(57)【要約】【課題】新規な海水濃縮装置、方法及び淡水の製造方法を提供する。【解決手段】海水濃縮物を形成する濃縮部２１、これに隣接されて海水を供給する供給部２２、濃縮部に隣接され供給部の反対側に配置された蒸気取出部２３、を備えた海水濃縮器２を有し、濃縮部２１は、濃縮室２１１、回転軸２４、回転翼２１２を備え、供給部２２は、供給室２２１、供給口２２２、回転軸２４、供給室内の供給物を濃縮室へ送出し且つ供給物の逆流を防止する供給スクリュ２２３を備え、蒸気取出部２３は、蒸気取出室２３１、蒸気取出口２３２、回転軸２４、濃縮室内に形成される海水濃縮物の濃縮室内からの流出を防止する流出防止スクリュ２３３を備え、濃縮室内に海水及び熱誘発材を収容し、回転翼の回転によりこれらを発熱させて、水分を蒸気取出口から取出し、濃縮室内に海水濃縮物を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水中の溶質を濃縮した海水濃縮物を得る海水濃縮装置であって、
前記海水濃縮物を形成する濃縮部と、該濃縮部に隣接されて該濃縮部へ海水を供給する供給部と、該濃縮部に隣接されると共に該濃縮部を介して該供給部の反対側に配置された蒸気取出部と、を備えた海水濃縮器を有し、
前記濃縮部は、濃縮室と、該濃縮室内に配設された回転軸と、該回転軸に立設された回転翼と、を備え、
前記供給部は、供給室と、該供給室に開口された供給口と、該供給室内に前記濃縮室から延設された前記回転軸と、該回転軸に配設されると共に該供給室内の供給物を前記濃縮室へ送出し且つ該供給物の逆流を防止する供給スクリュと、を備え、
前記蒸気取出部は、蒸気取出室と、該蒸気取出室に開口された蒸気取出口と、該蒸気取出室内に前記濃縮室から延設された前記回転軸と、該回転軸に配設されると共に該濃縮室内に形成される海水濃縮物の該濃縮室内からの流出を防止する流出防止スクリュと、を備え、
前記濃縮室内に海水及び熱誘発材を収容し、前記回転翼の回転により該海水及び該熱誘発材を発熱させて、該海水中の水分を前記蒸気取出口から水蒸気として取出し、前記濃縮室内に前記海水濃縮物を形成することを特徴とする海水濃縮装置。
【請求項２】
前記回転翼は、前記回転軸の回転方向へ向かって凸化された曲面部を該回転翼の根元側に備えると共に、前記混合物を叩打するために幅広に形成された叩打部を該回転翼の先側に備え、
前記回転翼の回転により、前記曲面部は前記混合物を該回転翼の先側へ向けて跳ね上げ、且つ、前記叩打部は該混合物を該回転翼の根元側へ向けて叩打する請求項１に記載の海水濃縮装置。
【請求項３】
前記蒸気取出部から放出された蒸気を回収する蒸気回収手段を備え、
前記蒸気回収手段は、海水が冷媒として流通された冷却管を備え、該冷却管と蒸気とを接触させて該蒸気の回収を行う請求項１又は２に記載の海水濃縮装置。
【請求項４】
前記供給口と前記冷却管とを接続し、且つ、前記蒸気回収手段において冷媒として使用された海水を前記供給口へ送る海水供給管を備える請求項３に記載の海水濃縮装置。
【請求項５】
前記濃縮室内の温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段から出力されたデータに基づいて前記回転軸の回転速度を制御する回転制御手段と、を備える請求項１乃至４のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置。
【請求項６】
前記濃縮室内の圧力を検知する圧力検知手段を備える請求項１乃至５のうちのいずれかに記載の海水濃縮離装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置を用いた海水濃縮物の製造方法であって、
前記回転翼の回転により、前記濃縮室内に収容された海水及び熱誘発材を発熱させて、該海水中の水分を前記蒸気取出口から水蒸気として取出して前記濃縮室内に前記海水濃縮物を形成することを特徴とする海水濃縮物の製造方法。
【請求項８】
前記熱誘発材は、海水に対して不溶性又は難溶性の固形物である請求項７に記載の海水濃縮物の製造方法。
【請求項９】
前記熱誘発材は、可燃性である請求項８に記載の海水濃縮物の製造方法。
【請求項１０】
前記濃縮室内の水分が維持されるように、前記蒸気取出部からの留出量に基づいて前記供給部から海水を供給する請求項７又は８に記載の海水濃縮物の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至６のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置を用いて、前記海水中の水分を前記蒸気取出口から水蒸気として回収することを特徴とする淡水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水濃縮装置及びこれを用いた海水濃縮物の製造方法並びに淡水の製造方法に関する。更に詳しくは、海水に溶解された成分を濃縮により固形化する濃縮装置及びこれを用いた海水濃縮物の製造方法並びに淡水の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、海水から塩を得る過程や、海水を淡水化させる過程で、塩分濃度の高い海水濃縮物を得ることができる。この海水を濃縮する方法、即ち、短時間で海水から水分を減少させる方法としては、浸透膜を利用して高濃度塩水と低濃度塩水（又は淡水）に分離する方法、及び、水分を加熱蒸散させて高濃度塩水を得る方法、の大きく分けて２つの方法が知られている。
このうち前者の浸透膜を利用した方法としては下記特許文献１が知られている。一方、後者の加熱蒸散を利用した方法としては下記特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１６７５３３号公報
【特許文献２】特開２００６−４３５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１は、浸透膜を利用した海水の濃縮方法に関する。しかし、浸透膜を利用した方法であるため、塩分を直接的に取得できる程の濃縮を浸透膜だけで行うことができないという問題がある。即ち、水分濃度がある程度以下に低下すると浸透膜が機能されなくなり、それ以上の濃縮を行うことができない。通常、海水の４０体積％程度が廃棄されることとなる。更に、浸透膜は経時的な劣化が大きく、定期的な交換を要する。
一方、特許文献２は、加熱により水分を蒸発させて海水を濃縮する装置及びその方法に関する。しかし、加熱方式では、海水を収容する容器体とは別に熱源を要する。更に、この熱源からの熱を海水に伝達して加熱するが、伝達効率が悪くエネルギーロスが大きいという問題がある。また、この方式では、海水を加熱する際に用いる容器に生じる内圧が大きくなるために、内圧管理を要し、特に内圧制御のために容器構造が複雑となりがちである。更に、水分蒸発による液量低下に伴って析出物が容器内壁全体に付着されるために、固形の海水濃縮物を得ようとするとその付着物を内壁から剥がし取って回収する煩雑な工程を要することとなる等の種々の問題がある。
