(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を凝縮して熱を発生させるコンデンサーと、
汚水を保持する蒸発皿と、
上記汚水の下方の上記蒸発皿に温風を吹き付けることにより、上記蒸発皿の上に気流を発生させる気流発生手段と、
上記気流発生手段によって発生した気流から水を集めるためのエバポレーターと、
上記気流が上記エバポレーターを抜けた後、上記気流を冷却するヒートパイプと、を備え、
上記コンデンサーより発生した熱は、上記気流が上記蒸発皿の上を通る以前に、上記気流を温めるために使用され、
上記エバポレーターは、内表面を持ち、気流が流入する筐体と、ループ形状であり、上記筐体の第一の端辺りから第二の端辺りに渡って、上記筐体内部に配置されている冷却要素と、を有する蒸留器。
【請求項２】
上記気流を移動させるためのファンをさらに備える請求項１の蒸留器。
【請求項３】
上記筐体には、気流が流入するか、または流出するための、上記筐体の長尺方向に沿ったスリットが設けられた請求項１の蒸留器。
【請求項４】
上記筐体は円筒型であり、上記冷却要素は、上記筐体の内表面の近くで螺旋状に巻かれ、上記冷却要素は、上記内表面には接触していない請求項３の蒸留器。
【請求項５】
上記筐体を通して紫外線電球が配置され、当該電球は上記筐体の上記第二の端に固定されている請求項４の蒸留器。
【請求項６】
上記内表面の大部分には、反射素材の層が形成されている請求項５の蒸留器。
【請求項７】
上記反射素材は、磨かれたアルミニウムである請求項６の蒸留器。
【請求項８】
上記反射素材は、磨かれたステンレス鋼である請求項６の蒸留器。
【請求項９】
上記紫外線電球は、ハウジングブラケットによって保持されている請求項５の蒸留器。
【請求項１０】
上記冷却要素は、抗菌性材料によって皮膜されている請求項６の蒸留器。
【請求項１１】
上記抗菌性材料は、銀イオンである請求項１０の蒸留器。
【請求項１２】
気流ダクトが、上記第一の端に配置された請求項１０の蒸留器。
【請求項１３】
気流ダクトが、上記第二の端に配置された請求項１０の蒸留器。
【請求項１４】
第一の設定がなされたファンをさらに備え、
当該第一の設定において、上記気流は上記第一の端から吸い込まれる請求項１２の蒸留器。
【請求項１５】
第二の設定がなされたファンをさらに備え、
当該第二の設定において、上記気流は上記スリットから吸い込まれる請求項１４の蒸留器。
【請求項１６】
エネルギー源により稼働するコンデンサーと、
汚水を保持する蒸発皿と、
上記汚水の下方の上記蒸発皿に温風を吹き付けることにより、上記蒸発皿の上に気流を発生させる気流発生手段と、
上記気流発生によって発生した気流から水を集めるためのエバポレーターと、
上記気流が上記エバポレーターを抜けた後、上記気流を冷却するヒートパイプと、を備え、
上記コンデンサーより発生した熱は、上記気流が上記蒸発皿の上を通る以前に、上記気流を温めるために使用され、
上記エバポレーターは、内表面を持ち、気流が流入する筐体と、ループ形状であり、上記筐体の第一の端辺りから第二の端辺りに渡って、上記筐体内部に配置されている冷却要素と、を有し、
上記筐体は、空気吸入口および空気吹き出し口と、内部に設けられた紫外線ライトと、上記紫外線ライトの周りに螺旋状に形成された冷却要素と、を備え、
上記筐体が、上記紫外線電球と、上記冷却要素とを取り囲む形で構成された蒸留器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００７年４月２０日出願の米国仮出願Ｎｏ．６０／９１３，００６の利益を主張するものであり、その内容は、参照により本願中に組み入れられる。
【０００２】
本発明は水生成に関するものであり、特に大気から蒸留水を生成する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
いかなる時も、地球大気には３２６，０００，０００立方マイルの水が含まれており、そのうちの９７％が塩水で約３％のみが淡水である。大気水中の３％の淡水のうち、約７０％が南極圏にて凍っており、残り３０％のうち、０．７％のみ液体化している。したがって、大気はこの０．７％のうちの０．１６％を含んでおり、言い換えれば、それは約４，０００立方マイルの水、すなわち世界中の河川の液体水の約８倍の量である。０．７％のうち、おおよそ：
・０．１６％が大気に見られる。
・０．８％が土壌の水分に見られる。
・１．４％が湖に見られる。
・９７．５％が地下水に見られる。
この比率は、人類の活動に関係なく、蒸発率と凝縮速度の加速または遅延によって保たれている。ほとんどの地球上の生命体にとって、液体の水が唯一の供給源であり、健全な水の再生法である。
【０００４】
現在、約１２億人の人々が安全な飲用水を得られないでいる、そしてこの数は将来２３億人まで着実に増加すると予測されている、すなわち、地球上の人口の３分の１が、２０２５年までに安全な水が得られなくなる（21世紀のための世界水委員会における世界保健機関（WHO）調べ）。このような危険にさらされた子供たちやその家族は、開発途上国の農村部だけに限られていない。「途上国において急速な発展をする都市の中で、多くの都会の住人が、水供給と公衆衛生より取り残されている。貧困者は、未処理水を法外な値段で買わされることがよくあり、多くは生命にとって致命的である。」とワールド・ウォーター・ヴィジョン責任者で、パリ在住のウイリアム・コスグローブ氏が報告している。
【０００５】
水の需要量の急激な増加、特に工業用及び家庭用が、人口増加や社会経済の発展によって伸びている。この伸びが続くようであれば、工業部門における消費は２０２５年には倍増している（WMO）。
