(57)【要約】  送風機又は同様の装置により空気の循環パターンを発生させる空気通過ダクトに配置される第１及び第２の冷却エレメントを有する蒸気圧縮冷却システムを使用することによって、水蒸気を飲用水に変えるための装置及び方法である。循環空気は露点温度以下の温度まで冷却され、空気から水を収集する。収集された水は一次貯蔵容器に貯蔵され、オゾンが注入され、バクテリア及び汚染物質を除去する。再生された水の少なくとも一部分は二次貯蔵容器に移動され、同一の圧縮機から冷媒によってさらに冷却される。
2009537714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気から飲用水を抽出するための装置であって、
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させ、それによって、前記空気通過ダクト内に空気の流れを作る空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１のエレメント上の前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合され、前記収集可能な液体の水を収集する一次水収集容器と、
を備え、
前記冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
第２の蒸発器と、前記一次水収集容器から水を受け取るために結合される二次水貯蔵容器とを有する第２の冷却エレメントをさらに備え、前記第１の及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の冷却エレメントは前記第１の冷却エレメントと前記第１の加熱手段との間に接続された計量装置を有し、前記第１の加熱手段を出る冷媒は蒸発し、前記第２の冷却エレメントを冷却し、それによって、前記収集された液体の水を人間の消費に適した温度までさらに冷却する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の冷却エレメントは前記二次水貯蔵容器と熱接触して配置されるコイルを備え、前記収集された液体の水を冷却する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記計量装置は前記第２の冷却エレメントの前記コイルに冷媒を供給し、前記計量装置は前記コイルと熱接触している請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記計量装置及び前記コイルはお互いに接続され、その組合せは前記第１の冷却エレメントと平行に結合され、前記圧縮機に冷媒を戻す請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の冷却エレメントはヘアピンと端部によって一緒に接続された複数の延長されたヘビ状コイルを備え、前記ヘアピン及び端部は前記空気流れの外側に表面領域を有し、前記ヘアピン及び端部を取り囲む断熱材料をさらに備えている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記断熱材料は、平行で比較的平坦な第１及び第２の表面を有する成形された断熱材料と、前記コイルの前記ヘアピンと端部と一致する前記表面の内側の複数の成形された細長い穴とを備え、周囲の空気から前記ヘアピン及び端部を絶縁するようになっている請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記一次水収集容器は、一般の長方形の貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器と、
前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に直立の唇状部及び該唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体化した凝縮水収集トレイと、
水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部を有する水平材と、
前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にする一端部の密封可能なアクセス開口部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記容器は透明なポリカーボネートプラスチックで成形されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記水処理装置は開口部の１つに取り付けられるオゾン供給管と、該供給管に結合されると共に前記空間に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記ディスペンサーのそれぞれに結合されるオゾンディフューザーとを備えている請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記水処理装置は前記密封可能なアクセス開口部を通って前記空間に挿入可能である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるための手段を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるためのコントローラに反応する請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記冷媒の圧縮機と直列の冷媒循環路と前記加熱エレメントの下流の前記空気通過に葉位置された前記冷却エレメントの少なくとも1つを有する非過熱器をさらに備えている請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記非過熱器は空気冷却の非加熱器である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
空気通過ダクト、該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させる空気移動装置と、前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１のエレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
一般に長方形の貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器を備えた一次水収集容器と、
前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に前記唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体の凝縮水収集トレイと、
水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部を有する水平材と、
前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にする一端部の密封可能なアクセス開口部と、
を備えていることを特徴とする空気から飲用水を抽出するための装置。
【請求項１７】
前記水処理装置は、開口部の一つに取り付けられるオゾン供給管と、
該供給管に結合されると共に前記収集可能な液体の水を収集するための少なくとも前記第１の冷却エレメントと結合する一次水収集容器に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、
を備え、
前記冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
第２の蒸発器と、前記一次水収集容器から水を受け取るために結合される二次水貯蔵容器とを有する第２の冷却エレメントをさらに備え、前記第１の及び第２のエレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却し、
前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記ディスペンサーのそれぞれに結合されるディフューザーを備えている請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
流路に沿って所定方向に空気を循環させ、それによって、前記流路に沿って空気の流れを作り、
