(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-27
(45)【発行日】2023-08-04
(54)【発明の名称】空気より水を取り出す方法及びそれを用いた造水装置
(51)【国際特許分類】
E03B 3/28 20060101AFI20230728BHJP
C02F 1/00 20230101ALI20230728BHJP
B01D 5/00 20060101ALI20230728BHJP
【ＦＩ】
E03B3/28
C02F1/00 L
B01D5/00 B
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022124474
(22)【出願日】2022-08-04
【審査請求日】2022-10-31
(73)【特許権者】
【識別番号】503279301
【氏名又は名称】松崎 正信
(72)【発明者】
【氏名】松崎 正信
【審査官】松本 泰典
(56)【参考文献】
【文献】実開昭６１－０３５９７０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００３－１１６３７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２２４３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０２３７１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】再公表特許第２００５／１１６３４９（ＪＰ，Ａ１）
【文献】特開２００５－２８２１９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１１０９２４４７０（ＣＮ，Ａ）
【文献】実開昭６０－０９１６５４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】国際公開第２０１４／１８４９６５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０３Ｂ ３／２８
Ｃ０２Ｆ １／００
Ｂ０１Ｄ ５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気を取り込んで空気中に含まれる水分を凝縮して水を造る造水装置において、空気の流れに沿って順に、外気取込口と、流路と、暖気回収室と、排出煙突を有し、前記流路は冷水槽との間に設けられた第１の壁と暖気回収室との間に設けられた第２の壁とに挟まれて形成されており、前記第１の壁に熱交換板が設けられ、前記第２の壁に前記暖気回収室に通じる暖気開口部が設けられ、空気が前記熱交換板付近で冷却されることで生じる凝縮水を回収する回収部を有し、
前記流路が斜め上方に形成されており、前記流路の上側に前記暖気回収室が配置され、前記流路の下側に前記冷水槽が配置されていることを特徴とする造水装置。
【請求項2】
前記暖気開口部が、前記第２の壁において水平方向に長く形成されており、前記暖気開口部の鉛直上方部に暖気取入れ用板を有することを特徴とする請求項１記載の造水装置。
【請求項3】
前記熱交換板が、空気の流れ方向にスリットが設けられていることを特徴とすることを特徴とする請求項２記載の造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は水に関し、特に空気中より凝縮作用を利用し水を生成する装置である。
【背景技術】
【0002】
従来より凝縮を利用した造水装置は知られている。
【0003】
このものは自然エネルギーを最大限に生かし省エネでかつ大量の凝縮水を生成するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－５６８３
【文献】国際公開番号WO２００５／１１６３４９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来はこの種の技術は特許文献１に記載されているように吸水部材を通して凝縮水を生成するようになっていたので、大量に水ができないという課題があった。
【0006】
