造水機はどうやって動くの？

クルージング中に自分たちの飲み水を作れる便利さはお金では買えません。セーリングボートで世界一周の旅をしようと決めたとき、これが私たちの一番の条件でした。

最初の疑問は、AC（交流）とDC（直流）のどちらの造水機を買うべきかということでした。

従来のAC造水機は多くのエネルギーを消費します。というのも、給水ポンプに加えて、水を膜に押し通すために600〜800 psiの圧力を生み出せる高圧ポンプが必要だからです。

膜には微細な孔構造があり、水の分子は通せるほど大きく、しかし塩やバクテリアなどはブロックできるほど小さくなっています。

海水のうちほんの一部（10〜13%）だけが真水に変換されます。残りは船外に排出されます。

私たちは発電機を積まないと決めたので、DCの低消費電力の造水機を買わなければなりませんでした。当時、世界には（そして今も）低エネルギーの造水機はわずか3つしかありませんでした：

• Spectra（全モデル）


• HRO（Seafari Escape）


• Sea Recovery（Ultra Whisper）

HROとSea RecoveryはどちらもParker Hannifinが所有しています。

技術、エネルギー消費、能力、価格はどれも似通っています。すべて同じようなオプションを提供していますが、SpectraはHROやSea Recoveryよりもはるかに多くの経験と実地テストを積んでいます。

南アフリカで良い掘り出し物を見つけたので、Spectra Newport 400の造水機に決めました。

この造水機システムは、1リットルあたりわずか4ワット（1米ガロンあたり18ワット）で、1時間に70リットル（18米ガロン）の真水を作ることができます！

この造水機の背後にある天才的なアイデアは、Spectraが1997年に開発したClark Pumpと呼ばれる独自の「圧力増幅システム」です。

海水はまず小さな低圧ポンプ（給水ポンプ）を通ります。このポンプは水圧を約100 psiまで上げるだけなので、非常に少ないエネルギーしか使いません。

次に、加圧された水は、共通のロッドでつながれたピストンを各々含む、向かい合った2つのシリンダーの一方に注入されます。

最初のシリンダーに入った水が、両方のピストンを動かします。

2つ目のシリンダーの水は、約800 psiの圧力で膜に注入され、そこから2つ目のシリンダーのピストンの背面へと送られます。

ピストンがシリンダーの頂点に達すると、ポンプの出力が2つ目のシリンダーへ切り替わり、ピストンを逆方向へ押し戻します。

膜からの排出は、最初のシリンダーのピストンの背面へと導かれます。

実質的に、Clark Pumpは膜から出てくる濃縮水（ブライン）の一部を、片方のピストンの背面に送り込んで再利用できるようにしています。

加圧はほぼ連続的です。他のシステムのようなエネルギーを無駄にする「戻り行程」がなく、オイルやメンテナンスが必要なギアやクランクシャフトも必要ありません。

可動部品はすべて非腐食性の素材でできています。

言葉で説明すると複雑に思えるので、その仕組みを示す分かりやすいアニメーションをどうぞ：

フィルター

ろ過は、原水ストレーナー、5ミクロンと20ミクロンのプリーツフィルターそれぞれ1つで構成されています。造水機メーカーが供給するフィルターは、法外に高価な場合があります。とはいえ、その効果や寿命に影響する重要な細部があるかもしれません。サードパーティ製のフィルターはきちんと合わず、ポンプや膜を傷めることがあるので、推奨品を買うほうが良いでしょう。

膜

膜を製造しているのは、世界でもごく一握りのメーカーだけです。マリン業界のほとんどの膜は、Dow Chemicalの子会社であるFlimTecによって製造されています。

膜を1週間以上使わずに放置すると、バクテリアに汚染されてしまいます。だからこそ、システムを定期的にフラッシング（洗浄）することが大切なのです。通常、フラッシングに使う水は18〜25リットル（5〜7米ガロン）で、船の水タンクから取ります。Spectraの造水機は自動フラッシングシステムを備えていますが、簡素なシステムの中には手動でフラッシングしなければならないものもあります。

平均すると、膜は2年に1度の掃除が必要で、膜の平均寿命は5年です。膜の掃除は膜に負担がかかる上、うまくいくかどうかは運任せのようなところがあるので、交換したほうが良いでしょう。

Z-Ion

Z-ionはSpectra独自のシステムです。造水機を真水でフラッシングしても、わずかなバクテリアや微生物がシステム内に残ります。それらが増殖すると、水中の酸素を消費し、分解を始めます。嫌気性になり、硫化水素を生み出し（そのため腐った卵のような臭いがする）、フィルターを黒く変色させて寿命を縮めます。

Z-Ionシステムは真水フラッシングの際に作動し、システム全体に行き渡る銀イオンを生成します。銀は消毒剤で、フィルターや膜の生物汚染（バイオファウリング）を引き起こす微生物やバクテリアを除去します。

Z-Ionがあれば、月に1回以上フラッシングする必要はありません。

これまでに起きたトラブル

これまでのところ、私たちはSpectraにかなり満足しています。故障したのは南大西洋横断中の一度きりでした。シリンダーの一つで、エンドキャップのねじ部分に亀裂が入ったのです。その修理の様子を動画にしました：

まとめ

冒頭で述べたように、低エネルギーの造水機を作っている会社はごく一握りで、その機能や価格は似通っています。

肝心な選択は、低エネルギーシステムを使うかどうかです。船に発電機があってエネルギーが問題にならず、水の使用量が多い大家族なら、従来のAC造水機のほうが良いかもしれません。だからこそ、ほとんどのチャーターボートはAC造水機を積んでいるのです。

従来型の造水機を比較する際には、次の点を見る必要があります：

• 原水のろ過度合い


• ブーストポンプの品質


• 計器の品質（塩分測定、自動フラッシングなど）


• 定期メンテナンスに必要なフィルターやその他の部品のコスト

もしHROやSea Recoveryをお持ちなら、それらを使った経験をぜひ聞かせてください。下のコメント欄にお気軽にどうぞ。