(57)【要約】  砂漠や山の上など液状の水がないところであっても場所を選ぶことなく、かつ、従来方法よりも簡便な方法で、より効率的に空気中から水を得る方法及び装置を提供する。  所定の潮解性物質４を収容した集水槽２、潮解性物質４を攪拌する攪拌機３、潮解性物質４に空気を吹き付ける送風機１を有する集水装置１００と、集水槽２内で水分を取り込んだ潮解液４Ｌを収容する蒸留槽５、蒸留槽５を加熱する加熱器６、加熱器６によって加熱されて潮解液４Ｌから蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水Ｗとする凝縮器７を有する加熱蒸留装置とを備え、潮解性物質４を攪拌しながら空気Ａを吹き付けて空気中に含まれる水分を潮解性物質４に取り込ませて潮解液４Ｌを得、潮解液４Ｌを加熱器８及び凝縮器７により加熱蒸留して潮解性物質４を再生するとともに、潮解液４Ｌから蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水Ｗとして回収することで、空気中より水を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体状又は粒体状の潮解性物質を攪拌しながら該潮解性物質へ空気を吹き付けて空気中の水分を前記潮解性物質に取り込ませて潮解液を得る集水工程と、
前記潮解液を加熱して潮解性物質を再生するとともに、潮解液から蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水を得る加熱蒸留工程と、
を含む、空気中より水を得る方法。
【請求項２】
前記集水工程において、潮解性物質を攪拌羽根により攪拌しながら潮解性物質へ空気を吹き付ける請求項１に記載の、空気中より水を得る方法。
【請求項３】
前記集水工程と前記加熱蒸留工程とを繰り返し行う請求項１又は２に記載の、空気中より水を得る方法。
【請求項４】
粉体状又は粒体状の潮解性物質を収容した集水槽と、前記潮解性物質を攪拌する攪拌機と、前記潮解性物質に空気を吹き付ける送風機と、を有する集水装置と、
前記集水槽内で水分を取り込んだ潮解液を収容する蒸留槽と、前記蒸留槽を加熱する加熱器と、前記加熱器によって加熱されて潮解液から蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水とする凝縮器と、を有する加熱蒸留装置と、
を備えてなる、空気中より水を得る装置。
【請求項５】
前記集水槽と前記蒸留槽とを兼用してなる、請求項４に記載の、空気中より水を得る装置。
【請求項６】
一つの加熱蒸留装置に対して複数の集水装置を備えてなる、請求項４又は５に記載の、空気中より水を得る装置。
【請求項７】
前記加熱蒸留装置から得られる蒸留水を貯留する貯水タンクを備える、請求項４〜６のいずれかに記載の、空気中より水を得る装置。
【請求項８】
前記集水槽と前記蒸留槽とを兼用してなる集水・蒸留槽を備え、該集水・蒸留槽を前記集水装置と前記加熱蒸留装置との間で移動させる移動装置を更に備える、請求項５〜７のいずれかに記載の、空気中より水を得る装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含まれる水分を回収して水を得る方法及び装置に関するものである。更に詳しくは、本発明は、空気中より、農業用水、工業用水、発電用水、更には飲料水としても使用可能な蒸留水を、簡便に得るための方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気中の水を除くことを除湿という。除湿機としては、従来から、各種方式のものが知られている。例えば、空気を冷媒に接触させて露点温度以下に冷却することで除湿する冷却方式、空気を圧縮して相対湿度を上げて水分を凝縮させる又は圧縮空気中の水蒸気を透過膜で分離する圧縮方式、水分を吸着しやすい物質を充填したカラムや吸湿性のロータに空気を通過させて吸湿する吸着方式、更には、水分を吸収しやすい液体に空気を接触させて除湿を行う吸収方式などが知られている。しかしながら、これらの除湿機は、単に室内の湿度を下げることを目的とするものであり、空気中から大量の水を一度に得ることはできない。【０００３】
ところで、最近、世界各地で水不足による種々の問題、被害が大きく叫ばれている。現在、その解決方法としては、海水、河川や湖沼の水、地下水など、各種水源の水から種々の工程を経て、飲料水、農業用水、工業用水などが製造され、利用されている。しかしながら、海水に含まれる塩分の除去、河川や湖沼の水、地下水などに混入している有機・無機の有害物質の除去が大きな問題である。さらに、これらの方法における最大の欠点は、水が液状で存在する水源のある場所でしか利用できない点である。【０００４】
そこで、従来から、前記のような単なる除湿ではなく、空気中に含まれる水分（水蒸気）を積極的に集めて水を得るための各種の方法が提案されている。例えば、熱交換器や電熱素子（ペルチェ素子）を用いる方法や水吸着剤を用いる方法などが知られている。【０００５】
前記水吸着剤を用いる方法としては、水吸着剤としてシリカゲルを含有する吸着体に空気中の湿気を吸着させ、その後、太陽光線を利用して吸着体を加熱し、該吸着体に吸着されていた水分を吸着体から離脱させ、これを凝縮させて結露水を取り出す方法（特許文献１参照。）、第１の過程として、ゼオライト、シリカゲルなどの固体吸着剤に大気中の水分を吸着させ、ついで第２の過程としてこの水分を吸着した吸着剤を、加熱空気によって加熱することによって吸着されていた水分を水蒸気として脱着させ、これを凝縮器に導き水にする方法（特許文献２参照。）、回転自在に枢支され、吸湿性を有する吸湿ロータの再生領域に供給される再生用空気を太陽光で加熱することによって再生用通路に前記再生用空気を循環させると共に前記吸湿ロータの再生を行い、吸湿ロータを再生した後の再生用空気を冷却して結露水を生ぜしめ、該結露水を前記ドレイン孔から回収し、かつ、前記吸湿ロータを回転させることにより再生領域となる吸湿ロータ上の部位を変化させることで、空気から水を取り出す方法（特許文献３参照。）、また、水蒸気を有する空気を吸湿性液体混合物と接触させて、水分豊富な吸湿性液体混合物を生成するステップ（ａ）と、水分豊富な吸湿性液体混合物の少なくとも一部分を加熱して、水蒸気および少なくとも１つの他の気体成分を含む気体混合物を生成するステップ（ｂ）と、気体混合物内の水蒸気の少なくとも一部分を凝縮して、液体の水、および第１の圧力にある減損気体混合物を生成するステップ（ｃ）と、少なくとも１つの他の気体成分の少なくとも一部分を除去して、第１の圧力を所定の圧力未満で維持するステップ（ｄ）と、を含み、減損気体混合物が水分豊富な吸湿性液体混合物と流体連通する方法（特許文献４参照。）、更には、表面積の多い竹炭、木炭、活性炭等に、窒素肥料、リン酸肥料、カリウム肥料などの潮解性のある物質（塩類）を吸収させて水分を吸収させやすくした潮解性多孔質部材に、夜間、空気中の水分（夜露）を吸着させ、昼間、日光や熱風などで前記多孔質部材から蒸発する水分を、温度差を利用して捕集し蓄えることで、砂漠等の水分を採取する方法（特許文献５参照。）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５４−１２７８７０号公報
【特許文献２】特公昭６２−２１５６６号公報
【特許文献３】特開２００４−１６９３２１号公報
【特許文献４】特表２００７−５１９５１２号公報
【特許文献５】特開２００６−３１６４０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような水吸着剤を用いて空気中から水を得る従来方法では、吸着剤による水分の吸放出量が充分ではなく、大量の水を得るためには水の吸着及び脱着工程を頻繁に繰り返す必要があり、また水の脱着時に空気を媒体とするものが多く、効率的でないうえに、水を吸放出する操作、装置も複雑なものが多かった。そこで、本発明は、上記のような空気中から水を得る従来方法における問題に鑑み、たとえ砂漠や山の上など水源地がないところであっても場所を選ぶことなく、かつ、従来方法よりも簡便な方法で、より効率的に空気中から水を得る方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、大量生産されて市場から容易に入手可能な潮解性物質を容器に入れ、前記潮解性物質をゆっくり攪拌しながら、これに空気を吹き付けるだけで大量の水を含んだ潮解液が容易に得られ、該潮解液を加熱することで、潮解液に取り込まれた水分を蒸留水として簡単に回収できると同時に潮解した潮解性物質を再生し、再利用することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。【０００９】
