(57)【要約】【課題】低コストで設置可能な淡水化装置、を提供する。【解決手段】淡水化装置は、一方端および他方端を有するユニット管３１を備える。ユニット管３１は、その一方端から他方端に向けて傾斜して設置される。ユニット管３１には、温水路４２（４２ｍ，４２ｎ）と、淡水を回収するための蒸留水路４３（４３ｍ，４３ｎ）と、冷却水路５２とが形成される。温水路４２には、ユニット管３１の一方端から他方端に向けて海水が流通される。蒸留水路４３は、海水から生じた水蒸気が温水路４２から流入可能なように設けられる。冷却水路５２は、蒸留水路４３に隣り合う位置に設けられる。冷却水路５２には、ユニット管３１の一方端と他方端との間で冷却用の海水が流通される。ユニット管３１は、温水路４２への太陽光の透過を許容する透光部７１を有する。【選択図】図４
2011200747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水または汚水から淡水を得るための淡水化装置であって、
一方端および他方端を有し、前記一方端から前記他方端に向けて傾斜して設置される管部材を備え、
前記管部材には、
前記一方端から前記他方端に向けて海水または汚水が流通される第１流路と、
海水または汚水から生じた水蒸気が前記第１流路から流入可能なように設けられ、淡水を回収するための第２流路と、
前記第２流路に隣り合う位置に設けられ、前記一方端と前記他方端との間で冷却用の流体が流通される第３流路とが形成され、
前記管部材は、前記第１流路への太陽光の透過を許容する透光部を有する、淡水化装置。
【請求項２】
複数の前記管部材が、隣り合う前記管部材間において、前記一方端と前記他方端とが接続されるように繋ぎ合わされる、請求項１に記載の淡水化装置。
【請求項３】
複数の前記管部材が、隣り合う前記管部材間において、前記一方端が互いに揃い、前記他方端が互いに揃うように繋ぎ合わされる、請求項１または２に記載の淡水化装置。
【請求項４】
前記管部材には、前記第３流路と、その第３流路の両側に配置される２つの前記第２流路と、前記第２流路に対して前記第３流路の反対側に配置される２つの前記第１流路とが形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項５】
前記管部材には、前記第２流路と、その第２流路の両側に配置される２つの前記第１流路と、前記第２流路の下方に配置される前記第３流路とが形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項６】
前記一方端に接続され、満潮時に海水が流入するように設けられるタンクをさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項７】
前記第３流路において、前記他方端から前記一方端に向けて、冷却用の流体として海水または汚水を送るポンプをさらに備え、
前記管部材には、前記一方端において前記第１流路と前記第３流路とを互いに連通させる連通路がさらに形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項８】
前記管部材は、前記第２流路への太陽光の透過を規制する非透光部をさらに有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項９】
前記管部材は、前記第３流路への太陽光の透過を規制する非透光部をさらに有する、請求項１から８のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項１０】
前記管部材は、前記第２流路と前記第３流路とを区画する隔壁をさらに有し、
前記隔壁は、高熱伝導性の金属から形成される、請求項１から９のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、海水または汚水から淡水を得るための淡水化装置に関し、より特定的には、海水または汚水から淡水を得るに際して太陽光のエネルギを利用する淡水化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の淡水化装置に関して、たとえば、特開昭５７−２１９７６号公報には、省エネルギとして太陽熱を利用し、海水から淡水を設備工事費を安く、かつ効果的に得ることを目的とした海水淡水化方法が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された海水淡水化方法は、海水を蓄えるプールと、そのプールの全面を気密的に覆う気密構造とを備える装置によって実現される。気密構造の内部には、気体状の二酸化炭素が供給され、その二酸化炭素の内圧によって気密構造がドーム状に自立する。
