(57)【要約】【課題】淡水をくみ上げるポンプなど電力を利用する設備を省くことができる淡水化システム等を提供することを目的とする。【解決手段】液体から淡水を得る淡水化装置１０Ａと、淡水を揚水する揚水場３２と、を備え、淡水化装置１０Ａは、液体を貯める空間を有する水槽１１の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層１４と、撥水粒子層１４の下に位置し、撥水粒子層１４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１４Ａとを有し、液化層１４Ａの上部境界の第１位置には、第１位置以上の水位の淡水を排水する貯水排水口１７が設けられ、液化層１４Ａは、淡水を揚水場３２へ導水する複数の導水粒子で充填され、複数の導水粒子の粒子径は、揚水場３２に近づくほど小さくなる。【選択図】図３
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【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と、
前記淡水を揚水する揚水場と、を備え、
前記淡水化装置は、
前記液体を貯める空間を有する水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、
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有し、
前記液化層の上部境界の第１位置に、前記第１位置以上の水位の前記淡水を排水する排水口が形成され、
前記液化層は、前記淡水を前記揚水場へ導水する複数の導水粒子で充填され、
前記複数の導水粒子の粒子径は、前記揚水場に近づくほど小さくなる、
淡水化システム。
【請求項２】
前記液化層の下面は、前記揚水場に近づくほど低くなる勾配を有する、
請求項１に記載の淡水化システム。
【請求項３】
前記揚水場の下面は、前記液化層に近づくほど高くなる勾配を有する、
請求項１または２に記載の淡水化システム。
【請求項４】
前記揚水場は、上から見て、前記淡水化装置の周囲に設けられている、
請求項１または２に記載の淡水化システム。
【請求項５】
前記淡水化装置の形状は、上から見て、略円形である、
請求項４に記載の淡水化システム。
【請求項６】
前記淡水化装置の形状は、上から見て、略長方形である、
請求項４に記載の淡水化システム。
【請求項７】
前記淡水化装置は、上から見て、前記揚水場の周囲に設けられている、
請求項１または２に記載の淡水化システム。
【請求項８】
前記揚水場の形状は、上から見て、略円形である、
請求項７に記載の淡水化システム。
【請求項９】
前記揚水場の形状は、上から見て、略長方形である、
請求項７に記載の淡水化システム。
【請求項１０】
前記液化層を上から見たときの面積は、前記水槽及び前記撥水粒子層を上から見たときの面積より大きい、
請求項１〜９のいずれかに１項に記載の淡水化システム。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項記載の淡水化システムを用いた育成方法であって、
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、
前記淡水を毛管力により前記揚水場へ導水する工程と、
前記揚水場に導水された淡水を揚水する工程とを含む、
育成方法。
【請求項１２】
前記揚水場上には、植物を育成するための栽培場が設けられており、
前記揚水する工程では、前記揚水場に導水された淡水を、前記栽培場に揚水する、
請求項１１に記載の育成方法。
【請求項１３】
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を有する水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、
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有し、
前記液化層の上部境界の第１位置には、前記第１位置以上の水位に貯水された前記淡水を排水する排水口が設けられ、
前記液化層は、前記淡水を外部に導水させる複数の導水粒子で充填され、
前記複数の導水粒子の粒子径は、前記外部に近づくほど小さくなる、
淡水化装置。
【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システム、それを用いた育成方法、及び、淡水化装置に関する。
【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、例えば地面に掘られた凹部に淡水化装置を形成する際、液化層で液化した淡水（蒸留水）をポンプ等でくみ上げる等して利用する必要があり、電力を利用する設備が必要になるという課題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、電力を利用する設備を省くことができる淡水化システム、育成方法、及び、淡水化装置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システムは、液体から淡水を得る淡水化装置と、前記淡水を揚水する揚水場と、を備え、前記淡水化装置は、前記液体を貯める空間を有する水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、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有し、前記液化層の上部境界の第１位置に、前記第１位置以上の水位の前記淡水を排水する排水口が形成され、前記液化層は、前記淡水を前記揚水場へ導水する複数の導水粒子で充填され、前記複数の導水粒子の粒子径は、前記揚水場に近づくほど小さくなる。
【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】
本発明によれば、電力を利用する設備を省くことができる淡水化システム、育成方法、及び、淡水化装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】基本構成における淡水化装置の構成の一例を示す図である。
