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技術 太陽蒸留システム及び関連する太陽駆動灌漑装置

出願人 アルクハズラジ,サイードアルハッサン
発明者 アルクハズラジ,サイードアルハッサン
出願日 2015年8月25日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2017-508690
公開日 2017年9月14日 (2年0ヶ月経過) 公開番号 2017-526358
状態 特許登録済
技術分野 潅水 水、廃水又は下水の加熱処理
主要キーワード 熱的連通 投影形態 外部設備 投影構造 半透過性材料 カバー壁 灌漑装置 ラティス構造
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月14日)のものです。
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図面 (4)

課題・解決手段

太陽駆動灌漑装置(2)であって、汚染されている水体(60)に含まれている汚染されている水を蒸留されている水に変換し、蒸留されている水を太陽駆動灌漑装置上で栽培されている植生(136)の灌漑に使用し、壁(12)を有している幾何学的投影の形態のカバー(8)と、開口(16)と、半透過性メッシュ(132)と、土層(134)と、チャンバ(20)とを有し、壁は、太陽熱捕捉するために外部環境熱的連通をするようになっており、外部環境から開口への太陽光線の通過を許す開口に光学的連通をするようになっており、壁の上部は、土層と灌漑する植生とを自体が支持している半透過性メッシュによって覆われており、開口は、蒸気を形成するように汚染されている水を加熱するために壁から汚染されている水体の表面への太陽光線の通過を許すように壁及び汚染されている水体の表面に光学的連通をするようになっており、汚染されている水体の表面からチャンバ内への蒸気の通過を許すために汚染されている水体の表面及びチャンバに流体的連通をするようになっており、チャンバは、壁によって定められており、チャンバは、形成された蒸気を受け入れ、蒸気は土層を通過し、それによって蒸気を凝結させて蒸留されている灌漑水を形成するように、壁の上部に位置している半透過性メッシュを蒸気が通過するのを許す開口に流体的連通をするようになっている。

概要

背景

太陽蒸留などの当該技術で知られているさまざまな種類の蒸留技術が存在する。太陽蒸留技術は、太陽エネルギーを使用して蒸発凝結プロセスを通して汚染されている水が蒸留水に変換される蒸発−凝結サイクルを発生させるために太陽エネルギーを使用する。このサイクルは、海洋、海、川、及び池などの自然水体内の水が太陽エネルギーの影響によって蒸発し、及び霧として大気中で集まって凝結し、雨及びの形態で再び地表に落下する水循環の自然現象を通して雨(蒸留水の一形態)が発生するように、自然においてよく知られている。

太陽蒸留には、能動蒸留及び受動蒸留の2個の従来の形態が存在する。受動太陽蒸留において、装置は、水を凝結させる手段としての装置の下部と上部との間の自然温度差に依存している。能動太陽蒸留においては、外部エネルギーが下部に供給されて、生産性をさらに改善させるように、下部と上部との間の温度差を増大させる。

概要

太陽駆動灌漑装置(2)であって、汚染されている水体(60)に含まれている汚染されている水を蒸留されている水に変換し、蒸留されている水を太陽駆動灌漑装置上で栽培されている植生(136)の灌漑に使用し、壁(12)を有している幾何学的投影の形態のカバー(8)と、開口(16)と、半透過性メッシュ(132)と、土層(134)と、チャンバ(20)とを有し、壁は、太陽熱捕捉するために外部環境熱的連通をするようになっており、外部環境から開口への太陽光線の通過を許す開口に光学的連通をするようになっており、壁の上部は、土層と灌漑する植生とを自体が支持している半透過性メッシュによって覆われており、開口は、蒸気を形成するように汚染されている水を加熱するために壁から汚染されている水体の表面への太陽光線の通過を許すように壁及び汚染されている水体の表面に光学的連通をするようになっており、汚染されている水体の表面からチャンバ内への蒸気の通過を許すために汚染されている水体の表面及びチャンバに流体的連通をするようになっており、チャンバは、壁によって定められており、チャンバは、形成された蒸気を受け入れ、蒸気は土層を通過し、それによって蒸気を凝結させて蒸留されている灌漑水を形成するように、壁の上部に位置している半透過性メッシュを蒸気が通過するのを許す開口に流体的連通をするようになっている。

目的

本発明の目的は、前述の欠点の少なくとも一部を克服するであろう、自然の水体から蒸留水を直接製造する装置及び方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