即ち、本発明に係る空気中より水を得る方法は、粉体状又は粒体状の潮解性物質を攪拌しながら該潮解性物質へ空気を吹き付けて空気中の水分を前記潮解性物質に取り込ませて潮解液を得る集水工程と、前記潮解液を加熱して潮解性物質を再生するとともに、潮解液から蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水を得る加熱蒸留工程と、を含んでなる。【００１０】
潮解性物質を攪拌せず、また送風（空気の吹き付け）も行わなくても、空気中の水分は徐々に潮解性物質に取り込まれてゆくので潮解液を得ることはできる。しかし、その場合には、空気中の水分の取り込み速度が極めて遅く、長時間を要するので非効率的である。【００１１】
本発明方法によれば、空気中の水分を取り込んだ潮解液を加熱するだけで、潮解性物質を再生することができる。即ち、水の吸着剤として使用する潮解性物質が、潮解と加熱蒸留を繰り返しても減量することなく無限に繰り返し使用できることが、本発明の特徴である。即ち、前記集水工程と前記加熱蒸留工程とを繰り返し行うことが可能である。しかも、従来の水吸着剤を使用する場合に較べて、潮解性物質への送風と、潮解性物質の攪拌により、潮解性物質が潮解液となるまで水を取り込ませる本発明方法によれば、水吸収剤としての潮解性物質への水の吸放出（吸脱）量が格段に多いことから、従来法に較べて効率よく空気中より大量の水を容易に得ることができる。更に、潮解液を加熱することで発生する水蒸気を凝縮して蒸留水として得ることから、加熱空気を媒体として吸着剤から水を脱着する従来法に較べて効率よく水を回収することができる。【００１２】
本発明において、空気中より水分を取り込む際に潮解性物質を攪拌する方法には特に限定はないが、潮解性物質を収納した集水槽内を攪拌羽根により攪拌する方法が簡便である。前記潮解性物質の攪拌に際しては、手で攪拌する程度のゆっくりとした攪拌速度でよく、攪拌のための動力は少なくて済む。【００１３】
また、本発明に係る、空気中より水を得る装置は、少なくとも、粉体状又は粒体状の潮解性物質を収容した集水槽と、前記潮解性物質を攪拌する攪拌機と、前記潮解性物質に空気を吹き付ける送風機と、を有する集水装置と、前記集水槽内で水分を取り込んだ潮解液を収容する蒸留槽と、前記蒸留槽を加熱する加熱器と、前記加熱器によって加熱されて潮解液から蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水とする凝縮器と、を有する加熱蒸留装置と、を備えている。【００１４】
好ましい実施形態では、前記集水槽として、収容した潮解性物質を攪拌する攪拌羽根を備えたものを用いる。
また、一つの実施形態では、前記集水槽と蒸留槽とは別に設けられているが、別の好ましい実施形態では、前記集水槽と蒸留槽と兼用している。この実施形態では、兼用する集水・蒸留槽を、集水装置から加熱蒸留装置へ移動させることで、潮解液を集水槽から蒸留槽へ移し替える必要がない。さらに好ましい実施形態では、兼用する集水・蒸留槽を移動させる移動装置を備える。【００１５】
また、好ましい実施形態では、一つの加熱蒸留装置に対して複数の集水装置を備えてなる。この実施態様では、複数の集水装置にて集水に用いた潮解液を加熱蒸留装置に移送して順次加熱蒸留するので、加熱蒸発時間に較べて集水時間をより長く確保することができる。【００１６】
また、別の実施形態では、前記加熱蒸留装置から得られる蒸留水を貯留する貯水タンクを備えている。この実施形態においては、貯水タンク内に貯留してある水を随時使用することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上にしてなる本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置によれば、砂漠や山の上など、液状の水が存在しない場所、即ち、水源がない場所においても、簡単な操作及び装置により効率よく水を得ることができ、農業用水、工業用水、更には飲料水としても利用できる。また、本発明では、空気中の水分（水蒸気）を蒸留水として回収することから、得られる水は飲料水としての利用にも適している。また、本発明においては、潮解性物質は、水を取り込んだ潮解液から蒸留水を回収する際の加熱により再生されることから、繰り返し使用することができ、原材料の追加供給を必要としない。よって、本発明は、極めて少ない攪拌動力と加熱蒸留に要する熱量だけで非常に長期間に亘り稼動することができ、ランニングコストを押さえて、場所を選ぶことなく低廉な水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置の一実施形態を示す説明図。
【図２】本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置の他実施形態を示す説明図。
【図３】加熱蒸留装置の他実施形態を示す説明図。
【図４】本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置の他実施形態の概要を示す斜視図。
【図５】実施例２の潮解試験方法の説明図。
【図６】攪拌機を備えた容器の一例（Ａ型）を示す写真であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図。
【図７】攪拌機を備えた容器の一例（Ｂ型）を示す写真であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図。
【図８】攪拌機を備えた容器の一例（Ｃ型）を示す写真であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は斜視図。
【図９】加熱蒸留装置の実施形態を示す説明図。
【図１０】加熱蒸留装置の実施形態を示す説明図。
【図１１】加熱蒸留装置の実施形態を示す説明図。
【図１２】水力発電の概略図。
【図１３】攪拌機の攪拌羽根の各種実施形態の概略を示す説明図。
【図１４】本発明に係る、水中より水を得る装置の他実施形態の一例を示す側面図。
【図１５】図１４に示す例の移動装置の構成の概略を示す平面図。
【図１６】本発明に係る、水中より水を得る装置の他実施形態の他の例を示す側面図。
【図１７】図１６に示す例の移動装置の構成の概略の一部を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る空気中より水を得る方法は、潮解性物質を攪拌しながら該潮解性物質へ空気を吹き付けて空気中に含まれる水分（水蒸気）を前記潮解性物質に取り込ませて潮解液を得る集水工程と、前記潮解液を加熱して潮解性物質を再生するとともに、潮解液から蒸発した水蒸気を凝縮して蒸留水を得る水回収工程と、を含む。
【００２０】
本発明における大きな特徴は、空気中の水を集める際に、従来方法におけるシリカゲルやゼオライトなどの吸着剤に単に水を吸収させるのではなく、潮解性物質が液状（潮解液）となる程の大量の水分を空気中から取り込む点にある。本発明で使用する潮解性物質には特に限定はなく、公知の潮解性物質をいずれも使用することができる。繰り返し加熱による再生を行い再利用する観点からは、加熱による変質が少ない潮解性無機物が好ましい。潮解性物質のなかでも、食品添加物として認められているものが、本発明により空気中より得られた水を飲料用として使用する場合には特に好ましい。
本発明で使用する好ましい潮解性物質を例示すると、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウム、硫酸ナトリウム（ボウ硝）、塩化カルシウム、塩化亜鉛アンモニウム、第一リン酸ナトリウム、酸性メタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、塩化コリン、酢酸カリウム、塩化マグネシウム、炭酸カリウム、塩化鉄（III）などが、水の吸収能などの点で好ましく、特に、塩化カルシウムが吸水能や価格などの面から好ましい。これらの潮解性物質は、融点が高く、潮解、加熱蒸留を繰り返しても変質することなく、繰り返し使用が可能である。これら潮解性物質の形態についても特に限定はないが、攪拌により空気中の水分と効率よく接触させる観点からは、粉体状または粒体状であることが好ましい。
【００２１】
