(57)【要約】【課題】簡単な構成で霧滴の回収量を向上させることができる霧滴回収装置を得ることにある。【解決手段】霧滴捕捉風車１０と回収手段５０ａとを備えている。霧滴捕捉風車１０は回転軸１１と複数の羽根１２〜１５とを有している。回転軸１１は縦方向に延びるように設けられている。羽根１２〜１５は回転軸１１に設けられている。羽根１２〜１５は風を受けて回転軸１１の回りを自転する。これにより、風上に向かって自転している時に羽根１５の風に対する相対速度を上げて風に含まれた霧滴を付着させる。回収手段５０ａは羽根１２〜１５に付着した霧滴を回収する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縦方向に延びる軸、及び、この軸に設けられ、風を受けて前記軸の回りを自転するとともに風上に向かって自転している時に前記風に含まれた霧滴を付着させる複数の羽根を有する霧滴捕捉風車と、
前記羽根に付着した前記霧滴を回収する回収手段と、を具備していることを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項２】
前記羽根は前記軸に対して放射状に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の霧滴回収装置。
【請求項３】
複数の支持部材が上下に離れて前記軸に取付けられており、前記各羽根は、前記軸の軸方向に延びて縦長形状に形成され、長手方向複数個所が前記各支持部材に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の霧滴回収装置。
【請求項４】
前記各支持部材の内の少なくとも最も下位置の支持部材よりも上側の支持部材に、下向きの空気流を作る吸気口とブレードとが設けられていることを特徴とする請求項３に記載の霧滴回収装置。
【請求項５】
横方向に延びる回転軸、及び、この回転軸に放射状に取付けられ、風を受けて前記回転軸とともに自転しながら前記風に含まれる霧滴を付着させるプロペラ羽根を有する霧滴捕捉風車と、
前記霧滴捕捉風車の外周に配設され、前記プロペラ羽根の先端部を覆う内周溝が形成されたリング状のカバーを有する回収手段と、を具備していることを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項６】
前記霧滴捕捉風車が自転により発電する発電機を備えているとともに、前記回収手段が前記霧滴捕捉風車又は前記カバーより導かれる水を受ける上面開口の回収容器を有しており、この回収容器に前記発電機により発電された電力で駆動する冷却装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の内のいずれか１項に記載の霧滴回収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、霧滴を回収する霧滴回収装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雨量が少ないために水を確保し難い地域であっても山岳地帯では霧が発生することが知られている。そのため、この霧を回収して真水を確保したいという要求がある。また、霧の多発する地域を横断する高速道路周辺等では、霧発生時に霧滴の量を低減させることで視界を改善させたいという要求がある。これらの事情から、霧滴を回収する装置の需要が高まってきている。
【０００３】
霧滴を回収する装置としては、従来、垂直軸、細長い回転体、集水用皿、多数の可撓性線材、及び樋を備えた霧水捕集装置が知られている。回転体は垂直軸の周りを回転し得るように支持されている。回転体の先端には風により回転力を生じる風車要素が設けられている。集水用皿は回転体の下部に固設されている。この集水皿には穴が開けられている。ステンレス線等からなる可撓性線材の各一端部は回転体の上部に固定されており、各他端は集水用皿に向くように設けられている。樋は集水用皿に給った水を受け取るものであり、集水皿に開けられた穴の直下に設けられている。
【０００４】
この霧水捕集装置によれば、風車要素は風により回転力を生じて、回転体を回転させながら自転する。線材は回転体の回転により外方に膨らみ、霧中の水滴はこれら外側に膨らんだ線材に接触してその表面に付着する。多数の水粒が線材に付着すると水滴となり、線材に沿って下方に流れて集水用皿に集まる。集水用皿にある程度水が溜まると、集水皿に設けられた穴から直下に設けられた樋に流れ落ちて外部に供給される（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２０２５３７号公報（段落０００６〜段落００１３、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の霧水捕集装置では、霧滴を付着させる線材を回転させるために風車要素を必要とするため構成が複雑である。
【０００７】
