(57)【要約】      （修正有）【課題】大気中の水分を効率よく取入れ、熱交換器により冷却して凝縮し、温水または冷水として供給口から取り出せるようにし、逆浸透膜を通して浄水すると共に排水は廃棄することなく、リサイクルすると共に熱交換器の冷却能力を高めた、取水装置を提供する。【解決手段】大気中の水分を取水する取水装置として、温度センサー２を有する空気中のゴミを取り除くフィルター３と、殺菌器４と、コンプレッサーを備えた熱交換器５と、一つ又は複数の吸気ファン６とから構成され、外気の温度変化によって風量または風速をコントロールする大気取入コントローラー７を設け、この大気取入コントローラー７と連動して熱交換器５の冷却能力をコントロールする冷却コントローラー８を設け、機器全体のコントロールを中央演算装置（ＣＰＵ）９により制御した。【選択図】図１
0003181375.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
大気中の水分を取水する取水機構に、外気の温度変化によって風量または風速をコントロールする大気取入コントローラーを設け、この大気取入コントローラーと連動して熱交換器の冷却能力をコントロールする冷却コントローラーとを設け、中央演算装置により全体を制御したことを特徴とする取水装置。
【請求項２】
大気中の水分を取水する取水機構として、温度センサーを有する空気中のゴミを取り除くフィルターと、殺菌器と、コンプレッサーを備えた熱交換器と、一つ又は複数の吸気ファンとから構成され、外気の温度変化によって風量または風速をコントロールする大気取入コントローラーを設け、この大気取入コントローラーと連動して熱交換器の冷却能力をコントロールする冷却コントローラーを設け、機器全体のコントロールを中央演算装置（ＣＰＵ）により制御したことを特徴とする取水装置。
【請求項３】
熱交換器のコンプレッサーを逆浸透膜の排水を利用して冷却するよう、コンプレッサーの周縁に巻付けた銅管を設け、この銅管中を前記排水を通した請求項１又は２記載の取水装置。
【請求項４】
温度センサーの感知した外気温に応じて制御されるファンによる風量（風速）の制御手段と、この制御手段と連動して熱交換器の冷却能力を制御するコンプレッサーにより大気中の水分を凝縮する手段と、生じた水を一旦貯水タンクに集め、加圧ポンプによりプレフィルター、逆浸透膜を通してろ過し浄水する手段と、ろ過された浄水を温水タンク又は冷水タンクへ送水する手段と、温水タンクの周縁に設けたヒートバンドと、冷水タンクの周辺に設けた冷却パイプと、必要に応じて温水又は冷水として供給口から取り出せる手段と、冷水タンクに移送された浄水を一定時間後又は随時電磁弁を経て貯水タンクへ還元するリサイクル手段と、前記逆浸透膜からの排水を廃棄することなく、熱交換器のコンプレッサーの外周に巻きつけた銅管を通して、コンプレッサーを冷却する手段とから成る取水装置。
【請求項５】
逆浸透膜を通してろ過し浄水された水を温水タンクと冷水タンクに送水し、温水タンクの温水を８０〜９５℃に加熱した後、電磁弁を経て冷水タンクへ移送して冷水タンク内の水を熱湯殺菌するようにした請求項４記載の取水装置。
【請求項６】
緊急時又は災害時には、水道蛇口を給水口に接続し、貯水タンクへ水道水を加えて大気中の水分と合わせてろ過浄水し温水又は冷水を得るようにした請求項４又は５に記載の取水装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、大気中から水分を取出す取水装置に関するものであり、緊急時に水道の蛇口と接続して大気中の水分にプラスしてろ過浄水された温水または冷水を得る取水装置を提供するものである。外気温度に応じて取入れられる空気の風量又は風速を制御すると共に、熱交換器の冷却能力に応じて空気を効率よく冷却して水分を取り出せるようにしたものである。
【０００２】
さらに、熱交換器の冷却能力をより効率よくするため、逆浸透膜からの排水をコンプレッサーの冷却に利用して廃棄水の生じないリサイクルを実現しようとするものである。
【背景技術】
【０００３】
従来、大気中から水分を取入れ飲料水等の生活用水に用いる装置は、種々提案されており、それぞれ造水装置、取水装置の名称で、大気中の水分を熱交換器によって、温度差により凝縮して取り出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５０５４０９公報    造水装置
