JP2000015245A

JP2000015245A - 非沸騰式蒸留精製装置

Info

Publication number: JP2000015245A
Application number: JP10187316A
Authority: JP
Inventors: Takashi Tazawa; 隆田澤; Junji Mori; 潤二森; Hiroshi Namatame; 寛生天目; Kazuo Tsumura; 和雄津村; Taketomo Saitou; 丈智斉藤; Masaru Uehara; 大上原
Original assignee: MITO RIKA GLASS KK
Current assignee: MITO RIKA GLASS KK
Priority date: 1998-07-02
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 2000-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】純水の純度の低下を防止すると共に、純水の
採取量の増大を図る。【解決手段】非沸騰式蒸留精製装置は、原水を収納し
た原水槽１と、この原水槽１から蒸留すべき原水ａの供
給を受ける蒸留槽２と、この蒸留槽２の原水ａの水面よ
り上に配置され、同原水ａを加熱し、その沸点温度以下
の温度で水蒸気を発生させるヒータ３と、前記原水ａよ
り上に配置され、同原水ａから蒸発した水蒸気を冷却、
凝縮する凝縮器４と、この凝縮器により水蒸気を凝縮し
て生じる純水を蒸留槽２から取り出す純水取出管６と、
この純水取出管６から取り出した純水を貯留する純水貯
水槽８とを有する。前記原水槽１から蒸留槽２に至る原
水供給配管、蒸留槽２の純水取出管６を経て純水貯水槽
８に至る純水採取配管及び蒸留槽２のオーバーフロー管
９から排水槽１３に至る排水配管を外気に対して遮断し
た構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明に属する技術分野】本発明は、原水から純水を精
製する蒸留精製装置に関し、特に、原水を沸騰させるこ
となく、その沸点以下の温度で蒸発させ、発生した水蒸
気を冷却、凝縮すると共に、この凝縮した純水を採取し
て取り出す方式の非沸騰式蒸留精製装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】純水は、実験室やクリーンルーム等にお
ける化学分析や、半導体表面の洗浄等に広く用いられ
る。純水を得る方法としては、従来イオン交換法、逆浸
透法などが知られている。とくに、大量の純水を製造す
ることに適している。蒸留法は、高純度の純水を精製
し、環境分析水質分析等の精密分析の基準水や希釈水に
用いられる。

【０００３】従来の蒸留精製装置では、加熱手段で蒸発
されて消費される原水の蒸留槽内への供給は、人手によ
る回分式供給や電動モータによりポンプを利用して原水
槽から原水を自動供給することにより行われている。な
お、非沸騰式蒸留精製装置は、蒸発効率向上のため、原
水の水面と赤外線ヒータとを最適な距離を維持すること
が重要となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の蒸留
装置は、蒸留した純水を大気に開放した状態で純水貯水
槽に採水する方式であるため、大気の環境や、測定室の
環境の雰囲気中の影響により、純水の純度の低下と不安
定さを招くことがある。すなわち、蒸留された純水は純
水取出管により前記蒸留槽外に採水されるが、このと
き、採水される高温、低温の純水は、外気の雰囲気中に
さらされ、純水貯水槽に貯水される。その際に外気中の
遊離硫酸イオン、遊離塩化物イオン、さらには微少な粉
塵、ゴミ等が純水の表面に接触して溶出、混入し、純水
の純度低下をさせることになる。

【０００５】本発明は、前記従来の蒸留装置における課
題に鑑み、特に原水を沸騰させることなく、その沸点以
下の温度で蒸発させ、発生した水蒸気を冷却、凝縮する
と共に、この凝縮した純水を採取して取り出す方式の非
沸騰式蒸留精製装置において、蒸留槽から純水取出管を
経て純水貯水槽に送られる純水が大気と直接的に触れな
い様又は構造にし、純水の純度の低下を防止すると共
に、純水の採取量の増大を計ることを目的とするもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明では、蒸留槽２から純水取出管６を経て純水
貯水槽８に送られる純水が大気と直接的に触れないシー
ル構造を採用した。さらに蒸留時に蒸留槽２内の気体の
膨張により、オーバーフロー管９から排水される純水を
一時的に保水するトッラップ１０を設け、オーバーフロ
ー管９から蒸留槽２内に外気が浸入しない構造とした。

