JPH06503266A - 蒸留装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 蒸留装置 本発明は、液体を蒸発させ次いでそれを凝縮させるための蒸留装置に関するもの であり、互いに向かい合わせに配置された、プラスチックフィルムのような、薄 膜材料で作られた複数の偏平な袋状エレメントで、そのエレメントの外面に沿っ て流ね、蒸発される液体と、エレメントの内部に向けられへ凝縮される蒸気との 間での熱交換器として機能する袋状エレメントと一生成された蒸気が袋状エレメ ントの内部に向けられる前に、その圧力と熱を増加させるためのコンプレツサを 有する蒸留装置に関するものである。

そのような蒸留装置は、例えば、フィンランド国公開公報第７９９４８号および それに対応する国際出願公開公報ｗ０９０１０１９７７号に記載されている。

このタイプの蒸留装置は主に海水から淡水を製造するために用いられている。先 行技術の海水蒸留装置に用いられるチューブあるいは板状熱交換器は汚染されや すく、また海水の腐食性のためにそれらの腐食の問題が引き起こさね、チタンや キュプロニッケルなどの高価な耐腐食性の材質を眉いる必要があった。プラスチ ックフィルム製の袋状蒸留エレメントを用いることにより、これらの不都合は解 消された。というのも、プラスチックフィルムは安価であり、耐腐食性があり、 また、その弾性のために汚染されにくいからである。膜に汚染が付着したとして もエレメントの内部の圧力を変化させることにより振り落とすことができる。プ ラスチックの熱伝導率が小さいことは、蒸留装置に非常に薄いフィルムを用い、 熱交換法歪潴Ｗ伏きな薄いエレメントを多数用いることだけで、補償可能である 。

前記フィンランド国公開公報第７９９４８号の蒸留装置は、プラスチックの膜エ レメントの上に、蒸発させられる水のための共通の分配盤を有しており、この分 配盤から液体がバイブを経由してエレメント間の通路へと流れるようになってい る。エレメントの外面で生成される蒸気はブロアへ向けられ、ブロアはそれを高 圧高温でエレメントの側面の開口を通してエレメントの内部へと吹き込む。上述 のこのシステムでは、蒸発する液体かエレメントの表面に非常に均一に広がるよ うにすることができず、装置の潜在的な蒸発能力の一部が使用されないで残ると いう不都合がある。上記の装置では、また、エレメントの内部に吹き込まれる蒸 気が、可能な最善の仕方で拡散しない。このように、エレメントの外面で蒸発す る液体とエレメント内で凝縮する蒸気との間の熱交換は不完全なままである。

本発明の目的は、特に蒸発する液体が先行技術の場合よりも均一にエレメントの 外面上に広がるようにすることにより、熱交換の効率が高められた蒸留装置を提 供することである。本発明は、各袋状エレメントの上端にエレメントと実質的に 同じ幅の蜂の梁構造のエンドストリップを設け、エンドストリップは互いに隔壁 により分離された平行な供給ダクトを有し、そのダクトはエレメント表面の全幅 にわたって液体が蒸発するようにその液体を分配するものであることを特徴とす る。

本発明の好ましい一実施例として、はちの梁構造のエンドストリップが、対向す る二壁の間の空間が互いに平行な横断隔壁によって幅の等しい平行なダクトに分 割された、はちの巣ボードからなるようにすることができる。そのようなプラス チック製のはちの巣ボードは普通に入手できる商業製品であり、これまでさまざ まな支持構造や絶縁構造に用いられてきており、ダクトは、絶縁の役割を果たし また構造を軽くする空隙（ボイド）を構成するものとなっていた。しかし、本発 明の場合、それらはシンプルで費用をかけずに生産できる流路系としての役割を 果たしており、液体をエレメントの膜表面に均一に広げると共に、分配される液 体の腐食作用を受けることがないものである。

特に海水を蒸留して飲料水を製造する場合、エレメントのエンドストリップに含 まれる液体供給ダクトがエンドストリップの一端から始まり、そこから斜めにス トリップの横側に向けられるのが好ましく、その横側からエレメントへの外面へ の液体の分配か行われる。多数のエレメントの供給ダクトの開始点となる液体容 器は、この場合、エンドストリップの横側に配置することができる。適当な方向 の供給ダクトを得ることは、二枚の対向壁とその間の相互に平行な隔壁からなる 大きなはちの巣ボードから、隔壁に対して適切な角度でエンドストリップを切り 出すことにより簡単に達成できる。

