から構成されている。また、中空線状部材８４の上端部近傍は小径に縮径された長さＬ５の小径部８４ａを備え、さらに、この小径部８４ａには貫通孔Ｈ１の中心線と直交し、貫通孔Ｈ１の直径方向に形成された２つの孔８４ｂが形成されている。これら２つの孔８４ｂはボルト８３を挿通するための孔である。なお、中空線状部材８４は、例えば、押し出し成型により長さが１ｍ〜１．５ｍ程度に製造し、小径部８４ａは切削加工により形成する。なお、中空線状部材８４の径ｄ１は、１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度、貫通孔Ｈ１の径は、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度とすればよい
【０１５３】
中空線状部材８４の外周面に嵌装された透水性繊維部材８５は、所定の厚さｄ２を備え、透水性が極めて高い布、織物、組み紐状に編んだ布（織物）からなる筒状の部材であって、例えば、合成繊維、炭素繊維を含む合成繊維から構成されている。なお、透水性部材８５の厚さｄ２は、３〜１０ｍｍ程度に設定する。
【０１５４】
図１２は、上記構成を備えた透水性部材８０を海水案内部材８２に係止して、透水性部材８０を余熱海水流下室８１の底板８１ａから下方に吊り下げた状態を示す部分図である。透水性部材８０を海水案内部材８２に係止する方法は、例えば、次の手順で実施することができる。
【０１５５】
（１）まず、図１４に示すように、中空線状部材８４の外周面に、透水性繊維部材８５を嵌装する。このとき、中空線状部材８４の下端面と透水性繊維部材８５の下端面とが一致させるようにするとよい。なお、予め、透水性繊維部材８５の上端部から所定の下方の位置には、小径の貫通孔８５ｃを穿孔しておく。
（２）続いて、図１２に示すように、外周面に透水性繊維部材８５を嵌装した中空線状部材８５の小径部８５ａを、海水案内部材８２の貫通孔８２ｃ内に挿入し、さらに小径部８５ａのみを複数の突出部８２ｅを通過させて、小径部８５ａの上端部を海水案内部材８２の上面部と一致させる。
【０１５６】
（３）上記（２）の状態にした後、図１５に示す２つ割り型の割リング部材８６、８６を海水案内部材８２の下円筒部８２ｂの外周面に、透水性繊維部材８５を挟んだ状態で装着する。続いて、ボルト８３を、割リング部材８６の孔８６ａ、透水性繊維部材８５の孔８５ｃ、海水案内部材８２の孔８２ｅ、及び中空線状部材８４の孔８４ｂを挿通してナット８３ａで締付ける。これにより、透水性繊維部材８５の上端部近傍は２つの割リング部材８６、８６の押圧力により圧縮されて、図１２に示すように圧縮された状態８５ａに変形するとともに、中空線状部材８４はボルト８３により強固に海水案内部材８２に支持され、さらに、透水性繊維部材８５は２つの割リング部材８６、８６の押圧力により強固に支持されるので、中空線状部材８４の外周面からの抜け落ちを防止することが可能になる。
【０１５７】
（４）上記（２）、（３）の操作を、余熱海水流下室８１の底板８１ａから中空線状部材８４を吊り下げる本数分ほど繰り返して行う。
（５）余熱海水流下室８１の底板８１ａから海水案内部材８２を介して多数本の透水性部材８０を吊り下げた余熱海水流下室８１を、余熱海水返送室６の上方に設置する。これにより、余熱海水流下室８１から多数本の透水性部材８０が空間部Ｋを介して余熱海水返送室６の海水中まで吊り下げられることになる。
なお、透水性部材８０を海水案内部材８２に係止するための構成は、作業性を考慮して上記した以外の構成を適宜採用すればよい。
【０１５８】
