CN100529278C - 从空气中提取水的方法及实施该方法的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使没有来自电源的电气供给、即使没有燃料的供给，也能从空气中提取水的方法及为实施该方法的装置。用于从空气中提取水的方法中的装置，包括：被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，包含可使空气沿着其厚度方向流通的至少一个区域的吸湿转子；在该吸湿转子的一部分区域中使对湿气吸湿的吸湿转子再生的、其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，对使上述吸湿转子再生用的再生用空气进行循环的再生用通路；以及设置在该再生用通路的下部，从该再生用通路取出结露水的排水孔。

Description

从空气中提取水的方法及实施该方法的装置
技术领域
本发明涉及一种从空气中提取水的方法及实施该方法的装置，特别是关于一种即使是在没有来自电源的电气供给或没有燃料供给的情况下，也能从空气中提取水的方法及实施该方法的装置。
背景技术
作为从空气中提取水的装置，已知的有记载在例如特开昭54-127870号公报中的装置。在该装置中，在含有水吸附剂的吸附体中，吸附空气中的湿气，之后，利用太阳光线加热吸附体，使吸附体所吸附的水分脱离吸附体，将该水分凝缩，提取结露水。在该装置中，虽然吸附体的再生是利用太阳热完成的，但是，需要在装置内产生空气流的通风器，或者，为了在装置内对使空气流动的通路进行切换，需要设置扇叶，为了使该扇叶运转，必须提供动力，而仅利用太阳热是无法工作的。
此外，特公昭62-21566号公报记载的制水装置，使空气在填充到分割成小室的吸附室中的吸附剂内流通，用吸附剂吸附空气中的水分，同时，使吸附室间歇地旋转，通过将加热空气送入给定的小室，使吸附剂所吸附的水分脱离吸附剂，将该水分凝缩，提取结露水。在该装置中，既需要驱动使空气流通用的鼓风机，也需要使吸附室旋转的动力，此外，还需要有给加热器加热用的电源。
发明内容
本发明的目的是，提供一种即使没有来自电源的电气供给、或没有燃料供给，也能从空气中提取水的方法及为实施该方法的装置。
本申请发明者经过锐意研究的结果是：利用下述方法，从空气中提取水，该方法是：利用可旋转的吸湿转子对空气中的湿气进行吸湿，将加热空气供给对湿气进行吸湿的吸湿转子区域，从而，在进行吸湿转子的再生的同时，使吸湿转子所吸湿的水分脱离吸湿转子，并将该水分凝缩，得到结露水。这时，不仅对使吸湿转子再生的再生用空气进行加热，而且，还能利用太阳热进行装置内空气的再生用空气的循环，借此，完成本发明。
换句话说，本发明提供一种从空气中提取水的方法，利用至少包括下述构成的装置，进行下述的步骤，上述构成至少包括：被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，包含可使空气沿着其厚度方向流通的至少一个区域的吸湿转子；在该吸湿转子的一部分区域中使对湿气吸湿的吸湿转子再生的、其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，对使所述吸湿转子再生用的再生用空气进行循环的再生用通路；以及设置在该再生用通路的下部，从该再生用通路取出结露水的排水孔，所述过程包括：利用太阳光直接和/或间接地对所述吸湿转子的再生区域中供给的所述再生用空气加热，借此，使所述再生用空气在所述再生用通路中循环，同时，进行所述吸湿转子的再生，对使所述吸湿转子再生后的再生用空气进行冷却，产生结露水，从所述排水孔回收该结露水，并且使所述吸湿转子旋转，结果，使成为再生区域的吸湿转子上的部位变化。此外，本发明提供一种实施上述发明的方法的装置，该装置至少包括：被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，包含可使空气沿着其厚度方向流通的至少一个区域的吸湿转子；在该吸湿转子的一部分区域中使对湿气吸湿的吸湿转子再生的、其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，对使所述吸湿转子再生用的空气进行循环的再生用通路；以及设置在该再生用通路的下部，从该再生用通路取出结露水的排水孔。
根据本发明，首先提供一种即使没有源自电源的电气供给或燃料的供给，也能从空气中提取水的方法及实施该方法的装置。根据本发明的方法及装置，由于仅仅利用太阳光，就能从空气中提取水，所以，几乎不管运行成本如何，都可以廉价地得到水。结果，本发明对于电气供给困难的沙漠绿化、或电气配线或水管的配管不方便的花园、或阳台等植物的供水方面所用的取水是有利的。
附图说明
图1是模式地表示本发明装置优选例子的局部剖视立体图。
图2是用于说明再生用通路16中的、仅仅在太阳光线照射部分照射太阳光线，使再生用空气按照图示方式在再生用通路16内循环的原理的说明图。
图3是模式地表示在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构的一个优选具体例子的切断部的端面图。
图4是模式地表示在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构另一优选具体例子的切断部的端面图。
图5是模式地表示在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构再一优选具体例子的切断部的端面图。
图6是模式地表示在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构再一优选具体例子的切断部的端面图。
图7是加热器26的优选具体例子的切断部的端面图。
图8是本发明装置的优选的第2具体例子的局部剖视立体图。
图9是第2具体例子的再生用通路的分解组装图。
图10是第2具体例子的侧面断面图。
图11是从左侧观察设置在第2具体例子的再生用通路内的冷却机构的示意图。
图12是表示以第2具体例子的加热机构及吸湿转子为主的正视图。
图13是从前面观察第2具体例子的冷却机构的示意图。
图14是吸湿材料区域与再生用通路的连接部分的放大切断部的端面图。
图15是用于说明第2具体例子的凸轮机构的局部剖视立体图。
图16是仅仅取出图15中的吸湿材料区域10d附近进行表示的局部剖视立体图。
图17是用于说明第2具体例子的凸轮机构其他形式的局部剖视立体图。
图18是仅仅取出图17中的吸湿材料区域10d附近进行表示的局部剖视立体图。
图19是模式地表示第2具体例子的再生用通路的示意图。
具体实施方式
