(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、海水が配置される気密空間２０を形成する袋状の空気袋２１を備える。空気袋２１は、太陽光が透過可能な透光部２３を有し、樹脂から形成される。【選択図】図１
2011224442.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、
海水または汚水が配置される気密空間を形成する袋状部材を備え、
前記袋状部材は、太陽光が透過可能な透光部を有し、樹脂から形成される、淡水化装置。
【請求項２】
前記袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部をさらに有し、前記気密空間に封入された気体の内圧によって、前記透光部が前記底部の上方に離間する形状に保持される、請求項１に記載の淡水化装置。
【請求項３】
前記袋状部材は、柔軟性を有し、前記気密空間の全周を取り囲むように配置される樹脂製フィルムにより形成される、請求項１または２に記載の淡水化装置。
【請求項４】
前記袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部と、前記底部の上方に配置され、前記透光部を含む天井部とを有し、
前記天井部は、柔軟性を有する樹脂製フィルムにより形成され、
前記底部は、ゴム材により形成され、前記天井部よりも不撓性を有する、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】
前記袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部と、前記底部の周縁に沿って設けられる溝部と、前記底部の上方に配置されるとともに前記溝部に連なり、前記透光部を含む天井部とを有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項６】
前記底部は、太陽光が透過不能な非透光性を有するように形成される、請求項５に記載の淡水化装置。
【請求項７】
淡水化装置を据え付ける地面上に設置される補助部材をさらに備え、
前記袋状部材は、柔軟性を有し、前記気密空間の全周を取り囲むように配置される樹脂製フィルムにより形成され、
前記補助部材上に前記袋状部材が載置されることによって、前記底部と前記溝部とが区画されるように前記袋状部材が変形する、請求項５または６に記載の淡水化装置。
【請求項８】
前記天井部は、最も高い位置に配置される頂点を含み、
鉛直線および水平線をそれぞれｙ軸（鉛直上方向がプラス）およびｘ軸と規定し、前記天井部を前記頂点を含む鉛直平面によって切断したときの湾曲断面をｙ＝ｆ（ｘ）の式で表わした場合に、
前記頂点と、前記天井部および前記溝部の境界点との間の少なくとも１箇所に、ｆ（ｘ）の２階導関数がゼロとなる変曲点が存在する、請求項５から７のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項９】
ｆ（ｘ）の２階導関数は、前記境界点から前記変曲点に向かう区間でマイナスとなり、前記変曲点を越えて前記頂点に向かうとプラスに転じる、請求項８に記載の淡水化装置。
【請求項１０】
前記袋状部材の内側に配置される棒状部材をさらに備える、請求項１から９のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項１１】
前記袋状部材に設けられ、前記気密空間の内力が上昇した時に前記気密空間を外部に開放するリーク弁をさらに備える、請求項１から１０のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項１２】
前記リーク弁を通じて前記気密空間から流出した気体が導かれ、その気体から生じる淡水を回収する淡水回収部をさらに備える、請求項１１に記載の淡水化装置。
【請求項１３】
前記袋状部材の外表面に向けて海水を放つ放水部をさらに備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の淡水化装置。
【請求項１４】
前記袋状部材は、その内表面が凹凸形状をなすように形成される、請求項１から１３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。太陽光透過性板状部材としては、透明ガラス、透明アクリ樹脂板、透明塩化ビニル板などが用いられる。側壁および底板としては、有機質／無機質断熱材、ガラス、繊維製断熱材などによって、外気にふれる面が断熱された保温性材料により形成されている。