太陽駆動灌漑装置であって、汚染されている水体に含まれている汚染されている水を蒸留されている水に変換し、蒸留されている水を太陽駆動灌漑装置上で栽培されている植生灌漑に使用し、壁を有している幾何学的投影の形態のカバーと、開口と、半透過性メッシュと、土層と、チャンバと、を有し、壁は、太陽熱捕捉するために外部環境熱的連通をするようになっており、外部環境から開口への太陽光線の通過を許す開口に光学的連通をするようになっており、壁の上部は、土層と灌漑する植生とを自体が支持している半透過性メッシュによって覆われており、開口は、蒸気を形成するように汚染されている水を加熱するために壁から汚染されている水体の表面への太陽光線の通過を許すように壁及び汚染されている水体の表面に光学的連通をするようになっており、汚染されている水体の表面からチャンバ内への蒸気の通過を許すために汚染されている水体の表面及びチャンバに流体的連通をするようになっており、チャンバは、壁によって定められており、チャンバは、形成された蒸気を受け入れ、蒸気は土層を通過し、それによって蒸気を凝結させて蒸留されている灌漑水を形成するように、壁の上部に位置している半透過性メッシュを蒸気が通過するのを許す開口に流体的連通をするようになっている、太陽駆動灌漑装置。

請求項2

開口は、チャンバを密封し、形成された蒸気がチャンバから外部環境へ出るのを制限する汚染されている水体の表面との密封部を形成するようになっている、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項3

壁は太陽光線の通過を可能にする透明な材料で作られている、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項4

壁は剛性の高い材料で作られている、請求項3に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項5

半透過性メッシュは、チャンバーから土層への半透過性メッシュを通した蒸気の通過を可能にする半透過性材料で作られている、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項6

半透過性メッシュは、ファイバーグラス、木、金属、合成材料ポリマー材料で作ることができる、請求項5に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項7

半透過性メッシュは外部環境に直接接触している上側に土層をさらに有しており、土層は、チャンバに流体的連通をしている半透過性メッシュの上側から受け取った凝結した水で植生が灌漑されるように、その表面上での植生の成長支援している、請求項5または6に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項8

太陽光線を開口に集光し向けるようになっている1個または2個以上の光学レンズをさらに有する、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項9

光学レンズは、壁と一体である、請求項8に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項10

カバーを支持し、汚染されている水体の表面上にカバーが浮かぶことができるようにする浮遊性ベースをさらに有する、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項11

浮遊性ベースは泡状物質を有している、請求項10に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項12

停泊装置をさらに有する、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項13

カバーの幾何学的投影形態は、下端から上端まで垂直な軸線に沿って延びているドームであって、下端は、装置が動作しているときに汚染されている水体に接触している、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項14

カバーの幾何学的投影形態は、上で植生を成長させるのにさらに使用される土の層をその上で保持できるようになっている、請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項15

カバーの開口は、下端と上端との間で垂直な軸線に直交しているドームの円形断面によって定められている、請求項14に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項16

断面はドームの下端の位置にある、請求項15に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項17

断面によって定められている開口は、カバーベースを構成している円周を有しており、汚染されている水体の表面上にベースが浮かぶことができるようにベースを覆う浮遊性材料をさらに有する、請求項15に記載の太陽駆動灌漑装置。

請求項18

請求項1に記載の太陽駆動灌漑装置を使用して自然の植生を灌漑するプロセスであって、チャンバ内で水蒸気を形成し、それから蒸気をチャンバ内で上昇させるステップと、蒸気を半透過性メッシュを通過させるステップと、土層内に位置している植生を灌漑するように蒸気を土層内で凝結させて蒸留水にするステップと、を有するプロセス。

技術分野

0001

本発明は、水蒸留の分野に一般に関し、海や海洋などの自然の故意汚染されている水体などの汚染されている水体から蒸留水を製造する装置に特に関する。本発明は、太陽駆動灌漑装置にさらに関し、自然植生灌漑のための太陽駆動灌漑装置の使用により特に関する。

背景技術

0002

太陽蒸留などの当該技術で知られているさまざまな種類の蒸留技術が存在する。太陽蒸留技術は、太陽エネルギーを使用して蒸発凝結プロセスを通して汚染されている水が蒸留水に変換される蒸発−凝結サイクルを発生させるために太陽エネルギーを使用する。このサイクルは、海洋、海、川、及び池などの自然水体内の水が太陽エネルギーの影響によって蒸発し、及び霧として大気中で集まって凝結し、雨及びの形態で再び地表に落下する水循環の自然現象を通して雨(蒸留水の一形態)が発生するように、自然においてよく知られている。

0003

太陽蒸留には、能動蒸留及び受動蒸留の2個の従来の形態が存在する。受動太陽蒸留において、装置は、水を凝結させる手段としての装置の下部と上部との間の自然温度差に依存している。能動太陽蒸留においては、外部エネルギーが下部に供給されて、生産性をさらに改善させるように、下部と上部との間の温度差を増大させる。

発明が解決しようとする課題

0004

従来の太陽蒸留システムは、多くの欠点がある。たとえば、従来の太陽蒸留システムは、上に設置され、水は近くの水源からそれに供給されなければならず、そのため、飲用に適していない水(汽水または海水)のシステムへの運搬が複雑になり制限されることになる。また、浄化後に残った水は、塩分、バクテリア、及び鉄などの他の不純物が非常に濃縮されており、特定の標準に従って、浄化サイクル毎にシステムから取り除く必要がある。これによって、従来のシステムは複雑になり制限されることになる。また、これらの従来のシステムを使用した飲用可能な水の生産は、貯留部の大きさに限定され、それによって、生産及び保守も複雑になり、制限される。