【特許文献２】特許第４５９３６９８号公報        取水装置
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、風量（風速）の制御と冷却器の制御を個別的に制御するだけではなく、大気取入れコントローラーと冷却コントローラーとが、外気温に応じてコントロールされる他、両者が連動して熱交換器の冷却能力を十分に働かせなくては、効率よく水分を取り出すことができない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、大気中の水分を取水する装置であって、取水装置に、外気温度により吸気ファンの風量又は風速をコントロールさせる大気取入コントローラーを設け、この大気取入コントローラーと連動するように全体の制御装置（ＣＰＵ）の指令により熱交換器の冷却能力をコントロールする冷却コントローラーを設けた。
【０００７】
さらに、逆浸透膜を通して出る排水を、コンプレッサーの冷却に利用することにより、冷却能力を向上させて、効率の良い水分の取出装置を提供するものである。
【考案の効果】
【０００８】
本考案では、ファンとコンプレッサーを制御基盤でコントロールするだけでなく、全体を中央演算装置（ＣＰＵ）によりコントロールし、それぞれ風量（風速）規制及び熱交換器の冷却能力を制御できるようになっている。
【０００９】
さらに、逆浸透膜を使用し、この逆浸透膜から生じる排水を廃棄することなく、排水をコンプレッサーの外周に巻きつけられた銅管を通すことにより、コンプレッサーの温度上昇を抑え、冷媒温度を調整し、熱交換器の性能維持が極めて有効となった。従って、従来より１５〜２５％程度コンプレッサーの冷却速度が速くなり、大気中から得る水滴も同じく１５〜２５％効率よく取水することができるようになった。（表１参照）
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案のコントロールシステムを示す説明図。
【図２】本考案の取水装置を示す説明図。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
図１は取水機構であり、温度センサー２を有し、空気中のゴミを取り除くフィルター３と、殺菌器４と、コンプレッサーを備えた熱交換器５と、一つ又は複数の吸気ファン６とから構成されている。
【００１２】
殺菌器４は、プラズマイオン発生器などを用い機器のまわり及び機器周辺の約６畳〜８畳程度の範囲でウイルス、バクテリアなどを殺菌するようになっている。
【００１３】
７は大気取入コントローラーで、温度センサー２によって外気温を感知し、この温度に応じて熱交換器を通る風量（風速）を制御するようになっている。
【００１４】
８は冷却コントローラーで、大気取入コントローラー７と連動して、中央演算装置（ＣＰＵ）の指令で冷却能力を最高位置に維持して、取水効果を向上させるようにした。
【００１５】
熱交換器の冷却温度は一定であるが、冷却コントローラーを使用することにより、外気温の変化に対応して、外気温が高くなれば冷却温度を下げ，外気温が低くなれば、冷却温度を適宜上げることにより、より効率よく取水できる。
【００１６】
９は中央演算装置（ＣＰＵ）であり、外気温の変化に応じて、個別に大気取入コントローラー７及び冷却コントローラー８を制御する他、熱交換器の冷却能力、冷媒状況等を考慮して総合的に制御するようになっている。
【実施例１】
【００１７】
外気温３５℃で、湿度４５％のとき、コンプレッサーを備えた熱交換器５の作動が冷却温度一定であるなら、吸気ファン６の風量（風速）を小さくして効率を高めるようにした。
【００１８】
これは、３５℃の温風を熱交換器に当てることは、温度が上昇し、取水の効率が下がることになるので、吸気ファンの風量（風速）を小さくすることにより熱交換器の温度を上げることなく、効率よく取水するものである。
【実施例２】
【００１９】
外気温１５℃で湿度４５％の大気状態のとき、吸気ファンの風量（風速）を大きくして大量の外気を取り込むことにより、より多くの取水を得ることができる。外気温を感知する温度センサー２のデータDTをコントローラー７に送り、制御データDT1 をファン６に送る。
【００２０】
図２は取水システムを示す。
空気を熱交換器による温度差によって冷却し、水滴が生成され、貯水タンク１０（１４リットル）に一旦貯水する。一定量貯水後逆浸透膜１５にポンプ１３で加圧して送水し、ろ過浄水後、温水タンク１６又は冷水タンク１８に送水される。適宜飲料水として、供給口１７より８５〜９５℃の温水として取り出すことができ、また供給口１９から冷水５〜１５℃を取り出せるようにした。
