JP2019171368A - Water purification device and water purification method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、浄水製造装置および浄水製造方法に関する。 The present invention relates to a purified water manufacturing apparatus and a purified water manufacturing method.
河川等の自然水を飲料水に浄化する方法としては、中空繊維を用いて濾過する方法、逆浸透膜を用いて分離する方法、および加熱沸騰して蒸留水を得る方法が知られている。また、海水を淡水に替える方法としては、イオン交換樹脂を用いて塩分を分離する方法が知られている。
上記のように、中空繊維、逆浸透膜、またはイオン交換樹脂を用いる場合には、膜などの再生とメンテナンスや設備の稼動に専門技術者が必要であり、保守管理に手間がかかる問題がある。また自然水を加熱沸騰させる場合には、燃料コストがかさむ問題がある。
Known methods for purifying natural water such as rivers into drinking water include a method of filtering using hollow fibers, a method of separating using a reverse osmosis membrane, and a method of obtaining distilled water by heating and boiling. In addition, as a method of changing seawater to fresh water, a method of separating salt using an ion exchange resin is known.
As described above, when using hollow fibers, reverse osmosis membranes, or ion exchange resins, a specialist engineer is required for regeneration and maintenance of the membranes and operation of the equipment. . In addition, when natural water is heated and boiled, there is a problem that the fuel cost increases.
このため、電力や火力などを用いず、また、中空繊維や逆浸透膜、イオン交換樹脂などの特殊な材料を要することなく、太陽熱のみをエネルギー源として利用して自然水を浄化しようとする試みもなされている。
たとえば、特許文献1には、パラボラ型の大型反射鏡を備える反射塔を地上に複数塔設置し、その反射塔を太陽の動きに応じて駆動制御することで太陽光を反射集熱し、その熱で自然水を加熱蒸発させ、ついでその水蒸気を凝縮器で凝縮して浄水を得る浄水製造装置が開示されている。
For this reason, it is an attempt to purify natural water using only solar heat as an energy source without using electric power or thermal power, and without requiring special materials such as hollow fibers, reverse osmosis membranes, and ion exchange resins. It has also been made.
For example, in
しかし、特許文献1の浄水製造装置の場合、設備が大がかりであって広い設置スペースを要するとともに、設備に要するコストや、浄水を製造するためのコストがかさむ問題がある。
However, in the case of the purified water manufacturing apparatus of
そこで本発明の解決すべき課題は、太陽エネルギーを利用した自然水等の水の浄化を、大掛かりな設備を要することなく、簡易かつ安価に行うことである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to perform purification of water such as natural water using solar energy simply and inexpensively without requiring large facilities.
上記した課題を解決するため、発明にかかる浄水製造装置を、太陽光を反射することで所定の集光領域に向けて集光可能な集光機構と、前記集光領域に設置され、所定の水位まで水を収納可能な加熱容器と、一端部が前記加熱容器内の水位よりも上方に位置し、他端部が加熱容器外に位置し、前記集光機構により集光された太陽光の熱により前記加熱容器内の水が加熱されることで発生する水蒸気が流通可能な蒸留機構と、前記加熱容器外で蒸留機構内を流通する水蒸気を冷却可能な冷却機構と、前記蒸留機構の他端部から排出される、前記冷却機構により蒸留機構内で水蒸気から凝集した水滴を貯留可能な浄水貯留機構と、を備える構成としたのである。また、前記蒸留機構は、加熱容器の壁面を挿通するパイプ状の蒸留パイプであり、前記浄水貯留機構は、底壁、周壁および天壁を有する浄水タンクであることが好ましい。 In order to solve the above-described problem, the water purification production apparatus according to the invention is installed in the light collecting region and a light collecting mechanism capable of collecting light toward the predetermined light collecting region by reflecting sunlight, A heating container capable of storing water up to the water level, one end of the heating container positioned above the water level in the heating container, the other end positioned outside the heating container, and the sunlight collected by the light collecting mechanism. A distillation mechanism capable of circulating water vapor generated by heating the water in the heating vessel by heat, a cooling mechanism capable of cooling the water vapor flowing in the distillation mechanism outside the heating vessel, and the distillation mechanism And a purified water storage mechanism capable of storing water droplets aggregated from water vapor in the distillation mechanism by the cooling mechanism. Moreover, it is preferable that the said distillation mechanism is a pipe-shaped distillation pipe which penetrates the wall surface of a heating container, and the said purified water storage mechanism is a purified water tank which has a bottom wall, a surrounding wall, and a ceiling wall.
浄水製造装置を以上のように構成することで、特許文献1のような、駆動制御される反射塔を設置したりといった、大掛かりな設備を要する場合に比べて、水の浄化を簡易かつ安価に行うことが可能となる。また、前記蒸留機構が、加熱容器の壁面を挿通するパイプ状の蒸留パイプである構成とすると、加熱容器内の水蒸気と浄化前の水とを離隔することができ、水蒸気の流通経路を所望の形状に設計し易くなる。さらに、前記浄水貯留機構は浄水を貯留できるものであれば限定されず、四方が囲われたタンク形状や上方が開口した容器形状やトレー形状のものが例示できるが、底壁、周壁および天壁を有する浄水タンクであれば、当該タンク内に蒸留水を衛生的に一定量貯水保持することができる。
By constructing the water purification apparatus as described above, water purification can be performed easily and inexpensively as compared with the case where a large-scale facility such as a reflection tower that is driven and controlled as in
発明にかかる浄水製造装置において、前記加熱容器は、底壁、周壁および天壁を有し、前記加熱容器内面の周壁のみ、または周壁から天壁にかけて設置され、前記加熱容器内の水を毛細管現象により前記周壁上の水位よりも上方へと吸い上げる吸水材層をさらに備える構成を採用するのが好ましい。 In the water purification apparatus according to the invention, the heating container has a bottom wall, a peripheral wall, and a top wall, and is installed only on the peripheral wall of the inner surface of the heating container, or from the peripheral wall to the top wall, and capillarizes water in the heating container. It is preferable to adopt a configuration further comprising a water-absorbing material layer that sucks upward from the water level on the peripheral wall.
このように構成すると、吸水材層によって水は、太陽光が特に集中しやすい加熱容器の周壁上方や天壁にまで吸い上げられた状態で加熱されるため、水蒸気への変換効率が向上する。
前記吸水材層としては、紙、布、発泡体または不織布により形成されているのが、比較的安価であり、毛細管現象も良好に発揮されるため好ましい。
If comprised in this way, since the water will be heated by the water absorption material layer in the state where the sunlight was sucked up to the upper part of the peripheral wall of the heating vessel or the top wall where the sunlight is particularly likely to concentrate, the conversion efficiency into water vapor is improved.
The water-absorbing material layer is preferably formed of paper, cloth, foam, or nonwoven fabric because it is relatively inexpensive and exhibits good capillary action.
発明にかかる浄水製造装置において、前記加熱容器は、周壁または底壁に水の注入口を有するのが好ましい。 In the water purification apparatus according to the invention, the heating container preferably has a water inlet on the peripheral wall or the bottom wall.
