水生成装置
【課題】無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供する。
【解決手段】水生成装置１００は、クランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部１４２は、凝縮部１４０によって凝縮された水を貯留する。
【解決手段】水生成装置１００は、クランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部１４２は、凝縮部１４０によって凝縮された水を貯留する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水生成装置のうち、特に無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の水蒸気を凝集する水生成装置の一例として、例えば、コンプレッサを利用したコンプレッサ式の除湿機と、吸湿剤による水分の吸湿を利用したデシカント式の除湿機とが一般に知られている。
【０００３】
しかしながら、これらの一般的な除湿機の作動には電力が必要であるため、無電化地域においては、これらの除湿機を用いて空気中の水蒸気を凝集することはできない。
【０００４】
一方、国際公開第２００５／１１６３４９号（特許文献１）に記載されているように、吸湿性の材料によって形成された回転ロータを利用することにより、空気中の水蒸気を凝集する装置が知られている。国際公開第２００５／１１６３４９号（特許文献１）に記載された装置（以下、従来の装置という）は、電力または燃料を使用することなく、つまり無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【０００５】
従来の装置の回転ロータの回転軸線は、水平方向および鉛直方向に対して傾斜している。また、回転ロータの吸湿領域は、当該回転ロータのうちの回転軸線が貫通する位置と水平方向とが交差する部分よりも上側の部分によって形成されている。そのため、回転ロータは、当該回転ロータの吸湿領域の水分に負荷される重力により、動力源等の駆動力を得ることなく自発的に回転することができる。
【０００６】
また、従来の装置は、太陽光の照射熱を利用することによって、回転ロータの吸湿領域に含まれる水分を再度蒸発させている。従来の装置においては、回転ロータから蒸発した水蒸気を含む空気と、当該装置に流入される新たな吸湿空気との熱交換により、結露水が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／１１６３４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の装置において、凝集される水の量と水を凝集する速度とは、回転ロータのサイズまたは回転ロータに含まれる吸湿剤の量に依存する。そのため、比較的多湿の地域において当該装置を用いることにしても、空気中の水蒸気の量に対して、実際に得られる水の量が限定されてしまう。また、比較的多湿の地域において当該装置を用いることにしても、所望の水量を回収するためには、比較的長い時間を要する。
【０００９】
また、従来の装置において、空気中の水蒸気を吸湿する部分と、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とが仮に密接された状態で構成されている場合には、吸湿された水蒸気から適切に結露水を取り出すことができず、または、水蒸気を適切に吸湿することができない。言い換えると、従来の装置を、空気中の水蒸気を吸湿する部分と、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とを密接させた状態で構成することはできない。
【００１０】
このように、従来の装置において、空気中の水蒸気を吸湿する部分としての回転ロータと、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とは、それぞれ別に構成されている。そのため、従来の装置は、小型化することが困難である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従った水生成装置は、従動部と、スターリングエンジンと、凝縮部と、貯水部とを備えている。従動部は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジンは、従動部の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部は、スターリングエンジンの冷却部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部は、凝縮部によって凝縮された水を貯留する。
【００１３】
本発明によれば、スターリングエンジンは従動部の作動に連動する。従動部は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。従動部の作動によってスターリングエンジンが作動することにより、温熱部の温度と冷却部の温度とに温度差が生じる。冷却部の外方は凝縮部に覆われているため、冷却部の外方の空気中の水蒸気が凝縮することにより、結露水が生じる。結露水は、貯水部に貯留される。
【００１４】
このように、本発明に従った水生成装置は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。また、本発明に従った水生成装置において、冷却部の外方を覆う凝縮部は、スターリングエンジンの冷却部の熱量を直接的に利用することによって空気中の水蒸気を凝縮することができる。そのため、比較的多湿の地域において当該水生成装置を用いる場合は、空気中の水蒸気の量に応じて、比較的多量の水を回収することができる。また、比較的多湿の地域において当該水生成装置を用いる場合は、所望の水量を比較的短時間で回収することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、スターリングエンジンの冷却部を凝縮部が覆うことにより、凝縮部と冷却部とが互いに密接するように構成されている。そのため、当該水生成装置は、小型化が可能である。したがって、本発明によれば、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することができる。
【００１６】
本発明に従った水生成装置において、凝縮部は、凝縮部の外方から冷却部の外側に向かって凝縮部の外方の空気を送る送風ファンを有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、送風ファンが空気を送風することにより、より多量の水を回収することができ、且つ、所望の水量をより短時間で回収することができる。
【００１８】
本発明に従った水生成装置において、温熱部の外側には、温熱部が有する熱量を当該水生成装置の外部に放出させる放熱部材が接続されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、温熱部の熱量が放熱部材によって外部に放出されるため、温熱部の温度と冷却部の温度との温度差を常に最適に保つことができる。これにより、凝縮部による水の凝縮性能を低下させることなく、効率よく結露水を回収することができる。
【００２０】
本発明に従った水生成装置は、他のスターリングエンジンをさらに備えていることが好ましい。他のスターリングエンジンは、好ましくは、吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる。当該水生成装置は、好ましくは、他のスターリングエンジンによって従動部を作動させる。
【００２１】
