(57)【要約】本発明は、海水を脱塩するために特別に設計された貯水槽を使用するシステムおよび方法に関する。本発明は、海水を蒸発させ、結果として生じる蒸気を低圧で凝縮することを可能にする。前記脱塩作業から生じる海への排出は、低塩分濃度である。本システムおよび方法は、たとえ再利用が困難なエネルギーであっても、海水の脱塩のためにエネルギーを再利用するために使用できるか、または、例えば、ＭＳＦ蒸発またはＭＥＤ蒸留などの、他の脱塩技術と組み合わせることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を脱塩する方法であって、
（ａ）海辺に貯水槽を準備するステップであって、前記貯水槽が、海面より下に配置されており、海と流体連結している少なくとも１つの開口部と、海面より１０メートル高く配置されているベイスンと、前記ベイスンより上に配置され、かつ前記海面よりも１０メートル超高く配置されている天井を有する屋根とを含む、ステップと、
（ｂ）上述の開口部を閉鎖し続けながら、前記貯水槽の屋根に配置されている充填システムを介して海水で前記水貯水槽を完全に充填するステップと、
（ｃ）海と流体連結する前記貯水槽を置くために前記充填システムを閉鎖し、前記開口部（または複数の開口部）を次第に開口することにより、前記貯水槽の水面を下げ、真空ポンプを使用することなく、前記外部雰囲気に対して前記貯水槽の密閉を確実にしつつ、前記貯水槽内の水より上に真空（圧力下）を作製しかつ、低圧で前記水を蒸発させ、蒸発の速度が、最初は早く、次に蒸発性の冷却により急速に低下する、ステップと、
（ｄ）水蒸気を凝縮して蒸留水を生成するステップと、
（ｅ）前記貯水槽の表面から水を除去することにより、フラッシュ蒸発にこのゆっくりとした蒸発を変換して、ゆるやかな温度低下を防止することにより、非常に高い蒸発速度を維持するステップと、
（ｆ）前記タンク内部から前記ベイスンへ冷却されてない水を、ポンプを使用して流し、次に海へ連続的に排出することにより、循環する水を含む段階でフラッシュ蒸発を引き起こすステップと、
（ｇ）フラッシュ蒸発を伴うことのできる生理食塩水の液滴を維持する（留める）ステップと
を特徴とする、方法。
【請求項２】
前記貯水槽の土台が、前記海面の下に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記貯水槽の開口部（複数の開口部）が、海面の下で、前記貯水槽の外側面に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記貯水槽が、前記貯水槽内の水面より上に配置されている複数のベイスンを含み、ステップ（ｃ）の後に、前記方法が、（ステップｄ）の最中に、前記貯水槽から前記ベイスンのそれぞれに水をポンプで流し、次に、海へ前記水を連続的に除去することにより、水の循環および生成される蒸気の凝縮を伴う、各ベイスンのレベルでフラッシュ蒸発を引き起こすことを含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記貯水槽が、前記貯水槽の表面の上に配置された複数のベイスンを含み、ステップ（ｃ）の後、前記方法が、ステップ（ｄ）の間に、前記貯水槽から前記ベイスンへ水をポンプで流し、前記ベイスンの間で水を循環し、その後、前記水を海へ連続的に除去することにより、水の循環および生成される蒸気の凝縮を伴う多重効用蒸留を引き起こすことを含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ステップ（ｄ）が、前記貯水槽で行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
ステップ（ｄ）で、水蒸気が、前記貯水槽の外へと除去され、次に前記貯水槽の外で凝縮されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ステップ（ａ）で前記貯水槽が第１の貯水槽であり、前記第１の貯水槽と類似の第２の貯水槽が追加され、海の深さＺで配置された取水ポイントからくみ上げられた海水が供給されており、前記温度が、前記第１の貯水槽内の海水温よりも低く、ステップ（ｄ）での凝縮が、蒸気を凝縮するために、前記第２の貯水槽からの冷水を使用することを含み、前記２つの貯水槽が、漏れ防止パイプ（外気に関して密閉されている）であるパイプにより連結されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ステップ（ａ）が、前記貯水槽の開口部と向かい合って１つまたは複数の密閉された空間を提供する壁を提供することを含み、ステップ（ａ）が、前記密封された空間に入る海水の処理システムをさらに含み得ることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
補助的なエネルギー供給源により、前記貯水槽内の水を加熱することを含み、好ましくはエネルギーが再利用されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