また、霧滴の回収量は霧滴を付着させる部材の表面積に比例する。しかし、特許文献１に記載の霧水捕集装置では、霧滴を線材の表面に付着させて回収するものであるため、霧滴が付着可能な表面積が小さく、したがって、霧滴の回収量が少ない。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成でしかも霧滴の回収量を向上させることができる霧滴回収装置を得ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の霧滴回収装置は、縦方向に延びる軸、及び、この軸に設けられ、風を受けて前記軸の回りを自転するとともに風上に向かって自転している時に前記風に含まれた霧滴を付着させる複数の羽根を有する霧滴捕捉風車と、前記羽根に付着した前記霧滴を回収する回収手段と、を具備している。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、羽根は軸に対して放射状に設けることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい形態では、複数の支持部材を上下に離して軸に取付け、各羽根を軸の軸方向に延びる縦長形状に形成し、長手方向複数個所を各支持部材に支持させることができる。その場合、各支持部材の内の少なくとも最も下位置の支持部材よりも上側の支持部材に、下向きの空気流を作る吸気口とブレードとを設けるのが好ましい。
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明の霧滴回収装置は、横方向に延びる回転軸、及び、この回転軸に放射状に取付けられ、風を受けて前記回転軸とともに自転しながら前記風に含まれる霧滴を付着させるプロペラ羽根を有する霧滴捕捉風車と、前記霧滴捕捉風車の外周に配設され、前記プロペラ羽根の先端部を覆う内周溝が形成されたリング状のカバーを有する回収手段と、を具備している。
【００１３】
本発明の好ましい形態では、霧滴捕捉風車が自転により発電する発電機を備えているとともに、回収手段が霧滴捕捉風車又はカバーより導かれる水を受ける上面開口の回収容器を有していて、この回収容器に発電機により発電された電力で駆動する冷却装置を設けることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図１を参照して本発明の第１の実施形態を説明する。なお、図１（Ａ）は風を受ける前の状態、図１（Ｂ）は矢印Ｘ１で示す方向から風を受けた状態で示している。
【００１５】
霧滴回収装置１ａは、霧滴捕捉風車１０、回収手段５０ａ、及び電動モータ６０ａ等を備えている。なお、電動モータ６０ａは、無風時或いは風が弱い時に霧滴捕捉風車１０を補助的に回転させるためのものであり、省略してもよい。
【００１６】
霧滴捕捉風車１０は、回転軸１１及び羽根１２〜１５等を備えている。回転軸１１は縦方向、例えば水平面Ｆに対して鉛直方向に延びるように設けられている。なお、回転軸１１は前記鉛直方向に対して傾いた方向に延びるように設けてもよい。
【００１７】
回転軸１１の下端部は、回収手段５０ａが備える上面開口の回収容器５１ａの下面を上側から下側に貫通している。そして、この回転軸１１の下端部は、回収容器５１ａの下側に設けられたケーシング６１ａ内に収容されている図示しない軸受で回転自在に軸支されているとともに、このケーシング６１ａ内に出力軸を上側に向けて収容された電動モータ６０ａの前記出力軸に連結されている。
【００１８】
例えば４枚の縦長形状の羽根１２〜１５は、図１（Ｂ）に示すように、例えば矢印Ｘ１で示す方向から風を受けると下流側（風下側）に撓むように形成されている。なお、羽根１２〜１５は、予め下流側に略半楕円体状或いは半球面状等に湾曲した形状に形成しておいてもよい。
【００１９】
これらの羽根は、例えば霧滴を効率良く付着させることができるネットからなる。このネットは、例えば針金を網目状に密に編んで形成することができる。また、布製のネット要素の少なくとも周囲を針金等のフレームで保形したネット等を用いることも可能である。これらの羽根１２〜１５は夫々大きさ及び外形が略同一に形成されている。
【００２０】
この実施形態では、羽根１２〜１５は縦長で、その外形は例えば半楕円形状に形成されている。これらの羽根１２〜１５は、回転軸１１を中心として角度が夫々略９０°ずつずれた位置に配設されており、直線部分を回転軸１１に沿わせた状態で放射状に取付けられている。
【００２１】
回収手段５０ａは、例えば霧滴誘導部及び回収容器５１ａ等を備えている。霧滴誘導部は、霧滴捕捉風車１０の羽根１２〜１５で捕捉された霧滴を回収容器５１ａに誘導するものである。この霧滴回収装置１ａでは、霧滴捕捉風車１０の回転軸１１が霧滴誘導部を兼ねている。なお、霧滴誘導部は回転軸１１とは別体で設けてもよい。
【００２２】
回収容器５１ａは、上述のように、霧滴誘導部により導かれる水を受ける上面開口を有しており、下面に回転軸１１が貫通する貫通穴（図示せず）が開けられている。また、図示しないが、回収容器５１ａはパイプ等により水を溜めるタンクと連通している。そして、回収容器５１ａにある程度水が回収されると、回収された水はパイプを経由してタンクに集められる。
【００２３】
この霧滴回収装置１ａは、以下のようにして霧滴を回収する。
【００２４】
回転軸１１に取付けられた羽根１２〜１５は、横方向から吹く風を受けて回転軸１１の回りをこの回転軸１１とともに自転する。
【００２５】
すなわち、風が例えば矢印Ｘ１で示す方向から吹くと、この風は図１（Ａ）（Ｂ）において位置Ｐ１にある羽根１２の一方の面１２ａに当たって、この羽根１２を、向かって右側（図１（Ａ）（Ｂ）において紙面の右側）に押し動かす。これにより、羽根１２に羽根１２〜１５及び回転軸１１を図１（Ｂ）を矢印Ｙ１で示す向き（霧滴回収装置１ａを上側から見て左回り）に回転させる回転力が生じるので、羽根１２〜１５は回転軸１１とともに自転を開始する。羽根１２〜１５が自転すると、羽根１２の向かって左側（図１（Ｂ）において紙面の左側）に隣接する羽根１３が位置Ｐ１に移動して、この羽根１３の一方の面１３ａに風が当たるようになる。これにより、羽根１３に回転力が生じ、羽根１２〜１５の自転が維持されるので、この羽根１３の向かって左側（図１（Ｂ）において紙面の上側）に隣接する羽根１４が位置Ｐ１に移動して、この羽根１４の一方の面１４ａに風が当たるようになる。これが羽根１２〜１５において繰り返される。こうした羽根１２〜１５の自転は、風が二点鎖線矢印Ｘ２方向等の他の方向から吹いた場合も同様である。
