CN101314952A - 水滴生成装置及水滴生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种水滴生成装置，其具备：容器(10)、开闭阀(11)、吸湿材料(12)、和凝结部(14)。在所述容器(10)形成有开口部(10a)。所述开闭阀(11)将所述开口部(10a)开放·关闭。所述吸湿部件(12)利用湿度变化吸收及放出水蒸气。所述凝结部(14)与所述容器(10)的内部连通，且将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气冷却至露点以下。在开放所述开口部(10a)的情况下，所述吸湿部件(12)吸收大气中的水蒸气，在关闭开口部(10a)的情况下，所述吸湿部件(12)放出水蒸气，并且，所述凝结部(14)将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气凝结，生成水滴。

Description

水滴生成装置及水滴生成方法

技术领域

本发明涉及捕捉大气中的水蒸气生成水滴的水滴生成装置及水滴生成方法。

背景技术

近年来，由于从产业活动中排出的CO₂的影响等，导致地球环境温度等上升，植物的培育有效于排出的CO₂的固定。植物的培育需要水分，其结果，伴随地球环境温度的上升，导致水的枯竭问题。另外，水的枯竭还导致难以确保城市部等中的水资源的确保。

针对这样的问题，提出了将大气中的水蒸气水滴化的方法。例如，提出了使用潮解性的吸湿剂，吸收大气中的水蒸气，制作高粘度状液体的方法(例如，参照特开2004-181404号公报)。另外，提出了利用压缩机将冷冻循环的制冷剂形成为露点以下，从而将大气冷却为露点以下，使大气中的水蒸气结露的方法(参照特表2005-518488号公报及对应的US2007/0039345)。进而，提出了通过收集太阳能制作上升气流，并且，收集太阳能由海水制作水蒸气，将含有水蒸气的空气冷却，将其水滴化，形成为人工降雨的方法(参照特开2007-82408号公报)。

然而，在特开2004-181404号公报的结构中，由于在生成的液体中，潮解性材料和水分成为化学反应的状态，因此，不能生成纯水，不适合向植物供给或作为饮用水。另外，在特表2005-518488号公报的结构中，需要用于起动凝结器的电能，对CO₂排出量降低具有反效果。进而，在特开2007-82408号公报的结构中，用于得到水滴的结构变得大型，并且，需要海水，因此，存在限定不能实现的地域的问题。

发明内容

本发明的目的在于鉴于上述问题，尽量节省动力，且在地球上的广范围的场所由大气中的水蒸气生成水滴。

为了实现本发明的目的，提供具备容器、开闭阀、吸湿部件、和凝结部的水滴生成装置。所述容器设置于大气中，形成有开口部。所述开闭阀在外部气温低于规定温度时，或在湿度低于规定湿度时，关闭所述开口部。所述吸湿部件收容于所述容器的内部，且利用湿度变化吸收及放出水蒸气。所述凝结部设置为与所述容器的内部连通，且构成为将从所述吸湿部件放出的水蒸气冷却至露点以下。在利用所述开闭阀开放所述开口部的情况下，所述吸湿部件吸收大气中的水蒸气，利用所述开闭阀关闭所述开口部的情况下，所述吸湿部件放出水蒸气，并且，所述凝结部将从所述吸湿部件放出的水蒸气凝结，生成水滴。

为了实现本发明的目的，提供一种水滴生成方法，使用所述的水滴生成装置，在外部气温低于规定温度时，利用所述开闭阀开放所述开口部，用所述吸湿部件吸收大气中的水蒸气，在外部气温高于规定温度时，利用所述开闭阀关闭所述开口部，从所述吸湿部件放出水蒸气，并且，所述凝结部将从所述吸湿部件放出的水蒸气凝结，生成水滴。

为了实现本发明的目的，提供具备容器、吸湿部件、凝结部、吸水部件、水滴收集部件、和贮水部的水滴生成装置。所述容器设置于大气中，且形成有开口部。所述吸湿部件收容于所述容器的内部，且利用湿度变化吸收及放出水蒸气。所述凝结部设置为与所述容器的内部连通，且构成为将从所述吸湿部件放出的水蒸气冷却至露点以下。所述吸水部件收容于所述容器的内部，且利用温度变化吸收及放出空气中的水滴。所述水滴收集部件配置于所述吸水部件的下方，且收集从所述吸水部件放出的水滴。所述贮水部贮存在所述凝结部生成的水滴、和由所述水滴收集部件收集的水滴。

附图说明

本发明连通附加目标、特征、和优点将通过如下的叙述、附带的权利范围和附图被更好地理解。

图1是表示第一实施方式的介孔二氧化硅的分子结构的放大图。

图2是表示构成吸水部件12的介孔二氧化硅的分子结构的放大图。

图3是表示改变了相对湿度的情况下的介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性的图。

图4是表示温度、相对湿度、和介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性的关系的图。

图5A是表示吸水部件12的结构的示意图。

图5B是表示吸水部件12的结构的其他示意图。

图5C是表示吸水部件12的结构的进而其他示意图。

图6A是表示吸水部件12的结构的示意图。

图6B是表示吸水部件12的结构的其他示意图。

图7A是表示水滴生成装置的某状态的示意图。

图7B是表示水滴生成装置的其他状态的示意图。

图8是以时序表示在第一实施方式的水滴生成装置中，基于温度、湿度、和吸水部件12的水分的吸收·放出的关系的图。

图9是第二实施方式的水滴生成装置的示意图。

图10是第三实施方式的水滴生成装置的示意图。

图11是以时序表示在第三实施方式的水滴生成装置中，基于温度、湿度、和吸水部件12的关系的图。

图12是第四实施方式的水滴生成装置的示意图。

图13是第五实施方式的水滴生成装置的示意图。

图14是第六实施方式的水滴生成装置的示意图。

图15是第七实施方式的水滴生成装置的示意图。

图16是第八实施方式的水滴生成装置的示意图。

图17是第九实施方式的水滴生成装置的示意图。

图18是第十实施方式的水滴生成装置的示意图。

图19是第十一实施方式的水滴生成装置的示意图。

图20A是表示在第十一实施方式的水滴生成装置中，空气流路径的某状态的示意图。

图20B是表示在第十一实施方式的水滴生成装置中，空气流路径的其他状态的示意图。

图20C是表示在第十一实施方式的水滴生成装置中，空气流路径的进而其他的状态的示意图。

图21是第十二实施方式的水滴生成装置的示意图。

图22是构成上侧部件的板状部件的剖面图。

图23是第十三实施方式的水滴生成装置的示意图。

图24是第十四实施方式的水滴生成装置的示意图。

图25是第十五实施方式的水滴生成装置的示意图。

图26是第十五实施方式的容器的剖面图。

图27是第十六实施方式的水滴生成装置的示意图。

图28是第十七实施方式的水滴生成装置的示意图。

图29是第十版实施方式的水滴生成装置的示意图。

图30是表示作为吸水部件12使用的海泡石的分子结构的放大图。

图31是表示改变了相对湿度的情况下的海泡石的水分吸收·放出特性的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，基于图1～图8说明本发明的第一实施方式。图1是表示本身实施方式的水滴生成装置的剖面解结构的示意图。如图1所示，水滴生成装置具备配置于土壤S的上方的容器10。容器10是大致圆筒形，在上部形成有使内部空间与大气连通的开口部10a。在容器10形成有用于开闭开口部10a的开闭阀11。

开闭阀11具备：能够与开口部10a抵接的阀体11a；使阀体11a在与开口部10a抵接的方向和从开口部10a远离的方向移动的驱动部11b。本实施方式的开闭阀11是周知的伺服阀。在驱动部11b中封入有体积根据温度变化的蜡(氧化蜡酯材料)，阀体11a根据蜡的体积变化而变位。即，本实施方式的开闭阀11不需要外部的动力，利用温度变化引起的蜡的体积变化，使开口部10a开闭。还有，作为利用温度变化运行的驱动部11b，除了蜡之外，可以使用热膨胀的树脂材料或形状存储合金等。

因此，利用开闭阀11，在外部气温达到比规定开闭温度高的温度情况下关闭开口部10a，在外部气温成为比规定开闭温度低的温度的情况下开放开口部10a。利用开闭阀11开闭开口部10a的规定开闭温度设定在使用水滴生成装置的环境中的外部气温的最高温度和最低温度之间即可，通常适当选择25～50℃的范围内即可。开闭阀11的规定开闭温度可以根据蜡的种类适当选择。在本实施方式中，将规定开闭温度设定为33℃左右。

在容器10的内部填充有将水分能够吸附及解吸附的吸湿部件12。吸湿部件12能够吸收取入容器10内的空气中含有的水蒸气，并且，将吸附的水分作为水蒸气向空气中放出。关于吸湿部件12在后详细叙述。

另外，在容器10的内部一体地设置有用于将容器10主体的热量向吸湿部件12传递的传热散热片10b。容器10及传热散热片10b由传热性高的材料(例如，铝、铜等)构成，容器10的温度根据外部气温或日照而变动，该温度变化传递给吸湿部件12。

容器10可以适当使用通常的铝合金的铸造物，进而，可以使用青铜、铁、碳材料、陶瓷材料(SiC、SiN、AlN、TiC等)、混合了金属纤维·金属粉末的树脂材料等传热性高的材料。另外，容器10的外表面为了提高日照引起的升温效果而优选实施黑化处理。进而，在由金属材料构成容器10的情况下，优选对内表面及外表面实施有防止腐蚀的镀敷或涂装。

容器10的下方开口，经由连结部13与凝结部14连接。连结部13及凝结部14均为中空的管状部件，与容器10的内部连通，使得在容器10内由吸湿部件12放出的水蒸气能够通过。凝结部14由传热性高的材料(例如，铝、铜等)构成。在凝结部14的外表面设置有用于将土壤S的热量效率良好地传导于通过内部的水蒸气的传热散热片14a。

凝结部14配置于由吸湿部件12放出的水蒸气成为露点以下的部位。在本实施方式中，将凝结部14配置于土壤S中。地中的温度与外部气温的变化无关，且稳定，通常，在自地表15～20cm深度处为20～35℃左右。在本身实施方式中，将凝结部14配置于自地表的20cm的深度。另外，在本实施方式中，将凝结部14例如设置于培育植物的场所之类的需要水分的场所。

凝结部14优选不受容器10的温度变化的影响。因此，连结部13为了极力减少容器10和凝结部14之间的热量的接受而由传热性低的材料构成。作为连结部13，例如，可以适当使用树脂材料，但为了确保容器10和凝结部14，优选使用不锈钢或铝、铝合金等。另外，作为连结部13使用蛇腹状管的情况下，能够增大与水蒸气和接触面积，能够提高水蒸气的冷却效率。

在容器10和地表之间，设置有用于将日照向容器10反射的反射板15。反射板15可以使用例如由金属板构成的凹面镜。通过在构成反射板15的凹面镜的焦点位置配置容器10，能够聚光于容器10。