海が、食塩水のベイスン、または潟などの食塩水の広がりに置き換えられ、海水が、前記ベイスンまたは広がりに含まれる食塩水に置き換えられることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｄ）、（ｅ）、および（ｆ）が、多段フラッシュ蒸発（ＭＳＦ）または多重効用蒸留（ＭＥＤ）などの他の脱塩技術との併用により置き換えられることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
海水の脱塩装置であって、
海辺に配置された貯水槽であって、海面の下に配置されており、海と流体連結する少なくとも１つの開口部と、海面より１０メートル上に配置されたベイスンと、海面より１０メートル超高いベイスンより上に配置された天井を含む屋根とを含む、貯蔵層と、
前記貯水槽内の水により生成される水蒸気の凝縮システムと
を含み、
さらに、
海水で前記貯水槽を充填できる、前記貯水槽の屋根上に配置されたシステムであってその後密閉することができる、システムと、
海面より下に配置されており、海と流体連結する前記貯水槽の開口部の制御システムであって、前記開口部が密閉されるように前記開口部を閉鎖することができる、制御システムと、
前記貯水槽および前記ベイスンの表面から水を除去する手段と、
金属グリッド（デミスター）と
を含むことを特徴とする、装置。
【請求項１４】
前記貯水槽の土台が、海面の下に配置されていることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記貯水槽の開口部が、前記海面より下の前記貯水槽の外側面に配置されていることを特徴とする、請求項１３および１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記貯水槽が、重ねておかれ得、前記貯水槽の水面の上で前記貯水槽の内部に配置されている１つまたは複数のベイスンを含み、前記貯水槽が、さらに、前記ベイスンに前記貯水槽の水をポンプで流し、次に前記貯水槽の外へ前記水を除去するポンプ手段を含むことを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記貯水槽の開口部と向かい合った、密閉された空間（または複数の密閉された空間）を提供する壁を含み、前記装置が、前記密閉された空間に海水を入れる処理システムをさらに含み得ることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
食塩水を含むベイスンの端、または生理食塩水の広がりの端に配置された施設を特徴とする、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記貯水槽が第１の貯水槽であり、前記装置が、海面を下回る深さＺで、ポンプで流された海水が供給されるよう構成された第２の貯水槽をも含み、前記凝縮システムが、前記第２の貯水槽から、蒸気の凝縮用のパイプに水を循環する手段を含むことを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
前記２つの貯水槽が、防漏性であるパイプ（外気に関して密閉されている）により連結されていることを特徴とする、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
土台に供給される、貯水槽におけるフラッシュ蒸発の方法であって、
（ａ）蒸発する液体（ここでは海水）を下回る圧力下を作製するステップと、
（ｂ）液体を蒸発させるステップと、
（ｃ）前記形成された蒸気を凝縮する、または前記貯水槽から前記蒸気を除去するステップと、
（ｄ）前記貯水槽の外部に表面で前記液体を除去することにより、蒸発をフラッシュ蒸発に変換し、前記除去された液体が、前記貯水槽の底部から影響される液体の層に置き換えられる、ステップと
を含む、方法
【請求項２２】
単一段階または複数の段階（多段フラッシュ蒸発、ＭＳＦ）におけるフラッシュ蒸発の方法であって、前記段階で蒸気を凝縮する代わりに、前記段階で生成される蒸気を除去することを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水の脱塩に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術：海水を脱塩するシステムおよび方法は周知であり、実に何千ものそれらを利用する脱塩プラントが世界中で使用されている。採用されている主要なシステムおよび方法は、膜型（基本的に、逆浸透、ＲＯ）および蒸発型（基本的に、多段フラッシュ蒸発（ＭＳＦ）および多重効用蒸留（ＭＥＤ））である。これら２つのシステムおよび方法に関連し得るか、または関連していない可能性がある他の技術、例えば、電気的、化学的、凍結、または「再生可能エネルギー」技術などが存在する。本発明によるシステムおよび方法の利点は、これらのシステムおよび方法のほとんどに適合するが、本発明は既存のシステムおよび方法と異なる。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