前記流路に沿って少なくとも第１の冷却表面を供給し、前記空気流れの露点温度又は該露点温度以下の温度で前記冷却表面エレメントを作動し、それによって、前記空気流れが前記表面上を通過する時に前記冷却表面に収集可能な液体の水を形成させ、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合する一次水収集容器に前記収集可能な水を収集し、
前記冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
前記一次水収集容器から第２の蒸発器を有する第２の冷却エレメントにより冷却される第２の水貯蔵容器に前記一次水収集容器から前記収集された水の少なくとも一部分を移動し、前記第１の及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする空気から飲用水を抽出するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大気中の水蒸気又は空気中に蒸発された非飲用の水蒸気を飲用水に変えるための改善された装置に関し、特に、所定の環境条件のための露点温度又は露点温度以下の温度に維持される１以上の表面で凝縮された水蒸気への変換により飲用の品質を得るための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水蒸気が凝縮される表面は閉流路を通って循環する冷媒により露点温度以下に保持され、それはバイパス気流の冷却を供給する冷媒蒸発装置と、適当な領域の気流を加熱するための冷媒凝縮装置とを含み、水蒸気を運ぶ空気の能力を増加させるようになっている（すなわち、湿度を増加させる）。
【０００３】
ポインデクスターの米国特許第５，３０１，５１６号と、レイディーの米国特許第５，１０６，５１２号及び５，１４９，４４６号はそれぞれ、飲用水収集装置を開示し、該装置は凝縮水を形成させる露点温度以下の温度に冷却コイルを保持する冷媒装置を備えている。他の従来技術の例は、レブロイとフォースバーグの米国特許Ｎｏ．５，６６９，２２１号を含み、収集された水又は自治都市の水は、所望な飲用の品質が存在するまで繰返し単純に濾過される。水蒸気を液体の水に変えるための他の従来技術の例は誰でも許可なく使用できる状態にある。メリットの米国特許Ｎｏ．６，３４３，４７９号とメリットの米国公開出願で米国特許第７，１２１，１０１号はまた空気から水を取り出すための有利な技術を開示する。
【０００４】
他の上記した従来技術の多くは空気を水に変換する範囲で制限され、それにより、望ましくない欠点を示す。その従来技術は通常、水蒸気の全体量近くの量が露点温度以下の温度に維持される表面の付近の大気中に実際に存在する水に有効に変えることができない。ここに開示された新規な水生成システム及び方法は、湿気のある空気を水に変える仕事と同様に、水の浄化、脱塩及び蒸留のような多数の機能をさらに実行可能である。ここに開示されたシステム及び方法はこれらの機能のために使用される従来技術に関して多数の機能を有効に実質的に増加させ、それによって、従来技術の欠点を克服し、世界中に存在する水の品質問題に対する完全に解決する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大気から飲用目的の水を凝縮し、収集するための新規な手段及び方法を提供することが本発明の目的である。人の消費のために未だ適さない水を浄化する手段を提供し、それによって、水を飲用に安全な状態にすることが本発明のさらなる目的である。比較的低い大気温度で通常の水を蒸留する手段及び方法を提供し、それによって、この仕事に通常関連するエネルギーコストを実質的に減少させる手段及び方法を提供することが本発明のさらなる目的である。これらの及び他の目的は、ダクトの空気路内ですべて動作する、新規な除霜機構と同様に、多数の蒸発器、断熱的の冷却技術、再熱のようなものを含む複雑な冷媒技術を使用することにより達成される。これらの技術は、各種条件及び状況の下で可能な空気単位量当たりの最も多い水分量まで、比較的に大量の水を装置に取り込ませることが可能である。その装置が水変換装置、水蒸留装置、又は脱塩装置への純粋な空気として機能するかどうかを決定することにより、それぞれ別個の動作に関連する制御は本発明の一定の特徴に従って作動される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの特徴によれば、低温蒸留するための方法及び装置は次の通りである。送風機は連続する循環パターンを可能にするように形成される空気通過ダクトに空気を通させる。空気ダクト又は通路は外部の大気温度の条件から断熱されているのが望ましい。水は断熱的な冷却として知られる瞬時の効果を有する細かい霧の形で循環している空気に導入される。この場合、断熱的な処理は蒸発冷却である。水蒸気が空気に吸収されると、エネルギーは顕熱から気化潜熱に変換される。したがって、全体のエネルギー量は同一のままであるが、空気温度は降下し、その絶対湿度は上昇する。その後、蒸気を含む空気は送風機により送風され、第１の空気流れの冷却エレメントの少なくとも１つの表面を通過し、露点温度以下の温度に保持される。第１の冷却エレメントは空気中の蒸気の一部分を液体の水に変換させる。空気が第１の冷却エレメントを通過すると、それは冷却され、１０％の相対湿度に達する。その後、空気流れは第２の空気流れの冷却エレメントの表面上を通過する。第２の冷却エレメントは水の氷点又はそれ以下の温度で作動され、空気流れ内に残っている水のかなりの割合が第２の冷却エレメントで捕獲される。空気流れが第２の冷却エレメントを超えて通過する時、それは、より冷たい温度で再び１００％の相対湿度となる。その後、空気流れは空気流れの加熱エレメントを通過し、空気温度は非常に増加し、同時に相対湿度をかなり低下させる。その後、空気は断熱されたダクトの空気流路を通って空気を再び循環させる送風機の後方領域に戻る。空気流れが、例えば反時計回りに囲まれた流路の周りを通過するのと同時に、冷媒は反対方向に冷媒エレメントの対応するループの回りを通過し、冷媒を含む作動条件は各エレメントで制御され、所望な温度及び圧力条件に影響を与える。
【０００７】
断熱的な冷却のこの配置、第１及び第２の冷却手段、及び空気の再熱により、そのような仕事に使用される従来技術と比較して可能な水の最大量を取得させる。さらに、その仕事はエネルギー使用をかなり減少させ、それにより、効率を向上させる。調整可能な空気ダンパーはダクトの流路に配置され、閉鎖ループに出入りする給気及び排気を制御し、これは、装置の特定機能と、温度及び相対湿度のような大気条件と、冷却手段及び加熱手段の温度を制御する冷媒循環機構内の圧力とにより決定される。上述した動作では、ダンパーは通常閉鎖され、空気の循環を外気条件から断熱する。冷却表面に形成される水は、例えば殺菌（例えば紫外線光）ランプに収集及び晒され、収集された水にオゾンを注入し、細菌又は他の有害な汚染物質を排除し、活性化された炭素又は他の適切な媒体を介して濾過され、飲用水を生成する。
【０００８】
凝縮水収集トレイと、比較的透明なプラスチック材料から成形された一次水貯蔵容器との一体組合せは特に飲用水の貯蔵に適しており、一次空気冷却装置に第１又は主要な蒸発器を組み込まれている。
【０００９】
補助水貯蔵装置は、一次空気冷却装置と同一の圧縮機から冷媒ガスを供給される補助冷却（蒸発器）コイルを含み、一次容器に収集された水の少なくとも一部分が人の消費のためにさらに冷却されるような方法で使用されると同時に、圧縮機の入口側のガス温度が低下し、圧縮機の負荷は減少され、一つの圧縮機に戻される前に補助の蒸発器コイルから戻される冷媒を主要な蒸発器コイルから戻される冷媒と組み合わせることによりその動作を向上させる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】動作エレメント及びそれらの相対的位置を示す空気からの水回収システムの一実施の形態を示す概略図である。
【図２】図１のシステムの詳細な説明に関連して選択された情報をアルファベット文字により示された状態点と共に示す水の標準乾湿計図である。
【図３】第１及び第２の冷却エレメントの温度を制御する構成に特に関連するシステムの一実施の形態を部分的に示す概略図である。
【図４】空気冷却非過熱手段を示すシステムの別の実施の形態を示す概略図である。
