(57)【要約】【課題】常に清澄な海水を取水できるように、海底を掘削して構築された海底濾過施設を地上から随時容易に清掃することができる海水取水装置を提供する。【解決手段】製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用逆流ポンプＰ３を停止させ、清掃用取水ポンプＰ２を駆動してこれにて取水し、清掃用海水タンク６２に海水を貯留した後、次に製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用取水ポンプＰ２を停止させ、清掃用逆流ポンプＰ３を駆動してこれにて海水タンク６２内の海水を取水管６１を通じて海底濾過施設５１へ逆流させる。【選択図】  図１
2004359510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海底を掘削して構築された海底濾過施設に集水器を埋設し、海水を海底で濾過しながら集水器にて集水し、取水用ポンプによる吸引により取水管を通じて地上へ取水する海水取水装置において、取水された海水を貯留する海水タンクと、該海水タンク内の海水を前記取水管を通じて集水器へ逆流させることにより該集水器及び前記海底濾過施設を清掃する清掃用逆流ポンプとを備えたことを特徴とする海水取水装置。
【請求項２】
取水管を通じて取水した海水を用水とする用水施設と清掃用の海水タンクとが取水管に分岐して接続され、これら用水施設と海水タンクのそれぞれに対して取水用ポンプが設置されていることを特徴とする請求項１に記載の海水取水装置。
【請求項３】
海水取水装置で取水した海水を内部から加熱されている回転ドラムの外表面に吹き付けて蒸発させ、その外表面に付着した塩分を回収して食塩を製造する食塩製造装置において、前記海水取水装置が、海底を掘削して構築された海底濾過施設に埋設された集水器と、海底で濾過しながら集水する集水器と、該集水器で集水される海水を取水管を通じて前記回転ドラムへ向けて取水する取水用ポンプと、取水された海水を貯留する海水タンクと、該海水タンク内の海水を前記取水管を通じて集水器へ逆流させることにより該集水器及び前記海底濾過施設を清掃する清掃用逆流ポンプとを備えていることを特徴とする食塩製造装置。
【請求項４】
海水の吹き付け以前に回転ドラムの外表面に粉末塩を撒布する粉末塩撒布手段を備えたことを特徴とする、請求項３に記載の食塩製造装置。
【請求項５】
粉末塩撒布手段は、粉末塩の撒布を海水の吹き付け直前位置で行うことを特徴とする、請求項４に記載の食塩製造装置。
【請求項６】
粉末塩撒布手段は、撒布する粉末塩として、回転ドラムの外表面に付着した塩分を回収したものを使用することを特徴とする、請求項４又は５に記載の食塩製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海水を地上へ取水して製塩等のための用水とする海水取水装置と、これにて取水した海水から食塩を製造する食塩製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、海水より食塩を製造するための海水取水装置として、特許文献１（特許第３０７７０６２号公報）に開示されているように、海底を掘削して構築された海底濾過施設に集水器を埋設し、海水を海底で濾過しながら集水器にて集水し、取水用ポンプによる吸引により取水管を通じて清澄な海水として地上へ取水する海水取水装置を提案している。
【０００３】
また、同文献に記載されているように、この海水取水装置を用いた次のような食塩製造装置も提案している。
すなわち、この食塩製造装置では、ドラム本体を二重円筒構造にした第１の回転ドラム型乾燥機と、同様に二重円筒構造にした第２の回転ドラム型乾燥機の内部を連通させ、バーナーからの火炎を第１の回転ドラム型乾燥機の外筒と内筒との間の空間部に吹き込んで、外筒を内部から加熱するとともに、更に第２の回転ドラム型乾燥機の外筒も内部から加熱しながら、第１の回転ドラム型乾燥機の回転する外筒の外表面に海水を吹き付けて水分を蒸発させて濃縮し、その濃縮した塩水を回収して第２の回転ドラム型乾燥機の回転する外筒の外表面に吹き付けて水分を蒸発させ、その外筒の外表面に付着した塩分を剥離して採取する。
【０００４】
【特許文献１】
特許第３０７７０６２号公報（第２〜第３頁、図１、図２、図４、図５）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