【図２】基本構成におけ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３】実施の形態における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図４】実施の形態における液化層に構成される導水粒子の分布の一例を示す図である。
【図５】実施の形態における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図６】実施の形態における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図７Ａ】実施の形態における淡水化システムの上面図である。
【図７Ｂ】実施の形態における淡水化システムの上面図である。
【図７Ｃ】実施の形態における淡水化システムの上面図である。
【図８】実施の形態における淡水化システムを用いた育成方法を示すフロー図である。
【図９】実施の形態の変形例１における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図１０】実施の形態の変形例１における液化層に構成される導水粒子の分布の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態の変形例１における淡水化システムの上面図である。
【図１２】実施の形態の変形例１における淡水化システムの構成の別の一例を示す断面図である。
【図１３Ａ】実施の形態の変形例２における淡水化システムの上面図である。
【図１３Ｂ】実施の形態の変形例２における淡水化システムの上面図である。
【図１４】実施の形態の変形例３における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。
【図１５Ａ】実施の形態における淡水化装置の構成の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】実施の形態における淡水化装置の構成の一例を示す図である。
【図１５Ｃ】実施の形態における淡水化装置の構成の一例を示す図である。
【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】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る淡水化システムは、液体から淡水を得る淡水化装置と、前記淡水を揚水する揚水場と、を備え、前記淡水化装置は、前記液体を貯める空間を有する水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、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有し、前記液化層の上部境界の第１位置に、前記第１位置以上の水位の前記淡水を排水する排水口が形成され、前記液化層は、前記淡水を前記揚水場へ導水する複数の導水粒子で充填され、前記複数の導水粒子の粒子径は、前記揚水場に近づくほど小さくなる。
【００１２】
この構成により、毛管力により液化層の淡水を揚水場に導水することができるので、ポンプや人間等が淡水をくみ上げて、揚水場に散布する手間を省くことができる。
【００１３】
また、排水口が形成されているので、第１位置以上の水位の淡水を排出することができるので、淡水が撥水粒子層に達することを防止することができる。
【００１４】
ここで、例えば、前記液化層の下面は、前記揚水場に近づくほど低くなる勾配を有する。
【００１５】
この構成により、液化層では、毛管力に加え重力により淡水を揚水場に導水することができる。
【００１６】
また、例えば、前記揚水場の下面は、前記液化層に近づくほど高くなる勾配を有する。
【００１７】
この構成により、重力により淡水を導水場の底部全体に導水することができるので、揚水場では、例えば揚水場の上に設けられる耕作地などの底部全体に、淡水を揚水することができる。
【００１８】
また、例えば、前記揚水場は、上から見て、前記淡水化装置の周囲に設けられているとしてもよい。
【００１９】
ここで、例えば前記淡水化装置の形状は、上から見て、略円形であるとしてもよいし、前記淡水化装置の形状は、上から見て、略長方形であるとしてもよい。
【００２０】
また、例えば、前記淡水化装置は、上から見て、前記揚水場の周囲に設けられているとしてもよい。
【００２１】
ここで、例えば前記揚水場の形状は、上から見て、略円形であるとしてもよいし、前記揚水場の形状は、上から見て、略長方形であるとしてもよい。
【００２２】
また、例えば、前記液化層を上から見たときの面積は、前記水槽及び前記撥水粒子層を上から見たときの面積より大きいとしてもよい。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る育成方法は、上記の淡水化システムを用いた育成方法であって、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、前記淡水を毛管力により前記揚水場へ導水する工程と、前記揚水場に導水された淡水を揚水する工程とを含む。
【００２４】
これにより、毛管力により液化層の淡水を揚水場に導水することができるので、ポンプや人間等が淡水をくみ上げて、揚水場に散布する等の手間を省くことができる。
【００２５】
ここで、例えば、前記揚水場上には、植物を育成するための栽培場が設けられており、前記揚水する工程では、前記揚水場に導水された淡水を、前記栽培場に揚水するとしてもよい。
【００２６】
これにより、淡水化システムで淡水化するだけで、耕作場に淡水が供給される。
【００２７】
また、上記課題を解決するために、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を有する水槽の下に位置し、かつ、複数の撥水粒子で構成される撥水粒子層と、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有し、前記液化層の上部境界の第１位置には、前記第１位置以上の水位に貯水された前記淡水を排水する排水口が設けられ、前記液化層は、前記淡水を外部に導水させる複数の導水粒子で充填され、前記複数の導水粒子の粒子径は、前記外部に近づくほど小さくなる。
