JP2001295324A

JP2001295324A - 造水装置

Info

Publication number: JP2001295324A
Application number: JP2000114188A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Yamada; 眞一朗山田; Kazumi Ishizu; 一美石津; Kenji Tojo; 健司東條; Atsuyasu Kobayashi; 敦泰小林
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Priority date: 2000-04-14
Filing date: 2000-04-14
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】砂漠地帯で高い造水効率を得ることのできる
造水装置を実現する。【解決手段】造水装置２５には、凝縮器２、蒸発器
３、送風機５、ドレインパン７が設けられ、この造水装
置２５は収納庫３０内に設置されている。外部空気は空
気取入口３６から収納庫３０内に入り、さらに空気吸込
口６から造水装置２５内に流入して蒸発器３で冷却され
る。これにより、空気中の水分は凝縮して蒸発器３に水
滴となって付着し、さらにドレインパン７上に滴下する
ので、これを回収すれば水を得ることができる。そして
本発明では、外部空気の流れに沿って、凝縮器２が蒸発
器３の下流位置に設置されている。このようにすれば、
蒸発器３で冷却された空気により凝縮器２が冷却される
ので、凝縮器２内の冷媒ガスを十分に冷却することがで
き、蒸発器３での造水効率を高めることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外気中の水分を凝
縮させて水を造る造水装置に関する技術である。

【０００２】

【従来の技術】一般に生活用水、工業用水または農業用
水としては、地下水や河川等の水が利用されている。し
かし、砂漠地帯などにおいては、河川等の水を利用する
ことができないことから、地下水を利用することが行わ
れているが、地下水を汲み上げすぎると、地下水の中に
海水が入り込むという問題がある。

【０００３】一方、従来より、沿岸地域に海水淡水化プ
ラントを設置して、海水から水を得ることが行われてい
る。海水淡水化プラントは多量の水を効率良く得ること
ができる点では優れているが、海水中の塩分を完全に除
去することができず、得られた水には微量な塩分が残っ
ているために、農業用水としては適していない。

【０００４】また、海水淡水化プラントでは、海水を淡
水化する際に生じる塩分濃度の高い海水が海に戻される
ため、プラントが設置された近辺の海では、海水の塩分
濃度が高くなる。特に、海水淡水化プラントが湾内の陸
地に設置されていると、湾内は海水の循環が少ないため
に、海底に塩が沈殿する恐れがあり、環境破壊の問題が
生じる。

【０００５】そこで、近年では空気中に含まれる水分を
凝縮させて水を得ることが提案されている。例えば、特
開平９−９９２０１号公報には、内部が中空の造水パネ
ルを複数個設置し、該造水パネル内に、冷却ユニットで
冷却した冷媒を循環させることにより、造水パネル表面
に空気中の水分を凝縮させて水を作り出す造水装置が提
案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、造水パネルに通流させる冷媒を冷却ユニ
ットで十分に冷却するのが難しく、多量の水を効率良く
造ることは困難である。すなわち、冷媒を冷却ユニット
で冷却するためには、水又は外気などの他の冷媒で冷却
することが考えられる。しかし、砂漠地帯では冷媒とし
ての水を得ることが困難であり、外気により冷却せざる
を得ない。ところが、砂漠地帯などでは外気温が５０℃
にも達する場合もあり、このような高温の外気で冷媒を
冷却しても、十分に低温にすることができないため、造
水効率が低下する。

【０００７】そこで、高温の外気を用いて冷媒を冷却す
る方法として、冷凍サイクルを適用することが考えられ
る。つまり、冷媒ガスを圧縮して凝縮器に導き、外気に
冷媒ガスを冷却して液化させ、液化された冷媒液を減圧
して造水パネルに流入させて外気中の水分を凝縮させる
方法が考えられる。これによれば、比較的高温の外気で
あっても、凝縮器において冷媒ガスを液化させることが
できる。

【０００８】しかし、このような冷凍サイクルを利用し
ても、外気が５０℃以上に達する砂漠地帯の場合、冷媒
ガスの凝縮効率が低下するため、造水効率を高めること
ができないという問題がある。

【０００９】なお、圧縮機の吐出圧力を高くして、外気
の温度が５０℃以上でも冷媒ガスの液化を行わせるよう
にすることが考えられるが、冷媒ガスの圧力は圧縮機や
凝縮器の耐圧の面から制限を受ける。

【００１０】また、凝縮効率を高くする方法として、凝
縮器の伝熱面積を大きくしたり、外気の風速を小さくす
ることが考えられるが、いずれの方法でも、凝縮器が大
きくなるという問題がある。