【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、淡水化装置は、一般的に、淡水を得ることが困難な砂漠や離島などに設置される。このため、装置部品の運搬性や、装置を設置する際の施工性が良好でないと、初期コストを十分に低減させることはできない。
【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、海水または汚水が配置される気密空間を形成する袋状部材を備える。袋状部材は、太陽光が透過可能な透光部を有し、樹脂から形成される。
【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、気密空間に配置された海水または汚水を蒸発させる。そして、気密空間内に発生した水蒸気を袋状部材の内表面において凝縮させることにより淡水を得る。本発明においては、樹脂から形成された袋状部材を用いることにより、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、袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部をさらに有する。袋状部材は、気密空間に封入された気体の内圧によって、透光部が底部の上方に離間する形状に保持される。このように構成された淡水化装置によれば、袋状部材は、気密空間に封入された気体の内圧によって所定の形状に保持されるため、淡水化装置の設置場所までの運搬性や、淡水化装置の設置時の施工性を良好とできる。これにより、淡水化装置の設置時にかかるコストを低減できる。
【００１０】
また好ましくは、袋状部材は、柔軟性を有し、気密空間の全周を取り囲むように配置される樹脂製フィルムにより形成される。このように構成された淡水化装置によれば、淡水化装置の設置場所までの運搬性や、淡水化装置の設置時の施工性をさらに良好とできる。
【００１１】
また好ましくは、袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部と、底部の上方に配置され、透光部を含む天井部とを有する。天井部は、柔軟性を有する樹脂製フィルムにより形成される。底部は、ゴム材により形成され、天井部よりも不撓性を有する。このように構成された淡水化装置によれば、淡水化装置の設置場所までの運搬性や、淡水化装置の設置時の施工性を良好にすると同時に、海水または汚水を貯留するための底部の強度を十分に確保することができる。
【００１２】
また好ましくは、袋状部材は、海水または汚水を貯留する底部と、底部の周縁に沿って設けられる溝部と、底部の上方に配置されるとともに溝部に連なり、透光部を含む天井部とを有する。
【００１３】
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、底部に貯留された海水または汚水を蒸発させる。そして、気密空間内に発生した水蒸気を天井部の内表面において凝縮させ、水滴を生じさせる。水滴は、天井部の内表面を伝って溝部に向かうことにより、淡水を溝部に回収する。
【００１４】
また好ましくは、底部は、太陽光が透過不能な非透光性を有するように形成される。このように構成された淡水化装置によれば、太陽光のエネルギを効率よく、底部に貯留された海水または汚水に伝えることにより、淡水化効率を向上させることができる。
【００１５】
また好ましくは、淡水化装置は、淡水化装置を据え付ける地面上に設置される補助部材をさらに備える。袋状部材は、柔軟性を有し、気密空間の全周を取り囲むように配置される樹脂製フィルムにより形成される。補助部材上に袋状部材が載置されることによって、底部と溝部とが区画されるように袋状部材が変形する。
【００１６】
このように構成された淡水化装置によれば、淡水化装置の設置時、袋状部材を補助部材上に載置することによって、袋状部材を所定の形状に変形させることができる。このため、淡水化装置の設置時の施工性を良好とできる。
【００１７】
また好ましくは、天井部は、最も高い位置に配置される頂点を含む。鉛直線および水平線をそれぞれｙ軸（鉛直上方向がプラス）およびｘ軸と規定し、天井部を頂点を含む鉛直平面によって切断したときの湾曲断面をｙ＝ｆ（ｘ）の式で表わす。この場合に、頂点と、天井部および溝部の境界点との間の少なくとも１箇所に、ｆ（ｘ）の２階導関数がゼロとなる変曲点が存在する。
【００１８】
このように構成された淡水化装置によれば、天井部の内表面に生じた水滴が効率よく溝部で回収されるように、天井部の頂点と、天井部および溝部の境界点との間において天井部の傾きを自在に設定することができる。
【００１９】
また好ましくは、ｆ（ｘ）の２階導関数は、境界点から変曲点に向かう区間でマイナスとなり、変曲点を越えて頂点に向かうとプラスに転じる。
【００２０】