【０００３】
また、特開昭５７−３５９８５号公報には、量産化により安価に製造することが可能であり、構造が簡単であり、かつ集熱した太陽熱の損失を極力抑制して淡水化効率を高めることを目的とした海水の淡水化装置が開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された海水の淡水化装置は、太陽光透過性板状部材、側壁、および底板から構成される、密閉された板状箱形構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−２１９７６号公報
【特許文献２】特開昭５７−３５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献に開示されるように、海水の淡水化に際して太陽光のエネルギを利用した淡水化装置が知られている。このような淡水化装置は、太陽光の利用によって運用コストは比較的安価に済むが、さらに、装置を設置する際の初期コストの低減も強く求められている。一方、淡水化装置を用いて十分な量の淡水を得ようとすると、装置を大型化する必要がある。しかしながら、上述の特許文献に開示された淡水化装置を大型化しようとすると、部品コストや組み立てコストが増大し、設置時のコストを十分に低減させることができない。
【０００６】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、低コストで設置可能な淡水化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に従った淡水化装置は、海水または汚水から淡水を得るための淡水化装置である。淡水化装置は、一方端および他方端を有する管部材を備える。管部材は、一方端から他方端に向けて傾斜して設置される。管部材には、第１流路と、淡水を回収するための第２流路と、第３流路とが形成される。第１流路には、一方端から他方端に向けて海水または汚水が流通される。第２流路は、海水または汚水から生じた水蒸気が第１流路から流入可能なように設けられる。第３流路は、第２流路に隣り合う位置に設けられる。第３流路には、一方端と他方端との間で冷却用の流体が流通される。管部材は、第１流路への太陽光の透過を許容する透光部を有する。
【０００８】
このように構成された淡水化装置によれば、まず、透光部を透過した太陽光のエネルギを利用して、第１流路を流通する海水または汚水を蒸発させる。そして、海水または汚水の蒸発に伴って発生した水蒸気が第２流路に流入し、第３流路を流通する冷却用の流体によって冷却されることにより凝縮される。これにより、第２流路に淡水を回収する。本発明においては、淡水化装置を管部材から形成することにより、低コストで設置することが可能な淡水化装置を実現することができる。
【０００９】
また好ましくは、複数の管部材が、隣り合う管部材間において、一方端と他方端とが接続されるように繋ぎ合わされる。また好ましくは、複数の管部材が、隣り合う管部材間において、一方端が互いに揃い、他方端が互いに揃うように繋ぎ合わされる。
【００１０】
このように構成された淡水化装置によれば、複数の管部材が海水または汚水の流通方向に対して直列または並列方向に配列される。これにより、部品コストや、淡水化装置の設置時の組み立てコストを低減させつつ、より多くの淡水が得られる淡水化装置を実現できる。
【００１１】
また好ましくは、管部材には、第３流路と、その第３流路の両側に配置される２つの第２流路と、第２流路に対して第３流路の反対側に配置される２つの第１流路とが形成される。このように構成された淡水化装置によれば、２つの第１流路、２つの第２流路および第３流路が形成される管部材を、１つのユニットとして用いることにより、部品コストや組み立てコストを低減させつつ、より多くの淡水が得られる淡水化装置を実現できる。
【００１２】
また好ましくは、管部材には、第２流路と、その第２流路の両側に配置される２つの第１流路と、第２流路の下方に配置される第３流路とが形成される。このように構成された淡水化装置によれば、２つの第１流路、第２流路および第３流路が形成される管部材を、１つのユニットとして用いることにより、部品コストや組み立てコストを低減させつつ、より多くの淡水が得られる淡水化装置を実現できる。
