(57)【要約】【課題】膜蒸留法における溶媒の抽出効率を高める。【解決手段】海水等の溶液を、第１の通路１１に通し、熱源２にて加熱し、第２の通路１２に通す。第２通路１２の溶液中の溶媒が蒸留膜１５を透過して蒸発し、溶媒抽出室１３に入り、不透過膜１４上で凝縮する。溶液を第１の通路１１に導入する前に昇温部４にて昇温し、第１の通路１１の上流端での溶液温度を初期温度より高くする。熱源２の供給熱量及び第２の通路１２の上流端での溶液温度に基づいて、上記昇温度を調節する。【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、
上記溶液の供給源に連なる供給路と、
上記供給路に連なる第１の通路と、
上記第１の通路から出た上記溶液を加熱する熱源と、
上記加熱後の溶液を通す第２の通路と、
上記第１の通路と第２の通路の間に設けられた溶媒抽出室と、
上記第１の通路と上記溶媒抽出室とを熱交換可能に仕切る伝熱隔壁と、
上記第２の通路と上記溶媒抽出室とを仕切り、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する蒸留膜と、
上記第１の通路の上流端での上記溶液の温度（以下「第１入力温度」と称す）を上記供給路での上記溶液の初期温度より高くする昇温部と、
上記熱源が上記溶液に与える熱量及び上記第２の通路の上流端での上記溶液の温度（以下「第２入力温度」と称す）に基づいて、上記昇温部による上記溶液の昇温度を調節する制御部と、
を備えたことを特徴とする溶媒抽出装置。
【請求項２】
上記昇温部が、上記第２の通路から出た上記溶液の一部又は全部を上記供給路に戻す還流路を含み、上記制御部が、上記還流路の上記溶液の流量を操作することを特徴とする請求項１に記載の溶媒抽出装置。
【請求項３】
上記制御部が、上記熱量及び上記第２入力温度に対して、上記溶媒抽出室からの上記溶媒の抽出流量が最大又は最大近傍になる上記第１入力温度の値を示すデータを記憶した記憶部を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶媒抽出装置。
【請求項４】
上記溶液が、海水、塩水、又は汚水であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の溶媒抽出装置。
【請求項５】
溶液から溶媒を抽出する溶媒抽出方法であって、
伝熱隔壁を介して溶媒抽出室と熱交換可能に仕切られた第１の通路に、上記溶液を通す第１工程と、
上記第１の通路から出た上記溶液を熱源により加熱する加熱工程と、
気体の透過を許容し液体の透過を阻止する蒸留膜を介して上記溶媒抽出室と仕切られた第２の通路に、上記加熱後の上記溶液を通す第２工程と、
上記第１工程の前に上記溶液の温度を高くする昇温工程と、
を備え、上記昇温工程において、上記熱源が上記溶液に与える熱量及び上記第２の通路の上流端での上記溶液の温度に基づいて、上記昇温工程における上記溶液の昇温度を調節することを特徴とする溶媒抽出方法。
【請求項６】
上記第２の通路から出た上記溶液の一部又は全部を、上記第１工程に供される新たな溶液に混合し、この混合の流量比を調節することで上記昇温度を調節することを特徴とする請求項５に記載の溶媒抽出方法。
【請求項７】
上記溶液が、海水、塩水、又は汚水であることを特徴とする請求項５又は６に記載の溶媒抽出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、海水等の溶液から溶媒を抽出する装置及び方法に関し、特に膜蒸留法（MD（Memblen  Distillation）法）による溶媒抽出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
膜蒸留法は、海水等の溶液から淡水等の溶媒を抽出する方法として公知である（例えば特許文献１等参照）。膜蒸留法を実施する装置は、蒸留器を備えている。蒸留器の内部には２つの膜により３つの通路が形成されている。２つの膜のうち１つは、気体も液体も通さない不透過膜（伝熱隔壁）であり、もう１つは、気体は通すが液体は通さない蒸留膜である。不透過膜により第１の通路が画成されている。蒸留膜により第２の通路が画成されている。不透過膜と蒸留膜との間に第３の通路として溶媒抽出室が画成されている。
