JP2002532217A - 回転プレート流体蒸発器及び凝縮器 - Google Patents
回転プレート流体蒸発器及び凝縮器Info
- Publication number
- JP2002532217A JP2002532217A JP2000587863A JP2000587863A JP2002532217A JP 2002532217 A JP2002532217 A JP 2002532217A JP 2000587863 A JP2000587863 A JP 2000587863A JP 2000587863 A JP2000587863 A JP 2000587863A JP 2002532217 A JP2002532217 A JP 2002532217A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- heat exchange
- chamber
- component
- condensate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 106
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 104
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 87
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 87
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 86
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 16
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 5
- 238000005219 brazing Methods 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000917826 Homo sapiens Low affinity immunoglobulin gamma Fc region receptor II-a Proteins 0.000 description 1
- 101000917824 Homo sapiens Low affinity immunoglobulin gamma Fc region receptor II-b Proteins 0.000 description 1
- 102100029204 Low affinity immunoglobulin gamma Fc region receptor II-a Human genes 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/26—Multiple-effect evaporating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
- B01D1/222—In rotating vessels; vessels with movable parts
- B01D1/223—In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D1/00—Evaporating
- B01D1/28—Evaporating with vapour compression
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
- B01D5/0003—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by using heat-exchange surfaces for indirect contact between gases or vapours and the cooling medium
- B01D5/0015—Plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/02—Coatings; Surface treatments hydrophilic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Defrosting Systems (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
複数の、積層され、間隔を空けてハウジング(202)内に配設されるプレート(210)を包含する、水などの液体を蒸留するために使用される改善された蒸発器及び凝縮器ユニットである。プレートは、回転（Ａ−Ａ）のための共通な垂直軸の周囲で水平に配置される。隣接するプレートは、それらの向かい合って面する表面(228)の間で、蒸発及び凝縮チャンバ(230)、(232)として交互に形成される空間を規定する。出口管(214)はハウジング内で生成された蒸気を、コンプレッサ(110)へと移送し、入口管(218)は圧縮された蒸気を凝縮チャンバへ運ぶ。蒸留される液体を含むサンプ(226)は、ハウジングのより低い部分に配置される。回転素子(234)はサンプ内を延伸し、且つ蒸留される液体に固定フィードパイプ(238)を上昇させ、そこで、内径端及び外径端の両方で開放された蒸発チャンバ内へと放出させる。各プレートは、圧縮された蒸気を、内径端と外径端の両方に於いてシールされた凝縮チャンバへ分配し、且つそこからの凝縮物を抽出するための、少なくとも１つのポートをさらに備える。ポートは協働して、各凝縮チャンバを通り、隣接する蒸発チャンバを迂回する、ほぼ垂直の流体の流路(Ｆ)を形成する。固定スコップ管(250)は凝縮チャンバ内で生成された凝縮物を取り除く。
Description
【０００１】
本発明は、蒸留システム及び、より詳細には、改善された高い効率を有する、
蒸気加圧式蒸留器に於いて使用する回転蒸発器及び凝縮器に関する。
蒸気加圧式蒸留器に於いて使用する回転蒸発器及び凝縮器に関する。
【０００２】
蒸留は、安全でない水源（海水や汚染水など）から飲料水を生成するための共
通の方法である。蒸留を行う場合、水は沸騰するまで加熱され、得られた蒸気（
即ち、水蒸気）は冷却されて凝縮し、蒸留水が生成される。水源に存在する多く
の汚染物質が、水が水蒸気相に変換されるとき後に残される。従来の小型蒸留器
は典型的には、タンク内で水を沸騰させるための電熱素子を包含する。タンクの
上方に配設される凝縮コイルは、水蒸気を集めて凝縮する。蒸留された水は、そ
の後、保管タンク又はセルに移送される。このようなボイラー型蒸留器は、しか
しながら、比較的少ない蒸留水を生成するのに相当量の電力を必要とするため、
かなり非効率的である。これらは、又、非常に低速で、しばしば数ガロンの蒸留
水を得るのに何時間も要することがある。従って、沸騰型蒸留器は、広範囲での
支持又は使用を獲得することはなかった。
通の方法である。蒸留を行う場合、水は沸騰するまで加熱され、得られた蒸気（
即ち、水蒸気）は冷却されて凝縮し、蒸留水が生成される。水源に存在する多く
の汚染物質が、水が水蒸気相に変換されるとき後に残される。従来の小型蒸留器
は典型的には、タンク内で水を沸騰させるための電熱素子を包含する。タンクの
上方に配設される凝縮コイルは、水蒸気を集めて凝縮する。蒸留された水は、そ
の後、保管タンク又はセルに移送される。このようなボイラー型蒸留器は、しか
しながら、比較的少ない蒸留水を生成するのに相当量の電力を必要とするため、
かなり非効率的である。これらは、又、非常に低速で、しばしば数ガロンの蒸留
水を得るのに何時間も要することがある。従って、沸騰型蒸留器は、広範囲での
支持又は使用を獲得することはなかった。
【０００３】 ボイラー型蒸留器に加えて、薄膜蒸留器も又提案された。例えば、Petrek等の
米国特許第４４０２７９３号、標題”MULTIPLE EFFECT THIN FILM DISTILLATION
SYSTEM AND PROCESS”は、太陽エネルギーによる薄膜蒸留器に関する。’７９
３号特許の蒸留器では、複数の平行なプレートが間隔を空けて、太陽に面するよ
うに配置される。蒸留される水は、プレートの上部に供給され、各プレートの背
面を流れ落ちるよう導かれる。１番目のプレートの前側に照射する日光はプレー
トを加熱し、水の一部を反対側に流れ落ちさせて蒸発させる。水蒸気は、隣接す
る次のプレートの前側に沿って凝縮し、その反対側の水流に対して熱を移動させ
る。プレートの前側に沿って生成した凝縮物は、プレートの底部で別々に集めら
れる。
米国特許第４４０２７９３号、標題”MULTIPLE EFFECT THIN FILM DISTILLATION
SYSTEM AND PROCESS”は、太陽エネルギーによる薄膜蒸留器に関する。’７９
３号特許の蒸留器では、複数の平行なプレートが間隔を空けて、太陽に面するよ
うに配置される。蒸留される水は、プレートの上部に供給され、各プレートの背
面を流れ落ちるよう導かれる。１番目のプレートの前側に照射する日光はプレー
トを加熱し、水の一部を反対側に流れ落ちさせて蒸発させる。水蒸気は、隣接す
る次のプレートの前側に沿って凝縮し、その反対側の水流に対して熱を移動させ
る。プレートの前側に沿って生成した凝縮物は、プレートの底部で別々に集めら
れる。
【０００４】 薄膜蒸留器の効率を改善するために、回転蒸留器も又設計された。例えば、Po
rter等の米国特許第４７３１１５９号、標題”EVAPORATOR”、は、ハウジング内
に配設され、中央シャフト周囲で回転するように装着された、複数の、水平に積
み重ねられた環状プレートを有する、回転型の蒸留器に関するものである。プレ
ートの交互対の端部は、密閉空間を規定するためにシールされる。それぞれの密
閉空間は、互いに向き合う２つの内側プレート表面及び、それぞれの内側表面の
反対側にある２つの外側表面を含んでいる。密閉空間は、さらに、隣り合う外側
プレート表面の間に配置された一連のオリフィス及びワッシャによって相互接続
される。蒸留される液体は、回転環状プレートの積み重なりに導入され、入口ポ
ートを通って各密閉空間に入る。液体は空間に入ると、この空間の対向する内側
表面に沿って流れる。凝縮可能な水蒸気が、ハウジング内へと導かれ、従ってプ
レートの外側表面の周囲を自由に流れる。蒸気は、しかしながら、密閉空間に入
ることはできない。密閉空間内の液体が蒸気よりも低い温度であるため、水蒸気
はプレートの外側表面に沿って凝縮する。凝縮物は回転するプレートから放り出
され、ハウジング内に集まり、ハウジングの底部に位置する出口ポートを通って
取り除かれる。蒸気の凝縮は、又、プレートを介して熱を液体へと運び、それに
より密閉空間内の液体の一部を蒸発させる。水蒸気は液体入口ポートを介して密
閉空間から出、ハウジング上部から取り除かれる。空間に残存する蒸気化されな
い液体は、対応するオリフィス／ワッシャ配置を介して密閉空間に沿って上方へ
流れ、やはり、蒸留器の上部から回収される。
rter等の米国特許第４７３１１５９号、標題”EVAPORATOR”、は、ハウジング内
に配設され、中央シャフト周囲で回転するように装着された、複数の、水平に積
み重ねられた環状プレートを有する、回転型の蒸留器に関するものである。プレ
ートの交互対の端部は、密閉空間を規定するためにシールされる。それぞれの密
閉空間は、互いに向き合う２つの内側プレート表面及び、それぞれの内側表面の
反対側にある２つの外側表面を含んでいる。密閉空間は、さらに、隣り合う外側
プレート表面の間に配置された一連のオリフィス及びワッシャによって相互接続
される。蒸留される液体は、回転環状プレートの積み重なりに導入され、入口ポ
ートを通って各密閉空間に入る。液体は空間に入ると、この空間の対向する内側
表面に沿って流れる。凝縮可能な水蒸気が、ハウジング内へと導かれ、従ってプ
レートの外側表面の周囲を自由に流れる。蒸気は、しかしながら、密閉空間に入
ることはできない。密閉空間内の液体が蒸気よりも低い温度であるため、水蒸気
はプレートの外側表面に沿って凝縮する。凝縮物は回転するプレートから放り出
され、ハウジング内に集まり、ハウジングの底部に位置する出口ポートを通って
取り除かれる。蒸気の凝縮は、又、プレートを介して熱を液体へと運び、それに
より密閉空間内の液体の一部を蒸発させる。水蒸気は液体入口ポートを介して密
閉空間から出、ハウジング上部から取り除かれる。空間に残存する蒸気化されな
い液体は、対応するオリフィス／ワッシャ配置を介して密閉空間に沿って上方へ
流れ、やはり、蒸留器の上部から回収される。
【０００５】 いくつかの利点も提供され得るが、’１５９号蒸留器の設計には、気化される
液体による凝縮物の汚染に関する相当な危険が存在し、そのため、飲料用蒸留水
を生成するのには適さない。換言するなら、’１５９号特許の蒸留器を用いると
、蒸留される安全でない水が蒸留液と混ざり汚染を生ずる可能性がある。例えば
、密閉空間に於ける漏れによって、液体が密閉空間からハウジングへ入り、そこ
で集められるはずの蒸留物と混ざってしまう場合がある。そのような事態の可能
性は、その上、いくつかの水源が腐食性であること及び’１５９号特許の蒸留器
の様々な密閉空間の間で流体的な連通を提供するために必要なオリフィス及びワ
ッシャの数が多いことからすると軽視できるものではない。
液体による凝縮物の汚染に関する相当な危険が存在し、そのため、飲料用蒸留水
を生成するのには適さない。換言するなら、’１５９号特許の蒸留器を用いると
、蒸留される安全でない水が蒸留液と混ざり汚染を生ずる可能性がある。例えば
、密閉空間に於ける漏れによって、液体が密閉空間からハウジングへ入り、そこ
で集められるはずの蒸留物と混ざってしまう場合がある。そのような事態の可能
性は、その上、いくつかの水源が腐食性であること及び’１５９号特許の蒸留器
の様々な密閉空間の間で流体的な連通を提供するために必要なオリフィス及びワ
ッシャの数が多いことからすると軽視できるものではない。
【０００６】 液体を蒸気化させるプレート表面に、あるタイプの親水性処理を施すことも又
周知である。即ち、これらのプレート表面は、蒸発すべき液体に対する強力な親
和力を有するように理想的に処理され、それにより、液体はプレート表面全体に
付着される（細い流れを形成するのではなく）。薄い金属プレートに親水性を与
えるための数多くの技術が知られている。’１５９号特許は、例えば、プレート
が化学的にエッチング又はサンドブラストされ得ることに言及している。更に、
単に銅プレートを酸化させることにより、いくらかの親水性効果が提供される。
他の技術には、有機フィルムをプレート表面に適用することが包含される。これ
ら殆どの技術では、プレートは個別に処理され、その後蒸留器を形成するために
一緒に組み立てられる。組立行程の間、しかしながら、処理されたプレートを組
み立てるのに要する高温のために、親水性処理が、しばしば相当量、劣化する。
例えば、従来のはんだ付け及びブレージング技術においては232.2℃(450°Ｆ)に
近い温度が生じる。
周知である。即ち、これらのプレート表面は、蒸発すべき液体に対する強力な親
和力を有するように理想的に処理され、それにより、液体はプレート表面全体に
付着される（細い流れを形成するのではなく）。薄い金属プレートに親水性を与
えるための数多くの技術が知られている。’１５９号特許は、例えば、プレート
が化学的にエッチング又はサンドブラストされ得ることに言及している。更に、
単に銅プレートを酸化させることにより、いくらかの親水性効果が提供される。
他の技術には、有機フィルムをプレート表面に適用することが包含される。これ
ら殆どの技術では、プレートは個別に処理され、その後蒸留器を形成するために
一緒に組み立てられる。組立行程の間、しかしながら、処理されたプレートを組
み立てるのに要する高温のために、親水性処理が、しばしば相当量、劣化する。
例えば、従来のはんだ付け及びブレージング技術においては232.2℃(450°Ｆ)に
近い温度が生じる。
【０００７】 多重効用段式蒸留器システムも又知られている。Hickmanの米国特許第２８９
４８７９号、標題”MULTIPLE EFFECT DISTILLATION”、は、１５の垂直に配置さ
れた効用段を有する蒸留器を開示している。各効用段には、回転蒸発器セクショ
ン及び附帯する凝縮器セクションが包含されている。蒸留される液体が、第１の
段階で、蒸留器の上部に位置する蒸発器セクションに供給される。少なくとも液
体の一部を蒸気化するために、水蒸気などの熱源が、第１の効用段の凝縮器セク
ションに同様に与えられる。第１の効用段の蒸発器セクションで生成された蒸気
は、その後、第２の効用段の蒸発器セクションに提供されるのに加えて、第１の
効用段からの液体の残りを加熱するのに使用される、第２の効用段の凝縮器セク
ションに移送される。第１の効用段の凝縮器セクション内で生成される凝縮物も
又、第２の効用段の凝縮器セクションに移送される。この工程は、蒸留器の各効
用段に於いて繰り返される。各効用段から集積された凝縮物は、その後システム
から取り除かれる。効用段の間で望ましい流れを達成するために、’８７９号特
許の蒸留器には、様々な蒸発器セクション及び凝縮器セクションを相互連結し、
蒸発器セクションの表面上に液体を噴霧するために使用される非常にたくさんの
回転配管セグメントが包含される。従って、製造及びシステム組立のコストは比
較的高い。さらに、蒸発器セクションに漏れがあった場合、隣接する凝縮器セク
ションで収集される凝縮物が汚染される場合がある。そのような漏れの存在は、
又、検出するのが非常に困難である。
４８７９号、標題”MULTIPLE EFFECT DISTILLATION”、は、１５の垂直に配置さ
れた効用段を有する蒸留器を開示している。各効用段には、回転蒸発器セクショ
ン及び附帯する凝縮器セクションが包含されている。蒸留される液体が、第１の
段階で、蒸留器の上部に位置する蒸発器セクションに供給される。少なくとも液
体の一部を蒸気化するために、水蒸気などの熱源が、第１の効用段の凝縮器セク