【０００６】
都会の人口増加は、家庭用の必要性を増加させる。しかしながら、不十分な計画性のままの給水および衛生設備では、何千、何万もの人々への給水サービスを破綻に導くことになる。多くの家庭が清潔な配水管に接続されないままになる。
【０００７】
したがって、費用効率が高く、また、拡張可能な飲用水の供給源が世界的に必要とされている。現在の技術において、飲用水を得るには、効率的に作用するためにかなりのエネルギーを必要とし、結果、処理水の費用よって、これらの技術は、それを必要としている多くの人々の手の届かないところに置かれることになる。脱塩工場は、アメリカ合衆国やサウジアラビアなど裕福な国には見られるが、どこにでも適しているわけではない。開発途上国では、インフラの欠如により、水を搬送する手段がないため、大規模な脱塩工場における大量生産は非現実的である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
個人、地域社会及び産業それぞれのニーズに見合った小型拡張型蒸留機の需要がある。本発明に係る蒸留器は、従来の給水網でも機能する、清潔で混じりけのない水を生成する水抽出ユニットを備えることで、常に上記の要求に応じることができる。
【０００９】
本発明は、海水または非常に汚染されている水源等のいかなる水源からでも純水を抽出可能にする蒸留機である。本蒸留機は太陽光を第一のエネルギー源として使用することもできる。それによって、高価な燃料、水力発電またはバッテリー電源が不要になる。
【００１０】
本発明によると、本蒸留機は、実質的にいかなる適用形態でも純水を供給することができる。個人、産業界および地域社会が、この技術をもって、其々の給水量を調整することが可能である。家庭、商業または軍事利用において実用的で、使いやすく、かついつどこでも、高品質で清潔な水を提供できる。本蒸留機のモジュール設計は、単純にモジュールを追加することによって、容量増加を可能にしている。本蒸留機は拡張可能で、特定の適用形態と利用可能資源に見合うよう構成されることもできる。
【００１１】
本蒸留機は、世界の困窮地域の住居、レジャー、商業、農業、軍事や水中のライフセービングを含む様々な使用方法に適用されることもできる。
【００１２】
本蒸留機は、清潔な飲用水の調達、料理目的、または掃除や入浴のような家庭内使用に利用されることもできる。また本蒸留機は、船上またはレジャー地、キャンプ旅行、トレッキング、および飲用水の配達が発達していないところにおいても使用されることもできる。本蒸留機はボトル入り飲料水の製造に使用されることもできる。または、さらに大規模な商業目的、たとえばレストラン、オフィス、学校、ホテルロビー、クルーズ船、病院および他公共施設にでも使用されることができる。また本蒸留機は運動場やスポーツアリーナで使用されることもできる。
【００１３】
加えて、本発明に係る蒸留機は、マイクロ潅がい（ｍｉｃｒｏ  ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ）または点滴潅がい（ｄｒｉｐ  ｉｒｒｉｇａｔｉｏｎ）のシステムを利用する選択農作物に、水供給を補増するために使用されることもできる。このようなシステムは、適量の水を適当な時間に、直接植物の根元まで供給するよう設計されている。その上、本蒸留機はボトル入り飲料水の製造のために使用されることができ、または、現実的に水を必要としているところで使用されることもできる。
【００１４】
本発明に係る本蒸留機は、苦難に終止符をもたらす機会を提供することができる。危険な水によって引き起こされる死や苦難は計り知れない。ユニセフ（ＵＮＩＣＥＦ）、世界保健機関（ＷＨＯ）そして国連環境計画（ＵＮＥＰ）の最近の研究結果によると、バクテリアによって汚染された水や食料からなる感染病によって、毎日５，０００人以上の子供たちが亡くなっている。
【００１５】
本発明に係る蒸留器は、世界中の多くの水問題を、実用的かつ手頃に解決する手段を提供することができる。
【００１６】
総括として、本蒸留機は、あらゆる塩水または汚水から純水源を抽出するために、様々なエネルギー供給源を使用し、内部蒸発凝縮過程を引き起こす装置である。本蒸留機は、飲用水を生成するための十分な凝縮過程を可能とする、１２Ｖコンプレッサーによって作動することもできる、たとえば、本蒸留器は、風力タービン、バッテリー、または光起電性パネルなどからなるエネルギー供給源から供給を受けることで、携帯型に構成されることもできる。更に、本蒸留機は、１１０Ｖや２２０Ｖシステムのような、従来型の動力供給でも動作するよう、拡張されることも可能である。
【００１７】
本発明に係る蒸留機は、（一般的な）閉じた制御システム内にて、急速な蒸発凝縮過程によって、上質な水を生成することに使用されることもできる。本蒸留機には、現存する水供給源を浄化するための複数の構成があり、即ち、大気中より水を凝縮するように再構成されることも可能である。本発明の実施態様として、システムを閉鎖された状態に維持し、現存する水供給源を浄化するものが挙げられる。
【００１８】
本発明に係る蒸留機は、蒸発凝縮過程が閉じたシステムにおいて行われることで、逆浸透や炭素フィルターのような従来の凝縮システムにおけるろ過よりも、容易にそれを行うことができる。この閉じたシステムは、それがどれだけ汚染されていようが、いかなる水源からでも、純水を抽出するための天然水循環を急激に加速させる人工環境を作り出す。このプロセスは非常に効果的であり、従来のシステムがシステムから排除していた蒸留機内の利用可能なエネルギーを再利用するよう構築されている。たとえば、冷却システム（コンデンサー部）によってつくられた過剰な熱エネルギーは、蒸発過程を加速するため、汚水と、システム内で水を運ぶための空気を暖めるために使用されている。水が冷却部まで搬送され、液体に凝縮され、消費者が利用するためには、システムから蒸発する水を保持することができる程度に空気が暖められることが必須である。
