(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体から淡水を得る淡水化装置であって、
前記液体を貯める空間である貯液層の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子を含む、前記貯液層に貯められた液体が気化することにより発生する水蒸気を通過させる撥水粒子層と、
前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより前記淡水を得る液化層とを備え、
前記撥水粒子層は、
前記複数の撥水粒子のうち複数の第１の撥水粒子からなる、前記貯液層側に設けられた第１層と、
前記複数の撥水粒子のうち複数の第２の撥水粒子からなる、前記第１層の下に設けられた第２層とを備え、
前記複数の第２の撥水粒子の平均粒径は、前記複数の第１の撥水粒子の平均粒径より大きい
淡水化装置。
【請求項２】
前記撥水粒子層は、さらに、
前記複数の撥水粒子のうち複数の第３の撥水粒子からなる、前記第２層の下に設けられた第３層を備え、
前記複数の第３の撥水粒子の平均粒径は、前記複数の第２の撥水粒子の平均粒径より大きい
請求項１記載の淡水化装置。
【請求項３】
前記撥水粒子層は、
前記第１層と前記第２層とからなる組が複数積層されて形成されている
請求項１記載の淡水化装置。
【請求項４】
淡水化装置を用いて液体から淡水を得る淡水化方法であって、
前記淡水化装置は、請求項１〜３のいずれか１項記載の淡水化装置であり、
前記淡水化方法は、
前記貯液層に前記液体を導入し、前記撥水粒子層の上に前記液体を配置する工程と、
前記撥水粒子層の上に配置された前記液体を加熱することにより蒸発させて水蒸気を生成する工程と、
前記液化層で前記水蒸気を液化することにより、前記淡水を得る工程とを含む
淡水化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体から淡水を得る淡水化装置及び淡水化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
真水を得ることが困難な立地において真水を作り出す技術として、海水から淡水を作り出す技術が知られている。例えば、特許文献１には、撥水粒子を用いた淡水化方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０６００３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術の方法では、淡水化処理を進めていくうちに、撥水粒子層を上下に貫通する水道（みずみち）が形成される虞がある。このような水道が形成された場合には、水道を海水が通ってしまうことにより、淡水化できない虞がある。【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の事情を鑑みてなされたもので、淡水化できない虞を低減することができる淡水化装置及び淡水化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る淡水化装置は、液体から淡水を得る淡水化装置であって、前記液体を貯める空間である貯液層の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子を含む、前記貯液層に貯められた液体が気化することにより発生する水蒸気を通過させる撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより前記淡水を得る液化層とを備え、前記撥水粒子層は、前記複数の撥水粒子のうち複数の第１の撥水粒子からなる、前記貯液層側に設けられた第１層と、前記複数の撥水粒子のうち複数の第２の撥水粒子からなる、前記第１層の下に設けられた第２層とを備え、前記複数の第２の撥水粒子の平均粒径は、前記複数の第１の撥水粒子の平均粒径より大きい。【０００７】
なお、これらの包括的または一部の具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の淡水化装置及び淡水化方法によれば、淡水化できない虞を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、比較例における淡水化装置の構成を示す断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、比較例における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、比較例における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、比較例における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、比較例における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、比較例における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る淡水化装置の構成の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る淡水化装置の淡水化処理の工程を示すフロー図である。
【図５】図５は、実施の形態１における撥水粒子層の詳細な構成を示す図である。
【図６】図６は、撥水粒子層を構成する複数の撥水粒子の粒径の違いによる、撥水粒子層の性質の違いを示す表である。
【図７Ａ】図７Ａは、全体が粒径の小さい撥水粒子で構成されている撥水粒子層における、淡水の移動を模式的に示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態１における撥水粒子層における、淡水の移動を模式的に示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、比較例の撥水粒子層によって液体が保持されている様子を模式的に示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１における撥水粒子層によって液体が保持されている様子を模式的に示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態１における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施の形態１における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、実施の形態１における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施の形態１の変形例に係る淡水化装置の構成を示す断面図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施の形態１の変形例における撥水粒子層の詳細な構成を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態２に係る淡水化装置の構成を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施の形態２における撥水粒子層の詳細な構成を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態２における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態２における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、実施の形態２における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、実施の形態２における撥水粒子層で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で「撥水性」とは、水を弾く性質を意味する。
【００１１】
（本発明に至った知見）
実施の形態を説明する前に、まず、本発明に至った知見について、比較例における淡水化装置を用いて説明する。
【００１２】
図１は、比較例における淡水化装置の構成を示す断面図である。
【００１３】
比較例における淡水化装置７０は、水槽７１、撥水粒子層７３、及び、液化層７４を備える。図１に示す淡水化装置７０は、上側側壁７２ａ、下側側壁７２ｂ及び底板７２ｃからなる容器７２で構成されている。図１において、容器７２の内部に上から下に向かって、水槽７１、撥水粒子層７３、及び、液化層７４が配置される。
【００１４】
淡水化装置７０では、水槽７１に貯められた液体（液体層７５）は気化され、水蒸気となる。水蒸気は、撥水粒子層７３を通過する。通過した水蒸気は、液化層７４で液化して水（淡水）となる。
【００１５】
撥水粒子層７３は、多数の撥水粒子が密集することにより構成されている。１つの撥水粒子の表面は、複数の他の撥水粒子の表面に接している。各撥水粒子は、粒子と粒子表面を被覆している撥水膜とを備え、撥水性を有する。また、撥水粒子層７３は、互いに接触している撥水粒子間に、液体から気化した水蒸気が通過可能な隙間を有する。