ションに同様に与えられる。第１の効用段の蒸発器セクションで生成された蒸気
は、その後、第２の効用段の蒸発器セクションに提供されるのに加えて、第１の
効用段からの液体の残りを加熱するのに使用される、第２の効用段の凝縮器セク
ションに移送される。第１の効用段の凝縮器セクション内で生成される凝縮物も
又、第２の効用段の凝縮器セクションに移送される。この工程は、蒸留器の各効
用段に於いて繰り返される。各効用段から集積された凝縮物は、その後システム
から取り除かれる。効用段の間で望ましい流れを達成するために、’８７９号特
許の蒸留器には、様々な蒸発器セクション及び凝縮器セクションを相互連結し、
蒸発器セクションの表面上に液体を噴霧するために使用される非常にたくさんの
回転配管セグメントが包含される。従って、製造及びシステム組立のコストは比
較的高い。さらに、蒸発器セクションに漏れがあった場合、隣接する凝縮器セク
ションで収集される凝縮物が汚染される場合がある。そのような漏れの存在は、
又、検出するのが非常に困難である。
【０００８】 従来の蒸留器よりも、さらに効果的であり得る蒸気加圧式蒸留器も又知られて
いる。蒸気加圧式蒸留器の基本原則は、蒸気（例えば、水蒸気）の圧力を上げる
ことにより、その飽和温度も又上昇するというものである。蒸気加圧式蒸留器に
おいては、蒸発器内で生成された蒸気は、取り除かれ、加圧され（飽和温度の上
昇）、蒸発器に戻され、そこで凝縮されて凝縮物が生成される。さらに、（上昇
された飽和温度を有する）蒸気として放出される気化熱が、蒸留される液体の加
熱（及び、その後の蒸気化）のために使用される。強力な遠心圧縮機を使用する
大規模な蒸気加圧式蒸留器は、１日に何百ガロンもの蒸留水を生成することがで
きる。これらの蒸留器は、しかしながら、遠心圧縮機に伴う操作コストにより、
１日にたった数十ガロンの蒸留水しか必要でない設備に対してはこうした蒸留器
が非実用的になるという理由から、うまく小型化できない。
いる。蒸気加圧式蒸留器の基本原則は、蒸気（例えば、水蒸気）の圧力を上げる
ことにより、その飽和温度も又上昇するというものである。蒸気加圧式蒸留器に
おいては、蒸発器内で生成された蒸気は、取り除かれ、加圧され（飽和温度の上
昇）、蒸発器に戻され、そこで凝縮されて凝縮物が生成される。さらに、（上昇
された飽和温度を有する）蒸気として放出される気化熱が、蒸留される液体の加
熱（及び、その後の蒸気化）のために使用される。強力な遠心圧縮機を使用する
大規模な蒸気加圧式蒸留器は、１日に何百ガロンもの蒸留水を生成することがで
きる。これらの蒸留器は、しかしながら、遠心圧縮機に伴う操作コストにより、
１日にたった数十ガロンの蒸留水しか必要でない設備に対してはこうした蒸留器
が非実用的になるという理由から、うまく小型化できない。
【０００９】
本発明は、最終凝縮物の汚染の危険性が好ましく低減された、蒸留器に於いて
使用される、回転蒸発器及び凝縮器を提供する。
使用される、回転蒸発器及び凝縮器を提供する。
【００１０】 本発明は、容易に製造し得る蒸発器及び凝縮器を提供する。
【００１１】 本発明は、又、組立後も親水性特性を維持する、多重効用段式蒸発器及び凝縮
器を提供する。
器を提供する。
【００１２】
本発明は、その広い形態において、蒸気加圧式蒸留器で使用するための、蒸発
器−凝縮器ユニットであって：モーター、コンプレッサ入口及びコンプレッサ出
口を備えるコンプレッサ、回転軸周囲での回転のため前記モーターに連結される
熱交換器を含んで成り、さらに、プレートスタックであって、複数の、間隔を空
けて共通の回転軸の周囲で同軸的に配列された熱交換プレートを含む。それぞれ
の該熱交換プレートは、２つのプレート表面、及び回転軸に対して内端と外端と
を有し、該熱交換プレートは、対向するプレート表面の間に成分蒸発チャンバ及
び成分凝縮チャンバを交互に規定し、間に成分凝縮チャンバが形成されるプレー
ト表面が、該コンプレッサ出口と流体的に連通する、ほぼシールされた内部凝縮
空間を規定し、成分凝縮チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの
内端及び外端においてシールされ、及び、成分蒸発チャンバを規定する熱交換プ
レートの各対が、それらの内端及び外端において開放され、且つ、それらが規定
する成分蒸発チャンバからは分離されているが成分凝縮チャンバ及び他の流体通
路と協働して流体流路を形成する流体通路を形成するために協働し、前記流体流
路の少なくとも一部が前記熱交換プレートの外端近くにあり、それによって凝縮
物を前記成分凝縮チャンバから取り出し可能である。蒸発器及び凝縮器ユニット
はまた、供給液体を成分蒸発チャンバに供給する液体供給源、及び、熱交換器の
周囲に設けられ、且つ、間に成分蒸発チャンバを規定しているプレート表面と共
に、コンプレッサ入口と流体的に連通する蒸発空間を形成する側壁、とを含んで
成る。
器−凝縮器ユニットであって：モーター、コンプレッサ入口及びコンプレッサ出
口を備えるコンプレッサ、回転軸周囲での回転のため前記モーターに連結される
熱交換器を含んで成り、さらに、プレートスタックであって、複数の、間隔を空
けて共通の回転軸の周囲で同軸的に配列された熱交換プレートを含む。それぞれ
の該熱交換プレートは、２つのプレート表面、及び回転軸に対して内端と外端と
を有し、該熱交換プレートは、対向するプレート表面の間に成分蒸発チャンバ及
び成分凝縮チャンバを交互に規定し、間に成分凝縮チャンバが形成されるプレー
ト表面が、該コンプレッサ出口と流体的に連通する、ほぼシールされた内部凝縮
空間を規定し、成分凝縮チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの
内端及び外端においてシールされ、及び、成分蒸発チャンバを規定する熱交換プ
レートの各対が、それらの内端及び外端において開放され、且つ、それらが規定
する成分蒸発チャンバからは分離されているが成分凝縮チャンバ及び他の流体通
路と協働して流体流路を形成する流体通路を形成するために協働し、前記流体流
路の少なくとも一部が前記熱交換プレートの外端近くにあり、それによって凝縮
物を前記成分凝縮チャンバから取り出し可能である。蒸発器及び凝縮器ユニット
はまた、供給液体を成分蒸発チャンバに供給する液体供給源、及び、熱交換器の
周囲に設けられ、且つ、間に成分蒸発チャンバを規定しているプレート表面と共
に、コンプレッサ入口と流体的に連通する蒸発空間を形成する側壁、とを含んで
成る。
【００１３】 以下に説明するように、本発明は、水などの液体を蒸留するのに使用される、
改善された蒸発器及び凝縮器ユニットに関する。蒸発器及び凝縮器ユニットは、
複数の、積層され（スタック(stacked)）、間隔を空け、ハウジング内に配設さ
れる熱交換プレートを包含する。プレートは、回転のための共通の垂直軸の周囲
で水平に配置される。隣接するプレートは、それらの向かい合って面する表面の
間で空間を規定し、該空間は、蒸発チャンバ及び凝縮チャンバとして、交互に形
造られる。蒸発チャンバは、さらに、内側及び外側の両方の径端に於いて開放さ
れ、一方、凝縮チャンバは、内側及び外側両方の径端に於いてシールされる。各
プレートは、加圧された蒸気を分配し、凝縮チャンバから凝縮物を抽出するため
の少なくとも１つのポートを含む。特に、各プレートは、好ましくは外径位置に
配置された少なくとも１つのポートを含む。ポートは協働して、各凝縮チャンバ
を通り、蒸発チャンバを迂回する、ほぼ垂直な流体流路を提供し、それにより、
圧縮された蒸気が凝縮チャンバに供給され、得られた凝縮物は回収される。凝縮
物は、従って、蒸留される液体を含む隣接する蒸発チャンバより高い圧力を有す
るチャンバから取り出され、凝縮物の汚染の危険性は低減される。出口管は、ハ
ウジング内で生成された蒸気をコンプレッサへと移送し、入口管は、圧縮された
蒸気を凝縮チャンバの流体流路へ運ぶ。蒸留される液体を含むサンプ(溜め、sum
p)は、ハウジングの低部に配置され、回転素子はプレートスタックからサンプ内
へと延伸する。第１の固定スコップ管は、又、回転素子に近いサンプ内へと延伸
し且つプレートスタックの内径端に沿って延伸するフィードパイプに連結される
。フィードパイプは、蒸発チャンバの開放内径端に面したスロットを含む。第２
の固定スコップ管は、最上部の凝縮チャンバに於ける凝縮物収集領域内に延伸し
、蒸発器及び凝縮器ユニット内で生成された凝縮物を取り除く。
改善された蒸発器及び凝縮器ユニットに関する。蒸発器及び凝縮器ユニットは、
複数の、積層され（スタック(stacked)）、間隔を空け、ハウジング内に配設さ
れる熱交換プレートを包含する。プレートは、回転のための共通の垂直軸の周囲
で水平に配置される。隣接するプレートは、それらの向かい合って面する表面の
間で空間を規定し、該空間は、蒸発チャンバ及び凝縮チャンバとして、交互に形
造られる。蒸発チャンバは、さらに、内側及び外側の両方の径端に於いて開放さ
れ、一方、凝縮チャンバは、内側及び外側両方の径端に於いてシールされる。各
プレートは、加圧された蒸気を分配し、凝縮チャンバから凝縮物を抽出するため
の少なくとも１つのポートを含む。特に、各プレートは、好ましくは外径位置に
配置された少なくとも１つのポートを含む。ポートは協働して、各凝縮チャンバ
を通り、蒸発チャンバを迂回する、ほぼ垂直な流体流路を提供し、それにより、
圧縮された蒸気が凝縮チャンバに供給され、得られた凝縮物は回収される。凝縮
物は、従って、蒸留される液体を含む隣接する蒸発チャンバより高い圧力を有す
るチャンバから取り出され、凝縮物の汚染の危険性は低減される。出口管は、ハ
ウジング内で生成された蒸気をコンプレッサへと移送し、入口管は、圧縮された
蒸気を凝縮チャンバの流体流路へ運ぶ。蒸留される液体を含むサンプ(溜め、sum
p)は、ハウジングの低部に配置され、回転素子はプレートスタックからサンプ内
へと延伸する。第１の固定スコップ管は、又、回転素子に近いサンプ内へと延伸
し且つプレートスタックの内径端に沿って延伸するフィードパイプに連結される
。フィードパイプは、蒸発チャンバの開放内径端に面したスロットを含む。第２
の固定スコップ管は、最上部の凝縮チャンバに於ける凝縮物収集領域内に延伸し
、蒸発器及び凝縮器ユニット内で生成された凝縮物を取り除く。
【００１４】 動作に於いては、プレートのスタックを回転させて、回転素子により、第１の
固定スコップ管内へと引き込まれ、且つフィードパイプを上昇させられる液体の
回転環状プールを生成させる。液体は、フィードパイプ内のスロットから放出さ
れ、開放された内径端から回転する蒸発チャンバ内へ入る。液体が各蒸発チャン
バに接触すると、液体は、回転するプレートによって生じた遠心力のために、加
速されて外側に向かって移動する。この液体の加速は、液体が各蒸発チャンバの
向かい合って面する表面に沿ってシート状に流れ続けるのを助ける。液体がプレ
ート表面に沿って流れると液体の一部が蒸発し、蒸気が開放された蒸発チャンバ
を通ってハウジング内へ入る。蒸気は出口管を介してハウジングから取り出され
てコンプレッサ内へ入る。蒸発チャンバ内に残存する液体は、対応するプレート
表面から振り落とされ、ハウジングの側壁に衝突し、サンプ内へと滴り落ちる。
圧縮された蒸気は、入口管により、プレートスタックに沿って形成された流体流
路へ運ばれ、それにより、圧縮された蒸気が各凝縮チャンバへ供給される。圧縮
された蒸気は、各凝縮チャンバの向かい合って面する表面に沿って凝縮し、凝縮
物が凝縮チャンバのシールされた外端へと押しやられる。各凝縮物チャンバから
の凝縮物は、流体流路に沿ってプレートのスタックを介して上方へと流れ、第２
の固定スコップ管によりハウジングから取り出される。
固定スコップ管内へと引き込まれ、且つフィードパイプを上昇させられる液体の
回転環状プールを生成させる。液体は、フィードパイプ内のスロットから放出さ
れ、開放された内径端から回転する蒸発チャンバ内へ入る。液体が各蒸発チャン
バに接触すると、液体は、回転するプレートによって生じた遠心力のために、加
速されて外側に向かって移動する。この液体の加速は、液体が各蒸発チャンバの
向かい合って面する表面に沿ってシート状に流れ続けるのを助ける。液体がプレ
ート表面に沿って流れると液体の一部が蒸発し、蒸気が開放された蒸発チャンバ
を通ってハウジング内へ入る。蒸気は出口管を介してハウジングから取り出され
てコンプレッサ内へ入る。蒸発チャンバ内に残存する液体は、対応するプレート
表面から振り落とされ、ハウジングの側壁に衝突し、サンプ内へと滴り落ちる。
圧縮された蒸気は、入口管により、プレートスタックに沿って形成された流体流
路へ運ばれ、それにより、圧縮された蒸気が各凝縮チャンバへ供給される。圧縮
された蒸気は、各凝縮チャンバの向かい合って面する表面に沿って凝縮し、凝縮
物が凝縮チャンバのシールされた外端へと押しやられる。各凝縮物チャンバから
の凝縮物は、流体流路に沿ってプレートのスタックを介して上方へと流れ、第２
の固定スコップ管によりハウジングから取り出される。
【００１５】 代替えの実施態様に於いて、蒸発器及び凝縮器ユニットは、多数の凝縮及び蒸
発効用段を提供する。より具体的には、複数の蒸発／凝縮効用段が垂直に積み重
なるよう好ましく配列される。各効用段は、複数の、積層され、間隔を空けられ
た熱交換プレートを含み、隣接するプレートは、向かい合って面するそれらの表
面の間で空間を規定し、且つ該空間が蒸発チャンバと凝縮チャンバとして交互に
形造られる。蒸発チャンバの内径端及び外径端の両方は開放されており、一方、
凝縮チャンバの内径端と外径端は両方ともシールされる。出口管は、最高位の効
用段で生成された蒸気をコンプレッサへ運び、そこで、蒸気は圧縮されて第１の
効用段へ戻される。蒸留される液体を含むサンプは、ハウジングのより低い部分
に配置される。単一の効用段内のプレートのそれぞれは、各凝縮チャンバを通る
ほぼ垂直な流体流路を提供する、外径部分に於いて設けられた少なくとも１つの
ポートを備える。第１の固定スコップ管は、回転素子の近くのサンプ内へ延伸す
る。この第１の固定スコップ管は、プレートスタックの内端に沿って延伸するフ
ィードパイプに連結され、蒸発チャンバの開放された内端に面するスロットを備
える。第２の固定スコップ管は、各効用段に於いて生成された凝縮物を取り除く
ため、第１の効用段に近接する凝縮物収集領域内へ延伸する。各効用段の間に配
設されるのは、蒸気トラップ及び少なくとも１つのポートを備える、１つ又はよ
り多くの転移プレートである。転移プレートのポートは、隣接する効用段のそれ
ぞれのポートから軸方向にオフセットされることを除いて、半径方向に整列され
る。特に、転移プレートのポートは、隣接する効用段のそれぞれのポートより、
さらに外側に設けられる。多重効用段式(multiple-effect)ユニットは又、最高
位の効用段を除く全ての効用段に沿ってプレートの外端とハウジング側壁の間に
設けられる外壁、及び最高位の効用段を除く全ての効用段に沿ってプレートの内
端と回転軸との間に設けられる内壁を備える。
発効用段を提供する。より具体的には、複数の蒸発／凝縮効用段が垂直に積み重
なるよう好ましく配列される。各効用段は、複数の、積層され、間隔を空けられ
た熱交換プレートを含み、隣接するプレートは、向かい合って面するそれらの表
面の間で空間を規定し、且つ該空間が蒸発チャンバと凝縮チャンバとして交互に
形造られる。蒸発チャンバの内径端及び外径端の両方は開放されており、一方、
凝縮チャンバの内径端と外径端は両方ともシールされる。出口管は、最高位の効
用段で生成された蒸気をコンプレッサへ運び、そこで、蒸気は圧縮されて第１の
効用段へ戻される。蒸留される液体を含むサンプは、ハウジングのより低い部分
に配置される。単一の効用段内のプレートのそれぞれは、各凝縮チャンバを通る
ほぼ垂直な流体流路を提供する、外径部分に於いて設けられた少なくとも１つの
ポートを備える。第１の固定スコップ管は、回転素子の近くのサンプ内へ延伸す
る。この第１の固定スコップ管は、プレートスタックの内端に沿って延伸するフ
ィードパイプに連結され、蒸発チャンバの開放された内端に面するスロットを備
える。第２の固定スコップ管は、各効用段に於いて生成された凝縮物を取り除く
ため、第１の効用段に近接する凝縮物収集領域内へ延伸する。各効用段の間に配
設されるのは、蒸気トラップ及び少なくとも１つのポートを備える、１つ又はよ
り多くの転移プレートである。転移プレートのポートは、隣接する効用段のそれ
ぞれのポートから軸方向にオフセットされることを除いて、半径方向に整列され
る。特に、転移プレートのポートは、隣接する効用段のそれぞれのポートより、
さらに外側に設けられる。多重効用段式(multiple-effect)ユニットは又、最高
位の効用段を除く全ての効用段に沿ってプレートの外端とハウジング側壁の間に
設けられる外壁、及び最高位の効用段を除く全ての効用段に沿ってプレートの内
端と回転軸との間に設けられる内壁を備える。
【００１６】 動作に於いて、各効用段内部の液体、蒸気、圧縮された蒸気及び凝縮物の流れ
は、単一効用システムに関する上述と概して同様に生起する。例えば、プレート
の回転は、第１の固定スコップ管に、サンプから上方に向かって液体を引き出さ
せ且つフィードパイプへと入らせ、そこでは液体が各効用段の蒸発チャンバ内へ
排出される。蒸発チャンバ内では、液体は向かい合うプレート表面に沿って流れ
、それらの一部が蒸発する。最高位の効用段を除く全ての蒸発チャンバからの過
剰の液体は、ハウジングへ入るのではなく、むしろ、外壁の内部に集まってそこ
で環状プールを形成する。環状プールからの液体の流れは、開口を通って流れ、
ハウジングへと入り、サンプに集まる。環状プールの存在により、蒸発チャンバ
内で生成された蒸気が再び開口を通ってハウジングへ入るのを妨げる。圧縮され
た蒸気は第１の効用段へ運ばれ、又、各効用段内で生成された凝縮物は流体流路
に沿って上方に向かって流れる。代わりに、蒸気が次に高位の効用段との境界に
於ける転移プレートへ流れる。転移プレートに於いて、ポートの開放部分を通っ
て蒸気が流れ、次の効用段の凝縮チャンバへ入る。各転移プレートに於けるオフ
セットポートは、各効用段からの凝縮物が各効用段を介して運ばれるようにし、
