JPS60225601A - ホイツプ棒液体分配手段を備えた揺動管型蒸発装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に、米国特許第４２５０５２９号明細書に
記述されている揺動管（ｗｏｂｂｌｅ　ｔｕｂｅ　）型
の蒸発および蒸留装置に関する。特に本発明は、流入す
る液体流を非常に薄い均等な膜に押し拡げるホイップ棒
（むち棒）を備えている揺動型の改良された蒸発装置も
しくは蒸留装置に関する。

従来技術 公知の蒸発または蒸留装置は、（オレンジジュース）の
場合のよ５に、液体の一部を除去することによる濃縮、
水蒸気を凝縮することにょる脱塩、または（アルコール
および水のような）液体中の種々な成分を分離すること
による蒸留に用いることができる。これら総ての用途に
おいて、液体の蒸発（または凝縮）は主として液体とそ
の蒸気との間の界面に生じ、他方必要とされるエネルギ
は、熱源から容器壁を介して液体に伝達され、そこから
該液体を介して界面に伝達されて蒸発が維持される。

蒸気圧縮を伴なう（あるいは伴なわない）海水または他
の液体の蒸留に関する基本的な概念は新規ではなく、多
段フラッシュ（ＭＳＦ）方式のような慣用の蒸留装置に
おいては、液体を加熱し且つコンプレッサ（圧縮器）を
駆動するために相当なエネルギ入力を必要とする。さら
に、段毎に相当大きな熱勾配があり、そのため、所与の
熱上昇またはエネルギ入力で使用可能に段の数は制限さ
れてしまう。それに対応して出力も制限される。

さらに、ＭＳＦ設備には太き表設備投資が必要である。

微細な噴霧ノズルが、固定の垂直または水平管の側面に
下向きに落ちる薄い液体膜を発生する請ゆる［落下膜（
ｆａｌｌｉｎｇ　ｆｉｌｍ　）　Ｊ装置もまた知られて
いる。この落下膜装置は、設備投資が軽減されしかもＭ
ＳＦ装置よりも高い効率で稼働する。

しかしながら、落下膜装置には信頼性が充分でないこと
が知られている。液体は、多数の小さいノズルにより熱
交換表面に与えられるのであるが、この場合ノズルがし
ばしば機能不全を起すのが１つの問題となっている。ま
た、薄い膜の均等表分布を保証する確実な方法がなく、
さらに蒸発により鑵に付着したスケールを取除く上に問
題がある。

発明の目的 本発明の目的は、ＰＪＴ喪の電力を軽減し、それにより
蒸発または蒸留装置の運転費用を相応に軽減することで
ある。

他の目的は、蒸発しつ＼ある液体膜の熱抵抗を下げ温度
差を減少することである。

さらに他の目的は、管への液体の導入を妨害することな
く、液体を均等な極めて薄い膜に確実に機械的に分布す
る構造を提案することである。

さらに他の目的は、蒸発プロセスにより熱交換表面に生
ずるスケールの形成または他の残渣を制御することであ
る。

さらに他の目的は、液体分配装置の構成要素としても用
いることができ、上に述べたようか利点を備えた機械的
分配装置を提案することである。

本発明の他の目的は、機械的に単純であって、費用が少
なく、信頼性が高くしかも比較的長い使用寿命を有し、
上述のような利点を備えた蒸発または蒸留装置を提供す
ることである。

発明の構成 本発明による新規な蒸発または蒸留装置は、管の外側表
面を取巻く蒸気流を凝縮することにより供給される熱エ
ネルギで、揺動する（　ｗｏｂｂｌｉｎｇ　）管の内側
で流動している液体を蒸発するための薄壁の揺動管を有
する。管の外部で液滴を形成する凝縮物は、揺れ運動（
ｗｏｂｂｌｉｎｇ　ｍｏｔｉｏｎ　）により飛び散らさ
れて管間で飛散され凝縮が促進される。

揺れ動かす茶碗の中で茶が円形運動するのに類似した管
の揺れ運動により、管の外側の蒸気と管の内側の蒸気と
の間の温度差は効果的に減少される。その結果、慣用の
設備を用いる場合と比べて所与の仕事に対し必要とされ
るエネルギは少なくて済み、また設備も簡単で済む。

本発明によれば、所望の蒸発または蒸留装置に対して適
切な蒸気および液体相互接続が提供される。

各管内にはむち棒もしくはホイップ棒（ｗｈｉｐｒｏｄ
　）が配設される。管の揺れ運動で、該ホイップ棒は管
の内部表面の周りを滑動して管内に流入する液体を、肢
管の内面に付着する非常に薄い膜に押し拡げ、それによ
り該液体膜は管の全長に亘り均等に分布される。好まし
い形態においてはホイップ棒は、複数の素線から々る金
属ケーブルのような成る長さの撓み性のコア材料（心材
料）を有する。液体を押し拡けるケーブルの部分は管状
の鞘により被覆されている。この鞘はシリコーンゴムの
ような弾性材料からなる連続した長秋物である。別の形
態として、この鞘は、セラミックのような非弾性材料か
ら形成された一連の分離した管状部材から構成すること
ができる。鞘材料は、運転中賑耗に而」え且つ管の内側
表面に成長するスケールを除去する□ことができるよう
に選択される。

