JP5703421B2 - 流下膜タイプのプレート式蒸発開閉可能な常閉器、および、ハウジングの中に配置されているそのようなプレート式蒸発器を有するプレート式蒸発器装置 - Google Patents

流下膜タイプのプレート式蒸発開閉可能な常閉器、および、ハウジングの中に配置されているそのようなプレート式蒸発器を有するプレート式蒸発器装置 Download PDF

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Description

本発明は、流下膜タイプのプレート式蒸発器、およびハウジングの中に配置されているそのようなプレート式蒸発器を有するプレート式蒸発器装置に関する。
より具体的には、本発明のプレート式蒸発器は、複数のプレート隙間部を持って実質的に垂直方向に配置される熱伝達プレートのパッケージを備える種類のものであり、前記複数のプレート間隙部のうち、1つおきのプレート隙間部が、前記液体の少なくとも部分的な蒸発のための蒸発スペースを形成し、それ以外のプレート隙間部が、熱を放出する蒸気の少なくとも部分的な凝縮のための凝縮スペースを形成しており、プレート式蒸発器が、複数の第1のシールをさらに備え、複数の第1のシールは、蒸発スペースを形成する前記プレート隙間部の上側部分において、分配チャンバーの範囲を定めており、分配チャンバーのそれぞれが、パッケージの幅に沿って間隔を空けて配置された複数の流路を通して、少なくとも1つの蒸発スペースと相対的に制限された液体流れ連通(liquid flow communication)しており、熱伝達プレートが、プレートパッケージを通って延在する通路を形成するように整合されている貫通開口部を有している。
また、本発明は、海水の淡水化のためのそのようなプレート式蒸発器の使用にも関する。
本発明は、主として、上述のタイプのプレート式蒸発器に関係しており、蒸発スペースの中で蒸発させられる液体は、例えば、発電プラントの中の冷却水、または、飲料用のための冷却水などのような、プレート式蒸発器に関係のない産業プロセスの中で、凝縮、収集、および使用される。液体は、例として、果肉入りの圧搾ジュース、または、海水であることが可能である。
GB1,299,481は、上記の種類のプレート式蒸発器を示している。蒸発液体は、チャネルの内側を蒸発スペースに向かって流れ、チャネルは、整合された開口部によって一部が画定され、開口部は、熱伝達プレートを通る通路を形成している。GB1,299,481の図1bに示されているように、分配チャンバーのそれぞれは、熱伝達プレートの中に、または、上述のシールの中に形成されている、幅の狭い流路/小さい貫通穴によって、少なくとも1つの蒸発スペースと制限された液体流れ連通をしており、それによって、流下膜の形態に蒸発スペースを画定する表面を覆って液体が流れる。流路/貫通穴のサイズによって、おおよそ同じ量の液体が、チャネルの全体長さに沿って、チャネルから個々の蒸発スペースの中へ流れるということを確実にすることが可能である。
そのようなプレート式蒸発器に伴う問題は、液体の中に浮遊する粒子が、上述の流路の閉塞につながる可能性があり、液体の流下膜に影響を及ぼすということである。加えて、個々の分配チャンバーの中の低い流量に起因して、浮遊する粒子の堆積が、分配チャンバーの中で生じる可能性もある。流路/貫通穴のサイズを単純に大きくし、依然として流下膜を提供するサイズにすることは、閉塞を低減するには望ましい可能性がある。しかし、貫通穴をより大きくすることは、相対的に大量の液体を、入口部の最も近くに位置付けされているその蒸発スペースの中へ流れ込ませる可能性があり、それによって、蒸発器の全体効率が低減する。
プレート式蒸発器の上流にフィルターを配置することによって、閉塞を回避する試みがなされてきた。しかし、いくつかの用途では、スペースの制約、および/または、蒸発させられることとなる液体の性質によって、いくつかの種類のフィルターが設けられても、依然として閉塞を防止することができない。1つの例は、淡水化の用途であり、淡水化の用途では、プレート式蒸発器が、船上で、または、同様の場所で使用され、高品質のフィルターを利用可能なスペースが限定され、蒸発させられることとなる液体は海水である。沿岸領域では、海水は、5〜10μの粒子サイズを有する沈泥を含有する可能性があり、海水は、同じ粒子サイズの藻類も含有する可能性がある。微細メッシュフィルターでさえも通過する藻類は、凝集する傾向を有しており、そのような凝集は、閉塞の原因となることが頻繁に見られており、時間がかかり、かつ、コストのかかる熱伝達プレートの解体および洗浄を必要とする。
GB1,299,481 WO91/06818
本発明の主要な目的は、最初に説明されている種類のプレート式蒸発器およびプレート式蒸発器装置を提供することであり、その中では、蒸発させられることとなる液体が、プレートパッケージの中の様々な蒸発スペースに、さらに確実に効果的に分配されることが可能であり、プレート式蒸発器のメンテナンスおよび洗浄が簡単化される。