このように構成された淡水化装置においては、天井部の内表面に生じた複数の水滴は、互いに一緒になりながら、天井部の頂点から、天井部および溝部の境界点に向かうため、水滴の大きさは、天井部の頂点に近い位置では小さく、天井部および溝部の境界点に近い位置では大きくなる傾向がある。この場合、天井部の頂点に近い位置で、小さい水滴が天井部の内表面に留まる現象や、天井部および溝部の境界点に近い位置で、水滴がその自重によって天井部の内表面から落下する現象が起きるおそれがある。
【００２１】
そこで、本発明においては、ｆ（ｘ）の２階導関数によって規定される上記構成によって、天井部の傾きを、その頂点に近い位置と、天井部および溝部の境界点に近い位置とでより大きく設定することが可能となる。これにより、上記現象の発生を防ぎ、天井部に生じた水滴を効率よく溝部に回収することができる。
【００２２】
また好ましくは、淡水化装置は、袋状部材の内側に配置される棒状部材をさらに備える。このように構成された淡水化装置によれば、棒状部材を、袋状部材が所定の形状をとる際の補助として用いることができる。
【００２３】
また好ましくは、淡水化装置は、袋状部材に設けられたリーク弁をさらに備える。リーク弁は、気密空間の内力が上昇した時に気密空間を外部に開放する。このように構成された淡水化装置によれば、気密空間の内圧が高くなりすぎることを防止できる。
【００２４】
また好ましくは、淡水化装置は、淡水回収部をさらに備える。淡水回収部には、リーク弁を通じて気密空間から流出した気体が導かれ、その気体から生じる淡水を回収する。このように構成された淡水化装置によれば、リーク弁を通じて気密空間から流出した気体は、多くの水蒸気を含有するため、淡水化効率を向上させることができる。
【００２５】
また好ましくは、淡水化装置は、袋状部材の外表面に向けて海水を放つ放水部をさらに備える。このように構成された淡水化装置によれば、放水部から放たれる海水によって袋状部材を冷却する。これにより、気密空間内に発生した水蒸気を袋状部材の内表面においてより効率よく凝縮させ、淡水化効率を向上させることができる。
【００２６】
また好ましくは、袋状部材は、その内表面が凹凸形状をなすように形成される。このように構成された淡水化装置によれば、袋状部材の内表面の表面積を増大させる。これにより、袋状部材の内表面においてより多くの水蒸気を凝縮させ、淡水化効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２７】
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】
【００２８】
【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断面図である。
【図２】図１中の空気袋の湾曲断面を示す断面図である。
【図３】図１中の淡水化装置の設置時の様子を示す断面図である。
【図４】図１中の淡水化装置の第１変形例を示す断面図である。
【図５】図４中に示す淡水化装置の変形例を示す断面図である。
【図６】図１中の淡水化装置の第２変形例を示す断面図である。
【図７】図１中の淡水化装置の第３変形例を示す断面図である。
【図８】図１中の淡水化装置の第４変形例を示す断面図である。
【図９】図１中の淡水化装置の第５変形例を示す外観図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（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断面図である。図１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。
【００３１】
一例を挙げれば、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に設置される。また別の例を挙げれば、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。
【００３２】
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、空気袋２１および補助リング３１を有する。
【００３３】
空気袋２１は、袋形状を有し、その内部には気密空間２０が形成されている。気密空間２０には、気体としての空気が封入されている。空気袋２１は、気密空間２０内の空気に対して密閉された構造を有し、空気が意図されずに気密空間２０から漏れ出すことのない構造を有する。空気袋２１は、その構成部位として、太陽光が透過可能な透光部２３を有する。
【００３４】
空気袋２１は、樹脂から形成されている。すなわち、気密空間２０の全周囲が、樹脂から形成された空気袋２１によって囲まれている。
【００３５】