ホイップ柿は、充分ガ剛性を有するが管が揺れ運動して
いない時には管内で自己支持し得ない＃１どの剛性であ
って、しかも運転中は、揺動軸線に対し平行なほぼ垂直
の配位をとることがセきるほど充分に撓み性である。ま
た、このホイップ棒は、回転によって発生される遠心力
で該ホイップ棒が管の内側赤面の小さな表面不規則性も
しくは凹凸性に順応して均等な膜を形成するように充分
に騰み性である。

また、好ましい実施態において、ホイップ棒はその下端
部で基部に碇着される。この基部が固定の基準部材、例
えば外側の囲壁の一部である場合には、碇着点は揺動軸
線上またはその近傍にするのが好ましい。また、基部が
管と一緒に揺れ動く場合には、碇着点は、管の垂直中心
濤上またはその近傍にするのが有利である。好ましい実
施態様においては、ホイップ棒の下端はそれ自身の縦軸
線を中心に回転１．々いように固定される。ホイップ棒
は、管から碇着漬に延びるその下側の部分に亘り充分な
撓み性を有しておって自在継手としての働きをする。好
ましくは、スチフナもしくは強化管で、ホイップ棒のこ
の下側の部分における撓み性のコアの部分を囲繞するの
が有利である。上記の自在継手により、ホイップ棒は管
内で、揺れ運動による駆動力を受けて管の内向上で回転
する。

また、このホイップ棒は、基部に支持されている実際の
自在継手に取付けることもできる。他の実施態において
、ホイップ棒は、基部に枢着することもできるが、この
場合には摩耗は一様にならない。この取付は構造を用い
る場合、非円形の断面を有するホイップ棒が有利である
。他の実施態様と［７て、ホイップ棒は一体部材または
中空の撓み性の管から形成さハる。中壁形態のホイップ
棒の場合には、蒸発すべき液体の供給源を加圧下でホイ
ップ棒の下端に接続することができる。この場合、通常
の運転においては、液体の定常流がホイップ棒の上端か
ら内側表面上に飛散されるように圧力が調節される。容
器か管と共に揺れ動く場合には液体分配系は、管の上方
で肢管に心出しされて容器に取付けられた管および分配
ヘッドを備えることができる。このようにした場合、揺
れ運動の遠心力作用とホイップ棒との協調により流入液
体流は管内に差し向けられ、液体分配系と揺動管との間
に機械的結合は必要とされない。

実施例 本発明ならびにそのいろいろな％徴は、添付図面と関連
しての以下の説明から十分に理解できよう。

第１図は、外殻１および揺動容器２からなる。

揺動（ｗｏｂｂｌｅ　）型蒸発装置の簡略端面図である
。

図示のように、３本の熱交換管７が蒸発および凝縮を行
うように取付けられている。実際の構造においては、数
ダースの管を１つの容器内に設置することができる。

容器２の端には、６つのブラケット２４が取付けられて
いる。軸受２２および２４を有する３組の軸２１および
２３と共に３つのクランク５１が、揺動運動において容
器２を回動案内するのに用いられている。容器２を揺動
するために６つの軸２１のうちの任意の１つを駆動する
のにモータ（図示せず）を用いることができる。容器２
は軸２１に接続された腕５１に枢着されている。したが
って、６つの軸２１のうちの何れか１つまたは２つ以上
の軸を回転すると、容器２の枢支点が腕５１によって画
定される円軌跡に沿って運動する。

３つの小さい円に沿っての点２３の回転で、容器２は、
揺動運動を行う。

次に第２図を参照するに、蒸発される液体は矢印１０１
で示すように、ブシュ１９内で同転する管１８内に流入
する。ブシュ１９の中心は、また、管７の揺動の中心で
ある。したがって、管７の揺動運動中、Ｌ字形のパイプ
１８がブシュ１９内で節回駆動されて、管７の揺動中心
から離れている側に設けられているヘッド２０から流体
は吐き出される。

ヘッド２０から吐き出された液体は、液体流６となって
管７内部で回流して室！ＩＩ内に吐き出され、矢印１０
２で示すようにパイプ１７を介して流出する。

管７は揺動するが回転しない。したがって、回転する流
れ６で、管７の内面は、膜５で被覆され、この膜が蒸発
して蒸気になり管７０２つの端から逃げる。管７の上端
は室３に接続されておって、矢印１０６で示すように開
口２６を介して流出する。同様にして、管７の下端は室
５′に開いており、矢印１０４で示すように開口２７を
介して流出する。室３および３１は撓み性の障壁２８に
よって分離されている。成る種の用途においては、流れ
１０３および１０４は、一方は内向きに流れ、他方は外
向きに流れて連続的な循環を生ぜしめ蒸発を促進するよ
うにすることができる。また他の事例においては、撓み
性の障壁２８を省略して、蒸気を取出すのに１つの出口
だけにすることができる。特定の用途に関連しての詳細
な構成は追って説明する。