【００１９】
本蒸留機内の環境で水は凝縮される、本蒸留機は、最小限のエネルギー必要量で、蒸発に最適条件をもたらす。一般的な蒸留過程では、沸点（約華氏２１２度）まで水を熱する。その後、水は蒸気に変化し、熱を露点まで冷ますため冷却部まで運ばれるよう空中を浮遊し、このようにして、水は液状に戻る。この種のシステムは効果的ではある、しかしながら、このような高温にまで水を熱するには、相当の電力を必要とする。本発明に係る蒸留機は、冷却システムからの廃エネルギーを利用して水を熱するという、非常に効率的なプロセスを提供し、その効果は、効果的なプロセスを確保するための幾多の手法により促進される。一度水が蒸発し、ガス状になると、汚染物質を取り除くためろ過されることができる。本目的には、いかなる適切なフィルターでも使用されることができる。例えば、澄んだ空気を確保し、凝縮プロセスによって製造された水の品質を妨げるいくつかの汚染物質を激減させる、高品質なＨＥＰＡフィルターが挙げられる。
【００２０】
湿った温風は、フィルターを通過した後、効果を高めるために設計された、本装置の予冷却部に入る。この予冷却部は、本来必要でない所から必要なところに熱を移動させる動的ヒートパイプである。このプロセスにより、空気は予冷され、冷却システムのエバポレーター（コールド）部分に入り、そこで、水が凝縮を強いられ採取される。空気はヒートパイプ（上部）を再度通る。ヒートパイプは、蒸留器下部で空気が失った熱により、空気を暖めるため、十分な表面積を備えた、フィン付きコイルや他のメカニズムを備えていてもよい。空気はこのプロセスの始点である蒸発部を横切るかたちで移動するよりも前に、凝縮部を通ることによって更に温められる。本発明の代替実施態様として、より多くの水を得るために、システムに外気が導入されてもよい。
【００２１】
前述の効果に加えて、本蒸留機が、水の価値を高めるために、凝縮した水をさらに加工することによって、水にさらなる価値が付加されることも可能である。このプロセスは、消費者によってその価値が認知されているミネラルを、再び水に含ませる。しかしながら、このプロセスは、水の再鉱化が人間の体に本当の効果をもたらすことを保証するため、人間の身体に吸収されにくい無機態ミネラルを、単純に水の中に戻すのではなく、有機態ミネラルを、水の中に戻しても良い。
【００２２】
ミネラルと微量元素を水に戻すことには多くの意義がある。それにはいくつもの方法があるが、ある設計においては、本蒸留機は、簡単に開閉できる開き戸がついた小部屋を備える。この小部屋は、貯水容器とエバポレーター（コールド）の底にある滴受けの間に設置され、生成されたすべての水がこの部屋を通ることもできる。エンドユーザーが小部屋の適当な箇所にミネラルパックを挿入することができる、そしてパック上に水が滴ると、好ましい成分が水に加えられる。
【００２３】
代案として、成分の追加（有機態ミネラルなど）または、水源の特性の調整は、これらの成分や特性を生み出す追加のフィルター要素または現行のフィルター（たとえば活性炭ろ過器の一部）の使用により可能となる。
【００２４】
多くの消費者は、ミネラルや、または他の効果的な成分が追加された水を望んでいることがある。しかしながら、研究結果によると、給水にミネラルを追加することに対しては、賛否両論の論議がなされている、本蒸留機は、消費者がどのように処理された飲料水を飲むかを、選択する機会を提供することができる。
【００２５】
ミネラルと微量元素を水に戻し、従来の健全な水源になると期待されることに加え、このプロセスは、給水にさらなる効果を加えることに使用されうる。さらに、健康に効果のあるものとして、コロイダルシルバー、過酸化水素水添加物、イオン化水素イオンまたは他の健康増進製品、を追加することができる。アルカリ水、もしくは抗酸化特性の水によってもたらされた健康効果に対する消費者の認識の高まりに伴い、これらの特性は本システムによって製造された水源より提供されることができる。
【００２６】
水を浄化するために、以下を備えた蒸留器が提供される。エネルギー源によって動くコンデンサー、汚水を溜める蒸発皿、熱風を水の下側にある蒸発皿に吹きつけ、蒸発皿の上に気流を発生させる方法、および気流から水を集めるエバポレーター。蒸留機は、気流がエバポレーターを通ったあと、気流を冷ますためのヒートパイプを備えていてもよい。気流が蒸発皿の上を通る以前に気流を熱するために、コンデンサーが発した熱が使用されることができる。第一のファンが気流を動かすことができ、第二のファンがコンデンサーによって発生した熱をコントロールすることができる。
【００２７】
エバポレーターは以下を備える。気流を受け入れる内表面のある筐体、筐体のおおよそ一方の端から他方の端にわたってループ状に形成されて設置された冷却要素。筐体には気流を受け入れたり放出したりするために、筐体の長尺方向に沿って細長いスリットが備えられていてもよい。筐体は円筒形であってもよく、冷却要素のコイルは筐体の内表面の近くに設置されていてもよく、その冷却要素は内表面に密着していなくてもよい。
【００２８】
紫外線電球が筐体に挿入され、筐体の他方の端で固定される。内表面の大部分が、たとえば磨かれたアルミニウムまたは磨かれたステンレス鋼といった反射素材の層になっていてもよい。紫外線電球はハウジングブラケットによって保持されていてもよい。
