(57)【要約】【課題】省スペース化・軽量化可能な蒸留水製造システムを提供する。【解決手段】ペルチェ効果により冷却面１１ａで吸収した熱に応じる熱を放熱面１１ｂから放出するペルチェ素子１１と、ペルチェ素子の放熱面により原水ＲＷを加熱して蒸発させる蒸発部１３と、蒸発部からの気体Ｇを冷却して凝縮を行う冷却部１６と、冷却部からの凝縮された蒸留水ＤＷを貯留する蒸留水貯留槽１７と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペルチェ効果により冷却面で吸収した熱に応じる熱を放熱面から放出するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の放熱面により原水を加熱して蒸発させる蒸発部と、
前記蒸発部からの気体を冷却して凝縮を行う冷却部と、
前記冷却部からの凝縮された蒸留水を貯留する蒸留水貯留槽と、を有することを特徴とする蒸留水製造システム。
【請求項２】
前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、折り畳み可能とされていることを特徴とする請求項１記載の蒸留水製造システム。
【請求項３】
前記冷却部には前記蒸発部に接続される蒸気管が取り外し可能に設けられ、前記蒸留水貯留槽には前記冷却部に接続される蒸留水取出管が取り外し可能に設けられ、前記前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が取り外し可能とされて、前記蒸発部内部に収納可能とされることを特徴とする請求項１または２記載の蒸留水製造システム。
【請求項４】
前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、紙系材料からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の蒸留水製造システム。
【請求項５】
前記蒸発部にはその上全面が密閉可能な開口部とされていることを特徴とする請求項１から４のいずれか記載の蒸留水製造システム。
【請求項６】
前記蒸発部には、温度センサが設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか記載の蒸留水製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸留水製造システムに関し、特に発展途上国等の環境において飲料可能な水としての蒸留水を製造する際に用いて好適な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
人類の生活は、自然の水循環系に人為を加えることによって構築されているといっても過言ではなく、限りある水資源に対し、近年の人口増加や経済発展による水需要増加、水質悪化などにより、一人当たりの使用可能水量は減少し続けている。
その影響は、特に開発途上国の貧困層や社会的弱者にみられるが、水資源の輸入国である我が国にとっても重要な問題となっている。こうした水資源問題の深刻化を背景に、水に起因するさまざまな問題は国際的に取り組むべき緊急的な課題として認知され、世界的な動きも活発化している。
【０００３】
一般的に、水資源とは、農業・工業・発電・生活用水等に利用される資源としての水（＝利水）を指す。水資源問題が深刻化する中、誰もが適度な量と質の水を持続的で公平に享受でき、さらには快適な水環境を保全・創造するための効果的な施策が必要である。
利水分野では、水量の確保、上水（水源や飲料水）の水質確保、公平性に配慮した給水の視点から、すべての人々に安全かつ安定的な水供給を図ることが望まれている。
【０００４】
以上のような流れを概観すると、「安全な飲料水の供給」をひとつの中心軸にすえている点は時代を経ても変わらない。ただし、その手法の理念として、総合的水資源管理が、主要な概念として形成されつつある。近年の世界的な人口増加、都市化、工業化、過度の農業開発などによる急激な社会経済変化により水問題が複雑化、深刻化していることから、その解決のためにさらに広範で有効な総合的水施策が求められるようになってきた。従って、「飲料水の供給」に係る支援策にしても、単なる上水道関連施設等のインフラ整備のみならず、さまざまな視点からの有効な支援策が求められるようになってきた。
【０００５】
水資源の賦存状況は、地域の気候や地形、地質等の地理的条件により大きく左右される。地域で利用（汚染）している水源も、河川、湖沼、ため池、などの表流水や湧水を含む地下水、さらには雨水があり、地域独自の文化や歴史、生活習慣によってその利用方法はさまざまである。現地の実状によっては、一つの水源ではなく複数の水源を利用することも必要になる。