また、本発明の目的は、パッケージの容易な洗浄を可能にすることであり、そうでなければ、スペースの制約によって、洗浄のためにパッケージを解体することが困難になることとなる。
上記の目的は、最初に規定されている種類のプレート式蒸発器およびプレート式蒸発器装置の中で達成されることが可能であり、それは、細長いパイプが、入口部に接続されると共に、通路の中にその長さに沿って延在しており、パイプが、パイプの長さに沿って分布する開口を備えた周壁部を有すると共に、蒸発させられることとなる液体を入口部から開口を通して分配チャンバーへ供給するために、分配チャンバーと流れ連通していることを特徴とする。パイプは、通路の中に取り外し可能に取り付けられることが可能であり、別の場所でのパイプの洗浄を可能にし、開口は、入口部に接続されている端部から反対側の端部に向かってサイズが大きくなることが可能である。好ましくは、開口が分配チャンバーと整合するように、パイプが設置され、パイプが、通路の全長に沿って延在し、入口部に接続された第1の端部を有しており、反対側の端部において、開閉可能な常閉式の流体フローポートを有している。このことは、パイプのフラッシングを可能にし、パイプの取り外しの後で、その場、または、別の場所のいずれかにおいて、パイプの中に沈殿された任意の粒子を洗い流す。
ある実施形態によれば、パイプ開口は、パイプの上側半分の外周部分だけに形成されることが可能である。このことは、パイプを通る分配チャンバーの中への流れに対して重要な制限を加えることなく、沈殿される粒子に対する容量を拡大する。
WO91/06818に示されている様式では、少なくとも2つの第2のシールが、それぞれの凝縮スペースの上側部分の中に配置されることが可能であり、熱伝達プレートの幅に沿って見たときに、互いから水平方向に間隔を空けて配置されており、シーリング手段のそれぞれが、熱伝達プレート同士の間において、移送チャンバーの範囲を定めており、移送チャンバーは、凝縮スペースの他の部分との接続を断たれており、凝縮スペースは、熱を放出する蒸気を上方から受け入れるために、前記シーリング手段同士の間に形成されているギャップを通して、プレートパッケージの周囲と連通しており、熱伝達プレートが、移送チャンバーと連通する貫通穴を有しており、それぞれの移送チャンバーに関して、少なくとも1つの第1の穴が、移送チャンバーを分配チャンバーに接続しており、少なくとも1つの第2の穴が、移送チャンバーを1つの蒸発スペースに接続している。
本発明の好適な実施形態によれば、装置が、蒸発させられることとなる液体のためのフィルターを含み、ハウジングの外側の場所などにおいて、パイプの上流に位置付けされている。このことは、最小のサイズの粒子だけが、堆積によって、パイプの中に収集されるということを確実にすることとなる。
パイプは、容易に弾性的に曲げることができ、または、パイプは、密封して相互接続された短い一連のパイプセクションによって画定されることが可能である。これは、装置が、端と端を接続した関係で間隔を空けて配置されているいくつかのハウジングまたはパッケージを備えるときに、とりわけ有利である。このように、パイプは、例えば1〜3mの長さに延在することが可能であり、隣のハウジング同士またはパッケージ同士の間のスペースが、パイプ長さよりもかなり小さいときでも、パイプを横断方向に曲げることによって、または、パイプを分解することによって、パイプは、その受け入れ通路から縦方向に引き出され、パッケージから自由になることが可能である。
本発明の実施形態が、添付の図面を参照して、以下に説明されている。
ハウジングと、ハウジングの中に配置されているプレート熱交換器とを示す図である。 図1の線II-IIに沿った断面図である。 図1の線III-IIIに沿った断面図である。 図1によるプレート熱交換器の上側部分を通る断面を示す図であり、断面は、図2の線IV-IV、および、図3の対応する線IV-IVに沿っている。 図2のプレートの拡大部分を示す図である。 プレート熱交換器を通して通路の中に挿入されることとなるパイプの2つのセグメントの部分的な側面図である。 海水から真水を製造するための装置のフローダイヤグラムである。
図1は、閉じたコンテナまたはハウジング1の形態のプレート式蒸発器装置のコンポーネントを示しており、コンテナまたはハウジング1は、端壁部が設けられた円筒形状の圧力容器として形状付けされており、プレート熱交換器は、コンテナの中に配置されている。プレート熱交換器は、2つのエンドプレート2および3と、エンドプレート同士の間に従来式にクランプされた熱伝達プレート4のパッケージとを備える。装置またはハウジング1は、区画化されることが可能であり、かつ、いくつかのパッケージを含有することが可能であり、対応するエンドプレートが、端と端を接続した関係で個々の区画の中に間隔を空けて設置されている。パッケージは、例えば2mのエンドプレート2、3の間の長さと、例えば1.5mの高さと、例えば1mのオーダーの、図1の平面に垂直な幅とを有することが可能である。エンドプレート2、3および熱伝達プレート4は、フレームによって、ハウジング、または、ハウジングの区画の中に担持されており、フレームは、図面の中に示されておらず、それらは、垂直方向に延在するようになっている。スペーサー部材は、好ましくは、従来の様式で熱伝達プレートの中に押圧されており、熱伝達プレートを互いから所定の距離に維持し、熱交換流体が通って流れることとなるプレート隙間部が、形成されるようになっている。