【００２８】
これにより、毛管力により液化層の淡水を揚水場に導水することができるので、ポンプ等の電力を利用する設備を省くことができる。
【００２９】
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で読み取り可能な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。
【００３０】
以下、各実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００３１】
なお、以下で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、材料、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。
【００３２】
（実施の形態）
［基本構成の淡水化装置］
以下、実施の形態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、図面を参照しながら説明する。図１は、基本構成における淡水化装置１０の構成を示す断面図である。
【００３３】
図１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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
ここで、容器１２について説明する。図１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良い。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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を保持可能としている。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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良い。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良い。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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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良い。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。
【００４５】
＜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１に示すように、撥水粒子層１３の側面は下側側壁１２ｂで囲まれていても良い。
【００４６】
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。
【００４７】
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つの撥水性粒子の表面は、複数の他の撥水性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の内部に、液体の浸入を低減することができる。
【００４８】
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良い。下側側壁１２ｂで囲まれることにより、液体が撥水粒子層１３の内部へ浸入するのを低減できる。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、液体が撥水粒子層１３の内部への浸入を低減できるため、下側側壁１２ｂは必須の構成ではない。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
【化１】
2014193427.tif 000003
【００５３】
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。
【００５４】
撥水粒子を製造する方法の一例が以下、説明される。
【００５５】
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。
【００５６】
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）。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
撥水粒子層１３の厚みの例は、５ｍｍ以上３０ｃｍ以下である。
【００６１】
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５１４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。
【００６２】
＜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良い。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良い。
【００６３】
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良い。
【００６４】
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。
【００６５】
液化層１４は、必要に応じて冷却されている。
【００６６】
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。
【００６７】
また、液化層１４が冷却部を有していても良い。
【００６８】
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。
