JPH0137737Y2

JPH0137737Y2 -

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Publication number: JPH0137737Y2
Application number: JP1984144248U
Authority: JP
Priority date: 1984-09-26
Filing date: 1984-09-26
Publication date: 1989-11-14
Also published as: JPS6161089U

Description

【考案の詳細な説明】考案の目的（産業上の利用分野）本考案は、そのままでは飲料に適さない海水、
雨水又は濁り水等の飲料不適水から真水を生成す
る飲料不適水の真水化装置に関する。

（従来の技術）海水又は砂や泥を含んだ雨水や汚濁水などの飲
料不適水から真水を得る技術としては濾過式や蒸
留式が知られているが、前者は複数の濾過槽を必
要とすることから装置が大掛りとなり、しかも塩
分等を十分に濾過することができない。また後者
の場合は、飲料不適水を蒸発させるものであるた
めに、ヒーターやバーナーなどの熱源が必要で、
何処でも使用できるというものではなく、その上
構造が複雑でランニングコストが昴騰する欠点を
有していた。

一方では、省エネルギーの観点から上記蒸留式
を採用したソーラーシステム利用の真水化装置が
提案されている。例えばこの種の真水化装置は、
塩化ジフエニール、シリコンオイル等の高沸点熱
媒体を閉ループ管路に持つヒートパイプ型太陽熱
集熱管利用の装置で、その太陽熱を熱源として上
記閉ループ管路内の高沸点熱媒体を120〜150℃の
高温度に加熱し、この高沸点熱媒体を熱交換槽に
導き、該熱交換槽に入れた飲料不適水を熱交換に
よつて加熱して、これを蒸発させ、次いでその蒸
気を凝縮させることによつて真水を得るものであ
る。

しかしながら、この真水化装置の如く太陽熱で
高温度に上昇させた高沸点熱媒体と飲料不適水と
の間で熱交換させて、同水を蒸発させる構造で
は、太陽熱の伝達系での熱損失が多くなり、真水
の生成能力が極めて低く、しかも熱交換槽の如き
熱交換部を必要とするので装置が大型化し、かつ
それらが高価であるが故に製造コストが上昇する
という経済面での隘路があつた。

（考案が解決しようとする問題点）本考案は、太陽熱利用の従来の飲料不適水の真
水化装置が有していた欠点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、太陽熱の有効
利用を図り、あわせて、構造の簡素化、並びにメ
インテナンスの容易性、そして装置の拡張性に優
れた飲料不適水の真水化装置を提供することにあ
る。

考案の構成（問題点を解決するための手段）斯る問題点を解決する手段として、本考案の飲
料不適水の真水化装置は、断熱材で覆つた管路を
有するヘツダの当該管路の側壁に、一端を開口さ
せた有底筒状の複数本の太陽熱集熱器を、その開
口を斜め上向きにして着脱自在に連通接続すると
共に、太陽熱集熱器に飲料不適水を供給するため
の注水路を上記ヘツダの管路に接続し、さらに、
飲料不適水を溜めた太陽熱集熱器から発生する蒸
気を上記ヘツダの管路から受け取つて凝縮させる
凝縮槽を設けて成る構造を採用するものである。
このとき、飲料不適水の沸点を下げてその蒸発効
率を高めるには、太陽熱集熱器からヘツダの管路
を通つて凝縮槽に至る一連の空間をポンプで減圧
するとよいが、特にポンプの駆動を省エネルギー
化するには、その一連の空間を選択的に大気圧か
ら隔絶可能にすることが望ましい。

（実施例）次に図面を参照しながら本考案の実施例を説明
する。

第１図は本考案に係る真水化装置の１実施例を
示す全体斜視図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ
線上矢視断面図である。

先ず本実施例の構成を概略的に説明すると、こ
の装置は、第１図に示す如く海水、雨水又は濁り
水等の飲料不適水を沸騰蒸発させる太陽熱集熱器
１が架台２上に傾斜状態で設けられ、この太陽熱
集熱器１に対し、同集熱器１によつて沸騰させ発
生させた飲料不適水の蒸気を凝縮すると凝縮部３
と、上記太陽熱集熱器１と凝縮部３とを接続する
管路４とによつて構成されている。