【０００７】すなわち、本発明による非沸騰式蒸留精製
装置は、原水を収納した原水槽１と、この原水槽１から
蒸留すべき原水ａの供給を受ける蒸留槽２と、この蒸留
槽２の原水ａの水面より上に配置され、同原水ａを加熱
し、その沸点温度以下の温度で水蒸気を発生させるヒー
タ３と、前記原水ａより上に配置され、同原水ａから蒸
発した水蒸気を冷却、凝縮する凝縮器４と、この凝縮器
により水蒸気を凝縮して生じる純水を蒸留槽２から取り
出す純水取出管６と、この純水取出管６から取り出した
純水を貯留する純水貯水槽８とを有する。さらに、前記
原水槽１から蒸留槽２に至る外気に対して気密にシール
された原水供給配管と、蒸留槽２の純水取出管６を経て
純水貯水槽８に至る外気に対して気密にシールされた純
水採取配管と、蒸留槽２のオーバーフロー管９から排水
槽１３に至る外気に対して気密にシールされた排水配管
とを有することを特徴とするものである。

【０００８】このような非沸騰式蒸留精製装置では、蒸
留槽２に接続されている原水供給配管、純水採水採取配
管及びオーバーフロー管９からの排水配管が何れも気密
にシールされているので、蒸留槽２の内部が外気に対し
て気密にシールされ、外気に含まれる物質によって蒸留
槽２内が汚染されない。また、蒸留槽２から純水取出管
を経て純水貯水槽８に送られる純水が大気と直接的に触
れないため、純水の純度の低下を防止することができ、
高純度の純水を得ることができる。さらに、得られた純
水の大気中への蒸発による放出もなく、純水を効率よく
純水貯水槽８に採取することができる。これにより採取
できる純水の量が増大する。

【０００９】非沸騰式蒸留精製装置では、蒸留槽２内で
加熱膨張された気体を外部に放出が出来る構造でなけれ
ば、内部圧力が高まり、蒸留槽２等の容器を破壊する恐
れがある。また、前記蒸留槽２の中の原水ａの水面とヒ
ータ３との間隔を一定に保つ必要があり、そのために原
水ａの水位を正確に維持する必要がある。これらの目的
で、蒸留槽２には余剰の原水ａを排出するオーバーフロ
ー管９が設けてある。このオーバーフロー管９により、
蒸留槽２内の余剰な気体と原水を同時に排出が出来る。
そして、このオーバーフロー管９の途中に、同オーバー
フロー管９の全体に原水を保持するトラップ１０が設け
られている。このトラップ１０により蒸留槽２が気密シ
ールされ、オーバーフロー管９の先の排出槽１３側か
ら、大気の不純物が蒸留槽２の中に浸入するのが防止さ
れる。

【００１０】メンテナンスや清掃等のため、原水槽１、
蒸留槽２、冷却器７或いは純水貯水槽８は、互いに分離
することができ、且つその後組み立てることができるよ
うにする必要がある。そこで、蒸留槽２から純水取出管
６を経て純水貯水槽８に至る配管と、オーバーフロー管
９から排水槽１３に至る配管の途中を、ガラス球面の摺
り合わせにより接合するボールジョイント１２を介して
着脱自在に接続する。これにより、ボールジョイント１
２で蒸留槽２、冷却器７或いは純水貯水槽８を分離する
ことができると共に、これらの配管を接続した後は、ボ
ールジョイント１２でガラス球面の摺り合わせにより接
合されることにより、高い気密性を保持することができ
る。

【００１１】前記純水貯水槽８と蒸留槽２との間に、純
水貯水槽８の気体を蒸留槽２に戻すバイパス配管５１が
接続されている。このバイパス配管５１により、純水貯
水槽８内の空気を蒸留槽２側に戻し、蒸留槽２側から純
水貯水槽８側への純水の流れをよくすることができる。
このバイパス配管５１も、ボールジョイント１２で接続
する。

【００１２】原水槽１は、蒸留槽２内の原水ａの液面よ
り上に配置し、前記原水槽１内の原水の液面より上の位
置で大気と原水槽１の内部との連絡を断続する電磁弁３
１が接続されている。蒸留槽２内の原水ａの水位を一定
に保ため、原水ａの液面の位置を液面検出器４１により
検出し、蒸発槽２内で蒸発され、蒸発槽２内の原水ａの
水位が少なくなったときは、原水槽１の前記電磁弁３１
を開くことで、大気圧により、原水槽１から原水を蒸留
槽２に適宜供給できる。