【０００５】
本発明は新規な海水濃縮装置及びこれを用いた海水濃縮物の製造方法並びに淡水の製造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】
本発明は以下に示すとおりである。
（１）海水中の溶質を濃縮した海水濃縮物を得る海水濃縮装置１であって、
前記海水濃縮物を形成する濃縮部２１と、該濃縮部２１に隣接されて該濃縮部２１へ海水を供給する供給部２２と、該濃縮部２１に隣接されると共に該濃縮部２１を介して該供給部２２の反対側に配置された蒸気取出部２３と、を備えた海水濃縮器２を有し、
前記濃縮部２１は、濃縮室２１１と、該濃縮室２１１内に配設された回転軸２４と、該回転軸２４に立設された回転翼２１２と、を備え、
前記供給部２２は、供給室２２１と、該供給室２２１に開口された供給口２２２と、該供給室２２１内に前記濃縮室２１１から延設された前記回転軸２４と、該回転軸２４に配設されると共に該供給室２２１内の供給物を前記濃縮室２１１へ送出し且つ該供給物の逆流を防止する供給スクリュ２２３と、を備え、
前記蒸気取出部２３は、蒸気取出室２３１と、該蒸気取出室２３１に開口された蒸気取出口２３２と、該蒸気取出室２３１内に前記濃縮室２１１から延設された前記回転軸２４と、該回転軸２４に配設されると共に該濃縮室２１１内に形成される海水濃縮物の該濃縮室２１１内からの流出を防止する流出防止スクリュ２３３と、を備え、
前記濃縮室２１１内に海水及び熱誘発材を収容し、前記回転翼２１２の回転により該海水及び該熱誘発材を発熱させて、該海水中の水分を前記蒸気取出口２３２から水蒸気として取出し、前記濃縮室２１１内に前記海水濃縮物を形成することを特徴とする海水濃縮装置１。
（２）前記回転翼２１２は、前記回転軸２４の回転方向へ向かって凸化された曲面部２１３を該回転翼２１２の根元側に備えると共に、前記混合物を叩打するために幅広に形成された叩打部２１４を該回転翼２１２の先側に備え、
前記回転翼２１２の回転により、前記曲面部２１３は前記混合物を該回転翼２１２の先側へ向けて跳ね上げ、且つ、前記叩打部２１４は該混合物を該回転翼２１２の根元側へ向けて叩打する前記（１）に記載の海水濃縮装置１。
（３）前記蒸気取出部２３から放出された蒸気を回収する蒸気回収手段３を備え、
前記蒸気回収手段３は、海水が冷媒として流通された冷却管３１を備え、該冷却管３１と蒸気とを接触させて該蒸気の回収を行う前記（１）又は（２）に記載の海水濃縮装置１。
（４）前記供給口２２２と前記冷却管３１とを接続し、且つ、前記蒸気回収手段３において冷媒として使用された海水を前記供給口２２２へ送る海水供給管４４を備える前記（３）に記載の海水濃縮装置１。
（５）前記濃縮室２１１内の温度を検知する温度検知手段２５１と、
前記温度検知手段２５１から出力されたデータに基づいて前記回転軸２４の回転速度を制御する回転制御手段と、を備える前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置１。
（６）前記濃縮室２１１内の圧力を検知する圧力検知手段２５２を備える前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の海水濃縮離装置１。
（７）前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置１を用いた海水濃縮物の製造方法であって、
前記回転翼２４の回転により、前記濃縮室２１１内に収容された海水及び熱誘発材を発熱させて、該海水中の水分を前記蒸気取出口２３２から水蒸気として取出して前記濃縮室２１１内に前記海水濃縮物を形成することを特徴とする海水濃縮物の製造方法。
（８）前記熱誘発材は、海水に対して不溶性又は難溶性の固形物である前記（７）に記載の海水濃縮物の製造方法。
（９）前記熱誘発材は、可燃性である前記（８）に記載の海水濃縮物の製造方法。
（１０）前記濃縮室２１１内の水分が維持されるように、前記蒸気取出部２３からの留出量に基づいて前記供給部２１から海水を供給する前記（７）又は（８）に記載の海水濃縮物の製造方法。
（１１）前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の海水濃縮装置１を用いて、前記海水中の水分を前記蒸気取出口２３から水蒸気として回収することを特徴とする淡水の製造方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の海水濃縮装置によれば、海水中の溶質を効率よく濃縮して回収できる。また、同様に、海水中の水を淡水として効率よく回収できる。更に、浸透膜方式に比べると、より高濃度に海水を濃縮することができ、膜を用いないために交換部を要さず、メンテナンス性に優れている。また、加熱方式に比べると、エネルギーロスが小さく、特に燃焼熱源を用いないために、二酸化炭素排出がなく環境性能に優れている。
本発明の海水濃縮物の製造方法によれば、海水中の溶質を効率よく濃縮して回収できる。
本発明の炭水の製造方法によれば、海水中の水を淡水として効率よく回収できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の海水濃縮装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【図２】本発明に用いる海水濃縮器の一例を示す模式的な横断面図である。
【図３】本発明に用いる回転翼について説明する模式的な説明図である。
【図４】本発明に用いる回転翼について説明する模式的な説明図である。
【図５】本発明に用いる回転翼の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】本発明に用いる回転翼の他例を模式的に示す斜視図である。
【図７】本発明に用いる回転翼の他例を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明に用いる回転翼の配設例を模式的に示す斜視図である。
【図９】本発明に用いる回転翼の他の配設例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】本発明に用いる回転翼の他の配設例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明に用いる回転翼の他の配設例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［１］海水濃縮装置
以下、本発明の海水濃縮装置を図１〜１１を用いて説明する。
本発明の海水濃縮装置１は、海水中の溶質を濃縮した海水濃縮物を得る海水濃縮装置１であって、
前記海水濃縮物を形成する濃縮部２１と、該濃縮部２１に隣接されて該濃縮部２１へ海水を供給する供給部２２と、該濃縮部２１に隣接されると共に該濃縮部２１を介して該供給部２２の反対側に配置された蒸気取出部２３と、を備えた海水濃縮器２を有し、
