JP2000110201A - 取水装置 - Google Patents

取水装置

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JP2000110201A JP10285402A JP28540298A JP2000110201A JP 2000110201 A JP2000110201 A JP 2000110201A JP 10285402 A JP10285402 A JP 10285402A JP 28540298 A JP28540298 A JP 28540298A JP 2000110201 A JP2000110201 A JP 2000110201A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気が低温にも関わらず効率よく大気中から
水分を取り入れることが可能な取水装置を提供する。 【解決手段】 大気取入装置2と、取り入れた大気を昇
温可能な加温装置2aと、大気取入装置2によって取り
入れられる大気圧力を低減する機構5を備えると共に取
り入れられた大気を冷却して湿分を取出す冷却部7を内
蔵した大気湿度変換機1と、この大気湿度変換機1によ
って得られる水を取出す取水口9とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は取水装置に関し、詳
しくは、大気温度が低い場合であっても大気中の湿分か
ら水を効率よく取り出す装置に関する。
【0002】
【従来の技術】これまで種々の取水装置が開発されてき
たが、例えば、海水淡水化といった目的には、古くから
ある蒸留法に代わって、効率の高い、逆浸透膜を利用し
た装置や限外濾過法を利用した装置などが開発された。
なかでも、エネルギー的に有利な面が多いことから逆浸
透膜を利用した装置が考えられた。しかし、逆浸透膜を
利用した装置では、膜自体が高価であり、膜の寿命がそ
れほど長くないことと相まって装置全体のコストが高い
という問題があった。しかも、膜の劣化を直接的に感知
する方法がなく、生成される淡水の水質を常時検査する
必要があり、維持コストも高いものであった。そこで、
本発明者は高価な逆浸透膜を利用することなく、安価で
簡易に真水を製造することの可能な装置を開発した。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記装
置は大気が低温の場合、取水効率が低下するという問題
があった。つまり、大気温度は低いほど取水効率は低下
し、特に、大気温度が5℃を下回る場合、著しく取水効
率は低下して、使用に制限が生じるに至った。そこで本
発明者は、冬季のように大気温度が低い場合にも取水効
率を一定以上に維持させるため鋭意研究・努力した結
果、簡単な装置を加えることにより予想外の効果を発揮
し得、大気が低温である冬季においても、大気中より効
率よく取水可能な装置を発明した。
【0004】本発明は、大気が低温にも関わらず効率よ
く大気中から水分を取り入れることが可能な取水装置を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的は請求項記載の
発明により達成される。すなわち、本発明に係る取水措
置の特徴構成は、大気取入装置と、取り入れた大気を昇
温可能な加温装置と、前記大気取入装置によって取り入
れられる大気圧力を低減する機構を備えると共に取り入
れられた大気を冷却して湿分を取出す冷却部を内蔵した
大気湿度変換機と、この大気湿度変換機によって得られ
る水を取出す取水口とを有することにある。このように
構成されていると、冬季のように例え大気が低温にも関
わらず、大気中の湿分を増大させることができ、しか
も、採り入れる大気の温度を高くできるため、大気圧力
を小さくする必要がない。従って、採り入れる大気量を
大きくできて大量の大気の中に存在する湿分から取水が
可能となるという予期せぬ効果を発揮し得、大気環境温
度が高い場合よりもかえって取水効率が高まり、その結
果、大気が低温にも関わらず効率よく大気中から水分を
取り入れることが可能な取水装置を提供することができ
た。
【0006】前記大気取入装置によって取り入れた大気
を流量調節するための風量調節装置を備えることが好ま
しい。このようになっていると、大気取入装置に接続さ
れる大気湿度変換機が多数である場合にも、各大気湿度
変換機に送給される大気風量が均一に分岐・送給され
て、各大気湿度変換機での取水効率を平均的に高いもの
に維持できて都合がよい。
【0007】前記風量調節装置の後送風量と前記加温装
置の加温条件とを制御可能な制御装置を備えることが好