【００１３】また、液面の揺れによる不純物のミスト化
やヒータなどに接触する部分的な突沸などを抑えなが
ら、蒸留槽２内の原水の水位を高い精度で維持できる。
余剰分の原水は、オーバーフロー管９より排水されるの
で、安定した液面位置の制御ができ、常時高効率の蒸留
ができると共に、高純度の純水を精製することが可能と
なる。

【００１４】前記原水槽１は、ハウジング１４の前面を
開閉する前カバーユニット１５を開放することにより、
ハウジング１４内に着脱する。さらに、原水槽１は、前
カバーユニット１５を開閉することにより、逆止弁１１
に着脱自在に接続される接続コネクタ１６を介して蒸留
槽２に接続される。原水槽１は、原水の補給のため交換
の頻度が高いが、前記のような構造により、原水槽１が
ワンタッチで交換することができる。この交換に際し
て、蒸留時の蒸留槽２内の気圧は大気圧より高いため、
原水槽１の交換時に、接続コネクタ１６のジョイント部
が大気圧に開放されると、蒸留槽２から原水槽１に原水
が戻されてしまう。これについて、前記のような逆止弁
１１により、蒸留槽２からの原水の逆流が抑えられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について、具体的且つ詳細に説明する。
図１、図２は、非沸騰式蒸留精製装置の全体の概略図で
ある。箱形のハウジング１４の内部は、前面側と背面側
及び上部側と下部側とがそれぞれ区画されている。、そ
の背面側の上部に円筒形状の蒸留槽２が設けられ、ハウ
ジング１４の前面側の上部に原水槽１が設けられ、背面
側の下部に電源やコントローラ等の電源制御ユニット１
８が設けられ、前面側の下部に純水貯水槽８が設けられ
ている。図２において、符号２５は、後述する凝縮器４
へ冷却水を送るための冷却配管継手であり、符号２９は
凝縮器４から排出された冷却水を排出する排水管継手で
ある。

【００１６】ハウジング１４の前面上部には、図２に示
すヒンジ５を支点として開閉される前カバーユニット１
５が設けられており、原水槽１はこの前カバーユニット
１５に着脱自在に取り付けられる。前カバーユニット１
５の原水槽１を下から支持する支持板１７からは下方に
雄のコネクタとなる原水槽１の接続コネクタ１６が突出
される。他方、この原水槽１のこの前カバーユニット１
５により閉じられるハウジング１４の前上部側の空間の
底面部には、前記接続コネクタ１５に対応して雌のコネ
クタとなる逆止弁１１が取り付けられている。

【００１７】図１に二点鎖線で示すように、前カバーユ
ニット１５を開いた状態で同ユニット１５に原水槽１を
取り付け、図１に実線で示すように前カバーユニット１
５を閉じると、接続コネクタ１６が逆止弁１１に嵌合さ
れ、接続される。このようにして接続コネクタ１６が逆
止弁１１に接続された状態を図３に示す。他方、図１に
実線で示すように、前カバーユニット１５を閉じた態か
ら、図１に二点鎖線で示すように、前カバーユニット１
５を開くと、接続コネクタ１６が逆止弁１１から離脱さ
れ、接続が解除される。このとき、逆止弁１１の逆止作
用により、後述する蒸留槽２側から原水が逆流するのが
防止される。

【００１８】図３は原水槽１、蒸留槽２及び原水槽１か
ら蒸留槽２に原水を送る配管を示す。原水槽１は、例え
ば、図３に示すように、蓋つきポリエチレンからなる容
器３４と、その上部開口部をねじ締め方式で閉じる蓋３
５とからなり、この蓋３５を開くことにより、容器３４
内に原水を供給できる。図３に示すように、容器３４の
上肩部に空気開閉用コネクタ３２と電磁弁３１がチュー
ブ３３により接続されている。電磁弁３１の大気側に
は、オリフィス弁３６があり、ここに内径φ０．２程度
の穴径があり、空気の進入を抑えている。これは、蒸留
槽２への原水の供給量を採水量（約５ｃｃ／秒）より多
い量で、かつ、微量の原水を断続的に蒸留槽２へ供給制
御するうえで必要である。さらに、容器３４底部中央に
は、本体側と接続、脱着が可能な接続コネクタ１６が連
結され、前述した逆止弁１１と着脱自在に接続される。
逆止弁１６は、接続配管を介して蒸留槽２に接続され、
同蒸留槽２へ原水を供給する。