一方で、所与の効用段内で生成された蒸気がその効用段の凝縮チャンバへ単に流
れないようにブロックする。最高位の効用段に於いて、対応する蒸発チャンバ内
で生成された蒸気は単にハウジング内へ入り、コンプレッサへと移送される。蒸
気化されない液体はサンプへ戻される。第１の効用段に於いて、各効用段によっ
て生成された凝縮物は第２の固定スコップ管によって取り出される。
は、単一効用システムに関する上述と概して同様に生起する。例えば、プレート
の回転は、第１の固定スコップ管に、サンプから上方に向かって液体を引き出さ
せ且つフィードパイプへと入らせ、そこでは液体が各効用段の蒸発チャンバ内へ
排出される。蒸発チャンバ内では、液体は向かい合うプレート表面に沿って流れ
、それらの一部が蒸発する。最高位の効用段を除く全ての蒸発チャンバからの過
剰の液体は、ハウジングへ入るのではなく、むしろ、外壁の内部に集まってそこ
で環状プールを形成する。環状プールからの液体の流れは、開口を通って流れ、
ハウジングへと入り、サンプに集まる。環状プールの存在により、蒸発チャンバ
内で生成された蒸気が再び開口を通ってハウジングへ入るのを妨げる。圧縮され
た蒸気は第１の効用段へ運ばれ、又、各効用段内で生成された凝縮物は流体流路
に沿って上方に向かって流れる。代わりに、蒸気が次に高位の効用段との境界に
於ける転移プレートへ流れる。転移プレートに於いて、ポートの開放部分を通っ
て蒸気が流れ、次の効用段の凝縮チャンバへ入る。各転移プレートに於けるオフ
セットポートは、各効用段からの凝縮物が各効用段を介して運ばれるようにし、
一方で、所与の効用段内で生成された蒸気がその効用段の凝縮チャンバへ単に流
れないようにブロックする。最高位の効用段に於いて、対応する蒸発チャンバ内
で生成された蒸気は単にハウジング内へ入り、コンプレッサへと移送される。蒸
気化されない液体はサンプへ戻される。第１の効用段に於いて、各効用段によっ
て生成された凝縮物は第２の固定スコップ管によって取り出される。
【００１７】
以下に、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。
【００１８】 図１は、本発明による、蒸気加圧式蒸留システム(100)の概略図である。全体
として、システム(100)は、供給される、蒸留すべき液体、例えば非飲料水、を
加熱するための向流熱交換器(102)などの熱交換器を含む。加熱された液体は蒸
発及び凝縮ユニット(104)へと、フィードライン(106)によって移送される。蒸発
及び凝縮ユニット(104)に連結されているのは、回転力を供給するためのモータ
ー(108)及びコンプレッサ(110)であり、該コンプレッサは、ユニット(104)内で
生成された蒸気を受け取り、圧縮し、再びユニット(104)へと戻す。出力ライン(
112)は、蒸留水などの凝縮物を保持タンク(114)へと移す。単一効用システム 図２は、単一効用システムとして設計された図１の蒸発及び凝縮ユニット(104
)の、非常に概略的な断面図である。ユニット(104)は、底壁(204)、上壁(206)及
び側壁(208)を有するハウジング(202)を備える。ハウジング(202)内部には、複
数の水平に積み重ねられた、共通の中央軸Ａ−Ａの周囲での回転のために並べら
れた熱交換プレート(210)が配設される。プレートスタックの上方部分に設置さ
れ、ハウジング(202)の上壁(206)を通って延伸するのは、フランジセグメント(2
12a)及びチューブセグメント(212b)を有するチャネル(212)である。蒸気出口管(
214)は、チャネル(212)のチューブセグメント(212b)をコンプレッサ(110)の入口
ポート(216)と連結する。蒸気入口管(218)は、ハウジング(202)を、好ましくは
上壁(206)に於いて、コンプレッサ(110)の出口ポート(220)と接続する。モータ
ー(108)からのシャフト(222)は、出口管(214)を通って延伸し、回転駆動アダプ
タ(224)を介してチャネル(212)と係合する。回転駆動アダプタ(224)は、チャネ
ル(212)と出口管(214)の間の流体的連絡を可能にする。フィードライン(106)か
ら蒸留される液体を受け取るサンプ(226)は、ハウジング(202)の底に配置される
。
として、システム(100)は、供給される、蒸留すべき液体、例えば非飲料水、を
加熱するための向流熱交換器(102)などの熱交換器を含む。加熱された液体は蒸
発及び凝縮ユニット(104)へと、フィードライン(106)によって移送される。蒸発
及び凝縮ユニット(104)に連結されているのは、回転力を供給するためのモータ
ー(108)及びコンプレッサ(110)であり、該コンプレッサは、ユニット(104)内で
生成された蒸気を受け取り、圧縮し、再びユニット(104)へと戻す。出力ライン(
112)は、蒸留水などの凝縮物を保持タンク(114)へと移す。単一効用システム 図２は、単一効用システムとして設計された図１の蒸発及び凝縮ユニット(104
)の、非常に概略的な断面図である。ユニット(104)は、底壁(204)、上壁(206)及
び側壁(208)を有するハウジング(202)を備える。ハウジング(202)内部には、複
数の水平に積み重ねられた、共通の中央軸Ａ−Ａの周囲での回転のために並べら
れた熱交換プレート(210)が配設される。プレートスタックの上方部分に設置さ
れ、ハウジング(202)の上壁(206)を通って延伸するのは、フランジセグメント(2
12a)及びチューブセグメント(212b)を有するチャネル(212)である。蒸気出口管(
214)は、チャネル(212)のチューブセグメント(212b)をコンプレッサ(110)の入口
ポート(216)と連結する。蒸気入口管(218)は、ハウジング(202)を、好ましくは
上壁(206)に於いて、コンプレッサ(110)の出口ポート(220)と接続する。モータ
ー(108)からのシャフト(222)は、出口管(214)を通って延伸し、回転駆動アダプ
タ(224)を介してチャネル(212)と係合する。回転駆動アダプタ(224)は、チャネ
ル(212)と出口管(214)の間の流体的連絡を可能にする。フィードライン(106)か
ら蒸留される液体を受け取るサンプ(226)は、ハウジング(202)の底に配置される
。
【００１９】 モーター(108)及び／又はコンプレッサ(110)が、ハウジング(202)の下方、又
は他の都合の良い位置に配置され得ることは理解されるべきである。
は他の都合の良い位置に配置され得ることは理解されるべきである。
【００２０】 プレート(210)のそれぞれは、２つのプレート表面(228)を規定し、向かい合っ
て面する隣接するプレート(210)の表面(228)は、それらの間に空間を規定する。
これらの空間は、さらに、蒸発チャンバ(230)及び凝縮チャンバ(232)として、交
互に形成される。図３Ａは、好ましい熱交換プレート(210)の平面図である。図
３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂの線に沿った、１対のプレート（明瞭にするために
間隔を空けられている）の側面図である。それぞれのプレート(210)は、回転軸
Ａ−Ａに対する、内径端(302)と外径端(304)の両方を備える。それぞれのプレー
ト(210)は又、以下に説明するように、圧縮された蒸気を分配し、且つユニット(
104)からの凝縮物を抽出するための１つ又はより多くのポート(306)を備える。
ポート(306)は、外径端(304)の付近に好ましく設けられる。好ましい実施の態様
に於いて、各プレート(210)は３つのポート(306)を備える。各プレート(210)の
１つのプレート表面(228)から延伸するのは、対応するポート(306)を取り囲むポ
ートフランジ(308)である。各ポートフランジ(308)は末端表面(310)を含んでい
る。
て面する隣接するプレート(210)の表面(228)は、それらの間に空間を規定する。
これらの空間は、さらに、蒸発チャンバ(230)及び凝縮チャンバ(232)として、交
互に形成される。図３Ａは、好ましい熱交換プレート(210)の平面図である。図
３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂの線に沿った、１対のプレート（明瞭にするために
間隔を空けられている）の側面図である。それぞれのプレート(210)は、回転軸
Ａ−Ａに対する、内径端(302)と外径端(304)の両方を備える。それぞれのプレー
ト(210)は又、以下に説明するように、圧縮された蒸気を分配し、且つユニット(
104)からの凝縮物を抽出するための１つ又はより多くのポート(306)を備える。
ポート(306)は、外径端(304)の付近に好ましく設けられる。好ましい実施の態様
に於いて、各プレート(210)は３つのポート(306)を備える。各プレート(210)の
１つのプレート表面(228)から延伸するのは、対応するポート(306)を取り囲むポ
ートフランジ(308)である。各ポートフランジ(308)は末端表面(310)を含んでい
る。
【００２１】 垂直方向に積み重ねられて配置される際、プレート(210)（図２）は、矢印(Ｆ
)で示されるほぼ垂直方向の流体の流路を、ポート(306)に沿って確立する。この
流路は、各凝縮チャンバ(232)との流体的連絡を提供するが、隣接する蒸発チャ
ンバ(230)は迂回する。プレートスタックからサンプ(226)内へと延伸するのは、
回転素子(234)である。回転素子（234）は、サンプ(226)内の液体の表面に対し
てほぼ平行な２つの側壁を有するＵ形ブラケットであって良く、有孔支持アーム
(235)によってスタック最下部のプレート(210)からサンプ(226)内へと延伸する
。スコップ端(236a)を有する第１の固定スコップ管(236)も又、サンプ(226)内へ
と延伸する。特に、スコップ端(236a)は、Ｕ形回転素子(234)の側壁によって規
定されるウェル内に配設される。第１の固定スコップ管(236)は、内径端(302)に
隣接してプレート(210)のスタックを通って上方へと延伸し、固定液体フィード
パイプ(238)に連結される。スコップ管(236)及び／又はフィードパイプ(238)は
、取付ブラケット(240)によってハウジング(202)の底壁(204)に取り付けて良い
。フィードパイプ(238)の長さに沿って走っているのは、隣接するプレート(210)
の内径端(302)に面するスロット(238a)である。スロット(238a)は、連続的又は
断続的であってよく、又フィードパイプ(238)は、スコップ管(236)とは反対側の
端部に於いて好ましくは閉じられる。
)で示されるほぼ垂直方向の流体の流路を、ポート(306)に沿って確立する。この
流路は、各凝縮チャンバ(232)との流体的連絡を提供するが、隣接する蒸発チャ
ンバ(230)は迂回する。プレートスタックからサンプ(226)内へと延伸するのは、
回転素子(234)である。回転素子（234）は、サンプ(226)内の液体の表面に対し
てほぼ平行な２つの側壁を有するＵ形ブラケットであって良く、有孔支持アーム
(235)によってスタック最下部のプレート(210)からサンプ(226)内へと延伸する
。スコップ端(236a)を有する第１の固定スコップ管(236)も又、サンプ(226)内へ
と延伸する。特に、スコップ端(236a)は、Ｕ形回転素子(234)の側壁によって規
定されるウェル内に配設される。第１の固定スコップ管(236)は、内径端(302)に
隣接してプレート(210)のスタックを通って上方へと延伸し、固定液体フィード
パイプ(238)に連結される。スコップ管(236)及び／又はフィードパイプ(238)は
、取付ブラケット(240)によってハウジング(202)の底壁(204)に取り付けて良い
。フィードパイプ(238)の長さに沿って走っているのは、隣接するプレート(210)
の内径端(302)に面するスロット(238a)である。スロット(238a)は、連続的又は
断続的であってよく、又フィードパイプ(238)は、スコップ管(236)とは反対側の
端部に於いて好ましくは閉じられる。
【００２２】 サンプ(226)とは反対側の、プレート(210)のスタックに取り付けられるのは、
凝縮チャンバ(232)を通って流体の流路と流体的に連通する凝縮物ポート(244)を
有する天板(242)である。好ましくはフランジ(246)が、プレート(210)スタック
とは反対で天板(242)の外側端部(242a)に取り付けられ、プレート(210)のスタッ
クの反対側のフランジ(246)と天板(242)の間に収集空間(248)を規定する。スコ
ップ端(250a)を有する第２の固定スコップ管(250)が、スコップ端(250a)が、収
集空間(248)内に配設されるように、ハウジング(202)の上壁(206)を通って延伸
する。フランジセグメント(212a)と天板(242)との間に規定される通路は、流路(
Ｆ)を介して凝縮チャンバ(232)と協働し、封鎖された凝縮空間を形成する。ハウ
ジング(202)内のプレート(210)のスタックは又、プレート(210)の内径端(302)の
内側にある内側蒸気収集空間(252)、及びプレート(210)の外側端部(304)とハウ
ジング(202)の側壁(208)との間に外側蒸気収集空間(254)を規定する。内側蒸気
空間(252)、外側蒸気空間(254)及び蒸発チャンバ(230)は、組み合わさって、凝
縮空間とは分離した蒸発空間を形成する。更に、チャネル(212)のフランジセグ
メント(212a)は、好ましくは天板(242)と協働して、外側及び内側蒸気収集空間(
254)、(252)の間に第１の流体（例えば、蒸気）連絡路(256)を提供する。有孔支
持アーム(235)を介して第２の流体連絡路が空間(254)、(252)の間に存在する。
凝縮チャンバ(232)を通って流体の流路と流体的に連通する凝縮物ポート(244)を
有する天板(242)である。好ましくはフランジ(246)が、プレート(210)スタック
とは反対で天板(242)の外側端部(242a)に取り付けられ、プレート(210)のスタッ
クの反対側のフランジ(246)と天板(242)の間に収集空間(248)を規定する。スコ
ップ端(250a)を有する第２の固定スコップ管(250)が、スコップ端(250a)が、収
集空間(248)内に配設されるように、ハウジング(202)の上壁(206)を通って延伸
する。フランジセグメント(212a)と天板(242)との間に規定される通路は、流路(
Ｆ)を介して凝縮チャンバ(232)と協働し、封鎖された凝縮空間を形成する。ハウ
ジング(202)内のプレート(210)のスタックは又、プレート(210)の内径端(302)の
内側にある内側蒸気収集空間(252)、及びプレート(210)の外側端部(304)とハウ
ジング(202)の側壁(208)との間に外側蒸気収集空間(254)を規定する。内側蒸気
空間(252)、外側蒸気空間(254)及び蒸発チャンバ(230)は、組み合わさって、凝
縮空間とは分離した蒸発空間を形成する。更に、チャネル(212)のフランジセグ
メント(212a)は、好ましくは天板(242)と協働して、外側及び内側蒸気収集空間(
254)、(252)の間に第１の流体（例えば、蒸気）連絡路(256)を提供する。有孔支
持アーム(235)を介して第２の流体連絡路が空間(254)、(252)の間に存在する。
【００２３】 それぞれの凝縮チャンバ(232)を形成する隣り合うプレート(210)は、更に、内
径及び外径端(302)、(304)の両方に於いてシールされ、一方、蒸発チャンバ(232
)を形成する隣り合うプレート(210)は内径及び外径端(302)、(304)の両方に於い
て開放される。
径及び外径端(302)、(304)の両方に於いてシールされ、一方、蒸発チャンバ(232
)を形成する隣り合うプレート(210)は内径及び外径端(302)、(304)の両方に於い
て開放される。
【００２４】 好ましい実施の態様に於いて、プレート(210)のスタックは対になるように組
み立てられる。即ち、１対の熱交換プレート(210)が、はんだ付け、溶接あるい
はブレージングなどの従来技術により、それらの内径及び外径端(302)、(304)に
於いて連結され、シールされた凝縮チャンバ(232）を規定する。（最終的には隣
り合う蒸発チャンバ(230)を形成することになる）連結されたプレート(210)の各
対の外側表面(228)は、その後、ある種の親水性処理に供され得る。例えば、炭
化水素コーティングが、プラズマ蒸着技術を利用して外側表面(228)に適用され
得る。好適なコーティングは、米国マサチューセッツ州ビレリカのAdvanced Sur
face Technology, Inc.から得られるであろう。一旦、蒸発チャンバ(230)を形成
するプレート表面(228)が処理されると、隣り合うプレート(210)の対が一緒に接
合され得る。特に、対面するポートフランジ(308)の２つの末端面(310)は、溶接
、ブレージング、はんだ付けあるいは他の方法により適した技術を使用して一緒
に接合される。溶接、ブレージング及び／又ははんだ付けは、ポートフランジ(3
08)の末端面(310)の周囲でのみ局在的に行われるため、プレート(210)は広範囲
の熱応力を受けない。好ましい実施の態様に於いては、低温（例えば137.4℃、
即ち、280°Ｆ）のはんだ付け技術が利用される。従って、本発明の蒸発チャン
バ(230)は、従来のプレートアセンブリとは異なり、プレートスタックの組立て
後にもそれらの親水性特性を保持する。
み立てられる。即ち、１対の熱交換プレート(210)が、はんだ付け、溶接あるい
はブレージングなどの従来技術により、それらの内径及び外径端(302)、(304)に
於いて連結され、シールされた凝縮チャンバ(232）を規定する。（最終的には隣
り合う蒸発チャンバ(230)を形成することになる）連結されたプレート(210)の各
対の外側表面(228)は、その後、ある種の親水性処理に供され得る。例えば、炭
化水素コーティングが、プラズマ蒸着技術を利用して外側表面(228)に適用され
得る。好適なコーティングは、米国マサチューセッツ州ビレリカのAdvanced Sur