先に提案した上記の海水取水装置は、集水器を埋設した海底濾過施設が海底を掘削して構築されているため、海底面に絶えず海流があれば、海底濾過施設の上面は常に海流で洗われるので、沈殿物等にて覆われることはほとんど無い。
【０００６】
しかし、海流の流速が遅いところや、沈殿物等が多いところでは、海底濾過施設の上面が沈殿物等にて覆われたり、海底濾過施設内に沈殿物等が浸入して詰まりを生ずると、その濾過作用が低下したり、そこからの取水効率が低下する恐れがある。
【０００７】
また、先に提案した食塩製造装置は、海水を第１の回転ドラム型乾燥機で一旦濃縮してから、同じ構造の第２の回転ドラム型乾燥機でいわゆる焼き塩にするので、生産性が向上するとともに、熱効率も良いが、次のような問題点があった。
【０００８】
すなわち、この場合、第１の回転ドラム型乾燥機から回収した海水は、濃縮されているため、第２の回転ドラム型乾燥機で焼き塩にする際に、加熱により炭酸カルシウムや硫酸カルシウム等が分離してドラム外表面（外筒の外表面）に堅く固着し、ドラム外表面から剥離できず、それによる層が時間の経過とともに次第に厚くなって生産性が低下するばかりでなく、製品である食塩の品質も低下する。
【０００９】
そこで、本発明の第１の目的は、常に清澄な海水を取水できるように、海底を掘削して構築された海底濾過施設を地上から随時容易に清掃することができる海水取水装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、この海水取水装置を用いて清澄な海水から食塩を製造することができる食塩製造装置を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、そのような食塩製造装置において、焼き塩にする際に、炭酸カルシウムや硫酸カルシウム等が分離してドラム外表面に堅く固着するような事態を、極めて簡単な方法で経済的に防止できるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の目的を達成するため、本発明の海水取水装置は、海底を掘削して構築された海底濾過施設に集水器を埋設し、海水を海底で濾過しながら集水器にて集水し、取水用ポンプによる吸引により取水管を通じて地上へ取水するものであって、取水された海水を貯留する海水タンクと、該海水タンク内の海水を取水管を通じて集水器へ逆流させることにより該集水器及び海底濾過施設を清掃する清掃用逆流ポンプとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
その好ましい形態では、取水管を通じて取水した海水を用水とする食塩製造装置等の用水施設と清掃用の海水タンクとが取水管に分岐して接続され、これら用水施設と海水タンクのそれぞれに対して取水用ポンプが設置されている。
【００１４】
本発明による食塩製造装置は、このような海水取水装置を用いたものである。
すなわち、海水取水装置で取水した海水を内部から加熱されている回転ドラムの外表面に吹き付けて蒸発させ、その外表面に付着した塩分を回収して食塩を製造する食塩製造装置であって、海水取水装置が、海底を掘削して構築された海底濾過施設に埋設された集水器と、海底で濾過しながら集水する集水器と、該集水器で集水される海水を取水管を通じて回転ドラムへ向けて取水する取水用ポンプと、取水された海水を貯留する海水タンクと、該海水タンク内の海水を取水管を通じて集水器へ逆流させることにより該集水器及び海底濾過施設を清掃する清掃用逆流ポンプとを備えていることを特徴とする。
【００１５】
本発明による食塩製造装置は、上記第３の目的を達成するため、海水の吹き付け以前に回転ドラムの外表面に粉末塩を撒布する粉末塩撒布手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
粉末塩撒布手段は、好ましくは、粉末塩の撒布を海水の吹き付け直前位置で行う。撒布する粉末塩としては、回転ドラムの外表面に付着した塩分を回収したものを使用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