【００２６】
羽根１２〜１５が図１（Ｂ）に矢印Ｙ１で示すように霧滴回収装置１ａの上側から見て左回りに回転軸１１とともに自転すると、各羽根１２〜１５の他方の面１２ｂ〜１５ｂには空気抵抗が加わる。しかし、上述のように、羽根１２〜１５が位置Ｐ１に達すると、一方の面１２ａ〜１５ａが風に押されてこれらの羽根１２〜１５に回転力を生じさせるので、風が所定の強さで吹き続けている間は、羽根１２〜１５は回転軸１１とともに自転し続ける。なお、無風時或いは風が弱い時に、電動モータ６０ａを動作させて、羽根１２〜１５を回転軸１１とともに補助的に回転駆動させてもよい。
【００２７】
ところで、羽根１２〜１５は風の流れを妨げる抵抗にもなっている。そのため、風は羽根１２〜１５を避けるようにして流れ易く、したがって、風に運ばれてくる霧滴も羽根１２〜１５を避けるようにして移動し易い。このように羽根１２〜１５を避けるようにして移動し易い霧滴の羽根１２〜１５により多く付着させるためには、羽根１２〜１５と霧滴との相対速度をできるだけ速くし、霧滴が風によって羽根１２〜１５を避けるように運ばれる前、すなわち、霧滴が慣性で流動方向を変えないうちに羽根１２〜１５に衝突させるようにするのが有効である。
【００２８】
この霧滴捕捉風車１０では、主として、風上に向かって自転している時（位置Ｐ２から位置Ｐ３を経由して位置Ｐ４に向かって自転している時）に、風に含まれた霧滴を羽根１２〜１５の他方の面１２ｂ〜１５ｂに付着させる。
【００２９】
つまり、位置Ｐ２から位置Ｐ３を経由して位置Ｐ４に向かって自転する羽根１２〜１５の風に対する相対速度は、停止している羽根１２〜１５の風に対する相対速度と比べて速くなる。したがって、羽根１２〜１５が停止している時と比べて、羽根１２〜１５が位置Ｐ２から位置Ｐ３を経由して位置Ｐ４に向かって自転している時の方が、風に含まれた霧滴を他方の面１２ｂ〜１５ｂに瞬時に衝突させることが可能である。
【００３０】
これにより、この霧滴捕捉風車１０では、風上に向かって自転している時に効率良く霧滴を羽根１２〜１５の他方の面１２ｂ〜１５ｂに付着させることができる。
【００３１】
なお、風下に向かって自転している時（位置Ｐ４から位置Ｐ１を経由して位置Ｐ２に向かって自転している時）の羽根１２〜１５の風に対する相対速度は、羽根１２〜１５が停止している場合の風に対する相対速度と比べて遅くなるが、霧滴の一部は、位置Ｐ４から位置Ｐ１を経由して位置Ｐ２に向かって自転する羽根１２〜１５の一方の面１２ａ〜１５ａや他方の面１２ｂ〜１５ｂにも付着する。
【００３２】
さらに、霧滴の一部は、位置Ｐ２から位置Ｐ３を経由して位置Ｐ４に向かって自転する羽根１２〜１５の一方の面１２ａ〜１５ａや、位置Ｐ４から位置Ｐ１を経由して位置Ｐ２に向かって自転する羽根１２〜１５の他方の面１２ｂ〜１５ｂにも付着する。
【００３３】
このように、羽根１２〜１５の一方の面１２ａ〜１５ａや他方の面１２ｂ〜１５ｂに付着した霧滴は、多数集まると水滴となり、自重により回転軸１１に沿って下方に流れて真水Ｗとして回収容器５１ａに回収される。
【００３４】
また、図１の状態で、風が羽根１２〜１５の一方の面１２ａ〜１５ａの内のいずれかを押すように吹いている場合、上述のように、羽根１２〜１５は霧滴回収装置１ａの上側から見て左回りに回転軸１１とともに自転して、風で押される羽根と対向する羽根の他方の面で主に霧滴を付着させることができる。
【００３５】
一方、図１の状態で、風が羽根１２〜１５の他方の面１２ｂ〜１５ｂの内のいずれかを押すように吹いている場合、羽根１２〜１５は霧滴回収装置１ａの上側から見て右回りに回転軸１１とともに自転する。その場合も、風で押されている羽根と対向する羽根の一方の面で主に霧滴を付着させることができる。
【００３６】
したがって、この霧滴回収装置１ａでは、風がどの方向から吹いても、霧滴を回収することができる。
【００３７】
以上のように、この霧滴回収装置１ａは、風を受けて回転軸１１の回りを自転する羽根１２〜１５が回転軸１１に設けられており、これにより、風上に向かって自転している時に羽根１５の風に対する相対速度を上げて風に含まれた霧滴を付着させるものである。したがって、この霧滴回収装置１ａによれば、自転している羽根１２〜１５と霧滴との相対速度は停止している羽根１２〜１５と霧滴との相対速度と比べて速くなるので、これらの羽根１２〜１５に霧滴を効率良くに付着させることができる。
【００３８】
また、風上に向かって自転している時に風に含まれた霧滴を付着させる複数の羽根１２〜１５を回転軸１１の回りを自転するように回転軸１１に設けられている。つまり、羽根１２〜１５は、霧滴を捕捉する捕捉手段とこの捕捉手段を回転させる風車要素との両方の機能を兼ね備えている。したがって、捕捉手段と風車要素とを別に設ける必要がないので構成が簡単である。
【００３９】
しかも、羽根１２〜１５の表面に霧滴を付着させるため、線材を用いる場合と比べて霧滴が付着する面積を広く確保できるとともに、前記のように相対速度をあげて捕捉することができるので、霧滴を多く付着させることができる。
【００４０】