高温蒸気１１１は、流入パイプ１０から撓み性のカップ
リング９およびパイプ８を介して容器６の内室４内に導
入される。管７と接触して、蒸気は液滴２５に凝縮し、
これら液滴は室４内で管の外表面に跳ねかけられて、そ
れにより凝縮速度が増大せしめられる。最後に、凝縮物
は室６の底縁近傍に集められて、パイプ１１、撓み性の
カップリング１２および排液パイプ１３を介し排出され
て留出物１１５となる。蒸気１１２が通る第２の蒸気通
路１４−１５−１６が図示のように装置の下端に在る。

この二重端蒸気通路構造は、先に引用した米国特許第４
２３０５２９号明細書（ｔ￥ｆに第７図）に開示されて
いる蒸留塔で必要とされるものであるが、しかしながら
、米国特許第４２３０５２９号の第６図と関連して記述
されである脱塩装置には必須ではない。

第１図および第２図の揺動駆動によれば、その揺動中心
に対して、質量の中心の回転遠心力が生ずる。第６図は
、２組の同心揺動系を設けることにより回転力を、共通
の揺動中心３１に対して互いに反対側に位置する２つの
質量中心３１および３２と平衡させる１つの仕方が示し
である。中心５１は５つのクランク５１．５２および５
３によって案内される内側の系６３の質量中心である。

また３２は、６つのクランク５４．５５および５６によ
って案内される外側の系６４の質量中心である。これら
２つの系は同じ揺動中心３０を有する。チェノ５７によ
って結合された２つの歯車５８および５９が２つの系の
適正々配置を維持するのに用いられている。米国特許第
４２５０５２９号および第４４４１９６５号明細書には
、揺動中、管および他の運動要素の動的平衡を発生する
のに他の複雑な構造が記述されている。例として、蒸発
される流体もしくは液体として水を用いる場合には、典
型的な設計上のパラメータとして、銅製の熱交換管の直
径は２インチ（７，０８ｃｍ　）であり、揺動回転半径
にインチ（ｏ６３ｃＩｒＬ）を越え、そして回転速度は
１５０　ｒｐｍを越え、流量は約１ボンド／分である。

米国特許第４２５０５２９号明細書にも記述されている
上述の装置においては、液体流６は揺動する管７の内部
で鮮鋭な波面となって回動し該波面には先細の楔状流れ
断面が続き、その後には、膜５となる尾端が続く。装置
の動作効率における重要々パラメータである膜の厚さは
、主として、表面張力および液体の付着力の関数である
。他のパラメータとして、管の材質、寸法、平滑性およ
び揺動ならびに波面の大きさおよび形態があるが、通常
の使用環境では、優勢々ファクタもしくは因子とはなら
ない。何れにせよ、膜の厚さに対する積極的力制御は行
われず、膜の厚さは内面に沿って変化する。

液体の特性がｉｉｒ喪な因子となるため、果物のジュー
スのような高い粘性を有する液体は、通常の揺動管蒸発
装置で取扱うのは困難であることが知られている。第４
および第５図には、高い粘性を有する液体を処理するた
めに揺動駆動を用いる既述の本出願人の米国特許第４４
４１９６５号明細書に開示されている装置が示しである
。この装置は軸４２６に枢着された回転腕４２７の下側
に懸持された重厚で剛性の棒４２９が用いられておって
、ローラ４２８を介し管７の内部表面と係合する。この
棒４２９は矢印４２１の方向に回転する際に液体４２９
を前に押出すようにして膜を形成し蒸発を容易にしてい
る。

この剛性の回転する棒は、機械的な押広げ部材を用いず
に渦巻運動で膜を形成する通常の事例と比較して、高粘
性の液体により形成される膜５の厚さを減少しない。し
かしながら、レイノルド数（Ｒｅｙｎｏｌｄ’ｓ　Ｎｕ
ｍｂｅｒ　）が水のレイノルド数に近い低粘性の液体に
対しては不満足である。その場合、１つの問題とガるの
は、管の中端に棒４２９と取付けた場合に同じ場所に配
設されている殆んどの液体分布系に対して妨害となり得
ることである。他の問題は、棒４２９が剛性であるので
、内側表面の平滑度における変動に順応し得ない点であ
る。その結果として、内側表面と剛性の棒との間に形成
される膜の厚さは変動する。また、棒の一側だけが管の
内壁および液体と係合するために、同じ表面上に摩耗が
生ずる。この剛性の棒による別の問題として、棒と管と
の間隔が固定されてしまい、したがって膜を形成する液
体流に対し棒によって及はされる圧力が実質的に一定で
あるという問題がある。また、回転する剛性の棒には軸
受が必要であるが、この軸受は液体を押す迅速に回転す
る棒によって発生される相尚大きな力に耐えることはで
きない。本発明はこのような全ての問題を解決するもの
である。

