JPS6171801A - 異なる蒸気圧を有する液体を分離するための方法および装置 - 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、異なる蒸気圧を有する液体を分離するための
方法および装置に関する。

液体の沸点は著しく圧力に依存している。圧力の低下に
伴って沸凡号温度も低下する。流動速度が高い場合或い
は周辺圧力が低下した場合に生じるように著しい低圧が
発生した際、圧力は局所的に沸騰圧力まで低下する。こ
のような挙動は、ポンプ、タービン、プロペラのよウナ
水力による流体機械にあっては例えば流体が羽根の周囲
を流過した場合しばしば生じる。上記の現象をキャビテ
ーション（空洞現象）と称する。

この現象にあっては液体は蒸気と気泡とに別れ、これら
が空洞を形成する。再び圧力が上昇すると、この現象は
気泡の激しい崩壊、所謂ＦＴ槃凝縮を伴う（Ｅ、Ｔｒｕ
ｃｋｅｎｂｒｏｄｔ、−８ｔｅｕｅ　ｒｕｎｇｓｍｅｃ
ｈａｎｉｋ’（Ｅ、　Ｔｒｕｃｋｅｎｂｒｏｄｔ著”制
御機構’　、　ＳｐｒｉｎｇｅｒＶｅｒｌａｇ発行、１
９６８．１５ページ或いはＤｕｂｂｅｌ　”Ｔａ５ｃｈ
ｅｎｂｕｃｈ　ｆｕｅｒ　ｄｅｎ　Ｍａｓｃｈｉｎｅｎ
ｂａｕ（機械製造便覧）　、　Ｓｐｒｉｎｇｅｒ　Ｖｅ
ｒｌａｇ、　１９８５゜８９３ページ参照）。

この現象は流体が近傍を流過することによ多材料が潰食
する可能性があることによシ、およびキャビチーシコン
によって誘起される著しい騒音故に一部では望ましいこ
とではないが、反面この現象は種々に有益に利用するこ
とが可能である。特に例えばこの現象を廃水中の細菌の
撲滅を助勢するような作用のために使用することが可能
である。これはドイツ連邦共和国特許公報第２４５５６
５５号において取り扱われている。

この公知の方法様式にあっては、細菌を撲滅するのに充
分なオゾン濃度を有する帯域において廃水中にキャビテ
ーションが発生される程度に大きい音波エネルギーを導
入し、これによって廃水中においてオゾンの細菌を撲滅
する作用の増大が達せられる。キャビテーションを音波
によって発生させると言うこの公知のやシ方は装置の点
で極めて経費を要する。キャビテーションを本質的に遠
心分離機に相当するキャビチーター（Ｋａｖｉｔａｔｏ
ｒ　）によシ発生させることも公知である。このやり方
もまた比較的多くの経費を要する。

本発明のＬｌ、題は異なる蒸気圧を有する物介を分離す
るだめの方法および装置を造ることで６る。

冒頭に記載した様式の方法にあってこの課題は以下のよ
うにして解決される。即ち、処理すべき液体を高所容器
から導出し、少なくとも一つの管湾曲部を経て転向させ
、次いで管湾曲部内でおよび管湾曲部の先方で少なくと
も帯域様に流れ内でキャビテーション帯域が形成される
ように落下管内に供給し、この場合このキャビテーショ
ン帯域内の空洞化された部分流れを取り去るこ七によっ
て解決される。

本発明による方法によシ、キャビテーション部域の蒸気
気泡内において比較的高い部分圧を有する物質の富化が
行われる。なぜなら、気泡内の蒸気圧が液体の温度に相
応して低いからである。キャビテーション部域を主流か
ら分離す。

ることにより液体の相応する分離が可能となる。

上記方法様式の構成は、処理すべき液体を順次相前後し
ておよび／又は並列して接続されている多数のキャビテ
ーション帯域に供給することによって達せられる。

本発明にとって重要なことは、吸い取られかつ分離され
た液体を含む流部分が末だ滴を伴っているか或いは滴を
形成している場合この流部分を滴分離器に供給すること
であり、この場合、処理様式に応じて、分離された部分
流の蒸気帯域を蒸気圧縮器で吸取り、続いて次いで場合
によっては全体的に或いは部分的に凝縮器内で凝縮する
ことである。