【００１１】本発明は、砂漠地帯で高い造水効率を得る
ことのできる造水装置を得ることを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、圧縮冷媒ガスが導入される冷媒ガス流路
を有し、冷媒ガス流路の外側を流れる空気により冷媒ガ
スを凝縮する第１の熱交換器と、第１の熱交換器から排
出される冷媒液を減圧して導入する冷媒液流路を有し、
該冷媒液流路の外側を流れる空気を冷却する第２の熱交
換器とを備え、前記空気として水分を含む外気を室外か
ら導くとともに、第２の熱交換器を外気が通流される空
気流路内の上流位置に、第１の熱交換器を第２の熱交換
器の下流位置に設置してなり、第２の熱交換器により外
気中の水分を凝縮させて水を造ることを特徴としてい
る。

【００１３】上記構成によれば、第１の熱交換器を第２
の熱交換器の下流位置に設置したので、第２の熱交換器
で外気中の水分が凝縮されることにより冷却された外気
が、第１の熱交換器に通流し、第１の熱交換器に導入さ
れた圧縮冷媒ガスを効果的に冷却する。つまり、砂漠地
帯のような高温の外気を第２の熱交換機で冷却した後、
第１の熱交換機に導くようにしていることから、圧縮冷
媒ガスを十分に冷却することができ、高い造水効率で水
を造ることができる。また、冷却された外気を第１の熱
交換器に導くようにしたので、冷媒ガスを高圧力に圧縮
しなくても第１の熱交換器で冷媒ガスを凝縮させること
ができ、圧縮機の圧力を高くする必要はない。

【００１４】また、本発明の造水装置には、外気の湿度
および温度が所定の運転条件範囲となったときに冷媒ガ
スおよび冷媒液を循環させ、運転条件範囲から外れたと
きに冷媒ガスおよび冷媒液の循環を停止させる制御手段
を設けることができる。このような制御手段を設ける
と、外気の湿度および温度が所定の運転条件範囲内、す
なわち水を造るのに適した湿度および温度になれば造水
装置が自動的に起動されて、水を効率良く造ることがで
きる。また、外気の湿度および温度が所定の運転条件範
囲外、すなわち水を造るのに適さない湿度および温度に
なれば造水装置が自動的に停止される。所定の運転条件
範囲は、外気の湿度が６０％以上で、温度が２５〜５０
℃の範囲である。

【００１５】上記第１の熱交換機を凝縮器に、第２の熱
交換機を蒸発器にそれぞれ置き換えた場合、冷媒ガスを
圧縮して凝縮器へ送る圧縮機と、凝縮器で圧縮された冷
媒液を減圧させる減圧器と、減圧された冷媒液を蒸発さ
せる蒸発器と、水分を含む外気を室外から導き凝縮器お
よび蒸発器に通流させる送風手段と、送風手段で通流さ
せる外気中の水分が蒸発器で冷却され凝縮される水を回
収する水回収手段と、圧縮機および送風手段の駆動を制
御する制御手段とを設けることができる。

【００１６】この場合、外気の湿度および温度が所定の
運転条件範囲となったときに圧縮機および送風手段を駆
動させ、運転条件範囲から外れたときに圧縮機および送
風手段を停止させる制御手段を設けることができる。こ
の場合も、所定の運転条件範囲は、外気の湿度が６０％
以上で、温度が２５〜５０℃の範囲である。

【００１７】凝縮器、蒸発器、送風手段および水回収手
段は一つの筐体に収納して、筐体内に上から下に、送風
手段、凝縮器、蒸発器、水回収手段の順に配置するのが
望ましい。このようにすれば、蒸発器で冷却された外気
を凝縮器に容易に通流させることができる。さらに、筐
体には、外気を筐体内に吸い込む空気吸込口と、蒸発器
および凝縮器を通流後の外気を筐体外へ吹き出す空気吹
出口とが設けられている。

【００１８】また、水回収手段は、蒸発器で凝縮され滴
下する水を回収するドレンパンであり、該ドレンパンに
は回収した水を外部へ流すためのドレン排出管が接続さ
れている。

【００１９】筐体は、幅が１４００ｍｍ以下、奥行が７
５０ｍｍ以下、高さが２２００ｍｍ以下に形成されてい
る。このようにすると、複数の造水装置をコンテナに収
納するに好都合である。

