(57)【要約】【課題】  露点温度がマイナス条件下であっても、圧縮装置を備えていなくとも取水することができる手段を提供する。【解決手段】  大気の加温手段（１１，１２）と、大気の吸込手段（２１）と、大気の流量調整手段（３１）と、冷却器（４１）によって大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段とを有し、大気中の水分を、冷却手段の冷却器（４１）によって氷状態として取り出した後で、メインヒータ（１２）で温めて水として取り出す。【選択図】図１
2018003368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気の吸込手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段とを有することを特徴とする、取水装置。
【請求項２】
冷却手段として冷却器を有し、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有することを特徴とする、請求項１に記載の取水装置。
【請求項３】
大気中の水分を、冷却手段によって氷状態として取り出した後で、水として取り出すことを特徴とする、取水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は取水装置及び取水方法に関し、詳細には、大気中から水を取得するための取水装置及び取水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水分を含む大気から水を取得ために、例えば、特許文献１に記載の装置が存在する。
該特許文献１に記載の装置は、大気を圧縮、冷却することで、水を効率的に取り出し、生活用水、飲料水に利用する一連の精製供給システムである。
該精製供給システムは、大気を圧縮装置に取り込むことで、大気中の水蒸気濃度を高め、効率的に水を取得しようとするものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の装置を用いて、例えば、露点温度がマイナス条件下で、効率的に水を取り出すためには、かなりの圧縮力を必要とするため、高性能の圧縮装置を備える必要がある。
従って、例えば、露点温度がマイナス条件下であっても、高性能の圧縮装置を備えていなくとも取水することができる、取水装置及び取水方法が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の課題を解決するための手段は、下記のとおりである。
【０００５】
第1に、
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気の流量調整手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段とを有することを特徴とする、取水装置。
加温手段として、吸込手段の入口付近に設置する加温ヒータと、該加温ヒータと流量調整手段との間に設置するメインヒータとを備えることもできる。
第２に、
冷却手段として冷却器を有し、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有することを特徴とする、前記第１に記載の取水装置。
第３に、
大気中の水分を、冷却手段によって氷状態として取り出した後で、温めて水として取り出すことを特徴とする、取水方法。
【０００６】
前記における大気とは、自然環境下の空気のことであり、少なくとも１％以上の湿度を有するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、大気中に含まれる水分を冷却することで氷状態とした後で、該氷を溶解して水として取り出すものである。
従って、本発明によれば、大気の圧縮は必須ではないので、高性能の圧縮装置を使用せずに、露点温度がマイナス条件下であっても取水することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の取水装置の説明図である。
【図２】本発明の取水装置の動作の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
なお、ここでの説明は本発明が実施される一形態であることから、本発明は該当形態に限定されるものではない。
【００１０】
本発明の取水装置は、図１に示すように、大気の加温手段としての加温ヒータ１１及びメインヒータ１２と、大気の吸込手段としてのシロッコファン２１と、大気の流量調整手段としてのスリット３１と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段としての冷却器４１とを有し、配管によって接続されている。
【００１１】
前記加温ヒータ１１は、吸込手段としてのシロッコファン２１による取り込み口である入口付近に設置されている。
前記メインヒータ１２は、該加温ヒータ１１と流量調整手段としてのスリット３１の間に設置されている。
【００１２】
流量調整手段としての前記スリット３１は、図示は省略する開閉手段により隙間の調整が可能なものであり、該隙間調整によって流量を調整することで、冷却器４１における氷結の効率を高めることを可能としたものである。
【００１３】
前記冷却器４１は、冷却室４２内に設置されている。
該冷却室４２内は、冷却器４１を挟んで、吸気室４３と排気室４４とが形成されている。
【００１４】
図中、５１は制御装置、５２はバルブ、Ｔ／Ｈは温湿度計、Ｐは差圧計、Ｓは風速計を示している。
該制御装置５１は、加温ヒータ１１、メインヒータ１２、シロッコファン２１、スリット３１、冷却器４１、バルブ５２の各動作を、Ｔ／Ｈで示す温湿度計、Ｐで示す差圧計、Ｓで示す風速計の値によって適宜制御するものである。
【００１５】
次に、図２を参照しながら、上記取水装置の動作による取水方法ついて説明する。
【００１６】
始めに、加温ヒータ１１を作動させると共に、シロッコファン２１を駆動して送風を開始することで、大気を取水装置に取り込む。
また、冷却室４２内の冷却器４１を作動し、該冷却器４１の表面をマイナス２５℃程度まで冷却する。
【００１７】
すると、スリット３１を通って、冷却室４２内の吸気室４３側にまで取り込まれた大気中の水分が水蒸気となる。
該水蒸気は、冷却器４１の表面に、連続的に氷結する。
【００１８】
ここで、水分が除かれた大気は、排気室４４を通って、取水装置の外部に排出される。