上記の１題を解決するために本発明はこの方法を実施す
るための装置にも関する。この装置の特徴とするところ
は、高所容器、有利には、水平な流出接続管、この流出
接続管に接続している少なくとも一つの管湾曲部並びに
落下管およびこの落下管の領域内に調節器を備えている
ことである。

この装置は比較的単純であるが、しかし極めて効率的に
働く。特にこの装置によシ、キャビテーションの発生を
構造上全く簡単な手段によシ制御することが可能であシ
、かつその都度の必要性に適合させることが可能である
。具なる蒸気圧を有する液体を分離するための蒸留方法
にあって必要とするのとは異なシ、熱交換器および加熱
エネルギーに要する一般的な経費を必要としない。

この装置の構成上本発明にとって重要なことは、管湾曲
部の先方に設けられた落下管の領゛域内に空洞化された
流れ部分を主流から捕獲もしくは分離するための装置が
設けられていることである。この構成によ）本発明によ
る装置は大多数の使用目的に供せられることが可能とな
る。

即ち、例えばこの装置の内蔵によシキャビテーション帯
域において著しい割合で富化される易揮発性の物質をそ
の場で吸い取り、次の処理段に或いは無害処理段に供給
することが可能なのである。同様な方法で、このような
装置を、例えば塩素化された炭化水素を分離する際に密
接する沸点を有する液体混合物を蒸留するのに使用する
ことが可能である。

本発明によシ、落下管はその直径が分離作条のための内
蔵構造物に応じて拡大される。根本的にはこの領域は内
蔵構造物が設けられている位置で既に始まっていてもよ
い。この領域の下方における直径の拡大によシ、キャビ
テーションが所望の状態で発生されるように、あえてそ
の位置において圧力を増大させることが可能となる。

本発明にあっては、その都度の空洞化された流れ部分を
分離するための装置を備えている、接続された落下管を
備えている多数の管湾曲部は相前後しておよび／又は並
列して設けられている。管湾曲部および落下区間のこの
ような順序だった配列によシ媒体の全スペクトルを測定
することが可能となるか、或いは処理すべき流体の容量
を極めて大きな割合でその都度のキャビテーション領域
の作用の下に置くことが可能となる。

落下管の下方に捕集槽並びに液体を高所容器に送シ戻す
ためのポンプ装置を設けるのが有利である。この構成は
特に、処理すべき液体を多重にキャビテーション処理し
ようとする場合に有用である。

本発明の他の構成によシ、主流から分離されかつ空洞化
されている流れ部分を更に処理するために液体分離装置
および／又は蒸気圧縮器および／又は凝縮器が設けられ
、この場合これらの装置要素をどう配設するかは特に、
どのような液体を処理するのか、およびどのような方法
を実施するのかによって定まる。

以下に添付した図面に図示した実施例につき本発明を詳
説する。

高所容器１は図示の実施例では水平な流出接続管２を備
えており、この流出接続管は管湾曲部３を介して全体を
参照符号４で示した落下管に開口している。

落下管４は重力方向に指向されてｆ？Ｄ　、その下端部
に調節機器５を備えている。落下管４はその排出開口６
で捕集槽７に開口している。捕１＜槽７から戻し導管８
がポンプ９を介して再び高所容器１に案内されている。

本発明による装置にとって重要な沿造要素は、管湾曲部
３およびこの管湾曲部の直ぐ先方の、図面において括弧
１１で総括して示したがっキ／区開である垂直な管部分
内に存 在する装置１０である。キャビテーション条件は既に管
湾曲部３の手前で整っているが、しかし管湾曲部３内で
始めて半径方向の圧力勾配により蒸気状の流れ部分と液
状の流れ部分の分離が達せられる。装置１０．例えばサ
クションノズルを備えた転向板の先方で落下ｖ４は漏斗
状に拡大されている。この領域を参照符号１２で示した
。