ましい。このようになっていると、風量調節装置から後
送される風量を適正なものとすると共に、加温装置の加
温条件を適正なものとできるので、常時取水効率を高く
維持できる。特に、風量調節装置から複数の分岐管など
を介して後送される場合に、各分岐管内の風量を均一に
なって取水効率の向上に寄与できるものとなる。
【0008】前記大気圧力低減機構が、大気取入口に設
けられた50〜120メッシュの多孔質通気体であるこ
とが好ましい。このようになっていると、低コストで効
果的に目的を達成できて一層好ましい。この場合、大気
中の塵芥を除くこともできるので、より清浄な水が得ら
れると共に、装置自体の耐久性も向上する。通気体の孔
サイズが50メッシュ未満では、大気圧力が大きくな
り、残留する湿分は少なくなり、得られる湿分も少なく
なって効率的でなくなるので好ましくない。通気体の孔
サイズが120メッシュを越えると、残留する湿分は多
くなり、得られる湿分も多くなるが、取入れる大気量を
多くすることができず、効率が低下して好ましくない。
通気体の材質としては、発泡ポリウレタン製、発泡ポリ
プロピレン製などを使用することが耐久性においても、
コスト的にも好ましい。尚、大気圧力は16kgf/c
2 以下、より好ましくは9kgf/cm2 以下に低減
することが取水効率を高める上で好ましい。
【0009】前記大気湿度変換機と取水口との間に殺菌
装置を備えることが好ましい。このようになっている
と、得られた水を飲料水に使用できるのみならず、精密
部品の洗浄水等とくに清浄な水が要求される用途に使用
できる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明にかかる取水装置の一実施
形態を、図面を参照して詳細に説明する。図1は、飲料
水を得るための取水装置の全体構造を示す。この装置
は、取り入れた大気中の湿分を取出すための大気湿度変
換機1と、この大気湿度変換機1に大量の大気を取り入
れるための大気取入装置たる吸引ポンプ2と、大気湿度
変換機1に取り入れられた大気を冷却する冷媒を送込む
冷却機構3とを備える。吸引ポンプ2には、取り入れる
大気を昇温するための加温装置2aが設けられている。
この加温装置2aは、電熱線などからなるヒータを内蔵
していて、温度センサー(図示略)で大気の加温状態を
モニターしながら、大気が一定温度以上になるように制
御されている。この場合の温度制御は、制御装置Cによ
ってなされる。加温は、例えば、冬などの寒冷期に大気
が0℃近い場合に、大気を20〜50℃、より好ましく
は40〜50℃に加熱することにより、大気中の飽和水
分量を高めて、季節に関わらず効率よく大気中から取水
を可能とするものである。従って、この加温装置を備え
ることにより、本実施形態の取水装置を寒冷地方でも効
率的に使用することができる。しかも、取り入れられる
大気が加温されているので、後述する大気圧力低減機構
による大気圧力低減量を少なくして、多量の大気を取り
入れることができ、従来の装置に比べて取水効率が極め
て高いものに実現できた。尚、前記加温装置としては赤
外線輻射ヒータのような構成のものでもよい。
【0011】吸引ポンプ2により吸引された大量の大気
を一時に送給することによる弊害を緩和するため、吸引
した大気を2〜4に分岐する風量調節機3に送給し、こ
こで複数の大気流として分岐され、幾分整流されて変動
幅の少ない大気が次のフィルター4に送給される。つま
り、風量調節機3の内部には、図示はしないが、風量を
調節可能に開閉するダンパーが装着されていて、前記制
御装置Cの指示により次のフィルター4に送給される各
分岐管内の風量を均一になるように、ダンパーの開閉量
を制御するようになっている。もっとも、風量調節機3
は必ずしも必要ではないが、安定して大量の大気を送給
し、取水効率を上げるためには、設けることが好まし
い。風量調節機3によって分岐される数、分岐管のサイ
ズ等は適宜選択することができる。
【0012】フィルター4によって除塵された大気は、
吸引ポンプ2から取り入れられた大量の大気から効率よ
く湿分を取出すために大気圧力を低減するための大気圧
力低減機構たる多孔質通気体5に送給される。前記大気
湿度変換機1は、この多孔質通気体5と、冷却機構6か
らの冷却部7と、冷却され凝縮された水を殺菌する殺菌
装置8と、殺菌された水を採取するための取水口9と、
取り入れた空気を排出する空気排出口10とから構成さ
れている。前記多孔質通気体5は、種々の形態のものを
採用できるが、大気が加温されて温風になっているの
で、発泡ポリウレタン製、発泡ポリプロピレン製などの