下面，对于本发明的方法及装置基于附图进行说明。图1是模式地表示本发明装置一个优选例子的局部剖视立体图。本发明的从空气中提取水的方法及实施该方法的装置(下面称“取水装置”)包括吸湿转子10。吸湿转子10被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，空气可在其厚度方向上流通。吸湿转子10在图1所示的优选例子中，虽然是圆盘状，但不一定非是圆盘状。此外，在图1中，为了更容易地理解保持吸湿转子10的结构，将吸湿转子10的一部分剖开表示。吸湿转子10也可以由有吸湿性的多孔性材料形成，还可以是在厚度方向上具有多个细通路的结构，例如，采用在蜂窝状、泡孔条纹状(例如将瓦楞纸重叠卷绕成涡状的结构)的通路表面上涂敷具有吸湿性的材料的结构，或者，在由网或强化金属等形成的容器内容纳有吸湿剂粒子等的、空气可在厚度方向上流通、具有吸湿性的结构的任何一种结构。作为具有吸湿性的材料，有氯化钙、氯化锂、硅胶、沸石、分子筛、活性炭等。此外，吸湿空气中水分的吸湿转子，在除湿机的技术领域中是众所周知的，最好采用在吸湿转子型的除湿机中得到广泛应用的吸湿转子。吸湿转子10由旋转轴12枢轴支撑着，只要能朝一个方向旋转就可以，但是，但也可以仅仅被自由旋转地枢轴支撑着，可朝两个方向旋转。在本说明书中，“自由旋转”也意味着包含“自由转动”。此外，旋转轴12如图所示，最好是在铅垂方向以外的方向延伸，特别是，最好可相对铅垂方向错开40度～90度，沿着倾斜或水平方向延伸。旋转轴12在这些方向延伸时，最好是，仅仅通过吸湿转子10所吸附的水分重量，在不需要其他动力的前提下，使吸湿转子10自动地旋转。换句话说，吸湿转子10借助于再生区域和再生区域以外的区域的重量差自动地旋转。理所当然，吸湿转子10可以通过太阳电池驱动的马达使其旋转。在这种情况下，旋转轴12可以在铅垂方向延伸。在图1所示的具体例子中，吸湿转子10容纳在以旋转轴12为中心的、一对车轮状骨架组成的吸湿转子保持架14的内部。
在本发明的装置中，在上述吸湿转子10的一部分区域(吸湿区域)内，使含有水分的吸湿用空气流通，由吸湿转子10吸湿包含在吸湿用空气中的水分。此外，由于“吸湿用空气”是为了用吸湿转子10吸湿用的空气，所以，本说明书就这样称呼。在吸湿了来自吸湿用空气的湿气后的吸湿能力减少或损失的区域，让加热空气流通，从吸湿转子获取水分，使吸湿转子10得以再生。这里的使加热空气流通的吸湿转子内的区域，在本说明书中称作再生区域。本发明的装置备有再生用通路16，该再生用通路16其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，使为了让上述吸湿转子10再生的再生用空气循环。在图示的具体例子中，再生用通路16，其朝向吸湿转子10的两个开口部16a、16b随着接近吸湿转子10逐渐扩宽成喇叭状。这样，通过将开口部扩宽成喇叭状，有利于使吸湿转子10的更宽的区域再生。理所当然，这种扩宽的开口部并不是必须的，此外，也可以按照这种方式扩宽再生用通路16的全体直径。此外，再生用通路16，其开口部16a、16b以外的部分最好按照图示方式气密地封闭。
在再生用通路16的下部，设置有用于从该再生用通路中提取结露水的排水孔18。排水孔18最好是，既不让空气流通又能回收结露水的结构。这种结构将在下文详述。
在如图1所示的优选例子中，在再生用通路16上设置有热交换器20。热交换器20包括再生用空气流通的多个管20a。如下文所述，再生用空气在通过管20a期间，与经过多个管20a彼此的间隙流通的吸湿用空气之间进行热交换后被冷却(下面，将多个管20a彼此的间隙构成的通路称作冷却通路)。为了容纳多个管20a，最好使热交换器20的宽度大于再生用通路16的直径。在这种情况下，分别连接在热交换器20两端的再生用通路16的部分如图示那样扩宽成喇叭状。在图1中，是将连接在热交换器全体上面的再生用通路16的一部分局部剖开后所看到的管20a的端面的情况。此外，通过设置热交换器20，虽然有利于提高提取水(下面称作“取水”)的效率，但是，即使没有热交换器20，由于通过再生用通路16之间会引起再生用空气的冷却，因此，不一定非要设热交换器20不可。
在图示的具体例子中，进一步设置有：一端开口于吸湿区域的、供给吸湿用空气的吸湿用空气供给面上，并用于供给吸湿用空气的吸湿用空气供给通路22；以及一端开口于将经过吸湿区域后被吸湿的空气排出的吸湿用空气排出面上，并将经过吸湿区域后被吸湿的空气排出用的吸湿用空气排出通路24。吸湿用空气供给通路22，其一端开口于吸湿区域的、供给吸湿用空气的吸湿用空气供给面上；另一端开口于热交换器20的侧面上，是宽度大的通路。在图1中，吸湿用空气供给通路22的上缘用双点划线表示。吸湿转子10的吸湿区域虽然是上述再生区域以外的全部区域(当然，除去设置在吸湿用空气与再生用空气不混合的两区域之间的密封区域(间隙断面面积×间隙长度))，但是，最好是为了提高取水效率的区域。另一方面，吸湿用空气供给通路24是其一端开口于用于排出通过吸湿区域之后被吸湿的空气的吸湿用空气排出面上；另一端作为装置的空气排出口并开口于装置外的通路。吸湿用空气供给通路24的吸湿转子侧的端部，由于吸湿区域的面积大，所以，按照图示那样扩宽成喇叭状。此外，吸湿用空气排出通路24的扩宽部周缘双点划线表示。此外，由于吸湿转子10具有吸湿性，所以，即使没有设置吸湿用空气供给通路22及吸湿用空气排出通路24，吸湿转子10也能从周围空气中吸湿，进行取水，因此，并不是必须设置吸湿用空气供给通路22及吸湿用空气排出通路24(此外，在下文的叙述中，将吸湿用空气供给通路22及吸湿用空气排出通路24一并，都仅仅称作“吸湿用通路”)。
在吸湿用空气排出通路24的上部，连接有加热器26。加热器26包括：设有接受太阳光的受光面27的蓄热部26a；储蓄来自太阳光的热、并传递该热的热媒(图中未示)；以及将该热媒的热供给到再生用空气的热供给部26b。在图示的例子中，热供给部26b包围着吸湿用空气排出通路24一部分的外侧。受光面27最好朝向使太阳光尽可能地垂直入射的方向设置，结果，通常，如图1所示，以非水平方向的倾斜方式设置。此外，对于加热器26的结构将在后面进行详细说明。
上述的结构虽然容纳在图中未示的壳体内，但是，最好是能够保护装置免受输送或设置时施加的外力的影响的形式。
接着，说明上述取水装置的动作。将太阳光照射在吸湿转子10的再生区域及其附近、即再生用通路16的开口部16a、16b及这些开口附近的上下方向部分，及设置在加热器26的蓄热部26a的上面的受光面上。在图1中，太阳光线用实线箭头表示。这一过程，通过使上述的要照射太阳光线的部分(以下，为了方便称作“太阳光线照射部分”)朝向太阳光线进行装置的配置，很容易实现。太阳光线照射部分以外的部分，最好是不会受到太阳热引起的加热，因此，仅仅将覆盖太阳光线照射部分的壳体部分用透明材料形成就可以，也可以让太阳光线照射部分露出到壳体外面。借助于太阳热，对再生用通路16中的、太阳光线照射的一侧(图1中的左手前侧)加热，其结果是，再生用空气在再生用通路16内沿着虚线箭头所示的方向循环。这种循环的原理将在下文叙述。
另一方面，借助于照射到加热器26的蓄热部26a上的受光面之上的太阳光线，对加热器26内部的热媒加热，被加热的热媒移动到热供给部26b，通过吸湿用空气排出通路24，对与热供给部26b相接的吸湿用空气加热。其结果是，被加热的吸湿用空气在浮力的作用下上升，同时，从吸湿用空气供给通路22的热交换器20侧的开口部吸入新的吸湿用空气。该吸湿用空气的流动用空白箭头表示。
吸湿用空气(空白箭头)通过吸湿转子10的吸湿区域时，由吸湿转子10吸湿包含在吸湿用空气中的水分。通过该水分的吸湿，使吸湿区域变重，在重力作用下，吸湿转子10以旋转轴12为轴旋转。借此，到目前为止的吸湿区域的吸湿转子的部分通过移动变成再生区域。在该再生区域，将通过太阳热加热的再生空气从扩宽的开口部16a供给到吸湿转子10的再生区域，沿着厚度方向通过吸湿转子10。这时，由吸湿转子10吸湿的水分借助于太阳热加热的再生空气，脱离吸湿转子10，使吸湿转子10的再生区域部分再生。与此同时，包含来自吸湿转子10的水分的再生空气通过扩宽的开口部16b进一步经过再生用通路16内移动，到达热交换器20中，经过设置在热交换器20内的多个管20a分开并通过。在通过管20a之际，与吸入吸湿用空气供给通路22中的吸湿用空气进行热交换，并被冷却，结露。结露水从排水孔18排出。通过回收这样排出的结露水，就可以得到水。