【図５】２００２年２月５日に許可された米国特許第６，３４３，４７９号に記載された発明に一定の関係を有して類似しており、さらにその発明のある特徴を利用するように設けられたシステムの概略図である。
【図６】現在説明したシステムに特に適している凝縮水収集トレイ又はパン及び一次水貯蔵器又は貯蔵容器の改善された一体組合せの等測図である。
【図７】そのトレイを示す統合されたトレイ及び貯蔵器の平面図である。
【図８】統合されたトレイ及び貯蔵器の底面図である。
【図９】本発明のある特徴による水の収集、冷却及び分配に関連した好適な配管の一部分を部分的に切断して示した概略図である。
【図９Ａ】本発明のある特徴による水の収集、冷却及び分配に関連した別の配管の一部分を部分的に切断して示した概略図である。
【図１０】図９Ａのシステムのための典型的な配管の構成部品の一覧表である。
【図１１】本発明のある特徴による水冷却及び回収システムの改訂版である。
【図１２】図６〜８、９及び１１によるシステムの一部分の正面図である。
【図１２Ａ】図６〜８、９Ａ、１０及び図１１の修正版によるシステムの一部分の正面図である。
【図１３】図１２のシステムの平面図である。
【図１４】ここに記載されたシステムの一次蒸発器コイルに関連して使用される断熱パッドの等測図である。
【図１５ａ】図１４の断熱パッドの平面図である。
【図１５ｂ】図１４の断熱パッドの底面図である。
【図１５ｃ】図１４の断熱パッドの断面図（Ａ−Ａに沿って切断）である。
【図１６】第１のダクト配置を有する本発明による第１のシステムの全体図である。
【図１７】第２のダクト配置を有する本発明による第２のシステムの全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本出願は２００６年５月１５日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６０／８００，３５８の利益を主張し、関連によりここに組み込まれている。
【００１２】
ここに説明する１以上の発明の構成の前述の及び他の特徴が以下の図面を参照しつつ説明されるだろう。
【００１３】
図１を参照すると、空気−水回収システムの主要な構成は、完全に囲まれたループ上の空気通過ダクト１１内に配置されているのが好ましい。好適な実施の形態では、ダクト１１は周囲の大気条件から断熱されている。水蒸気（湿気）を含む又は湿気が吹き込まれる空気の連続的流れは（以下参照）、モータ駆動の送風機のような空気移動手段１２によって、例えば、図面に見られるように反時計回り方向に閉鎖ループの空気通過ダクト１１を通って循環される。一連の冷媒の構成要素１４，１５，１６は送風機１２の下流側に数字の大きくなる順に配置されている。これらの冷媒の構成要素は、外面を有する第１の冷媒蒸発器のような第１の空気流れ冷却エレメント１４と、外面を有する第２の冷媒蒸発器のような第２の空気流れ冷却エレメント１５と、好適な実施の形態では冷媒システムの凝縮器である空気流れ加熱エレメント１６とを備えている。冷媒システムはさらに、圧縮機２０と、第１、第２及び第３の計量装置２１，４１及び２２をそれぞれ備えている。冷媒は、圧縮機２０から上述した幾つかの加熱、冷却及び制御エレメントに供給される。冷媒の状態はループの回りに所望の温度／圧力のパラメーターを供給するように制御可能に変更されている。吸込圧力調節器２３は計量装置２２と協動して設けられ、冷却エレメント１４の表面を第１の冷却エレメント１４全域に吹き込まれる空気の露点温度以下の温度に対応して選択された圧力で第１の冷却エレメント１４を動作させる。第１の冷却エレメント１４の表面全域を移動する空気内の水蒸気の少なくとも一部分は液体に凝縮し、それによって、通過する空気を冷却（温度低下）させ、湿度は１００％に上昇する。凝縮された液体の水はパン２４内に収集され、貯蔵容器に移される。第２の冷却エレメント１５は第１の計量装置２１を制御することにより第１の冷却エレメント１４に存在する空気の露点温度以下の温度に対応する圧力で作動される。好ましくは、第２の冷却エレメント１５は水の氷点又はそれ以下の温度で作動され、空気流れ中に残っている実質的にすべて又は大きな割合が第２の冷却エレメント１５で捕えられる。
【００１４】
図３を参照すると、計量装置２２と同様に計量装置２１及び４１は毛細管として示されている。このタイプの計量装置を制御することは管の長さと管の内径との間の正確な割合を決定することから成る。とても正確な圧力と温度の関係はこの測定技術を使用して達成可能である。他のタイプの計量装置は代わりに使用可能である。第２の冷却エレメント１５の好適な作動温度は水の氷点以下である。実際に、華氏０度まで降下した温度は第２の冷却エレメント１５にとって望ましくなくはない。第１の冷却エレメント１４及び第２の冷却エレメント１５が一つの物理的構造内に結合されており、それにより、部品点数を減少すると共に多数の温度冷媒の蒸発器エレメントを生成することが理解されるべきである。ダンパー１８は加熱エレメント１６と送風機１２との間に配置されているのが望ましい。ダンパー１８は、開放時、大気を水に変換するように、装置により実行されるある仕事の間に有用な入口３０及び出口３１を作り出す。
【００１５】
図１及び２を参照しつつ、本発明の一つの特徴による作動パラメーター及び条件の特定の実施例が説明されるだろう。図２に示されているように、状態点Ａでは、第１の冷却エレメント１４の上流のダクト１１に流れる空気の乾球温度が８０°Ｆで相対湿度（ＲＨ）が６０％の時、乾燥空気１ポンド当たり０．０１３２ポンドの水分量となる。この同じ図２を使用すると、１３．９０立方フィートの空気は１ポンドの空気に対応することが決定可能である。空気通過ダクト１１の毎分３００立方フィートを循環することにより、毎分２１．５ポンドが第１の冷却エレメント１４の表面全域を移動するだろう。この空気量に含まれる水蒸気量は０．０１３２×２１．５＝０．２８ポンド又は約毎分１／３ポンドであり、第１の冷却エレメント１４を通過するだろう。この条件の露点温度は６４．９°Ｆである。吸込圧力調整器２３を調整することにより、第１の冷却エレメント１４中を循環する冷媒は、例えば、４０°Ｆで作動するように設定される。その後、それが第１の冷却エレメント１４を通過する時に、温度は２５度降下し、空気が５５°Ｆのような温度まで冷却されることが現実的に予測されるだろう。
【００１６】
この空気中の水蒸気の毎分０．２８ポンドの少なくとも一部分は第１の冷却エレメントの表面で液体の水に凝縮する。水のこの部分は、空気の０．０１３２ポンド／ポンドであると前に計算されるダクトに入る水量から減じることにより計算可能である。空気が冷却された温度で利用可能な水量は、蒸発器１４を出る空気が飽和状態にされ又は９９．９％となる状態点Ｂで示され、０．００９２ポンド／ポンドである。この計算は０．００４ポンド／ポンドだけが取り込まれることを示している。この数に毎分２１．５ポンドの空気を掛けることは、利用可能な毎分０．２８ポンドから、毎分０．０８６ポンドの水だけが取り込まれることを意味している。続けて、露点温度が５５°Ｆである状態点Ｂでは、この飽和状態にある空気は（水の氷点以下の）０°Ｆで作動するように制御される第２の冷却手段１５の表面全域に押し込まれる。湿気のある空気が接触すると、湿気は第２の冷却手段１５の表面で凍結し、空気は２０°Ｆに冷却される。これは図２の乾湿計図の状態点Ｃとして表現されており、水量がこの点でポンド空気当たり０．００２１ポンドだけであることが分かる。前の計算に類似する新しい計算は取り込まれた水量が０．０１１１ポンド／ポンドであり、第１の冷却エレメント１４の空気流れに利用可能なもののほとんどすべてであることを示している。第２の冷却エレメント１５が氷を蓄積し始めると、それにより、囲まれた回路１１を通る空気の流れを制限し、吸込ライン２３の温度が減少する。この温度の減少は閉鎖する温度検出スイッチ４０により検出され、バルブ１９を作動させ、その後に開放し、第２の（平行に接続された）計量装置４１に液体の冷媒を通させる。この接続は第２の冷却エレメント１５内の圧力を瞬時に増加させる効果を有している。そのため、温度の瞬時の増加が起こり、第２の冷却エレメント１５の氷は溶解始める。この除霜方法は、移動部品を減少させると共に冷却エレメントの表面が常に５５°Ｆの露点温度以下に保持されることを保証するため、冷凍技術に共通の熱気除霜方法より優れている。氷が溶解すると、第２の冷却エレメント１５の温度は第１の冷却エレメント１４の温度に近づき始める。この点では、温度検出スイッチ装置４０は温度の上昇を検出し、非作動バルブ１９を開放する。再び、冷媒は計量装置２１を介してのみ流れることができ、実質的に第２の冷却エレメント１５の温度を減少させる。溶解した氷から結果として生じる水は排水パン２４に収集され、貯蔵容器２５に導かれる。冷却空気はダクト１１を通って流れ続け、加熱エレメント１６の表面全域に導かれ、空気温度は９０°Ｆに上昇する。ダンパー１８がこの特定の仕事のために完全に開放されると、この空気は入口３１で排出され、それにより、加熱された空気がダクト１１を通って空気移動手段１２に戻るのを妨げる。