この構成によれば、他のスターリングエンジンは、自然エネルギーのうち、太陽の熱を利用することによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることができる。吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差によってサイクルが稼働することにより、他のスターリングエンジンは、従動部を作動させることができる。このように、この構成によれば、太陽熱といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００２２】
本発明に従った水生成装置は、断熱部をさらに備えていることが好ましい。断熱部は、断熱材料によって形成され、他のスターリングエンジンの放熱部の外方を覆うものであることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、放熱部の外方が断熱部に覆われているため、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差をより効果的に生じさせることができる。そのため、他のスターリングエンジンから従動部に伝達されるエネルギーの量を増大させることができる。その結果、貯水部に回収される水の量を増加させることができる。
【００２４】
本発明に従った水生成装置は、従動部に接続され、羽根を有する風車をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、風車は、自然エネルギーのうち、大気中の風を利用することにより、従動部を作動させることができる。このように、この構成によれば、大気中の風といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水生成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水生成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係る水生成装置１００を示す。水生成装置１００は、従動部の一例としてのクランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、他のスターリングエンジンの一例としてのスターリングエンジン１１０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、スターリングエンジン１１０の駆動に基づいて作動する。
【００３０】
スターリングエンジン１１０は、自然エネルギーから得られるエネルギーによって駆動する。スターリングエンジン１１０は、シリンダ１１１とディスプレーサピストン１１６とパワーピストン１１８とを有している。一つのシリンダ１１１の内部にパワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とが配置されている。パワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とは、それぞれコンロッド１１７とコンロッド１１９とを介してクランク機構１２０に連結されている。ディスプレーサピストン１１６のコンロッド１１７は、パワーピストン１１８の中心部を貫通してクランク機構１２０に連結されている。パワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とは、シリンダ１１１の内部を９０度の位相で移動する。
【００３１】
ディスプレーサピストン１１６には、複数の連通路１２２が形成されている。連通路１２２は、シリンダ１１１の内部において、膨張空間１１４と圧縮空間１１５とを連通させる。シリンダ１１１の内部に封入されたヘリウム等の作動ガスは、連通路１２２を通り抜けることにより、膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間を移動することができる。連通路１２２には、再生熱交換器１２１が配置されている。スターリングエンジン１１０において、作動ガスは、気体状態のままで膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間を移動する。
【００３２】
シリンダ１１１は、吸熱部の一部としての吸熱側部分１１２と、放熱部の一部としての放熱側部分１１３とを有している。シリンダ１１１の吸熱側部分１１２は、スターリングエンジン１１０の吸熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１１１の放熱側部分１１３は、スターリングエンジン１１０の放熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１１１の内部は、ディスプレーサピストン１１６により、膨張空間１１４と圧縮空間１１５とに区画されている。膨張空間１１４は、吸熱部の一部である。圧縮空間１１５は、放熱部の一部である。膨張空間１１４は、吸熱側部分１１２の内部に形成された空間である。圧縮空間１１５は、放熱側部分１１３の内部に形成された空間である。スターリングエンジン１１０は、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることにより、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させる。
【００３３】
水生成装置１００は、断熱部１０を備えている。断熱部１０は、断熱材料によって形成されている。断熱部１０は、シリンダ１１１の外方に配置され、且つ、少なくとも放熱側部分１１３の外方を覆っている。このように、断熱部１０は、スターリングエンジン１１０の放熱部の外方を覆うものである。なお、スターリングエンジン１１０の放熱部の外方は、遮光部材によって覆われていてもよい。
【００３４】
一方、シリンダ１１１の外方のうち、吸熱側部分１１２の一部の外方は、太陽光によって加熱されるように、露出している。太陽光が照射される吸熱側部分１１２の一部が加熱されることにより、膨張空間１１４の内部の作動ガスが加熱される。そのため、膨張空間１１４において、作動ガスが定容加熱変化する。作動ガスの定容加熱変化が進行することに基づき、パワーピストン１１８が膨張空間１１４から圧縮空間１１５に向かう方向に移動する。
【００３５】
一方、シリンダ１１１の外方のうち、放熱側部分１１３の外方は、断熱部１０に覆われているため、圧縮空間１１５の内部の作動ガスは、膨張空間１１４の内部の作動ガスに比べて冷却される。このように、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差により、膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間にスターリングサイクルが形成され、ディスプレーサピストン１１６とパワーピストン１１８とがシリンダ１１１の内部を９０度の位相で往復運動する。
【００３６】
クランク機構１２０には、スターリングエンジン１１０のうち、コンロッド１１７とコンロッド１１９とが接続されている。ディスプレーサピストン１１６およびコンロッド１１７の作動と、パワーピストン１１８およびコンロッド１１９の作動とがクランク機構１２０に伝達されることにより、クランク機構１２０が作動する。このように、水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０によってクランク機構１２０を作動させる。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。クランク機構１２０は、所定の回転角度の範囲において、回転中心Ｃを中心に、時計回りと反時計回りとに回転する。
【００３７】
一方、スターリングエンジン１３０のうちのコンロッド１３７とコンロッド１３９とがクランク機構１２０に接続されている。クランク機構１２０の作動により、太陽光の熱量を利用することによって得られたスターリングエンジン１１０の駆動力が、コンロッド１３７およびコンロッド１３９に伝達される。