【０００６】
「安全な水」とは利用目的に応じた一定水準以上の水質が確保された水である。安全な水供給のためには、まず水源の水質を確保することと、それを利用する段階で必要に応じ浄化（浄水）することが求められる。
特に、生命維持の必要性から「安全な飲料水の供給」の確保が急務であり、その一手段として蒸留水製造システムがある。
【０００７】
蒸留水製造システムとしては、特許文献１に記載するように、膜蒸留法、特許文献２に記載するように、工場等で用いられる多段式の蒸留水製造装置が知られている。
【０００８】
また、低処理量の蒸留水製造システムとしては、特許文献３、特許文献４に記載するように、家庭用の蒸留水製造装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−２００７７０号公報
【特許文献２】特開２００４−１１３９４９号公報
【特許文献３】特開平０６−２６２１６６号公報
【特許文献４】特開平０９−３１４１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしならが、上記の各技術は、日本国内など先進国において使用することを前提としており、安定した電源、清潔な環境、豊富な資金がその前提となっており、低資金、非衛生的な原水、充分な電源供給の不足、などの劣悪な環境においてはそのままで使用することができないという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
１．    汚水を浄化して飲料可能な水を供給可能とすること。
２．    低資金、非衛生的な原水、充分な電源供給の不足、などの劣悪な環境において浄水製造を可能とすること。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の蒸留水製造システムは、ペルチェ効果により冷却面で吸収した熱に応じる熱を放熱面から放出するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の放熱面により原水を加熱して蒸発させる蒸発部と、
前記蒸発部からの気体を冷却して凝縮を行う冷却部と、
前記冷却部からの凝縮された蒸留水を貯留する蒸留水貯留槽と、を有することにより上記課題を解決した。
本発明において、前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、折り畳み可能とされていることがより好ましい。
本発明は、前記冷却部には前記蒸発部に接続される蒸気管が取り外し可能に設けられ、前記蒸留水貯留槽には前記冷却部に接続される蒸留水取出管が取り外し可能に設けられ、前記前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が取り外し可能とされて、前記蒸発部内部に収納可能とされることが可能である。
また、本発明において、前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、紙系材料からなる手段を採用することもできる。
また、前記蒸発部にはその上全面が密閉可能な開口部とされていることができる。
また、前記蒸発部には、温度センサが設けられることが好ましい。
【００１３】
本発明の蒸留水製造システムは、ペルチェ効果により冷却面で吸収した熱に応じる熱を放熱面から放出するペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の放熱面により原水を加熱して蒸発させる蒸発部と、
前記蒸発部からの気体を冷却して凝縮を行う冷却部と、
前記冷却部からの凝縮された蒸留水を貯留する蒸留水貯留槽と、を有することにより、電力の供給されたペルチェ素子から発生する熱によって原水を蒸発させることが可能となり、省電力で蒸留水を製造することが可能となるとともに、蒸留水貯留槽に貯留された蒸留水を任意の時間に任意の状態で飲用等、適宜利用することが可能となる。
さらに、加熱手段としてペルチェ素子のみを有し、また、蒸発部と冷却部と蒸留水貯留槽とのみを有することで、最小減の構成により蒸留水製造を可能とし、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
また、加熱手段としてペルチェ素子およびシーズヒータのみを有し、また、蒸発部と冷却部と蒸留水貯留槽とのみを有することで、最小減の構成により蒸留水製造を可能とし、省スペース化、低コスト化を図ることができる。
【００１４】
