JPH03181386A - 海水淡水化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、海水淡水化装置に関し、大型ヨツトやクルー
ザー等の船舶、臨海地区や離島等の生活用水や飲料水が
確保しにくい状況下において好適に利用されるもので、
海水より淡水化した特に飲料水に適した純水を提供でき
るものである。

従来の技術及び本発明が解決しようとする課題従来、こ
の種の海水淡水化装置は種々提供されているが、いずれ
も装置が大型で保守・点検も容易でなく、蒸発型を採用
している場合は、大量のエネルギーを必要とし、コスト
高になる問題があった。

また、従来の装置は操作が複雑であり、例えば、海水か
ら淡水を造る造水時および、装置自体の洗浄時、その都
度手動により複数のコックを開閉し、確認した後で始動
しなければならず、誤動作による損傷の危険があった。

しかも、この操作の繁雑な装置の洗浄を頻繁に行わなけ
れば、装置の耐久仕が急速に劣化する問題があった。

さらに、従来の装置では、海水から塩分、雑菌（細菌）
、バクテリア等を除去したろ過水は、Ｈ，０のみの純水
となっている。しかしながら、１１ｔＯのみの純水は、
飲料水としての基準はクリアするが、不純物等を除去す
ると同時にミネラル分も除去しているため、無味乾燥な
味で美味しい飲料水とはならない。かつ、自然に放置し
ていると雑菌が繁殖しやすく、飲料水取り出し口より雑
菌が配管内に侵入し増殖する危険がある。

本発明は、上記した種々の問題を解決せんとするもので
、装置自体が小型で耐久仕にも優れ、必要なエネルギー
を低減化し、しかも、造水及び洗浄操作をスイッチのオ
ン、オフ操作のみの簡単なものとし、さらに、ろ過水の
ミネラル化および滅菌化を図り、美味しく且つ雑菌が繁
殖しにくい飲料水を提供できるようにするものである。

課題を解決するための手段 即ち、本発明は、導入される海水を半透膜を通過させて
純水にろ過する逆浸透式ろ過器と、ミネラル分を溶出す
る粒子および制菌作用を有する粒子等の複数種の粒子を
筒体内に充填して該筒体内部を通過するろ過水を活性化
する活性器と、薬剤タンクを備え、 上記逆浸透ろ過器の入水口をプランジャ・ポンプを介設
した配管に接続し、該配管を流路切替用の第１？ＩＩ磁
弁を介して薬剤タンクに接続した洗浄液供給管と海水取
入管とに選択的に接続する一方、逆浸透式ろ過器の出水
口を流路切替用の第２電磁弁を介し上記活性器と薬剤タ
ンクに選択的に接続し、 かつ、上記プランジャ・ポンプをオン・オフ操作され造
水スイッチと洗浄スイッチとにより始動・停止されるモ
ータにより駆動させると共に、上記スイッチに上記電磁
弁等を連動させて造水・洗浄作動を自動制御するように
構成し、造水時には、造水および洗浄作動を逆浸透式ろ
過器に供給し、該ろ過器でろ過した水を活性器を通して
飲料水配管へ導出する一方、洗浄時にはろ過水を薬剤タ
ンクに導入して、設定量に達すると上記洗浄液供給管よ
り逆浸透式ろ過器へ循環させる構成としていることを特
徴とする海水淡水化装置を提供するものである。

本発明では、上記活性器を、上記逆浸透式ろ過器に連通
ずる入水口を一端に、飲料水配管に連通ずる出水口を他
端に設けた密閉式の筒体内に、純銀の焼結粒子と、超電
磁波セラミックスと同様の性能を打する自然石の粒子と
、造礁珊瑚を粒子にしたしの（コーラルサンド）とを混
合状態で充填した構成としており、該活性器を通過する
ろ過水に対して、上記粒子より溶出するミネラル分によ
りミネラル化すると共に、超電磁セラミックス作用およ
び純銀による制菌作用を付与し、飲料水にうま味と安全
性を与えることを特徴としている。