上記した炭素繊維を含む部材から構成した透水性部材８０を吊り下げた余熱海水流下室８１について、余熱海水流下室８１から透水性部材８０を介して、余熱海水Ｓ２が余熱海水返送室６の海水中に流下するときの作用を図１２、図１３に基づいて説明すると次のようになる。
【０１５９】
（１）余熱海水流下室８１に貯留されている余熱海水Ｓ２の一部は、各透水性部材８０が備えている貫通孔Ｈ１内を通って余熱海水返送室６の海水中に流下する。これにより、余熱海水返送室６には余熱した海水が補充される。余熱海水返送室６に貯留されている海水（余熱海水）Ｓ１は熱交換用配管８ａとの熱交換により加熱されるので、海水Ｓ１からは多量の水蒸気が発生することになる。
【０１６０】
（２）余熱海水流下室８１に貯留されている余熱海水Ｓ２の一部は、中空線状部材８４の小径部８４ａの外周面と海水案内部材８２の貫通孔８２ｃの内周面との間に形成されている空間部Ｈ２内を流下して、圧縮されていない透水性繊維部材８５の上方部８５ｂに達する。透水性繊維部材８５は透水性が高い繊維部材から構成されているので、透水性繊維部材８５の上方部８５ｂに達した余熱海水は、透水性繊維部材８５内、あるいは透水性繊維部材８５の外周面を伝わりながら余熱海水返送室６の海水Ｓ１に向かって流下する。透水性部材８０は、９０〜１００°近くの高温雰囲気中の空間部Ｋに配設されているので、透水性繊維部材８５を伝わって流下する余熱海水、特に、透水性繊維部材８５の表面部に沿って流下する余熱海水は加熱されるので、透水性繊維部材８５の表面部から多量の水蒸気が発生することになる。
このようにして、余熱海水返送室６に貯留している海水から発生した水蒸気と、透水性繊維部材８５を流下する余熱海水から発生した水蒸気は、水蒸気上昇通路２５を上昇して冷却室７内に流入して冷却されて結露する。これにより、冷却室７内に流入した水蒸気から真水を生成することが可能になる。
【０１６１】
上記した実施例においては、透水性部材を、炭素繊維を含む複合材料からなる中空線状部材８４と、この中空線状部材８４の外周面に嵌装した透水性繊維部材８５から構成することにより、次の効果を奏することが可能になる。
【０１６２】
（１）中空線状部材８４は、軽量、高強度、耐食性に優れた炭素繊維を含む複合材料から構成しているので、余熱海水流下室８１から多数本の透水性部材を吊り下げることが可能になり、海水からの真水を生成する効率を向上させることが可能になるとともに、中空線状部材８４を長期間に亘って使用することができるようになる。
【０１６３】
（２）中空線状部材８４の外周面に、所定の厚さｄ２を有する透水性繊維部材８５を嵌装しているので、余熱海水流下室８１に貯留している余熱海水Ｓ２を確実にこの透水性繊維部材８５を介して流下させることができる。これにより、空間部Ｋ内において透水性繊維部材８５を流下する余熱海水から多量の水蒸気を発生させることが可能になる。
【０１６４】
（３）中空線状部材８４は、長手方向に貫通孔Ｈ１を有する中空形状からなる構成にしているので、余熱海水流下室８１に貯留している余熱海水Ｓ２の一部を確実に余熱海水返送室６に供給することが可能になる。また、余熱海水返送室６に貯留している海水Ｓ１は、熱交換用配管８ａとの熱交換により加熱され、この加熱された余熱海水Ｓ１が循環して余熱海水流下室８１に返送される。これにより、余熱海水返送室６に貯留している海水を加熱するためのエネルギーの消費を少なくするとともに、余熱海水流下室８１には余熱海水返送室６で加熱した海水も返送されるので、昼間に海水余熱装置３で余熱して得た余熱海水を有効に利用、例えば、夜間においても真水を生成するために使用することが可能になる。
【０１６５】