第１図に示す太陽熱集熱器１は、複数本の太陽
熱集熱管１Ａを列設して成るもので、同太陽熱集
熱管１Ａは第２図に示す如く一端にのみ開口を有
する真空二重管型で、同管を構成する内外径の異
なる透明な２本のガラス管１A₁，１A₂は相互間
に間隙を設けて同心に重合され、かつ両ガラス管
１A₁，１A₂の空間は外気に対して隔絶されかつ
減圧されて真空２重の管体を構成している。更
に、前記内側のガラス管１A₂の表面には熱の吸
収性が大で熱の放射を抑制する機能を備えた黒色
の選択吸収膜が蒸着されているが、この選択吸収
膜は、内層を熱吸収性を有する金属酸化物や複合
金属カーバイドフイルムとし、外層を内層から放
射される熱を内層方向に反射する熱エミツタンス
の低い金属膜とする内外２層の複合膜である。ま
た内外のガラス管１A₁，１A₂相互の同心状態を
維持し、かつ内側のガラス管１A₂の体膨脹に対
応して同管１A₂を支持するなどの機能を有する
スペーサスプリングリング１A₃と、サポートリ
ーフスプリング１A₄とが内外ガラス管１A₁，１
A₂相互間に配設されている。

尚、太陽熱集熱器１は、第３図に示す如く密封
減圧された真空のガラス管５内に、集熱板６を有
する銅パイプ７を設けた太陽熱集熱管１Ｂを複数
本列設した構造のもの、或いは図示なき集熱用中
空盤体の中に上記のような銅パイプを蛇行状に収
容した構造のものに置き換えることができるが、
該銅パイプ７についてはその内部を洗浄し易くす
ることが必要である。この点前記真空二重ガラス
管型の太陽熱集熱管１Ａは一端が開口し夫々独立
しているために、沸騰によつて濃縮残存した飲料
不適水の排出及び洗浄を簡単に行うことができ
る。

また前記凝縮部３は、管路４を介して導入され
た蒸気を凝縮する非鋳鋼製の凝縮槽８を主体と
し、それに、外気導入バルブ９と真水排出バルブ
１０とを備えている。

前記管路４は、太陽熱集熱器１内で発生した蒸
気を受けて凝縮槽８へ導く蒸気排出管１１の中
に、飲料不適水を太陽熱集熱器１へ供給する導水
管１２の端部を開口させ、該導水管１２の外端部
には注入バルブ１３と飲料不適水の図示なき濾過
器を有する注水用ホツパ１４を取付け、また該蒸
気排出管１１の凝縮槽８側には管路４と凝縮槽８
との連通を遮断するバルブ１５が取り付けられて
いる。そして管路４の外周は太陽熱集熱器１との
接続部付近から凝縮槽８に至る部分が断熱材１６
で被覆されており、蒸気を管路４内で凝縮させな
いようになつている。

またこの管路４は導水管１２から導入された飲
料不適水が凝縮槽８に流入されないようにするた
め、第２図に示す如く凝縮槽８側に仕切板１７が
設けられ、蒸気排出管１１の上部のみに蒸気通路
１１Ａを形成する。更にこの仕切板１７には前記
太陽熱集熱管１Ａの開口に平面部を対向させて板
体トラツプ１８を斜めに取付け、太陽熱集熱管１
Ａが満水状態であつた場合、開口部付近で沸騰し
た飲料不適水が仕切板１７を越えて凝縮槽８に流
入しないように考慮されている。尚、板体トラツ
プ１８は格子状ルーバー又はハニカム構造にする
ことも可能であるが、蒸気を冷却させる要因にな
るものであつてはならない。

そして上記管路４は、この管路４の注入バルブ
１３から凝縮槽８の内部に至る回路を50Torr程
度に減圧するための真空ポンプ１９が接続され、
飲料不適水の沸騰点を60℃程度まで下げることが
できるようになつている。特にこの真空ポンプ１
９は手廻し式又は足踏み式などの手動式でよい
が、外部電源や太陽電池によるものであれば電動
式でもよい。

