(57)【要約】      （修正有）【課題】在来方式に比べ僅かで小回りのきく設備を用いて低コストかつ流量がこなせる海水淡水化を実現させ、連続稼慟も中断も任意であり、余分な添加材等も必要とせず、操作工程もシンプルでメンテナンスも容易な真に実用価値のある海水淡水化装置を提供する。【解決手段】高電圧絶縁状態に設置された容器内に海水を収容し、その中に片電極を浸漬して５ｋｖ以上の高電圧を加えた印加処理海水を、多数重ねられた板体からなる櫛型フィルタの細間隙に強制通過させる。その片電極を備長炭ないしこれに類する所定表面積をもつ水中で安定な固形物とし、また加える電圧を交流電源の変動電圧とする。櫛型フィルタ装置Ｄは、内周面及び外周面に櫛先状テーパを有する中空状平板を多数重積して形成される筒状体で、その内空に液体をポンプ８で圧送して多数の中空状平板間の間隙より強制通過させる装置とする。【選択図】図１
2004230362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高電圧絶縁状態に設置された容器内に海水を収容し、その中に片電極を浸漬して５ｋｖ以上の高電圧を加えた印加処理海水を、多数重ねられた板体からなる櫛型フィルタの細間隙に強制通過させることを特徴とする海水の淡水化方法。
【請求項２】
片電極が、備長炭ないしこれに類する所定表面積をもつ水中で安定な固形物である請求項１記載の海水の淡水化方法。
【請求項３】
加える５ｋｖ以上の高電圧が、交流電源の変動電圧である請求項１記載の海水の淡水化方法。
【請求項４】
高電圧絶縁状態に設置された海水収容容器と、５ｋｖ以上の高電圧発生手段及び海水中に浸漬させるその片電極と、櫛先状テーパを有する多数の重ねられた板体からなる櫛型フィルタ装置とを、主要構成要素として具備することを特徴とする海水の淡水化装置。
【請求項５】
櫛型フィルタ装置が、内周面及び外周面に櫛先状テーバを有する中空状平板を多数重積して形成される筒状体の内空に液体を圧送して多数の中空状平板間の間隙より該液体を強制通過させる装置である請求項４記載の海水の淡水化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、海水またはこれに相当する塩水を淡水化する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日において世界的に飲料水その他淡水の需要が著しく高まると同時に、その不足が深刻化していることは周知の通りである。そこで海水の淡水化技術が問題となるわけであるが、現状ではこの海水淡水化技術は、溶液から水を分離する方法と溶液から塩を分離する方法とに大別され、前者には水を熱や減圧等により蒸発させる蒸発法、水分を氷結させる冷凍法、半透膜を用いる逆浸透法、及び溶媒抽出法などがあり、後者には電気透析法やイオン交換樹脂を用いる方法などがある。これらについては既に夥しい特許出願もなされているが、それをここでいちいち掲げることはしない。
【０００３】
なお最近ではユニークなものとして、海水にゼオライトによる処理を行うことにより塩化ナトリウムを選択的に低濃度化させ、液肥や農業用水に変える方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特願平１０−００８８３１
【０００５】
また別の試みとして、リング（中空）状平板を多数重ねて筒状にし、その内側から外側に向けて各板間の隙間を通過させるいわば櫛型フィルタ濾過方式も検討されたが、いかなる前処理をしても、実用的といえるほどの成果が得られていないのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような現状においては、結局、前述のような在来技術に頼らざるを得ないが、そのいずれの方式によっても未だ処理コスト及び設備や維持などのコストが高くつき、余計な添加物を要したり連続運転を中断できないなどの問題点を抱えているため、到底満足できる状況にはなっていない。
【０００７】
また前記のフィルタ濾過方式にしても、実際に有意味な効果を現すために溶質を何らかの手段で凝集化させればそれが隙間に付着するなどして長期的処理ができず、凝集度が低ければ濾過不能もしくは流量がほとんど得られないなどの問題点が未解決であるため、現時点ではこの方式は全く未完成かつ未成就の空論の段階に留まっている。
【０００８】
本発明はかかる問題点を解決して、在来方法以上に実用価値のある新規な海水淡水化手段を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
高電圧絶縁状態に設置された容器内に海水を収容し、その中に片電極を浸漬して５ｋｖ以上の高電圧を（反復して）加えた印加処理海水を、多数重ねられた板体からなる櫛型フィルタの細間隙に強制通過させるものとする。
【００１０】
ここでいう片電極は、備長炭ないしこれに類する所定表面積をもつ水中で安定な固形物であることが好ましい。
【００１１】
また加える５ｋｖ以上の電圧は、交流電源（低周波）の変動電圧であることが好ましく、また電圧も１０ｋｖまたはそれ以上の方が一層良い。ちなみに５ｋｖ未満であると、所望する作用・効果が得られないことが判明した。
【００１２】
なおここでいう櫛型フィルタは便宜上の呼称であって、板状体の断面形状が櫛歯先端部に似ていてそれらが多数近接して集まっていることから述べているにすぎず、具体的には後述のリング（中空）平板を重積した筒状の形態をなすことになり、またそれが最も好ましい形態となる。
【００１３】
この場合、内周面及び外周面に櫛先状テーバを有する中空状平板を多数重積して形成される筒状体の内空に液体（海水）を圧送して、多数の中空状平板間の間隙より該液体（海水）を強制通過させることになる。