注入口を設けることで、水蒸気の発生により加熱容器内の水の水位が下がり次第、水を補充することが容易となる。
その注入口を太陽光が集中しやすい天壁に設けると、吸水材層によって天壁まで吸い上げられ水蒸気が発生する直前まで加熱された水が、注入口から追加された水により冷却されてしまい水蒸気の発生が妨げられてしまうが、注入口を周壁または底壁に設けることで、そのような事態が防止される。
By providing the injection port, it becomes easy to replenish water as soon as the water level in the heating container drops due to the generation of water vapor.
If the inlet is provided on the top wall where sunlight is likely to concentrate, the water heated up to the top wall by the water-absorbing material layer and heated just before the generation of water vapor is cooled by the water added from the inlet, and the water vapor However, such a situation can be prevented by providing the injection port on the peripheral wall or the bottom wall.
発明にかかる浄水製造装置において、前記集光機構は、複数の反射パネルを全体として凹面状に配置してなり、前記加熱容器は、前記凹面状の集光機構に取り囲まれるように前記集光領域に設置されているのが好ましい。 In the water purification apparatus according to the invention, the light collecting mechanism is configured by arranging a plurality of reflection panels in a concave shape as a whole, and the heating container is surrounded by the concave light collecting mechanism. It is preferable that it is installed.
このように集光機構を複数の反射パネルから構成すると、集光機構がパラボラ型の場合などと異なり、集光領域が焦点となる一点に過度に集中することがなく、ある程度の広がりを持った領域となるため、加熱容器を集光領域に位置合わせすることが容易である。
さらに、広がりを持った加熱領域により加熱容器が全体的に加熱されるため、加熱容器が局所的に加熱される場合と比べて、加熱の効率もよい。
In this way, when the condensing mechanism is composed of a plurality of reflecting panels, unlike the case where the condensing mechanism is a parabolic type, the condensing region does not excessively concentrate on one focal point and has a certain extent. Since it becomes an area | region, it is easy to align a heating container with a condensing area | region.
Furthermore, since the heating container is entirely heated by the heating region having the spread, the heating efficiency is good as compared with the case where the heating container is locally heated.
発明にかかる浄水製造装置において、前記集光機構は、前記複数の反射パネルが互いに連結されてなる一枚の板状体からなり、その板状体を反射パネルの連結部で折り曲げて重ね合わせ係止することで凹面状に組み立てられる構成とするのが好ましい。 In the water purification apparatus according to the invention, the condensing mechanism is composed of a single plate-like body in which the plurality of reflection panels are connected to each other, and the plate-like body is bent at the connection portion of the reflection panels to superimpose. It is preferable that the structure is assembled in a concave shape by stopping.
このように構成すると、集光機構の組立ておよび展開が容易であり、浄水製造装置の運搬や設置も容易となる。 If comprised in this way, an assembly and expansion | deployment of a condensing mechanism will be easy, and conveyance and installation of a purified water manufacturing apparatus will also become easy.
発明にかかる浄水製造装置において、前記冷却機構は、前記加熱容器外で前記パイプの周囲に設置される冷却フィンとすることができる。
あるいは、前記加熱容器外で前記パイプを取り囲むように設置され、前記加熱容器と連結されて前記加熱容器へと水を供給可能な、水が収納される冷却槽とすることができる。
In the water purification apparatus according to the invention, the cooling mechanism can be a cooling fin installed around the pipe outside the heating container.
Or it can be set as the cooling tank in which water is accommodated which is installed so that the said pipe may be enclosed outside the said heating container, and is connected with the said heating container and can supply water to the said heating container.
このように構成すると、冷却機構の構造として簡易であり、設置も容易である。
とくに冷却機構として冷却槽を採用する場合には、浄化前の水を浄水の冷却にも利用できるうえ、水蒸気との熱交換により加熱容器に供給される水が、あらかじめ一定程度加熱されることになるため、水蒸気の発生効率がよい。
If comprised in this way, it is simple as a structure of a cooling mechanism, and installation is also easy.
In particular, when a cooling tank is employed as a cooling mechanism, water before purification can be used for cooling purified water, and the water supplied to the heating container by heat exchange with steam is heated to a certain degree in advance. Therefore, the generation efficiency of water vapor is good.
また、冷却機構が冷却槽を備える場合には、前記貯留タンクと前記冷却槽を連結し、前記貯留タンクから前記冷却槽に水を供給可能な供給パイプをさらに備え、前記冷却槽は前記加熱容器よりも下方に位置して満水状態に水が収納されるようになっており、前記供給パイプのサイフォン作用により、前記冷却槽を通じて前記貯留タンクの水圧と前記加熱容器の水圧とが釣り合うことで、前記加熱容器の水位が貯留タンクと同じ水位に保たれるようになっているのが好ましい。 In addition, when the cooling mechanism includes a cooling tank, the storage tank and the cooling tank are connected, and a supply pipe capable of supplying water from the storage tank to the cooling tank is further provided, and the cooling tank is the heating container The water is stored in a fully filled state located below, and by the siphon action of the supply pipe, the water pressure of the storage tank and the water pressure of the heating container are balanced through the cooling tank, It is preferable that the water level of the heating container is kept at the same level as the storage tank.
このように構成すると、加熱容器内の水から水蒸気が発生するのにしたがって、貯留タンクから水が随時加熱容器に補充され、水位が自動的に保たれることになるため、加熱容器の水の水位を調整する手間が省かれる。
また、大型の貯留タンクに水を多量に溜めておくことで、浄水の製造を連続的におこなうことができる。
With this configuration, as water vapor is generated from the water in the heating container, water is replenished from the storage tank to the heating container at any time, and the water level is automatically maintained. Eliminates the effort of adjusting the water level.
Moreover, purified water can be continuously produced by storing a large amount of water in a large storage tank.
発明にかかる浄水製造装置において、前記貯留タンクに供給される水をろ過可能な濾過機構をさらに備えるのが好ましい。 The water purification apparatus according to the invention preferably further includes a filtration mechanism capable of filtering the water supplied to the storage tank.
このように構成して、水を太陽熱による浄化に先立って、ろ過しておくことで、水に含まれる大きな塵埃等が取り除かれるため、そのような塵埃が浄水製造装置の経路に詰まったりして、浄水の製造に支障が生じることが防がれる。 By configuring in this way and filtering the water prior to purification by solar heat, large dust contained in the water is removed, so that such dust may clog the path of the purified water production apparatus. This prevents the production of purified water from being hindered.
発明にかかる浄水製造装置において、前記蒸留パイプの前記加熱容器内の一端部に被せられるキャップをさらに備え、前記キャップは、その開口から前記蒸留パイプの一端部の開口にかけてラビリンス通路が形成されるように配置された複数の邪魔板を内部に有する構成を採用することができる。 The water purification apparatus according to the invention further includes a cap that covers one end of the distillation pipe in the heating container, and the cap forms a labyrinth passage from the opening to the opening of the one end of the distillation pipe. The structure which has a several baffle plate arrange | positioned in this inside is employable.