したがって、この霧滴回収装置１ａによれば、簡単な構成で霧滴の回収量を向上させることができる。
【００４１】
また、この霧滴回収装置１ａによれば、羽根１２〜１５を回転軸１１に対して放射状に取付けているので、羽根１２〜１５を簡単な構成で自転させて効率良く霧滴を付着させて回収できるとともに、いずれの方向から吹付ける風でも霧滴捕捉風車１０を回転させて霧滴を回収できる。
【００４２】
なお、この実施形態では、回転軸１１に羽根１２〜１５が直接取付けられていて、風を受けることで羽根１２〜１５が回転軸１１とともに自転するように構成されているが、回転軸１１は固定された軸であってもよい。例えば、固定された軸である場合、本発明は、この軸により軸の回りを回転可能に支持される回転部材を設け、この回転部材に羽根を取付ける等して実施することができる。
【００４３】
また、羽根１２〜１５は、風を受けて軸の回りを自転する形状であればどのような形状であってもよい。したがって、羽根１２〜１５は必ずしも風下側に撓んだ形状でなくともよい。また、羽根１２〜１５の外形は半楕円形状でなくてもよく、例えば半円形状や長方形状等としてもよい。また、羽根の枚数は何枚であってもよい。
【００４４】
この霧滴回収装置１ａは、例えば、図２に示すような緑化改善システム７０に用いることができる。
【００４５】
乾燥地である砂漠等には人為的に水分を供給することで植物（乾燥植物、樹木や作物等）を生育させるとともに保水を行う砂漠緑化プラント７１が設けられている。
【００４６】
海岸線近傍等には造水プラント７２が設けられている。造水プラント７２で海水から造水された蒸留水は砂漠緑化プラント７１に図６において矢印Ｂ１で示すように送水される。
【００４７】
また、海岸線近傍等には海水を処理することにより淡水を得る海水淡水化プラント７３が設けられている。海水淡水化プラント７３で得られた淡水は砂漠緑化プラント７１に図６において矢印Ｂ２で示すように送水される。
【００４８】
一方、山岳地帯等の適宜箇所には風力発電所７４が設けられている。風力発電所７４で発電された電力は造水プラント７２及び海水淡水化プラント７３に図６において矢印Ｃ１及び矢印Ｃ２で示すように送電される。
【００４９】
また、山岳地帯等の適宜箇所（降雨量の少ない山岳地帯であって霧が発生する箇所等）には霧滴回収装置１ａを備える霧滴回収プラント７５が設けられている。霧滴回収プラント７５で回収された水は砂漠緑化プラント７１に図６において矢印Ｂ３で示すように送水される。
【００５０】
海水淡水化プラント７３の近傍等には太陽光発電所７６が設けられている。太陽光発電所７６で発電された電力は緑化造水プラント７２、海水淡水化プラント７３及び砂漠緑化プラント７１に図６において矢印Ｃ３、矢印Ｃ４及び矢印Ｃ５に示すように送電される。
【００５１】
更に、データの収集及び予測情報を送信する広域気象予測システム７７が所定の場所に設けられている。広域気象予測システム７７には広域気象観測及び通信を行う衛星７８から図６に矢印Ｄで示すように観測情報が送られる。
【００５２】
広域気象予測システム７７からは、砂漠緑化プラント７１、造水プラント７２、及び海水淡水化プラント７３に図６において矢印Ｅ１，矢印Ｅ２，及び矢印Ｅ３で示すように気象予測情報が送られて、各プラント７１〜７３の作動状況等が調整される。
【００５３】
また、広域気象予測システム７７からは、風力発電所７４及び太陽光発電所７６に図６において矢印Ｆ１及び矢印Ｆ２に示すように自然エネルギー量予測情報が送られて、各発電所７４，７６における発電状況が調整される。
【００５４】
広域気象予測システム７７から送られる気象予測情報及び自然エネルギー量予測情報により、現在から将来にわたり気象・環境状況が予測され、各プラント７２，７３及び各発電所７４，７６が１つの造水システムとして、最大限に自然エネルギーを利用して砂漠緑化プラント７１に安定した水の供給を確保するように、その動作状況或いは発電状況が制御される。
【００５５】
例えば、太陽光が少ない気象条件の時には太陽光発電所７６の負荷を抑えるとともに風力発電所７４の負荷を高くし、風量の少ない気象条件の時には太陽光発電所７６の負荷を高くするとともに風力発電所７４の負荷を抑え、トータルとしての動力が確実に確保できるように制御される。
【００５６】
また、造水プラント７２では、日射時間や日射量に応じて海水淡水化プラント７３での造水能力を高めたり抑えたりして、気象状況に拘らず自然エネルギーを最大限に利用して砂漠緑化プラント７１に安定した水の供給を確保する。
【００５７】
上述した緑化改善システム７０では、海水淡水化プラント７３で造水される淡水に加えて、造水プラント７２により造水し、更に、霧滴回収プラント７５で霧を凝縮させて水を回収するので、海水淡水化プラント７３の処理能力を低くした場合でも緑化のために十分な水を確保できる。
【００５８】
なお、この緑化改善システム７０には、上述した霧滴回収装置１ａだけではなく、後述する第２〜第５の実施形態の霧滴回収装置１ｂ〜１ｄを適用してもよい。
【００５９】
以下、図３及び図４を参照して本発明の第２の実施形態を説明する。
霧滴回収装置１ｂは、霧滴捕捉風車２０ａ、回収手段５０ｂ、及び電動モータ６０ｂ等を備えている。なお、電動モータ６０ｂは、無風時或いは風が弱い時に、霧滴捕捉風車２０ａを補助的に回転させるためのものであり、省略してもよい。
【００６０】
霧滴捕捉風車２０ａは、回転軸２１、複数例えば一対の支持部材２２，２３、及び羽根２４〜３１等を備えている。回転軸２１は縦方向、例えば水平面に対して鉛直方向に延びるように設けられている。なお、回転軸２１は前記鉛直方向に対して傾いた方向に延びるように設けてもよい。