【０００３】
海水（溶液）を先ず第１の通路に通す。海水の初期温度は、通常、常温である。海水は常温のまま第１通路に導入される。この海水が、後述する水蒸気の凝縮潜熱を不透過膜を介して受け取り、昇温する。第１の通路を通過後の海水を太陽熱集熱器等の熱源で加熱して更に高温にする。熱源として太陽熱集熱器を用いる場合、海水の加熱量は日照条件等に依存する。熱源からの高温海水を第２の通路に通す。この高温海水中の水蒸気が蒸留膜を透過して溶媒抽出室に入る。この水蒸気が、不透過膜を介して第１の通路の海水と接触して冷却され、凝縮する。これにより、溶媒抽出室から淡水を取り出すことができる。
【０００４】
特許文献１では、熱源としての太陽熱集熱器と第２の通路との間に流量制御弁を設け、太陽熱集熱器の下流端での海水温度に応じて海水流量を調節している。これにより、日射量が変動しても、淡水の製造量が大きく変動しないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−０１６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般に、膜蒸留法による溶媒抽出装置では、第２の通路内の溶液から第１の通路内の溶液への熱移動が上述したように潜熱移動により行われるものとして設計されている。熱移動がすべて潜熱の形で行われる場合、蒸留器の第１の通路の上流端と下流端での溶液温度差及び第２通路の上流端と下流端での溶液温度差がなるべく大きいほうが、溶液の単位流量あたりの溶媒の抽出流量が大きくなる。したがって、特許文献１の制御方法によって第２の通路の上流端での溶液温度を一定に維持したとすると、溶液の第１の通路への供給温度が低ければ低いほど、溶媒抽出室の水蒸気を凝縮させやすく、より多量の溶媒を抽出でき、溶液の必要流量を小さくできると言える。
【０００７】
しかし、溶液温度が低くなると溶媒の蒸気圧が低くなる。そのため、実際には、第１の通路内の上流側部分及び第２の通路内の下流側部分では、顕熱による熱移動が潜熱による熱移動より優勢になる。顕熱が優勢である場合、溶液の第１の通路への供給温度が低くなると、溶液の単位流量あたりの溶媒の抽出流量が小さくなる。したがって、所望量の溶媒を抽出するのに要する溶液の使用量が増える。溶液が海水の場合には、海水の輸送コストが嵩む。また、蒸留膜は比較的高価であるにも拘わらず、顕熱による熱移動では蒸留膜の機能が活用されない。
本発明は、上記事情に鑑み、海水等の溶液から淡水等の溶媒を膜蒸留法にて抽出する効率を高め、蒸留膜の単位面積あたりの溶媒抽出量を増大させ、蒸留膜の機能を十分に活用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、本発明装置は、溶液から溶媒を抽出する装置であって、
上記溶液の供給源に連なる供給路と、
上記供給路に連なる第１の通路と、
上記第１の通路から出た上記溶液を加熱する熱源と、
上記加熱後の溶液を通す第２の通路と、
上記第１の通路と第２の通路の間に設けられた溶媒抽出室と、
上記第１の通路と上記溶媒抽出室とを熱交換可能に仕切る伝熱隔壁と、
上記第２の通路と上記溶媒抽出室とを仕切り、気体の透過を許容し、液体の透過を阻止する蒸留膜と、
上記第１の通路の上流端での上記溶液の温度（以下「第１入力温度」と称す）を上記供給路での上記溶液の初期温度より高くする昇温部と、
上記熱源が上記溶液に与える熱量及び上記第２の通路の上流端での上記溶液の温度（以下「第２入力温度」と称す）に基づいて、上記昇温部による上記溶液の昇温度を調節する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
また、本発明方法は、溶液から溶媒を抽出する方法であって、