【００１３】
また好ましくは、淡水化装置は、管部材の一方端に接続され、満潮時に海水が流入するように設けられるタンクをさらに備える。このように構成された淡水化装置によれば、満潮時における海水面の上昇を利用することによって、タンクに海水が流入する。これにより、淡水化装置の設置時のコストや、淡水化装置の運用コストを低減することができる。
【００１４】
また好ましくは、淡水化装置は、第３流路において、他方端から一方端に向けて、冷却用の流体として海水または汚水を送るポンプをさらに備える。管部材には、一方端において第１流路と第３流路とを互いに連通させる連通路がさらに形成される。このように構成された淡水化装置によれば、冷却用の流体として利用された海水または汚水が、第３流路から連通路を通じて第１流路に供給される。このため、淡水化装置の設置時のコストや、淡水化装置の運用コストを低減することができる。
【００１５】
また好ましくは、管部材は、第２流路への太陽光の透過を規制する非透光部をさらに有する。このように構成された淡水化装置によれば、第２流路が太陽光を受けて温度上昇することを抑制する。これにより、第２流路において水蒸気を効率よく凝縮させ、海水または汚水の淡水化効率を向上させることができる。
【００１６】
また好ましくは、管部材は、第３流路への太陽光の透過を規制する非透光部をさらに有する。このように構成された淡水化装置によれば、第３流路を流通する冷却用の流体が太陽光を受けて温度上昇することを抑制する。これにより、第２流路において水蒸気を効率よく凝縮させ、海水または汚水の淡水化効率を向上させることができる。
【００１７】
また好ましくは、管部材は、第２流路と第３流路とを区画する隔壁をさらに有する。隔壁は、高熱伝導性の金属から形成される。このように構成された淡水化装置によれば、第２流路における水蒸気と、第３流路を流通する冷却用の流体との間の熱交換を促進させる。これにより、第２流路において水蒸気を効率よく凝縮させ、海水または汚水の淡水化効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、この発明に従えば、低コストで設置可能な淡水化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１における淡水化装置を示す斜視図である。
【図２】図１中の淡水化装置を示す側面図である。
【図３】図１中の蒸留樋を構成するユニット管を示す斜視図である。
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったユニット管を示す断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２における淡水化装置を示す側面図である。
【図６】図５中のＶＩに示す方向から見た淡水化装置を示す断面図である。
【図７】この発明の実施の形態３における淡水化装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１における淡水化装置を示す斜視図である。図２は、図１中の淡水化装置を示す側面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態における淡水化装置１０は、海水から淡水を得るための装置である。淡水化装置１０は、太陽光のエネルギを利用して海水を蒸発させる蒸発法を利用した装置である。
【００２２】
淡水化装置１０は、淡水を得ることが困難な砂漠や離島などの海岸に設置される。また好ましくは、淡水化装置１０は、日照時間が比較的長い地域（たとえば、米国の北緯３７度以南のサンベルト地帯に相当する地域）などの海岸に設置される。淡水化装置１０によって得られた淡水は、たとえば飲料水として利用される。
【００２３】
まず、本実施の形態における淡水化装置１０の基本的な構造について説明すると、淡水化装置１０は、その構成部品として、蒸留樋２１と、タンクとしての海水貯留タンク１５と、淡水貯留タンク１７とを有する。
【００２４】