本発明において、前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、折り畳み可能とされていることにより、運搬に際して、小スペース低コスト化を図ることができる。
【００１５】
本発明は、前記冷却部には前記蒸発部に接続される蒸気管が取り外し可能に設けられ、前記蒸留水貯留槽には前記冷却部に接続される蒸留水取出管が取り外し可能に設けられ、前記前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が取り外し可能とされて、前記蒸発部内部に収納可能とされることにより、冷却部および蒸留水貯留槽を蒸発部内部に収納して、運搬に際して省スペース化、低コスト化を図ることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記冷却部および前記蒸留水貯留槽が、紙系材料からなる手段を採用することにより、低コスト化、軽量化を図ることができる。
【００１７】
また、前記蒸発部にはその上全面が密閉可能な開口部とされていることにより、冷却部および蒸留水貯留槽を蒸発部内部に収納可能とすることができる。さらに、蒸発部より残留した不純物を容易に除去可能とすることで、汚水を原水として利用することを容易にして劣悪な環境においても安全な飲料水を供給可能とするとともに、メンテナンスの作業性を向上し、必要な技術力のない環境・地域においても独立して長期に駆動を可能とすることができる。
【００１８】
また、前記蒸発部には、温度センサが設けられることにより、蒸発部における過加熱を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、小型化・省スペース化を図り、低コストで提供可能で、低資金、非衛生的な原水、充分な電源供給の不足、などの劣悪な環境において浄水製造を可能とし、汚水を原水として利用することを容易にして劣悪な環境においても安全な飲料水を供給可能とするとともに、メンテナンスの作業性を向上し、必要な技術力のない環境・地域においても独立して長期に駆動を可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態を示す模式側面図である。
【図２】本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態におけるペルチェ素子を示す模式図である。
【図３】本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態における分解状態を示す模式側面図である。
【図４】本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態における蒸留水貯留槽を示す斜視図（ａ）、同折り畳み状態（ｂ）を示す斜視図である。
【図５】本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態における収納状態を示す模式上面図（ａ）、模式側面図（ｂ）である。
【図６】本発明に係る蒸留水製造システムの第２実施形態における設置状態を示す模式側面図である。
【図７】本発明に係る蒸留水製造システムの第２実施形態における太陽電池モジュールを示す断面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【図８】本発明に係る蒸留水製造システムの第３実施形態における設置状態を示す模式側面図である。
【図９】本発明に係る蒸留水製造システムの第４実施形態を示す模式側面図である。
【図１０】本発明に係る蒸留水製造システムの第４実施形態における蒸発槽を示す模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る蒸留水製造システムの第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態における蒸留水製造システムを示す模式側面図であり、図２は、本実施形態におけるペルチェ素子を示す模式図であり、図３は、本実施形態における蒸留水製造システムにおける分解状態を示す模式側面図であり、図４は、本実施形態における蒸留水製造システムにおける蒸留水貯留槽を示す斜視図（ａ）、同折り畳み状態（ｂ）を示す斜視図であり、図５は、本実施形態における蒸留水製造システムにおける収納状態を示す模式側面図（ａ）、模式側面図（ｂ）であり、図において、符号１０は、蒸留水製造システムである。
【００２２】
