(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を淡水化する海水淡水化プラントにおいて、
前記海水を導入する海水層に到達する底部に鉱石を積んだ陸地の井戸１と、前記井戸１から湧出する海水を濾過するために鉱石を配した海水貯水槽３と、前記海水貯水槽３に貯水された海水を水質改善する水質改善水槽５と、前記水質改善水槽５で処理を施された海水を濾過する一基以上の濾過機７、１１と、前記濾過機７、１１で濾過された浄化海水を蒸発室２１内に一槽以上設置された蒸発用水槽１３と、前記蒸発室２１内の蒸発用水槽１３の上方に設置された集光レンズ１４と、前記蒸発室２１内の上方に取り付けられて該蒸発室２１内の水蒸気を露結し液体に復する除湿機１５とを少なくとも備え、
前記水質改善水槽５は、該槽５内において入口空間部５０１から出口空間部５０２に沿って上下流動する流動空間５７と、前記流動空間５７に配置したマイナスの電極板５８とを有することを特徴とする海水淡水化プラント。
【請求項２】
海水を淡水化する海水淡水化プラントにおいて、
前記海水を導入する海水層に到達する底部に鉱石を積んだ陸地の井戸１と、前記井戸１から湧出する海水を濾過するために鉱石を配した海水貯水槽３と、前記海水貯水槽３に貯水された海水を水質改善する水質改善水槽５と、前記水質改善水槽５で処理を施された海水を濾過する一基以上の濾過機７、１１と、前記濾過機７、１１で濾過された浄化海水を蒸発室２１内に一槽以上設置された蒸発用水槽１３と、前記蒸発室２１内の蒸発用水槽１３の上方に設置された集光レンズ１４と、前記蒸発室２１内の上方に取り付けられて該蒸発室２１内の水蒸気を露結し液体に復する除湿機１５と、前記除湿機１５により液体に復した淡水を飲料水に浄水する浄水濾過機１８と、前記飲料水を貯蔵する飲料水槽２０とを少なくとも備え、
前記水質改善水槽５は、該槽５内において入口空間部５０１から出口空間部５０２に沿って上下流動する流動空間５７と、前記流動空間５７に配置したマイナスの電極板５８とを有することを特徴とする太陽熱エネルギー利用の海水淡水化プラント。
【請求項３】
前記蒸発用水槽１３は、その槽内部の表面１３１を乱反射面に構成した請求項１又は２記載の太陽熱エネルギー利用の海水淡水化プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として、太陽熱エネルギーの豊富な乾燥地帯の海岸線に建設し、その太陽熱エネルギーを利用して海水を真水に浄化する太陽熱利用の海水淡水化プラントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の海水の淡水化方式は、高圧による逆浸透膜方式と、高温ボイラー熱を利用した海水の蒸発による蒸留水方式とがある。
【０００３】
上記従来の方式は、いずれも、簡易な小型プラントの構成が困難で、大型のプラントとなって大きな設置場所を必要とする。
【０００４】
さらに、設備投資が高額であるだけでなく、造水に必要な逆浸透膜その他の消耗品がランニングコストアップの大きな要因となっている外、設備プラントの内容が複雑で、そのメンテナンス及び稼動に専門技術者が必要であり、保守・管理コストも高い。
【０００５】
その上に、海水濃度・植物性プランクトン・動物性プランクトン・その他環境ホルモン物質・有機物・無機物・全窒素・全燐・農薬・化学肥料・石油物質等を逆浸透膜で完全除去するためには「膜の目詰まり」が発生して「膜交換コスト」が高くなって「経済的競争力」で劣る。
【０００６】
さらに又、逆浸透膜方式の場合には、飲料水とするには、水質に問題があり、長期に継続して飲用すると健康に悪影響があるなどの幾多の欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、主として、無尽蔵の太陽熱エネルギーがさんさんと降り注ぐ熱帯や亜熱帯の乾燥地帯や砂漠地帯の海岸線に建設して、その太陽熱エネルギーを高率よく利用して海水を真水に浄化することによって飲料水として使用できる外、生活用水や植物成育用水などの多方面に使用できる淡水を安価大量に浄製できる太陽熱利用の海水淡水化プラントを得ようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の如き観点に鑑みてなされたものであって、海水を淡水化する海水淡水化プラントにおいて、前記海水を導入する底部に鉱石を積んだ陸地の井戸と、前記井