また−本発明では、逆浸透式ろ過器を造水運転終了毎に
自動的に洗浄すると共に、１日の運転終了後には薬剤を
用いて洗浄するようにしており、そのため、各造水運転
終了毎に洗浄用スイッチを押さなくても洗浄運転に自動
的に切り替わる一方、１日の運転終了後には洗浄用スイ
ッチを押して薬剤を用いた洗浄運転としている。即ち、
造水運転終了後に自動的に切替わる洗浄運転においては
、逆浸透式ろ過器でろ過されたろ過水を薬剤タンク内に
供給して貯溜し、該タンク内にろ過水が設定量たまると
オンするスイッチを設け、設定量たまると海水の取り入
れによるろ過水の造水を停止すると同時に、タンク内の
洗浄液を逆浸透式ろ過器に循環させて内部の半透膜等を
洗浄し、かつ、洗浄後の液は排出してタンク内の液が無
くなると自動的に洗浄運転が停止するようにしている。

かつ、１日の運転終了後には、保守点検のために、上記
薬剤タンク内に一定の殺菌剤（重亜硫酸ナトリウム：食
品添加剤）を投入すると共に、洗浄運転のスイッチをオ
ンし、上記した洗浄運転と同様に、まず、海水を取り入
れて逆浸透式ろ過器でろ過し、該ろ過水を薬剤タンクに
貯溜して薬剤が溶けた薬剤洗浄液を作り、設定量溜まっ
た後に、該薬剤洗浄液を逆浸透式ろ過器に循環して薬剤
洗浄を行うようにしている。

さらに、本発明では、逆浸透式ろ過器で生成されたろ過
水を活性器へ供給する第２ｆｆｉ磁弁と、活性器との間
に、第３電磁弁を介設し、該第３１１磁弁より排水管へ
連通ずる配管を設け、使用前の自浄作用として、逆浸透
式ろ過器により造水された純水を一定時間排出して、よ
り安全度の高い飲料水を提供するようにしている。

さらにまた、本発明では、マイコンで運転を制御してお
り、装置全体の回路をコントロールすると共に、造水運
転中に、何等かの原因で水圧が低下したり、モータや電
磁弁等が故障した時に、故障発生箇所を検知および表示
し、それに伴う全回路の遮断と復帰を行っている。さら
に、故障等の原因を取り除いた後、全回路を正常に復帰
させるためのリセットスイッチら備えている。

作用 本発明は上記した構成としていることにより、造水およ
び洗浄時に１つのスイッチを押してオンするだけ良く、
他の作動は全て自動化されているため、操作が極めて簡
単て、誤動作を防止することが出来る。

また、逆浸透式ろ過器の洗浄は各造水運転毎に自動的に
為されると共に、洗浄のみを行う場合らスイッチを押す
たけて薬剤を含んだ洗浄液により、必要な時間をかけて
自動的に行うことが出来る。

よって、逆浸透式ろ過器の半透膜から塩分、コロイドお
よび細菌等の汚染物質を除去する洗浄作業を手軽に行う
ことが出来、該半透膜の寿命を伸ばすことが出来る。

ぎらに、上記ろ過器でろ過された純水は無味乾燥で雑菌
が繁殖しやすいが、活性器を通過させていることにより
、安全性に優れ、かつ、美味しいミネラルウォーターと
することが出来る。

実施例 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に説明する
。

本装置の構成を示す第１図において、１は逆浸透式ろ過
器、２は活性器（アクティベーター）、３は薬剤タンク
、４は高圧−低圧に可変されるプランジャ・ポンプ、５
．６．７は三方口の流路切替用の第１１第２および第３
電磁弁である。

上記逆浸透式ろ過器ｌは、第２図に示す作動原理からな
るもので、入水０１ａより導入した濃厚溶酸（海水）側
に浸透圧Ｐｏより大きい圧力Ｐをかｌすることにより、
浸透現象とは逆に溶媒（水分子）がａｒｃｉ−溶液側Ｘ
から半透膜１００を通過して希薄溶液側Ｙに移動する原
理を利用している。上記半透膜１００としては公知の植
物性セルロース等からなるものを用いており、該半透膜
＋００を通過させることにより、導入された海水より塩
分、雑菌、バクテリア、金属類、有機および無機物など
の水分子以外のものを完全に分離して、Ｈ，Ｏのみの純
水が希薄溶液側Ｙへ導出される。該Ｈ，０のみの純水が
、逆浸透式ろ過器ｌの出水口ｔｂより取り出されるよう
にしている。