本実施の形態では、空気袋２１の全体が、樹脂製フィルムから形成されている。空気袋２１は、太陽光が透過可能となる透光性を有する。空気袋２１は、気密空間２０内の空気が抜かれた状態で折り畳みが可能な程度の柔軟性を有する。空気袋２１を形成する樹脂製フィルムの一例としては、軟質塩化ビニル樹脂フィルムやポリオレフィン（ＰＯフィルム）、フッ素フィルム（硬質フィルム）などが挙げられる。樹脂製フィルムの厚みは、空気袋２１の強度や耐久性を確保するという観点により、空気袋２１の大きさや気密空間２０の内圧などを考慮して決定される。一例を挙げれば、空気袋２１を形成する樹脂製フィルムは、５ｍｍ以上の厚みを有する。
【００３６】
空気袋２１は、その構成部位として、底部２６と、溝部２７と、透光部２３を含む天井部２２とを有する。底部２６と、溝部２７と、天井部２２とが一体となって、気密空間２０が形成されている。
【００３７】
底部２６は、淡水化装置１０を据え付ける地面上に載置されている。底部２６は、海水を貯留することが可能な受け皿形状を有する。淡水化装置１０を鉛直上方向から視た場合に、底部２６は、円形の平面視を有する。なお、底部２６は、円形の平面視に限られず、たとえば、矩形や多角形、楕円などの平面視を有してもよい。
【００３８】
底部２６には、海水１０１が貯留されている。本実施の形態では、底部２６に海水供給管３７の一端が接続されている。海水供給管３７の他端は、海の中や、海水を蓄えるタンクまで延びている。海水供給管３７の管路上に設けられた図示しないポンプを稼働させることによって、海水供給管３７を通じて底部２６に海水が供給される。
【００３９】
底部２６は、太陽光が透過不能な非透光性を有するように形成されている。本実施の形態では、底部２６を形成する空気袋２１の内表面が、非透光性を発揮する色、たとえば黒色に塗られている。このような態様に限られず、たとえば、底部２６を形成する空気袋２１の内表面に、非透光性のシートが貼り合わされてもよいし、底部２６と地面との間に非透光性のシートが介挿されてもよい。また、空気袋２１の底部２６を形成する部分のみが、非透光性の樹脂製フィルムから形成されてもよい。
【００４０】
溝部２７は、海水から得られた淡水を貯留可能な溝形状を有する。淡水化装置１０を鉛直上方向から視た場合に、溝部２７は、底部２６の周縁に沿って環状に延在するように形成されている。溝部２７には、溝部２７に回収された淡水を取り出すための淡水排出管３６が接続されている。
【００４１】
天井部２２は、淡水化装置１０の天井部分をなすように、底部２６の上方に距離を隔てて配置されている。天井部２２は、底部２６に貯留された海水を上方から取り囲むようなドーム形状を有する。天井部２２は、最も高い位置に配置される頂点４２を有する。淡水化装置１０を鉛直上方向から視た場合に、頂点４２は、天井部２２の中心に配置されている。天井部２２は、頂点４２から溝部２７に向かって下方に延在している。天井部２２は、気密空間２０に面する内表面２２ａを有する。その内表面２２ａは、溝部２７の内周面に連なるように形成されている。
【００４２】
図１中には、頂点４２を含む鉛直面（鉛直方向に延在する平面）によって切断された場合の空気袋２１の断面形状が示されている。空気袋２１は、頂点４２を含むいずれの鉛直面によって切断された場合にも、同一の断面形状を有するように形成されている。天井部２２は、頂点４２から溝部２７に向けて湾曲しながら延びる湾曲断面を有する。
【００４３】
なお、このような形状に限られず、天井部２２は、頂点４２から溝部２７に向けて直線状に延びる断面を有してもよいし、湾曲断面と直線状に延びる断面とを組み合わせた断面を有してもよい。好ましくは、気密空間２０に１．０１３×１０５Ｐａ（１気圧）の圧力で空気が封入された時に、水平方向に対する天井部２２の湾曲断面の最大傾きは、３０°よりも大きくなる。
【００４４】
本実施の形態では、天井部２２、底部２６および溝部２７からなる空気袋２１が、透光性を有する樹脂製フィルムにより一体に形成されている。このような構成において、天井部２２は、太陽光が透過可能な透光部２３として設けられており、太陽光は、天井部２２を透過して気密空間２０内に入射する。
【００４５】
なお、上記構造に限られず、透光性を有する透光部２３は、天井部２２の一部として設けられてもよい。たとえば、天井部２２の南側に面する部分に、透光性を有する透光部２３が設けられ、その他の部分が非透光性を有して形成されてもよい。
【００４６】
補助リング３１は、リング形状の外観を有して形成されている。本実施の形態では、補助リング３１が、内部に気密空間を形成する樹脂製フィルムから形成されている。補助リング３１は、その内部に空気が封入されることによってリング形状の外観をとる。補助リング３１は、内部の空気が抜かれた状態で折り畳みが可能な程度の柔軟性を有する。補助リング３１を形成する樹脂製フィルムは、空気袋２１を形成する樹脂製フィルムと同一であってもよいし、別々であってもよい。