なお、上記した実施形態において、図１４に示す長さＬ４の炭素繊維を含む１本の中空線状部材８４は、一つの連続した部材から構成された例について説明したが、所定の長さ、例えば、３０ｃｍ程度の長さを有する中空線状部材の一方の端部に内ネジを、他方の端部に外ネジを切削加工により刻設して、これらネジを刻設した３〜４本の分割型の中空線状部材をネジ結合により繋ぎ合せて、長さ１ｍ〜１．５ｍ程度の一本の中空線状部材としてもよい。
【０１６６】
図１６は、上記した分割型の中空線状部材を、ネジ結合により１本とした中空線状部材９０を備えた多数本の透水性部材８０を、余熱海水流下室８１から吊り下げたときの実施形態の一例を示している。分割型の中空線状部材９０は、上部線状部材９０ａと下部線状部材９０ｂから構成している。なお、図１６において、隣りどうしの透水性部材８０は、間隔Ｌ６を設けて垂直方向に配列されていることを示している。
【０１６７】
図１６に示すように、上部線状部材９０ａは、上方部を縮径した小径部９０ｃを備え、下端部には内ネジ９１ａを刻設している。また、下部線状部材９０ｂは、一方の端部（上端部）には外ネジ９１ｂを刻設し、他方の端部（下端部）には内ネジ９１ａ（図１６には図示せず）を刻設している。そして、この分割型の中空線状部材９０は、上部線状部材９０ａの下端部の内ネジ９１ａに、下部線状部材９０ｂの上端部に設けた外ネジ９１ｂをネジ接続し、さらに、下部線状部材９０ｂの下端部に設けた内ネジ９１ａに、他の下部線状部材９０ｂの上端部に設けた外ネジ９１ｂをネジ接続する。これにより、上部線状部材９０ａの下端部に、順次、下部線状部材９０ｂの数本を連続してネジ締結で接続することにより、所定の長さを有する１本の中空線状部材９０を得ることができる。
【０１６８】
上記したように、中空線状部材９０を、一本の上部線状部材９０ａに、順次、複数本の下部線状部材９０ｂを接続した構成にすることにより、上部線状部材９０ａと下部線状部材９０ｂを押し出し成型、あるいは金型成形により所定の形状に成形した後、焼成工程を経て容易に、かつ多量に製造することができるという効果が生じる。
なお、上記した上部線状部材９０ａと下部線状部材９０ｂをネジ締結により一本の中空線状部材９０にする例について説明したが、接着剤を用いて一本の中空線状部材９０にする手段を採用してもよい。
【０１６９】
分割型の中空線状部材９０を備えた透水性部材８０を、余熱海水流下室８１から吊り下げたときには、ネジ接合部あるいは接着による接合部の強度が低下する可能性があるので、図１７に示すように、接合部に対応する透水性部材８０の外周面の近傍を支持部材９２で覆うようにするとよい。透水性部材８０の外周面を、支持部材９２で覆うことにより、例えば、分割型の中空線状部材９０の全長が１．５ｍあるいはこれ以上と長くしても、これら接合部を起点とした中空線状部材９０の揺れを防止することができるので、接合部に不具合が発生するときにも、流下する余熱海水をこの不具合が発生した箇所から空間部Ｋ内に直接飛散することを防止できる。支持部材９２の材質は、ステンレス鋼製あるいはＦＲＰ等から構成する。
【０１７０】
なお、図１７に示すように、支持部材９２は、縦方向（透水性部材８０の長手方向）に所定の長さを有し、例えば、円筒部９２ａは透水性部材８０の配列に対応させて碁盤の目状に配列した形状をなし、この円筒部９２ａは直線部９３により縦横に連結された構成にしている。支持部材９２の左右の端部は、それぞれ枠体２０と仕切り板４６に固定する。なお、図１７は、円筒部９２ａは縦横に等間隔に配列した例を示しているが、前記した図６又は図７に示す透水性部材３１の配列では、これら透水性部材３１の配列に対応させて円筒部９２ａを配列するようにする。
【０１７１】
そして、円筒部９２ａの内周面には、透水性部材８０を嵌装して、透水性部材８０の外周面、すなわち、透水性繊維部材８５に当接させるようにしている。なお、透水性部材８０の外周面を透水性繊維部材８５に当接させる位置は、図１６に示すように、上部線状部材９０ａと下部線状部材９０ｂをネジ締結等により接合した接合部を含む上下方向の所定の長さとする。
