(57)【要約】【課題】ペルチェ素子等の熱電変換素子を利用した造水装置に関し、装置の単位面積あたりの水蒸気の凝縮面積を大きくでき、造水量の増加を実現する。【解決手段】内部に冷却用フィンが設けられた筒体の第１のフィンブロック１０と、内部に放熱用フィンが設けられた筒体の第２のフィンブロック１２と、前記第１のフィンブロックと前記第２のフィンブロックとの間に配置された熱電変換素子２８とを有し、前記第１のフィンブロックの側面に前記第２のフィンブロックの側面を対向させて固定して造水ユニットを形成し、この造水ユニットを複数段に積み重ね、各造水ユニットの前記冷却用フィンにより前記積み重ね方向に空気の冷却用流路を形成し、各造水ユニットの前記放熱用フィンにより前記積み重ね方向に空気の放熱用流路を形成した造水装置を提供する。【選択図】図３
2008095331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷却用フィンが設けられた筒体の第１のフィンブロックと、内部に放熱用フィンが設けられた筒体の第２のフィンブロックと、前記第１のフィンブロックと前記第２のフィンブロックとの間に配置された熱電変換素子とを有し、前記第１のフィンブロックの側面に前記第２のフィンブロックの側面を対向させて固定して造水ユニットを形成し、この造水ユニットを複数段に積み重ね、各造水ユニットの前記冷却用フィンにより前記積み重ね方向に空気の冷却用流路を形成し、各造水ユニットの前記放熱用フィンにより前記積み重ね方向に空気の放熱用流路を形成した造水装置。
【請求項２】
第２のフィンブロックによって囲まれた第１のフィンブロックにおいて、熱電変換素子は前記第１のフィンブロックの側面を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の造水装置。
【請求項３】
第１のフィンブロックの冷却用フィンと第２のフィンブロックの放熱用フィンとは同じ配列構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の造水装置。
【請求項４】
第１のフィンブロックの冷却用フィンと第２のフィンブロックの放熱用フィンとは造水ユニットの積み重ね方向に冷却用流路または放熱用流路が形成されるように配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の造水装置。
【請求項５】
第１のフィンブロックの冷却用フィンは第１のフィンブロックの内側面から内方向に直立し、各冷却用フィンの先端間に第１の空間が形成され、前記冷却用フィン間に第２の空間が形成され、各ユニットにおける前記第１の空間と前記第２の空間が夫々連通して冷却用流路となり、第２のフィンブロックの放熱用フィンは第２のフィンブロックの内側面から内方向に直立し、各放熱フィン間に第３の空間が形成され、各放熱用フィンの先端間に第４の空間が形成され、各ユニットにおける前記第３の空間と前記第４の空間が夫々連通して放熱用流路となることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の造水装置。
【請求項６】
第１のフィンブロックに形成された冷却用流路に空気を送る第１のフアンと、第２のフィンブロックに形成された放熱用流路に空気を送るとともにこの空気を前記冷却流路の空気の流れと同一方向に流す第２のフアンとを備えた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の造水装置。
【請求項７】
第１のフィンブロックに形成された冷却用流路に空気を送る第１のフアンと、前記冷却用流路からの空気を、第２のフィンブロックに形成された放熱用流路内で、前記冷却用流路における空気の流れと反対方向に循環させる第２のフアンとを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の造水装置。
【請求項８】
第１のフィンブロックのケースの上端に第１の係合部を形成するとともに下端に第２の係合部を形成し、上下方向に隣り合う造水ユニットの第１のフィンブロックと第２のフィンブロックとを前記第１の係合部と前記第２の係合部とを係合させて固定したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の造水装置。
【請求項９】
第１のフィンブロックと２のフィンブロックを多角筒体としたことを特徴とする請求項１ないし請求項８記載の造水装置。
【請求項１０】
熱電変換素子をペルチェ素子で構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の造水装置。