次に前記太陽熱集熱器１と管路４との接続構造
を第２図を中心にして詳細に説明する。

太陽熱集熱管１Ａはその開口端部が前記管路４
に対し着脱自在であり、そのための接続部は下記
のように構成されている。

管路４の周面には太陽熱集熱管１Ａの数に等し
い複数の開口２０が所定ピツチでやや下向きに穿
設され、夫々の開口２０の外方には分岐管２１が
下向き傾斜状態に突設されている。これらの分岐
管２１の内径は前記太陽熱集熱管１Ａの外側のガ
ラス管１A₁の外径寸法に合わせて設定され、更
に同分岐管２１の内周部適宜位置には液密及び気
密シール状態を達成するためのＯリング２２を装
着する円周溝２３が形成されている。尚、Ｏリン
グ２２及び円周溝２３は一体の分岐管２１に対し
て１個、１条である必要はなく、シール状態を一
層確実なものにするためには複数組設けることも
可能である。また液密及び気密シール状態を達成
するものとしては前述のＯリング２２に限定され
ず、オイルシール又はＶパツキンやＵパツキンと
いつたリツプパツキン等を使用することもでき、
ＵパツキンやＶパツキンを採用する場合は該当パ
ツキンの開口側を大気側に向けることにより、減
圧された管路４内に対してシール性が著しく向上
する。

次に以上のように構成された実施例の作用を第
４図に示すフローチヤートをも参照しながら説明
する。

真水を生成するに際して、先ず海水、雨水又は
濁り水等の飲料不適水を濾過器を持つ注水用ホツ
パ１４に入れ、注入バルブ１３を開いて同飲料不
適水を夫々の太陽熱集熱管１Ａがほぼ満水になる
まで供給する。その後前記注入バルブ１３を閉
じ、当該バルブ１３から管路４を経て凝縮槽８の
内部に至る回路を気密にし、真空ポンプ１９を駆
動することによりその回路内を減圧する。尚、
夫々の太陽熱集熱管１ＡはＯリング２２の作用に
より管路４に対して気密シール状態で接続されて
いるので真空ポンプ１９を常時駆動しなくても
50Torr程度の真空度（約1/15気圧）を維持する
ことができ、一日に何回か手廻し駆動して真空度
を維持すればよい。

太陽熱集熱器１は夫々の太陽熱集熱管１Ａの内
側ガラス管１A₂が太陽熱を吸収することにより
同管１A₂内に満たされている飲料不適水を加熱
し、やがて同水は沸騰して蒸発を開始する。太陽
熱集熱管１Ａの内部を含めて、管路４の回路は減
圧されているので、水の沸点は下がり、比較的短
時間で飲料不適水は蒸発する。このようにしてで
きた蒸気は管路４を介して凝縮槽８に導かれる。
凝縮槽８は外気に曝されているので冷却されて凝
縮槽８の壁面に付着した蒸気から凝結を始め、や
がて凝縮槽８内に真水が貯留される。尚、貯留さ
れた真水を取出す場合にはバルブ１５を閉じ、外
気導入バルブ９を開き、更に真水排出バルブ１０
を開けばよい。

次に、太陽熱集熱器１の度重なる使用により、
太陽熱集熱管１Ａの内部には飲料不適水が濃縮す
ることによつて残存する異物が内壁に付着するこ
とがあるので、２日から３日に１回程度全ての太
陽熱集熱管１Ａを洗うとよい。本実施例の場合に
は夫々の太陽熱集熱管１Ａの開口端部が分岐管２
１に対して着脱自在に挿着されているので、太陽
熱集熱管１Ａの内外が汚れた場合には、太陽熱集
熱管１Ａを管路４から外してメンテナンスを行
う。