【００１６】
本発明者らは、このような淡水化装置７０において、淡水化処理を進めていくうちに、撥水粒子層７３内に淡水（水分）が浸入することで水蒸気量が増加し、増加した水蒸気、及び、この水蒸気が結露することによって、撥水粒子層７３を上下に貫通する水道（みずみち）が形成されるという知見を見出した。ここで、「水道」とは、液体の通り道を意味する。図２Ａから図２Ｅに、撥水粒子層７３で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置７０の要部断面図を示す。なお、図２Ａから図２Ｅは、淡水化装置７０の撥水粒子層７３及び撥水粒子層７３周辺を拡大して示す断面図である。
【００１７】
＜図２Ａ＞
図２Ａに、比較例１に係る淡水化装置において、淡水化処理が開始されて淡水が得られた直後の状態を示す。
【００１８】
同図に示すように、淡水化処理が開始されて液化層７４で液化されることにより、淡水の水滴９１ａ〜９１ｃが得られる。このように得られた淡水は、液化層７４の底面へと滴下する。
【００１９】
＜図２Ｂ＞
図２Ｂに、図２Ａの状態において撥水粒子層７３下面に生じた淡水が、撥水粒子層７３の毛管力によって、撥水粒子層７３内部へと浸入する様子を示す。
【００２０】
撥水粒子層７３下面に生じた水滴９１ａ〜９１ｃの少なくとも一部は、撥水粒子層７３の毛管力９２ａ〜９２ｃによって、撥水粒子層７３内部へと浸入する場合がある。つまり、水分が撥水粒子層７３内部へと浸入する場合がある。
【００２１】
なお、紙面において毛管力９２ａ〜９２ｃとして示している矢印の長さは、当該毛管力９２ａ〜９２ｃによって水分が浸入する深さを模式的に表したものである。なお、「毛管力」とは、毛細管現象によって撥水粒子層７３の下面の水滴９１ａ〜９１ｃ（水分）を持ち上げる力であり、毛管力が大きい程、撥水粒子層７３の下面の水滴９１ａ〜９１ｃ（水分）が深く浸入する。
【００２２】
ここで、撥水粒子層７３で生じる毛細管現象について説明する。
【００２３】
上述したように、撥水粒子層７３は、多数の撥水粒子が密集することにより構成されており、１つの撥水粒子の表面は、複数の他の撥水粒子の表面に接している。このような撥水粒子層７３には、互いに接触している撥水粒子間に、僅かな隙間が形成される。したがって、撥水粒子層７３には、当該撥水粒子層７３内部に形成された隙間が連なることにより、撥水粒子層７３内部を上下方向に延びる微細な管が多数形成されていることになる。このような多数の微細な管の一部の端部は、撥水粒子層７３の下面に露出している。よって、撥水粒子層７３の下面に生じた水滴９１ａ〜９１ｃの少なくとも一部が、これら微細な管を上昇することにより、撥水粒子層７３の内部へと浸入する場合がある。
【００２４】
このように、撥水粒子層７３で生じる毛細管現象によって、撥水粒子層７３の下面から撥水粒子層７３の内部へと水分が浸入する場合がある。
【００２５】
＜図２Ｃ＞
図２Ｃに、図２Ｂに示した撥水粒子層７３の内部へと浸入した水分により、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子が湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【００２６】
同図に示すように、毛細管現象により撥水粒子層７３の内部に浸入した水分は、撥水粒子層７３の内部で結露したり、撥水粒子層７３の内部の湿度を上昇させたりする。つまり、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子に湿り気をもたらす。これにより、撥水粒子層７３の内部には、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ａ〜９３ｃが存在する。
【００２７】
具体的には、毛細管現象により撥水粒子層７３の内部に浸入した水分は、撥水粒子層７３の内部の温度等に応じて結露する、又は、気化して水蒸気となる。このいずれの場合でも、毛細管現象による撥水粒子層７３の内部への水分の浸入がない場合と比較して、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子は湿り気を帯び、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ａ〜９３ｃができる。
【００２８】
＜図２Ｄ＞
図２Ｄに、図２Ｃの状態からさらに淡水化処理を進めた状態において、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子がさらに湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【００２９】
同図に示すように、さらに淡水化処理を進めることにより、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子がさらに湿り気を帯び、また、湿り気を帯びた撥水粒子が増加する。つまり、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ａ〜９３ｃが増大する。
【００３０】
＜図２Ｅ＞
図２Ｅに、図２Ｄの状態からさらに淡水化処理を進めた状態において、撥水粒子層７３に水道９９が形成される様子を模式的に示す。
【００３１】
同図に示すように、さらに淡水化処理を進めることにより、撥水粒子層７３の内部の撥水粒子がさらに湿り気を帯び、また、湿り気を帯びた撥水粒子が増加する。つまり、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ａ〜９３ｃが増大する。その結果、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ｂが、撥水粒子層７３の表層まで到達する。つまり、湿り気を帯びた撥水粒子群９３ｂが、撥水粒子層７３を上下に貫通する。これにより、撥水粒子層７３を上下に貫通する水道９９が形成される。
【００３２】
このような水道９９が形成された場合、この水道９９を通って、液体層７５の液体が気化することなく液体のまま液化層７４へと流れ込む虞がある。つまり、水道９９が形成された場合、淡水化できなくなる虞がある。よって、水道９９の形成の抑制は、淡水化処理を進めるにあたって重要な課題である。
【００３３】
以上のように、本発明者らは、比較例に係る淡水化装置７０では、淡水化処理を進めていくうちに、撥水粒子層７３で生じる毛細管現象によって撥水粒子層７３を上下に貫通する水道９９が形成されるという知見を見出した。
【００３４】
また、本発明者らは、淡水化装置７０が次のような構成の場合に、水道９９がより形成されやすいという知見を見出した。
【００３５】
複数の撥水粒子で構成された撥水粒子層７３を用いる淡水化装置７０では、液体層７５の温度を上昇させ、かつ、液化層７４の温度を低下させることで淡水化効率を上げる構成が用いられる場合がある。
【００３６】
このような場合、例えば、液体層７５の温度を上昇させるために、水槽７１にヒーターを配置する、又は、水槽７１に貯められた液体層７５を太陽熱で加熱する構成が用いられる。また、例えば、液化層７４の温度を低下させるために、液化層７４にチラーを配置する、又は、容器７２の下側側壁７２ｂを地面に形成された凹部に埋めることで、地熱によって液化層７４を冷却する構成が用いられる。
【００３７】
これは、液体の温度を上昇させることにより撥水粒子層７３と液体層７５との界面の液体の温度を上昇させ、液化層７４の温度を低下させることにより撥水粒子層７３と液化層７４との界面の温度を低下させるためである。つまり、撥水粒子層７３と液体層７５との界面の液体の飽和蒸気圧を高くし、撥水粒子層７３と液化層７４との界面の淡水の飽和蒸気圧を低くするためである。これにより、撥水粒子層７３を通過する水蒸気量を増やすことができ、撥水粒子層７３と液化層７４との界面で凝縮（液化）する淡水の量を増やすことができる。よって、液化層７４で得られる淡水の量を増やすことができる。つまり、淡水化効率を上げることができる。
【００３８】
しかしながら、このように、液体層７５の温度を上昇させ、かつ、液化層７４の温度を低下させることで淡水化効率を上げた場合、撥水粒子層７３と液化層７４との界面に生じる淡水の量が多くなる。つまり、この場合、撥水粒子層７３の下面に生じる淡水の量が多くなる。
【００３９】
ここで、撥水粒子層７３の下面に生じる淡水（水滴）の量が少ない場合には、上述した毛細管現象によって撥水粒子層７３の内部へと浸入する水分の量も少ない。これに対して、撥水粒子層７３の下面に生じる淡水（水滴）の量が多くなった場合には、上述した毛細管現象によって撥水粒子層７３の内部へと浸入する水分の量も多くなる虞がある。
【００４０】
よって、淡水化効率を上げた場合には、撥水粒子層７３で生じる毛細管現象によって水道９９が形成されやすくなる。したがって、撥水粒子層７３で生じる毛細管現象による水道９９の形成を抑制することは、特に淡水化効率の高効率化を進めるにあたって重要な課題である。