蒸留樋２１は、一方端２２および他方端２３を有し、その一方端２２から他方端２３に向けて延びている。蒸留樋２１は、一方端２２から他方端２３に向けて鉛直下方向に傾斜するように設けられている。すなわち、一方端２２は、他方端２３よりも上方に配置されており、一方端２２と他方端２３とを結ぶ方向と水平方向とがなす角度が０°よりも大きく９０°よりも小さい角度に設定されている。本実施の形態では、蒸留樋２１が一方端２２と他方端２３との間で直線状に延びる形状を有する。
【００２５】
蒸留樋２１は、たとえば、０°よりも大きく１０°以下の範囲の傾斜角度で設置される。蒸留樋２１の全長は、たとえば、２０ｍ以上に設定される。
【００２６】
なお、蒸留樋２１は、図１中に示す形状に限られず、たとえば、一方端２２と他方端２３との間で湾曲して延びる形状を有してもよいし、直線部分と湾曲部分とが組み合わさった形状を有してもよい。
【００２７】
海水貯留タンク１５は、蒸留樋２１の一方端２２に接続されている。海水貯留タンク１５に貯留された海水は、蒸留樋２１に供給され、重力によって一方端２２から他方端２３に向けて流れる。蒸留樋２１の他方端２３は、海に向かって延びており、蒸留樋２１を流通した海水は海に戻される。
【００２８】
本実施の形態では、海水貯留タンク１５が海岸に設置されている。海水貯留タンク１５には、給海水パイプ１２が接続されている。給海水パイプ１２は、海水貯留タンク１５から海中に向けて延伸し、その経路上には、ポンプ１３が設けられている。ポンプ１３の稼働に伴って、海水が給海水パイプ１２を通じて海水貯留タンク１５に供給される。なお、給海水用のパイプを別途設けることなく、蒸留樋２１内に給海水用の流路を設ける構造としてもよい。
【００２９】
また、このようなポンプ１３を利用した構造に限られず、潮位差を利用して満潮時に海水を海水貯留タンク１５に流入させる構造を用いてもよい。この場合、満潮時に蒸留樋２１の全体が海面下に配置されることになるが、このような場合であっても蒸留水の製造を継続的に実施するため、周囲からの海水の浸入を防ぐ機構を蒸留樋２１に設けてもよい。また、蒸留水の製造を、満潮時を避けて実施する構成としてもよい。
【００３０】
淡水貯留タンク１７は、蒸留樋２１の他方端２３側に接続されている。淡水貯留タンク１７は、一方端２２と他方端２３との間で延びる蒸留樋２１の全長方向において、一方端２２よりも他方端２３に近い位置に接続されている。淡水貯留タンク１７は、蒸留樋２１において海水から生じた蒸留水を貯留可能なように設けられている。
【００３１】
図３は、図１中の蒸留樋を構成するユニット管を示す斜視図である。図１から図３を参照して、蒸留樋２１は、複数のユニット管３１が組み合わさって構成されている。ユニット管３１は、一方端３２および他方端３３を有する。ユニット管３１は、一方端３２と他方端３３との間で直線状に延びる管形状を有する。ユニット管３１は、一方端３２および他方端３３において開口する。ユニット管３１は、一方端３２および他方端３３の間で密閉された管構造を有する。複数のユニット管３１は、互いに同一の形状を有する。
【００３２】
本実施の形態では、複数のユニット管３１が、ユニット管３１を流通する海水の流通方向に対して直列に配列されて互いに繋ぎ合わされている。すなわち、互いに隣り合って配置されるユニット管３１ｐおよびユニット管３１ｑに注目した場合に、海水の流通方向の上流側に配置されるユニット管３１ｐの他方端３３と、下流側に配置されるユニット管３１ｑの一方端３２とが接続されている。
【００３３】
さらに、複数のユニット管３１は、ユニット管３１を流通する海水の流通方向に対して並列に配列されて互いに繋ぎ合わされている。すなわち、互いに隣り合って配置されるユニット管３１ｒおよびユニット管３１ｓに注目した場合に、ユニット管３１ｒの一方端３２とユニット管３１ｓの一方端３２とが互いに揃い、ユニット管３１ｒの他方端３３とユニット管３１ｓの他方端３３とが互いに揃うように、ユニット管３１ｒおよびユニット管３１ｓが接続されている。
【００３４】
このような構成により、複数のユニット管３１は、一方端３２と他方端３３との間においてユニット管３１が延伸する方向と、その延伸方向に直交する方向とに沿って並ぶように、平面状に配列されている。
【００３５】
なお、ユニット管３１は、図３中に示す形状に限られず、たとえば、一方端３２と他方端３３との間で湾曲して延びる形状を有してもよい。蒸留樋２１の設置時、湾曲形状のユニット管が複数組み合わされてもよいし、直線形状のユニット管と、湾曲形状のユニット管とが適宜組み合わされてもよい。また、長さの異なる複数種類のユニット管が準備され、これらが適宜組み合わされてもよい。