【請求項１１】
第１のフィンブロックの温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの検出温度に基づき、ペルチェ素子への通電を制御することを特徴とする請求項１０記載の造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱電変換素子を利用した造水装置に関し、特に、効率良く、大気中の水蒸気を凝縮して、水を製造する造水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の造水装置では、ペルチェ素子を、例えば、一対のペルチェ素子の各々の放熱側面の各々に放熱フィンを設けているので、１個の吸熱フィンが、２個のペルチェ素子によって冷却されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、ペルチェ素子を直列に２個配置され、空路側のペルチェ素子に吸熱フィンを配置した構造が示されている。ここで、直列に２個配置したペルチェ素子は異なる電圧で駆動するように構成され、空気路の上流側と下流側で小さな温度差を発生させることが行われている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−２８２９７４号公報
【特許文献２】特開２００３−９０５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高温、乾燥空気が特徴の砂漠地帯などでは、人間や動植物の生命維持に必要な水を十分に確保することは困難である。この問題を解決する方法として空気中に含まれる水分を凝縮することで液体の水として回収する造水装置が提案されている。
【０００５】
ところが、上記のような従来の２個の熱電変換素子（この例ではペルチェ素子）で、冷却用フィンを冷却する方法は、冷却用フィンの冷却効率が低く、そのため空気の凝縮効率が低くなる。さらに、造水装置としてペルチェ素子の機能を十分に発揮させることに限界がある。
【０００６】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、第１の目的は、装置の単位体積あたりの水蒸気の凝縮面積を大きくでき、造水量の増加が期待できる造水装置を得るものである。
【０００７】
また、第２の目的は、熱電変換素子（代表例として、ペルチェ素子）の温度を効率良く制御することにより、ペルチェ素子の機能を十分に発揮させることができる造水装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の請求項１の発明は、内部に冷却用フィンが設けられた筒体の第１のフィンブロックと、内部に放熱用フィンが設けられた筒体の第２のフィンブロックと、前記第１のフィンブロックと前記第２のフィンブロックとの間に配置された熱電変換素子とを有し、前記第１のフィンブロックの側面に前記第２のフィンブロックの側面を対向させて固定して造水ユニットを形成し、この造水ユニットを複数段に積み重ね、各造水ユニットの前記冷却用フィンにより前記積み重ね方向に空気の冷却用流路を形成し、各造水ユニットの前記放熱用フィンにより前記積み重ね方向に空気の放熱用流路を形成した造水装置である。
【０００９】
この発明の請求項２の発明は、第２のフィンブロックによって囲まれた第１のフィンブロックにおいて、熱電変換素子は前記第１のフィンブロックの側面を囲むように配置されていることを特徴とする請求項１記載の造水装置である。
【００１０】
この発明の請求項３の発明は、第１のフィンブロックの冷却用フィンと第２のフィンブロックの放熱用フィンとは同じ配列構造を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の造水装置である。
【００１１】
この発明の請求項４の発明は、第１のフィンブロックの冷却用フィンと第２のフィンブロックの放熱用フィンとは造水ユニットの積み重ね方向に冷却用流路または放熱用流路が形成されるように配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の造水装置である。
【００１２】
この発明の請求項５の発明は、第１のフィンブロックの冷却用フィンは第１のフィンブロックの内側面から内方向に直立し、各冷却用フィンの先端間に第１の空間が形成され、前記冷却用フィン間に第２の空間が形成され、各ユニットにおける前記第１の空間と前記第２の空間が夫々連通して冷却用流路となり、第２のフィンブロックの放熱用フィンは第２のフィンブロックの内側面から内方向に直立し、各放熱フィン間に第３の空間が形成され、各放熱用フィンの先端間に第４の空間が形成され、各ユニットにおける前記第３の空間と前記第４の空間が夫々連通して放熱用流路となることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の造水装置である。
