JP2021039824A - 水回収装置および水回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の一態様では、エネルギー効率を向上させることができる水回収装置および水回収システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態による水回収装置は、水分を含む空気から水を回収する水回収装置であって、空気中の水分を吸着させる吸着部と、吸着部に吸着された水分を加温して脱離させる脱離部と、を有する集水部と、水素を用いて発電する燃料電池部により生成される温水の熱が脱離部の加温に利用されるように、温水を集水部に供給する流路部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明による実施形態は、水回収装置および水回収システムに関する。

水素製造装置では、一般的に、水素製造効率やエネルギー効率の向上のため、水素製造の過程で発生する熱が回収されて水素製造に利用されている。

例えば、燃料である炭化水素燃料と純水は、改質炉にて水蒸気改質され、ＣＯ変成器でＣＯからＣＯ_２に変換された後、精製器で水素とオフガスに分離回収される。この時に発生する熱ガスを熱交換器で熱交換して得られた水蒸気または熱ガスを改質炉の前段に戻すことで、熱が回収されて水素製造に利用されている。

しかし、熱交換器による熱交換で得られた水蒸気または熱水を水蒸気改質反応に用いる方法では、熱交換の効率があまりよくない場合がある。

一方、水素を用いた燃料電池では、発電により温水が生成されるが、この温水は、熱利用しきれずに排出されることが多く、温水の熱を有効活用してエネルギー効率を向上させることを行っていなかった。

特許第４１７５９２１号公報 特許第４９８１４２１号公報

そこで、本発明の一態様では、エネルギー効率を向上させることができる水回収装置および水回収システムを提供することを目的とする。

本実施形態による水回収装置は、水分を含む空気から水を回収する水回収装置であって、空気中の水分を吸着させる吸着部と、吸着部に吸着された水分を加温して脱離させる脱離部と、を有する集水部と、水素を用いて発電する燃料電池部により生成される温水の熱が脱離部の加温に利用されるように、温水を集水部に供給する流路部と、を備える。

第１実施形態による水素システムの構成および設置の一例を示す図。 第１実施形態による水素システムの構成の一例を示すブロック図。 第１実施形態による集水器の構成の一例を示す図。 第２実施形態による水素システムの構成および設置の一例を示す図。 第２実施形態による水素システムの構成の一例を示すブロック図。 第３実施形態による集水器の構成の一例を示す図。 第４実施形態による集水器の構成の一例を示す図。 第５実施形態による集水器の構成の一例を示す図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

本明細書に添付した図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。本明細書と図面において、既出の図面で説明した要素と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態による水回収システム１の構成および設置の一例を示す図である。水回収システム１は、例えば、公共施設１００の周辺に設けられる。尚、水回収システム１は、空き地に設けられてもよい。

水回収システム１は、再生可能エネルギー源１０と、水素装置２０と、水回収装置３０と、給水タンク４０とを備える。

再生可能エネルギー源１０は、水素装置２０および水回収装置３０に電力を供給する。再生可能エネルギー源１０は、例えば、風力発電機１１や、太陽光発電機１２などである。従って、水回収システム１は、自立して電力および水を供給するインフラ設備でもある。また、再生可能エネルギー源１０で発生した電力は、蓄電池（図示せず）に蓄電され、蓄電された電力は、必要に応じて水素装置２０、水回収装置３０および公共施設１００に供給されてもよい。尚、再生可能エネルギー源１０は、例えば、電力会社や非常時の自家発電機など、水回収システム１の外部から電力消費量に応じて電力の供給を受けてもよい。この場合、再生可能エネルギー源１０は外部からの電力供給を併用してもよく、また、水回収システム１内に再生可能エネルギー源１０が設けられなくてもよい。自家発電機には、例えば、灯油、重油、天然ガス、プロパンガスなどが燃料として用いられる。

水素装置２０は、水素の製造および貯蔵、並びに、水素を用いた発電を行う。水素装置２０により発電された電力は、例えば、公共施設１００に供給される。

水回収装置３０は、水を製造する。製造された水は、例えば、水素装置２０に供給され、水素の製造に用いられる。

給水タンク４０は、例えば、水回収システム１の外部から供給される水を貯留する。給水タンク４０の水は、例えば、災害発生時などの非常時において、水回収装置３０を介して水素装置２０に供給され、水素の製造などに用いられる。尚、給水タンク４０は、水回収装置３０により製造された水を貯留してもよい。