【００１９】図１に示した逆止弁１１は、原水槽１から
蒸留槽２内へ原水ａを送るが、蒸留槽２から原水槽１側
への原水の逆流を抑える。また、逆止弁１１の蒸留槽２
側は、適当な内径（例えばφ１．５）の穴が開けてあ
り、これにより毎時適量（例えば約３５ｃｃ／分以上）
の原水が供給される。これは、初期の稼動時は蒸留槽２
内が空なので、所定量（例えば約３５０ｃｃ）の原水を
供給しなければならず、待機時間は、約１０分ぐらい必
要となるからである。可能であれば、短時間に供給でき
ることが望ましく制御とのバランスを考慮し、最適の径
とする。

【００２０】ハウジング１４内部の背面側上部に設けら
れた蒸留槽２は、石英ガラスからなる円筒容器状のもの
で、その縦断側面を図４に、その縦断正面を図８に示
す。図１に示すように、この蒸留槽２の底部近くには、
前記接続コネクタ１６及び逆止弁１１を介して原水槽１
が接続される。この原水槽１が接続された蒸留槽２の底
部付近は、原水ａが満たされる部分である。

【００２１】蒸留槽２内に満たされる原水ａの液面の上
部には、ヒータ３が配置されている。図８に示す通り、
このヒータ３は、蒸留槽２の側面からその内部に突出す
るように形成された空洞状のヒータ挿入部４３にヒータ
管４４を挿入したものであり、図８において符号４５は
ヒータサポートである。ヒータ３としては赤外線ヒータ
が使用される。

【００２２】図４に示すように、蒸留槽２内に満たされ
る前記原水ａの液面と前記ヒータ３との距離を一定にす
る目的で、原水ａの水位を一定するためのオーバーフロ
ー管９が蒸留槽２の側面に接続されている。このオーバ
ーフロー管９により、蒸留槽２内の余剰の原水ａが排出
され、蒸留槽２内の原水ａの水位が一定に保たれ、ヒー
タ３と原水ａの液面との距離が一定に維持される。すな
わち、蒸留槽２内の原水ａは、基準水位になるまで原水
槽１から供給されるが、供給量が多く、蒸留槽２内の水
位が所定の高さより高くなると、オーバーフロー管９を
超えて排水される。

【００２３】図４は、オーバーフロー管９から排水槽１
３に至る排水配管を模式的に示したものである。蒸留槽
２に接続されたオーバーフロー管９は、球面ガラスの摺
り合わせにより着脱自在に接続されるボールジョイント
１２を介して排水導出管２１に接続される。この排水導
出管２１には、後述する逆流防止トラップ２３が設けら
れている。

【００２４】図４に示すように、排水導出管２１には、
その途中にＵ字形に折れ曲がった部分があり、ここはオ
ーバーフローした原水の排水を蓄えておき、この排水に
より排水導出管２１を気密に遮断するトラップ１０であ
る。さらに、排水導出管２１は、継手２４を介して排水
槽１３に接続されており、前記蒸留槽２側の余剰の原水
がオーバーフロー管９及び排水導出管２１を介して排水
槽１３に排出される。さらに排水槽１３内の排水は、ド
レン管２６から適宜排出することができる。前記排水導
出管２１には、トラップ１０が設けられているので、こ
こに排水が満たされている限り、排水槽１３側と蒸留槽
２側とは水により遮断される。

【００２５】図５と図６は、排水導出管２１のトラップ
１０の他の形態を示している。図５では、トラップ１
０’として、石英ガラス製の螺旋状の配管が使用されて
おり、断続的に配管内で原水や気体を保水することで、
外気からの汚染に対し遮断を可能とする。また、図６で
はトラップとしてＶ字形の配管が使用されている。その
他の構成は前述した図５の例と同様である。