本発明の好ましい一実施例は、エレメントのエンドストリップがはちの巣構造ト に分割されて、蒸発される液体がそのダクトによりエレメントの外面に供給され るようにされており、また、二つの平行な壁によってできる隣接空間が平行なダ クトに分割さね、凝縮される蒸気がそのダクトによりエレメントの内部に供給す るようにされていることを特徴とする。このシステムによれば、蒸発される液体 をエレメントの外面にできるだけ均等に分配することと、凝縮される蒸気をエレ メントの内部にできるだけ均等に分配することの両方が同時に達成され、凝縮す る蒸気と蒸発する液体との間の可能な限り最善な熱交換が達成される。

上記のシステムの最も好ましい実施例は、エンドストリップを構成するはちの梁 構造が、エレメントの内部に通じる蒸気供給ダクトの両側に、蒸発される液体を エレメントの両方の外面に分配する供給ダクトを有するものである。これにより 得られる有１１な点は、蒸発の効率が、隣接するエレメントのフィルム面が正確 に互いの上にあることに依存しないという点にある。装置のエレメントが互いに 僅かに離れていても、液体はフィルム面全体の上に広げられる。

本発明の蒸留装置は、エレメントの上端のはちの梁構造のエンドストリップに加 えて、各エレメントの下端に、実質的にエレメントと同じ幅のはちの梁構造のエ ンドストリップを備え、そのエンドストリップが蒸発しないで残った液体をすべ て取り除くための平行なダクトを含むようにすることもできる。エレメントの下 端のエンドストリップについては、やはり市場で入手できるプラスチック製のは ちの巣ボードで、対向する二つの壁の間の空間が互いに平行な横断隔壁により等 しい幅の平行なダクトに分割されたものを用いることができる。

エレメントの下端のエンドストリップがはちの梁構造で構成さべそのはちの梁構 造の中間部においては、二つの壁の間の空間が、エレメントの内部で凝縮しだ液 体のための平行な出口ダクトに分割され、前記空間の両側においては、対向壁間 の空間かエレメントの外面に凝縮されずに残っている液体の出口ダクトに分割さ れているのは好ましい。得られる蒸留液となる凝縮された液体のための出口ダク トは、エレメントの脇の共通収集空間に向けることかでき、それに対し、凝縮さ れない液体のための出口ダクトは垂直であるのが望ましく、その場合、最短の経 路で液体を装置の底部に排出することになる。特に、装置か、パルプ工場での漂 白工程からの排水のような懸濁液の濃縮に用いられる場合、垂直で、十分広い液 体出口ダクトが必要であろう。それにより、懸濁液中の固体がダクトを詰まらせ る危険を回避することができる。

以下、本発明を図を参照しながら例によって詳細に説明する。

図１は、本発明による一つの蒸留装置の略断面図である。

図２は、図１の蒸留装置に属する袋状エレメントの側面図である。

図３は、図２の■−■線に沿った断面図である。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。

図５は、図２のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図６は、図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。

図１の蒸留装置はフレーム２を有し、それにより画定された空間には、薄いプラ スチックのフィルムで出来た、複数の偏平な袋状エレメント３が、互いに向かい 合わせに設けられている。各エレメント３の上端には、はちの梁構造のプラスチ ック製エンドストリップ４が存在しており、その一端は、蒸発させられる液体を 収容する、各エレメントに共通の分配盤５に連通しており、その上側は、凝縮さ れる蒸気を収納する供給室６に連通している。供給室６も各エレメントに対して 共通である。各エレメント３の下端には、はちの梁構造のプラスチック製エンド ストリップ７が存在し、その一端は、蒸気から凝縮された蒸留液のための収集容 器８に連通している。エンドストリップ７の下では、フレームの底部が蒸発せず に装置に残った液体のための収集盤９として形成されている。前記エンドストリ ップ４．７の間において、各袋状エレメント３は、垂直方向のジグザクのとじ目 線１０に沿って互いに溶着された二つの対向するプラスチック膜１１から構成さ れている。とじ目線１０は、エレメント３の内部において、エレメントの一端か ら他端に伸びる垂直ダクト１２の境界となっており、そのダクトにおいて蒸気か 液体に凝縮する。とじ目線１０は連続ではなく、途切れがあり、その部分におい て、限られた程度ではあるが、蒸気あるいは液体か一方のダクトから他方のダク トへと移ることができる。エレメント３の外面に供給された液体から生成された 蒸気は、エレメント間の空間から、エレメントを取り巻く吸込み室１４へと、図 １の矢印１３に従って流ね、コンプレッサとして機能するブロア１５が、その吸 込み室からバイブ１６を介して装置の上端にある蒸気供給室６へと蒸気を高圧、 高熱で吹き込む。