図２は、第１実施形態による水回収システム１の構成の一例を示すブロック図である。

再生可能エネルギー源１０は、上記のように、水素装置２０および水回収装置３０に電力を供給する。水素装置２０および水回収装置３０は、再生可能エネルギーによる電力を利用して、各装置の動作を行う。

水素装置２０は、電気分解装置２１と、水素貯蔵容器２２と、燃料電池２３とを備える。尚、水素貯蔵容器２２および燃料電池２３を合わせて水素貯蔵発電装置が構成される。

電気分解装置２１は、水の電気分解により水素を製造する。図２に示すように、電気分解装置２１は、水回収装置３０から供給される水を電気分解し、水素を発生させる。発生した水素は、水素貯蔵容器２２に供給される。

水素貯蔵部としての水素貯蔵容器２２は、電気分解装置２１において製造された水素を貯蔵する。貯蔵された水素は、必要に応じて燃料電池２３に供給され、発電に用いられる。

燃料電池部としての燃料電池２３は、水素を用いて発電する。より詳細には、燃料電池２３は、水素貯蔵容器２２に貯蔵された水素を用いて発電する。発電の際、空気または酸素が燃料電池２３に供給され、水素および酸素の化学反応が行われる。発電された電力は、例えば、公共施設１００に供給される。また、発電により発熱する燃料電池２３を冷却するため、燃料電池２３に水が供給される。燃料電池２３は、例えば、固体高分子形燃料電池である。この場合、発電時の熱によって水が加熱され、約６０℃〜約８０℃の温水が生成される。この温水は、後で説明するように、水回収装置３０に供給される。尚、燃料電池２３により発電される電力は、不図示の蓄電池に蓄電されてもよい。

水回収装置としての水回収装置３０は、水分を含む空気から水を回収する。水回収装置３０は、脱塵フィルタ３１と、ファンＰ１と、集水器３２と、流路部３３と、熱交換器３４と、コンプレッサＰ２と、貯留タンク３５と、移送ポンプＰ３と、ＭＦ／ＲＯ（Microfiltration/Reverse Osmosis）３６と、ＵＶ（Ultraviolet）ランプ３７と、ミネラル添加剤３８とを備える。

脱塵フィルタ３１は、水回収装置３０の外部からファンＰ１により吸引される空気を脱塵する。尚、ファンＰ１は、ブロワであってもよい。ファンＰ１は、再生可能エネルギーなどの電力源による電力を利用して駆動される。

集水部としての集水器３２は、吸着部３２１と、熱交換部３２２とを備える。集水器３２には、脱塵された空気が導入される。集水器３２は、導入された空気から多湿空気を生成して熱交換器３４に供給するとともに、乾燥空気を水回収装置３０の外部に排出する。

吸着部３２１は、集水器３２に導入された空気中の水分を吸着させる。吸着部３２１により水分が奪われた空気は、乾燥空気として水回収装置３０の外部に排出される。吸着部３２１は、例えば、ポリアクリル酸系高分子の材料を含む。この場合、吸着部３２１は、約４０℃以下の低温で水分を吸着する。一方、吸着部３２１は、約４０℃〜約８０℃の温度範囲で水分を脱着（脱離）する。

脱離部としての熱交換部３２２は、吸着部３２１に吸着された水分を加温して脱離させる。熱交換部３２２は、燃料電池２３の発電によって生成される約６０℃〜約８０℃の温水と吸着部３２１との間の熱交換により、吸着部３２１を加温する。吸着部３２１は、水分を脱離する約４０℃〜約８０℃の温度範囲になるように加温される。脱離された水分を含む空気は、多くの水分を含む多湿空気である。多湿空気は、集水器３２から排出され、熱交換器３４に供給される。尚、集水器３２の構成の詳細については、図３を参照して後述する。