水平方向の隔壁5が、プレート熱交換器の端から端までコンテナ1の中に延在しており、それは、コンテナの内部を、上側チャンバー6および下側チャンバー7に分割するようになっている。上側チャンバー6は、熱を放出する蒸気のための入口部8を有し、下側チャンバー7は、プレート熱交換器の中で発生させられた蒸気のための出口部9を有している。その底部において、コンテナ1は、下側チャンバー7からのさらなる出口部10を有しており、それは、プレート熱交換器の中に供給されたが、蒸発させられなかった液体のためのものであることを意図している。
コンテナの一方の端壁部を通って、1つの入口パイプ11および2つの出口パイプ12が延在しており、入口パイプ11は、プレート熱交換器の中で蒸発させられることとなる液体のために、プレート熱交換器への入口部を形成しており、パイプ12は、プレート熱交換器の中で形成される凝縮液のための出口部を形成している。
熱伝達プレート4同士の間に、異なる種類のシーリング部材が配置されている。これらは、図2および図3を参照して、以下に説明されている。
図2は、熱伝達プレート4の一方の側部を示しており、熱伝達プレート4は、熱伝達プレートのパッケージの幅および高さを画定する所定の幅および所定の高さを有している。見ることができるように、熱伝達プレートは、細長い長方形の形態を有し、コンテナ1の中に配置されており、その長辺が、垂直方向に延在し、その短辺が、水平方向に延在するようになっている。隔壁5は、コンテナ1の中の特定のレベルにおいて、熱伝達プレート4の長辺のそれぞれから、コンテナ1の周囲の壁部へ水平方向に向かって延在している。
図2に示されているその側部に、熱伝達プレート4は、第1のシールまたはガスケット13を有しており、第1のシールまたはガスケット13は、プレートの一方の長辺において、熱伝達プレートの縁部に沿って、隔壁5のレベルから上向きに延在し、次いで、プレートの上側短辺に沿って延在し、そして、プレートのもう一方の長辺に沿って、隔壁5のレベルへ下向きに延在して戻る。図2から分かるように、ガスケット13は、熱伝達プレートの長辺において、隔壁5のそれぞれの部分に水平方向に至るまで延在している。
第2のシールまたはガスケット14が、ガスケット13の垂直部分同士の間において、熱伝達プレートの上側短辺に平行に延在しており、熱伝達プレートの上側部分の領域15が、ガスケット13および14によって完全に取り囲まれるようになっている。ガスケット13および14が、図2に示されているプレート、および、プレート熱交換器の中の隣接するプレートに対して当接すると、閉じたチャンバー、いわゆる分配チャンバーが、領域15の中のプレート隙間部に形成されることとなり、それは、熱伝達プレートの全体幅にわたって延在する。
領域15において、熱伝達プレート4は、プレート熱交換器の中のすべての熱伝達プレートと同様に、貫通開口部16を有している。すべての開口部16は、上側5分の1の部分などのような、熱伝達プレート4の上側部分に、熱伝達プレート4のパッケージを通る通路16'を一緒に形成している。入口部11に接続されており、図5を参照して以下に述べられることとなる、プラスチック材料パイプなどのようなパイプ116が、2つのエンドプレート2、3の間の通路16'に沿って延在している。パイプ116は、蒸発させられることとなる液体のための先述の入口部11(図1)と、分配チャンバーのそれぞれの両方に連通している。
開口部16に加えて、それぞれの熱伝達プレートは、領域15の中に、および、ガスケット14の近くに、4つの小さい流路を有しており、4つの小さい流路は、プレートの幅にわたって分布している貫通穴17の形態をしている。ガスケット14の反対側において、穴17のそれぞれの垂直方向下方には、貫通穴18の形態のさらに小さい流路が存在している。最後に、大きい開口部16の近くに、ただし、ガスケット14の下方には、貫通穴19の形態の2つの小さい流路が存在している。流路は、2〜3mmの範囲の直径を有している。
それぞれの熱伝達プレートは、その下側角部に、2つの貫通穴20および21を有しており、2つの貫通穴20および21は、図2に示されているプレートの側部において、2つの環状のガスケット22および23によって、それぞれ取り囲まれている。熱伝達プレートの中の穴20および21は、プレートパッケージを通して2つのチャネルを形成しており、それは、凝縮させられた液体のために、プレート熱交換器の出口部12と連通しているが、それは、それぞれ、ガスケット22および23によって、これらのガスケットが配置されているプレート隙間部との接続を断たれている。
