多重効用・Basin複合型太陽熱海水淡水化システムの実用化研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10650220
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 長田 孝志 琉球大学, 工学部, 教授 (70045186)
• 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)
• キーワード: 海水淡水化 / 太陽熱 / 蒸留 / 多重効用 / 熱・物質伝達

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、この複合型が非常に高い蒸留性能を有すること、および実用化の可能性が高いことを明らかにした。
最終年度の2000年度は、数値シミュレーションの結果に基づいて設計された淡水化装置を製作し、長期間の屋外実験を行った。また、多重効用部の内部が観察できる装置を製作し、蒸発・凝縮の様子を観察した。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、仕切り板間隔を10mmから5mmに狭め、かつ仕切り板枚数を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、実験値は理論計算値より2〜3割低かった。観察結果によれば、この原因は、ウィックが凝縮面に接触し、凝縮水を吸収したことによる。これにより、凝縮水の回収量は減少するが、ウィック中の海水が装置から回収される凝縮水に全く混入せず、回収凝縮水(淡水)からは塩分は全く検出されなかった。
各仕切り板間に複数の微小なスペーサーを挟むことにより、ウィックの接触を防止し、計算値とほぼ同じ蒸留量を得ることを可能にした。その結果、本複合型は、秋の気温約30℃、カバーガラス面相日射量21.4MJm^<-2>day^<-1>の日に、18.8kgm^<-2>day^<-1>の淡水を得た。その蒸留性能は、従来最も性能が高いとされている多重効用傾斜平行平板型の約1.5倍高いことが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] H.Tanaka,T.Nosoko,T.Nagata: "A highly productive basin-type-multiple-effect coupled solar still"Desalination. 130. 279-293 (2000)
• [文献書誌] H.Tanaka,T.Nosoko,T.Nagata: "Parametric investigation on a basin-type-multiple effect coupled solar still"Desalination. 130. 295-304 (2000)
• [文献書誌] H.Tanaka,T.Nosoko,T.Nagata: "Improvement of performance of a basin-type-multiple effect coupled solar still by increasing the number of distillation cells with narrow diffusion gaps"Proceedings of the 4th JSME-KSME Thermal Engineering Conference, October 1-6,2000, Kobe, Japan. 1. 253-258 (2000)
• [文献書誌] 田中大,萩尾和成,野底武浩,長田孝志: "Basin-多重効用複合型太陽熱蒸留器の開発(仕切り板間隔の縮小による蒸留量の増加とその季節変化)"第37回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 1. 181-182 (2000)
• [文献書誌] 田中大,野底武浩,長田孝志: "Basin-多重効用複合型太陽熱蒸留器の研究(屋外実験結果のまとめ)"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (2001)