【００２０】筐体を、通気性を有する覆体で囲うことが
できる。砂漠地帯においては、外的な輻射熱や風圧が強
く、また強い風によって多量の砂塵が舞っており、さら
に海岸近くの砂漠地帯では海からの強い潮風に曝され
る。筐体を覆体で囲うようにすれば、輻射熱、風圧、砂
塵、潮風等から造水装置を防護することができる。覆体
には外気を取り入れるための空気取入口が設けられてお
り、その空気取入口には空気中の砂塵および塩分を除去
するためのフィルタを取り付けることができる。また覆
体には空気排出口が設けられ、その空気排出口は、筐体
に設けられた空気吹出口に接続されている。これによ
り、蒸発器および凝縮器を通流後の外気を直ちに覆体の
外へ排出できる。

【００２１】蒸発器での造水能力を制御するには、圧縮
機の回転数を操作して冷媒循環量を調整するやり方と、
圧縮機を複数台設け、該圧縮機を１台ずつ運転停止をし
て全体の冷媒循環量を調整するやり方と、送風手段で外
気の通流量を調整するやり方とがある。

【００２２】制御手段は、日中は圧縮機および送風手段
の運転を停止させ、夜間から朝方にかけて圧縮機および
送風手段の運転を行う。砂漠地帯では電力使用量がピー
クとなるのは主に日中であるから、外気の相対湿度およ
び温度が所定の運転条件範囲内となったときでも、日中
は造水装置の運転を停止させる。また制御手段は、海霧
発生を検知して圧縮機および送風手段の運転を行い、海
霧が晴れたときに圧縮機および送風手段の運転を停止さ
せるよう制御してもよい。

【００２３】水回収手段で回収した水を一時貯留する貯
留タンクを設けることができる。この貯留タンクは造水
装置近くの地下に埋設するのがよい。このようにすれ
ば、給水ポンプによって給水配管を介して水を需要先へ
容易に供給することができる。

【００２４】貯留タンクに貯留した水を滅菌処理する手
段を設けることができる。滅菌処理するには、加熱、紫
外線またはオゾンによって行うのがよい。

【００２５】また、蒸発器で造水された水が接する部位
は、耐食性および耐久性に優れた材料または耐食性およ
び耐久性に優れた塗装をした材料で形成するのがよい。
このような材料としては、銅、アルミニウム、チタン、
ステンレスまたは樹脂等がある。

【００２６】また、本発明の造水装置の運転方法は、空
気中に含まれる水分を凝縮させて水として取り出す造水
装置を夜間から朝方にかけて運転し、日中は運転を停止
させることを特徴としている。

【００２７】さらに、本発明の造水装置の運転方法は、
造水装置を海霧の発生しやすい沿岸地域に設置し、海霧
の発生時に造水装置を運転して、空気中に含まれる水分
を造水装置により凝縮させて水として取り出すことを特
徴としている。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１および図２は本発明に係る造水
装置の内部構成を示しており、図１は正面方向から見た
図、図２は側面方向から見た図である。また、図３は本
発明に係る造水装置の外観を示しており、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。

【００２９】図１および図２に示すように、本発明に係
る造水装置２５は収納ケース１を有し、この収納ケース
１の内部には凝縮器２および蒸発器３が設置されてい
る。凝縮器２の上方には、電動機４によって駆動される
送風機５が収納されている。収納ケース１の正面には空
気吸込口６が取り付けられており、外気は空気吸込口６
を介して収納ケース１内に流入して、蒸発器３、凝縮器
２の順に通流するように構成されている。すなわち、外
気が通流される空気流路に沿って、蒸発器３は上流位置
に、凝縮器２は下流位置にそれぞれ設置されている。蒸
発器３の下方にはドレインパン７が設けられ、このドレ
インパン７は収納ケース１側面のドレイン排出口８に繋
がっている。なお、蒸発器３、ドレインパン７およびド
レイン排出口８は、耐食性および耐久性に優れた材料ま
たは耐食性および耐久性に優れた塗装をした材料で形成
されている。このような材料としては、銅、アルミニウ
ム、チタン、ステンレスまたは樹脂等がある。

【００３０】収納ケース１の底部には圧縮機９が設置さ
れている。本実施の形態の造水装置では冷凍サイクルが
２系統となっており、圧縮機９は２個設置され、それに
付随してディストリビュータ１０、温度式自動膨張弁１
１、サイレンサ１２、電磁弁１３、キャピラリチューブ
１４、アキュムレータ１５、ストレーナ１６等も２系統
分設けられている。なお、図１および図２において、１
７は空気吸込口６の裏側に設けられたエアフィルタ、１
８は収納ケース１の下部に設置された電気品箱である。
また、１９は圧縮機９に取り付けられた高圧遮断装置、
２０，２１はチェックジョイントである。