【００３８】
なお、クランク機構１２０の構成は、特に限定されない。クランク機構１２０は、太陽光の熱量を利用することによって得られたスターリングエンジン１１０の駆動力を、スターリングエンジン１３０に伝達するように構成されていればよい。つまり、クランク機構１２０は、スターリングエンジン１１０の作動に連動し、且つ、クランク機構１２０の作動によって得られる駆動力をスターリングエンジン１３０に伝達するように構成されていればよい。
【００３９】
スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動する。スターリングエンジン１３０は、シリンダ１３１とディスプレーサピストン１３６とパワーピストン１３８とを有している。一つのシリンダ１３１の内部にパワーピストン１３８とディスプレーサピストン１３６とが配置されている。コンロッド１３７は、ディスプレーサピストン１３６に連結されている。コンロッド１３９は、パワーピストン１３８に連結されている。ディスプレーサピストン１３６とパワーピストン１３８とは、それぞれコンロッド１３７とコンロッド１３９とともに移動する。パワーピストン１３８とディスプレーサピストン１３６とは、シリンダ１３１の内部を９０度の位相で移動する。
【００４０】
ディスプレーサピストン１３６には、複数の連通路１２３が形成されている。連通路１２３は、シリンダ１３１の内部において、膨張空間１３４と圧縮空間１３５とを連通させる。シリンダ１３１の内部に封入されたヘリウム等の作動ガスは、連通路１２３を介して、気体状態のままで膨張空間１３４と圧縮空間１３５との間を移動する。
【００４１】
シリンダ１３１は、冷却部の一部としての冷却側部分１３２と、温熱部の一部としての温熱側部分１３３とを有している。シリンダ１３１の冷却側部分１３２は、スターリングエンジン１３０の吸熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１３１の温熱側部分１３３は、スターリングエンジン１３０の放熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１３１の内部は、ディスプレーサピストン１３６により、膨張空間１３４と圧縮空間１３５とに区画されている。膨張空間１３４は、冷却部の一部である。圧縮空間１３５は、温熱部の一部である。膨張空間１３４は、冷却側部分１３２の内部に形成された空間である。圧縮空間１３５は、温熱側部分１３３の内部に形成された空間である。
【００４２】
クランク機構１２０の作動に連動したコンロッド１３７およびディスプレーサピストン１３６の作動により、シリンダ１３１の内部に膨張空間１３４と圧縮空間１３５とが交互に形成される。また、クランク機構１２０の作動に連動したコンロッド１３９およびパワーピストン１３８の作動により、圧縮空間１３５において断熱圧縮変化に基づいて作動ガスの温度が上昇し、膨張空間１３４において断熱膨張変化に基づいて作動ガスの温度が低下する。このため、圧縮空間１３５の温度は上昇し、膨張空間１３４の温度は下降する。
【００４３】
スターリングエンジン１３０においてこのようなスターリングサイクルが稼働している際中には、膨張空間１３４と圧縮空間１３５との間を行き来する作動ガスは、作動ガスが有する熱量を冷却側部分１３２と温熱側部分１３３とに伝える。つまり、膨張空間１３４は低温であるため、冷却側部分１３２は冷却される。一方、圧縮空間１３５は高温であるため、温熱側部分１３３は加熱される。
【００４４】
温熱側部分１３３の外側には、放熱部材１２９が接続されている。加熱された温熱側部分１３３が有する熱量は、放熱部材１２９を介して、スターリングエンジン１３０の外部に放出される。放熱部材１２９は、例えばフィン状または蛇腹状の金属板によって構成されている。このように、放熱部材１２９は、温熱部が有する熱量を水生成装置１００の外部に放出させる。
【００４５】
凝縮部１４０は、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。凝縮部１４０は、冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容するように、シリンダ１３１に接続されている。これにより、凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却部を収容している。凝縮部１４０は、例えば略円筒形状を有する断熱部材によって形成されている。
【００４６】
凝縮部１４０は、送風ファン１４１を有している。送風ファン１４１は、凝縮部１４０の外方から冷却側部分１３２の少なくとも一部の外側に向かって、空気を送る。送風ファン１４１の回転は、例えばクランク機構１２０の作動に連動する。また例えば、送風ファン１４１は、スターリングエンジン１１０の作動によって発電された電力を利用することによって作動するものであってもよい。
【００４７】
凝縮部１４０によって凝縮された水は、貯水部１４２に貯留される。貯水部１４２は、例えば冷却側部分１３２の下方に配置されている。貯水部１４２の一部には、空気を排出させるための流出口１４３が形成されている。送風ファン１４１によって凝縮部１４０に流入された空気は、流出口１４３を介して水生成装置１００の外方に排出される。
【００４８】
以上のように、第１実施形態に係る水生成装置１００は、クランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部１４２は、凝縮部１４０によって凝縮された水を貯留する。
【００４９】
水生成装置１００によれば、スターリングエンジン１３０はクランク機構１２０の作動に連動する。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。クランク機構１２０の作動によってスターリングエンジン１３０が作動することにより、温熱部の温度と冷却部の温度とに温度差が生じる。冷却側部分１３２の少なくとも一部の外方は凝縮部１４０に覆われているため、冷却部の外方の空気中の水蒸気が凝縮することにより、結露水が生じる。結露水は、貯水部１４２に貯留される。
【００５０】
このように、水生成装置１００は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。また、水生成装置１００において、冷却部の外方を覆う凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却部の熱量を直接的に利用することによって空気中の水蒸気を凝縮することができる。そのため、比較的多湿の地域において水生成装置１００を用いる場合は、空気中の水蒸気の量に応じて、比較的多量の水を回収することができる。また、比較的多湿の地域において水生成装置１００を用いる場合は、所望の水量を比較的短時間で回収することができる。
【００５１】
さらに、水生成装置１００によれば、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を凝縮部１４０が覆うことにより、凝縮部１４０と冷却側部分１３２とが互いに密接するように構成されている。そのため、水生成装置１００は、小型化が可能である。このようにすることにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置１００であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置１００を提供することができる。
【００５２】
水生成装置１００において、凝縮部１４０は、凝縮部１４０の外方から冷却部の外側に向かって凝縮部１４０の外方の空気を送る送風ファン１４１を有している。
【００５３】
この構成によれば、送風ファン１４１が空気を送風することにより、より多量の水を回収することができ、且つ、所望の水量をより短時間で回収することができる。
【００５４】