【００４７】
上記構造に限られず、補助リング３１は、プラスチックや金属、ゴム材などから形成されてもよい。補助リング３１は、中空構造に限られず、中実構造を有してもよい。
【００４８】
続いて、図１中の淡水化装置１０を用いて海水から淡水を得る工程について説明する。
天井部２２は透光性を有する樹脂製フィルムから形成されるため、太陽光が天井部２２を通じて気密空間２０に入射する。底部２６に貯留された海水１０１は、太陽光を受けることによって温度上昇し、気密空間２０内に蒸発していく。本実施の形態では、底部２６が、太陽光が透過不能な非透光性を有するように形成されている。このような構成により、太陽光が気密空間２０から地面側に透過することを防ぎ、底部２６に貯留された海水１０１を効率よく温度上昇させることができる。
【００４９】
海水１０１が蒸発することによって、気密空間２０に水蒸気が生じる。水蒸気は、天井部２２の内表面２２ａで凝縮され、内表面２２ａに水滴１０６が付着する。水滴１０６は、その自重によって内表面２２ａを伝い、溝部２７に向かって流れる。これにより、溝部２７に淡水１０２が回収される。
【００５０】
続いて、図１中の空気袋２１の断面形状についてより詳細な説明を行なう。図２は、図１中の空気袋の湾曲断面を示す断面図である。
【００５１】
図２を参照して、空気袋２１の断面は、天井部２２と溝部２７との間に境に配置される境界点４３を有する。頂点４２を通る鉛直線（鉛直方向に延びる線）がｙ軸として規定されている。ｙ軸のプラス方向は、鉛直上方向であり、マイナス方向は、鉛直下方向である。境界点４３を通る水平線（水平方向に延びる線）がｘ軸として規定されている。この場合に、天井部２２の湾曲断面をｙ＝ｆ（ｘ）の式で表わすことが可能である。
【００５２】
本実施の形態における淡水化装置１０においては、天井部２２が、頂点４２と境界点４３との間の少なくとも１箇所に、ｆ（ｘ）の２階導関数（第２次導関数）がゼロとなる変曲点４１が存在するように形成されている。ｆ（ｘ）の２階導関数は、境界点４３から変曲点４１に向かう区間でマイナスとなり、変曲点４１を越えて天井部２２の頂点４２に向かうとプラスに転じる。すなわち、ｘ−ｙ軸の座標上において、天井部２２の湾曲断面の傾き（ｄｙ／ｄｘ）は、境界点４３から変曲点４１に向かうに従って徐々に小さくなり、変曲点４１を越えて頂点４２に向かうと徐々に大きくなる。
【００５３】
天井部２２の断面の境界点４３および頂点４２に隣り合う位置に、それぞれ第１区間および第２区間を規定した場合に、天井部２２の断面は、第１区間および第２区間における傾きよりも小さい傾きとなる第３区間を、第１区間と第２区間との間に有する。
【００５４】
天井部２２の内表面２２ａに生じた複数の水滴１０６は、互いに一緒になりながら、頂点４２から境界点４３に向かうため、水滴１０６の大きさは、頂点４２に近い位置では小さくなり（図２中の水滴１０６ｍ）、境界点４３に近い位置では大きくなる（図２中の水滴１０６ｎ）傾向がある。この場合、頂点４２に近い位置で、小さい水滴１０６ｍが天井部２２の内表面２２ａに留まったり、境界点４３に近い位置で、大きい水滴１０６ｎがその自重によって内表面２２ａから落下したりするおそれがある。
【００５５】
天井部２２が、外部空間側に凸となるような半円もしくは半楕円形状の湾曲断面を有する場合を想定すると、頂点４２に近い位置では、天井部２２の湾曲断面の傾きが小さくなってしまう。この場合、小さい水滴１０６ｍが天井部２２の内表面２２ａに留まる現象の発生が顕著となる。一方、天井部２２が、気密空間２０側に凸となるような半円もしくは半楕円形状の湾曲断面を有する場合を想定すると、境界点４３に近い位置では、天井部２２の湾曲断面の傾きが小さくなってしまう。この場合、大きい水滴１０６ｎが速やかに溝部２７に向わないため、内表面２２ａから落下する現象の発生が顕著となる。
【００５６】
これに対して、本実施の形態では、天井部２２の湾曲断面が頂点４２と境界点４３との間に変曲点４１を有するため、頂点４２に近い位置および境界点４３に近い位置の双方で天井部２２の湾曲断面の傾きを大きく設定することが可能となる。これにより、上記現象の発生を確実に防ぎ、溝部２７に回収される淡水の量を増大させることができる。
【００５７】
続いて、図１中の淡水化装置１０の設置時の工程について説明する。図３は、図１中の淡水化装置の設置時の様子を示す断面図である。
【００５８】
図３を参照して、図１中の淡水化装置１０を設置する場合、淡水化装置１０を構成する各種部品を現地まで運搬する必要がある。この際、本実施の形態では、空気袋２１および補助リング３１を小さく折り畳むことが可能であるため、運搬時の負担を大幅に低減させることができる。