また特許文献２に記載されているように、複雑な機械加工技術を伴っていて、水の生成量とメンテナンスに課題があった。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の請求項１記載の造水装置は、外気を取り込んで空気中に含まれる水分を凝縮して水を造る造水装置において、空気の流れに沿って順に、外気取込口と、流路と、暖気回収室と、排出煙突を有し、前記流路は冷水槽との間に設けられた第1の壁と暖気回収室との間に設けられた第２の壁とに挟まれて形成されており、前記第１の壁に熱交換板が設けられ、前記第２の壁に前記暖気回収室に通じる暖気開口部が設けられ、空気が前記熱交換板付近で冷却されることで生じる凝縮水を回収する回収部を有していることを特徴とするものである。
【0008】
このような構成にすることによって、熱交換板付近で凝縮して発熱した空気を暖気回収室に回収することができるため、熱交換板付近に熱がこもることを防止でき、空気の冷却効率を高めて造水を促進することができる。
【0009】
また、本発明の請求項２記載の造水装置は、前記流路が斜め上方に形成されており、前記流路の上側に前記暖気回収室が配置され、前記流路の下側に前記冷水槽が配置されていることを特徴とするものである。
【0010】
このような構成にすることによって、熱交換板付近で凝縮して発熱した空気が鉛直上方に上昇しようとする流れを利用して、より効果的に暖気回収室に回収することができるため、熱交換板付近に熱がこもることをより効果的に防止でき、空気の冷却効率を高めて造水をより促進することができる。
【0011】
更に、本発明の請求項３記載の造水装置は、前記暖気開口部が、前記第２の壁において水平方向に長く形成されており、前記暖気開口部の鉛直上方部に暖気取入れ用板を有することを特徴とするものである。
【0012】
このような構成にすることによって、熱交換板付近で凝縮して発熱した空気が鉛直上方に上昇し、第２の壁の表面に沿って流れる際に、暖気取入れ用板に遮られて暖気回収室へ誘導されるため、より効果的に暖気回収室に回収することができるため、熱交換板付近に熱がこもることをより効果的に防止でき、空気の冷却効率を高めて造水をより促進することができる。
【0013】
更に、本発明の請求項４記載の造水装置は、前記熱交換板が、空気の流れ方向にスリットが設けられていることを特徴とすることを特徴とするものである。
【0014】
このような構成にすることによって、熱交換板付近で凝縮して発熱した空気を鉛直上方により素早く移動させることができるため、熱交換板付近に熱がこもることをより効果的に防止でき、空気の冷却効率を高めて造水をより促進することができる。
【0015】
更に、本発明の請求項５記載の造水装置は、冷水の製造に冷凍機と蒸発器を有し、電源として風力発電と太陽光発電設備を有することを特徴とするものである。
【0016】
このような構成にすることによって、電源等が整備されていない地域においても、自律的に造水装置を稼働できる。
【0017】
更に、本発明の請求項６記載の造水装置は、飲料用と樹木用に分かれ、飲料用はろ過装置を経て消毒を行い、樹木用は必要な栄養素を添加し給水車で給水することを特徴とするものである。
【0018】
このような構成にすることによって、造水装置で作られた水を多目的に利用できる。
【0019】
更に、本発明の請求項７記載の造水装置は、排出煙突に翼車でエネルギー回収を行うことを特徴とするものである。
【0020】
このような構成にすることによって、造水装置としてのエネルギー効率を高めることができる。
【発明の効果】
【0021】
以上のように、本発明の造水装置によれば、乾燥地域、電源が整備されていない地域においても、自律的に造水できるようになっており、日常的に又干ばつ時にも水不足に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施形態について図１～図３に基づいて説明する。図１は本発明を適用した造水装置の断面模式図、図２は図１の造水装置の熱交換板の拡大図、図３は図１の造水装置の暖気開口部と暖気取入れ板の拡大図である。
【0024】
図１に示すように、本発明の造水装置は、外気取込口２と、
流路６と、暖気回収室１０と、排出煙突１３を有し、前記流路６は冷水槽４との間に設けられた第1の壁６１と暖気回収室１０の間に設けられた第２の壁６２とに挟まれて形成されており、前記第１の壁６１に熱交換板５が設けられ、前記第２の壁６２に前記暖気回収室１０に通じる暖気開口部９が設けられ、空気が前記熱交換板５付近で冷却されることで生じる凝縮水１５を回収する回収部を有し、回収された凝縮水１５は貯留槽１６に貯めることができる。外気から取り入れられた空気は、外気取込口２、流路６、暖気開口部９、暖気回収室１０及び排気煙突１３を順次経由して、造水装置から排出される。