図3は、図2による熱伝達プレートの後ろに設置されることが意図される熱伝達プレート4の片側を示している。見ることができるように、図3のプレートは、プレートの上側5分の1の部分などのような、その上側部分に、相対的に大きい開口部16と、実質的により小さい穴17、18および19の形態の流路とを有している。また、図3のプレートは、その下側角部において、貫通穴20および21を有している。したがって、これらの点に関して、図2および図3のプレートは、よく似ている。しかし、図3によるプレートは、図2によるプレートとは、ガスケットの配置が異なっている。
図3のプレートの上側部分において、開口部16、および、2つの小さい穴19が、第1のガスケット24によって取り囲まれている。そのうえ、プレートの上側部分には、水平方向に間隔を空けて配置された4つのガスケット25が存在している。これらのそれぞれは、プレートの小さい領域を取り囲み、その中には、1つの穴17と1つの穴18の両方が存在している。
図3のプレート下側部分において、ガスケット26が、プレートの一方の長辺において、プレートの縁部に沿って、隔壁5のレベルから下向きに延在し、次いで、プレートの下側短辺に沿って延在し、再度、プレートのもう一方の長辺に沿って、隔壁5レベルへ上向きに延在する。見ることができるように、ガスケット26は、隔壁5のレベルにおいて、隔壁5のそれぞれの部分に水平方向に至るまで延在している。プレートの下側角部において、穴20および21は、ガスケット26の内側、すなわち、上方に設置されている。
図4は、多数の熱伝達プレートの上側部分を通る断面を示しており、断面は、図2の中の線IV-IVに沿っており、かつ、対応する図3の中の線IV-IVに沿っている。
図4には、ガスケット13(図2)の上側部分を通る断面、および、ガスケット14(図2)を通る断面が、プレート隙間部1つごとに示されている。ガスケット13および14の間には、それぞれのそのようなプレート隙間部中に、分配チャンバー27が形成されており、分配チャンバー27は、熱伝達プレート4の全体幅にわたって延在している。分配チャンバー27は、プレートパッケージを通る通路16'に連通しており、それは、プレートの中の開口部16によって形成されている。
ガスケット14の下方には、これらのプレート隙間部のそれぞれの中に蒸発スペース28が形成されており、蒸発スペース28の中で、液体が蒸発させられることとなる。それぞれの蒸発スペース28は、ガスケット13(図2)の垂直部によって、コンテナ1の中の上側チャンバー6との接続を断たれているが、プレート長辺の下側部分に沿って、および、プレートの下側短辺に沿って、熱伝達プレートの縁部同士の間のスロットを通して、コンテナ1の中の下側チャンバー7と連通している。これは、図2の中の矢印によって図示されている。
図4には、プレート隙間部の残りの部分のそれぞれにおいて、ガスケット25(図3)を通る断面が示されており、ガスケット25は、ガスケット25がシールする2つの熱伝達プレートとともに、移送チャンバー29を形成している。ガスケット25の外側には、2つの熱伝達プレート同士の間の隙間部の中に、凝縮スペース30が形成されている。凝縮スペース30は、その上側短辺に沿って、および、その長辺の上側部分に沿って、2つの熱伝達プレート同士の間のスロットを通して、コンテナ1の中の上側チャンバー6と連通している。これは、図3の中の矢印によって図示されている。したがって、チャンバー6の中の蒸気は、プレートパッケージの2つの側部から、および、隣接するガスケット25同士の間の隙間部の上方を通って、両方から、それぞれの凝縮スペース30の中へ流れることが可能である。
それぞれの凝縮スペース30は、ガスケット26(図3)によって、コンテナ1の中の下側チャンバー7との接続を断たれている。
凝縮スペース30を形成するすべてのプレート隙間部、および、コンテナ1の中の上側チャンバー6は、プレートパッケージを通る通路16'との接続を、ガスケット24(図3)によって断たれており、それは、熱伝達プレートの中の開口部16によって形成されている。
図4の中の矢印によって図示されているように、それぞれの分配チャンバー27は、2つの隣接する熱伝達プレートの中の対向する穴17を通して、2つの移送チャンバー29と連通している。同じ熱伝達プレートの中の対向する穴18を通して、2つの前記移送チャンバー29が、2つの熱伝達プレートの間に形成されている蒸発スペース28と連通している。穴18は、穴17よりもいくらか大きい貫通流面積を有している。
図5は、上述の細長いパイプ116を示しており、パイプ116は、好ましくは、プレートのパッケージを通して、通路16'の中に取り外し可能に受け入れられている。パイプ116には、貫通開口117、118が設けられており、パイプ116は、パッケージの長さ、すなわち、図1に示されているエンドプレート3、4の間の距離に本質的に対応する長さを有している。開口117、118は、上側半分の外周部分などのような上側部分に位置付けされることが可能であり、それによって、低い流量に起因してパイプ116の中に沈殿する粒子は、かなりの量の粒子が沈殿する時点までは、開口を遮断することとはならない。