【００２９】
冷却要素は抗菌性材料、たとえば銀イオンによってコーティングされていてもよい。筐体の一方の端または他方の端にダクトが設けられていてもよい。第一の設定がなされたファンは以下のように使用されうる。第一の設定の際、気流は一方の端から吸い込まれる。第二の設定では気流はスリットから吸い込まれる。
【００３０】
水を浄化する手法は以下を含む、（ａ）汚水を含む蒸発皿の上に気流が発生する。（ｂ）内表面と、蛇のようにループ状に形成された冷却要素とを備えた筐体を気流が通過する。（ｃ）気流は冷却要素に沿って筐体を抜け出る（ｄ）気流がヒートパイプを通過する。（ｅ）気流がコンデンサーを通過する。そして、（ｆ）蒸発皿の中を空気が通る。そこで気流が筐体を通る際、気流より水が集められる。筐体は円筒形であってもよく、冷却要素はコイル状であってもよい。気流は、蒸発皿を通ったあと、（ａ）から（ｆ）を繰り返してもよい。また気流はエアーフィルターまたは乾燥剤を通過してもよい。
【００３１】
空気吸入口と空気吹き出し口を備えた筐体、筐体内部に設置された紫外線電球、紫外線電球の周りに螺旋状に巻かれた冷却要素、を備えたエバポレーターが提供される。したがって筐体には紫外線電球と冷却要素が含まれている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
本発明における様々なオブジェクト、特徴および付随する利点は、添付の図面と併せて考慮されると、よりよく理解され認識されうる。以下の複数の図において、参照文字が同じまたは類似した箇所を指定する。
【図１】図1は、様々な箇所の相互関連を示す、本発明に係る蒸留機の実施形態のブロック図である。
【図２】図２は、蒸留機と併せて使用されるエバポレーターの実施形態の図である。
【図３】図３は、エバポレーターの内部コンポーネントの分解図である。
【図４】図４は、蒸留機とともに使用されるエバポレーターの代替実施形態の図である。
【図５】図５は、その内部コンポーネントの分解図である。
【図６】図６は、本発明に係る、蒸留機内部のコントローラーの実施形態のブロック図である。
【図７】図７は、本発明に係る、蒸留機の実施形態における通気道のフローチャートである。
【図８】図８は、本発明に係る、蒸留機の実施形態における水流のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１に示されるように、蒸留機１０は浄化プロセスにおいて同じ空気を繰り返し使用するか、あるいは、そのような空気から水を得るために外気を取り入れる、閉じたシステムとなっている。図１は蒸留機１０の側板が外され、関連する内部部品がむき出しになっているところを示している。蒸留機１０のコントローラーシステムの要素と、蒸留機１０内の気流と、蒸留機１０内の水流を示す、図６、７および８に伴うそれぞれの説明は必ず読まれるべきである。蒸留機１０内のエバポレーターに空気が方向Ａ（図７におけるステップ７００）より入る。空気は、蒸発皿３２（ステップ７１０）を通る。そこでは、複数のプロセスにより、空気は水分で飽和される。たとえば、空気は、気流ダクト２０によって絶えず水に接している、そして水面を空気が通ると、空気は、先に水面の真上に位置している空気から水分を取り去る。蒸発皿３２の水は汚染されている、または、利用者によって汚水が供給されている、または、外部より汲み上げられている場合もある。これによって、通過する空気にさらに水分子が入り、蒸発のプロセスを加速させる。また、冷却材（ガス又は液体）をもったホットコンデンサーパイプ４０は、蒸発皿３２の真下に位置している。このような配置は、冷却システムのその部分から不必要な熱を取り除き、冷却システムの効率的運用に役立っている、また、浄化をするため、その水は加熱される。この加熱によって水は蒸発し、水は、水面に沿って移動する空気によって運び出される。これらのシステムに加えて、蒸留機１０の特徴は、通常沸騰効果を得るために必要な高温を必要とせず、沸騰の効果を得ることができることである。
【００３４】
蒸留機１０は大気より水を抽出することに使用され、蒸発皿３２は空になる。
【００３５】
図１に示されている実施形態において、通常沸騰過程の水に人工沸騰パイプ５０が乱れを起こさせ、絶えず水面の表面張力に波を起こさせ、蒸発プロセスを促進させている。蒸留機１０内または外部より空気は導入されることもできる。しかしながら、蒸発皿３２の下部に配置された人工パイプの多くの隙間を通った、より温かな空気が効果的である。空気がポンプ６０によって送り込まれると、蒸発皿３２の底で気泡が形成され、非常に水分の多い飽和空気が水面を絶えず流れる空気によって運ばれる。
【００３６】
図1には蒸発皿３２が一つしか示されていないが、蒸留機の中には、複数の蒸発皿が使用されていてもよい。たとえば、第二の蒸発皿は、蒸発皿の真上に配置され、第一と第二の蒸発皿３２の間には、空気が通るだけのスペースが開けられていてもよい。そして半分が第一の蒸発皿の上を通り抜け、半分が第二の蒸発皿の上を通り抜けることにより、気流は分かれてもよい。複数の蒸発皿３２の使用により、蒸留機の効率は更に増す。蒸発皿３２には、それぞれ沸騰パイプ５０が付随しうる。
【００３７】
空気は次にエバポレーター２１（ステップ７２０）を通る。エバポレーター２１について詳しく解説される。蒸留機１０には、可能な限りのエバポレーターが組み込まれることができる。たとえば、様々な材料で作られた、フィン付きコイルや硬く巻かれたコイルを使用したものが挙げられる。適応するエバポレーター２１の例は以下に解説される。
【００３８】