前記濃縮部２１は、濃縮室２１１と、該濃縮室２１１内に配設された回転軸２４と、該回転軸２４に立設された回転翼２１２と、を備え、
前記供給部２２は、供給室２２１と、該供給室２２１に開口された供給口２２２と、該供給室２２１内に前記濃縮室２１１から延設された前記回転軸２４と、該回転軸２４に配設されると共に該供給室２２１内の供給物を前記濃縮室２１１へ送出し且つ該供給物の逆流を防止する供給スクリュ２２３と、を備え、
前記蒸気取出部２３は、蒸気取出室２３１と、該蒸気取出室２３１に開口された蒸気取出口２３２と、該蒸気取出室２３１内に前記濃縮室２１１から延設された前記回転軸２４と、該回転軸２４に配設されると共に該濃縮室２１１内に形成される海水濃縮物の該濃縮室２１１内からの流出を防止する流出防止スクリュ２３３と、を備え、
前記濃縮室２１１内に海水及び熱誘発材を収容し、前記回転翼２１２の回転により該海水及び該熱誘発材を発熱させて、該海水中の水分を前記蒸気取出口２３２から水蒸気として取出し、前記濃縮室２１１内に前記海水濃縮物を形成することを特徴とする。
【００１０】
即ち、本発明の海水濃縮装置１は海水濃縮器２を備える。この海水濃縮容器２は、濃縮部２１と、供給部２２と、蒸気取出部２３と、を備える。
海水濃縮装置１は、更に後述するように他部（部分及び手段など全て含む）を適宜備えることができる。この海水濃縮装置１には、これらの後述する他部が、全て一体に設けられてもよく、別体で設けられてもよい。
以下、海水濃縮装置１を構成する各部について詳細に説明する。
【００１１】
上記「濃縮部２１」は、濃縮室２１１と回転軸２４と回転翼２１２とを備える。この濃縮部２１は、濃縮室２１１内に収容された海水と熱誘発材とを、回転翼２１２の回転より、発熱させ、海水と熱誘発材との混合物に含まれる水分を蒸散させる部位である。
【００１２】
上記「濃縮室２１１」は、海水と熱誘発材との混合物を回転翼２１２の回転によって発熱させるための空間である。この濃縮室２１１の形状は特に限定されないが、回転翼２１２を用いるために、回転翼２１２の回転軌跡に対応した円筒形状であることが好ましい（図３参照）。また、濃縮室２１１の大きさも特に限定されないが、円筒形状である場合には、その内径が２０〜８０ｃｍであることが強度の観点から好ましい。過度に内径の大きい、即ち、回転翼２１２が大きい場合は、より大きな強度を要することとなるからである。更には、その内径は２５〜６５ｃｍであることがエネルギー効率及び投入する海水及び熱誘発材の重量等の観点から特に好ましい。
【００１３】
また、濃縮部２１は、濃縮室２１１内で得られた海水濃縮物を必要に応じて取り出すための海水濃縮物取出口を備えることができる。この海水濃縮物取出口の配置は特に限定されないが、例えば、濃縮室２１１の下部に海水濃縮物取出口２１５を備えることができる。海水濃縮物取出口２１５の形態は特に限定されず、例えば、開閉可能に配設された蓋部を備えてもよく、また、バルブ（海水濃縮物取出バルブ）２１６を具備した開口部のみを設けてもよく、更には、前記蓋部に前記バルブを接続し、これらの両方を備えてもよい。更に、海水濃縮物取出口２１５には取出シュートを併設することもできる。
【００１４】
上記「回転軸２４」は、濃縮室２１１を貫通し、回転自在に設けられている。この回転軸２４は、濃縮室２１１外まで延設されて、支持部材５３に備えられた軸受（ボールベアリング等）などに回転自在に支持できる。また、回転軸２４は、駆動源５０と同軸に直接接合してもよいが、図１に示すように回転軸２４の一端にプーリー５２１を、駆動源５０にもプーリー５２２を、各配設し、このプーリー５２１とプーリー５２２とを連動ベルト５１によって連動させることで、回転軸２４と駆動源５０とを接続することができる。駆動源５０で発生された動力はこれら各部によって連動されて回転軸２４を回転させることができる。
【００１５】
上記「回転翼２１２」は、回転軸２４に立設されて、濃縮室２１１内で回転軸２４の回転に伴って回転される翼である。この回転翼２１２は回転することによって、濃縮室２１１に収容された海水と熱誘発材とが、撹拌されて発熱されることとなる。特に後述するように、高速で回転翼２１２によって跳ね上げられ且つ叩打されることによって極めて効率よく短時間且つ低エネルギーで発熱させることができる。
回転翼２１２は、海水及び熱誘発材を撹拌できる形状及び部材であればよく、大きさ、材質、回転軸への取り付け位置、取り付け角度等は特に限定されない。
【００１６】
回転翼２１２の形状は特に限定されず、角柱あるいは円柱状等の棒状の部材とすることもできるが、海水及び熱誘発材の叩打に適した形状を備えていることが好ましい。即ち、例えば、図５〜１１に示すように回転翼２１２の先側に海水及び熱誘発材を叩打するために幅広に形成された叩打部２１４を備えることができる。これにより叩打する面積が広くなり効率よく海水及び熱誘発材を叩打し、発熱させることができる。
【００１７】
更に、例えば、図５〜１１に示すように、その叩打部２１４が、上記回転軸２４の軸芯方向（図４における方向「Ｄ１」）に海水及び熱誘発材を叩打するように傾斜された叩打面２１４ｐを有することが好ましい。この叩打面２１４ｐを備えることにより、海水及び熱誘発材液体が共に練られるように混合することを抑制し、海水及び熱誘発材内の水分をより効率良く発熱させて、更には、蒸散させることができる。
また、回転翼２１２は、図６〜７に示すように、回転翼２１２が回転する方向に面する各稜線及び各角部は面取りされていることが好ましい。これにより、海水及び熱誘発材が、稜線及び角部等に付着し、次第に堆積することを防止できる。また、不必要な抵抗を受けることなく可動させることができる。
【００１８】
更に、回転翼２１２は、図３〜４に示すように、叩打面２１４ｐが濃縮室２１１内部に向かって傾斜させた形状とすることができる。このような形状であれば、海水及び熱誘発材を回転軸の軸心方向（図４における方向「Ｄ１」）であって、且つ濃縮室２１１の中心方向へ叩打させることができ、より効率的な叩打を行うことができる。同様に、叩打部２１４と回転軸２４とを接続している部分についても濃縮室２１１内部に向かって傾斜させた形状とすることができる。
【００１９】
また、回転翼２１２は、例えば、図３〜１１に示すように、根元側に回転方向へ向かって凸化された曲面部２１３を備えることが好ましい。この曲面部２１３を備えることにより、海水及び熱誘発材を周方向（回転軸２４から回転翼２１２の回転により形成される円周へ向かう方向）へ跳ね上げることができる。即ち、回転軸２４の回転により、曲面部２１３の凸面２１３ｐで海水及び熱誘発材を周方向へ跳ね上げることができる。これにより、回転軸２４に海水及び熱誘発材が纏わり付くのを効果的に防止することができる。また、回転翼２１２の叩打面２１４ｐで回転軸２４の軸芯方向Ｄ１へ向かって叩打された海水及び熱誘発材は、同じ回転翼２１２又は異なる回転翼２１２が備える曲面部２１３の凸面２１３ｐにより周方向（図４における方向「Ｄ２」）へ向かって跳ね上げられる。この繰り返しにより、叩打面２１４ｐと凸面２１３ｐとが回転することで形成される空間内で海水及び熱誘発材は両者（叩打面２１４ｐと凸面２１３ｐ）間を行き来することとなり、この空間に閉じ込められたようになる結果、高効率に発熱させることができる。