【００３１】さらに、図３に示すように、収納ケース１
の正面には空気吸込口６の下方に圧力計２２が設けら
れ、また収納ケース１の背面には、送風機５のフードが
接続された空気吹出口２３が設けられている。なお、収
納ケース１の幅は１４００ｍｍ以下、奥行は７５０ｍｍ
以下、高さは２２００ｍｍ以下に設定するとよい。この
ようにすると、コンテナに収納するに好都合である。

【００３２】次に、本実施の形態における造水装置の冷
凍サイクルについて説明する。図４に示すように、圧縮
機９の吐出側は、途中にサイレンサ１２を有するライン
Ｌ１を介して凝縮器２の入口側に接続されている。サイ
レンサ１２は圧縮機９で圧縮され高温高圧となった冷媒
ガスの脈動を消すためのものである。凝縮器２の出口側
は途中にストレーナ１６および温度式自動膨張弁１１を
有するラインＬ２を介してディストリビュータ１０に接
続され、ディストリビュータ１０はラインＬ３を介して
蒸発器３の入口側に接続されている。蒸発器３の出口側
はラインＬ４を介してアキュームレータ１５の入口側に
接続され、このアキュームレータ１５の出口側はライン
Ｌ５を介して圧縮機９の吸込側に接続されている。ま
た、電磁弁１３およびキャピラリチュ−ブ１４を有する
ラインＬ６が設けられ、このラインＬ６の一端はストレ
ーナ１６と温度式自動膨張弁１１間でラインＬ２に、他
端はラインＬ４にそれぞれ接続されている。

【００３３】上記構成において、冷媒ガスは圧縮機９で
圧縮されて高温高圧の冷媒ガスとなり、その冷媒ガスは
ラインＬ１に沿って搬送され、サイレンサ１２を通過後
に凝縮器２に導入される。凝縮器２の周囲には、蒸発器
３で冷却された外気が送風機５によって通流されてお
り、凝縮器２に導入された高温高圧の冷媒ガスは、凝縮
器２周囲の外気と熱交換して冷却され凝縮して冷媒液と
なる。この冷媒液はラインＬ２に沿って搬送され、スト
レーナ１６を通過した後に温度式自動膨張弁１１で減圧
されて膨張し、低温低圧の冷媒液となる。この低温低圧
の冷媒液はディストリビュータ１０で分配された後、ラ
インＬ３を介して蒸発器３に導入される。蒸発器３の周
囲には送風機５によって外気が通流されており、蒸発器
３に導入された低温低圧の冷媒液は蒸発器３周囲の外気
を冷却する。これにより、外気中に含まれる水分は凝縮
し蒸発器３の表面に水滴となって付着する。運転を継続
すれば、蒸発器３の表面には多量の水滴が付着してい
き、やがて水滴は大きく成長し重力によりドレインパン
７上に滴下する。そして、ドレインパン７上に次々と滴
下した水滴はドレインパン７の一側に流れ、ドレイン排
出口８を介して、図示してない貯留タンクへ流入する。
なお、図４において、矢印は冷媒ガスまたは冷媒液の流
れ方向を示している。

【００３４】また、本実施の形態の造水装置において
は、圧縮機９の回転数は自在に変えることができ、回転
数を高くすれば冷媒循環量が多くなって蒸発器３での造
水量は増え、回転数を低くすれば冷媒循環量が少なくな
って蒸発器３での造水量は減って、造水能力を制御する
ことが可能となっている。造水能力を制御するには、圧
縮機９の回転数を変える代わりに、送風機５の回転数を
変えて、蒸発器２および凝縮器２における外気の通流量
を変化させてもよい。また、圧縮機９を複数台設け、該
圧縮機９を１台ずつ運転停止をすることにより、全体の
冷媒循環量を調整して蒸発器３での造水能力を制御する
こともできる。

【００３５】上記構成の造水装置は収納庫内に設置され
る。図５は、その収納庫の側面図を示している。図５に
示すように、収納庫３０は床部材３１上に、正面パネル
３２と背面パネル３３が立設され、さらに両側端が正面
パネル３２および背面パネル３３に接合された２枚の側
面パネル３４が床部材３１上に立設されている。そし
て、正面パネル３２、背面パネル３３、および２枚の側
面パネル３４の上部には屋根部材３５が固定され、内部
には空間が形成されている。