流路６と、暖気回収室１０と、排出煙突１３を有し、前記流路６は冷水槽４との間に設けられた第1の壁６１と暖気回収室１０の間に設けられた第２の壁６２とに挟まれて形成されており、前記第１の壁６１に熱交換板５が設けられ、前記第２の壁６２に前記暖気回収室１０に通じる暖気開口部９が設けられ、空気が前記熱交換板５付近で冷却されることで生じる凝縮水１５を回収する回収部を有し、回収された凝縮水１５は貯留槽１６に貯めることができる。外気から取り入れられた空気は、外気取込口２、流路６、暖気開口部９、暖気回収室１０及び排気煙突１３を順次経由して、造水装置から排出される。
【0025】
また、流路６は斜め上方に形成されており、流路６の上側に暖気回収室１０が配置され、流路６の下側に冷水槽４が配置することができる。
【0026】
冷水の製造に冷凍機２７と蒸発器２３を有し、これらの機器を動かすために風力発電設備３５や太陽光発電設備３６を活用することもできる。
【0027】
凝縮水１５は、飲料水２０と樹木用水３３に分かれ、飲料水２０はろ過装置１７を経て消毒１９を行い、樹木用水３３は必要な栄養素を添加し、各々飲料用給水車２１と樹木用給水車３４で給水することもできる。
【0028】
排出煙突１３には、翼車２９を取り付けてエネルギー回収を行うこともできる。
【0029】
また、図２に示すように、本発明の造水装置の熱交換板５は、冷水槽４側に突出する冷水槽内熱交換板５１と流路６側に突出する空気流れ部熱交換板５２からなり、空気流れ部熱交換板５２は空気の流れ方向にスリットが設けられている。
【0030】
また、図３に示すように、本発明の造水装置の暖気開口部９と暖気取入れ用板８は、暖気開口部９が、流路６内における空気の流れに略直交する方向に幅広で形成されており、暖気開口部９の鉛直上方部に暖気取入れ用板８を有する。
【産業上の利用可能性】
【0031】
乾燥地域において、確実に安全に空気中より一定量の水を生成し、且つ干ばつ対策に対応することができる。
【符号の説明】
【0032】
１ 空気の流れ
２ 外気取込口
３ フィルター
４ 冷水槽
５ 熱交換板
６ 流路
７ 凝縮熱
８ 暖気取入れ板
９ 暖気開口部
１０ 暖気回収室
１１ 熱交換器
１２ 上部暖気流れ
１３ 煙突
１４ 大気解放
１５ 凝縮水
１６ 貯留槽
１７ ろ過装置
１８ 活性炭槽
１９ 消毒槽
２０ 飲料水
２１ 飲料用給水車
２２ 補給水
２３ 蒸発器
２４ 蒸発器よりの冷水
２５ 温水
２６ 給水
２７ 冷凍機
２８ 冷凍機よりの冷水
２９ 翼車
３１ 真空タンク
３２ 熱交換器用補給水
３３ 樹木用水
３４ 樹木用給水車
３５ 風力発電設備
３６ 太陽光発電設備
５１ 冷水槽内熱交換板
５２ 空気流れ部熱交換板
６１ 第１の壁
６２ 第２の壁
２ 外気取込口
３ フィルター
４ 冷水槽
５ 熱交換板
６ 流路
７ 凝縮熱
８ 暖気取入れ板
９ 暖気開口部
１０ 暖気回収室
１１ 熱交換器
１２ 上部暖気流れ
１３ 煙突
１４ 大気解放
１５ 凝縮水
１６ 貯留槽
１７ ろ過装置
１８ 活性炭槽
１９ 消毒槽
２０ 飲料水
２１ 飲料用給水車
２２ 補給水
２３ 蒸発器
２４ 蒸発器よりの冷水
２５ 温水
２６ 給水
２７ 冷凍機
２８ 冷凍機よりの冷水
２９ 翼車
３１ 真空タンク
３２ 熱交換器用補給水
３３ 樹木用水
３４ 樹木用給水車
３５ 風力発電設備
３６ 太陽光発電設備
５１ 冷水槽内熱交換板
５２ 空気流れ部熱交換板
６１ 第１の壁
６２ 第２の壁
【要約】
【課題】乾燥地域など水不足の地域において確実に安全に水を確保する事。
【解決手段】煙突効果により集められた空気１は空気取込口２とフィルター３を通り、凝縮装置に入っていく。凝縮装置の冷水槽４と熱交換板５で反応した空気には凝縮水１５が発生し、凝縮熱７が発生する。凝縮熱７は暖気取入れ用板８と暖気開口部９を経て、上部暖気流れ１2に抜け、煙突１３より大気中１４に解放される。発生した凝縮水１５を集め貯留槽１６にため飲料水２０と樹木用水３３に分け、必要箇所に供給するシステムとなっている。
【選択図】 図１
【解決手段】煙突効果により集められた空気１は空気取込口２とフィルター３を通り、凝縮装置に入っていく。凝縮装置の冷水槽４と熱交換板５で反応した空気には凝縮水１５が発生し、凝縮熱７が発生する。凝縮熱７は暖気取入れ用板８と暖気開口部９を経て、上部暖気流れ１2に抜け、煙突１３より大気中１４に解放される。発生した凝縮水１５を集め貯留槽１６にため飲料水２０と樹木用水３３に分け、必要箇所に供給するシステムとなっている。
【選択図】 図１
【図1】
【図2】
【図3】