以上詳述した実施例は一例であり本考案の要旨
の範囲において種々の変形実施が可能であること
は言うまでもなく、以下本考案の変形例について
説明する。

第５図に示すものは飲料不適水の注水用ホツパ
３１の中に凝縮管３２を設けて凝縮部３０を構成
したもので、夫々の太陽熱集熱管１Ａから発生さ
せた蒸気を管路３３で合流させた後、起立管３４
で上記凝縮管３２に導き、同管３２に達した蒸気
を注水用ホツパ３１内に収容した飲料不適水で冷
却することにより、蒸気を強制的に凝縮させて真
水とし、貯水タンク３５に蓄える。尚、この実施
例による場合には、注水用ホツパ３１内に貯留し
た飲料不適水が上記熱交換によつて加熱されるの
で、該注水用ホツパ３１内の飲料不適水は太陽熱
集熱管１Ａに導かれる前に予熱される。従つて本
実施例によれば熱の有効利用が図れ、前記第１実
施例による場合よりも蒸発速度を早めることがで
きる。尚、第５図において第１図及び第２図に示
すものと同一部材には同符号を符してその詳細な
説明を省略する。

また第５図に示す実施例において、貯水タンク
３５を廃止し、凝縮管３２の端末に設けたバルブ
１５で真水排出バルブを兼用させ凝縮管３２自体
に真水を貯めておくことも可能である。更に、こ
の実施例において凝縮管３２を注水用ホツパ３１
外に出すと、飲料不適水の上記予熱効果はなくな
るが、外気に曝して自然冷却することにより蒸気
を凝縮させることができる。

考案の効果以上の説明から明らかなように本考案の飲料不
適水の真水化装置は、各太陽熱集熱器への飲料不
適水の供給経路と、夫々の太陽熱集熱器から発生
する蒸気を凝縮槽へ導く蒸気通路とを兼ねるヘツ
ダに、複数本の太陽熱集熱器を並列接続して飲料
不適水の真水化装置を構成するから、そのヘツダ
の兼用化という点において装置の小型化を図るこ
とができると共に、ヘツダを継ぎ足すだけで容易
に装置を拡張することができるという効果があ
る。また、ヘツダの管路を断熱材で覆うことによ
り、ヘツダを飲料不適水の注水路と蒸気の通路に
兼用する場合に蒸気が当該管路内で無駄に凝縮す
ることを防止することができ、これにより、真水
の生成効率を向上させることができるという効果
がある。

そして、太陽熱集熱器はヘツダに対して着脱自
在であるから、沸騰によつて太陽熱集熱器の管内
に濃縮残存した飲料不適水の排出や洗浄などの作
業を容易に行うことができるという効果がある。

更に、太陽熱集熱器からヘツダを通つて凝縮槽
に至る一連の空間を大気圧から選択的に隔絶可能
とすることにより、大気圧から隔絶させた状態で
その空間をポンプにて減圧可能になるから、飲料
不適水の沸点を下げて能率的に蒸気を生成するた
めに必要なポンプの駆動を断続的に行えば済むよ
うになり、そのようなポンプの駆動に対して省エ
ネルギーを図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る飲料不適水の真水化装置の
実施例を示したもので、第１図は第１実施例の全
体斜視図、第２図は第１図におけるＸ−Ｘ線上矢
視断面図、第３図は他の太陽熱集熱管を示す一部
を切欠した斜視図、第４図は本考案装置の作用を
示すフローチヤート、第５図は本考案の他の実施
例を示す概略断面図である。１……太陽熱集熱器、１Ａ，１Ｂ……太陽熱集
熱管、３，３０……凝縮部、８……凝縮槽、３２
……凝縮管、４，３３……管路、１４，３１……
注水用ホツパ、３５……貯水タンク。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 断熱材で覆つた管路を有するヘツダの当該管
路の側壁に、一端を開口させた有底筒状の複数
本の太陽熱集熱器を、その開口を斜め上向きに
して着脱自在に連通接続すると共に、太陽熱集
熱器に飲料不適水を供給するための注水路を上
記ヘツダの管路に接続し、さらに、飲料不適水
を溜めた太陽熱集熱器から発生する蒸気を上記
ヘツダの管路から受け取つて凝縮させる凝縮槽
を設けて成る飲料不適水の真水化装置。 (2) 上記注水路は、ヘツダの管路内部を大気圧か
ら隔絶するためのバルブを有し、上記凝縮槽
は、当該槽内を大気圧から隔絶するためのバル
ブを有し、上記ヘツダの管路には、上記両方の
バルブを閉じたときに大気圧から隔絶される空
間を減圧するためのポンプを接続したものであ
る実用新案登録請求の範囲第１項記載の飲料不
適水の真水化装置。