本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置を、図に示す実施形態に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態により何ら限定されるものではない。
【００２２】
図１は、本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置の一実施形態を示す説明図である。図中、符号１は潮解性物質４に空気Ａを吹き込むための送風機（ファン、ブロアなど）、符号２は内部に収容した潮解性物質４によって空気中より水を集めるための集水槽、符号３は前記集水槽２に付設された攪拌機であり、図例の攪拌機３は、集水槽２内に配置された攪拌羽根３ｂとモータなどの駆動手段３ａを備えている。符号４は、送風機１により吹き付けられた空気中の水分を取り込み、潮解液となることで水を集める潮解性物質である。これらの送風機１、集水槽２、攪拌機３により、集水装置１００は構成されている。
【００２３】
一方、図１中、符号５は、前記集水槽２内で潮解性物質４に水分が取り込まれた後の潮解液４Ｌを収容し、加熱器（ヒータ）６により加熱蒸留するための蒸留槽であり、符号７で示すものは、蒸留槽５の上方に配置された蒸気室７ａと蒸気室７ａから延びる冷却部７ｂとからなり、蒸留槽５内で加熱器６により加熱される潮解液から蒸発する水蒸気を集め、これを、図中、符号８で示す、冷却液または冷却用気体などの冷媒により凝縮して蒸留水Ｗとして回収するための凝縮器である。これら、蒸留槽５、加熱器６、凝縮器７により加熱蒸留装置２００は構成されている。
【００２４】
更に、符号９で示すものは、前記凝縮器７により回収された蒸留水Ｗを貯留する貯水タンクである。貯水タンク９は特に必須ではなく、凝縮器７から回収される蒸留水Ｗを、ドレンやパイプなどを経て、更に必要に応じた別工程、例えば、塩素、オゾン、金属イオンなどを用いた殺菌工程へ直接供給するように構成してもよい。なお、本発明方法においては、潮解性物質に取り込まれた空気中の水分は、加熱蒸留により液状の水（蒸留水）として回収されることから、加熱殺菌により除去できる一般細菌やウイルスなどについては、殆ど殺菌されている。また、凝縮器７により回収された蒸留水Ｗは、ミネラルや呈味成分を添加して、より付加価値の高い水に加工する工程に供給するようにしてもよい。
【００２５】
また、図１中、１０で示すものは、冷却部７ｂを冷却する冷媒８による蒸気室７ａや加熱器６の冷却を防止するための遮蔽板である。
【００２６】
また、図示した実施の形態では、送風機１を用いて周辺の空気Ａを直接、集水槽２内の潮解性物質４に吹き付けているが、粉塵その他の有害物質などを含有する空気から水を得る場合には、送風機１の前または送風機１と集水槽２の潮解性物質４との間に、吸気中の粉塵や有害物質などを除去するための除去フィルター（図示は省略する。）を設けることで、潮解性物質の汚染を防止して、極めて長期的な繰り返し使用を可能とするとともに、回収される蒸留水Ｗへの粉塵や有害物質などの混入を可及的に防ぐこともできる。
【００２７】
上記のような、本発明に係る、空気中より水を得る方法及び装置の操作手順、作用機序などについて、以下に更に詳細に説明する。
【００２８】
符号１で示す送風機の構造には特に限定はなく、集水槽２内に収容された潮解性物質４に空気を吹き込むことができるものであれば、ファン、ブロアなど、公知の送風手段をいずれも用いることができる。送風機１の動力としては、家庭用扇風機程度で充分である。この程度の動力を用いることで、潮解性物質が集水槽２の外へ放散することを防止することができる。
また、この送風機１の前後には、前述した、粉塵や有害物質などをろ過除去するための除去フィルターのほか、送風機１の空気取り込み側（図示した実施形態では、送風機１の上側）に、空気取り入れ口やサイクロンなどを設けてもよいし、また空気噴出し側（図示した実施形態では、送風機１の下側）に、集水槽２内の潮解性物質４への吹き込み空気を案内する案内手段、例えば通風筒や吹き込みノズルを設けたりすることもできる。
【００２９】
次に、潮解性物質４を収容する集水槽２の形状にも特に限定はないが、深さが浅くて広い容器、更には底面が平面形状の容器を用いると、収容した潮解性物質をより薄く、かつ均一に広げることができ、送風機１から吹き付けられる空気と潮解性物質との接触効率が良いことから好ましい。また、図６に示すような深さのある容器を用いると、吹き付けられる空気が容器内の空間部分で衝突して流れが悪くなり、水蒸気を含んだ新たな空気が潮解性物質と接触しにくくなる場合があると推測される。空気の吹き付け方法を改良することなどにより、容器内の空間部分の空気の循環を改善することが可能な場合はあるが、浅くて広い容器を用いるのが簡便で、吸水効率がよい。深さが浅くて広い容器の深さと底面の大きさの関係は、使用する潮解性物質の量にもよるが、例えば、容器が円筒状である場合、底面の直径と深さの比は３／１以下とするとよい。
【００３０】
また、集水槽２内に収容される潮解性物質４を攪拌するための攪拌機３としては、図示した実施形態のように、集水槽２内に配置した攪拌羽根３ｂをモータなどの駆動手段３ａにより回転させる構造の装置が、攪拌効率がよく、動力も少なくて済むことから、簡便で効率のよい構成の一つである。この際の潮解性物質４の攪拌も、手で回す程度のゆっくりな速度で充分であることから、極めて少ない動力で済む。また、特に、集水槽として前記のような深さが浅い容器を用いる場合は、潮解性物質が容器の外へ放散することを防止することができる。
攪拌羽根３ｂの構造は、特に限定はなく、攪拌機に一般的に用いられているものを用いることができ、例えば、プロペラ翼、パドル翼、傾斜パドル翼、図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示されるような各羽根が回転方向に湾曲した翼、などが挙げられる。その他、図１３（ａ）〜（ｅ）に示すように、複数の貫通穴３ｃを集水槽２の半径方向に一列に設けた羽根３ｂを複数用いたもの（図１３（ａ））、網目状構造３ｄの羽根３ｂと格子状構造３ｅの羽根３ｂを用いたもの（図１３（ｂ））、櫛状構造３ｆの羽根３ｂを複数用いたもの（図１３（ｃ））、円筒状網目構造３ｇの羽根３ｂを複数用いたもの（図１３（ｄ））、集水槽２の底面に設けた複数の突起部３ｉとこれら突起部３ｉ間に突出する複数の突部３ｈを有する櫛状構造の羽根３ｂを複数用いたもの（図１３（ｅ））などが挙げられる。また、各攪拌羽根３ｂは、図１３（ａ）、（ｃ）〜（ｅ）のように、同じ構造のものを複数用いても良いし、図１３（ｂ）のように、異なる構造のものを組み合わせてもよい。例えば、図１３（ａ）〜（ｅ）の羽根を適宜組み合わせることができる。攪拌羽根の数も特に限定はないが、攪拌効率の観点からは、２枚以上が好ましい。この場合、例えば、図１３（ｂ）では、中心軸に対して網目状構造３ｄの羽根３ｂと格子状構造３ｅの羽根３ｂが対向するように配されているが、羽根３ｂの数に応じて、任意に配置を決定することができる。
なお、攪拌の手段はこれに限定されるものではなく、攪拌羽根を回転させる代わりに、集水槽２自体を回転あるいは振動などして、該集水槽２内に収容した潮解性物質４を攪拌するように構成してもよい。更にその場合、集水槽２の内壁に適宜、邪魔板（バッフル）などを設けて攪拌効率を向上させることもできる。
【００３１】
本発明においては、先ず、第一工程である集水工程において、集水装置１００の集水槽２内で攪拌機３により攪拌されている潮解性物質４に対し、送風機１により空気Ａを強制的に吹き付け、空気中に含まれている水分（水蒸気）を潮解性物質４に取り込み、潮解液を得る。本発明においては、前記のように潮解性物質４が、空気中の水分を取り込んで潮解液になるまで水分を吸収させることから、単に水吸着剤に水分を吸着させる従来方法に較べて、一度の操作で大量の水分を効率よく取り込むことができる。
【００３２】
次に、第二工程である加熱蒸留工程においては、空気中の水分が取り込まれた潮解液４Ｌが、加熱蒸留装置２００の蒸留槽５内で加熱器（ヒータ）６により加熱され、潮解液４Ｌから蒸発した水蒸気は、凝縮器７の蒸気室７ａから冷却部７ｂへ送られて、冷媒８により凝縮されて液化し、蒸留水Ｗとして回収される。図示した実施形態においては、蒸留水Ｗは、凝縮器７の冷却部７ｂから貯水タンク９に貯留され、必要に応じて随時使用可能となる。一方、加熱によって潮解液４Ｌから水分が蒸発除去された後には、再生された潮解性物質４が残り、再び、第一工程において、集水装置１００の集水槽２に収容されて、空気中の水分の取り込みに使用される。
【００３３】