【００２６】前記のようなトラップ１０、１０’では、
蒸留された水蒸気も管内で同時に冷却され水滴となるの
で、常に保水できることにまる。さらに、蒸留が継続的
に行われるため、トラップ１０が満水になり、過供給分
が排水槽１３側に貯水されることになり、排水槽１３も
同様に満水になりドレン管２６より排水される。

【００２７】他方、例えば、ヒータ電源遮断の直後によ
うに、蒸留槽２が冷えてその内部の蒸気圧が低くなり、
蒸留槽２内が負圧になると、排水槽１３より、排水導出
管２１及びオーバーフロー管９を通って排水の逆流がお
きる恐れがある。その対策としては、トラップ１０の上
に球状の逆流防止トラップ２３を設け、一時的に逆流水
をトラップする。

【００２８】図４及び図８に示されたように、前記蒸留
槽２内のヒータ３の上には、凝縮器４が形成されてい
る。この凝縮器４は、石英ガラス製の蒸留槽２と同じ材
質で一体に作られたものであり、下方に尖った円錐形を
なしている。その上の部分は空洞であり、ここに冷却水
導入管２７から冷却水が導入される。この冷却水は前記
凝縮器４を冷却した後、冷却水排出管２８から排出され
る。既に述べた通り、前記冷却水導入管２７は図２に示
された冷却配管継手２５を介して冷却水の供給源に配管
され、冷却水排出管２８は、図２に示された排水管継手
２９を介して冷却水の排出先に配管される。

【００２９】図４及び図８に示すような凝縮器４が冷却
水で冷却されると、凝縮器４の下面に接触した水蒸気が
液化し、液滴となって凝縮器４の最も低い底頂部側に流
れる。この凝縮器４の下に尖った底頂部の真下に純水取
出管６の先端部が配置され、この先端部で凝縮器４から
滴下する純水を受ける。この純水取出管６は、やはり石
英ガラス製からなる蒸留槽２と同じ材質で周壁から斜め
に挿入された格好で設けられ、一体に形成されたもので
ある。

【００３０】図７は、前記純水取出管６から冷却器７を
経て純水貯水槽８に純水を送る純水採取配管を示す。こ
の図７に示すように、純水取出管６の他端側は、蒸留槽
の外側に突出し、下方に曲がり、その先端が蒸留槽２の
下部に配置された冷却器７（ＪＩＳ名「リービッヒ冷却
器」と称される）の上側配管のボールジョイント１２に
接続される。冷却器７は、石英ガラス製の二重管で、中
心の管に純水が通り、外側の管に冷却水が流通する。こ
の冷却器７は、自然落水をできるように、例えば約７゜
の勾配が設定されており、図７において左側から右側へ
と純水を流し、その間に純水を冷却水で冷却する。

【００３１】さらに、冷却器７の下側配管は、ボールジ
ョイント１２を介して純水貯水槽８の頂部に設けた配管
に接続されている。図１に示すように、純水貯水槽８
は、ハウジング１４の前面側下部の部屋に配置されい
る。この純水貯水槽８は、冷却器７側から送られてきた
純水を蓄えておくものである。図７に示すように、純水
貯水槽８の中の純水を採水するため、純水貯水槽８の前
方下部に石英ガラス製のコック３７が溶接され、このコ
ック３７から必要時において随時純水貯水槽８の中に蓄
えられた純水を採水出来るようにしている。

【００３２】前記のボールジョイント１２は石英ガラス
製の球形のガラスの摺り合わせにより接続し、金属クラ
ンプにより固定されるもので、配管を水密に且つ着脱自
在に接続することができる。このようなボールジョイン
ト１２を使用した結合部により、石英ガラス配管の結合
部における確実性を保つことが出来ると同時に、配管接
続の着脱を容易にし、蒸留槽２、冷却器７、純水貯水槽
８等の交換やメンテナンスのため組立が容易になる。

【００３３】なお、前記純水取出管６から冷却器７を経
て純水貯水槽８に至る配管を通して純水が送られる際
に、純水貯水槽８に送られた分の純水貯水槽８内の空気
を排出出来なければ、水滴が途中の配管内で留まり、落
水できない。そこで、前記純水取出管６から冷却器７を
経て純水貯水槽８に至る配管は、空気が配管内で自由に
出入りできる管径に設計しなければならない。その最小
配管径は約φ５程度である。これは、純水の水滴の量を
考慮しなければならず、採水量／秒とも関係するが、太
いほど完全であるが、他方で高価になるため、最小配管
径で設計されることになる。