face Technology, Inc.から得られるであろう。一旦、蒸発チャンバ(230)を形成
するプレート表面(228)が処理されると、隣り合うプレート(210)の対が一緒に接
合され得る。特に、対面するポートフランジ(308)の２つの末端面(310)は、溶接
、ブレージング、はんだ付けあるいは他の方法により適した技術を使用して一緒
に接合される。溶接、ブレージング及び／又ははんだ付けは、ポートフランジ(3
08)の末端面(310)の周囲でのみ局在的に行われるため、プレート(210)は広範囲
の熱応力を受けない。好ましい実施の態様に於いては、低温（例えば137.4℃、
即ち、280°Ｆ）のはんだ付け技術が利用される。従って、本発明の蒸発チャン
バ(230)は、従来のプレートアセンブリとは異なり、プレートスタックの組立て
後にもそれらの親水性特性を保持する。
【００２５】 接着、嵌合関係等などの他の方法も、熱交換プレート(210)を接合するのに使
用され得るということは理解されるべきである。
用され得るということは理解されるべきである。
【００２６】 図４は、蒸発及び凝縮ユニット(104)の操作中の、対応する流体の流れのパタ
ーンを示す、いくつかの積み重ねられたプレート(210)の拡大断面図である。プ
レート(210)のスタックの回転は、Ｕ形回転素子(234)のウェル内に液体の環状プ
ールを生じさせる。このプールからの液体は、第１の固定スコップ管(236)内へ
と押し込まれ、フィードパイプ(238)を通って上方へと追いやられ、そこでスロ
ット(238a)を介して放出される。即ち、回転素子(234)及びスコップ(236)は組合
わさって一種のポンプを形成する。この液体は、回転するプレート(210)のスタ
ックに対して衝突する。蒸発チャンバ(230)はそれらの内側端に於いて開放され
ているため、液体は蒸発チャンバ(230)へと入り、またプレート(210)の回転と親
水性処理のために、それぞれの蒸発チャンバ(230)内で向かい合って面するプレ
ート表面(228)の各々に沿って流れるシート（幾つかの個別の流れに退対峙する
概念）へと変換される。上述のように、凝縮チャンバ(232)の内側端をシールす
ることにより、フィードパイプ(238)からのサンプの液体は、凝縮チャンバ(232)
内へ入ることができない。
ーンを示す、いくつかの積み重ねられたプレート(210)の拡大断面図である。プ
レート(210)のスタックの回転は、Ｕ形回転素子(234)のウェル内に液体の環状プ
ールを生じさせる。このプールからの液体は、第１の固定スコップ管(236)内へ
と押し込まれ、フィードパイプ(238)を通って上方へと追いやられ、そこでスロ
ット(238a)を介して放出される。即ち、回転素子(234)及びスコップ(236)は組合
わさって一種のポンプを形成する。この液体は、回転するプレート(210)のスタ
ックに対して衝突する。蒸発チャンバ(230)はそれらの内側端に於いて開放され
ているため、液体は蒸発チャンバ(230)へと入り、またプレート(210)の回転と親
水性処理のために、それぞれの蒸発チャンバ(230)内で向かい合って面するプレ
ート表面(228)の各々に沿って流れるシート（幾つかの個別の流れに退対峙する
概念）へと変換される。上述のように、凝縮チャンバ(232)の内側端をシールす
ることにより、フィードパイプ(238)からのサンプの液体は、凝縮チャンバ(232)
内へ入ることができない。
【００２７】 当業者は、従来からあるポンプを含めて、サンプ(226)からの液体を蒸発チャ
ンバ(230)へと運ぶために他の構成を作り得ることを認めるであろう。
ンバ(230)へと運ぶために他の構成を作り得ることを認めるであろう。
【００２８】 以下に説明するように、隣接する凝縮チャンバ(232)からの熱により、蒸発チ
ャンバ(230)内を、プレート表面(228)に沿って流れる液体のある部分が蒸発し、
蒸気となる。蒸発チャンバ(230)は、それらの内側端及び外側端の両方に於いて
開放されているため、この蒸気は、内側蒸気収集空間(252)と外側蒸気収集空間(
254)の両方へ流れ得る。蒸気に変換されなかった液体の残りは、プレート表面(2
28)から振り落とされ、ハウジング(202)の固定側壁(208)に衝突し、滴り落ちて
サンプ(226)内へと戻る。
ャンバ(230)内を、プレート表面(228)に沿って流れる液体のある部分が蒸発し、
蒸気となる。蒸発チャンバ(230)は、それらの内側端及び外側端の両方に於いて
開放されているため、この蒸気は、内側蒸気収集空間(252)と外側蒸気収集空間(
254)の両方へ流れ得る。蒸気に変換されなかった液体の残りは、プレート表面(2
28)から振り落とされ、ハウジング(202)の固定側壁(208)に衝突し、滴り落ちて
サンプ(226)内へと戻る。
【００２９】 コンプレッサ(110)の作用は、ハウジング(202)を上向きに通って内側蒸気収集
空間(252)から蒸気出口管(214)へと蒸気を引き込むことである。特に、蒸気は、
チャネル(212)のチューブセグメント(212b)を介して引き込まれる。外側蒸気収
集空間(254)内の蒸気は、又、フランジセグメント(212a)及び／又は有孔支持ア
ーム(235)によって形成される流体連絡路(256)を介して蒸気出口管(214)内へと
引き込まれる。コンプレッサ(110)に於いて、蒸気は凝縮され、それにより温度
と圧力が上昇する。圧縮された蒸気は、蒸気入口管(218)によってハウジング(20
2)へと戻される。好ましくは、圧縮された蒸気は、天板(242)とフランジセグメ
ント(212a)との間に形成される通路(402)（図４）に沿って流れる。圧縮された
蒸気は、その後、フランジセグメント(212a)内に形成されたポート(404)を通っ
て流れる。ポート(404)は、好ましくは一直線に並んでおり、プレート(210)のス
タックのポート(306)と流体的に連絡している。ポートフランジ(406)は、ポート
(404)の周囲に同様に延伸し、次の隣接するプレート(210)のポートフランジ(308
)に接合して良い。
空間(252)から蒸気出口管(214)へと蒸気を引き込むことである。特に、蒸気は、
チャネル(212)のチューブセグメント(212b)を介して引き込まれる。外側蒸気収
集空間(254)内の蒸気は、又、フランジセグメント(212a)及び／又は有孔支持ア
ーム(235)によって形成される流体連絡路(256)を介して蒸気出口管(214)内へと
引き込まれる。コンプレッサ(110)に於いて、蒸気は凝縮され、それにより温度
と圧力が上昇する。圧縮された蒸気は、蒸気入口管(218)によってハウジング(20
2)へと戻される。好ましくは、圧縮された蒸気は、天板(242)とフランジセグメ
ント(212a)との間に形成される通路(402)（図４）に沿って流れる。圧縮された
蒸気は、その後、フランジセグメント(212a)内に形成されたポート(404)を通っ
て流れる。ポート(404)は、好ましくは一直線に並んでおり、プレート(210)のス
タックのポート(306)と流体的に連絡している。ポートフランジ(406)は、ポート
(404)の周囲に同様に延伸し、次の隣接するプレート(210)のポートフランジ(308
)に接合して良い。
【００３０】 圧縮された蒸気は流体の流路(Ｆ)に沿って移動し、プレート(210)に形成され
たそれぞれのポート(306)を通って各凝縮チャンバ(232)へ入る。隣り合う蒸発チ
ャンバ(230)内のプレート表面(228)に沿って流れる液体は、圧縮された蒸気の温
度（例えば、101.1℃、即ち、214°Ｆの飽和温度）よりも温度が低い（例えば、
100℃、即ち、212°Ｆ）ため、圧縮された蒸気は、凝縮チャンバ(232)の向かい
合うプレート表面(228)に沿って凝縮する。圧縮された蒸気の凝縮によって、さ
らに、プレート(210)を横切る熱の移動が生じ、それにより、蒸発チャンバ(230)
内で液体が蒸発する。凝縮チャンバ(232)内で生成された凝縮物は、回転するプ
レートスタック内で発生する遠心力によって凝縮チャンバ(232)の外側端へと押
しやられる。凝縮チャンバ(232)の外側端がシールされているため、凝縮物は、
それぞれのチャンバ(232)内で、全体をＣで示す、環状プールを形成する。回転
するプレート(210)のスタックによって発生する大きな遠心力が、重力の何倍も
の大きさであるとすれば、プールＣの表面は、回転軸Ａ−Ａに直交して配向する
。追加の圧縮された蒸気が凝縮すると、これらプールＣの表面はポート(306)に
達する。
たそれぞれのポート(306)を通って各凝縮チャンバ(232)へ入る。隣り合う蒸発チ
ャンバ(230)内のプレート表面(228)に沿って流れる液体は、圧縮された蒸気の温
度（例えば、101.1℃、即ち、214°Ｆの飽和温度）よりも温度が低い（例えば、
100℃、即ち、212°Ｆ）ため、圧縮された蒸気は、凝縮チャンバ(232)の向かい
合うプレート表面(228)に沿って凝縮する。圧縮された蒸気の凝縮によって、さ
らに、プレート(210)を横切る熱の移動が生じ、それにより、蒸発チャンバ(230)
内で液体が蒸発する。凝縮チャンバ(232)内で生成された凝縮物は、回転するプ
レートスタック内で発生する遠心力によって凝縮チャンバ(232)の外側端へと押
しやられる。凝縮チャンバ(232)の外側端がシールされているため、凝縮物は、
それぞれのチャンバ(232)内で、全体をＣで示す、環状プールを形成する。回転
するプレート(210)のスタックによって発生する大きな遠心力が、重力の何倍も
の大きさであるとすれば、プールＣの表面は、回転軸Ａ−Ａに直交して配向する
。追加の圧縮された蒸気が凝縮すると、これらプールＣの表面はポート(306)に
達する。
【００３１】 （軸Ａ−Ａに対して）常により低い水位を求める凝縮物は、チャネル(212)の
フランジセグメント(212a)に於いてポート(404)を通って流れ、収集空間(248)内
にひろがる。より具体的には、凝縮物は、天板(242)内の凝縮ポート(244)を通っ
て流れる。収集空間(248)からは、第２の固定スコップ管(250)により凝縮物が取
り除かれる。より具体的には、収集空間(248)内の凝縮物の蓄積は、結局は第２
の固定スコップ管(250)のスコップ端(250a)に達し、その時点に於いて、凝縮物
はスコップ管(250)内へと押し込まれ、蒸発及び凝縮ユニット(104)から取り除か
れることになる。収集空間(248)から定期的に凝縮物を取り除くことにより、凝
縮物の流れのパターンが、流体の流路(Ｆ)に沿ったそれぞれの凝縮チャンバ(232
)から収集空間(248)へと確立される。凝縮物ポート(244)は、さらに、好ましく
は軸Ａ−Ａに対してポート(306)の外側に位置する。さらに、第２の固定スコッ
プ管(250)のスコップ端(250a)は、凝縮物ポート(244)は凝縮物が満たされたまま
に留まるが、ポート(306)は凝縮物で部分的にのみ満たされるように、好ましく
は収集空間(248)内に配設される。従って、コンプレッサ(110)から通路(402)を
流れる圧縮された蒸気は、凝縮物ポート(244)を介して収集空間(248)に入る流れ
を阻止される。代わりに、圧縮された蒸気は、ポート(404)内へ、且つ流体の流
路(Ｆ)に沿って強制的に流され、それにより各凝縮チャンバ(232)内へ入る。そ
れらの末端(310)に於いて接続されるフランジ(308)は、さらに、流体の流路(Ｆ)
を隣接する蒸発チャンバ(230)から封鎖する。通路(402)内の圧縮された蒸気が、
外部空間(254)内の蒸気よりも高い圧力にあるため、収集空間(248)内の凝縮物の
表面は、回転軸に対して、通路(402)の外端に於ける凝縮物の表面よりも「高い
」ものとなる。
フランジセグメント(212a)に於いてポート(404)を通って流れ、収集空間(248)内
にひろがる。より具体的には、凝縮物は、天板(242)内の凝縮ポート(244)を通っ
て流れる。収集空間(248)からは、第２の固定スコップ管(250)により凝縮物が取
り除かれる。より具体的には、収集空間(248)内の凝縮物の蓄積は、結局は第２
の固定スコップ管(250)のスコップ端(250a)に達し、その時点に於いて、凝縮物
はスコップ管(250)内へと押し込まれ、蒸発及び凝縮ユニット(104)から取り除か
れることになる。収集空間(248)から定期的に凝縮物を取り除くことにより、凝
縮物の流れのパターンが、流体の流路(Ｆ)に沿ったそれぞれの凝縮チャンバ(232
)から収集空間(248)へと確立される。凝縮物ポート(244)は、さらに、好ましく
は軸Ａ−Ａに対してポート(306)の外側に位置する。さらに、第２の固定スコッ
プ管(250)のスコップ端(250a)は、凝縮物ポート(244)は凝縮物が満たされたまま
に留まるが、ポート(306)は凝縮物で部分的にのみ満たされるように、好ましく
は収集空間(248)内に配設される。従って、コンプレッサ(110)から通路(402)を
流れる圧縮された蒸気は、凝縮物ポート(244)を介して収集空間(248)に入る流れ
を阻止される。代わりに、圧縮された蒸気は、ポート(404)内へ、且つ流体の流
路(Ｆ)に沿って強制的に流され、それにより各凝縮チャンバ(232)内へ入る。そ
れらの末端(310)に於いて接続されるフランジ(308)は、さらに、流体の流路(Ｆ)
を隣接する蒸発チャンバ(230)から封鎖する。通路(402)内の圧縮された蒸気が、
外部空間(254)内の蒸気よりも高い圧力にあるため、収集空間(248)内の凝縮物の
表面は、回転軸に対して、通路(402)の外端に於ける凝縮物の表面よりも「高い
」ものとなる。
【００３２】 当業者は、凝縮物を引き込み、且つ圧縮された蒸気が各凝縮チャンバ(232)内
へ入るようにするために、その他の配置あるいは構造が提供され得ることを認め
るであろう。例えば、圧縮された蒸気は、ポート(306)から独立した、熱交換プ
レート(210)内の蒸気ポート（図示せず）の協働する組によって、凝縮チャンバ(
232)に分配され得る。これらの蒸気ポートは、さらに、ポート(306)に対して内
径位置に配置され得る。
へ入るようにするために、その他の配置あるいは構造が提供され得ることを認め
るであろう。例えば、圧縮された蒸気は、ポート(306)から独立した、熱交換プ
レート(210)内の蒸気ポート（図示せず）の協働する組によって、凝縮チャンバ(
232)に分配され得る。これらの蒸気ポートは、さらに、ポート(306)に対して内
径位置に配置され得る。
【００３３】 示したように、プレート(210)の構成及びアッセンブリは、蒸発チャンバ(230)
を形成するプレート表面(228)に対する親水性処理の適用を容易にし、且つ保護
する。更には、プレート(210)のスタック内の流体の流れパターンが、最終凝縮
物が汚染される危険性を低減する。より具体的には、凝縮物は、好ましくはサン
プ(226)とは反対側の上部近くでユニット(104)から引き出され、それにより、サ
ンプ(226)からの液体が凝縮物を汚染するという機会が低減される。更に、凝縮
チャンバ(232)内における漏れは、凝縮物がハウジング(202)内に入り、サンプ(2
26)内へ落ちるという結果を生じるだけである。好ましい実施の態様に於いては
、ユニット(104)が安定した動作状態にある間、おおよそ0.035kg/cm2(0.5psi)と
いう圧力差、及びおおよそ1.1℃(２°Ｆ)という温度差が、蒸発チャンバ(230)と
凝縮チャンバ(232)の間に確立される。この圧力差は、さらに、飲料用蒸留水の
生成の間、追加の防護手段を提供する。特に、２つの隣り合うチャンバ(230)、(
232)の間で漏れが発生した場合、この圧力差は、「汚い」液体が凝縮チャンバ(2
32)内へ入るのを防ぎながら、凝縮物を蒸発チャンバ(230)へ入らせる。
を形成するプレート表面(228)に対する親水性処理の適用を容易にし、且つ保護
する。更には、プレート(210)のスタック内の流体の流れパターンが、最終凝縮
物が汚染される危険性を低減する。より具体的には、凝縮物は、好ましくはサン
プ(226)とは反対側の上部近くでユニット(104)から引き出され、それにより、サ
ンプ(226)からの液体が凝縮物を汚染するという機会が低減される。更に、凝縮
チャンバ(232)内における漏れは、凝縮物がハウジング(202)内に入り、サンプ(2
26)内へ落ちるという結果を生じるだけである。好ましい実施の態様に於いては
、ユニット(104)が安定した動作状態にある間、おおよそ0.035kg/cm2(0.5psi)と
いう圧力差、及びおおよそ1.1℃(２°Ｆ)という温度差が、蒸発チャンバ(230)と
凝縮チャンバ(232)の間に確立される。この圧力差は、さらに、飲料用蒸留水の
生成の間、追加の防護手段を提供する。特に、２つの隣り合うチャンバ(230)、(
232)の間で漏れが発生した場合、この圧力差は、「汚い」液体が凝縮チャンバ(2
32)内へ入るのを防ぎながら、凝縮物を蒸発チャンバ(230)へ入らせる。
【００３４】 システム(100)が、好ましくは、空気及び他のガスをシステム(100)から取り除
くための１つ又はより多くのガス抜き要素（図示せず）を備えることも又理解さ
れよう。多重効用段式システム 図５は、多重効用段式システムとして構成した図１の蒸発及び凝縮ユニット(1
04)の非常に概略的な断面図である。ユニット(104)は、底壁(504)、上壁(506)及
び側壁(508)を有するハウジング(502)を備える。ハウジング(502)内には、複数
の、間隔を置いて水平に積み重ねられ、複数の効用段（例えば、第１、第２及び
第３の効用段）となるように配列された熱交換プレート(510)が配設される。プ
レート(510)は又、共通の中央軸Ａ−Ａの周囲で回転するように整列されている
。プレートスタックの上方部分において取り付けられ、ハウジング(502)の上壁(
506)を通って延伸するのは、フランジセグメント(512a)及びチューブセグメント
(512b)を有するチャネル(512)である。軸Ａ−Ａに対して、フランジセグメント(
512a)の外部にある端は、ほぼＵ字形のチャネル(512c)である。蒸気出口管(514)