本実施形態に係る蒸留水製造システム１０は、図１に示すように、ペルチェ効果により冷却面１１ｂで吸収した熱に応じる熱を放熱面１１ａから放出するペルチェ素子１１と、ペルチェ素子１１に電力を供給する電源部１２と、ペルチェ素子１１の放熱面１１ａにより原水ＲＷを加熱して蒸発させる蒸発部１３と、蒸発部１３からの気体Ｇを冷却して凝縮を行う冷却部１６と、凝集された蒸留水ＤＷを貯留する蒸留水貯留槽１７と、を有する。
【００２３】
ペルチェ素子１１の原理的構成としては、図２に示すように、表裏面が放熱面１１ａと冷却面１１ｂとされる薄板状とされ、これらの間には、厚さ方向に延在するＮ型半導体１１ＮとＰ型半導体１１Ｐとが面内方向に多数配置された構成とされている。
ペルチェ素子１１は、Ｎ型半導体１１Ｎと、Ｐ型半導体１１Ｐとが、電気伝導部１１Ｃを介して、直流電源１１Ｅと直列接続された構成になっている。
なお、直流電源１１Ｅは、後述するように、電源部１２とされるが模式的に図示したものである。
【００２４】
ペルチェ素子１１のＮ型半導体１１ＮやＰ型半導体１１Ｐは、例えばビスマス・テルル化物の半導体であって、それぞれ、不純物ドーピングによる過剰電子と不足電子のエレメントとして構成される。また、電気伝導部１１Ｃは、電気絶縁部１１Ｊを介して、冷却面（熱吸収面）１１ｂと放熱面１１ａとに接続されている。なお、Ｎ型半導体１１ＮやＰ型半導体１１Ｐは、その機能が発現できれば、半導体としての材質等はこれらに限定されるものではない。
【００２５】
直流電源１１Ｅからの電流は、Ｎ型半導体１１Ｎから電気伝導部１１Ｃを介してＰ型半導体１１Ｐへ流れ、このＰ型半導体１１Ｐから電気伝導部１１Ｃを介してＮ型半導体１１Ｎへ流れ、さらに、このＮ型半導体１１Ｎから電気伝導部１１Ｃを介してＰ型半導体１１Ｐへ流れていくことを繰り返し、図２の上側では熱吸収され、下側では熱放出されることになり、この吸熱と放熱によって冷却面１１ｂと放熱面１１ａには、所定の温度差が形成されることになる。
【００２６】
本実施形態において、放熱面１１ａでは、１００℃以上、好ましくは、１００℃〜１２０℃程度、また、冷却面１１ｂでは１００℃未満、好ましくは、６０℃以下１０℃以上、さらに４０℃以下程度とされる発熱吸熱能を発現可能なペルチェ素子１１が適用されることが好ましい。
【００２７】
ペルチェ素子１１には、図１に示すように、冷却面１１ｂ側を空冷するものとされる。  ペルチェ素子部１１ｋは、後述する蒸発部１３における蒸発槽１３ａの下側に設けられ、平面視して蒸発槽１３ａと略同一輪郭となる函体１１ｋ１と、函体１１ｋ１から平面視してはみ出した位置とされる冷却ファン１１ｋ２とを有する。
函体１１ｋ１の内部には、スリット状に設けられて熱を放熱させるフィンを有するアルミヒートシンクが設けられている。冷却ファン１１ｋ２は、外気を取り込みアルミヒートシンクおよび蒸留水貯留槽１７を同時に空冷することができる。なお、函体１１ｋ１は、平面視して蒸発槽１３ａがはみ出さない程度の矩形とされることができる。
【００２８】
蒸発部１３は、図１に示すように、原水ＲＷを貯留するとともにこの原水ＲＷを加熱蒸発する蒸発槽１３ａと、蒸発槽１３ａおよび冷却部１６に連通するように接続されて、蒸発した気体Ｇを冷却部１６へと送り込む蒸気管１３ｃと、を有する。
【００２９】
原水ＲＷは、例えば、蒸留水製造システム１０の設置された井戸水や、地表などに貯留された水等が利用でき、あるいは、汚水の範疇に含まれる程度の水質のものでも構わない。原水ＲＷは、図１に示すように、蒸発槽１３ａに設けられた開閉可能な原水注入口１３ａ１から蒸発槽１３ａに注入・供給される。
【００３０】
蒸発槽１３ａは、図１に示すように、略直方体形の密閉可能な箱状とされて、その底面には、ペルチェ素子１１における放熱面１１ａ側が接触するように、板状のペルチェ素子１１の主面が略水平方向となるように配置されている。蒸発槽１３ａの上側側面には、蒸気管１３ｃが内部と連通するように接続されている。蒸発槽１３ａには、密閉可能な原水注入口１３ａ１が設けられ、蒸発槽１３ａ内部で加熱により蒸発した蒸気Ｇは、原水注入口１３ａ１を密閉することで蒸発槽１３ａ内部の圧力により冷却部１６に送られることが可能となる。原水注入口１３ａ１としては、蒸発槽１３ａの上全面が密閉可能な開口部とされているように設けられる。蒸発槽１３ａの外面は、断熱層１３ｍがペルチェ素子１１と接触する部分以外に設けられている。
【００３１】
また、蒸発部１３の蒸発槽１３ａは、蒸発槽１３ａの温度を検出する温度センサ１３ｋが設けられることが好ましい。
蒸発槽１３ａは、ステンレス、スチール、クロムメッキ、アクリル、シリコン等からなるという構成を有することができ、蒸発槽１３ａ周囲の断熱層１３ｍは、厚さ２〜３０ｍｍ程度の硬質ウレタンフォーム、発泡フェノールレジン、塩基性炭酸マグネシウム、多泡ガラス、グラスウール、ロックウール、超耐熱エポキシ樹脂、または高耐熱性ポリアミドフォーム等からなるという構成を有することができる。