次に第６図ないし第１０図を６照するに、本発明の基本
的％徴は、揺動管７の内側表面７ａと協働して、流入す
る流れ６を均等に分布された非常に薄い膜５１５に形成
するホイップ（むち）棒５００の形態にある機械的分配
部材にある。管７は、ハウジング、支持部材または鑵の
一部とすることができる固定の基底部５０２の上方で揺
動する。なお、該ハウジングは管７と一体にして肢管と
共に揺動するように構成されている。

第６図ないし第８図に示す好ましい実施態様においては
、ホイップ棒５０口は、管７内に位置する該ホイップ棒
の部分に渡り管状の鞘５０５によって囲繞されている撓
み性のコア５０４を有する。

このコアは、大きい引張強度、疲労抵抗を有する材料で
あって少なくとも弱干撓み性である材料から形成するの
が好ましい。コアはまた、所望の揺動運動で液体の流れ
に作用して非常に薄い膜５１５を発生するのに十分な大
きさく典型的には６Ｇカいし４Ｇ）の横方向力を発生す
るのに十分力密度もしくは単位長当りの質量を有すべき
である。例えば、約％インチ（ｏ、　５１　ｃｍ　）の
直径を有する剛性ケーブルのような複数の素線からなる
金属ケーブルが適している。鞘５０６は、流入する液体
の流れ６と係合し、内部表面７ａと協働して該液体の流
れを押広、げて膜５１５にすることができる任意の材料
から形成することができる。好ましい形態として、鞘は
実質的に管の全長に渡って延びるシリコーンゴムのよう
な撓み性の材料からなる連続した長状部材である。鞘は
また、第６図に破線で示すように短い管状の部分５０６
′の群もしくは列から形成することもできる。この徒者
の構造においては、良好な耐摩耗特性を有し、内側表面
７ａからスケールその他の蒸発残留物の除去を高揚する
ことができるセラミックのよう方剛性材料を用いること
ができる。また、鞘部材５０６を備えていないホイップ
棒の使用も可能であり、コア材料、または平１１１寿外
表面を形成する材料を含浸されたコア材料からなる一体
の棒とすることができる。ゴムを含浸された複数の索線
からなる金属ケーブルがその一例である。

好ましい実施態様においては、ホイップ棒は、ケーブル
５０４の下端および基部に溶接、接着剤、リベットその
他の仕方で固定されている直立のフランジ５０５により
基部に碇着される。フランジ５０５は、ケーブル５０４
がその縦軸線を中心に回転するのを阻止する。碇着点は
、基部５０２が、外殻１のように動作中静止している基
準部材である場合には、管の揺動軸線５０８と一致する
ように選ぶのが好ましい。

ホイップ棒の下端は、管の下端からフランジ５０５およ
び基部５０２に延びる撓み性ケーブル５０４の一部分５
０４ａによって形成される。剛性のスリーブもしくは、
強化部材即ちスチフナ５０５が、この下側の部分５０４
ａの中間領域を囲繞しており、２つの比較的撓み性のあ
る部分５０４１および５０４　”は露出しておって、碇
着点と、鞘５０６を含むホイップ棒の撓み性の小さい上
側部分との間の自在継手としての働きをなす。

強化部材もしくはスチフナ５０５は、部分５０４１およ
び５０４６におけるケーブルの曲り角度を減少し、それ
により疲労が減少されて、ホイップ棒の揺動運動は促進
され、然もホイップ棒は管内の位置に保持される。ホイ
ップ棒は撓み性でなけれ　□ばならないが、また、下向
きの重力（１Ｇ）で管の内側表面に寄り掛かるように十
分に剛性でなければなら々い。管が揺動すると、上部ホ
イップーは真直になって、第６図および第７図に示すよ
うに、揺動軸線と反対側の管の内面に沿い整直する。

特に、第７図には１揺動サイクル中の管７の２つの直径
方向に対置する位置が示しである。即ち、１つの位置は
実線で示され、他の位置は破線で示されている。図から
明らかなように、円形揺動運動で、撓み性の棒５００は
管に対して回動せしめられる。上述の自在継手構造によ
ってこの回動は可能になる。固定の碇着部は、ホイップ
棒のそれ自身の軸線を中心とする回転に抵抗し、その結
果外側の鞘５０６は均等に摩耗する。

第８図には、管が揺動する時の力／圧力平衡状態が示し
である。揺動運動は、時計方向の矢印５１４で表されて
いる。ホイップ棒５００は、管の中心５０７および揺動
中心５０８を通る半径方向の線に対して遅れ角αで位置
する。流入する水の流れるは、ホイップ棒により押され
て図示のようにホイップ棒より前の位置で運動する。