【００６９】
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良い。
【００７０】
［淡水化方法］
以下、以上のように構成された基本構成における淡水化装置１０による淡水化処理について説明する。
【００７１】
＜淡水化の処理＞
図２は、基本構成における淡水化装置１０の淡水化処理の工程を示すフロー図である。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
このようにして、淡水化装置１０（または淡水化システム２０）の淡水化処理は行われる。
【００７８】
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。
【００７９】
（本発明に至った知見）
しかしながら、上述した基本構成における淡水化装置１０では、例えば地面に掘られた凹部（地下）に淡水化装置１０を形成する際、液化層１４で液化した淡水（蒸留水）をくみ上げるなどして利用する必要があり、電力を利用する設備が必要になるという課題がある。具体的には、淡水化装置の液化層１４で液化した淡水を、植物等を育成するための耕作地等で使用する場合、ポンプなどにより蒸留水を地表まで汲み上げてから、散布しなければならないため、ポンプなど電力を利用する設備が必要になるという課題がある。
【００８０】
そこで、本発明者らは、電力を利用する設備を省くことができる淡水化システム、それを用いた育成方法、及び、淡水化装置を創作するに至った。
【００８１】
以下では、電力を利用する設備を省くことができる本実施の形態の淡水化システム等について説明する。
【００８２】
［淡水化システム］
図３は、本実施の形態における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。図４は、本実施の形態における液化層に構成される導水粒子の分布の一例を示す図である。図５及び図６は、本実施の形態における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。なお、図１と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【００８３】
図３に示す淡水化システム２０は、液体から淡水を得る淡水化装置１０Ａと、淡水を揚水する揚水場３２とを備える。
【００８４】
本実施の形態では、淡水化システム２０は、さらに、導水層３１と、植物を育成するための栽培場３３とを備える。
【００８５】
淡水化装置１０Ａは、水槽１１と、撥水粒子層１３と、液化層１４Ａと、貯水排出口１７とを備え、液体から淡水を得る。
【００８６】
＜水槽１１＞
水槽１１は、上述の基本構成と同様に、側面が上側側壁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。水槽１１は、上側側壁１２ａ及び撥水粒子層１３で囲まれた液体を貯める空間を有する。
【００８７】
なお、詳細については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【００８８】
＜撥水粒子層１３＞
撥水粒子層１３は、水槽１１の下に位置し、複数の撥水粒子で構成されている。水槽１１に含まれる液体が所定以下の高さを有する場合には、液体は、撥水粒子層１３を通過できない。一方、水槽１１の液体が気化することにより発生する水蒸気は、撥水粒子層１３を通過する。詳細については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【００８９】
＜液化層１４Ａ＞
液化層１４Ａは、撥水粒子層１３の下に位置する。液化層１４Ａは、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。
【００９０】
本実施の形態では、液化層１４Ａは、例えば地面に掘られた凹部など地下に設けられ、揚水場３２と導水層３１を介して繋がっている。
【００９１】
液化層１４Ａは、液化して得た淡水を揚水場３２へと導水する複数の導水粒子で充填されている。
【００９２】
なお、複数の導水粒子は、液化層１４Ａの空間全体に、充填するとしてもよいし、上部の一部空間を残して充填されるとしてもよい。また、後述する貯水排水口１７が設けられる第１位置以下の空間に充填されるとしてもよい。
【００９３】
ここで、複数の導水粒子は、空気よりも熱伝導性の高い粒子の集まりで充填されていることが望ましい。液化効率（淡水化効率）を向上することができるからである。
【００９４】
また、液化層１４Ａを構成する複数の導水粒子の粒子径は、図４に示すように、揚水場３２に近づくほど小さくなる。換言すると、液化層１４Ａの空間には、導水層３１に近いほど粒子サイズが小さくなる複数の導水粒子が充填されている。それにより、毛管力で導水層３１を介して揚水場３２へ淡水を供給（導水）することができる。
【００９５】
液化層１４Ａを構成する導水粒子の平均粒子径は、基本構成で説明した撥水粒子の平均粒子径の１０倍以上１００倍以下である。それにより、液化層１４Ａの表面付近の導水粒子で結露した水（淡水）が液化層１４Ａの下方向へ落下する。そして、上述したように導水粒子は、揚水場３２に近いほど粒子サイズが小さくなるよう構成されているので、結露した水（淡水）が揚水場３２への方向へ導水される。
【００９６】
なお、その他の構成については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【００９７】
なお、液化層１４Ａは、上述した構成の例に限られない。例えば図６の淡水化システム２０Ｂ（淡水化装置１０Ｂ）に示される液化層１４Ｂの構成であってもよい。具体的には、液化層１４Ｂの底部は、揚水場３２Ｂに近づくほど低くなる勾配を有するとしてもよい。つまり、液化層１４Ｂは、淡水を揚水場３２に導くために、液化層１４Ｂから揚水場３２に向かって下向きに傾斜しているとしてもよい。液化層１４Ｂの底部が下向きに傾斜していることにより、毛管力に加えて重力により淡水を揚水場３２の方向に流す（導水する）ことができる。
【００９８】
＜貯水排出口１７＞