【００６１】
回転軸２１の下端部は、回収手段５０ｂが備える上面開口の回収容器５１ｂの下面を上側から下側に貫通している。そして、この回転軸２１の下端部は、回収容器５１ｂの下側に設けられたケーシング６１ｂ内に収容されている図示しない軸受で回転自在に軸支されているとともに、このケーシング６１ｂ内に出力軸を上側に向けて収容された電動モータ６０ｂの前記出力軸に連結されている。
【００６２】
一対の支持部材２２，２３は夫々円板状に形成されている。これら一対の支持部材２２，２３は、回転軸２１と略直交するように互いに対向する姿勢で回転軸２１に上下に離れて取付けられている。
【００６３】
例えば８枚の羽根２４〜３１は、回転軸２１の軸方向に延びるように縦長形状に形成されている。これらの羽根２４〜３１は、霧滴を効率良く付着させることができるネットからなる。このネットは、例えば針金を網目状に密に編んで形成することができる。また、布製のネット要素の周囲を針金等のフレームで保形したネット等を用いることも可能である。これらの羽根２４〜３１は夫々大きさ及び外形が略同一に形成されている。
【００６４】
この実施形態では、羽根２４〜３１の形状は、例えば横断面略半円状に形成されている。これらの羽根２４〜３１は、凹んでいる側の一方の面２４ａ〜３１ａを隣り合う羽根２５〜３１，２４の他方の面２５ｂ〜３１ｂ，２４ｂと対向させるようにして夫々一方向に向け、回転軸２１を中心として角度が夫々略４５°ずつずれた位置に配設されている。そして、これらの羽根２４〜３１は、長手方向２個所が各支持部材２２，２３に支持されている。
【００６５】
回収手段５０ｂは、例えば霧滴誘導部及び回収容器５１ｂ等を備えている。霧滴誘導部は、霧滴捕捉風車２０ａの羽根２４〜３１で捕捉された霧滴を回収容器５１ｂに誘導するものである。この霧滴回収装置１ｂでは、霧滴捕捉風車２０ａの回転軸２１が霧滴誘導部を兼ねている。なお、霧滴誘導部は回転軸２１とは別体で設けてもよい。
【００６６】
回収容器５１ｂは、上述のように、霧滴誘導部により導かれる水を受ける上面開口を有しており、下面に回転軸２１が貫通する貫通穴（図示せず）が開けられている。また、図示しないが、回収容器５１ｂはパイプ等により水を溜めるタンクと連通している。そして、回収容器５１ｂにある程度水が回収されると、回収された水はパイプを経由してタンクに集められる。
【００６７】
この霧滴回収装置１ｂは、以下のようにして霧滴を回収する。
【００６８】
回転軸２１に取り付けられた支持部材２２，２３に支持される羽根２４〜３１は、横方向から吹く風を受けて回転軸２１の回りをこの回転軸２１及び支持部材２２，２３とともに自転する。
【００６９】
すなわち、風が例えば図３に矢印Ｘ２で示す方向から吹くと、この風は図３において位置Ｑ１にある羽根２４の一方の面２４ａに当たって、この羽根２４を、向かって左側に押し動かす。これにより、羽根２４に羽根２４〜３１、支持部材２２，２３、及び回転軸を図３及び図４に矢印Ｙ２で示す向き（霧滴回収装置１ｂを上側から見て右回り）に回転させる回転力が生じるので、羽根２４〜３１は支持部材２２，２３及び回転軸２１とともに自転を開始する。羽根２４〜３１が自転すると、羽根２４の向かって右側に隣接する羽根２５がＱ１に移動して、この羽根２５の一方の面２５ａに風が当たるようになる。これが羽根２４〜３１において繰り返される。
【００７０】
羽根２４〜３１が図３及び図４に矢印Ｙ２で示すように霧滴回収装置１ｂの上側から見て右回りに支持部材２２，２３及び回転軸２１とともに自転すると、各羽根２４〜３１の他方の面２４ｂ〜３１ｂには空気抵抗が加わる。しかし、上述のように、羽根２４〜３１が位置Ｑ１に達すると、一方の面２４ａ〜３１ａが風に押されてこれらの羽根２４〜３１に回転力を生じさせるので、風が所定の強さで吹き続けている間は、羽根２４〜３１は支持部材２２，２３及び回転軸２１とともに自転し続ける。
【００７１】
なお、無風時或いは風が弱い時に、電動モータ６０ｂを補助的に動作させて、羽根２４〜３１を支持部材２２，２３及び回転軸２１とともに回転駆動させてもよい。
【００７２】
この霧滴捕捉風車２０ａでは、主として、風上に向かって自転している時（位置Ｑ２から位置Ｑ３を経由して位置Ｑ４に向かって自転している時）に、風に含まれた霧滴を羽根２４〜３１の他方の面２４ｂ〜３１ｂに付着させる。
【００７３】
つまり、位置Ｑ２から位置Ｑ３を経由して位置Ｑ４に向かって自転する羽根２４〜３１の風に対する相対速度は、停止している羽根２４〜３１の風に対する相対速度と比べて速くなる。したがって、羽根２４〜３１が停止している時と比べて、羽根２４〜３１が位置Ｑ２から位置Ｑ３を経由して位置Ｑ４に向かって自転している時の方が、風に含まれた霧滴を他方の面２４ｂ〜３１ｂに瞬時に衝突させることが可能である。
【００７４】
これにより、この霧滴捕捉風車２０ａでは、より多くの霧滴を羽根２４〜３１の他方の面２４ｂ〜３１ｂに付着させることができる。羽根２４〜３１の他方の面２４ｂ〜３１ｂに多数の霧滴が付着すると水滴となり、回転軸２１に沿って下方に流れて真水Ｗとして回収容器５１ｂに回収される。
【００７５】
また、羽根２４〜３１は、一方の面２４ａ〜３１ａ、すなわち凹んでいる側の風を受ける面を一方向に向けて、回転軸２１を中心として角度が夫々略４５°ずつずれた位置に配設されている。すなわち、一方の面２４ａ〜３１ａは回転軸２１を中心として種々の方向を向いて配設されているので、この霧滴回収装置１ｂでは、風がどの方向から吹いても霧滴捕捉風車２０ａを自転させて霧滴を回収することができる。