本発明に従ったシステムおよび方法は、完全に密封された貯水槽の構築および利用によって特徴付けられる。この貯水槽の壁、天井、および任意の支持柱は、それらにかかる著しい負荷に耐えるために必要な強度を有していなければならない。脱塩する水が海水である場合、貯水槽は海辺に設置する必要がある。使用される建築材料は、海水に適合する必要がある。貯水槽の土台の表面積は、生成する脱塩水の量によって決まり、土木工学の制約によってのみ制限される。貯水槽は、外部と２つの方法だけで連通する。（１）第１の連通手段は屋根の上に配置された装置を介してであり、屋根は、貯水槽全体が海水で満たされるようにでき、次いで、貯水槽が完全に密封されるように閉じられる。（２）貯水槽は、海面より下に配置された１つ以上の開口部を通して流体連結した海とも連通する。これらの開口部は、貯水槽を満たす際には（制御システムによって）密閉する必要がある。充填後、それらは徐々に開けられて、タンク内部の海水を海の水と流体連結させる。貯水槽の海水と海の水との間に流体連結手段を提供するための簡単な解決策は、建設中に、貯水槽の土台を海水面より低い位置に設置すること、および説明した貯水槽の側面開口部を海面より下に配置することである。その一方で、貯水槽の上部は海面より上になるであろう。
【０００４】
貯水槽の天井が配置される海面上の高さを指定することが必要である。次の例は、この高さの設定を容易にするであろう。このタイプの貯水槽は、海面上１３メートルの高さであり、海水で満たされて密閉される。次いで、貯水槽の海水と海の水との間の流体連結の開口部（複数の開口部）が徐々に開かれる。貯水槽内の水位が低下して、海面上の高さｈで安定するであろう。３つのポイントを考える。第１のポイントＡは、海の中に海面の高さで置かれる。第２のポイントＢは、Ａと同じ高さであるが、貯水槽の内部に置かれる。第３のポイントＣは、貯水槽内の水面の高さに置かれる。ポイントＡは戸外にあり、従って、大気圧下にあり、Ｐａで指定される。もし、貯水槽外部の水と貯水槽内の水が流体連結していれば、ポイントＡと同じ高さである、ポイントＢにおける圧力は、大気圧と等しいであろう。海の水が貯水槽の水と流体連結されていた時に、貯水槽が完全に充填されたと考えると、ポイントＣで存在していた圧力は、貯水槽内の海水温度における飽和蒸気に起因した圧力であり、Ｐｓで指定される。流体静力学の基本原理により、ポイントＢとＣとの間の圧力差は、Ｐａ−Ｐｓ＝ρｇｈであり、ここでρは海水の濃度であり、ｈはポイントＣとポイントＢとの間の高さの差であり、ｇは局所的な重力加速度で、約９．８ｍ／秒／秒である。次にｈ＝（Ｐａ−Ｐｓ）／ｐｇであり、ｈの値は約９．５〜１０メートルという結果になる。それは、上の計算式に示すように、例のために選択された１３ｍとは明らかに無関係である。貯水槽の天井の海面上の高さは、この高さｈに、貯水槽内で生じる水蒸気を処理するために必要な空間に割り当てられる追加の高さを加えた高さに等しいはずである。
【０００５】
そして、フラッシュ蒸発システム：水蒸気を凝縮すると、貯水槽の水面における水温を海の海水温度に維持しながら、圧力が低下して、水が貯水槽の水面から海に向かって移動するシステム、に相当するシステムを用いて脱塩水を得るために、脱塩水から成るこの蒸気を凝縮するのに適したシステムを使用することは十分である。従って、「フラッシュ蒸発」の現象を利用している。同じ結果は、貯水槽の水面から抜く水を変えないままにして、貯水槽の海水上にある蒸気の一部を連続して除去することによる凝縮操作で置き換えることによって得ることができる。除去された蒸気が次いで、貯水槽の外部で凝縮されて、脱塩水が得られる。蒸気の凝縮速度、または前記蒸気の除去速度により、「許容不均衡」が作られる。脱塩される水の量と［製品の］品質との間で妥協を得ることが望ましい（例えば、「蒸留された」水蒸気と一緒に塩水滴が含まれるのは回避すべきである）。貯水槽の水面から放出された１トンの水は、温度が１度下がるごとに
Ｅ＝ｍＣｐＡｔ
のエネルギーを発散し、式中ｍは除去された水の重さ（ここでは１０００ｋｇ）であり、Ｃｐは、一定圧力における、除去された海水の比熱（１℃につき１キログラムあたり約４．２キロジュールに等しい）であり、Ａｔは除去された水の温度の低下（ここではＡｔは１℃）に等しい。このエネルギー損失は海水の塩分濃度および温度によって決まり、この場合は約４２０万ジュールである。この温度での水の蒸発の潜熱は、約２４０万ジュールに等しく、それにより４２０万ジュールで約１．７５ｋｇの蒸気が解放されるであろう。ｐ、Ｃｐに対する正確な値、および処理のために利用可能な海水の温度または塩分濃度などの様々な異なるパラメータの関数としての、蒸発の潜熱は、計算され得るか、または公開された表から得られ得る。
【０００６】
１トンの水を貯水槽の水面から海の方に移動するためには、それを行う際に、位置エネルギーが（水が大気圧に戻されると持つ）圧力エネルギーに転換されるので、わずかなエネルギー量しか必要ない。それは、貯水槽の水面の高さから海へ移される間の（水の粘度に起因した）摩擦エネルギーを補うために必要なだけである。