尚、水回収装置３０は、ヒータ（図示せず）をさらに備えていてもよい。ヒータは、例えば、熱交換部３２２と同様の位置に隣接して設けられ、吸着部３２１に吸着された水分を加温して脱離させる。ヒータは、再生可能エネルギー源１０から電力にて駆動される。吸着部３２１は、熱交換部３２２およびヒータの組み合わせにより、約４０℃〜約８０℃の温度範囲に加温される。例えば、熱交換部３２２が吸着部３２１を加温しない場合、ヒータが吸着部３２１を加温する。また、熱交換部３２２が吸着部３２１を加温する場合、ヒータの出力は抑制される。

流路部３３は、燃料電池２３により生成される温水の熱が熱交換部３２２の加温に利用されるように、温水を集水器３２に供給する。これにより、温水の熱を回収および利用し、水の製造をより省電力で行うことができる。熱交換部３２２を通過した温水は、貯留タンク３５に供給されてもよく、外部に排出されてもよい。

熱交換器３４は、集水器３２から供給される多湿空気をコンプレッサＰ２により冷却し、多湿空気中の水蒸気を凝縮させる。これにより、水が生成される。生成された水は、貯留タンク３５に供給される。

貯留タンク３５は、熱交換器３４により生成された水を貯留する。尚、貯留タンク３５は給水タンク４０と接続され、内部の水が互いに移動してもよい。また、貯留タンク３５内の水は、移送ポンプＰ３によりＭＦ／ＲＯ３６に供給される。

ＭＦ／ＲＯ３６は、フィルタにより貯留タンク３５の水を水処理する。水処理は、例えば、水中の微粒子の除去などである。尚、ＭＦ／ＲＯ３６は、ＵＦ（Ultrafiltration）や活性炭膜（ＡＣＦ（Active Carbon Filter））、活性炭吸着塔などであってもよい。

ＵＶランプ３７は、ＭＦ／ＲＯ３６により処理された水を殺菌処理する。殺菌処理された水は、生活用水、水素の製造および燃料電池２３の冷却に用いられる。尚、ＵＶランプ３７は、オゾン発生器などの殺菌装置であってもよい。

ミネラル添加剤３８は、殺菌処理された水にミネラルを添加する。これにより、製造された水は、飲料水として用いられる。

次に、図３を参照して、集水器３２の構成について説明する。

図３は、第１実施形態による集水器３２の構成の一例を示す図である。

集水器３２は、所定の軸Ａ周りに回転自在の回転体３２３を有する。例えば、回転体３２３は、モータＭにより回転駆動される。また、吸着部３２１は、回転体３２３の内部に設けられる。例えば、回転体３２３は、吸着部３２１を収容する容器であり、吸着部３２１は、回転体３２３とともに回転する。尚、回転体３２３自体が吸着部３２１であってもよい。この場合、吸着部３２１は露出している。

また、熱交換部３２２は、回転体３２３から離隔した場所に設けられ、回転体３２３の回転位置に応じて吸着部３２１に吸着された水分を部分的に加温して脱離させる。ファンＰ１により導入される空気が通過する管３２４は、回転体３２３から隔離して設けられる。管３２４付近の吸着部３２１の領域（吸着領域）では水分が吸着され、乾燥空気が外部へ排出される。また、多湿空気が通過する管３２５は、回転体３２３から隔離して設けられる。管３２５付近の吸着部３２１の領域（再生領域）では、流路部３３を流れる温水が熱交換部３２２により再生空気を加温する。従って、再生領域では、加温された再生空気によって水分が脱離され、多湿空気が熱交換器３４に供給される。再生空気は、ファンやブロワによって水回収システム１の外部から送られる空気であってもよく、熱交換器３４の通過後に循環して戻る空気であってもよい。回転体３２３が回転することにより、吸着領域および再生領域の位置が変化し、水分の吸着工程および脱離工程が同時に行われる。

温水を熱源として利用することにより、効率よく水を生成することができる。また、ヒータが用いられる場合、ヒータの出力を抑制し、ヒータの消費電力を抑制することができる。これにより、水の製造をより省電力で行うことができる。この結果、水回収システム１の水素製造効率やエネルギー効率を向上させることができる。