【００３６】正面パネル３２の下部には、空気を取り入
れるための空気取入口３６が、背面パネルには空気を排
出するための空気排出口３７がそれぞれ設けられてい
る。また、側面パネル３４には換気口３８が取り付けら
れている。この換気口３８は、日中、外部の輻射熱によ
り収納庫３０内の温度が過度に上昇するのを防ぐための
ものである。なお、換気口３８は両側の側面パネル３４
に設けられていてもよいが、片側の側面パネル３４だけ
でもでよい。

【００３７】図６は、収納庫３０内に造水装置２５を設
置した様子を示した図である。図に示すように、造水装
置２５は収納庫３０の床部材３１上に載置され、収納ケ
ース背面側の空気吹出口２３と収納庫３０の背面パネル
３３上の空気排出口３７とはダクト４０によって結合さ
れている。造水装置２５側面のドレイン排出口８にはド
レイン排出管４１が取り付けられ、このドレイン排出管
４１の先端は収納庫３０の外部に引き出されている。ま
た、収納庫３０の正面パネル３２には、空気取入口３６
の裏側にフィルタ４２が取り付けられている。このフィ
ルタ４２は、空気中に含まれる塩分や塵芥を除去するた
めのもので、粗塵捕集層、塩分吸収層、微細塵捕集層の
３層構造をなしており、粗塵捕集層に付着して潮解し粗
塵捕集層を透過してきた塩分を塩分吸収層で吸収して保
持することができるようになっている。なお、収納庫３
０は主に沿岸地域に設置される。

【００３８】上記のように造水装置２５を収納箱３０内
に設置した場合、外部の空気は、送風機５に吸引され
て、空気取入口３６から収納庫３０の内部に流入する。
このとき、空気取入口３６に設けられたフィルタ４２に
よって空気中の塩分や塵芥が除去される。塩分や塵芥が
除去された空気は空気吸込口６を介して造水装置２５内
に流入し、上述したように蒸発器３で冷却されて空気中
の水分が凝縮するので、その凝縮した水分をドレインパ
ン７で回収し、ドレイン排出管４１を介して外部に取り
出すことができる。また、蒸発器３で冷却された空気
は、蒸発器３上部の凝縮器２を通流する際に凝縮器２を
冷却した後、送風機５、空気吹出口２３、ダクト４０を
通って空気排出口３７から外部へ排気される。

【００３９】このように、本実施の形態では、蒸発器３
で冷却した空気を凝縮器２周囲に導いているので、凝縮
器２において冷媒ガスを十分に冷却することができ、蒸
発器３で水を効率良く造ることができる。

【００４０】造水装置２５が収納された収納庫３０を複
数台設置し、各ドレイン排出管４１を一つに合流させれ
ば、造水プラントが構築される。このような造水プラン
トは、より多くの水を造ることができるとともに、万
一、造水装置の一つが故障しても、他の正常な造水装置
で水を造ることができるので、水を継続して供給できる
利点がある。

【００４１】また、収納庫３０が設置される基礎部分に
は貯留タンク４５が設けられ、ドレイン排出管４１を介
して外部に取り出された水は貯留タンク４５に貯留され
る。空気中の水分から造られる水は短時間で多量に得ら
れるものではないので、貯留タンク４５に一時貯留して
おけば、水を必要とする需要先にポンプ４６や給水配管
４７によって供給することが可能となる。

【００４２】さらに、図７に示すように、貯留タンクを
造水装置２５内に設けることもできる。この場合は、貯
留タンク５０はドレインパン７の下側に配置され、貯留
タンク５０に貯留された水は排出管５１から外部へ取り
出される。すなわち、排出管５１の途中には開閉弁５２
が取り付けられており、通常、この開閉弁５２は閉じら
れているが、必要時に開閉弁５２を開けることにより、
貯留タンク５０内の水を外部に取り出すことができる。

【００４３】貯留タンクに水を長時間貯留しておくと雑
菌が繁殖する恐れがあるので、貯留タンク内または貯留
タンク近傍に滅菌処理装置を設けておくとよい。例え
ば、図６に示すように、貯留タンク４５内の下部に滅菌
処理装置４８を設置する。滅菌処理装置としては、加
熱、紫外線またはオゾンによって滅菌処理を行う装置が
ある。

【００４４】次に、造水装置の運転を制御する制御部に
ついて説明する。図８はその制御部を示している。制御
部６０には、２４時間タイマ、温度センサおよび湿度セ
ンサからの信号が入力される。そして、制御部は入力信
号に基づいて、圧縮機と送風機に対して起動／停止の信
号を出力し運転制御を行う。