然后，说明吸湿部件12。作为吸湿部件12，优选水分的吸收量尽量大，且对相对湿度具有急剧的吸收·放出特性的材料。进而，优选耐久性良好的材料。在本实施方式中，作为吸湿部件12使用介孔二氧化硅。

图2是表示构成吸湿部件12的介孔二氧化硅(FSM：Folded SheetsMesoporous Material)的分子结构的放大图。如图2所示，介孔二氧化硅100构成为形成有无数个细孔101的蜂巢状三维结构体。在本实施方式中，使用各细孔101的直径为1～7nm的介孔二氧化硅。这样的结构的介孔二氧化硅100利用细孔101使表面积工作，因此，能够得到非常大的吸收水分量。

这样的介孔二氧化硅100例如利用特开平10-87319号公报(与US5980849对应)中所示的方法形成。首先，使酸与粘土矿物作用，形成层状硅酸后，使碱金属化合物作用于层状硅酸，由此形成层状硅酸盐。然后，使表面活性剂(模板材料)作用于层状硅酸盐，由此生成形成有无数细孔101的蜂窝状硅酸盐三维结构体构成的介孔二氧化硅100。

介孔二氧化硅100的细孔直径可以利用作用的表面活性剂的碳数来变化。具体来说，表面活性剂的碳数越多，细孔直径越大，表面活性剂的碳数越少，细孔直径越小。另外，表面活性剂的碳数的不均越小，介孔二氧化硅的细孔直径的不均越小。

进而，通过向介孔二氧化硅的细孔壁添加铝离子，能够提高介孔二氧化硅的耐久性。这样的结构的介孔二氧化硅能够在使用约1万循环后，将吸收·放出特性维持在初始的80％以上。

向细孔壁添加了铝离子的介孔二氧化硅可以按以下的步骤制作。首先，将介孔二氧化硅烧成(500～700℃)后，将其浸渍于氯化铝水溶液(添加约0.1摩尔氯化铝)，再次烧成(500～700℃)。然后，使碱金属化合物作用于层状硅酸，形成层状硅酸盐时，若向溶液中添加氯化铝、或硝酸铝约0.1摩尔，则结晶壁中呼入铝。若将其烧成，则能够制作耐久性良好的介孔二氧化硅。

然后，对作为吸湿部件12使用的介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性进行说明。图3表示改变了相对湿度的情况下的介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性。在图3中，为了与细孔直径不同的三种介孔二氧化硅比较，示出了硅胶的水分吸收·放出特性。在图3中，示出了细孔直径为1.6nm的第一介孔二氧化硅、细孔直径为2.45nm的第二介孔二氧化硅，细孔直径为4nm的第三介孔二氧化硅。第一介孔二氧化硅使用碳数为10的表面活性剂制作，第二介孔二氧化硅使用碳数为16的表面活性剂制作，第三介孔二氧化硅使用碳数为20～40的表面活性剂制作。

如图3所示，介孔二氧化硅与硅胶相比，水分的吸收量大，且对相对湿度的变化具有急剧的吸收·放出特性。即，介孔二氧化硅能够通过相对湿度的稍许的变化吸收及放出大量的水分。以下，将介孔二氧化硅的水分吸收量急剧变化的相对湿度范围称为“水分吸收量变化区域”。

介孔二氧化硅的细孔直径与介孔二氧化硅的水分的吸收·放出特性具有相关关系。第一介孔二氧化硅的水分吸收量在图中的A～B点的范围内急剧变化，水分吸收量变化区域的相对湿度为50～60％。第二介孔二氧化硅的水分吸收量在图中的C～D点范围内急剧变化，水分吸收量变化区域的相对湿度为22～33％。第三介孔二氧化硅的水分吸收量在图中的E～F点范围内急剧变化，水分吸收量变化区域的相对湿度为70～85％。这样，介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域的细孔直径越小，越向相对湿度低的一侧转移，细孔直径越大，越向相对湿度高的一侧转移。另外，介孔二氧化硅的细孔直径越大，水分吸收量越大。进而，介孔二氧化硅的细孔直径的分布范围越窄，水分吸收量变化区域变窄。

介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性可以根据使用水滴生成装置的环境适当选择。具体来说，一天的湿度变化横跨介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域即可。例如，在沙漠中大气中干燥，相对湿度低，因此，介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域的相对湿度优选包括在20～60％的范围内，在温度高，湿度高的环境中，介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域的相对湿度优选包括在40～90％的范围内，在温带地方，介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域的相对湿度优选包括在20～80％的范围内，在寒冷地方，相对湿度低，因此，介孔二氧化硅的水分吸收量变化区域的相对湿度优选包括在10～60％的范围内。

图4表示温度、相对湿度、和介孔二氧化硅的水分吸收·放出特性的关系。图4中的第一、第二、第三介孔二氧化硅及A～F点分别与图3对应。

如图4所示，若温度上升，则相对湿度降低，若温度降低，则相对湿度上升。这样，通过使相对湿度根据温度变化而变化，介孔二氧化硅能够吸收或放出水分。

在将第一介孔二氧化硅例如在15℃～60℃的温度范围使用的情况下，图中的A点以上的温度下放出吸收的水蒸气，吸收B点以下的温度下吸收水蒸气。A点和B点之间的温度是水分的吸收和放出变换的过渡区域。在将第二介孔二氧化硅例如在25℃～60℃的温度范围使用的情况下，图中的C点以上的温度下放出吸收的水蒸气，D点以下的温度下吸收水蒸气。C点和D点之间的温度是变换水分的吸收和放出的过渡区域。在将第三介孔二氧化硅例如在32℃～60℃的温度范围使用的情况下，图中的E点以上的温度下放出吸收的水蒸气，F点以下的温度下吸收水蒸气。E点和F点之间的温度是水分的吸收和放出变换的过渡区域。还有，图4中，对应于相对湿度100％的温度为液滴化温度(露点)，若成为低于液滴化温度的低温，则含于空气中的水蒸气凝结。

其次，说明介孔二氧化硅的水分吸收量及放出量。在此，将第一介孔二氧化硅和第二介孔二氧化硅举例说明。

如上所述，第一介孔二氧化硅在湿度成为33％以上的情况下，吸收大气中的水蒸气，在湿度成为22％以下的情况下，将水蒸气放出在大气中。如图3所示，第一介孔二氧化硅在相对湿度33％以上的情况下，与相对湿度22％以下的情况下情况相比，每1g能够吸收0.3g以上的水蒸气。具体来说，第一介孔二氧化硅的相对湿度100％时的饱和吸水量为每1g约0.48g，相对湿度为33％时的饱和吸水量为0.41g。相对于此，相对湿度为23％时的饱和吸水量为每1g约0.10g，进而低湿度的相对湿度10％时的饱和吸水量为每1g约0.03g。

因此，将相对湿度从100％变化为10％的情况下的水分放出量成为每1g为0.45g(＝0.48-0.03g)，将相对湿度从33％变化为23％的情况下的水分放出量成为每1g为0.31g(0.41g-0.10g)。这样，第一介孔二氧化硅以相对湿度22～33％内的湿度范围使用的情况下，相对于相对湿度的变化量能够发挥优越的水分吸收·放出性能。

如上所述，第二介孔二氧化硅在湿度成为60％的情况下，吸收大气中的水蒸气，在湿度成为50％以下的情况下，放出大气中的水蒸气。如图3所示，第二介孔二氧化硅在相对湿度60％以上的情况下，与相对湿度50％以下的情况相比，每1g能够吸收0.35以上的水蒸气。具体来说，第二介孔二氧化硅的相对湿度为100％时的饱和吸水量为约0.72g，相对湿度为60％时的饱和吸水量为每1g约0.63g。相对于此，相对湿度为50％时的饱和吸水量为每1g约0.27g，相对湿度20％时的饱和吸水量为每1g约0.09g。

因此，在将相对湿度从100％变化为20％的情况下的水分放出量成为每1g为0.68g(＝0.72g-0.09g)，将相对湿度从60％变化为50％的情况下，水分放出量成为每1g为0.36g(＝0.63g-0.27g)。这样，第二介孔二氧化硅以相对湿度50～60％内的湿度范围使用的情况下，相对于相对湿度能够发挥优越的水分吸收·放出性能。

其次，基于图5A～图5C、图6A及6B说明吸湿部件12。图5A～5C、图6A及图6B示出了不同的方式的吸湿部件12。吸湿部件12可以使用细孔直径相同的介孔二氧化硅，或使用细孔直径不同的多种介孔二氧化硅也可。在细孔直径为多种的介孔二氧化硅的情况下，能够使吸湿部件12具有多个水分吸收·放出特性。在本实施方式中，使用上述第二介孔二氧化硅(细孔直径2.45nm)。另外，在介孔二氧化硅中混合使用用于提高传热性及用于吸附水分的碳粉末或用于提高传热性的金属粉末(铜或铝)也可。

在图5A所示的例子中，在传热散热片10b的表面附着介孔二氧化硅100。这样在传热散热片10b的表面吸附介孔二氧化硅100的情况下，如图5B所示，能够以将比较大的介孔二氧化硅100的粒子带有间隙地配置于传热散热片10b的表面的状态烧结，或者如图5C所示，能够以将比较小的介孔二氧化硅100的离子没有间隙地配置于传热散热片10b的状态烧结。

在图6A所示的例子中，向粉末状的介孔二氧化硅100混合铝粉末，成形为块状，构成吸湿部件12。在块状的吸湿部件12形成有空气能够通过的贯通孔12a，并且，多个传热散热片10b固态。

在图6B所示的例子中，向介孔二氧化硅100的的粉末混合碳粉末，成形为单成岩(モノリス)状(蜂窝状)，构成吸湿部件12。单成岩状吸湿部件12形成有多个贯通孔12a，因此，能够增大表面积，能够提高水分的吸附效率。

其次，说明本实施方式的水滴生成装置的运行。本实施方式的水滴生成装置利用由于一天的气温的温差而产生的湿度变化，吸收大气中的水分，并且，利用大气的温度和地中的温差，使水蒸气凝结。

其次，说明本实施方式的水滴生成装置的运行。在此，对吸湿部件12使用了第二介孔二氧化硅(细孔直径2.45nm)的情况进行说明。图7A及图7B表示水滴生成装置的状态变化。图7A表示外部气温为30℃的情况，图7B表示外部气温为60℃的情况。图8以时序示出了温度、湿度、和吸湿部件12引起的水分的吸收·放出的关系。在图8中，实线表示外部气温，一点划线表示相对湿度，二点划线表示设置了凝结部14的地中20cm的温度。

首先，若外部气温在傍晚到夜间降低至小于开闭阀11的开闭温度即33℃，则如图7A所示，开放开闭阀11。由此，容器10的内部与大气连通，容器10的外部和内部的相对湿度变得相同。还有，如图8所示，若伴随外部气温的降低，相对湿度上升，相对湿度超过60％，则吸湿部件12吸收导入容器10的内部的空气中的水蒸气。还有，在外部气温为30℃的情况下，地表温度为25℃左右，地中20cm的温度为20℃左右。

