(57)【要約】【課題】空気中から取り出した水分を飲料水として利用することを可能にする製水装置及び製水方法を提供する。【解決手段】本発明に係る製水装置は、空気中に含まれる水蒸気（１１１）を水分として取り出す製水機（１１０）と、前記水分を保存する保存容器（１２０）と、前記製水機（１１０）と前記保存容器（１２０）とを外気から遮断した状態で連結する連結管（１３０）と、前記保存容器（１２０）中の前記水分を除菌された状態に維持する除菌手段（１４０）と、からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気中に含まれる水蒸気を水分として取り出す製水機と、
前記水分を保存する保存容器と、
前記製水機と前記保存容器とを外気から遮断した状態で連結する連結管と、
前記保存容器中の前記水分を除菌された状態に維持する除菌手段と、
からなる製水装置。
【請求項２】
前記除菌手段は前記保存容器内の前記水分に対して遠赤外線または紫外線を照射する照射装置からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の製水装置。
【請求項３】
前記除菌手段は、前記保存容器内に収容された光触媒からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の製水装置。
【請求項４】
前記除菌手段は、前記保存容器の内面上に形成された光触媒層からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の製水装置。
【請求項５】
前記連結管または前記保存容器には、前記水分に添加剤を付加する添加剤供給手段が接続されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の製水装置。
【請求項６】
前記連結管には濾過フィルターが取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の製水装置。
【請求項７】
前記製水機は、
太陽光が照射される位置に配置され、水蒸気を含む空気を内部に蓄えている空気リザーバと、
太陽光が照射されない位置に配置されている熱交換用配管と、
前記空気リザーバと前記熱交換用配管とを連結し、非伝熱性の物質からなる継管と、
からなるものであることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の製水装置。
【請求項８】
前記製水機は、
太陽光を通過させる外壁を有する加湿室と、
前記加湿室の内部に水を供給する水供給手段と、
前記加湿室と前記空気リザーバとを連通させる連通管と、
をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の製水装置。
【請求項９】
空気中に含まれる水蒸気を水分として取り出す第一の過程と、
前記第一の過程において取り出された前記水分を外気から遮断した状態で保存容器に送られる第二の過程と、
前記保存容器中の前記水分を除菌された状態に維持する第三の過程と、
からなる製水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気中に含有される水蒸気から飲料水を生成する製水装置及び製水方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中から水を取り出す装置及び方法については、これまでに多くのものが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２００４−１６９３２１号公報は、回動自在に枢支され、吸湿性を有し、空気がその厚さ方向に流通することができる吸湿ローターと、この吸湿ローターの一部領域であって湿気を吸湿した吸湿ローターを再生する再生領域の対向する２つの面に両端がそれぞれ開口し、前記吸湿ローターを再生するための再生用空気を循環させる再生用通路と、この再生用通路の下部に設けられ、結露水を前記再生用通路から取り出すドレイン孔と、を備える装置を提案している。
【特許文献１】特開２００４−１６９３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の公報を含めて、これまでに提案されてきた装置及び方法は空気中からいかに効率的に水分を取り出すかを目的としたものであり、空気中から取り出した水分をいかに有効に利用するかを目的としたものではなかった。特に、空気中から取り出した水分を飲料水として利用することに着目したものは皆無であった。
【０００５】
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、空気中から取り出した水分を飲料水として利用することを可能にする製水装置及び製水方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下に、「発明の実施の形態」において使用される参照符号を用いて、上述の課題を解決するための手段を説明する。これらの参照符号は、「特許請求の範囲」の記載と「発明の実施の形態」の記載との間の対応関係を明らかにするためにのみ付加されたものであり、「特許請求の範囲」に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いるべきものではない。