水生成装置１００において、温熱側部分１３３の外側には、スターリングエンジン１３０の温熱部が有する熱量を水生成装置１００の外部に放出させる放熱部材１２９が接続されている。
【００５５】
この構成によれば、温熱部の熱量が放熱部材１２９によって外部に放出されるため、温熱部の温度と冷却部の温度との温度差を常に最適に保つことができる。これにより、凝縮部１４０による水の凝縮性能を低下させることなく、効率よく結露水を回収することができる。
【００５６】
水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０を備えている。スターリングエンジン１１０は、吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる。水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０によってクランク機構１２０を作動させる。
【００５７】
この構成によれば、スターリングエンジン１１０は、自然エネルギーのうち、太陽の熱を利用することによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることができる。吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差によってサイクルが稼働することにより、スターリングエンジン１１０は、クランク機構１２０を作動させることができる。このように、この構成によれば、太陽熱といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００５８】
水生成装置１００は、断熱部１０を備えている。断熱部１０は、断熱材料によって形成され、スターリングエンジン１１０の少なくとも放熱側部分１１３の外方を覆っている。
【００５９】
この構成によれば、放熱部の外方が断熱部に覆われているため、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差をより効果的に生じさせることができる。そのため、スターリングエンジン１１０からクランク機構１２０に伝達されるエネルギーの量を増大させることができる。その結果、貯水部１４２に回収される水の量を増加させることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
図２に示すように、第２実施形態に係る水生成装置２００は、羽根２１１を有する風車２１０を備えている。風車２１０は、クランク機構２２０に接続されている。水生成装置２００は、クランク機構２２０の作動に連動するスターリングエンジン２３０を備えている。
【００６１】
クランク機構２２０の構成は、特に限定されない。クランク機構２２０は、風力を利用することによって得られた風車２１０の駆動力を、スターリングエンジン２３０に伝達するように構成されていればよい。つまり、クランク機構２２０は、例えば羽根２１１の回転に連動し、且つ、羽根２１１の回転によって得られる駆動力をスターリングエンジン２３０に伝達するように構成されていればよい。
【００６２】
クランク機構１２０には、スターリングエンジン２３０のうち、コンロッド２３７とコンロッド２３９とが接続されている。スターリングエンジン２３０は、シリンダ２３１とディスプレーサピストン２３６とパワーピストン２３８とを有している。一つのシリンダ２３１の内部にパワーピストン２３８とディスプレーサピストン２３６とが配置されている。パワーピストン２３８とディスプレーサピストン２３６とは、シリンダ２３１の内部を９０度の位相で移動する。ディスプレーサピストン２３６に形成された複数の連通路１２４は、シリンダ２３１の内部において、膨張空間２３４と圧縮空間２３５とを連通させる。膨張空間２３４は、冷却側部分２３２の内部に形成された空間である。圧縮空間２３５は、温熱側部分２３３の内部に形成された空間である。温熱側部分２３３の外側には、放熱部材２２９が接続されている。
【００６３】
凝縮部２４０は、冷却側部分２３２の少なくとも一部を収容するように、シリンダ２３１に接続されている。凝縮部２４０は、凝縮部２４０の外方から冷却側部分２３２の少なくとも一部の外側に向かって凝縮部２４０の外方の空気を送る送風ファン２４１を有している。送風ファン２４１によって凝縮部２４０に流入された空気は、流出口２４３を介して水生成装置２００の外方に排出される。凝縮部２４０によって凝縮された水は、貯水部２４２に貯留される。
【００６４】
このように、第２実施形態に係る水生成装置２００のスターリングエンジン２３０と凝縮部２４０との構成は、第１実施形態に係る水生成装置１００のスターリングエンジン１３０と凝縮部１４０との構成とそれぞれ同様である。
【００６５】
第２実施形態に係る水生成装置２００のその他の構成は、第１実施形態に係る水生成装置１００の構成と同様である。第２実施形態に係る水生成装置２００の説明において、第１実施形態に係る水生成装置１００の構成と同様であるものについては、同符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
以上のように、水生成装置２００の構成によれば、風車２１０は、自然エネルギーのうち、大気中の風を利用することにより、クランク機構２２０を作動させることができる。このように、この構成によれば、大気中の風といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００６７】
なお、本発明に係る水生成装置は、風力発電装置が発生させた電力によって作動する圧縮機を利用することにより、空気中の水蒸気を凝縮して結露水を得ることができるように構成されたものであってもよい。
【００６８】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【００６９】
１０：断熱部、１００，２００：水生成装置、１１０：スターリングエンジン、１２０：クランク機構、１２９：放熱部材、１３０：スターリングエンジン、１４０：凝縮部、１４１：送風ファン、１４２：貯水部、２１０：風車、２１１：羽根
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水生成装置のうち、特に無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気中の水蒸気を凝集する水生成装置の一例として、例えば、コンプレッサを利用したコンプレッサ式の除湿機と、吸湿剤による水分の吸湿を利用したデシカント式の除湿機とが一般に知られている。
【０００３】
しかしながら、これらの一般的な除湿機の作動には電力が必要であるため、無電化地域においては、これらの除湿機を用いて空気中の水蒸気を凝集することはできない。
【０００４】
一方、国際公開第２００５／１１６３４９号（特許文献１）に記載されているように、吸湿性の材料によって形成された回転ロータを利用することにより、空気中の水蒸気を凝集する装置が知られている。国際公開第２００５／１１６３４９号（特許文献１）に記載された装置（以下、従来の装置という）は、電力または燃料を使用することなく、つまり無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【０００５】
従来の装置の回転ロータの回転軸線は、水平方向および鉛直方向に対して傾斜している。また、回転ロータの吸湿領域は、当該回転ロータのうちの回転軸線が貫通する位置と水平方向とが交差する部分よりも上側の部分によって形成されている。そのため、回転ロータは、当該回転ロータの吸湿領域の水分に負荷される重力により、動力源等の駆動力を得ることなく自発的に回転することができる。
【０００６】