【００２０】
上記曲面部２１３は、図３に示すように肉薄に形成され、回転軸２４との接合が小さい羽形状をなしてもよく、図４〜１１に示すように肉厚に形成され、回転軸２４との接合が大きいブロック形状をなしてもよい。これらのうちでは強度の面からブロック形状が好ましい。
【００２１】
また、回転軸２４に立設された回転翼２１２の数は特に限定されず、回転軸２４に対して１枚の回転翼２１２のみが立設されていてもよく、２枚以上の回転翼２１２が立設されていてもよい。通常、２枚以上が好ましく、２〜１６枚が更に好ましく、２〜８枚が特に好ましい。
回転翼２１２を複数枚備える場合、図８に示すように回転軸２４を介して対称位置に配置されてもよく、図９に示すように互い違いに配置されてもよい。上記のうちでは図９に示す配置が好ましい。叩打間隔が長く、滞空時間が長く、蒸散スピードが向上されるからである。
【００２２】
また、図１０に示すように、回転軸２４に９０度間隔で４つの回転翼２１２を同周に備えることもできるが、図１１に示すように、回転軸２４に９０度間隔で４つの回転翼２１２を互い違いに配置して備えることが好ましい。即ち、各回転翼２１２の回転空間が重複しないように回転軸２４の長さ方向に配列することが好ましい。更に、叩打する間隔（位相）が互い異なるように、例えば、図１１に示すように９０度間隔で回転軸２４に立設されていることが好ましい。
【００２３】
回転翼２１２と濃縮室２１１の内壁とのクリアランスは特に限定されないが、図２に示す一部拡大図において、回転翼２１２の周方向先端と濃縮室２１１内周壁との間の間隙ｄ１は１５ｍｍ以下であることが好ましく、１〜１５ｍｍがより好ましく、２〜１０ｍｍが更に好ましい。この間隙が１５ｍｍ以下であれば、濃縮室２１１の内周壁に海水濃縮物及び熱誘発材などを付着させることがなく好ましい。即ち、実質的にこの内周壁を回転翼２１２が清掃しながら回転することとなるからである。また、図２に示す一部拡大図において、回転翼２１２の側方と濃縮室２１１側壁との間の間隙ｄ２は１ｍｍ以下であることが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましく、０．２〜０．８ｍｍが更に好ましい。
【００２４】
「供給部２２」は、濃縮部２１へ海水を供給する部分であって、濃縮部２１に隣接され且つ濃縮部２１を介して蒸気取出部２３の反対側に配置される。
また、供給部２２は、供給室２２１と、供給室２２１に開口された供給口２２２と、供給室２２１内に濃縮室２１１から延設された回転軸２４と、回転軸２４に配設されると共に供給室２２１内の供給物を濃縮室２１１へ送出し且つ供給物の逆流を防止する供給スクリュ２２３と、を備える。
【００２５】
「供給室２２１」は、内部に供給スクリュ２２３を備えた空間である。更に、海水等の供給物を供給室２２１から導入するための供給口２２２を備える。供給室２２１の形状、大きさ、材質は特に限定されない。また、供給口２２２は、図１〜２に示すように供給室２２１の上部に備えてもよいが、供給室２２１の側面等、他部に備えてもよい。
【００２６】
「供給スクリュ２２３」は、濃縮室２１１内の内容物が供給室２２１側へ逆流することを防止しつつ、濃縮室２１１へ系外から海水等を供給するためのスクリュである。この供給スクリュは濃縮部２１内から延設された回転軸２４に配設されており、回転翼２１２の回転を行うための動力によって同時に駆動される。この供給スクリュ２２３の形状は特に限定されず、濃縮室２１１内の圧力及び温度に関わらず、濃縮室２１１内の内容物が供給室２２１へ逆流することを防止しながら、供給物を濃縮室２１１へ供給できる形態であればよい。このような供給スクリュ２２３としては、図１〜２に示すように螺旋形状の翼体とすることが好ましい。特に、供給室２２１の内径と供給スクリュ２２３の外径とのクリアランスを小さくすることにより、蒸気以外のものに対して閉じた空間を形成できる。
【００２７】
この供給スクリュ２２３は、後述するように、蒸気取出部２３の流出防止スクリュ２５と螺旋形状が対向されることが好ましい。即ち、供給スクリュ２２３も流出防止スクリュ２３３も両方とも濃縮室２２３へ内容物を押し出すことができる形態とすることで、１つの回転軸２４の回転によって、濃縮室２１１の内容物が供給部２２及び蒸気取出部２３の各々へ流出することを防ぐと共に、供給スクリュ２２３で海水を濃縮室２１１内へ供給し、蒸気取出口２３２から蒸気を取出できる。即ち、本海水濃縮装置１を連続運転することができる。
【００２８】
尚、供給口２２２は、図１〜２に示すように、２つ以上を設けることができる。即ち、海水を供給する海水供給口２２２ａと、熱誘発材を供給する熱誘発材供給口２２２ｂと、の２つを設けることができる。また、供給口２２２は、１つにして、供給口２２２よりも上流側で２種以上の供給物を混合した上で、１つの経路によって供給室２２１へ供給してもよい。
尚、供給口２２２を２つ以上備える形態について、便宜上、図１〜２では、回転軸２４の長手方向に並べて図示しているが、回転軸２４の回転方向（周方向）に並べて配置することもできる。
【００２９】
尚、前記回転軸２４は、軸受を海水濃縮器１内に備えることもできるが、通常、海水濃縮器１の外に軸受を備えることが好ましい。この場合、供給部２１には、供給室２２１内の回転軸２４を供給室２２１から外部（海水濃縮器１の外部）へ導出するための挿通口２２１ａを設け、この挿通口２２１ａを介して回転軸２４を海水濃縮器１の外へ導出できる。そして、海水濃縮器１内の蒸気が前記挿通口２２１ａと回転軸２４との間隙から漏出することを防止するために、密封手段６０を備えることができる。密封手段６０を備えることにより、蒸気が回転軸２４を伝って漏出することを防止することができる。密封手段６０の構成は特に限定されないが、図２に示すように、密封材６１と密封材６１を固定する密封材固定具６２とを備えることができる。密封手段６０としては、各種回転軸用のパッキングを用いることができ、例えば、シートガスケット、ペーストガスケット、オイルガスケット、紐状パッキン｛繊維材に低摩擦・低摩耗性の各種樹脂（ＰＴＦＥ樹脂等）を含浸させてなるパッキン｝等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００３０】
「蒸気取出部２３」は、濃縮部２１に隣接し、蒸気取出室２３１と、蒸気取出室２３１内に延設された回転軸２４と、回転軸２４に配設された流出防止スクリュ２３３と、蒸気取出室２３１に開口された蒸気取出口２３２と、を備える。
「蒸気取出室２３１」は、濃縮室２１１から流出された蒸気が流入する空間であり、この蒸気を回収するために開口された蒸気取出口２３２を備える。蒸気取出室２３１の形状、大きさ、材質は特に限定されない。また、蒸気取出口２３２は、図１〜２に示すように蒸気取出室２３１の上部に備えてもよいが、蒸気取出室２３１の側面等、他部に備えてもよい。