このように構成すると、加熱容器内で、水蒸気が凝集して水の水面へと落下し、水が周囲に飛散したような場合でも、その飛散した水はキャップ内のラビリンス通路に阻まれて、蒸留パイプの内部に侵入することはない。このため、浄水が浄化前の水に汚染されることが防止される。 When configured in this way, even in the case where water vapor is condensed and falls to the water surface in the heating container, and the water is scattered around, the scattered water is blocked by the labyrinth passage in the cap, It does not enter the inside of the distillation pipe. For this reason, it is prevented that purified water is contaminated with the water before purification.
発明にかかる浄水製造装置において、前記加熱容器の外面は黒色に着色されている構成を採用することが好ましい。 In the water purification apparatus according to the invention, it is preferable to adopt a configuration in which the outer surface of the heating container is colored black.
このように構成すると、加熱容器が集光された太陽光の熱を吸収しやすくなるため、加熱容器内の水の加熱の効率および水蒸気の発生効率を向上させることができる。
また、前記加熱容器の内面も同様に黒色に着色されている構成を採用することが好ましい。
このように構成すると、加熱された容器壁面からの容器内部への熱放射量が多くなるため、加熱容器内の水の加熱の効率および水蒸気の発生効率を向上させることができる。
If comprised in this way, since it will become easy to absorb the heat | fever of the sunlight which the heating container condensed, the heating efficiency of the water in a heating container and the generation efficiency of water vapor | steam can be improved.
In addition, it is preferable to adopt a configuration in which the inner surface of the heating container is similarly colored in black.
If comprised in this way, since the amount of heat radiation from the heated container wall surface to the inside of a container will increase, the efficiency of the water heating in a heating container and the generation efficiency of water vapor | steam can be improved.
発明にかかる浄水製造装置において、前記加熱容器を覆う風防カバーをさらに有する構成を採用することができる。 In the water purification apparatus according to the invention, a configuration further including a windshield cover that covers the heating container can be employed.
このように構成すると、浄水製造装置を屋外で使用する場合に、加熱容器が屋外の風により冷却されてしまい、加熱効果が低減してしまうことが防止される。 If comprised in this way, when using a water-purifying manufacturing apparatus outdoors, a heating container will be cooled by the outdoor wind, and it will prevent that a heating effect reduces.
また、上記した課題を解決するため、発明にかかる浄水製造方法を、太陽光を反射することで所定の集光領域に向けて集光させる工程と、前記集光領域に、加熱容器に所定の水位まで収納された水を設置して、集光された太陽光の熱により加熱して水蒸気を発生させる工程と、前記水蒸気を前記加熱容器内で前記所定の水位よりも上方で捕集して蒸留機構に流通させる工程と、前記蒸留機構を流通する水蒸気を冷却し、凝集した水滴を集めて浄水を得る工程と、を含む構成としたのである。 Moreover, in order to solve an above-described subject, the process of making the water purification manufacturing method concerning invention condense toward a predetermined condensing area | region by reflecting sunlight, and a predetermined thing to a heating container in the said condensing area | region Installing the water stored up to the water level and heating it with the heat of the concentrated sunlight to generate water vapor; and collecting the water vapor above the predetermined water level in the heating vessel The method includes a step of flowing through the distillation mechanism and a step of cooling the water vapor flowing through the distillation mechanism and collecting the condensed water droplets to obtain purified water.
浄水製造方法を以上のように構成することで、従来の大掛かりな設備を要する場合に比べて、水の浄化を簡易かつ安価に行うことが可能となる。 By constructing the water purification production method as described above, it becomes possible to purify water easily and inexpensively as compared with the case where conventional large-scale equipment is required.
発明にかかる浄水製造方法において、前記水蒸気を発生させる工程は、前記加熱容器の内面に設置された吸水材層で水を毛細管現象により前記水位よりも上方へと吸い上げて、この水を吸い上げた吸水材層を集光された太陽光の熱により加熱することにより行われるのが好ましい。 In the method for producing purified water according to the invention, the step of generating the water vapor includes sucking water upward from the water level by a capillary phenomenon in a water absorbing material layer installed on the inner surface of the heating vessel, and sucking up the water. It is preferable to carry out by heating the material layer with the heat of the concentrated sunlight.
このように構成すると、吸水材層によって水は、太陽光が集中しやすい加熱容器の天壁にまで吸い上げられた状態で加熱されるため、水蒸気への変換効率が向上する。 If comprised in this way, since water will be heated by the water absorption material layer in the state attracted | sucked to the ceiling wall of the heating container where sunlight concentrates easily, the conversion efficiency to water vapor | steam will improve.
本発明を以上のように構成することで、太陽エネルギーを利用した水の浄化を、大掛かりな設備を要することなく、簡易かつ安価に行うことが可能となった。 By constructing the present invention as described above, it has become possible to purify water using solar energy simply and inexpensively without requiring large facilities.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図1から図6に示す第1実施形態の浄水製造装置1は、集光機構10と、加熱容器20と、吸水材層30と、蒸留パイプ40と、冷却機構50と、浄水タンク60とを備え、太陽光のみを利用して、水から浄水を簡易かつ安価に得ることができるものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The water