其次，若在白天时加热容器10的外部气温大于开闭阀11的开闭温度即33℃，则如图7B所示，关闭开闭阀11。由此，容器10的内部与外部被遮断。还有，如图8所示，若伴随外部气温的上升，容器10的内部的温度上升，容器10的内部的相对湿度降低，相对湿度小于50％，则将吸湿部件12吸收的水分作为水蒸气放出在空气中。此时，开闭阀11被关闭，因此，容器10的内部由于从吸湿部件12放出的水蒸气而形成为饱和状态。还有，容器10内部的含有水蒸气的空气经由连结部13供给于凝结部14。

地中成为低于外部气温的低温，外部气温为60℃的情况下，地表温度为40℃左右，地中20cm的温度为25℃左右。因此，移动至凝结部14的水蒸气冷却至露点以下，水蒸气凝结而形成为水滴。这样生成的水滴是清淡的淡水。在凝结部14生成的水滴向土壤S中扩散，使用于植物的培育。

通过反复进行以上的水分的吸收及放出，能够在水滴生成装置中持续生成水分。由此，能够持续向植物供给水分，能够削减向植物赋予水分的人为劳力。

如上所述，根据本实施方式的水滴生成装置可知，能够根据一天的气温变化，将开闭阀11开闭，能够利用基于外部气温变化的湿度变化，吸湿部件12能够进行水分的吸收·放出。因此，不需要外部的动力，能够利用自然界的温度变化，回收大气中的水蒸气，得到水滴。

本实施方式的水滴生成装置在一天的气温变化大的场所使用的情况下，吸湿部件12能够吸收的水分量和能够放出的水分量之差变大，因此，能够生成更多的水滴，能够得到更大的效果。因此，水滴生成装置优选在能够得到日照的场所使用，但即使不能得到日照，也只要得到一天的气温变化，且地中的温度成为从吸湿部件12放出的水蒸气的露点以下的场所就可以使用。

另外，能够利用设置于容器10的下方的反射板15，将太阳光线聚光于容器10的外表面，能够使容器10效率良好地升温。由此，能够效率良好地降低容器10内部的相对湿度，能够效率良好地进行自吸湿部件12的水分放出。

本实施方式的水滴生成装置通过在地球上的难以得到水的场所使用，能够得到大的效果。例如，即使在降水量少的沙漠，使用本实施方式的水滴生成装置，能够稳定地供给水滴。因此，种植植物也不会干枯，能够顺利地培育，有效于沙漠的绿化。

另外，在汲取地下水来培育农作物(玉米·小麦·棉花等)的场所(例如，美国的中央部或中国内陆部等)中，通过使用本实施方式的水滴生成装置，能够在不汲取地下水的情况下确保对农作物赋予的水分，因此，能够增大农作物的收割量。进而，在从地下深处汲取水的情况下，能够解决由于盐分浓度高而不能对农作物赋予的问题。

另外，在热带丛林之类的湿度高的环境中，通常，存在干燥季节和雨季，干燥季节中降水量减少，有时植物的培育变慢。因此，通过使用本实施方式的水滴生成装置，能够稳定地供给水滴，因此，能够减速大量的植物的培育。

(第二实施方式)

然后，说明本发明的第二实施方式。以下，仅对与上述第一实施方式不同的部分进行说明。

图9是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图9所示，在本实施方式的水滴生成装置中设置有将水分向植物16输送的水分传递部件17。水分传递部件17水平地配置于土壤S中，与凝结部14的下端连接。水分传递部件17到达欲供给水分的植物16的根的附近即可。

水分传递部件17可以由使水分移动的亲水性材料18和保持水分的吸水性材料19构成。在图9中，通过使吸水性材料19附着于绳状亲水性材料18的表面而构成水分传递部件17。亲水性材料18及吸水性材料19优选在长期放置的情况下，分解而吸收于土壤S中的材料。还有，优选为了在土壤S中能够在降雨时保持雨水，优选在水分传递部件17的周围配置吸水性材料19。

作为亲水性材料18，例如，适合使用麻或棉花之类的植物纤维构成的绳。以植物纤维为主成分的绳中细的纤维集聚，因此，具有细的间隙，能够利用毛细管现象吸上水分而使其移动。吸水性材料19可以适当使用在低于规定温度的低温下吸收水分，在高于规定温度的高温下能够放出水分的材料。吸水性材料19优选中性，例如，可以使用サ一モゲル(株式会社与人的商品名)。规定温度设定为植物需要水分的温度(例如30℃)即可。即，在成为植物需要水分的温度以上的情况下，从吸水性材料放出水分即可。

通过设置这样的结构的水分传递部件17，能够可靠地输送至位于从凝结部14远离的位置的植物16的根。例如，凝结部14设置在地下20cm左右，但通过相对于根浅的植物16，将水分传递部件17设置于地表面的附近，能够将在凝结部14生成的水分供给至地表附近。

还有，在本实施方式中，使吸水性材料19吸附于绳状亲水性材料18的比偶按摩，构成水分传递部件17，但作为其他方式，以混合了亲水性材料18和吸水性材料19的状态形成为绳状也可。例如，使粉末状或液态的吸水性材料19渗入绳状亲水性材料18即可。或者，以吸水性材料19为主成分，将水分传递部件17构成为绳状也可。

另外，在本第二实施方式的结构中，代替亲水性材料18，使用向壁面实施了亲水处理的管状部件也可。利用这样的管状部件，也能够输送水分。管状部件在壁面设置有水分能够通过的贯通孔，使吸水性材料19附着于外表面即可。由此，在凝结部14生成的水滴在管状部件的内部移动，被吸水性材料19保持。进而，在由传热性高的材料构成管状部件的情况下，能够将蓄积于凝结部14的热量利用管状部件向土壤S中扩散。

(第三实施方式)

其次，说明本发明的第三实施方式。本第三实施方式与上述第一实施方式相比，开闭阀11的结构不同。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图10是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图10所示，在本实施方式的水滴生成装置中，驱动部11b由使阀体11a运行的马达构成。进而，水滴生成装置具备：用于使驱动部11b运行的定时器回路20、二次电池21、和太阳电池22。在太阳电池22中发电的电力充电于二次电池21。自二次电池21向驱动部11b的电力供给利用定时器回路20控制。即，开闭开闭阀11的时序利用定时器回路20控制。

在本实施方式中，能够预先设定开放开闭阀11的规定开放时间和关闭开闭阀11的规定关闭时间，在每天规定的时间开闭开闭阀11。规定开放时间能够在一天中的温度上升的时间区域中任意设定，在本实施方式中，设定在10点(上午10点)。规定关闭时间能够在一天中的温度降低的时间区域任意设定，在本实施方式中设定在19点(下午7点)。

图11以时序表示温度、湿度、和吸湿部件12引起的水分的吸收·放出的关系。在图11红，实线表示外部气温，一点划线表示相对湿度，二点划线表示设置有凝结部14的地中20cm的温度。

利用以上的本第三实施方式的结构，也能够连动于外部气温的变化，开闭开闭阀11，能够得到与上述第一实施方式相同的效果。

还有，在本第三实施方式中，能够省略定时器回路20和二次电池21，将在太阳电池22发电的电力直接向驱动部11b供给。外部气温的温度变化和太阳电池22的输出成比例关系，因此，能够利用外部气温变化开闭开闭阀11。在这种情况下，仅在得到日照的时间区域向驱动部11b供给电力，因此，向驱动部11b供给电力的情况下，关闭开闭阀11也可。

(第四实施方式)

其次，说明本发明的第四实施方式。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图12是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图12所示，在本实施方式的水滴生成装置中，代替上述第三实施方式的定时器回路20，设置控制部23。控制部23包括CPU、ROM、RAM等构成的周知的微型计算机、和其外围电路。

另外，在本实施方式的水滴生成装置中，设置有：检测外部气温的第一温度传感器24、检测大气中的湿度的第一湿度传感器25、检测容器10内的温度的第二温度传感器26、检测容器10内的湿度的第二湿度传感器27、检测凝结部14内的温度的第三温度传感器28、检测凝结部14内的湿度的第三湿度湿度传感器29、检测凝结部14中的水滴的产生的水滴传感器30。

温度传感器24、26、28、湿度传感器25、27、29、水滴传感器30的检测信号输入于控制部23。控制部23按照储存于ROM的控制程序进行运算处理，向驱动部11b输出控制信号。

通过这样的结构，控制部23能够基于由第一温度传感器24检测的外部气温，进行开闭阀11的开闭控制。另外，开闭阀11的开闭不限于外部气温，能够基于大气的湿度变化进行，控制部23能够基于由第一湿度传感器25检测出的湿度，进行开闭控制。具体来说，利用第一湿度传感器25检测出的湿度高于规定温度时，利用开闭阀11开放容器10的开口部10a，由第一湿度传感器25检测出的湿度低于规定湿度时，利用开闭阀11关闭容器10的开口部10a。

进而，控制部23能够由第一温度传感器24和第一湿度传感器25的检测值算出大气中的露点，能够由第二温度传感器26和第二湿度传感器27的检测值算出容器10内的露点，能够由第三温度传感器28和第三湿度湿度传感器29的检测值算出凝结部14中的露点。例如，通过将容器10内的露点和凝结部14中的露点相比较，控制开闭阀11的开闭，能够进行最佳控制。进而，能够利用水滴传感器30的检测值，掌握是否生成了水滴，通过基于水滴传感器30的检测值控制开闭阀11的开闭，能够可靠地生成水滴。

(第五实施方式)

其次，说明本发明的第五实施方式。本第五实施方式与上述第一实施方式相比，开闭阀11的结构不同。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图13是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图13所示，本实施方式的开闭阀11的阀体11a构成为周知的板门。板状阀体11a能够以旋转轴11c为中心转动。图13中省略了图示，但在本第五实施方式中也设置有与上述第三实施方式相同的马达构成的驱动部11b、定时器回路20、二次电池21、太阳电池22，阀体11a利用驱动部11b旋转驱动。开口部10a的周围的阀体11a接触的部位设置有密封部31。

利用以上的本第五实施方式，也能够得到与上述各实施方式相同的效果。

(第六实施方式)

其次，说明本发明的第六实施方式。本第六实施方式与上述第一实施方式相比，开闭阀11的结构不同。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图14是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图14所示，本实施方式的开闭阀11的阀体11a由周知的薄膜滑动门构成。在薄膜状阀体11a的两端设置有用于卷绕阀体11a的卷绕轴11d。图14中省略了图示，但在本第五实施方式中也设置有与上述第三实施方式相同的马达构成的驱动部11b、定时器回路20、二次电池21、太阳电池22，卷绕轴11d利用驱动部11b旋转驱动，薄膜状的阀体11a运行。在开口部10a的周围的与阀体11a接触的部位设置有密封部31。