【００１３】
この発明の請求項６の発明は、第１のフィンブロックに形成された冷却用流路に空気を送る第１のファンと、第２のフィンブロックに形成された放熱用流路に空気を送るとともにこの空気を前記冷却用流路の空気の流れと同一方向に流す第２のファンとを備えた請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の造水装置である。
【００１４】
この発明の請求項７の発明は、第１のフィンブロックに形成された冷却用流路に空気を送る第１のファンと、前記冷却用流路からの空気を、第２のフィンブロックに形成された放熱用流路内で、前記冷却用流路における空気の流れと反対方向に循環させる第２のファンとを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の造水装置である。
【００１５】
この発明の請求項８の発明は、第１のフィンブロックのケースの上端に第１の係合部を形成するとともに下端に第２の係合部を形成し、上下方向に隣り合う造水ユニットの第１のフィンブロックと第２のフィンブロックとを前記第１の係合部と前記第２の係合部とを係合させて固定したことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の造水装置である。
【００１６】
この発明の請求項９の発明は、第１のフィンブロックと２のフィンブロックを多角筒体としたことを特徴とする請求項１ないし請求項８記載の造水装置である。
【００１７】
この発明の請求項１０の発明は、熱電変換素子をペルチェ素子で構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の造水装置である。
【００１８】
この発明の請求項１１の発明は、第１のフィンブロックの温度を検出する温度センサを備え、前記温度センサの検出温度に基づき、ペルチェ素子への通電を制御することを特徴とする請求項１０記載の造水装置である。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、装置の単位体積あたりの水蒸気の凝縮面積を大きくでき、効率良く、大気中の水蒸気を凝縮して、水を製造できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
この発明の一実施例における造水装置を図１〜図８で説明する。図１は、この発明の一実施例における造水装置全体を示す斜視図である。図２は、図１の斜線で示す造水ユニットを示す斜視図である。図３は、図２で示す造水ユニットを構成する第２のフィンブロックを分離して示す斜視図である。図４は、図２に示す造水ユニットと同一構造である造水ユニットを垂直方向に４個積上げた造水モジュールを示す斜視図である。図５は、図４の造水モジュールを上から見た平面図である。図６は、図１に示す造水装置を構成する基板および造水貯蔵室について、図１に示す実線Ａ−Ｂおよび実線Ｃ−Ｄでそれぞれ切断し、矢印方向からみた部分断面図である。図７は、この実施例における造水装置の制御を表す模式図である。図８は造水ユニットの拡張性を表す模式図である。これらの図１〜図８を通した同一の構成部分には、同一の符合を付している。
【００２１】
この発明の一実施例における造水装置は、図１に示すように、造水貯蔵室１を構成する上板２の上に同一構造の造水ユニット３Ａ、３B、３C、３Dを４段重ね、さらに、それら
を相互に固定し、造水モジュール４を形成している。また、上板２の上には造水モジュール４を収納するケース７が設置されている。さらに、ケース７および最上段の造水ユニット３Ｄの上に送風ファン５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅを取り付けた基板６が設置されている。そして、送風ファン５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅに対向して、それぞれダクトD
１、D２、D３、D４、D５が設けられている。
【００２２】
図１の斜線で示した造水ユニット３Aは、図２の斜視図に示すように、冷却用フィン９
が設けられた第１のフィンブロック１０を中心として、第１のフィンブロック１０の４方の側面に、この冷却用フィン９と同一構造の放熱用フィン１１を備えた第２のフィンブロック１２が十文字形状に固定されている。