通気体(50〜120メッシュ)を使用することが好ま
しい。尚、図中9aは水を取り出すための取水バルブで
ある。又、冷却機構6は、一般に用いられている冷却装
置をそのまま使用することができ、例えば、冷媒を圧縮
する圧縮器11と、ファン14を有する凝縮器12と、
減圧機構(図示せず)と冷熱を蓄熱する蓄熱槽(図示せ
ず)等とからなっていて、冷熱を有する冷媒を、配管1
3を介して大気湿度変換機1の冷却部7に搬送するよう
になっている。これによって、取り入れられた大量の大
気を効果的に凝縮して、水を得ることができるのであ
る。尚、冷媒としては、アンモニア、フレオン、水等種
々のものを使用することができる。得られた水は飲料用
に供するため、更に、殺菌装置8に送られて、殺菌され
取水されることとなる。もっとも、得られた水を飲料用
に供するのでなければ、必ずしも殺菌装置8を設けてお
く必要はない。要は、目的に応じて必要設備を設ければ
よい。
【0013】
【実施例】次に、上記実施形態に示す装置によって得ら
れた実施例を、以下に示す。室温5℃で相対湿度70%
の大気中において、大気吸引ポンプ(吸引能:1分当た
り24m3 )で吸引した大気を加温装置によって約40
℃に昇温させ、この温度に維持しつつ吸引ポンプを長時
間運転した。このときの圧縮した大気圧力は9kgf/
cm2 であった。その結果、平均10リットル/時の真
水が得られた。この値はほぼ満足できるものであり、大
気が低温である冬季あるいは寒冷地で使用する場合で
も、実用に供することができる結果が得られた。
【0014】〔別実施の形態〕 (1) 上記実施形態では、制御装置Cが加温装置2a
の温度制御および風量調節機3内のダンパーの開閉を制
御するようになっているが、いずれか一方のみを制御す
るものでもよく、更に、フィルター4に送給される各分
岐管毎の大気温度を測定し、その結果に基づいて加温装
置2aの温度制御を行う方式のものでもよい。このよう
になっていると、大気圧力低減機構5へ送る大気から一
層効率のよい取水ができて好ましい。
【0015】(2) 大気圧力を低減するための多孔質
通気体4としては、ある程度の連続加温状態に耐えられ
るものであれば、各種エアフィルター等を用いることも
できる。多孔質通気体の代わりに、大気取り入れ通路に
邪魔板を多数配置するように構成してもよく、オリフィ
スのような構成としてもよい。要は、取り入れる大気圧
力を低減するために、圧損を大きくできる構成であれば
よい。前記多孔質通気体が多孔質焼結材のようなもので
もよい。大気圧力低減機構が、取り入れた大気をらせん
管のような細長い通路を通過させた後、体積の大きな室
に導入することにより大気圧力を低減させるようにした
ものであってもよい。
【0016】(3) 取り入れられた大量の大気を効果
的に凝縮させるため、露結を容易にさせる触媒作用を備
えた凝縮剤のようなものを添加してもよい。更に、大気
を冷却して取水した後は外部に逃がす大気中の湿分をで
きるだけ少なくするために、出口部分の大気圧力を高め
るように出口の大きさを小さく絞るようにしてもよい。
【0017】(4) 本発明により得られた水は、飲料
用水のみならず各種冷却水、洗浄水等の工業用水として
使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る取水装置の概略全体構成図
【符号の説明】
1 大気湿度変換機 2 大気取入装置 2a 加温装置 3 風量調節装置 5 大気圧力低減機構 7 冷却部 9 取水口 C 制御装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 大気取入装置と、取り入れた大気を昇温
    可能な加温装置と、前記大気取入装置によって取り入れ
    られる大気圧力を低減する機構を備えると共に取り入れ
    られた大気を冷却して湿分を取出す冷却部を内蔵した大
    気湿度変換機と、この大気湿度変換機によって得られる
    水を取出す取水口とを有する取水装置。
  2. 【請求項2】 前記大気取入装置によって取り入れた大
    気を流量調節するための風量調節装置を備える請求項1
    の取水装置。
  3. 【請求項3】 前記風量調節装置の後送風量と前記加温
    装置の加温条件とを制御可能な制御装置を備える請求項
    2の取水装置。
  4. 【請求項4】 前記大気圧力低減機構が、大気取入口に
    設けられた50〜120メッシュの多孔質通気体である
    請求項1〜3のいずれかの取水装置。
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