また、従来の装置は、太陽光の照射熱を利用することによって、回転ロータの吸湿領域に含まれる水分を再度蒸発させている。従来の装置においては、回転ロータから蒸発した水蒸気を含む空気と、当該装置に流入される新たな吸湿空気との熱交換により、結露水が生じている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００５／１１６３４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の装置において、凝集される水の量と水を凝集する速度とは、回転ロータのサイズまたは回転ロータに含まれる吸湿剤の量に依存する。そのため、比較的多湿の地域において当該装置を用いることにしても、空気中の水蒸気の量に対して、実際に得られる水の量が限定されてしまう。また、比較的多湿の地域において当該装置を用いることにしても、所望の水量を回収するためには、比較的長い時間を要する。
【０００９】
また、従来の装置において、空気中の水蒸気を吸湿する部分と、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とが仮に密接された状態で構成されている場合には、吸湿された水蒸気から適切に結露水を取り出すことができず、または、水蒸気を適切に吸湿することができない。言い換えると、従来の装置を、空気中の水蒸気を吸湿する部分と、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とを密接させた状態で構成することはできない。
【００１０】
このように、従来の装置において、空気中の水蒸気を吸湿する部分としての回転ロータと、水蒸気から得られる結露水を取り出す部分とは、それぞれ別に構成されている。そのため、従来の装置は、小型化することが困難である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従った水生成装置は、従動部と、スターリングエンジンと、凝縮部と、貯水部とを備えている。従動部は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジンは、従動部の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部は、スターリングエンジンの冷却部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部は、凝縮部によって凝縮された水を貯留する。
【００１３】
本発明によれば、スターリングエンジンは従動部の作動に連動する。従動部は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。従動部の作動によってスターリングエンジンが作動することにより、温熱部の温度と冷却部の温度とに温度差が生じる。冷却部の外方は凝縮部に覆われているため、冷却部の外方の空気中の水蒸気が凝縮することにより、結露水が生じる。結露水は、貯水部に貯留される。
【００１４】
このように、本発明に従った水生成装置は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。また、本発明に従った水生成装置において、冷却部の外方を覆う凝縮部は、スターリングエンジンの冷却部の熱量を直接的に利用することによって空気中の水蒸気を凝縮することができる。そのため、比較的多湿の地域において当該水生成装置を用いる場合は、空気中の水蒸気の量に応じて、比較的多量の水を回収することができる。また、比較的多湿の地域において当該水生成装置を用いる場合は、所望の水量を比較的短時間で回収することができる。
【００１５】
さらに、本発明によれば、スターリングエンジンの冷却部を凝縮部が覆うことにより、凝縮部と冷却部とが互いに密接するように構成されている。そのため、当該水生成装置は、小型化が可能である。したがって、本発明によれば、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することができる。
【００１６】
本発明に従った水生成装置において、凝縮部は、凝縮部の外方から冷却部の外側に向かって凝縮部の外方の空気を送る送風ファンを有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、送風ファンが空気を送風することにより、より多量の水を回収することができ、且つ、所望の水量をより短時間で回収することができる。
【００１８】
本発明に従った水生成装置において、温熱部の外側には、温熱部が有する熱量を当該水生成装置の外部に放出させる放熱部材が接続されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、温熱部の熱量が放熱部材によって外部に放出されるため、温熱部の温度と冷却部の温度との温度差を常に最適に保つことができる。これにより、凝縮部による水の凝縮性能を低下させることなく、効率よく結露水を回収することができる。
【００２０】
本発明に従った水生成装置は、他のスターリングエンジンをさらに備えていることが好ましい。他のスターリングエンジンは、好ましくは、吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる。当該水生成装置は、好ましくは、他のスターリングエンジンによって従動部を作動させる。
【００２１】
この構成によれば、他のスターリングエンジンは、自然エネルギーのうち、太陽の熱を利用することによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることができる。吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差によってサイクルが稼働することにより、他のスターリングエンジンは、従動部を作動させることができる。このように、この構成によれば、太陽熱といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００２２】
本発明に従った水生成装置は、断熱部をさらに備えていることが好ましい。断熱部は、断熱材料によって形成され、他のスターリングエンジンの放熱部の外方を覆うものであることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、放熱部の外方が断熱部に覆われているため、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差をより効果的に生じさせることができる。そのため、他のスターリングエンジンから従動部に伝達されるエネルギーの量を増大させることができる。その結果、貯水部に回収される水の量を増加させることができる。
【００２４】
本発明に従った水生成装置は、従動部に接続され、羽根を有する風車をさらに備えていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、風車は、自然エネルギーのうち、大気中の風を利用することにより、従動部を作動させることができる。このように、この構成によれば、大気中の風といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上のように、本発明によれば、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水生成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る水生成装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
図１に、第１実施形態に係る水生成装置１００を示す。水生成装置１００は、従動部の一例としてのクランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、他のスターリングエンジンの一例としてのスターリングエンジン１１０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、スターリングエンジン１１０の駆動に基づいて作動する。
