(57)【要約】【課題】霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置１とする。【解決手段】霧の発生箇所に設置されるダクト２を備え、ダクト２に加速した霧を送るための送風ファン３を設置し、送風ファン３で送られた霧滴の流れに抵抗を与えて水滴を付着させる水滴付着板４をダクト２の内部に設け、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置１とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
霧の発生箇所に設置されるダクトを備え、ダクトに加速した霧を送るための送風ファンを設置し、送風ファンで送られた霧滴の流れに抵抗を与えて水滴を付着させる水滴付着板をダクトの内部に設けたことを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項２】
請求項１において、
水滴付着板を金属で構成したことを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項３】
請求項２において、
ダクトに放電手段を設けると共に水滴付着板を接地し、霧滴にコロナ放電を行うことを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
出口部の流路を狭めた絞り部をダクトに形成し、水滴付着板に付着されない水滴を排出する際に水滴の粒径を大きくした状態で出口部から排出させることを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
霧の発生を検出する霧発生検出手段を備え、霧発生検出手段の検出情報が入力され霧の発生が検出された際に送風ファンを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項６】
請求項２もしくは請求項３において、
大気温度を検出する温度検出手段を備え、設置場所の湿度状況に基づいた露点温度が記憶されると共に温度検出手段の検出情報が入力され検出された大気温度が記憶されている露点温度よりも低い時に送風ファンを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項７】
請求項６において、
出口部の流路を狭めた絞り部をダクトに形成し、水滴付着板に付着されない水滴を排出する際に水滴の粒径を大きくした状態で出口部から排出させることを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
ダクトが設置される霧の発生箇所は降雨量の少ない山岳地帯であることを特徴とする霧滴回収装置。
【請求項９】
乾燥地に人為的に水分を供給することで植物を生育させる緑化手段と、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の霧滴回収装置と、霧滴回収装置で回収された水滴を集めて緑化手段に送る送水手段とを備えたことを特徴とする緑化改善システム。
【請求項１０】
請求項９において、
気象・環境状況を予測する予測システムにより霧滴回収装置及び送水手段の作動を調整し緑化手段への安定した水の供給を確保する水供給制御手段を備えたことを特徴とする緑化改善システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、霧滴を回収して造水等を行う霧滴回収装置及びこの霧滴回収装置を適用した緑化プラント設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
降雨量の少ない地域での淡水化の技術として、海水を海水淡水化装置に導き、蒸発法または浸透膜法によって海水を淡水化する造水装置が従来使用されている。造水装置は、海水淡水化装置により淡水を得ているため、海水の淡水化に多大のエネルギー（電力、熱）を必要とし、造水コストが嵩み送水に多大なコストを必要としていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
降雨量の少な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が、霧と造水とを関連付けた技術は存在していないのが現状である。発生した霧を造水に結び付けることができれば、降雨量の少ない地域での水の確保が行え、造水のコストを低減することができる。
【０００４】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置を提供することを目的とする。
【０００５】
また、本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置を備え緑化手段への安定した水の供給を確保することができる緑化改善システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の霧滴回収装置は、霧の発生箇所に設置されるダクトを備え、ダクトに加速した霧を送るための送風ファンを設置し、送風ファンで送られた霧滴の流れに抵抗を与えて水滴を付着させる水滴付着板をダクトの内部に設けたことを特徴とする。