は、チャネル(512)のチューブセグメント(512b)をコンプレッサ(110)の入口ポー
トに連結する（図１）。蒸気入口管(518)は、ハウジング(502)を、好ましくはそ
の上壁(506)に於いて、コンプレッサ(110)の出口ポートに接続する。モーター(1
08)からのシャフト(522)は、出口管(514)を通って延伸し、回転駆動アダプタ(52
4)を介してチャネル(512)に係合する。回転駆動アダプタ(524)は、チャネル(512
)と出口管(514)との間を流体的に連絡させる。フィードライン(106)から蒸留さ
れる液体を受け取るサンプ(526)は、ハウジング(502)の底に配置される。
くための１つ又はより多くのガス抜き要素（図示せず）を備えることも又理解さ
れよう。多重効用段式システム 図５は、多重効用段式システムとして構成した図１の蒸発及び凝縮ユニット(1
04)の非常に概略的な断面図である。ユニット(104)は、底壁(504)、上壁(506)及
び側壁(508)を有するハウジング(502)を備える。ハウジング(502)内には、複数
の、間隔を置いて水平に積み重ねられ、複数の効用段（例えば、第１、第２及び
第３の効用段）となるように配列された熱交換プレート(510)が配設される。プ
レート(510)は又、共通の中央軸Ａ−Ａの周囲で回転するように整列されている
。プレートスタックの上方部分において取り付けられ、ハウジング(502)の上壁(
506)を通って延伸するのは、フランジセグメント(512a)及びチューブセグメント
(512b)を有するチャネル(512)である。軸Ａ−Ａに対して、フランジセグメント(
512a)の外部にある端は、ほぼＵ字形のチャネル(512c)である。蒸気出口管(514)
は、チャネル(512)のチューブセグメント(512b)をコンプレッサ(110)の入口ポー
トに連結する（図１）。蒸気入口管(518)は、ハウジング(502)を、好ましくはそ
の上壁(506)に於いて、コンプレッサ(110)の出口ポートに接続する。モーター(1
08)からのシャフト(522)は、出口管(514)を通って延伸し、回転駆動アダプタ(52
4)を介してチャネル(512)に係合する。回転駆動アダプタ(524)は、チャネル(512
)と出口管(514)との間を流体的に連絡させる。フィードライン(106)から蒸留さ
れる液体を受け取るサンプ(526)は、ハウジング(502)の底に配置される。
【００３５】 それぞれのプレート(510)は、２つの表面(528)を規定し、隣接するプレート(5
10)の向かい合って面する表面(528)は、間で空間を規定する。これらの空間は、
各効用段内で、蒸発チャンバ(530)及び凝縮チャンバ(532)として、交互に形成さ
れる。各効用段内では、プレート(510)は、図３Ａ及び図３Ｂ中で示される熱交
換プレート(210)と、設計及び形状において実質的に類似する。より具体的には
、各プレート(510)は、内径端及び外径端の両方、及び外径端の付近に少なくと
も１つのポートを備える。各効用段内のプレート(510)の積み重ね配置は、各凝
縮チャンバ(532)間に流体的連絡を提供するが隣接する蒸発チャンバ(530)は迂回
する、ポートに沿ったほぼ垂直方向の流体の流路(Ｆ)を確立する。更に、各凝縮
チャンバ(532)を形成する隣接するプレート(510)の内径端及び外径端の両方はシ
ールされ、一方、各蒸発チャンバ(530)の内径端及び外径端の両方は開放される
。
10)の向かい合って面する表面(528)は、間で空間を規定する。これらの空間は、
各効用段内で、蒸発チャンバ(530)及び凝縮チャンバ(532)として、交互に形成さ
れる。各効用段内では、プレート(510)は、図３Ａ及び図３Ｂ中で示される熱交
換プレート(210)と、設計及び形状において実質的に類似する。より具体的には
、各プレート(510)は、内径端及び外径端の両方、及び外径端の付近に少なくと
も１つのポートを備える。各効用段内のプレート(510)の積み重ね配置は、各凝
縮チャンバ(532)間に流体的連絡を提供するが隣接する蒸発チャンバ(530)は迂回
する、ポートに沿ったほぼ垂直方向の流体の流路(Ｆ)を確立する。更に、各凝縮
チャンバ(532)を形成する隣接するプレート(510)の内径端及び外径端の両方はシ
ールされ、一方、各蒸発チャンバ(530)の内径端及び外径端の両方は開放される
。
【００３６】 有孔支持アーム(535)によってプレートスタックからサンプ(526)内へと延伸す
るのは、好ましくはＵ形を有する回転素子(534)である。スコップ端(536a)を有
する第１の固定スコップ管(536)は、その端(536a)がＵ形の回転素子(534)により
規定されたウェル内にあるようサンプ(526)内に配設される。第１の固定スコッ
プ管(536)は、プレート(510)のスタックの内径端付近を通って上方へと延伸する
液体フィードパイプ(538)に連結される。スコップ管(536)及び／又はフィードパ
イプ(538)は、好ましくはハウジング(502)の底壁(504)に取り付けられる。フィ
ードパイプ(538)の長さに沿って走っているのは、プレート(510)の内径端に面す
るスロット(538a)である。
るのは、好ましくはＵ形を有する回転素子(534)である。スコップ端(536a)を有
する第１の固定スコップ管(536)は、その端(536a)がＵ形の回転素子(534)により
規定されたウェル内にあるようサンプ(526)内に配設される。第１の固定スコッ
プ管(536)は、プレート(510)のスタックの内径端付近を通って上方へと延伸する
液体フィードパイプ(538)に連結される。スコップ管(536)及び／又はフィードパ
イプ(538)は、好ましくはハウジング(502)の底壁(504)に取り付けられる。フィ
ードパイプ(538)の長さに沿って走っているのは、プレート(510)の内径端に面す
るスロット(538a)である。
【００３７】 サンプ(526)の反対側でプレート(510)のスタックに取り付けられるのは、凝縮
チャンバ(532)を介して流体の流路(Ｆ)と流体的に連通する凝縮ポート(544)を有
する天板(542)である。好ましくは、フランジ(546)が、フランジ(546)とプレー
ト(510)のスタックに対面する天板(542)の間で収集空間(548)を規定するよう、
プレート(510)のスタックの反対側で天板(542)の外側端(542a)に取り付けられる
。スコップ端(550a)を有する第２の固定スコップ管(550)は、スコップ端(550a)
が収集空間(548)内に配置されるよう、ハウジング(502)の上壁(506)を通って延
伸する。ハウジング(502)内のプレート(510)のスタックは又、プレートの内径端
の内側に内側蒸気収集空間(552)を規定し、且つプレートの外径端と側壁(508)の
間に外側蒸気収集空間(554)を規定する。
チャンバ(532)を介して流体の流路(Ｆ)と流体的に連通する凝縮ポート(544)を有
する天板(542)である。好ましくは、フランジ(546)が、フランジ(546)とプレー
ト(510)のスタックに対面する天板(542)の間で収集空間(548)を規定するよう、
プレート(510)のスタックの反対側で天板(542)の外側端(542a)に取り付けられる
。スコップ端(550a)を有する第２の固定スコップ管(550)は、スコップ端(550a)
が収集空間(548)内に配置されるよう、ハウジング(502)の上壁(506)を通って延
伸する。ハウジング(502)内のプレート(510)のスタックは又、プレートの内径端
の内側に内側蒸気収集空間(552)を規定し、且つプレートの外径端と側壁(508)の
間に外側蒸気収集空間(554)を規定する。
【００３８】 シリンダー状の内壁(560)が、プレート(510)の（回転軸Ａ−Ａに対する）内径
端の内側にほぼ配設され、底壁(504)からチャネル(512)に向かって上方へ延伸す
る。底壁(504)とは反対側の端部に於いて、内壁(560)は、フランジセグメント(5
12a)のＵ−チャネル(512c)内に配設されるフランジ(560a)を備える。空隙(562)
などの複数の孔あるいは空隙が、最上位（例えば、第３）の効用段に隣接する内
壁(560)内に形成される。内壁(560)は、本質的に、最上位の効用段を除いて、全
ての蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気化された蒸気を、内側蒸気収集空間(
552)内へ入らないよう、ブロックする。シリンダー状の外壁(564)が、通常、プ
レートの（回転軸Ａ−Ａに対する）外径端の外側に大体配設され、天板(542)か
ら最上位（例えば、第３）の効用段を除く全ての効用段に沿って下方へ延伸する
。外壁(564)は、内面(564a)を備え、本質的に、最上位の効用段を除く全ての効
用段の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気を、ハウジング(502)の外側蒸気収
集空間(554)に入らないよう、以下に説明するようブロックする。複数の開口(56
6)が、各効用段に於いて外壁(564)に設けられる。
端の内側にほぼ配設され、底壁(504)からチャネル(512)に向かって上方へ延伸す
る。底壁(504)とは反対側の端部に於いて、内壁(560)は、フランジセグメント(5
12a)のＵ−チャネル(512c)内に配設されるフランジ(560a)を備える。空隙(562)
などの複数の孔あるいは空隙が、最上位（例えば、第３）の効用段に隣接する内
壁(560)内に形成される。内壁(560)は、本質的に、最上位の効用段を除いて、全
ての蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気化された蒸気を、内側蒸気収集空間(
552)内へ入らないよう、ブロックする。シリンダー状の外壁(564)が、通常、プ
レートの（回転軸Ａ−Ａに対する）外径端の外側に大体配設され、天板(542)か
ら最上位（例えば、第３）の効用段を除く全ての効用段に沿って下方へ延伸する
。外壁(564)は、内面(564a)を備え、本質的に、最上位の効用段を除く全ての効
用段の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気を、ハウジング(502)の外側蒸気収
集空間(554)に入らないよう、以下に説明するようブロックする。複数の開口(56
6)が、各効用段に於いて外壁(564)に設けられる。
【００３９】 代替えの実施の態様に於いて、内壁(560)が単に、最上位の効用段の内径端に
到達する前に終端してもよいということは理解されるべきである。さらに、理解
されるべきは、隣接する効用段の蒸発チャンバ(530)間で蒸気が流れないよう、
他の配列が採用され得るということである。
到達する前に終端してもよいということは理解されるべきである。さらに、理解
されるべきは、隣接する効用段の蒸発チャンバ(530)間で蒸気が流れないよう、
他の配列が採用され得るということである。
【００４０】 各効用段を構成するプレート(510)の間には、少なくとも１つの転移プレート
がある。即ち、少なくとも１つの転移プレートが、第１及び第２の効用段の間、
第２及び第３の効用段の間、などに配設される。図５に示されるように、２つの
転移プレート(568a)及び(568b)が各効用段の間に存在する。以下に説明するよう
に、転移プレート(568a)及び(568b)、及び壁(560)及び(564)の形状によって、所
与の効用段(例えば、第１の効用段)の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気が
、次に高位の効用段（例えば、第２の効用段）の凝縮チャンバ(532)へと流され
る。これらはさらに、各効用段の凝縮チャンバ(532)内で生成された凝縮物が、
流体の流路(Ｆ)に沿って流れ、且つ、収集空間(548)内へと導かれ、そこで第２
の固定スコップ管(550)によって引き抜かれ得るようにする。
がある。即ち、少なくとも１つの転移プレートが、第１及び第２の効用段の間、
第２及び第３の効用段の間、などに配設される。図５に示されるように、２つの
転移プレート(568a)及び(568b)が各効用段の間に存在する。以下に説明するよう
に、転移プレート(568a)及び(568b)、及び壁(560)及び(564)の形状によって、所
与の効用段(例えば、第１の効用段)の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気が
、次に高位の効用段（例えば、第２の効用段）の凝縮チャンバ(532)へと流され
る。これらはさらに、各効用段の凝縮チャンバ(532)内で生成された凝縮物が、
流体の流路(Ｆ)に沿って流れ、且つ、収集空間(548)内へと導かれ、そこで第２
の固定スコップ管(550)によって引き抜かれ得るようにする。
【００４１】 図６は、多重効用段式システムの２つの効用段（例えば、第１及び第２の効用
段）の間の境界の断面図である。図示されるように、２つの転移プレート(568a)
及び(568b)が２つの効用段の間に配設される。転移プレート(568a)、(568b)のそ
れぞれは、内径端(570a)、(570b)、外径端(572a)、(572b)、及び少なくとも１つ
の流体転移ポート(574a)、(574b)を有する。転移プレート(568b)の外径端(572b)
は、更に、外壁(564)の内面(564a)に固定され、一方、転移プレート(568a)の外
径端(572a)は、外壁(564)から間隔を空けて離される。転移プレート(568b)の流
体転移ポート(574b)は、次に隣接するプレート(510)内のポート(306)と軸方向及
び半径方向の両方で整列されている。(511)で示された、下位（例えば、第１）
の効用段内の最後の熱交換プレートに於いて、(307)で示されたポートは、その
効用段の残存するポート(306)から、及び次に高位（例えば、第２）の効用段の
ポート(306)から、軸方向にオフセットされている。特に、ポート(307)は、ポー
ト(306)よりも、内壁(560)に対して、より大きな半径方向位置にある。転移プレ
ート(568a)のポート(574a)は、更に、最下位プレート(511)のオフセットポート(
307)と軸方向に整列されている。
段）の間の境界の断面図である。図示されるように、２つの転移プレート(568a)
及び(568b)が２つの効用段の間に配設される。転移プレート(568a)、(568b)のそ
れぞれは、内径端(570a)、(570b)、外径端(572a)、(572b)、及び少なくとも１つ
の流体転移ポート(574a)、(574b)を有する。転移プレート(568b)の外径端(572b)
は、更に、外壁(564)の内面(564a)に固定され、一方、転移プレート(568a)の外
径端(572a)は、外壁(564)から間隔を空けて離される。転移プレート(568b)の流
体転移ポート(574b)は、次に隣接するプレート(510)内のポート(306)と軸方向及
び半径方向の両方で整列されている。(511)で示された、下位（例えば、第１）
の効用段内の最後の熱交換プレートに於いて、(307)で示されたポートは、その
効用段の残存するポート(306)から、及び次に高位（例えば、第２）の効用段の
ポート(306)から、軸方向にオフセットされている。特に、ポート(307)は、ポー
ト(306)よりも、内壁(560)に対して、より大きな半径方向位置にある。転移プレ
ート(568a)のポート(574a)は、更に、最下位プレート(511)のオフセットポート(
307)と軸方向に整列されている。
【００４２】 ２つの転移プレート(568a)、(568b)の間で延伸するのは、内径端(570a)、(570
b)付近に配設される側壁(576)である。側壁(576)は、プレート(510)のスタック
の周囲を完全に囲んで延伸し、２つの転移プレート(568a)、(568b)と組み合わさ
ってトラフ(578)を規定する。２つの転移プレート(568a)、(568b)の間で、内壁(
560)から外側へ向かって延伸するのは、棚(580)である。棚(580)の外側端は側壁
(576)に近いが、間隔は置かれてる。棚(580)は又、プレート(510)のスタックの
周囲を完全に囲んで延伸する。Ｃ形導管(582)が、２つの転移プレート(568a)、(
568b)間で、各対応するポート対(574a)、(574b)に於いて延伸する。プレート(51
0)のスタックの周囲で延伸しないが、代わりに近接するポート(574a)、(574b)に
局在する、それぞれのＣ形導管(582)は、内壁(560)の方向に於いて開放される。
各転移ポート(574a)、(574b)の周囲には、Ｃ形導管(580)の反対側で、転移ポー
トフランジ(584a)、(584b)がある。転移ポートフランジ(584a)は、熱交換プレー
ト(511)のポート(307)の周囲で、対応するポートフランジ(311)に密封するよう
に係合し、一方、転移ポートフランジ(584b)は、次の隣接するプレート(510)に
於いて、対応するポートフランジ(310)に密封するように係合する。
b)付近に配設される側壁(576)である。側壁(576)は、プレート(510)のスタック
の周囲を完全に囲んで延伸し、２つの転移プレート(568a)、(568b)と組み合わさ
ってトラフ(578)を規定する。２つの転移プレート(568a)、(568b)の間で、内壁(
560)から外側へ向かって延伸するのは、棚(580)である。棚(580)の外側端は側壁
(576)に近いが、間隔は置かれてる。棚(580)は又、プレート(510)のスタックの
周囲を完全に囲んで延伸する。Ｃ形導管(582)が、２つの転移プレート(568a)、(
568b)間で、各対応するポート対(574a)、(574b)に於いて延伸する。プレート(51
0)のスタックの周囲で延伸しないが、代わりに近接するポート(574a)、(574b)に
局在する、それぞれのＣ形導管(582)は、内壁(560)の方向に於いて開放される。
各転移ポート(574a)、(574b)の周囲には、Ｃ形導管(580)の反対側で、転移ポー
トフランジ(584a)、(584b)がある。転移ポートフランジ(584a)は、熱交換プレー