【００３１】
「流出防止スクリュ２３３」は、濃縮室２１１で形成された海水濃縮物が蒸気取出室２３１に流入することを防止しつつ、濃縮室２１１で発生された蒸気を蒸気取出口２３２から取出することができるためのスクリュである。この流出防止スクリュ２３３は濃縮部２１から延設された回転軸２４に配設されており、回転翼２１２の回転を行うための動力によって同時に駆動される。この流出防止スクリュ２３３の形状は特に限定されず、濃縮室２１１内の圧力及び温度に関わらず、濃縮室２１１内の内容物が蒸気取出室２３１へ流出することを防止できればよい。このような流出防止スクリュ２３３としては、図１〜２に示すように螺旋形状の翼体とすることが好ましい。
【００３２】
尚、前記供給部２１におけると同様に、蒸気取出部２３にも、蒸気取出室２３１内の回転軸２４を蒸気取出室２３１から外部（海水濃縮器１の外部）へ導出するための挿通口２３１ａを設け、この挿通口２３１ａを介して回転軸２４を海水濃縮器１の外へ導出できる。そして、海水濃縮器１内の蒸気が前記挿通口２３１ａと回転軸２４との間隙から漏出することを防止するために、密封手段６０を備えることができる。その作用及び構成については、前記供給部２１における密封手段６０に関する記載をそのまま適用できる。
【００３３】
本発明の海水濃縮装置１では、蒸気取出口２３２から放出された蒸気を大気等へ開放し、蒸散させることもできるが、蒸気を回収する蒸気回収手段３を備えることができる。即ち、蒸気回収手段３は、蒸気取出部２３から放出された蒸気を回収する手段である。
この蒸気回収手段３の形態は特に限定されないが、通常、蒸気取出口２３２から放出される水蒸気を冷却し、凝結させて水として回収できるものであることが好ましい。更に、この冷却には冷却フィンが配列された流路内を通すことにより放冷して液化する放冷方式等を利用することもできるが、冷媒を流通させて蒸気を液化する冷媒方式が好ましい。更には、供給部２２へ供給する海水を冷媒として用いることが好ましい。即ち、海水と蒸気との間で熱交換によって、蒸気を凝結させて水とし、更に、海水は加熱されることによって、濃縮室２１１へ供給される前に予め予熱されて熱効率を向上させることができ、海水濃縮部を得るためのエネルギーコストを低下させることができる。
特に本発明の海水濃縮装置１は、海水が冷媒として流通された冷却管３１を備え、冷却管３１と蒸気とを接触させて蒸気の回収を行うことができる蒸気回収手段３を備えることが好ましい。この冷却管３１を備える場合、冷却管３１は回収容器３５に巻回して備えることができる。
【００３４】
また、回収手段３には、その他、蒸気取出口２３２から蒸気をより効率よく取り出すために、吸引プロア３２を備えることができる。吸引ブロア３２を設ける場合は、蒸気取出口２３２と回収容器３５とを接続する蒸気取出管３４の回収容器３５よりも上流側に配設できる。吸引ブロア３２としては、エアーコンプレッサ等を用いることができる他、例えば、水分率が低く調整された圧縮空気ボンベを用いることもできる。更に、冷媒としての海水を流通させるための海水流通ポンプ４１を備えることができる。この海水流通ポンプ４１としては、油拡散ポンプ、油回転ポンプ、機械式ポンプ、蒸気噴射ポンプ、ドライポンプ、ダイヤフラムポンプ、マグネットポンプ及びスラリーポンプ等のポンプを用いることができる。
【００３５】
また、本発明の海水濃縮装置１では、回収された蒸気（水）の量を計測する手段（淡水取出流量計３７）と、供給部へ供給する海水の流量を計測する手段（海水供給流量計４２）と、を備えることにより、これら両者の流量を測定することができるようにできる。これにより、蒸気として濃縮室２１１内から取出された水量に基づいて、海水を補充することができるようになり、濃縮室２１１内に常時海水が存在する状態を維持することができる。これにより、濃縮室２１１内の不必要な温度上昇を抑制し、効率よく海水に含まれる水を気化させることができる。また、それによって濃縮室２１１内が１００℃以上となることを防止でき、海水濃縮器２に過度な耐圧特性を付与する必要がなく、より簡便な装置とすることができる。海水の供給により連続運転を行った場合には、回転軸２４の回転トルクを駆動源５０の負荷によって計測し、海水濃縮物の形成量の検討を付けることができる。そして、濃縮室２１１内にある程度の海水濃縮物が蓄積されたら、装置１を停止して、海水濃縮物取出口２１５から取り出すことができる。
【００３６】
更に、本装置１には、濃縮室２１１内の温度を検知する温度検知手段２５１と、温度検知手段２５１から出力されたデータに基づいて回転軸２４の回転速度を制御する回転制御手段と、を備えることができる。これにより、濃縮室２１１内の過度な温度上昇を監視して、装置１を安全に可動できる。また、温度検知手段２５１を備えることで、温度検知手段２５１から出力されたデータに基づいて装置１の制御を行うことができる。この制御としては、回転軸２４の回転速度を制御する回転制御等が挙げられる。回転制御を行うためには回転制御手段を備えることが好ましい。具体的には駆動源５０の駆動力を制御する回路等が挙げられる。
更に、濃縮室２１１内の圧力を検知する圧力検知手段２５２を備えることができる。これにより、濃縮室２１１内の過度な圧力上昇を監視して、装置１を安全に可動できる。また、圧力検知手段２５２を備えることで、圧力検知手段２５２から出力されたデータに基づいて装置１の制御を行うことができる。この制御としては、回転軸２４の回転速度を制御する回転制御等が挙げられる。回転制御を行うためには回転制御手段を備えることが好ましい。具体的には駆動源５０の駆動力を制御する回路等が挙げられる。
また、本装置１が備える各部の動き及び上記データ等を一括して制御し、本装置１をコントロールする統括制御手段を備えることもできる。更に、本発明の装置１には、各種配管及び各種弁（自動弁及び手動弁等）などを適宜備えることができる。
尚、海水及び熱誘発材並びに海水濃縮物については後述する。
【００３７】
［２］海水濃縮物の製造方法
本発明の海水濃縮物の製造方法は、本発明の海水濃縮装置１を用い、回転翼２４の回転により、濃縮室２１１内に収容された海水及び熱誘発材を発熱させて、海水中の水分を蒸気取出口２３２から水蒸気として取出して濃縮室２１１内に海水濃縮物を形成することを特徴とする。
【００３８】
前記「海水」は、どのような海水を用いてもよい。即ち、汲み上げたままの海水を用いてもよく、例えば、ろ過して用いてもよく、その他の必要な操作を行って用いることができる。ろ過を行う場合には、各部の配管の目詰まりが防止でき、各部のポンプ内の通過を阻害しない程度のろ過が施されればよく、例えば、篩目０．３〜５ｍｍのメッシュ（特に１ｍｍ以下のメッシュ）でろ過を行うことが好ましい。更に、海水の種類も特に限定されない。
【００３９】