例として、開口117、118は、それぞれ、2mmのオーダーの直径を有することが可能であり、流路17、18の直径は、開口117、118の直径よりもわずかに大きくなっている。
また、図5に示されているのは、第1のシール14の一部であり、第1のシール14は、示されている実施形態では、通路16'内にパイプを支持する支持部を形成する突出部110、119、120を有することが可能である。突出部は、分配チャンバー27を2つの部分に分割するように構成されることが可能であり、上側の部分は、1組の流路17、18に液体を供給し、下側の部分27'は、専用の開口118によって他の流路19に液体を供給する。この配置は、分配チャンバー27を離れる液体の分配を制御するために提供されることが可能である。
図6は、パイプ116の一実施形態の側面図であり、密封接続されるように適合されているその2つのセグメントを示している。パイプ116は、好ましくは、一方の端部150で閉じられており、一方の端部150には、ポート(図示せず)が設けられることが可能であり、パイプの内側を洗浄流体でフラッシングする目的でチューブ類がそれに接続されることを可能にする。開口117、118の間の距離dは、分配チャンバー27同士の間の距離に対応するように選択されることが可能であり、それによって、開口117、118は、それと整合させられることが可能である。加えて、開口117、118の寸法は、閉端部150に向かって増加することが可能であり、または、パイプは、閉端部150に向かってテーパーを付けられることが可能である。
図1〜図6による装置は、以下の様式で作動することが意図されている。
蒸発させられることとなる液体が、予熱された状態で、入口パイプ11(図1)を通して、熱伝達プレートのパッケージを通るパイプ116の中へポンプ送りされ、パイプ116は、プレートの中の開口部16によって形成される通路16'の中に設置されている。このパイプ116から、液体が、パイプ壁部の中の開口117、118を通って流れ、異なる分配チャンバー27(図4)の中へさらに流れ出し、分配チャンバー27は、熱伝達プレートの全体幅にわたって延在している(図2の領域15を参照)。分配チャンバー27から、液体は、プレートの中の穴17を通って、様々な移送チャンバー29の中へ流れ、次いで、穴18を通って、蒸発スペース28の中へ流れ出る。同時に、液体は、プレート隙間部から、直接的に穴19を通って、蒸発スペース28の中へ流れ込み、プレート隙間部の中では、ガスケット24(図3)が、開口部16および穴19を取り囲んでいる。次いで、蒸発スペース28の中において、液体が、薄い層の中を熱伝達プレートに沿って下向きに走り、その対向する表面をカバーする。
同時に、熱を放出する蒸気が、入口部8を通って、コンテナ1の中の上側チャンバー6に供給され、熱を放出する蒸気は、図3に図示されているように、熱伝達プレートの縁部同士の間のスロットを通って凝縮スペース30の中へ流れ込む。熱を放出する蒸気は、熱伝達プレートと接触すると、凝縮スペース30の中で凝縮し、したがって、それは、熱伝達プレートに対して熱を放出する。この熱は、蒸発スペース28の中のプレートの反対側に沿って下向きに走る液体の蒸発を引き起こす。蒸発スペース28の中に形成された蒸気は、図2の中の矢印によって図示されているように、横向きおよび下向きの両方に、コンテナ1の下側チャンバー7の中へ離れて流れ出る。発生させられた蒸気は、出口部9を通ってチャンバー7を離れ、一方、蒸発させられなかった液体は、コンテナの底部において収集され、連続的にまたは間欠的に底部出口部10を通って吐出される(図1)。
熱を放出する蒸気によって凝縮スペース30の中に形成される凝縮液は、熱伝達プレートに沿って下向きに走り、熱伝達プレートの下側部分の中に穴20および21によって形成される2つのチャネルを通って凝縮スペースを離れる。これらのチャネルは、ガスケット22および23によって、蒸発スペース28との連通を断たれている(図2)。熱を放出する蒸気のうちの凝縮されない部分も、前記チャネルを通って凝縮スペース30を離れ、凝縮液と一緒に出口部12を通って吐出される(図1)。
先述されているように、穴18は、穴17よりもいくらか大きい。装置の作動中に、液体が穴17を通過するときに蒸発液体の部分的な蒸発が得られるように、穴サイズが選ばれる。穴18は、十分に大きくされ、移送チャンバー29の中に広がることとなる蒸気圧力が、凝縮スペース30の中の熱を放出する蒸気の中に広がる蒸気圧力を超えないようになっている。その目的は、可能性のある漏洩がガスケット25を通り過ぎるときに、そのような漏洩が移送チャンバー29の中へ方向付けされ、これらのチャンバーから出るように方向付けされないことを保証するということである。とりわけ、本発明による装置が、例えば海水から真水を製造するために使用される場合には、海水が真水の中へ流れ込むよりも、蒸気が海水の中へ流れ込む方が良い。