伝熱隔壁を介して溶媒抽出室と熱交換可能に仕切られた第１の通路に、上記溶液を通す第１工程と、
上記第１の通路から出た上記溶液を熱源により加熱する加熱工程と、
気体の透過を許容し液体の透過を阻止する蒸留膜を介して上記溶媒抽出室と仕切られた第２の通路に、上記加熱後の上記溶液を通す第２工程と、
上記第１工程の前に上記溶液の温度を高くする昇温工程と、
を備え、上記昇温工程において、上記熱源が上記溶液に与える熱量及び上記第２の通路の上流端での上記溶液の温度に基づいて、上記昇温工程における上記溶液の昇温度を調節することを特徴とする。
【０００９】
溶液を第１の通路に通すと（第１工程）、溶媒抽出室の溶媒蒸気の凝縮潜熱が伝熱隔壁を介して第１の通路の溶液に伝わり、第１の通路の溶液の温度が上昇する。第１の通路を通過後の溶液が熱源で加熱され（加熱工程）、更に高温になる。熱源から出た高温の溶液を第２の通路に通すと（第２工程）、溶液中の溶媒が蒸発して蒸留膜を透過して溶媒抽出室に入る。この溶媒蒸気が、伝熱隔壁を介して第１の通路の溶液にて冷却されて凝縮する。これにより、溶媒抽出室から凝縮溶媒を取り出すことができる。併行して、昇温部にて第１の通路の上流端での溶液温度（第１入力温度）を初期温度より高くする（昇温工程）。このとき、熱源の供給熱量及び第２の通路の上流端での溶液温度（第２入力温度）に基づいて上記昇温度を調節することで、第２の通路内の溶液から溶媒が溶媒抽出室へ十分に蒸発でき、かつ溶媒抽出室内の蒸発溶媒が十分に凝縮できるよう、第１入力温度を好適な大きさに設定できる。この結果、蒸留膜の単位面積あたりの溶媒抽出量を確保でき、蒸留膜の機能を十分に活用することができる。ひいては、溶媒の抽出効率を高くすることができ、所望流量の溶媒を得るのに必要な溶液の流量を低減できる。
【００１０】
上記昇温部が、上記第２の通路から出た上記溶液の一部又は全部を上記供給路に戻す還流路を含み、上記制御部が、上記還流路の上記溶液の流量を操作することが好ましい。
上記第２の通路から出た上記溶液の一部又は全部を、上記第１工程に供される新たな溶液に混合し、この混合の流量比を調節することで上記昇温度を調節することが好ましい。
還流ないしは混合によって、溶液の第１入力温度を初期温度より高くでき、還流量ないしは混合流量比の調節によって、第１入力温度を好適化して溶媒抽出効率を確保できる。更には、系へ新たに供給する溶液の流量を還流ないしは混合の分だけ小さくできる。よって、所望流量の溶媒を得るのに必要な溶液の流量を一層低減できる。
【００１１】
上記制御部が、上記熱量及び上記第２入力温度に対して、上記溶媒抽出室からの上記溶媒の抽出流量が最大又は最大近傍になる上記第１入力温度の値を示すデータを記憶した記憶部を含むことが好ましい。
上記の記憶データを用いて、第１入力温度を、溶媒の抽出流量が最大又は最大近傍になるよう調節することにより、蒸留膜の単位面積あたりの溶媒抽出量を確実に大きくでき、溶媒抽出効率を十分に高くすることができる。
【００１２】
上記溶液は、例えば海水、塩水（かん水）、又は汚水である。
これにより、海水、塩水から淡水を製造できる。或いは、汚水から浄水を得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、溶媒の抽出効率を高めることができ、蒸留膜の単位面積あたりの溶媒抽出量を大きくでき、蒸留膜の機能を十分に活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る溶媒抽出装置の概略構成を示す回路図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、海水の第１の通路の上流端での温度と、熱源が海水に与える熱量と、海水の第２の通路の上流端での温度とからなる３つの物理量に対する溶媒抽出室からの淡水の抽出流量の相互関係をシミュレーションして作成したグラフである。