本実施例ではプランジャ・ポンプ４で５５ｋｇ／Ｃ−に
圧縮された高圧水を入水口１ａに圧送し、半透膜１００
により透過された純水（ＨｔＯ）は第１出水口ｔｂより
送り出し、透過されない水は濃縮水となって第２出水口
１ｃより送り出して排出するようにしている。本逆浸透
式ろ過器ｌの性能は入水０１ａからの水量の３０％がろ
過された純水として第１出水口１ｂより取り出され、第
２出水口１ｃより残りの７０％を排出している。

上記活性器２は、上記逆浸透式ろ過器ｌで生成されたろ
過水（純水）を通過させることにより瞬時に活性化して
飲料水として適したものとするものである。該活性器２
は第３図に示すように、入水口２ａを一端に、出水口２
ｂを他端に設けた筒体１０１内に、純銀の焼結粒子Ａ１
超電磁波セラミックスと同様の性能を有する自然石の粒
子Ｂ１造礁珊瑚を粒子にしたもの（コーラルサンド）Ｃ
を混合状態で充填した構成としている。上記純銀の粒子
Ａは水中で銀イオンを発生し、銀の持つ制菌作用により
、細菌の繁殖を防ぎ安全性の高い飲料水とする作用を有
する。上縁超電磁波セラミックスと同様の性能を有する
自然石の粒子Ｂは超電磁波により透過中の水を瞬時に活
性化する性能を有する。

ろ過水を活性化すると、腐敗しにくく、かつ、該活性化
された水は体内において老廃物を排せつし、活力を与え
て病気に対する抵抗力を強める作用を有する。かつ、該
自然石の粒子Ｂはミネラルを溶出し、ろ過水をミネラル
化する作用も有する。コーラルサンドからなる粒子Ｃも
炭酸カルシウム等のミネラル分を溶出し、ろ過水を弱ア
リカリ性の美味しいミネラルウォーターとする作用を有
する。

上記した種々の作用を有する３１］ｔの粒子Ａ、Ｂ。

Ｃを充填した筒体１０１を通過させることにより、３種
の相乗効果により、逆浸透式ろ過器ｌでろ過された純水
は瞬間的に活性化され、水にうま味と安全性が付与され
、飲料水に適した水となって該活性器２の出水口２ｂよ
り取り出されるようにしている。

上記薬剤タンク３内には、１日の運転終了後、保守点検
するために、一定の殺菌剤（本実施例では、重亜硫酸ナ
トリウム二食品添加剤、純度６５％で３０ｇ＝０．１５
ｐｐｍ）からなる薬剤を投入し、上記逆浸透式ろ過６１
から導入されるろ過水をタンク３内に導入して、上記薬
剤が溶けた洗浄液とし、該洗浄液を逆浸透式ろ過′ａ１
に循環させ、該ろ過器、特に半透膜ｌＯＯに付着した塩
分、コロイド、大腸菌などの汚染物質を自動的かつ迅速
に洗浄殺菌するようにしている。

上記逆浸透式ろ過器１は、その入水口１ａを上記プラン
ジャ・ポンプ４を介して配管１０の一端と接続し、該配
管ＩＯの他端を３方口の流路切替用の第１ｉｆｔ磁弁５
と接続している。該第ｉ？Ｉｔ磁弁５は海水取入管１１
と接続すると共に、洗浄液供給管１２と接続しており、
上記配管１０を海水取入管１１あるいは洗浄液供給管１
２と選択的に連通させている。海水取入管１１は先端に
ストレーナ−１３を取り付けていると共に、第１フイル
ター１４、第２フイルター１５を介設し、かつ、真空計
１６を取り付けている。