【００２１】
５は熱交換器で、コンプレッサー２２の起動により、冷媒を圧縮して冷たくし、冷媒パイプとステンレスフィンの表面を冷やすことで、大気中からファン６により取入れられた空気を冷却して水滴をつくる。
【００２２】
１０は貯水タンクで、水滴を約１４リットル貯水できる。フロートスイッチつきである。
【００２３】
１２は携帯バケツなどの水容器で、手動切替バルブ１１を作動して、取水を取り出せるようにした。
【００２４】
１３はポンプで、加圧ポンプとして貯水タンク１０の水を逆浸透膜１５に送り、ろ過させる。
【００２５】
１４はプレフィルターで、１０ミクロンセディメントフィルターと５ミクロンカーボンフィルターによって粗ごみを処理する。
【００２６】
１５は逆浸透膜メンブレンで、０．０００１ミクロンの微細孔を持つ複合膜であり、バクテリア、ウイルス、重金属などの有害物を限りなく除去する。最後にはポストカーボンを用い、前記フィルターと共に総称して全体が４層構造の逆浸透膜になっている。
１６は温水タンクで、タンク周縁に４６０Ｗのヒートバンド１６aを設けて加熱可能とし、８５〜９５℃の熱湯を得る。
【００２７】
１８は冷水タンクで、周縁には冷却パイプ１８aを設け、冷媒を送り、冷水を得るようになっている。
【００２８】
冷水タンク１８には、温水タンク１６からの熱湯を電磁弁（H）を介してポンプ２０により冷水タンクへ移入させ、殺菌することができる。なお、タイマーで３分程度殺菌してから、貯水タンク１０に流入させリサイクルさせる。
【００２９】
リサイクルについては、一日一回熱湯殺菌方式を採用できる。これは深夜時間（例えば午前１時）になると、冷水タンク１８下の電磁弁（S）を開放して全ての貯水を放出する（時間設定）。次に満水状態（HL）にある温水タンク１６のヒーター１６aをONにし、タンク内の温水を再沸騰させ、例えば８０〜９０℃に達すると電磁弁（H）をONとし、ポンプ２０により、温水タンク１６から冷水タンク１８へ送水する。温水タンク１６で、温水がレベルLLになったことを検知後、電磁弁とポンプをOFFとする。
【００３０】
設定時間後（例３０分）、コンプレッサーを起動させ、冷却パイプ１８aに冷媒を送り、冷水を造る。一度殺菌された水は、水温９℃以下になると菌の増殖が極端に低くなる。冷水タンク１８内に流入する水は逆浸透膜によりろ過されているので、菌は除去されており、リサイクルが支障なく行われる。
【００３１】
逆浸透膜から生じる排水は、コンプレッサー２２に巻きつけられた銅管の中を通すことによりコンプレッサーを冷却し、熱交換の安定的な冷却温度を維持し、安定した効率によって大気中から水滴を作り出すようになっている。
【００３２】
コンプレッサー２２の位置は、貯水タンク１０と同じであり、逆浸透膜からの排水は巻き込まれた銅管内を循環して、冷却を効果的にしている。
【００３３】
５〜１５℃の冷水タンク部分で、一般細菌が多く発生するが、本製品では温水タンクから熱湯水を冷水タンクへ移送して行う熱湯殺菌と逆浸透膜による浄水作用を用いているので、ほぼ完全に菌の発生を１ｃｃ/１００個以内という水道法基準以下が得られ、ほぼ０にすることに成功した。
【００３４】
殺菌手段としては、塩素殺菌、熱湯殺菌がもっとも有効であり、銀、UVなどから比べると、数段殺菌能力がある。
【００３５】
図中の符号２５は、熱交換器から冷却されて出てくる水滴を受けて貯水タンクに貯める
ときのフィルターを示している。
【００３６】
表１は本考案で逆浸透膜からの排水を、コンプレッサーの外周に巻きつけた銅管の中を通すことにより、コンプレッサーを冷却した場合に増量される取水効果を示す表である。
【表１】
0003181375.tif 000003
【００３７】
熱交換器      ：  ケイワイ技研製（ステンレスフィン仕様）
冷媒          ：  代替フロンR134a             
コンプレッサー：  ことハイリー（海立）製BSA６４５CR-RIEWC
銅管          ：  ７重巻き  （６Φ）
【００３８】
温度センサーによって感知した外気温において、環境条件１，２，３の場合、逆浸透膜の排液を利用した場合（本考案）と利用しない場合との比較表である。冷却ファンによる風速を一定として得たデータである。
【００３９】