ト(511)のポート(307)の周囲で、対応するポートフランジ(311)に密封するよう
に係合し、一方、転移ポートフランジ(584b)は、次の隣接するプレート(510)に
於いて、対応するポートフランジ(310)に密封するように係合する。
【００４３】 図７は、図６のライン７−７に沿う、転移プレート(568a)の部分底面図である
。図示されるように、Ｃ形導管(582)は、転移プレート(568a)のポート(574a)の
周囲で部分的に延伸するだけであり、又、ポート(574a)は、半径方向に於いて、
転移プレート(568b)のポート(574b)から、僅かにオフセットしている。更に、側
壁(576)と棚(580)の両方が、プレート(510)のスタックの周囲を完全に囲んで延
伸する。
。図示されるように、Ｃ形導管(582)は、転移プレート(568a)のポート(574a)の
周囲で部分的に延伸するだけであり、又、ポート(574a)は、半径方向に於いて、
転移プレート(568b)のポート(574b)から、僅かにオフセットしている。更に、側
壁(576)と棚(580)の両方が、プレート(510)のスタックの周囲を完全に囲んで延
伸する。
【００４４】 図１、及び図５〜７を参照すると、動作に際しては、モーター(108)とコンプ
レッサ(110)が作動してプレート(510)のスタックを回転させ、低圧蒸気をハウジ
ング(502)から引き抜いて、高圧、高温の蒸気を第１の効用段の凝縮チャンバ(53
2)のそれぞれへ戻す。回転素子(534)は、上述のように、第１の固定スコップ管(
536)に押し込まれ、フィードパイプ(538)で汲み上げられる、供給液体の回転す
る環状プールを創り出す。この液体はスロット(538a)から放出され、各効用段の
回転するプレート(510)のスタックに対して衝突し、それにより、液体は各蒸発
チャンバ(530)へ運ばれる。コンプレッサ(110)からの圧縮された蒸気は、フラン
ジセグメント(512a)と上壁(542)の間に形成された通路に沿って運ばれ、ポート(
306)を介して第１の効用段の凝縮チャンバ(532)へ入る。凝縮物は、凝縮チャン
バ(532)内で、隣接する蒸発チャンバ(530)への転移熱を形成する。熱の移動は、
蒸発チャンバ(530)のプレート表面(528)に沿って流れる液体の少なくとも一部を
蒸発させる。この蒸気は、内壁と外壁(560)、(564)の間に集められ、一方、蒸気
化されない液体は、プレート(510)から振り落とされ、内壁(564)の内側表面(564
a)に対して環状プールを形成する。液体の流れが、この環状プールより、外壁(5
64)内の開口(566)を通って放出され、サンプ(526)内へと再び戻る。開口(566)は
、好ましくは、液体の環状プールを外壁(564)の内側へ留めておく大きさであり
、それにより、第１の効用段の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気が開口(56
6)を通って流出するのを防ぐ。その代わりに、蒸気が、第１と第２の効用段を分
離する転移プレート(568a)、(568b)へと下方に流れる。
レッサ(110)が作動してプレート(510)のスタックを回転させ、低圧蒸気をハウジ
ング(502)から引き抜いて、高圧、高温の蒸気を第１の効用段の凝縮チャンバ(53
2)のそれぞれへ戻す。回転素子(534)は、上述のように、第１の固定スコップ管(
536)に押し込まれ、フィードパイプ(538)で汲み上げられる、供給液体の回転す
る環状プールを創り出す。この液体はスロット(538a)から放出され、各効用段の
回転するプレート(510)のスタックに対して衝突し、それにより、液体は各蒸発
チャンバ(530)へ運ばれる。コンプレッサ(110)からの圧縮された蒸気は、フラン
ジセグメント(512a)と上壁(542)の間に形成された通路に沿って運ばれ、ポート(
306)を介して第１の効用段の凝縮チャンバ(532)へ入る。凝縮物は、凝縮チャン
バ(532)内で、隣接する蒸発チャンバ(530)への転移熱を形成する。熱の移動は、
蒸発チャンバ(530)のプレート表面(528)に沿って流れる液体の少なくとも一部を
蒸発させる。この蒸気は、内壁と外壁(560)、(564)の間に集められ、一方、蒸気
化されない液体は、プレート(510)から振り落とされ、内壁(564)の内側表面(564
a)に対して環状プールを形成する。液体の流れが、この環状プールより、外壁(5
64)内の開口(566)を通って放出され、サンプ(526)内へと再び戻る。開口(566)は
、好ましくは、液体の環状プールを外壁(564)の内側へ留めておく大きさであり
、それにより、第１の効用段の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気が開口(56
6)を通って流出するのを防ぐ。その代わりに、蒸気が、第１と第２の効用段を分
離する転移プレート(568a)、(568b)へと下方に流れる。
【００４５】 フィードパイプ(538)からの液体は、２つの転移プレート(568a)、(568b)と側
壁(576)との間に形成されるトラフ(578)内でプール、(Ｌ)、を形成する。図６に
示されるように、低位の効用段内の蒸気圧が、高位の効用段内のそれよりも大き
いため、低位（例えば、第１）の効用段内のこのプールの表面は、高位（例えば
、第２）の効用段内の表面よりも低い。高位の効用段内のプール表面は、さらに
、転移プレート(568b)の内径端(570b)によってほぼ規定される。棚(580)は、ト
ラフ(578)内に於いて、最下位のプール表面の下方で延伸する。上述のように、
第２の転移プレート(568b)は、外壁(564)に接続する。従って、第１の効用段の
蒸発チャンバ(530)から生成した蒸気は、トラフ(578)と棚(580)を満たす液体と
、外壁(564)に対してシールされた転移プレート(568b)の外径端(572b)との組み
合わせにより形成された流体シールによって、第２の効用段の蒸発チャンバ(530
)へ流れるのを妨げられる。その代わり、蒸気は、ポート(574b)を通ってＣ形導
管(582)の周囲を流れ、矢印Ｖで示されるように（図６）、次の高位の効用段の
凝縮チャンバ(532)へと入る。蒸気は、ポート(306)を通って、次の効用段の各凝
縮チャンバ(532)へ分配される。高位の効用段の凝縮物の表面レベルは、高位の
効用段に於けるより低い蒸気圧のために、通常、回転軸に対して、低位の効用段
の凝縮物の表面レベルより「高い」。
壁(576)との間に形成されるトラフ(578)内でプール、(Ｌ)、を形成する。図６に
示されるように、低位の効用段内の蒸気圧が、高位の効用段内のそれよりも大き
いため、低位（例えば、第１）の効用段内のこのプールの表面は、高位（例えば
、第２）の効用段内の表面よりも低い。高位の効用段内のプール表面は、さらに
、転移プレート(568b)の内径端(570b)によってほぼ規定される。棚(580)は、ト
ラフ(578)内に於いて、最下位のプール表面の下方で延伸する。上述のように、
第２の転移プレート(568b)は、外壁(564)に接続する。従って、第１の効用段の
蒸発チャンバ(530)から生成した蒸気は、トラフ(578)と棚(580)を満たす液体と
、外壁(564)に対してシールされた転移プレート(568b)の外径端(572b)との組み
合わせにより形成された流体シールによって、第２の効用段の蒸発チャンバ(530
)へ流れるのを妨げられる。その代わり、蒸気は、ポート(574b)を通ってＣ形導
管(582)の周囲を流れ、矢印Ｖで示されるように（図６）、次の高位の効用段の
凝縮チャンバ(532)へと入る。蒸気は、ポート(306)を通って、次の効用段の各凝
縮チャンバ(532)へ分配される。高位の効用段の凝縮物の表面レベルは、高位の
効用段に於けるより低い蒸気圧のために、通常、回転軸に対して、低位の効用段
の凝縮物の表面レベルより「高い」。
【００４６】 第１の効用段内に於いて、圧縮された蒸気は、凝縮チャンバ(532)の対向する
プレート表面(528)に沿って凝縮し、遠心力により凝縮チャンバ(532)の外側端へ
と押しやられる。凝縮物は、シールされたチャンバ(532)の外側端に於いて、全
体としてＣで示される環状プールを形成する。凝縮物は、プレート(510)の凝縮
物ポート(306)を通って、単一効用システムに関して上述した如く、収集空間(54
8)に向かって、サンプ(526)に対して上方へと流れる。この場合も、収集空間(54
8)内の凝縮物の表面は、圧縮された蒸気の高圧のため、回転軸に関して「高い」
。凝縮物の環状プールは、第２の効用段の凝縮チャンバ(532)内で、同様に形成
される。この凝縮物は又、転移プレート(568a)、(568b)へ向かって上方へと流れ
る。図６及び図７において最もよく示されるように、第２の効用段からの凝縮物
は、転移プレート(568b)内のポート(574b)から溢れ出し、且つ、回転するプレー
トスタック内の遠心力のために、上方の転移プレート(568a)内の近隣のポート(5
74a)の外側部分を取り囲む（図７）、Ｃ形導管(580)に補足される。凝縮物は、
Ｃ形導管(580)内に於いて環状プール、Ｔ、を形成する。凝縮物はそこから、転
移プレート(568a)内の転移ポート(574a)と、ポート(306)から半径方向に（外側
に向かって）オフセットしている熱交換プレート(511)内のポート(307)を通って
流れる。図７中で示されるように、Ｃ形導管(582)のウェルが、好ましくは、転
移プレート(568a)のポート(574a)の外側部分を取り囲み、一方、その側壁（その
うちの１つのみ、図６に示されている）は転移プレート(568b)内の横側ポート(5
74b)を上方へ延伸する。
プレート表面(528)に沿って凝縮し、遠心力により凝縮チャンバ(532)の外側端へ
と押しやられる。凝縮物は、シールされたチャンバ(532)の外側端に於いて、全
体としてＣで示される環状プールを形成する。凝縮物は、プレート(510)の凝縮
物ポート(306)を通って、単一効用システムに関して上述した如く、収集空間(54
8)に向かって、サンプ(526)に対して上方へと流れる。この場合も、収集空間(54
8)内の凝縮物の表面は、圧縮された蒸気の高圧のため、回転軸に関して「高い」
。凝縮物の環状プールは、第２の効用段の凝縮チャンバ(532)内で、同様に形成
される。この凝縮物は又、転移プレート(568a)、(568b)へ向かって上方へと流れ
る。図６及び図７において最もよく示されるように、第２の効用段からの凝縮物
は、転移プレート(568b)内のポート(574b)から溢れ出し、且つ、回転するプレー
トスタック内の遠心力のために、上方の転移プレート(568a)内の近隣のポート(5
74a)の外側部分を取り囲む（図７）、Ｃ形導管(580)に補足される。凝縮物は、
Ｃ形導管(580)内に於いて環状プール、Ｔ、を形成する。凝縮物はそこから、転
移プレート(568a)内の転移ポート(574a)と、ポート(306)から半径方向に（外側
に向かって）オフセットしている熱交換プレート(511)内のポート(307)を通って
流れる。図７中で示されるように、Ｃ形導管(582)のウェルが、好ましくは、転
移プレート(568a)のポート(574a)の外側部分を取り囲み、一方、その側壁（その
うちの１つのみ、図６に示されている）は転移プレート(568b)内の横側ポート(5
74b)を上方へ延伸する。
【００４７】 好ましくは、転移プレート(568a)内のオフセットポート(574a)（及び、次の隣
接するプレート(511)内の、その協働ポート(307)）は、蒸発及び凝縮ユニット(1
04)の動作の間、全ての凝縮物を留めるような形に造られる。即ち、プールＴの
表面は、転移ポート(574a)及び協働するポート(307)によって規定される開口よ
り高い（即ち回転軸Ａ−Ａにより近い）。より上方の転移プレート(568a)のポー
ト(574a)が凝縮物で満たされると、第１の効用段の凝縮チャンバ(532)内の圧縮
された蒸気は、ポート(307)及び(574a)を単に流れて第１の効用段の蒸発チャン
バ(530)内へ入るのを妨げられる。更に、より下方の転移プレート(568b)に於け
るポート(574a)（及び、第２の効用段の熱交換プレート(510)内の協働するポー
ト(306)）は、好ましくは、凝縮物で満たされることなく、それにより凝縮物の
表面の上方で開放空間を規定する。これは、低位（例えば、第１）の効用段の蒸
発チャンバ(530)から、次に高位（例えば、第２）の効用段の凝縮チャンバ(532)
へと蒸気が流れるのを可能にする。
接するプレート(511)内の、その協働ポート(307)）は、蒸発及び凝縮ユニット(1
04)の動作の間、全ての凝縮物を留めるような形に造られる。即ち、プールＴの
表面は、転移ポート(574a)及び協働するポート(307)によって規定される開口よ
り高い（即ち回転軸Ａ−Ａにより近い）。より上方の転移プレート(568a)のポー
ト(574a)が凝縮物で満たされると、第１の効用段の凝縮チャンバ(532)内の圧縮
された蒸気は、ポート(307)及び(574a)を単に流れて第１の効用段の蒸発チャン
バ(530)内へ入るのを妨げられる。更に、より下方の転移プレート(568b)に於け
るポート(574a)（及び、第２の効用段の熱交換プレート(510)内の協働するポー
ト(306)）は、好ましくは、凝縮物で満たされることなく、それにより凝縮物の
表面の上方で開放空間を規定する。これは、低位（例えば、第１）の効用段の蒸
発チャンバ(530)から、次に高位（例えば、第２）の効用段の凝縮チャンバ(532)
へと蒸気が流れるのを可能にする。
【００４８】 こうして、各効用段の蒸発チャンバ(530)内で生成された蒸気は、次に高位の
効用段の凝縮チャンバ(532)へと運ばれる。同様に、各効用段に於ける凝縮物は
、次に低位の効用段へと移動する。最も高位（例えば、第３）の効用段に於いて
、蒸気は、内壁(560)内の開口(562)を介して内側蒸気収集空間(552)へと入る。
この蒸気は、それから、チャネル(512)を通って上方へと取り出され、蒸気出口
管(514)を介してコンプレッサ(110)へと入る。最も高位の効用段に於いて蒸気化
されない液体は、回転するプレート(510)から振り落とされ、側壁(508)に衝突し
、サンプ(526)へと戻る。第１の効用段に於いて、各効用段からの凝縮物は、上
壁(542)内の凝縮ポート(544)を通って流れ、収集空間(548)内に蓄積し、そこで
第２の固定スコップ管(550)によって取り除かれる。単一効用システムに関して
上述したように、凝縮物ポート(544)は、圧縮された蒸気が凝縮ポート(544)を通
って流れてハウジング(502)内へ入るのを防ぐため、収集空間(548)内の環状凝縮
物プールの表面の下方となるように形造られる。
効用段の凝縮チャンバ(532)へと運ばれる。同様に、各効用段に於ける凝縮物は
、次に低位の効用段へと移動する。最も高位（例えば、第３）の効用段に於いて
、蒸気は、内壁(560)内の開口(562)を介して内側蒸気収集空間(552)へと入る。
この蒸気は、それから、チャネル(512)を通って上方へと取り出され、蒸気出口
管(514)を介してコンプレッサ(110)へと入る。最も高位の効用段に於いて蒸気化
されない液体は、回転するプレート(510)から振り落とされ、側壁(508)に衝突し
、サンプ(526)へと戻る。第１の効用段に於いて、各効用段からの凝縮物は、上
壁(542)内の凝縮ポート(544)を通って流れ、収集空間(548)内に蓄積し、そこで
第２の固定スコップ管(550)によって取り除かれる。単一効用システムに関して
上述したように、凝縮物ポート(544)は、圧縮された蒸気が凝縮ポート(544)を通
って流れてハウジング(502)内へ入るのを防ぐため、収集空間(548)内の環状凝縮
物プールの表面の下方となるように形造られる。
【００４９】 フィードパイプ(538)は、蒸気がフィードパイプ(538)を通って効用段の間を流
れないよう、熱交換器の動作の間、送り込まれる液体全てを留めるように形造ら
れるべきであることは理解されるべきである。
れないよう、熱交換器の動作の間、送り込まれる液体全てを留めるように形造ら
れるべきであることは理解されるべきである。
【００５０】 図８は、図５の多重効用段式熱交換器の２つの効用段の間の代替えの転移の部
分側面図である。この実施の態様に於いて、単一の転移プレート(568b)がある。
側壁(576)及びＣ形導管(582)は、更に、単一の転移プレート(568b)から、次の低
位（例えば第１）の効用段の第１の熱交換プレート(511)に向かって直接に延伸
する。図８の代替えの実施の態様の作用は、上述の作用と同様である。特に、サ
ンプ(526)からの液体は、側壁(576)、転移プレート(568b)及び熱交換プレート(5
11)によって規定されるトラフ(578)を満たす。棚(580)は、トラフ(578)内の液体
の表面(Ｌ)の下方で延伸し、それにより、低位の効用段内で生成された蒸気が、
次に高位の効用段の蒸発チャンバ(530)へ単に流れるのを防ぐ。更に、Ｃ形導管(
580)は、内壁(560)に向かって開放されており、蒸気を次に高位の効用段の凝縮
チャンバ(532)へ流し、第２の固定スコップ管(550)によって取り除くために、各
効用段からの凝縮物を上方へと運ぶ。転移プレート(568b)に隣接する熱交換プレ
ート(511)内のポート(307)は、効用段の残りのポート(306)から、及び、転移プ
レート(568b)のポート(574b)から軸方向にオフセットしている。ポート(307)は
、さらに、凝縮物で満杯のままとなるよう形造られ、それにより、より低位の効
用段の凝縮チャンバ(532)内の圧縮された蒸気が、その効用段の蒸発チャンバ(53
0)へと流れないよう防ぐ。更に、開放空間が、より低位の効用段の蒸発チャンバ
(530)からの蒸気が次に高位の効用段の凝縮チャンバ(532)へと流れ得るよう、転
移プレート(568b)のポート(574b)内、及び次のより高位の効用段のポート(306)
内に設けられる。
分側面図である。この実施の態様に於いて、単一の転移プレート(568b)がある。