下面，基于图2，对仅将太阳光线照射到再生用通路16中的太阳光线照射部分、使再生用空气在再生用通路16内按照图示方式循环的原理加以说明。图2中模式的示出了再生用通路16为轨道状，中央的单点划线表示中心。A是装置运转前的状态，在再生用通路16中用阴影描述的是再生用空气。在加热前的状态，再生用通路16的再生用空气的温度是均匀的。接着，在A状态下，使装置运转。换句话说，在再生用通路16的左半部分(中心线的左侧)照射太阳光线，开始太阳热的加热。这样，对再生用通路16的左半部分的再生用空气加热，使其变成高温。这种状态用B表示。在B中，被加热的再生空气没有划阴影，处在再生用通路16的右半部分的相对低温的再生用空气用网状的阴影表示。通过太阳热的加热，由于只对再生用通路16的左半部分加热，因此，如B所示，只有再生用通路16的左半部分的再生用空气变成高温，右半部分的再生用空气相对地变成低温。高温空气通过膨胀密度变低，相对低温的空气密度比该高温空气大。结果，由于同样体积下低温空气的一方变重，因此，低温空气移动到下侧。这种状态用C表示。如C所示，低温空气移动到再生用通路16的下半部分，另一方面，高温空气受到由此的推压，而移动到再生用通路16的上半部分。从B状态观察时，再生用空气全体围绕顺时针方向转动90度。在该状态下，进一步对再生用通路16的左半部分加热时，再次变成B所示的状态，换句话说，再生用通路16的左半部分变成高温，右半部分变成相对的低温。这样一来，右半部分的低温空气在重力作用下向下侧移动，再次变成C的状态，换句话说，再生用空气进一步围绕顺时针方向转动90度。之后通过在B与C的状态下往复，使再生用空气在再生用通路16内顺时针循环。此外，如果一端循环开始，在图1所示的具体例子中，由于通过热交换器20对再生用通路16的右半部分的再生用空气进行冷却，所以，更进一步有效地使再生用空气循环。这种循环原理是本发明者独自发现的，循环的持续可以通过试验确认。在本发明中，由于发现了这种循环原理，所以，在不使用一切动力的前提下，从空气中的取水是通过本发明第一次实现的。以往，由于不知道这种循环原理，因此，在以往的取水装置中，至少要使用为了再生用空气的循环的动力。此外，在图2中，为了容易理解，虽然将温度变化的阶段(B)与空气移动的阶段(C)区别开来，但是，实际上，B与C是连续逐渐产生的。
接着，对上述本发明装置的、各构成要素的优选形式，作具体的说明。首先，说明设置在再生用通路16下部的排水孔18。如上文所述，排水孔18最好是，既不让空气流通又能回收结露水的结构。而这种结构可以抑制吸湿转子10的再生区域与吸湿区域附近的、再生用空气与吸湿用空气的混合。
图3表示出在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构的一个优选具体例子。图3是设置在再生用通路16下部的排水孔18附近的切断部的端面图。再生用通路16形成有在其下部的一部分分歧的排水管28，排水管28作成前端变细的结构。在排水管28的变细的前端部，配置有密度比水小的浮子30。浮子30的直径大于排水管28前端的排水孔18的直径，不会从排水孔18掉下来。在全部没有或几乎没有积存结露水的状态下，排水孔18通过浮子30气密地封闭。空气不会通过排水孔18流通。虽然在再生用通路16内或热交换器20内结露的结露水可进入排水管28，但是，由于排水管28的底部由浮子30封闭，所以，不会将结露水排出到外部，而是从浮子30与排水管28的接触部开始积存在上面。当积存一定量的结露水时，浮子30在浮力的作用下上浮，结露水进一步流入时，浮子30与排水管28之间的表面张力遭到破坏，将结露水通过排水孔18向外部排出。将结露水按照这种方式向外部排出时，表面张力恢复，排水孔18通过与浮子30之间的水膜封闭。采用以上结构时，排水孔18始终由浮子30封闭，可在空气不流通的前提下，回收结露水。
图4表示出在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构的再一个优选具体例子。图4是设置在再生用通路16下部的排水孔18附近的切断部的端面图。再生用通路16，形成有在其下部的一部分分歧的排水管28，排水管28作成前端变细的结构。在处于排水管28变细的前端的排水孔18的下面，配设有结露水收容容器32。结露水收容容器32具有其中积存结露水34时不久就能仅仅将排水孔18淹没于结露水34中的深度，并且配置在这样的位置。换言之，结露水收容容器32的壁面32a的顶部位于排水孔18之上的位置。在这样的结构中，当结露水通过排水孔18逐渐储蓄到结露水收容容器32中时，不久，就将排水孔18淹没在结露水34中。在该状态下，不会引起空气通过排水孔18的流通。结露水34进一步积存时，用不了多久，结露水34就会按照图4箭头所示的方式，从结露水收容容器32的顶部溢出。通过回收该溢出的水，就可从空气中取水。采用这样的结构，一旦将排水孔18淹没在结露水34中时，之后，就再不会引起空气通过排水孔18流通，所以，可在空气不流通的前提下回收结露水。
图5表示出在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构的再一个优选具体例子。图5是设置在再生用通路16下部的排水孔18附近的切断部的端面图。再生用通路16，形成有在其下部的一部分分歧的排水管28，排水管28作成前端非常细的结构，因此，排水孔18的直径非常小。此外，这种情况下的排水孔18的直径最好取1～4mm的程度。在这种结构中，即使结露水通过排水管28到达排水孔18，由于排水孔18的直径小，所以，因表面张力的作用，结露水不会立即从排水孔18落下来。而是积存在排水孔18的上部，由此，将排水孔18气密地密封住。当排水孔18上部的结露水的量进一步变多时，向下的压力变大，压力克服表面张力，将结露水从排水孔18排出。但是，在排出到某种程度的时候，再一次借助于排水孔18中的表面张力的作用，阻止这种排出。这样，排水孔18一旦由结露水封闭后，由于结露水的表面张力，使排水孔18持续地由结露水气密地封闭，阻止空气的流通。因而，可在空气不流通的前提下回收结露水。
图6表示出在空气不流通的前提下、可回收结露水的结构的再一个优选具体例子。图6是设置在再生用通路16下部的排水孔18附近的切断部的端面图。再生用通路16，形成有在其下部的一部分分歧的排水管28，排水管28的前端作成扩宽的、具有封闭的底部的箱36。此外，作成倒U形的虹吸管38从箱36的底部延伸到箱36的外部。此外，虹吸管38的顶部处于低于箱36的顶部的位置。通过排水管28的结露水首先积存在箱36中。当结露水的水位上升并超过虹吸管38的顶部时，结露水通过虹吸管38从排水孔18排出。在这种结构中，虹吸管38的位于箱36内的位置的端部处于始终淹没在积存于箱36底部的凹部的结露水中的状态，可阻止空气通过排水孔18的流通。因而，可在空气不流通的前提下回收结露水。