【００７６】
以上のように、この霧滴回収装置１ｂによれば、支持部材２２，２３が上下に離れて回転軸２１に取付けられており、各羽根２４〜３１は、回転軸２１の軸方向に延びて縦長形状に形成され、長手方向２個所が各支持部材２２，２３に支持されているので、羽根２４〜３１を風により回転軸２１とともに自転させて効率良く霧滴を付着させることができる。したがって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、この実施形態では、支持部材２２，２３を２つ設けたが、支持部材２２，２３は複数であればいくつ設けてもよい。支持部材２２，２３の数は、羽根２４〜３１の長さ等を考慮して設定することができる。
【００７８】
以下、図５〜図８を参照して本発明の第３の実施形態を説明する。
この実施形態は、基本的には第２の実施形態と同様な構成であるので、同一ないし同様な構成については第２の実施形態と同符号を付して、その構成及び作用の説明を省略し、以下、異なる部分について説明する。
【００７９】
霧滴回収装置１ｃは、霧滴捕捉風車２０ｂ、回収手段５０ｃ、及び電動モータの機能を兼ね備えた発電機６０ｃ等を備えている。
【００８０】
霧滴捕捉風車２０ｂが備える支持部材２２，２３には夫々、下向きの空気流を作る吸気口２２ａ，２３ａとブレード２２ｂ，２３ｂとが、例えば２つずつ設けられている。また、この実施形態では、吸気口２２ａと吸気口２３ａとが対向している。
【００８１】
吸気口２２ａ，２３ａとブレード２２ｂ，２３ｂとは、例えば半円形状に切り目を形成し、切り目の内側の領域を例えば斜め下側に向かって折り曲げることで形成することができる（図６及び図７参照）。なお、図６では、吸気口２２ａ及びブレード２２ｂを代表して示しているが、吸気口２３ａ及びブレード２３ｂも図６に示すように形成されている。
【００８２】
回収容器５１ａは、霧滴誘導部である回転軸２１により導かれる水を受ける上面開口を有しており、下面に回転軸１１が貫通する貫通穴（図示せず）が開けられている。また、図示しないが、回収容器５１ｃはパイプ等により水を溜めるタンクと連通している。そして、回収容器５１ｃにある程度水が回収されると、回収された水はパイプを経由してタンクに集められる。
【００８３】
また、この回収容器５１ｃは、冷却装置、例えば周囲を冷却する半導体熱素子５２が設けられている。半導体熱素子５２としては、所定の方向から電気を流すと、ペルチェ効果を発揮するペルチェ素子を好適に用いることができる。この実施形態では、複数の半導体熱素子５２は、その吸収側を回収容器５１ｃの外側両側面に接触させるとともに放熱側を大気中に臨ませて設けられている。なお、半導体熱素子５２に、その吸収側に熱伝導する吸収フィンを取付け、このフィンを回収容器５１ｃの内側に設ける等してもよい。
【００８４】
発電機６０ｃは、上述のように、電動モータの機能を兼ね備えている。この発電機６０ｃは、電動機モータの出力軸を上側に向けてケーシング６１ｃ内に収容されており、前記出力軸には回転軸２１の下端部が連結されている。この発電機６０ｃは、羽根２４〜３１が自転することで発電される。発電された電力は半導体熱素子５２に供給される。半導体熱素子５２は発電機６０ｃで発電された電力で駆動する。なお、以上説明した構成以外は、図５〜図８に示されない構成も含めて第２の実施形態と同一ないし同様である。
【００８５】
この霧滴回収装置１ｃでは、支持部材２２，２３に吸気口２２ａ，２３ａとブレード２２ｂ、２３ｂとが設けられているので、ブレード２２ｂに導かれながら吸気口２２ａを上側から下側に通過した空気は、下向きに流通してブレード２３ｂに導かれながら吸気口２３ａを上側から下側に通過し、回収容器５１ｃに吹き付ける。したがって、羽根２４〜３１に付着した霧滴は、自重とこの下向きの風により回転軸２１に沿って下側に押し動かされ、回収容器５１ｃに円滑に回収される。
【００８６】
また、風により霧滴捕捉風車２０ｂが自転すると、発電機６０ｃにより発電される。発電された電気は半導体熱素子５２に供給される。半導体熱素子５２に所定の方向から電気が流れると、ペルチェ効果により回収容器５１ｃの両側部の熱が吸収される。これにより、回収容器５１ｃ内では露点が低くなるので、回収された水の蒸発を抑制できる。
【００８７】
以上のように、この霧滴回収装置１ｃによれば、支持部材２２に吸気口２２ａを設けているので、吸気口２２ａに上側から入り込んで下側に向かって流通する下向きの空気流が形成される。したがって、この下向きの空気流が羽根２４〜３１に付着した霧滴を回転軸２１に沿って下側に誘導するので、霧滴を効率良く回収容器５１ｃに集めることができる。
【００８８】
また、霧滴捕捉風車２０ｂが羽根２４〜３１の自転により発電する発電機６０ｃを有しているとともに、回収手段５０ｃが霧滴捕捉風車２０ｃより導かれる霧滴を回収する上面開口の回収容器５１ｃを有しており、この回収容器５１ｃに発電機６０ｃにより発電された電力で駆動する冷却装置としての半導体熱素子５２が設けられているので、回収容器５１ｃ内の露点を低くし、回収された水の蒸発を抑制することができる。
【００８９】
なお、この実施形態では、吸気口２２ａと吸気口２３ａとを対向させたが、吸気口２２ａと吸気口２３ａとは対向させなくてもよい。また、吸気口２２ａ，２３ａ及びブレード２２ｂ，２３ｂの数はいくつであってもよい。
【００９０】