また、この円筒部９２ａの内周面を透水性繊維部材８５に当接させる程度は、円筒部９２ａの内周面が透水性繊維部材８５の外周面を強く圧縮させることなく、円筒部９２ａの内周面の全体が透水性繊維部材８５の外周面に密接する程度にする。これにより、円筒部９２ａの内周面に軽く密着した透水性繊維部材８５の部分には、余熱海水が下方に流下させることが可能になり、さらに、円筒部９２ａの内周面に軽く密着した透水性繊維部材８５部分を流下した余熱海水は、透水性繊維部材８５の表面部および内部を伝わって余熱海水返送室６に向かって流下することになる。
【０１７２】
図１８は、分割型の中空線状部材９０について他の実施形態を示している。図１８に示す中空線状部材９０は、上部線状部材９０ａの下端部に形成した内ネジ９１ａの上端部より若干上側に、上部線状部材９０ａの貫通孔Ｈ１の中心線と直交する方向であってこの貫通孔Ｈ１を貫くように形成した貫通孔９４を設けている。この貫通孔９４は、上部線状部材９０ａの貫通孔Ｈ１の中心線に対して９０°間隔で４個設けてもよい。
また、下部線状部材９０ｂの上端部の外ネジ９１ｂを形成した突出部であって、この突出部の貫通孔Ｈ１内に、例えばステンレス鋼製のプラグ９５を挿入して、貫通孔Ｈ１を閉鎖している。
【０１７３】
中空線状部材９０を図１８に示すように構成すると、上部線状部材９０ａの貫通孔Ｈ１を流下した余熱海水は、プラグ９５に貫通孔Ｈ１の流下は止められるが、貫通孔９４を通って透水性繊維部材８５内に流れ込む。この余熱海水が貫通孔９４を通って透水性繊維部材８５内に流れ込んだ箇所であって水性繊維部材８５の外周面は、支持部材９２の円筒部９２ａの内周面と軽く密着しているので、透水性繊維部材８５内に流れ込んだ余熱海水は水性繊維部材８５の外周面から分離して、余熱海水返送室６に直接落下することを防止できる。これにより、上部線状部材９０ａの下端部に接続された下部線状部材９０ｂ、・・・の外周面に装着されている透水性繊維部材８５内には、上部線状部材９０ａの外周面に装着されている透水性繊維部材８５を流下した余熱海水に、上部線状部材９０ａの貫通孔Ｈ１を流下した余熱海水が付加されるので、空間部Ｋ内に配置されている下部線状部材９０ｂ、・・・の透水性繊維部材８５から多量の水蒸気を発生させることが可能になる。
【０１７４】
上記した透水性部材を、炭素繊維を含む部材から構成した実施形態については、中空線状部材の外周面に筒状をなす透水性繊維部材を装着した例について説明したが、中空線状部材の外周面の上端部から下端部に向けて透水性を有する紐部材を螺旋状に巻回した構成としてもよい。この透水性を有する紐部材としては、例えば、図３（ｂ）又は図５に示す透水性部材（紐部材）を用いることができる。
このように、中空線状部材の外周面の上端部から下端部に向けて透水性を有する紐部材を螺旋状に巻回した構成にすると、余熱海水流下室８１に貯留した余熱海水Ｓ２は、螺旋状に巻回された透水性を有する紐部材を伝わって流下するので、透水性を有する紐部材から多量の水蒸気を発生させることが可能になる。
【０１７５】
上記した本発明に係る海水淡水化装置において、余熱海水返送室６内に貯留している海水Ｓ１内に微細な気泡を発生させるための微細気泡発生装置を設置し、この微細気泡発生装置に熱風発生装置９で発生させた熱風を供給して、海水Ｓ１内に熱風を含む微細な気泡を発生させる手段を設けてもよい。このような手段を設けると、海水Ｓ１の水面上に熱風を含む気泡が噴出すると、海水Ｓ１の水面上は直ちに高温度に曝されるので、海水Ｓ１の水面上からの水蒸気の発生が促進されることになる。