【００４１】
そこで、本発明者らは、撥水粒子層で生じる毛細管現象による水道の形成を抑制できる発明を創作するに至った。
【００４２】
すなわち、本発明の一態様に係る淡水化装置は、液体から淡水を得る淡水化装置であって、前記液体を貯める空間である貯液層の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子を含む、前記貯液層に貯められた液体が気化することにより発生する水蒸気を通過させる撥水粒子層と、前記撥水粒子層の下に位置し、前記撥水粒子層を通過した水蒸気を液化することにより前記淡水を得る液化層とを備え、前記撥水粒子層は、前記複数の撥水粒子のうち複数の第１の撥水粒子からなる、前記貯液層側に設けられた第１層と、前記複数の撥水粒子のうち複数の第２の撥水粒子からなる、前記第１層の下に設けられた第２層とを備え、前記複数の第２の撥水粒子の平均粒径は、前記複数の第１の撥水粒子の平均粒径より大きい。
【００４３】
このように、撥水粒子層は、液化層側に設けられた平均粒径の大きい複数の第２の撥水粒子からなる第２層を備えることにより、撥水粒子層における水道の形成を抑制できる。その結果、液体層の液体が気化せずに液体のまま水道を通ることによる、液化層への液体の流れ込みを抑制できる。つまり、淡水化できない虞を低減することができる。
【００４４】
また、貯液層側に設けられた平均粒径の小さい複数の第１の撥水粒子からなる第１層を備えることにより、耐水圧を確保できる。
【００４５】
例えば、前記撥水粒子層は、さらに、前記複数の撥水粒子のうち複数の第３の撥水粒子からなる、前記第２層の下に設けられた第３層を備え、前記複数の第３の撥水粒子の平均粒径は、前記複数の第２の撥水粒子の平均粒径より大きいとしてもよい。
【００４６】
これにより、水道の形成をさらに抑制できる。
【００４７】
また、例えば、前記撥水粒子層は、前記第１層と前記第２層とからなる組が複数積層されて形成されているとしてもよい。
【００４８】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、上記淡水化装置を用いて液体から淡水を得る淡水化方法淡水化方法として実現されてもよい。
【００４９】
以下、本発明の実施の形態に係る淡水化装置及び淡水化方法について、図面を参照しながら説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
【００５０】
また、以下に説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５１】
（実施の形態１）
［淡水化装置］
以下、図面を参照しながら、実施の形態１に係る淡水化システムを説明する前に、基本構成の淡水化装置１０及びその淡水化処理を説明する。図３は、淡水化装置１０の構成を示す断面図である。
【００５２】
図３に示す淡水化装置１０は、水槽（ｗａｔｅｒ  ｔａｎｋ）１１と、撥水粒子層（ｗａｔｅｒ−ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ  ｐａｒｔｉｃｌｅ  ｌａｙｅｒ）１３と、液化層（ｄｅｐｏｌｉｔｉｃｉｚｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）１４とを備えている。水槽１１、撥水粒子層１３、及び液化層１４は、上から下に向かって順に位置している。ここで、水槽１１は、側面が容器１２の上側側壁１２ａによって囲まれ、底面が撥水粒子層１３によって覆われた、液体を貯める空間（貯液層）を有する。
【００５３】
＜水槽１１＞
水槽１１は、平面視（上面視）において矩形又は円形など任意の形状でよい。水槽１１は、側面が容器１２の上側側壁１２ａで形成され、底面が撥水粒子層１３の上面で形成されている。
【００５４】
ここで、容器１２について説明する。図３に示す容器１２は、鉛直方向に沿って立設された下側側壁１２ｂと、下側側壁１２ｂと接続され、かつ、上向きに広がるように傾斜した上側側壁１２ａと、下側側壁１２ｂと接続された底板１２ｃとを有する。上側側壁１２ａは上向きに広がるように傾斜することは必須ではなく、下側側壁１２ｂと同様に、鉛直方向に沿って立設されてもよい。ただし、上側側壁１２ａは、水槽１１に液体を導入する場合の液体の流路にも相当する場合があり、水槽１１に導入される液体のエネルギーを低減するためには、上向きに広がるように傾斜していることが望ましい。
【００５５】
容器１２は、水槽１１の上面以外の面を、上側側壁１２ａと下側側壁１２ｂと底板１２ｃとで囲むように形成されている。
【００５６】
容器１２の下部は、後述する撥水粒子層１３と液化層１４との側部を下側側壁１２ｂですべて囲こむとともに、液化層１４の底面を底板１２ｃで保持する。容器１２は、液化層１４中に淡水化された淡水１６を保持可能としている。
【００５７】
下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａは、それぞれ、撥水性を有する材料で構成されている。下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａの例は、それぞれ、金属板コンクリート、防水シート、又は、粘土などである。なお、下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａは、上記とは他の材料でもよく、例えば樹脂、セメント、土でもよい。
【００５８】
このように、容器１２は、有底筒体形状であって、下側の開口と比べて上側の開口が大きい筒体形状の上側側壁１２ａと、上側の開口が上側側壁１２ａの下側の開口に当接する筒体形状の下側側壁１２ｂと、下側側壁１２ｂの下側の開口を塞ぐ底板１２ｃとを備え、内部に、水槽１１、撥水粒子層１３及び液化層１４が位置している。なお、容器１２は、有底筒体形状に限らず、例えば、地面に掘られた凹部であって、この凹部に、水槽１１、撥水粒子層１３及び液化層１４が位置する構成であってもよい。また、下側側壁１２ｂ及び上側側壁１２ａは、撥水性に限らず、防水性であってもよい。
【００５９】
水槽１１に注がれた（導入された）液体は、水槽１１に液体層１５を形成する。つまり、撥水粒子層１３の上面でかつ容器１２の内部（上側側壁１２ａの空間）に液体層１５を形成する。
【００６０】
なお、淡水化装置１０は、水槽１１に液体を導入するための導入通路を有していてもよい。一方、淡水化装置１０が導入通路を有さない場合には、水槽１１の開口（容器１２の開口）から、液体が水槽１１内に導入されていてもよい。ここで、水槽１１に導入される液体は、一例として透明又は透光性を有している。
【００６１】
水槽１１に注がれて液体層１５を形成している液体は、撥水粒子層１３及び上側側壁１２ａが撥水性を有するため、液化層１４に流れ落ちない。すなわち、水槽１１に注がれた液体は、液体層１５として、周囲が上側側壁１２ａで囲まれた撥水粒子層１３の上面上に積み重ねられて維持されている。液体層１５の高さ（液体層１５の液面の高さ）の例は、１ｍｍから５０ｃｍである。液体層１５の高さが高すぎると（例えば、１５ｃｍよりも高いと）、後述するように液体を加熱するのに時間がかかり、大きな熱容量が必要となり、液体の淡水化の効率が悪くなる。一方、低すぎると（例えば、５０ｃｍよりも低いと）、液体の淡水化の効率が悪すぎる。このため、この数値範囲内であれば、淡水化の効率を良好な状態で保つことができる。
【００６２】
このように、水槽１１は、側面が容器の上側側壁１２ａで形成され、底面が撥水粒子層１３で形成され、淡水化装置１０の外部から導入された液体を液体層１５として保持する。
【００６３】
なお、水槽１１は、水槽１１の液体層１５を加熱するヒーターを有していてもよい。その場合、例えば、ヒーターは、水槽１１の上側側壁１２ａに配置される。
【００６４】
＜撥水粒子層１３＞
撥水粒子層１３は、水槽１１の下に位置している。撥水粒子層１３の上面が水槽１１の底面を形成する。水槽１１に液体が注がれた場合、撥水粒子層１３は、液体層１５の下面に接して位置する。図３に示すように、撥水粒子層１３の側面は下側側壁１２ｂで囲まれていてもよい。
【００６５】
撥水粒子層１３は、少なくとも複数の撥水粒子を含む。各撥水粒子は、粒子と粒子表面を被覆している撥水膜とを備える。撥水粒子とは、粒子表面が撥水性を有する粒子である。
【００６６】
撥水粒子層１３は、多数の撥水粒子が密集することで形成されている。すなわち、１つの撥水粒子の表面は、複数の他の撥水粒子の表面に接している。このとき、撥水粒子層１３は、互いに接触している撥水粒子間に、液体から加熱により蒸発した水蒸気が通過可能な隙間を有する。撥水粒子層１３は、複数の撥水粒子を含むため、撥水粒子層１３の内部への液体の浸入を低減することができる。
【００６７】
撥水粒子層１３の側面は、下側側壁１２ｂで全周囲が囲まれていてもよい。撥水粒子層１３の側面が下側側壁１２ｂで囲まれることにより、撥水粒子層１３の内部への液体の浸入を低減できる。ただし、撥水粒子層１３を形成する複数の撥水粒子も撥水性を有するため、下側側壁１２ｂが設けられていない場合であっても、当該撥水粒子層１３の内部への液体の浸入を低減できる。よって、下側側壁１２ｂは必須の構成ではない。