【００１７】
図１及び図３を参照すると、低温水の代わりの蒸留技術が示されている。この作動では、ダンパー１８が十分に閉鎖され、それによって、完全に閉鎖された空気回路１１を作り出す。送風機１２が閉鎖された空気通過ダクト１１中に空気を移動させると、細かいミスト又は霧の形の水が水導入手段１３（例えば、スプレーノズル等）を介して空気流れに導入される。この水は飲用性である必要はなく、半塩水又は塩水であってもよい。置換可能な粒子フィルター１３ａは異質の物質が導入手段１３に入らないことを保証する。この水が細かいミストの形で循環空気に導入されると、断熱的な冷却として公知な直接的な効果がある。断熱的な用語は熱エネルギーの損失又は取得なしの状態変化に関連する。この場合には、断熱的な処理は蒸発冷却に関連する。蒸発冷却は空気が水の表面を通過する時に起こり得る。十分沸騰点以下の温度でさえ、表面の水分子は通過する空気から十分なエネルギーを吸収し、相を気体に変化し、水蒸気になる。水蒸気が空気に吸収されると、エネルギーは顕熱から蒸発潜熱に変換される。したがって、全体のエネルギーは同じままであるが、空気温度が低下し、その絶対湿度は上昇する。このように、水煙が空気流れに接触すると、断熱冷却が起こる。空気流れの温度が低下し、絶対湿度は上昇する。水導入手段１３と第１の冷却手段１４との間に配置される水飛沫同伴手段１７は水の飛沫がこの点を超えて通過することを許容することを保証する。水と接触する前に空気流れの温度が９０°Ｆだとすると、２０度の温度低下が起こることはまれではない。そのため、空気流れの新しい条件は７０°Ｆであり、ほとんど完全に飽和状態になる。前の例のように、同一の減少が起こる。すなわち、蒸気を含む空気が送風機１２によって吹かれ、露点温度以下に維持する第１の冷却エレメント１４の少なくとも１つの表面を通過する。第１の冷却エレメント１４は空気中の蒸気の一部分を液体の水に変換させる。空気が第１の冷却エレメント１４を通過すると、それは１００％の相対湿度に達するまで冷却される。これは冷媒蒸発器上を通過した後の空気のいつもの条件である。この点では、空気は第１の冷却エレメント１４によって取り込まれたすべての湿気を含んでいる。その後、空気流れは第２の冷却エレメント１５の表面上を通過する。第２の冷却エレメント１５は水の氷点以下の温度で作動され、空気流れ内に残っている実質的にすべての水が第２の冷却エレメント１５で取り込まれるようになっている。空気流れが第２の冷却エレメント１５を通過する時、それは非常に冷たい温度であるが、再び１００％の相対湿度となる。その後、空気流れは加熱エレメント１６を通過し、空気温度は著しく増加すると同時に、相対湿度は著しく低下することとなる。その後、空気は断熱されて囲まれたダクトの空気通路を通って送風機１２に戻り、該送風機は再びそのサイクルを介して空気を吹き込み、水注入又は導入ステップを含む。断熱冷却、第１及び第２冷却手段、及び再熱のこの配置により、そのような仕事に使用される従来技術と比較して可能性のある水の最大量を取り込むこととなる。さらに、その仕事はエネルギーの使用量の著しい削減を達成し、それによって、より高効率となり、結果と��て著しい水量を取り込むこととなる。加熱エレメント１６によって第２の冷却エレメント１５を出る温度を２０°Ｆから９０°Ｆに増加することにより、７．５％ＲＨの新しい条件の非常に水と親和性を有する乾燥空気を与える。ダンパー１８が完全に閉鎖されるため、空気は循環し続け、再び、空気を湿らせ、それを断熱的に冷却し、その断熱的に冷却された空気流れを多数の温度蒸発器に晒し、それによって、空気流れの温度を上昇させ、非常に低い相対湿度の空気流れを作り出す方法は、所望量の水量が収集されるまで継続的に繰返しサイクルで実行される。水は容器２５内に貯蔵され、濾過されると共に消毒される。非常に暑く乾燥した環境では、ダンパーはこの動作の間に一定温度まで開放されるように調整され、それによって、冷媒成分内の条件を弱める。
【００１８】
図４を参照すると、本発明の代わりの実施の形態が示され、圧縮機２０から供給される冷媒を予冷または非過熱する手段が示されている。一般に、図４に示された装置は、上述した米国特許第３，６４３，４７９号に示された水冷却非過熱機のように、囲まれた空気通過ループ１１の外側に配置されたさらなる送風機２０ｂにより供給される空気が凝縮器の部分２０ａに供給され、循環する冷媒に幾分同様の影響を与える空気冷却非過熱機を供給する。
【００１９】
特に、図４では、蒸気圧縮機２０は空気冷却非過熱機２０ａと連通している。冷媒は圧縮機２０から非過熱機２０ａに流れるようにさせられ、第２の空気移動装置（例えば、送風機）２０ｂにより供給され、閉鎖された空気ループ１１の外側に配置された空気は冷媒から過熱を取り除く。凝縮器１６の温度をさらに制御し、空気ダクト１１内の空気温度をより正確に制御するため、制御可能な速度送風機２０ｂを使用することが有利であることが分かった。同様に、送風機２０ｂのオンオフ時間制御はダクト１１内の空気温度を制御するために使用されてもよい。その後、非過熱された冷媒は凝縮器１６に流れ、熱容量の残りは凝縮器１６を通過する閉ループ１１内の空気流れによって除去される。これは冷媒を完全に液体に凝縮させる。液体の冷媒は、上述したように、水挿入手段１３によって閉ループ１１内を循環する空気から供給された水を収集及び除去するため、計量装置４１，２１，２２を通って蒸発器１５及び１４の制御された温度／圧力領域に流れる。
【００２０】
そのため、図４は多くの点において図１に類似しており、同一の参照符号は同一又は類似の部品を示すために両方の図目で使用されていることが分かる。
【００２１】
図５を参照すると、図４の空気冷却の非過熱機の配置２０ａ，２０ｂよりむしろ、上述された米国特許第６，３４３，４７９号に示されたタイプの水冷却非過熱機によって同様の機能が与えられる。非過熱機のための冷却水の流れ及びその回収は米国特許第６，３４３，４７９号に記載され、ここに参照され組み込まれている。図５の配置では、一つの蒸発器エレメント１４のみが示されている。しかしながら、上述したように、実際に蒸発器エレメント１４は図１に関連して説明される関連の制御装置に沿って、蒸発器エレメント１４と１５の組合せとなることが認められるべきである。さらにその上、非過熱機２０ａ’で循環される冷却水は水導入手段１３に結合され、閉ループ１１中に所望な水蒸気を供給する。さらに、図４に含まれる空気冷却非過熱機エレメントのすべては図５に示されるシステムに結合され、そのエレメント２０ａ及び２０ａ’は圧縮機２０からの冷媒路と直列に接続されている。このように、作動の所望な条件に従って、非過熱機の適当な一つが作動される一方、その他は作動されない。
【００２２】
図６〜８を参照すると、一次水貯蔵器又は容器２５が透明なポリカーボネートプラスチック等のプラスチック材料からの一体構造として成形されて示されている。貯蔵器２５は、関連の水取扱い構成部品に関連して貯蔵器２５自体の保守とその組立て及び分解を容易にするのと同様に、飲用状態での水の収集及び収集した水の保守を容易にするように形成されている。一次水貯蔵器２５はその最上面に一体の凝縮収集パン又はトレイ２４を有し、それは以下により詳細に説明されるように、水収集システムの（冷却エレメント１４，１５又はそれらの同等品のような）蒸発器コイルの下部及び近接して適合するように形成されている。収集トレイ２４は、開放の収集空間を取り囲む直立の唇状部２６と、唇状部２６から中央の水収集開口２８に向かってそれぞれの方向から傾斜する下向き傾斜面２７とを有している。この配置はトレイ２４に収集された凝縮水を貯蔵器２５の下部２／３により囲まれた通常矩形箱状の貯蔵容量（通常は６〜８ガロン）に滴下させる。トレイ２４及び収集開口部２８は凝縮水の予想最大収集量を収容するように形成されている。例えば、水の出口の収集に適した適切な開口部３２，３３，３４、再循環水の入口、又は以下に出現するような、ガス入口、及びレベルセンサ部品（以下参照）は、収集トレイ２４に近接して又はそれ関連して低レベルに一体に形成された実質的に水平な部分的な棚又は棚板２９に沿って与えられる。棚板２９は図６に見られるようにその前壁３６と後壁の間で貯蔵器２５の長さに沿って延びている。水収集開口部２８は全体システムの空気入口で従来の空気濾過によって粒状物質のない全体空気流路を維持することにより開放状態となる。