0005

地球上の自然の水体は、大量の水を含んでいるが、地球上で利用可能な水全体のほとんどは特に実質的に飲用可能ではなく、そのため人間が消費したり使用したりできないが、それは自然の水体が塩水か汽水のいずれかであるためである。そのような自然の水体には、海洋、海、川、池などが含まれている。従来の蒸留システムは、自然の水体を蒸留水の製造に効率的に使用することができていない。

0006

そのため、本発明の目的は、前述の欠点の少なくとも一部を克服するであろう、自然の水体から蒸留水を直接製造する装置及び方法を提供することである。

課題を解決するための手段

0007

本発明の第1の態様として、汚染されている水体に含まれている汚染されている水を蒸留されている水に変換する太陽駆動灌漑装置が提供され、汚染されている水体は水面を有しており、太陽蒸留装置は、壁を有している幾何学的投影の形態のカバーと、開口と、チャンバとを有しており、壁は、太陽熱捕捉するために外部環境熱的連通をするようになっており、外部環境から開口への太陽光線の通過を許す開口に光学的連通をするようになっており、開口は、蒸気を形成するように汚染されている水を加熱するために壁から汚染されている水体の表面への太陽光線の通過を許すように壁及び汚染されている水体の表面に光学的連通をするようになっており、汚染されている水体の表面からチャンバ内への蒸気の通過を許すために汚染されている水体の表面及びチャンバに流体的連通をするようになっており、チャンバは、壁によって定められており、チャンバは、形成された蒸気を受け入れ、蒸気は土層を通過して、蒸気を凝結させて、蒸気から凝結した蒸留水を形成するように、開口に流体的連通をするようになっている太陽駆動灌漑装置が提供される。

0008

開口は、チャンバを密封し、形成された蒸気がチャンバから外部環境へ出るのを制限する汚染されている水体の表面との密封部を形成するようになっていることが好ましい。

0009

壁は太陽光線の通過を可能にする透明な材料で作られていることが好ましい。壁は、プラスチック、金属、またはセラミックなどの剛性の高い材料で作られていることがより好ましい。

0010

本発明の一実施態様において、太陽蒸留装置は、太陽光線を開口に集光し向けるようになっている光学レンズをさらに有している。

0011

本発明の一実施態様において、光学レンズは壁と一体である。レンズは、壁に固定されている独立した部品とすることもできる。

0012

本発明の一実施態様において、装置はカバーを支持し、汚染されている水体の表面上にカバーが浮かぶことができるようにする浮遊性ベースさらに有している。

0013

浮遊性ベースは、泡状物質などの浮遊性材料を有していることが好ましい。浮遊性ベースは、カバーを浮遊させることができる任意の他の浮遊性材料を有することもできる。ベースは、浮子などの膨脹可能な部分を有することもできる。

0014

本発明の一実施態様において、装置は停泊装置をさらに有している。停泊装置は、ベース(及びカバー)が水上を移動するのを制限し、したがって装置を安定させるように、汚染されている水体の水底に停泊するようになっていることが好ましい。停泊装置は、汚染されている水体内の永久的な構造物内に存在するようにすることが可能であって、フック状の構造または円錐状の構造を有してもよい。

0015

本発明の一実施態様において、装置は、チャンバ内の壁の表面状に形成された凝結した蒸留水を集めるチャンバの内部の壁に固定されるようになっている凝結水コレクタをさらに有している。

0016

凝結水コレクタは、溝の形態であることが好ましいが、壁/カバーの性質/形状/構成に依存して任意の他の形状を取ることができる。

0017

本発明の一実施態様において、装置は、凝結した蒸留水をチャンバの外側に向ける凝結水コレクタに流体的連通をしているコンジットをさらに有している。

0018

本発明の一実施態様において、装置は凝結蒸留水を保存するように、コンジットに流体的連通をしている合貯留部をさらに有している。沖合貯留部は、カバーの近くに位置していることが好ましい。

0019

本発明の一実施態様において、装置は、沖合貯留部内に保存されている蒸留水を陸上の貯留部に長距離のコンジットを通して圧送するように沖合貯留部に流体的連通をしているポンプをさらに有している。

0020

沖合貯留部は、汚染されている水体の表面上に浮かぶようになっている浮遊性貯留部であることが好ましい。

0021

コンジットは、汚染されている水体の表面上に浮かぶようになっている浮遊性コンジットであることが好ましい。

0022

本発明の一実施態様において、カバーの幾何学的投影形態は、下端から上端まで垂直な軸線に沿って延びているドームであって、下端は、装置が動作しているときに汚染されている水体に接触している。

0023

カバーの開口は、下端と上端との間で垂直な軸線に直交しているドームの円形断面によって定められていることが好ましい。断面は、たとえば、ドームの下端の位置にあってもよい。

0024

断面によって定められている開口は、カバーベースを構成している円周を有しており、太陽蒸留装置は、汚染されている水体の表面上にベースが浮かぶことができるようにベースを覆う浮遊性材料をさらに有していることが好ましい。

