JP2008168183A - Vapor-liquid separator and water producing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被処理液の蒸気から液滴を分離して純水を製造する気液分離器及び造水装置に関する。 The present invention relates to a gas-liquid separator and a fresh water generator that produce pure water by separating droplets from the vapor of a liquid to be treated.
海水や油分含有廃液などの被処理液から純水を製造する造水装置として、被処理液を加熱する加熱手段と、前記加熱手段で加熱された被処理液が供給されることによりフラッシュ蒸発が生じて蒸気が発生する気液分離器と、前記気液分離器で発生した蒸気を凝縮する凝縮手段とを備える造水装置が一般的に知られている。 As a fresh water producing device for producing pure water from a liquid to be treated such as seawater or oil-containing waste liquid, flash evaporation is caused by supplying a heating means for heating the liquid to be treated and a liquid to be treated heated by the heating means. 2. Description of the Related Art There is generally known a fresh water generator that includes a gas-liquid separator that generates steam and condensing means that condenses the steam generated in the gas-liquid separator.
この造水装置に用いられる気液分離器として、例えば、特許文献1に開示された気液分離器が知られている。図5に示すように、この気液分離器100は、容器102と、容器102内に配置された液滴捕集部材104とを備え、容器102は、液滴捕集部材104より下方に開口する導入口103と、液滴捕集部材104より上方に開口する排気口105とを備えており、導入口103から容器102内に被処理液を導入して蒸発させることにより容器102内に蒸気を発生させ、発生した蒸気が容器102内を上昇して液滴捕集部材104を通過するときに液滴捕集部材104により被処理液の液滴を捕集し、液滴が除去された蒸気を排気口105から容器102外へ排出するものである。
しかし、このような気液分離器100では、容器102内で蒸発しなかった被処理液が容器102の内面に付着して水膜を形成する場合があり、この水膜が容器102内を高速で上昇する蒸気の流れに伴って上昇し、液滴捕集部材104で捕集されることなく液滴捕集部材104を通過して排気口105から蒸気と共に排出されることがあった。これにより、水膜に含まれる塩分等の不純物によって、製造される純水の純度低下を招くことがあったので、特に純度の高い純水を製造する場合には更に改良の余地があった。
However, in such a gas-
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、高純度の純水を容易に製造することができる気液分離器及び造水装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas-liquid separator and a fresh water generator that can easily produce high-purity pure water.
本発明の前記目的は、導入口及び排気口を有する容器と、前記容器内における前記導入口と前記排気口との間に配置された液滴捕集部材とを備え、前記導入口から前記排気口に向けて上昇する被処理液の蒸気に含まれる液滴を、前記液滴捕集部材において捕集可能に構成された気液分離器であって、前記容器は、前記導入口と前記液滴捕集部材との間における内面全周から内方へ突出するように配置されたテープ状の遮断板を備える気液分離器により達成される。 The object of the present invention includes a container having an introduction port and an exhaust port, and a droplet collecting member disposed between the introduction port and the exhaust port in the container, and the exhaust gas is discharged from the introduction port. A gas-liquid separator configured to be able to collect droplets contained in the vapor of the liquid to be processed rising toward the mouth in the droplet collecting member, wherein the container includes the inlet and the liquid This is achieved by a gas-liquid separator including a tape-shaped blocking plate disposed so as to protrude inward from the entire inner circumference between the droplet collecting member and the droplet collecting member.
また、上記気液分離器において、前記遮断板は、前記容器の内面に螺旋状に設けられており、前記導入口は、前記容器内に導入する蒸気が前記遮断板の螺旋方向と逆方向に旋回しながら上昇するように形成されていることが好ましい。 Further, in the gas-liquid separator, the blocking plate is provided in a spiral shape on the inner surface of the container, and the introduction port is configured so that the vapor introduced into the container is in a direction opposite to the spiral direction of the blocking plate. It is preferable to be formed so as to rise while turning.
また、前記遮断板は、内方先端が下方へ傾斜していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the inner end of the blocking plate is inclined downward.
また、前記容器は、前記導入口の上方を覆うように設けられたカバー板を備えることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said container is provided with the cover board provided so that the upper direction of the said inlet might be covered.