また、図３に示す熱交換部３２２は、例えば、流路部３３に接続される直方体の形状をした容器である。しかし、これに限られず、熱交換部３２２は、立方体や半月などの形状の容器または配管であってもよい。例えば、熱交換部３２２の形状は、再生空気の流れを妨げにくく、かつ、再生空気と接触面積が大きいことが好ましい。これにより、吸着部３２１を効率よく加温することができる。また、熱交換部３２２は、高熱伝導材料を含むことが好ましい。これにより、温水の熱を吸着部３２１に効率よく伝えることができる。

以上のように、第１実施形態によれば、集水器３２は、空気中の水分を吸着させる吸着部３２１と、吸着部３２１に吸着された水分を加温して脱離させる熱交換部３２２とを有する。また、流路部３３は、温水の熱が熱交換部３２２の加温に利用されるように、燃料電池２３で生成される温水を集水器３２に供給する。燃料電池２３で生成される温水は、通常、給湯などに使われるが、熱利用しきれずに排出される場合があった。これに対し、第１実施形態では、燃料電池２３で生成される温水の熱を無駄にせずに利用して水を製造することができ、水の製造をより省電力で行うことができる。この結果、水回収システム１の水素製造効率やエネルギー効率を向上させることができる。

また、再生空気は、熱媒体を介することなく、熱交換部３２２と直接接触する。従って、温水の熱が直接利用される。これにより、熱回収効率を向上させ、水回収システム１のエネルギー効率をより向上させることができる。

尚、水素の製造は、電気分解装置２１に限られない。例えば、光触媒を用いた水の分解により、水素を製造してもよい。

また、管３２４，３２５は、回転体３２３と接触していてもよい。この場合、例えば、略円柱状容器の回転体３２３は、管３２４，３２５と接続する。管３２４，３２５は、例えば、ベローズである。尚、回転体３２３内部の吸着部３２１は回転しなくてもよい。

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態による水回収システム１の構成および設置の一例を示す図である。第２実施形態は、水回収システム１がビル２００などの建物の屋上に設置される点で、第１実施形態と異なる。

図４に示す例では、水回収システム１は、ビル２００の屋上に設けられる。これにより、水回収システム１は、必要に応じて電力や水をビル２００に供給することができる。従って、災害発生時などの非常時において、ビル２００を自立して稼働させることができる。

再生可能エネルギー源１０は、小水力発電機１３をさらに備えている。小水力発電機１３は、ビル２００の屋上から各階への配管に設けられ、小規模な水力発電を行う。尚、日照条件や風量条件に応じて、再生可能エネルギーの種類や設置台数は、変更されてもよい。

また、水回収システム１は、監視制御部（図示せず）をさらに備える。監視制御部は、水、電気および熱（温水）のビル２００における需要を監視する。また、監視制御部は、水、電気および熱のビル２００への供給を制御する。これにより、監視制御部は、ビル２００における需要に応じてオンタイムに水、電気および熱を供給することができる。また、監視制御部は、蓄電池に電力を蓄電したり、水を電気分解して水素を貯蔵する。これにより、需要と供給とのバランスを整えることができ、水、電気および熱をビル２００に適切に供給することができる。

尚、再生可能エネルギー源１０が再生可能エネルギーを用いて発電する場合、水回収システム１は、例えば、パワーコンディショナ（インバータ）などの補助機器を有してもよい。

図５は、第２実施形態による水回収システム１の構成の一例を示すブロック図である。

水回収装置３０は、図２の構成に加えて、薬品供給部３９ａと、凝集砂ろ過器３９ｂとをさらに備える。また、水回収装置３０は、空気中だけでなく、雨水からも水を回収する。

薬品供給部３９ａは、必要に応じて雨水に薬品を注入し、雨水を水処理する。薬品は、例えば、ＰＡＣ（Polyelectrolyte Aluminum Chloride）などの凝集剤や、次亜塩素酸ナトリウムなどの消毒剤である。

凝集砂ろ過器３９ｂは、雨水をろ過し、雨水中の懸濁物質などを除去する。除去された懸濁物質は、汚泥として排出される。ろ過された雨水は、水素装置２０に供給され、水素装置２０への供給水量を増加させる。これにより、水素製造効率を向上させることができる。尚、雨水だけで無く、貯留タンク３５の水も凝集砂ろ過器３９ｂによりろ過されてもよい。また、雨水に代えて、河川水が用いられてもよい。