圧力分布パターン５１３で示されている水平舵もしくは
ハイドロブレーン効果が生じて、それにより、回動する
ホイップ棒によって発生される遠心力５１１と平衡した
合力５１２が発生する。水は、ホイップ棒および管の内
側表面によって形成される「漏斗状部」を強制的に通さ
れて薄い膜５１５となって該漏斗状部を去る。管の内側
表面上における小さガ変化もしくは凹凸に対してホイッ
プ棒を順応せしめるためには、ホイップ棒のたわみ性が
重要である。この撓み性は、５インチ（１２，７０ｃｍ
）の管長に渡りＭミルの管内面の直径の変化に追従する
程に十分な大きさとすべきである。また、ホイップ棒に
よって発生される圧力は、第４図および第５図に示−し
た構成におけるよりも、棒の剛性に依存しない点に注目
されたい。

膜の厚さは、棒の遠心力、液体の粘性および棒の曲りに
よって制御される。ホイップ棒５００は、他の因子もし
くはファクタを同じにして、ホイップ棒の積極的ガ制御
を伴わずに発生される膜よりもさらに簿い膜を創成でき
ることが最も有意義である。特に、水のような低い粘性
の液体では、本発明によれば、確実に、α００１インチ
（１ミル）より小さい厚さの膜を発生できる。この非常
に薄い膜は、このようガホイップ棒５００を使用しない
従来の揺動管蒸発または蒸留システムで達成可能な熱交
換を２倍も大きくすることができる。このようにして、
装置の動作効率は大きく改善される。

「落下膜」装置および本出願人の以前の揺動管構造に比
較して、本発明のホイップ棒構造の他の大きな利点は、
管の内側表面からスケールおよびその他の蒸発残渣が除
去される点にある。この清浄過程のメカニズムは完全に
は既知とはなっていガいが、液体内の溶質から結晶構造
としてスケールが成長し、この成長は内側表面７ａ上の
核生成点で始まるものと思われる。スケールが多数の核
生成点から除去するのが非常に困難な「パッチ（ｐｉｔ
ｃｈ　）　Ｊに成長する前に、成長しつつあるスケール
は非常に薄い膜５１５から上方に突出する程に高く成長
すると考えられる。この場合、スケールの厚さは典型的
には％ミルにも達し得る。スケールが膜より上に突出す
ると、該スケールは、ホイップ棒が表面Ｚａ上を滑動す
る際に該ホイップ棒によって叩かれて脱落する。実際、
管状のシリコーンゴム鞘５０６は、通常の水での長い動
作後にも、表面７ａを鏡面等級の清浄状態に保つ。

海水のような他の液体の場合には、揺動速度、鞘の表面
特性その他のパラメータを調節する必要がある。例えば
、先に述べた区分化されたセラミック製鞘は、海水処理
の場合、表面７ａ上におけるスケールの累積を制御する
のに必要か増進された掻落し作用をなす。スケールの除
去は極めて重要である。と言うのは、もし除去しないと
すれば、揺動管の熱交換抵抗が高く−なり、その結実装
置の動作効率が減少するからである。

ホイップ棒は、回転し力いように固定され（おり且つほ
ぼ円形の横断面を有するものとして説明したが、性能の
成る程度の損失を甘受すれば他の構成も可能である。例
えば、フランジ１０５ならびに強化部材５０５と協働し
て自在継手としての作用をするケーブル部分５０４′お
よび５０５″の代りに、ホイップ棒の下端を基部に結合
するのに慣用の自在継手を用いることも可能である。ま
た、ホイップ棒は回転しないように碇着されるものとし
て説明しまたが、回転するカップリング５０５を用いる
事も可能である。このカップリングは、ホイップ棒の下
端を、基部に穿孔された大きい直径の穴５０３′に挿入
して円形フランジを基部に取付けることにより簡単々仕
方で実現することができる。しかしながら、その柳１合
には、ホイップ棒の一側だけしか沿体流および表面７ａ
と係合しないという不利点が生ずる。その結果として、
棒は均質に摩耗しない。しかしながら、この構成によれ
ば、円形でかい横断面を有するホイップ棒の使用が可能
になる。例えば、ホイップ棒は雉形断面を有し、その１
つまたは２つの縁で膜５１５を形成［７、表面７ａから
スケールを除去するようにすることができる。

第９図は、ホイップ棒の根部が、管の中心縁５０７でも
しくはその近傍で基部板に碇着されている構成を示す。

この構成においては、管および容器２′は一体の単位と
して形成されて一緒に揺動する。揺動駆動部および撓み
性のカップリングは略示するに留めた。と言うのは、こ
れら手段は先に引用した米国特許第４２５．０５２９号
明細書に記述されているものと同類であるからである。

動的平衡を実現するために、米国特許第４２５０５２９
号明細書の第４図に示したのと同じ枠組に４つの類似の
系を取付けることができる。

別の構成として、釣合い重り群或いは容器の重量のよう
な他の死重量に対して平衡をとることができる。一体の
管および容器と関連してどのような平衡化構造を選ぶに
せよ、各ホイップ棒は、関連の管において肢管に対し心
出しされる。