前記加熱蒸留装置２００の加熱器６としては、蒸留槽５内の潮解液４Ｌを加熱して水分を蒸発させることができる構造のものであれば、いかなる構造のものであってもよく、電熱型、燃焼型のいずれでもよく、熱源として、電気、油、ガス、熱風、石炭、コークス、木材など、いずれも使用可能であり、これらを併用してもよい。また、加熱は、直接加熱、間接加熱のいずれでもよい。加熱器の構成としては、例えば、（ｉ）加熱手段である電気ヒーターを蒸留槽５の外壁面に接するように設ける、（ii）オイルバーナーやガスバーナーを加熱手段として用い、その火炎を蒸留槽５の外壁面に直接放射するように設ける、（iii）石炭や木材を燃やし、その火炎や（遠）赤外線を蒸留槽５の外壁面に直接放射するように設ける、（iv）蒸留槽５を直接接触させる加熱した油浴（オイルバス）や、加熱した砂等を加熱手段として設ける、などの構成が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、当該具体例のように、蒸留槽５と加熱器の加熱手段とを直接接するように加熱器を構成しても良いが、熱伝導性の高い材料により構成される伝熱部材を介して蒸留槽５の外壁面に加熱手段による熱を伝えるように構成しても良い。
更に、均一に加熱するために、潮解液４Ｌを攪拌するための攪拌機などを併用することもできる。
【００３４】
また、蒸留槽５の形状にも特に限定はないが、集水槽２と同様に、深さが浅くて広い容器、更には底面が平面形状の容器を用いると、潮解液４Ｌから効率よく水蒸気を蒸発させることができ、水の回収効率、潮解性物質の再生効率が良いことから好ましい。
【００３５】
なお、図１に示す実施形態では、空気中の水分を潮解性物質４に吹き付けて潮解液を得る集水槽２と、得られた潮解液４Ｌを加熱蒸留して蒸留水を回収するとともに、潮解性物質を再生するための蒸留槽５を、それぞれ別に設けている。この場合、集水槽２から蒸留槽５へ潮解液４Ｌを移し替えることになる。
一方、潮解液の移し替えを行わないようにする観点から、内部に収容した潮解性物質４が水を取り込んで潮解液４Ｌとなった集水槽２を、そのまま蒸留槽５として用いてもよい。例えば、図２に示すように、一つの槽１１に攪拌機３と加熱器６との両方を設けて、集水槽と蒸留槽とを兼用する集水・蒸留槽とすることもできる。この場合、集水工程と加熱蒸留工程とを連続して行う構成としては、例えば、（ｉ）集水・蒸留槽１１に対して、集水装置１００の送風機１と、加熱蒸留装置２００の凝縮器７とを交互に接続する、（ii）集水装置１００の送風機１と加熱蒸留装置２００の凝縮器７のそれぞれから集水・蒸留槽１１に対して、ダクトなどを用い、送風機１からは集水・蒸留器１１へ空気を送る通路を設けるとともに、集水・蒸留槽１１からは蒸発した水蒸気を凝縮器７へ通す通路を設けておき、第一工程である集水工程における潮解液作成時と、第二工程である加熱蒸留工程における潮解液からの蒸留水回収及び潮解性物質再生時とで、前記各通路を開閉して空気及び蒸気の流れを切り替える、などの構成を採用できるがこれらに限定されるものではない。
いずれの場合でも、第一工程において送風機１と接続した状態（集水工程）では開放型でもよいが、水の回収効率の点からは、第二工程において凝縮器７と接続した状態（加熱蒸留工程）では密閉型となるように構成することが好ましい。
【００３６】
また、前記凝縮器７の構造も特に限定されるものではなく、蒸留槽５内の潮解液４Ｌから加熱により蒸発した水蒸気を収集し、凝縮して液状の水（蒸留水Ｗ）として回収できるものであればよい。凝縮器７としては、例えば、図示した実施形態のように、蒸留槽５の上方を覆うドーム状の蒸気室７ａから長くくびれた冷却部（管）７ｂが下に向かって伸びているレトルト（ｒｅｔｏｒｔ）タイプの器具を用い、蒸留槽５から蒸気室７ａ内に蒸発した水蒸気を、冷却部（管）７ｂの部分で冷却することで凝縮（結露）させ、管７ｂを伝ってその先端開口部７ｃから蒸留水Ｗとして排出し、貯水タンク９に導かれる構造など、各種構造のものを使用できる。また、管７ｂの部分に凝縮器として二重管状のリービッヒ冷却器のような凝縮器（コンデンサー）を設けてもよい。
【００３７】
更に、図３には、加熱蒸留装置２００の別の実施形態を示す。この実施の形態では、凝縮器７の蒸気室７ａから延びる冷却管７ｂに、ゴム、プラスチックなどからなる断熱材１２を介して多数の冷却管１３を接続してある。この実施形態の装置によれば、断熱材１２により、加熱器６及び蒸気室７ａから伝わる熱を遮断するとともに、多数の冷却管１３により冷媒との接触面積を大きくすることによって、冷却効率を向上させることができる。更に、冷却部７ｂに冷却フィンなどを設けるなどして冷却効率を向上させることも好ましい実施形態である。冷却管１３の配置は、各冷却管と冷媒との接触が可能であれば、特に限定はなく、冷却管を軸方向に並行して１列又は複数列に並べることができる。複数列に配する場合は、各冷却管間に隙間を設けたり、更に前記の冷却フィンを設けることで、冷却効率を確保することができる。また、図３に示す形態では、各冷却管１３の貯水タンク９側の末端は各別に開口しているが、各冷却管１３で生じた蒸留水をまとめて捕捉する集合部（管）（図示せず）を設け、集合部を介して貯水タンクに蒸留水が流れるようにしても良い。
上述のように断熱材を用いることで断熱効果を期待することができるが、冷媒や冷却管の構成などの条件を調整すること等により、断熱材を用いなくてもよい場合がある。
なお、図３中、前記以外の部分については、図１、２と同じ符号を付して説明を省略する。
【００３８】
更に、図４に示すものは、本発明に係る、空気中から水を得る方法及び装置の別の好ましい実施態様である。この実施態様は、一台の加熱蒸留装置２００に対して、３台の集水装置１００を組み合わせたものであり、３台の送風機１、１、１と１台の凝縮器７を、例えば、同心円上に等間隔で並べて設置し、複数、例えば４つの集水・蒸留槽１１、・・・を、各集水装置１００の送風機１及び加熱蒸留装置２００の凝縮器７に対して、移動させつつ、集水装置１００による集水工程と加熱蒸留装置２００による加熱蒸留工程を順次実施するものである。このように、一つの加熱蒸留装置２００に対して複数の集水装置１００を組み合わせた構成とすることにより、集水工程にかける時間を、加熱蒸留工程にかける時間より長く、例えば、図例の実施形態では、加熱蒸留工程に掛ける時間の３倍の時間を集水工程に確保でき、加熱蒸留装置２００から連続的に空気中より水を得ることができる。
また、集水・蒸留槽の移動は、例えば、（ｉ）各槽が設置された架台と、架台を回動させる回転装置、（ii）円形に敷設したレールと、レール上に配した各槽を牽引する回動装置、（iii）円形に敷設したレールと、レール上で各槽を自走させる駆動装置、などの構成を有する移動装置により行うことができるが、これらに限定されるものではない。更に、図示しないが、上述のように各槽を回転移動させる以外にも、１台の加熱蒸留装置の凝縮器を中心として、複数の送風機を放射状に配置し、複数の集水・蒸留槽に、凝縮器と送風機の間を順番に往復移動させて、集水装置による集水工程と加熱蒸留装置による加熱蒸留工程を順次実施することもできる。
これらの移動装置では、集水・蒸留槽を所望の位置に停止させるためのリミットスイッチや赤外線センサーなどの位置制御手段を設けたり、潮解液の生成量、潮解液及び集水・蒸留槽の温度、潮解水の減少量、蒸留水の生成量などを経時的に測定する計測手段及び記録手段を設けて集水工程及び加熱蒸留工程を管理し、各集水・蒸留槽の移動の開始時期を決定する工程制御手段を設けたりすることができる（何れも図示せず）。また、これらの制御手段は、一般的なパーソナルコンピュータなどの演算装置を用いて自動運転することができる。
【００３９】
図１４〜１７を用い、本発明に係る、空気中より水を得る装置の他実施形態のより具体的な例について説明する。図１４〜１７に示す例は、何れも、集水槽と蒸留槽とを兼用する集水・蒸留槽を備えた装置である。このうち、図１４及び１５に示す例では、集水・蒸留槽のみが送風機と凝縮器の間を往復移動し、図１６及び１７に示す例では、集水・蒸留槽、集水装置の攪拌機及び加熱蒸留装置の加熱器が一体となって、送風機と凝縮器の間を往復移動する。なお、図１４、１６は、部分断面図である。
【００４０】
図１４及び１５に示す空気中より水を得る装置は、集水装置５００Ａと、加熱蒸留装置６００Ａと、移動装置７００Ａと、貯水タンク６１６とを備える。各構成の概略は以下の通りである。