よって、造水時には上記プランジャ・ポンプ４を駆動す
ることにより海水取入管！！よりストレーナ−１３、第
１および第２フイルター１４．１５を介して、第１′ｖ
ｌ磁弁５を通過したのち、配管ＩＯより逆浸透式ろ過器
１に海水を取り入れている。

一方、洗浄時には、薬剤タンク３より洗浄液供給管１２
を通して、第１電磁弁５を介して配管１０より逆浸透式
ろ過器ｌに洗浄液を導入している。

上記逆浸透式ろ過器Ｉは、その第１出水口１ｂを配管１
７の一端と接続し、該配管１７の他端を３方口の流路切
替用の第２電磁弁６に接続している。該第２電磁弁６は
配管８、第３電磁弁７、配管１８を介して活性器２に接
続すると共に、配管１９を介して薬剤タンク３と接続し
ている。活性器２は上記した配管１８と入水口２ａを接
続すると共に、出水口２ｂを飲料水配管２０に接続して
いる。よって、逆浸透式ろ過器ｌでろ過された純水は配
管１７、第２電磁弁６、配管８、第３電磁弁７、配管Ｉ
８を通して活性化器２て活性化された後、飲料水配管２
０より飲料水として取り出すようにしている。また、洗
浄時には、逆浸透式ろ過器Ｉでろ過された純水を配管１
７、第２電磁弁６、配管１９を介して薬剤タンク３に導
入している。該薬剤タンク３は、その入水口３ａを配管
１９と接続すると共に、第１出水口３ｂを上記洗浄液供
給管Ｉ２と接続し、かつ、第２出水口３ｃを排水管２１
と接続している。排水管２１は分岐点Ｐ１で分岐した排
水管２２を介して逆浸透式ろ過器１の第２出水口１ｃと
接続している。また、排水管２１からは、同様に、分岐
点Ｐｔより配管２３を分岐し、該配管２３は上記の合流
点Ｐ３で上記排水管２２と合流させている。該合流点Ｐ
、より下流位置に流路開閉用の第４電磁弁２４および圧
力スイッチＥを介設すると共に、合流点より上流端に圧
力計２５を設置している。また、排水管２２には上記合
流点Ｐ、より下流に調圧弁２６を介設している。さらに
、排水管２１には分岐点Ｐ４で分岐した排水管２７を接
続し、該排水管２７を上記第３電磁弁７と連通している
。

上記構造からなる本装置は、マイコンＭで制御して自動
運転しており、使用者は、造水スイッチＡ（以下、メイ
ンスイッチＡと称す）と洗浄スイッチＢとをオン・オフ
操作するだけで、自動的に造水運転および洗浄運転され
るように構成している。

即ち、逆浸透式ろ過器１へ海水あるいは洗浄液を供給す
るプランジャ・ポンプ４を駆動するモータ２７は、オン
・オフ操作されるメインスイッチＡ１洗浄スイッチＢに
接続され、これらのスイッチＡ、Ｂによりモータ２７を
始動・停止して、プランジャ・ポンプ４を作動させてい
る。尚、該プランジャ・ポンプ４は造水運転中は調圧弁
２６により高圧にセットされる一方、洗浄運転中には薬
剤タンク３にセットするスイッチＣがオンすると同時に
第４電磁弁２４はプランジャ・ポンプ４を低圧にセット
するように設定している。

上記薬剤タンク３に取り付けるスイッチＣは、タンクの
上端部近傍に設置し、洗浄液が所定量に溜まるとオンす
るようにしている。また、該スイッチＣがオンすると、
第１電磁弁５が動作して配管１０を洗浄液供給管Ｉ２と
連通させると共に第２電磁弁６が動作して配管１７を配
管１９と連通させ、かつ、第４電磁弁２４が動作して流
路を開くようにしている。一方、薬剤タンク３内に水が
空に近い量に達すると、マイコンＭはモータ２７を停止
させ、かつ、電磁弁５．６．７．２４が自動復帰される
ようにしている。即ち、第１電磁弁５は海水取入管１１
を配管ｌＯと連通し、第２ｆ１！磁弁６は配管１７と配
管８、第３電磁弁７を連通し、第４電磁弁２４番上流路
を閉鎖し、調圧弁２６はプランツヤ・ポンプ４を高圧に
制御する。尚、逆浸透式ろ過器ｌに接続される排水管２
３に介設する上記第４電磁弁２４は固定圧力弁を有し、
作動すると自動的に圧力を５　ｋｇ／ａｍ’に設定する
ようにしている。