【００２３】
閉鎖可能なアクセス開口部３３５は貯蔵器２５の前壁３６に設けられ、必要な場合には、貯蔵器２５内のレベル検出フロート、又は配管等（以下参照）のような必要な装置を設置するためのアクセスを供給するのと同様に、貯蔵器２５の内部の掃除を可能にする。アクセス開口部３５の位置及び寸法は町臓器２５と貯蔵器２５内に設置される装置の寸法に関連して選択され、その組立て及び解体を可能にする。水タイトねじふたおおい７４（図１６又は１７参照）がアクセス開口部３５と関連している。ポリカーボネートプラスチック材料は強度と組立て及び清掃の容易さと貯蔵水の飲用性を維持する適合性のため選択される。
【００２４】
図９を参照すると、収集水の殺菌、取扱い及び投剤に関連する一部分の配管構成が示されている。水貯蔵容器２５の一部分は部品の配置をよりよく理解するために切断されている。一次水貯蔵器２５に加えて、図９では、それぞれの第１（暑い）及び第２（冷たい）の予備水貯蔵及び搬送器３７及び３８がシステムで供給される。一次水貯蔵器２５に収集された水は収集された水出口オリフィス３２の貯蔵器２５内に確保された水採取管７８を介して次々に配管６１及び５８に供給され、その後、水ポンプ４３の入口側に供給される。ポンプ４３の出口側６０は垂直に配置された独立の部品８６への導管の非振動ループ８５８５により結合されている。このループは、ポンプ４３が作動した時に水の突然の流れにより引き起こされる衝撃波が聞き取れずに、その構造に移動されないが、ループ８５により吸収されるように設けられている。ポンプ４３により与えられる水は、適切な食物等級管及び部品配置により作動されたカーボンフィルターのような粒子フィルターに結合される。好ましくは、そのフィルターは容易に交換可能で商業的に入手可能なカートリッジを備え、例えば、装置の頂部近くに都合よく取り付けられるフィルターベース４２’にねじ込まれてもよい。
【００２５】
フィルター体４２’を通過後、収集された水はディバイダー（Ｔ）又はバルブ６６を通過し、所望なように、それぞれ第１の水搬送貯蔵器３７及び第２の水搬送貯蔵器３８に流れる。適切な第１及び第２の投薬ノズル又は飲み口４４及び４５がユーザにとって便利な位置に設けられ、搬送貯蔵器３７，３８のそれぞれから水を得る。（後述するように）貯蔵器３８はさらなる冷却手段を与えられ、飲用のためにかなり冷たい水を与えるようになっており、貯蔵器３７は、所望な場合には（ヒーターのような）適切な追加エレメントにより、異なる温度の水、例えば温水を供給するように配置されていてもよい。
【００２６】
人間の消費のために回収された水の安全を保証するため、オゾン浄化システムを形成する水処理装置の特別に有利な配置が図９に示された構成に与えられている。そのために、ベヨクカンパニーにより製造されている商業上入手可能なオゾン発生器モデルＦＭ３００Ｓのような、オゾン発生器７５のコロナ放電タイプが周囲の空気が利用可能な点で装置に配置されている。図９及び１２に見られるように、ステンレス鋼管のような適切な配管７６がオゾン発生器７５から貯蔵器のアクセス開口部３３へ固定される部品７７に結合されている。第１及び第２の間隔を空けた有孔のオゾン拡散石８１及び８２が中空の管状支持アーム８３の各端部で貯蔵器２５内において支持されている。管状支持アーム８３はそれぞれ部品７７に固定される下方に延出する供給管８４に接続され、エレメント７７，８３，８４の組合せは拡散石８１，８２のそれぞれにオゾンを供給する。水取り込み管７８はオゾン水を取り込むため拡散石８１の一つの近くに配置された下部開放端部を有している。電力がポンプ４３に供給され、貯蔵器２５から収集された水を第１及び又は第２の補助貯蔵器３７，３８にくみ上げる時はいつでも、オゾン発生器７５が始動され、オゾンがオゾン発生器７５によって周囲の空気から作り出される。すなわち、通常の酸素分子（Ｏ２）がオゾン発生器７５によってオゾン（Ｏ３）に変換される。オゾンは配管７６、部品７７、供給管８４及び管状（中空）支持アーム８３を通って拡散石８１，８２のそれぞれを通過する。このように、オゾンは取り込みラインに引かれ、配管ラインを消毒し、安全な水が分配されることを保証する。オゾン発生器７５はまた、システムが使用されずに水を分配する時（例えば、一晩中）、周期的に（例えば、１５分間隔で）作動されてもよい。このように、いつも清浄な水が保証される。オゾンの泡は各石８１，８２の付近の貯蔵器２５内の水に現われ、オゾンが供給される時にそのような泡の２つの上昇する柱が収集された水内に形成され続ける。拡散石８１，８２は十分な距離を空けて置かれ、実質的に貯蔵器２５中の水全体に注入した浄化オゾンの拡散を促進させる。石の一つの近くに取り込み管７８を配置することにより、貯蔵器２５から汲み出された水が新しく発生したオゾンにより殺菌されることが保証される。異なる温度及び又は湿度の条件の下に凝縮水の収集を改善するために送風機の速度及び又はデューティサイクルのようなパラメーターを制御するのと同様に、上述した方法で装置の循環が利用可能なプログラム可能なマイクロコントローラ及び当業者に周知の適切な温度、時間及び湿度センサーにより容易に達成可能であることにも注目すべきである。その点では、上記図２に示したようなパラメーター及びそれらの関係の参照が有用である。
【００２７】
オゾン発生器７５はまたそのシステムの他のパラメーターによって適切にオンオフされてもよい。例えば、貯蔵器２５の開口部３４に取り付けられ、貯蔵器２５に下方に延びる水高レベルフロートスイッチ４８及び水低レベルフロートスイッチ４９を備えた水レベル検出体は貯蔵器２５の水レベルの２つの両極端を検出するために供給される。水低レベルフロートスイッチ４９は、貯蔵器２５の水レベルが十分に高く、オゾンが放射され、水に吸収される場合にのみ、例えばオゾン発生器７５のための電力回路に接続され、オゾン発生器７５をオンにする。相応じて、水高レベルフロートスイッチ４８は冷媒圧縮機２０−、ポンプ４３（及び他の装置）のための電力回路に接続され、貯蔵器２５の水レベルが許容可能な上限にある時に水の精製を中止し、それによりオーバーフロー及び水源の無駄を防止するようになっている。
【００２８】
図９Ａに示す代わりの水操作配置では、同様の部品は図９と同一番号を付され、オゾン発生器７５の代わりに、水出口ライン６１と供給するＵＶランプへの入力との間に遮断バルブ６４が供給され、循環水中の細菌を殺す。水はＵＶランプ体３９からこの配置の粒子フィルター４２及びポンプ４３を通って通過する。流れディバイダー６６はポンプ４３の出力と第１及び第２の水搬送貯蔵器３７，３８の間に供給される、制御ソレノイド４６は示されたように設けられ、そのシステムの水のレベル状態及び要求により、第２搬送貯蔵器３８から一次水貯蔵器２５又は冷たい水の飲み口への水の流れを調整する。
【００２９】
図１１，１２及び１２Ａを参照すると、冷却水貯蔵器３８の修正版が示されている。図１１では。矢印は冷媒が圧縮機２０から凝縮器コイル１６を通り、その後蒸発器（空気冷却）コイル１４を通り、そして凝縮器２０へ戻る流れの方向を示している。本発明の一つの特徴によれば、毛細管又は計量装置５０の形の第２の平行な冷媒分岐ラインは、凝縮器１６の出力（すなわち、蒸発器１４への入口の前）で凝縮器１６の出力で利用可能な液体の冷媒の分割を蒸発器１４と平行に結合される第２の蒸発器コイル１５’にそらすように配置される。好適な配置では、第２の蒸発器コイル１５’が冷却水貯蔵器３８の回りに近接して巻きつけられ、貯蔵器３８内に蓄積された水を室温（例えば、１０℃〜２０℃の範囲又は人間の消費に適切な温度）以下の温度まで冷却するようになっている。第２の蒸発器コイル１５’のさらなる目的は圧縮機２０に対してより低い環気の補助流れを供給し、それにより、蒸発器コイル１５’なしの場合より低い温度で圧縮機２０を作動させることである。このために、計量装置５０により供給される液体の冷媒は（図１１，１２及び１２Ａに示されているように）その下端部６７でコイル１５’に入り、それがコイル１５’を通過する時に蒸気に変換され、冷却水貯蔵器３８内の水を冷却する。コイル１５’の上端部６８では、コイル１５’からの比較的冷たい蒸気は一次蒸発器１４からの冷媒吸込ライン７９のより高いエネルギーの蒸気と結合される。結合された蒸気は圧縮機２０の吸込側８０に戻され、それにより、圧縮機２０を低温で作動させる。この方法では、一つの圧縮機２０が通過する空気流れから凝縮により水を取り出すためと、収集された水の少なくとも一部分を依然として低温（例えば、人間の消費に適している１０℃〜２０℃の範囲）まで冷却するための両方に使用されてもよい。