側壁(576)及びＣ形導管(582)は、更に、単一の転移プレート(568b)から、次の低
位（例えば第１）の効用段の第１の熱交換プレート(511)に向かって直接に延伸
する。図８の代替えの実施の態様の作用は、上述の作用と同様である。特に、サ
ンプ(526)からの液体は、側壁(576)、転移プレート(568b)及び熱交換プレート(5
11)によって規定されるトラフ(578)を満たす。棚(580)は、トラフ(578)内の液体
の表面(Ｌ)の下方で延伸し、それにより、低位の効用段内で生成された蒸気が、
次に高位の効用段の蒸発チャンバ(530)へ単に流れるのを防ぐ。更に、Ｃ形導管(
580)は、内壁(560)に向かって開放されており、蒸気を次に高位の効用段の凝縮
チャンバ(532)へ流し、第２の固定スコップ管(550)によって取り除くために、各
効用段からの凝縮物を上方へと運ぶ。転移プレート(568b)に隣接する熱交換プレ
ート(511)内のポート(307)は、効用段の残りのポート(306)から、及び、転移プ
レート(568b)のポート(574b)から軸方向にオフセットしている。ポート(307)は
、さらに、凝縮物で満杯のままとなるよう形造られ、それにより、より低位の効
用段の凝縮チャンバ(532)内の圧縮された蒸気が、その効用段の蒸発チャンバ(53
0)へと流れないよう防ぐ。更に、開放空間が、より低位の効用段の蒸発チャンバ
(530)からの蒸気が次に高位の効用段の凝縮チャンバ(532)へと流れ得るよう、転
移プレート(568b)のポート(574b)内、及び次のより高位の効用段のポート(306)
内に設けられる。
【００５１】 当業者には、効用段間での望ましい蒸気及び凝縮物の流れを達成するために、
他の構造的配置をなし得ることが、認識されるであろう。例えば、転移プレート
(568b)の内径端(570b)は、内壁(560)に対してシールしてよく、それにより、棚(
580)の必要性を排除することができる。
他の構造的配置をなし得ることが、認識されるであろう。例えば、転移プレート
(568b)の内径端(570b)は、内壁(560)に対してシールしてよく、それにより、棚(
580)の必要性を排除することができる。
【００５２】 当業者には、又、他の熱交換プレートの設計を本発明に利用し得ることが認識
されるであろう。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、代替えの熱交換プレート(910
)の平面図及び側面図である。プレート(910)は、上述のように、回転軸Ａ−Ａに
対する、内側端(902)及び外側端(904)、及び、圧縮された蒸気を分配し、凝縮物
を抽出するための１つ又はより多くのポート(906)を備える。好ましい実施の態
様に於いて、各プレート(910)は、それぞれが、プレート(910)の内側端(902)か
ら外側端(904)に延伸するように伸びる、各々が細長い３つのポート(906)を備え
る。ポート(906)の細長い構成は、プレートスタックの成分凝縮チャンバの間で
圧縮された蒸気を分配するためのより大きな開放空間を規定する。プレート(910
)の１つのプレート表面(928)から延伸するのは、対応するポート(906)を取り囲
むポートフランジ(908)である。各々のポートフランジ(908)は、上述のように、
隣接するポートフランジの末端面と密封するようにシール接続される末端(910)
を有する。
されるであろう。図９Ａ及び図９Ｂは、それぞれ、代替えの熱交換プレート(910
)の平面図及び側面図である。プレート(910)は、上述のように、回転軸Ａ−Ａに
対する、内側端(902)及び外側端(904)、及び、圧縮された蒸気を分配し、凝縮物
を抽出するための１つ又はより多くのポート(906)を備える。好ましい実施の態
様に於いて、各プレート(910)は、それぞれが、プレート(910)の内側端(902)か
ら外側端(904)に延伸するように伸びる、各々が細長い３つのポート(906)を備え
る。ポート(906)の細長い構成は、プレートスタックの成分凝縮チャンバの間で
圧縮された蒸気を分配するためのより大きな開放空間を規定する。プレート(910
)の１つのプレート表面(928)から延伸するのは、対応するポート(906)を取り囲
むポートフランジ(908)である。各々のポートフランジ(908)は、上述のように、
隣接するポートフランジの末端面と密封するようにシール接続される末端(910)
を有する。
【００５３】 成分蒸発チャンバを形成するプレート表面(928)上に蓄積し得るスケールを取
り除くために、蒸発チャンバ内に１つ又はより多くのワイパー(935)を取り付け
ることができる。ワイパー(935)は、プラスチック又は金属から形成することが
でき、プレート表面(928)に沿って延伸し、熱交換器の動作の間、プレート(910)
と共に回転する。ある量の液体を蒸留した後、プレートスタックを停止し、ワイ
パー(935)が係合される。これに応じて、ワイパー(935)は、プレート全体に渡っ
て前後に振動し、蓄積されたかもしれないスケールを掻き落とす。ワイパー(935
)の振動範囲は、好ましくは、蒸発チャンバ内のプレート表面(928)の上方で延伸
するフランジ(908)にダメージを与えないように限定される。従来のモーター、
ギア及びストップを、ワイパー(935)の望ましい振動作用を提供するために利用
することができる。
り除くために、蒸発チャンバ内に１つ又はより多くのワイパー(935)を取り付け
ることができる。ワイパー(935)は、プラスチック又は金属から形成することが
でき、プレート表面(928)に沿って延伸し、熱交換器の動作の間、プレート(910)
と共に回転する。ある量の液体を蒸留した後、プレートスタックを停止し、ワイ
パー(935)が係合される。これに応じて、ワイパー(935)は、プレート全体に渡っ
て前後に振動し、蓄積されたかもしれないスケールを掻き落とす。ワイパー(935
)の振動範囲は、好ましくは、蒸発チャンバ内のプレート表面(928)の上方で延伸
するフランジ(908)にダメージを与えないように限定される。従来のモーター、
ギア及びストップを、ワイパー(935)の望ましい振動作用を提供するために利用
することができる。
【００５４】 これまでの説明は、本発明の特定の実施の態様に関するものであった。しかし
ながら、説明した実施態様に対し、その利点のいくつか又は全てを達成しつつ他
の変化及び変更がなされ得ることは明らかであろう。例えば、蒸発及び凝縮ユニ
ット(104)は、交互に熱駆動され得る。より具体的には、サンプの液体は、熱交
換器(102)以外の、例えば、ストーブ・トップ・バーナー、太陽エネルギーなど
の熱源により、所望の温度まで加熱され得る。従って、本発明の範囲内に収まる
そのような変化及び変更を全てを網羅することが、添付の請求の範囲の記載の目
的である。
ながら、説明した実施態様に対し、その利点のいくつか又は全てを達成しつつ他
の変化及び変更がなされ得ることは明らかであろう。例えば、蒸発及び凝縮ユニ
ット(104)は、交互に熱駆動され得る。より具体的には、サンプの液体は、熱交
換器(102)以外の、例えば、ストーブ・トップ・バーナー、太陽エネルギーなど
の熱源により、所望の温度まで加熱され得る。従って、本発明の範囲内に収まる
そのような変化及び変更を全てを網羅することが、添付の請求の範囲の記載の目
的である。
【図１】 図１は、本発明の実施の態様による蒸気加圧式蒸留器の非常に概略的なブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】 図２は、本発明の実施の態様による、単一効用回転熱交換器の断面平面図であ
る。
る。
【図３Ａ】 図３Ａは、熱交換器の平面図である。
【図３Ｂ】 図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ−３Ｂの線に沿った、１対の熱交換プレートの側面図
である。
である。
【図４】 図４は、図２の熱交換器の１連のプレートの部分断面図である。
【図５】 図５は、本発明の実施の態様による、多重効用段式回転熱交換器の断面平面図
である。
である。
【図６】 図６は、図５の熱交換器の２つの効用段の間の境界面の断面平面図である。
【図７】 図７は、図５の多重効用段式回転熱交換器の変換プレートの底面図である。
【図８】 図８は、図５の熱交換器の２つの効用段の間の相互境界面の断面平面図である
。
。
【図９Ａ】 図９Ａは、代替えの熱交換プレートの平面図である。
【図９Ｂ】 図９Ｂは、代替えの熱交換プレートの側面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，Ｌ Ｒ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ， ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，Ｔ Ｒ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 3L103 AA05 AA23 AA40 AA43 BB28 CC02 CC03 DD26 DD57 DD69 4D076 BA30 BC05 CD02 CD03 CD32 DA12 HA01 HA02 JA03 【要約の続き】 する蒸発チャンバを迂回する、ほぼ垂直の流体の流路 (Ｆ)を形成する。固定スコップ管(250)は凝縮チャンバ 内で生成された凝縮物を取り除く。
Claims (12)
- 【請求項１】 Ａ． モーター； Ｂ． コンプレッサ入口及びコンプレッサ出口を備えるコンプレッサ； Ｃ． 回転軸周囲での回転のため前記モーターに連結される熱交換器であり、且
つ、 １． プレートスタックであって、複数の、間隔を空けて共通の回転軸の周囲
に同軸に配列された熱交換プレートを含み、それぞれの該熱交換プレートは、２
つのプレート表面、及び回転軸に対して、内端と外端とを有し、該熱交換プレー
トは、対向するプレート表面の間に成分蒸発チャンバ及び成分凝縮チャンバを交
互に規定し、間に成分凝縮チャンバが形成されるプレート表面が、該コンプレッ
サ出口と流体的に連通する、ほぼシールされた内部凝縮空間を規定し、 ａ） 成分凝縮チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端においてシールされ；及び ｂ） 成分蒸発チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端において開放され、且つ、それらが規定する成分蒸発チャンバからは
分離されているが成分凝縮チャンバ及び他の流体通路と協働して流体流路を形成
する流体通路を形成するために協働し、前記流体流路の少なくとも一部が前記熱
交換プレートの外端近くにあり、それによって凝縮物を前記成分凝縮チャンバか
ら取り出し可能であり；及び ２．供給液体を成分蒸発チャンバに供給する液体供給源を含む熱交換器；及び
Ｄ． 熱交換器の周囲に設けられ、且つ、間に成分蒸発チャンバを規定している
プレート表面と共に、コンプレッサ入口と流体的に連通する蒸発空間を形成する
側壁、 とを含んで成る、蒸気加圧式蒸留器に於いて使用される蒸発器−凝縮器装置。 - 【請求項２】 前記成分凝縮チャンバ及び流体通路が又、さらに、圧縮され
た蒸気を前記流体流路に沿って成分凝縮チャンバに分配するように協働し、供給
液体源が； 蒸留される供給液体を含むサンプ；及び 熱交換プレートの内端に沿って延伸するフィードパイプ；及び 該サンプ内に配設され、供給液体を該フィードパイプに沿って強制的に送るた
めに該フィードパイプに連結されるポンプ、 を含んで成る、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記ポンプが； サンプ内へ少なくとも部分的に延伸する回転素子；及び サンプ内に設けられ且つ該回転素子に近接して配置される端部を有する第１の
固定スコップ管を含み、前記フィードパイプがこの固定スコップ管に連結され、
隣り合う熱交換プレートの内端に面する１つ又はより多くのスロットを備える、
請求項２に記載の装置。 - 【請求項４】 該熱交換プレートの内端が、更に、該蒸発チャンバと流体的
に連通し、且つコンプレッサ入口に接続される、内部蒸気収集空間を規定する、
請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 前記熱交換器がさらに； 該サンプの反対側でプレートスタックに接続され、流体流路と流体的に連通す
る凝縮物収集空間を規定するフランジを備える天板と；及び 凝縮物収集空間内に配設される端部を有する第２の固定スコップ管であって、
凝縮物収集空間から凝縮物を取り出すよう配列される該第２の固定スコップ管を
含み、該天板が、該流体流路と協働して、凝縮物供給通路からの凝縮物は凝縮物
収集空間へと流すが、コンプレッサ出口からの圧縮された蒸気が凝縮物収集空間
へ流れるのを防ぐポートを備える、請求項２に記載の装置。 - 【請求項６】 それぞれの熱交換プレートが、その外端に近接する少なくと
も１つのポートを備え、プレートスタックの凝縮物ポートが協働して成分蒸発チ
ャンバを通る流体通路を形成し、さらに、各熱交換プレートが、その少なくとも
１つのポートの周囲にポートフランジを備え、各ポートフランジが末端を有し、
所与の蒸発チャンバの対向するポートフランジの末端が密封係合するように接続
される、請求項２に記載の装置。 - 【請求項７】 コンプレッサ、熱交換器の周囲に配設される側壁、及び回転
軸の周囲での回転のため熱交換器に連結されるモーターを有する蒸留器に使用す
るための熱交換器蒸発器−凝縮器装置であって、該コンプレッサがコンプレッサ
入口及びコンプレッサ出口を含むものにおいて、該熱交換器が； Ａ． プレートスタックであって、複数の、間隔を空けて共通の回転軸の周囲に
同軸に配列された熱交換プレートを含み、それぞれの該熱交換プレートは、２つ
のプレート表面、及び回転軸に対して、内端と外端とを有し、該熱交換プレート
は、対向するプレート表面の間に成分蒸発チャンバ及び成分凝縮チャンバを交互
に規定し、間に成分凝縮チャンバが形成されるプレート表面が、該コンプレッサ
出口と流体的に連通する、ほぼシールされた内部凝縮空間を規定し、 １． 成分凝縮チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端においてシールされ；及び ２． 成分蒸発チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端において開放され、且つ、それらが規定する成分蒸発チャンバからは
分離されているが成分凝縮チャンバ及び他の流体通路と協働して流体流路を形成
する流体通路を形成するために協働し、前記流体流路の少なくとも一部が前記熱
交換プレートの外端近くにあり、それによって凝縮物を前記成分凝縮チャンバか
ら取り出し可能であり；及び Ｂ． 供給液体を成分蒸発チャンバに供給する液体供給源を含む熱交換器；及び
、該熱交換器においてさらに、 熱交換器の周囲に設けられ、且つ、間に成分蒸発チャンバを規定しているプレ
ート表面と共に、コンプレッサ入口と流体的に連通する蒸発空間を形成する側壁
とを含んでなる、熱交換器蒸発器−凝縮器装置。 - 【請求項８】 前記成分凝縮チャンバ及び流体通路が又、さらに、圧縮され
た蒸気を前記流体流路に沿って成分凝縮チャンバに分配するように協働し、供給
液体源が； 蒸留される供給液体を含むサンプ；及び 熱交換プレートの内端に沿って延伸するフィードパイプ；及び 該サンプ内に配設され、供給液体を該フィードパイプに沿って強制的に送るた
めに該フィードパイプに連結されるポンプ、 を含んで成る、請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記ポンプが； サンプ内へ少なくとも部分的に延伸する回転素子；及び サンプ内に設けられ且つ該回転素子に近接して配置される端部を有する第１の
固定スコップ管を含み、前記フィードパイプがこの固定スコップ管に連結され、
隣り合う熱交換プレートの内端に面する１つ又はより多くのスロットを備える、
請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記熱交換器がさらに； 該サンプの反対側でプレートスタックに接続され、流体流路と流体的に連通す
る凝縮物収集空間を規定するフランジを備える天板と；及び 凝縮物収集空間内に配設される端部を有する第２の固定スコップ管であって、
凝縮物収集空間から凝縮物を取り出すよう配列される該第２の固定スコップ管を
含み、該天板が、該流体流路と協働して、凝縮物供給通路からの凝縮物は凝縮物
収集空間へと流すが、コンプレッサ出口からの圧縮された蒸気が凝縮物収集空間
へ流れるのを防ぐポートを備える、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１１】 それぞれの熱交換プレートが、少なくとも１つのポートを
備え、少なくともその一部がその外端に近接し、プレートスタックのポートが協
働して成分蒸発チャンバを通る流体通路を形成し、さらに、各熱交換プレートが
、それぞれの凝縮チャンバ内の少なくとも１つのポートの周囲にポートフランジ
を備え、各ポートフランジが末端を有し、所与の蒸発チャンバの対向するポート
フランジの末端が密封係合するように接続される、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１２】 コンプレッサ、熱交換器の周囲に配設される側壁、及び回
転軸周囲での回転のため、熱交換器に連結されるモーターを有する蒸留器に使用
するための多重効用段式熱交換器蒸発器−凝縮器装置であって、該コンプレッサ
がコンプレッサ入口及びコンプレッサ出口を備え、該熱交換器が、 第１及び最後の効用段を含む複数の効用段を含むものであって、各効用段が； プレートスタックであって、複数の、間隔を空けて共通の回転軸の周囲に同
軸に配列された熱交換プレートを含み、それぞれの該熱交換プレートは、２つの
プレート表面、及び回転軸に対して、内端と外端とを有し、該熱交換プレートは
、対向するプレート表面の間に成分蒸発チャンバ及び成分凝縮チャンバを交互に