【００３６】
図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線上に沿ったユニット管を示す断面図である。図３および図４を参照して、ユニット管３１は、その延伸方向に直交する平面により切断された場合に、略矩形の断面を有する。ユニット管３１は、その延伸方向に直交する平面により切断された場合に、水平方向に延びる長辺と、鉛直方向に延びる短辺とを有する略矩形の断面を有する。
【００３７】
ユニット管３１の内部には、温水路４２と、蒸留水路４３と、冷却水路５２とが形成されている。
【００３８】
温水路４２、蒸留水路４３および冷却水路５２は、ユニット管３１の延伸方向に沿って互いに平行に延びている。温水路４２と蒸留水路４３との間は、海水から生じた水蒸気が温水路４２から蒸留水路４３に向けて流通可能なように、互いに連通して形成されている。冷却水路５２は、蒸留水路４３と隣り合う位置に設けられている。
【００３９】
各水路の構造についてより具体的に説明すると、本実施の形態では、温水路４２として２つの温水路４２ｍ，４２ｎが形成され、蒸留水路４３として、２つの蒸留水路４３ｍ，４３ｎが形成されている。蒸留水路４３ｍは、冷却水路５２を挟んだ一方の側に配置され、蒸留水路４３ｎは、冷却水路５２を挟んだ他方の側に配置されている。温水路４２ｍは、温水路４２ｍと冷却水路５２との間に蒸留水路４３ｍが配置されるように設けられている。温水路４２ｎは、温水路４２ｎと冷却水路５２との間に蒸留水路４３ｎが配置されるように設けられている。
【００４０】
温水路４２および蒸留水路４３は、冷却水路５２を中心にその両側に設けられている。温水路４２および蒸留水路４３は、冷却水路５２を中心にその両側に対称となるように設けられている。温水路４２、蒸留水路４３および冷却水路５２は、水平方向に沿って並んでいる。
【００４１】
温水路４２には、図１中の海水貯留タンク１５から海水が供給される。海水は、一方端３２から他方端３３に向かって温水路４２を流通する。冷却水路５２には、図１中の海水貯留タンク１５から、冷却用の流体として海水が供給される。海水は、一方端３２から他方端３３に向かって冷却水路５２を流通する。なお、冷却水路５２を流通した海水をポンプによって汲み上げて再び、温水路４２に供給する構成としてもよい。
【００４２】
ユニット管３１は、その構成部位として、本体管６１と、仕切り板６２と、隔壁６３と、非透光部としての日除け板６４と、遮光板６５とを有する。
【００４３】
本体管６１は、ユニット管３１の外観をなす筒状部材により形成されている。本体管６１の内側に、温水路４２、蒸留水路４３および冷却水路５２が形成されている。本体管６１は、太陽光を透過可能な材料から形成されている。本体管６１は、アクリルやポリカーボネートなどの、光透過性を有する樹脂から形成されている。本体管６１は、石英ガラスなどのガラスから形成されてもよい。
【００４４】
本体管６１は、略矩形の断面を有する。本体管６１は、その構成部位として、下方に配置される底部６１ｄと、底部６１ｄと対向して配置される頂部６１ｕとを有する。
【００４５】
仕切り板６２は、本体管６１の内部に設けられている。仕切り板６２は、温水路４２と蒸留水路４３とを仕切るように設けられている。より具体的には、仕切り板６２は、温水路４２ｍと蒸留水路４３ｍとを仕切り、温水路４２ｎと蒸留水路４３ｎとを仕切るように設けられている。仕切り板６２は、本体管６１の底部６１ｄから頂部６１ｕに向けて延伸し、その延伸する先端に端部６２ｇを有する。端部６２ｇは、頂部６１ｕから距離を隔てた位置に配置されている。このような構成により、温水路４２において海水から生じた水蒸気が、端部６２ｇと頂部６１ｕとの間を通って蒸留水路４３に流入可能となる。
【００４６】
本実施の形態では、仕切り板６２が樹脂から形成されている。仕切り板６２は、本体管６１と一体に樹脂成形されている。
【００４７】
隔壁６３は、本体管６１の内部に設けられている。隔壁６３は、蒸留水路４３と冷却水路５２との間を区画するように設けられている。より具体的には、隔壁６３は、蒸留水路４３ｍと冷却水路５２との間を区画し、蒸留水路４３ｎと冷却水路５２との間を区画するように設けられている。冷却水路５２は、互いに対向して配置される一対の隔壁６３と、本体管６１の頂部６１ｕおよび底部６１ｄに囲まれた位置に区画形成されている。
【００４８】