利用以上的本第六实施方式，也能够得到与上述各实施方式相同的效果。

(第七实施方式)

其次，对本发明的第七实施方式进行说明。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图15是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图15所示，本实施方式的容器10在下端设置有第一开口部10a，在上端设置有第二开口部10c。第一开口部10a利用第一开闭阀11进行开闭，第二开口部10c利用第二开闭阀32进行开闭。本实施方式的两个开闭阀11、32与上述第五实施方式相同地，构成为利用未图示的驱动部运行的板门。在第一开口部10a的附近设置有向第一开口部10a送风的送风风扇33。第一开闭阀11和第二开闭阀32同时开闭。

送风风扇33在第一开闭阀11和第二开闭阀32开放时运行。由此，从设置于容器10的下方的开口部10a向容器10内导入大气，通过吸湿部件12后，从设置于容器10的上方的第二开口部10c向容器10外排出。

根据以上的结构可知，能够利用送风风扇33向容器10的内部强制导入大气，能够使大量的空气通过吸湿部件12。其结果，与利用自然环境向容器10内导入大气的上述各实施方式相比，能够增加在吸湿部件12吸收的水分量。另外，认为在地表的附近，外部气温低，相对湿度高。因此，像本实施方式一样，通过从容器10的下方导入大气，能够导入相对湿度高的空气，能够提高吸湿部件12中的水分吸收效率。

(第八实施方式)

其次，对本发明的第八实施方式进行说明。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图16是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图16所示，在本实施方式的水滴生成装置中，在容器10的水平方向上的一端侧(图16的左侧)设置有第一开口部10a，在容器10的水平方向上的另一端侧(图16的右侧)设置有第二开口部10c。在容器10内的吸湿部件12的空气流上游侧设置有第一送风风扇33，在容器10内的吸湿部件12的空气流下游侧设置有第二送风风扇34。第一开口部10a利用第一开闭阀11开闭，第二开口部10c利用第二开闭阀32开闭。这些开闭阀11、32可以使用板门或薄膜滑动门等。容器10内的吸湿部件12的空气流下游侧的空间与连结部13及凝结部14连接。通过这样的结构，本实施方式的容器10与上述第七实施方式不同，导入容器10内的空气在水平方向上通过容器10内。

在容器10和地表之间设置有用于将日照向容器10反射的反射板15。另外，在容器10的外表面的下侧设为绝热材料35。绝热材料35只要是传热性低的材料即可，例如，可以使用树脂材料。

通过以上的结构，与上述第七实施方式相同地，能够利用送风风扇33向容器10的内部强制导入大气，能够使大量的空气通过吸湿部件12。由此，能够增加在吸湿部件12吸收的水分量。另外，认为在地表的附近，外部气温低，因此，通过在容器10的下表面设置绝热材料35，能够防止自容器10的放热，能够将热量封闭在容器10中。

(第九实施方式)

其次，对本发明的第九实施方式进行说明。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图17是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图17所示，本实施方式的水滴生成装置与图16中所示的上述第八实施方式相比，设置有第一放热部36、第二放热部37、第三送风风扇38这一点不同。

第一放热部36在容器10和地表之间设置于连结部13。第一放热部36设置有向外部延伸的传热散热片，能够在大气和通过连结部13的水蒸气之间进行热交换。第一放热部36配置为与容器10绝热。

第二放热部37配置于凝结部14的附近。第二放热部37构成为热管，设置有在大气和凝结部14附近的土壤S延伸的传热散热片，能够在凝结部14附近的土壤S和大气之间进行热交换。

第三送风风扇38在容器10和地表之间向第一放热部36和第二放热部37的传热散热片送风。第三送风风扇38在含有水蒸气空气供给于凝结部14，土壤S的温度上升的时间区域运行即可。即，在外部气温上升，第一开闭阀11和第二开闭阀32关闭的时间区域运行第三送风风扇38即可。

通过以上的结构，能够得到与上述第八实施方式相同的效果。在本第九实施方式的结构中，通过设置第一放热部36，能够冷却通过连结部13的水蒸气。由此，能够促进水蒸气的水滴化，并且，能够抑制水蒸气引起的土壤S的温度上升。另外，利用第二放热部37，能够将蓄积于凝结部14附近的土壤S的热量向大气放出，能够抑制凝结部14的附近的土壤S的温度上升。进而，利用第三送风风扇38，能够冷却第一放热部36和第二放热部37，能够有效地抑制土壤S的温度上升。

(第十实施方式)

其次，对本发明的第九实施方式进行说明。以下，仅对与上述各实施方式不同的部分进行说明。

图18是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图18所示，本实施方式的水滴生成装置设置有连结容器10中的吸湿部件12的空气流上游侧和空气流下游侧的循环通路39。循环通路39例如可以由树脂制的管状部件构成。循环通路39的与容器10中的吸湿部件12的空气流下游侧的连接部成为入口部39a，与容器10中的吸湿部件12的空气流上游侧的连接部成为出口部39b。循环通路39除了入口部39a和出口部39b以外，设置于土壤S中。

第一开闭阀11和第二开闭阀32构成为板门。第一开闭阀11在成为水平状态的情况下开放第一开口部10a，并且，关闭循环通路39的出口部39b，在成为垂直状态的情况下关闭第一开口部10a，并且，开放循环通路39的出口部39b。同样，第二开闭阀32在成为水平状态的情况下开放第二开口部10c，并且，关闭循环通路39的入口部39a，在成为垂直状态的情况下关闭第二开口部10c，并且，开放循环通路39的入口部39a。

本实施方式的凝结部14构成为热管。凝结部14在土壤S中设置有第一传热散热片14a，在循环通路39设置有第二传热散热片14b，能够在土壤S和在循环通路39流动的水蒸气之间进行热交换。另外，在循环通路39大的设置有凝结部14的下方部位形成有贮水部40。贮水部40通过将循环通路39的一部分向下方突出而构成。

其次，说明上述结构的水滴生成装置的运行。送风风扇33、34可以设为时常运行。

首先，使吸湿部件12吸收水分的情况下，第一开闭阀11开放第一开口部10a，并且，关闭循环通路39的出口部39b，第二开闭阀32开放第二开口部10c，并且，关闭循环通路39的入口部39a。由此，能够将大气导入容器10的内部，使其通过吸湿部件12，向外部排出。由此，能够将含于空气中的水蒸气吸收于吸湿部件12中。

还有，从吸湿部件12放出水分的情况下，第一开闭阀11关闭开口部10a，并且，开放循环通路39的出口部39b，第二开闭阀32关闭第二开口部10c，并且，开放循环通路39的入口部39a。由此，容器10的内部与外部被阻隔，并且，容器10的内部与循环通路39连通。由此，形成空气在容器10和循环通路39循环的封闭回路。

在容器10内吸收于吸湿部件12的水分作为水蒸气放出，且含有水蒸气的空气从入口部39a流入循环通路39。水蒸气在凝结部14冷却为露点以下，在凝结部14的第二传热散热片14b的表面凝结。还有，水滴从凝结部14的第二传热散热片14b向下方下落，水滴贮存于贮水部40贮存于贮水部40的水可以汲取到地上而利用于向植物的撒水。进而，贮存于贮水部40的水是清洁的淡水，因此，还能够利用于饮用水等。

通过了凝结部14的空气从循环通路39的出口部39b再次流入容器10内。容器10内形成为比设置于土壤S的循环通路39内高温，因此，再次流入容器10内的空气的温度上升，相对湿度降低，从而除湿。因此，能够促进自吸湿部件12的水蒸气的放出。

如上所述，通过形成由容器10和循环通路39构成的封闭回路，能够向容器10供给除湿的空气，能够促进自吸湿部件12的水分放出，能够有效地生成水滴。

另外，在将贮水部40中贮存的水作为饮用水使用的情况下，通过将水滴生成装置使用于地球上难以得到饮用水的场所，能够得到大的效果。例如，在由海洋包围的区域中，通常确保饮用水需要大量能量，但通过使用本实施方式的水滴生成装置，能够稳定地确保饮用水，能够廉价地确保生活用水。

另外，在将河川的水净化而得到生活用水的情况下，水的净化及向远离河川的场所的水的供给花费大量成本。因此，通过使用本实施方式的水滴生成装置，不需要净化，能够在各家庭配置，因此，不需要从远离的场所搬运水，得到比较廉价的生活用水。这在从河川的水得到生活用水的城市部中有效。在城市部中，有时可能难以得到从吸湿部件12放出的水蒸气成为露点以下的场所，但在这种情况下，在地中深处配置凝结部14即可。

另外，在高地的情况下，通常储存雨水将其作为生活用水，但降雨经常不稳定。因此，通过使用本实施方式的水滴生成装置，在高地也能够稳定地得到饮用水。

另外，在地下水的盐分浓度高，且饮用水等的确保困难的地方，也通过使用本实施方式的水滴生成装置，能够得到不含有盐分的清洁的饮用水。

(第十一实施方式)

其次，说明本发明的第十一实施方式。

图19是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图19所示，本实施方式的水滴生成装置与上述第十实施方式的水滴生成装置相比，第一送风风扇33、第一开闭阀11、第二开闭阀32的结构不同。

第一送风风扇33设置在容器10的循环通路39的出口部39b的上游侧。第一开闭阀11可以变化为：开放循环通路39的出口部39b，并关闭容器10的吸湿部件12的上游侧的状态；关闭循环通路39的循环通路39，开放容器10的吸湿部件12的上游侧的状态；开放循环通路39的出口部39b和容器10的吸湿部件12的上游侧两者的状态。第二开闭阀32可以变化为；开放循环通路39的入口部39a，并关闭容器10的第二开口部10c的状态；关闭循环通路39的入口部39a，并开放容器10的第二开口部10c的状态；开放循环通路39的入口部39a和容器10的第二开口部10c两者的状态。

图20A～20C分别表示空气流路径不同的状态。图20A表示将大气中的水蒸气吸收于吸湿部件12的情况下的空气流路径。在图20A所示的状态中，第一送风风扇33及第二送风风扇34运行。另外，第一开闭阀11形成为关闭循环通路39的出口部39b，开放容器10的吸湿部件12的上游侧的状态，第二开闭阀32关闭循环通路39的入口部39a，并开放容器10的第二开口部10c的状态。在该状态下，大气仅通过容器10内。由此，能够将含于大气的水蒸气吸收于吸湿部件12。

图20B表示从吸湿部件12放出水分的情况下的空气流路径。在图20B所示的状态中，第一送风风扇33停止，第二送风风扇34运行。另外，第一开闭阀11形成为开放循环通路39的出口部39b及容器10的吸湿部件12的上游侧的状态，第二开闭阀32形成为开放循环通路39的入口部39a，并关闭容器10的第二开口部10c的状态。在该状态下，形成空气通过容器10和水滴传感器30的封闭回路，在凝结部14凝结从吸湿部件12放出的水蒸气，生成水滴。

