JP2002540044A - 燃焼ガスからの水の生成 - Google Patents
燃焼ガスからの水の生成Info
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Abstract
Description
水の入念な生成や輸送のための基盤が不十分な地域で顕著な問題である。
な飲用水供給源を利用することが、一般に重要である。
地下水、源泉及び地表水である。場合によっては、雨水も利用される。
提供することである。ボイラー供給用水として、或いは他の技術的用途に直接使
うことのできる高い純度の水を供給するという試みがここでなされる。この使用
のために飲用水の通常の供給源の必要性は、ここではもはやない。
を提供する試みがさらになされる。
から水を生成するための生成装置はEP公開0192893より公知となってお
り、この生成装置は、 少なくともある程度は水分子の通過を許し、実質的には他の分子の通過を妨げ
るように適応させた少なくとも一つの膜と、 膜の第1の側面に沿って水蒸気を含むガスを導くための手段と、 膜の第2の側面上で放出された水を排出するために、膜の第2の側面上に配置
された排出手段とから成っている。
は、定置及び可動両方の燃焼エンジンの形で多数使われている。そのようなモー
タの排気ガスから水を取出すために、重くて嵩張る補助機器が必要とされる。よ
って、膜の第2の側面上に十分に低い圧力を維持するために、真空ポンプを使用
しなければならず、膜の第2の側面上を十分に低い温度にするためにコンデンサ
を使用しなければならない。
の設備を設けなければならないときに、車輛に搭載するにはほとんど可能性がな
い。これはすでに、決して得られた水の収量に比例していない。これらの欠点は
、また定置エンジンとも関連している。
を提供することである。
有する変換装置によって形成され、 排出手段が、外燃機関を有する変換装置と連結する補助機器によって少なくと
も部分的に形成されていることを特徴とする、生成装置によって成し遂げられる
。
めの変換装置に必要とされる補助機器の使用を可能にする。外燃機関は、補助媒
体がエネルギーキャリアとして進行するカルノーサイクルを提案する。カルノー
サイクルでの進行は、コンデンサの存在を要求する。ポンプは、コンデンサを低
圧におくために通常存在する。
、これらのそれ自体が嵩張る装置を、離れて配置しなければならないことはない
。
換装置の排気ガスのような水蒸気含有ガスを使うことが可能である。現在提案さ
れる使用法において供給される水は、ボイラー供給用水或いは、他の産業用用途
のための水として使用されることを注目すべきである。これは、本発明による装
置によって到達できる高い純度の水によるものである。飲用水に通常存在する物
質の添加後、或いは当該物資を通す膜を使うことによって、飲用水としてその水
を利用することが考えられる。
がある。さらに、補助機器は対応する大きさなので、本発明による水生成装置の
流れにより加えられる負荷は、補助機器の大きさに全く、或いはほとんど影響を
及ぼさない。改良せずにこの補助機器を使うことさえ通常可能であるので、現存
の発電設備に、そのような水生成装置を配列するのは簡単なことである。
燃焼ガスを使うことは非常に興味のあることである。先に述べたように、これは
大きな助けになる。
連結するコンデンサによって少なくとも部分的に形成されている。
内に維持するためにポンプと接続される。
適である。これは膜の排出側面上で、蒸気相にあった水のみが利用可能となり、
水に溶解しているか存在する物質を排除する。
トに形成され、各シリンダー表面の軸は相互に平行に伸びており、シリンダーの
少なくとも一端は、排出手段の一部を形成する収集タンクに接続される。
あるが、膜は、できるだけ大きな表面領域を有しなければならないことは明らか
であろう。先に述べた手段で、大きな表面領域の膜が、相対的に小さく、大きさ
はまだ決定されることになっている容積の範囲内で実現することができることが
見出されている。どんな場合においても、これは、膜の性質、厚さ、水が抽出さ
れるガスの流速、圧力、温度等に左右される。
ーブやファイバー、又はキャピラリーから実質的に作られる。
を作るのを可能にすることである。