【００４５】運転制御の方法としては、次の〜の３
通りの方法がある。２４時間タイマからの入力信号のみに基づいて、起動
／停止の信号を出力する。温度センサおよび湿度センサからの信号に基づいて、
起動／停止の信号を出力する。２４時間タイマ、温度センサおよび湿度センサからの
信号に基づいて、起動／停止の信号を出力する。

【００４６】の場合は、一日のうちで、夜間の所定の
時刻、例えば１７〜２０時になったら圧縮機および送風
機を起動させて運転を開始し、朝方の所定の時刻、例え
ば７〜１０時になったら圧縮機および送風機の運転を停
止させる方法である。例えば砂漠地帯においては、図１
０および図１１に示すように、温度および湿度は夜間と
日中では急激に変化している。図１０（ａ）と（ｂ）
は、アラビア湾沿岸地域での温度および湿度の一日の変
化の平均を示したもので、１９９８年１１月のデータで
ある。また、図１１（ａ）と（ｂ）も、同様にアラビア
湾沿岸地域での温度および湿度の一日の変化の平均を示
したもので、１９９９年８月のデータである。空気中か
ら水を効率良く造るには、湿度（相対湿度）は６０％以
上、温度（乾球温度）は２５℃以上が理想的であるの
で、湿度が６０％以上で且つ温度が２５℃以上（ただ
し、温度５０℃以下）となる時間帯に造水装置の運転を
行うようにする。この条件を満たすためには、図１０の
場合は、１８時に運転を開始させ、翌朝の１０時に運転
を停止させ、図１１の場合は、１７時に運転を開始さ
せ、翌朝の７時に運転を停止させる必要がある。なお、
湿度および温度の月毎のデータは予め制御部６０に記憶
されている。

【００４７】また、湿度および温度とは別に、電力使用
量がピークとなる時間帯のデータを制御部６０に記憶さ
せておき、この時間帯を避けて造水装置の運転を行うよ
うに制御することも可能である。

【００４８】の場合は、温度センサと湿度センサを造
水装置に取り付けておき、制御部６０は温度センサおよ
び湿度センサからデータを逐一取り込んで、湿度が６０
％以上で且つ温度が２５℃以上となったときに造水装置
の運転を行い、その他のときは運転を停止させる。この
場合は、当然、湿度および温度の月毎のデータを予め制
御部に記憶しておく必要はない。

【００４９】の場合は、上記とを組み合わせたも
ので、例えば図９に示すように、２４時間タイマ、温度
センサおよび湿度センサからの入力信号の全てがＯＮの
ときに、出力信号をＯＮにして造水装置の運転を行い、
その他のときは出力信号をＯＦＦとして造水装置の運転
を停止させる制御を行う。

【００５０】なお、図８および図９において、制御部
は、２４時間タイマからの時刻情報と、制御部６０自身
に予め記憶された月毎の運転の開始時刻および停止時刻
と照合し、運転開始時刻になったときは２４時間タイマ
からの信号がＯＮであると、運転停止時刻になったとき
は２４時間タイマからの信号がＯＦＦであると判断す
る。また制御部６０は、温度センサからの外気温データ
が２５℃以上になったときは、温度センサからの信号が
ＯＮであると、２５℃未満のときは温度センサからの信
号がＯＦＦであると判断する。さらに制御部６０は、湿
度センサからの外気の湿度データが６０％以上になった
ときは湿度センサからの信号がＯＮであると、６０％未
満のときは湿度センサからの信号がＯＦＦであると判断
する。

【００５１】本実施の形態による造水装置によって空気
中から水を造った。その結果、造水量の変化は図１０
（ｃ）および図１１（ｃ）に示すように、夜間から朝方
にかけては比較的多くの水を造ることができたが、日中
は多くの水を造ることはできなかった。特に図１１にお
いては、９時から１３時にかけては湿度が低すぎるため
水を造ることはできなった。

【００５２】ここで、湿度によって造水能力がどのよう
に変化するのかを図１２に示す。図１２は吸い込み空気
の温度が３５℃の場合だけを示しているが、他の場合も
似たような傾向を示す。

【００５３】なお、造水装置２５には海霧の発生を検知
する手段を設けることができる。このようにすれば、海
霧が発生したときに、そのことを検知して圧縮機９と送
風機５を自動的に起動させて造水を行い、海霧が晴れた
ときには圧縮機９と送風機５の運転を停止させることが
できる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第２の熱交換器で冷却した外気で第１の熱交換器を冷却
するようにしたので、第１の熱交換器で冷媒ガスを十分
に冷却することができ、その結果、砂漠地帯でも高い造
水効率で水を造ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の造水装置の内部構成を示した正面図で
ある。