【００５９】
飲料水として十分な量の淡水を得るには、空気袋２１を大型化する必要があり、たとえば、平面視した時の空気袋２１の直径は、１０ｍ以上にもなり、側面視した時の空気袋２１の高さは、３ｍ以上にもなる。また、淡水化装置１０が海外の砂漠地帯や離島に設置される場合は、船やトラックなどを用いた輸送が必要となる。このため、淡水化装置１０の設置に当たっては、運搬時の負担が低減される上記効果がより有効に奏される。
【００６０】
淡水化装置１０を設置する現場において、補助リング３１の内部に空気を供給することにより、補助リング３１をリング形状に形成する。補助リング３１を、淡水化装置１０を据え付ける地面上に設置し、さらにその補助リング３１の上に、空気袋２１を形成する樹脂製フィルムを被せる。空気袋２１に形成された空気孔２８を通じて、空気袋２１の内部に空気を供給することにより、空気袋２１を図１中に示すドーム形状に形成する。
【００６１】
このように本実施の形態における淡水化装置１０においては、空気袋２１に空気を供給するという作業によって、空気袋２１の設置工事が完了する。また、補助リング３１を用いることによって、空気袋２１に、海水を貯留するための底部２６と淡水を回収するための溝部２７とを自動的に形成することができる。したがって、淡水化装置１０の設置時の施工性を良好にできる。
【００６２】
また、淡水化装置１０が、整地されていない地面上に設置される場合が想定される。このような場合であっても、空気袋２１は、その内部の空気圧によってドーム形状に形成されており、外力に対して伸縮自在であるため、底部２６を凹凸のある地面に対して容易に馴染ませることができる。
【００６３】
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淡水化装置である。淡水化装置１０は、海水が配置される気密空間２０を形成する袋状部材としての空気袋２１を備える。空気袋２１は、太陽光が透過可能な透光部２３を有し、樹脂から形成される。
【００６４】
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、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。
【００６５】
なお、本実施の形態では、淡水化装置１０の底部２６に海水を配置した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、底部２６に生活排水などの汚水を配置しても同様に淡水を得ることができる。
【００６６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１における淡水化装置１０の各種変形例について説明を行なう。なお、各種変形例における淡水化装置は、基本的には実施の形態１における淡水化装置１０と同様の構造を備えるため、以下においては、淡水化装置１０と比較した場合に異なっている構造を中心に説明する。
【００６７】
図４は、図１中の淡水化装置の第１変形例を示す断面図である。図４を参照して、本変形例では、空気袋２１を構成する天井部２２と、底部２６および溝部２７とが別々の樹脂から形成されている。
【００６８】
より具体的には、天井部２２は、実施の形態１において説明した樹脂製フィルムから形成され、底部２６および溝部２７は、ゴム材から形成されている。底部２６および溝部２７は、天井部２２よりも不撓性を有するように、すなわち天井部２２よりも撓み難くなるように形成されている。底部２６および溝部２７は、非透光性のゴム材から形成されている。底部２６および溝部２７を形成するゴム材としては、たとえば、クロロプレンゴムが挙げられる。また、ナイロン布とクロロプレンゴムとからなり、さらに特殊耐候性のゴムによって被覆されたゴム引き布を用いてもよい。
【００６９】
底部２６および溝部２７は、ゴム材によって一体に形成されている。底部２６と溝部２７との間には、両者を区画する仕切り部５２がゴム材により成形されている。天井部２２を形成する樹脂製フィルムは、加締めや溶着などの手段によって、底部２６および溝部２７を形成するゴム材に接合されている。
【００７０】
このような構成によれば、海水１０１を貯留する底部２６や、淡水１０２を回収する溝部２７の強度を十分に確保することができる。
【００７１】
図５は、図４中に示す淡水化装置の変形例を示す断面図である。図５を参照して、本変形例における淡水化装置は、受け皿５６をさらに有する。受け皿５６は、地面と底部２６との間に介挿され、下方から底部２６を受けるように設けられている。受け皿５６は、たとえば、金属やプラスチックから形成されている。このような構成によれば、海水１０１を貯留する底部２６の強度をさらに向上させることができる。
【００７２】
