| 研究課題/領域番号 |
10650220
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
熱工学
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| 研究機関 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
長田 孝志 琉球大学, 工学部, 教授 (70045186)
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| 研究分担者 |
工藤 鴻基 (株)トップエコロジー, 研究職
儀間 悟 琉球大学, 工学部, 助手 (60274883)
野底 武浩 琉球大学, 工学部, 助教授 (80183903)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 2000
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| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
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| 配分額 *注記 |
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2000年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1999年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1998年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 海水淡水化 / 太陽熱 / 蒸留 / 多重効用 / 熱・物質移動 / 熱・物質伝達 |
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| 研究概要 |
本研究では、新しいタイプの多重効用・Basin複合型太陽熱海水淡水化装置を提案し、コンピューター・シミュレーションと屋外実験により、本複合型が非常に高い蒸留性能を有すること、および実用性が高いことを明らかにした。
本複合型は、三角形断面を有し、傾斜した二重ガラスカバーの斜面、底部に水盤、鉛直な多重効用部からなる。カバーガラスを透過した太陽光は、水盤の海水を蒸発させるとともに多重効用部前面を加熱する。太陽光の吸収と水盤からの水蒸気の凝縮潜熱を熱源として、多重効用部で蒸留が繰り返され、総蒸留量は著しく増大する。
本研究では、まず、本複合型の解析モデルと数値シミュレーション方法を構築し、これを用いて、蒸留器の形状・寸法、気象条件および操作条件をパラメータとして総蒸留量を求め、さらに得られた結果に基づき蒸留器の最適設計を行った。最適設計に基づいて屋外実験装置を製作し、長期間の屋外実験を行った。海水浸透のウィックを貼り付けた多数枚の仕切り板を鉛直に並べた多重効用部において、仕切り板の間隔を10mmから5mmに狭め、かつ板枚数を8枚から11枚に増やすことにより、蒸留量が著しく増加したが、測定で得られた総蒸留量は、理論計算値より2〜3割低かった。この原因は、仕切り板間で、ウィックが凝縮面に接触し、凝縮水を吸収してしまうことにあることをつきとめ、仕切り板間に小さなスペーサーを挟み込むという改良を行った。これにより、実験で得られた総蒸留量は、計算値とほぼ一致した。
本複合型の蒸留性能を、従来最も性能が高いとされる傾斜平板型多重効用蒸留器と比較した所、約1.5倍かそれ以上の性能を有することが明らかになった。また、長期間の運転より、海水が蒸留水に混入することがなく、メンテナンスの容易さも明らかになった。以上の結果より、新たに提案された本複合型蒸留器は、現在ニーズの高い小型分散型の造水装置として、実用性が高いことが明らかになった。
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