集水装置５００Ａは、送風機５０１、集水・蒸留槽５０２、攪拌機５０３を有する。攪拌機５０３は、攪拌羽根５０７、羽根側回転軸５０６、駆動側回転軸５０５及び駆動手段（モーター）５０４を備える。羽根側回転軸５０６と駆動側回転軸５０５は、それぞれの端部に着脱可能な連結部５１４、５１５を有し、両者を分離可能に一体化することができる。駆動手段５０４及び駆動側回転軸５０５は、昇降台５０８の上に配置され、図示しない駆動手段により昇降台５０８が上下動することで、昇降自在になっている。
加熱蒸留装置６００Ａは、集水・蒸留槽５０２、蒸気室６０７と冷却部６１０と連結管６０９とを備える凝縮器６１７、加熱炉６０１と伝熱槽６０３と加熱手段６０２とを備える加熱器６１８、冷却用送風機６１５を有する。加熱器６１８は、昇降台６０６の上に配置され、図示しない駆動手段により昇降台６０６が上下動することで、昇降自在になっている。
移動装置７００Ａは、チェーン７０６と駆動手段（モーター）７０１と減速機７０２とスプロケット７０４と駆動軸７０５とを備える駆動装置７１５、集水・蒸留槽５０２の移動を誘導するレール７０７、駆動装置７１５やレール７０７などが載置される架台７１４を有する。
【００４１】
本例での集水装置５００Ａ、加熱蒸留装置６００Ａおよび移動装置７００Ａの配置の概略は、次の通りである。架台７１４上に、集水装置５００Ａの送風機５０１と加熱蒸留装置６００Ａの蒸気室６０７が対向するように配置されるとともに、送風機５０１と蒸気室６０７の間で、集水・蒸留槽５０２が往復可能なように、一対のレール７０７が配置される。各レール７０７は、一対の支柱７０９間に架設されている。支柱７０９には、送風機５０１側及び蒸気室６０７側に、それぞれ停止板７１０が架設され、各停止板７１０のほぼ中央部には、集水・蒸留槽５０２が接することで駆動装置（モーター）７１５を停止させるリミットスイッチ７１１が配置されている。それぞれのレール７０７の外側には、レール７０７に並行して１対のチェーン７０６が配置される。
集水装置５００Ａの集水・蒸留槽５０２には、レール７０７に沿って移動するための誘導部５１１と、チェーン７０７との連結部５１３とが、それぞれ腕部５１０、５１２を介して連結される。そして、チェーン７０７の駆動により集水・蒸留槽５０２が送風機５０１と蒸気室６０７の間を往復移動する。集水装置５００Ａのうち、駆動側回転軸５０５及び駆動手段５０４は、架台７１４よりも下側に配置され、それ以外の構成は架台７１４の上に配置されている。攪拌装置５０３の駆動側回転軸５０５は、架台７１４の貫通穴７１２から架台７１４の上側に突出した場合に、架台７１４の上側の集水・蒸留槽５０２に配置されている羽根側回転軸５０６と着脱可能に連結する。尚、図１４では、駆動側回転軸５０５の上側は、架台７１４の下側に配置されているが、必ずしも、これに限られず、集水・蒸留槽５０２が加熱蒸留装置側に向かって移動可能な程度であれば、架台７１４の上側に突出していても良い。集水装置５００Ａ側のリミットスイッチ７１１は、昇降台５０８が上下動する時に、羽根側回転軸５０６と駆動側回転軸５０５とが着脱可能な位置で集水・蒸留槽５０２が停止可能なように設置される。
加熱蒸留装置６００Ａの蒸気室６０７は、架台７１４の上で、支持腕部が上下動可能な支持体６０８に支持される。架台７１４より下側には、集水・蒸留槽５０２が加熱蒸留装置６００Ａ側に位置している時にそれを加熱するための加熱器６１８が配置される。加熱器６１８は、昇降台６０６により、架台７１４の貫通穴７１３から架台７１４の上側に突出した場合に、架台７１４の上側の集水・蒸留槽５０２を受け入れる凹部６０４、６０５を有する伝熱槽６０３に密着、嵌合する。尚、図１４では、伝熱槽６０３の上側は、架台７１４の下側に配置されているが、必ずしも、これに限られず、集水・蒸留槽５０２が集水装置側に向かって移動可能な程度であれば、架台７１４の上側に突出していても良い。加熱蒸留装置６００Ａ側のリミットスイッチ７１１は、昇降台６０６が上下動する時に、集水・蒸留槽５０２と伝熱槽６０３とが着脱可能な位置で集水・蒸留槽５０２が停止可能なように設置される。加熱器６１８の冷却部６１０は、本図の例では、架台７１４より外側に配置されている。冷却部６１０を冷却する媒体としての空気を送風するための冷却用送風機６１５が、冷却部６１０に面するように配置されている。冷却部６１０の下側に貯水タンク６１６が配置されている。
【００４２】
図１４及び１５に示す空気中より水を得る装置を構成する各装置を更に詳細に説明しつつ、本例の空気中より水を得る装置の動作を説明する。
図１４に示すように、集水・蒸留槽５０２が送風機５０１の回転翼の下側に配置されている状態で、所定の潮解性物質を集水・蒸留槽５０２内に投入する。併せて、昇降台５０８により駆動手段５０４、駆動側回転軸５０５を上昇させ、架台７１４の貫通穴７１２から駆動側回転軸５０５をその上側に突出させる。そして、駆動側回転軸５０５の上側末端部に設けた連結部５１５と、羽根側回転軸５０６の下側末端部に設けた連結部５１４とを連結させる。両連結部５１５、５１４が連結することで、駆動手段５０４の回転駆動力が、両回転軸５０５、５０６を介して攪拌羽根５０７に伝達される。昇降台５０８は、両連結部５１５、５１４が連結可能な位置関係になった時点で、上昇を停止させる。停止機構は、手動スイッチを用いても良いし、例えば、両連結部５１５、５１４間の距離を画像や測定結果から認識し、自動で停止させるような自動制御装置を用いても良い。本例では、羽根側回転軸５０６の下側末端部に設けた連結部５１４は、末端部に回転軸方向に直交する方向に突出した４つ突起部を設けた構造を有し、駆動側回転軸５０５の上側末端部に設けた連結部５１５は、羽根側回転軸５０６の連結部５１４に設けた４つの突起部をそれぞれ受け入れる４つの切り欠き部を設けた構造を有している。
駆動手段５０４を駆動させて、攪拌羽根５０７を回転させて、槽内の潮解性物質４をゆっくり攪拌するとともに、送風機５０１を作動させて潮解性物質４に向けて、空気を送風する。所望量の潮解液が生成された後、駆動手段５０４を停止して攪拌羽根５０７を停止するとともに、送風機５０１を停止する。潮解液の量は、目視により確認しても良いし、液面を画像やレベルセンサーなどにより感知することもできる。駆動手段５０４の停止は、手動スイッチを用いても良いし、潮解液の量に基づき、停止させる制御手段を用いても良い。
以上により、集水工程が終了する。
【００４３】
撹拌羽根５０７の回転が停止した後、昇降台５０８を下降させることにより、駆動側回転軸５０５の連結部５１５と羽根側回転軸５０６の連結部５１４との連結が解消される。そして、集水装置５００Ａ側に設置された、移動装置７００Ａの駆動手段７０１を駆動させて、一対のチェーン７０６を駆動させる。その結果、集水・蒸留槽５０２は、その側面に設けられた連結部５１３、腕部５１３を介してチェーン７０７により加熱蒸留装置６００Ａ側に誘導される。集水・蒸留槽５０２は、腕部５１０を介してその側面部分に設けられた誘導部５１１によりレールに沿って移動する。誘導部５１１の構成としては、レール７０７との接面に滑り面を設け、レール７０７に対して摺動するようにしても良いし、車輪を設けてレール７０７との接面上を走行させるようにしても良い。
ここで、移動装置７００Ａの駆動機構を説明する。本例では、駆動装置（モーター）７１５を駆動させ、その回転速度を減速機７０２で低下させる。減速機７０２の回転を２つの軸受７０３で支持される駆動軸７０５に設けた２つのスプロケット７０４に伝達し、一対のチェーン７０７を駆動させる。それぞれのチェーン７０７の両端部には、スプロケット７０４が配置される。加熱蒸留装置６００Ａ側のスプロケット７０４は、駆動軸７０５の両端部に設けられている。この加熱蒸留装置６００Ａ側の駆動軸７０５の両端には、軸受７０３が配置されている。チェーン７０４は無端となるように構成される。
【００４４】
集水・蒸留槽５０２が移動して、加熱蒸留装置６００Ａ側のリミットスイッチ７１１に接すると、移動装置７００Ａの駆動装置が停止する。集水・蒸留槽５０２の停止位置は、蒸留室６０７及び伝熱槽６０３が集水・蒸留槽５０２と嵌合可能な位置に予め決定されている。その後、支持体６０８の支持腕部が下降することで蒸留室６０７は下降し、その下側周縁部６１９が集水・蒸留槽５０２の嵌合部５１６と嵌合する位置で停止する。昇降台６０６により加熱器６１８が上昇して、その伝熱槽６０３は、架台７１４の貫通穴７１３より架台７１４の上側に突出し、その凹部６０４において集水・蒸留槽５０２を受け入れて、その外表面と接する位置で停止する。凹部６０５には、集水・蒸留槽５０２の底面から外側に突出している羽根側回転軸５０６の一部を受け入れる。蒸留室６０７の下降及び加熱器６１８の上昇は、手動スイッチにより開始するようにしても良いし、制御装置を設けて加熱蒸留装置６００Ａ側のリミットスイッチ７１１が作動することで、自動的に開始するようにしても良い。蒸留室６０７の下降及び加熱器６１８の上昇の停止機構としては、手動スイッチを用いても良いし、例えば、距離を画像や測定結果から認識し、自動で停止させるような自動制御装置を用いても良い。