エバポレーター２１の適切な実施形態により、複数の効果がシステムにもたらされる。それには、自己殺菌能力、境界層が蓄積されることの抑制、内部乱流の増加（例えば表面接触）、および蒸留機１０を通過する気流への抵抗の減少が含まれる。
【００３９】
図２は、蒸留機１０のような、水分凝縮と抽出のためのエバポレーター２１の実施形態を示している。エバポレーター２１には二つの要素が含まれている。気流が通る筐体２２と、凝縮と殺菌のプロセスを促進する冷却要素３０である。筐体２２は、気密性があり、冷却要素３０をそこに保持するためにチューブ型をしていてもよい。
【００４０】
空気がファン１４０を経由して、筐体２２を通り、エバポレーター２１に引き込まれることによって、気流は乱流にさらされ、それと同時に、冷却要素３０は気流に減少した抵抗を与える。気流が方向ＡＡに向けて筐体２２に吹き込む際に、空気は紫外線電球２８（オゾンを発生させてもよい）と、筐体２２の内表面２７との間を通る。エバポレーター２１の内表面２７は、高反射性であり、紫外線を反射させる一つまたはそれ以上の素材、たとえば高度に磨かれたアルミニウム又はステンレス鋼により構成されている。ハウジングブラケット２９によって固定された紫外線電球２８より発せられる光は、冷却要素３０の表面を殺菌する。本発明の実施形態として、冷却要素３０は、筐体２２の内表面２７と紫外線電球２８の間に、一連のループがコイル状に形成されて設置されている。しかしながら、冷却要素は、筐体２２と紫外線電球２８のいずれにも接触していない。そして望ましい性質と材料費のため、冷却要素は、銅またはステンレス鋼製である。
【００４１】
冷却要素は、銀イオンによってコーティングされていてもよい。それにより、冷却要素３０は、清潔で汚染されずに保たれるための更なる抗菌性を得ることができる。加えて、例えば、内表面２７のような、気流または発生した水のうちのいずれかにさらされた、エバポレーター２１の他の表面も、このような材料によってコーティングされていてもよい。これらの材料（例えば銀イオン）は錆止めの性質を持ち、適した温度特性を持っている。エバポレーター２１の製造に使われることのある材料としては、数ある中で、Ｅｌｄｏｎ  Ｊａｍｅｓ  ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ＦｌｅｘｅｌｅｎｃｅＴＭ  Ｓｉｌｖｅｒ、ＣＰＴ−３２４、Ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ  ＮＳＦ  Ｃｏａｔｉｎｇ、Ｓｈｅｒｗｉ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ  Ｃｏによる、ＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈＴＭとＴａｎｋＣｌａｄ、ＳｉｌｖｅｒＳａｎ（登録商標）、Ａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇが挙げられる。
【００４２】
蒸留機２１を通して気流が引き込まれると、第一のコイル巻３０ａに遭遇する、空気はコイルの周りに吹きこまれ、次の隣接したコイル３０ｂに向かう。次に空気はコイル３０ｂの周りに引き込まれ、次のコイル３０ｃに向かい、冷却要素３０の長さ分、それを繰り返す。この動作は気流の乱流を増加させ、一連の細いフィンを空気が抜ける際に起こる不要な境界層を削減する、通常、層（境界層）は気流と接触面の間に構成される。この境界層により、空気は直接接触面にさらされることなくエバポレーターを通る。したがって、空気は、望ましくない高水分レベルを維持しながら、エバポレーターに通過することになる。
【００４３】
流入気流は、エバポレーター２１の後部３５または前部３６より入ることができる。外気を取り入れるため、蒸留機１０の推奨される配置が屋外であるにもかかわらず、様々な理由により望ましいとは言えないことがある。たとえば、もし蒸留機１０が盗まれる環境にある場合、消費者は装置を住居の中に設置を望むこともある。その場合、蒸留機１０とエバポレーター２１は内部の気流（使用者が汚水を浄化するために蒸留器１０を使用している場合）および外部からの気流（使用者が大気より水を抽出するために蒸留器１０を使用している場合）にアクセスすることが薦められる。可動フローダクト２３は、図２に示されているよう、前部３６に配置されている、又はエバポレーター２１の後部３５より空気を引き込むよう配置されていることもある。可動フローダクト２３は、様々な内部設計や適用形態に対応するよう、任意の方向に配置されることができる。エバポレーター２１は、蒸留機１０内に備え付けられていてもよい。備え付け方法として、ブラケット２４が、たとえばネジ、くぎまたはのり（ねじのアパーチャー２５は図２を参照）などの締結機構とともに使用される。代案として、エバポレーター２１は、代替実施形態の一部として使われてもよい。そして代替機能として蒸留機１０の外で使用されてもよい。エバポレーター２１の働きを促進するため、筐体２２は単一チューブ型のコンポーネントとして提供されてもよい。または平坦部分が巻かれて、何らかのラッチ継ぎ目２６により固定されていてもよい（たとえば従来のアルミダクトに使用されているもの）。筐体２２は、水の動きを補助するため、その底に導水路を備えるように形成されていてもよい。
【００４４】