【００３０】
スターリングエンジン１１０は、自然エネルギーから得られるエネルギーによって駆動する。スターリングエンジン１１０は、シリンダ１１１とディスプレーサピストン１１６とパワーピストン１１８とを有している。一つのシリンダ１１１の内部にパワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とが配置されている。パワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とは、それぞれコンロッド１１７とコンロッド１１９とを介してクランク機構１２０に連結されている。ディスプレーサピストン１１６のコンロッド１１７は、パワーピストン１１８の中心部を貫通してクランク機構１２０に連結されている。パワーピストン１１８とディスプレーサピストン１１６とは、シリンダ１１１の内部を９０度の位相で移動する。
【００３１】
ディスプレーサピストン１１６には、複数の連通路１２２が形成されている。連通路１２２は、シリンダ１１１の内部において、膨張空間１１４と圧縮空間１１５とを連通させる。シリンダ１１１の内部に封入されたヘリウム等の作動ガスは、連通路１２２を通り抜けることにより、膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間を移動することができる。連通路１２２には、再生熱交換器１２１が配置されている。スターリングエンジン１１０において、作動ガスは、気体状態のままで膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間を移動する。
【００３２】
シリンダ１１１は、吸熱部の一部としての吸熱側部分１１２と、放熱部の一部としての放熱側部分１１３とを有している。シリンダ１１１の吸熱側部分１１２は、スターリングエンジン１１０の吸熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１１１の放熱側部分１１３は、スターリングエンジン１１０の放熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１１１の内部は、ディスプレーサピストン１１６により、膨張空間１１４と圧縮空間１１５とに区画されている。膨張空間１１４は、吸熱部の一部である。圧縮空間１１５は、放熱部の一部である。膨張空間１１４は、吸熱側部分１１２の内部に形成された空間である。圧縮空間１１５は、放熱側部分１１３の内部に形成された空間である。スターリングエンジン１１０は、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることにより、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させる。
【００３３】
水生成装置１００は、断熱部１０を備えている。断熱部１０は、断熱材料によって形成されている。断熱部１０は、シリンダ１１１の外方に配置され、且つ、少なくとも放熱側部分１１３の外方を覆っている。このように、断熱部１０は、スターリングエンジン１１０の放熱部の外方を覆うものである。なお、スターリングエンジン１１０の放熱部の外方は、遮光部材によって覆われていてもよい。
【００３４】
一方、シリンダ１１１の外方のうち、吸熱側部分１１２の一部の外方は、太陽光によって加熱されるように、露出している。太陽光が照射される吸熱側部分１１２の一部が加熱されることにより、膨張空間１１４の内部の作動ガスが加熱される。そのため、膨張空間１１４において、作動ガスが定容加熱変化する。作動ガスの定容加熱変化が進行することに基づき、パワーピストン１１８が膨張空間１１４から圧縮空間１１５に向かう方向に移動する。
【００３５】
一方、シリンダ１１１の外方のうち、放熱側部分１１３の外方は、断熱部１０に覆われているため、圧縮空間１１５の内部の作動ガスは、膨張空間１１４の内部の作動ガスに比べて冷却される。このように、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差により、膨張空間１１４と圧縮空間１１５との間にスターリングサイクルが形成され、ディスプレーサピストン１１６とパワーピストン１１８とがシリンダ１１１の内部を９０度の位相で往復運動する。
【００３６】
クランク機構１２０には、スターリングエンジン１１０のうち、コンロッド１１７とコンロッド１１９とが接続されている。ディスプレーサピストン１１６およびコンロッド１１７の作動と、パワーピストン１１８およびコンロッド１１９の作動とがクランク機構１２０に伝達されることにより、クランク機構１２０が作動する。このように、水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０によってクランク機構１２０を作動させる。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。クランク機構１２０は、所定の回転角度の範囲において、回転中心Ｃを中心に、時計回りと反時計回りとに回転する。
【００３７】
一方、スターリングエンジン１３０のうちのコンロッド１３７とコンロッド１３９とがクランク機構１２０に接続されている。クランク機構１２０の作動により、太陽光の熱量を利用することによって得られたスターリングエンジン１１０の駆動力が、コンロッド１３７およびコンロッド１３９に伝達される。
【００３８】
なお、クランク機構１２０の構成は、特に限定されない。クランク機構１２０は、太陽光の熱量を利用することによって得られたスターリングエンジン１１０の駆動力を、スターリングエンジン１３０に伝達するように構成されていればよい。つまり、クランク機構１２０は、スターリングエンジン１１０の作動に連動し、且つ、クランク機構１２０の作動によって得られる駆動力をスターリングエンジン１３０に伝達するように構成されていればよい。
【００３９】
スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動する。スターリングエンジン１３０は、シリンダ１３１とディスプレーサピストン１３６とパワーピストン１３８とを有している。一つのシリンダ１３１の内部にパワーピストン１３８とディスプレーサピストン１３６とが配置されている。コンロッド１３７は、ディスプレーサピストン１３６に連結されている。コンロッド１３９は、パワーピストン１３８に連結されている。ディスプレーサピストン１３６とパワーピストン１３８とは、それぞれコンロッド１３７とコンロッド１３９とともに移動する。パワーピストン１３８とディスプレーサピストン１３６とは、シリンダ１３１の内部を９０度の位相で移動する。
【００４０】
ディスプレーサピストン１３６には、複数の連通路１２３が形成されている。連通路１２３は、シリンダ１３１の内部において、膨張空間１３４と圧縮空間１３５とを連通させる。シリンダ１３１の内部に封入されたヘリウム等の作動ガスは、連通路１２３を介して、気体状態のままで膨張空間１３４と圧縮空間１３５との間を移動する。
【００４１】
シリンダ１３１は、冷却部の一部としての冷却側部分１３２と、温熱部の一部としての温熱側部分１３３とを有している。シリンダ１３１の冷却側部分１３２は、スターリングエンジン１３０の吸熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１３１の温熱側部分１３３は、スターリングエンジン１３０の放熱ヘッドの一部としての機能を有している。シリンダ１３１の内部は、ディスプレーサピストン１３６により、膨張空間１３４と圧縮空間１３５とに区画されている。膨張空間１３４は、冷却部の一部である。圧縮空間１３５は、温熱部の一部である。膨張空間１３４は、冷却側部分１３２の内部に形成された空間である。圧縮空間１３５は、温熱側部分１３３の内部に形成された空間である。
【００４２】