【０００７】
水蒸気内に混入し得る海水滴の存在を制限するために、水蒸気が貯水槽内の水面から移動される速度を制限する必要がある。この速度に対する許容値は、一般に、毎秒数メートルである。この結果は、貯水槽からの水蒸気の凝縮に起因した圧力低下を制限することによって得られる。金属グリッド（デミスター）を設置すると、蒸気に混入し得る海水滴が保持される結果となるであろう。［最終的に］貯水槽から海へ［戻された］移動された、水の塩分濃度の増加は、脱塩の他のシステムおよび方法において経験される増加と比較して非常に低いことに留意すべきである。脱塩の本方法は、非常に環境に優しい。
【０００８】
貯水槽内で処理される水の量は、１つ以上の低い高さ（約４０ｃｍ）の重ねたベイスン（ｂａｓｉｎ）を、貯水槽内部に、貯水槽内の水面の上にその水面と平行して、加えることにより増加できる。海の海水温度である、貯水槽内部の海水が、これらのベイスンにポンプで入れられる。各ベイスン内の凝縮システムで水蒸気が凝縮される。これらのベイスン内の水は、連続して海に移される。ベイスンをこのように積み重ねると、貯水槽の同じ設置面積に対して、レベル数に比例して、脱塩水の量が増加する。水蒸気は、前記の場合と同じ方法で除去できる。
【０００９】
第１の貯水槽と同じ方法で稼働する、第２の貯水槽も追加され得る。この第２の貯水槽は、十分なサイズのポンプおよびパイプを通して海の内部からくみ上げた海水を供給される。海の内部の取水ポイントは海面下の深さＺにおいてである。取水ポイントの深さが深いほど、海水温度が低くなって圧力が高くなる。深さが減少すると低下する圧力エネルギーが位置エネルギーに変換されるので、水を貯水槽に供給するために大量のエネルギーを必要としない。ポンプによって消費されるエネルギーは、水の粘度のためにパイプ内の摩擦によって失われるエネルギーを補うのに役立つ。
【００１０】
このように、２つの貯水槽が提供される。温度が、貯水槽に隣接した海の海水温度であって、その海水が前記貯水槽に供給するために使用される、第１の貯水槽、および中の水の温度がさらに低い、第２の貯水槽。この温度は、取水ポイントの深さＺを設定することによって選択できる。この場合、それは、第１の貯水槽の水蒸気を凝縮するために使用される第２の貯水槽からの冷水である。これは、いくつかの方法で行うことができる。２つの貯水槽は、ＭＳＦまたはＭＥＤ装置で使用されるものに類似した方式で凝縮するために利用される漏れ防止パイプによって連結できる。例えば、第１の貯水槽の水蒸気を含んだ空間内に配置されているパイプに冷水を注入すると、蒸気の一部が凝縮し、このように凝縮された水は、それを収集するための他の貯水槽（タンクまたは他の容器）に入れることができる。第２の貯水槽からの冷水は、海に排出され、この作業中、この冷水の温度は上昇していた。
【００１１】
貯水槽の海との連結開口部に面した海の水位は、この水位が大きく変動すると脱塩作業が中断しがちな場合には、一定に保つことができる。この目的のために、閉じた封じ込め空間（ｃｏｎｔａｉｎｍｅｎｔ  ｓｐａｃｅ）を提供する壁が、貯水槽と海との間の連結開口部に向かい合って、海中に追加され得る。これらの封じ込め空間に入って貯水槽（複数可）に供給されるようになる水を処理するための海水処理システムも追加され得、この処理システムは説明した壁自体内に設置され得る。
【００１２】
本発明を使用する海水脱塩の投資費用および運用費は、他の全ての方法が使用されたものよりも大幅に低い。かかる施設に対する保守は実質的にないが、保守が必要な場合は、施設の運用が中断されないような、かつ特に、貯水槽を空にして再充填しないような方法で、水中作業員によって実行され得る。
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月8日(2016.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従来技術：海水を脱塩するシステムおよび方法は周知であり、実に何千ものそれらを利用する脱塩プラントが世界中で使用されている。採用されている主要なシステムおよび方法は、膜型（基本的に、逆浸透、ＲＯ）および蒸発型（基本的に、多段フラッシュ蒸発（ＭＳＦ）および多重効用蒸留（ＭＥＤ））である。これら２つのシステムおよび方法に関連し得るか、または関連していない可能性がある他の技術、例えば、電気的、化学的、凍結、または「再生可能エネルギー」技術などが存在する。本発明によるシステムおよび方法の利点は、これらのシステムおよび方法のほとんどに適合するが、本発明は既存のシステムおよび方法と異なる。
【請求項１】
特徴部分：本発明に従った方法は、以下：
海辺に（脱塩すべき水が水である場合）配置した、完全に密封された貯水槽の使用であって、貯水槽が、外部と２つの方法：（（１）第１の連結手段は屋根の上に配置された装置を介しており、前記貯水槽全体を海水で満たすことができ、次いで、前記貯水槽が完全に密封されるように閉じられる。（２）また、前記貯水槽は、海面より下に配置された１つ以上の開口部を通して流体連結した海とも連結する。）だけで流体連結する、貯水槽の使用と、