接着，基于图7，详细说明上述加热器26的优选结构。图7是加热器26的优选具体例子的切断部的端面图。此外，图7为了更清楚地表示结构，对于蓄热部26a、后述的上部连接管48及下部连接管50的部分切断成平行于蓄热部26a受光面第切除受光面的形状，对于吸湿用空气排出通路24及热供给部26b，是沿着铅垂方向的切断面切断的。如上文所述，加热器26包括：具有接受太阳光的受光面27(参照图1，在图7中，受光面处在蓄热容器42(后述)的前面(从图用纸向前面三维地突出的一侧)的位置)的蓄热部26a；储蓄来自太阳光的热、并传递该热的热媒；以及将该热媒的热供给到再生用空气的热供给部26b。受光面由透明或黑色玻璃或塑料构成，在前者的情况下，最好与热媒或受光面对峙的板是黑色的。受光面以外的外周部分用绝热材料44覆盖(在图1中，未示出)。蓄热部26a包括蓄热容器42。热供给部26b具有包围吸湿用空气排出通路24的一部分或全部外周的放热容器46。蓄热部26a与热供给部26b通过两根管、即上部连接管48和下部连接管50连接。此外，受光面也可以设置在蓄热容器42的上面及侧面的两方上。至于热媒，为了图示的更清楚，标注了阴影，虽然未图示，但是，是填充在蓄热容器42、放热容器46、上部连接管48及下部连接管50内部的所有区域。作为热媒，最好用水。根据设置的地域性，需要作防冻处理。
借助于照射在受光面27上的太阳光线，对处于蓄热容器42上部的热媒加热。并将该热通过上部连接管48传递到放热容器46的上部。放热容器46上部的热放热到吸湿用空气排出通路24中，其结果是，对吸湿用空气排出通路24内的吸湿用空气加热。另一方面，放热到吸湿用空气排出通路24中的热媒，其温度降低，通过对流，经过放热容器46内向下方移动。由于在移动当中也对放热容器46放热，所以，越往下温度越低。另一方面，在放热容器46的上部，被加热的热媒通过上部连接管48重新填充到放热容器46的上部。因而，产生图7箭头所示的热媒流，使热媒，顺次经过蓄热容器42、上部连接管48、放热容器46、下部连接管50循环。借此，在蓄热部26a加热的热媒移动到热供给部26b，在这里，对经过吸湿用空气排出通路24或其中流通的吸湿用空气加热。放热的热媒再度循环到蓄热部26a，在此被加热，并再度移动到热供给部26b，进行放热。于是，持续地对经过吸湿用空气排出通路24内流通的吸湿用空气加热。结果，由于吸湿用空气排出通路24的热供给部26b的上部是绝热的，所给予的热不会逃逸到外部，因此，是有利的(图1、图7中未示)。
下面，说明本发明取水装置的另一种优选变形例。
为了提高再生用通路16的要加热的部分的加热效率，也可以使扩宽的开口部16a及其正下方的再生用通路16的部分、吸湿转子10的再生区域、扩宽的开口部16b及其正上方的再生用通路16的部分的表面为黑色，这样可更好地促进太阳热的吸收。然而，在使吸湿转子10的再生区域为黑色的情况下，最好将开口部16b作成透明的。此外，在这种情况下，也可以在再生区域的之上放置网、穿孔金属、长槽状等的空气流通的部件，也可以采用使吸湿转子为黑色、使吸湿用空气排出通路24的扩宽部与太阳热隔断的部件。或者，使要加热的部分的通路为透明的，在其内部放入黑管或板。此外，在开口部16a、16b及与之连接的再生用通路16的朝上下方向延伸的部分以及上侧水平部分，将没有由太阳光加热的部分作成绝热的，这样也是可行的。此外，还可以将通路途中作成面板状，扩大接受太阳热的表面面积。进一步在图1所示的具体例子中，用于吸湿用空气排出通路24的加热的加热器26，也可以设置在再生用通路16上(在这种情况下，可利用太阳光对再生用空气间接地加热)。换句话说，用于吸湿用空气排出通路24的加热的加热器26，可以设置在吸湿用空气排出通路24与再生用通路16的双方上。在将加热器26设置在再生用通路16上的的情况下，最好是设置在开口部16a或其正下方的再生用通路16的部分上。或者，为了防止再生后的高温再生用空气中的水分在吸湿转子10的上部结露、结露水掉落在湿转子10的再生区域的事情发生，也可以将加热器26设置在开口部16b或其正上方的再生用通路16的部分上。
此外，在上述具体例子中，加热器26的热供给部26b虽然是包围管(在图1的例子中，是吸湿用空气排出通路24)的外侧的结构，但是，也可以将热供给部26b设置在管的内侧。这样，可更进一步提高加热效率。在这种情况下，上部连接管48及下部连接管50可以作成贯通管壁的结构。此外，如图7所示的具体实施例那样，在放热容器46包围管外侧的情况下，为了提高向管的放热效率，也可以采用或者在管上设置凹凸、或者在管上设置翘片、以增加管的表面面积的结构，此外，将由热传导性高的材料构成的突起或者热媒从内部通过的中空凸部从放热容器46突出，并将其插入管内，也是可行的。
蓄热部26a可以是固定式的，或是手动或自动地朝向太阳方向的结构。此外，由于夜间冷却效果会更高，所以，也可以将白天的太阳光的热储蓄在蓄热器中，在夜间取水。为此，可采用设置多个将蓄热容器42作成巨大的、具有受光面27的蓄热容器42等的机构。
接着，基于附图，说明优选的第2具体例子。该第2具体例子具有以下特征。
(1)在再生区域气密地连接有再生用通路，将再生区域与吸湿区域完全分离，所以，可进一步提高取水效率。
(2)备有在通过再生区域之后的再生用空气和结露后的再生用空气之间进行热交换的热回收用热交换器，借此，可提高热利用效率，或提高取水效率。
(3)备有对通过再生区域之前的再生用空气，利用太阳光受光进行加热的加热器，借此，可提高通过再生区域的再生用空气的温度，可使再生区域的再生(即、从再生区域的水分的获得)高效率化，进而提高了取水效率。
(4)备有对通过再生区域之前的再生用空气，利用白天高的气温加热的加热机构，借此，可提高通过再生区域的再生用空气的温度，可使再生区域的再生(即、从再生区域的水分的获得)高效率化，进而提高了取水效率。
(5)备有对通过再生区域、通过上述热回收用热交换器之后的再生用空气与外气进行热交换的冷却用热交换器，因此，促进了从再生用空气的结露，进而提高了取水效率。
(6)备有对通过热冷却用热交换器之后的再生用空气利用夜间低的气温冷却的冷却机构，因此，进一步促进了再生用空气的结露，提高了取水效率。
此外，第2具体例子，虽然是备有上述(1)～(6)的全部特征、大幅度提高了取水效率的非常好的具体例子，而上述(1)～(6)分别发挥了提高取水效率的效果，所以，采用上述(1)～(6)特征中的任何一个或多个特征的具体例子，也是好的具体例子。
此外，在以下的说明中，“前侧”表示从吸湿转子10观察的下部加热器58的方向、后侧表示相反一侧、右侧表示从前面观察吸湿转子时吸湿材料区域10b及10c所处的一侧、左侧表示相反一侧、即从前方观察吸湿转子10时吸湿材料区域10a及10d所处的一侧。
图8示出了第2具体例子的局部切开的立体图。在图9中，示出了第2具体例子的再生用通路的分解组装图。在图10中，示出了第2具体例子的侧面断面图。首先，主要基于这些附图说明第2具体例子的概要，随后，参照图11以后的其他附图，详细说明各构成要素的细节。此外，在图8以后的图中，在对应于图1～图7所示的第1具体例子的构成要素的构成要素上，标有与图1～图7相同的参考符号。