【図２】本発明の造水装置の内部構成を示した側面図で
ある。

【図３】本発明の造水装置の外観を示しており、（ａ）
は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は背面図である。

【図４】本発明の造水装置の冷凍サイクル系統図であ
る。

【図５】本発明の造水装置が収納される収納庫の側面図
である。

【図６】収納庫に造水装置を収納した様子を示した図で
ある。

【図７】貯留タンクの配置位置の一例を示した図であ
る。

【図８】制御部の入出力信号を示した図である。

【図９】運転制御の一例を説明した図である。

【図１０】砂漠地帯での１１月における温度、湿度、造
水量の変化を示した図である。

【図１１】砂漠地帯での８月における温度、湿度、造水
量の変化を示した図である。

【図１２】吸込空気の湿度によって造水能力が変動する
様子を示した図である。

【符号の説明】

１収納ケース（筐体）２凝縮器（第１の熱交換器）３蒸発器（第２の熱交換器）４電動機５送風機（送風手段）６空気吸込口７ドレインパン（回収手段）８ドレイン排出口９圧縮機１０ディストリビュータ１１温度式自動膨張弁１２サイレンサ１５アキュムレータ１６ストレーナ２３空気吹出口２５造水装置３０収納庫（覆体）３６空気取入口３７空気排出口４０ダクト４１ドレイン排出管４２フィルタ４５，５０貯留タンク６０制御部（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５２０Ｂ５３１５３１Ｒ (72)発明者石津一美静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内 (72)発明者東條健司東京都千代田区神田須田町一丁目23番地２株式会社日立空調システム内 (72)発明者小林敦泰静岡県清水市村松390番地日立清水エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 4D034 BA03 CA06 4D037 AA01 AB03 BA18 4D076 AA15 BC05 BC23 CD22 CD32 DA12 EA06Y EA11X EA12X EA16Y HA01 JA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧縮冷媒ガスが導入される冷媒ガス流路
を有し、前記冷媒ガス流路の外側を流れる空気により前
記冷媒ガスを凝縮する第１の熱交換器と、前記第１の熱
交換器から排出される冷媒液を減圧して導入する冷媒液
流路を有し、該冷媒液流路の外側を流れる空気を冷却す
る第２の熱交換器とを備え、前記空気として水分を含む
外気を室外から導くとともに、前記第２の熱交換器を外
気が通流される空気流路内の上流位置に、前記第１の熱
交換器を前記第２の熱交換器の下流位置に設置してな
り、前記第２の熱交換器により外気中の水分を凝縮させ
て水を造る造水装置。
【請求項２】請求項１に記載の造水装置において、外
気の湿度および温度が所定の運転条件範囲となったとき
に前記冷媒ガスおよび前記冷媒液を循環させ、前記運転
条件範囲から外れたときに前記冷媒ガスおよび前記冷媒
液の循環を停止させる制御手段を設けたことを特徴とす
る造水装置。
【請求項３】請求項２に記載の造水装置において、前
記所定の運転条件範囲は、外気の湿度が６０％以上で、
温度が２５〜５０℃であることを特徴とする造水装置。
【請求項４】冷媒ガスを圧縮する圧縮機と、この圧縮
機で圧縮された冷媒ガスを冷却して凝縮させる凝縮器
と、この凝縮器で凝縮された冷媒液を減圧させる減圧器
と、この減圧器で減圧された冷媒液を蒸発させる蒸発器
と、水分を含む外気を室外から導き前記凝縮器および前
記蒸発器に通流させる送風手段と、この送風手段で通流
させる外気中の水分が前記蒸発器で冷却され凝縮される
水を回収する水回収手段と、前記圧縮機および前記送風
手段の駆動を制御する制御手段とを備え、前記凝縮器は
外気流に沿って前記蒸発器の下流位置に設置されてなる
造水装置。
【請求項５】請求項４に記載の造水装置において、外
気の湿度および温度が所定の運転条件範囲となったとき
に前記圧縮機および前記送風手段を駆動させ、前記運転
条件範囲から外れたときに前記圧縮機および前記送風手
段を停止させる制御手段を設けたことを特徴とする造水
装置。