本実施の形態では、隔壁６３が、アルミニウムなどの高熱伝導性の金属から形成されている。隔壁６３を形成する材料は、仕切り板６２を形成する材料よりも高い熱伝導性を有する。
【００４９】
日除け板６４は、太陽光が透過できない非透光性の板材により形成されている。日除け板６４は、蒸留水路４３および冷却水路５２への太陽光の透過を規制するように設けられている。より具体的には、日除け板６４は、蒸留水路４３および冷却水路５２に隣接する位置において、本体管６１の頂部６１ｕを覆うように設けられている。日除け板６４は、本体管６１上の温水路４２を取り囲む位置からずれた位置に設けられている。
【００５０】
なお、日除け板６４は、蒸留水路４３および冷却水路５２に隣接するいずれか一方の位置においてのみ、本体管６１の頂部６１ｕを覆うように設けられてもよい。
【００５１】
ユニット管３１は、温水路４２への太陽光の透過を許容する透光部７１を有する。本実施の形態では、温水路４２を上方もしくは側方から取り囲む本体管６１の部分によって、透光部７１が構成されている。
【００５２】
遮光板６５は、太陽光が透過できない非透光性の板材により形成されている。遮光板６５は、温水路４２に流通する海水に入射した太陽光が本体管６１の底部６１ｄを通じて外部に透過しないように設けられている。より具体的には、遮光板６５は、温水路４２を規定する底部６１ｄの表面を覆うように設けられている。遮光板６５は、さらに、温水路４２を規定する仕切り板６２の表面を覆うように設けられてもよい。
【００５３】
なお、太陽光の透過を規制する手段としては、日除け板６４や遮光板６５の使用に限られず、たとえば、本体管６１の所定位置の表面を非透光性を発揮する色、たとえば黒色に塗装する構造を採用してもよい。また、本体管６１の一部を非透光性の樹脂材料により成形する構造を採用してもよい。
【００５４】
続いて、本実施の形態における淡水化装置１０を用いて海水から淡水を得る工程について説明する。
【００５５】
図２および図４を参照して、海水貯留タンク１５に貯留された海水が蒸留樋２１に供給されることにより、海水が温水路４２および冷却水路５２に流通する。温水路４２に流通する海水は、蒸留樋２１の一方端２２から他方端２３に向かうに従って、透光部７１を通じて入射する太陽光を受けて温度上昇する。やがて、海水が蒸発することによって水蒸気が発生する。本実施の形態では、遮光板６５が、温水路４２を規定する底部６１ｄの表面を覆うように設けられている。このような構成により、太陽光のエネルギを効率よく海水に伝え、海水を迅速に温度上昇させることができる。
【００５６】
温水路４２において発生した水蒸気は、端部６２ｇと頂部６１ｕとの間を通って蒸留水路４３に流入する。水蒸気は、冷却水路５２を流通する海水によって冷却されることにより凝縮される。これにより、蒸留水路４３に蒸留水が生じ、この蒸留水は蒸留水路４３を通って蒸留樋２１の他方端２３に向けて流れていく。
【００５７】
本実施の形態では、蒸留水路４３と冷却水路５２との間を区画する隔壁６３が高熱伝導性の金属から形成されている。このため、蒸留水路４３における水蒸気と、冷却水路５２を流通する冷却用の海水との間の熱交換を促進させることができる。また、本体管６１には、蒸留水路４３および冷却水路５２への太陽光の透過を規制するための日除け板６４が設けられている。これにより、太陽光の受光に起因して、蒸留水路４３の水蒸気が温度上昇したり、冷却水路５２を流通する海水が温度上昇したりすることを抑制できる。以上の理由により、本実施の形態では、蒸留水路４３における水蒸気の凝縮を促進させ、海水の淡水化効率を向上させることができる。
【００５８】
蒸留水路４３を流れる蒸留水が淡水貯留タンク１７に回収されることによって、淡水貯留タンク１７に淡水が得られる。
【００５９】
本実施の形態における淡水化装置１０においては、図１中に示すように、海水を蒸留させて蒸留水を得るための蒸留樋２１が、複数のユニット管３１が組み合わさって構成されている。
【００６０】
このため、多量の蒸留水を製造することが可能な大型の蒸留樋２１を、部品の種類を少なくして実現することができる。また、淡水化装置１０は、一般的に砂漠地帯や離島に設置されることが多いが、これらの設置場所まで複数のユニット管３１を積み重ねた状態で輸送することが可能となる。このため、淡水化装置１０の部品の運搬性を大幅に向上させることができる。また、複数のユニット管３１を繋ぎ合わせるだけの単純作業によって、蒸留樋２１を組み立てることができるため、装置を設置する際の施工性を向上させることができる。以上の理由により、淡水化装置１０の部品コストや組み立てコストを低減することができる。