に垂直に伸びている燃焼ガスダクト内で、垂直軸に沿って配置されることを教示
している。
ある。
焼ガス排出ダクト内に適用されるとき、その装置は好ましくは燃焼ガス脱硫化装
置の下流側に配置されるのが好ましい。
飽和している燃焼ガス中に残り、大気中に放出される。そこで、本発明による装
置を、燃焼ガス脱硫化装置に注入した水の回収を可能にするためにもまた、燃焼
ガス脱硫化装置の下流側に配置することは重要である。
こともまた可能である。
上に放出された熱を効果的に利用するために適用されることを教示している。発
電設備の効率は、ここでは僅かに改良することができる。
生の危険性もまた減少する。これによって、濃縮防止のために、煙突に燃焼ガス
が達する前のそのガスを付加加熱する必要性が減少する。
を消費する。ボイラー供給用水は、より大きな部分がコンデンサから来るので、
循環が得られる。しかし、その循環は完全に閉じてないので、水損失が生じる。
この水損失は、本発明による装置によって簡単に補填することができる。これに
よって、ボイラー構成水は高品質でなければならず、前処理した飲用水或いは源
泉、地下水或いは地表水が通常使用されるので、飲用水のかなりの節約が得られ
る。
その全部を示した本発明による装置は、拡大部分2内に配列される。拡大部分2
は、装置3の配列にもかかわらず、十分な通過領域を維持する。
は、その装置が存在する煙突内に配置される場合が特に当てはまる。
のパイプ4によって形成される。ホースは、タンク8に接続されるマニフォール
ド5の内側に、ホースの上側が接続される。ホースの下側は、締付けリング6又
は他の接続手段によって、タンク8にまた接続されるマニフォールド7に接続さ
れる。マニフォールド5,7は、一次元のものしか示していないが、一般に二次
元の形をとることが明らかであろう。
電設備にすでにある冷却装置11と、タンク8に伸びる冷却スパイラル12を利
用し、タンク8は真空ポンプ13に接続させる。
り抜けてホース4に受け入れられる。その後、ホース4の内部に入り、続いてマ
ニフォールド7を流れてタンク8に入る。タンクは、バルプ10によって、必要
に応じて排出する。
を減らし、それによってまた水の分圧を減らす。
膜壁の通過量を改良する。
装置のコンデンサによって形成される。他の構成要素もまた、発電設備の通常の
基盤の一部を形成することができる。
、ホース内の蒸気圧は、より低いレベルによりたやすく維持することができる。
この循環ガスの流れにおいて、例えば形成されるものとして、必ずしも必要でな
いが、窒素によってスウィープガス"sweep gas" を利用することができる。フラ
ッシングガスは、膜の後側の水分子濃度を減少させ、それによって、水分子の通
過量が高まる。
である。例えば、実質的に平面の膜を置くことが可能である。排気ガスの流れは
、できるだけ接触時間を長くするために、平面に沿って平行に導かれるのが好ま
しい。膜は、さらにできるだけ表面面積を大きくするために、リブや折り曲げを
有していても良い。多数の別の膜形状もまた、考えることができる。
化されたときに特に明白である。
クト15とから成る。膜16は、任意の燃焼ガス脱硫化装置と共に、煙突を含む
この排気ダクトの内部に置かれる。膜は、本発明に好適な全ての考えられる組合
わせ及び膜の形状を意味することが理解されよう。
、回路は、タービン17、コンデンサ18及びポンプ19を有する。ポンプ20
は、コンデンサ内部を十分に低い圧力に維持するために配置される。そのような
回路は、一般に発電設備通用させる。本発明によると、コンデンサ18及び真空
ポンプ20を利用することが有利である。これらの双方の要素は、膜の出口側に
望ましい状態を維持するために使われる。代わりに、ポンプ等のような発電設備
にすでにある別の要素を利用することもまた可能である。
ば、燃焼ガスダクトの周囲に沿って、シリンダー表面形状体をリング状に配置す
ることである。
却回路から来る水は、表面水に供給される前にここで冷却される。このため、冷
却用の水が噴霧される。この噴霧水のかなりの部分が蒸発する。蒸発エネルギー
は、残った水から発生し、その水は冷たい。
使用で通常失われる水のかなりの量である。