前記「熱誘発材」は、海水と共に濃縮室２１１内に供給されることで、海水単独を用いる場合に比べて発熱効率を向上させるものである。このような熱誘発材は、前記特性を有すればよく特に限定されないが、海水に対して不溶性又は難溶性の固形物であることが好ましい。尚、不溶性又は難溶性とは、温度２５℃の海水に１時間浸漬した後、ろ過乾燥した場合に、投入前の質量の５０％以上を維持するものをいうものとする。また、この熱誘発材は、可燃性であってもよく、非可燃性であってもよい。
【００４０】
このうち可燃性の熱誘発材としては、セルロースを含んだ固形物（以下、単に「セルロース系固形物」という）を用いることができる（通常、固形物全体１００質量％のうちの５０質量％以上にセルロースを含む）。セルロースは可燃性を有するもののなかでも比較的大きな比重を有するために、本発明の装置１において効率的な発熱を誘発できる。このようなセルロースを含む熱誘発材としては、植物体（草、木、竹など）が挙げられる。この植物体の利用部位は特に限定されず、葉部、茎部、根部、木質部及び皮部等を利用できる他、この他の部位を利用することもできる。これらのセルロース系固形物として各種の廃棄物が好ましく、例えば、廃材、剪定雑草、剪定木の枝葉、樹皮、木根、花卉の茎枝葉、根野菜の茎、稲茎穂、麦茎穂、おが屑、廃棄紙類などが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。その他にも熱誘発材としては、不織布、織布、布、木綿、有機汚泥等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００４１】
一方、非可燃性の熱誘発材としては、各種無機物質が挙げられる。即ち、シリカ、砂（特に海砂）、砂利（特に海砂利）、石、炭、無機性汚泥等が挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく２種以上を併用してもよい。
更に、前記可燃性及び非可燃性のいずれの成分をも含んだ熱誘発材を用いることができる。この併用した熱誘発材としては、前記各種成分の混合物や、生ゴミ等を用いることができる。
これらの熱誘発材の大きさは特に限定されないが、最大長さが２０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４２】
また、熱誘発材の利用量は特に限定されないが、濃縮室２１１の容積（回転翼２１２等の体積を除いた空間）に対して、２０〜７０体積％を用いることが好ましい。この範囲では特に高い発熱効率が得られるからである。この体積は、３０〜６０体積％がより好ましく、３０〜５０体積％が特に好ましく、
また、熱誘発材と海水との配合は特に限定されず、状況に応じた配合すればよいが、特に連続運転を行う場合には、海水１００体積部に対して、熱誘発材が８０〜１００体積部となるように各々を供給することが好ましい。
【００４３】
これらのなかでは、可燃性の熱誘発材を用いることが好ましい。可燃性の熱誘発材を用いることにより、海水濃縮物に含まれた熱誘発材を焼失させて、海水内に含まれていた溶質分だけを取り出すことができるからである。また、この熱誘発材を焼失させる場合には、前記供給部２２からの海水の供給を止めることで、濃縮室２１内を高温にすることができ、可燃性の熱誘発材は、濃縮室２１内で焼失させることができる。こうすることにより、通常、潮解性の高い成分を含むことから固形化が難しい海水濃縮物であっても固形化して取り出すこともできる。
【００４４】
また、前述のように、濃縮室２１１内の水分が維持されるように、蒸気取出部２３からの留出量に基づいて供給部２１から海水を供給し、濃縮室２１１内の水分を維持することで、濃縮室２１１内の温度を１００℃以上にすることなく維持することもできる。こうすることにより、効率よく海水を濃縮し、その後、必要に応じて、海水の供給を停止して、前記可燃性の熱誘発材を焼失させるとができる。尚、可燃性の熱誘発材を焼失させる場合には、この焼失作業は、装置１から取りだした後、別途行うこともできる。
【００４５】
前記「海水濃縮物」は、海水が濃縮されて得られたものである。この海水濃縮物は、濃縮により、海水内の溶質濃度が海水よりも大きくなった液体や、水分の少なくとも一部（全部でもよい）が除去されて、海水内から溶質が析出された流動体、固形分等が含まれる。
この海水濃縮物には、海水中に溶質として含有される各種の金属塩が濃縮して含有されることとなる。この金属塩を構成する金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、バナジウム、マンガン、コバルト、チタン、ウラン等の各種レアメタルが挙げられる。
【００４６】
［３］淡水の製造方法
本発明の淡水の製造方法は、本発明の海水濃縮装置１を用いて、海水中の水分を蒸気取出口２３から水蒸気として回収することを特徴とする。
その詳細については、前述の通りである。前記回収容器３５を用いた場合には、回収容器３５内に淡水を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
以下、図面を用いて実施例により本発明を具体的に説明する。
海水濃縮装置１（図１）は、１つの濃縮部２１を挟んで一方側に蒸気取出部２３を備え、他方側に供給部２２を備える海水濃縮器２を用いた装置の一例である。
即ち、図１及び図２に示す海水濃縮器２は、濃縮部２１と、濃縮部２１の横方向一方側に隣接された蒸気取出部２３と、横方向他方側に隣接された供給部２２と、を備えている。
濃縮部２１は、濃縮室２１１と、濃縮室２１１内に配設された回転軸２４と、回転軸２４に立設された回転翼２１２と、を備えている。
濃縮室２１１は、円筒形状であり、回転翼２１２の回転軌跡に対応している。この濃縮室２１１は内径６０ｃｍ、幅３０ｃｍであり、エネルギー効率及び投入する液体含有材料の質量等の観点から適切なものとなっている。
濃縮室２１１内では回転翼２１２による海水及び熱誘発材の撹拌に伴って発熱するため、３００℃までの温度に耐える耐熱性を有している（連続運転では海水補充を行うことで１００℃以下で運転を行うことができる）。更に内壁に海水及び熱誘発材が衝突し衝撃を与えるものであるため、耐衝撃性を備えた構造となっている。
濃縮室２１１は、濃縮室２１１内に形成された海水濃縮物を必要に応じて回収するための海水濃縮物取出口２１５を下部に備えると共に、液体状態又は粘調状態の海水濃縮物を取り出す際にも便利なように、海水濃縮物取出バルブ２１６が外側に配設されている。
【００４８】
回転軸２４は、濃縮室２１１と供給部２２及び蒸気取出部２３を貫通し、回転自在に設けられており、この回転軸２４は、駆動源５０により回転される。
回転翼２１２は回転軸２４の軸方向に横並びに中央に２枚、濃縮室２１１の側面一面側に、半割れ状の回転翼２１２、他面側に棒状回転翼の合計４枚の回転翼が配設されている（図２参照）。更に、この回転軸２４に対して対称位置に上記と同様の４枚の回転翼が配設されている。但し、中央の２枚は図２に示すように互い違いの配置となっている。
【００４９】