【００４５】
集水・蒸留槽５０２に蒸留室６０７が連結し、加熱器６１８の伝熱槽６０３が集水・蒸留槽５０２を受け入れた後、加熱手段６０２による加熱を開始し、加熱蒸留工程を開始する。尚、加熱手段６０２の手段により昇温時間を要する場合は、予め加熱を開始してもよい。加熱手段６０２としては、前記した各種のものを用いることができ、例えば電気ヒーターで加熱したオイルバスを用いるとよい。加熱炉の構造は、加熱手段６０２の態様により、適宜構造を変更することができる。
加熱器６１８による加熱により、潮解液中の水が蒸発すると、水蒸気は蒸気室６０７から連結管６０９を通って冷却部６１０に至る。冷却部６１０は、複数の冷却管６１２、連結管６０９からの水蒸気（凝縮水を含む）を複数の冷却管６１２にそれぞれ分配する分配管６１１、冷却管６１２の下流側に配置され、各冷却管６１２にて凝縮された凝縮水（蒸留水）を集合させる集合管６１３を有する。集合管６１３には、貯水タンク６１６へ蒸留水を放出する開閉弁６１４が設けられている。本例で示す冷却管６１２は、軸方向が並行になるように一列に配置されている。蒸留水を自重で開閉弁６１４まで流れるように、分配管６１１、集合管６１３は傾斜させている。図１４では、冷却用送風機６１５による空気は、整列した冷却管６１２の一方端側に向かって送風されているが、各冷却管６１２に向かって送風するようにしてもよい。その場合、送風機を２つ用い、冷却管６１２へ向けてその両側から送風させても良い。連結管６０９は、蒸気室６０７の上下動に合わせて移動可能なように、例えば蛇腹構造などのような伸縮自在の構造を有するものが好ましい。
潮解水に含まれる水が蒸発し、潮解性物質が再生されると、加熱器６１８を下降させ、蒸気室６０７を上昇させる。加熱器６１８の下降、蒸発室６０７の上昇の始動は、手動スイッチによって行ってもよいし、潮解液及び集水・蒸留槽の温度、潮解水の減少量、蒸留水の生成量などを経時的に測定する計測手段及び記録手段を設け、潮解水からの水の蒸発が終了したことを感知して、昇降台６０２及び支持体６０８を始動させる制御手段によって行なってもよい。加熱手段６０２は、停止してもよいし、しなくてもよい。尚、再生した潮解性物質は、水分がほぼ残存しないものでもよいが、５〜１０重量％程度残存したものでもよい。
以上で、加熱蒸留工程が終了する。
【００４６】
加熱器６１８を下降させ、蒸気室６０７を上昇させ、手動又は自動で、加熱蒸留装置６００Ａ側のリミットスイッチ７１１を解除するとともに、移動装置７００Ａの駆動装置７１５を始動させ、集水・蒸留槽５０２を集水装置５００Ａ側に移動させる。集水・蒸留槽５０２が集水装置５００Ａ側のリミットスイッチに接触することで、駆動装置７１５を停止させ、集水・蒸留槽５０２を元の位置に戻すことができる。その後、上述したのと同様にして、集水工程、移動、加熱蒸留工程を繰り返し行い、蒸留水を得ることができる。
【００４７】
次に、図１６及び１７に示す空気中より水を得る装置について説明する。
図１６及び１７に示す空気中より水を得る装置は、集水装置５００Ｂと、加熱蒸留装置６００Ｂと、移動装置７００Ｂと、貯水タンク６１６とを備える。各構成の概略は以下の通りである。尚、図１４及び１５に示す空気中より水を得る装置と実質的に同じ構成は、同じ符号を付して、説明を省略する。また、これら各装置を構成する、送風機５０１、攪拌機５２３、蒸発室６０７、加熱器６３８、冷却用送風機６１５、リミットスイッチ７３０などの始動、停止などの構成は、上述した例と実質的に同じ構成を採用可能である。
【００４８】
集水装置５００Ｂは、送風機５０１、集水・蒸留槽５０２、攪拌機５２３を有する。また、本例では、加熱蒸留工程で使用する加熱器６３８も集水・蒸留槽５０２の下側を覆うように設けられている。攪拌機５２３は、攪拌羽根５０７、回転軸５２６及び駆動手段（モーター）５２４を備える。攪拌機５２３の底面側には、４つの車輪５３２を設け、移動装置７００Ｂのレール７２７に沿って、集水・蒸留槽５０２などが移動可能となっている。
加熱蒸留装置６００Ｂは、集水・蒸留槽５０２、蒸気室６０７と冷却部６１０と連結管６０９とを備える凝縮器６１７、加熱炉６２１と加熱手段６２２とを備える加熱器６３８、冷却用送風機６１５を有する。
移動装置７００Ｂは、スクリュー７２６と駆動手段（モーター）７２１と減速機７２２とを備える駆動装置７３５、集水・蒸留槽５０２などの移動を誘導するレール７２７、レール７２７などが配置される台部７３４、駆動装置７１５が配置される凹部７３６を有する。凹部７３６は台部７３４に対して低い底面部を有する。
【００４９】
図１６、１７に示す例では、集水・蒸留槽５０２、攪拌機５２３及び加熱器６３８が一体となっている点、移動装置７００Ｂの構成の点で、特に図１４、１５に示す例とは異なるため、これらの点を中心に説明する。
【００５０】
本例では、集水・蒸留槽５０２の下側外周を直接加熱炉６２１で覆い、加熱炉内に加熱手段６２２を配置している。本例では、伝熱槽を用いていないが、用いてもよい。攪拌翼５２７は集水・蒸留槽５０２内に配置され、回転軸５３６は集水・蒸留槽５０２内からその底面並びに加熱炉６２１内及びその底面を貫通して駆動手段５２４へと連続している。攪拌装置５２３の底面には、４つの車輪５３２が四隅近辺に配置される。また、同底面の中央部には、腕部５３０が突設され、その端部には誘導部５３１が設けられる。誘導部５３１は、移動装置７００Ｂのスクリュー７２６との接触面において、スクリュー７２６の螺旋状の凸条又は凹条にそれぞれ対応する凹条又は凸条を有する。そして、誘導部５３１は、スクリュー７２６の回転により、スクリュー７２６に沿って移動する。その結果、集水・蒸留槽５０２及び攪拌装置５２３が、スクリュー７２６に平行して配置一対のレール７２７に沿って移動することができる。
移動装置７００Ｂは、スクリュー７２６と駆動手段（モーター）７２１と減速機７２２と軸受７２３を備える駆動装置７１５、集水・蒸留槽５０２の移動を誘導する一対のレール７２７、集水・蒸留槽５０２の移動を規制する一対の停止板７３０、各停止板７３０に配置される一対のリミットスイッチ７１１、レール７０７などが設置される台部７３４、駆動装置７３５が配置される凹部７３６を有する。スクリュー７２６は、一対のレール７０７の間に、両者に平行して配置される。尚、図１４、１５に示すように、スクリュー７２６に替えて、チェーンを用いてもよい。
【００５１】
本例の空気中より水を得る装置の動作を簡単に説明する。
図１６に示すように、集水・蒸留槽５０２が送風機５０１の回転翼の下側に配置されている状態で、所定の潮解性物質４を集水・蒸留槽５０２内に投入する。攪拌羽根５０７をゆっくり回転させ、潮解性物質４をゆっくり攪拌するとともに、送風機５０１を作動させて潮解性物質４に向けて、空気を送風する。所望量の潮解液が生成された後、駆動手段５２４を停止して攪拌羽根５０７を停止するとともに、送風機５０１を停止する（集水工程が終了する。）。
そして、集水装置５００Ｂ側に設置された、移動装置７００Ａの駆動手段７２１を駆動させて、スクリュー７２６を駆動させる。その結果、集水・蒸留槽５０２、攪拌装置５２３などが誘導部５３１により一対のレール７２７に沿って、加熱蒸留装置６００Ｂ側に向かって移動する。攪拌装置５２３が加熱蒸留装置６００Ｂ側のリミットスイッチ７１１に接すると駆動手段７２１が停止して、攪拌装置５２３などが停止する。そして、蒸留室６０７が下降して、その下側周縁部６１９と集水・蒸留槽５０２の嵌合部５１６とを嵌合させる。
次いで、加熱器６３８により潮解水を加熱し、凝縮器６１７により蒸留水を得る。必要により、攪拌羽根５０７を作動させてもよい。潮解水に含まれる水が蒸発し、潮解性物質が再生されると、加熱手段６０２を停止させ、蒸気室６０７を上昇させる（以上で、加熱蒸留工程が終了する。）。
その後、移動装置７００Ｂの駆動装置７３５を始動させ、集水・蒸留槽５０２を集水装置５００Ｂ側に移動させる。集水・蒸留槽５０２が集水装置５００Ｂ側のリミットスイッチに接触することで、駆動装置７３５を停止させ、集水・蒸留槽５０２を元の位置に戻すことができる。その後、上述したのと同様にして、集水工程、移動、加熱蒸留工程を繰り返し行い、蒸留水を得ることができる。
【００５２】
以上のように、本発明方法は、装置及び操作が簡便であり、しかも送風、加熱及び蒸留・凝縮に要する動力や熱量はいずれも少なくて済み、また空気中の水を集めるための潮解性物質も再利用できることから、空気中より水を得る際のランニングコストを低く抑えることができる。