さらに、支持部材２２，２３は複数であれば２つでなくてもよく、吸気口とブレードとは、支持部材２２，２３の内の少なくとも最も下位置２３より上側の支持部材２２に設けられていればよい。したがって、この実施形態では、支持部材２３の吸気口２３ａとブレード２３ｂとは省略してもよい。
【００９１】
また、吸気口２２ａ，２３ａとブレード２２ｂ，２３ｂとは、半円形状に切り目を形成し、切り目の内側の領域を下側に向かって折り曲げることで形成したが、吸気口２２，２３ａを打ち抜き等で形成し、ブレード２２ｂ，２３ｂを別部材で取付けてもよい。
【００９２】
第２及び第３の実施形態では、羽根２４〜３１の横断面形状を略半円状に形成したが、風を受けて回転軸２１の回りを自転し、且つ、支持部材２２，２３で支持できる縦長形状であれば、どのような形状であってもよい。また、羽根の枚数は何枚であってもよい。
【００９３】
以下、図９及び図１０を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。
霧滴回収装置１ｄは、霧滴捕捉風車４０、回収手段５０ｄ、及び電動モータ６０ｄ等を備えている。なお、電動モータ６０ｄは、無風時或いは風の弱い時に霧滴捕捉風車４０を補助的に回転させるものであり、省略してもよい。
【００９４】
霧滴捕捉風車４０は、回転軸４１、プロペラ羽根４２〜４５、風車支持部材４６等を備えている。回転軸４１は横方向、例えば水平面Ｆと平行な方向に延びるように設けられている。なお、回転軸４１は水平面Ｆに対して傾いた方向に延びるように設けてもよい。
【００９５】
回転軸４１の一端部は、ケーシング６１ｄ内に出力軸を回転軸４１側に向けて収容された電動モータ６０ｄの前記出力軸に連結されている。ケーシング６１ｄは風車支持部材４６により支持されている。
【００９６】
例えば４枚のプロペラ羽根４２〜４５は、例えば、霧滴を効率良く付着させることができるネットからなる。これらのプロペラ羽根４２〜４５としては、例えば一方向に捩れた形状の羽根を好適に用いることができる。これらのプロペラ羽根４２〜４５は、回転軸４１を中心として角度が夫々略９０°ずつずれた位置に配設されて、回転軸４１に放射状に取付けられている。
【００９７】
回収装置５０ｄは、例えばリング状のカバー５３、及び回収容器５１ｄ等を備えている。カバー５３は、プロペラ羽根４２〜４５の先端部を覆う内周溝５３ａが形成されている。また、カバー５３の下部は一部切断された切断部５３ｂが形成されている。このカバー５３は、例えばカバー支持部材５４により支持されている。
【００９８】
回収容器５１ｄは、カバー５３の内周溝５３ａにより導かれ、切断部５３ｂから落下する水を受ける上面開口を有している。この回収容器５１ｄは、カバー５３の切断部５３ｂの真下に配設されている。また、図示しないが、回収容器５１ｄはパイプ等により水を溜めるタンクと連通している。そして、回収容器５１ｄにある程度水が回収されると、回収された水はパイプを経由してタンクに集められる。
【００９９】
この霧滴回収装置１ｄは、以下のようにして霧滴を回収する。
【０１００】
回転軸４１に取付けられたプロペラ羽根４２〜４５は、横方向から吹く風を受けて回転軸４１の回りをこの回転軸４１とともに自転する。
【０１０１】
すなわち、風が図９に矢印Ｘ３で示す方向から風が吹くと、この風はプロペラ羽根４２〜４５をその捩れ方向によって決まる一方向に回転軸とともに自転させる。
【０１０２】
風に含まれた霧滴もまた、風とともに図９において左側から右側に移動する。上述のように、プロペラ羽根４２〜４５は回転軸４１を中心として自転しているため、プロペラ羽根４２〜４５が停止している場合と比べて、図９において左側から右側に運ばれる霧滴との相対速度が速くなっている。そのため、風に含まれた霧滴はプロペラ羽根４２〜４５の表面に良好に付着する。
【０１０３】
プロペラ羽根４２〜４５の表面に多数の霧滴が付着すると水滴となり、プロペラ羽根４２〜４５の自転による遠心力で放射状に飛ばされて、カバー５３の内周溝５３ａに回収される。内周溝５３ａに回収された水滴は、自重によりこの内周溝５３ａに沿って下側に移動し、カバー５３の下部に形成された切断部５３ｂから落下する。落下した水滴は真水Ｗとして回収容器５１ａに回収される。
【０１０４】
以上のように、この霧滴回収装置１ｄは、プロペラ羽根４２〜４５が横方向に延びる回転軸４１に放射状に取付けられ、風を受けて回転軸４１とともに自転しながら風に含まれる霧滴を付着させるものである。したがって、この霧滴回収装置１ｄによれば、自転しているプロペラ羽根４２〜４５と霧滴との相対速度は停止しているプロペラ羽根４２〜４５と霧滴との相対速度と比べて速くなるので、これらのプロペラ羽根４２〜４５に霧滴を効率良くに付着させることができる。
【０１０５】
また、プロペラ羽根４２〜４５は、自転して霧滴を付着させるので、霧滴を捕捉する捕捉手段とこの捕捉手段を回転させる風車要素との両方の機能を兼ね備えている。したがって、捕捉手段と風車要素とを別に設ける必要がないので構成が簡単である。
【０１０６】
また、プロペラ羽根４２〜４５の表面に霧滴を付着させるため、線材を用いる場合と比べて霧滴が付着する面積を広く確保できる。また、プロペラ羽根４２〜４５の表面に付着した霧滴は、プロペラ羽根４２〜４５の自転による遠心力で放射状に飛ばされて、カバーの内周溝５３ａに回収される。
【０１０７】
したがって、この霧滴回収装置１ｄによれば、簡単な構成で霧滴の回収量を向上させることができる。
【０１０８】