【０００７】
そして、水滴付着板を金属で構成したことを特徴とする。
【０００８】
また、ダクトに放電手段を設けると共に水滴付着板を接地し、霧滴にコロナ放電を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、出口部の流路を狭めた絞り部をダクトに形成し、水滴付着板に付着されない水滴を排出する際に水滴の粒径を大きくした状態で出口部から排出させることを特徴とする。
【００１０】
また、霧の発生を検出する霧発生検出手段を備え、霧発生検出手段の検出情報が入力され霧の発生が検出された際に送風ファンを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、大気温度を検出する温度検出手段を備え、設置場所の湿度状況に基づいた露点温度が記憶されると共に温度検出手段の検出情報が入力され検出された大気温度が記憶されている露点温度よりも低い時に送風ファンを駆動させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、出口部の流路を狭めた絞り部をダクトに形成し、水滴付着板に付着されない水滴を排出する際に水滴の粒径を大きくした状態で出口部から排出させることを特徴とする。
【００１３】
また、ダクトが設置される霧の発生箇所は降雨量の少ない山岳地帯であることを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するための本発明の緑化改善システムは、乾燥地に人為的に水分を供給することで植物を生育させる緑化手段と、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の霧滴回収装置と、霧滴回収装置で回収された水滴を集めて緑化手段に送る送水手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
そして、気象・環境状況を予測する予測システムにより霧滴回収装置及び送水手段の作動を調整し緑化手段への安定した水の供給を確保する水供給制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５に基づいて本発明の霧滴回収装置を説明する。
【００１７】
図１、図２に基づいて本発明の霧滴回収装置の第１実施形態例を説明する。図１には本発明の第１実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成、図２にはコロナ放電による霧捕集原理を示してある。
【００１８】
図１に示すように、霧の発生箇所として、例えば、降雨量の少ない山岳地帯に本実施形態例に係る霧滴回収装置１が設置されている。霧滴回収装置１は、例えば、筒状のダクト２が備えられ、ダクト２の入口部には送風ファン３が備えられている。送風ファン３の後流側におけるダクト２の内部にはダクト２の流れ方向（図中左右方向）に波形をなす金属製の水滴付着板４が複数枚（図示例では６枚）設けられている。
【００１９】
送風ファン３によって吸い込まれて加速された霧滴６ａは波形の水滴付着板４によって流れに抵抗が与えられ、水滴付着板４の表面に水滴６ｂとなって付着する。水滴付着板４は金属製となっているので、過飽和度が増して水滴の付着が促進される。水滴付着板４の表面に付着した水滴は落下して回収され、図示しない回収手段によって必要箇所に送られる。
【００２０】
送風ファン３と水滴付着板４の間には金属製網状の放電ネット５が配され、複数枚の水滴付着板４は電気的に結合されて接地されている。放電ネット５には電源７が接続され、放電ネット５に電圧を印加することにより、霧滴６ａがコロナ放電されてプラスに電荷され、マイナス電極となった水滴付着板４に電気的に付着される。これにより、水滴６ｂの捕集が促進される。
【００２１】
即ち、図２に示すように、電圧が印加された放電ネット５を霧滴６ａが通過することにより、霧滴６ａがコロナ放電されてプラスに電荷され、プラスに電荷された霧滴６ａがマイナス電極となった水滴付着板４に電気的に吸着する。そして、水滴６ｂとなって捕集され、捕集量の増大を図ることができる。
【００２２】
上記構成の霧滴回収装置１は、送風ファン３によって霧滴６ａが加速されて吸い込まれ、放電ネット５を通過してコロナ放電され、マイナス電極となった水滴付着板４によって流れに抵抗が与えられ、水滴付着板４の表面に水滴６ｂとなって付着する。送風ファン３によって霧滴６ａが加速されることにより、粒子の付着効率が向上する。水滴付着板４は金属製となっているので、過飽和度が増して水滴の付着が促進される。この時、水滴付着板４を冷却手段によって冷却し過飽和度を更に増すようにすることも可能である。また、霧滴６ａが電気的に水滴付着板４に吸着し、捕集量が増大される。
【００２３】