图20C表示大气为高温的情况下的空气流路径。例如是夜露产生的高湿度状态，是吸湿部件12吸水量达到上限，不能进一步吸收水分的状况。在图20C所示的状态下，第一送风风扇33运行，第二送风风扇34停止。另外，第一开闭阀11形成为开放循环通路39的出口部39b，关闭容器10的吸湿部件12的上游侧的状态，第二开闭阀32形成为开放循环通路39的入口部39a及容器10的第二开口部10c的状态。在该状态下，流入容器10内的大气不会供给于吸湿部件12，供给于循环通路39。此时，循环通路39中的空气流方向与图20B相反，从出口部39b流入，从入口部39a流入。供给于循环通路39的高湿度的大气中含有的水蒸气在凝结部14凝结，生成水滴。

根据以上的本第十一实施方式的结构可知，除了利用吸湿部件12引起的水分的吸收及放出，生成水滴之外，在高湿度状态下吸湿部件12的吸水量达到上限的情况下，使含于大气的水蒸气凝结，能够不通过吸湿部件12从大气直接生成水滴。

(第十二实施方式)

其次，对本发明的第十二实施方式进行说明。

图21是本实施方式的水滴生成装置的示意图。本实施方式的容器10是扁平状的长方体，上表面和下表面的面积比侧面的面积大。在容器10的上表面设置有具有透光性的上侧部件41。在容器10的内部设置有相对于上侧部件41略微倾斜的吸湿部件12。容器10相对于地面倾斜配置。容器10优选配置为上侧部件41能够效率良好地接受太阳光。在倾斜配置的容器10的下方侧设置有开口部10a。在本实施方式中，能够将从开口部10a导入容器10的内部的大气能够从下方向上方通过吸湿部件12。认为地表面附近的湿度比地表面上方高，因此，容器10的开口部10a优选设置于地表面附近。另外，认为植物的附近的湿度比较高，因此，优选开口部10a设置于植物的附近。

上侧部件41具有：保持间隙平行地配置的两片板状部件41a、41b。板状部件41a、41b由透明材料构成，太阳光经由上侧部件41能够供给于吸湿部件12。作为构成板状部件41a、41b的透明材料，可以使用玻璃、石英、蓝宝石、压克力、聚碳酸酯、尼龙等。

图22是板状部件41a、41b的剖面图。如图22所示，在板状部件41a、41b实施有用将太阳光效率良好地取入容器10的内部的表面加工。具体来说，在板状部件41a、41b的表面形成有多个剖面为三角形状的凹凸，各自的凹凸形成为能够将入射的太阳光向容器10的内部发射的角度。进而，容器10由绝热材料构成，并且，板状部件41a、41b之间形成为密闭的空气绝热层。因此，吸湿部件12能够利用太阳能效率良好地上升温度，在夜间等湿度高时，能够效率良好地放出吸湿部件12吸收的水分。

另外，通过使有助于太阳光的吸收的碳粒子附着于吸湿部件12的表面，能够有效地吸收太阳光，能够有效地放出吸收的水蒸气。作为附着于吸湿部件12的表面的碳粒子，可以使用石墨、无定形碳、碳纤维、碳纳米管、富勒烯(Fullerene)、金刚石、木炭、焦炭等。作为使碳粒子吸附于吸湿部件12的粒子表面的方法，可以使用将碳粒子机械压紧于吸湿部件12的粒子的表面的机械熔解。此外，通过使吸湿部件12的粒子在含有碳粒子的液体中浮游后，将其干燥，也能够使碳粒子附着于吸湿部件12的粒子表面。还有，碳粒子只要具备吸收太阳光的特性，就可以使用粉末微粒状或石墨状等任意形状。在本实施方式中，碳粒子的粒径为0.0001～0.5mm左右。

吸湿部件12的粒子之间形成为通过点粘结结合，形成为空气容易通过的结构。用于使吸湿部件12的粒子之间点粘结的粘结材料使用将环氧粉末在熔点附近熔融的粘接剂或向其中混入碳的粘接剂。吸湿部件12的通气阻力取决于粘结材料的粒子的大小。若粘结材料的粒子大，则吸湿部件12的粒子间距离变大，通气阻力变小。若粘结材料的粒子小，则吸湿部件12的粒子间距离变小，空气阻力变大。

若吸湿部件12的粒子之间靠近，则吸湿部件12的通风阻力变大，难以均一地保持吸湿部件12的水分吸附特性，并且，用于将大气导入吸湿部件12所需的动力变大。另一方面，若吸湿部件12的粒子间距离变大，则通气阻力变小，但吸湿部件12与空气的接触时间变短，吸湿部件12不能充分地吸收水蒸气。因此，重要的是适当设置吸湿部件12的粒子间距离。在本实施方式中，将吸湿部件12的粒径作为0.1～5mm左右，将粘结材料的粒径设为0.01～1mm左右。

返回图21，本实施方式的凝结部14构成为设置于地上，能够使大气和将从吸湿部件12放出的水蒸气进行热交换的热交换器。凝结部14优选进行配置于气温低的场所，在本实施方式中，将凝结部14配置于容器10的下方。

在凝结部14和容器10之间设置有用于将空气导入凝结部14的空气导入路42。空气导入路42是在产生露的情况或雨天时等大气为高湿度(例如，相对湿度为90～95％以上)的情况下，将高湿度的大气供给于凝结部14而设置的。因此，空气导入路42优选设置于湿度比较高的位置(地表面附近、日影、植物的附近等)。

在空气导入路42设置有开闭阀43，利用控制部23进行开闭控制。控制部23基于由测定空气导入路42的附近的湿度的第一湿度传感器25检测出的湿度进行开闭阀43的开闭控制。具体来说，在由第一湿度传感器25检测出的湿度高于规定湿度(例如相对湿度95％)时，开放开闭阀43，在由第一湿度传感器25检测出的湿度低于规定湿度(例如相对湿度95％)时，关闭开闭阀43即可。进而，在外部气温小于露点温度的情况下，开放开闭阀43，在外部气温大于露点温度的情况下关闭开闭阀43。露点温度可以通过由利用第一温度传感器24检测出的外部气温和利用第一湿度传感器25检测出的湿度算出水蒸气压，求出为将该水蒸气压作为饱和水蒸气压的温度。

供给于凝结部14的空气中的水分在凝结部14中成为冷却的水滴，贮存于贮水部40中。在高湿度的空气由凝结部14冷却时，容易引起水蒸气的过冷却。因此，通过在凝结部14的空气流通面色绘制用于将过冷却状态的水蒸气形成为水滴的起点，能够有效地生成水滴。

起点可以构成为具有疏水性功能的纳米级别的突起。突起的前端如下所述，可以在水镁石型氢氧化钴膜的表面被覆月桂酸而形成。首先，向氯化钴中放入尿素，保持于60℃的溶液中浸渍构成凝结部14的空气流通面的管24小时，使水镁石型氢氧化钴的膜析出在表面。然后，在60℃的月桂酸钠水溶液中浸渍5小时，使月桂酸被覆表面，由此，能够在凝结部14的空气流通面形成突起。进而，通过用碳纳米管被覆凝结部14的空气流通面，也能够形成突起。碳纳米管可以利用电弧法或CVD法生成。

另外，也可以以形成于凝结部14的空气流通面的疏水性的皮膜作为起点。作为疏水性的被膜，可以使用具有将过冷却的状态下水蒸气加速生成为水滴的能力的碘化银的皮膜。碘化银的被膜优选设置于突起的前端。

在凝结部14和贮水部40之间设置有用于吸引通过了凝结部14的空气的泵44。通过在将容器10的开口部10a开放的状态下运行泵44，能够将大气导入容器10内，通过在开放空气导入路42的状态下运行泵44，能够将大气经由空气导入路42导入凝结部14。另外，泵44利用控制部23进行流量控制。在夜间，雨天等高湿度时，需要将尽量大量的空气导入水滴生成装置内，因此，利用泵44增加空气流量，在白天等低湿度时从吸湿部件12放出水分的情况下，不需要将大气导入水滴生成装置内，因此，利用泵44减少空气流量。

另外，在泵44设置有用于将贮存于贮水部40的水供给于植物的水供给路45。在水供给路45设置有用于送出贮水部40的水的泵46和用于开闭流路的泵46。贮存于贮水部40的水供给于植物的根，应用于植物的培育。

根据以上说明的本实施可知，通过在容器10的表面设置上侧部件41，能够利用太阳光使吸湿部件12效率良好地温度上升，能够从吸湿部件12效率良好地放出水分。另外，通过使碳粒子附着于吸湿部件12，能够效率良好地吸收太阳光。进而，在上侧部件41设置绝热层，利用绝热材料构成容器10，由此，能够尽量减小外部气温的影响，能够利用太阳光使吸湿部件12的温度效率良好地上升。

另外，通过设置从外部将高湿度的空气直接导入凝结部14的空气导入路42，能够由高湿度的空气直接生成水滴。

(第十三实施方式)

其次，对本发明的第十三实施方式进行说明。本实施方式的水滴生成装置构成为将生成的水滴作为饮用水使用。以下，仅对与上述第十二实施方式不同的部分进行说明。

图23是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图23所示，在本实施方式中，在容器10的开口部10a设为用于除去大气中的杂质的微细过滤器48和臭成分除去过滤器49。微细过滤器48吸附空气中的尘埃，臭成分除去过滤器49吸附产生不舒服的臭气的成分。在贮水部40设置有能够在贮水部40内产生臭氧的臭氧产生装置50。在贮水部40的内壁面实施有抗菌处理。在水供给路45设置有能够在水供给路45内产生臭氧的臭氧产生装置51、向水供给路45内照射紫外线的UV产生装置52。能够利用这些装置50、51、52对贮存于贮水部40的水进行杀菌。进而，杂质可能混入贮存于贮水部40的水中，因此，在水供给路45设置有用于除去水中含有的微细的异物的微细过滤器53。由此，能够供给适合饮用的净化的水。微细过滤器48、臭成分除去过滤器49、微细过滤器53优选可根据需要更换。

进而，在本实施方式中，在容器10的上表面设置有用将倾盆而降的雨水导入贮水部40的第一雨水导入路54，将浸透地中的雨水导入贮水部40的第二雨水导入路55。第一雨水导入路54可以构成为用于将倾盆而降于容器10的上表面的雨水向贮水部40输送的管状部件。在这种情况下，在倾斜配置的容器10的下方侧优选设置用于收集倾盆而降于容器10的上表面的雨水的导水管。第二雨水导入路55可以使用绳状亲水性材料(例如麻或棉花之类的植物纤维)。由此，能够将雨水效率良好地收集而将水贮存于贮水部40。

(第十四实施方式)

其次，对本发明的第十四实施方式进行说明。

图24是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图24所示，本实施方式的容器10是扁平状的长方体，上表面和下表面的面积比侧面的面积大。容器10的下表面构成为开口部10a。