【００６８】
粒子とは、礫、砂、シルト、及び、粘土を含む。礫とは、２ｍｍより大きく７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。砂とは、０．０７５ｍｍより大きく２ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。シルトとは、０．００５ｍｍより大きく０．０７５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。粘土とは、０．００５ｍｍ以下の粒子径を有する粒子である。
【００６９】
撥水膜は、各粒子の表面を被覆している。撥水膜は、化学式−（ＣＦ２）ｎ−によって表されるフッ化炭素基を具備することが望ましい。ｎは自然数である。望ましいｎは２以上２０以下である。
【００７０】
撥水膜は、共有結合により粒子と結合していることが望ましい。以下の化学式（Ｉ）は、望ましい撥水膜を表す。
【００７１】
【化１】
0005621074.tif 000002
【００７２】
ここで、Ｑは水素又はフッ素である。ｍ１及びｍ２は、それぞれ、独立して、０又は１以上の自然数である。ｎは２以上２０以下である。
【００７３】
撥水粒子を製造する方法の一例が以下、説明される。
【００７４】
まず、化学式ＣＸ３−（ＣＨ２）ｍ１−（ＣＦ２）ｎ−（ＣＨ２）ｍ２−ＳｉＸ３によって表される界面活性剤が、非水系溶媒に溶解され、界面活性剤溶液を調製する。Ｘはハロゲンであり、好ましくは塩素である。
【００７５】
次に、乾燥雰囲気下において、界面活性剤溶液に複数の粒子が浸漬され、複数の撥水粒子を得る（特許文献；米国特許第５２７００８０号明細書（特公平０７−０６３６７０号公報に対応）参照）。
【００７６】
また、撥水膜の材料の例は、クロロシラン系材料、又は、アルコキシシラン系材料などである。クロロシラン系材料の例は、ペプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラハイドロデシルトリクロロシラン、又はノルマルオクタデシルジメチルクロロシランである。アルコキシシラン系材料の例は、ノルマルオクタデシルトリメトキシシラン、又はノナフルオロヘキシルトリエトキシシランである。
【００７７】
撥水粒子層１３は、水槽１１及び液化層１４の間で熱伝導を低減するように、低い熱伝導性を有することが望ましい。水槽１１では液体を加熱することにより水蒸気化するため、水槽１１は所定の温度以上（例えば、４０℃以上８０℃以下）を有する。液化層１４は水蒸気を液化するため、液化層１４は所定の温度以下（例えば、３０℃以下）を有する。少なくとも水槽１１の温度と液化層１４の温度との差が１０℃以上である。水槽１１の温度と液化層１４の温度は大きく異なり、水槽１１と液化層１４との間の熱伝導性が高い場合には、淡水化の効率が下がる場合がある。
【００７８】
撥水粒子層１３は複数の撥水粒子が密集して形成されているため、複数の粒子間に空気などが存在する。よって、撥水粒子層１３は、一様な素材で形成された膜などよりも、低い熱伝導を有する。
【００７９】
撥水粒子層１３の厚みの例は、５ｍｍ以上３０ｃｍ以下である。
【００８０】
撥水粒子層１３があまりにも薄いと（厚みが１ｃｍ未満であると）、水槽１１に注がれた水が液化層１４に流れ落ち得る。一方、撥水粒子層１３があまりにも分厚いと（厚みが３０ｃｍを越えると）、後述する水蒸気が撥水粒子層１３の隙間を通過しづらくなる。
【００８１】
＜液化層１４＞
液化層１４は、撥水粒子層１３の下に位置している。液化層１４は、撥水処理をしていない粒子を含む複数の粒子で形成してもよい。又は、液化層１４は、下側側壁１２ｂ及び底板１２ｃで囲われた空間としてもよい。
【００８２】
液化層１４は、下側側壁１２ｂで側部の全周囲が囲まれているとともに、底部は底板１２ｃで覆われて、容器１２により、淡水１６を保持可能としてもよい。
【００８３】
撥水粒子層１３から撥水粒子層１３の隙間を通過して液化層１４に到達した水蒸気は、液化層１４で液化し、液体の水（淡水１６）となる。詳細は後述する。
【００８４】
液化層１４は、必要に応じて冷却されている。
【００８５】
冷却の例としては、以下のような方法が考えられる。液化層１４の少なくとも一部が土壌中（地中）に配置されることにより、液化層１４が冷却されている。例えば、液化層１４と撥水粒子層１３との界面の高さを地表の高さと同じにして、液化層１４を撥水粒子層１３よりも低い温度にする。
【００８６】
また、液化層１４が冷却部を有していてもよい。
【００８７】
このように、液化層１４は、撥水粒子層１３の下に位置し、撥水粒子層１３を通過した水蒸気を冷却することにより液化する。ここで、液化層１４は所定の温度以下（例えば、１５℃以下）である。
【００８８】
なお、淡水化装置１０は、液化層１４と撥水粒子層１３との界面には、撥水粒子層の撥水粒子が液化層１４へと落ちにくくするための、例えばメッシュ等の支持層を有してもよい。
【００８９】
［淡水化方法］
以下、以上のように構成された淡水化装置１０による淡水化処理について説明する。
【００９０】
＜淡水化の処理＞
図４は、淡水化装置１０の淡水化処理の工程を示すフロー図である。
【００９１】
まず、水槽１１に液体を導入し、撥水粒子層１３の上に液体（液体層１５）を配置する（Ｓ１０１）。ここで、液体は、例えば塩水である。
【００９２】
次いで、撥水粒子層１３の上に配置された液体を加熱することにより蒸発させて水蒸気を生成する（Ｓ１０２）。詳細には、水槽１１に貯められた液体（液体層１５）を一定以上の温度まで加熱すると、液体は水蒸気となる。
【００９３】
なお、この一定の温度は、液体の種類及び気圧に基づいて、飽和蒸気圧曲線に応じて決まる温度である。例えば液体が塩水の場合、一定の温度は５０度以上６０度以下である。液体層１５の加熱は、例えば太陽光により行われるとしてもよし、水槽１１がヒーターを有する場合には、ヒーターにより行われるとしてもよい。また、加熱された物体を水槽１１の液体層１５に供給することにより、行われるとしてもよい。
【００９４】
次いで、液化層１４で水蒸気を液化することにより、淡水を得る（Ｓ１０３）。
【００９５】
詳細には、水槽１１において加熱により液体から蒸発した水蒸気は、上方向だけでなく、下方向にも移動する。下方向に移動する水蒸気は、撥水粒子層１３における撥水粒子間の隙間を通り抜け、液化層１４に到達すると、液化層１４で液化し、液体の水となる。つまり、水槽１１において加熱により液体から蒸発した水蒸気は、液化層１４において冷却され、液体の水になる。
【００９６】
このようにして、淡水化装置１０の淡水化処理は行われる。
【００９７】
なお、液体の水とは、水槽１１に注がれた液体に含まれる固体、及び、溶解している不純物が低減された水であり、典型的には淡水（蒸留水）である。液体に溶解している不純物は、例えばイオンである。
【００９８】
［撥水粒子層１３の詳細構成］
次に、本実施の形態に係る淡水化装置１０の撥水粒子層１３の詳細な構成について、図面を用いて説明する。
【００９９】
図３に示すように、本実施の形態に係る淡水化装置１０に含まれる撥水粒子層１３は、第１層１３ａと、第１層１３ａの下に位置する第２層１３ｂとを備える。第１層１３ａは水槽１１の下面を形成する。
【０１００】
図５は、撥水粒子層１３の詳細な構成を示す図である。具体的には、図５（ａ）は撥水粒子層１３の構成を模式的に示す断面図であり、図５（ｂ）は第１層１３ａの一部を拡大して示す側面図であり、図５（ｃ）は第２層１３ｂの一部を拡大して示す側面図である。
【０１０１】
図５に示すように、第１層１３ａは複数の第１の撥水粒子１３１で構成され、第２層１３ｂは複数の第２の撥水粒子１３２で構成される。言い換えると、第１層１３ａは、密集した複数の複数の第１の撥水粒子１３１によって構成され、第２層１３ｂは、密集した複数の第２の撥水粒子１３２によって構成されている。
【０１０２】
ここで、複数の第２の撥水粒子１３２の平均粒径は、複数の第１の撥水粒子１３１の平均粒径より大きい。粒径とは、各撥水粒子（第１の撥水粒子１３１または第２の撥水粒子１３２）の長軸径、短軸径、または、定方向径であってもよいし、画像解析法、遮光法、または、コールター法を用いた相当径であってもよいし、沈降法、または、レーザ回折を利用した散乱法を用いた有効径であってもよく、平均粒径とは、同一の基準で測定または算出した複数の撥水粒子の粒径の平均である。
【０１０３】
例えば、第１の撥水粒子１３１の平均粒径は２００μｍ、第２の撥水粒子１３２の平均粒径は５００μｍである。このとき、第１の撥水粒子１３１の粒径をｄ１１とすると、０μｍ＜ｄ１１≦３００μｍであり、第２の撥水粒子１３２の粒径をｄ１２とすると３００μｍ＜ｄ１２≦１ｍｍである。
【０１０４】