この構成によれば、中心に取付けられて、揺動運動の回
転遠心力により（ロ）転駆動される分配ヘッド５６１を
有する水分配管５３０を使用することができる。この水
分配管は、管７と一緒に揺動する部材、この例では容器
２′上に取付ける必要がある。各水分配管５３０はした
がって常に関連の管７に対して心出しされ、揺動運動に
よって発生される遠心力で水もしくは液体はＪｓ勤中心
から最も離れている管の内壁に跳ね掛けられる。そして
この跳ね掛けられる場所が、揺動中ホイップ棒の位置す
る場所である。このようにして、この構造によれば、水
は、ホイップ棒と協働する仕方で管内に導入されて、効
果的な仕方で薄い膜５１５が形成され、液体流が管壁上
で向きを変える際或いはまた管壁に沿ってホイップ棒へ
と流動する際の過渡的作用もしくは効果は最小限度に抑
えられる。

この液体分配器の他の有利な特徴は、分配系と揺動管と
の間、例えば開口２０（第１図および第２図）内に掴ま
れている管１８の下端との間に機械的な結合が無く、管
１８は骸骨の揺動運動と調和回転駆動される点である。

このような機械的カップリングもしくは他の機械的結合
を用いるとすればいろいろな不利点、主に摩耗力らびに
狭い製造公差が要求される等の不利点がある。第１図お
よび第２図の構成と比較して、この液体分配系５３０．
５６１によれば、軸受１９の必要性も無くなる。

第１０図は、流入液体分配ノズルとしての機能をもなす
中空のホイップ棒が用いられている本発明の別の実施例
を示す。この装置の基部には、主供給管路５４４を備え
た液体供給容器５４０が設けられている。容器５４０内
の液体５４５は圧力下に在り、それにより中空のホイッ
プ棒５４２を通って管の上端５４５かも流出する流れが
生ずる。

回動する管の遠心力でこの液体は揺動している管の鯉も
離れている部分に向けて跳ね掛けられて、中空のホイッ
プ棒の外面に沿い、先に述べた流れ６に均等な流れ５４
６の形纏で下向きに流れる。

ホイップ棒、管７および液体流５４６の相互作用は、第
８図と関連して先に述べた相互作用と同じである。

ホイップ棒および液体分配系の組合せによれば、回動す
るノズルの必要性は排除され、同時にまた、ノズルから
出てホイップ棒によって集められる流れパターン間の過
渡領域も除去される。これにより、装置の効率はさらに
改善される。このホイップ棒および分配ノズルの組合せ
は、既に述べた管中心取付けまたは揺動中心取付けの倒
れにも採用することができる。

以上、本発明を、基礎部材に下端で取付けられたホイッ
プ棒と関連して述べたが、機械的にさらに複雑に々り費
用も嵩む点を甘受すれば、第１図の管１８のような同動
するノズルと、第４図および第５図に示した剛性棒とは
異々る構造ならびに動作特性を有する撓み性のホイップ
棒と組合せることも可能である。管１８は、腕４１７の
枢支部４１６が回動する管１８と同心関係になるように
第４図の回動支持腕４１７を担持するのに用いることが
できる。腕４１７はその場合、回動するノズルに対して
自由に回転する。要するに、設計上、回動するノズルお
よびホイップ棒が互いに干渉することなく揺動に関しそ
れ自身の各位置を捜し出すようにすることが重要である
。

以上本発明の好ましい実施例について説明したが、蒸留
および蒸発の技術分野の専門家には、本発明の範囲から
逸脱することなく、特定の用途に適合するように適当な
変更が可能であることは理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、揺動蒸発装置の端面図、第２図は揺動蒸発装
置を部分的に切除して示す立面図、第３図は動的平衡を
達成するための２つの同心揺動蒸発装置の組合せを示す
端面図、第４図は高い粘性を有する液体で使用する装置
の簡略端面図、第５図は第４図の装置の立面図、第６図
は揺動管ならびに本発明に従い該管内に取付けられるホ
イップ棒液体分配構造を一部切除して示す倒立面図、第
７図は第６図に示した揺動管およびホイップ棒の頂面図
、第８図は管の内側表面に均質な非常に薄い液体膜を形
成する流入液体流との相互作用に強調点を置いて第６図
および第７図に示したホイップ棒を詳細に示す図、第９
図は、管が揺動運動する鑵もしくは容器の一体部分であ
る第６図ないし第８図に示した一般型の「中心取付け」
ホイップ棒装置の簡略垂直断面図、そして第１０図は、
中空のホイップ棒が液体分配系の一部を成しているはは
第６図に対応する簡略垂直断面図である。 １　暑　外殻 ２　：　揺動容器 ３　：室 ４　：　内室 ５　：膜 ７　：管 ８．１１．１７：　パイプ ９．１２：　撓み性のカップリング １０　：　流入パイプ １３　：　排液パイプ １８　：　Ｌ字形のパイプ １９　：　ブシュ ２０　：　ヘッド ２１；軸 ２２．２４：　軸受 ２３　：　枢支点 ２Ｂ　＋　障壁 ３１　；　揺動中心 ５１．５２．５３．５４．５５．５６　：　クランク４
１７：腕 ４２６：軸 ４２７　：　回転腕 ４２８　：　ローラ ４２９　：　剛性の棒 ５００　：　ホイップ棒 ５０２　：　基底部 ５０３　：　フランジ ５０４　：　コア ５０５　：　強化部材 ５０６　：　鞘部材 ５０７　：　管の中心 ５０８　：　揺動中心 ５１５：膜 ５６０．５６１：　液体分配系 ５４０　；　液体供給容器 ５４２：棒 ５４２５　二　ｉ　体