蒸留される液体のための入口バイブは図１において参照番号１７で示されており 、分配盤５へと導かれている。得られた蒸留液のための出口バイブは参照番号１ ８で示されており、蒸発しなかった液体のための出口バイブは参照番号１９で示 されている。排出される蒸留液および蒸発せずに残った液体は熱交換器２０にお いて、蒸留される液体を予熱するために用いられる。

蒸留装置１の各個のエレメント３の構造ならびに作用は図２ないし図６において 詳細に見ることができる。エレメントの上端のエンドストリップ４の機能は、供 給室６に吹き込まれた、凝縮される蒸気を、できるだけ均一にエレメント内の垂 直ダクト１２に分配することであり、また、分配盤５にある蒸発させられる液体 をできるだけ均一にエレメントの対向する外面２１上に分配することである。

エレメントの下端のエンドストリップ７の機能は、その分担として、エレメント 内のダクト１２において凝縮された液体を集めることであり、それを得られた蒸 留液として収集容器８に向け、エレメント表面２１上で蒸発しないで残った液体 を、装置の底部の収集盤９に流れるようにすることである。

エレメントの上方のエンドストリップ４は、図２ないし４に示されているように 、三枚の向かい合わせの、そしてほぼ方形のプラスチック製はちの巣ボード２２ から製造されたはちの梁構造を有している。これらボード２２の各々において、 二枚の対向壁２３の間の空間は、互いに平行な横断隔壁２４により、互いに等し い幅の平行なダクトに分割されている。ストリップの中間のはちの巣ボードは、 凝縮される蒸気をエレメントの内部に導くダクト２５を形成しており、その両側 のはちの巣ボードのダクトは、蒸発する液体をエレメントの対向する外面２１に 導くものである。図２に見られるように、凝縮される蒸気のための供給ダクト２ ５は垂直であり、その場合、それらのダクト２５により蒸気はとじ目によってエ レメント内に形成されたダクト１２に垂直に導かべ他方、蒸発される液体のため の供給ダクト２６は、エンドストリップ４の端２７からエンドストリップの、液 体がエレメント表面へと排出される側面２８へと斜めに走っている。このように して、エレメント３の内部に向けられる蒸気およびその表面２１上へ向けられる 液体の両方が、エレメントの全幅にわたって均一に分配され、蒸気相と液体相と の間で最善の熱交換が達成される。

各エレメントの下端のはちの梁構造エンドストリップ７は構造的にエレメントの 上端のエンドストリップ４に類似している。しかし、異なっているのは、エンド ストリップ７の向かい合わせの三枚のはちの巣ボード２９のうち、中間のボード がエンドストリップの端３０へと斜めに導くダクト３１を収容しており、そのダ クト３１が、エレメント内部にとじ目により形成された垂直ダクト１２に連通し て、エレメントの内部で凝縮された液体のための出口ダクトとして機能している のに対し、これらの両側のはちの巣ボードではダクト３２は垂直であり、蒸発し ないで残った液体のための出口ダクトとして働いている。

当業者には、本発明のさまざまな実施例は上記の例に限定されず、請求の範囲内 でさまざまな変形が可能であることか明らかであろう。例えば、隣接するエレメ ントの垂直のジグザクなダクト１２が互いに交差する仕方で走るようにするのは 有利であり、その場合、エレメントは互いにくっつかず、蒸発させられるために 下方に流れる液体は、エレメントの外面２１により均一に分配されるであろう。

エレメント３が同じものである場合、このためにはエレメントを一つおきに逆転 することが必要であり、その場合、装置の液体分配盤５および蒸留液収集容器８ は上方のエンドストリップ４と下方のエンドストリップ７の両方の端部に接続さ れなければならない。