ちなみに、霧滴回収装置１で霧滴６ａを捕集した場合、例えば、ダクト２の直径を１ｍ程度として１日に１０リッター程度の捕集量が得られる。これは、降雨量の極端に少ない地域で使用した場合、多量の水に相当する量が回収されることになる。
【００２４】
従って、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置１とすることが可能になる。
【００２５】
尚、霧滴回収装置１は、霧滴を水滴として径を大きくして霧を除去することができるので、高速道路や空港等に設置して霧を除去する装置として適用することも可能である。
【００２６】
図３に基づいて本発明の霧滴回収装置の第２実施形態例を説明する。図３には本発明の第２実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００２７】
図３に示すように、霧の発生箇所として、例えば、降雨量の少ない山岳地帯に本実施形態例に係る霧滴回収装置１１が設置されている。霧滴回収装置１１は、例えば、筒状のダクト２が備えられ、ダクト２の入口部には送風ファン３が備えられている。送風ファン３の後流側におけるダクト２の内部にはダクト２の流れ方向（図中左右方向）に波形をなす金属製の水滴付着板４が複数枚（図示例では６枚）設けられている。
【００２８】
送風ファン３によって吸い込まれて加速された霧滴６ａは波形の水滴付着板４によって流れに抵抗が与えられ、水滴付着板４の表面に水滴６ｂとなって付着する。水滴付着板４は金属製となっているので、過飽和度が増して水滴の付着が促進される。水滴付着板４の表面に付着した水滴は落下して回収され、図示しない回収手段によって必要箇所に送られる。
【００２９】
ダクト２内における水滴付着板４の回収率は１００％ではないので、水滴付着板４で回収されなかった霧滴６ａはそのまま排出されることになる。霧滴６ａは微細な粒子であるため、霧による視界障害を解消する必要がある場合には（霧の除去を目的として使用する場合には）十分な装置とはなりえない。
【００３０】
このため、霧滴回収装置１１のダクト２の出口部には、流路を狭めた絞り部１２が形成されている。水滴付着板４で回収されなかった霧滴６ａは流路が狭められた絞り部１２で集合して粒子密度が増加し、かつ流速が増加されて乱流状態が強められ、粒子の凝縮が促進される。これにより、回収されずに排出される霧滴が大径の霧滴６ｃとなって微細な粒子による視界障害が和らげられ、霧除去の作用を併せ持たせる装置とすることができる。
【００３１】
従って、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置１１とすることが可能になる。
【００３２】
尚、第２実施形態例の霧滴回収装置１１に放電ネット５及び電源７を設け、霧滴６ａをコロナ放電させる機構にすることも可能である。
【００３３】
図４に基づいて本発明の霧滴回収装置の第３実施形態例を説明する。図４には本発明の第３実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００３４】
図４に示すように、霧の発生箇所として、例えば、降雨量の少ない山岳地帯に本実施形態例に係る霧滴回収装置１５が設置されている。霧滴回収装置１５は、例えば、筒状のダクト２が備えられ、ダクト２の入口部には送風ファン３が備えられている。送風ファン３の後流側におけるダクト２の内部にはダクト２の流れ方向（図中左右方向）に波形をなす金属製の水滴付着板４が複数枚（図示例では６枚）設けられている。
【００３５】
送風ファン３によって吸い込まれて加速された霧滴６ａは波形の水滴付着板４によって流れに抵抗が与えられ、水滴付着板４の表面に水滴６ｂとなって付着する。水滴付着板４は金属製となっているので、過飽和度が増して水滴の付着が促進される。水滴付着板４の表面に付着した水滴は落下して回収され、図示しない回収手段によって必要箇所に送られる。
【００３６】
霧滴回収装置１５は、霧が発生した時にのみ送風ファン３を駆動することができれば、電力量の節約と耐久性の劣化抑制及び使用頻度に伴うメンテナンスの増加抑制を図ることができる。
【００３７】
このため、霧滴回収装置１５には設置箇所の霧の発生を検出する霧発生検出手段１６が設けられると共に霧発生検出手段１６の検出情報が入力される制御手段１７が備えられている。送風ファン３は制御手段１７からの駆動指令があったときに駆動される（通電される）。霧発生検出手段１６は、例えば、ワイヤーに通電を行い、ワイヤーに霧が付着したときの電流変化を検出して霧の発生の有無を検出するものである。
【００３８】
上述した霧滴回収装置１５では、霧発生検出手段１６により霧の発生が検出されると、その情報が制御手段１７に入力され、制御手段１７から送風ファン３に駆動指令が出力される。これにより、霧発生検出手段１６により霧の発生が検出されたときにのみ送風ファン３が駆動され、霧の発生時にのみ稼働させることができる。従って、電力量の節約と耐久性の劣化抑制及び使用頻度に伴うメンテナンスの増加抑制を図ることが可能になり、低コストの運用が可能になる。
【００３９】