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　基部と、該基部に隣接して＃−１ぼ垂直の軸線の周
   りに整列された少なくとも１つの熱交換管と、該熱交換
   管を回転することなく前記垂直軸線上の揺動中心の周り
   で該熱父換管を駆動するための手段とを備え、前記管に
   付与される揺動運動で前記液体の入力流を前記揺動中心
   から前記管の内側表面に付着せしめて肢管の内側表面を
   掃引する回動流を発生するようにした揺動管型液体蒸発
   装置において、前記管の内側表面内に位置するホイップ
   捧を備え、該ホイップ棒は、前記揺動運動に応答して前
   記内側表面上を滑動するホイップ棒により発生される遠
   心力下で前記内９１１Ｉ表面に当接して駆動される際に
   該底面における不規則性に順応するように撓み性であり
   、前記管の縦方向中心軸線近傍に前記ホイップ棒の第１
   の端を碇着するための手段を備え、該碇着手段は、前記
   ホイップ棒をして前記揺動運動中前記管内で肢管の内側
   表面にほぼ垂直方向に当接。して回動せしめ、それによ
   り前記液体流を分配して前記内側表面上に非常に薄い均
   等な膜を形成すると共に蒸発により発生するスケールを
   除去し、前記非常に薄い膜は蒸発を容易にするように低
   い熱抵抗を有することを特徴とする蒸発装置。 ２、　前記ホイップ棒が撓み性のコアと、少なくとも管
   内に位置する該コ＼アの部分を取巻く鞘を有している特
   許請求の範囲第１項記載の蒸発装置。 五　前記ホイップ棒が中空であり、さらに骸中空のホイ
   ップ棒の下端と液体流通接続関係にある加圧下の液体供
   給源を備えており、管の周りの前記ホイップ棒の滑動運
   動で該ホイップ棒の上端から液体は管の内側表面に分配
   される特許請求の範囲第１項記載の蒸発装置。 ４　碇着手段が管の上端に配設されておって、ホイップ
   棒を内１０表面に当接保持し、該内側表面上における前
   記ホイップ棒の滑動運動を許容する特許請求の範囲第１
   項記載の蒸発装置。 ５、　碇着手段が管の下側に配設されている特許請求の
   範囲第１項記載の蒸発１Ｌ ６　碇着手段がケーブルを非回転的に基部部材に固定す
   る特許請求の範囲第１項記載の蒸発装に。 ｌ　碇着手段が、管の下端から基部に延在するホイップ
   棒の下側部分を含む特許請求σ−）範囲第６項記載の＃
   発装置。 ８、碇着手段が、基部に対しホイップ棒なそれ自身の軸
   線を中心に回転することを可能にする回動接続部を備え
   ている特許請求の範囲第５項記載の蒸発装置。 ９　基部および管が一緒に揺動するように接続され、碇
   着手段は前記管の垂面中心線近傍で前記管の下側の個所
   で＠記基部に固定される特許請求の範囲第１項記載の蒸
   発装置。 １α　基部および管と協調して揺動するように肢管の上
   方の個所で前記基部に取付けられた液体分配手段を備え
   ている特許請求の範囲第９項記載の蒸発装置。 １ｔ　液体分配手段が、管の中心線とほぼ整列して配慣
   され、そして揺動運動により発生される遠心力で液体は
   、ｉｉｌ記管内のホイップ棒の運動と協調して揺動中心
   から最も遠い個所で内側表面上へと飛散される特許請求
   の範囲第１０項記載の蒸発装置。 １２　管が揺動していない時にホイップ棒が該管内に留
   まるように充分に剛性である特許請求の範囲第５項記載
   の蒸発装置。 １３、基部と、該基部の上方にほぼ垂直軸線を中心に整
   列して配置された少なくとも１つの熱交換管と、該熱交
   換管を回転すること彦〈前記垂直軸線上の揺動中心の周
   りで該熱交換管を駆動するための手段と、肢管の内側表
   面に向けて液体の流れを差し向ける手段とを備え、前記
   管に与えられる揺れ運動で揺動中心から前記管の内側表
   面に付着せしめられて、前記管の内側表面を掃引する回
   動流を形成する揺動管型液体蒸発装置において、前記熱
   交換管の内部へとほぼ上向きに下端から前記基部に向っ
   て延在するホイップ棒と、該ホイップ棒の下端を前記基
   部に非回転的に碇着するための手段と、前記熱交換管内
   に位置する前記ホイップ棒の部分と前記碇着手段との間
   に自在継手接続部を構成する手段とを備え、前記熱交換
   管内に位置する前記ホイップ棒の部分は、前記揺れ運動
   中前記熱交換管に消液してほぼ垂直方向に延びて肢管の
   内側表面の周りを回転して前記沿体流を前記内側表面上