在本实施方式中，在容器10内的开口部10a附近设置有吸湿部件12和吸水部件56。吸湿部件12和吸水部件56配置于与容器10的上下表面平行。在图24所示的例子中，吸湿部件12和吸水部件56层叠。在本实施方式中，吸水部件56设置于吸湿部件12的下方。吸湿部件12与上述各实施方式相同，构成为能够吸收空气中的水蒸气。吸水部件56在雨天或阴天等高湿度的情况下，能够吸收空气中存在的雾状微细水滴。吸水部件56具有利用温度变化吸收或放出空气中的水滴的特性，能够在低于规定温度(例如30℃)的低温下吸收水分，能够在高于规定温度(例如30℃)的高温下放出水分。

作为吸水部件56，可以使用特开平7-224199号公报(与US5672656对应)中公开的将N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酸钠及双丙酮丙烯酸酰胺聚合得到的物质。该处理的吸水能力大，吸收约100倍的水而发生体积膨胀。进而，作为吸水部件56，可以使用特开平10-191777号公报中公开的将非离子性水溶性乙烯性不饱和单体和阴离子性水溶性乙烯性不饱和单体交联得到的物质。

吸水部件56可以担载于堇青石的单成岩载体的表面而使用，或者将吸水部件56自身成形为单成岩状而使用也可。另外，优选在吸水部件56的表面设置在上述第十二实施方式中说明的用于将过冷却的水蒸气液化的起点。

在从吸水部件56放出水分时所需的能量为约10cal/g，在从吸水部件56放出水分时所需的能量为约530cal/g，因此，伴随温度上升，从吸水部件56先放出水分。然后，通过进一步提高温度，从吸湿部件12放出水分。吸湿部件12从上表面侧放出水分。从吸湿部件12放出的水分作为水蒸气供给于凝结部14，在凝结部14水滴化。本实施方式的凝结部14与上述第十二、十三实施方式相同，构成为能够使大气和从吸湿部件12放出的水蒸气进行热交换的热交换器。从吸水部件56放出的水分作为水滴向容器10的下方下落。

在吸水部件56的下方设置有用于收集从吸水部件56放出的水滴的网状水滴收集部件57、和将由水滴收集部件57收集的水供给于贮水部40的水导入路58。用于将倾盆而降于容器10的上表面的雨水导入贮水部40的第一雨水导入路54与水导入路58合流。水滴收集部件57具有能够使空气中的微细的水滴通过，且能够收集从吸水部件56放出的水滴的网眼。从吸水部件56放出的水滴被水滴收集部件57收集，利用水导入路58送至贮水部40。

另外，在容器10内的吸湿部件12、吸水部件56的空气流下游侧设置有开闭阀32和送风风扇34。在将水分吸收于吸湿部件12、吸水部件56的情况下，以开放开闭阀32的状态运行送风风扇34，在从吸湿部件12、吸水部件56放出水分的情况下，以关闭开闭阀32的状态停止送风风扇34的运行。在贮水部40设置有空气抽出阀59。在关闭开闭阀32的状态下，空气抽出阀59形成为开放状态，与水蒸气导入贮水部40的空气经由空气抽出阀59向外部放出。

通过以上的结构，能够利用吸湿部件12吸收空气中的水蒸气，在更高湿度的情况下利用吸水部件56吸收空气中的水滴，能够在宽度广的湿度范围内由含于空气中的水分效率良好地生成水滴。另外，通过将容器10的下部全体形成为开口部10a，能够增大开口部10a的开口面积，能够使大量大气通过吸湿部件12和吸水部件56，能够将空气中的水蒸气或水滴效率良好地吸收于吸湿部件12和吸水部件56。

(第十五实施方式)

其次，说明本发明的第十五实施方式。

图25是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图25所示，本实施方式的上侧部件41代替下侧板状部件41b，设置有板状太阳电池22。通过板状部件41a的太阳光到达太阳电池22。太阳电池22在高湿度环境中使用，因此，优选形成为能够从湿气保护的结构。在太阳电池22发电的电力充电在二次电池21，可以作为夜间等起动送风风扇34的电力使用。

太阳电池22可以使用单晶Si太阳电池、多晶Si太阳电池、无定形Si太阳电池、GaAs电池等。进而，可以使用设置于玻璃上的TiO₂太阳电池或薄膜状太阳电池。玻璃上的TiO₂太阳电池通过在玻璃的表面设置ITO(透明导电性膜)，涂敷TiO₂的粉末将其烧成后，涂敷色素而得到。另外，薄膜状太阳电池例如通过在PET薄膜上设置ITO，在其表面实施氧化锌的镀金后，在表面涂敷曙红Y的有机色素而得到。

图26表示容器10的剖面结构。太阳电池22将太阳能的几％～25％左右转换为电力，但剩余的能量作为热量放出。因此，在本实施方式中，设置有将从太阳电池22放出的热能传递给吸湿部件12和吸水部件56的传热部件58、59。第一传热部件81设置为热连接太阳电池22的下表面、和吸湿部件12及吸水部件56的侧面。第二传热部件82设置于吸湿部件12和吸水部件56之间，将第一传热部件81的热量传递给吸湿部件12及吸水部件56的整个面。还有，第二传热部件82构成为网状，以不阻碍吸湿部件12及吸水部件56的空气流通。

通过以上的结构，利用太阳电池22将太阳能转换为电能的同时，将剩余的太阳能作为热能使用于吸湿部件12及吸水部件56的升温。

(第十六实施方式)

其次，说明本发明的第十六实施方式。

图27是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图27所示，本实施方式的水滴生成装置配置于房屋的屋顶之上。认为房屋的屋顶附近处于比地表面高的位置，与地表面附近相比湿度低。因此，在地表面附近设置容器10的开口部10a，能够将地表面附近的湿度比较高的大气导入容器10内。

认为容器10内利用太阳能提高温度，在凝结部14凝结的水滴的温度也变高。因此，在本实施方式中，设置有将在凝结部14凝结的水滴直接以温水贮存的温水贮存部60。温水贮存部60由绝热部件构成，能够对在凝结部14凝结的水滴保温。在凝结部14的下方设置有三通阀61，可以将在凝结部14凝结的水滴分装于温水贮存部60或贮水部40。贮存于温水贮存部60的温水可以利用淋浴或浴室等中。贮存于贮水部40的水可以利用臭氧产生装置51和UV产生装置52杀菌，利用微细过滤器53除去含于水中的微细的异物，用作生活用水或饮用水。

(第十七实施方式)

其次，说明本发明的第十七实施方式。本实施方式构成为使用水滴生成装置进行室内的除湿。

图28是本实施方式的水滴生成装置的示意图。如图28所示，本实施方式的容器10除了用于将大气取入容器10内的第一开口部10a之外，还具备用于间房屋的室内空气取入容器10内的第三开口部10d。第一开口部10a和第三开口部10d利用第一流路切换阀62切换。利用第一流路切换阀62的开口部10a、10d的切换利用控制部23进行。

在本实施方式中，利用吸湿部件12吸收含于室内的空气中的水蒸气，因此，优选作为吸湿部件12使用以相对湿度30～40％左右放出·吸收水蒸气的材料。另外，作为吸湿部件12，混合使用以相对湿度30～40％左右放出·吸收水蒸气的材料、和在更高湿度范围内吸收的材料也可。

另外，本实施方式的容器10除了用于将容器10内的空气向外部排出的第二开口部10c之外，还具备用于将容器10内的空气向房屋的室内排出的第四开口部10e。第二开口部10c和第四开口部10e利用第二流路切换阀64进行切换。利用第二流路切换阀64的开口部10c、10e的切换利用控制部23进行。

如图28所示，在容器10的上表面侧设置有能够覆盖容器10的上表面的遮蔽部件65。遮蔽部件65构成为具有遮光性的片状部件。在容器10的上表面的两端设置有能够卷绕遮蔽部件65的一对辊66、67。利用这些辊66、67，根据需要，能够切换遮蔽部件65存在的遮蔽状态、和遮蔽部件65不存在的开放状态。辊66、67利用未图示的马达旋转驱动。

本实施方式的水滴生成装置按如下所述运行。

在白天室内的湿度为规定值以上的情况下，将第一流路切换阀62向第三开口部10d侧切换，将第二流路切换阀64向第四开口部10e侧切换。由此，将室内的空气供给于容器10内。此时，将遮蔽部件65形成为遮蔽状态，遮蔽日照，降低吸湿部件12、吸水部件56的温度。由此，含于室内的空气中的水分被吸湿部件12或吸水部件56吸收，除湿的空气供给于室内。室内的湿度小于规定值的情况下，将遮蔽部件65形成为开放状态，向吸湿部件12照射太阳光，放出吸湿部件12吸收的水分。此时，将第二流路切换阀64向第二开口部10c从切换，使放出的水分在室内循环即可。

另外，在夜间室内的湿度为规定值以上的情况下，将第一流路切换阀62向第三开口部10d侧切换，将第二流路切换阀64向第四开口部10e侧切换。由此，将室内的空气供给于容器10内。遮蔽部件65可以为遮蔽状态或开放状态的任一个。由此，含于室内的空气中的水分吸收于吸湿部件12、吸水部件56中，从而能够进行室内的除湿。在室内的湿度小于规定值的情况下，将第一流路切换阀62向第一开口部10a侧切换，将第二流路切换阀64向第二开口部10c侧切换，将大气供给于容器10内。由此，能够利用吸湿部件12和吸水部件56吸收大气中的水分。

通过以上的结构，可以使用水滴生成装置进行室内的除湿。根据本实施方式的结构可知，使用太阳能进行室内的湿度调节，因此，能够进行环境负荷小的空气调节。

(第十八实施方式)

其次，说明本发明的第十八实施方式。本实施方式中，将水滴生成装置生成的水适用于绿化装置。绿化装置为了绿化屋顶或停车场等而使用。

图29适宜绿化装置68的示意图。绿化装置68中，从下方依次层叠有第一给水片68a、防根片68b、第二给水片68c。在第二给水片68c的上部配置有草坪等植物68d。第一给水片68a由吸水材料构成，利用水供给路45供给贮存于水滴生成装置的贮水部40的水。防根片68b防止植物68d的根向下方移动，提高局部的移植作业性。第二给水片68c由吸水材料构成，在植物68d的正下方保持水分，促进植物栽培初始阶段的扎根。通过植物68d的表面设置十和田湖浮石，能够防止水从植物68d的表面蒸发。构成第一给水片68a和第二给水片68c的吸水材料可以将无纺布作为基底，使用与上述第十四实施方式中说明的吸水部件56相同的材料来构成。

水滴生成装置可以在太阳光强的白天生成大量水分，因此，能够向绿化装置68适当供给水分。进而，在第一给水片68a设置水分传感器(未图示)，用水分传感器检测绿化装置68的水分量，由此能够适当地进行向绿化装置68的水分供给。