【００３２】
蒸気管１３ｃは、一端側が、蒸発槽１３ａの上側側部位置において蒸発槽１３ａ内部に連通するとともに、他端側が、冷却部１６内部に延在する冷却管１６ｂに連通されている。蒸気管１３ｃは、蒸発槽１３ａに接続される一端側よりも冷却部１６に接続される他端側が上側位置となるように傾斜され、内部を蒸発した気体Ｇが上昇するように配置されている。
蒸気管１３ｃは、図３に示すように、蒸発槽１３ａおよび冷却部１６から取り外し可能となるように構成され、例えば、これら蒸発槽１３ａおよび冷却部１６に対して螺合されている。
【００３３】
冷却部１６は、図１に示すように、冷却手段として、略直方体形の密閉された箱状とされた冷却槽１６ａと、冷却槽１６ａ内部を貫通して一端が蒸気管１３ｃに接続される冷却管１６ｂとを有している。
【００３４】
冷却槽１６ａは、その内部を貫通するように冷却管１６ｂが設けられ、この冷却管１６ｂの外側となる冷却槽１６ａには、冷却媒体ＣＷが充填されている。
冷却媒体ＣＷは、例えば、熱容量の大きな冷媒あるいは水等とされて冷却槽１６ａに密閉され、対流または熱伝導などによって、接している冷却管１６ｂからの熱を冷却面１１ｂに伝達して冷却管１６ｂを冷却するものとされる。
【００３５】
ここで、冷却媒体ＣＷを水としたときには、冷却槽１６ａ上部から冷却媒体ＣＷとしての水を供給し、冷却槽１６ａの下側から流下させることができる。この場合、冷却媒体ＣＷが冷却管１６ｂ内部の飲用可能性のある蒸留水ＲＷとなる気体Ｇと分離されているので、冷却媒体ＣＷとしては汚水に分類される清浄度のものを使用することができる。
【００３６】
冷却管１６ｂは、冷却槽１６ａを貫通するとともに、冷却槽１６ａの内部において、螺旋を描くように形成されて、冷却槽１６ａ内部位置における冷却管１６ｂ内の気体Ｇ滞留時間を長くするように配置されている。
冷却管１６ｂは、蒸気管１３ｃに接続された端部が最上側位置とされ、冷却面１１ｂの上端よりも下側位置に設けられた他端側が冷却槽１６ａの外部に設けられた蒸留水取出口１６ａ１に接続されて、この蒸留水取出口１６ａ１から精製された蒸留水ＤＷを排出可能とされている。冷却槽１６ａ内部における冷却管１６ｂは、略垂直方向が軸方向として螺旋を描くように構成されている。冷却管１６ｂの径寸法が、外径１２ｍｍ内径１０ｍｍ程度とされることができる。
【００３７】
蒸留水貯留槽１７は、図１，図４に示すように、蒸留水取出管１６ａ１によって冷却管１６ｂが接続されるとともに、ラミネート容器などのように樹脂製の柔軟性・可撓性を有する折り畳み可能な密閉容器（フレキシブルボトル）とされ、図４（ｂ）に示すように、内部に蒸留水ＤＷがない状態で容積がほとんどないように折りたためるようになっている。
なお、蒸留水貯留槽１７は、図示した形状以外でも、折りたためる構成であれば他の形状とすることも可能である。なお、図４（ｂ）に示した状態から、さらに、矢印で示すように左右端を内側に折り畳むことなどもできる。このように折り畳むことにより、冷却管１６ｂがある状態の冷却槽１６ａ内部に蒸留水貯留槽１７を収納することが可能となる。
【００３８】
蒸留水貯留槽１７の下部側には、蒸留水取出口が設けられることもでき、この場合、貯溜された蒸留水ＤＷを蒸留水貯留槽１７外部に取り出し可能とすることもできる。この場合、蒸留水取出口は密閉可能とされている。
蒸留水取出管１６ａ１は、図３に示すように、蒸留水貯留槽１７および冷却部１６から取り外し可能となるように構成され、例えば、これら蒸留水貯留槽１７および冷却部１６に対して螺合されている。
【００３９】
冷却槽１６ａと蒸留水貯留槽１７とは、図３に示すように、蒸発槽１３ａおよび函体１１ｋ１から取り外し可能とされて、蒸留水貯留槽１７が、図４に示すように、フレキシブルボトルの場合には、蒸発部１３の蒸発槽１３ａ内部に収納可能とされている。
この際、蒸発槽１３ａと冷却槽１６ａと蒸留水貯留槽１７とは、それぞれの寸法が、蒸発槽１３ａの縦寸法ｔ１１３、冷却槽１６ａの縦寸法ｔ１１６、蒸留水貯留槽１７の縦寸法ｔ１１７、蒸発槽１３ａの横寸法ｔ２１３、冷却槽１６ａの横寸法ｔ２１６、蒸留水貯留槽１７の横寸法ｔ２１７、蒸発槽１３ａの高さ寸法ｔ３１３、冷却槽１６ａの高さ寸法ｔ３１６、蒸留水貯留槽１７の高さ寸法ｔ３１７が、図５に示すように、蒸発部１３の中に冷却部１６が収納され、冷却部１６の中に蒸留水貯留槽１７が収納されるという関係を満たしていることができる。
【００４０】