また、本発明の前記目的は、被処理液を加熱蒸発させる加熱手段と、前記加熱手段により生成された蒸気から液滴を分離する気液分離器と、前記気液分離器により液滴が除去された蒸気を凝縮する凝縮手段とを備え、前記気液分離器は、上記のいずれかの気液分離器である造水装置により達成される。 Further, the object of the present invention is to provide a heating means for heating and evaporating the liquid to be treated, a gas-liquid separator for separating droplets from the vapor generated by the heating means, and removing the droplets by the gas-liquid separator. The gas-liquid separator is achieved by a fresh water generator that is any of the gas-liquid separators described above.
本発明に係る気液分離器及び造水装置によれば、高純度の純水を容易に製造することができる。 According to the gas-liquid separator and the fresh water generator according to the present invention, high-purity pure water can be easily produced.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る気液分離器1を備える造水装置90の斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view of a
図1に示すように、この造水装置90は、被処理液を加熱して蒸発させる加熱器91と、加熱器91で生成された蒸気から液滴を分離する気液分離器1と、気液分離器1により液体が除去された蒸気を凝縮する凝縮器92とを備えている。被処理液は、本実施例では海水を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、油分含有廃液などであってもよい。
As shown in FIG. 1, this
加熱器91は、被処理液を加熱して蒸気を発生させることができるものであればその構成は特に限定されないが、本実施形態では、積層された複数の伝熱プレートを備え、図示しない被処理液供給管から供給された被処理液を各伝熱プレート間に流通させて伝熱プレートと熱交換させることにより加熱して蒸気を発生させる公知のプレート型熱交換器を用いている。
The configuration of the
凝縮器92は、蒸気を冷却して液化させることができるものであればその構成は特に限定されないが、本実施形態では、積層された複数の伝熱プレートを備え、気液分離器1から排出される蒸気を各伝熱プレート間に流通させて伝熱プレートと熱交換させることにより冷却する公知のプレート型熱交換器を用いている。
The configuration of the
図2は、気液分離器1の縦断面図であり、図3は、図2のA−A断面図である。図2及び図3に示すように、気液分離器1は、密閉された円筒状の容器2を備えており、容器2の内部は、例えば図示しない真空ポンプ等により減圧され、ほぼ真空状態とされている。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the gas-liquid separator 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the gas-liquid separator 1 includes a sealed
容器2は、下部に開口した導入口31と、上部に開口した排気口51と、底部に開口した排液口61とを備えており、導入口31には、加熱器91から容器2に被処理液の蒸気を案内する導入管32が接続され、排気口51には、容器2から凝縮器92に蒸気を案内する排気管52が接続され、排液口61には、容器2から被処理液を外部へ排出する排液管62が接続されている。導入口31は、導入管32により案内された被処理液の蒸気が容器2の横断面視における容器2の内面の接線方向に沿って導入され、容器2内において旋回しながら上昇するように開口している。
The
また、容器2は、内部に配置された液滴捕集部材4と、内壁に設けられた遮断板10及びカバー板21とを備えている。
Further, the
液滴捕集部材4は、容器2の内面から内方に突出する複数の保持部材22の上に設置されており、容器2内における導入口31より上方かつ排気口51より下方に配置されている。保持部材22は、容器2の周方向に間隔をあけて設けられている。液滴捕集部材4は、蒸気中に存在する被処理液の液滴(ミスト)を捕集して蒸気から液滴を除去することにより、蒸気と被処理液とを分離することができるものであればその構成は特に限定されず、例えば、金網を積層したデミスタ、エルミネーター、バッフルプレートなどを用いることができる。
The
遮断板10は、導入口31より上方かつ液滴捕集部材4より下方における容器2の内面全周から内方へ突出するように配置されたテープ状の部材であり、容器2の内面に螺旋状に設けられている。また、遮断板10は、容器2の内面全周にわたって連続して延びており、周方向の端部同士が上下に重なり合っている。
The blocking