第2具体例子的取水装置具有吸湿转子10。吸湿转子10中的吸湿材料、即，具有吸湿性的、空气可经过其厚度方向流通的材料构成的区域(为了方便，称作“吸湿材料区域”)，是用参考符号10a、10b、10c及10d所示的4个圆形区域。换句话说，只有由10a、10b、10c及10d所示的4个圆形区域通过吸湿材料构成，吸湿转子10的其他部分是由简单的板构成。换言之，吸湿转子10具有4个圆形透孔，4个吸湿材料区域配置在各透孔中。4个吸湿材料区域的尺寸相等，此外，其中心配置成等间隔地位于以旋转轴12为中心的圆的圆周上。此外，吸湿材料区域最好是2～8个左右的多个，不做成圆形，做成例如扇形也可以。在图示的第2具体例子中，在圆形的各吸湿材料区域的外缘和上述各透孔的内缘之间设有空隙(吸湿材料区域外缘通路72、在下文详述)，在该吸湿材料区域72上，流通有再生用空气(再生用空气的循环径路在下文详述)。各吸湿材料通过4块吸湿材料保持板75(图12)悬挂在上述各透孔内。图8示出了上述4个吸湿材料区域中的10d与再生用通路16连接而再生的状态。吸湿材料区域10d的前面与构成再生用通路16一部分的加热部分16c的端面气密地连接在一起。再生用通路16的加热部分16c是断面为同心圆状的双重管，内侧管与吸湿材料区域10d连通，外侧断面为环状的管与上述吸湿材料外缘通路72连接。吸湿材料区域10d的后面与再生用通路16中的、热回收用热交换器54的附近气密地连接。在图8所示的状态下，吸湿材料区域10d虽然是通过气密地组装在再生用通路16内进行再生的，但是，吸湿中的吸湿材料区域10b及10c的重量因吸收了湿气而变重时，吸湿转子10旋转，吸湿材料区域10c移动到图8所示的吸湿材料区域10d的位置，与再生用通路16气密地相连，接受再生。反复进行吸湿材料区域与再生用通路16的气密连接-吸湿转子10的旋转及气密连接的解除-下一个吸湿材料区域与再生用通路16的气密连接的循环。这一过程，借助于吸湿转子10的旋转力的凸轮机构，通过再生用通路的、与吸湿材料区域的连接部向前后方向的移动完成。该凸轮机构、气密连接及其解除，将在下文详述。此外，将加热部分16c作成上述这样的双重管结构，是为了提高热效率。换句话说，在外侧管中流动的再生用空气经由热回收用热交换器54，温度变得比周围空气温度更高，但是，经由内侧管流动的再生用空气进一步高温化，因此，通过用外侧管包围内侧管，可用外侧管回收自内侧管泄漏的热，使外侧管的再生用空气温度进一步上升，可将来自再生用空气的热损失缩小到比内侧管直接暴露的情况小的程度。此外，将内侧管进一步作成断面为同心圆状的双重管，并将该内侧管的内侧管两端打开，仅将断面为环状的外侧管的吸湿转子侧封闭，通过空气层可得到绝热效果。
在处于吸湿材料区域10d前面一侧的再生用通路16的加热部分16c内，配置有通过上部连接管59及下部连接管61连接在下部加热器58上的下部热供给体60，该下部热供给体60对进行吸湿材料区域10d的再生之前的再生用空气加热。进一步，在加热部分16c上，设置有通过热水槽64连接到吸热面板62上的放热体66，通过该放热体66也能对再生用空气加热。另一方面，在吸热材料区域10d后面一侧的再生用通路16上，配置有热回收用热交换器54，在使吸湿材料区域10d再生后的再生用空气和结露后的再生用空气之间进行热交换。再生用通路16，从热回收用热交换器54的后侧沿铅垂方向上升，在顶部以U形转弯下降。在下降开始之后的部分，配置有冷却用热交换器56。在冷却用热交换器56中，在再生用空气与外气之间进行热交换，冷却再生用空气后产生结露。在冷却用热交换器56更下侧，配置有通过冷水槽69(图9)与放热面板68相连的吸热体70，由此使再生用空气进一步冷却后产生结露。此外，为了简化附图，虽然在图8中没有记载，但是，如图10所示，在壳体82内的上部，配置有通过上部连接管86及下部连接管88连接在上部加热器83上的上部热供给体84。
再生用空气流如图9箭头所示。在再生用通路16的加热部分16c(同心管的内侧管)中，通过放热体66及下部热供给体60加热的再生用空气，经由吸湿材料区域10d，从该再生用空气获取水分，使吸湿材料区域10d再生的同时，也使再生用空气自身变成高湿度。经由吸湿材料区域10d的再生用空气，进入热回收用热交换器54的第1通路53中，与结露后的再生用空气热交换之后被冷却，但是，与外气相比依然是高温，从热回收用热交换器54出来之后，经过再生用通路16的铅垂部上升，在顶部以U形转弯下降；通过冷却用热交换器56后被冷却，一部分产生结露；进一步在再生用通路16内下降，由吸热体70进一步冷却，进一步产生结露；之后，进入热回收用热交换器54的第2通路(第1通路53之间的间隙)，经过热交换被加热，经过吸湿材料外缘通路72，通过加热部分16c的同心管的外侧管，在下部U形转弯，进入加热部分16c的同心管内侧区域，返回上述最初位置。反复进行这种循环。将所产生结露水从设置在再生用通路16最下部的图中未示的排水管，以空气不流通的方式回收。此外，对再生用空气的流通基于图2进行说明。虽然再生用空气的温度差会引起密度的不同，但是，在下文进行详述。
另一方面，如图10所示，在壳体82的上部的、主要的吸湿转子10前侧的上部(延伸到一部分后侧)，配置有上部热供给体84，由此，对壳体82内的空气加热，产生上升气流，通过壳体82的窗口82a(图8)从壳体82外部吸入的空气以及通过吸热面板62之间并经过开设在壳体82下部分隔板82b上的孔82c从壳体82外部吸入的空气(吸湿用空气)，都通过吸湿材料区域10b及10c被吸湿。吸湿用空气流用图8及图10中粗空白箭头表示。另一方面，同样地，借助于上升气流，通过开设在壳体上的窗口82a吸入壳体82内的外部空气的一部分，经过冷却用热交换器56的另一通路(再生用空气通过的多个管彼此之间的间隙)，与再生用空气进行热交换(图8及图10中的粗黑箭头)。吸湿材料区域10b及10c因吸湿而变重时，吸湿转子旋转，使吸湿材料区域10c移动到图8所示的吸湿材料区域10d的位置，与上述同样的进行再生。此外，采用后述的凸轮机构，可使旋转间隙地进行。
以上是第2具体例子的构成及动作的概略情况。下面，对各构成要素进行更详细的说明。
(1)吸湿材料区域与再生用通路的气密连接及吸湿转子的旋转
图14示出了吸湿材料区域10d与再生用通路的连接部分的放大切断部端面图。在图中上侧是装置前方。图14A示出了吸湿材料区域10d与再生用通路没有气密连接的状态，图14B示出了吸湿材料区域10d与再生用通路气密连接的状态。
吸湿材料区域10d的外周部设置有向吸湿材料区域10d的前方内侧倾斜方向突出的环状内侧凸密封板79。同样地，设置有向吸湿材料区域10d的后方内侧倾斜方向突出的环状内侧凸密封板79′。此外，吸湿材料区域的前面与后述具有对称的结构，动作也相同，因此，下面仅对前面一侧的结构及动作作说明。吸湿转子10的、容纳吸湿材料区域10d的圆形透孔的外周部，设置有与上述内侧凸密封板79同样的、向前方内侧突出的环状外侧凸密封板77。在内侧凸密封板79的斜面上，设置有为提高气密性的O形环90。同样地，在外侧凸密封板77的斜面上，设置有为提高气密性的O形环92。如上文所述，再生用通路16的加热部分16c虽然采用了同心的双重管结构，但是，在其内侧管16d的端部通过环状挠性部件78连接着内侧凹密封板74。挠性部件78由弹性体构成，最好是对内侧凹密封板74朝向吸湿材料区域10d的方向施力。内侧凹密封板74与内侧凸密封板79气密地连接(参照图14B)，所以，其斜面平行于内侧凸密封板79的斜面。在双重管结构的外侧管16e上，通过环状挠性部件80连接着外侧凹密封板76。挠性部件80由弹性体构成，最好是对外侧凹密封板76朝向吸湿材料区域10d的方向施力。外侧凹密封板76与外侧凸密封板77气密地连接(参照图14B)，所以，其斜面平行于外侧凸密封板77的斜面。