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、空気中に含まれる水蒸気（１１１）を水分として取り出す製水機（１１０）と、前記水分を保存する保存容器（１２０）と、前記製水機（１１０）と前記保存容器（１２０）とを外気から遮断した状態で連結する連結管（１３０）と、前記保存容器（１２０）中の前記水分を除菌された状態に維持する除菌手段（１４０）と、からなる製水装置を提供する。
【０００８】
前記除菌手段（１４０）としては、例えば、前記保存容器（１２０）内の前記水分に対して遠赤外線または紫外線（１４２）を照射する照射装置（１４１）を用いることができる。
【０００９】
前記除菌手段（１４０）としては、例えば、前記保存容器（１２０）内に収容された光触媒（１４３）を用いることができる。
【００１０】
前記除菌手段（１４０）としては、例えば、前記保存容器（１２０）の内面上に形成された光触媒層（１４４）を用いることもできる。
【００１１】
前記連結管（１３０）または前記保存容器（１２０）には、前記水分に添加剤を付加する添加剤供給手段（５１０）を接続させることができる。
【００１２】
前記連結管（１３０）には濾過フィルター（６１０）を取り付けることができる。
【００１３】
前記製水機（１１０）は、例えば、太陽光（７０１）が照射される位置に配置され、水蒸気を含む空気を内部に蓄えている空気リザーバ（７１１）と、太陽光（７０１）が照射されない位置に配置されている熱交換用配管（７１２）と、前記空気リザーバ（７１１）と前記熱交換用配管（７１２）とを連結し、非伝熱性の物質からなる継管（７１３）と、から構成することができる。
【００１４】
あるいは、前記製水機（１１０）は、太陽光（７０１）を通過させる外壁を有する加湿室（８１１）と、前記加湿室（８１１）の内部に水を供給する水供給手段（８１２）と、前記加湿室（８１１）と前記空気リザーバ（７１１）とを連通させる連通管（８１３）と、をさらに備えるものとして構成することもできる。
【００１５】
また、本発明は、空気中に含まれる水蒸気（１１１）を水分として取り出す第一の過程と、前記第一の過程において取り出された前記水分を外気から遮断した状態で保存容器（１２０）に送られる第二の過程と、前記保存容器（１２０）中の前記水分を除菌された状態に維持する第三の過程と、からなる製水方法を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
空気中から取り出された水分は無菌の状態である。すなわち、人体に有害な菌類は一切含まれていない。本発明に係る製水装置においては、製水機により、空気中から取り出された水分を、連結管を介して、外気から遮断した状態で保存容器内に送り込む。保存容器も外気から遮断されているため、製水機から排水された水分は一切外気に触れることなく、保存容器の内部に蓄えられる。さらに、保存容器の内部に蓄えられた水分は除菌手段により除菌されることにより、無菌状態に維持される。
【００１７】
従って、保存容器から出て来る水は無菌状態であり、飲料水として利用することができる。
【００１８】
このように、本発明に係る製水装置または製水方法によれば、空気中の水蒸気を集めて飲料水を作り出すことが可能である。例えば、地震、津波その他の自然災害時においては、飲料水の不足が常に問題となるが、本発明に係る製水装置または製水方法を用いることにより、飲料水の不足をある程度解消することができる。
【００１９】
さらには、砂漠地帯を抱える国または地域のように飲料水を確保することが困難な国または地域、あるいは、清潔な飲料水の供給が十分ではない国または地域においても、本発明に係る製水装置または製水方法を有効に活用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（第一の実施形態）
図１は本発明の第一の実施形態に係る製水装置１００のブロック図である。
【００２１】
本実施形態に係る製水装置１００は、空気中に含まれる水蒸気１１１を水分として取り出す製水機１１０と、製水機１００が取り出した水分を保存する保存容器１２０と、製水機１１０と保存容器１２０とを外気から遮断した状態で連結する連結管１３０と、保存容器１２０の内部に蓄えられた水分を除菌された状態に維持する除菌手段１４０と、から構成されている。
【００２２】
製水機１１０の構造は限定されない。空気中に含まれる水蒸気１１１を水分として取り出す能力を有しているものであれば、どのような構造の製水機をも用いることができる。
【００２３】
例えば、製水機１１０として、市販の除湿機を用いることも可能である。除湿機は、冷たい物に水蒸気が触れると水蒸気が結露することを利用して、その結露した水分を排水することにより、空気中の水分を除去する、すなわち、除湿を行うものである。
【００２４】