図2のように、浄水製造装置1における集光機構10は、複数の反射パネル11〜16からなる。集光機構10は、その反射パネル11〜16の集合体が、加熱容器20を取り囲むように、かつ全体として凹面を構成するように配置することで形成されている。集光機構10の凹面は、上方に開口し、その開口に向けて拡がっている。
As shown in FIG. 2, the
太陽光は、複数の反射パネル11〜16で反射することで、一定の広がりをもつ集光領域に集光されるようになっている。集光領域は、凹面に囲まれた空間のほぼ中央部に位置し、後述するようにここに加熱容器20が設置される。図1における破線は、太陽光が反射によって集光領域に集まる様子を模式的に示している。
反射パネル11〜16の材質は、反射率が良好であれば特に限定されないが、軽量で持ち運びの容易なものとして、発泡樹脂やプラスチック段ボールからなる本体の片面に、アルミニウムを蒸着したフィルムやアルミニウム箔を積層したものが例示できる。発泡樹脂の種類としては、ポリプロピレン(PP)発泡樹脂が、フィルムの種類としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムが例示できる。
集光機構10は、支持台Sの天板上に載置されている。
The sunlight is reflected by a plurality of
The material of the
The
図3および図4のように、集光機構10は、複数の反射パネル11〜16が連結されてなる一枚のほぼ正方形の板状体10´から組み立てられる。
図3(a)のように、板状体10´は、ボトムパネル11、ボトムパネル11の前端に連設されるフロントパネル12、ボトムパネル11の後端に連設されるテールパネル13、フロントパネル12の左右側にそれぞれ連設される外サイドパネル14、ボトムパネル11の左右側にそれぞれ連設される内サイドパネル15、内サイドパネル15の後端に連設されるバックパネル16からなる。
図示太線で示すように、板状体10´において、外サイドパネル14と内サイドパネル15の間、およびバックパネル16とテールパネル13の間は、それぞれスリットが入れられて切り離されている。
ボトムパネル11には、取り付け孔11aが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
As shown in FIG. 3A, the plate-like body 10 'includes a
As shown by the bold lines in the figure, in the plate-
The
組立の手順としては、まず図3(a)から図3(b)のように、テールパネル13をボトムパネル11との境界で折り曲げてほぼ垂直に起立させる。
ついで、図3(b)から図4(a)のように、左右の内サイドパネル15をボトムパネル11との境界でそれぞれ折り曲げて斜めに起立させ、また、左右のバックパネル16を内サイドパネル15との境界でそれぞれ内向きに折り曲げて重ね合わせる。そして左右のバックパネル16の角隅部にそれぞれ設けられたスナップボタンからなる係止部16aを互いに嵌合させてバックパネル16同士を係止する。このとき、テールパネル13は、バックパネル16よりも内側に位置している。
As an assembling procedure, first, as shown in FIGS. 3A to 3B, the
Next, as shown in FIGS. 3B to 4A, the left and right
さらに、図4(a)から図4(b)のように、フロントパネル12をボトムパネル11との境界で折り曲げて斜めに起立させ、左右の外サイドパネル14をフロントパネル12との境界で折り曲げて、内サイドパネル15の外側に重ね合わせる。
そして、それぞれスナップボタンからなる外サイドパネル14の係止部14aと内サイドパネル15の係止部15aを嵌合させて外サイドパネル14と内サイドパネル15を係止する。
こうして、凹面状の集光機構10が完成する。
Further, as shown in FIGS. 4A to 4B, the
And the latching | locking
Thus, the
なお、外サイドパネル14の係止部14aをなすスナップボタンは二列に並列しており、図5に実線と破線で示すように、そのいずれかを内サイドパネル15の係止部15aをなすスナップボタンと嵌合させることで、集光機構10の凹面の開き角度(フロントパネル12等の立ち上がり角度)を二段階に調整できるようになっている。
The snap buttons forming the locking
図1のように、加熱容器20は、集光機構10の集光領域とほぼ一致するように、ボトムパネル11上に設置されている。
円筒形の加熱容器20は、底壁21、周壁22および天壁23を有し、内部に水W1が所定の水位となるように収納されている。
周壁22の下部には、注入口22aが設けられ、ここから加熱容器20内に水を供給できるようになっている。注入口22aは、水を供給するとき以外は、栓を差し込むなどして閉塞されている。
ここで、加熱容器20は、水W1から発生する水蒸気が外部に漏れ出さないような略密封構造になっているものとする。
加熱容器の材質は、特に限定されないが、アルミニウムやステンレス鋼や耐熱性樹脂等が例示できる。加熱容器20の外面は、公知の黒色塗料を塗装することで、黒色に着色されている。これにより、加熱容器20の太陽熱の吸収効率が高まっている。
As shown in FIG. 1, the
The
In the lower part of the
Here, it is assumed that the
Although the material of a heating container is not specifically limited, Aluminum, stainless steel, heat resistant resin, etc. can be illustrated. The outer surface of the
図1のように、加熱容器20の底壁21と、集光機構10のボトムパネル11との間には、断熱板24が挟み込まれている。
これにより加熱容器20に吸収された太陽熱が、集光機構10を通じて外部に放散しないようになっている。断熱板24の材質は断熱性が良好な限りにおいて特に限定されないが、独立気泡の発泡樹脂や不織布が例示できる。
加熱容器20の底壁21および断熱板24には、集光機構10の取り付け孔11aと合致するように、取り付け孔25が設けられている。
加熱容器20には、温度計を付属させて収納された水の水温を随時計測できるようにしてもよい。
As shown in FIG. 1, a
Thereby, the solar heat absorbed in the
A mounting
The
図1のように、吸水材層30は、加熱容器20の周壁22から天壁23にかけての内面に、貼り付け等の適宜手段により積層されている。吸水材層30の下端部は、加熱容器20に収納された水の水位よりも下方に位置している。したがって、吸水材層30の下端部は水W1に常時浸された状態にある。
吸水材層30は、毛細管現象により、水W1をその水位よりも上方に吸い上げられるようになっている。吸水材層30の種類は、吸水性が良好である限りにおいて特に限定されないが、人工物として紙や連続気泡の発泡体や不織布や織布が、天然物として海綿が例示できる。材質も特に限定されず、合成樹脂や合成繊維やセラミック繊維や活性炭や紙が例示できる。また、吸水材層30は、加熱容器20と別体である必要もなく、加熱容器20の内面の周壁22から天壁23にかけて繋がるように微細なスリットを形成して吸水材層30としてもよい。このような態様でも毛細管現象が発現し、水W1が水位よりも上方に吸い上げられるようにすることは可能となる。
As shown in FIG. 1, the water absorbing
The water-absorbing
図1のように、パイプ状の蒸留機構としての蒸留パイプ40は、加熱容器20の取り付け孔25および集光機構10の取り付け孔11aを挿通し、その開口する上端部41が加熱容器20内の水の水位よりも上方に、その開口する下端部42が加熱容器20外の支持台Sの天板よりも下方に位置している。
蒸留パイプ40の上端部41は、加熱容器20の天壁23に近接した状態にあり、水の水面から十分に離れた状態にある。
蒸留パイプ40と、取り付け孔11a、25との間には、スリーブ状のシール部材43が介在している。これにより、加熱容器20内の水が、蒸留パイプ40と取り付け孔11a、25との隙間から漏れ出さないようになっている。
蒸留パイプ40の材質は特に限定されないが、加熱容器20と同じ材質であることが例示できる。
As shown in FIG. 1, the
The
A sleeve-
Although the material of the
図1および図6のように、蒸留パイプ40の上端部41には、キャップ44が被せられている。略円筒形のキャップ44は、周壁44aおよび天壁44bを有し、底面が開口している。
周壁44aの内周面および蒸留パイプ40のキャップ44が被せられた箇所の外周面には、複数の邪魔板44cがジグザグ状に取り付けられており、キャップ44の底面から蒸留パイプ40の上端部41にかけては、ラビリンス通路が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 6, the
A plurality of
図1のように、冷却機構50は、支持台Sの天板よりも下方かつ蒸留パイプ40の下端部42よりも上方において、蒸留パイプ40の外周を取り囲むように設置されている。
冷却機構50は、複数のフィン51からなり、各フィン51は、溶接等の適宜手段により蒸留パイプ40に取り付けられている。フィン51の材質は特に限定されないが、銅やアルミニウムなどの熱伝導率の大きい金属製であることが例示できる。
As shown in FIG. 1, the
The
図1のように、タンク状の浄水貯留機構としての浄水タンク60は、底壁61と周壁62と天壁63を有し、天壁63には開口63aが設けられている。この開口63aからは蒸留パイプ40の下端部42が差し込まれている。
開口63aの大きさは、蒸留パイプ40との隙間が大きすぎて外気から塵埃等が侵入しないように、かつ蒸留パイプ40との隙間が小さすぎてパイプの差込により密封状態となって内圧が上がることのないように、適宜設定されているものとする。
浄水タンク60の材質は特に限定されないが、合成樹脂製とすることが例示できる。
浄水タンク60には、浄水W2が貯留されている。