なお、第１の撥水粒子１３１の平均粒径および粒径分布範囲と、第２の撥水粒子１３２の平均粒径および粒径分布範囲とは、上記例に限らず、第２の撥水粒子１３２の平均粒径が第１の撥水粒子１３１の平均粒径より大きいという条件さえ満たせばよい。例えば、第１の撥水粒子１３１の平均粒径が１５０μｍ、第２の撥水粒子１３２の平均粒径が４５０μｍ、０μｍ＜ｄ１１≦３５０μｍ、２５０μｍ＜ｄ１２≦１ｍｍであってもよい。つまり、第１の撥水粒子１３１の粒径分布範囲の少なくとも一部と、第２の撥水粒子１３２の粒径分布範囲の少なくとも一部とは重複してもよい。ただし、第１の撥水粒子１３１の粒径分布の標準偏差が第２の撥水粒子１３２の粒径分布の標準偏差よりも十分に小さいことにより、第２の撥水粒子１３２の粒径分布範囲に第１の撥水粒子１３１の粒径分布範囲が包含されることがない方がよい。同様に、第２の撥水粒子１３２の粒径分布の標準偏差が第１の撥水粒子１３１の粒径分布の標準偏差よりも十分に小さいことにより、第１の撥水粒子１３１の粒径分布範囲に第２の撥水粒子１３２の粒径分布範囲が包含されることがない方がよい。また、第１の撥水粒子１３１の粒径分布の中央値は、第２の撥水粒子１３２の粒径分布の中央値より小さくてもよい。
【０１０５】
このような、平均粒径の小さい第１の撥水粒子１３１で構成される第１層１３ａ、および、平均粒径の大きい第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂは、次のような性質を有する。
【０１０６】
図６は、撥水粒子層１３を構成する複数の撥水粒子の粒径の違いによる、撥水粒子層１３の性質の違いを示す表である。
【０１０７】
同図に示すように、撥水粒子層１３は、撥水粒子の粒径が大きい程、含水量が大きくなる性質を有する。ここで、含水量とは、単位体積当たりに保持し得る水蒸気量及び水分量である。これは次のような理由による。
【０１０８】
撥水粒子層１３は、上述したように、複数の複数の撥水粒子が密集することにより構成されている。このとき、隣り合う複数の撥水粒子間には僅かな隙間が形成される。撥水粒子層１３の含水量は、この隙間に浸入し得る水蒸気量及び水分量によって決定される。ここで、撥水粒子の粒径が小さい場合には、上述の隙間も小さくなる。一方、撥水粒子の粒径が大きい場合には、上述の隙間も大きくなる。したがって、撥水粒子層１３は、撥水粒子の粒径が大きい程、含水量も大きくなる性質を有する。
【０１０９】
また、撥水粒子層１３は、撥水粒子の粒径が小さい程、毛細管現象が顕著に現れる（表中では「大」と記載）。つまり、撥水粒子の粒径が小さい程、毛管力が大きくなる。これは次のような理由による。
【０１１０】
本発明に至った知見で述べたように、撥水粒子層１３で生じる毛細管現象は、当該撥水粒子層１３の内部に形成された隙間が連なることにより、撥水粒子層１３内部を上下方向に延びる微細な管が形成されることよって生じる。この管の水平断面積は、互いに接触している撥水粒子間に形成される隙間の体積と比例する。上記のように、撥水粒子の粒径が小さい場合には、隙間の体積も小さくなり、撥水粒子の粒径が大きい場合には、隙間の体積も大きくなる。よって、撥水粒子の粒径が小さい場合には、上述の管の水平断面積も小さくなり、撥水粒子の粒径が大きい場合には、上述の管の水平断面積も大きくなる。したがって、撥水粒子層１３は、撥水粒子の粒径が小さい程、毛管力が大きくなる。
【０１１１】
なお、図６では、撥水粒子層１３の下面の水滴が、毛細管現象によって撥水粒子層１３内部へと浸入する深さがより深い程、つまり、撥水粒子層１３の下面を基準として水滴（水分）が到達する高さが高い程、毛細管現象「大」（すなわち、毛管力が大きい）と記載し、浅い程、毛細管現象「小」（すなわち、毛管力が小さい）と記載している。
【０１１２】
このように、撥水粒子層１３は、当該撥水粒子層１３を構成する複数の撥水粒子の粒径が大きい程、含水量が大きく、かつ、毛細管現象を低減できる。
【０１１３】
したがって、本実施の形態における撥水粒子層１３は、下面側に、粒径の大きい第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂを備えることにより、全体が粒径の小さい撥水粒子で構成されている撥水粒子層を比較例とすると、当該比較例と比較して、次の２つのことが言える。
【０１１４】
第１に、本実施の形態における撥水粒子層１３は、比較例における撥水粒子層と比較して、毛細管現象を低減することができることにより、下面に生じた淡水（水分）を撥水粒子層１３内部へ浸入させにくい。
【０１１５】
第２に、本実施の形態における撥水粒子層１３は、比較例における撥水粒子層と比較して、含水量が大きいために、毛細管現象により撥水粒子層１３内部へ浸入した淡水（水分）の撥水粒子層１３の上層側への到達を抑制できる。
【０１１６】
以下、これら２点の現象について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて、比較例の撥水粒子層の下面に生じた淡水が撥水粒子層内部で移動する様子と、本実施の形態における撥水粒子層１３の下面に生じた淡水が撥水粒子層１３内部で移動する様子とを説明する。
【０１１７】
図７Ａは、本実施の形態の比較例として、全体が粒径の小さい撥水粒子７３１で構成されている撥水粒子層７３における、上記淡水の移動を模式的に示す図である。図７Ｂは、本実施の形態における撥水粒子層１３における、上記淡水の移動を模式的に示す図である。なお、ここでは、図７Ａに示す撥水粒子層７３を構成する撥水粒子７３１の粒径と、図７Ｂに示す撥水粒子層１３の第１層１３ａを構成する第１の撥水粒子１３１の粒径とが実質的に同一であるとして説明する。なお、各実施の形態及び変形例において、「実質的に同一」又は「同等」とは、誤差が１０パーセント以内であることを意味し、特定的には誤差が５パーセント以内であることを意味し、より特定的には誤差が３パーセント以内であることを意味する。
【０１１８】
図７Ａに示すように、撥水粒子層７３全体が粒径の小さい撥水粒子７３１で構成されている場合、撥水粒子層７３の毛管力が大きいために、撥水粒子層７３下面に生じた淡水は、撥水粒子層７３内部へと容易に浸入する。つまり、水分が撥水粒子層７３内部へと容易に浸入する。撥水粒子層７３内部へと一旦浸入した水分は、撥水粒子層７３の含水量が小さいために、毛細管現象と相乗して、撥水粒子層７３下面から深くまで浸入する。その結果、撥水粒子層７３内部へ浸入した水分が当該撥水粒子層７３の表層側まで到達する場合がある。
【０１１９】
一方、図７Ｂに示すように、撥水粒子層１３の下面側に粒径の大きい第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂが設けられている場合、撥水粒子層１３の毛管力が小さいので、撥水粒子層１３下面に生じた淡水は、比較例の場合と比較して、撥水粒子層１３内部へ浸入しづらい。つまり、水分が撥水粒子層７３内部へと浸入しにくい。また、撥水粒子層１３内部へと一旦浸入した水分についても、第２層１３ｂの含水量が大きいために、第２層１３ｂ内部に留まり、第１層１３ａまで到達しづらい。その結果、撥水粒子層７３内部へ浸入した水分が当該撥水粒子層１３の表層側まで到達しづらい。
【０１２０】
このように、本実施の形態における撥水粒子層１３は、比較例における撥水粒子層と比較して、含水量が大きく、かつ、毛管力が小さい第２層１３ｂを下面側に備えることにより、水分を撥水粒子層１３内部へ浸入させにくく、かつ、浸入してしまった水分についても撥水粒子層１３の表層側まで到達しにくくできる。よって、撥水粒子層１３における水道の形成を抑制できる。
【０１２１】
ところで、撥水粒子層１３の耐水圧は、水槽１１側の層を構成する撥水粒子の粒径が小さい程、高くなる。以下、水槽１１側の層が粒径の大きい撥水粒子で構成されている撥水粒子層を比較例として、説明する。
【０１２２】
図８Ａは、比較例の撥水粒子層によって液体が保持されている様子を模式的に示す図であり、図８Ｂは、本実施の形態における撥水粒子層１３によって液体が保持されている様子を模式的に示す図である。なお、ここでは、図８Ａに示す撥水粒子７３２の粒径と、本実施の形態における撥水粒子層１３の第２層１３ｂを構成する第２の撥水粒子１３２の粒径とが実質的に同一であるとして説明する。また、水槽１１に貯められた液体が、ごく微量であり、当該液体の表面張力により略球体の液滴７５ａとなっているものとして説明する。
【０１２３】
図８Ａに示すように、液滴７５ａが粒径の大きい撥水粒子７３２からなる層によって保持されている場合、撥水粒子７３２間に形成される隙間が大きいことにより、液滴７５ａは隙間を通り抜けやすくなる。一方、図８Ｂに示すように、液滴７５ａが粒子の小さい第１の撥水粒子１３１によって保持されている場合、第１の撥水粒子１３１間に形成される隙間が小さいことにより、液滴７５ａは隙間を通り抜けにくい。
【０１２４】
この液滴７５ａは、当該液滴７５ａに対して下向きに加わる応力が大きい程、隙間を通り抜けやすくなる。つまり、水槽１１に貯められる液体の量が多いほど、液滴７５ａは隙間を通り抜けやすくなる。すなわち、水槽１１に液体が貯められることにより形成される液体層１５の高さが高くなるほど、液滴７５ａは隙間を通り抜けやすくなる。
【０１２５】
したがって、本実施の形態における撥水粒子層１３は、水槽１１側に、粒径の小さい第１の撥水粒子１３１で構成される第１層１３ａを備えることにより、耐水圧を確保することができる。撥水粒子層１３が確保すべき耐水圧は、液体層１５の高さを所望の高さ（例えば、１５ｃｍから５０ｃｍ）とした場合に撥水粒子層１３に加わる圧力である。