エバポレーター２１の内部機能として、従来のエバポレーターでは達成不能な殺菌を可能にすることがある。前述で説明された殺菌機能は、エバポレーター２１の内部部品（コイルの陰影部を含む）のＵＶもしくはオゾン殺菌を提供する、水または空気にさらされた、蒸留機１０内の他の内部部品にも同様の殺菌作用が提供される。紫外線電球２８はオゾンを生成するものであってもよい。蒸留機１０が停止した際、図６に示されるコントローラー６００が、予め設定された時間間隔で、オゾンを作り出す紫外線電球２８を稼働させ、その紫外線によりエバポレーター２１を殺菌する。エバポレーター２１内にオゾンが蓄積されていき、オゾンの量が、コントローラー６００によって決められた適当なレベルに達したら、ドライブファン１４０がオゾンで飽和された空気を第一方向に（方向ＡＡの逆）移動させ、吸気フィルターを含むエバポレーター２１の全ての接触面を殺菌する。適当な時間（タイマー６５０に準ずる）が過ぎると、ファンは再び停止し、オゾンレベルはエバポレーター２１内で上昇する。いったん望ましいオゾンレベルに達すると、それは、いかなる検出方法で判断されてもよい。例えば、蓄積された総時間や、オゾンセンサー６２０により判断されてもよい。ファン１４０は前述の方向とは逆の方向に向けて稼働する（この例の場合、方向ＡＡに向かう）、蒸留機１０の部品を清潔に保つために、オゾン殺菌された空気を、蒸留機１０を通して、エバポレーター２１の向こう側へ移動させる。
【００４５】
本発明の代替実施形態として、筐体２２は円柱型である必要はなく、立方形または円環状でもよい。この場合、冷却要素３０は内表面２７の近くに位置し、立方形の一方の端から他方の端まで、ループ（円形またはその他）を形成する蛇のような形に伸びている。
【００４６】
図４及び５で示されている、エバポレーター２１の代替実施形態としては、上述の説明の通り、空気が吸入または排出される。それは筐体２２の横の端部３５、３６ではなく、スリット３７を通じて、側面から行われる。前の実施形態においては、筐体２２の片方の端部より空気が吸入され、他方の端部へ移動するため、コイル３０の第一巻きが最も空気の温度を下げ、水を殺菌する効果があり、それによって空気が後半のコイルに達した際、空気は、すでにその水分を著しく枯渇させており、後半のコイルは効果的に機能しない。
【００４７】
図４および５に示されるような、「クロスフロー」による空気の吸入において、筐体２２の長尺方向に沿って設けられたスリット３７を通って、方向ＡＡＡに向けて、空気は筐体２２に入る。これにより、コイル３０のより一層多くの部分を空気の冷却および水の凝縮に使用することが可能となり、この空気は筐体２２の前部３６または後部３５から出ることができる。
【００４８】
蒸留機１０には、凝縮された水の純度を確保するため、可能な限りのフィルターが使用されることができる。図１においては、空気フィルター７０一枚のみが表示されており、それは、エバポレーター２１および下方ヒートパイプ８０の間に位置している。静電気フィルター、または洗浄可能で再利用できる他のフィルターなど数多くのタイプのエアーフィルター７０が使用されることができる。たとえばＨＥＰＡフィルター等の適したエアーフィルター７０が空気を洗浄すると（ステップ７３０）、空気は、予冷装置である、下方ヒートパイプ８０に入る（ステップ７５０）。
【００４９】
任意で、乾燥剤も（図示せず）使用されことができる（ステップ７４０）。この乾燥剤は、ほぼいかなる形でもよい、しかしながら一実施形態としては、今日、空気より水分を抽出する様々な装置に使用されている、車輪型乾燥剤（ｄｅｓｉｃｃａｎｔ  ｗｈｅｅｌ）が使用されてもよい。この乾燥剤は空気流路のいずれに配置されてもよい。しかしながら、最適な位置はエアーフィルター７０の直後である。
【００５０】
下方ヒートパイプ８０において、ヒートパイプが熱を上方ヒートパイプ９０に向けて流す際、空気は冷却される。このヒートパイプシステムは、再生を必要とせず、システムを通して一定の冷媒流を得ることを可能にするヒートパイプ技術を使用するよう設計されている。上方ヒートパイプ９０および下方ヒートパイプ８０は、ともに空気に接する表面積が最大であることを確保するため、従来のエバポレーターおよびコンデンサーでみられる典型的なクーリングフィンを使用することができる。蒸留機１０の気流システムは、回復のための中断時間を必要とせず、継続的であるよう設計されており、完全な冷却回路がヒートパイプ８０および９０を通して流れる。冷媒管１００は、上方ヒートパイプ９０および下方ヒートパイプ８０の片側に配置されることができ、それにより、冷却材は、下方ヒートパイプ８０から上方ヒートパイプ９０へ容易に移動し、また、再生サイクルを必要とせず、継続的にヒートパイプ８０へ戻る。
【００５１】
空気が下方ヒートパイプ８０の予冷部分をいったん通ると、次に空気は、第二予冷装置１１０を通る（ステップ７６０）。そこでは冷水が生成され、流出する。その冷水は、エバポレーター２１が装置を通る空気を露天以下に下げ、そこから水を凝縮させることにより生成される。エバポレーター２１で集水された水は（図８におけるステップ８００）、蒸留機１０より直接流出することも可能である、または排水溝１３０が装着された第二予冷装置１１０を通ることも可能である（ステップ８１０）。図1に示される実施形態において、水は、排水溝１３０を通してエバポレーター２１より流出している。しかしながら、蒸留機１０は、下方ヒートパイプ８０のような、空気より吸水が行われ、水が生成されるあらゆる場所から凝縮水を収集する手段を持っていてもよい。また、水は第二予冷装置１１０およびエバポレーター２１（ほとんどの水が生成されることとなる）でも、また生成されることができる。
【００５２】