【００６１】
以上に説明した、この発明の実施の形態１における淡水化装置１０の構造についてまとめて説明すると、本実施の形態における淡水化装置１０は、海水または汚水としての海水から淡水を得るための装置である。淡水化装置１０は、一方端３２および他方端３３を有する管部材としてのユニット管３１を備える。ユニット管３１は、一方端３２から他方端３３に向けて鉛直下方向に傾斜して設置される。ユニット管３１には、第１流路としての温水路４２（４２ｍ，４２ｎ）と、淡水を回収するための第２流路としての蒸留水路４３（４３ｍ，４３ｎ）と、第３流路としての冷却水路５２とが形成される。
【００６２】
温水路４２には、一方端３２から他方端３３に向けて海水が流通される。蒸留水路４３は、海水から生じた水蒸気が温水路４２から流入可能なように設けられる。冷却水路５２は、蒸留水路４３に隣り合う位置に設けられる。冷却水路５２には、一方端３２と他方端３３との間で冷却用の流体としての海水が流通される。ユニット管３１は、温水路４２への太陽光の透過を許容する透光部７１を有する。
【００６３】
このように構成された、この発明の実施の形態１における淡水化装置１０によれば、装置部品の運搬性や装置を設置する際の施工性を向上させることにより、淡水化装置１０の設置時にかかる初期費用を低減させることができる。これにより、淡水化装置１０の導入が容易となり、インフラが整っていない砂漠地帯などへの装置の普及を強く推し進めることができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、温水路４２および蒸留水路４３を、冷却水路５２を中心にその両側に対称となるように設けた場合について説明したが、温水路４２および蒸留水路４３を冷却水路５２に対してその一方の側にのみ設ける構成としてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、淡水化装置１０の温水路４２に海水を流通させた場合について説明したが、本発明はこれに限られず、生活排水などの汚水を用いても同様に淡水を得ることができる。
【００６６】
（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２における淡水化装置を示す側面図である。図５は、実施の形態１における図２に対応する図である。図６は、図５中のＶＩに示す方向から見た淡水化装置を示す断面図である。本実施の形態における淡水化装置は、実施の形態１における淡水化装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００６７】
図５および図６を参照して、本実施の形態における淡水化装置は、その構成部品として、蒸留樋２１および淡水貯留タンク１７を有するが、図１中の海水貯留タンク１５を有しない。本実施の形態における淡水化装置は、ポンプ８１をさらに有する。ポンプ８１は、冷却水路５２の経路上に設けられている。ポンプ８１は、海にある海水を、冷却水路５２において他方端２３から一方端２２に向けて送ることが可能なように設けられている。
【００６８】
蒸留樋２１には、連通路８６が形成されている。連通路８６は、一方端２２において、温水路４２と冷却水路５２との間を互いに連通させるように形成されている。本実施の形態では、連通路８６が、温水路４２と冷却水路５２との間で海水をＵ字状に方向転換させるように設けられている。
【００６９】
ポンプ８１の稼働に伴って、海にある海水が、冷却水路５２を流通し、他方端２３から一方端２２に送られる。一方端２２に達した海水は、連通路８６を通って温水路４２に供給される。温水路４２に供給された海水は、一方端２２から他方端２３に向けて流通し、この間、実施の形態１と同様に凝縮されることによって蒸留水路４３に蒸留水を生じさせる。すなわち、海水は、他方端２３を起点に、冷却水路５２および温水路４２を循環される。
【００７０】
本実施の形態における淡水化装置においては、上記構成によって、海水を貯留するためのタンクが不要となる。これにより、淡水化装置の部品コストを低減させるとともに、装置部品の運搬性を向上させることができる。また、海水は、冷却水路５２を流通する間に温水路４２に流通する海水から凝縮熱を吸収するため、温度上昇した海水が温水路４２に供給されることになる。このため、温水路４２を流れる海水をより迅速に凝縮させること可能となり、海水の淡水化効率を向上させることができる。