【００５３】
以下、実施例により、本発明の作用効果を示すが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。
【００５４】
（実施例１：送風、攪拌なし）
上面の開口径２０ｃｍ×１８ｃｍ（楕円）であり、深さが８ｃｍ、底面の直径が１８ｃｍのプラスチック（ポリプロピレン）製ボール（容器）に、潮解性物質として塩化マグネシウム、塩化カルシウム、酢酸カリウムを各々３００ｇずつ収容し、経時による吸水、潮解の状態変化を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表１、表２に示す。
【００５５】
【表１】
2013039098.tif 000003
【００５６】
【表２】
2013039098.tif 000004
【００５７】
（実施例２：送風あり、攪拌なし）
実施例１と同様の３種類の潮解性物質を各々３００ｇずつ、実施例１と同様の容器に収容し、上部３０ｃｍより送風機（ファン）により送風を行い、同様に吸水、潮解状態を観察した（図５参照。）。この時の試験条件及び試験結果を表３、表４に示す。
使用したファン：オリエンタルモーター株式会社製、「ＯＲＩＸＦＡＮ」ＭＶ８２５Ｓ−１３、風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ）
【００５８】
【表３】
2013039098.tif 000005
【００５９】
【表４】
2013039098.tif 000006
【００６０】
実施例１、２（表２、表４）の比較から、潮解性物質に送風機（ファン）により空気を吹き付けることにより、潮解速度が向上することが分かる。
【００６１】
（実施例３：送風及び攪拌あり）
塩化カルシウム３００ｇを、直径２０ｃｍ、深さ５ｃｍで攪拌・混合羽根を備えたなべ底ステンレス製容器（後述のＢ型容器；図７参照）に収容し、攪拌速度を下記に示す３段階に変化させて攪拌しながら、実施例２と同様に、上部３０ｃｍよりファンにより送風を行い、吸水、潮解状態を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表５、表６に示す。
風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ）
攪拌速度：  低；２０ｒｐｍ
中；３０ｒｐｍ
高；４５ｒｐｍ
【００６２】
【表５】
2013039098.tif 000007
【００６３】
【表６】
2013039098.tif 000008
【００６４】
実施例２、３（表４、表６）の結果から、潮解性物質を攪拌しながら送風することで、更に潮解速度が向上すること、攪拌速度は遅くてよいこと、即ち、本発明によれば、攪拌のための動力は小さくても、効率よく潮解液を得ることができることが分かる。
【００６５】
（実施例４：送風及び攪拌あり、潮解性物質の量（厚み）の違い）
実施例３と同じ攪拌機付き容器及び送風機を用い、容器に収容する塩化カルシウムの量（厚み）を３段階に変化させて実施例３と同様に吸水、潮解状態を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表７、表８に示す。
風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ）
攪拌速度：２０ｒｐｍ
【００６６】
【表７】
2013039098.tif 000009
【００６７】
【表８】
2013039098.tif 000010
【００６８】
実施例４（表８）に示す結果から、潮解性物質は容器内に薄く収容するほうが、効率よく潮解液を得ることができることが分かる。塩化カルシウム２００ｇにより２１５ｇもの大量の潮解液が得られた。
【００６９】
（実施例５：送風及び攪拌あり、容器形状の違い）
下記表９及び図６〜８に示す、形状の異なる３種類の攪拌機付き容器と、実施例２、３と同じファンを用い、実施例３と同様に塩化カルシウム３００ｇについて吸水、潮解状態を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表１０、表１１に示す。
風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ）
攪拌速度：２０ｒｐｍ
【００７０】
【表９】
2013039098.tif 000011
【００７１】
【表１０】
2013039098.tif 000012
【００７２】
【表１１】
2013039098.tif 000013
【００７３】
実施例５（表１１）に示す結果から、潮解性物質を収容する容器としては、広くて浅い容器を用い、潮解性物質を容器内に薄く収容するほうが、効率よく、より大量の潮解液を得ることができることが分かる。
【００７４】
（実施例６：送風及び攪拌あり、風量の違い）
前記Ｂ型（直径２０ｃｍ、深さ５ｃｍ、なべ底）の攪拌機付き容器及び実施例２、３と同じファンを用い、風量を３段階に変化させて実施例３と同様に塩化カルシウム３００ｇについて、３時間後の吸水、潮解状態を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表１２、表１３に示す。
攪拌速度：２０ｒｐｍ
【００７５】
【表１２】
2013039098.tif 000014
【００７６】
【表１３】
2013039098.tif 000015
【００７７】
実施例６（表１３）に示すように、潮解性物質に吹き付ける風量が多いほど潮解液量は増えるが、更に風量を多くしても、潮解液量に大きな変化はなかった。このことから、動力効率を考慮すると、風量は０．９〜２．５程度が適当と思われる。
【００７８】
（実施例７：送風及び攪拌あり、加水の影響）
前記Ｂ型（直径２０ｃｍ、深さ５ｃｍ、なべ底）の攪拌機付き容器及び実施例２、３と同じファンを用い、潮解性物質としての塩化カルシウム２００ｇに少量の水を噴霧して加えたものについて、吸水、潮解状態を観察した。この時の試験条件及び試験結果を表１４、表１５に示す。
風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ）
攪拌速度：２０ｒｐｍ
【００７９】
【表１４】
2013039098.tif 000016
【００８０】
【表１５】
2013039098.tif 000017
【００８１】
実施例７（表１５）の結果から、潮解性物質に水を加えておくことで、潮解速度が早くなることが分かる。潮解性物質に対して水を５％、１０％を添加した場合には、３時間で完全潮解液になった。
【００８２】
（実施例８：繰り返し再生試験）
潮解液として、塩化カルシウム５００ｇ、水５００ｇを混合して塩化カルシウム水溶液を調製し、この塩化カルシウム水溶液をアルミニウム製容器（２Ｌ容：直径１８ｃｍ、高さ９ｃｍ）に入れて、６００Ｗの電気コンロで加熱し、水分を蒸発させ、残った塩化カルシウムの量を測定した。更に、残った塩化カルシウムに水を１：１（重量比）の割合で加えて水溶液とし、再び加熱して水を蒸発させ、塩化カルシウムの残量を測定した。同操作を５回繰り返して塩化カルシウムの残量を測定した。結果を表１６に示す。
【００８３】
【表１６】
2013039098.tif 000018
【００８４】
実施例８（表１６）の結果から明らかなように、加水及び蒸発を繰り返しても塩化カルシウムの減量は見られず、加熱蒸留により、潮解性物質として繰り返し使用できることが分かる。
【００８５】
（実施例９：再生塩化カルシウムの潮解性試験）
潮解液として、塩化カルシウム３００ｇに水３００ｇを混合して塩化カルシウム水溶液を調製し、１３０℃で乾燥して水を蒸発させ、塩化カルシウムを回収した。回収した塩化カルシウムを原料として前記Ｂ型の攪拌機付き容器（図７参照。）を使用し、混合攪拌しながら、実施例２と同様に上方３０ｃｍより送風（風量：０．４５〜０．５５（ｍ3／ｍｉｎ））を行い、潮解速度を比較した。更に、同方法を繰り返し、同様に試験した。結果を表１７に示す。
【００８６】
【表１７】
2013039098.tif 000019
【００８７】
表１７に示すように、潮解性物質を加熱再生して繰り返し使用しても、潮解性に変化は見られなかった。
【００８８】
（参考例：潮解性物質の量と厚さの関係）