具体的には、図５に示すように、蒸発槽１３ａおよび冷却槽１６ａを円筒状に形成するとともに、蒸発槽１３ａの縦寸法ｔ１１３および横寸法ｔ２１３である径寸法；１００ｍｍ、冷却槽１６ａの縦寸法ｔ１１６および横寸法ｔ２１６である径寸法；８０ｍｍ、蒸留水貯留槽１７（蒸留水取出管１６ａ１との接続部分）の縦寸法ｔ１１７；２０ｍｍ、蒸留水貯留槽１７（折り畳まない状態）の横寸法ｔ２１７；８８ｍｍ、蒸発槽１３ａの高さ寸法ｔ３１３；１７５ｍｍ、冷却槽１６ａの高さ寸法ｔ３１６；１１５ｍｍ、蒸留水貯留槽１７（折り畳まない状態）の高さ寸法ｔ３１７；５６ｍｍのように設定することができる。
【００４１】
また、冷却部１６および蒸留水貯留槽１７において、蒸留水貯留槽１７がフレキシブルボトルの場合には、図５（ｂ）に示すように、冷却部１６の中に折りたたんだ蒸留水貯留槽１７が収納されるという構成を有することにより、折り畳み可能とされている。
【００４２】
さらに、冷却槽１６ａと蒸留水貯留槽１７とは、紙系材料からなることができる。具体的には、表面コートされた厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度の（種類）紙の両面をポリエチレンでラミネート化工したものとされることができ、または、３５０〜７００ｇ／ｍ２程度の紙を用いることができる。
なお、冷却管１６ｂは、シリコン、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等）、アルミ、ステンレス等熱伝導度の高い材料等という構成を有することができる。
【００４３】
以下、本実施形態の蒸留水製造システム１０における蒸留水ＤＷの製造について説明する。
【００４４】
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、電源部１２から給電された状態において動作する。
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、蒸発槽１３ａと、冷却槽１６ａと、蒸留水貯留槽１７と、冷却管１６ｂと、蒸留水取出管１６ａ１とを、図５に示す収納状態から、図１に示すように動作可能状態に組み立てる。この際、蒸留水貯留槽１７は、図１、図４に示す形状の他、フレキシブルボトル、ペットボトル等、水を貯水でき、衛生を確保できる容器であることが望ましい。なお、蒸留水貯留槽１７を冷却槽１６ａに収納可能な寸法の箱状とすることもできる。
【００４５】
次に、本実施形態の蒸留水製造システム１０は、蒸発部１３の蒸発槽１３ａに原水ＲＷを供給して準備する。蒸発槽１３ａ１への原水ＲＷの注入が完了したら、原水注入口１３ａ１を密閉する。
【００４６】
次に、電源部１２からの電力をペルチェ素子１１に供給することで、放熱面１１ａの温度は上昇し、冷却面１１ｂの温度は低下し、放熱面１１ａと冷却面１１ｂとのあいだで所定の温度差を生ずるように動作させる。
これにより、蒸発部１３において、放熱面１１ａから蒸発槽１３ａ底部を介して原水ＲＷが加熱されて蒸発する。原水注入口１３ａ１が密閉されているため、蒸発した気体（蒸気）Ｇは、蒸発槽１３ａ内部を加圧することになり、蒸発槽１３ａ内部で蒸発した気体Ｇが蒸発槽１３ａ上側へと上昇して、蒸発槽１３ａ最上部付近の蒸気管１３ｃから冷却部１６へと移動する。
【００４７】
このとき、蒸留水製造中に温度センサ１３ｋによって蒸発槽１３ａの温度を検出し、このデータがあらかじめ設定された適性範囲から外れた場合には、ペルチェ素子１１への電力供給を停止する。
【００４８】
そして、冷却部１６において、気体Ｇは、螺旋状の冷却管１６ｂ内部を通過する際に、冷却媒体ＣＷに熱的に接することで降温されて凝縮し、蒸留水ＤＷとなる。この蒸留水ＤＷは、蒸留水取出管１６ａ１を介して蒸留水貯留槽１７へと流入して蒸留水貯留槽１７に貯留される。
【００４９】
蒸留水貯留槽１７においては、内部に貯留された蒸留水ＤＷが冷却貯溜される。蒸留水貯留槽１７内部の蒸留水ＤＷは、蒸留水取出管１６ａ１から蒸留水貯留槽１７を取り外すことにより蒸留水貯留槽１７外部に取り出すことができる。
【００５０】
本実施形態の蒸留水製造システム１０においては、極めて省スペース化・軽量化された装置により蒸留水ＤＷを製造することが可能となる。
本実施形態の蒸留水製造システム１０においては、具体的には、蒸発槽１３ａの体積が、４００ｍＬ〜２０００ｍＬ程度とされ、冷却槽１６ａの体積が、１００ｍＬ〜２０００ｍＬ程度とされ、蒸留水貯留槽１７の寸法が、４００ｍＬ〜２０００ｍＬ程度とされる。
また、蒸発槽１３ａの高さ寸法が３００ｍｍ程度とされ、冷却槽１６ａの高さ寸法が、１１５ｍｍ程度とされ、蒸留水貯留槽１７の高さ寸法が、１３０ｍｍ程度とされる。