製水機１１０はドレイン管１１２を備えており、製水機１１０により取り出された水分はドレイン管１１２から排水される。
【００２５】
保存容器１２０は水分を蓄えておくのに適した素材からなる。例えば、保存容器１２０はプラスチック、セラミック、ガラス、アルミニウムなどの錆びない金属などからつくられる。
【００２６】
保存容器１２０にはコック１２１が取り付けられており、保存容器１２０の内部に蓄えられた水はコック１２１を介して取り出すことができる。
【００２７】
連結管１３０は製水機１１０のドレイン管１１２と保存容器１２０とを外気から遮断した状態で接続する。連結管１３０は耐水性を有する素材からつくられる。例えば、連結管１３０はプラスチック、アルミニウムなどからつくられる。
【００２８】
除菌手段１４０は、保存容器１２０の内部に蓄えられた水分を除菌された状態に維持する。除菌手段１４０の具体例については後述する。
【００２９】
以上のような構造を有する本実施形態に係る製水装置１００は以下のように機能する。
【００３０】
製水機１１０は空気中に含まれる水蒸気１１１を水分として取り出す。
【００３１】
空気中から取り出された水分は無菌の状態である。すなわち、人体に有害な菌類は一切含まれていない。しかしながら、空気中から取り出した水分を空気に晒しておくと、空気中に存在する菌類が水分に入り込み、水中で繁殖し、その結果、その水は飲料水としては使用できないという事態に陥ることがある。
【００３２】
このため、本実施形態に係る製水装置１００においては、製水機１１０から排水された水分を、連結管１３０を介して、外気から遮断した状態で保存容器１２０内に送り込む。保存容器１２０も外気から遮断されているため、製水機１１０から排水された水分は一切外気に触れることなく、保存容器１２０の内部に蓄えられる。
【００３３】
さらに、保存容器１２０の内部に蓄えられた水分は除菌手段１４０により除菌されることにより、無菌状態に維持される。
【００３４】
このため、コック１２１から出て来る水は無菌状態であり、飲料水として利用することができる。
【００３５】
以上のように、本実施形態に係る製水装置１００によれば、空気中の水蒸気を集めて飲料水を作り出すことが可能である。例えば、地震、津波その他の自然災害時においては、飲料水の不足が常に問題となるが、本実施形態に係る製水装置１００を用いることにより、飲料水の不足をある程度解消することができる。
【００３６】
さらには、砂漠地帯を抱える国または地域のように飲料水を確保することが困難な国または地域、あるいは、清潔な飲料水の供給が十分ではない国または地域においても、本実施形態に係る製水装置１００を有効に活用することができる。
【００３７】
（第二の実施形態）
図２は本発明の第二の実施形態に係る製水装置２００のブロック図である。
【００３８】
本実施形態に係る製水装置２００においては、除菌手段１４０として、紫外線照射装置１４１を用いている。
【００３９】
図２に示すように、防水機能を施された紫外線照射装置１４１は保存容器１２０に蓄えられている水の中に沈められ、水中において、水に対して紫外線１４２を照射している。紫外線１４２は殺菌作用を有しているので、水中に菌が発生したとしても、殺菌され、保存容器１２０内の水は無菌状態に保たれる。
【００４０】
なお、水中に沈める紫外線照射装置１４１の数は任意である。また、紫外線照射装置１４１を水上に配置し、水上から紫外線を照射するようにすることも可能である。
【００４１】
なお、殺菌作用を有する光線を発する照射装置であれば、紫外線照射装置１４１に代えて、どのような装置をも使用することができる。例えば、紫外線照射装置１４１に代えて、遠赤外線を照射する装置を用いることも可能である。
【００４２】
（第三の実施形態）
図３は本発明の第三の実施形態に係る製水装置３００のブロック図である。
【００４３】
本実施形態に係る製水装置３００においては、除菌手段１４０として、光触媒１４３を用いている。光触媒１４３としては、例えば、酸化チタンを用いることができる。あるいは、光触媒１４３そのものに代えて、光触媒の層を表面に形成したボールなどを用いることもできる。
【００４４】
図３に示すように、光触媒１４３は、保存容器１２０内に蓄えられた水の中に沈められている。
【００４５】
光触媒１４３は、環境を汚染する物質や悪臭を除去する機能を有している。このため、光触媒１４３を保存容器１２０内に収容することにより、保存容器１２０内の水に菌類が発生することを防止することができる。
【００４６】
なお、光触媒１４３は光のエネルギーを使って働く触媒である。このため、保存容器１２０の外壁は光透過性を有する素材でつくられる。例えば、保存容器１２０はガラス、透明プラスチックなどからつくられる。
【００４７】
また、光ケーブルを用いて、光触媒１４３に光をあてることも可能である。この場合には、保存容器１２０の外壁を光透過性を有する素材でつくる必要はなくなる。
【００４８】
（第四の実施形態）
図４は本発明の第四の実施形態に係る製水装置４００のブロック図である。
【００４９】
本実施形態に係る製水装置４００においては、除菌手段１４０として、光触媒層１４４を用いている。
【００５０】