エバポレーター２１及び下方ヒートパイプ８０を空気が通りぬけ、可能な限りの水が空気より凝縮されると、下方ヒートパイプ８０を通した際、空気より離れた熱を取り除くため、空気は、上方ヒートパイプ９０に送られる（ステップ７６０）。これにより、蒸留機１０を通る空気に効果的な過程が確保される。蒸留機１０の代替実施形態は、空気から空気への 熱交換器を備える。空気がエバポレーター２１を離れる前、空気は交換機を通る（ステップ７２５）。エバポレーター２１に入る空気は、蒸留器１０が空気を予冷するために作った冷気により予冷される（ステップ７１５）。
【００５３】
空気が上方ヒートパイプ９０を通ると、空気は、ヒートパイプ８０および９０を効果的に稼働するよう、ヒートパイプシステム８０、９０より熱を奪う。加えて、空気はある一定の温度まで熱せられる。温風のみが相当な量の水を保つことができるため、蒸発皿３２を通る際、空気が効率的に水蒸気を取り込むよう、空気が加熱されることは必要である。本システムのある時点で、空気は、蒸留器１０において空気を循環させるドライブファン１４０を通る。ドライブファン１４０は、蒸留器１０内のいずれの都合のよい位置にも配置される。ドライブファン１４０は、蒸留器１０を通して最適な気流をつくるよう制御され、そのために、自動または手動で制御される。気流の制御に加えて、下記に説明される通り、最適な稼動のため、冷却システムも手動または自動にて制御されることができる。
【００５４】
エバポレーター２１を通して気流を制御するファン１４０に加えて、蒸留器１０には、コンデンサー１５０に制御可能なファン６３０が、結合されていてもよい。このファンは、蒸留器１０よりどれだけ熱が奪われるか制御し、蒸留器１０の作動領域を広げることに使用されうる。冷媒の計測は冷却プロセスに役立つ。また、変化する負荷の中、コンデンサー１５０を通る気流の制御は、冷媒圧のバランスを保つことに役立ち、蒸留器１０の全体的性能の向上に役立つ。
【００５５】
上方ヒートパイプ９０を通った空気は、コンデンサー１５０を通り抜ける。そこで空気が冷まされることによって、冷却システムの効果的機能が支援されている（ステップ７７０）。その上、コンデンサー１５０は、空気を蒸発皿３２に再び通すため、空気をさらに温める（ステップ７８０）。蒸留器１０が「ＯＦＦ」状態にあるとき、水が煮沸パイプ５０に入らぬよう、空気トラップが使用されることも可能である。蒸留器１０が再スタートする際、空気は煮沸パイプ５０より排出される。空気は、本システムによって作られた人工的煮沸プロセスによってかき乱された熱水の水面に近接近しつつ、気流ダクト２０の周りや真下を移動する（ステップ７１０）。空気が絶えず水分を抽出しながら、表面張力を絶えず乱すこのプロセスにより、エネルギーを必要としない煮沸と同類の蒸発プロセスが可能となる。冷却システムのコンプレッサー１６０は、システム内に保持されることも可能である、理想的には、空気を熱するためのコンデンサー１５０の真前または真後など、空気が熱される場所に保持されうる。または、コンプレッサー１６０は、気流システムの外に隔離されることも可能である。コンデンサー１５０は、過度の熱を取り除くために、蒸留器１０の外に取り付けられることも可能である。
【００５６】
もし、蒸留器10が既存の水の浄化のために使用されているのであれば、外気は必要なく、気流は閉じたシステムであることも可能である。もし、蒸留器１０が、大気より水分を抽出するために使用されているのであれば、空気は蒸留器１０の外より取得され、蒸発皿３２は空の状態となる。このような使用について、コンデンサー１５０を抜けた後に気流を逃すため（ステップ７９０）、蒸留器１０のパネル（図示せず）は開放されている（ステップ７７５）。蒸留器１０より放出された空気がシステム内に再吸入されないよう、隔壁が使用されてもよい。
【００５７】
蒸留器１０内のコントローラー６００は、コンプレッサー１６０がオーバーヒートせぬよう、使用されている。コントローラー６００は、コンプレッサー１６０の温度情報を受信し、コンプレッサー１６０が最高温度に達したことをコンロトーラーが認識すると、蒸留器１０が再始動する前に、コンプレッサー１６０冷ます適当な猶予時間を確保するため、コントローラーはコンプレッサー１６０を停止させる。
【００５８】
コンプレッサー１６０は、持ち運び可能、または、風力タービン、バッテリーまたは光起電性パネルより供給されたエネルギー源を投入することが可能な１２Ｖコンプレッサーであってもよい。代替案として、蒸留器１０は、１１０Ｖまたは２２０Ｖシステムのような従来型電力供給に対応するようスケールアップされてもよい。
【００５９】
絶縁体１７０は、必要な箇所に熱エネルギーを保つために使用されてもよい。または、蒸留器１０周りの外気にさらされた冷却フィンは、蒸留器１０の一部として、エバポレーター２１の直前のような冷却効果が望ましい箇所に、または例として、ヒートパイプ８０、９０およびコンデンサー１５０のような冷却部分に使用されてもよい。高品質の水のみが生成されることを保証するため、蒸留器１０より採取された水には（図８におけるステップ８００）様々な手法が用いられる。紫外線ライト１９０または逆浸透またはカーボンろ過装置のような、浄水装置（図示せず）が使用されてもよい。
【００６０】
水が凝縮されると、水が重力に従い、蒸留器１０の真下にあることが好ましい貯水タンク（図示せず）へ下降する。本システムの内部機構に外部要素が悪影響を与えないよう、水の排出口にはＰトラップが取り付けられていてもよい。さらに、空気が冷却装置１１０にて使用されたあと、水は、蒸留器１０を出る直前に紫外線浄化にさらされてもよい（ステップ８２０）。選択肢として、特に、蒸留器１０の真下に貯蔵容器がある場合、水は、紫外線光（石英またはテフロン（登録商標））を透過させる露光チューブ１８０を通ってもよい。
【００６１】