【００２３】
図３に示すように、第１のフィンブロック１０は、矩形管体で構成されており、冷却用フィン９と一体形成されている。複数の冷却用フィン９は、第１のフィンブロック１０を構成している管体の内側面から内方向に、フィンが同じ高さで直立している。一定の間隙をもった複数の冷却用フィン９の先端間、すなわち管体の中心部に第１の空間１３が形成されている。第１のフィンブロック１０の並立する複数の冷却用フィン９の間隙には、複数の第２の空間１４が形成されており、この複数の第２の空間１４と第１の空間１３は、繋がっている。
【００２４】
第１のフィンブロック１０の管体の側面には、管体と同じ幅と高さをもつ断熱用部材で形成された枠２０が固定されている。枠２０の上側には凸部２２形成され、枠２０の下側には凹部２３が形成されている。
【００２５】
第２のフィンブロック１２は、第１のフィンブロック１０と管体、フィンの形状及び各々のフィンの高さが同一の構造である。また、第２のフィンブロック１２の管体の４側面には、断熱部材で形成された枠２０が固定されている。枠２０を構成する断熱部材は、例えば、ベークライトなどである。
【００２６】
第２のフィンブロック１２には、複数の放熱用フィン１１の先端間、すなわち管体の中心部に先端に第３の空間２５が形成されている。また、複数の放熱用フィン１１の間隙には第４の空間２６が形成されている。第２のフィンブロック１２の並立する複数の放熱用フィン１１の間隙には、複数の第４の空間２６が形成されており、この複数の第４の空間２６と第３の空間２５は、繋がっている。
【００２７】
造水ユニットを構成する第１のフィンブロック１０の１側面に固定されている枠２０と、この第１のフィンブロック１０に対向している第２のフィンブロック１２の枠２０は、
互いに対向して接触している。
【００２８】
第１のフィンブロック１０側の枠２０と第２のフィンブロック１２側の枠２０の中央に形成された空間の中に、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８を設置している。つまり、隣り合う第1のフィンブロック１０の管体の外側面と第２のフィンブロック１
２の管体の外側面に、１枚の熱電交換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の表面が接触している。
【００２９】
造水ユニットを構成する第１のフィンブロック１０の他の側面に固定されている枠２０と、この第１のフィンブロック１０の他の側面に対向している第２のフィンブロック１２の各々の枠２０の中に形成された空間内にも、同様にして熱電交換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８を配置している。
【００３０】
熱電交換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の表面と第１のフィンブロック１０および第２のフィンブロック１２の筐体の表面は、熱伝導性グリースを用いて接着され、図２で示す造水ユニット３Ａを形成している。
【００３１】
次に、図４により造水モジュール４の構造を説明する。造水ユニット３Ａと同一の構造である造水ユニット３Ｂ、３C、３Ｄを用意する。造水モジュール４は、造水ユニット３
Ａと造水ユニット３Ｂ、３C、３Ｄを垂直方向に積み重ね、隣り合う造水ユニットは連結
されている。
【００３２】
造水ユニット３Ａと隣り合う造水ユニット３Ｂは、造水ユニット３Ａを構成する第１のフィンブロック１０と第２のフィンブロック１２に固定された各々の枠２０の凸部２２と、隣り合う造水ユニット３Ｂにおける、造水ユニット３Ａの凸部２２に対向する造水ユニット３Ｂを構成する第１のフィンブロック１０と第２のフィンブロック１２に固定された各々の枠２０の凹部２３が嵌装され、互いに固定される。
【００３３】
同様にして隣り合う造水ユニット３Ｂと造水ユニット３Ｃおよび造水ユニット３Ｃと造水ユニット３Ｄがそれぞれの造水ユニットに固定された枠２０の凸部２２と凹部２３で嵌装され、互いに固定されている。この実施例では、枠２０の凸部２２と凹部２３は、枠の横幅に対して中央位置に設けられている。
【００３４】
図４で示す造水モジュール４により、隣り合う造水ユニット３Ａ、３B、３C、３Dの各
第１のフィンブロック１０の第１の空間１３と第２の空間１４は、互いに連通され、垂直方向に冷却用流路１５が形成される。
【００３５】
また、隣り合う造水ユニット３Ａ、３B、３C、３Dの各第２のフィンブロック１２の第