【図３】本発明の第２実施形態に係る溶媒抽出装置の概略構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、本発明の第１実施形態を示したものである。第１実施形態の溶媒抽出装置１は、熱源２と、蒸留器１０を備えている。熱源２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。
【００１６】
蒸留器１０は、３つの路１１，１２，１３と、２つの膜１４，１５を備えている。第１の通路１１の一部又は全体が、不透過膜１４（伝熱隔壁）によって画成されている。第２の通路１２の一部又は全体が、蒸留膜１５によって画成されている。溶媒抽出室１３が、不透過膜１４と蒸留膜１５の間に画成されている。不透過膜１４が、第１の通路１１と溶媒抽出室１３を仕切っている。蒸留膜１５が、第２の通路１２と溶媒抽出室１３を仕切っている。
【００１７】
不透過膜１４は、気体も液体も透過させることがなく、かつ良伝熱性の膜で構成されている。不透過膜１４として、例えばアルミニウムの薄膜が挙げられる。不透過膜１４の材質はアルミニウムに限られず、ステンレス等の他の金属でもよく、金属に限られず、ＰＥＴ等の樹脂であってもよい。
【００１８】
蒸留膜１５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。
【００１９】
第１の通路１１の一端（上流端）に供給路２１が連なっている。供給路２１は、海水（溶液）の供給源９から延びている。海水供給源９は、海そのものでもよく、海水を貯めたタンクでもよい。供給源９の海水の温度（初期温度Ｔ０）は通常、常温（数℃〜２０数℃）である。供給路２１には、送液ポンプ３が設けられている。送液ポンプ３の駆動によって、海水が供給路２１を通り第１の通路１１に導入される。海水中の水分が、抽出対象の溶媒を構成する。供給路２１の第１の通路１１との連通部の近くには第１温度測定器３１が設けられている。第１温度測定器３１は、第１の通路１１内の上流端付近に設けてもよい。さらに、図示は省略するが、供給路２１には海水中の不純物を除去するフィルターが設けられている。フィルターは、送液ポンプ３と第１の通路１１との間の供給路２１に設けてもよく、送液ポンプ３より上流側の供給路２１に設けてもよい。
【００２０】
第１の通路１１の他端（下流端）から第１連絡路２２が延びている。連絡路２２には、第２温度測定器３２及び流量計３５が設けられている。第２温度測定器３２は、太陽熱集熱器２内の入口ポート付近に設けてもよい。連絡路２２の先端が太陽熱集熱器２の入口ポートに接続されている。
【００２１】
太陽熱集熱器２の出口ポートから第２連絡路２３が延びている。連絡路２３には、第３温度測定器３３及び流量制御弁４３が設けられている。第３温度測定器３３は、太陽熱集熱器２内の出口ポート付近に設けてもよく、第２の通路１２内の上流端付近に設けてもよい。連絡路２３の先端が第２の通路１２の上流端に連なっている。第２の通路１２の下流端から排出路２４が延びている。
【００２２】
第２の通路１２の上流端は、蒸留器１０の長手方向に沿って第１の通路１１の下流端と同じ側の端部に配置されている。第２の通路１２の下流端は、蒸留器１０の長手方向に沿って第１の通路１１の上流端と同じ側の端部に配置されている。したがって、第１の通路１１と第２の通路１２は、溶媒抽出室１３を挟んで対向流を構成している。
【００２３】
溶媒抽出室１３の一端から出力路２５が延びている。出力路２５は、第１の通路１１の上流端及び第２の通路１２の下流端と同じ側から延びているが、第１の通路１１の下流端及び第２の通路１２の上流端と同じ側から延びていてもよい。
【００２４】
更に、溶媒抽出装置１は、昇温部４と、制御部５を備えている。昇温部４は、供給路２１に介在されている。昇温部４は、例えば電熱ヒーターで構成されているが、熱交換器、太陽熱集熱器、排熱回収部等にて構成されていてもよい。熱源２を供給路２１に熱的に接続し、熱源２が昇温部４を兼ねるようにしてもよい。
【００２５】