0025

しかし、幾何学的投影形態は、円錐などの、太陽光線を捕捉し、それらを開口に向けるのに適しており、汚染されている水に直接アクセスし、閉じているチャンバに流体的連通をしている任意の他の幾何学的投影形態とすることができる。
断面によって定められている開口は、カバーベースを構成している円周を有しており、太陽蒸留装置は、汚染されている水体の表面上にベースが浮かぶことができるようにベースを覆う浮遊性材料をさらに有していることが好ましい。

0026

本発明のさらなる態様として、太陽駆動灌漑装置であって、汚染されている水体に含まれている汚染されている水を蒸留されている水に変換し、蒸留されている水を太陽駆動灌漑装置上で栽培されている植生の灌漑に使用し、壁を有している幾何学的投影の形態のカバーと、開口と、半透過性メッシュと、土層と、チャンバとを有し、壁は、太陽熱を捕捉するために外部環境に熱的連通をするようになっており、外部環境から開口への太陽光線の通過を許す開口に光学的連通をするようになっており、壁の上部は、土層と灌漑する植生とを自体が支持している半透過性メッシュによって覆われており、開口は、蒸気を形成するように汚染されている水を加熱するために壁から汚染されている水体の表面への太陽光線の通過を許すように壁及び汚染されている水体の表面に光学的連通をするようになっており、汚染されている水体の表面からチャンバ内への蒸気の通過を許すために汚染されている水体の表面及びチャンバに流体的連通をするようになっており、チャンバは、壁によって定められており、チャンバは、形成された蒸気を受け入れ、蒸気は土層を通過して、それによって蒸気を凝結させて蒸留されている灌漑水を形成するように、壁の上部に位置している半透過性メッシュを蒸気が通過するのを許す開口に流体的連通をするようになっている、太陽駆動灌漑装置が提供される。

0027

前述の太陽駆動灌漑装置を使用して植生を灌漑する方法は、簡単で効果的であって、植生の灌漑を保証する複雑なパイプライン外部設備は一切必要ない。パイプラインを陸上の水源から満たされている水体まで設ける従来のシステム、特に、水体が海洋又は海であって、栽培されている植生が陸上領域から離れている場合は複雑でコストが高いことは当該技術分野ではよく知られている。

0028

本発明の好ましい実施態様では、開口は、チャンバを密封し、形成された蒸気がチャンバから外部環境へ出るのを制限する汚染されている水体の表面との密封部を形成するようになっている。

0029

壁は太陽光線の通過を可能にする透明な材料で作られていることが好ましい。壁は剛性の高い材料で作られていることがより好ましい。そのような剛性の高い材料の例は、プラスチック、金属、またはセラミックが含まれるがそれらには限定されない。

0030

半透過性メッシュは、チャンバから土層への半透過性メッシュを通した蒸気の通過を可能にする半透過性材料で作られていることが好ましい。半透過性メッシュは、ファイバーグラス、木、金属、合成材料ポリマー材料で作ることができる。

0031

半透過性メッシュは、水蒸気が通過するのを許し、植生と土層の重さを支持する能力を有している支持部の上部で組み立てられていることが好ましい。支持部は、ラティス構造を有しており、したがって、土が下方の水体に落下せず、水蒸気がラティス支持部と半透過性メッシュを通過できることを保証することが好ましい。

0032

支持材料の例には、ファイバーグラス、木、金属、合成材料、ポリマー材料が含まれるが、それらには限定されない。

0033

好ましい実施態様において、半透過性メッシュは外部環境に直接接触している上側に土層をさらに有しており、土層は、植生がチャンバに流体的連通をしている半透過性メッシュの上側から受け取った凝結した水で灌漑されるように、その表面上での植生の成長支援している。

0034

さらに他の実施態様において、太陽駆動灌漑装置は、太陽光線を開口に集光し向けるようになっている1個または2個以上の光学レンズをさらに有している。光学レンズは、壁と一体である。

0035

さらなる好ましい実施態様において、太陽駆動灌漑装置は、カバーを支持し、汚染されている水体の表面上にカバーが浮かぶことができるようにする浮遊性ベースをさらに有している。浮遊性ベースは泡状物質を有していることが好ましい。

0036

他の実施態様において、太陽駆動灌漑装置は、停泊装置をさらに有している。停泊装置は、ベース(及びカバー)が水上を移動するのを制限し、したがって装置を安定させるように、汚染されている水体の水底に停泊するようになっていることが好ましい。停泊装置は、汚染されている水体内の永久的な構造物内に存在するようにすることが可能であって、フック状の構造または円錐状の構造を有していてもよい。

0037

本発明の他の実施態様において、カバーの幾何学的投影形態は、下端から上端まで垂直な軸線に沿って延びているドームであって、下端は、装置が動作しているときに汚染されている水体に接触している。カバーの幾何学的投影形態は、上で植生を成長させるのにさらに使用される土の層をその上で保持できるようになっていることが好ましい。カバーの開口は、下端と上端との間で垂直な軸線に直交しているドームの円形断面によって定められていることがさらに好ましく、断面はドームの下端の位置にあることがさらに好ましい。