図６は、図１中の淡水化装置の第２変形例を示す断面図である。図６を参照して、本変形例における淡水化装置は、リーク弁６２および淡水回収管６３をさらに有する。
【００７３】
リーク弁６２は、空気袋２１に設けられている。より具体的には、リーク弁６２は、天井部２２に接続されている。リーク弁６２は、気密空間２０内の空気が温度上昇し、内圧が一定圧（たとえば、０．１０５〜０．２ＭＰａ）になった時に、気密空間２０を外部に開放することが可能なように設けられている。
【００７４】
淡水回収管６３は、リーク弁６２に接続されている。淡水回収管６３の管路上には、冷却器６４が設けられている。リーク弁６２を通じて気密空間２０から流出した空気は、多量の水蒸気を含有する。このため、この空気を淡水回収管６３に導き、冷却器６４による冷却によって水蒸気を凝縮させることにより、淡水を回収することができる。
【００７５】
なお、水蒸気を含む空気を、淡水回収管６３を通じてタンクに導くことにより、冷却器６４を設けることなく、淡水を回収する構造としてもよい。
【００７６】
図７は、図１中の淡水化装置の第３変形例を示す断面図である。図７を参照して、本変形例における淡水化装置は、放水管６７および海水タンク６６をさらに有する。海水タンク６６には、別途設けられたポンプなどにより海水が貯留されている。放水管６７は、海水タンク６６に貯留された海水を空気袋２１の外表面に向けて放水可能なように設けられている。
【００７７】
本変形例では、放水管６７の先端が、天井部２２の頂点４２の直上に開口している。海水は、たとえば、天井部２２の外表面に１ｍｍ以上の水膜が形成されるように供給される。海水の供給量は、空気袋２１を形成する樹脂の親水性や、周囲の温湿度などを考慮して決定される。
【００７８】
このような構成によれば、放水管６７から供給される海水によって空気袋２１を冷却する。これにより、気密空間２０内に発生した水蒸気を天井部２２の内表面２２ａにおいてより効率よく凝縮させ、淡水化効率を向上させることができる。
【００７９】
図８は、図１中の淡水化装置の第４変形例を示す断面図である。図８を参照して、本変形例における淡水化装置は、棒状部材６８をさらに有する。棒状部材６８は、樹脂製フィルムを用いて空気袋２１を製造する前に、予め空気袋２１の内部に配置されている。空気袋２１がドーム形状に形成された状態において、棒状部材６８は、底部２６から頂点４２に向けて延びるように設けられている。本変形例においては、天井部２２が、気密空間２０側に向けて凸となるような湾曲断面を有する。
【００８０】
このような構成によれば、気密空間２０に空気を供給して空気袋２１をドーム形状に形成する際に、棒状部材６８を支柱として機能させることができる。
【００８１】
図９は、図１中の淡水化装置の第５変形例を示す外観図である。図９を参照して、本変形例では、空気袋２１の内表面、より具体的には天井部２２の内表面が凹凸形状を有するように形成されている。図中には、空気袋２１の外表面に凹部７１と凸部７２とが繰り返し現れる形状が示されている。凹部７１は、天井部２２の内表面に凸部を形成し、凸部７２は、天井部２２の内表面に凹部を形成している。
【００８２】
このような構成によれば、空気袋２１の内表面の表面積を増大させることにより、気密空間２０においてより多くの水蒸気を凝縮させることができる。
【００８３】
以上に説明した、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。
【００８４】
なお、以上に説明した実施の形態１および２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。
【００８５】
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】
【００８６】
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】
【００８７】
１０  淡水化装置、２０  気密空間、２１  空気袋、２２  天井部、２２ａ  内表面、２３  透光部、２６  底部、２７  溝部、２８  空気孔、３１  補助リング、３６  淡水排出管、３７  海水供給管、４１  変曲点、４２  頂点、４３  境界点、５２  仕切り部、５６  受け皿、６２  リーク弁、６３  淡水回収管、６４  冷却器、６６  海水タンク、６７  放水管、６８  棒状部材、７１  凹部、７２  凸部、１０１  海水、１０２  淡水、１０６，１０６ｍ，１０６ｎ  水滴。
【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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