JPS6265706A - サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置 - Google Patents
サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置Info
- Publication number
- JPS6265706A JPS6265706A JP20602085A JP20602085A JPS6265706A JP S6265706 A JPS6265706 A JP S6265706A JP 20602085 A JP20602085 A JP 20602085A JP 20602085 A JP20602085 A JP 20602085A JP S6265706 A JPS6265706 A JP S6265706A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous membrane
- cooling plate
- passage
- chamber
- liq
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- Pending
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- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、熱により原液の蒸発を促進させて蒸留ヲ行う
サーモパーベーパレーション装置に関する。
サーモパーベーパレーション装置に関する。
〈従来技術〉
サーモパーベーパレーション装置は、液体の蒸気は透過
させるが液体自体は透過させない疎水性重合体多孔質膜
の一次側に高温の原液を流通させ、原液から発生し多孔
質膜を透過した蒸気を二次側で冷却し、凝縮液を得る装
置である。
させるが液体自体は透過させない疎水性重合体多孔質膜
の一次側に高温の原液を流通させ、原液から発生し多孔
質膜を透過した蒸気を二次側で冷却し、凝縮液を得る装
置である。
特公昭４９−４５４６１号公報には、疎水性多孔質膜の
一側を高温原料液通路とし、他側に熱電素子からなるヒ
ートポンプを備えそのヒートポンプに密着する一対の低
温側および高温側伝熱壁とをそれぞれ複数個装置本体内
に配列した装置が記載されている。しかしながら、この
装置においては原水の加熱は主にモジュール外部にて熱
交換器と加熱器によりなされており、モジュール内部の
抵抗電熱線による加熱はあくまでもヒートポンプを動作
させるために使用されている。そのためモジュール外部
の加熱器からモジュールへの配管部分にて放熱により熱
のロスが生しるという欠点があった・ また従来、第４図に示すように、多孔質膜３１と、冷却
板３２の間にパツキン３３を介在させて蒸発空間３４を
設はパツキン３３内に形成された通路３５を通って通過
液が透過液導出路３６に集められる構造のものが提案さ
れている。しかし、この構造によれば、多孔質膜３１と
冷却板３２の間の拡散距離が大きく、このことは冷却効
率を低下させる原因になる。
一側を高温原料液通路とし、他側に熱電素子からなるヒ
ートポンプを備えそのヒートポンプに密着する一対の低
温側および高温側伝熱壁とをそれぞれ複数個装置本体内
に配列した装置が記載されている。しかしながら、この
装置においては原水の加熱は主にモジュール外部にて熱
交換器と加熱器によりなされており、モジュール内部の
抵抗電熱線による加熱はあくまでもヒートポンプを動作
させるために使用されている。そのためモジュール外部
の加熱器からモジュールへの配管部分にて放熱により熱
のロスが生しるという欠点があった・ また従来、第４図に示すように、多孔質膜３１と、冷却
板３２の間にパツキン３３を介在させて蒸発空間３４を
設はパツキン３３内に形成された通路３５を通って通過
液が透過液導出路３６に集められる構造のものが提案さ
れている。しかし、この構造によれば、多孔質膜３１と
冷却板３２の間の拡散距離が大きく、このことは冷却効
率を低下させる原因になる。
更に、原液、冷却水、及び透過液の漏洩を防止するため
、モジュール全体の剛体性が要求され、そのため、例え
ば特公昭５（１−３７５３号公報に開示されているよう
に、各段の冷却板を蛇腹形の波形に形成することが知ら
れている。しかし、この装置においても、第５図に示す
ように、波形の冷却板３７の凹部において膜３８を透過
した蒸気の拡散距離βが長くなるため透過蒸気の凝縮効
率が悪く果液量が減る欠点がある。
、モジュール全体の剛体性が要求され、そのため、例え
ば特公昭５（１−３７５３号公報に開示されているよう
に、各段の冷却板を蛇腹形の波形に形成することが知ら
れている。しかし、この装置においても、第５図に示す
ように、波形の冷却板３７の凹部において膜３８を透過
した蒸気の拡散距離βが長くなるため透過蒸気の凝縮効
率が悪く果液量が減る欠点がある。
これに対し、１枚の多孔質膜に透過液の取出口を２か所
以上設けると、取出口が１か所の場合よりも透過効率が
よくなるが、多孔質膜を複数枚使用してモジュール積層
化を行う場合、従来は透過液を装置内部で１か所に集め
る手段がなく、事実上透過液取出口を一枚の多孔質膜に
対して２か所以上設けるのは困難であった。
以上設けると、取出口が１か所の場合よりも透過効率が