先ず、海水取水装置より説明すると、図１において、海底濾過施設５１は海底に構築され、海底面ＢＬから掘削した断面円錐台形の穴５２内に、下から、石や砂利等による基層５３、石や砂利等による粗い第三次濾過層５４、濾材による密な第二次濾過層５５、濾材による密な第一次濾過層（表層）５６を形成し、第三次濾過層５４に集水器５７を埋設したものである。
【００１９】
集水器５７は、図２に示すように周囲にフィルタ５８を配設して円筒形とし、その両端を側板５９で閉じ、一方の側板５９の外面に取水口（接続口）６０を設けたもので、この取水口６０に図１に示すように取水管６１を接続し、地上の取水用ポンプにて次のように吸引することにより、海底付近の海水を濾過しながら清澄な海水として取水できるようになっている。
【００２０】
取水管６１は、製塩用取水ポンプＰ１を経由して地上の後述する食塩製造装置へ至る製塩用取水管路６１ａと清掃用管路６１ｂとに分岐し、更にこの清掃用管路６１ｂは、清掃用取水ポンプＰ２を経由して地上の清掃用海水タンク６２へ至る清掃用取水管路６１ｃと、この清掃用海水タンク６２から清掃用逆流ポンプＰ３を経由して清掃用管路６１ｂへ戻る清掃用逆流管路６１ｄとに分岐している。
【００２１】
食塩製造装置へ取水する通常時には、清掃用取水ポンプＰ２及び清掃用逆流ポンプＰ３は停止させ、製塩用取水ポンプＰ１を駆動してこれにて取水する。
【００２２】
海底濾過施設５１を清掃するときは、製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用逆流ポンプＰ３を停止させ、清掃用取水ポンプＰ２を駆動してこれにて取水し、清掃用海水タンク６２に海水を貯留した後、次に製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用取水ポンプＰ２を停止させ、清掃用逆流ポンプＰ３を駆動してこれにて海水タンク６２内の海水を取水管６１を通じて海底濾過施設５１へ逆流させる。
【００２３】
次に、地上に設置された食塩製造装置について説明する。
図３において、第１の回転ドラム型乾燥機１と第２の回転ドラム型乾燥機２とが直列に並べて設置されている。
【００２４】
各乾燥機１・２は、横長円筒形の金属製回転ドラム（ドラム本体）３をその両端部の軸受４により回転自在に支承しており、各回転ドラム３の一端部外周に設けられたスプロケットホイール５とモータ６側のスプロケットホイール７との間にチェーン８を掛け回すことにより、モータ６により回転ドラム３が矢印方向に回転駆動されるようになっている。
【００２５】
各回転ドラム３は、図４及び図５にそれぞれ示すように、外筒３ａと内筒３ｂとによる二重円筒構造で、内筒３ｂの両端は閉じているが、外筒３ａの両端は開放している。第１の乾燥機１の一端はホーン９にて熱源１０に接続され、第１の乾燥機１の回転ドラム３は、熱源１０からの加熱媒体（水蒸気や火炎や加熱ガス等）を外筒３ａと内筒３ｂとの間の空間部に直接吹き込まれるようになっている。
【００２６】
また、第１の乾燥機１と第２の乾燥機２とは、外筒３ａと内筒３ｂとの中間部を連結ホーン１１にて互いに連結され、また第２の乾燥機２の反対側には排気のための煙突１２が接続されている。
【００２７】
第１の乾燥機１の回転ドラム３の外周上部に対向する位置には、海水を噴霧状に吹き付けるための横長の海水噴霧用ノズル１３が回転ドラム３の軸線と平行に設置され、また第２の乾燥機２の回転ドラム３の外周上部に対向する位置には、第１の乾燥機１による海水濃縮後の塩水を同様に噴霧状に吹き付けるための横長の塩水噴霧用ノズル１４が、回転ドラム３の軸線と平行に設置されている。ノズル１３・１４は、多数の噴射孔を水平に配列している。
【００２８】
更に、第２の乾燥機２については、塩水噴霧用ノズル１４から海水濃縮後の塩水を吹き付ける直前に、回転ドラム３の外表面に粉末塩を撒布するための横長の粉末塩撒布用ノズル３０が配置されている。すなわち、この塩撒布用ノズル３０は、塩水噴霧用ノズル１４に対し、それよりも回転ドラム３の回転方向とは反対方向の近傍に設置されている。また、塩水噴霧用ノズル１４よりも回転ドラム３の回転方向側には、回転ドラム３の外表面に付着した塩分を剥離するため横長の剥離器１５が配置されている。この剥離器１５は、水分ができるだけ蒸発した状態で塩分を剥離するため、回転ドラム３の回転方向に向かって、ノズル１４による塩水吹き付け位置よりもできるだけ離れたところに配置するのが好ましい。
【００２９】