図2および図3に示されている熱伝達プレート4の実施形態では、それぞれのプレートが、開口部16の両側(開口部16の左側および右側の両方)に穴17〜19を有している。所望であるならば、穴17〜19は、プレート1つおきに、開口部16の一方の側部で排除され、プレートの残りの部分において、それらの開口部16のもう一方の側部で排除されることが可能である。代替的に、穴17が、プレート1つおきに、開口部16の一方の側部で排除されることが可能であり、穴18および19が、開口部16のもう一方の側部で排除されることが可能であり、一方、プレートの残りの部分のそれぞれにおいて、穴17は、前記もう一方の側部で排除され、穴18および19が、開口部16の前記一方の側部で排除されることが可能である。これらの場合にも、液体は、蒸発スペース28のそれぞれにおいて、プレートの全体幅にわたって分配されることとなる。
熱伝達プレート同士の間に配置されているシーリング部材は、薄くプレスされた金属製シートの熱伝達プレート同士の接続に通常使用される種類の弾性ゴムまたはプラスチックのガスケットによって構成されるということが、上記では仮定されてきた。当然ながら、任意の他の適切な種類のシーリング部材も、使用されることが可能である。図2および図3において、異なるガスケットがどのように延在しているかを示す線に沿って、熱伝達プレートの永久的な相互接続が、シーリング手段として選ばれることも可能である。熱伝達プレートがそれぞれのプレート隙間部の中のこれらの線に沿って互いに当接し、プレート同士の間のシーリング(場合によっては、プレート同士の相互接続)が促進されることとなるように、熱伝達プレートは、プレスされることが可能である。
図7は、説明されている装置が含まれるプラントのフローダイヤグラムを示している。プラントは、海水から真水を製造することが意図されている。したがって、図7は、コンテナ1を示しており、コンテナ1は、熱を放出する蒸気のためのその入口部8と、蒸発させられることとなる液体(すなわち海水)のためのその入口部11と、発生させられる蒸気のためのその出口部9と、濃縮される液体(すなわち、蒸発させられていない海水、いわゆる、ブライン)のためのその出口部10と、凝縮液(すなわち真水)、および、熱を放出する蒸気のうちの凝縮されていない部分のためのその出口部12とを備えている。追加的なハウジングまたはコンテナ1'は、示されているように、上述のコンテナ1と端と端を接続した関係で配置され、ブラインの連続的な処理を提供することが可能である。2つのハウジング1、1'の間の間隔dが、パイプ116の長さよりも小さい場所において、洗浄のためのパイプ116の取り外しは、パイプを曲げられるようにすることによって、または、図6を参照して述べられているようにパイプをセグメントに分離することができるようにすることによって、促進されることが可能であり、それによって、パイプ116は、一方のハウジング1のパッケージから隣のハウジング1'の端壁部に向かって引き出されることが可能であり、2つのハウジング1、1'の間のスペースから横方向に取り外されることが可能である。本明細書では、曲げられるということは、外部の曲げ力が解放されたときにパイプ116がその最初の形状に戻ることとなるように弾性的に曲げられるということを意味している。
作動時に、海水は、ポンプ31によってプラントの中へポンプ送りされる。ポンプ31の後に、海水は、フィルター31'を通り抜け、次いで、32において、2つの分岐流れに分割される。一方が、熱交換器33を通過し、もう一方が、熱交換器34を通過する。次いで、分岐流れは、35において合流し、さらに先で、別の熱交換器36を通って、コンテナ1の入口部11にポンプ送りされる。発生させられた蒸気は、出口部9を通ってコンテナを離れ、圧縮機37を通って、熱を放出する蒸気のための入口部8へ移送される。従来の高圧ファンが、圧縮機としての機能を果たすことが可能である。
いわゆるブライン(すなわち、コンテナ1の中で蒸発させられなかった海水)が、ポンプ38によって、その底部出口部10を通ってコンテナ1からポンプ送りされ、39において、2つの分岐流れに分割される。一方の分岐流れは、蒸発させられることとなる液体のためのコンテナ入口部11に戻され、一方、もう一方の分岐流れは、ポンプ40によって、熱交換器33を通してプラントの外へポンプ送りされる。熱交換器33では、この分岐流れが、入ってくる海水の分岐流れのうちの一方にその熱の一部を放出する。
真水の混合物、すなわち、入口部8を通して供給された熱を放出する蒸気からの凝縮液、および、この蒸気の凝縮されない残留物が、出口部12を通してコンテナ1から除去される。セパレーター41において、混合物のガス状部分が分離され、それらは、真空ポンプ42によって、熱交換器36を通して吸い込まれ、プラントから出ていく。熱交換器36の中で、それらは、既に部分的に予熱された、入ってくる海水に、その熱の一部を放出する。
真水は、ポンプ43によって、セパレーター41から、熱交換器34を通って、プラントの外へポンプ送りされる。熱交換器34の中で、真水は、入ってくる海水の分岐流れにその熱の一部を放出する。