【００１４】
このようにして櫛型フィルタを通過した海水が淡水化した分だけ未通過（筒状体の内空）の海水は濃縮化するわけであり、その濃縮水は水流を逆流させ別の出口より排出させること（逆洗）により排除することができる。
【００１５】
【作用】
本発明においては、予め絶縁された容器内の海水に対し片電極のみの高電圧を作用させて、いわば海水についての高度な通称電子水ともいうべきものを作り、これを櫛型フィルタで濾過するための印加処理海水として用いるわけであるが、この印加処理海水は不思議なことに全く白濁することなく塩分濃度が約３０％減少し、更に驚くべきことは、当該櫛型フィルタを濾過させるその濾過間隙が塩化ナトリウム分子直径よりはるかに広い数μｍもあっても、そこを通過後の塩分濃度はほぼ０％になってしまうことである。
【００１６】
ちなみに海水の前処理として、容器自体を片電極にするなどして両電極を海水に作用させ、高周波などの「電流」を与える試みは既になされているが、この場合は、ＮａＣｌ中のＣｌを予め陰イオン交換樹脂や電気的衝撃等により除去するか、或いは電極の材質をマグネシウムなど電気分解で溶出するものにする必要があり、いずれも通電後には当該海水は白濁する。従って濾過方式によって淡水化も可能となるはずであるが、実際にはこの白濁物が通路に付着したり、大流量が得られないなどして、到底実用に耐えられるものにはなっていない。ところが本発明の方法では白濁物そのものを生成しないから、あたかも普通の塩水溶液（海水）同様に当該濾過装置を印加処理海水が通過し、従って大きな流量と高度な淡水化を同時になしとげうることが判明した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２に示すように、先ず高圧絶縁碍子１３などを用いて高電圧絶縁状態に設置された例えばＦＲＰ製の海水収容容器Ａに、伊勢湾の近海で採取した塩分濃度約２．６％の海水を収容し、その中によく知られた体積１ｌ程度の棒状の備長炭などの片電極Ｃを浸漬し、これを例えば交流１５ｋｖの高電圧発生手段Ｂに接続してもう一方の電極は何も接続せずに無限遠の空中に向けて放置する。こうして約１時間後に得られた印加処理海水２の塩分濃度は約１．８％となった。この印加処理海水２を図１に示した印加処理海水タンク１４に収容して、以下に述べる櫛型フィルタ装置Ｄに接続する。
【００１８】
この櫛型フィルタ装置Ｄの例として、外周１５６ｍｍ、内周１３６ｍｍ、厚さ５ｍｍのステンレス製中空状平板において外周及び内周面を凸状に形成し、かつ必要に応じ該平板表面に凹凸差約２０μｍのエッチング加工を施して得られるフィルタ単体１を１６５枚重ねて筒状フィルタ１ｎとし、その周りを無数のパンチング孔付き内筒５で囲み、更に所定間隔を与える内径の外筒６で囲む。この筒状フィルタ１ｎ、内筒５、外筒６等からなる筒本体の片端にエアシリンダ９を設けてそのピストンリング１２を筒状フィルタ１ｎの片端に圧接するようにし、また印加処理海水タンク１４より印加処理海水２を圧送するモーノポンプ８からホースをサイドから取り付けて筒状フィルタ１ｎの内空部にこれを導入する。外筒６の別位置には弁付きの逆洗エア注入口１１を設け、また塩分等の除かれた淡水２ａを取り出す淡水取出口１０を設けるとともに、該筒本体の他端部は逆洗により排除される塩分等を高濃度に含む濃縮海水排出口とし、淡水化稼働中にこれを塞ぐ濃縮海水排出口栓７を取り付ける。
【００１９】
このような櫛型フィルタ装置Ｄの筒状フィルタ１ｎの内空に印加処理海水タンク１４より印加処理海水２を導入し、これに与えるモーノポンプ８の力が約６０ｋｇになるように電力約３００ｋｗで稼働させたところ、毎分約１００ｌの濾過水すなわち淡水２ａが得られた。この淡水２ａの塩分濃度は約０．１％となり、味覚的にも水道水と変わらぬ淡水であった。
【００２０】
なお、筒状フィルタ１ｎの内空に留まった海水は塩分濃度が上昇して１０％を超える程になったが、これは逆洗、すなわちピストンリング１２にかかる力を緩め、逆洗エア注入口１１よりエアを導入しつつ逆方向に流すことにより、その筒内の濃縮海水は濃縮海水排出口栓７を経て外部に排出された。
【００２１】
【発明の効果】
このように本発明によれば、在来方式に比べ僅かで小回りのきく設備であっても、低コストで流量がこなせる海水淡水化を実現でき、連続稼働も中断も任意であり、余分な添加材等も必要とせず、操作工程もシンプルでメンテナンスも容易であるなどの多大な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置主要部を示す一部破断側面図
【図２】本発明の別の装置主要部を示す一部破断側面図
【図３】本発明に用いられるリング状フィルタ単体の平面図
【図４】本発明の装置主要部の一部拡大端面図
【符号の説明】
１……リング状フィルタ単体        １ｎ……筒状フィルタ
２……印加処理海水    ２ａ……淡水    ３……微小間隔  ４……貫通孔
５……内筒      ６……外筒      ７……濃縮海水排出口栓
８……モーノポンプ    ９……エアシリンダ    １０……淡水取出口
１１……逆洗エア注入口    １２……ピストンリング    １３……高圧絶縁碍子
１４……印加処理海水タンク          Ａ……海水収容容器
Ｂ……高電圧発生手段      Ｃ……片電極      Ｄ……櫛型フィルタ装置
【図１】
2004230362.tif 000003
【図２】
2004230362.tif 000004
【図３】
2004230362.tif 000005
【図４】
2004230362.tif 000006