第２実施形態による水回収装置３０のその他の構成は、第１実施形態による水回収装置３０の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

第２実施形態による水回収装置３０は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図６は、第３実施形態による集水器３２の構成の一例を示す図である。第３実施形態は、複数の集水器３２において水分の吸着と脱離との切り替えが行われる点で、第１実施形態と異なる。

第３実施形態では、吸着部３２１および熱交換部３２２を有する集水器３２が、複数設けられる。図６に示す例では、２つの集水器３２ａ，３２ｂが設けられる。集水器３２ａ，３２ｂはいずれも、吸着部３２１、熱交換部３２２、および第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３を有する。吸着部３２１は、例えば、容器内部に設けられる。この場合、容器と、空気が通る管とが接続されている。尚、吸着部３２１は、露出していてもよい。

熱交換部３２２は、吸着部３２１を回転する必要がないため、吸着部３２１を収容する容器と接触する位置に設けることができる。これにより、温水の熱を吸着部３２１に効率よく伝えることができる。尚、熱交換部３２２は、露出する吸着部３２１と直接接触してもよい。

第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３の開閉によって、図６の左側および右側に示すように、集水器３２ａ，３２ｂの状態が、一定時間ごとに切り替えられる。尚、閉じている第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３は、図６において省略されている。

第１バルブＢ１は、複数の吸着部３２１のいずれかに水分を含む空気を供給する切替を行う。第１バルブＢ１は、例えば、図２に示す脱塵フィルタ３１と集水器３２との間や、集水器３２と外部との間に設けられる。図６の左側に示す状態では、集水器３２ｂと接続する第１バルブＢ１は開いており、集水器３２ａと接続する第１バルブＢ１は閉じている。従って、集水器３２ｂ内の吸着部３２１は、導入される空気中の水分を吸着する。

第２バルブＢ２は、複数の熱交換部３２２のいずれかに流路部３３からの温水を供給する切替を行う。第２バルブＢ２は、例えば、図２に示す流路部３３の経路上における燃料電池２３と集水器３２との間や、集水器３２と貯留タンク３５との間に設けられる。図６の左側に示す状態では、集水器３２ａと接続する第２バルブＢ２は開いており、集水器３２ｂと接続する第２バルブＢ２は閉じている。従って、集水器３２ａ内の吸着部３２１は、加温されて水分を脱離する。

第３バルブＢ３は、複数の熱交換部３２２のいずれかで脱離された水分を含む多湿空気を排出する切替を行う。第３バルブＢ３は、例えば、図２に示す集水器３２と熱交換器３４との間に設けられる。図６の左に示す状態では、集水器３２ａと接続する第３バルブＢ３は開いており、集水器３２ｂと接続する第３バルブＢ３は閉じている。従って、多湿空気は、集水器３２ａから熱交換器３４に供給される。

第３実施形態による水回収装置３０のその他の構成は、第１実施形態による水回収装置３０の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３の開閉は、一定の期間ごとに、切り替わる。これにより、図６の左側に示す状態と右側に示す状態とが切り替えられる。例えば、第１バルブＢ１の開閉と、第２および第３バルブＢ２，Ｂ３の開閉とが相補的に切り替えられる。

図６の右側に示す状態では、集水器３２ａと接続する第１バルブＢ１は開いており、集水器３２ｂと接続する第１バルブＢ１は閉じている。従って、集水器３２ａ内の吸着部３２１は、導入される空気中の水分を吸着する。

また、集水器３２ｂと接続する第２バルブＢ２は開いており、集水器３２ａと接続する第２バルブＢ２は閉じている。従って、集水器３２ｂ内の吸着部３２１は、加温されて水分を脱離する。

また、集水器３２ｂと接続する第３バルブＢ３は開いており、集水器３２ａと接続する第３バルブＢ３は閉じている。従って、多湿空気は、集水器３２ｂから熱交換器３４に供給される。

以上のように、集水器３２ａ，３２ｂは、第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３の切り替えにより、水分の吸着および脱離を交互に行う。これにより、吸着部３２１を回転させることなく、吸着工程と脱離工程とを同時に行うことができる。従って、図３に示す、モータＭなどの集水器３２を回転させる装置を設ける必要がなく、モータＭの動作に用いる消費電力を抑制することができる。この結果、水回収システム１の水素製造効率やエネルギー効率を向上させることができる。