貯蔵容器の水は、不純物の無い清潔な状態に保たれ、よどまないよう、蒸留器１０のいずれかまたはすべての要素を通して、循環することが可能である。図１に示されるように、その実施形態の一つは、露光チューブ１８０が巻かれた紫外線ライト１９０であってもよい。水が蒸留器１０より排出される前に、紫外線ライト１９０の周りを重力によって渦巻き状に流れるため、水は、長時間光にさらされることになる。
【００６２】
蒸留器１０にエアーフィルター７０が取り付けられていない場合、コントローラー６００が蒸留器１０の稼働を阻止するための装置が取り付けられていてもよい（たとえば、簡易スイッチ）。加えて、蒸留器１０は、もし何か重要な要素が取り付けられていない、または正しく作動していない場合、蒸留器１０が作動しないよう設計されていてもよい。これは、コントローラー６００と協働するセンサー及びスウィッチングシステムにより可能となる。
【００６３】
紫外線光の正しい使用によって、９９.９％の藻類、細菌およびウィルスを死滅させることができる。一つ以上の紫外線ライト１９０が、排水溝の蒸留器１０に取り付けられてもよい。紫外線ライトの波長は、１８０から４８０ナノメートルにおよぶ。しかしながら、最大の殺菌作用を持つ帯域は非常に狭く、通常２５０から２６０ナノメートルの間である。紫外線ライトは、光度および波長が時間の経過によって低下するとともに、石英ガラスが紫外線にさらされることで、望ましい光の性質は更に低下することになる。その上、紫外線ライトの間断的な使用は、その殺菌性能を更に低下させることもある。そうなると、紫外線ライトが照射されても、望ましい光の性質はもはや存在しない。
【００６４】
紫外線ライト１９０は、ライト１９０が点灯しているか否かにかかわらず、稼働時間に基づいて、ライト１９０が交換されることを表示するタイマー６５０上に設置されてもよい。代替実施形態として、紫外線センサー６６０が装置に内蔵されてもよい。望ましい波長の光が存在しなくなると、コントローラー６００がメッセージまたはメーターを使用して、あるいは、単純に蒸留器１０を停止させることで、使用者にそれを伝える。
【００６５】
石英は紫外線を透過させるため、紫外線ライトを水から分離するために使用されることが可能である。または、紫外線ライト１９０の外装の上を、直接水が通ることが可能である。これらの殺菌作用のある波は、その光にさらされた蒸留器１０の各要素の表面の蓄層に悪影響を与えることなく、テフロンを透過することができる。よって、テフロンは、このような光にさらされる、蒸留器１０のどの部分にも使用されることができる。
【００６６】
エアーフィルター７０の状態は、複数の方法でモニターされることが可能である。例えば、圧力検出器６７０がコントローラー６００にフィルター７００の状態を知らせるといった方法が挙げられる。しかしながら、この目的のためには、ほかにも多くの適用形態が考えられる。例えば、蒸留器１０の気流によって、どれだけの抵抗が生じたかを判断するために、ファン１４０の状態をモニタリングしたり、フィルター７０の交換時期を示すタイマーを使用する等である。
【００６７】
蒸留器１０には、高品質の水を製造することを確保するための他の装置（例えば、エアーフィルターおよび紫外線システム）に加えて、浄水器（図示せず）が取り付けられていてもよい。この浄水器は、コンデンサー装置（紫外線の後または前）の排水口の真下、またはエバポレーター２１及び貯蔵容器の間のいずれか、または貯蔵容器の中に設置されることができる。浄水装置はカーボン、逆浸透、様々な膜系、等でも実装されることができる。それによって、水は、蒸留器１０を出る直前に浄水器を通り（ステップ８３０）、貯蔵容器に入る（ステップ８４０）。
【００６８】
蒸留器１０の実施形態として、障害が発生すると、それを利用者から視認可能なように表示する、一つ以上のＬＥＤライト６９０を備えた故障表示システム６８０を備えたものが挙げられる。一つ目のライト６９０またはライトの一色が、紫外線ライト１９０が使用不可であることを示すために使用され、別のライト６９０（または同じライトの代替色）がフィルター７０の交換時期を表示するために使用されうる。もし、フィルター７０が交換されないか、または、紫外線ライト１９０が作動していなければ、蒸留器１０は、適切な処置がとられるまで自身の運転を停止させることができる。このような故障表示システム６８０は、蒸留器１０のパネルの前面に故障表示ライト６９０を備える。エアーフィルター７０の詰まり、コンプレッサー１５０のオーバーヒート、または紫外線光１８０焼失を含むこのような故障が発生すると蒸留器１０の機能は停止する。故障を特定するために、使用者が、コントロールパネル上に設けられた目視可能な「スタート」ボタン（図示せず）を押下すると、ユーザーメッセージシステム６９５が稼働し、一つの言語による音声メッセージが流れる。故障を直すには、使用者は蒸留器１０のカバー（図示せず）を外し、必要な修理を施し、蒸留器１０内の「リセットボタン」（図示せず）を押下する。カバーが取り付けられ、「スタート」ボタンが押下されることで、蒸留器１０は再スタートする。カバー離脱時における、蒸留器１０の部品の安全な利用を可能にするため、カバーが取り付けられるまで電源は入らず、蒸留器１０は再スタートしない。
【００６９】
本発明における、特定の好ましい実施形態が例示されたが、本実施形態に係る装置を変更又は改良したものが、本発明の技術的範囲に属することは言うまでも無い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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