0038

他の実施態様において、断面によって定められている開口は、カバーベースを構成している円周を有しており、太陽駆動灌漑装置は、汚染されている水体の表面上にベースが浮かぶことができるようにベースを覆う浮遊性材料をさらに有している。

0039

本発明は、前述の太陽駆動灌漑装置を使用して自然の植生を灌漑するプロセスに関し、プロセスは、チャンバ内で水蒸気を形成し、蒸気をチャンバ内で上昇させるステップと、蒸気を半透過性メッシュを通過させるステップと、土層内に位置している植生を灌漑する蒸留水を得るために蒸気を土層内で凝結させるステップとを有している。

0040

本発明の概念の範囲を限定することなく、本発明の好ましい実施形態を示している添付の図面を参照して本発明を説明する。

図面の簡単な説明

0041

図1は、本発明の第1の実施形態の太陽蒸留装置の図である。

0042

図2は、本発明の他の実施形態の太陽蒸留装置の図である。

0043

図3は、本発明の一実施形態の太陽駆動灌漑装置の図である。

実施例

0044

太陽蒸留装置

0045

図1及び図2を参照すると、汚染されている水体60内の汚染されている水を蒸留水に変換する太陽蒸留装置2が提供される。汚染されている水体60は、海洋、海、川、池、およびなどの任意の自然の水体または人工の水体とすることができる。太陽蒸留装置2は、壁12、開口16、およびチャンバ20を有している幾何学的投影の形態のカバー8を有している。

0046

幾何学的投影8は、円錐、ドーム、長方形正方形などの任意の適切な形態を有することができる。適切な幾何学的投影8は、水蒸気を蓄積し、蒸発を増加させるように太陽光線を水面に向けて効率的に導き、開口16からの水蒸気の損失を最小にできるように、汚染されている水体60の表面の上方に十分な空間を有するチャンバ20を提供することになろう。投影8の寸法は、用途に依存して、拡大または縮小してもよい。

0047

ドーム形態は、その安定性おかげで適しており、その外壁12の幾何学的構造は、構造内の太陽光線を開口16に向けて反射するのに適している。

0048

壁12は、太陽熱を捕捉するために外部環境(大気)に熱的連通をするようになっており、外部環境から開口16への太陽光線の通過を許す開口16に光学的連通をするようになっている。太陽光線は、壁12を通りチャンバ20を介して開口16まで通過するであろう。

0049

壁12は、太陽光線が壁12を通して開口16内に通過できるようにして熱を全て捕捉するのに適している材料で作られている。壁12は、形成された蒸気がその構造を通して外部環境に逃げるのを防止するようにもなっている。しかし、壁12は、毛細管凝結機構によって水蒸気の凝結を強化するように、多孔性構造修正してもよい。

0050

壁16は、透明なプラスチックやガラスなどの透明な材料で作られていることが好ましい。材料は、形態及び構造を維持するために、硬質プラスチックなど、剛性が高いことが好ましい。硬質プラスチックは、維持が容易で、耐久寿命が長い。しかし、当業者は、材料はゴムなどの柔軟な材料とすることができることを理解すべきである。この場合、柔軟な材料は、所望の形状を取るように膨脹可能である。材料は、太陽光線が壁12をチャンバ20内部に透過して開口16に到達できるようにするために、透明であることが好ましい。

0051

壁12が不透明な場合、太陽光線(またはその少なくとも大部分)は、壁を透過して汚染されている水を加熱することができないであろう。開口16内の汚染されている水が、開口16の外側に位置しており、太陽光線に直接曝されている隣接している水によって依然として加熱されるかもしれないので、装置は、効率は悪化するが、依然として機能するかもしれない。これは、開口16の内外の汚染されている水が互いにつながっており、それらの間で熱の交換が可能なためである。

0052

開口16は、太陽光線が壁12から汚染されている水体60の表面に通過して汚染されている水を加熱して蒸気を形成することができるように、壁12(またはその一部)及び汚染されている水体60の表面に光学的連通をするようになっている。

0053

光学的連通は、壁12と開口16との間の任意の他の構造物によって太陽光線が遮られないという意味で直接的な光学的連通であることが好ましい。ドーム形態によって、壁12と開口16との間の良好な光学的連通が可能になる。これは、壁12に当たる太陽光線の大部分が、カバー壁12を開口16の方向に通過することになるためである。

0054

開口16は、蒸気が汚染されている水体60の表面からチャンバ20内に通過できるように、汚染されている水体60の表面及びチャンバ20に流体的連通をするようにもなっている。実際に、開口内で太陽光線によって汚染されている水が加熱されると、水は蒸発し、チャンバ20内を開口16を通して上昇する。そのため、開口16は汚染されている水体60の表面からチャンバ20内に蒸気が通過できるようになっている。カバー8がドームの場合、開口16はドームの下端と上端との間の垂直の軸線に直交するドームの断面によって定められている。開口は、ドームの下端の位置のベースの高さに対応していてもよいし、ベースの高さの上方の任意の他の直交している断面に対応していてもよい。この最後の場合は、動作中にベースが汚染されている水体の表面の下方に下降しているときに起こり得る。ドームのベースが水体60の表面の上方に浮かんでいる時には、ベースは、蒸気がベースと水の表面との間のチャンバ16から逃げるのを制限するのに適した構造を有しているべきである。