【０１７６】
また、本発明に係る海水淡水化装置において、海水の取水装置１に使用するポンプ等はその消費電力量が大となるので、通常の既存の火力発電装置等で発電した電力を使用することが望ましい。また、熱媒体加熱装置８、熱風発生装置９、冷風発生装置１０、及び各種のポンプを作動させるための電力源や熱源を発生させる電力源は、太陽光発電装置４で発電した電力と、上記した火力発電装置等の既存の発電装置で発電した電力を、制御装置１２の制御に基づいて使用可能にすることが望ましい。
【０１７７】
以上に説明したように、本発明の海水淡水化装置は、主として太陽エネルギーを利用して、海水から効率良く大量の水蒸気を発生させ、この水蒸気を冷却することにより真水を生成することができるので、従来の多段フラッシュ方式、または逆浸透膜方式の海水淡水化装置と比較して真水の生成コストを大幅に低減させることが可能になる。
また、海水淡水化装置を構成する各装置（単体装置）をユニット化することも可能になるので、海水淡水化装置自体の製造コストの低減、及び設置現場における組立作業も簡素化することが可能になる。また、海水淡水化装置の規模に応じて、例えば、海水余熱装置や装置本体を複数台組み合わせて稼働させることも可能になる。
【符号の説明】
【０１７８】
１：取水装置
２：海水貯留装置
３、７０：海水余熱装置、    ３ａ：余熱海水貯留装置、  ３ｂ：太陽光集光装置
４：太陽光発電装置、        ４ａ：太陽光発電パネル、  ４ｂ：蓄電装置
５：海水淡水化装置本体（装置本体）
６：余熱海水返送室
７：冷却室
８：熱媒体加熱装置          ８ａ：熱交換用配管
９：熱風発生装置（熱風発生供給装置）    １０：冷風発生装置
１１：真水貯留装置
２３ａ、２３ｂ：仕切部材
２４：空洞部                  ２５：水蒸気上昇通路
２８ａ、２８ｂ：集水樋
２９ａ、２９ｂ、４０ａ、４０ｂ、８１：余熱海水流下室
３０、４１、８２：海水案内部材
３１、６１ａ、６１ｂ、６１ｃ：透水性部材（紐部材）
３２：熱風噴出手段
４６：仕切り板
７３：太陽光受光部            ８０：透水性部材          ８３：ボルト
８４：中空線状部材            ８５：透水性繊維部材      ８６：割りリング
Ｋ  ：空間部                  Ｈ１：貫通孔              Ｈ２：空間部
Ｓ１：海水（余熱海水返送室内に貯留されている海水）
Ｓ２：余熱海水（余熱海水流下室に貯留されている余熱海水）
【図１】
2011245478.tif 000003
【図２】
2011245478.tif 000004
【図３】
2011245478.tif 000005
【図４】
2011245478.tif 000006
【図５】
2011245478.tif 000007
【図６】
2011245478.tif 000008
【図７】
2011245478.tif 000009
【図８】
2011245478.tif 000010
【図９】
2011245478.tif 000011
【図１０】
2011245478.tif 000012
【図１１】
2011245478.tif 000013
【図１２】
2011245478.tif 000014
【図１３】
2011245478.tif 000015
【図１４】
2011245478.tif 000016
【図１５】
2011245478.tif 000017
【図１６】
2011245478.tif 000018
【図１７】
2011245478.tif 000019
【図１８】
2011245478.tif 000020