【請求項６】請求項５に記載の造水装置において、前
記所定の運転条件範囲は、外気の湿度が６０％以上で、
温度が２５〜５０℃であることを特徴とする造水装置。
【請求項７】請求項４に記載の造水装置において、前
記凝縮器、蒸発器、送風手段および水回収手段は一つの
筐体に収納されて、該筐体内に上から下に、送風手段、
凝縮器、蒸発器、水回収手段の順に配置され、さらに前
記筐体には、外気を筐体内に吸い込む空気吸込口と、前
記蒸発器および前記凝縮器を通流後の外気を筐体外へ吹
き出す空気吹出口とが設けられていることを特徴とする
造水装置。
【請求項８】請求項４に記載の造水装置において、前
記水回収手段は、前記蒸発器で凝縮され滴下する水を回
収するドレンパンであり、該ドレンパンには回収した水
を外部へ流すためのドレン排出管が接続されていること
を特徴とする造水装置。
【請求項９】請求項７に記載の造水装置において、前
記筐体は、幅が１４００ｍｍ以下、奥行が７５０ｍｍ以
下、高さが２２００ｍｍ以下に形成されていることを特
徴とする造水装置。
【請求項１０】請求項７に記載の造水装置において、
前記筐体を、通気性を有する覆体で囲ってなることを特
徴とする造水装置。
【請求項１１】請求項１０に記載の造水装置におい
て、前記覆体には空気取入口が設けられ、該空気取入口
には空気中の砂塵および塩分を除去するためのフィルタ
が取り付けられていることを特徴とする造水装置。
【請求項１２】請求項１０に記載の造水装置におい
て、前記覆体には空気排出口が設けられ、該空気排出口
は、前記筐体に設けられた前記空気吹出口に接続されて
いることを特徴とする造水装置。
【請求項１３】請求項４に記載の造水装置において、
前記圧縮機の回転数を操作して冷媒循環量を調整するこ
とにより、前記蒸発器での造水能力を制御することを特
徴とする造水装置。
【請求項１４】請求項４に記載の造水装置において、
前記圧縮機を複数台設け、該圧縮機を１台ずつ運転停止
をすることにより、全体の冷媒循環量を調整し前記蒸発
器での造水能力を制御することを特徴とする造水装置。
【請求項１５】請求項４に記載の造水装置において、
前記送風手段で外気の通流量を調整することにより、前
記蒸発器での造水能力を制御することを特徴とする造水
装置。
【請求項１６】請求項４に記載の造水装置において、
前記制御手段は、日中は前記圧縮機および前記送風手段
の運転を停止させ、夜間から朝方にかけて前記圧縮機お
よび前記送風手段の運転を行うことを特徴とする造水装
置。
【請求項１７】請求項４に記載の造水装置において、
前記制御手段は、海霧発生を検知して前記圧縮機および
前記送風手段の運転を行い、海霧が晴れたときに前記圧
縮機および前記送風手段の運転を停止させることを特徴
とする造水装置。
【請求項１８】請求項４に記載の造水装置において、
前記水回収手段で回収した水を一時貯留する貯留タンク
が設けられていることを特徴とする造水装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の造水装置におい
て、前記貯留タンクは前記造水装置近くの地下に埋設さ
れ、該貯留タンクに溜められた水は給水ポンプおよび給
水配管を介して需要先に供給されることを特徴とする造
水装置。
【請求項２０】請求項１８に記載の造水装置におい
て、前記貯留タンクに貯留した水を滅菌処理する手段が
設けられていることを特徴とする造水装置。
【請求項２１】請求項２０に記載の造水装置におい
て、前記手段は、加熱、紫外線またはオゾンによって滅
菌処理を行うことを特徴とする造水装置。
【請求項２２】請求項４に記載の造水装置において、
前記蒸発器で造水された水が接する部位を、耐食性およ
び耐久性に優れた材料または耐食性および耐久性に優れ
た塗装をした材料で形成したことを特徴とする造水装
置。
【請求項２３】請求項２２に記載の造水装置におい
て、前記材料は、銅、アルミニウム、チタン、ステンレ
スまたは樹脂であることを特徴とする造水装置。
【請求項２４】空気中に含まれる水分を凝縮させて水
として取り出す造水装置を夜間から朝方にかけて運転
し、日中は運転を停止させることを特徴とする造水装置
の運転方法。
【請求項２５】造水装置を海霧の発生しやすい沿岸地
域に設置し、海霧の発生時に前記造水装置を運転して、
空気中に含まれる水分を前記造水装置により凝縮させて
水として取り出すことを特徴とする造水装置の運転方
法。