中央に配設された４枚の回転翼２１２は、図７に示すように、先側に幅広に形成された叩打部２１４を備え、更にその叩打部２１４が、海水及び熱誘発材を叩打するように軸心方向Ｄ１に傾斜された叩打面２１４ｐを有している。更に、この叩打面２１４ｐは濃縮室内部に向かって傾斜された形状となっている。この形状のため、海水及び熱誘発材を回転軸の軸心方向Ｄ１であって、且つ濃縮室２１１の中心方向へ叩打することができ、より効率的な叩打を行うことができる。同様に、叩打部２１４と回転軸２４とを接続している部分についても濃縮室２１１内部に向かって傾斜させた形状にしてある。
【００５０】
更に、図７に示すように、回転翼２１２は根元側に回転方向へ向かって凸化された曲面部２１３を備え、海水及び熱誘発材を周方向Ｄ２へ跳ね上げることができる。即ち、回転軸２４の回転により、曲面部２１３の凸面２１３ｐで海水及び熱誘発材を周方向Ｄ２へ跳ね上げることができる。これにより、回転軸２４に海水及び熱誘発材が纏わり付くのを効果的に防止することができる。この曲面部２１３は、図７に示すように肉厚に形成され、回転軸２４との接合が大きいブロック形状をなしているため強度の面で優れている。
また、回転翼２１２は、図７に示すように、回転翼２１２が回転する方向に面する各稜線及び各角部は面取りされている。
【００５１】
半割れ状の回転翼２１２もまた、海水及び熱誘発材を叩打するように軸心方向に傾斜された叩打面を有しており、更に濃縮室２１１内部に向かって傾斜された形状となっている。半割れ状の回転翼２１２及び棒状回転翼は、液体含有材料を叩打する役目と同時に、蒸気取出部へ粉体が流出するのを防ぐ役割も果たす。
更に、回転軸２４に対して回転翼２１２は、図９に示す位置関係となるように配設されている。即ち、回転翼２１２は回転軸２４を挟んで上下に互い違いに配置され、回転翼２１２による叩打間隔を長くし、液体含有材料の滞空時間を長くし、液体成分が蒸散する時間がより長くなるように設計されている。
更に、濃縮部２１には、温度検出手段２５１及び圧力検出手段２５２を備え、濃縮室２１１内の温度及び圧力が各々計測可能とされている。
【００５２】
供給部２２は、濃縮部２１の一方側に隣接されており、供給室２２１と、供給室２２１に開口された２つの供給口２２２と、供給室２２１内に延設された回転軸２４と、回転軸２４に配設された供給スクリュ２２３と、を備えている。この供給スクリュ２２３は、駆動源５０により回転翼２１２及び流出防止スクリュ２３３と同軸で同時に可動される構成となっている。前記２つの供給口２２２のうちの一方は、海水を供給する供給口であり、他方は熱誘発材を供給する供給口である。このうち熱誘発材を供給する供給口には、熱誘発材供給バルブ２２５を介して熱誘発剤供給ホッパ２２４が接続されている。
供給部２２では、供給スクリュ２２３の回転によって、海水濃縮物が濃縮室２１１から流出することを防止しつつ、供給口２２２から供給された海水及び熱誘発材を濃縮室２１１へと強制的に搬送することができるようになっている。
【００５３】
蒸気取出部２３は、濃縮室２１１の一方側に隣接されており、蒸気取出室２３１と、蒸気取出室２３１内に延設された回転軸２４と、回転軸２４に配設された流出防止スクリュ２３３と、蒸気取出室２３に開口された蒸気取出口２３２と、を備えている。この流出防止スクリュ２３３は、駆動源５０により回転翼２１２及び供給スクリュ２２３と同軸で同時に可動される構成となっている。
蒸気取出部２３では、流出防止スクリュ２３３の回転によって、海水濃縮物が濃縮室２１１から流出するのを防ぎつつ、濃縮室２１１内で発生された蒸気は蒸気取出口２３２から取り出すことができる。
【００５４】
更に、前記供給部２２及び蒸気取出部２３に隣接されて各々密封手段６０が配設されている（図２参照）。即ち、密封材６１と密封材６１を固定する密封材固定具６２とからなる密封手段６０が、供給室２２１に形成された挿通口２２１ａを介して供給室２２１外へ導出された回転軸２４と挿通口２２１ａとの間からの蒸気が漏出されることを防止するように配設されている。また、同様に、密封材６１と密封材６１を固定する密封材固定具６２とからなる密封手段６０が、蒸気取出室２３１に形成された挿通口２３１ａを介して蒸気取出室２３１外へ導出された回転軸２４と挿通口２３１ａとの間からの蒸気が漏出されることを防止するように配設されている。
【００５５】
また、回転軸２４は、図１及び図２に示すように、供給部２２及び蒸気取出部２３の外まで延設されて、内部にボールベアリング軸受けを備えた支持部材５３に両端付近において回転自在に支持されている。
この回転軸２４は、一端側にプーリー５２１を備え、電気式モーターである駆動源５０から導出された回転軸に接続されたプーリー５２２と駆動ベルト５１を介して連絡されている。従って、駆動源５０のモーターで発生された動力はこれら各部によって連動されて回転軸２４を回転させる。更に、回転軸２４の回転によって回転翼２１２、供給スクリュ２２３及び流出防止スクリュ２３３が可動されることとなる。
【００５６】
更に、回転軸２４に配設された供給スクリュ２２３と流出防止スクリュ２３３とは、濃縮部２１を挟んで、対称的な構造を成している。即ち、図２に示すように、供給スクリュ２２３と流出防止スクリュ２３３とは螺旋状の羽根が左右対称に設けられている。このため、同軸上に備えることにより、回転軸２４が一定方向へ回転することによって、濃縮室２１１からの海水濃縮物の流出を防ぎながら、海水及び熱誘発材の供給を行うことができる。
尚、供給スクリュ２２３と流出防止スクリュ２３３とは同じピッチであってもよいが、異なるピッチとすることもできる。これにより、回転軸２４の回転数に応じて流出防止作用と供給作用とのバランスを図ることができる。
【００５７】
更に、海水濃縮装置１は、蒸気取出部２３と接続された蒸気回収手段３を備える。蒸気回収手段３は回収容器３５において、蒸気取出口２３２と蒸気取出バルブ３３を挟んで、蒸気取出管３４によって接続されている。これにより、蒸気取出口２３２から排出された蒸気は、蒸気取出バルブ３３が開放されている場合には、蒸気取出管３４を通して回収容器３５内に導入されることとなる。
【００５８】
更に、蒸気取出管３４は、蒸気口２３２と回収容器３５との間に、吸引ブロア３２を有している。そして、濃縮部２１に設置された圧力検知手段２５２によって監視される濃縮室２１１内の圧力が０〜１００ｋＰａ（大気圧との差圧）となるように、吸引ブロア３２を作動させて、蒸気を積極的に回収することができ、より濃縮効率を向上させることができるようになっている。
尚、前記吸引ブロア３２を利用する際には、濃縮部２１が備える温度検知手段２５１によって予め温度管理を行い、濃縮室２１１内が蒸気発生可能な温度（６０〜７５℃程度）となった時点で、吸引ブロア３２を可動させることが好ましい。また、海水濃縮物が流出防止スクリュ２３３で流出を防止できる範囲においては、吸引ブロア３２の可動により濃縮室２１１内を陰圧（即ち、大気圧との差が０Ｐａ未満、特に−１００Ｐａ〜１ｋＰａとなるよう）に吸引を行い、更に蒸気の回収効率を向上させることもできる。
【００５９】