光触媒層１４４は保存容器１２０の内面上に形成されている。光触媒層１４４を形成することにより、第三の実施形態の場合と同様に、保存容器１２０内の水に菌類が発生することを防止することができる。
【００５１】
なお、第三の実施形態の場合と同様に、保存容器１２０の外壁は光透過性を有する素材、例えば、ガラス、透明プラスチックなどからつくられる。
【００５２】
（第五の実施形態）
図５は本発明の第五の実施形態に係る製水装置５００のブロック図である。
【００５３】
本実施形態に係る製水装置５００は、図１に示した第一の実施形態に係る製水装置１００と比較して、添加剤供給手段５１０をさらに備えている。
【００５４】
図５に示すように、添加剤供給手段５１０は、添加剤が収納されている添加剤収納容器５１１と、添加剤収納容器５１１と保存容器１２０とを接続する継管５１２と、継管５１２に設けられた流量調節バルブ５１３と、から構成されている。
【００５５】
添加剤収納容器５１１には種々の添加剤を収納することができる。例えば、添加剤としては、水をおいしくするミネラル分などの栄養素を含む鉱物を選択することができる。
【００５６】
添加剤収納容器５１１に収納されている添加剤は、継管５１２を介して、流量調節バルブ５１３により流量を調節されて、保存容器１２０内に供給される。
【００５７】
本実施形態に係る製水装置５００によれば、添加剤の種類に応じて、保存容器１２０内に蓄えられた飲料水の特性を変えることが可能である。
【００５８】
なお、本実施形態においては、添加剤供給手段５１０は保存容器１２０に接続されているが、添加剤供給手段５１０を連結管１３０に接続させることも可能である。
【００５９】
（第六の実施形態）
図６は本発明の第六の実施形態に係る製水装置６００のブロック図である。
【００６０】
本実施形態に係る製水装置６００は、図１に示した第一の実施形態に係る製水装置１００と比較して、連結管１３０の途中に取り付けられた濾過フィルター６１０をさらに備えている。
【００６１】
仮に、製水機１１０から供給される水の中に埃その他の不要物が混合したとしても、連結管１３０に濾過フィルター６１０を取り付けることにより、そのような埃を除去することが可能である。
【００６２】
あるいは、濾過フィルター６１０として除菌作用を有するフィルターを用いることもできる。
【００６３】
なお、濾過フィルター６１０を連結管１３０の途中に取り付けることは必ずしも必要ではなく、製水機１１０のドレイン管１１２と連結管１３０との間に取り付けることも可能である。
【００６４】
（第七の実施形態）
図７は本発明の第七の実施形態に係る製水装置における製水機７１０のブロック図である。
【００６５】
本実施形態における製水機７１０は、太陽光７０１が照射されるように地表に配置された空気リザーバ７１１と、地中に配置されている熱交換用配管７１２と、空気リザーバ７１１と熱交換用配管７１２とを連結する継管７１３と、から構成されている。
【００６６】
空気リザーバ７１１はその内部に水蒸気含有空気を蓄えている。空気リザーバ７１１は、太陽光７０１に照射されることにより、内部の水蒸気含有空気を加熱する。具体的には、空気リザーバ７１１の内部の水蒸気含有空気は外気とほぼ同じ温度まで加熱される。
【００６７】
本実施形態においては、太陽光７０１を効率的に集光するために、空気リザーバ７１１には輻射板７１４が取り付けられている。ただし、空気リザーバ７１１に輻射板７１４を取り付けることは必ずしも必要ではない。
【００６８】
継管７１３は非伝熱性の物質でつくられており、空気リザーバ７１１の内部において加熱された水蒸気含有空気は、その熱を逃がすことなく、継管７１３を介して、熱交換用配管７１２に送られる。
【００６９】
熱交換用配管７１２は地中に配置されているため、太陽光７０１は照射されない。このため、熱交換用配管７１２は地中の温度とほぼ同じ温度になっており、この温度は外気の温度よりも低い。
【００７０】
熱交換用配管７１２にはドレイン管１１２（図１参照）が取り付けられている。
【００７１】
熱交換用配管７１２に送られた、空気リザーバ７１１の内部において加熱された水蒸気含有空気が、その水蒸気含有空気の温度よりも低い温度になっている熱交換用配管７１２の外壁に接触すると、水蒸気含有空気に含まれる水蒸気が結露し、水分となる。このように、水蒸気の結露により生じた水分はドレイン管１１２を通り、連結管１３０を介して、保存容器１２０に送られる。
【００７２】
本実施形態における製水機７１０によれば、除湿機などの複雑な機構を用いることなく、空気中の水蒸気を液化させることが可能である。このため、太陽光が強い砂漠地帯には特に有効である。
【００７３】
なお、本実施形態における製水機７１０においては、空気リザーバ７１１は、太陽光７０１が照射されるように地表に配置したが、空気リザーバ７１１を地表に配置することは必ずしも必要ではない。例えば、空気リザーバ７１１を室内に配置し、ミラーを使って、太陽光を空気リザーバ７１１に誘導することも可能である。
【００７４】
また、本実施形態における製水機７１０においては、熱交換用配管７１２は地中に配置されているが、太陽光が照射されない位置であれば、熱交換用配管７１２は任意の位置に配置することができる。