クランク機構１２０の作動に連動したコンロッド１３７およびディスプレーサピストン１３６の作動により、シリンダ１３１の内部に膨張空間１３４と圧縮空間１３５とが交互に形成される。また、クランク機構１２０の作動に連動したコンロッド１３９およびパワーピストン１３８の作動により、圧縮空間１３５において断熱圧縮変化に基づいて作動ガスの温度が上昇し、膨張空間１３４において断熱膨張変化に基づいて作動ガスの温度が低下する。このため、圧縮空間１３５の温度は上昇し、膨張空間１３４の温度は下降する。
【００４３】
スターリングエンジン１３０においてこのようなスターリングサイクルが稼働している際中には、膨張空間１３４と圧縮空間１３５との間を行き来する作動ガスは、作動ガスが有する熱量を冷却側部分１３２と温熱側部分１３３とに伝える。つまり、膨張空間１３４は低温であるため、冷却側部分１３２は冷却される。一方、圧縮空間１３５は高温であるため、温熱側部分１３３は加熱される。
【００４４】
温熱側部分１３３の外側には、放熱部材１２９が接続されている。加熱された温熱側部分１３３が有する熱量は、放熱部材１２９を介して、スターリングエンジン１３０の外部に放出される。放熱部材１２９は、例えばフィン状または蛇腹状の金属板によって構成されている。このように、放熱部材１２９は、温熱部が有する熱量を水生成装置１００の外部に放出させる。
【００４５】
凝縮部１４０は、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。凝縮部１４０は、冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容するように、シリンダ１３１に接続されている。これにより、凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却部を収容している。凝縮部１４０は、例えば略円筒形状を有する断熱部材によって形成されている。
【００４６】
凝縮部１４０は、送風ファン１４１を有している。送風ファン１４１は、凝縮部１４０の外方から冷却側部分１３２の少なくとも一部の外側に向かって、空気を送る。送風ファン１４１の回転は、例えばクランク機構１２０の作動に連動する。また例えば、送風ファン１４１は、スターリングエンジン１１０の作動によって発電された電力を利用することによって作動するものであってもよい。
【００４７】
凝縮部１４０によって凝縮された水は、貯水部１４２に貯留される。貯水部１４２は、例えば冷却側部分１３２の下方に配置されている。貯水部１４２の一部には、空気を排出させるための流出口１４３が形成されている。送風ファン１４１によって凝縮部１４０に流入された空気は、流出口１４３を介して水生成装置１００の外方に排出される。
【００４８】
以上のように、第１実施形態に係る水生成装置１００は、クランク機構１２０と、スターリングエンジン１３０と、凝縮部１４０と、貯水部１４２とを備えている。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。スターリングエンジン１３０は、クランク機構１２０の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有している。凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を収容し、冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる。貯水部１４２は、凝縮部１４０によって凝縮された水を貯留する。
【００４９】
水生成装置１００によれば、スターリングエンジン１３０はクランク機構１２０の作動に連動する。クランク機構１２０は、自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する。クランク機構１２０の作動によってスターリングエンジン１３０が作動することにより、温熱部の温度と冷却部の温度とに温度差が生じる。冷却側部分１３２の少なくとも一部の外方は凝縮部１４０に覆われているため、冷却部の外方の空気中の水蒸気が凝縮することにより、結露水が生じる。結露水は、貯水部１４２に貯留される。
【００５０】
このように、水生成装置１００は、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。また、水生成装置１００において、冷却部の外方を覆う凝縮部１４０は、スターリングエンジン１３０の冷却部の熱量を直接的に利用することによって空気中の水蒸気を凝縮することができる。そのため、比較的多湿の地域において水生成装置１００を用いる場合は、空気中の水蒸気の量に応じて、比較的多量の水を回収することができる。また、比較的多湿の地域において水生成装置１００を用いる場合は、所望の水量を比較的短時間で回収することができる。
【００５１】
さらに、水生成装置１００によれば、スターリングエンジン１３０の冷却側部分１３２の少なくとも一部を凝縮部１４０が覆うことにより、凝縮部１４０と冷却側部分１３２とが互いに密接するように構成されている。そのため、水生成装置１００は、小型化が可能である。このようにすることにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することが可能な水生成装置１００であって、比較的短時間に大量の水を回収することが可能であり且つ小型化が可能な水生成装置１００を提供することができる。
【００５２】
水生成装置１００において、凝縮部１４０は、凝縮部１４０の外方から冷却部の外側に向かって凝縮部１４０の外方の空気を送る送風ファン１４１を有している。
【００５３】
この構成によれば、送風ファン１４１が空気を送風することにより、より多量の水を回収することができ、且つ、所望の水量をより短時間で回収することができる。
【００５４】
水生成装置１００において、温熱側部分１３３の外側には、スターリングエンジン１３０の温熱部が有する熱量を水生成装置１００の外部に放出させる放熱部材１２９が接続されている。
【００５５】
この構成によれば、温熱部の熱量が放熱部材１２９によって外部に放出されるため、温熱部の温度と冷却部の温度との温度差を常に最適に保つことができる。これにより、凝縮部１４０による水の凝縮性能を低下させることなく、効率よく結露水を回収することができる。
【００５６】
水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０を備えている。スターリングエンジン１１０は、吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって吸熱部が加熱されることによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる。水生成装置１００は、スターリングエンジン１１０によってクランク機構１２０を作動させる。
【００５７】
この構成によれば、スターリングエンジン１１０は、自然エネルギーのうち、太陽の熱を利用することによって吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差を発生させることができる。吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差によってサイクルが稼働することにより、スターリングエンジン１１０は、クランク機構１２０を作動させることができる。このように、この構成によれば、太陽熱といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００５８】
水生成装置１００は、断熱部１０を備えている。断熱部１０は、断熱材料によって形成され、スターリングエンジン１１０の少なくとも放熱側部分１１３の外方を覆っている。
【００５９】