0055

チャンバ20は、壁12と開口16との間に位置している幾何学的投影の内部空間である。それは、カバー8の壁12によって物理的に定められている。装置2が動作中で、カバー開口16が汚染されている水体60内で浮いているにときは、チャンバ20は、汚染されている水体60の表面で形成された蒸気を受け入れて、蒸気を凝結させて、蒸気から凝結した蒸留水を形成するように開口16に流体的連通をしている。

0056

チャンバ60は、装置2の動作中は、蒸気がチャンバ20から出るのを制限する密封部を構成するために、壁12と汚染されている水体60の表面との間で囲まれるようになっている。汚染されている水体60の表面が加熱されると、水は蒸発し、蒸気はチャンバ20内を上昇し、チャンバ20内の壁12の内側の表面で凝結する。これは、外部環境の温度がチャンバ20内側の壁12の表面の位置での温度よりも低いせいである。凝結した水はどのような汚染物質も含まれない蒸留水である。汚染物質(たとえば塩など)は、汚染されている水体60内に留まっており、それによってそれらを回収し、きれいにする保守が一切なくなる。

0057

本発明の実施形態において、太陽蒸留装置2は、外部環境から捕捉された太陽光線を開口16に集光し向けるようになっている光学レンズ32をさらに有している。光学レンズ32は、カバー8の壁12に固定されている凹レンズであることが好ましい。光学レンズ32は、独立した部品としたり、その代わりに、壁12と一体にしたりすることもできる。光学レンズは、プラスチック、ガラス、または任意の他の適切な材料で作ることができる。

0058

太陽蒸留装置2は、海洋や海などの深い水体内で使用するようになっている。そのため、投影構造(カバー8)は、水の外側で延びている投影の部分及び汚染されている水体60の内側または表面の位置の他の部分が存在するようにするために、浮遊性である必要がある。水の外側の部分は、太陽光線及び熱を捕捉する役割及び、蒸気を受け入れて凝結した水を形成するチャンバ部分20を構成する役割がある。

0059

カバー8が浮かぶことができるようにするには様々な態様がある。本発明の実施形態においては、図1に示しているように、カバー8のベース24を泡状物質などの浮遊性の材料で作ることができる。ベース24を非浮遊性材料で作った場合でも、汚染されている水体60の表面上にカバーが浮かぶようにすることができる特性を有している別個の部品によってベース24を支持することができる。これを、たとえば、ベース24に被せるようになっている浮遊性の覆いの形態とすることができる。

0060

本発明の他の実施形態においては、図2に示しているように、開口16と汚染されている水体60の表面との間の流体的連通を可能にするように、カバー8が浮くようにカバー8を受け入れ支持するようになっている浮子5が設けられている。浮子は、カバーから汚染されている水体60へのアクセスのための開口を有することができる。浮子は、たとえば、浮遊性の容器つまりとすることができる。

0061

本発明の実施形態において、太陽蒸留装置2は、ベース(およびカバー)が水上で移動/漂流するのを制限するために、汚染されている水体60の水底にを降ろすようになっている停泊装置30をさらに有している。

0062

本発明の実施形態において、太陽蒸留装置2は、凝結した蒸留水を集める凝結水コレクタ28をさらに有している。凝結水コレクタ28はチャンバ20の内側の壁12に固定されていることが好ましい。凝結水コレクタは、チャンバ20の内側の壁に沿って延びている溝の形態とすることができる。蒸気がチャンバ20の壁12の位置で凝結するので、凝結した水は溝の内部に落下する。凝結水コレクタは、カバー8の形態の機能として、任意の他の適している形態を取ることができる。

0063

本発明の一実施形態において、太陽蒸留装置2は、凝結した蒸留水をチャンバ20の外側に向ける凝結水コレクタ28に流体的連通をしているコンジット36をさらに有している。コンジット36は、チューブパイプ、または任意の他の水運搬媒体の形態とすることができる。一実施形態において、コンジット36は、蒸留水を集め、方向を設定し、集められた蒸留水を保存する貯留部のネットワーク及びパイプラインに流体的連通をするようになっている。これには、太陽蒸留装置2の近くまたは遠くに位置しているパイプや弁が含まれていてもよい。

0064

本発明の実施形態において、コンジット36は、集められた蒸留水を保存する沖合貯留部40に流体的連通をするようになっている。沖合貯留部40とコンジット36は、汚染されている水体60の表面上に浮かぶようになっていることが好ましい。それらは、たとえば、泡状物質などの浮遊性の材料によって支持するまたは覆うことができる。沖合貯留部40は、泡または任意の他の浮遊性の材料で作られている外部の層44を有することができる。