１、特許出願の表示 国際出願番号　ＰＣＴ／ＦＩ９１１００３８８２、発明の名称 蒸留装置 ５、補正音の提出年月日 請求の範囲 １、液体の蒸発ならびにその後の凝縮のための蒸留装置（１）で、プラスチ・ツ クフィルム（１１）のような薄いフィルム材で形成さね、互いに向かい合わせに 配置された複数の偏平な袋状エレメント（３）で、該エレメントの外面（２）に 沿って流ね、蒸発される液体と該エレメントの内部に向けられ凝縮される蒸気と の間の熱交換器の役割を果たす袋状エレメントと、生成された蒸気が該エレメン トの内部に向けられる前にその圧力と温度を上げるためのコンプレ・ノサ（１５ ）とを有する蒸留装置であって、 各袋状エレメント（３）の上端に、該エレメントとほぼ同じ幅の細胞構造のエン ドストリップ（４）が設けられており、該エントストリ・ノブはボード（２２） を含んでおり、該ボードにおいて、二つの対向する壁（２３）の間の空間が互い に平行な隔壁（２４）で分離された平行なダクト（２６）に分割されており、そ れにより該ダクトが該蒸発させられる液体を該エレメント表面の全幅にわたって 分配する下向きの供給路を形成することを特徴とする蒸留装置。

２、前記平行なダクト（２６）が等しい幅であることを特徴とする請求項１の蒸 留装置。

３、前記エンドストリップ（４）がプラスチック製であることを特徴とする請求 項１あるいは２の蒸留装置。

４、前記エンドストリップ（４）に含まれる前記液体供給ダクト（２６）が該エ ンドストリップの一端（２７）から始まり、該エンドスト１ルツプの側面（２８ ）に向かって斜めに向けられ、該側面から液体か分配されることを特徴とする請 求項工ないし３のいずれカー項の蒸留装置。

５、異なる前記エレメント（３）の前記供給ダクト（２６）がエントストリ・ノ ブ（４）の横の共通の液体容器（５）から始まることを特徴とする請求項４の蒸 留装置。

６、前記エンドストリップ（４）が次の構造、すなわち、二つの対向する壁（２ ３）の間の空間が、前記蒸発される液体を前記エレメントの外面（２１）に供給 するための平行なダクト（２６）に分割されており、また、対向する二つの壁に よってできる隣接空間か凝縮させられる蒸気を該エレメントの内部に供給する平 行なダクト（２５）に分割されている構造、を含むことを特徴とする請求項工な いし５のいずれカー項の蒸留装置。

７、前記エンドストリップ（４）が次の構造、すなわち該構造の中間において、 二つの対向する壁の間の空間が、前記凝縮させられる蒸気を前記エレメントの内 部に供給するダクト（２５）に分割されへまた該空間の両側において、二つの対 向する壁（２３）の間の空間が、前記蒸発されられる液体を前記エレメントの外 面（２１）上に供給するダクト（２６）に分割されている構造、を含むことを特 徴とする請求項６の蒸留装置。

８、前記袋状エレメント（３）の各々の下端に、該エレメントとほぼ等しい幅の 細胞構造のエンドストリップ（７）が設けられており、該エンドストリップは、 蒸発しないで残った前記液体のための複数の平行な出口ダクト（３２）を含むこ とを特徴とする請求項工ないし７のいずれか一項の蒸留装置。

９、前記エレメント（３）の下端の前記エンドストリップ（７）が、プラスチッ ク製のボード（２９）を含み、該ボードにおいて、二つの対向する壁の間の空間 が相互に平行な横断隔壁により、等しい幅の平行なダクト（３２）に分割されて いることを特徴とする請求項８の蒸留装置。

１０、前記エレメントの下端の前記エンドストリップ（７）が次の構造、すなわ ち該構造の中間において二つの対向する壁の間の空間が、前記エレメントの内部 で凝縮される液体のための平行な出口ダクト（３１）に分割さべ該空間の両側に おいて、二つの対向する壁の間の空間が、前記エレメントの外面（２１）上で蒸 発しないで残った前記液体のための出口ダクト（３２）に分割されている構造を 含むことを特徴とする請求項８あるいは９の蒸留装置。