ともかなりの部分を回収し、効果的な目的のために使用することができる。
るようになる莫大な量の水である。これと反対に、もちろん、本発明のために必
要な投資がある。
に大きな直径ではあるが利用することができる。また、別の形状に利用すること
も可能である。
電設備の基盤にある構成要素をここで用いることができる。
あると思われる。例えば、水の少ない温暖な国々では、エネルギーの分散発生を
利用することもここでは可能である。通常、エネルギー変換が必要である空気調
節システムを利用する。暖房システムもまた、本発明によるそのような装置の効
果的な利用を作り出す。
及び加工産業での利用もまた可能である。外燃機関を有する変換装置の存在と水
含有ガスの流れの存在が重要なのである。
略図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 化学エネルギーを力学的エネルギーに変換する変換装置中に
放出された水含有ガスから水を生成する生成装置であって、 少なくともある程度は水分子の通過を許し、実質的には他の分子の通過を妨げ
るように適応させた少なくとも一つの膜と、 膜の第1の側面に沿って排気ガスを導くための手段と、 膜の第2の側面上で放出された水を排出するために、膜の第2の側面上に配置
された排出手段と、から成り、 化学エネルギーを力学的エネルギーに変換するための変換装置が、外燃機関を
有する変換装置によって形成され、 排出手段が、外燃機関を有する変換装置と連結する補助機器によって少なくと
も部分的に形成されていることを特徴とする生成装置。 - 【請求項2】 変換装置が電気エネルギーを発生する発電設備の部分を形成
することを特徴とする請求項1記載の生成装置。 - 【請求項3】 補助機器が、コンデンサを含み、排出手段が補助機器に連結
されたコンデンサによって少なくとも部分的に形成されていることを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載の生成装置。 - 【請求項4】 コンデンサが、その内部を周囲圧力よりも低い圧力に維持す
るために、ポンプに接続されることを特徴とする請求項3記載の生成装置。 - 【請求項5】 膜が、蒸気の形で水分子を通過させるためだけに好適である
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の生成装置。 - 【請求項6】 膜が、幾つかの実質的にシリンダー表面形状ユニットに形成
され、各シリンダー表面の軸が相互に平行に伸びており、シリンダーの少なくと
も一端が、排出手段に接続されていることを特徴とする請求項5記載の生成装置
。 - 【請求項7】 装置が、変換装置の燃焼ガスから水を生成するのに適合して
いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の生成装置。 - 【請求項8】 実質的なシリンダー表面形状ユニットが、実質的に垂直に伸
びている燃焼ガスダクト内で、垂直軸に沿って配置されていることを特徴とする
請求項7記載の生成装置。 - 【請求項9】 水と共に稼動する燃焼ガス脱硫化装置が、燃焼ガス排出ダク
ト内に配置され、生成装置が、燃焼ガス脱硫化装置の下流側に配置されているこ
とを特徴とする請求項7又は8に記載の生成装置。 - 【請求項10】 生成装置が、例えば、発電設備の冷却タワーのような冷却
タワー内に配置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載
の生成装置。 - 【請求項11】 生成装置が、冷却タワーにある噴霧装置の真上に配置され
ることを特徴とする請求項10記載の生成装置。 - 【請求項12】 冷却方法が、コンデンサ中で水の露点より低い温度に維持
することに適していることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の
生成装置。 - 【請求項13】 冷却方法が、膜の第2の側面に放出された熱を効果的に利
用するのに適合していることを特徴とする請求項4ないし12のいずれかに記載
の生成装置。
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