貯水排出口１７は、液化層１４Ａの上部境界の第１位置に設けられ、第１位置以上の水位に貯水された淡水を排水する排水口である。それにより、液化層１４に貯水された淡水が撥水粒子層１３に達することを防止できるので、淡水が撥水粒子層１３を押し上げてしまうることを防止できる。なお、液化層１４の境界とは、液化層１４の空間と液化層１４の外側の空間（例えば容器１２）との境界である。液化層１４が容器１２の下側側壁１２ｂで囲まれている場合には、液化層１４の上部と下側側壁１２ｂの上部を貫通する位置が第１位置となる。
【００９９】
また、貯水排出口１７は、雨天時などに耕作場３３に浸み込んだ雨水が揚水場３２及び導水路３１を介して液化層１４Ａに流れ込んだ場合にも、第１位置以上の水位に貯水された雨水を排水することができる。それにより、耕作場３３から液化層１４Ａに流入した雨水が撥水粒子層１３に達し、撥水粒子槽１３を押し上げてしまうことを防止することができる。
【０１００】
ここで、第１位置は、撥水粒子層１３と液化層１４Ａとの界面近傍の液化層１４Ａ側にあるのが好ましい。雨水または貯水された淡水が撥水粒子層１３を押し上げることを防止するには十分な位置であり、液化層１４Ａに貯水する淡水の量を最大化できるからである。
【０１０１】
また、第１位置は、撥水粒子層１３と液化層１４Ａとの界面近傍でなく、液化層１４の上部（上半分以上）の位置にあるとしてもよい。雨水または貯水された淡水が撥水粒子層１３を押し上げることを防止できればよいからであり、液化することで得た淡水を随時、導水層３１に導水できればよいからである。
【０１０２】
なお、貯水排出口１７は、排出口の態様に限らず、排出管の態様で設けられるとしてもよく、第１位置以上の水位に貯水された淡水を排水することができればその形態は問わない。
【０１０３】
＜導水層３１＞
導水層３１は、揚水場３２と液化層１４Ａとの間に接続され、液化層１４Ａからの淡水を揚水場３２に導く。
【０１０４】
ここで、導水層３１は、液化層１４Ａと同様に、液化層１４Ａから揚水場３２に向かう方向において粒子径が小さくなる導水粒子が充填されているとしてもよい。導水層３１は、液化層１４Ａが延長されて形成されているとしてもよい。すなわち、導水層３１は、液化層１４の一部であってもよい。
【０１０５】
また、導水層３１は、後述する揚水場３２の一部であってもよい。
【０１０６】
なお、導水層３１は、上述した構成の例に限られない。例えば図６（淡水化システム２０Ｂ）に示される導水層３１Ｂの構成であってもよい。具体的には、導水層３１Ｂは、液化層１４Ｂからの淡水を揚水場３２に導くために、液化層１４Ｂから揚水場３２Ｂに向かう方向に下向きに傾斜しているとしてもよい。つまり、導水層３１及び液化層１４Ａの接続部分が導水層３１及び揚水場３２との接続部分よりも相対的に高い位置に配置されるように、導水層３１が形成されるとしてもよい。導水層３１が下向きに傾斜していることにより、重力により淡水を揚水場３２の方向に流す（導水する）ことができる。導水層３１は、ヒューム管などの導水管で構成されるとしてもよい。
【０１０７】
＜揚水場３２＞
揚水場３２は、耕作場３３の下の位置に設けられ、液化層１４Ａから導水された淡水を揚水する。揚水場３２は、平均粒子径の異なる砂床構造で設けられる。砂床構造は、例えば平均粒子径０．５ｍｍの中目砂で構成される砂層と、その砂層の下に位置し、平均粒子径１ｍｍ程度の粗目砂で構成される玉石層とで構成される。それにより、揚水場３２は、毛管力等を用いて淡水を揚水して耕作場３３に供給することができる。
【０１０８】
また、揚水場３２は、図３に示すように、耕作場３３が液化層１４Ａより上の位置となる高さで設けられることが望ましい。揚水場３２の毛管力３２１による揚水で耕作場３３に過剰な水を供給することを防止することができるからである。
【０１０９】
なお、揚水場３２は、淡水を揚水して耕作場３３に供給することができればその態様は問わない。例えば、揚水場３２は、液化層１４Ａから導水された淡水を保水する保水力のある土壌で構成されているとしてもよい。耕作場３３で育成されている植物等の根が揚水場３２に達し、保水されている水（淡水）を吸い上げることができればよいからである。
【０１１０】
また、揚水場３２は、図３に示すように、耕作場３３が液化層１４Ａより上の位置となる高さで設けられることに限られない。例えば、図５（淡水化システム２０Ａ）に示すように、揚水場３２Ａは、耕作場３３が液化層１４Ａの上部（上半分）の位置となる高さで設けられるとしてもよい。その場合、揚水場３２Ａの高さに合わせて導水層３１Ａの高さも調整される。
【０１１１】
なお、揚水場は、上述した揚水場３２及び３２Ａの構成の例に限られない。例えば図６（淡水化システム２０Ｂ）に示される揚水場３２Ｂの構成であってもよい。具体的には、揚水場３２Ｂは、液化層１４Ｂからの淡水を導水場の底部全体に行き渡らす（導水）するために、揚水場３２Ｂの下面（底面）は、液化層１４Ｂから揚水場３２Ｂに向かう方向において液化層１４Ｂに近づくほど高くなる勾配を有するとしてもよい。つまり、揚水場３２Ｂの下面は、液化層１４Ｂに向かって上向きに傾斜しているとしてもよい。揚水場３２Ｂの底面が上向きに傾斜していることにより、液化層１４Ｂからの淡水を導水場の底部全体に行き渡らす（導水）ことができる。それにより、揚水場３２Ｂは、耕作場３３の底部全体に対して淡水を揚水することができる。
【０１１２】
次に、以上のように構成された淡水化装置１０Ａ及び２０Ｂと、耕作場３３とを上から見たときの位置関係について説明する。
【０１１３】
図７Ａ〜図７Ｃは、本実施の形態における淡水化システムの上面図である。図７Ａ〜図７Ｃでは、淡水化システム２０の上面図の一例が示されている。なお、図３と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１１４】
耕作場３３及び揚水場３２の形状は、例えば図７Ａ〜図７Ｃに示すように、上から見て（上面視において）、略長方形などの矩形である。なお、耕作場３３及び揚水場３２の形状は、任意の形状でよく、例えば後述するように円形でもよい。淡水化装置１０Ａの形状は、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、上から見て（上面視において）、略長方形などの矩形又は円形など任意の形状でよい。