国際調査報告 ■−１．．ｍ−ｎ＋ａｍ１ｃｍｍｌｌａＰＣＴ／ＦＩ９１１００３８８国際調査 報告 国際調査報告 フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号／／　Ｄ　２１　Ｃ１１ ／１０　７１９９−３Ｂ（８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ 、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ ）、ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ、　ＫＲ。

ＬＫ、ＭＧ、ＭＷ、ＮＯ，ＲＯ，ＳＤ、ＳＵ、　ＵＳＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体の蒸発ならびにその後の凝縮のための蒸留装置（１）で、プラスチック フィルム（１１）のような薄いフィルム材で形成され、互いに向かい合わせに配 置された複数の偏平な袋状エレメント（３）で、該エレメントの外面（２）に沿 って流れ、蒸発される液体と該エレメントの内部に向けられ凝縮される蒸気との 間の熱交換器の役割を果たす袋状エレメントと、生成された蒸気が該エレメント の内部に向けられる前にその圧力と温度を上げるためのコンプレッサ（１５）と を有する蒸留装置であって、 各袋状エレメント（３）の上端に、該エレメントとほぼ同じ幅のはちの巣構造の エンドストリップ（４）が設けられており、該エンドストリップは互いに隔壁（ ２４）で分離された平行な供給ダクト（２６）を含んでおり、該ダクトは該蒸発 される液体をエレメント表面の全幅にわたって分配するものであることを特徴と する蒸留装置。 ２．前記エンドストリップ（４）が、二つの対向する壁（２３）の間の空間が相 互に平行な隔壁（２４）により幅の等しい平行なダクト（２６）に分割されてい るはちの巣ボード（２２）を含むことを特徴とする請求項１の蒸留装置。 ３．前記エンドストリップ（４）がプラスチック製であることを特徴とする請求 項１あるいは２の蒸留装置。 ４．前記エンドストリップ（４）に含まれる前記液体供給ダクト（２６）が該エ ンドストリップの一端（２７）から始まり、該エンドストリップの側面（２８） に向かって斜めに向けられ、該側面から液体が分配されることを特徴とする請求 項１ないし３のいずれか一項の蒸留装置。 ５．異なる前記エレメント（３）の前記供給ダクト（２６）がエンドストリップ （４）の横の共通の液体容器（５）から始まることを特徴とする請求項４の蒸留 装置。 ６．前記エンドストリップ（４）がはちの巣構造を含み、該はちの巣構造におい て、二つの対向する壁（２３）の間の空間が、前記蒸発される液体を前記エレメ ントの外面（２１）に供給するための平行なダクト（２６）に分割され、また、 対向する二つの壁によってできる隣接空間が凝縮させられる蒸気を該エレメント の内部に供給する平行なダクト（２５）に分割されていることを特徴とする請求 項１ないし５のいずれか一項の蒸留装置。 ７．前記エンドストリップ（４）がはちの巣構造を含み、該はちの巣構造の中間 において、二つの対向する壁の間の空間が、前記凝縮させられる蒸気を前記エレ メントの内部に供給するダクト（２５）に分割され、また該空間の両側において 、二つの対向する壁（２３）の間の空間が、前記蒸発されられる液体を前記エレ メントの外面（２１）上に供給するダクト（２６）に分割されていることを特徴 とする請求項６の蒸留装置。 ８．前記袋状エレメント（３）の各々の下端に、該エレメントとほぼ等しい幅の はちの巣構造のエンドストリップ（７）が設けられており、該エンドストリップ は、蒸発しないで残った前記液体のための複数の平行な出口ダクト（３２）を含 むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項の蒸留装置。 ９．前記エレメント（３）の下端の前記エンドストリップ（７）が、プラスチッ ク製のはちの巣ボード（２９）を含み、該はちの巣ボードにおいて、二つの対向 する壁の間の空間が相互に平行な横断隔壁により、等しい幅の平行なダクト（３ ２）に分割されていることを特徴とする請求項８の蒸留装置。 １０．前記エレメントの下端の前記エンドストリップ（７）がはちの巣構造を有 し、該はちの巣構造の中間において二つの対向する壁の間の空間が、前記エレメ ントの内部で凝縮される液体のための平行な出口ダクト（３１）に分割され、該 空間の両側において、二つの対向する壁の間の空間が、前記エレメントの外面（ ２１）上で蒸発しないで残った前記液体のための出口ダクト（３２）に分割され ていることを特徴とする請求項８あるいは９の蒸留装置。