制御部５は、マイクロコンピュータや、送液ポンプ３及び昇温部４等の駆動回路を含む。図示は省略するが、温度測定器３１，３２，３３及び流量計３５からの検出信号線が制御部５に接続されている。制御部５からの制御信号線が、送液ポンプ３及び昇温部４に接続されている（昇温部４への制御信号線のみ図示）。制御部５のマイクロコンピュータは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含み、溶媒抽出装置１の動作を統括する。上記ＲＯＭは、各種プログラムが格納されたプログラムＲＯＭの他、各種データが記憶されたデータＲＯＭ（記憶部５ｍ）を含む。記憶部５ｍの記憶データには、第１の通路１１の上流端での海水温度（第１入力温度Ｔ３１）と、熱源２から海水への供給熱量Ｑと、第２の通路１２の上流端での海水温度（第２入力温度Ｔ３３）とからなる３つの物理量に対する、溶媒抽出室１３からの淡水（溶媒）の抽出流量Ｗの相互関係データが含まれている。この相互関係データは、上記供給熱量Ｑ及び第２入力温度Ｔ３３に対して、溶媒抽出室１３からの淡水の抽出流量Ｗが最大（又は最大近傍）になるような第１入力温度のデータを含む。
【００２６】
図２（ａ）〜（ｆ）は、上記相互関係データの一例をグラフ化したものである。このグラフは、蒸留器１０の各部の寸法を以下に設定してシミュレーションしたものである。
路１１〜１３及び膜１４，１５の幅（図１の紙面直交方向の寸法）３００ｍｍ
路１１〜１３及び膜１４，１５の長さ（図１の上下方向の寸法）  １０ｍ
第１の通路１１の厚さ（図１の左右方向の寸法）  １ｍｍ
第２の通路１２の厚さ（図１の左右方向の寸法）  １ｍｍ
溶媒抽出室１３の厚さ（図１の左右方向の寸法）  ０．５ｍｍ
【００２７】
さらに、シミュレーションでは、海水の流量Ｕ＝１３ｃｃ／ｓｅｃとした。なお、第２の通路１２では下流に向かうにしたがって溶媒抽出室１３への蒸発により海水流量が厳密には減少するが、その減少量は僅かであるため無視した。熱源２からの供給熱量Ｑ[Ｗ]は、下式（１）で表わされる。
Ｑ＝ｃ×Ｕ×（Ｔ３３−Ｔ３２）    …式（１）
ここで、ｃは、海水の体積比熱（４．１８Ｊ／ｃｃ）である。Ｔ３２は、海水の連絡路２２での温度ひいては海水の熱源２への導入時の温度である。
【００２８】
図２（ａ）〜（ｆ）に示すように、熱源２からの供給熱量Ｑが大きいほど、淡水の抽出流量Ｗが大きい。第１入力温度Ｔ３１が比較的低い領域では、供給熱量Ｑ及び第２入力温度Ｔ３３が一定の場合、第１入力温度Ｔ３１が低いほど淡水の抽出流量Ｗが小さい。これは、水の蒸発及び凝縮を伴わない顕熱移動が顕著になるためである。一方、第１入力温度Ｔ３１が比較的高い領域では、供給熱量Ｑ及び第２入力温度Ｔ３３が一定の場合、第１入力温度Ｔ３１が高いほど淡水の抽出流量Ｗが小さい。そして、第１入力温度Ｔ３１が第２入力温度Ｔ３３に近づくにしたがって淡水の抽出流量Ｗがゼロに収束する。これは、第１の通路１１の温度が高過ぎると、溶媒抽出室１３内の水蒸気が不透過膜１４上で凝縮しにくくなるためである。したがって、淡水の抽出流量Ｗは、第１入力温度Ｔ３１に対してピークを持つ。言い換えると、第１入力温度Ｔ３１には、淡水の抽出流量Ｗを最大（又は最大近傍）にする最適値が存在する。記憶部５ｍには、供給熱量Ｑ及び第２入力温度Ｔ３３に対する第１入力温度Ｔ３１の最適値がテーブル化されて記憶されている。第１入力温度Ｔ３１の最適値は、供給熱量Ｑ及び第２入力温度Ｔ３３の関数になるから、この関数の式を記憶部５ｍに記憶させてもよい。第１入力温度Ｔ３１の最適値は、シミュレーションに限られず、実機を用いて実験することで算出してもよい。第１入力温度Ｔ３１の最適値は、通常、初期温度Ｔ０（常温）より高温である。
【００２９】
上記構成の溶媒抽出装置１の動作を説明する。
送液ポンプ３を駆動し、海水を供給源９から汲み上げ、この海水を、供給路２１を経て、蒸留器１０の第１の通路１１に通す（第１工程）。第１の通路１１内の海水は、溶媒抽出室１３における後述する水蒸気の凝縮潜熱を不透過膜１４を介して受け取る。これにより、第１の通路１１の下流に向かうにしたがって海水の温度が上昇する。第１の通路１１から出た海水を、連絡路２２を経て太陽熱集熱器２に導入する。太陽熱集熱器２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（加熱工程）。太陽熱集熱器２から海水に与えられる熱量は、日照条件等によって変動する。