第３実施形態による水回収装置３０は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態では、消費電力をさらに抑制することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

尚、第１〜第３バルブＢ１〜Ｂ３は、配管の途中の分岐に設けられる分岐弁であってもよい。

（第４実施形態）
図７は、第４実施形態による集水器３２の構成の一例を示す図である。第４実施形態は、集水器３２が内部に通気膜で区切られる２つの集水部を有する点で、第１実施形態と異なる。２つの集水部３２ａ、３２ｂは、バルブＢ１〜Ｂ４の切替により、水分の吸着または脱離を交互に行うことを特徴とする。

集水部３２ａ，３２ｂはそれぞれ、空気または温水を導入するバルブＢ１〜Ｂ４と、回収水を排出するか否かを切り替えるバルブＢ１〜Ｂ４とを有する。集水部３２ａ，３２ｂの境界部分には、通気膜３２６が配置されている。通気膜３２６は、温水などの液体を通過させないが、空気などの気体を通過させる性質を有する。

例えば、バルブＢ３を介して集水部３２ｂに導入された空気に含まれる水分は、集水部３２ｂの内の吸着部３２１に吸着される。このとき、集水部３２ｂのバルブＢ４は閉じており、その一方で集水部３２ａには、バルブＢ１を介して温水が導入される。集水部３２ａ内の吸着部３２１に吸着されていた水分は、導入された温水によって脱離されて、回収水としてバルブＢ２から排出される。このとき、集水部３２ｂに導入された空気は、通気膜３２６を通して集水部３２ａを通過して、回収水と共にバルブＢ２から排出される。よって、集水部３２ｂの内部は負圧になり、より多くの空気がバルブＢ３を介して集水部３２ｂに導入される。これにより、集気用ファンを設ける必要がなくなり、設備コストと消費電力を削減できるとともに、集水器３２の小型化を図れる。

その後、バルブＢ１を開いて集水部３２ａに空気を導入するように切り替えると、空気に含まれる水分が集水部３２ａの内の吸着部３２１に吸着される。このとき、集水部３２ａのバルブＢ２は閉じており、その一方で集水部３２ｂには、バルブＢ３を介して温水が導入される。集水部３２ｂ内の吸着部３２１に吸着されていた水分は、導入された温水によって脱離されて、回収水としてバルブＢ４から排出される。このとき、集水部３２ａに導入された空気は、通気膜３２６を通して集水部３２ｂを通過して、回収水と共にバルブＢ４から排出される。よって、集水部３２ａの内部は負圧になり、より多くの空気がバルブＢ１を介して集水部３２ａに導入される。

以上のように、図７の集水器３２では、２つの集水部３２ａ，３２ｂを設けて、バルブＢ１〜Ｂ４の切り替えにより、水分の吸着および脱離を交互に行う。従って、図３のように集水器３２を回転させることなく、吸着工程と脱離工程とを同時に行うことができる。また、上記のように、集水部３２ａ，３２ｂのいずれか一方の内部は負圧になるため、図２に示すファンＰ１を設ける必要がなく、ファンＰ１の動作に用いる消費電力を抑制することができる。この結果、水回収システム１の水素製造効率やエネルギー効率を向上させることができる。

第４実施形態による水回収装置３０は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第４実施形態では、消費電力をさらに抑制することができ、エネルギー効率を向上させることができる。

尚、バルブＢ１〜Ｂ４は、配管の途中の分岐に設けられる分岐弁であってもよい。

（第５実施形態）
図８は、第５実施形態による集水器３２の構成の一例を示す図である。第５実施形態は、流路部３３が分岐して複数の吸着部３２１を加温する点で、第１実施形態と異なる。

集水器３２は、所定の軸Ａ周りに回転自在の複数の回転体３２３を有する。例えば、所定の軸Ａ方向に複数の回転体３２３が設けられる。また、吸着部３２１および熱交換部３２２は、回転体３２３ごとに設けられる。尚、熱交換部３２２は、図８において省略されている。