２５ｋｇの塩化カルシウムを１０ｍｍ程度の厚さに広げる場合、直径１．５ｍの円板状になる。また、上記各実施例の試験結果から、１．５ｍ径の容器を用い、２〜３時間で空気中から３０ｋｇの水を得ることが可能であることが分かる。従って、この大きさの容器を用いれば、１日（２４時間）、８回稼動することで、３０ｋｇ×８＝２４０ｋｇ、即ち、通常のドラム缶（２００Ｌ）以上の水を製造することが可能となる。更に、大型の装置を用いる、あるいは複数の装置を並設することにより、空気中より大量の水を得ることが可能となる。
【００８９】
（実施例１０：潮解液と蒸留水のＰＨ、味）
本発明方法により得られる潮解液と蒸留水のＰＨ及び味を調べた。即ち、実施例１と同様の３種類の潮解性物質を各々３００ｇずつ、実施例３と同様の攪拌機付きＢ型容器に収容し、上部３０ｃｍよりファンにより送風を行い、攪拌しながら、４時間後、吸水、潮解させて潮解液を得た。得られた潮解液を、後述する図９に示す加熱蒸留装置により、１３０℃で８０分間加熱して水を蒸発、凝縮して蒸留水を得た。この時の潮解液及び蒸留水のＰＨ及び味を調べた。結果を表１８に示す。
【００９０】
【表１８】
2013039098.tif 000020
【００９１】
表１８に示すように、回収した蒸留水はやや酸性で、いずれも無味であった。
【００９２】
（実施例１１：潮解液の蒸発速度及び温度）
潮解液として、塩化カルシウム３００ｇ、水３００ｇを混合して塩化カルシウム水溶液を調製し、この塩化カルシウム水溶液を実施例８と同じアルミニウム製容器（２Ｌ容）に入れて、６００Ｗの電気コンロで加熱した。加熱開始８分後、液温が１００℃を超え、蒸発が開始した。その後、液温が１３０℃まで上昇し、加熱開始から４５分後には蒸発が完了した。蒸発完了時点で容器内に残留した塩化カルシウムの温度を測定したところ、１４５℃であった。その後、更に５分間、空焚きしたところ、塩化カルシウムの温度は１６５℃に達した。
この結果より、蒸発完了後、空焚きしても特に問題はない。しかし、熱源などのエネルギーの無駄を省くには、蒸発容器内に水分測定器、重量計を設置する、あるいはタイマー等を設置することが好ましい。
【００９３】
（実施例１２：容器の形状の違いによる、潮解液からの水分蒸発速度の違い）
潮解液として、塩化カルシウム３００ｇ、水３００ｇを混合して塩化カルシウム水溶液を調製し、この塩化カルシウム水溶液を、外径１４０ｍｍ、高さ１５０ｍｍの円筒状金属製の容器に液深さ３０ｍｍ、及び縦１９５ｍｍ、横２６０ｍｍ、高さ５０ｍｍの薄型金属製容器に液深さ７ｍｍに入れ、６００Ｗの電気コンロで加熱して蒸発完了までの時間を測定したところ、円筒状容器で５１分、薄型容器で４４分であった。
この結果、底面積の広い容器を使用するほうが、潮解液からの水分の蒸発速度が速いことが分かった。
【００９４】
（実施例１３：蒸留試験）
使用した加熱蒸留装置２００Ａを図９に示す。加熱器２０１として、６００Ｗの電気コンロを用いた。加熱器２０１の上に、蒸留槽２０２として、直径１７ｃｍ、高さ１０ｃｍ、上部開口径７．５ｃｍの銅製容器を載置し、蒸留槽２０２の上部開口に、長さ２０ｃｍのアルミニウム製蛇腹状ダクト２０３を連結し、更に蛇腹状ダクト２０３の先端に冷却部２０４として直径７ｃｍ、長さ２０ｃｍのアルミニウム製円筒を接続するとともに、冷却部２０４と加熱器２０１、蒸留槽２０２との境界部に、ダンボール板製の遮熱板２０５を設けた。
蒸留槽２０２に、塩化カルシウム３００ｇ、水３００ｇを混合した塩化カルシウム水溶液からなる潮解液を入れ、冷却部２０４の上方３０ｃｍの位置から、図示しない送風機により冷却しながら、加熱器２０１にて加熱して、蒸留試験を行った。その結果、６４分で１０１ｇの蒸留水が容器２１０内に回収された。なお、冷却部２０４の表面温度は４５℃であった。
【００９５】
（実施例１４：蒸留試験）
使用した加熱蒸留装置２００Ｂを図１０に示す。この装置では、冷却部２０４としてのアルミニウム製円筒の先端に更に長さ２０ｃｍのアルミニウム製蛇腹状ダクト２０６を下方に向けて接続した以外は、図９と同様に構成した。この加熱蒸留装置２００Ｂを用い、実施例１３と同様に蒸留試験を行った。その結果、６６分で２２３ｇの蒸留水が容器２１０内に回収された。なお、冷却部２０４の表面温度は４５℃であった。冷却部の先端を延長し、更に下方へ曲げることで、潮解液から回収される水の量が大幅に増加した。
【００９６】
（実施例１５：蒸留試験）
使用した加熱蒸留装置２００Ｃを図１１に示す。この装置では、図１０に示す加熱蒸留装置２００Ｂにおける冷却部２０４としてのアルミニウム製円筒を、短辺１ｃｍ、長辺１０ｃｍの扁平（楕円形）断面で、長さ４５ｃｍのアルミニウム筒に変え（冷却部２０４ａ）、その先端にアルミニウム製蛇腹状ダクト２０７を接続した。更に、前記冷却部２０４ａ及び蛇腹状ダクト２０７の外側をダンボール製のカバー２０８で被覆し、該カバー２０８の上面における蒸留槽２０２寄りの位置に、送風機２０９を設置し、冷却部２０６の先端側のカバー側面２０８ａは開口し、冷却部２０４ａの上流側から下流側に向かう送風機２０９の空気通路を作った。
蒸留槽２０２に、実施例１３と同じ塩化カルシウム水溶液からなる潮解液を入れ、送風機２０９からカバー２０８内に送風しながら、加熱器２０１にて加熱して、同様の蒸留試験を行った。その結果、６６分で２８６ｇの蒸留水が容器２１０内に回収された。なお、冷却部２０４ａの表面温度は５３℃であった。冷却部を長くし、更にカバー２０８で覆うことで、潮解液から回収される水の量が更に大幅に増加し、殆どロスがなくなった。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
以上のように、本発明によれば、砂漠や山の上など、液状の水が存在しない場所、即ち、水源がない場所においても、簡単な操作及び装置により効率よく水を得ることができ、農業用水、工業用水、更には飲料水としても利用できる。例えば、土壌の上に設置されたビニールハウスやテントハウスの中に本発明の装置を設置することで、蒸発した地中の水分を含む空気から効率的に水を回収することが可能である。
また、必ずしも安全な水源とはいえない湿地や沼などの上に設置して、湿地などから蒸発した水分を含む空気から効率的に水を回収して安全な飲料水を得ることが可能である。
さらに、例えば、図１２に示すように、本発明で得られた水を貯留した貯水タンク３００から、導水管３０１を介して、使用前、または使用後の水を水力発電機、小型のものであれば、水車タイプなどのマイクロ水力発電機に供給することで、電力としてエネルギーを取り出すことができる。取り出した電力は必要に応じて蓄電池に充電し、本装置の稼働に利用することも可能である。発電に使用した水は、排水管３０２から、更に別の用途へも供給することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１  送風機
２  集水槽
３  攪拌機
３ａ  駆動手段（モータ）
３ｂ  攪拌羽根
４  潮解性物質
４Ｌ  潮解液
５  蒸留槽
６  加熱器（ヒータ）
７  凝縮器
７ａ  蒸気室
７ｂ  冷却部
７ｃ  冷却部先端開口部
８  冷媒
９  貯水タンク
１０  遮蔽板
１１  集水・蒸留槽
１２  断熱材
１３  冷却管
１００  集水装置
２００Ａ〜Ｃ  加熱蒸留装置
２０１  加熱器
２０２  蒸留槽
２０３  蛇腹状ダクト
２０４、２０４ａ  冷却部
２０５  遮熱板
２０６、２０７  蛇腹状ダクト
２０８  カバー
２０９  送風機
２１０  容器
３００  貯水タンク
３０１  導水管
３０２  排水管
４００  水力発電機
【図１】
2013039098.tif 000021
【図２】
2013039098.tif 000022
【図３】
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【図４】
2013039098.tif 000024
【図５】
2013039098.tif 000025
【図６】
2013039098.tif 000026
【図７】
2013039098.tif 000027
【図８】
2013039098.tif 000028
【図９】
2013039098.tif 000029
【図１０】
2013039098.tif 000030
【図１１】
2013039098.tif 000031
【図１２】
2013039098.tif 000032
【図１３】
2013039098.tif 000033
【図１４】
2013039098.tif 000034
【図１５】
2013039098.tif 000035
【図１６】
2013039098.tif 000036
【図１７】
2013039098.tif 000037
【国際調査報告】
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