【００３０】
冷凍システムにおいて装置の上部の蒸発器コイル１４の一端部から第２の蒸発器コイル１５’の下端部６７に毛細管５０（比較的長い小径管）が接続されていることに注目すべきである（図１２Ａ参照）。図１２に示された配置では、好ましくは、毛細管５０が第２蒸発器コイル１５’を備えた配管の表面において完全な熱移動関係で固定されており、コイル１５’の低温が毛細管５０の冷媒を予冷又は過冷するようになっている。例えば、お互いに曲がり角を半田付けすることにより、お互いに近接熱接触して蒸発器コイル１５’の個々の曲がり角を配置することが有利であることも分かる。このように、熱はコイル１５’の個々の曲がり角の沸騰する冷媒に移動され、コイル１５’の長さ中に冷媒のさらなる均等な沸騰を次々に供給する。
【００３１】
図１２に示された装置の典型的な構成の平面図である図１３を参照すると、冷凍システムにおいて慣例であるように、蒸発器コイル１４は、通常Ｕ形状の端部及び又はヘアピン状の部品７０を一緒に接合された実質的に平行で直線部分６９を有するヘビ状の配置の配管を備えている。フィン７１は配管の直線部分６９に沿って設けられ、蒸発器の配管１４の有効表面領域を増加させる。しかしながら、ヘアピン／端部７０は冷たい表面領域であり、作動配管の７又は８個の直線部分６９と同様の大きな領域に達するが、それらは空気の流れの外側に配置され、空気からの水の回収に寄与しない。ヘアピン／端部７０を断熱することにより蒸発器コイル１４の残りの部分がヘアピン／端部が断熱されていないシステムと比較して冷却量を増やすと共に空気からの水収集量を増やすことができる。そのために、図１４及び１５ａ〜１５ｃに示したように、断熱材料のブロック（例えばスタイロフォーム又は他の断熱材料等の適切な成形プラスチック）が蒸発器コイル１４のヘアピン／端部の位置に従って構成される適切な成形溝７３を供給される。断熱ブロックは自立し、ヘアピン／端部７０に配置され、そのような端部はコイルの通常矩形状部分から延出する。断熱ブロック７２は図面では取り付けられていないが、図示されているように、それらは平坦な外面７３を有し、装置のコイル端部７０を覆い、それらを周囲の空気から断熱する。
【００３２】
図１６を参照すると、一以上の新規な特徴を各種具体化する部分的に組み立てられたシステムが示されている。特に、空気ダクト１１の一つの幾何学的な配置が下部（入口）領域で通常矩形断面を有すると共に上部（出口）領域で通常炎筒断面を有して示されている。
【００３３】
図１７を参照すると、本発明の各種特徴を具体化する部分的に組み立てられたシステムの第２の例が示されている。一般に、図１６及び１７は同様であるが、図１７では、空気ダクト１１’がより小さく、その下部で通常矩形断面を成し、その上部領域でより大きな矩形断面を有している。さらに、上述したような作動のシーケンスを制御するための典型的なプログラム可能なマイクロコントローラ８６が図１６及び１７のそれぞれに示されている。他の適切な構成は当業者に明らかであろう。
【００３４】
低温の蒸留及び脱塩と同様に、空気を水に変換する主要な仕事は上述した発明の組合せの性能内で適当である。
【００３５】
したがって、本発明の１以上の好適な実施の形態が各種特徴とそれらの組合せを利用してここに示されていると共に説明されており、本発明がここに特に示され又は記載されたものより他の方法で具体化され、本発明の原理から逸脱することなく、部品の配置と同様に構成の詳細における一定の変更が実施の形態内において成されることを理解されるべきである。
【図１】
2009537714.tif 000003
【図２】
2009537714.tif 000004
【図３】
2009537714.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009537714.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009537714.tif 000011
【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2009537714.tif 000015
【図１２Ａ】
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【図１３】
2009537714.tif 000017
【図１４】
2009537714.tif 000018
【図１５ａ】
2009537714.tif 000019
【図１５ｂ】
2009537714.tif 000020
【図１５ｃ】
2009537714.tif 000021
【図１６】
2009537714.tif 000022
【図１７】
2009537714.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月8日(2009.1.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気から飲用水を抽出するための装置であって、
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させ、それによって、前記空気通過ダクト内に空気の流れを作る空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１のエレメント上の前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合され、前記収集可能な液体の水を収集する一次水収集容器と、
を備え、
前記第１の冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
第２の蒸発器と、前記一次水収集容器から水を受け取るために結合される二次水貯蔵容器とを有する第２の冷却エレメントをさらに備え、前記第２の冷却エレメントは水の氷点温度又はそれ以下の温度で作動し、前記第１の及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の冷却エレメントは前記第１の冷却エレメントと前記第１の加熱手段との間に接続された計量装置を有し、前記第１の加熱手段を出る冷媒は蒸発し、前記第２の冷却エレメントを冷却し、それによって、前記収集された液体の水を人間の消費に適した温度までさらに冷却する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の冷却エレメントは前記二次水貯蔵容器と熱接触して配置されるコイルを備え、前記収集された液体の水を冷却する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記計量装置は前記第２の冷却エレメントの前記コイルに冷媒を供給し、前記計量装置は前記コイルと熱接触している請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記計量装置及び前記コイルはお互いに接続され、その組合せは前記第１の冷却エレメントと平行に結合され、前記圧縮機に冷媒を戻す請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の冷却エレメントはヘアピンと端部によって一緒に接続された複数の延長されたヘビ状コイルを備え、前記ヘアピン及び端部は前記空気流れの外側に表面領域を有し、前記ヘアピン及び端部を取り囲む断熱材料をさらに備えている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記断熱材料は、平行で比較的平坦な第１及び第２の表面を有する成形された断熱材料と、前記コイルの前記ヘアピンと端部と一致する前記表面の内側の複数の成形された細長い穴とを備え、周囲の空気から前記ヘアピン及び端部を絶縁するようになっている請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記一次水収集容器は、一般の長方形の貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器と、