【００３０】
太陽熱集熱器２から出た高温の海水を、連絡路２３を経て第２の通路１２に通す（第２工程）。第２の通路１２内において、高温海水中の水蒸気が蒸留膜１５を透過して溶媒抽出室１３に入る。この水蒸気が不透過膜１４を介して第１の通路１１の海水により冷却され凝縮する。これにより、淡水が得られる。淡水は、溶媒抽出室１３から出され、出力路２５を経て、種々の利用に供される。
【００３１】
上記の海水流通と併行して、温度測定器３１にて供給路２１での海水温度Ｔ３１を測定し、温度測定器３２にて連絡路２２での海水温度Ｔ３２を測定し、温度測定器３３にて連絡路２３での海水温度Ｔ３３を測定する。温度測定器３１の測定温度Ｔ３１は、第１の通路１１の上流端での海水温度（第１入力温度）に相当する。温度測定器３２の測定温度Ｔ３２は、熱源２への導入時の海水温度に相当する。温度測定器３３の測定温度Ｔ３３は、熱源２から導出時の海水温度、ひいては第２の通路１２の上流端での海水温度（第２入力温度）に相当する。さらに、流量計３５にて海水の流量Ｕを測定する。これら測定器３１，３２，３３，３５の測定データＴ３１，Ｔ３２，Ｔ３３，Ｕを制御部５に入力する。制御部５は、入力データＴ３２，Ｔ３３，Ｕを式（１）に代入して熱源２の供給熱量Ｑを算出する。続いて、制御部５は、供給熱量Ｑの上記算出値と第２入力温度Ｔ３３の入力データを記憶部５ｍの相互関係データテーブルに当てはめ、第１入力温度Ｔ３１の最適値すなわち淡水の抽出流量Ｗを最大（又は最大近傍）にする第１入力温度Ｔ３１の値を求める。
【００３２】
さらに、制御部５は、昇温部４の駆動回路（図示省略）を介して昇温部４を操作する。昇温部４の稼働によって供給路２１の海水の温度が初期温度Ｔ０より高くなる（昇温工程）。海水は、初期温度Ｔ０より高温の状態で第１の通路１１に導入され、上記第１工程に供される。すなわち、第１入力温度Ｔ３１が初期温度Ｔ０より高くなる。制御部５は、温度測定器３１からのフィードバックデータに基づいて、第１入力温度Ｔ３１が上記の最適値になるよう、昇温部４の出力ひいては海水の昇温度を調節する。これによって、第２の通路１２を通る海水から水蒸気を蒸留膜１５を介して溶媒抽出室１３内に確実に蒸発させることができ、かつ、その水蒸気を不透過膜１４上で確実に凝縮させることがきる。これにより、蒸留膜１５の単位面積あたりの淡水抽出量を十分に大きくして、蒸留膜１５の機能をフル活用でき、出力路２５から出力される淡水の抽出流量Ｗを最大（又は最大近傍）にすることができる。さらには、所望量の淡水を得るための海水の必要流量を減らすことができる。
【００３３】
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３は、本発明の第２実施形態を示したものである。この実施形態では、第１実施形態の昇温部４に代えて、還流路２６が排出路２４から分岐されている。還流路２６は、供給路２１上の合流部２７において供給路２１と合流している。還流路２６の分岐部より下流の排出路２４に流量制御弁４４が設けられている。この流量制御弁４４に制御部５の制御信号線が接続されている。流量制御弁４４を還流路２６に設けてもよい。
還流路２６、合流部２７、流量制御弁４４が「昇温部」を構成している。
【００３４】
更に、排出路２４には第４温度測定器３４が設けられている。第４温度測定器３４によって、排出路２４の海水温度Ｔ３４を測定できる。第４温度測定器３４は、還流路２６が分岐する部分より上流の排出路２４に設けられているが、分岐部より上流の排出路２４に設けてもよく、還流路２６に設けてもよく、第２の通路１２内の下流端付近に設けてもよい。
【００３５】