【０１１５】
また、淡水化装置１０Ａと揚水場３２とは、図７Ａまたは図７Ｂに示すように、淡水化装置１０Ａの面積の方が小さく、淡水化装置１０Ａから揚水場３２に向かう方向に広がる導水層３１で接続されるとしてもよい。
【０１１６】
また、淡水化装置１０Ａと揚水場３２とは、図７Ｃに示すように、対向する辺となる長さが略同一の場合には、導水層３１を介すことなく、直接接続されているとしてもよい。図７Ｃでは、上から見て、液化層１４Ａの面積は、水槽１１及び撥水粒子層１３の面積より大きい場合が示されている。なお、液化層１４Ａは、図７Ｃに示すように揚水場３２に接続する部分だけ、水槽１１及び撥水粒子層１３の面積より大きい場合に限られない。
【０１１７】
［育成方法］
以下、上記のように構成された淡水化システム２０、２０Ａ及び２０Ｂを用いた耕作場３２での植物等の育成方法について、図８を用いて説明する。
【０１１８】
図８は、実施の形態における淡水化システムを用いた育成方法を示すフロー図である。なお、図２と同様の要素には同一の符号を付している。
【０１１９】
Ｓ１０１〜Ｓ１０３については、上述した通りであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１２０】
まず、Ｓ１０３において、液化層１４Ａで水蒸気を液化することにより、淡水を得る。
【０１２１】
次に、液化層１４Ａで得た淡水を毛管力により揚水場３２へ導水する（Ｓ１０４）。
【０１２２】
詳細には、液化層１４Ａに充填される導水粒子は、液化層１４Ａから揚水場３２へ向かう方向において揚水場３２に近づくほど小さくなる。そのため、液化層１４Ａは、毛管力により揚水場３２へ淡水を導水する。本実施の形態では、液化層１４Ａは、導水層３１を介して揚水場３２と接続されているので、液化層１４Ａは、毛管力で導水層３１に淡水を導水する。導水層３１は、液化層１４Ａからの淡水を揚水場３２に導水する。
【０１２３】
次に、揚水場３２は、揚水場３２に導水された淡水を揚水する（Ｓ１０５）。
【０１２４】
詳細には、Ｓ１０５において、揚水場３２は、揚水場３２に導水された淡水を、揚水場３２上に設けられた植物等を育成するための栽培場３３に揚水する。
【０１２５】
以上、本実施の形態によれば、毛管力により液化層の淡水を揚水場に導水することができるので、ポンプなど電力を利用する設備を省くことができる淡水化システム及び育成方法を実現できる。
【０１２６】
なお、淡水化システムは、上述した構成の例に限らなれない。以下、他の構成例を変形例として説明する。
【０１２７】
（変形例１）
図９は、本実施の形態の変形例１における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。図１０は、本実施の形態の変形例１における液化層に構成される導水粒子の分布の一例を示す図である。図１１は、本実施の形態の変形例１における淡水化システムの上面図である。図１２は、本実施の形態の変形例１における淡水化システムの構成の別の一例を示す断面図である。なお、図３〜図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１２８】
図９に示す淡水化システム２０Ｃは、図３に示す淡水化システム２０に対して、淡水化装置１０Ｃと揚水場３２Ｃとの構成が異なる。
【０１２９】
また、図１１に示すように、揚水場３２Ｃとその上に位置する耕作場３３Ａの形状は、上から見て（上面視において）、中央に略円形の領域を有するドーナツ型である。一方、淡水化装置１０Ａの形状は、図１１に示すように、上から見て（上面視において）、略円形であり、ドーナツ型の揚水場３２Ｃの内側（中央の略円形の領域）に配置されている。このように、揚水場３２Ｃは、上から見て、淡水化装置１０Ｃの周囲に設けられている。なお、図１１のＡ１−Ａ２断面が図９に示す淡水化システム２０Ｃの断面図に相当する。
【０１３０】
＜液化層１４Ｃ＞
本変形例では、液化層１４Ｃは、例えば地面に掘られた凹部など地下に設けられ、揚水場３２Ｃと直接繋がっている。
【０１３１】
液化層１４Ｃは、実施の形態における液化層１４Ａ及び１４Ｂと同様に、液化して得た淡水を揚水場３２Ｃへと導水する複数の導水粒子で充填されている。
【０１３２】
液化層１４Ｃを構成する複数の導水粒子の粒子径は、図１０に示すように、中心または中央部から揚水場３２に近づくほど小さくなる。換言すると、液化層１４Ｃは揚水場３２Ｃに近いほど粒子サイズが小さくなる複数の導水粒子が充填されている。それにより、毛管力で揚水場３２Ｃへ淡水を供給（導水）することができる。
【０１３３】
また、液化層１４Ｃを構成する導水粒子の平均粒子径は、上述した液化層１４Ａ及び１４Ｂと同様に、基本構成で説明した撥水粒子の平均粒子径の１０倍以上１００倍以下である。それにより、液化層１４Ｃの表面付近の導水粒子で結露した水（淡水）が液化層１４Ｃの下方向へ落下する。そして、上述したように導水粒子は、揚水場３２Ｃに近いほど粒子サイズが小さくなるよう構成されているので、結露した水（淡水）が揚水場３２Ｃへの方向へ導水される。
【０１３４】
なお、その他の構成については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１３５】
＜揚水場３２Ｃ＞
揚水場３２Ｃは、耕作場３３Ａの下の位置に設けられ、液化層１４Ｃから導水された淡水を揚水する。図９に示す本変形例の揚水場３２Ｃの上から見たときの面積は、実施の形態の揚水場３２と比較して、上から見たときの耕作場３３Ａの面積より大きくなっている。その他の構成については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１３６】
なお、揚水場Ｃは、上述した構成例に限られない。例えば図１２（淡水化システム２０Ｄ）に示す揚水場３２Ｄの構成であってもよい。具体的には、揚水場３２Ｄは、液化層１４Ｂからの淡水を導水場の底部全体に行き渡らす（導水）するために、揚水場３２Ｄの下面（底面）は、液化層１４Ｃに近づくほど高くなる勾配を有するとしてもよい。つまり、揚水場３２Ｄの下面は、液化層１４Ｃに向かって上向きに傾斜しているとしてもよい。揚水場３２Ｄの底面が上向きに傾斜していることにより、液化層１４Ｃからの淡水を導水場３２Ｄの底部全体に行き渡らす（導水）ことができる。それにより、揚水場３２Ｄは、耕作場３３Ａの底部全体に対して淡水を揚水することができる。