As shown in FIG. 1, a
The size of the
The material of the
In the
第1実施形態の浄水製造装置1の構成は以上のようであり、次にこの浄水製造装置1を用いた実施形態の浄水製造方法について説明する。
The structure of the purified
いま、浄水製造装置1を屋外の日当たりの良い場所に設置し、注入口22aを通じて加熱容器20に所定の水位まで水を収納する。集光機構10の各反射パネル11〜16は、太陽光を反射して加熱容器20の設置個所である集光領域に向けて集光する。
この集光された太陽光の熱で、加熱容器20内の水W1が加熱され、水蒸気が発生する。水に含まれた有機、無機の溶解、浮遊成分は、水蒸気になることで取り除かれる。
Now, the
The water W1 in the
ここで加熱容器20は、その周壁22の上部から天壁23にかけてが、反射光に加えて太陽光が直射されやすいこともあってとくに加熱の程度が大きい。
したがって、吸水材層30により、水W1を水面上の周壁22から天壁23にかけて吸い上げておくことで、加熱容器20の壁面から水W1へ熱が効率よく伝わり、吸水材層30から水蒸気が放散される。このようにして、水蒸気の発生効率が向上している。
また、周壁22の上部から下部へと熱が伝導することで、水W1の水面の周壁22付近でも沸騰が起こり、水面からも水蒸気が発生する。なお、水面からの水蒸気の発生の状況は、加熱容器20に吸水材層30を備えていない場合でも異なるところはない。
ちなみに、太陽から放射される熱エネルギーは地球軌道上で1370W/m2であり、日本における晴天時の平均は600W/m2とされる。面積が1m2の集光機構で集められる熱エネルギーは、蒸発潜熱540Kcal/Kgである水を1時間あたり約1Kgの水蒸気に変えることができる。
Here, the
Therefore, by sucking up the water W1 from the
Further, since heat is conducted from the upper part to the lower part of the
By the way, the thermal energy radiated from the sun is 1370 W / m 2 in the earth orbit, and the average in Japan on a clear day is 600 W / m 2 . The heat energy collected by the light collecting mechanism with an area of 1 m 2 can convert water having a latent heat of vaporization of 540 Kcal / Kg into about 1 Kg of water vapor per hour.
加熱容器20内で発生した水蒸気は、蒸留パイプ40の上端部の開口から入り込む。液体の水から気体の水蒸気への相変化により体積が増大するため、加熱容器20に内圧が発生し、蒸留パイプ40の上端部から下端部に向けた水蒸気の流れが生じる。
ここで、吸水材層30から水W1の水滴が落下することがあるが、その水滴はキャップ44の天壁44bに阻まれて蒸留パイプ40の上端部41から直接入り込むことがないようになっている。また、水W1の水滴が水面に衝突することで飛散する水滴も、キャップ44内のラビリンス通路に阻まれて、蒸留パイプ40の上端部41に入り込むことがないようになっている。
Water vapor generated in the
Here, water drops of the water W1 may fall from the water absorbing
蒸留パイプ40の内部を下端部に向けて流通する水蒸気は、その途中で冷却機構50のフィン51の放熱効果で冷却される。これにより凝集し水滴となる。
水滴は、その自重および水蒸気の圧力により、蒸留パイプ40の下端部42に向けて流れ、下端部42から浄水タンク60に落下する。こうして、浄水タンク60には浄水W2が貯留されることになる。
加熱容器20内の水W1の水位が下がると、注入口22aを通じて水を適宜補充する。注入口22aは、周壁22の下部に設けられているため、水の追加時に、吸水材層30に含まれて水蒸気が発生する直前まで加熱された水が冷却されてしまう事態が阻止されている。
The water vapor flowing through the inside of the
The water droplet flows toward the
When the water level of the water W1 in the
第1実施形態の浄水製造装置1には、図7のように、透明の風防カバー90を設けることもできる。円筒形の風防カバー90は、天壁91と周壁92とを有し、かつ加熱容器20よりも寸法が大きく、その内部空間に加熱容器20が収容されるように、集光機構10のボトムパネル11上に設置されている。
風防カバー90の天壁91と加熱容器20の天壁23の間および風防カバー90の周壁92と加熱容器20の周壁22の間には、隙間による空気層が形成されている。
図示のように、風防カバー90の周壁92の下縁部は、断熱板24に当接しているため、風防カバー90とボトムパネル11とは接触していない。
浄水製造装置1を屋外で使用する場合には、このようにして加熱容器20を風防カバー90で覆うことにより、屋外の風が加熱容器20に直接吹き付けて、加熱容器20が冷却されることが防止される。また、屋外の気温が低い場合などにも、風防カバー90と加熱容器20との間の空気層の断熱効果により、加熱容器20が冷却されることが抑制される。
風防カバー90は、太陽光線の吸収や反射が少ないことが好ましく、素材としてはガラスやプラスチックが好ましい。たとえば、ガラスビーカーを逆さにしたものを、風防カバー90として用いることができる。
The water
An air layer is formed between the
As illustrated, since the lower edge portion of the
When the
The
図8に、第2実施形態の浄水製造装置2を示す。第1実施形態と同様の構成については、説明を省略する。
この実施形態では、冷却機構50が冷却槽52である点と、貯留タンク70および濾過機構80を備える点で、第1実施形態と異なっている。
In FIG. 8, the purified water manufacturing apparatus 2 of 2nd Embodiment is shown. The description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
図8のように、冷却機構50としての冷却槽52は、加熱容器20外において、蒸留パイプ40を取り囲むように設置されており、水W1が満水状態に収納されている。
冷却槽52と、冷却槽52の直上に位置する加熱容器20とは、連結パイプ52aにより連結されており、冷却槽52内の水W1は、加熱容器20に流入可能となっている。連結パイプ52aは、加熱容器20の底壁21に連結されており、ここが水の注入口となっている。
As shown in FIG. 8, the
The
この冷却槽52には、細管である供給パイプ71を通じて貯留タンク70から水W1が供給されるようになっている。大型の貯留タンク70には、一定水位の水W1が貯留されるようになっている。
貯留タンク70の底部および供給パイプ71には、水W1の貯留量および供給量を調節するためのバルブ72が付属している。
貯留タンク70は、簡易な沈殿槽の役割も兼ねており、底部には沈殿物73が沈殿して、貯留タンク70の上部のいわば上澄みの水が供給パイプ71を通じて冷却槽52および加熱容器20に供給されるようになっている。
貯留タンク70の周面の所定高さの箇所には、水位調整口74が設けられている。貯留タンク70に過剰に水が供給される等しても、水位調整口74から貯留タンク70内の水が排出されるようになっているため、水位調整口74が設けられた所定高さを限界水位として、水位が調整されることとなる。なお、図7の鎖線で示すように、水位調整口74が設けられた高さは、蒸留パイプ40の上端部41よりも低く設定されている。
The
A
The
A water
ここで、冷却槽52が満水状態であることから、供給パイプ71のサイフォン作用により、貯留タンク70の水位に基づく水圧と加熱容器20の水位に基づく水圧につり合いが生じ、加熱容器20の水位が貯留タンク70と同じ水位に保たれるようになっている。ここで、上述のように貯留タンク70の限界水位は、水位調整口74により、蒸留パイプ40の上端部41よりも低く設定されているため、加熱容器20内の水W1の水位が蒸留パイプ40の上端部41を超えて、蒸留パイプ40にそのまま流入することが防止されている。
したがって、加熱容器20内で水W1が水蒸気になると、その分だけ、供給パイプ71および冷却槽52を通じて、貯留タンク70から水W1が補給されるようになっている。このため、加熱容器20内の水位は急激に下がることはない。
冷却槽52内の水は、蒸留パイプ40内の水蒸気と熱交換をおこなった後に、加熱容器20に流入するため、加熱容器20内の水はあらかじめ一定程度加熱された状態にある。したがって、水蒸気の発生効率が高まっている。
Here, since the
Therefore, when the water W1 becomes water vapor in the
Since the water in the
貯留タンク70には、濾過機構80を通じて、塵埃等があらかじめ取り除かれた水W1が供給されるようになっている。
濾過機構80には、細かな砂利の層と活性炭の層が交互に数層重ねられてなる、ろ過材81が充填されている。ろ過材81の層厚は、水の汚染状況により適宜調整される。
このため、供給パイプ71や連結パイプ52a等に塵埃等が詰まってしまう事態が防止されている。
なお、第2実施形態の浄水製造装置2にも、図7のような風防カバー90を設けることができる。
The
The
For this reason, the situation where dust etc. are clogged with
In addition, the
以下、本発明の実施例および比較例を挙げて、本発明の内容を一層明確にする。 Examples of the present invention and comparative examples are given below to further clarify the content of the present invention.