【００３４】図８は、蒸留槽２の原水ａの液面検出と空
炊き防止及び余剰の原水の排水を行う機構を示してい
る。蒸留槽２には、前述のオバーフロー管９とは別に、
同オバーフロー管９と同じレベルでボールジョイント１
２を介してレベル管４６が接続されている。このレベル
管４６は垂直方向の液面検出管４７を有しており、その
下端にドレンコック４９が接続され、これが前述の排水
槽１３に接続されている。このドレンコック４９は、図
２に見える操作レバー２７により開閉操作される。図２
において、符号５３は、前記液面検出管４７を覗く透明
な窓である。

【００３５】この液面検出管４７の蒸留槽２の底部より
低い位置は、蒸留槽２の底部に接続された排水管４８を
介して連絡している。従って、蒸留槽２の原水ａの水位
と液面検出管４７内の水位とは同じになるので、この液
面検出管４７に液面検出器４１、４２を装着することで
液面の検出が可能となる。例えば、光センサーにより内
部の原水の有無を屈折により確認する液面検出器を使用
するような液面検出器４１、４２の一般的な位置精度は
０．１ｍｍの前後である。

【００３６】上側の液面検出器４１は、蒸留槽２内の原
水ａの正常な水位付近の液面を検知するものである。こ
の液面検出器４１により得られる液面検出信号をもと
に、原水槽１の前記電磁弁３１の開放で大気の進入を微
量に行い、大気圧を利用した自然落水により、蒸留槽２
に原水供給を行う。これにより、蒸留槽２の原水ａの量
を微量で安定的に供給制御することができる。すなわ
ち、蒸留槽２の原水ａのレベルを、液面検出器４１の位
置精度である訳０．１ｍｍの範囲で一定の液面に維持す
ることができる。

【００３７】他方、液面検出器４２は、液面検出管４７
の蒸留槽２の原水ａが極端に少ない状態の液面レベルの
液面を検出するものである。この液面検出器４２で液面
が検出されたときに、ヒータ３への電力供給を停止する
ことで、何らかのトラブルで蒸留槽２に原水ａが無いの
に、ヒータ３で加熱し続けてしまう、いわゆる空炊きを
防止することができる。前記のヒータ３を制御する基板
や、全体の制御、例えばヒータ３の空炊き防止、蒸留槽
２の原水ａの液面検出などを制御するのは、電源制御ユ
ニツト１８であり、この電源制御ユニット１８は、前述
した通り図１に示すハウジング１４の後下部の部屋に配
置してある。

【００３８】前記のような非沸騰式蒸留精製装置では、
蒸留槽２の内で一定のレベルに保たれた原水ａの液面を
赤外線ヒータ等からなるヒータ３で加熱することで蒸留
槽２内で原水ａの液面が熱量を受けて蒸発し、蒸留槽２
内に水蒸気が発生する。ここで原水ａを沸点以下の温度
（約９０℃）で蒸発させることにより、蒸留槽２内は水
の不純物の蒸発が回避される。

【００３９】そして、純度の高い水蒸気が、凝縮器４の
勾配を有する冷却された下面に接触すると、冷却、凝縮
され結露し、その表面上に水滴として付着する。そし
て、この表面に付着した水滴は凝縮器２の円錐形の傾斜
面に沿って底頂部に流れ集まる。この純水は、凝縮器２
の底頂部から滴下し、その下に配置された純水取出管６
で純水が受けられ、これが冷却器７へ送られる。

【００４０】純水取出管６で取り出された純水は、完全
に冷却されておらず、約７０℃程の温度を有するため、
冷却器７でさらに冷却される。そして冷却器７を流れ下
って純水貯水槽５に純水が貯水される。特に、前記のよ
うな構成を有する非沸騰式蒸留精製装置では、純水貯水
槽８、オバーフロー管９や原水槽１の構造から、大気か
らの遮断が永続的に可能であり、外部環境に対し影響が
少なくなる。つまり、蒸留槽２内の気体や水蒸気が外気
からの汚染に対し隔離できる。