水回収装置３０は、空気の流路である空気流路部３２７を備える。空気流路部３２７は、所定の軸Ａに沿って設けられる。また、空気流路部３２７は、水分を含む空気を複数の回転体３２３に導入する導入口３２８と、熱交換部３２２で脱離された水分を含む多湿空気を排出する排出口３２９とを有する。

流路部３３は、複数の回転体３２３の表面に沿って温水の熱を供給する。図８に示すように、複数の回転体３２３は、空気流路部３２７の方向に沿って、導入口３２８と排出口３２９との間に設けられる。流路部３３は、分岐して各回転体３２３に温水を供給する。これにより、温水の熱を吸着部３２１に効率よく伝え、水分の脱離の効率を向上させることができる。

第５実施形態による水回収装置３０のその他の構成は、第１実施形態による水回収装置３０の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

第５実施形態による水回収装置３０は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 水回収システム、２０ 水素装置、２２ 水素貯蔵容器、２３ 燃料電池、３０ 水回収装置、３２ 集水器、３２１ 吸着部、３２２ 熱交換部、３２３ 回転体、３２６ 通気膜、３２７ 空気流路部、３３ 流路部、Ｂ１ 第１バルブ、Ｂ２ 第２バルブ、Ｂ３ 第３バルブ

Claims (7)

1. 水分を含む空気から水を回収する水回収装置であって、
   前記空気中の水分を吸着させる吸着部と、前記吸着部に吸着された水分を加温して脱離させる脱離部と、を有する集水部と、
   水素を用いて発電する燃料電池部により生成される温水の熱が前記脱離部の加温に利用されるように、前記温水を前記集水部に供給する流路部と、を備える水回収装置。
2. 前記集水部は、所定の軸周りに回転自在の回転体を有し、
   前記吸着部は、前記回転体の内部に設けられ、
   前記脱離部は、前記回転体から離隔した場所に設けられ、前記回転体の回転位置に応じて前記吸着部に吸着された水分を部分的に加温して脱離させる、請求項１に記載の水回収装置。
3. 前記集水部は、所定の軸周りに回転自在の複数の回転体を有し、
   前記所定の軸に沿って設けられ、前記水分を含む空気を前記複数の回転体に導入する導入口と、前記脱離部で脱離された水分を含む多湿空気を排出する排出口と、を有する空気流路部をさらに備え、
   前記流路部は、前記複数の回転体の表面に沿って前記温水の熱を供給する、請求項２に記載の水回収装置。
4. 前記吸着部および前記脱離部を有する前記集水部が、複数設けられ、
   前記複数の吸着部のいずれかに前記水分を含む空気を供給する切替を行う第１バルブと、
   前記複数の脱離部のいずれかに前記流路部からの前記温水を供給する切替を行う第２バルブと、
   前記複数の脱離部のいずれかで脱離された水分を含む多湿空気を排出する切替を行う第３バルブと、をさらに備える、請求項１に記載の水回収装置。
5. 前記集水部は、前記空気を通過させる通気膜と、前記通気膜で区切られた第１集水部および第２集水部と、を有し、
   前記第１集水部および前記第２集水部のいずれかに前記水分を含む空気を供給する切替を行う第１バルブと、
   前記第１集水部および前記第２集水部のいずれかに前記流路部からの前記温水を供給する切替を行う第２バルブと、
   前記第１集水部および前記第２集水部のいずれかで脱離された水分を含む多湿空気を排出する切替を行う第３バルブと、をさらに備える、請求項１に記載の水回収装置。
6. 前記吸着部は、ポリアクリル酸系高分子の材料を含む、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の水回収装置。
7. 水分を含む空気から水を回収する水回収装置と、
   水素を貯蔵する水素貯蔵部および貯蔵された水素を用いて発電する燃料電池部を有する水素貯蔵発電装置と、を備える水回収システムであって、
   前記水回収装置は、
   前記空気中の水分を吸着させる吸着部と、前記吸着部に吸着された水分を加温して脱離させる脱離部と、を有する集水部と、
   前記燃料電池部により生成される温水の熱が前記脱離部の加温に利用されるように、前記温水を前記集水部に供給する流路部と、を備える水回収システム。