【００７１】
このように構成された、この発明の実施の形態２における淡水化装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
【００７２】
（実施の形態３）
図７は、この発明の実施の形態３における淡水化装置を示す断面図である。図７は、実施の形態１における図４に対応する図である。本実施の形態における淡水化装置は、実施の形態１における淡水化装置１０と比較して、基本的には同様の構造を備える。以下、重複する構造についてはその説明を繰り返さない。
【００７３】
図７を参照して、本実施の形態では、ユニット管３１の内部に、温水路４２として２つの温水路４２ｍ，４２ｎが形成され、蒸留水路４３および冷却水路５２が１つずつ形成されている。温水路４２ｍは、蒸留水路４３を挟んだ一方の側に配置され、温水路４２ｎは、蒸留水路４３を挟んだ他方の側に配置されている。温水路４２は、蒸留水路４３を中心にその両側に設けられている。温水路４２は、蒸留水路４３を中心にその両側に対称となるように設けられている。温水路４２と蒸留水路４３とは、水平方向に沿って並んでいる。冷却水路５２は、蒸留水路４３の下方に配置されている。
【００７４】
ユニット管３１は、その構成部位として、本体管６１と、仕切り板６２と、隔壁９１と、非透光部としての日除け板６４と、遮光板６５とを有する。
【００７５】
本体管６１は、底部６１ｄから下方に向けて突出する突出部９２を有する。冷却水路５２は、その突出部９２の内側に形成されている。隔壁９１は、実施の形態１における隔壁６３に替わって設けられている。隔壁９１は、蒸留水路４３と冷却水路５２との間を区画するように、底部６１ｄの延長上において水平方向に延在して配置されている。
【００７６】
なお、蒸留水路４３における水蒸気と、冷却水路５２を流通する冷却用の海水との間の熱交換を促進させるために、隔壁９１の表面にフィンを設けてもよい。
【００７７】
日除け板６４は、蒸留水路４３への太陽光の透過を規制するように設けられている。より具体的には、日除け板６４は、蒸留水路４３に隣接する位置において、本体管６１の頂部６１ｕを覆うように設けられている。
【００７８】
本実施の形態における淡水化装置においては、冷却水路５２が蒸留水路４３の下方に配置されている。このような構成により、日除け板６４による遮光効果によらなくても、冷却水路５２に太陽光が入射することを確実に防ぐことができる。
【００７９】
図７中に示す淡水化装置の一例として、蒸留樋２１の全長を２０ｍ、傾斜角度を１０°に設定し、幅５ｃｍのユニット管３１を並列に２本並べた淡水化装置を準備した。そして、晴天日に、温水路４２および冷却水路５２にそれぞれ０．１Ｌ／分の流量で海水を供給した。その結果、１日当たり約２Ｌの淡水を得ることができた。
【００８０】
このように構成された、この発明の実施の形態３における淡水化装置によれば、実施の形態１に記載の効果を同様に得ることができる。
【００８１】
なお、以上に説明した実施の形態１から３における淡水化装置の構造を適宜、組み合わせて新たな淡水化装置を構成してもよい。
【００８２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
この発明は、主に、淡水を得ることが困難な砂漠地帯や離島などにおいて飲料水を得るために利用される。
【符号の説明】
【００８４】
１０  淡水化装置、１２  給海水パイプ、１３，８１  ポンプ、１５  海水貯留タンク、１７  淡水貯留タンク、２１  蒸留樋、２２，３２  一方端、２３，３３  他方端、３１，３１ｐ，３１ｑ，３１ｒ，３１ｓ  ユニット管、４２，４２ｍ，４２ｎ  温水路、４３，４３ｍ，４３ｎ  蒸留水路、５２  冷却水路、６１  本体管、６１ｄ  底部、６１ｕ  頂部、６２  仕切り板、６２ｇ  端部、６３，９１  隔壁、６４  日除け板、６５  遮光板、７１  透光部、８６  連通路、９２  突出部。
【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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