【００４１】図９は、純水貯水槽８の空気を排気しなが
ら、なお且つ外気遮断するための他の手段を示すもので
ある。この例では、純水貯水槽８内の空気を蒸留槽２の
槽内に戻すバイパス配管５１を、ボールジョイント１２
を介して接続している。純水取出管６から冷却器７を経
て純水貯水槽８に純水を送る採水配管系と、純水貯水槽
８内の空気を蒸留槽２に戻して純水の流れを円滑にする
ための空気抜き配管系を２系統とし、純水の流れの円滑
化を計るものである。ここでも、ボールジョイント１２
を使用することにより、純水貯水槽８やその他の要素の
脱着を可能とした。

【００４２】図１０は、冷却器７の下方に、その前後の
配管より断面積が大きく、液体と気体との交換可能な球
状または、角型の浴槽５２を石英ガラスにより一体に形
成した例である。このような浴槽５２を有する冷却器７
は、一般の冷却器７とは別ユニットとして用意され、必
要に応じてボールジョイント１２により下部の純水貯水
槽８と接続して使用される。これにより、純水貯水槽８
内の空気の排出を円滑にし、純水の流れを円滑にしなが
ら、なお且つ外気遮断による高純度の純水が精製可能と
なる。

【００４３】前記のような構成を有する非沸騰式蒸留精
製装置の利点としては次のようなことがあげられる。ま
ず、高純度の超純水が得られ、特に化学分析に使用する
純水として有用である。例えば、ＪＩＳＡ４：有機物
試験や微量成分化学分析では、特に塩化物イオンや硫酸
イオンの単位nｇ／L：ｐｐｔのレベル等は、使用する基
準水（溶媒）等の測定環境条件により大きく変動する。
これらの分析では、外部環境の汚染を影響を受けない前
記の蒸留精製水が非常に有効になる。また、外部環境に
関わらず高純度の純水が得られるので、クリーンルーム
以外の一般実験室内でも簡単に純水の精製が可能とな
る。しかも、純水貯水槽、原水槽等の各ユニットが簡単
に分離できるので、メンテナンス等の使い勝手が良好で
ある。

【００４４】蒸留槽２、純水貯水槽８、原水槽１などが
密閉構造であるため、純水の大気への蒸発による放出が
無く、純水の採水量を増大することができる。蒸留槽２
から純水貯水槽８に至る系統の気密性が悪いと、純水が
水蒸気のままで外部に放出されてしまうが、前記の装置
では気密性が高いため、純水が外気に蒸発して放出され
ず、外気で冷却され水滴化するるので、採水量のアップ
が図れる。

【００４５】純水貯水槽８が外部大気と隔離されている
ので、純水の長期保存が可能になる。これは、純水貯水
槽内の一般細菌などは、赤外線ヒータにより加熱蒸留さ
れるため細菌が死滅し除去されるので繁殖する要因がな
くなる。有機炭素類は、長期的に放置することで、自然
に減少する方向になり水質が良い結果をもたらす。さら
に、電動ポンプやファンなどの電動部を減らし、自然落
水方法などの採水、原水供給手段とすることで、よりク
リーンで高純度の非沸騰式純水精製装置が得られる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明による非沸騰
式蒸留精製装置では、外部環境に左右されず高純度の純
水が得られる。しかも、純水貯水槽、原水槽等の各ユニ
ットが簡単に分離できるので、メンテナンス等の使い勝
手も良好である。また、純水の大気への蒸発による放出
が無く、純水の採水量を増大することができる。さら
に、遮断構造であるため、超純水の長期保存が可能にな
る。これらにより、クリーンで高純度の非沸騰式純水精
製装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による非沸騰式蒸留精製装置の例を示す
ハウジングを断面した全体縦断側面図である。

【図２】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示すハウジング
を断面した全体縦断正面図である。

【図３】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す原水槽と蒸
留槽を示す側面図である。

【図４】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽とオ
ーバーフロー管との接続構造を示す一部を断面した配管
図である。

【図５】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽とオ
ーバーフロー管との接続構造の他の例を示す一部を断面
した配管図である。

【図６】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽とオ
ーバーフロー管との接続構造の他の例を示す一部を断面
した配管図である。

【図７】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽から
純水採取管及び冷却器を経て純水貯水槽に至る配管を示
す要部配管図である。

【図８】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽のヒ
ータの構造及び原水レベルを測定する配管、センサの配
置を示す要部縦断配管図である。