(其他实施方式)

还有，在上述各实施方式中，在土壤S或地上设置了凝结部14，但不限于此，只要是从吸湿部件12放出的水蒸气成为露点以上的场所即可。例如，在水中，与地中相同地，温度与外部气温的变化无关地稳定，因此，能够将凝结部14设置于水中。水中可以为淡水中，也可以为海水中。例如，在海洋上航海的船的情况下，难以得到饮用水，但通过使用将凝结部14配置于海水中的水滴生成装置，能够从大气中的水蒸气稳定地得到饮用水。

另外，在上述第三实施方式中，使用由太阳电池22发电的电力，驱动开闭阀11的驱动部11b，但不限于此，例如，在能够利用家庭用电源等的场所使用水滴生成装置的情况下，使用家庭用电源，驱动驱动部11b也可。

另外，在上述各实施方式中，将由水滴生成装置生成的水分使用于植物的培育、生活用水、饮用水等，但不限于此，可以使用于其他用途。例如，由水滴生成装置生成的水分为蒸馏水，因此，能够以该蒸馏水为基础，利用UV杀菌、过滤器进行异物的除去等，供给半导体制造工序所需的超纯水。

另外，在上述第十四实施方式等中，以在吸湿部件12的下侧配置吸水部件56的方式层叠了这些部件12、56，但吸湿部件12设置于吸水部件56的下方也可。进而，将吸水部件56设置于凝结部14中的空气流通面也可。

另外，混合使用构成吸湿部件12的材料和构成吸水部件56的材料也可。在这种情况下，将吸湿部件12和吸水部件56的混合材料担载于同一单成岩也可。或者，可以将混合材料成形为单成岩状而使用。除了构成吸湿部件12的材料和构成吸水部件56的材料之外，混合能够防止水蒸气的过冷却的碘化银也可。

另外，在上述各实施方式中，作为吸湿部件12，使用了介孔二氧化硅，但不限于此，作为吸湿部件12，可以使用以下(1)～(5)所示的材料。

(1)海泡石

作为吸湿部件12，可以使用海泡石。海泡石的化学式是Mg₈Si₁₂O₃₀(OH₂)₄(OH)₄·6～8H₂O，是以含水镁硅酸盐为主成分的粘土矿物。海泡石的通常的组成由硅酸(SiO₂)52.5％、氧化镁(MgO)22.8％、氧化铝(Al₂O₃)1.7％、氧化铁(Fe₂O₃)0.8％、氧化钙(CaO)0.8％、氧化钾(K₂O)0.4％、氧化钠(Na₂O)0.3％、H₂O^-(在110℃以下飞散)11.0％、H₂O⁺(在110℃以上飞散)10.5％表示。

海泡石110的结构示出在图30中。如图30所示，海泡石110形成为在晶格的内部具有多个细孔111的纤维状，能够在纤维轴方向上延伸的细孔111内吸收水分。另外，海泡石利用在各纤维间的空隙中形成的细孔也能够吸收水分。晶格内部的细孔111的直径为10左右，主要能够吸收水蒸气，在各纤维间的空隙中形成的细孔的开口直径为200左右，主要能够吸收水滴。

图31表示海泡石的水分的吸收特性，为了比较记载了在上述第一实施方式中说明的介孔二氧化硅和硅胶。如图31所示，海泡石在相对湿度为60％以上的状态下能够大量吸收水蒸气这一点与上述第一实施方式的介孔二氧化硅不同，尤其具有在相对湿度达到80％以上时，水分吸收量急剧增大的特性。因此，能够在高湿度环境中适当使用。吸收于海泡石的结晶结构中的水蒸气(气态)作为水滴凝聚收集于结晶结构中，在相对湿度100％下也显示大的水分吸收量。在这种情况下的水分的收集可以不是水蒸气，而是以水滴的形状，将其收集于粒子间的空隙或纤维间的空隙中。

海泡石的水蒸气的吸收特性根据产地而不略微不同，但显示比较大的吸收特性。海泡石的产地为西班牙、土耳其、美国、中国等，在日本也少量埋藏。

土耳其产的海泡石中，含有(SiO₂)57.0％、氧化镁(MgO)23.0％、氧化铝(Al₂O₃)1.0％、氧化铁(Fe₂O₃)0.5％、氧化钙(CaO)3.0％、氧化钾(K₂O)0.3％、氧化钠(Na₂O)0.2％、烧成残留成分14.5％总计99.5％，此外含有水15.5％(外比例)。视比重为0.35g/cc，表面系数为320m²/g(利用BET法的测量)，细孔分布为0.5nm～几μm，几nm的细孔直径占有大数。土耳其产海泡石中，每1g能够吸收0.3～约1g的水蒸气(气态)，能够吸收约0.5～5g的水滴。

美国产海泡石中，含有(SiO₂)50.8％、氧化镁(MgO)16.8％、氧化铝(Al₂O₃)1.8％、氧化铁(Fe₂O₃)1.8％、氧化钙(CaO)10.0％、氧化钾(K₂O)0.4％、氧化钠(Na₂O)0.4％、烧成残留成分17.5％总计99.5％，此外含有水9.4％(外比例)。视比重为0.75g/cc，表面系数为180m²/g(利用BET法的测量)，细孔分布为0.5nm～几μm，几nm的细孔直径占有大数。美国产海泡石中，每1g能够吸收0.2～约0.8g的水蒸气，能够吸收约0.4～3g的水滴。

中国产海泡石中，含有(SiO₂)49.0％、氧化镁(MgO)16.7％、氧化铝(Al₂O₃)0.7％、氧化铁(Fe₂O₃)1.0％、氧化钙(CaO)13.2％、氧化钾(K₂O)0.1％、氧化钠(Na₂O)0.0％、烧成残留成分19.0％总计99.7％，此外含有水5.5％(外比例)。视比重为0.20g/cc，表面系数为100m²/g(利用BET法的测量)，细孔分布为0.5nm～几μm，几nm的细孔直径占有大数。中国产海泡石中，每1g能够吸收0.15～约0.6g的水蒸气，能够吸收约0.3～2g的水滴。

在此，对海泡石吸收的水分的放出进行说明。吸收于海泡石的水蒸气通常主要作为在晶格内的表面凝聚的水滴保持。为了放出吸收于海泡石的水蒸气(水滴)，需要气化水滴的能量，若每1g水分赋予约530cal的热量，则作为水蒸气放出。另外，吸收于海泡石的水滴主要保持于纤维间或粒子间，每1g水分以低于约530cal的热量(每1g水为几～50cal左右)放出水滴。还有，水分也由于吸湿部件12的周围的湿度降低而放出。

用于放出吸收于海泡石的水蒸气(水滴)的能量可以从太阳能得到。吸收于海泡石的水分与太阳能(热能)成比例地放出，因此，在太阳能多的情况下，能够放出大量的水蒸气(水滴)。例如，在赤道附近太阳光强烈的情况下，能够放出大量水蒸气，能够制作大量水滴。

(2)石绒

作为吸湿部件12，可以使用石绒(别名：坡缕石)。石绒的化学式由Mg₈Al₂Si₈O₂₀(OH₂)·8H₂O表示。石绒的通常的组成由硅酸(SiO₂)53.64％、氧化钛(TiO₂)0.60％、氧化镁(MgO)9.05％、氧化铝(Al₂O₃)8.76％、氧化铁(Fe₂O₃)3.36％、氧化钙(CaO)2.02％、氧化钾(K₂O)0.75％、氧化钠(Na₂O)0.83％、氧化铁(FeO)0.23％、磷酸(P₂O₅)0.79％、H2O-(在110℃以下飞散)9.12％、H₂O⁺(在110℃以上飞散)10.89％表示。

石绒与上述石绒相同地，在高湿度环境下的水分吸收性优越。石绒的水分吸收区域在相对湿度为约60％以上的情况下，水分吸收量增大，在约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量。即使在湿度100％的情况下也显示大的水分吸收量。在石绒中，每1g能够吸收0.25～约1g的水蒸气，每1g能够吸收约0.5～5g的水滴。

(3)伊毛缟石

作为吸湿部件12，可以使用伊毛缟石。伊毛缟石的化学式为SiO₂·Al₂O₃·2H2O，作为纳米管状铝硅酸盐构成。伊毛缟石不是矿物，可以如下所述地利用合成而得到。能够通过混合原硅酸钠(Na₄SiO₄)和氯化铝6水合物，添加NaOH水溶液，调节pH后，添加盐酸，在约100℃下加热约2天来合成伊毛缟石。

伊毛缟石与上述海泡石相同地，在高湿度环境下的水分吸收性优越。伊毛缟石具有在相对湿度约90％以上的情况下吸收水蒸气，在相对湿度约90％以下的情况下放出水蒸气的能力，能够稳定地进行水蒸气的吸收·放出。伊毛缟石能够吸收大量的水蒸气，每单位重量得到2～2.5倍的吸水量。合成后常温下干燥的结晶性伊毛缟石在相对湿度约40％以上的情况下显示吸湿性能，显示每1g最大约0.8g的吸湿性能。合成后冻结干燥的结晶性的伊毛缟石在相对湿度约80％以上的情况下显示大的吸湿性能，显示每1g最大约1g的吸湿性能。

(4)鹿沼土

作为吸湿部件12，可以使用鹿沼土。鹿沼土是使用于农业或园艺的栃木县鹿沼市产出的浮石的总称。鹿沼土的水分吸收·放出特性与上述海泡石相同。鹿沼土在相对湿度约60％以上的情况下，水分吸收量增大，在约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量，即使在相对湿度100％的情况下也显示大的水分吸收量。鹿沼土每1g能够吸收约0.1～0.2g的水蒸气，每1g能够吸收约0.3～0.6g的水滴。

(5)蒙脱土

作为吸湿部件12，可以使用蒙脱土。作为膨润土的主成分的蒙脱土是分类为层状硅酸盐矿物的一种即蒙脱石的粘土矿物。结晶结构通过层叠硅酸四面体层、氧化铝八面体层、和硅酸四面体层三层而构成。膨润土的水分吸收·放出特性与上述海泡石相同。膨润土在相对湿度约60％以上的情况下，水分吸收量增大，在相对湿度约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量，即使在相对湿度100％的情况下也显示水分吸收量。蒙脱土每1g能够吸收约0.1～0.2g的水蒸气，每1g能够吸收约0.3～0.5g的水滴。

(6)蛭石

作为吸湿部件12，可以使用蛭石。蛭石的化学式是(Mg，Fe，Al)₃(Al，Si)₄O₁₀(OH)₂·4H₂O，通过粉碎原石，在加热炉中急剧加热，使其膨胀而得到。蛭石在相对湿度约60％以上的情况下，水分吸收量增大，在相对湿度约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量，即使在相对湿度100％的情况下也显示水分吸收量。蛭石每1g能够吸收约0.05～0.1g的水蒸气，每1g能够吸收约0.1～0.3g的水滴。