前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に直立の唇状部及び該唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体化した凝縮水収集トレイと、
水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部を有する水平材と、
前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にする一端部の密封可能なアクセス開口部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記容器は透明なポリカーボネートプラスチックで成形されている請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記水処理装置は開口部の１つに取り付けられるオゾン供給管と、該供給管に結合されると共に前記空間に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記ディスペンサーのそれぞれに結合されるオゾンディフューザーとを備えている請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記水処理装置は前記密封可能なアクセス開口部を通って前記空間に挿入可能である請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるための手段を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるためのコントローラに反応する請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記冷媒の圧縮機と直列の冷媒循環路と前記加熱エレメントの下流の前記空気通過に葉位置された前記冷却エレメントの少なくとも1つを有する非過熱器をさらに備えている請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記非過熱器は空気冷却の非加熱器である請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
空気通過ダクト、該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させる空気移動装置と、前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１のエレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
一般に長方形の貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器を備えた一次水収集容器と、
前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に前記唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体の凝縮水収集トレイと、
水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部を有する水平材と、
前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にする一端部の密封可能なアクセス開口部と、
を備えていることを特徴とする空気から飲用水を抽出するための装置。
【請求項１７】
前記水処理装置は、開口部の一つに取り付けられるオゾン供給管と、
該供給管に結合されると共に前記収集可能な液体の水を収集するための少なくとも前記第１の冷却エレメントと結合する一次水収集容器に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、
を備え、
前記冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
第２の蒸発器と、前記一次水収集容器から水を受け取るために結合される二次水貯蔵容器とを有する第２の冷却エレメントをさらに備え、前記第２の冷却エレメントは水の氷点温度又はそれ以下の温度で作動し、前記第１の及び第２のエレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却し、
前記は前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記ディスペンサーのそれぞれに結合されている請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
流路に沿って所定方向に空気を循環させ、それによって、前記流路に沿って空気の流れを作り、
前記流路に沿って少なくとも第１の冷却表面エレメントを供給し、前記空気流れの露点温度又は該露点温度以下の温度で前記冷却表面エレメントを作動し、それによって、前記空気流れが前記表面上を通過する時に前記冷却表面に収集可能な液体の水を形成させ、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合する一次水収集容器に前記収集可能な水を収集し、
前記第１の冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
前記一次水収集容器から第２の蒸発器を有する第２の冷却エレメントにより冷却される第２の水貯蔵容器に前記収集された水の少なくとも一部分を移動し、前記第２の冷却エレメントは水の氷点温度又はそれ以下の温度で作動し、前記第１の及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする空気から飲用水を抽出するための方法。
【請求項１９】
前記一次水収集容器に収集された前記収集可能な液体の水は第１の温度に維持され、前記二次水収集容器に収集された前記収集可能な水は第２の温度に維持される請求項１に記載の装置。
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月17日(2009.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気から飲用水を抽出するための装置であって、
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させ、それによって、前記空気通過ダクト内に空気の流れを作る空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１のエレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合され、前記収集可能な液体の水を収集する一次水収集容器と、
を備え、
前記第１の冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
第２の蒸発器と、前記一次水収集容器から前記収集された液体の水の少なくとも一部分を受け取るために結合される二次水貯蔵容器とを有する第２の冷却エレメントをさらに備え、前記第１及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記第１の冷却エレメントは前記空気から液体の水をそれぞれ収集し、前記第２の冷却エレメントは前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第２の冷却エレメントは前記第１の冷却エレメントと前記凝縮器との間に接続された計量装置をさらに備え、前記凝縮器を出る冷媒は蒸発し、前記第２の冷却エレメントを冷却し、それによって、前記収集された液体の水を人間の消費に適した温度までさらに冷却する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第２の冷却エレメントは前記二次水貯蔵容器と熱接触して配置されるコイルを備え、前記収集された液体の水を冷却する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記計量装置は前記第２の冷却エレメントの前記コイルに冷媒を供給し、前記計量装置は前記第２の冷却エレメントと熱接触している請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記計量装置及び前記コイルはお互いに接続され、その組合せは前記第１の冷却エレメントと平行に結合され、前記圧縮機に冷媒を戻す請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記一次水収集容器は、一般の長方形の貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器と、