この際、風速計Ｓによって風速が計測され、その計測値に基づいて処理済み大気の風量が求められる。
【００１９】
氷結が連続すると、冷却器４１が詰まるため、大気が排気室４４側へ抜けられなくなり、吸気室４３と排気室４４とで差圧が発生し、差圧計Ｐによって計測される。
同時に、吸気室４３と排気室４４に設置した温湿度計により、温度と湿度が測定され、露点温度と絶対湿度が取得される。
【００２０】
各種データから、図示は省略する計算ユニットによって取水効率を算出し、取水効率が低下したと判断された場合には、制御装置５１によって冷却器４１の動作を一時的に停止すると共にメインヒータ１２を作動させる。
該メインヒータ１２が作動すると、吸気室４３内の大気の温度が上昇する。
【００２１】
その結果、冷却器４１に氷結した氷が溶解し、水となる。
該水は、バルブ５２を開けることで、取り出すことが可能となる。
【００２２】
冷却器４１に氷結した氷の溶解が完了したら、再び、上記ステップを行う。
このようにして、氷結、溶解のステップを繰り返して行うことで、大気中の水分を、冷却手段によって氷状態として取り出した後で、温めて水として取り出す工程を繰り返す。
【００２３】
次に、試験例について説明する。
表面積が０．０４８平方メートルでマイナス２５℃まで冷却できる冷却器４１と、最大５０℃まで昇温可能なメインヒータ１２と、メインヒータ１２を設置している配管内の圧力が最大０．２キロパスカル程度となるシロッコファン２１とを用いて、各種条件下で試験した。
その結果を表1に示す。
【００２４】
【表１】
2018003368.tif 000003
【００２５】
表１に示すように、本発明の取水装置は、露点温度がマイナス環境下でも、特にコンプレッサーによって大気の圧縮をしなくても、取水が可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００２６】
１１  加温ヒータ
１２  メインヒータ
２１  シロッコファン
３１  スリット
４１  冷却器
４２  冷却室
４３  吸気室
４４  排気室
５１  制御装置
５２  バルブ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特開２００９−２７０４０９号公報
【図１】
2018003368.tif 000004
【図２】
2018003368.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月22日(2016.10.22)
【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】
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段と、各手段を制御する制御装置とを有することを特徴とする、取水装置。
【請求項２】
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気の流量調整手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段として冷却器を有し、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有すると共に、吸気室と排気室との差圧を計測する差圧計と、各手段を制御する制御装置を有することを特徴とする、取水装置。
【請求項３】
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段としての冷却器と、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有すると共に、各手段を制御する制御装置を有する取水装置を用いた取水方法であって、
大気中の水分を、冷却手段によって氷結させた後で、取水効率が低下したと判断された場合には、冷却器の動作を一時的に停止すると共に加温手段を作動させることで、吸気室内の大気温度上昇によって温めて水として取り出すことを特徴とする、取水方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
第１に、
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段と、各手段を制御する制御装置とを有することを特徴とする、取水装置。
加温手段として、吸込手段の入口付近に設置する加温ヒータと、該加温ヒータと流量調整手段との間に設置するメインヒータとを備えることもできる。
第２に、
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気の流量調整手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段として冷却器を有し、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有すると共に、吸気室と排気室との差圧を計測する差圧計と、各手段を制御する制御装置を有することを特徴とする、取水装置。
第３に、
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段としての冷却器と、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有すると共に、各手段を制御する制御装置を有する取水装置を用いた取水方法であって、
大気中の水分を、冷却手段によって氷結させた後で、取水効率が低下したと判断された場合には、冷却器の動作を一時的に停止すると共に加温手段を作動させることで、吸気室内の大気温度上昇によって温めて水として取り出すことを特徴とする、取水方法。
【手続補正書】
【提出日】平成29年1月10日(2017.1.10)
【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】
大気の加温手段と、大気の吸込手段と、大気の流量調整手段と、大気中の水分を氷状態で取り出す冷却手段として冷却器を有し、該冷却器を挟んで吸気室と排気室とを有すると共に、吸気室と排気室との差圧を計測する差圧計と、各手段を制御する制御装置を有することを特徴とする、取水装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は取水装置に関し、詳細には、大気中から水を取得するための取水装置に関する。