図１に示した海水取水装置の製塩用取水ポンプＰ１で上記のように取水された海水は、海水タンク１６に一時貯溜される。そして、濾過タンク１７で濾過しながら送水ポンプ１８にて第１の乾燥機１の海水噴霧用ノズル１３へ給水される。このノズル１３による海水吹き付け量を、第１の乾燥機１の回転ドラム３の表面温度に応じて自動調整するため、加熱媒体吹き込み側に温度センサ１９が配置され、この温度センサ１９の信号により送水ポンプ１８（或いは電磁弁）が自動制御される。第１の乾燥機１の下方には塩水回収トレイ２０が配置されている。
【００３０】
第１の乾燥機１においては、回転している回転ドラム３の外表面に海水噴霧用ノズル１３から海水が噴霧状に吹き付けられ、その海水は、回転ドラム３により急激に加熱されて水分が蒸発し、濃縮された塩水となってホッパ２０ａを通じて塩水回収トレイ２０へ流れ落ちる。
【００３１】
第２の乾燥機２の塩水噴霧用ノズル１４には、塩水回収トレイ２０に回収された塩水が送水ポンプ２１にて給水される。このノズル１４による塩水吹き付け量を、第２の乾燥機２の回転ドラム３の表面温度に応じて自動調整するため、加熱媒体吹き込み側に温度センサ２２が配置され、この温度センサ２２の信号により送水ポンプ２１（或いは電磁弁）が自動制御される。第２の乾燥機２の下方にはスクリューコンベア２３が配置されている。
【００３２】
第２の乾燥機２においては、回転する回転ドラム３の外表面に海水噴霧用ノズル１４から塩水が噴霧状に吹き付けられるが、その直前で粉末塩撒布用ノズル３０から回転ドラム３の外表面に粉末塩が撒布されるため、海水噴霧用ノズル１４から噴霧された塩水は、回転ドラム３の外表面に撒布された粉末塩に吸収されるとともに、回転ドラム３の金属表面により急激に加熱されて水分が蒸発し、焼き塩となって回転ドラム３の外表面に付着する。そして、回転ドラム３上で乾燥されてから剥離器１５で剥離され、ホッパ２３ａを通じてスクリューコンベア２３中に落下して回収される。回収された塩分の一部は塩撒布用ノズル３０から撒布する粉末塩として再利用されるが、残りの大部分は図示しない精製処理部において食塩として精製される。
【００３３】
第１の乾燥機１及び第２の乾燥機２の上方には、海水の蒸発による排蒸気を回収する蒸気回収器２４・２５が配置されている。
【００３４】
以上のような設備において、海水取水装置で取水して海水タンク１６に貯溜された海水は、濾過タンク１７で濾過されながら、かつ第１の乾燥機１の温度に応じて流量を自動調整しながら（温度が低くなれば流量を少なくし、温度が高くなれば流量を多くする）、第１の乾燥機１の回転する回転ドラム３の外表面にノズル１３から噴霧される。この回転ドラム３上で大量の水分が蒸発して蒸気回収器２４により回収されることにより、海水は濃縮されて塩水回収トレイ２０に流れ落ちる。
【００３５】
濃縮されて塩水回収トレイ２０に回収された塩水は、第２の乾燥機２の温度に応じて流量を自動調整しながら、第２の乾燥機１の回転する回転ドラム３の外表面にノズル１４から噴霧される。その噴霧された塩水は、直前に回転ドラム３の外表面に撒布された粉末塩にしみ込むため、急激な加熱による炭酸カルシウムや硫酸カルシウム等の分離固着が防止される。粉末塩にしみ込んだ塩水は、粉末塩と共に、回転ドラム３の金属表面上で１００℃以上の温度で加熱され、水分が一気に蒸発して塩分が焼き塩となって金属表面に付着する。その付着した塩分は金属表面上で乾燥されてから、剥離器１５で剥離され、スクリューコンベア２３内に落ちて精製処理部へ搬送される。蒸気回収器２４・２５にて回収された排蒸気は、冷却されて淡水として回収される。
【００３６】
上記のようにして図１の海水取水装置で海水を海底から取水しながら、食塩製造装置で食塩の製造を続けたところ、海底濾過施設５１の上面が沈殿物等にて覆われたり、海底濾過施設内に沈殿物等が浸入して詰まりを生じ、その濾過作用が低下したり、そこからの取水効率が低下した場合には、海底濾過施設５１を清掃する。
【００３７】
すなわち、上記のように、製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用逆流ポンプＰ３を停止させ、清掃用取水ポンプＰ２を駆動してこれにて取水し、清掃用海水タンク６２に海水を貯留した後、次に製塩用の取水ポンプＰ１及び清掃用取水ポンプＰ２を停止させ、清掃用逆流ポンプＰ３を駆動してこれにて海水タンク６２内の海水を取水管６１を通じて海底濾過施設５１へ逆流させる。