なお、霧滴捕捉風車４０にプロペラ羽根４２〜４５の自転により発電する発電機を設え、回収手段５０ｄにカバー５３より導かれる霧滴を回収する上面開口の回収容器５１ｄに前記発電機により発電された電力で駆動する冷却装置、例えば第３の実施形態で用いた半導体熱素子（ペルチェ素子）を設けることで、回収された水の蒸発を抑制できるようにしてもよい。
【０１０９】
また、カバー５３の切断部５３ｂを省略し、カバー５３の内周溝５３ａに水を一時的に溜められるようにしてもよい。
【０１１０】
第１〜第４の実施形態では、霧滴捕捉風車の羽根として針金を網目状に編んで形成したネットを用いたが、羽根は霧滴を捕捉できる材料であればよい。また、羽根には補強枠を設ける等してもよい。
【０１１１】
【発明の効果】
本発明では、風を受けて縦方向に延びる軸の回りを自転するとともに風上に向かって自転している時に風に含まれた霧滴を付着させる複数の羽根を前記軸に設けている。すなわち、複数の羽根は、風力で自転して霧滴を含んだ空気流との相対速度をあげて霧滴を付着させるので、捕捉手段と風車要素とを別に設ける必要がない。しかも、羽根の表面に霧滴を付着させるため、線材を用いる場合と比べて霧滴が付着する面積を広く確保できるとともに、前記のように相対速度をあげて捕捉することができるので、霧滴を多く付着させることができる。したがって、本発明に係る霧滴回収装置によれば、簡単な構成で霧滴の回収量を向上させることができる、という効果がある。
【０１１２】
本発明で、羽根を軸に対して放射状に設ける構成では、いずれの方向から吹く風に対しても、羽根を簡単な構成で自転させて効率良く霧滴を付着させることができる、という効果がある。
【０１１３】
また、本発明で、複数の支持部材を上下に離して軸に取付け、各羽根を、軸の軸方向に延びて縦長形状に形成し、長手方向複数個所を各支持部材に支持させる構成では、各羽根を軸とともに風力で自転させて効率良く霧滴を付着させることができる、という効果がある。
【０１１４】
さらに、本発明で、各支持部材の内の少なくとも最も下位置の支持部材より上側の支持部材に下向きの空気流を作る吸気口とブレードとを設けた構成では、下向きの空気流が羽根に付着した霧滴を下側に誘導するので、上面が開口している回収容器に霧滴を円滑に集めることができる、という効果がある。
【０１１５】
本発明では、風を受けて横方向に延びる回転軸とともに自転しながら風に含まれる霧滴を付着させるプロペラ羽根を前記回転軸に取付けた霧滴捕捉風車を備えている。そして、回収手段は、霧滴捕捉風車の外周に設けられ、プロペラ羽根の先端部を覆う内周溝が形成されたリング状のカバーを有している。すなわち、複数の羽根は、風力で自転して霧滴を付着させるので、捕捉手段と風車要素とを別に設ける必要がない。しかも、羽根の表面に霧滴を付着させるため、線材を用いる場合と比べて霧滴が付着する面積を広く確保できる。また、羽根の表面に付着した霧滴は、プロペラ羽根の自転による遠心力で放射状に飛ばされて、カバーの内周溝に回収される。したがって、本発明に係る霧滴回収装置によれば、簡単な構成で霧滴の回収量を向上させることができる、という効果がある。
【０１１６】
本発明で、霧滴捕捉風車が自転により発電する発電機を備えているとともに、回収手段が霧滴捕捉風車又はカバーより導かれる水を受ける上面開口の回収容器を有しており、この回収容器に発電機により発電された電力で駆動する冷却装置が設けられている構成では、回収容器内の露点を低くして、回収された水の蒸発を抑制することができる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）本発明の第１の実施形態に係る霧滴回収装置を示す側面図。（Ｂ）は図１（Ａ）の霧滴回収装置の上面図。
【図２】図１の霧滴回収装置を備えた緑化改善システムを示すブロック図。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る霧滴回収装置を示す斜視図。
【図４】図３の霧滴回収装置の霧滴捕捉風車を示す上面図。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る霧滴回収装置を示す斜視図。
【図６】図５の霧滴回収装置の霧滴捕捉風車の上側支持部材の一部を示す断面図。
【図７】図５の霧滴回収装置の霧滴捕捉風車が備える上側の支持部材を示す上面図。
【図８】図５の霧滴回収装置の霧滴捕捉風車が備える下側の支持部材を示す上面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る霧滴回収装置を示す断面図。
【図１０】図９の霧滴回収装置の正面図。
【符号の説明】
１ａ〜１ｄ…霧滴回収装置
１０，２０ａ，２０ｂ，４０…霧滴捕捉風車
１１，２１…軸（回転軸）
１２〜１５…羽根
２２，２３…支持部材
２２ａ，２３ａ…吸気口
２４〜３１…羽根
４１…回転軸
４２〜４５…プロペラ羽根
５０ａ〜５０ｄ…回収手段
５１ａ〜５１ｄ…回収容器
５２…冷却装置（半導体熱素子）
５３…カバー
５３ａ…内周溝
【図１】
2004169598.tif 000003
【図２】
2004169598.tif 000004
【図３】
2004169598.tif 000005
【図４】
2004169598.tif 000006
【図５】
2004169598.tif 000007
【図６】
2004169598.tif 000008
【図７】
2004169598.tif 000009
【図８】
2004169598.tif 000010
【図９】
2004169598.tif 000011
【図１０】
2004169598.tif 000012