函体１３ｋ１および蒸留水貯留槽１７の横寸法が、３００ｍｍ程度とされる。
また、本実施形態の蒸留水製造システム１０の重量は、３〜５ｋｇ程度とされる。
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、極めて簡単な構成により、１〜２Ｌの原水ＲＷを貯留して、０．４〜２Ｌの蒸留水ＤＷを製造することが可能となる。また、この際、必要な使用電力を、０．０８〜０．３ｋｗ程度とすることができる。
【００５１】
以下、本発明に係る蒸留水製造システムの第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、電源部１２に関する点である。
図６は、本実施形態における蒸留水製造システムを示す模式側面図であり、図７は、本実施形態における蒸留水製造システムの太陽電池モジュールを示す断面図（ａ）、平面図（ｂ）である。
【００５２】
本実施形態に係る蒸留水製造システム１０は、図６，図７に示すように、蒸留水貯留槽１７を冷却槽１６ａに収納可能な寸法の箱状とされるとともに、ペルチェ素子１１に電力を供給する電源部１２として、太陽電池モジュール１２ａを有する。
【００５３】
蒸留水貯留槽１７の頂部には、圧力弁１７ｃが設けられて、蒸留水貯留槽１７内部の圧力が高くなりすぎた場合に、これを低下させる安全弁とすることもできる。
蒸留水貯留槽１７の下部側には、蒸留水取出口１７ａが設けられることもでき、この場合、貯溜された蒸留水ＤＷを蒸留水貯留槽１７外部に取り出し可能とすることもできる。この場合、蒸留水取出口１７ａは密閉可能とされている。
蒸留水貯留槽１７において、内部圧力が上昇しすぎた場合には、圧力弁１７ｃにより、蒸留水貯留槽１７内部圧力を低下させる。
蒸留水貯留槽１７内部の蒸留水ＤＷは、蒸留水取出口を開放することにより蒸留水貯留槽１７外部に取り出すことができる。
【００５４】
太陽電池モジュール１２ａは、図６，図７に示すように、太陽電池モジュール本体１２ａ１と、この太陽電池モジュール本体１２ａ１の周縁に配された枠体（フレームとも呼ぶ）１２ａ７とを含み、太陽電池モジュール本体１２ａ７の周縁はシール材１２ａ６を介して枠体１２ａ７により固定されている。
【００５５】
太陽電池モジュール本体１２ａ１は、図６，図７に示すように、複数の太陽電池セル１２ａ１ａが、各々太陽電池セル１２ａ１ａの端子部１２ａ１ｂどうしをタブ線１２ａ１ｃにより直列接続された構成体である。太陽電池モジュール本体１２ａ１は樹脂体１２ａ２により封止されており、受光面１２ａＡ側にはガラス１２ａ３が、非受光面１２ａＢ側にはバックシート１２ａ４が各々配されている。太陽電池モジュール本体１２ａ１における直列接続の両端部は、バックシート１２ａ４に載置された端子箱１２ａ５の出力端子１２ａ５ａ，１２ａ５ｂに電気的に接続されている。
【００５６】
出力端子１２ａ５ａ，１２ａ５ｂは、電力供給線１２ｃを介して、それぞれペルチェ素子１１の電気伝導部１１Ｃに接続され、図６，図７に示すように、電源部１２が前述した直流電源１１Ｅとして電力供給するように構成されている。
【００５７】
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、電源部１２としての太陽電池モジュール１２ａから供給された電力により蒸留水ＤＷを製造するため、太陽光が太陽電池モジュール１２ａに照射されて、発電が可能な状態において動作する。
【００５８】
本実施形態の蒸留水製造システム１０においては、電源部１２としての太陽電池モジュール１２を有することで、外部から電力の供給を必要とすることなく駆動して蒸留水ＤＷを製造することが可能となる。また、ペルチェ素子１１は、一般に加熱量に対して、冷却熱量が小さいが、原水ＲＷを加熱して、発生した蒸気Ｇを冷却する際に、蒸発槽１３ａ外部に逃げる熱量を補償して原水ＲＷ加熱における効率を向上し、加熱と冷却とのバランスをとることができる。
【００５９】
以下、本発明に係る蒸留水製造システムの第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において、上述した第１〜第２実施形態と異なるのは、モジュール取り付け部８０ａ，８０ｂ、制御部８９に関する点である。
図８は、本実施形態における蒸留水製造システムを示す模式側面図である。
【００６０】
本実施形態に係る蒸留水製造システム１０は、図８に示すように、太陽電池モジュール１２ａを固定立設するモジュール取り付け部８０ａ，８０ｂを有する。
【００６１】