図1に示すものと同様の構造を有する浄水製造装置を室内に設置し、太陽熱の代用としてランプヒーターを集光機構の上方に設置して試験装置を作製した。
ランプヒーターとしては、大日電球株式会社製の赤外線ランプ500W3本を加熱容器の上面より38cmの位置に同じ高さに取り付けた。
集光機構としては、多孔質材とアルミホイール箔をラミネートした平板組み合わせ型のものを用いた。その開口部の面積は約0.38m2であった。
加熱容器としては、市販のアルミ製、容量1.5リットル丸型はんごう容器(蓋つき)の容器外部および内部に市販黒色油性塗料を塗布し、蓋部分より蒸気が漏れないようシールして用いた。この容器には、水道水500gを入れた。
吸水材層としては、厚みが0.18mmの定性ろ紙を用い、このろ紙を吸水させた後、加熱容器の周壁および天壁の内面に貼り付け、さらに金網を用いて固定した。
蒸留パイプとしては、アルミニウム製のパイプで、外径25mm、肉厚1mmのものを用いた。
冷却機構としては、アルミニウム板からなるフィン(150mm角、厚み0.5mm)20枚を1cm間隔になるよう熱伝導性接着剤で蒸留パイプの周囲に固定したものを用いた。
浄水タンクとしては、容量300ccのガラスビーカーを用いた。
A water purification apparatus having the same structure as that shown in FIG. 1 was installed in the room, and a lamp heater was installed above the condensing mechanism as a substitute for solar heat to produce a test apparatus.
As a lamp heater, three 500 W infrared lamps manufactured by Dainichi Bulb Co., Ltd. were mounted at the same height at a position 38 cm from the upper surface of the heating container.
As the light collecting mechanism, a flat plate combination type laminated with a porous material and an aluminum wheel foil was used. The area of the opening was about 0.38 m 2 .
As a heating container, apply a commercially available black oil paint on the outside and inside of a commercially available aluminum, 1.5 liter round shaped container (with a lid) and seal it so that vapor does not leak from the lid. Using. This container was charged with 500 g of tap water.
As the water-absorbing material layer, a qualitative filter paper having a thickness of 0.18 mm was used. After the filter paper was absorbed, it was attached to the inner surface of the peripheral wall and the top wall of the heating container, and further fixed using a wire mesh.
As the distillation pipe, an aluminum pipe having an outer diameter of 25 mm and a wall thickness of 1 mm was used.
As the cooling mechanism, an aluminum plate having 20 fins (150 mm square, thickness 0.5 mm) fixed to the periphery of the distillation pipe with a heat conductive adhesive so as to be 1 cm apart was used.
A 300 cc glass beaker was used as the water purification tank.
実施例1としては、上記試験装置をそのまま用いた。
実施例2としては、上記試験装置の加熱容器の内面から吸水材層を取り除いたものを用いた。
実施例3としては、上記試験装置の加熱容器の内面から吸水材層を取り除き、さらに図7に示すものと同様に、風防カバーを加熱容器に被せたものを用いた。風防カバーとしては、5リットルガラスビーカーを逆さにしたものを用いた。
比較例1としては、上記試験装置の加熱容器の内面から吸水材層を取り除き、かつ集光機構を取り除いたものを用いた。
As Example 1, the above test apparatus was used as it was.
As Example 2, the water absorbing material layer was removed from the inner surface of the heating container of the test apparatus.
As Example 3, a water absorbing material layer was removed from the inner surface of the heating container of the above test apparatus, and a windshield cover was put on the heating container as shown in FIG. As the windshield cover, an inverted 5 liter glass beaker was used.
As Comparative Example 1, the water absorbing material layer was removed from the inner surface of the heating container of the test apparatus, and the light collecting mechanism was removed.
実施例1および実施例2の試験装置につき、ランプヒーターのスイッチを入れて、浄水タンクに溜まった浄水の量を経時的に測定した。
測定時間は、浄水タンクに水滴が落下し始めた時刻から、60分後および120分後とした。
結果を、次表1および図9に示す。表1および図9から、加熱容器内の水道水が沸騰し水蒸気となり、蒸留パイプを通じて加熱容器外に流出し、冷却機構で水滴となり、浄水タンクに落下して浄水が製造されることが確認された。
また、実施例1のように吸水材層を有していると、高温になる加熱容器の天面に毛細管現象で吸い上げられた水道水が直ちに蒸発することで、より効率的に浄水の採取ができることが分かった。
For the test devices of Example 1 and Example 2, the lamp heater was turned on and the amount of purified water accumulated in the purified water tank was measured over time.
The measurement time was 60 minutes and 120 minutes after the time when the water droplets began to fall into the water purification tank.
The results are shown in the following Table 1 and FIG. From Table 1 and FIG. 9, it is confirmed that the tap water in the heating vessel boils and becomes water vapor, flows out of the heating vessel through the distillation pipe, becomes water droplets by the cooling mechanism, falls into the water purification tank, and purified water is produced. It was.