規定し、間に成分凝縮チャンバが形成されるプレート表面が、該コンプレッサ出
口と流体的に連通する、ほぼシールされた内部凝縮空間を規定するプレートスタ
ック； 回転軸に対して熱交換プレートの内端の内側に配設され、最後の効用段を除
いて全ての効用段に沿って延伸する内壁； 前記プレートの外端と前記側壁との間に配設され、最後を除く全ての効用段
に沿って延伸する外壁； 蒸留される供給液体を成分蒸発チャンバへ運ぶため、熱交換プレートの内端
に沿って延伸するフィードパイプ；及び 隣接する効用段の各対の間に配設される少なくとも１つの転移プレートであ
って、該隣接する効用段が、より高位の効用段及びより低位の効用段を包含し、
各転移プレートが内端及び外端を備えるものであって、 １． 成分凝縮チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端においてシールされ； ２． 成分蒸発チャンバを規定する熱交換プレートの各対が、それらの内
端及び外端において開放され、且つ、それらが規定する成分蒸発チャンバからは
分離されているが成分凝縮チャンバ及び他の流体通路と協働して流体流路を形成
する流体通路を形成するために協働し、前記流体流路の少なくとも一部が前記熱
交換プレートの外端近くにあり、それによって凝縮物を前記成分凝縮チャンバか
ら取り出し可能であり； ３． 各転移プレートが、内壁及び外壁と協働して転移プレートの内端及
び外端に於いて蒸気シールを規定し、該蒸気シールが、隣接する効用段の蒸発チ
ャンバ間で蒸気が流れるのを妨げ； ４． 各転移プレートが、隣接する効用段の蒸発チャンバの流体通路と協
働して、より低位の効用段の蒸発チャンバからの蒸気を、より高位の効用段の凝
縮チャンバへ分配し；且つ、 ５． 前記側壁が、最後の効用段に於いて、間で成分蒸発チャンバを規定
するプレート表面と共にコンプレッサ入口と流体的に連通する蒸発空間を形成す
る、多重効用段式熱交換器蒸発器−凝縮器装置。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/211,363 US6238524B1 (en) | 1998-12-14 | 1998-12-14 | Rotating plate heat exchanger |
| US09/246,354 US6261419B1 (en) | 1999-02-08 | 1999-02-08 | Rotating plate heat exchanger |
| US09/211,363 | 1999-02-08 | ||
| US09/246,354 | 1999-02-08 | ||
| PCT/US1999/028977 WO2000035551A1 (en) | 1998-12-14 | 1999-12-08 | Rotating plate fluid evaporator and condenser |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002532217A true JP2002532217A (ja) | 2002-10-02 |
Family
ID=26906082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000587863A Pending JP2002532217A (ja) | 1998-12-14 | 1999-12-08 | 回転プレート流体蒸発器及び凝縮器 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1140311B1 (ja) |
| JP (1) | JP2002532217A (ja) |
| CN (1) | CN1213784C (ja) |
| AT (1) | ATE268198T1 (ja) |
| AU (2) | AU2477500A (ja) |
| DE (1) | DE69917806D1 (ja) |
| WO (2) | WO2000035551A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6592338B2 (en) * | 1998-12-11 | 2003-07-15 | Ovation Products Corporation | Rotating compressor |
| US6490066B1 (en) * | 1999-07-29 | 2002-12-03 | Astroterra Corporation | Laser/microwave dual mode communications system |
| US6846387B1 (en) * | 2000-07-05 | 2005-01-25 | Ovation Products Corporation | Rotating fluid evaporator and condenser |
| US6908533B2 (en) | 2002-01-17 | 2005-06-21 | Ovation Products Corporation | Rotating heat exchanger |
| US6568465B1 (en) * | 2002-05-07 | 2003-05-27 | Modine Manufacturing Company | Evaporative hydrophilic surface for a heat exchanger, method of making the same and composition therefor |
| US8511105B2 (en) | 2002-11-13 | 2013-08-20 | Deka Products Limited Partnership | Water vending apparatus |
| US8069676B2 (en) | 2002-11-13 | 2011-12-06 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| US7427336B2 (en) | 2004-06-17 | 2008-09-23 | Zanaqua Technologies, Inc. | Blade heat exchanger |
| US11826681B2 (en) | 2006-06-30 | 2023-11-28 | Deka Products Limited Partneship | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| KR101826452B1 (ko) | 2007-06-07 | 2018-03-22 | 데카 프로덕츠 리미티드 파트너쉽 | 수증기 증류 장치, 방법 및 시스템 |
| US11884555B2 (en) | 2007-06-07 | 2024-01-30 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| MX2011001778A (es) | 2008-08-15 | 2011-05-10 | Deka Products Lp | Aparato expendedor de agua. |
| US8172988B2 (en) * | 2008-10-17 | 2012-05-08 | Distillation Technologies, Llc | Distillation system with vertically oriented rotating plates |
| NO332546B1 (no) * | 2009-07-10 | 2012-10-22 | Statoil Asa | Roterende utskillerhjul |
| US10118835B2 (en) * | 2012-01-11 | 2018-11-06 | Huei Meng Chang | Methods and apparatuses for water purification |
| US9593809B2 (en) | 2012-07-27 | 2017-03-14 | Deka Products Limited Partnership | Water vapor distillation apparatus, method and system |
| CN103585774B (zh) * | 2012-08-17 | 2015-05-27 | 宏芳香料（昆山）有限公司 | 一种负压蒸汽加热设备及其加热方法 |
| CN109173302B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-12-18 | 温州家旺轻工机械有限公司 | 一种用于单效外循环浓缩器的蒸发室 |
| CN113545658B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-08-02 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种蒸箱 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB757085A (en) * | 1952-06-24 | 1956-09-12 | Kenneth Claude Devereux Hickma | Improvements in or relating to compression stills and method of continuous distillation |
| US2899366A (en) * | 1959-08-11 | Compression distillation | ||
| JPS59173102A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-10-01 | インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− | 蒸発装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2894879A (en) * | 1956-02-24 | 1959-07-14 | Kenneth C D Hickman | Multiple effect distillation |
| FR2687079B1 (fr) * | 1992-02-12 | 1994-09-23 | Sirven | Procede, machine et installation, d'extraction par evaporation des residus solides d'une matiere fluide. |
-
1999
- 1999-12-06 AU AU24775/00A patent/AU2477500A/en not_active Abandoned
- 1999-12-08 WO PCT/US1999/028977 patent/WO2000035551A1/en active IP Right Grant
- 1999-12-08 CN CN99816112.8A patent/CN1213784C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-12-08 JP JP2000587863A patent/JP2002532217A/ja active Pending
- 1999-12-08 DE DE69917806T patent/DE69917806D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-08 WO PCT/US1999/029079 patent/WO2000035552A1/en active Application Filing
- 1999-12-08 AU AU24768/00A patent/AU2476800A/en not_active Abandoned
- 1999-12-08 EP EP99968082A patent/EP1140311B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-08 AT AT99968082T patent/ATE268198T1/de not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2899366A (en) * | 1959-08-11 | Compression distillation | ||
| GB757085A (en) * | 1952-06-24 | 1956-09-12 | Kenneth Claude Devereux Hickma | Improvements in or relating to compression stills and method of continuous distillation |
| JPS59173102A (ja) * | 1983-03-01 | 1984-10-01 | インペリアル・ケミカル・インダストリ−ズ・ピ−エルシ− | 蒸発装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2476800A (en) | 2000-07-03 |
| EP1140311A1 (en) | 2001-10-10 |
| CN1334753A (zh) | 2002-02-06 |
| AU2477500A (en) | 2000-07-03 |
| CN1213784C (zh) | 2005-08-10 |
| DE69917806D1 (de) | 2004-07-08 |
| WO2000035552A1 (en) | 2000-06-22 |
| WO2000035551A1 (en) | 2000-06-22 |
| ATE268198T1 (de) | 2004-06-15 |
| EP1140311B1 (en) | 2004-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6261419B1 (en) | Rotating plate heat exchanger | |
| JP2002532217A (ja) | 回転プレート流体蒸発器及び凝縮器 | |
| US6238524B1 (en) | Rotating plate heat exchanger | |
| JP4227022B2 (ja) | 回転式熱交換器 | |
| US9770676B2 (en) | Distiller | |
| US8986508B2 (en) | Multi-effect evaporator | |
| US6846387B1 (en) | Rotating fluid evaporator and condenser | |
| US5599429A (en) | Water distillation system | |
| US3200050A (en) | Thermal compression stills | |
| WO2016149242A1 (en) | Controlled thin film vapor generator for liquid volume reduction | |
| RU2385753C2 (ru) | Ректификационный аппарат, использующий тепловой насос | |
| WO2014205106A1 (en) | Controlled thin film vapor generator for liquid volume reduction | |
| CN105731569A (zh) | 一种用于低温海水净化的塔内式真空精馏系统 | |
| WO2001072638A1 (fr) | Dispositif de dessalement | |
| US9962626B2 (en) | Compound distiller | |
| CN205740616U (zh) | 一种用于低温海水净化的塔内式真空精馏系统 | |
| KR200257841Y1 (ko) | 벌꿀 농축장치 | |
| GB2084034A (en) | Recovery of a light organic compound from a mixture with a heavy organic compound | |
| JPH0632811B2 (ja) | 蒸留装置 | |
| IL185469A (en) | Multi-effect evaporator | |
| JPH0332791A (ja) | 超純水製造装置における多重効用蒸留器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060807 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081217 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090106 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090406 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20090413 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090703 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091208 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20100308 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20100315 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100803 |