前記開口部が、前記貯水槽を満たす際には（制御システムによって）密閉する必要があり、
充填後に、前記開口部が、徐々に開口されて、タンク内部の海水を海の水と流体連結させ、
前記貯水槽中の水位が下がり、前記海面を超える高さｈで安定化し、
１つは、３つのポイントを考慮してもよく、第１のポイントＡは、海の中に海面の高さで置かれ、第２のポイントＢは、Ａと同じ高さであるが、前記貯水槽の内部に置かれ、第３のポイントＣは、前記貯水槽内の水面の高さに置かれ、ポイントＡは戸外にあり、従って、大気圧、Ｐａ下にあり、前記貯水槽外部の水と前記貯水槽内の水が流体連結している場合、ポイントＡと同じ高さである、ポイントＢにおける圧力は、大気圧と等しく、海の水が前記貯水槽の水と流体連結されていた時に、前記貯水槽が完全に充填されたと考えると、ポイントＣで存在していた圧力は、前記貯水槽内の海水温度における飽和蒸気に起因した圧力、Ｐｓであり、前記海水と流体連結した前記貯水槽の海水を入れるための単純な解決策は、前記海面より下で前記海と隣接して配置された前記貯水槽の表面に前記開口部を配置することであり、
次に、前記水蒸気を凝縮するための適切なシステムを使用し、脱塩水を得るために十分であり、同一の結果が、前記貯水槽中の海水より上に配置された蒸気の一部を連続的に取り除くことによる凝縮の作業を、変化していないままである貯水槽の表面からの水の排出と置き換えることにより、得ることが可能であり、次に、除去した蒸気が、前記貯水槽の外側で凝縮することにより、脱塩水を入手し、この場合、前記貯水槽の天井が配置されている海面より上の高さを特定する必要があり、ここで高さは、［文語的に、「前記（ｔｈｅ  ｓａｉｄ）」］高さｈ＝（Ｐａ−Ｐｓ）／ｐｇプラス、前記貯水槽で処理した水蒸気を処理するために必要とされる空間に割り当てられた追加的な高さと等しくあるべきであり、ここでρは海水の濃度であり、ｇは局所的な重力加速度で、約９．８ｍ／秒／秒であり、
貯水槽の表面から水を取り除くことにより、前記水蒸気の凝縮が、圧力の減少をもたらし、前記貯水槽の表面に配置された水の温度が、海水の温度で維持されており、これにより、「フラッシュ」蒸発の減少が維持される点で、フラッシュ蒸発のシステムに適合可能である、システムが提供され、  以下の例：海面より１３メートル上の高さの、記載されるタイプの貯水槽が、海水で充填されており、密閉されており、次に、貯水槽の海水と海水との間の流体連結の開口部が、次第に開口し、流体静力学の基本原理により、ポイントＢとＣとの間の圧力差はｈ  ［ｓｉｃ］と等しく、ここでＰａ−Ｐｓ＝ρｇｈであり、ここでρは海水の濃度であり、ｈはポイントＣとポイントＢとの間の高さの差であり、ｇは局所的な重力加速度で、約９．８ｍ／秒／秒であり、次にｈ＝（Ｐａ−Ｐｓ）／ｐｇであり、その値は約９．５〜１０メートルという結果になり、それは、上の計算式に示すように、例のために選択された１３ｍとは明らかに無関係である、
ことを特徴とする、方法。
【請求項２】
１つ以上の低い高さ（約４０ｃｍ）の重ねたベイスン（ｂａｓｉｎ）が、前記貯水槽の水面の上にその水面と平行して、追加され、海の海水温度である、前記貯水槽内部の海水が、これらのベイスンにポンプで入れられており、
各ベイスン内の凝縮システムで水蒸気が凝縮され、
これらのベイスン内の水が、連続して海に移され、
ベイスンを記載されるように積み重ねると、前記貯水槽の同じ設置面積に対して、レベル数に比例して、脱塩水の量が増加し、
水蒸気は、前記の場合と同じ方法で除去できる
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
請求項１に従った前記貯水槽と同じ方法で機能する第２の貯水槽が追加され、
第２の貯水槽は、[ポンプ]により海の内部から移した海水が供給され、
海の内部の取水ポイントは海面下の深さＺにおいてであり、
前記取水ポイントの深さが深いほど、海水温度が低くなって圧力が高くなり、
この温度が、水の取水ポイントの深さＺを設定することにより選択することができ、
深さが減少すると低下する圧力エネルギーが位置エネルギーに変換されるので、水を前記貯水槽に供給するために大量のエネルギーを必要とせず、
前記ポンプによって消費されるエネルギーは、水の粘度のために前記パイプ内の摩擦によって失われるエネルギーを補うのに役立ち、
前記第２の貯水槽からの冷水は、前記第１の貯水槽の水蒸気を凝縮するために使用され、これは、いくつかの方法で行うことができ、前記２つの貯水槽は、ＭＳＦまたはＭＥＤ装置で使用されるものに類似した方式で凝縮するために利用される漏れ防止パイプによって連結でき、例えば、前記第１の貯水槽（「貯水槽１」）の水蒸気を含んだ空間内に配置されている前記パイプに冷水を注入すると、蒸気の一部が凝縮し、このように凝縮された水は、それを収集するための他の貯水槽（タンク）に入れることができ、
前記第２の貯水槽（「貯水槽２」）からの冷水は、海に排出され、本作業中、本冷水の温度は上昇していた
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