在外侧凹密封板76的吸湿转子10的旋转轴12一侧，设置有在与吸湿转子10的面平行的方向上朝吸湿转子10的旋转轴12延伸的、断面形状为圆形的销94。此外，在外侧凹密封板76的吸湿转子10的周缘侧，设置有在与吸湿转子10的面平行的方向上朝吸湿转子10的周缘延伸的、断面形状为圆形的销96。在吸湿转子10的旋转轴12附近，设置有以吸湿转子10的旋转轴12为中心的圆筒状的内侧凸轮壁98，在内侧凸轮壁98的外面形成凸轮槽100。销94的前端部可滑动地与凸轮槽100配合，伴随吸湿转子10的旋转，沿凸轮槽100移动。同样地，吸湿转子10的外缘设置有圆筒状的外侧凸轮壁102，在外侧凸轮壁102的里面形成凸轮槽104。销96的前端部可滑动地与凸轮槽104配合，伴随吸湿转子10的旋转，沿凸轮槽104移动。此外，外侧凹密封板76与内侧凹密封板74通过图中未示的多个连接部件处处连接在一起，当外侧凹密封板76移动时，内侧凹密封板74也随之并进地移动。外侧凹密封板76通过挠性部件80容纳在双重管结构的外侧管16e的内侧，内侧凹密封板74通过挠性部件78容纳在双重管结构的内侧管16d的内侧，从而，对其相对吸湿材料区域的动作规定在仅沿前后方向进行。
图15及图16示出了为了说明凸轮结构的一部分切开的立体图。此外，图16是取出图15中的吸湿材料区域10d附近的示意图。图15及图16示出了凸密封板79、77及凹密封板74、76分别气密地连接的状态(即图14B的状态)。如图15～图16所示，吸湿转子10的旋转轴12、销94及销96配置在一条直线上。此外，凸轮槽100及104的成为气密连接状态的销94及96的位置以随着向中央变成谷的形式形成。此外，凸轮槽100(在图16中用单点划线表示，在图15中一部分也用单点划线表示)及104的谷部分的倾斜，与密封板的倾斜一致地形成。此外，由于凸轮槽谷以外的部分基本上是平坦的，因此，谷部分的倾斜比其他部分陡。此外，凸轮槽100及104以销94向谷位置运动时销94也到达谷位置的方式，以旋转轴12为中心的相似形形成。
下面对其动作进行说明。在气密连接的状态，如图15及图16所示，销94及96位于凸轮槽100及104的谷部分。图14B中的凸轮槽100及104也处于低位置(即接近吸湿转子10表面的位置)。在这种状态下，当吸湿转子10再生的同时，在吸湿材料区域10b及10d中，也进行吸湿，吸湿材料因吸收水分而重量增大。此外，当吸湿材料区域10a吸湿时，由于会产生与吸湿材料区域10b及10c因重量增加引起的旋转相反方向的旋转扭矩，因此，最好是，在壳体82的分隔板82d(参照图8)上，设置有覆盖吸湿材料区域10a整个面的图中未示的遮盖板，使空气在吸湿材料区域10a中不流通。此外，由于吸湿材料区域10b及10c的吸湿材料外缘通路72会导致吸湿用空气通过，最好是设置有用于覆盖吸湿材料外缘通路72整个面的图中未示的环状遮盖板(中央的吸湿材料区域敞开)，基本上让吸湿用空气仅在吸湿材料区域10b及10c流通。当吸湿材料区域10b及10c的重量增大时，不久销94及96就会相对地上升到凸轮槽100及104的斜面上，脱离谷，到凸轮槽100及104的高台上。在该状态下，由于凸轮槽100及104处于高位置(即远离吸湿转子10表面的位置)，因此，凹密封板76、74离开凸密封板77、79，解除气密的连接，同时，很容易进行吸湿材料区域的旋转移动。图14A所示的状态是解除气密连接的状态，凸轮槽100、104处于高位置。由于凸轮槽100、104的高台部分是平坦的，因此，一旦销94、96从凸轮槽100、104的谷脱出到达高台时，吸湿转子10几乎不会受到阻力，而是迅速地旋转，当销94、96嵌入下一个吸湿材料区域10c的凸轮槽100、104的谷中时，这种旋转结束。如上文所述，由于谷部分的倾斜比较陡，因此，一旦吸湿材料区域10c的销94、96嵌入谷中时，吸湿材料区域10a及10b的重量不会因吸湿而增大太多，所以，销94、96不会从谷中脱出。从而，吸湿材料区域10c暂时会停留在与再生用通路16气密连接的状态，进行吸湿材料区域10c的再生。换句话说，吸湿转子10间隙地旋转，使其与与吸湿材料区域的气密连接时间变长，旋转的时间与之相比明显缩短。反复进行上述循环，可自动地顺次进行各吸湿材料区域的再生。
在图17及图18中，描绘出凸轮机构的另一优选形式。此外，图18是取出图17中的吸湿材料区域10d附近表示的示意图。在该状态下，在外侧凹密封板76的外周缘上形成凸缘106。凸缘106的外周形状做成以旋转轴12为中心的扇形(但是，其内侧凸轮壁98的中心侧形成缺口)的形状。在该凸缘106内侧的两个顶点上设置有销94a、94b，这些销的前端部可滑动地与凸轮槽100配合。此外，在该凸缘106外侧的两个顶点上设置有销96a、96b，这些销的前端部可滑动地与凸轮槽104配合。旋转轴12、销94a、销96a位于一条直线上，同样地，轴12、销94b、销96b也位于一条直线上。外侧凹密封板76的吸湿材料区域侧的端面全部收容在凸缘106的扇形内侧。在这种情况下，在变成气密连接状态的位置，以各销可以到达各凸轮槽谷的部分的方式，也形成凸轮槽100及104。连接旋转轴12、销94a、销96a的直线与连接轴12、销94b、销96b的直线所成的角度，最大为90度(是用吸湿材料区域的个数等分分隔的角度，由于第2具体例子的吸湿材料区域是4个，所以，是360度除以4得到的值)。此外，该角度为最大的情况下，凸轮槽的谷部分的形状，从将图17的梯形颠倒后所成的形状变成图15的V字型的谷形状。此外，在上述角度不是最大的情况下，如图17所示，虽然谷底是平坦的，但是，为了在这种情况下也能脱离气密连接的状态，在图17中，也必须将销96a及销94a做成能到达相对陡的倾斜面上的形式，谷与图15的V字型的情况同样，使吸湿材料区域10a及10b的重量不会因吸湿而增大太多，所以，销96a、94a不会从谷中脱出。在图17及图18所示的形式中，外侧凹密封板76移动时通过凸缘106由4个销支持，所以，可稳定且严密地进行气密连接状态的形成及解除。
此外，在上述第2具体例子中，挠性部件78、80可以采用自由伸缩状。此外，上述O形环90及92也可以分别设置在凹密封板74、76上。此外，在气密地连接的密封板的至少任意一个由弹性材料形成的情况下，不专门设置O形环也可以。至于吸湿材料的密封，不采用上述第2具体例子中用的凹凸密封板的组合也可以，例如，不设置凸密封板，将凹密封板作成吸盘状(中心部分开口)，使其紧贴在吸湿材料区域及吸湿材料外缘通路72的外缘上所设置的环状平面部。此外，也可以在凹密封板的销9496与凸轮槽100、104之间设置轴承，该轴承可滑动。此外，凸轮槽100、104也可以不采用槽结构，而是采用凹凸形状(从图15～图18的槽去掉上部后的形状)。在这种情况下，为了使凹密封板的销紧贴在凹凸面上，必须对凹密封板始终朝吸湿转子一侧施力，但是，如上文所述，由于挠性部件78、80由弹性材料形成，所以能实现上述功能。在施力不足的情况下，也可以通过图中未示的作为弹簧的弹性部件进一步施力。
(2)以太阳光为热源的加热器
在第2具体例子中，安装有两个以太阳光为热源的加热器(下部加热器58及上部加热器83)。加热器的结构及动作原理基本上与基于图7说明的、第1具体例子的加热器相同。此外，与上述加热器83连接的上部热供给体84(图10)从上面观察为涡卷状形状。这些加热器的热媒移动如图10中短箭头所示。利用太阳光的热媒温度，通常可得到50℃～120℃的温度。