次に、上記海水淡水化装置の作動について説明する。

飲料水を得るための造水時、まず、メインスイッチＡを
オンする。メインスイッチＡがオンされるとモータ２７
が駆動し、同時に第３電磁弁７が動作し、プランジャー
・ポンプ４を動作することにψより、ストレーナ−１３
より海水取入管１１に海水が取り入れられる。海水は第
１および第２フイルター１４．１５を通してごみを取り
、第１電磁弁５、配管１０、プランジャー・ポンプ４を
経て、逆浸透式ろ過器！へ導入される。該ろ過器Ｉで純
水（Ｈ，Ｏ）となって出水口１ｂより取り出され、配管
１７、第２電磁弁６、配管８を経て第３電磁弁７、排水
管２７２１を経て所要時間（約１０分間）される。この
ように、飲料水の使用前の自浄作用として逆浸透式ろ過
器ｌにより造水された純水を所定時間排水して安全度の
高い飲料水を得るようにしている。

上記した使用前の自浄作用が終了した後、第３電磁弁７
が自動的に切替わり、配管１８を経て活性器２へろ過水
が導入される。活性器２を通過することによりミネラル
ウォーターとなると共に滅菌作用され、飲料水配管２０
へ飲料水として取り出される。尚、該造水運転中は、プ
ランジャー・ポンプ４は５５　ｋｇ／ｃｍの高圧にセッ
トされて、海水を吸引している。逆浸透式ろ過器ｌ内に
導入され、ろ過されない濃縮水は、第２出水口１ｃより
排水管２２、調圧弁２６を介して排水管２１より排水さ
れる。造水運転を停止する場合は、メインスイッチＡを
オフとすると自動的に後述する洗浄動作となり、洗浄が
終わると、４−夕２７の駆動が停止し、本装置の運転が
停止される。

上記した造水運転毎に行なわれる造水終了後の自動洗浄
動作の他に、−日の運転終了後に保守点検を行うように
しており、該保守点検として薬剤タンク３内に薬剤を投
薬して逆浸透式ろ過器ｌを洗浄するようにしている。

上記各造水運転終了後の自動洗浄運転及び１日の運転終
了後に洗浄スイッチＢをオンして行う洗浄運転は、いず
れも同様の動作で行なわれ、単に、運転スタートが自動
か、スイッチによるオン操作かの相違に過ぎない。よっ
て、洗浄スイッチＢをオンした場合について説明すると
、洗浄スイッチＢがオンされると、モータ２７が駆動す
ると同時に、第２電磁弁６が動作して配管１７と１９を
連通させ、配管１７と８の連通を遮断する。モータ・２
７の駆動により、前記の造水運転時と同様に、海水を逆
浸透式ろ過器ｌへ導入し、ろ過水を生成する。生成され
たろ過水は配管１７、第２電磁弁６、配％　１ｇを通っ
て薬剤タンク３へ導入され、貯溜される。薬剤タンク３
内の貯溜液がほぼ満水となるとスイッチＣがオンする。

該スイッチＣのオンにより連動して、第１電磁弁５が動
作され、配管１０を洗浄液供給管夏２と連通し、かつ、
排水管２３に介設した第４Ｗ１磁弁２４を開き、プラン
ジャー・ポンプ４を低圧に設定する。

よって、薬剤タンク３内の洗浄液は、洗浄液供給管１２
、第１電磁弁５、配管ＩＯ、プランジャー・ポンプ４を
通して逆浸透式ろ過器１に供給され、半透膜１００を含
むろ過器１の内部を洗浄する。ろ過器ｌを通った洗浄液
は大部分が第２出水口１ｃより排水管２２、調圧弁２６
、排水管２１を通って排水され、一部分は半透膜１００
を通って純水となり、第１出水口１ｂより配管１７、第
２７ｔ！磁弁６、配管１９を経て薬剤タンク３内に循環
される。