   に非常に薄い均等な膜とし７て分配し且つ前記蒸発によ
   り発生する残渣を除去し、前記非常に薄い膜は蒸発を容
   易にするように低い熱抵抗を有することを特徴とする蒸
   発装置。 １４、前記ホイップ棒が撓み性のコアと、少なくとも管
   内に位置する該コアの部分を取巻く鞘を有している特許
   請求の範囲第１３項記載の蒸発装置。 １５、コアが金属ケーブルである特許請求の範囲第１４
   項記載の蒸発装置。　□ １＆　鞘が、該鞘の均等な摩耗を受けるように実質的に
   円形の横断面を有している特許請求の範囲第１４項記載
   の蒸発装置。 １７、管内に位置するホイップ棒部分上の鞘が弾性材料
   の連続した管である特許請求の範囲第１４項記載の蒸発
   装置。 １８、管内に位置するホイップ棒部分上の鞘が互いに軸
   方向に離間した管状部材の群から構成されている特許請
   求の範囲第２項記載の蒸発装置。 １９　該管状部材が実質的に剛性の材料から形成されて
   いる特許請求の範囲第７項記載の蒸発装置。 ２０、自在継手手段が、碇着手段と管との間に延在する
   成る長さの撓み性のコアから構成されている特許請求の
   範囲第２項記載の蒸発装置。 ２ｔ　自在継手手段が撓み性のコアの一部分のためのス
   テフナを備えている特許請求の範囲第１０項記載の蒸発
   装置。 ２２、基一部とほぼ垂直な軸線を中心に整列されて前記
   基部上に配設された少なくとも１つの熱交換管と、該熱
   交換管を回転することなく前記垂直軸線上の揺動中心の
   回りに前記熱交換管を駆動する手段と、前記熱交換管の
   上端に隣接する個所から液体流を前記熱交換管の内側表
   面に向けて差し向けるための手段とを備え、前記熱交換
   管に与えられる揺れ運動で、前記液体流は前記揺動中心
   から前記管の内側表面に付着せしめられて該内側表面を
   掃引する回動液体流を形成し、さらに、前ｌｉシ管内に
   配置されて揺れ運動中はぼ垂直方向に延びて揺動中心か
   ら離れた個所で前記液体流と接触し、前記内側表面と協
   動して該内側表面上に非常に薄く均等に分布された液体
   膜を形成する第１の部分を有する撓み性のホイップ棒と
   、該ホイップ棒の下端を取付けるための手段とを有衡し
   、該取付は手段は、前記ホイップ棒のそれ自身の縦軸線
   を中心としての回転運動に抵抗すると共に該ホイップ棒
   が前記揺れ運動に応答して前記管の内側表面の周りに自
   由に滑動することを許容する液体蒸発装置。 ２五　取付は手段が、管の下端から延びるホイップ棒の
   第２の部分と、該第２の部分の下端を非回転的に、管の
   揺動運動の中心である垂直軸線に近傍の個所で基部に碇
   着するための手段とを含む特許請求の範囲第２２項記載
   の蒸発装置。 ２４、ホイップ棒が撓み性のコアと、第１の部分上に少
   なくとも１つの囲繞する鞘とを有【７ている特許請求の
   範囲第２２項または第２５項記載の蒸発装置。 ２５　コアが金属ケーブルである％杵請求の範囲第２４
   ＩＪ記載の蒸発装置。 ２＆　管内に配設された鞘が、該軸の均等な摩耗を促進
   するように実質的に円形断面を有している特許請求の範
   囲第２４′９１記載の蒸発装置。 ２Ｚ　管内に配設された鞘が弾性拐料からなる連続した
   管である特許請求の範囲第２６項記載の蒸発装置。 ２８、管が一連の互いに軸線方向に離間した管状部材か
   ら構成されている特許請求の範囲第２４項記載の蒸発装
   置。 ２９　取付は手段が、碇着手段と管との間の撓み性コア
   の部分上に延在する強化部材を備えており、該撓み性コ
   アの強化されない部分は、管の揺れ運動に応答してホイ
   ップ棒の回転運動を可能にする自在継手としての働きを
   なす特許請求の範囲第２４項記載の蒸発装置。 ６０、容器と、はぼ垂直の軸線の周りに整列されて互い
   に固定の関係で前記容器内に取付けられた少々くとも１
   つの熱交換管と、前記熱交換管または容器を回転するこ
   となく、はぼ垂直の揺動軸を中心に前記容器および前記
   熱交換管を駆動するための手段と、前記管にほぼ心出し
   された固定位置で前記容器上に取付けられて前記容器お
   よび前記管と一緒に揺動する液体分配手段とを備え、該
   液体分配手段は前記管の上端で前記管内に配置された液
   体流出口を備えており、核液体流出口から放出される液
   体は前記揺れ運動の遠心力により、前記揺動軸線から最
   も離れた個所で前記管の内側表面上に撥ね掛けられるよ
   うにした蒸発装置。