(3)以周围空气为热源的加热机构
在第2具体例子中，安装有以周围空气为热源的加热机构的放热体66。如上文所述，放热体66通过热水槽64与吸热面板相连。吸热面板62、热水槽64、放热体66从下方顺次设置。吸热面板62单位热媒的表面面积越大，就能够更好地吸收周围空气的热(当外气温度上升时，内部热媒的温度也几乎同时上升(外气温度＝内部热媒温度))，因此，越薄越好(厚度最好取1～5cm)。吸热面板62与热水槽64，分别通过连接管63、65，将吸热面板62的上部与热水槽64的上部、吸热面板62的下部与热水槽64的下部连接在一起(图10、图12)。热水槽64的整体高度及连接管63、65的到热水槽上面的高度，其外面是绝热的(图10中用双重线表示的部分)。热水槽64的上部与放热体66通过两根连接管67a、67b(图12)连接的话，放热体66就朝向上下方向倾斜。连接管67a、67b是绝热的。
早上，在气温上升的同时，吸热面板62内部的热媒温度上升。吸热面板62内部的热媒温度高于热水槽64的热媒温度时，热媒从吸热面板62的上部经过连接管63向热水槽64移动。热水槽64的温度低的热媒经过连接管65移动到吸热面板62的下部。气温一般过正午达到最高温度后，逐渐下降。于是，吸热面板62内的热媒温度也下降，低于热水槽64内的热媒温度。这样一来，由于吸热面板62内的热媒密度大于热水槽64内的热媒密度，因此，因对流引起的热媒停止移动。在第2具体例子中，由于将从热水槽64引出的两根连接管67a、67b的绝热层的高度对齐，所以，当热水槽64内的温度高于吸热面板62内的温度时，温度高的、轻的热媒稳定在高于吸热面板62的位置。这样，仅利用密度差就能控制热媒的移动，也可以设置逆流防止阀。同样地，当放热体66的周围温度低于内部的热媒温度时，热媒被冷却(对再生用空气加热)，密度变大，随着放热体66的倾斜，移动到下方，经过连接管67b移动到热水槽64内。当放热体66的周围温度高于内部的热媒温度时，热媒被加热后变轻，滞留在放热部内，因对流引起的与热水槽64之间的热媒移动停止。所得到的热媒温度以气温为准，最高到30～40℃的程度。此外，从图12的右边起2～4个吸热面板62与热水槽64，表示的是从后面一侧的连接管去掉前面部的部分，此外，其余的吸热面板62与热水槽64表示的是去掉前面连接管的部分。此外，吸热面板62可以照射太阳光。
(4)以周围空气为冷却源的冷却机构
在第2具体例子中，安装有以周围空气为冷却源的作为冷却机构的吸热体70(图9、图11、图13)。此外，图11是从左侧观察该冷却机构的图，图13是从前面看到的图。放热面板68、冷水槽69、吸热体70从上依次设置。放热面板68单位热媒的表面面积越大，越能向周边空气放热(当外气温度较低时，内部热媒的温度也几乎同时降低(外气温度＝内部热媒温度))，因此，越薄越好(厚度最好取1～5cm)。放热面板68与冷水槽69分别用连接管71、73，将放热面板68的上部与冷水槽69的上部、放热面板68的下部与冷水槽69的下部连接在一起(图11)。冷水槽69的整体高度及连接管71、73的到放热面板68的下面的高度，其外面是绝热的。冷水槽69的下部与吸热体70用两根连接管81a、81b(图13)连接的话，吸热体70就朝上下方向螺旋状地倾斜。连接管81a、81b是绝热的。
夜里，在气温降低的同时，放热面板68内部的热媒温度也下降。放热面板68内的热媒温度低于冷水槽69的热媒温度时，热媒从放热面板68的下部经过连接管73，向冷水槽69移动(图11中用箭头表示热媒的流动)。冷水槽69的温度高的热媒经过连接管71移动到放热面板68的上部。气温一般在黎明前到达最低温度后，逐渐上升。这样，放热面板68内的热媒温度也上升，高于冷水槽69内的热媒温度。这样一来，由于放热面板68内的热媒密度小于冷水槽69内的热媒密度，因此，因对流引起的热媒的移动停止。在第2具体例子中，由于从冷水槽69引出的两根连接管71、73的绝热层的高度是对齐的，所以，当冷水槽69内的温度低于放热面板68内的温度时，温度低的、重的热媒稳定在低于放热面板68的位置。这样，仅利用密度差就能控制热媒的移动，也可以设置逆流防止阀。同样地，当吸热体70的周围温度高于内部的热媒温度时，热媒被加热(对再生用空气冷却)，使密度变小，随着吸热体70的倾斜，移动到上方，经过连接管81a移动到冷水槽69内。当吸热体70的周围温度低于内部的热媒温度时，热媒被冷却后变重，滞留在吸热体70及连接管81a、81b内，因对流引起的与冷水槽69之间的热媒的移动停止。所得到的热媒温度以气温为准，最低到0～10℃的程度。放热面板68背着阳光配置着。
此外，将吸热面板与放热面板一体化，也能作成吸放热面板。在这种情况下，各部件的配置从上面开始依次是放热体、热水槽、吸放热面板、冷水槽、吸热体。此外，再生用空气的冷却还可以利用放射冷却。在这种情况下，必须有放射冷却用面板(电子散热器)、冷水槽、连接管、吸热部及绝热材料等。各部件的配置，在以周围空气为热源的冷却机构中，与用放射冷却用面板置换放热面板是一样的(但是，放射冷却用面板其放射冷却面基本朝上(例如如果在北半球，则朝向北方的天空，水平角为10°)，这样最好)。
(5)热回收用热交换器
如上文所述，第2具体例子在再生用通路16内设有热回收用热交换器54。如图8及图9所示，热回收用热交换器54在吸湿转子一侧的端部设有端板55，沿着该端板55的周缘配置有多个第1通路53。第1通路53平行于再生用通路的方向地配置着。
经过吸湿材料区域10d的再生用空气通过第1通路53。另一方面，结露后的再生用空气穿过热回收用热交换器54的第2通路(第1通路53彼此之间的间隙)。由于端板55上没有空气通过，所以，通过第2通路的再生用空气必然随着再生用通路的周缘部(图9的箭头所示)，穿过吸湿材料外缘通路72，进入再生用通路16的加热部分16c的同心双重管的外侧管内(图9的箭头)。
(6)再生用空气经过再生用通路内循环的原理
图19中模式地示出了第2具体例子的再生用通路16。将包含冷却用热交换器56与吸热体70的通路在本体后面展开，吸湿转子10用双点划线表示。为了方便，将包围放热体66与下部热供给体60的圆筒形弯曲的通路(断面为同心圆状的双重管的内侧管)称作“内侧弯曲通路”；将从热回收用热交换器54的出口53a(远离吸湿转子10一侧的第1通路53的出口)向上方以U字状弯曲再稍稍向下方的至冷却用热交换器56的入口的通路称作“上升通路”；将从冷却用热交换器56的入口向下方到达再生用通路最下部16f之后，以通路直径程度的大小向上方的至热回收用热交换器54的入口51(端板55另一端的第2通路入口)的通路称作“下降通路”；将从热回收用热交换器54的入口51水平地朝向前面一侧的、至内侧弯曲通路入口16g(内侧弯曲通路最下端)的通路称作“热回收通路”。从内侧弯曲通路到热回收用热交换器出口53a之间是水平的，最下部是内侧弯曲通路最下端16g。该通路内的空气温度在再生用空气中最高，但是，由于最下部是内侧弯曲通路最下端16g，所以，只有再生用空气能够移动到上升通路一侧。热回收通路大体上是水平的，由于从吸湿转子出口空气或内侧弯曲通路开始进行热回收，所以，从下降通路开始，变成高温，但是，由于该下降通路侧以通路直径以上的大小向下方弯曲(再生用通路最下部16f)，所以，该变热的空气仅能在内侧弯曲通路侧移动。由于将内侧弯曲通路最下端16g和热回收用热交换器出口53a之间的体积设计成与热回收通路的体积大体相同(为了使通过风速一定)，前者的空气温度高(前者的上升力强)，因此，在使前者与后者合在一起的水平再生用通路部分中，至少前者的空气成为流动的方向，即在上升通路这一方再生用空气是流动的。在上升通路与下降通路中，在第1具体例子中，如上文所述，再生用空气从上升通路侧向下降通路侧流动。从而，再生用空气顺次经过内侧弯曲通路、热回收用热交换器的第1通路、上升通路、下降通路及热回收通路，在再生用通路中循环流动。