３の空間２５と第４の空間２６は、互いに連通され、垂直方向に４個の放熱用流路２７が形成される。
【００３６】
図５に示すように、第１のフィンブロック１０の冷却用流路１５は、第１のフィンブロック１０の中央部に形成された第１の空間１３と、その第１の空間１３から第１のフィンブロック１０の側面方向に延びた複数個の冷却フィン９の間隙からなる第２の空間１４と繋がり、通過する空気との接触面積が大きくなるように構成されている。
【００３７】
このような冷却用流路１５を形成する造水モジュール４を構成する第１のフィンブロック１０の側面には、冷却用流路１５を囲むように、１６枚の各熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の表面（冷却面）が接し、これら１６枚の熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の冷却機能によって効果的に第１のフィンブロック１０が冷却さ
れる。
【００３８】
図５に示すように、第２のフィンブロック１２の放熱用流路２７は、第２のフィンブロック１２の中央部に形成された第３の空間２５と、その第３の空間２６から第２のフィンブロック１２の側面方向に延びた複数個の放熱用フィン１１の間隙からなる第４の空間２６と繋がり、通過する空気との接触面積が大きくなるように構成されている。
【００３９】
放熱用流路２７を形成する第２のフィンブロック１２の側面には、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の表面（加熱面）が接し、第２のフィンブロック１２への放熱によって、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８は冷却される。
【００４０】
造水モジュール４を構成する第１のフィンブロック１０を囲む４個の第２のフィンブロック１２によって、造水モジュール４の流路は、１個の冷却用流路１５の周りに４個の放熱用流路２７が形成される。
【００４１】
ここで、造水モジュール４内へ供給する送風量や各造水ユニット３Ａ〜３Ｄに設置された熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８への供給電力を制御するために、各造水ユニットの各部の温度を検出することが有用である。この実施例では、冷却用流路１５、冷却用フィン９、放熱用流路２７、放熱用フィン１１の温度を検出するために設置された温度センサ４１を示している。この場合、第1あるいは第2のフィンブロックに小孔を空けることで、測定箇所へ温度センサ４１を容易に設置できる。
【００４２】
図６に示すように、造水モジュール４の造水ユニット３Dの上に基板６が設置され、基
板６には送風ファン５A、５B、５C（図示せず）、５D、５E（図示せず）が設けられてい
る。また、それら送風ファン５A、５B、５C（図示せず）、５D、５E（図示せず）には、
それぞれダクトD１、D２、D３（図示せず）、D４、D５が設置されている。
【００４３】
送風ファン５A、５B、５C（図示せず）、５D、５E（図示せず）が設けられている基板6には、各送風ファン５A、５B、５C（図示せず）、５D、５E（図示せず）の位置に対向し
て、基板空気口３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ（図示せず）、３０Ｄ、３０Ｅ（図示せず）が設けられている。
【００４４】
基板空気口３０Ａは造水ユニット３Ｄの冷却用流路１５（図示せず）に連通しており、基板空気口３０Ｂ、３０Ｃ（図示せず）、３０Ｄ、３０Ｅ（図示せず）は造水ユニット３Ｄの各放熱用流路２７（図示せず）に連通している。
【００４５】
造水モジュール４が設置されている上板２には、造水ユニット３Ａの冷却用流路１５（図示せず）および各放熱用流路２７（図示せず）に対向して、それぞれ上板空気口３１Ａおよび上板空気口３１Ｂ、３１Ｃ（図示せず）、３１Ｄ、３１Ｅ（図示せず）が設けられている。
【００４６】
上板空気口３１Ａは造水ユニット３Ａの冷却用流路１５（図示せず）に連通しており、上板空気口３１Ｂ、３１Ｃ（図示せず）、３１Ｄ、３１Ｅ（図示せず）は造水ユニット３Ａの各放熱用流路２７（図示せず）に連通している。
【００４７】
造水ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄから構成される造水モジュール４の冷却用流路１５の一方の開口は、基板６に設けられた基板空気口３０Ａを通じて送風ファン５ＡおよびダクトD１に接続されている。また、その造水モジュール４の冷却用流路１５の他方の開
口は、上板２に設けられた上板空気口３１Ａに連通している。