Moreover, when it has a water-absorbing material layer like Example 1, the tap water sucked up by the capillary phenomenon will immediately evaporate on the top surface of the heating container that becomes high temperature, and thus the purified water can be collected more efficiently. I understood that I could do it.
つぎに、実施例1および比較例1の試験装置につき、ランプヒーターのスイッチを入れて、加熱容器内の水温を経時的に測定した。結果を図10に示す。
集光機構を有しない比較例1においては、水温の上昇が60℃に満たない温度でほぼ止まり、蒸留パイプからの水滴の流出は認められなかったのに対して、実施例1では、水温は100℃にまで上昇して、蒸留パイプからの水滴の流出が認められた。このため、集光機構が有効に働いていることが確認された。
Next, for the test devices of Example 1 and Comparative Example 1, the lamp heater was turned on, and the water temperature in the heating vessel was measured over time. The results are shown in FIG.
In Comparative Example 1 having no condensing mechanism, the increase in water temperature almost stopped at a temperature less than 60 ° C., and no water droplets flowed out from the distillation pipe, whereas in Example 1, the water temperature was The temperature rose to 100 ° C., and water droplets outflowed from the distillation pipe. For this reason, it was confirmed that the condensing mechanism works effectively.
さらに、実施例3の試験装置を屋外に設置してランプヒーターではなく太陽光を用いて、加熱容器を加熱し、浄水タンクに溜まった浄水の量および加熱容器内の水温を経時的に測定した。
結果を表2および図11に示す。
表2および図11から、実施例3では、屋外にもかかわらず屋内でランプヒーターを用いた実施例1とそん色のない浄水の採取量および水温の上昇が確認された。なお、実施例3の試験装置を屋外に設置して60分を経過した後に、雲が多くなり太陽熱が弱まったため120分での浄水の採取は行っていない。
Furthermore, the test apparatus of Example 3 was installed outdoors, and the heating container was heated using sunlight instead of a lamp heater, and the amount of purified water accumulated in the water purification tank and the water temperature in the heating container were measured over time. .
The results are shown in Table 2 and FIG.
From Table 2 and FIG. 11, in Example 3, it was confirmed that there was an increase in the amount of collected clean water and the water temperature, which was the same as in Example 1 using a lamp heater indoors despite the outdoors. In addition, after installing the test apparatus of Example 3 outdoors and 60 minutes passed, since the clouds increased and the solar heat weakened, the collection of purified water in 120 minutes was not performed.
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲内およびこれと均等の意味でのすべての修正と変形を含む。 The embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and includes all modifications and variations that fall within the scope of the claims and equivalents thereto.
実施形態では、集光機構10の一例として反射パネル11〜16の集合体を挙げたが、集光機構はこれに限定されない。パラボラ形状、フレネルレンズ形状、凸レンズ形状、反射平板、およびこれらの組み合わせなど、公知の集光機構を用いることができる。また、集光機構の材質も実施形態に限定されず、反射パネル本体を段ボール等の紙製とし、これに銀等のアルミニウム以外の金属薄膜を積層してもよい。集光機構がレンズ形状の場合には、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)やポリカーボネート(PC)を成形したものとすることができる。
In the embodiment, an assembly of the
実施形態では、加熱容器20を円筒形としているが、加熱容器の形状はこれに限定されず、角筒形や球形としてもよい。
実施形態では、吸水材層30を加熱容器20の周壁22から天壁23にかけてのみ積層しているが、加熱容器20の内面の全面に積層してもよい。また、加熱容器20内の水W1の水位(水面)の上下に跨るように周壁22の内面のみに積層してもよい。さらに、吸水材層30を省略することもできる。
In the embodiment, the
In the embodiment, the water absorbing
実施形態では、蒸留機構としてパイプ状の蒸留パイプ40を採用しているが、加熱容器内の水蒸気を捕集し流通させることで浄水(蒸留水)を得ることができるものであればこれに限定されない。また、実施形態では、蒸留パイプ40を上下方向に配置しているが、一端部が加熱容器内の水の水位よりも上に位置し、他端部が加熱容器外に位置する限りにおいて、蒸留パイプの配置方向はこれに限定されない。蒸留パイプの形状もストレート形状に限定されず、中途で屈曲等していてもよい。
In the embodiment, the pipe-shaped
実施形態では、冷却機構として、空冷式の一例としてフィンを、水冷式の一例として冷却槽をあげたが、冷却機構はこれに限定されない。また、フィンや冷却槽を組み合わせることもできる。また、別途の冷却機構が無くとも浄水(蒸留水)を得ることができる場合は、別途の冷却機構を組み合わせる必要はない。例えば、蒸留機構として蒸留パイプを採用した場合において、加熱容器外に位置する蒸留パイプの周辺部分の気温が低い等の要因により加熱容器外に位置する蒸留パイプが元々低い温度であるときは別途の冷却機構が無くとも蒸留機構の他端部にて自然に蒸留水を得ることが可能である。この場合、蒸留機構自身は冷却機構を兼ね備えているとも言える。よって、本発明はこのような場合をも含むものである。
浄水タンク60も形状等も実施形態に限定されず、たとえば内圧を調整するためのバルブを付属させることもできる。
また、本発明において浄水(蒸留)する対象である水には、河川等の自然水に限られず、再利用を目的とした使用済みの生活用水や飲料用に適していない水道水など、本発明により浄水することで飲料水や生活用水などとして利用可能となるあらゆる水が含まれるものである。
In the embodiment, the cooling mechanism is a fin as an example of an air cooling type and a cooling tank as an example of a water cooling type, but the cooling mechanism is not limited to this. Moreover, a fin and a cooling tank can also be combined. Further, when purified water (distilled water) can be obtained without a separate cooling mechanism, it is not necessary to combine a separate cooling mechanism. For example, when a distillation pipe is used as the distillation mechanism, when the distillation pipe located outside the heating vessel is originally at a low temperature due to factors such as a low temperature around the distillation pipe located outside the heating vessel, a separate Even without a cooling mechanism, distilled water can be obtained naturally at the other end of the distillation mechanism. In this case, it can be said that the distillation mechanism itself also has a cooling mechanism. Therefore, the present invention includes such a case.
The shape and the like of the
In addition, the water to be purified (distilled) in the present invention is not limited to natural water such as rivers, and the present invention includes used domestic water for reuse and tap water not suitable for drinking. Any water that can be used as drinking water or domestic water by purifying water is included.