従って、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置１５とすることが可能になる。
【００４０】
図５に基づいて本発明の霧滴回収装置の第３実施形態例を説明する。図５には本発明の第４実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成を示してある。尚、図１に示した部材と同一部材には同一符号を付してある。
【００４１】
図５に示すように、霧の発生箇所として、例えば、降雨量の少ない山岳地帯に本実施形態例に係る霧滴回収装置２１が設置されている。霧滴回収装置２１は、例えば、筒状のダクト２が備えられ、ダクト２の入口部には送風ファン３が備えられている。送風ファン３の後流側におけるダクト２の内部にはダクト２の流れ方向（図中左右方向）に波形をなす金属製の水滴付着板４が複数枚（図示例では６枚）設けられている。
【００４２】
送風ファン３によって吸い込まれて加速された霧滴６ａは波形の水滴付着板４によって流れに抵抗が与えられ、水滴付着板４の表面に水滴６ｂとなって付着する。水滴付着板４は金属製となっているので、過飽和度が増して水滴の付着が促進される。水滴付着板４の表面に付着した水滴は落下して回収され、図示しない回収手段によって必要箇所に送られる。
【００４３】
水滴付着板４は金属製となっているため、積極的に冷却することで過飽和度を増して霧滴６ａの回収効率を高める（液滴化促進）ことが考えられる。しかし、山岳地帯等、冷却手段（冷凍機等）の調達が困難な場所に霧滴回収装置２１を設置する場合には冷却手段を設けることが困難である。そこで、本実施形態例では、外気温度との関係で水滴付着板４が冷却される条件の元で稼働させるようにしたものである。
【００４４】
即ち、霧滴回収装置２１には設置箇所の大気温度ｔ１を検出する大気温度検出手段２２が設けられると共に大気温度検出手段２２の検出情報が入力される制御手段２３が備えられている。制御手段２３には設置箇所の年間気象（相対湿度）の情報が入力され、平均相対湿度が演算されてその時の露点温度ｔ０が記憶されている。送風ファン３は制御手段１７からの駆動指令があったときに駆動される（通電される）。
【００４５】
制御手段２３では大気温度ｔ１と露点温度ｔ０が比較され、露点温度ｔ０が高くなった時にのみ、即ち、大気温度ｔ１が低くなって水滴付着板４が冷却される条件となった時にのみ送風ファン３に駆動指令が出力される。
【００４６】
これにより、送風ファン３により吸い込まれた大気が水滴付着板４の周辺を流れ、乱流伝熱により冷却現象が促進されて水滴付着板４を冷却することができる。大気温度ｔ１が露点温度ｔ０よりも高くなった時は送風ファン３を停止させる。この時は大気は流れていないので、自然対流熱伝達のみであるため放熱現象を最低に抑えることができる。
【００４７】
送風ファン３の駆動を行うか否かを相対湿度の平均的な値で判断しているため、実際には値にばらつきが生じて全ての条件で過飽和状態をつくり出すことはできないが、冷却手段を設ける場合のコストパフォーマンスを考慮すると、冷却手段を設けることなく冷却効果を高めることが可能になる。
【００４８】
上述した霧滴回収装置２１では、大気温度ｔ１が低くなって水滴付着板４が冷却される条件となった時にのみ送風ファン３に駆動指令が出力される。これにより、冷却手段を設けることなく水滴付着板４の冷却効果を高めた状態で送風ファン３が駆動され。従って、効率よく凝縮を行って水滴を回収することが可能になる。
【００４９】
従って、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置２１とすることが可能になる。
【００５０】
尚、第３実施形態例の霧滴回収装置１１及び第４実施形態例の霧滴回収装置１５及び第５実施形態例の霧滴回収装置２１に放電ネット５及び電源７を設け、霧滴６ａをコロナ放電させる機構にすることも可能である。また、ダクト２に絞り部１２を設けることも可能である。
【００５１】
次に、図６に基づいて上述した霧滴回収装置を備えた緑化改善システムを説明する。図６には緑化改善システムの概要を表すブロック構成を示してある。
【００５２】
図に示すように、乾燥地である砂漠等に人為的に水分を供給することで植物（耐乾燥植物、樹木や作物等）を生育させると共に保水を行なう緑化手段としての砂漠緑化プラント３１が設けられている。
【００５３】
海岸線近傍には造水プラント３２が設置され、造水プラント３２で海水から造水された蒸留水は砂漠緑化プラント３１に送水Ｂされる。また、海水を処理することにより淡水を得ると共に得られた淡水を砂漠緑化プラント３１に送水Ｂする海水淡水化手段としての海水淡水化プラント３４が設置されている。
【００５４】
一方、山岳地帯等の適宜箇所には風力発電所３５が設けられ、風力発電所３５からの電力は造水プラント３２及び海水淡水化プラント３４に送電Ｃされる。また、山岳地帯等の適宜箇所（降雨量の少ない山岳地帯：霧の発生箇所）には、霧滴回収プラント２５（図１乃至図５で説明した霧滴回収装置１、１１、１５、２１に相当）が設けられ、霧滴回収装置２５で回収された水滴は砂漠緑化プラント３１に送水Ｂされる。