(7)十和田湖浮石

作为吸湿部件12，可以使用十和田湖浮石。十和田湖浮石是十和田湖产出的浮石，组成是硅酸(SiO₂)70％、氧化铝(Al₂O₃)15.1％、氧化钙(CaO)3.7％、氧化钠(Na₂O)3.0％、氧化钾(K₂O)2.1％。十和田湖浮石的水分吸收·放出特性与上述海泡石相同。十和田湖浮石在相对湿度约60％以上的情况下，水分吸收量增大，在相对湿度约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量，即使在相对湿度100％的情况下也显示水分吸收量。十和田湖浮石每1g能够吸收约0.2～0.7g的水蒸气，每1g能够吸收约0.5～1g的水滴。

(8)沸石

作为吸湿部件12，可以使用沸石。非水是结晶中带有微细孔的铝硅酸盐的总称。沸石的水分吸收·放出特性与上述海泡石相同。沸石在相对湿度约5～10％以上的情况下，水分吸收量增大，在相对湿度约80％以上的情况下，显示更大的水分吸收量，即使在相对湿度100％的情况下也显示吸收量。沸石每1g能够吸收约0.3～0.5g的水蒸气，每1g能够吸收约0.4～1g的水滴。

(9)水铝英石

作为吸湿部件12，可以使用水铝英石。水铝英石构成为中空球状铝硅酸盐，SiO₂/Al₂O₃为1～2，Si/Al为0.5～1。水铝英石的水分吸收·放出特性与上述海泡石相同。水铝英石在相对湿度约60％以上的情况下，水分吸收量增加，显示略大的吸收量。水铝英石每1g能够吸收约0.2～0.3g的水蒸气。

(10)有机系吸湿材料

作为吸湿部件12，可以使用特开2001-219063号公报中公开的有机系吸湿材料。该有机系吸湿剂由分散了在多元醇中聚合形成的吸水树脂或吸水凝胶的吸水树脂分散体构成。有机系吸湿剂可以附着于陶瓷单成岩或无纺布的纤维而使用，或者也可以使其他多元醇和聚异氰酸酯反应，形成为由聚氨酯树脂构成的形状而使用。该有机系吸湿材料在相对湿度约40～100％的范围内，每1g能够吸收约1g的水蒸气。

(11)多孔粉体

作为吸湿部件12，可以使用特开2006-272295号公报中公开的多孔粉体。该多孔粉体通过使污泥焚烧灰和酸水溶液反应后，进行中和处理而得到。该处理每1g能够吸收约0.5g的水蒸气。

(12)碳酸固化体

作为吸湿部件12，可以使用碳酸固化体。作为碳酸固化体，可以使用特开2006-27999号公报中公开的将由如下所述的物质的混合粉末构成的含水生形体碳酸固化的材料，即：熟石灰10～50重量％、无机系废弃物粉末30～70重量％、和天然产出的具有高表面系数的无机粉末(鹿沼土、天然沸石、硅藻土的烧成品、硅藻土的干燥品等)、或将以氢氧化铝为主成分的废弃物在100～500℃下临时煅烧得到的具有高表面系数的无机粉末10～30重量％。在该碳酸固化体中，每1g能够吸收约0.1g～0.4g的水蒸气。

另外，作为碳酸固化体，还可以使用特开2006-27998号公报中公开的将以熟石灰10～70重量％、和粘土瓦或砖等廉价原料即石器粘土30～90重量％作为混合粉末的含水生形体碳酸固化的材料。在该碳酸固化体中，每1g能够吸收约0.1g～0.3g的水蒸气。

(13)氢氧化铝系材料

作为吸湿部件12，可以使用氢氧化铝系材料。氢氧化铝系材料可以利用特开平11-11939号公报中公开的将氢氧化铝的粉末在减压化(0.9大气压以下)下，以300～800℃进行热处理的方法来得到。由该方法得到的氢氧化铝系材料中，每1g能够吸收约0.1g～0.3g的水蒸气。

另外，还可以使用利用特开2004-261702号公报中记载的氢氧化铝的热处理来多孔化的氢氧化铝系材料。该多孔化的氢氧化铝系材料可以在相对湿度为30～40％的范围内使用，每1g能够吸收约0.1g～0.2g的水蒸气。

(14)利用了含水铝英石或伊毛缟石组合物的调湿材料

作为吸湿部件12，可以使用特开2004-115278号公报中公开的利用含水铝英石或伊毛缟石组合物的调湿材料。该调湿材料可以通过添加含水铝英石或伊毛缟石组合物和氢氧化钙系的固化剂将其成形后，用含二氧化碳气体进行碳化处理而得到。该调湿材料每1g能够吸收约0.1～0.4g的水蒸气。

(15)由多孔材料构成的组合物构成的调湿材料

作为吸湿部件12，可以使用特开平9-294931号公报中公开的多孔材料的组合物构成的调湿材料(例如，十六三甲基铵系材料)。该调湿材料通过用二氧化硅或纤维金属氧化物包围表面活性剂或具有长链烷基的有机物的周围后使其聚合，然后烧成或萃取而除去有机物来得到。该调湿材料的细孔直径的平均值为2～6nm，且具有在40～70％的相对湿度的范围内吸收水蒸气的功能，每1g能够吸收约0.1～0.4g的水蒸气。

附加的优点和修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。本发明从广义来说，不限于公开的具体内容、典型设备、和示出和描述的实施例。

Claims (28)

1.一种水滴生成装置，其中，具备：

容器(10)，其设置于大气中，且形成有开口部(10a)；

开闭阀(11)，其在外部气温低于规定温度时，或湿度高于规定湿度时，开放所述开口部(10a)，在外部气温高于所述规定温度时，或湿度低于规定湿度时，关闭所述开口部(10a)；

吸湿部件(12)，其收容于所述容器(10)的内部，且构成为利用湿度变化吸收及放出水蒸气；

凝结部(14)，其以与所述容器(10)的内部连通的方式设置，且构成为将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气冷却至露点以下，

在利用所述开闭阀(11)开放所述开口部(10a)的情况下，所述吸湿部件(12)吸收大气中的水蒸气，

在利用所述开闭阀(11)关闭所述开口部(10a)的情况下，所述吸湿部件(12)放出水蒸气，并且所述凝结部(14)将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气凝结而生成水滴。

2.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述开闭阀(11)利用由于温度变化而体积变化的蜡将所述开口部(10a)开闭。

3.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述开闭阀(11)利用从太阳电池(22)供给电源的马达(11b)，将所述开口部(10a)开闭。

4.根据权利要求3所述的水滴生成装置，其中，

具备：定时器机构(20)，其在一天中气温上升的规定开放时间和气温降低的规定关闭时间，切换对所述马达(11b)的电源供给的接通关闭，

所述开闭阀(11)构成为，在所述规定开放时间开放，在所述规定关闭时间关闭。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的水滴生成装置，其中，

具备：贮水部(40)，其贮存由所述凝结部(14)生成的水滴。

6.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

具备：空气导入路(42)，其使所述凝结部(14)和大气连通；

湿度传感器(25)，其检测所述空气导入路(42)附近的湿度；

泵(44)，其将从所述空气导入路(42)导入的大气向所述凝结部(14)供给；

开闭阀(43)，其开闭所述空气导入路(42)；

控制部(23)，其进行所述开闭阀(43)的开闭控制和所述泵(44)的运行控制，

所述控制部(23)在由所述湿度传感器(25)检测出的湿度超过规定值的情况下，开放所述开闭阀(43)，并且使所述泵(44)运行。

7.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是配置于土壤中且以将土壤和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

8.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是以将大气和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

9.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是配置于水中且以将水和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

10.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述吸湿部件由介孔二氧化硅构成。

11.根据权利要求10所述的水滴生成装置，其中，

所述介孔二氧化硅的细孔直径在1nm～7nm的范围内。

12.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述容器(10)和所述凝结部(14)之间以从所述吸湿部件放出的水蒸气通过的方式构成，且利用由传热性低于所述容器(10)及凝结部(14)的材料构成的连结部(13)连结。

13.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

具备：水分传递部件(17)，其用于使由所述凝结部(14)生成的水滴向土壤中扩散。

14.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

所述容器(10)的上表面由具有透光性的上侧部件(41)构成。

15.根据权利要求14所述的水滴生成装置，其中，

所述上侧部件(41)设置有两张板状部件(41a、41b)密闭的间隙而配置。

16.根据权利要求1所述的水滴生成装置，其中，

具备：净化机构(50、51、52)，其净化由所述凝结部(14)生成的水滴。

17.一种水滴生成方法，其中，

使用权利要求1所述的水滴生成装置，

在外部气温低于规定温度时，利用所述开闭阀(11)开放所述开口部(10a)，用所述吸湿部件(12)吸收大气中的水蒸气，

在外部气温高于规定温度时，利用所述开闭阀(11)关闭所述开口部(10a)，从所述吸湿部件(12)放出水蒸气，并且，所述凝结部(14)将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气凝结而生成水滴。

18.一种水滴生成装置，其中，具备：

容器(10)，其设置于大气中，且形成有开口部(10a)；

吸湿部件(12)，其收容于所述容器(10)的内部，且构成为利用湿度变化吸收及放出水蒸气；

凝结部(14)，其设置为与所述容器(10)的内部连通，且构成为将从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气冷却至露点以下；

吸水部件(56)，其收容于所述容器(10)的内部，且构成为利用温度变化吸收及放出空气中的水滴；

水滴收集部件(57)，其配置于所述吸水部件(56)的下方，且收集从所述吸水部件(56)放出的水滴；

贮水部(40)，其贮存由所述凝结部(14)生成的水滴、和由所述水滴收集部件(57)收集的水滴。

19.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是配置于土壤中，且以将土壤和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

20.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是以将大气和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

21.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

所述凝结部(14)是配置于水中，且以将水和从所述吸湿部件(12)放出的水蒸气进行热交换的方式而构成的热交换器。

22.根据权利要求18～21中任一项所述的水滴生成装置，其中，

所述吸湿部件由介孔二氧化硅构成。

23.根据权利要求22所述的水滴生成装置，其中，

所述介孔二氧化硅的细孔直径在1nm～7nm的范围内。

24.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

所述容器(10)和所述凝结部(14)之间以从所述吸湿部件放出的水蒸气通过的方式构成，且利用由传热性低于所述容器(10)及凝结部(14)的材料构成的连结部(13)连结。

25.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

具备：水分传递部件(17)，其用于使在所述凝结部(14)生成的水滴向土壤中扩散。

26.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

所述容器(10)的上表面由具有透光性的上侧部件(41)构成。

27.根据权利要求26所述的水滴生成装置，其中，

所述上侧部件(41)设置有两张板状部件(41a、41b)密闭的间隙而配置。

28.根据权利要求18所述的水滴生成装置，其中，

具备：净化机构(50、51、52)，其净化由所述凝结部(14)生成的水滴。

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