説明されているプラントにおいて、入ってくる海水は、好ましくは、蒸発圧力においてほとんどその沸点に対応する温度まで予熱され、プレート熱交換器の蒸発スペースの中に広がる。例えば、海水は、コンテナ入口部11において摂氏55度の温度を有するように予熱されることが可能である。発生させられた蒸気は、コンテナ出口部9において、摂氏55度をわずかにだけ超える温度、および、例えば0.15バールの圧力を有することが可能である。その後、蒸気は、コンテナ入口部8において、および、チャンバー6において、約0.19バールの圧力、および、摂氏約59度の温度を有するように圧縮されることが可能である。
上記の説明から判断すると、本発明の様々な実施形態が説明され示されてきたが、本発明はそれに制限されず、以下の特許請求の範囲に規定された主題の範囲内において他の方式で具現化されることも可能であるということになる。
1 コンテナ、ハウジング
1' コンテナ、ハウジング
2 エンドプレート
3 エンドプレート
4 熱伝達プレート
5 隔壁
6 上側チャンバー
7 下側チャンバー
8 コンテナ入口部
9 コンテナ出口部
10 底部出口部
11 入口パイプ、入口部
12 出口パイプ、出口部
13 第1のシール、ガスケット
14 第1のシール、ガスケット
15 領域
16 開口部
16' 通路
17 貫通穴、穴、流路
18 貫通穴、穴、流路
19 貫通穴、穴、流路
20 貫通穴、穴
21 貫通穴、穴
22 ガスケット
23 ガスケット
24 ガスケット
25 ガスケット
26 ガスケット
27 分配チャンバー
27' 下側の部分
28 蒸発スペース
29 移送チャンバー
30 凝縮スペース
31 ポンプ
31' フィルター
33 熱交換器
34 熱交換器
36 熱交換器
37 圧縮機
38 ポンプ
40 ポンプ
41 セパレーター
42 真空ポンプ
43 ポンプ
110 突出部、支持部
116 パイプ
117 開口
118 開口
119 突出部、支持部
120 突出部、支持部
150 一方の端部、閉端部
d 距離

Claims (14)

  1. ハウジングを備える流下膜タイプのプレート式蒸発器装置であって、前記ハウジングは、蒸発させられることとなる液体のための入口部(11)を有し、かつ、複数のプレート隙間部を持って実質的に垂直方向に配置される複数の熱伝達プレート(4)のパッケージを前記ハウジングの中に内蔵しており、前記複数のプレート間隙部のうち、1つおきのプレート隙間部が、前記液体の少なくとも部分的な蒸発のための蒸発スペース(28)を形成し、それ以外のプレート隙間部が、熱を放出する蒸気の少なくとも部分的な凝縮のための凝縮スペース(30)を形成しており、前記プレート式蒸発器装置が、複数の第1のシール(13、14)をさらに備え、前記複数の第1のシール(13、14)は、蒸発スペース(28)を形成するプレート隙間部の上側部分において、分配チャンバー(27)の範囲を定めており、前記分配チャンバー(27)のそれぞれが、前記パッケージの幅に沿って間隔を空けて配置された複数の流路(17、18)によって、少なくとも1つの蒸発スペース(28)と液体流れ連通しており、前記熱伝達プレート(4)の上側部分には、通路(16')を形成するように整列した貫通開口部(16)があり、前記通路(16')が前記プレートパッケージを通って延在する、プレート式蒸発器装置において、
    細長いパイプ(116)が、前記入口部(11)に接続されると共に前記通路(16')の中にその長さに沿って延在しており、前記パイプ(116)が、前記パイプ(116)の前記長さに沿って分布する複数の開口(117、118)を備えた周壁部を有すると共に、前記蒸発させられることとなる液体を前記入口部(11)から前記開口(117、118)を通して前記分配チャンバー(27)へ供給するために、前記分配チャンバー(27)と流れ連通しており、前記パイプ(116)が、前記通路(16')の全長に沿って延在しており、前記パイプ(116)が、前記入口部(11)に接続された第1の端部を有すると共に、第2の端部(150)において、開閉可能な常閉式の流体フローポートを有していることを特徴とする、プレート式蒸発器装置。
  2. 前記貫通開口部(16)の内側に前記パイプ(116)を支持するための、前記貫通開口部(16)の周縁に沿って配置された複数の支持部(110、119、120)を具備しており、前記支持部が、任意で前記第1のシール(14)と一体的に形成されている、請求項1に記載のプレート式蒸発器装置。
  3. 前記開口(117、118)が、前記パイプ(116)の上側半分の外周部分だけに形成されている、請求項1または2に記載のプレート式蒸発器装置。
  4. 前記プレート式蒸発器装置が、端と端を接続した関係で間隔を空けて配置された複数の前記ハウジング(1、1') またはパッケージを備え、前記パイプ(116)が、密封接続された短いパイプセクションによって画定されるか、或いは屈曲可能であるか、又はその両方である、請求項1から3のいずれか一項に記載のプレート式蒸発器装置。
  5. 前記プレート式蒸発器装置が、前記蒸発させられることとなる液体のための、前記パイプ(116)の上流に位置するフィルター(31')を具備している、請求項1から4のいずれか一項に記載のプレート式蒸発器装置。