【０１２６】
ここで、本実施の形態において、第１層１３ａ及び第２層１３ｂを備える撥水粒子層１３の厚み（図３中のｈ１）は、構成する撥水粒子の粒径が第１層１３ａと同等である比較例における撥水粒子層７３の厚み（これをｈ７とする）と実質的に同一であってもよい。これにより、本実施の形態における撥水粒子層１３は、比較例における撥水粒子層７３と実質的に同一の耐水圧を確保できる。
【０１２７】
つまり、本実施の形態において粒径の小さい第１の撥水粒子１３１で構成される層（第１層１３ａ）の厚みは、比較例において粒径の小さい撥水粒子で構成される撥水粒子層７３の厚みより薄くてもよい。このような場合であっても、本実施の形態における撥水粒子層１３は、第１層１３ａに加えて、さらに、粒径の大きい第２の撥水粒子１３２で構成される層（第２層１３ｂ）を備えることにより、ｈ１＝ｈ７を実現できる。よって、本実施の形態における撥水粒子層１３は、比較例における撥水粒子層７３と同等の耐水圧を確保できる。
【０１２８】
以上のように、本実施の形態に係る淡水化装置１０における撥水粒子層１３は、複数の第１の撥水粒子１３１からなる、水槽１１側に設けられた第１層１３ａと、複数の第２の撥水粒子１３２からなる、第１層１３ａの下に設けられた第２層１３ｂとを備え、複数の第２の撥水粒子１３２の平均粒径は、複数の第１の撥水粒子１３１の平均粒径より大きい。
【０１２９】
このように、撥水粒子層１３は、液化層１４側に設けられた平均粒径の大きい複数の第２の撥水粒子１３２からなる第２層１３ｂを備えることにより、撥水粒子層１３における水道の形成を抑制できる。その結果、液体層１５の液体が気化せずに液体のまま水道を通ることによる、液化層１４への液体の流れ込みを抑制できる。つまり、淡水化できない虞を低減することができる。
【０１３０】
また、撥水粒子層１３は、水槽１１側に設けられた平均粒径の小さい複数の第１の撥水粒子１３１からなる第１層１３ａを備えることにより、耐水圧を確保できる。
【０１３１】
図９Ａから図９Ｅに、以上説明した本実施の形態に係る淡水化装置１０における撥水粒子層１３で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図を示す。すなわち、淡水化処理を進めていった際に、撥水粒子層１３の下面に生じた水滴（水分）が、撥水粒子層１３を移動する様子の一例を説明する。なお、図９Ａから図９Ｅは、淡水化装置１０の撥水粒子層１３及び撥水粒子層１３周辺を拡大して示す断面図である。また、以下の説明において、比較例における撥水粒子層７３は、本実施の形態における第１層１３ａの第１の撥水粒子１３１の粒径と実質的に同じ粒径を有する撥水粒子によって構成されているものとして説明する。
【０１３２】
＜図９Ａ＞
図９Ａに、本実施の形態に係る淡水化装置１０において、淡水化処理が開始されて淡水が得られた直後の状態を示す。
【０１３３】
同図に示すように、淡水化処理が開始されて液化層１４で液化されることにより、淡水の水滴２１ａ〜２１ｃが得られる。このように得られた淡水は、液化層１４の底面へと滴下する。
【０１３４】
＜図９Ｂ＞
図９Ｂに、図９Ａの状態において第２層１３ｂ下面に生じた淡水が、撥水粒子層１３の毛管力によって、第２層１３ｂ内部へと浸入する様子を示す。
【０１３５】
第２層１３ｂ下面に生じた水滴２１ａ〜２１ｃの少なくとも一部は、第２層１３ｂの毛管力２２ａ〜２２ｃによって、第２層１３ｂ内部へと浸入する場合がある。つまり、水分が、撥水粒子層１３内部へと浸入する場合がある。なお、紙面において毛管力２２ａ〜２２ｃとして示している矢印の長さは、当該毛管力２２ａ〜２２ｃによって水分が浸入する深さを模式的に表したものである。
【０１３６】
図９Ｂに示す毛管力２２ａ〜２２ｃと、図２Ｂに示した毛管力９２ａ〜９２ｃとを比較してわかるように、毛管力２２ａ〜２２ｃの方が弱い。つまり、第２層１３ｂ下面に生じた水滴２１ａ〜２１ｃによる水分が第２層１３ｂに浸入する深さは、図２Ｂに示した比較例における撥水粒子層７３下面に生じた水滴８１ａ〜８１ｃによる水分が撥水粒子層７３に浸入する深さよりも浅い。この理由は、上述したように、粒径の大きい複数の第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂの毛管力は、粒径の小さい複数の撥水粒子で構成される比較例における撥水粒子層７３の毛管力より小さいからである。
【０１３７】
＜図９Ｃ＞
図９Ｃに、図９Ｂに示した撥水粒子層１３の第２層１３ｂの内部へと浸入した水分により、第２層１３ｂの内部の撥水粒子が湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【０１３８】
同図に示すように、毛細管現象により第２層１３ｂの内部に浸入した水分は、第２層１３ｂの内部で結露したり、第２層１３ｂの内部の湿度を上昇させたりする。つまり、当該水分は、第２層１３ｂの内部の第２の撥水粒子１３２に湿り気をもたらす。これにより、撥水粒子層１３の第２層１３ｂの内部には、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃが存在する。
【０１３９】
＜図９Ｄ＞
図９Ｄに、図９Ｃの状態からさらに淡水化処理を進めた状態において、撥水粒子層１３の第２層１３ｂの内部の第２の撥水粒子１３２がさらに湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【０１４０】
同図に示すように、さらに淡水化処理を進めることにより、第２層１３ｂの内部の第２の撥水粒子１３２がさらに湿り気を帯びる。このとき、比較例における撥水粒子層７３では湿り気を帯びた撥水粒子群８３ａ〜８３ｃがただちに増大したが、本実施の形態における撥水粒子層１３の第２層１３ｂでは、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃは比較例よりもゆっくりと増大する。これは、粒径の大きい複数の第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂの含水量が、粒径の小さい複数の撥水粒子で構成される比較例における撥水粒子層７３の含水量よりも高いことによる。つまり、第２層１３ｂの湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃの含水量が高くなる。
【０１４１】
このように、第２層１３ｂでは、比較例における撥水粒子層７３と比較して、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃの増大を抑制できる。
【０１４２】
＜図９Ｅ＞
図９Ｅに、図９Ｄの状態からさらに淡水化処理を進めた状態において、撥水粒子層１３の第２層１３ｂの内部の第２の撥水粒子１３２がさらに湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【０１４３】
同図に示すように、さらに淡水化処理を進めることにより、撥水粒子層７３の内部の第２の撥水粒子１３２がさらに湿り気を帯び、また、湿り気を帯びた第２の撥水粒子１３２が増加する。つまり、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃが増大する。ただし、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃは、第２層１３ｂの表層まで到達しにくい。これは、粒径の大きい複数の第２の撥水粒子１３２で構成される第２層１３ｂは、粒径の小さい複数の撥水粒子で構成される比較例における撥水粒子層７３と比較して、含水量が大きく、かつ、毛細管現象が小さいことによるものである。
【０１４４】
よって、湿り気を帯びた撥水粒子群２３ａ〜２３ｃが、第２層１３ｂを上下に貫通することを抑制できる。言い換えると、第２層１３ｂは、撥水粒子層１３を上下に貫通する湿り気を帯びた撥水粒子群の形成を抑制できる。
【０１４５】
したがって、本実施の形態における撥水粒子層１３は、当該撥水粒子層１３を上下に貫通する水道の形成を抑制できる。その結果、水道を通って、液体層１５の液体が気化せずに液体のまま水道を通ることによる、液化層１４への液体の流れ込みを抑制できる。つまり、淡水化できない虞を低減することができる。
【０１４６】
（実施の形態１の変形例）
次に、本発明の実施の形態１の変形例に係る淡水化装置について説明する。本変形例に係る淡水化装置は、実施の形態１に係る淡水化装置１０と比較して、撥水粒子層３３が平均粒径の異なる３つの層で構成されている点が異なる。以下、本変形例に係る淡水化装置について、実施の形態１に係る淡水化装置１０と比較して異なる点を中心に述べる。
【０１４７】
図１０Ａは、本変形例に係る淡水化装置の構成を示す断面図である。
【０１４８】
同図に示すように、本変形例に係る淡水化装置３０において、撥水粒子層３３は、水槽１１側に設けられた第１層３３ａと、第１層３３ａの下に設けられた第２層３３ｂと、第２層３３ｂの下に設けられた第３層３３ｃとから構成される。この撥水粒子層３３の厚みｈ２は、実施の形態１における撥水粒子層１３の厚みｈ１と実質的に同一である。