容器2の内面に対する遮断板10の固定方法は、遮断板10が容器2に密接されていれば特に限定されず、例えば溶接により固定することができる。また、遮断板10の螺旋方向は、容器2内における蒸気がこの螺旋方向と逆方向に旋回しながら上昇するように構成されている。また、遮断板10の突出幅は、広すぎると蒸気の流路が狭くなり装置が大型化するおそれがある一方、狭すぎると容器2の内面に沿って上昇する被処理液の流れを遮断しにくくなるので、例えば10mm〜60mmであることが好ましく、30mm〜40mmであることがより好ましい。また、遮断板10の突出幅は、蒸気の上昇流に対する抵抗性の観点から、均一であることが好ましい。また、遮断板10の面積は、蒸気の流れを阻害しないように、カバー板21の面積に比べて狭いことが好ましい。また、遮断板10は、液滴捕集部材4と間隔をあけて設置されており、この間隔は、液滴捕集部材4の機能を確保する観点から、例えば、10cm〜30cmであることが好ましい。
The method for fixing the
カバー板21は、導入口31の上方を覆うように容器2の内面から内方に突出する板状の部材である。カバー板21は、導入口31の開口部付近から容器2の周方向に略半円周にわたって延びるように設けられており、両端部において突出幅が狭く、中央部において突出幅が広くなる三日月型の形状を有している。
The
次に、以上のように構成された気液分離器1及び造水装置90を用いて純水を製造する方法を説明する。
Next, a method for producing pure water using the gas-liquid separator 1 and the
まず、図示しない被処理液供給管から被処理液を加熱器91に供給し、加熱器91で被処理液を加熱する。加熱された被処理液は、低圧力下で蒸発し、発生した蒸気は導入管32を介して導入口31から容器2に導入される。この蒸気には、被処理液の液滴(ミスト)が混入している。蒸気が容器2に導入される際、蒸気に含まれる液滴が導入口31から吹き上がるのをカバー板21により抑制する。容器2内の蒸気は、例えば約8m〜30m/秒の流速で、導入口31から排気口51に向けて上昇してゆく。また、蒸気は、導入口31から容器2に導入されるときに、容器2の横断面視における容器2の内面の接線方向に導入されると共に、カバー板21により容器2の周方向に案内されるので、容器2内で旋回する。容器2内を旋回しつつ上昇する蒸気は、液滴捕集部材4を通過し、排気口51を介して排気管52から排出される。蒸気が液滴捕集部材4を通過するとき、蒸気に混入している被処理液の液滴が液滴捕集部材4により捕集され、容器2の底部に落下して溜まる。
First, a liquid to be processed is supplied to a
容器2内の蒸気には、被処理液のミストが混入しており、また、容器2の底部には被処理液が溜まっているため、容器2の内面には、被処理液が付着し、被処理液の液膜が形成される。容器2の内面に付着した被処理液は、蒸気が上昇することに伴い、容器2の内面に沿って上方へ流れるが、遮断板10によって流れが遮断され、蒸気の上昇流に抵抗可能な重量及び大きさを有する液滴に成長した後、容器2の底部へ落下する。
In the vapor in the
容器2の底部の被処理液は、排液管62から外部へ排出される。また、排気口51から排出された蒸気は、凝縮器92に導入され、凝縮器92で凝縮されることにより純水が造られる。
The liquid to be treated at the bottom of the
本実施形態に係る気液分離器1及び造水装置90によれば、容器2が導入口31と液滴捕集部材4との間における内面全周から内方へ突出するように配置されたテープ状の遮断板10を備えるので、容器2内の蒸気に含まれる被処理液の液滴が容器2の内面に付着して液膜を形成し、この液膜が蒸気の流れに伴って上昇することがあっても、液膜の流れを遮断板10により遮断することができる。したがって、被処理液が液滴捕集部材4を通過して排気口51から蒸気と共に排出されるのを防ぐことができ、高純度の純水を容易に製造することができる。
According to the gas-liquid separator 1 and the
また、遮断板10が容器2の内面に螺旋状に設けられており、導入口31が、容器2内に導入する蒸気が遮断板10の螺旋方向と対向する方向への流れとして旋回しながら上昇するように形成されているので、蒸気が容器2内を旋回しながら上昇する一方、遮断板10でせき止められた被処理液が蒸気の旋回に伴い遮断板10に沿って同方向に旋回することにより遮断板10に沿って下降してゆく。これにより、被処理液が容器2内で上昇することを防ぐことができる。
Further, the shielding
また、容器2が導入口31の上方を覆うように設けられたカバー板21を備えるので、蒸気が容器2に導入されるときに液滴が吹き上がることを抑制しつつ、蒸気を旋回させて旋回の遠心力により蒸気中の液滴を容器2の内面に付着させることができる。これにより、より多くの液滴を容器2の内面に付着させ、この液滴の上昇を遮断板10により遮断することができるので、排出される蒸気中に含まれる被処理液の量を少なくすることができる。
In addition, since the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、本実施形態では、遮断板10は、容器2の内面から内方に突出していたが、容器2の内壁に付着した被処理液の流れを遮断し、蒸気の上昇流に抵抗可能な重量及び大きさを有する液滴に成長させることができればその角度は特に限定されず、図4(a)に示すように、容器2の内壁から容器2の底部に向かって下方へ延びる構成であってもよい。また、図4(b)に示すように、容器2の内壁から垂直に延びた後に屈折して容器2の底部に向かって下方へ延びる構成であってもよい。このような構成によれば、遮断板10が下方へ傾斜しており、遮断板10の径方向の内側先端部分が容器2の下方へ向かうので、被処理液の上昇流をより確実に遮断することができる。
For example, in the present embodiment, the blocking
また、本実施形態では、遮断板10は、容器2の内面に螺旋状に設けられていたが、容器2の内面全周に設けられていればその構成は特に限定されず、容器2の内面にリング状に連続して設けられていてもよい。