0065

本発明の一実施形態において、太陽蒸留装置2は、沖合貯留部40内に保存されている蒸留水を陸上の貯留部56に長距離のコンジット52を通して圧送するように沖合貯留部40に流体的連通をしているポンプ48をさらに有している。これらの長距離のコンジットは、浮遊性の材料によって作られたり支持されたりすることによって浮かぶようにすることもできる。

0066

太陽駆動灌漑装置

0067

図3を参照すると、汚染されている水体60内の汚染されている水を蒸留水に変換し、それから得られた蒸留水を灌漑装置120上で栽培されている植生136を灌漑するのに使用する太陽駆動灌漑装置120が設けられている。汚染されている水体60は、海洋、海、川、池などの自然の水体または人工の水体とすることができる。灌漑装置120は、壁130、開口126、チャンバ124、及び壁の上部に沿って位置している半透過性メッシュ132を有している幾何学的投影の形態のカバーを有している。

0068

幾何学的投影は、立方体立方体様円柱などの任意の適切な形態を有することができる。適切な幾何学的投影は、水蒸気を蓄積し、蒸発を増大させるように太陽光線を水面に向けて効率的に導き、開口からの水蒸気の損失を最小にできるようにし、所望の植生136を半透過性メッシュ132の上側で栽培し、全ての水蒸気を半透過性メッシュ132の下側で受け入れ、蒸気は半透過性メッシュ132を通過し、それから土層134を通過し、それによって蒸気を凝結させ、それから半透過性メッシュ132の上側で栽培されている植生136の灌漑に使用される蒸留されている灌漑水を形成することができるように、十分な大きさの半透過性メッシュ132が幾何学的投影の上端を覆うことができるようにもする汚染されている水体60の表面の上方に十分な空間を有するチャンバ124を提供することになろう。

0069

カバーのドーム形態は、その安定性のせいで適しており、その外壁130の幾何学的構造は構造内の太陽光線を開口126に向けて反射するのに適している。ドーム形態は、半透過性メッシュ132によってその上端を覆われている。

0070

壁130は、太陽熱を捕捉するために外部環境(大気)に熱的連通をするようになっており、外部環境から開口126への太陽光線の通過を許す開口126に光学的連通をするようになっている。太陽光線は、壁130を通りチャンバ124を介して開口126まで通過する。

0071

壁130は、太陽光線が壁130を通して開口126内に通過できるようにして熱を全て捕捉するのに適している材料で作られている。壁130は、壁130及び半透過性メッシュ132が1つに密封されてチャンバ124を定め、外部環境への損失が一切ないように全ての蒸気を半透過性メッシュ132内で受け入れることができるように半透過性メッシュ132をその表面上で支持するようになっている。

0072

壁130は、透明なプラスチックやガラスなどの透明な材料で作られていることが好ましい。材料は、形態及び構造を維持するために、剛性の高いプラスチックなど、剛性が高いことが好ましい。硬質プラスチックは、維持が容易で、耐久寿命が長い。しかし、当業者は、材料はゴムなどの柔軟な材料とすることができることを理解することであろう。この場合、柔軟な材料は、所望の形状を取るように膨脹可能である。材料は、半透過性メッシュ132及びその上側で栽培されている植生136を支持するように強くなければならない。材料は、太陽光線が壁130をチャンバ124内部に透過して開口126に到達できるようにするために、透明であることが好ましい。

0073

壁130が不透明な場合、太陽光線(またはその少なくとも大部分)は、壁130を透過して汚染されている水を加熱することができないであろう。開口126内の汚染されている水が、開口126の外側に位置しており、太陽光線に直接曝されている隣接している水によって依然として加熱されるかもしれないので、装置120は、効率は悪化するが、依然として機能するかもしれない。これは、開口126の内外の汚染されている水が互いにつながっており、それらの間で熱の交換が可能なためである。

0074

開口126は、太陽光線が壁130から汚染されている水体60の表面に通過して汚染されている水を加熱して蒸気を形成することができるように、壁130(またはその一部)及び汚染されている水体60の表面に光学的連通をするようになっている。

0075

光学的連通は、壁130と開口126との間の任意の他の構造物によって太陽光線が遮られないという意味で直接的な光学的連通であることが好ましい。ドーム形態によって、壁130と開口126との間の良好な光学的連通が可能になる。これは、壁130に当たる太陽光線の大部分が、カバー壁130を開口126の方向に通過することになるためである。

0076

開口126は、蒸気が汚染されている水体60の表面からチャンバ124内に通過できるように、汚染されている水体60の表面及びチャンバ124に流体的連通をするようにもなっている。実際に、開口126内で太陽光線によって汚染されている水が加熱されると、水は蒸発し、チャンバ124内を開口126を通して上昇する。そのため、開口126は汚染されている水体60の表面からチャンバ124内に蒸気が通過できるようになっている。カバーがドームの場合、開口126はドームの下端と上端との間の垂直の軸線に直交するドームの断面によって定められている。開口126は、ドームの下端の位置のベースの高さに対応していてもよいし、ベースの高さの上方の任意の他の直交している断面に対応していてもよい。この最後の場合は、動作中にベースが汚染されている水体60の表面の下方に下降しているときに起こり得る。ドームのベースが水体の表面の上方に浮かんでいる時には、ベースは、蒸気がベースと水の表面との間のチャンバ124から逃げるのを制限するのに適した構造を有しているべきである。