【００３８】
これにより、集水器５７へ逆流してきた海水がそのフィルタ５８、第三次濾過層５４、第二次濾過層５５、第一次濾過層（表層）５６を通じて海中に上向きに強制放流されるため、集水器５７を含む海底濾過施設５１内及びその上面が清掃され、常に清澄な海水を取水できる。
【００３９】
なお、上記の実施例では、清掃用の海水タンク６２と製塩用の海水タンク１６とを別に設けたが、これらを一つのタンクで共用することも可能である。
【００４０】
上述した食塩製造装置では、２台の回転ドラム型乾燥機１・２を用いて、海水を一旦濃縮してから焼き塩を生成したが、濃縮工程は省いてもよい。図６はそのようにした食塩製造装置を示し、図３における第１の乾燥機１を省略した形態となっている。
【００４１】
すなわち、取水して海水タンク１６に貯溜された海水を、濾過タンク１７で濾過し、乾燥機２の温度に応じて流量を自動調整しつつ（温度が低くなれば流量を少なくし、温度が高くなれば流量を多くする）、回転する回転ドラム３の金属表面にノズル１４から海水を噴霧しながら、その直前位置において回転ドラム３の金属表面に粉末塩を撒布してこれに海水をしみ込ませ、回転ドラム３の金属表面上に生成した焼き塩を剥離器１５にて剥離し、スクリューコンベア２３にて精製処理部へ搬送する。
【００４２】
なお、図１及び図２に示した海水取水装置は、食塩製造装置以外に、海水を用水とする各種の海水処理施設等に広範囲に適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の海水取水装置によれば、地上の海水タンクに貯留した海水を取水管を通じて海底濾過施設の集水器へ逆流させるので、海底を掘削して構築された海底濾過施設を地上から随時容易に清掃することができ、常に清澄な海水を取水できる。
【００４４】
本発明の食塩製造装置によれば、そのような海水取水装置を用いて不純物の少ない食塩を製造できる。
【００４５】
また、回転ドラムの外表面上に撒布した粉末塩に海水を吸い込ませた状態にして、海水の加熱乾燥を行うことになるため、海水が回転ドラムの外表面に直接接触せず、従って炭酸カルシウムや硫酸カルシウム等が分離してドラム外表面に堅く固着するような事態を、極めて簡単な方法で経済的に防止できる。
【００４６】
撒布する粉末塩として、回転ドラムの外表面に付着した塩分を回収したものを使用することにより、品質の均一性を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の海水取水装置の一実施形態のシステム構成図である。
【図２】それにおける集水器の斜視図である。
【図３】本発明による食塩製造装置の一実施形態のシステム構成図である。
【図４】同上における第１の乾燥機の概要断面図である。
【図５】第２の乾燥機の概要断面図である。
【図６】本発明による食塩製造装置の他の実施形態のシステム構成図である。
【符号の説明】
１    第１の回転ドラム型乾燥機
２    第２の回転ドラム型乾燥機
３    回転ドラム
３ａ  外筒
３ｂ  内筒
４    軸受
５    スプロケットホイール
６    モータ
７    スプロケットホイール
８    チェーン
９    ホーン
１０  バーナー
１１  連結ホーン
１２  煙突
１３  海水噴霧用ノズル
１４  塩水噴霧用ノズル
１５  剥離器
１６  海水タンク
１７  濾過タンク
１８  送水ポンプ
１９  温度センサ
２０  塩水回収トレイ
２１  送水ポンプ
２２  温度センサ
２３  スクリューコンベア
２４・２５  蒸気回収器
３０  塩撒布用ノズル
５１  海底濾過施設
５２  穴
５３  基層
５４  第三次濾過層
５５  第二次濾過層
５６  第一次濾過層
５７  集水器
５８  フィルタ
５９  側板
６０  取水口
６１  取水管
６１ａ  製塩用取水管路
６１ｂ  清掃用管路
６１ｃ  清掃用取水管路
６１ｄ  清掃用逆流管路
Ｐ１  製塩用取水ポンプ
Ｐ２  清掃用取水ポンプ
Ｐ３  清掃用逆流ポンプ
【図１】
2004359510.tif 000003
【図２】
2004359510.tif 000004
【図３】
2004359510.tif 000005
【図４】
2004359510.tif 000006
【図５】
2004359510.tif 000007
【図６】
2004359510.tif 000008