1 第1実施形態の浄水製造装置
2 第2実施形態の浄水製造装置
10 集光機構
10´ 板状体
11 ボトムパネル
11a 取り付け孔
12 フロントパネル
13 テールパネル
14 外サイドパネル
14a 係止部
15 内サイドパネル
15a 係止部
16 バックパネル
16a 係止部
20 加熱容器
21 底壁
22 周壁
22a 注入口
23 天壁
24 断熱板
25 取り付け孔
30 吸水材層
40 蒸留パイプ
41 上端部
42 下端部
43 シール部材
44 キャップ
44a 周壁
44b 天壁
44c 邪魔板
50 冷却機構
51 フィン
52 冷却槽
52a 連結パイプ
60 浄水タンク
61 底壁
62 周壁
63 天壁
63a 開口
70 貯留タンク
71 供給パイプ
72 バルブ
73 沈殿物
74 水位調整口
80 濾過機構
81 ろ過材
90 風防カバー
91 天壁
92 周壁
S 支持台
W1 水
W2 浄水
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記集光領域に設置され、所定の水位まで水を収納可能な加熱容器と、
一端部が前記加熱容器内の水位よりも上方に位置し、他端部が加熱容器外に位置し、前記集光機構により集光された太陽光の熱により前記加熱容器内の水が加熱されることで発生する水蒸気が流通可能な蒸留機構と、
前記加熱容器外で蒸留機構内を流通する水蒸気を冷却可能な冷却機構と、
前記蒸留機構の他端部から排出される、前記冷却機構により蒸留機構内で水蒸気から凝集した水滴を貯留可能な浄水貯留機構と、を備える浄水製造装置。 A condensing mechanism capable of condensing toward a predetermined condensing region by reflecting sunlight;
A heating vessel installed in the condensing region and capable of storing water up to a predetermined water level;
One end is located above the water level in the heating container, the other end is located outside the heating container, and the water in the heating container is heated by the heat of sunlight condensed by the condensing mechanism. A distillation mechanism capable of circulating water vapor generated by
A cooling mechanism capable of cooling water vapor flowing in the distillation mechanism outside the heating vessel;
A purified water storage device comprising: a purified water storage mechanism capable of storing water droplets that are discharged from the other end of the distillation mechanism and aggregated from water vapor in the distillation mechanism by the cooling mechanism.
前記浄水貯留機構は、底壁、周壁および天壁を有する浄水タンクである、請求項1に記載の浄水製造装置。 The distillation mechanism is a pipe-like distillation pipe that passes through the wall surface of the heating vessel,
The said purified water storage mechanism is a purified water manufacturing apparatus of Claim 1 which is a purified water tank which has a bottom wall, a surrounding wall, and a top wall.
前記加熱容器内面の周壁のみ、または周壁から天壁にかけて設置され、前記加熱容器内の水を毛細管現象により前記周壁上の水位よりも上方へと吸い上げる吸水材層をさらに備える請求項1または2に記載の浄水製造装置。 The heating container has a bottom wall, a peripheral wall and a top wall,
The water-absorbing material layer that is installed only from the peripheral wall of the inner surface of the heating container or from the peripheral wall to the top wall and further sucks up the water in the heating container upward from the water level on the peripheral wall by capillary action. The purified water manufacturing apparatus of description.
前記加熱容器は、前記凹面状の集光機構に取り囲まれるように前記集光領域に設置されている、請求項1から5のいずれかに記載の浄水製造装置。 The condensing mechanism is configured by arranging a plurality of reflecting panels in a concave shape as a whole,
The water purification apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the heating container is installed in the light collecting region so as to be surrounded by the concave light collecting mechanism.
前記加熱容器外で前記パイプの周囲に設置される冷却フィンである請求項1から7のいずれかに記載の浄水製造装置。 The cooling mechanism is
The water purification apparatus according to any one of claims 1 to 7, which is a cooling fin installed around the pipe outside the heating container.
前記加熱容器外で前記パイプを取り囲むように設置され、
前記加熱容器と連結されて前記加熱容器へと水を供給可能な、
水が収納される冷却槽である、請求項1から7のいずれかに記載の浄水製造装置。 The cooling mechanism is
Installed to surround the pipe outside the heating vessel,
It is connected to the heating container and can supply water to the heating container.
The water purification production apparatus according to any one of claims 1 to 7, which is a cooling tank in which water is stored.
前記貯留タンクと前記冷却槽を連結し、前記貯留タンクから前記冷却槽に水を供給可能な供給パイプをさらに備え、
前記冷却槽は前記加熱容器よりも下方に位置して満水状態に水が収納されるようになっており、
前記供給パイプのサイフォン作用により、前記冷却槽を通じて前記貯留タンクの水圧と前記加熱容器の水圧とが釣り合うことで、前記加熱容器の水位が前記貯留タンクと同じ水位に保たれるようになっている請求項9に記載の浄水製造装置。 A storage tank in which water is stored;
The storage tank and the cooling tank are connected, further comprising a supply pipe capable of supplying water from the storage tank to the cooling tank,
The cooling tank is located below the heating container so that water is stored in a full state,
Due to the siphon action of the supply pipe, the water pressure of the storage tank and the water pressure of the heating container are balanced through the cooling tank, so that the water level of the heating container is maintained at the same water level as the storage tank. The water purification apparatus according to claim 9.
前記キャップは、その開口から前記蒸留パイプの一端部の開口にかけてラビリンス通路が形成されるように配置された複数の邪魔板を内部に有する請求項2から11のいずれかに記載の浄水製造装置。 A cap that covers one end of the distillation pipe in the heating container;
The said cap has a some baffle plate arrange | positioned so that a labyrinth channel | path may be formed from the opening to the opening of the one end part of the said distillation pipe, The water purification manufacturing apparatus in any one of Claim 2 to 11 inside.
前記集光領域に、加熱容器に所定の水位まで収納された水を設置して、集光された太陽光の熱により加熱して水蒸気を発生させる工程と、
前記水蒸気を前記加熱容器内で前記所定の水位よりも上方で捕集して蒸留機構に流通させる工程と、
前記蒸留機構を流通する水蒸気を冷却し、凝集した水滴を集めて浄水を得る工程と、を含む浄水製造方法。 A step of condensing light toward a predetermined condensing region by reflecting sunlight;
In the condensing region, installing water stored up to a predetermined water level in a heating container, and heating the condensed sunlight to generate water vapor; and
Collecting the water vapor in the heating vessel above the predetermined water level and distributing it to a distillation mechanism;
Cooling the water vapor flowing through the distillation mechanism and collecting the aggregated water droplets to obtain purified water.
前記加熱容器の内面に設置された吸水材層で水を毛細管現象により前記水位よりも上方へと吸い上げて、この水を吸い上げた吸水材層を集光された太陽光の熱により加熱することにより行われる請求項14に記載の浄水製造方法。 The step of generating the water vapor includes
By sucking water upward from the water level by capillary action on the water absorbing material layer installed on the inner surface of the heating container, and heating the water absorbing material layer that has sucked up the water by the heat of the concentrated sunlight The purified water manufacturing method of Claim 14 performed.
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CN113912154A (en) * | 2021-10-11 | 2022-01-11 | 李鹏举 | Seawater evaporation desalination system |
CN114089667A (en) * | 2021-11-19 | 2022-02-25 | 南京大学 | Water vapor generation system with sun tracking effect and effective salt deposition prevention |
JP7337429B1 (en) * | 2023-04-27 | 2023-09-04 | 隆治 小畑 | desalination equipment |
-
2019
- 2019-03-04 JP JP2019038564A patent/JP2019171368A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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