【０１４９】
図１０Ｂは、撥水粒子層３３の詳細な構成を示す図であり、（ａ）は撥水粒子層３３の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は第１層３３ａの一部を拡大して示す側面図であり、（ｃ）は第２層３３ｂの一部を拡大して示す側面図であり、（ｄ）は第３層３３ｃの一部を拡大して示す側面図である。
【０１５０】
図１０Ｂに示すように、第１層３３ａは複数の第１の撥水粒子２３１からなり、第２層３３ｂは複数の第２の撥水粒子２３２からなり、第３層３３ｃは複数の第３の撥水粒子２３３からなる。言い換えると、第１層３３ａは、密集した複数の複数の第１の撥水粒子２３１によって構成され、第２層３３ｂは、密集した複数の第２の撥水粒子２３２によって構成され、第３層３３ｃは、密集した複数の第３の撥水粒子２３３によって構成されている。
【０１５１】
ここで、複数の第３の撥水粒子２３３の平均粒径は、複数の第２の撥水粒子２３２の平均粒径より大きく、複数の第２の撥水粒子２３２の平均粒径は、複数の第１の撥水粒子２３１の平均粒径より大きい。
【０１５２】
具体的には、第１の撥水粒子２３１は実施の形態１における第１の撥水粒子１３１に相当し、第２の撥水粒子２３２は実施の形態１における第２の撥水粒子１３２のうち粒径の小さい撥水粒子に相当し、第３の撥水粒子２３３は実施の形態２における第２の撥水粒子１３２のうち粒径の大きい撥水粒子に相当する。
【０１５３】
このように、本変形例における撥水粒子層３３は、実施の形態１における撥水粒子層１３と比較して、撥水粒子層３３の下層側を、平均粒径の一層大きい複数の第３の撥水粒子２３３で構成する。これにより、撥水粒子層３３の下層（第３層３３ｃ）の毛管力を一層低減することができるので、撥水粒子層３３の下面に生じた水滴が、毛細管現象によって撥水粒子層３３の内部へと一層浸入しにくくなる。
【０１５４】
また、本変形例における撥水粒子層３３は、水槽１１側に、粒径の小さい第１の撥水粒子２３１で構成される第１層３３ａを備えることにより、当該撥水粒子層３３の厚みｈ２を実施の形態１における撥水粒子層１３の厚みｈ１と実質的に同一にすることにより、実施の形態１における撥水粒子層１３と同等の耐水圧を確保することができる。
【０１５５】
例えば、第１の撥水粒子２３１の平均粒径は２００μｍ、第２の撥水粒子２３２の平均粒径は５００μｍ、第３の撥水粒子２３３の平均粒径は８００μｍである。このとき、第１の撥水粒子２３１の粒径をｄ２１とすると、０μｍ＜ｄ２１≦３００μｍ、第２の撥水粒子２３２の粒径をｄ２２とすると３００μｍ＜ｄ２２≦７００μｍ、第３の撥水粒子２３３の粒径をｄ２３とすると７００μｍ＜ｄ２３≦１ｍｍである。
【０１５６】
なお、第１の撥水粒子２３１の平均粒径および粒径分布範囲と、第２の撥水粒子２３２の平均粒径および粒径分布範囲と、第３の撥水粒子２３３の平均粒径および粒径分布範囲とは、上記例に限らず、第３の撥水粒子２３３の平均粒径が第２の撥水粒子２３２の平均粒径より大きく、かつ、第２の撥水粒子２３２の平均粒径が第１の撥水粒子２３１の平均粒径より大きいという条件さえ満たせばよい。例えば、第１の撥水粒子２３１の平均粒径が１５０μｍ、第２の撥水粒子２３２の平均粒径が４５０μｍ、第３の撥水粒子２３３の平均粒径が９００μｍであり、０μｍ＜ｄ２１≦３５０μｍ、２５０μｍ＜ｄ２２≦８００μｍ、６００μｍ＜ｄ２３≦１ｍｍであってもよい。つまり、一の撥水粒子（第１の撥水粒子２３１、第２の撥水粒子２３２、及び、第３の撥水粒子２３３のいずれか１つ）の粒径分布範囲の少なくとも一部と、他の撥水粒子の粒径分布範囲の少なくとも一部とは重複してもよい。ただし、一の撥水粒子の粒径分布の標準偏差が他の撥水粒子の粒径分布の標準偏差よりも十分に小さいことにより、他の撥水粒子の粒径分布範囲に一の撥水粒子の粒径分布範囲が包含されることがない方がよい。また、第１の撥水粒子２３１の粒径分布の中央値は、第２の撥水粒子２３２の粒径分布の中央値より小さくてもよく、第２の撥水粒子２３２の粒径分布の中央値は、第３の撥水粒子２３３の粒径分布の中央値より小さくてもよい。
【０１５７】
このように、本変形例における撥水粒子層３３は、実施の形態１における撥水粒子層１３と比較して、含水量が大きく、かつ、毛細管現象が小さい第３層３３ｃを下面側に備えることにより、下面に生じた淡水を撥水粒子層３３内部へさらに浸入させにくく、かつ、浸入してしまった淡水についても撥水粒子層３３の表層側までさらに到達しにくくできる。よって、撥水粒子層３３における水道の形成を一層抑制できる。
【０１５８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２に係る淡水化装置について説明する。本実施の形態に係る淡水化装置は、実施の形態１に係る淡水化装置１０と比較して、平均粒径が小さい撥水粒子からなる第１層と平均粒径が大きい撥水粒子からなる第２層とで構成される組が複数積層されることで撥水粒子層が形成されている点が異なる。以下、本実施の形態に係る淡水化装置について、実施の形態１に係る淡水化装置１０と比較して異なる点を中心に述べる。
【０１５９】
図１１Ａは、本実施の形態に係る淡水化装置の構成を示す断面図である。
【０１６０】
同図に示すように、本実施の形態に係る淡水化装置４０において、撥水粒子層４３は、水槽１１側に設けられた第１層４３ａと、第１層４３ａの下に設けられた第２層４３ｂと、第２層４３ｂの下に設けられた第３層４３ｃと、第３層４３ｃの下に設けられた第４層４３ｄとから構成される。この撥水粒子層４３の厚みｈ３は、実施の形態１における撥水粒子層１３の厚みｈ１と実質的に同一である。
【０１６１】
図１１Ｂは、撥水粒子層４３の詳細な構成を示す図であり、（ａ）は撥水粒子層４３の構成を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は第１層４３ａの一部を拡大して示す側面図であり、（ｃ）は第２層４３ｂの一部を拡大して示す側面図であり、（ｄ）は第３層４３ｃの一部を拡大して示す側面図である。
【０１６２】
図１１Ｂに示すように、第１層４３ａは複数の第１の撥水粒子３３１からなり、第２層４３ｂは複数の第２の撥水粒子３３２からなり、第３層４３ｃは複数の第３の撥水粒子３３３からなり、第４層４３ｄは複数の第４の撥水粒子３３４からなる。言い換えると、第１層４３ａは、密集した複数の複数の第１の撥水粒子３３１によって構成され、第２層４３ｂは、密集した複数の第２の撥水粒子３３２によって構成され、第３層４３ｃは、密集した複数の第３の撥水粒子３３３によって構成され、第４層４３ｄは、密集した複数の第４の撥水粒子３３４によって構成されている。
【０１６３】
ここで、第１層４３ａを構成する複数の第１の撥水粒子３３１の平均粒径及び粒径分布と、第３層４３ｃを構成する複数の第３の撥水粒子３３３との平均粒径及び粒径分布とは、実質的に同一である。つまり、第１の撥水粒子３３１の粒径をｄ３１、第３の撥水粒子３３３の粒径をｄ３３とした場合、ｄ３１＝ｄ３３となる。また、第２層４３ｂを構成する複数の第２の撥水粒子３３２の平均粒径及び粒径分布と、第４層４３ｄを構成する複数の第４の撥水粒子３３４の平均粒径及び粒径分布とは、実質的に同一である。つまり、第２の撥水粒子３３２の粒径をｄ３２、第４の撥水粒子３３４の粒径をｄ３４とした場合、ｄ３２＝ｄ３４となる。よって、本実施の形態における撥水粒子層４３は、第１層４３ａと第２層４３ｂとからなる組が２組積層されて形成されていると言える。
【０１６４】
また、第１の撥水粒子３３１及び第３の撥水粒子３３３は実施の形態１における第１の撥水粒子１３１に相当し、第２の撥水粒子３３２及び第４の撥水粒子３３４は実施の形態１における第２の撥水粒子１３２に相当する。
【０１６５】
これにより、本実施の形態に係る淡水化装置４０は、実施の形態１に係る淡水化装置１０と同様の効果を奏する。すなわち、撥水粒子層４３は、液化層１４側に設けられた平均粒径の大きい複数の第４の撥水粒子からなる第４層４３ｄを備えることにより、撥水粒子層４３における水道の形成を抑制できる。その結果、淡水化できない虞を低減できる。また、撥水粒子層４３は、水槽１１側に設けられた平均粒径の小さい複数の第１の撥水粒子３３１からなる第１層４３ａを備えることにより、実施の形態１における撥水粒子層１３と同等の耐水圧を確保できる。
【０１６６】
図１２Ａから図１２Ｄに、以上説明した本実施の形態に係る淡水化装置４０における撥水粒子層４３で水分が移動する様子の一例を説明するための、淡水化装置の要部断面図を示す。すなわち、淡水化処理を進めていった際に、撥水粒子層４３の下面に生じた水滴（水分）が、撥水粒子層４３を移動する様子の一例を説明する。なお、図１２Ａから図１２Ｄは、淡水化装置４０の撥水粒子層４３及び撥水粒子層４３周辺を拡大して示す断面図である。
【０１６７】
＜図１２Ａ＞
図１２Ａに、本実施の形態に係る淡水化装置４０において、淡水化処理が開始されて淡水が得られた直後の状態を示す。
【０１６８】
同図に示すように、淡水化処理が開始されて液化層１４で液化されることにより、淡水の水滴５１ａ〜５１ｃが得られる。このように得られた淡水は、液化層１４の底面へと滴下する。