装置１０は、既に述べたように、吸い込み導管１３を備
えておシ、この吸い込み導管は図示の図示の実施例では
液体分離器１４に開口している。分離された液体は導１
ｔ１５を経て捕９７．　ＦＹ７に供給される。処理され
た蒸気（Ｂｒｕｅｄｅｎ　）は図示の実施例では導管１
６を経て蒸気圧縮器１７に、そしてそこから熱交換器も
しくは凝縮器１８に供給される。凝縮物のための導管は
参照符号１９で示した。

もちろん、本発岨の図示した実施例は本発明の思想を変
えることなく色々と変形することが可能である。即ち特
に本発明は、特に管湾曲部および落下管の特異な断面に
限定されない。この装置にあっては、管体にとって一般
的な円形の断面および同様に卵形の、角形の或いは多角
形の断面も適用可能である。湾曲部における転向も必ず
しも図示したように構成する必要はない。９０°の転向
の代わりに、４５°〜１３５゜の転向範囲であってもよ
い。このことは、この装置が使用される方法と処理すべ
き媒体に依存する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による方法を実施するだめの装置の一実施
例を示す図である。 図中符号は １・・・高所容器 ２・・・流出接続管 ５・・・管湾曲部 ４・・・落下管 ５・・・訓ｆｍ機器 ７・・・捕集槽 ９・・・ポンプ装置 １０・・・空洞化された流れ部分を分離するための内蔵
朽造体１１・・・落下管の領域 １４・・・液体分離器 １７・・・蒸気圧縮器 １８・・・凝縮器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、異る蒸気圧を有する液体を分離するための方法にお
   いて、処理すべき液体を高所容器から導出し、少なくと
   も一つの管湾曲部を経て転向させ、次いで管湾曲部の手
   前で、その中でおよびその先方で少なくとも滞域状に流
   れ内にキャビテーションが発生するように落下管に供給
   し、この場合キャビテーション滞域内で空洞化された部
   分流を取り出すことを特徴とする、上記方法。 ２、処理すべき液体を相前後しておよび／又は並列して
   接続された多数のキャビテーション滞域に供給する、特
   許請求の範囲第２項に記載の方法。 ３、分離された液体の濃縮物を含んでいる分離された部
   分流を滴分離器に供給する、特許請求の範囲第１項或い
   は第２項に記載の方法。 ４、分離された蒸気状の部分流を蒸気圧縮器で吸い取り
   、次いで場合によつては全体を或いは部分的に凝縮器で
   凝縮する、特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか一つに記載の方法。 ５、異る蒸気圧を有する液体を分離するための装置にお
   いて、高所容器（１）、有利には水平な流出接続管（２
   ）、この流出接続管（２）に接続している少なくとも一
   つの管湾曲部 （３）並びに落下管（４）および落下管の領域内に調節
   機器（５）を備えていることを特徴とする、上記装置。 ６、管湾曲部（３）の先方の落下管（４）の領域（１１
   ）内に空洞化された流れ部分を捕獲もしくは分離するた
   めの装置（１０）が設けられている、特許請求の範囲第
   ５項に記載の装置。 ７、落下管（４）の直径が装置（１０）の先方で拡大さ
   れている、特許請求の範囲第６項に記載の装置。 ８、その都度の空洞化された部分流を分離するための装
   置（１０）を備えていてかつ接続して設けられた落下管
   （４）を有する多数の管湾曲部（３）が相前後しておよ
   び／又は並列して設けられている、特許請求の範囲第５
   項から第７項までのいずれか一つに記載の装置。 ９、落下管（４）の下方に捕集槽（７）並びに液体を高
   所容器（１）に送り戻すためのポンプ装置（９）が設け
   られている、特許請求の範囲第８項に記載の装置。 １０、主流から分離された空洞化された流れ部分を更に
   処理するために液体分離器（１４）および／又は蒸気圧
   縮器（１７）および／又は凝縮器（１８）が設けられて
   いる、特許請求の範囲第５項から第９項までのいずれか
   一つに記載の装置。