【００４８】
造水ユニット３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄから構成される造水モジュール４の各放熱用流路２７の一方の開口は、基板６に設けられた基板空気口３０Ｂ、３０Ｃ（図示せず）、３０Ｄ、３０Ｅ（図示せず）を通じて、各放熱用流路２７が対向する送風ファン５B、５C（図示せず）、５D、５E（図示せず）およびダクトD２、D３（図示せず）、D４、D５に接続されている。また、その造水モジュール４の各放熱用流路２７の他方の開口には、上板２に設けられた上板空気口３１Ｂ、３１Ｃ（図示せず）、３１Ｄ、３１Ｅ（図示せず）に連通している。
【００４９】
さらには、上板２に設けられた上板空気口３１Ａと上板２に設けられた上板空気口３１Ｂ、３１Ｃ（図示せず）、３１Ｄ、３１Ｅ（図示せず）は空気循環用配管５０を通して連通している。
【００５０】
冷却用流路１５（図示せず）内の冷却用フィン９（図示せず）で凝縮された水が冷却用流路１５（図示せず）および空気循環用配管５０を流下して造水貯蔵室１内へ貯まるように、空気循環用配管５０の底部に導管５５が設けられている。
【００５１】
造水貯蔵室の底面に接する側面には、取水口５２が設けられている。また、取水口５２には、取水管５３が接続されており、その取水管５３にバルブ５４が設けられている。
【００５２】
造水貯蔵室１に貯まった水はポンプなどの送水装置（図示せず）によって、取水管５３を通して得られる。
【００５３】
図７は、この実施例における造水装置の制御を表す模式図である。図７に示す気象観測センサ４２によって空気の温度、湿度、気圧などの気象データを検出する。その検出した気象データをもとに制御手段４３によって、送風ファン５A〜５Eの送風量や造水モジュールの熱電変換素子（実施例ではペルチェ素子）２８への供給電圧および電流が制御される。
【００５４】
また、前記の気象データから送風ファン５Ａによって供給される空気の露点温度を制御手段４３によって算出し、造水モジュール４内の冷却用流路１５や冷却用フィン９がその露点温度よりも低い温度となるように熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８への供給電圧および電流を制御する。
【００５５】
造水モジュール４内の冷却用流路１５や冷却用フィン９の温度は、温度センサ４１により検出され、制御手段４３に送信される。
【００５６】
一方で、造水モジュール４内の放熱用流路２７や放熱用フィン１１の温度も温度センサ41で検出し、制御手段４３に送信される。
【００５７】
この実施例では、各造水ユニット３Ａ〜３Ｄの電源設備４４をもちいて、各造水ユニット３Ａ〜３Ｄに設置された熱電変換素子２８（実施例ではペルチェ素子）に供給する電圧および電流をそれぞれ独立して制御できる。
【００５８】
また、例えば、この造水モジュールを乾燥地で使用することを考えると、太陽光発電や風力発電によって得られた電力を利用して、造水装置を駆動および制御させることもできる。
【００５９】
次に、このように構成された造水装置の動作について、図６および図７により説明する。
【００６０】
まず、送風ファン５Aの駆動により、周囲空気がダクトD１から基板６の基板空気口３０Ａを通じて、造水モジュール４の冷却用流路１５（図示せず）内に供給される。
【００６１】
一方で、各造水ユニット３Ａ〜３Ｄに設置されている熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８（図示せず）も駆動され、冷却用流路１５（図示せず）内の冷却用フィン９（図示せず）は冷却されている。
【００６２】
したがって、前記の供給空気は、造水モジュール４の最上段に位置する造水ユニット３Ｄから最下段に位置する３Ａに至るまでに冷却され、前記の供給空気に含まれる水蒸気は冷却用フィン９（図示せず）上で凝縮される。凝縮された水蒸気は水滴となって冷却用フィン９（図示せず）に付着する。付着した水滴は、冷却用フィン９（図示せず）上を流下し、上板空気口３１Ａを通って空気循環用配管５０に落下し、空気循環用配管５０の底部に設けた導管５５から造水貯蔵室１に流れ落ちる。
【００６３】
造水貯蔵室１に貯まった水は、適宜、造水貯蔵室の底面に接する側面に設けられた取水口５２から取水管５３およびバルブ５４を通して得られる。
【００６４】
一方、冷却用流路１５で冷却され、一部の水蒸気を失った前記供給空気は上板空気口３１Ａから排出され、空気循環用配管５０を通って、上板空気口３１Ｂ〜３１Ｅから造水モジュール４の放熱用流路２７へと流入し、その後、基板空気口３０Ｂ〜３０Ｅを通じて、対向するダクトD２〜D５から大気中に排出される。