閉じた封じ込め空間を提供する壁が、前記貯水槽と海との間の前記連結開口部に向かい合って、海中に追加され、このようにして、これらの封じ込め空間内部の海の水位は、前記海水位が大きく変動すると前記脱塩作業が中断しがちな場合には、一定に保つことができ、これらの封じ込め空間に入って、前記貯水槽（複数可）に供給されるようになる水を処理するための水処理システムも追加され得；本処理システムは前記説明した壁自体内に設置され得る
ことを特徴とする、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項５】
他の施設からの利用可能なエネルギーが再利用され、前記貯水槽を貫通するチューブを通して前記貯水槽に注入される熱によって、前記貯水槽内の海水上の前記飽和蒸気の温度が変わり、入力された前記エネルギーによって加熱された前記貯水槽の水は、ＭＳＦ蒸発システムの場合のように、凝縮器を備えた連続するベイスンのシステムによって蒸留され得る
ことを特徴とする、請求項１、２、３、または４に記載の方法。
【請求項６】
ＭＳＦ蒸発、ＭＥＤ蒸留、またはその他などの、他の脱塩技術との組合せを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、または請求項４に記載の方法。
【請求項７】
完全に密閉された貯水槽の凝縮であって、この貯水槽の壁、天井、およびいずれかの支持柱が、それらにかかる著しい負荷に耐えるために必要な強度を有していなければならず、脱塩する水が海水である場合、前記貯水槽は海辺に設置する必要があり、使用される建築材料は、海水に適合する必要があり、前記貯水槽の土台の表面積は、生成する脱塩水の量によって決まり、土木工学の制約によってのみ制限され、
前記貯水槽は、外部と２つの方法：
（１）第１の連結手段は屋根の上に配置された装置を介してであり、前記貯水槽全体が海水で満たされるようにでき、次いで、前記貯水槽が完全に密封されるように閉じられ、
（２）前記貯水槽は、海面より下に配置された１つ以上の開口部を通して流体連結した海とも連結し、ここで前記貯水槽の海水と海水との間で流体連結する手段を提供するための単純な解決策が、建設中に、海面より低く前記貯水槽の土台を配置すること、および説明した前記貯水槽の側面開口部を海面より下に配置することであり、同時に、前記貯水槽の上部が海面より上になりえる
ことのみで連結し、
前記海面より上の前記貯水槽の天井の高さが、高さｈ＝（Ｐａ−Ｐｓ）／ｐｇプラス、前記貯水槽で処理した水蒸気を処理するために必要とされる空間に割り当てられた追加的な高さと等しくあるべきであり、
次に、適切なシステムを使用してこの蒸気を凝縮して、脱塩水を提供し、
前記貯水槽の表面上の水を、海に向けて排出する
ことを特徴とする、本発明に記載のシステム。
【請求項８】
低い高さ（約４０ｃｍ）の１つまたは複数の重ねたベイスンを追加することを特徴とし、
ベイスンが、前記貯水槽中の水位より上であり、かつこの表面と平行に配置されており、
海水の温度である、前記貯水槽内部の海水が、これらベイスンへとくみ上げられ、
各ベイスンの凝縮システムが水蒸気を凝縮し、
これらベイスン中の水が、海へ向けて連続的に除去され、
水蒸気が、従来の場合と同じ方法で除去することができる
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
請求項７に記載の貯水槽と同じ方法で機能する第２の貯水槽を追加することを特徴とし、
前記第２の貯水槽に、海の内部から十分な次元のポンプおよびパイプにより移された海水が提供され、海の内部の取水ポイントが、海面より下の深さＺであり、
よって、１つは、２つの入手可能な貯水槽を有し、すなわち請求項７に記載のように、前記温度が、前記貯水槽の近くに位置した海水の温度であり、水が、本請求項に記載の貯水槽および第２の貯水槽に供給されるように使用され、水が低温であり、
この場合、これは、前記第１の貯水槽の水蒸気を凝縮するために使用される前記第２の貯水槽からの冷水であり、
これは、いくつかの方法により達成することができ、２つの貯水槽は、ＭＳＦまたはＭＥＤ装置で使用されるものに類似した方式で凝縮するために利用される漏れ防止パイプによって連結でき、例えば、前記第１の貯水槽（「貯水槽１」）の水蒸気を含んだ空間内に配置されている前記パイプに冷水を注入すると、蒸気の一部が凝縮し、このように凝縮された水は、それを収集するための他の貯水槽（タンク）に入れることができ、前記第２の貯水槽（「貯水槽２」）からの冷水は、海に排出され、本作業中、本冷水の温度は上昇していた、
請求項７または８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記貯水槽と海との間の前記連結開口部に向かい合う、１つまたは複数の閉じた封じ込め空間を提供する壁を追加することを特徴とし、
前記封じ込め空間に入る海水の処理システムも追加され得；本処理システムは前記壁自体内に設置され得、ついで本システムが前記貯水槽を供給する、
請求項７、８、または９に記載のシステム。
【請求項１１】