【００７５】
（第八の実施形態）
図８は本発明の第八の実施形態に係る製水装置における製水機８１０のブロック図である。
【００７６】
本実施形態に係る製水装置における製水機８１０は、図７に示した製水機７１０と比較して、太陽光７０１を通過させる外壁を有する加湿室８１１と、加湿室８１１の内部に水を供給する水供給手段８１２と、加湿室８１１と空気リザーバ７１１とを連通させる連通管８１３と、をさらに備えている。
【００７７】
水供給手段８１２は、川、湖、海その他の水源から水を吸い上げ、加湿室８１１の内部に供給する。この際、図８に示すように、水が気化しやすいように、水を霧状にして加湿室８１１の内部に供給することが好ましい。
【００７８】
水供給手段８１２により加湿室８１１の内部に供給された水は、加湿室８１１に照射される太陽光７０１の熱により加熱されて気化し、水蒸気になる。すなわち、加湿室８１１の内部において、水蒸気を含む空気が作り出される。
【００７９】
加湿室８１１の内部において作り出された水蒸気含有空気は、連通管８１３を経て、空気リザーバ７１１に供給される。
【００８０】
なお、加湿室８１１の内部に存在する水蒸気含有空気を連通管８１３に送り込むため、図８に示すように、加湿室８１１の内部にはファン８１４を設けることも可能である。ただし、ファン８１４を設けることは必ずしも必要ではない。
【００８１】
本実施形態における製水機８１０によれば、特に複雑な機構を用いることなく、水蒸気含有空気を作り出し、空気リザーバ７１１に送り込むことができる。特に、水源を選ぶ必要がないため、どのような水源であっても、本実施形態に係る製水装置により、空気中から水を作り出すことができる。
【００８２】
なお、上記の実施形態においては、本発明を製水装置として表現したが、本発明は製水方法としても表現することが可能である。
【００８３】
本発明に係る製水方法は次の３つの過程を備える。
【００８４】
第一の過程においては、空気中に含まれる水蒸気が水分として取り出される。この第一の過程は、例えば、製水機１１１により行われる。
【００８５】
第二の過程においては、第一の過程において取り出された水分が外気から遮断された状態で保存容器１２０に送られる。
【００８６】
第三の過程においては、保存容器１２０中の水分が除菌された状態に維持される。この第三の過程は、紫外線照射装置１４１や光触媒１４３などの除菌手段１４０により実行される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図２】本発明の第二の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図３】本発明の第三の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図４】本発明の第四の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図５】本発明の第五の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図６】本発明の第六の実施形態に係る製水装置のブロック図である。
【図７】本発明の第七の実施形態に係る製水装置における製水機のブロック図である。
【図８】本発明の第八の実施形態に係る製水装置における製水機のブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１００  本発明の第一の実施形態に係る製水装置
１１０  製水機
１１１  水蒸気
１１２  ドレイン管
１２０  保存容器
１２１  コック
１３０  連結管
１４０  除菌手段
２００  本発明の第二の実施形態に係る製水装置
１４１  紫外線照射装置
１４２  紫外線
３００  本発明の第三の実施形態に係る製水装置
１４３  光触媒
４００  本発明の第四の実施形態に係る製水装置
１４４  光触媒層
５００  本発明の第五の実施形態に係る製水装置
５１０  添加剤供給手段
５１１  添加剤収納容器
５１２  継管
５１３  流量調節バルブ
６００  本発明の第六の実施形態に係る製水装置
６１０  濾過フィルター
７１０  第七の実施形態における製水機
７０１  太陽光
７１１  空気リザーバ
７１２  熱交換用配管
７１３  継管
７１４  輻射板
８１０  第八の実施形態における製水機
８１１  加湿室
８１２  水供給手段
８１３  連通管
８１４  ファン
【図１】
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【図２】
2007107273.tif 000004
【図３】
2007107273.tif 000005
【図４】
2007107273.tif 000006
【図５】
2007107273.tif 000007
【図６】
2007107273.tif 000008
【図７】
2007107273.tif 000009
【図８】
2007107273.tif 000010