戸から湧出する海水を濾過するために鉱石を配した海水貯水槽と、前記海水貯水槽に貯水された海水を水質改善する水質改善水槽と、前記水質改善水槽で処理を施された海水を濾過する一基以上の濾過機と、前記濾過機で濾過された浄化海水を蒸発室内に一槽以上設置された蒸発用水槽と、前記蒸発室内の蒸発用水槽の上方に設置された集光レンズと、前記蒸発室内の上方に取り付けられて該蒸発室内の水蒸気を露結し液体に復する除湿機とを少なくとも備え、前記水質改善水槽は、該槽内において入口空間部から出口空間部に沿って上下流動する流動空間と、前記流動空間に配置したマイナスの電極板とを有する海水淡水化プラント、及び、海水を淡水化する海水淡水化プラントにおいて、前記海水を導入する底部に鉱石を積んだ陸地の井戸と、前記井戸から湧出する海水を濾過するために鉱石を配した海水貯水槽と、前記海水貯水槽に貯水された海水を水質改善する水質改善水槽と、前記水質改善水槽で処理を施された海水を濾過する一基以上の濾過機と、前記濾過機で濾過された浄化海水を蒸発室内に一槽以上設置された蒸発用水槽と、前記蒸発室内の蒸発用水槽の上方に設置された集光レンズと、前記蒸発室内の上方に取り付けられて該蒸発室内の水蒸気を露結し液体に復する除湿機と、前記除湿機により液体に復した淡水を飲料水に浄水する浄水濾過機と、前記飲料水を貯蔵する飲料水槽とを少なくとも備え、前記水質改善水槽は、該槽内において入口空間部から出口空間部に沿って上下流動する流動空間と、前記流動空間に配置したマイナスの電極板とを有する太陽熱エネルギー利用の海水淡水化プラントを提供しようとするものである。
【０００９】
【発明の実施の態様】
次に、本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１はプラントの全体を摸式的に示すシステム図であり、太陽熱エネルギーの豊富な乾燥地帯や砂漠地帯の海岸から、海洋の水を水質安定の海水にするため、例えば、１００メートル程度離れた所要の陸地において、海水層に到達する所要深さの井戸１を掘る。該井戸１の海水は、海洋のエネルギーから遮断されて陸地のエネルギーのルールに従って時間の経過と共に水質の変化が生じる。該井戸１の底に所要の鉱石を積んで水質の淡水化を開始し、そこから湧出する海水をポンプ２で所要の海水貯水槽３に送水されて貯水される。該貯水槽３には所要の鉱石を積んで「分子ふるい」「イオン交換」「吸着」等の自然の濾過がなされる。該貯水槽３に貯水された海水はポンプ４で所要の水質改善水槽５に送水される。
【００１０】
図２は、前記水質改善水槽５の構成の一例を示す概略図であって、該槽５内には入口空間部５０１をおいて、底板５１から垂直に植設されて上部窓５２を空けた植立壁板５３と、該植立壁板５３から所要の間隔を置いて天板５４から垂直に下設されて下部窓５５を空けた下垂板５６とで構成される流動空間５７が出口方向に沿って槽内に順次構成されている。該各流動空間５７にはそれぞれの植立壁板５３及び下垂板５６の所定位置に取り付けられたマイナスの電極板５８が設けられている。そして、最後部の流動空間５７に隣接して出口空間部５０２が設けられている。
【００１１】
尚、この場合、前記各植立壁板５３及び各下垂板５６はマイナスの電極板とすることもできる。
【００１２】
そこで、前記ポンプ４で送水された海水は、前記水質改善水槽５内の一端側の入口空間部５０１の上方から入り、最初の植立壁板５３の上端を水面が越えると上部窓５２から流動空間５７に越流してから下垂板５６の下端下の下部窓５５を通って上方に流動する。海水はその上下の流動の過程でそれぞれ電極板に接触して海水中に含まれる不純物のプラスイオンが吸着される。その水質改善処理を施した改質海水はポンプ６で濾過機７に送水され、そこで濾過される。
【００１３】
前記水質改善水槽５で安定した水質に改質された海水はポンプ６で濾過機７に送水され、そこで濾過される。
【００１４】
前記濾過機７で、有機物・無機物・植物性プランクトン・動物性プランクトン・ヘキサン等の不純物が除去される。該濾過機７で濾過された濾過海水はポンプ８で所要の濾過海水貯水槽９に送水される。該濾過海水貯水槽９に貯水された濾過海水はポンプ１０によって濾過機１１に送水される。そこでさらに濾過されて「全窒素」「全燐」「農薬」その他が除去され、塩分濃度については、例えば、０．１％程度までに除塩される。
【００１５】