In the present embodiment, the blocking
また、遮断板10は、容器2の内周面全周にわたって連続して延びる構成であったが、容器2の内壁に付着して上昇する被処理液の流れを遮断することができればその構成は限定されず、容器2の周方向に複数に分割された構成であってもよい。この場合、複数の遮断板10は、容器2内においてほぼ同じ高さに設置されており、容器2の周方向の端部同士が上下に重なりあっている。また、この分割された遮断板10は、容器2の内壁に対して傾斜していてもよく、また、螺旋状に設置されていてもよい。
Further, the blocking
また、本実施形態では、蒸気が容器2内で旋回する構成であったが、蒸気の旋回は必ずしも必要ではない。例えば、容器2の底部に導入口31を形成し、導入口31から蒸気を上方へ導入することにより、容器2内の蒸気に上昇流のみを生じさせる構成であってもよい。
In the present embodiment, the steam is swirled in the
また、本実施形態では、主として加熱器91において蒸気を発生させる構成であるが、蒸気の発生が主として気液分離器1において行われるように構成することも可能であり、例えば、加熱器で加熱した被処理液を減圧状態の容器2内にミスト状に噴射することによりフラッシュ蒸発を生じさせ、蒸気を発生させる構成であってもよい。
In the present embodiment, the steam is mainly generated in the
1 気液分離器
2 容器
4 液滴捕集部材
10 遮断板
21 カバー板
31 導入口
51 排気口
61 廃液口
90 造水装置
91 加熱器
92 凝縮器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas-
Claims (5)
前記容器は、前記導入口と前記液滴捕集部材との間における内面全周から内方へ突出するように配置されたテープ状の遮断板を備える気液分離器。 A container having an introduction port and an exhaust port, and a liquid droplet collecting member disposed between the introduction port and the exhaust port in the container, and the target rising from the introduction port toward the exhaust port A gas-liquid separator configured to be able to collect droplets contained in the vapor of the processing liquid in the droplet collecting member,
The said container is a gas-liquid separator provided with the tape-shaped interruption | blocking board arrange | positioned so that it may protrude inward from the inner surface perimeter between the said inlet and the said droplet collection member.
前記導入口は、前記容器内に導入する蒸気が前記遮断板の螺旋方向と逆方向に旋回しながら上昇するように形成されている請求項1に記載の気液分離器。 The blocking plate is provided spirally on the inner surface of the container,
2. The gas-liquid separator according to claim 1, wherein the introduction port is formed such that steam introduced into the container rises while turning in a direction opposite to a spiral direction of the blocking plate.
前記加熱手段により生成された蒸気から液滴を分離する気液分離器と、
前記気液分離器により液滴が除去された蒸気を凝縮する凝縮手段とを備え、
前記気液分離器は、請求項1から4のいずれかに記載の気液分離器である造水装置。 Heating means for heating and evaporating the liquid to be treated;
A gas-liquid separator that separates droplets from the vapor generated by the heating means;
Condensing means for condensing the vapor from which droplets have been removed by the gas-liquid separator,
The said gas-liquid separator is a fresh water generator which is a gas-liquid separator in any one of Claim 1 to 4.
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A521 | Written amendment |
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A02 | Decision of refusal |
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