薬剤タンク３内の洗浄液がほぼ無くなると、マイコンＭ
が検知してモータ２７が停止し、かつ、第１電磁弁５、
第２電磁弁６が動作されて初期位置に自動復帰され、洗
浄が自動的に停止する。

尚、上記実施例は、海水を淡水化する場合に用いている
が、河川からの川水あるいは水道水を原水とする場合に
も当然のことながら用いることが出来る。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明に係わる装置に
よれば、オン・オフ操作される造水スイッチ（メインス
イッチ）と洗浄スイッチを池のスイッチおよび電磁弁と
連動させて本装置を自動制御する方式を採用しているた
め、造水および洗浄を誤動作なく簡単に行うことが出来
る。特に、この種の装置において必須の逆浸透式ろ過器
の洗浄が、各使用後毎に自動で行われ、該洗浄時に必要
な水圧の調整も、従来はその都度手動で行う必要があっ
たが、自動的に水圧が切り替えられる事などより、使用
毎の洗浄（保守、点検）が自動的に行える。よっ・て、
装置、特に、半透膜の耐久性を著しく向上させることが
出来、かつ、造水の生産性を飛躍的に向上させることが
でき、しかも、より安全性の高い飲料水が常に得られる
。

また、逆浸透式ろ過器によりろ過されただけの純水は、
無味乾燥で且つ自然に放置しておくと雑菌が繁殖しやす
い欠点を有しているが、本装置では、ろ過水を活性器に
通して、ミネラル化して飲料水に適した味とすると共に
、制菌作用を施して雑菌の繁殖を防いでおり、飲料水に
うま味と安全性を付与することが出来る。

さらに、逆浸透式ろ過器を用いているため、蒸発型のよ
うに大量のエネルギーを必要とせず、コストを低下でき
る。しかも、装置自体が小型であり、据付時には、電気
回路を電源と接続し、飲料水のパイプと配管を接続する
だけであるため、どんな場所にも簡単に設置することが
出来る等の種々の利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本装置の構成を示す全体概略図、第２図は逆浸
透式ろ過器の原理を示す図面、第３図は活性器の概略断
面図である。 ｌ・・逆浸透式ろ過器、２・・活性器、３・・薬剤タン
ク、４・・プランジャ・ポンプ、５・・第１Ｎ磁弁、６
・・第２電磁弁、７・・第３電磁弁、２４・・第３電磁
弁、２７・・モータ、 Ａ・・メインスイッチ、Ｂ・・洗浄スイッチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、導入される海水を半透膜を通過させて純水にろ過す
   る逆浸透式ろ過器と、ミネラル分を溶出する粒子および
   滅菌作用を有する粒子等の複数種の粒子を筒体内に充填
   して該筒体内部を通過するろ過水を活性化する活性器と
   、薬剤タンクを備え、上記逆浸透式ろ過器の入水口をポ
   ンプを介設した配管に接続し、該配管を流路切替用の第
   １電磁弁を介して上記薬剤タンクに接続した洗浄液供給
   管と海水取入管とに選択的に接続する一方、逆浸透式ろ
   過器の出水口を流路切替用の第２電磁弁を介し上記活性
   器と薬剤タンクに選択的に接続し、かつ、上記プランジ
   ャ・ポンプをオン・オフ操作され造水スイッチと洗浄ス
   イッチとにより始動・停止されるモータにより駆動させ
   ると共に、上記スイッチに上記電磁弁等を連動させて造
   水および洗浄作動を自動制御する構成とし、造水時には
   、海水取入管から海水を逆浸透式ろ過器に供給し、該ろ
   過器でろ過した水を活性器を通して飲料水配管へ導出す
   る一方、洗浄時にはろ過水を薬剤タンクに導入して、設
   定量に達すると上記洗浄液供給管より逆浸透式ろ過器へ
   循環させる構成としていることを特徴とする海水淡水化
   装置。