【０１３７】
なお、淡水化装置１０Ｃは、上述した構成に限らない。例えば図１２の淡水化システム２０Ｄに示される淡水化装置１０Ｄであってもよい。
【０１３８】
図１２に示す淡水化装置１０Ｄは、図９に示す淡水化装置２０Ｃと比較して、フタ１８を有している。その他の構成については、淡水化装置１０Ｄと同様のため、説明を省略する。
【０１３９】
フタ１８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１８は、淡水化装置１０Ｄ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１０Ｄはフタ１８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。
【０１４０】
（変形例２）
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本実施の形態の変形例２における淡水化システムの上面図である。なお、図３〜図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１４１】
図５に示す揚水場３２Ａとその上に位置する耕作場３３の形状は、例えば図１３Ａに示すように、上から見て（上面視において）、中央に略円形の領域を有するドーナツ型の一個片（扇形状）であってもよい。このように、淡水化装置１０Ａは、上から見て、揚水場３２Ａの周囲に設けられている。図１３ＡのＢ１−Ｂ２断面が図５に示す淡水化システム２０Ａの断面図に相当する。
【０１４２】
また、図５に示す揚水場３２Ａとその上に位置する耕作場３３の形状は、例えば図１３Ｂに示すように、上から見て（上面視において）、中央に略円形の領域を有するドーナツ型であってもよい。このように、淡水化装置１０Ａは、上から見て、揚水場３２Ａの周囲に設けられている。図１３Ａに示す淡水化システム２０ＥのＢ３−Ｂ４断面は図５に示す淡水化システム２０Ａの断面図に相当する。
【０１４３】
なお、導水層３１は、変形例１と同様にあってもなくてもよい。導水層３１を備えない場合には、液化層１４Ａと揚水場３２Ａとは直接繋がる。
【０１４４】
また、液化層１４Ａの底部は、揚水場３２Ａに近づくほど低くなる勾配を有するとしてもよい。つまり、液化層１４Ａは、淡水を揚水場３２Ａに導くために、揚水場３２に向かう方向に下向きに傾斜しているとしてもよい。液化層１４Ａの底部が下向きに傾斜していることにより、毛管力に加えて重力により淡水を揚水場３２Ａの方向に流す（導水する）ことができる。
【０１４５】
（変形例３）
図１４は、本実施の形態の変形例３における淡水化システムの構成の一例を示す断面図である。なお、図３〜図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１４６】
図１４に示す淡水化システム２０Ｆは、図６に示す淡水化システム２０Ｂに対して、導水層がない点に加えて、導入通路２１と、水門２２とを備える点で構成が異なる。
【０１４７】
淡水化装置１０Ｄは、図１４に示すように、水槽１１Ａと、撥水粒子層１３と、液化層１４Ｄとを備え、液体から淡水を得る。淡水化装置１０Ｄは、さらに、淡水化装置１０Ｄに液体を供給するための導入通路２１と接続されている。導入通路２１は、液体を外部槽２３から導入するための通路である。
【０１４８】
＜水槽１１Ａ＞
水槽１１Ａは、上述した水槽１１と同様に、側面が上側側壁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。水槽１１Ａは、上側側壁１２ａ及び撥水粒子層１３で囲まれた液体を貯める空間を有する。水槽１１Ａの側面の一部には、導入通路２１が接続されている。また、上側側壁１２ａの上部端の一部が、導入通路２１と接続されていても良い。
【０１４９】
なお、水槽１１Ａは、側面に、液体が排出される排出通路を有するとしてもよい。排出通路は、水槽１１Ａの側面において、導入通路２１の位置と対向する位置に配置されることが望ましい。つまり、排出通路は、水槽１１Ａの液体を貯める空間を挟んで、導入通路２１と対向する位置に配置されることが望ましい。これにより、水槽１１Ａの液体はゆるやかに水槽１１Ａ中を流動し、排出通路から排出される。ここで、排出通路は、水槽１１Ａの液体口でもよく、水槽１１Ａの液体の一部がゆるやかに流動しながら排出されるようになっていればその形態は問わない。なお、その他については、基本構成で説明したのと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【０１５０】
＜導入通路２１＞
導入通路２１は、外部槽２３と水槽１１Ａとの間に接続され、外部槽２３の液体を水槽１１Ａに導く。
【０１５１】
導入通路２１は、外部槽２３からの液体を水槽１１Ａに導くために、外部槽２３（具体的には水門２２）から水槽１１Ａに向かう方向に下向きに傾斜していることが望ましい。つまり、導入通路２１及び外部槽２３（水門２２）の接続部分が導入通路２１及び水槽１１Ａとの接続部分よりも相対的に高い位置に配置されるように、導入通路２１が形成されることが望ましい。導入通路２１が下向きに傾斜していることにより、図１２に示す下向きの方向に、液体が流れる。
【０１５２】
なお、導入通路２１に所定以上の量の液体が導入することにより、液体を水槽１１Ａに向かって導く場合には、導入通路２１は傾斜を有していなくても良い。
【０１５３】
＜水門２２＞
水門２２は、開閉することにより、淡水化装置１０Ｅの外部（ここでは外部槽２３）から水槽１１への液体の導入を開始する又は停止する。より具体的には、水門２２は、導入通路２１に設けられており、導入通路２１を介して水槽１１に導入する液体の量（導入量）を調整する。
【０１５４】
図１４に示す例では、水門２２は、水槽１１と液体が溜められている外部槽２３との間の液体の流量を調整する。水門２２は、開くことにより、外部槽２３から導入通路２１を介して水槽１１に液体を導入する。水門２２は、閉まることにより、外部槽２３から導入通路２２を介しての水槽１１への液体の導入を停止する。なお、水門２２は、例えばユーザ等により開閉されてもよいし、例えば制御装置等により、開閉が制御されるとしてもよい。