【００５５】
また、海水淡水化プラント３４の近傍には太陽光発電所３７が設けられ、太陽光発電所３７からの電力は海水淡水化プラント３４及び造水プラント３２及び砂漠緑化プラント３１に送電Ｃされる。
【００５６】
更に、制御手段及び予測システムとしての広域気象予測システム３６が設置され、広域気象予測システム３６では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３６には広域気象観測及び通信を行なう衛星３８から観測情報Ｄが送られる。
【００５７】
広域気象予測システム３６からは、砂漠緑化プラント３１、造水プラント３２及び海水淡水化プラント３４に気象予測情報Ｅが送られ、各システムの動力の作動状況等が調整される。
【００５８】
また、広域気象予測システム３６からは、風力発電所３５及び太陽光発電所３７に自然エネルギー量予測情報Ｆが送られ、各発電所における発電状況が調整される。
【００５９】
広域気象予測システム３６から送られる気象予測情報Ｅ及び自然エネルギー量予測情報Ｆにより、現在から将来にわたり気象・環境状況が予測されて全体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３１への安定した水の供給が確保されるように制御される。
【００６０】
例えば、太陽光が少ない気象条件の時に太陽光発電所３７の負荷を抑えると共に風力発電所３５の負荷を高くし、風量が少ない気象条件の時に太陽光発電所３７の負荷を高くすると共に風力発電所３５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。
【００６１】
また、造水プラント３２では、日射時間や日射量に応じて海水淡水化プラント３４での造水能力を高めたり、逆に造水プラント３３の造水能力を抑える等して、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３１に安定した水の供給を確保する。
【００６２】
上述した緑化改善システムでは、海水淡水化プラント３４で造水される淡水に加えて、造水プラント３２により水が造水され、更に、霧滴回収プラント２５で霧を凝縮させた水滴が回収されるので、海水淡水化プラント３４の処理能力を低くした場合でも緑化のための十分な水が確保される。
【００６３】
従って、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置を備え砂漠緑化プラント３１への安定した水の供給を確保することができる緑化改善システムとすることが可能になる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明の霧滴回収装置は、霧の発生箇所に設置されるダクトを備え、ダクトに加速した霧を送るための送風ファンを設置し、送風ファンで送られた霧滴の流れに抵抗を与えて水滴を付着させる水滴付着板をダクトの内部に設けたので、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置とすることが可能になる。
【００６５】
本発明の緑化改善システムは、乾燥地に人為的に水分を供給することで植物を生育させる緑化手段と、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の霧滴回収装置と、霧滴回収装置で回収された水滴を集めて緑化手段に送る送水手段とを備えたので、霧滴を回収して造水等を行うことができる霧滴回収装置を備え緑化手段への安定した水の供給を確保することができる緑化改善システムとすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成図。
【図２】コロナ放電による霧捕集原理説明図。
【図３】本発明の第２実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成図。
【図４】本発明の第３実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成図。
【図５】本発明の第４実施形態例に係る霧滴回収装置の概略構成図。
【図６】緑化改善システムの概要を表すブロック構成図。
【符号の説明】
１，１１，１５，２１　霧滴回収装置
２　ダクト
３　送風ファン
４　水滴付着板
５　放電ネット
６ａ，６ｃ霧滴
６ｂ　水滴
７　電源
１２　絞り部
１６　霧発生検出手段
１７，２３　制御手段
２２　大気温度検出手段
２５　霧滴回収プラント
３１　砂漠緑化プラント
３２　海水蒸気送風プラント
３３　造水プラント
３４　海水淡水化プラント
３５　風力発電所
３６　広域気象予測システム
３７　太陽光発電所
３８　衛星
【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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