此外，从吸湿转子10的后面到冷却用热交换器56的再生用通路的外面最好是绝热的。此外，用来自下部热供给体60、放热体66的热，借助于通过吸湿材料的热，即，从断面为同心圆状的双重管壁向再生用通路外面出来的热，使空气变热，朝向上方流动，所以，能减轻上部热供给体84的热量。此外，装置周围的空气，由于要通过冷却用热交换器56，所以，变热并朝向上方流动。即，冷却用热交换器56，也能发挥作为上部热供给体84加热前的预热器的功能。

Claims (21)

1.一种从空气中提取水的方法，利用至少包括下述构成的装置，进行下述的步骤，该构成包括：被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，包含可使空气沿着其厚度方向流通的至少一个区域的吸湿转子；在该吸湿转子的一部分区域中使对湿气吸湿的吸湿转子再生的、其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，对使所述吸湿转子再生用的再生用空气进行循环的再生用通路；以及设置在该再生用通路的下部，从该再生用通路取出结露水的排水孔，所述步骤包括：利用太阳光直接和/或间接地对所述吸湿转子的再生区域中供给的所述再生用空气加热，借此，使所述再生用空气在所述再生用通路中循环，同时，进行所述吸湿转子的再生，对使所述吸湿转子再生后的再生用空气进行冷却，产生结露水，从所述排水孔回收该结露水，并且使所述吸湿转子旋转，结果，使成为再生区域的吸湿转子上的部位变化。
2.用于实施权利要求1记载的方法的装置，至少包括：被自由旋转地枢轴支撑着，具有吸湿性，包含可使空气沿着其厚度方向流通的至少一个区域的吸湿转子；在该吸湿转子的一部分区域中使对湿气吸湿的吸湿转子再生的、其两端分别开口于该再生区域的相对的两个面上，对使所述吸湿转子再生用的空气进行循环的再生用通路；以及设置在该再生用通路的下部，从该再生用通路取出结露水的排水孔。
3.根据权利要求2记载的装置，其特征是，还包括用于进行再生用空气的加热的加热器，该加热器至少备有：具有接受太阳光的受光面的蓄热部；储蓄来自太阳光的热、并传递该热的热媒；以及将该热媒的热供给到所述再生用空气的热供给部，所述热媒在所述蓄热部中由太阳光加热，在所述热供给部中，通过将热供给所述再生用空气而被冷却，并经过所述蓄热部与热供给部循环，由该加热器加热的再生用空气通过所述再生区域，使再生区域进行再生。
4.根据权利要求3记载的装置，其特征是，所述蓄热部与所述热供给部通过两根管连接，所述热媒经过该两根管、所述蓄热部及所述热供给部构成的回路循环。
5.根据权利要求3或4记载的装置，其特征是，枢轴地支撑所述吸湿转子的旋转轴配置在铅垂方向以外的方向上，所述吸湿转子借助于所述再生区域和再生区域以外的区域的重量差自动地旋转。
6.根据权利要求3或4记载的装置，其特征是，还包括：一端开口于用于供给所述吸湿转子的所述再生区域以外的一部分或全部的吸湿区域的吸湿用空气的、吸湿用空气供给面上，并供给吸湿用空气的吸湿用空气供给通路；以及一端开口于将经过吸湿区域后被吸湿的空气排出的吸湿用空气排出面上，并将经过吸湿区域后被吸湿的空气排出用的吸湿用空气排出通路。
7.根据权利要求6记载的装置，其特征是，还包括用于进行所述吸湿用空气的加热的加热器，该加热器至少备有：具有接受太阳光的受光面的蓄热部；储蓄来自太阳光的热、并传递该热的热媒；以及将该热媒的热供给到所述吸湿用空气的热供给部，所述热媒在所述蓄热部中由太阳光加热，在所述热供给部中，通过将热供给所述吸湿用空气而被冷却，并经过所述蓄热部与热供给部循环。
8.根据权利要求7记载的装置，其特征是，所述蓄热部与所述热供给部通过两根管连接，所述热媒经过该两根管、所述蓄热部及所述热供给部构成的回路循环。
9.根据权利要求3或4记载的装置，其特征是，还包括使所述再生用空气与所述吸湿用空气或该吸湿用空气以外的周围空气进行热交换的热交换器。
10.根据权利要求3或4记载的装置，其特征是，还包括将所述结露水从所述排水孔以空气不流通的方式回收的机构。
11.根据权利要求2～4任一记载的装置，其特征是，所述吸湿转子，其整体由使空气可沿其厚度方向流通的吸湿材料形成。
12.根据权利要求2～4任一记载的装置，其特征是，所述吸湿转子包括多个可使空气沿其厚度方向流通的吸湿材料区域。
13.根据权利要求12记载的装置，其特征是，所述多个吸湿材料区域，其形状及尺寸彼此相同，并且等间隔地配置在以吸湿转子的旋转轴为中心的圆周上，所述多个吸湿材料区域的一个的两面与所述再生用通路气密地相连。
14.根据权利要求13记载的装置，其特征是，在连接于所述吸湿材料区域各面的再生用通路的各端部，通过挠性部件连接有密封机构，该密封机构与所述吸湿材料区域直接或间接地气密地连接，该密封机构借助于利用上述吸湿转子的旋转力的凸轮机构，在吸湿材料区域的表面的直行方向上移动。
15.根据权利要求14记载的装置，其特征是，在所述吸湿转子上设置有：以所述吸湿转子的旋转轴为中心的、圆筒状的内侧凸轮壁；以及设置在所述吸湿转子外缘或其附近的、以所述吸湿转子的旋转轴为中心的、圆筒状的外侧凸轮壁，设置在所述密封机构上的两个销分别在设置于所述内侧凸轮壁内及外侧凸轮壁内的凸轮槽中滑动。
16.根据权利要求14记载的装置，其特征是，在所述吸湿转子上设置有：以所述吸湿转子的旋转轴为中心的、圆筒状的内侧凸轮壁；以及设置在所述吸湿转子外缘或其附近的、以所述吸湿转子的旋转轴为中心的、圆筒状的外侧凸轮壁，在所述密封机构上设置有凸缘，设置在该凸缘上的4个销每两个分别在设置于所述内侧凸轮壁内及外侧凸轮壁内的凸轮槽中滑动。
17.根据权利要求2～4任一记载的装置，其特征是，在所述再生用通路内，还备有：对通过再生区域之后的再生用空气和结露后的再生用空气进行热交换的热回收用热交换器。
18.根据权利要求2～4任一记载的装置，其特征是，在所述再生用通路内，还设置有：以周围空气为热源的加热机构，由该加热机构加热的再生用空气通过所述再生区域，使再生区域进行再生。
19.根据权利要求18记载的装置，其特征是，所述加热机构具有吸热面板；配置在该吸热面板的上方、与该吸热面板连通的热水槽；配置在该热水槽的上方、与该热水槽连通的放热体，在所述吸热面板、热水槽及放热体上可使热媒体得到循环。
20.根据权利要求2～4任一记载的装置，其特征是，在所述再生用通路内，还设置有以周围空气为冷却源的冷却机构，通过该冷却机构对再生用空气进行冷却，促进结露。
21.根据权利要求20记载的装置，其特征是，所述冷却机构具有：放热面板；配置在该放热面板的下方、与该放热面板连通的冷水槽；配置在该冷水槽的下方、与该冷水槽连通的吸热体，在所述放热面板、冷水槽及吸热体上，可使热媒体得到循环。
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