【０１５５】
なお、制御装置は、入力部（不図示）を利用してユーザ等から入力された情報に応じて、水門２２の開閉を制御しても良い。ここで、入力部は、例えばタッチパネル、キーボード、カーソル、マイクなどである。また、入力部に対してユーザ等により入力される情報は、例えば水門２２を開ける指示を示す情報、又は、水門２２を閉める指示を示す情報である。
【０１５６】
＜外部槽２３＞
外部槽２３は、例えば、海、海から導入した海水を溜める前処理槽、又は、別途供給されている塩水が溜められている槽である。
【０１５７】
なお、図１４に示す淡水化システム２０Ｆで淡水化処理を行う場合、外部槽２３から水門２２及び導入通路２１を介して水槽１１に液体を注ぎ、撥水粒子層１３の上面に液体層１５を形成する。
【０１５８】
＜液化層１４Ｄ＞
本変形例では、液化層１４Ｄは、例えば地面に掘られた凹部など地下に設けられ、揚水場３２Ｆと直接繋がっている。
【０１５９】
液化層１４Ｄは、実施の形態における液化層１４Ａ及び１４Ｂと同様に、液化して得た淡水を揚水場３２Ｆへと導水する複数の導水粒子で充填されている。
【０１６０】
液化層１４Ｄを構成する複数の導水粒子の粒子径は、図４に示すように、中心または中央部から揚水場３２Ｆに近づくほど小さくなる。換言すると、液化層１４Ｄは揚水場３２Ｆ）に近いほど粒子サイズが小さくなる複数の導水粒子が充填されている。それにより、毛管力で揚水場３２Ｆへ淡水を供給（導水）することができる。
【０１６１】
なお、その他の構成については、図６で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１６２】
＜揚水場３２Ｆ＞
揚水場３２Ｆは、耕作場３３の下の位置に設けられ、液化層１４Ｄから導水された淡水を揚水する。本変形例の揚水場３２Ｆは、図１４に示すように、図６に示す揚水場３２Ｂと比較して、上から見たときの面積が耕作場３３より大きくなっている。
【０１６３】
また、揚水場３２Ｆは、液化層１４Ｄからの淡水を導水場の底部全体に行き渡らす（導水）するために、揚水場３２Ｆの下面（底面）は、液化層１４Ｄに近づくほど高くなる勾配を有する。つまり、揚水場３２Ｆの下面は、液化層１４Ｄから揚水場３２Ｆに向かう方向に上向きに傾斜している。揚水場３２Ｆの底面が上向きに傾斜していることにより、液化層１４Ｄからの淡水を導水場３２Ｆの底部全体に行き渡らす（導水）ことができる。それにより、揚水場３２Ｆは、耕作場３３の底部全体に対して淡水を揚水することができる。
【０１６４】
その他の構成については、基本構成で説明したのと同様であるため、説明は省略する。
【０１６５】
以上のように、本発明の一態様に係る淡水化システム、それを用いた育成方法、及び、淡水化装置によれば、毛管力により液化層の淡水を揚水場に導水することができるので、ポンプなど電力を利用する設備を省くことができる。
【０１６６】
なお、本実施の形態で説明した淡水化システム２０、２０Ａ〜２０Ｆは、システムとして実現できるだけでなく、例えば、図１５Ａ〜図１５Ｃに示す淡水化装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｆとしても実現してもよい。
【０１６７】
ここで、図１５Ａ〜図１５Ｃは、本実施の形態における淡水化装置の構成の一例を示す図である。図３〜図６と同様の要素には同一の符号を付しており、詳細な説明は省略する。
【０１６８】
また、水槽１１（１１Ａ）と撥水粒子層１３との間に、液体又は水蒸気を通過させることができる膜などの構成が配置されていても良い。また、撥水粒子層１３と液化層１４Ａ〜液化層１４Ｄとの間に、水蒸気を通過させることができる膜などの構成が配置されていても良い。
【０１６９】
また、塩水から淡水を得る例を主に説明しているが、塩水の場合に限られない。例えば、塩水の代わりに化学物質が溶解した排水等から蒸留水（淡水）を得る場合にも同様に、液体に溶解した化学物質を低減することができる。したがって、上述の淡水化システム及び淡水化装置は、液体に溶解している不純物を除去できる。
【０１７０】
以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る淡水化システム、それを用いた育成方法、及び、淡水化装置について、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。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
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システム、それを用いた育成方法、及び、淡水化装置などに利用することができる。
【符号の説明】
【０１７２】
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ  淡水化装置
１１、１１Ａ  水槽
１２  容器
１２ａ  上側側壁
１２ｂ  下側側壁
１２ｃ  底板
１３  撥水粒子層
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄ、１４Ｅ、１４Ｆ  液化層
１５  液体層
１６  淡水
１７  貯水排出口
１８  フタ
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｅ、２０Ｆ  淡水化システム
２１  導入通路
２２  水門
２３  外部槽
２６  排水通路
２７  排出弁
２８  水量制御装置
３１、３１Ｂ  導水層
３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ、３２Ｅ  揚水場
３３、３３Ａ  耕作場
３２１  毛管力
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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