外気温９．３℃で得られた水分の量は、１７％の増量が認められ、外気温２５℃前後で２０〜２５％の増量が認められた。
【００４０】
本考案では、温度センサーの感知した外気温に応じて制御されるファンによる風量（風速）の制御手段と、この制御手段と連動して熱交換器の冷却能力を制御するコンプレッサーにより大気中の水分を凝縮する手段と、生じた水を一旦貯水タンクに集め、加圧ポンプによりプレフィルター、逆浸透膜を通してろ過し浄水する手段と、ろ過された浄水を温水タンク又は冷水タンクへ送水する手段と、温水タンクの周縁に設けたヒートバンドと、冷水タンクの周辺に設けた冷却パイプと、必要に応じて温水又は冷水として供給口から取り出せる手段と、冷水タンクに移送された浄水は、一定時間後又は随時電磁弁を経て貯水タンクへ還元するリサイクル手段と、前記逆浸透膜からの排水を廃棄することなく、熱交換器のコンプレッサーの外周に巻きつけた銅管を通して、コンプレッサーを冷却する手段とから成る取水装置としている。
【００４１】
本考案の取水装置によると、100% のリサイクルが実現できた。通常飲料水として使用する場合、（２０リットル/日）で、一切捨て水が発生しないようになっている。
【００４２】
通常は大気中から熱交換器によって１０リットルを生成するが、外気温２５℃、湿度７０％で１２から１４リットル、また外気温１０℃、湿度４０％で８から、災害非常時には、家庭用の災害救済手段を搭載し、池、一般河川、風呂の残り湯等を飲料水にするシステムを付設することができる。
【００４３】
この場合、水温２５℃の場合、２００ml/min  ｘ  ６０  ｘ  ２４時間で、２８８
リットルが生成される。２リットルペットボトルに換算すると。１４４本分に匹敵する。
【００４４】
本製品では、給水工事が一切不要であり、電源があれば、大気中より水を作ることがで
きる。また災害時用の給水口を設けておけば、水道水を足して使用することができる。この場合、水道水と直結させるような水道工事を一切不要とした。
従って、場所を選ばず、どこでも設置可能である。
【００４５】
本製品の原水は、熱交換器によって、温度差を利用して大気中から水を作るので、蒸留水のようにカルシュウム、マグネシュウムのような硬度分が極めて少ない水であり、軟水である。軟水は、逆浸透膜の除去性能に与える負荷を大幅に軽減し、リサイクルを可能としている。
【００４６】
原水は大気中の水分として、常に１０PPM程度の水となる。原水を９７％除去率の逆浸透膜を使用してろ過した場合、逆浸透膜の排水は逆浸透原水に約１．８を掛けた数値となり、冷水タンク又は温水タンク内の飲料水は、逆浸透膜の浄水と同じである。
【００４７】
また、逆浸透膜の負担係数は３００PPM以上になると、負荷が大幅に大きくなるので、リサイクル回数を６回程度に限定するのが普通であるが、本考案の場合は、原水が大気中の水分であり、雑菌を除いて逆浸透膜でろ過した場合、６回にとどまらずリサイクル回数を伸ばすことを可能とした。
【００４８】
本製品では、原水が蒸留水の総溶解固形物、無機イオン（TDS）と比較して値が低い水であるので、リサイクル可能となっている。なお、リサイクルの途中で、大気中から取水するので、排水が希釈され理論値では、リサイクルは何回でも問題なく行われることとなる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
取水機構による大気中の水分を原水とし、外気温に応じてファンによる風量（風速）を最適な状態とし、熱交換器の冷却能力を冷却コントローラーで制御しているので、取水効率が極めて高くなっている。しかも、水道工事を必要とせず、逆浸透膜を通してリサイクルを実現しているので、場所を選ばず、電源さえ確保できれば、運転が容易である。
【符号の説明】
【００５０】
１：取水機構
２：温度センサー
３：フィルター
４：殺菌器
５：熱交換器
６：ファン
７：大気取入コントローラー
８：冷却コントローラー
９：全体の制御装置（ＣＰＵ）
１０：貯水タンク
１１：手動バルブ
１２：災害時用の貯水タンク
１３：ポンプ
１４：プレフィルター
１５：逆浸透膜
１６：温水タンク
１７：温水供給口
１８：冷水タンク
１９：冷水供給口
２０：ポンプ
２１：電磁弁
２２：コンプレッサー
２３：排水
２４：銅管
【図１】
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【図２】
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