他の施設から入手可能なエネルギーを再利用することを特徴とし、前記貯水槽を貫通するチューブを通して前記貯水槽に注入される熱によって、前記貯水槽内の海水上の前記飽和蒸気の温度が変わり、
前記貯水槽の水は、ＭＳＦ蒸発システムの場合のように、凝縮器を備えた連続するベイスンのシステムによって蒸留され得る、
請求項７、８、９、または１０に記載のシステム。
【請求項１２】
ＭＳＦ、ＭＳＤ、またはその他などの他の蒸留技術と併用することを特徴とする、請求項７、８、９、または１０に記載のシステム。
【請求項１３】
従来のフラッシュ蒸発蒸留システムに適合可能なシステムを得るためのフラッシュ蒸発の方法であって、前記水蒸気の凝縮が、圧力の減少をもたらし、前記貯水槽の表面に配置された水の温度が、前記貯水槽の表面から水を除去することにより、海水の温度で維持されており、これにより、「フラッシュ」蒸発の現象が維持され、同一の結果が、前記貯水槽の海水より上に位置する蒸気の一部を連続的に除去することによる凝縮作業を、変化しないままである前記貯水槽の表面からの水の排出と置き換えることができ、次に除去した蒸気を前記貯水槽の外で凝縮して、脱塩水を得る、方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月5日(2017.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を脱塩する方法であって、以下の：
海面より下に配置され、海と連結している１つまたは複数の開口部に加え、屋根に配置された充填装置を含む、海辺に配置された密閉された貯水槽の準備と、
前記充填装置により海水を前記貯水槽に充填し、ここで前記開口部が密閉されており、次に、前記貯水槽を密閉するために、前記充填装置を閉鎖することと、
前記開口部を徐々に開口することと、前記海水に連結する貯水槽の内部にある水を入れることと、ここで前記リザーバの水位が下がり、前記海面を超える高さｈで安定し、前記蒸気が、前記高さｈより上で前記貯水槽内において生成され、前記貯水槽の天井が、高さｈプラス、前記貯水槽で生成される水蒸気を処理するために必要とされる追加的な高さに等しい海面を超える高さを有することと、
前記生成した水蒸気を凝縮して、脱塩水を得ることと、
海に向けて前記貯水槽の表面から水を除去して、海水の温度に、前記貯水槽の表面の水温を維持し、「フラッシュ蒸発」現象を有効に維持することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記貯水槽の土台が、海面より下に配置されており、ここで前記開口部が、海に面した前記貯水槽の表面にあり、前記海面より下にある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水蒸気の一部が、前記貯水槽の外で凝縮される前に、前記貯水槽から連続的に除去される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記１つまたは複数の重ねたベイスンが、前記リザーバの内部で、水面の上にその水面と平行して提供されており、前記貯水槽内部からの海水が、これらのベイスンにポンプで入れられており、前記これらのベイスン内の水が、海に向けて連続して取り除かれており、前記水蒸気が各ベイスンで凝縮されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記貯水槽が第１の貯水槽であり、さらに前記方法が、
前記第１の貯水槽と同一の方法で機能する第２の貯水槽に海水を供給することであって、前記供給が、海面を下回る深さZで海の内部の取水ポイントからのポンプおよびパイプの手段によるものであり、ここで、前記第２の貯水槽内の水の温度は、前記第１の貯水槽内の水の温度よりも低く、
前記第２の貯水槽の水は、前記第１の貯水槽の水蒸気を凝縮するために使用されており、前記第２の貯水槽からの水が、前記凝縮の間温度が上昇され、海へと除去されており、
好ましくは、前記第２の貯水槽からの水は、前記第１の貯水槽の水蒸気が配置されている空間に配置されたパイプに注入されることにより、前記水蒸気の一部を凝縮し、意図される水を回収するよう意図された貯水槽に凝縮した水を通過させることを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記貯水槽の開口部に面した海面が、閉じた封じ込め空間を提供する壁により安定化されており、好ましくは、処理システムが提供され、特に好ましくは、前記封じ込められた壁に配置されており、前記封じ込められた空間に入り、前記貯水槽を供給するために使用される海水を処理するためのシステムが提供される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記貯水槽を横断するチューブを介して前記貯水槽に熱を注入して他の施設により提供されたエネルギーの再利用を含み、任意に、加熱されている前記貯水槽の水の蒸留が、凝縮器を備えた連続したベイスンのシステムを介して行われる請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