前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に直立の唇状部及び該唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体化した凝縮水収集トレイと、
水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部を有する水平材と、
前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にするその一端部の密封可能なアクセス開口部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記容器は透明なポリカーボネートプラスチックで成形されている請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記水処理装置は前記開口部の１つに取り付けられるオゾン供給管と、該オゾン供給管に結合されると共に前記空間に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記オゾンディスペンサーのそれぞれに結合されるオゾンディフューザーとを備えている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記水処理装置は前記密封可能なアクセス開口部を通って前記空間に挿入可能である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるための手段を備えている請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記空気移動装置は前記周囲の空気の温度及び湿度により前記空気通過ダクト内の空気の流れを変えるためのコントローラに反応する請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させる空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１の冷却エレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
一般に長方形の水を収集するための貯蔵空間を囲う一体成形のプラスチック容器と、前記容器の少なくとも一部分の頂部を形成すると共に直立の唇状部及び該唇状部から中央の水収集開口部に向かって下方に傾斜する床を有する一体の凝縮水収集トレイと、水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための少なくとも一つの開口部と、前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立を可能にするために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にするその一端部の密封可能なアクセス開口部とを備えた一次水収集容器と、
を備えていることを特徴とする空気から飲用水を抽出するための装置。
【請求項１３】
前記水処理装置は、開口部の少なくとも一つに取り付けられるオゾン供給管と、
該オゾン供給管に結合されると共に前記一次水収集容器に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、
を備え、
オゾンディフューザーは前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記ディスペンサーのそれぞれに結合されている請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
流路に沿って所定方向に空気を循環させ、それによって、前記流路に沿って空気の流れを作り、
前記流路に沿って少なくとも第１の冷却表面エレメントを供給し、前記空気流れの露点温度又は該露点温度以下の温度で前記冷却表面エレメントを作動し、それによって、前記空気流れが前記表面上を通過する時に前記冷却表面に収集可能な液体の水を形成させ、
少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合する一次水収集容器に前記収集可能な水を収集し、
閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを有する前記第１の冷却エレメントを備え、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
前記一次水収集容器から二次水貯蔵容器へ前記収集された水の少なくとも一部分を移動し、
前記第２の水貯蔵容器を第２の冷却エレメントにより冷却し、前記第１及び第２の冷却エレメントは前記圧縮機により冷媒を供給され、前記空気から液体の水をそれぞれ収集すると共に前記収集した液体の水をさらに冷却することを特徴とする空気から飲用水を抽出するための方法。
【請求項１５】
前記一次水収集容器に収集された前記収集可能な液体の水は第１の温度に維持され、前記二次水貯蔵容器に収集された前記収集可能な水は第２の温度に維持される請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させ、それによって、前記空気通過ダクト内に空気の流れを作る空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１の冷却エレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させる第１の冷却エレメントと、
前記収集可能な液体の水を収集するために少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合される一次水収集容器であって、貯蔵容量を囲う一体の容器と、水処理装置及び水取扱い装置を挿入するための複数の開口部と、前記水処理装置及び水取扱い装置の挿入及び組立てを可能するために前記空間の内部へのアクセスを供給すると共に前記空間から液体を抜き取り空にするその一端部の密封可能なアクセス開口部とを備えた一次水収集容容器と、
を備え、前記水処理装置は、開口部の一つに取り付けられるオゾン供給管と、該オゾン供給管に結合されると共に前記空間に延び、間隔を空けて設けられる一対のオゾンディスペンサーと、前記空間に収集された水にオゾンを供給するため前記オゾンディスペンサーのそれぞれに結合されるオゾンディフューザーと、一次水収集容器に前記収集した液体の水を抽出するため前記オゾンディフューザーの少なくとも一つに近接して配置される水収集管とを備えていることを特徴とする空気から飲用水を抽出するための装置。
【請求項１７】
空気通過ダクトと、
該空気通過ダクト内に配置され、周囲の空気を収集すると共に前記ダクトを通って所定方向に前記空気を循環させ、それによって、前記空気通過ダクト内に空気の流れを作る空気移動装置と、
前記ダクト内に配置された表面領域を有する第１の冷却エレメントであって、前記空気流れの露点温度又は露点温度以下の温度で動作し、それによって、前記空気流れが前記第１の冷却エレメントの前記表面上を通過する時に前記第１の冷却エレメントの前記表面領域に収集可能な液体の水を形成させ、前記空気流れの外側の表面領域を有する共に断熱材料により囲まれるヘアピン及び端部により共に接続される複数の細長くヘビ状のコイルを備えた第１の冷却エレメントと、
を備え、前記第１の冷却エレメントは、閉ループの冷媒サイクルの冷媒コンプレッサを有し、前記第１の冷却エレメントは第１の蒸発器であり、前記ループは前記冷媒の凝縮器をさらに備え、
前記収集可能な液体の水を収集するため少なくとも前記第１の冷却エレメントに結合される一次水収集容器を備えていることを特徴とする空気から飲用水を抽出するための装置。
【請求項１８】
前記断熱材料は、前記コイルの前記ヘアピン及び端部に係合するため、平行で大部分が平坦な第１および第２の表面と、該表面の内部の一つに複数の成形された溝を有する成形断熱材料を備え、周囲の空気から前記ヘアピン及び端部を断熱するようになっている請求項１７に記載の装置。

【国際調査報告】
2009537714.tif 000024