JP2904582B2

JP2904582B2 - 蒸留装置

Info

Publication number: JP2904582B2
Application number: JP4502093A
Authority: JP
Inventors: コイスチネン、ピーター; ランタラ、レイヨ
Original assignee: KIIRAN CORP NV
Current assignee: KIIRAN CORP NV
Priority date: 1990-12-14
Filing date: 1991-12-16
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: EP0639097A1; DK0639096T3; GR3022809T3; BG97867A; NO180519C; AU9066391A; AU655956B2; KR100232014B1; JPH06503266A; RU2076762C1; FI906170A7; HU213896B; DK0639097T3; NO932178L; NO932178D0; HU9301727D0; ES2083727T3; BR9107228A; KR100232015B1; NO932177D0

Description

【発明の詳細な説明】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れ、蒸発される液体と、エレメ
ントの内部に向けられ、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、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ッ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W
O90/01977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れ、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用いる必要
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、熱交換表面責が大きな薄
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
ら液体がパイプ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、蒸発する液体がエレメ
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巣構造の分配手段を設
け、分配手段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、はちの巣構造の分
配手段が、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
トの分配手段に含まれる液体供給ダクトが分配手段の一
端から始まり、そこから斜めに分配手段の横側に向けら
れるのが好ましく、その横側からエレメントへの外側へ
の液体の分配が行われる。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、分配手段の横
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
な角度で分配手段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、エレメントの分配手段
がはちの巣構造を有し、そのはちの巣構造において、二
つの対向する壁の間の空間が平行なダクトに分割され
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れ、
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、分配手段を
構成するはちの巣構造が、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利な点は、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巣構
造の分配手段に加えて、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巣構造の収集手段を備
え、その収集手段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収集手段については、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収集手段がはちの巣構造で構成さ
れ、そのはちの巣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た液体のための
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、対向壁間の空間が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
とができ、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
置が、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III−III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
ちの巣構造のプラスチック製分配手段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、はちの巣構造のプラスチック製
収集手段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。収集手段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。前記分配手
段４と収集手段７との間において、各袋状エレメント３
は、垂直方向のジグザグのとじ目線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が液体に凝縮す
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
体が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に従って流れ、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
パイプ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パイプは図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パイプは参照番号18で示さ
れており、蒸発しなかった液体のための出口パイプは参
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
レメントの上端の分配手段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
レメントの下端の収集手段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分配手段４は、図２ないし図４に
示されているように、三枚の向かい合わせの、そしては
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
たはちの巣構造を有している。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。分配手段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25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に垂直に導かれ、他方、蒸発される液体のため
の供給ダクト26は、分配手段４の端27から分配手段の、
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巣構造収集手段７は構造
的にエレメントの上端の分配手段４に類似している。し
かし、異なっているのは、収集手段７の向かい合わせの
三枚のはちの巣ボード29のうち、中間のボードが収集手
段の端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
ることが明らかであろう。例えば、隣接するエレメント
の垂直のジグザグなダクト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は上方の分配手段４と下方の収集手段７の両方の端
部に接続されなければならない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２８Ｆ 21/06 Ｆ２８Ｆ 21/06 (56)参考文献特開昭56−130289（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−162689（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−6321（ＪＰ，Ａ) 英国公開1196493（ＧＢ，Ａ) 国際公開92／10265（ＷＯ，Ａ１) 国際公開90／1977（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B01D 1/00 B01D 1/28 B01D 1/22 F28F 21/06 C02F 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】液体を蒸発させその後凝縮させる蒸留装置
（１）で、プラスチックフィルム（11）のような薄いフ
ィルム材を互いに向かい合わせて配置して形成された複
数の平らな袋状エレメント（３）で、該エレメントの外
面（21）に沿って流れる蒸発させる液体と該エレメント
の内側に送られた凝縮させる蒸気との間の熱交換器の役
割をする袋状エレメントと、生成された蒸気が該エレメ
ントの内側に送られる前にその圧力と温度を上げるコン
プレッサ（15）とを有する蒸留装置であって、ボード（22）を含み、該ボードにおいて、２枚の対向す
る壁（23）の間の空間が互いに平行な隔壁（24）で分割
され平行なダクト（26）を形成しており、それにより該
ダクトが蒸発させる液体を該エレメントの外面全幅にわ
たって分配する下向きの供給路を形成する、該エレメン
トとほぼ同じ幅の細胞構造の分配手段（４）が、該エレ
メントの上端に設けられていることを特徴とする蒸留装
置。
【請求項２】前記ダクト（26）が、等しい幅であること
を特徴とする請求項１に記載の蒸留装置。
【請求項３】前記分配手段（４）が、プラスチック製で
あることを特徴とする請求項１または２に記載の蒸留装
置。
【請求項４】前記ダクト（26）が、前記分配手段の一端
（27）から側面（28）に斜めに向けられ、該側面から蒸
発させる液体を分配することを特徴とする請求項１ない
し３のいずれか一項に記載の蒸留装置。
【請求項５】前記ダクト（26）が、前記分配手段の横の
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に記載の蒸留装置。
【請求項６】前記分配手段（４）が、２枚の対向する壁（23）の間の空間が、蒸発させる液体
を前記エレメントの外面（21）に供給する平行なダクト
（26）に分割され、それに隣接する２枚の対向する壁の間の空間が、凝縮さ
せる蒸気を該エレメントの内側に供給する平行なダクト
（25）に分割される構造を有することを特徴とする請求
項１ないし５のいずれか一項に記載の蒸留装置。
【請求項７】前記分配手段（４）が、その中央で２枚の対向する壁の間の空間が、凝縮させる
蒸気を前記エレメントの内側に供給するダクト（25）に
分割され、その両側で２枚の対向する壁（23）の間の空間が、蒸発
させる液体を該エレメントの外面（21）に供給するダク
ト（26）に分割される構造を有することを特徴とする請
求項６に記載の蒸留装置。
【請求項８】蒸発されずに残った液体を収集する複数の
平行なダクト（32）を含む、前記エレメントとほぼ同じ
幅の細胞構造の収集手段（７）が、該エレメントの下端
に設けられていることを特徴とする請求項１ないし７の
いずれか一項に記載の蒸留装置。
【請求項９】前記収集手段（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、２枚の対向す
る壁の間の空間が互いに平行な隔壁で分割され等しい幅
の平行なダクト（32）を形成していることを特徴とする
請求項８に記載の蒸留装置。
【請求項１０】前記収集手段（７）が、その中央で２枚の対向する壁の間の空間が、凝縮された
液体を前記エレメントの内側から収集する平行なダクト
（31）に分割され、その両側で２枚の対向する壁の間の空間が、蒸発されず
に残った液体を収集する平行なダクト（32）に分割され
る構造を有することを特徴とする請求項８または９に記
載の蒸留装置。