【０１６９】
＜図１２Ｂ＞
図１２Ｂに、図１２Ａの状態において第４層４３ｄ下面に生じた淡水が、撥水粒子層４３の毛管力によって、撥水粒子層４３内部へと浸入する様子を示す。
【０１７０】
撥水粒子層４３の第４層４３ｄ下面に生じた水滴５１ａ〜５１の少なくとも一部は、撥水粒子層４３の毛管力８２ａ〜８２ｃによって、撥水粒子層４３の内部へと浸入する場合がある。つまり、水分が、撥水粒子層４３内部へと浸入する場合がある。
【０１７１】
具体的には、第４層４３ｄ下面に生じた水滴５１ａ〜５１ｃの少なくとも一部は、第４層４３ｄの毛管力８２１ａ〜８２１ｃによって、第４層４３ｄ内部へと浸入する場合がある。また、第４層４３ｄを貫通して第３層４３ｃと第４層４３ｄとの界面まで到達した水分は、第３層４３ｃの毛管力８２２ａ〜８２２ｃによって、第３層４３ｃへと浸入する場合がある。
【０１７２】
なお、紙面において毛管力８２１ａ〜８２１ｃ及び８２２ａ〜８２２ｃとして示している矢印の長さは、当該毛管力８２１ａ〜８２１ｃ及び８２２ａ〜８２２ｃによって水分が浸入する深さを模式的に表したものである。
【０１７３】
ここで、第３層４３ｃの毛管力８２２ａ〜８２２ｃについて着目すると、第２層４３ｂとの界面近傍において、界面に沿う方向の力が支配的であることがわかる。これは、第３層４３ｃを構成する複数の第３の撥水粒子３３３の平均粒径よりも第２層４３ｂを構成する複数の第２の撥水粒子３３２の平均粒径が大きいことにより、第３層４３ｃの毛管力が第２層４３ｂの毛管力より大きいことによる。
【０１７４】
よって、第３層４３ｃへ浸入して第２層４３ｂとの界面近傍まで達した水分は、第２層４３ｂへは向かわず、第３層４３ｃ内を当該界面に沿うように広がる。このように、本実施の形態において、第２層４３ｂは、撥水粒子層４３の内部に浸入した水分の第１層４３ａへの到達を抑制するバリア層（キャピラリーバリア）である。
【０１７５】
＜図１２Ｃ＞
図１２Ｃに、図１２Ｂに示した撥水粒子層４３の内部へと浸入した水分により、第３層４３ｃ及び第４層４３ｄの内部の撥水粒子が湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【０１７６】
同図に示すように、毛細管現象により撥水粒子層４３の内部に浸入した水分によって、撥水粒子層４３の内部には湿り気を帯びた撥水粒子群８３ａ〜８３ｃが存在する。具体的には、第４層４３ｄの内部には湿り気を帯びた撥水粒子群８３１ａ〜８３１ｃが存在し、第３層４３ｃの内部には湿り気を帯びた撥水粒子群８３２ａ〜８３２ｃが存在する。
【０１７７】
＜図１２Ｄ＞
図１２Ｄに、図１２Ｃの状態からさらに淡水化処理を進めた状態において、第３層４３ｃ及び第４層４３ｄの内部の撥水粒子がさらに湿り気を帯びる様子を模式的に示す。
【０１７８】
同図に示すように、さらに淡水化処理を進めることにより、第４層４３ｄの内部の第４の撥水粒子３３４がさらに湿り気を帯びる。つまり、第４層４３ｄの内部の湿り気を帯びた撥水粒子群８３１ａ〜８３１ｃの含水量が高くなる。また、第３層４３ｃの内部の第３の撥水粒子３３３がさらに湿り気を帯びることで、第２層４３ｂとの界面近傍において、当該界面に沿うように湿り気を帯びた撥水粒子群８３２ａ〜８３２ｃが広がる。
【０１７９】
ただし、第２層４３ｂが設けられていることにより、湿り気を帯びた撥水粒子群８３ａ〜８３ｃは、第１層４３ａの下面まで到達しにくい。これは、上述したように、第２層４３ｂによって、撥水粒子層４３の内部に浸入した水分の第１層４３ａへの到達が抑制されるからである。
【０１８０】
したがって、本実施の形態における撥水粒子層４３は、実施の形態における撥水粒子層１３と同様の効果を奏する。すなわち、撥水粒子層４３を上下に貫通する水道の形成を抑制できる。その結果、液体層１５の液体が気化せずに液体のまま水道を通ることによる、液化層１４への液体の流れ込みを抑制できる。つまり、淡水化できない虞を低減することができる。
【０１８１】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る淡水化装置及び淡水化方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０１８２】
例えば、淡水化装置は、水槽１１に設けられ、水槽１１（上側側壁１２ａ）の開口を覆うフタを備えてもよい。このフタは、淡水化装置の液体層１５を太陽光により加熱する場合には、透明の部材で形成される。淡水化装置はフタを有することにより、水槽１１から上方向に逃げる水蒸気を低減できるだけでなく、水槽１１の開口から混入する不純物を低減できる。
【０１８３】
また、上記説明では、撥水粒子層の各層は均等な厚みを有したが、これに限らない。例えば、撥水粒子層のうち、表層（水槽１１側の層）ほど薄い構成であってもよいし、その逆であってもよい。
【０１８４】
また、撥水粒子層を構成する複数の層はいくつであってもよい。
【０１８５】
また、撥水粒子層を構成する複数の層の間には、層間の粒子の移動を抑制するための分離シート等が設けられていてもよい。
【０１８６】
また、撥水粒子層を構成する複数の層の各々において、粒径の小さい撥水粒子ほど上層側へ配置され、粒径の大きい撥水粒子ほど下層側へ配置されていてもよい。つまり、撥水粒子層全体において、粒径の小さい撥水粒子ほど上層側へ配置され、粒径の大きい撥水粒子ほど下層側へ配置されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１８７】
本発明は、海水を淡水化する又は塩として析出可能な不純物を蒸留する淡水化装置及び淡水化方法などに利用することができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１０、３０、４０、７０  淡水化装置
１１、７１  水槽
１２、７２  容器
１２ａ、７２ａ  上側側壁
１２ｂ、７２ｂ  下側側壁
１２ｃ、７２ｃ  底板
１３、３３、４３、７３  撥水粒子層
１３ａ、３３ａ、４３ａ  第１層
１３ｂ、３３ｂ、４３ｂ  第２層
１４、７４  液化層
１５、７５  液体層
１６  淡水
２１ａ〜２１ｃ、５１ａ〜５１ｃ、９１ａ〜９１ｃ  水滴
２２ａ〜２２ｃ、８２ａ〜８２ｃ、９２ａ〜９２ｃ、８２１ａ〜８２１ｃ、８２２ａ〜８２２ｃ  毛管力
２３ａ〜２３ｃ、８３ａ〜８３ｃ、９３ａ〜９３ｃ、８３１ａ〜８３１ｃ、８３２ａ〜８３２ｃ  湿り気を帯びた撥水粒子群
３３ｃ、４３ｃ  第３層
４３ｄ  第４層
７５ａ  液滴
９９  水道
１３１、２３１、３３１  第１の撥水粒子
１３２、２３２、３３２  第２の撥水粒子
２３３、３３３  第３の撥水粒子
３３４  第４の撥水粒子
７３１、７３２  撥水粒子
【要約】
本発明に係る淡水化装置（１０）は、液体から淡水を得る淡水化装置であって、液体を貯める空間である水槽（１１）の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子を含む、水槽（１１）に貯められた液体が気化することにより発生する水蒸気を通過させる撥水粒子層（１３）と、撥水粒子層（１３）の下に位置し、撥水粒子層（１３）を通過した水蒸気を液化することにより淡水を得る液化層（１４）とを備え、撥水粒子層（１３）は、複数の撥水粒子のうち複数の第１の撥水粒子（１３１）からなる、水槽（１１）側に設けられた第１層（１３ａ）と、複数の撥水粒子のうち複数の第２の撥水粒子（１３２）からなる、第１層（１３ａ）の下に設けられた第２層（１３ｂ）とを備え、複数の第２の撥水粒子（１３２）の平均粒径は、複数の第１の撥水粒子（１３１）の平均粒径より大きい。【図１】
0005621074.tif 000003
【図２Ａ】
0005621074.tif 000004
【図２Ｂ】
0005621074.tif 000005
【図２Ｃ】
0005621074.tif 000006
【図２Ｄ】
0005621074.tif 000007
【図２Ｅ】
0005621074.tif 000008
【図３】
0005621074.tif 000009
【図４】
0005621074.tif 000010
【図５】
0005621074.tif 000011
【図６】
0005621074.tif 000012
【図７Ａ】
0005621074.tif 000013
【図７Ｂ】
0005621074.tif 000014
【図８Ａ】
0005621074.tif 000015
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
0005621074.tif 000018
【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
0005621074.tif 000020
【図９Ｅ】
0005621074.tif 000021
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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