多段フラッシュ蒸発または多重効用蒸留などの別の技術による脱塩をさらに含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
海水を脱塩するシステムであって、
海面より下に配置され、海と連結している１つまたは複数の開口部に加え、屋根に配置された充填装置を含む、海辺に配置された密閉された貯水槽であって、前記充填装置が、海水で前記貯水槽を充填し、次いで前記充填装置を密閉することができるように構成されている、貯水槽と、
前記貯水槽を充填する間に開口部を閉鎖し、次に前記充填後に前記開口部を徐々に開口することにより、前記貯水槽に含まれている水が、海水と連結するように配置されるように構成された制御システムであって、この処理で、前記貯水槽内の水位が下がり、前記海面を超える高さｈで安定し、水蒸気が、前記高さｈを超えて、前記貯水槽で生成され、前記貯水槽の天井自体が、高さｈ、プラス前記貯水槽内で生成された水蒸気を処理するために必要な空間に割り当てた追加的な高さと等しい海面を超える高さを有する、制御システムと、
前記貯水槽で生成した水蒸気の凝縮システムであって、脱塩水の生成を可能にする、システムと、
前記貯水槽の表面から海へと水を除去して、海水の温度に前記貯水槽の表面の水温を維持し、「フラッシュ蒸発」現象を維持するためのシステムと
を含む、システム。
【請求項１０】
前記貯水槽の土台が、海面を下回るように配置されており、前記開口部が、海面を下回る、海に面した前記貯水槽の面に配置されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記貯水槽の水蒸気の一部を連続して除去し、前記貯水槽の外側で前記水蒸気を凝縮するための装置を含む、請求項９または１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記貯水槽の内部で上に重ねられており、前記水面より上にあり、この表面と平行である、１つまたは複数のベイスンを含み、さらに、海に前記ベイスンから水を連続的に除去し、前記ベイスンのそれぞれで水蒸気を凝縮することに加え、前記貯水槽の内部から前記ベイスンへ向けて海水をポンプでくみ上げるシステムを含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記貯水槽が第１の貯水槽であり、また前記システムが、
前記第１の貯水槽と同一の方法で機能する第２の貯水槽であって、前記第２の貯水槽が、海面を下回る深さZで海の内部の取水ポイントから、ポンプおよびパイプにより、海水を供給され、ここで前記第２の貯水槽の水温が、前記第１の貯水槽の水温よりも低く、前記第１の貯水槽の水蒸気を凝縮するシステムは、前記第２の貯水槽からの水を利用する、第２の貯水槽と、
前記第２の貯水槽からくる水を海へ除去するためのシステムであって、前記第２の貯水槽からの水の温度が、前記凝縮の間上昇したシステムと、
を含み、前記システムは、好ましくは、
前記第１の貯水槽の水蒸気が配置されている空間に配置されたパイプであって、前記第２の貯水槽からの水が前記パイプに注入され、前記水蒸気の一部を凝縮し、回収すると意図される貯水槽に、前記凝縮した水を通す、パイプ
を含む、請求項９〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
海面を安定化させるための、前記貯水槽の開口部に面して密閉された空間を提供する壁と、
好ましくは、前記密閉された空間に入り、前記貯水槽に提供するための、処理システム、特に好ましくは、前記封じ込められた壁に配置されている処理システムと
を含む、請求項９〜１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
他の施設により提供されるエネルギーを再利用するためであり、前記貯水槽を通過するチューブにより、前記貯水槽に熱を注入するための装置であって、任意に、前記装置が、加熱されている前記貯水槽の水の蒸留を、凝縮器を備えている連続したベイスンのシステムを介して提供する、装置を含む、請求項９〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
フラッシュ蒸留方法であって、
貯水槽に液体を提供することと、
前記貯水槽で前記液体の上に蒸気を作製することと、
前記蒸気を凝縮し、前記液体を超える圧力の低下を作製することと、
前記表面で前記液体を除去し、前記液体の定数の温度を維持し、「フラッシュ蒸発」現象を有効に維持することと
を含む、方法。
【請求項１７】
前記液体の上に配置された蒸気の一部が連続して除去され、前記貯水槽の外で凝縮される、請求項１６に記載のフラッシュ蒸留方法。
【請求項１８】
前記液体が、食塩水、好ましくは海水であり、特に好ましい方法で前記表面の液体の水が、海へと除去され、前記液体の水の温度が、海水の温度で維持される、請求項１６または１７に記載のフラッシュ蒸留方法。
【国際調査報告】
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