【図９】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽から
純水採取管及び冷却器を経て純水貯水槽に至る配管の他
の例を示す要部配管図である。

【図１０】同非沸騰式蒸留精製装置の例を示す蒸留槽か
ら純水採取管及び冷却器を経て純水貯水槽に至る配管の
他の例を示す要部配管図である。

【符号の説明】

１原水槽２蒸留槽３ヒータ４凝縮器６純水取出管８純水貯水槽９オーバーフロー管１０トラップ１１逆止弁１２ボールジョイント１３排出槽１４ハウジング１５ハウジングの前カバーユニット１６接続コネクタ２１排水導出管４１液面検出器４２液面検出器５１バイパス配管ａ原水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者生天目寛茨城県水戸市千波町1785番地株式会社水戸理化ガラス内 (72)発明者津村和雄茨城県水戸市千波町1785番地株式会社水戸理化ガラス内 (72)発明者斉藤丈智茨城県水戸市千波町1785番地株式会社水戸理化ガラス内 (72)発明者上原大茨城県水戸市千波町1785番地株式会社水戸理化ガラス内Ｆターム(参考） 4D034 BA03 CA15 4D076 AA22 BB01 BB30 HA01 HA14 JA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】原水を収納した原水槽（１）と、この原
水槽（１）から蒸留すべき原水（ａ）の供給を受ける蒸
留槽（２）と、この蒸留槽（２）の原水（ａ）の水面よ
り上に配置され、同原水（ａ）を加熱し、その沸点温度
以下の温度で水蒸気を発生させるヒータ（３）と、前記
原水（ａ）より上に配置され、同原水（ａ）から蒸発し
た水蒸気を冷却、凝縮する凝縮器（４）と、この凝縮器
により水蒸気を凝縮して生じる純水を蒸留槽（２）から
取り出す純水取出管（６）と、この純水取出管（６）か
ら取り出した純水を貯留する純水貯水槽（８）とを有す
る非沸騰式蒸留精製装置において、前記原水槽（１）か
ら蒸留槽（２）に至る外気に対して気密にシールされた
原水供給配管と、蒸留槽（２）の純水取出管（６）を経
て純水貯水槽（８）に至る外気に対して気密にシールさ
れた純水採取配管と、蒸留槽（２）のオーバーフロー管
（９）から排水槽（１３）に至る外気に対して気密にシ
ールされた排水配管とを有することを特徴とした非沸騰
式蒸留精製装置。
【請求項２】前記蒸留槽（２）は、その中の原水
（ａ）の水位を一定に保つオーバーフロー管（９）を有
し、このオーバーフロー管（９）の途中に、原水を保持
するトラップ（１０）が設けられていることを特徴とす
る請求項１に記載の非沸騰蒸留精製装置。
【請求項３】前記蒸留槽（２）から純水取出管（６）
を経て純水貯水槽（８）に至る配管と、オーバーフロー
管（９）から排水槽（１３）に至る配管の途中を、ガラ
ス球面の摺り合わせにより接合するボールジョイント
（１２）を介して着脱自在に接続したことを特徴とする
請求項１または２に記載の非沸騰式蒸留精製装置。
【請求項４】前記純水貯水槽（８）と蒸留槽（２）と
の間に、純水貯水槽（８）の気体を蒸留槽（２）に戻す
バイパス配管（５１）が接続されていることを特徴とす
る請求項１〜３の何れかに記載の非沸騰式蒸留装置。
【請求項５】原水槽（１）は、蒸留槽（２）内の原水
（ａ）の液面より上に配置し、前記原水槽（１）内の原
水の液面より上の位置で大気と原水槽（１）の内部との
連絡を断続する電磁弁（３１）が接続されていることを
特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の非沸騰式蒸留
装置。
【請求項６】原水槽（１）は、ハウジング（１４）の
前面を開閉する前カバーユニット（１５）を開放するこ
とにより、ハウジング（１４）内に着脱することを特徴
とする請求項１〜５の何れかに記載の非沸騰式蒸留装
置。
【請求項７】原水槽（１）は、前カバーユニット（１
５）を開閉することにより、逆止弁（１１）に着脱自在
に接続される接続コネクタ（１６）を介して蒸留槽
（２）に接続されることを特徴とする請求項６の記載の
非沸騰式蒸留装置。