この構成によれば、放熱部の外方が断熱部に覆われているため、吸熱部の温度と放熱部の温度との温度差をより効果的に生じさせることができる。そのため、スターリングエンジン１１０からクランク機構１２０に伝達されるエネルギーの量を増大させることができる。その結果、貯水部１４２に回収される水の量を増加させることができる。
【００６０】
（第２実施形態）
図２に示すように、第２実施形態に係る水生成装置２００は、羽根２１１を有する風車２１０を備えている。風車２１０は、クランク機構２２０に接続されている。水生成装置２００は、クランク機構２２０の作動に連動するスターリングエンジン２３０を備えている。
【００６１】
クランク機構２２０の構成は、特に限定されない。クランク機構２２０は、風力を利用することによって得られた風車２１０の駆動力を、スターリングエンジン２３０に伝達するように構成されていればよい。つまり、クランク機構２２０は、例えば羽根２１１の回転に連動し、且つ、羽根２１１の回転によって得られる駆動力をスターリングエンジン２３０に伝達するように構成されていればよい。
【００６２】
クランク機構１２０には、スターリングエンジン２３０のうち、コンロッド２３７とコンロッド２３９とが接続されている。スターリングエンジン２３０は、シリンダ２３１とディスプレーサピストン２３６とパワーピストン２３８とを有している。一つのシリンダ２３１の内部にパワーピストン２３８とディスプレーサピストン２３６とが配置されている。パワーピストン２３８とディスプレーサピストン２３６とは、シリンダ２３１の内部を９０度の位相で移動する。ディスプレーサピストン２３６に形成された複数の連通路１２４は、シリンダ２３１の内部において、膨張空間２３４と圧縮空間２３５とを連通させる。膨張空間２３４は、冷却側部分２３２の内部に形成された空間である。圧縮空間２３５は、温熱側部分２３３の内部に形成された空間である。温熱側部分２３３の外側には、放熱部材２２９が接続されている。
【００６３】
凝縮部２４０は、冷却側部分２３２の少なくとも一部を収容するように、シリンダ２３１に接続されている。凝縮部２４０は、凝縮部２４０の外方から冷却側部分２３２の少なくとも一部の外側に向かって凝縮部２４０の外方の空気を送る送風ファン２４１を有している。送風ファン２４１によって凝縮部２４０に流入された空気は、流出口２４３を介して水生成装置２００の外方に排出される。凝縮部２４０によって凝縮された水は、貯水部２４２に貯留される。
【００６４】
このように、第２実施形態に係る水生成装置２００のスターリングエンジン２３０と凝縮部２４０との構成は、第１実施形態に係る水生成装置１００のスターリングエンジン１３０と凝縮部１４０との構成とそれぞれ同様である。
【００６５】
第２実施形態に係る水生成装置２００のその他の構成は、第１実施形態に係る水生成装置１００の構成と同様である。第２実施形態に係る水生成装置２００の説明において、第１実施形態に係る水生成装置１００の構成と同様であるものについては、同符号を付し、説明を省略する。
【００６６】
以上のように、水生成装置２００の構成によれば、風車２１０は、自然エネルギーのうち、大気中の風を利用することにより、クランク機構２２０を作動させることができる。このように、この構成によれば、大気中の風といった自然エネルギーを利用することにより、無電化地域において空気中の水蒸気を凝集することができる。
【００６７】
なお、本発明に係る水生成装置は、風力発電装置が発生させた電力によって作動する圧縮機を利用することにより、空気中の水蒸気を凝縮して結露水を得ることができるように構成されたものであってもよい。
【００６８】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものである。
【符号の説明】
【００６９】
１０：断熱部、１００，２００：水生成装置、１１０：スターリングエンジン、１２０：クランク機構、１２９：放熱部材、１３０：スターリングエンジン、１４０：凝縮部、１４１：送風ファン、１４２：貯水部、２１０：風車、２１１：羽根
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する従動部と、
前記従動部の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有するスターリングエンジンと、
前記スターリングエンジンの前記冷却部を収容し、前記冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記凝縮部によって凝縮された水を貯留する貯水部とを備えた、水生成装置。
【請求項２】
前記凝縮部は、前記凝縮部の外方から前記冷却部の外側に向かって前記外方の空気を送る送風ファンを有している、請求項１に記載の水生成装置。
【請求項３】
前記温熱部の外側には、前記温熱部が有する熱量を当該水生成装置の外部に放出させる放熱部材が接続されている、請求項１または請求項２に記載の水生成装置。
【請求項４】
吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって前記吸熱部が加熱されることによって前記吸熱部の温度と前記放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる他のスターリングエンジンをさらに備え、
前記他のスターリングエンジンによって前記従動部を作動させる、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水生成装置。
【請求項５】
断熱材料によって形成され、前記他のスターリングエンジンの前記放熱部の外方を覆う断熱部をさらに備えた、請求項４に記載の水生成装置。
【請求項６】
前記従動部に接続され、羽根を有する風車をさらに備えた、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水生成装置。
【請求項１】
自然エネルギーから得られるエネルギーに基づいて作動する従動部と、
前記従動部の作動に連動し、温熱部と冷却部とを有するスターリングエンジンと、
前記スターリングエンジンの前記冷却部を収容し、前記冷却部の外方の空気中の水蒸気を凝縮させる凝縮部と、
前記凝縮部によって凝縮された水を貯留する貯水部とを備えた、水生成装置。
【請求項２】
前記凝縮部は、前記凝縮部の外方から前記冷却部の外側に向かって前記外方の空気を送る送風ファンを有している、請求項１に記載の水生成装置。
【請求項３】
前記温熱部の外側には、前記温熱部が有する熱量を当該水生成装置の外部に放出させる放熱部材が接続されている、請求項１または請求項２に記載の水生成装置。
【請求項４】
吸熱部と放熱部とを有し、且つ、太陽の熱によって前記吸熱部が加熱されることによって前記吸熱部の温度と前記放熱部の温度との温度差を発生させることにより、スターリングサイクルを稼働させる他のスターリングエンジンをさらに備え、
前記他のスターリングエンジンによって前記従動部を作動させる、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水生成装置。
【請求項５】
断熱材料によって形成され、前記他のスターリングエンジンの前記放熱部の外方を覆う断熱部をさらに備えた、請求項４に記載の水生成装置。
【請求項６】
前記従動部に接続され、羽根を有する風車をさらに備えた、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の水生成装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−７６２１４（Ｐ２０１３−７６２１４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１５１６８（Ｐ２０１１−２１５１６８）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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