  6. 前記入口部(11)に供給される海水の蒸発による淡水化のための、請求項1から5のいずれか一項に記載の流下膜タイプのプレート式蒸発器装置の使用。
  7. 複数のプレート隙間部を持って実質的に垂直方向に配置される複数の熱伝達プレート(4)のパッケージを備える流下膜タイプのプレート式蒸発器であって、前記複数のプレート間隙部のうち、1つおきのプレート隙間部が、液体の少なくとも部分的な蒸発のための蒸発スペース(28)を形成し、それ以外のプレート隙間部が、熱を放出する蒸気の少なくとも部分的な凝縮のための凝縮スペース(30)を形成しており、前記プレート式蒸発器が、複数の第1のシール(13、14)をさらに備え、前記複数の第1のシール(13、14)は、蒸発スペース(28)を形成するプレート隙間部の上側部分において、分配チャンバー(27)の範囲を定めており、前記分配チャンバー(27)のそれぞれが、前記パッケージの幅に沿って間隔を空けて配置された複数の流路(17、18)によって、少なくとも1つの蒸発スペース(28)と液体流れ連通しており、前記熱伝達プレート(4)の上側部分には、通路(16')を形成するように整列した貫通開口部(16)があり、前記通路(16')が前記プレートパッケージを通って延在する、プレート式蒸発器において、
    細長いパイプ(116)が、前記液体の供給部(11)に接続可能であると共に、前記通路(16')の中にその長さに沿って延在しており、前記パイプ(116)が、前記パイプ(116)の前記長さに沿って分布する複数の開口(117、118)を備えた周壁部を有すると共に、前記蒸発させられることとなる液体を入口部(11)から前記開口(117、118)を通して前記分配チャンバー(27)へ供給するために、前記分配チャンバー(27)と流れ連通しており、前記パイプが、前記通路(16')の全長に沿って延在しており、前記入口部(11)に接続された第1の端部を有しており、第2の端部において、開閉可能な常閉式のポートを有していることを特徴とする、プレート式蒸発器。
  8. 前記貫通開口部(16)の内側に前記パイプ(116)を支持するための、前記貫通開口部(16)の周縁に沿って配置された複数の支持部(110、119、120)を具備しており、前記支持部が、任意で前記第1のシールと一体的に形成されている、請求項7に記載のプレート式蒸発器。
  9. 前記開口(117、118)が、前記パイプ(116)の上側半分の外周部分だけに形成されている、請求項7または8に記載のプレート式蒸発器。
  10. 少なくとも2つの第2のシール(25)が、前記熱伝達プレート(4)に沿って互いに水平方向に間隔を空けて、それぞれの凝縮スペース(30)の上側部分に配置されており、前記第2のシールのそれぞれが、前記熱伝達プレート(4)同士の間において、移送チャンバー(29)の範囲を定めており、前記移送チャンバー(29)は、前記凝縮スペース(30)の他の部分との接続を断たれており、前記凝縮スペース(30)は、熱を放出する蒸気を上方から受け入れるために、前記第2のシール(25)同士の間に形成されているギャップを通して、前記プレートパッケージの周囲と連通しており、前記熱伝達プレート(4)が、前記移送チャンバーとの前記流れ連通をもたらす貫通穴(17、18)であって、それぞれの移送チャンバー(29)ごとに、前記移送チャンバー(29)を分配チャンバー(27)に接続する少なくとも1つの第1の穴(17)と、前記移送チャンバー(29)を蒸発スペース(28)に接続する少なくとも1つの第2の穴(18)と、を有している、請求項7から9のいずれか一項に記載のプレート式蒸発器。
  11. 前記少なくとも1つおきの熱伝達プレート(4)が、対になって配置されている前記貫通穴(17、18)を有しており、一対の穴のうちの前記第1の穴(17)が、移送チャンバー(29)を分配チャンバー(27)に接続しており、前記第2の穴(18)が、同じ移送チャンバー(29)を蒸発スペース(28)に接続している、請求項10に記載のプレート式蒸発器。
  12. それぞれの熱伝達プレート(4)が、垂直方向の縁部分および水平方向の縁部分を有しており、前記分配チャンバー(27)のそれぞれが、複数の前記熱伝達プレートの前記垂直方向の縁部分同士の間において水平方向に延在しており、蒸発液体のための入口通路(16')が、前記縁部分同士の間の実質的に中央において、前記プレートパッケージを通って延在している、請求項10または11に記載のプレート式蒸発器。
  13. それぞれの熱伝達プレート(4)が、垂直方向の縁部分および水平方向の縁部分を有しており、前記凝縮スペース(30)が、前記熱伝達プレートの前記垂直方向の縁部、および、上側の前記水平方向の縁部に沿って、前記プレートパッケージの周囲と直接的に連通している、請求項10から12のいずれか一項に記載のプレート式蒸発器。
  14. 前記第1の穴(17)が、前記第2の穴(18)よりも小さい、請求項10から13のいずれか一項に記載のプレート式蒸発器。
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