0077

半透過性メッシュ132は、チャンバ124に流体的連通をしている下側から外部環境に連通をしている上側まで水蒸気の移動を可能にする半透過性材料で作られている。半透過性材料の例には、ファイバーグラス、木、金属、合成材料、ポリマー材料が含まれるが、それらには限定されない。半透過性メッシュ132は、半透過性メッシュ132の上側で栽培されている植生136を支持するのに十分に強い材料で作られている。

0078

半透過性メッシュ132は、上側が土層134によって覆われていることが好ましい。土層は、半透過性メッシュ132から受け取った蒸気が凝結して蒸留水になって、それから植生136の灌漑に使用されるように、その表面で植生136の成長を支援するのに十分な厚さ及び特性を有すべきである。

0079

本発明の他の好ましい実施形態において、半透過性メッシュ132は、土層134の上側から下側への動きを制限すべきであって、土層がチャンバ124の内側に落下するのを許さず、したがって灌漑装置120の全体の動作を妨げないようにすべきである。

0080

本発明の植生という用語は、草、薬草低木、木等を含んでいるがそれらには限定されない全ての植物を含んでいる。

0081

本発明の土層という用語は、植生の成長を支援する他の化学物質肥料と混合されていてもいなくてもよい任意の形態の肥沃な土を含んでいる。

0082

チャンバ124は、壁130、半透過性メッシュ132、及び開口126の間に位置している幾何学的投影の内部空間である。これは、カバーの壁130及び半透過性メッシュ132によって物理的に定められている。装置120が動作中で、カバーの開口が汚染されている水体60の内側に進入すると、チャンバ124は、汚染されている水体60の表面の位置で形成された蒸気を受け入れ、蒸気を半透過性メッシュ132の下側に移動させ、蒸気は土層を通過し、それによって蒸気を凝結させて蒸留水を形成するように、開口126に流体的連通をする。

0083

チャンバ124は、装置120が動作中は、蒸気がチャンバ124から出るのを制限する密封部を構成するために、壁130、半透過性メッシュ132、及び汚染されている水体60の表面の間で囲まれるようになっている。汚染されている水体60の表面が加熱されると、水は蒸発し、蒸気はチャンバ124の内側を上昇し、半透過性メッシュ132を通過し、それから土層の中で凝結して蒸留水になる。これは、外部環境の温度がチャンバ124内の温度よりも低いためである。凝結した水はどのような汚染物質も含まれない蒸留水である。汚染物質(たとえば塩など)は、汚染されている水体60内に留まっており、それによってそれらを回収し、きれいにする保守が一切なくなる。

0084

本発明の実施形態において、灌漑装置120は、外部環境から捕捉された太陽光線を開口126に集光し向けるようになっている光学レンズ138をさらに有している。光学レンズ138は、カバーの壁130に固定されている凹レンズであることが好ましい。光学レンズ138は、独立した部品としたり、その代わりに、壁130と一体に形成したりすることもできる。光学レンズ138は、プラスチック、ガラス、または任意の他の適切な材料で作ることができる。

0085

灌漑装置120は、海洋や海などの深い水体内で使用するようになっている。そのため、投影構造(カバー)は、水の外側で延びている投影の部分及び汚染されている水体60の内側または表面の位置の他の部分が存在するようにするために、浮かぶことができる必要がある。水の外側の部分は、太陽光線及び熱を捕捉する役割及び、上側で植生136の成長をそれ自体が支援する半透過性メッシュ132を支持する役割がある。

0086

カバー8が浮かぶことができるようにするには様々な態様がある。本発明の実施形態においては、図3に示しているように、カバーのベース128を泡状物質などの浮遊性の材料で作ることができる。ベース128を非浮遊性材料で作った場合でも、汚染されている水体60の表面上にカバーが浮かぶようにすることができる特性を有している別個の部品によって支持することができる。これをたとえば、ベース128に被せるようになっている浮遊性のジャケットの形態とすることができる。

0087

本発明の実施形態において、太陽駆動灌漑装置120は、ベース128(およびカバー)が水上で移動/漂流するのを制限し、したがって装置を安定させるために、汚染されている水体60の水底に錨を降ろすようになっている停泊装置140をさらに有している。停泊装置は、汚染されている水体内の永久的な構造物内に存在するようにすることが可能であって、フック状の構造または円錐状の構造を有してもよい。

0088

本発明を詳細に、そしてその特定の実施形態を参照して説明したが、その精神及び範囲から逸脱することなく、様々な追加、省略、及び修正が可能であることが当業者に明らかになろう。

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