【００６５】
放熱用流路２７へ流入した前記供給空気は低温であるために、放熱用流路２７の放熱フィン１１との熱交換によって、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の放熱を促進させる。この放熱の促進によって、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の冷却面の温度を低温に維持することができるので、水蒸気の凝縮による造水量の増加が期待できる。
【００６６】
このようにして、造水モジュール４を構成する１６枚の熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８と冷却フィン９を利用し最大限に拡大した凝縮面積によって、ダクトＤ１から冷却用流路内に供給した空気に含まれる水蒸気を効率的に冷却および凝縮させて水を取得できる。さらには、冷却用流路内から排出された低温の空気を放熱用流路内へ循環させることで、熱電変換素子（実施例では、ペルチェ素子）２８の放熱を促進させることができ、空気中に含まれる水蒸気を効率的に凝縮でき、造水量を増加することができる。
【００６７】
ここでは、十文字形状の造水ユニット（例えば３Ａ）を実施例に取り上げたが、図８に示すように、十文字形状の造水ユニットの各側面に対向して、新たに第1のフィンブロッ
ク１０、さらには第２のフィンブロック１２（図示せず）を配置することで、造水ユニットを水平方向に拡張することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る熱電変換素子を利用した造水装置は、装置単位体積あたりの凝縮効率が高く、熱電変換素子の機能を最大限に利用して、大気中の水蒸気の凝縮による水の製造を実現することができる。
【００６９】
また、熱電変換素子を設置した造水ユニットを１単位としているので、容易に造水モジュールを組み立てることができる。たとえば、乾燥地で使用する場合、造水ユニットを現地へ運搬し、簡単にモジュールを組み立てることができるので、コンパクトで使用利便性が高い造水装置となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の一実施例における造水装置全体を示す斜視図である。
【図２】図１に示す造水装置の１ユニットを示す斜視図である。
【図３】図２で示す造水ユニットを構成する第２のフィンブロックを分離して示す斜視図である。
【図４】図２に示す造水ユニットと同一構造である造水ユニットを垂直方向に４個積上げた造水モジュールを示す斜視図である。
【図５】図４の造水モジュールを上から見た平面図である。
【図６】図１に示す造水装置を構成する基板および造水貯蔵室について、図１に示す実線Ａ−Ｂおよび実線Ｃ−Ｄでそれぞれ切断し、矢印方向からみた部分断面図である。
【図７】この実施例における造水装置の制御を表す模式図である。
【図８】造水ユニットの拡張を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１  造水貯蔵室
２  上板
３  造水ユニット、３A、３B、３C、３D
４  造水モジュール
５  送風ファン、５A、５B、５C、５D、５E
６  基板
７  ケース
９  冷却用フィン
１０  第１のフィンブロック
１１  放熱用フィン
１２  第２のフィンブロック
１３  第１の空間
１４  第２の空間
１５  冷却用流路
２０  枠
２２  凸部
２３  凹部
２５  第３の空間
２６  第４の空間
２７  放熱用流路
２８  熱電変換素子
３０  基板空気口、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ
３１  上板空気口、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ、３１Ｅ
４１  温度センサ
４２  気象観測センサ
４３  制御手段
４４  電源設備
５０  空気循環用配管
５１  水槽
５２  取水口
５３  取水管
５４  バルブ
５５  導管
D  ダクト、D１、D２、D３、D４、D５
Ｗ  貯留水
ＷＤ  水滴
【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７】
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【図８】
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