モジュール取り付け部８０ａ，８０ｂは、図８に示すように、電源部１２の太陽電池モジュール１２ａを水平方向から傾斜させて、原水ＲＷを供給するための水源Ｗ上側に設けられた屋根部８２Ａとなるように固定するものとされ、太陽電池モジュール１２ａの四隅となる位置に立設された柱部８０ａと、太陽電池モジュール１２ａの輪郭に沿った支持部８０ｂとを有する。
【００６２】
モジュール取り付け部８０ａ，８０ｂは、太陽電池モジュール１２ａが水源Ｗ上側で屋根部８２Ａとなるように、平面視して水源Ｗおよびペルチェ素子１１、蒸発部１３、冷却部１６が太陽電池モジュール１２ａの下側に位置するように配置される。水源Ｗは例えば井戸とされて、人力で原水ＲＷをくみ上げるものとされる。
【００６３】
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、蒸発槽１３ａに原水ＲＷを供給した後、スイッチ８９ｄによって、制御部を動作させて、蒸留水製造をおこなうとともに、蒸留水製造中に、温度センサ１３ｋによって検出されたデータが、あらかじめ設定された適性範囲にあるかどうかおよび電源部１２からの給電が適性範囲にあるかどうかを判断して、これらのデータが適性範囲から外れた場合には、ペルチェ素子１１への電力供給を停止する。
【００６４】
本実施形態の蒸留水製造システム１０は、制御部によって破損の可能性がある場合には動作を停止することで、蒸留水製造システム１０が破損することを防止して、外部から電力の供給を必要とすることなく駆動して蒸留水ＤＷを製造することが可能となる。
また、本実施形態の蒸留水製造システム１０は、太陽電池モジュール１２ａが水源Ｗ上側で屋根部８２Ａとなることで、汚水を原水として利用することを容易にして劣悪な環境においても安全な飲料水を供給可能とするとともに、メンテナンスの作業性を向上し、必要な技術力のない環境・地域においても独立して長期に駆動を可能とすることができる。
【００６５】
以下、本発明に係る蒸留水製造システムの第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
本実施形態において、上述した第１実施形態と異なるのは、シーズヒータ１１ｓに関する点である。
図９は、本実施形態における蒸留水製造システムを示す模式側面図であり、図１０は、本実施形態における蒸留水製造システムの蒸発槽を示す模式平面図である。
【００６６】
本実施形態に係る蒸留水製造システム１０は、図９に示すように、加熱手段としてペルチェ素子１１に加え、シーズヒータ１１ｓを有する。
【００６７】
シーズヒータ１１ｓは、図１０に示すように、蒸発槽１３ａ内部において、その下部に水平面内を蛇行するように曲げられて設けられ、かつ、前述したように、蒸発槽１３ａ内部に冷却槽１６ａ、蒸留水貯留槽１７などを収納可能なようにその高さ方向が配置されている。
シーズヒータ１１ｓは、ペルチェ素子１１と切り替えて、どちらかで原水ＲＷを加熱して蒸留水製造をおこなうことができる。また、シーズヒータ１１ｓとペルチェ素子１１とを、同時に原水ＲＷ加熱に用いることもできる。
【００６８】
本実施形態に係る蒸留水製造システム１０においては、シーズヒータ１１ｓとペルチェ素子１１とを切り替えて原水ＲＷの加熱をおこなうことが可能となるため、小型化・省スペース化を図り、低コストで提供可能で、低資金、非衛生的な原水、充分な電源供給の不足、などの劣悪な環境において浄水製造を可能とし、汚水を原水として利用することを容易にして劣悪な環境においても安全な飲料水を供給可能とするとともに、メンテナンスの作業性を向上し、必要な技術力のない環境・地域においても独立して長期に駆動を可能とすることができるという効果を奏することが可能となる。
なお、シーズヒータ１１ｓのみを加熱手段として有する構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…蒸留水製造システム
１１…ペルチェ素子
１１ａ…放熱面
１１ｂ…冷却面
１２…電源部
１２ａ…太陽電池モジュール
１３…蒸発部
１１ｓ…シーズヒータ
１６…冷却部
１７…蒸留水貯留槽
ＲＷ…原水
ＤＷ…蒸留水
Ｇ…気体（水蒸気）
ＣＭ…冷却媒体
Ｗ…水源
【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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【図９】
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【図１０】
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