更に、蒸気回収手段３は、回収容器３５の外周に巻回され、熱交換により蒸気を液化する冷媒を流通するための冷却管３１を備える。冷却管３１内に流通された冷媒が、回収容器内に導入された蒸気と熱交換を行うことにより、蒸気が冷却されて液化される回収容器３５内に淡水として貯留されることとなる。回収容器３５は縦長の円筒管形状をなしており、下部は逆円錐形状に集約され、その先に淡水取出管３８が、淡水取出バルブ３６を介して接続されている。更に、淡水取出管３８には淡水取出流量計３７が配設されており、回収容器３５から取出する淡水の流量を計測することができる。この淡水の取出量の計測値は、海水供給系にフィードバックして利用することで、濃縮室２１１内の海水量及び温度などを適正に制御することができる。
【００６０】
また、この海水濃縮装置１では、前記冷媒として、供給部２２へ供給する前の海水を用いることができるように、海水供給手段４を備えている。これにより、冷媒を冷却するための別途の設備を利用する必要がないうえに、予め供給部２２へ供給する海水の温度を上昇させて、濃縮室２１１内で海水に対して与えるエネルギー量を削減でき、高い熱効率を実現できる。
この海水供給手段４は、冷却管３１に海水を流通させるための海水流通ポンプ４１と、冷却管３１から排出された海水を海水濃縮器２の供給部２２へ導入するための海水供給管４４が、供給部２２の供給口２２２に海水供給バルブ４３を介して備えられている。また、この海水供給管４４には海水流量計４２が設置されており、供給部２２へ供給する海水量を監視できるように構成されている。
【００６１】
そして、海水流通ポンプ４１から押し出された海水は、冷却管３１内に流通されて、回収容器３５内の蒸気と熱交換されたうえで、温度上昇された海水は、供給部２２へ供給されて、必要に応じて濃縮室２１１内へ供給される。この供給量は、海水供給流量計４２によって監視されており、前記淡水取出流量計によって計測される淡水の取出量との相関によって、海水の供給量が決定されることとなる。
【００６２】
この海水濃縮装置１の具体的な可動方法の一例としては、まず、熱誘発材供給ホッパ２２４に接続された熱誘発材供給バルブ２２５を開放して、供給部２２内に熱誘発材を供給すると同時に、駆動源５０を低速で回転させて供給スクリュ２２３を用いて、濃縮室２１１内に熱誘発材を供給する。この供給量は、濃縮室２１１の空間容積１００体積％のうち３０〜５０体積％となるように供給される。その後、又は、熱誘発材の供給と同時に（海水供給が先であってもよい）、海水流通ポンプ４１を可動させて海水の流通を開始し、海水供給流量計４２で流量を計測しながら、海水供給バルブ４３を開放して、海水を供給口２２２から供給部へ導入し、供給部２２内では供給スクリュ２２３の回転により、海水が濃縮室２１１内へ供給される。海水の供給量は、熱誘発材の供給体積８０〜１００体積部に対して、１００体積部を供給する。
【００６３】
その後、温度検出手段２５１で温度を計測しながら、駆動源５０の回転数を上昇させて撹拌を開始し、温度検知手段２５１で計測される濃縮室２１１内の温度が６０〜７５℃になった時点で、蒸気取出バルブ３３を開放する。そして、濃縮室２１１内の圧力を圧力検知手段２５２で計測しながら、大気圧との差圧が０〜１００ｋＰａとなるように、吸引ブロア３２を可動させて蒸気の回収を行う。蒸気回収手段３で回収された蒸気は液化されて回収容器３５内に収容される。この回収容器３５内からは定期的に得られた淡水を系外へ排出させて回収容器３５の稼働状態を維持できる。系外へ排出された淡水流量から濃縮室２１１内の水分量を勘案して海水供給を行う。
【００６４】
前記状態を維持することで濃縮室２１１内には、海水濃縮物が形成され、次第のその量が多くなる。これに伴い、濃縮室２１１内の温度上昇を生じる。その結果、温度が８５℃程度になると共に、駆動源５０における負荷電流が１０〜３０％上昇された時点で、海水濃縮物を濃縮室２１１外へ海水濃縮物取出口２１５及び海水濃縮物取出バルブ２１６を介して排出する。排出する海水濃縮物は、粉末状の乾燥物になるまで濃縮を行ってもよく、また、液状のまま排出してもよい。また、海水濃縮物の排出に際しては、その全量を排出してもよいが、一部のみを排出してよい。一部のみを排出する場合には、装置１を連続運転することができる。また、海水濃縮物の排出に際して、系外へ排出された熱誘発材は、前記と同様に供給される。
また、冷却管３１内に流通させる海水は、蒸気の回収速度と釣り合わせることで、熱交換効率も向上させることができると共に、補助タンクなどを用いて、蒸気回収速度を超す流量を吸収させるための他の手段を要しない。
【００６５】
尚、本発明においては、上記の具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。
即ち、例えば、駆動源５０に利用する電源としては太陽光発電装置を電源又は補助電源として利用できる。この場合には、特にインフラ電源供給がない土地においても、本装置１を利用することができる。
また、海水を冷媒として用いるにあたっては、冷媒として利用する海水と、濃縮室内に供給する海水との流量との差を吸収させるために、循環経路を設けることができる。
更に、本海水濃縮装置１は、前記海水濃縮器２を１つのみ有してもよく、装置１内に２つ以上を有してもよい。また、前記海水濃縮器２は、濃縮室２１、供給部２２及び蒸気取出部２３を１組として、これを１組のみ備えてもよいが、２組以上を備えることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の海水濃縮装置及びこれを用いた海水濃縮物の製造方法並びに淡水の製造方法は、資源（金属資源）分野、食品関連分野及び淡水製造分野等において好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６７】
１；海水濃縮装置、
２；海水濃縮器、
２１；濃縮部、２１１；濃縮室、２１２；回転翼、２１３；曲面部、２１３ｐ；凸面、２１４；叩打部、２１４ｐ；叩打面、２１５；海水濃縮物取出口、２１６；海水濃縮物取出バルブ、
２２；供給部、２２１；供給室、２２１ａ；挿通口（回転軸挿通孔）、２２２；供給口、２２３；供給スクリュ、２２４；熱誘発材供給ホッパ、２２５；熱誘発材供給バルブ、
２３；蒸気取出部、２３１；蒸気取出室、２３１ａ；挿通口（回転軸挿通孔）、２３２；蒸気取出口、２３３；流出防止スクリュ、
２４；回転軸、
２５１；温度検知手段、２５２；圧力検知手段、
３；蒸気回収手段、３１；冷却管、３２；吸引ブロア、３３；蒸気取出バルブ、３４；蒸気取出管、３５；回収容器、３６；淡水取出バルブ、３７；淡水取出流量計、３８；淡水取出管、
４；海水供給手段、４１；海水流通ポンプ、４２；海水供給流量計、４３；海水供給バルブ、４４；海水供給管、
５０；駆動源、５１；連動ベルト、５２１及び５２２；プーリー、５３；支持部材、
６０；密封手段、６１；密封材、６２；密封材固定具。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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