前記濾過機１１で濾過された浄化海水は、ポンプ１２により、例えば、天井が強化ガラスであり、壁面はステンレス乱反射板で構成され、外壁は断熱塗料や断熱材等で熱放散を防ぐようにして日中は室内が格別の高温になる蒸発室２１内に一槽以上設置された蒸発用水槽１３に送水されて常態的に所要の水面位置まで貯水される。
【００１６】
前記蒸発用水槽１３は、図３に示すように、その槽内部の表面１３１を乱反射面に構成することによって該槽１３内に入射した光線Ｌを乱反射させてそれぞれの光線の終息までの光路を長くすることにより光エネルギーの捕捉効率を高めることもできる。
【００１７】
前記蒸発用水槽１３の上方には、太陽熱（光）を集束する集光レンズ１４が配置され、該蒸発室２１内に入射する太陽光を収集して該水槽１３内で焦点させ、それによって該水槽１３内の浄化海水を加熱して加温を促進する。該集光レンズ１４は、例えば、ガラス又はプラスチック等の透明な容器に水を入れて凸レンズ作用をなす水レンズであってもよい。
【００１８】
前記蒸発用水槽１３から蒸発して「海水の気化」から気液分離により塩分が析出除去された淡水の水蒸気が上昇する。前記蒸発室２１内の上方所要位置には除湿機１５が取り付けられている。その除湿作用により前記蒸発用水槽１３から蒸発して該蒸発室２１内に発散した水蒸気が凝集除去されることによって該蒸発用水槽１３からの蒸発作用を増進させる。
【００１９】
この場合、前記蒸発用水槽１３の加熱に太陽光エネルギーを可能な限り無駄なく利用できる手段を適宜配置することもできる。
【００２０】
前記除湿機１５により水蒸気を露結し液体に復させた淡水を淡水貯水槽１６に集めて貯水する。
【００２１】
前記淡水貯水槽１６に集水された淡水はポンプ１７によって浄水濾過機１８に送水し、そこで、不安定な水質の淡水を飲料水に浄水してからポンプ１９により飲料水槽２０に送水し貯蔵する。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、海水層に到達する井戸と、前記海水層から湧出する海水を水質改善する水質改善水槽と、前記水質改善水槽で水質改善処理を施された海水を濾過して有機物・無機物・植物性プランクトン・動物性プランクトン・ヘキサン等の不純物及び全窒素、全燐、農薬等を除去する１基以上の濾過機と、前記濾過機で濾過された浄化海水を蒸発室内に一槽以上設置された蒸発用水槽と、前記蒸発室内の蒸発用水槽の上方に設置された集光レンズと、前記蒸発室内の上方に取り付けられて該蒸発室内の水蒸気を露結し液体に復する除湿機と、前記除湿機により液体に復した淡水を飲料水に浄水する浄水濾過機と、前記飲料水を貯蔵する飲料水槽とを少なくとも含有するものであるから、以下のような諸効果が得られる。
１．熱帯や亜熱帯の乾燥地帯や砂漠地帯の沿岸陸地において、飲料水として使用できる外、生活用水や植物成育用水などの多方面に使用できる淡水を安価大量に浄製できる。
２．海水の淡水化に必要なエネルギーを無尽蔵の太陽熱に依存するので、エネルギーの経済的コストがゼロである。
３．熱帯や亜熱帯の乾燥地帯や砂漠地帯の海岸線に建設するものでるから、太陽熱で熱くなった土砂の上に配管される送水パイプが熱せられ、それによって配管内の海水の温度が高温になり、海水の予熱に利用できる。
４．蒸発室の昇温エネルギーは、集光レンズ利用によって促進できる。
５．蒸発用水槽の内面を乱反射面とすることにより光エネルギーの吸収効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施例のプラントの全体を摸式的に示すシステム図である。
【図２】本発明一実施例に使用される水質改善水槽の構成の一例を示す概略図である。
【図３】本発明一実施例に使用される蒸発用水槽の内面の構成の一例を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１  海水層に到達する井戸
５  水質改善水槽
７、１１  濾過機
１３  蒸発用水槽
１３１  蒸発用水槽１３内部の表面
１４  集光レンズ
１５  除湿機
１８  浄水濾過機
２０  飲料水槽
２１  蒸発室
５０１  入口空間部
５０２  出口空間部
５７  流動空間
５８  マイナスの電極板
【図１】
0003766309.tif 000002
【図２】
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【図３】
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