第２実施形態では、昇温工程において、排出路２４の海水の一部（又は全部）を還流路２６に分流させる。この還流路２６の海水を、合流部２７において供給源９からの新たな海水と混合する。供給源９からの海水供給量を、還流路２６からの合流分だけ少なくする。排出路２４の海水温度Ｔ３４は、初期温度Ｔ０より高温である。したがって、第１入力温度Ｔ３１を初期温度Ｔ０より高くできる。第１入力温度Ｔ３１は、還流路２６からの海水と供給源９からの新たな海水との混合流量比に依存する。
【００３６】
制御部５は、温度測定器３１，３４等の測定データに基づいて、第１入力温度Ｔ３１が最適値になるよう、流量制御弁４４を操作して還流路２６の海水流量を調節し、ひいては上記の混合流量比を調節する。具体的には、温度測定器３１の検出温度が最適値より低いときは、流量制御弁４４の開度を小さくする。これにより、流量制御弁４４を経て排出される海水流量が減り、それだけ還流路２６へ分流する海水流量が増える。したがって、合流部２７における還流路２６からの海水の混合割合が増大し、供給源９からの新たな海水の混合割合が減少する。よって、第１入力温度Ｔ３１が上昇する。反対に、温度測定器３１の検出温度が最適値より高いときは、流量制御弁４４の開度を大きくする。これにより、流量制御弁４４を経て排出される海水流量が増え、それだけ還流路２６へ分流する海水流量が減る。したがって、合流部２７における還流路２６からの海水の混合割合が減少し、供給源９からの新たな海水の混合割合が増大する。よって、第１入力温度Ｔ３１が低下する。これにより、第１入力温度Ｔ３１を最適値にすることができる。よって、第２の通路１２を通る海水から水蒸気を蒸留膜１５を介して溶媒抽出室１３内に確実に蒸発させることができ、かつ、その水蒸気を不透過膜１４上で確実に凝縮させることがきる。これにより、蒸留膜１５の単位面積あたりの淡水抽出量を十分に大きくして、蒸留膜１５の機能をフル活用でき、出力路２５から出力される淡水の抽出流量Ｗを最大（又は最大近傍）にすることができる。さらには、排出路２４の排海水の一部（又は全部）を還流路２６を経て供給路２１に戻すことで、新たな海水の供給流量を減らすことができ、所望量の淡水を得るための海水の必要流量を一層減らすことができる。
【００３７】
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。
海水（溶液）の流量Ｕを流量計３５にて直接測定するのに代えて、送液ポンプ３の出力や流量制御弁４３の開度を流量に相当するデータとして熱量算出に用いてもよい。
熱源２が太陽熱集熱器の場合、式（１）から熱量Ｑを算出するのに代えて、照度計で太陽の照度を測定し、その測定値を熱量に対応するデータとしてもよい。
熱源２が電熱ヒーターの場合、熱量として電熱ヒーターへの供給電力（電流×電圧）を用いてもよい。
第１の通路１１の流れと第２の通路１２の流れが互いに並行流を形成していてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
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】
【００３９】
１      溶媒抽出装置
２      太陽熱集熱器（熱源）
３      送液ポンプ
４      昇温部）
５      制御部
５ｍ    記憶部
９      供給源
１０    蒸留器
１１    第１の通路
１２    第２の通路
１３    溶媒抽出室
１４    不透過膜（伝熱隔壁）
１５    蒸留膜
２１    供給路
２２    第１連絡路
２３    第２連絡路
２４    排出路
２５    出力路
２６    還流路（昇温部）
２７    合流部（昇温部）
３１    第１温度測定器
３２    第２温度測定器
３３    第３温度測定器
３４    第４温度測定器
３５    流量計
４３    流量制御弁
４４    流量制御弁
【図１】
2011036831.tif 000003
【図２】
2011036831.tif 000004
【図３】
2011036831.tif 000005