よくなるが、多孔質膜を複数枚使用してモジュール積層
化を行う場合、従来は透過液を装置内部で１か所に集め
る手段がなく、事実上透過液取出口を一枚の多孔質膜に
対して２か所以上設けるのは困難であった。
〈発明が解決しようとする問題点〉
特公昭４９−４５４６１号公報に記載された発明によれ
ば、高温原液を外部に設置された熱交換器により加熱し
たのち装置内へ並列に導入されるため、導入時の放熱に
よる熱効率の低下が避けられないという問題があった。
ば、高温原液を外部に設置された熱交換器により加熱し
たのち装置内へ並列に導入されるため、導入時の放熱に
よる熱効率の低下が避けられないという問題があった。
そこで本発明の主たる目的は、保温装置を設けることな
く無駄な放熱が防止されて熱効率のよいサーモパーベー
パレーション装置を提供することである。
く無駄な放熱が防止されて熱効率のよいサーモパーベー
パレーション装置を提供することである。
本発明の他の目的は、前記した従来装置の諸欠点を一挙
に解決し、多孔質膜から冷却板に至る距離がきわめて短
くて凝縮効率が高く、しかも一枚の多孔質膜について複
数個所から透過液取出口を設けて透過液の導出を能率よ
くした改良されたサーモパーベーパレーション装置を提
供することである。
に解決し、多孔質膜から冷却板に至る距離がきわめて短
くて凝縮効率が高く、しかも一枚の多孔質膜について複
数個所から透過液取出口を設けて透過液の導出を能率よ
くした改良されたサーモパーベーパレーション装置を提
供することである。
く問題を解決するための手段〉
本発明のサーモパーベーパレーション装置は、液体の蒸
気は透過させるが液体自体は透過させない疎水性多孔質
膜で仕切られた一例を高温の原液室とし、他側に冷却板
を設けて該冷却板と前記多孔質膜との間隙をａ縮室とし
、且つ前記冷却板の外側を冷却水通路とするようにして
、前記多孔質膜１冷却板、及び密封用のパツキンを重ね
合せて全体を締付けるようにしたサーモパーベーパレー
ション装置において、前記原液室に加熱器を設けたこと
を特徴とする。
気は透過させるが液体自体は透過させない疎水性多孔質
膜で仕切られた一例を高温の原液室とし、他側に冷却板
を設けて該冷却板と前記多孔質膜との間隙をａ縮室とし
、且つ前記冷却板の外側を冷却水通路とするようにして
、前記多孔質膜１冷却板、及び密封用のパツキンを重ね
合せて全体を締付けるようにしたサーモパーベーパレー
ション装置において、前記原液室に加熱器を設けたこと
を特徴とする。
〈実施例〉
第１図に本発明実施例の縦断面図を示し、第２図に第１
図のＡ−Ａ’断面図を示し、第３図に第１図のＢ−Ｂ’
断面図を示す。
図のＡ−Ａ’断面図を示し、第３図に第１図のＢ−Ｂ’
断面図を示す。
原液室１を構成する原液室用パツキン９の両側に多孔質
膜２．２が設けられ、その外側に冷却板３．３が設けら
れ、更にその外側に冷却水通路５を構成する冷却板用パ
ツキン６．６が設けられ、これら左右一対をなす２段構
成の積層構造を１モジユールとし、このモジュールが複
数組積層され、左右両端に端板７．７が設けられてボル
ト等の固着手段により全体が加圧力Ｐで締め付けられて
いる。各原液室１内の中央には電気ヒータ８が設けられ
通電により原液を加熱しうるようになっている。
膜２．２が設けられ、その外側に冷却板３．３が設けら
れ、更にその外側に冷却水通路５を構成する冷却板用パ
ツキン６．６が設けられ、これら左右一対をなす２段構
成の積層構造を１モジユールとし、このモジュールが複
数組積層され、左右両端に端板７．７が設けられてボル
ト等の固着手段により全体が加圧力Ｐで締め付けられて
いる。各原液室１内の中央には電気ヒータ８が設けられ
通電により原液を加熱しうるようになっている。
このように積層された各部材の外周部の所定位置に、い
くつかの貫通孔が穿たれ、原液の導入通路１１．原液の
排出通路１２、冷却水の導入通路１３、冷却水の排出通
路１４、及び、透過液の導出通路１５が形成されている
。そして、原液室用パツキン９には、原液の導入通路１
１と原液室１を連通させる通路１６と、原液の排出通路
１２と原液室１を連通させる通路１７が形成されている
。
くつかの貫通孔が穿たれ、原液の導入通路１１．原液の
排出通路１２、冷却水の導入通路１３、冷却水の排出通
路１４、及び、透過液の導出通路１５が形成されている
。そして、原液室用パツキン９には、原液の導入通路１
１と原液室１を連通させる通路１６と、原液の排出通路
１２と原液室１を連通させる通路１７が形成されている
。
また、冷却板用パツキン６には、冷却水の導入通路１３
と冷却水通路５を連通させる通路１８と、冷却水の排出
通路１４と冷却水通路５を連通させる通路１９が形成さ
れている。さらに、冷却板３゜３の多孔質膜が設けられ
ている面と透過液の導出通路Ｉ５の間に通路２０．２１
が形成されている。
と冷却水通路５を連通させる通路１８と、冷却水の排出
通路１４と冷却水通路５を連通させる通路１９が形成さ
れている。さらに、冷却板３゜３の多孔質膜が設けられ
ている面と透過液の導出通路Ｉ５の間に通路２０．２１
が形成されている。
なお、多孔質膜２は非使用時は冷却板３に当接している
が、使用時に蒸気が透過し、或いはその凝縮液が発生す
ると、図示のように変形して冷却板３との間に間隙を住
して凝縮室４が形成され、この凝縮室４が通路２０を通
して透過液の導出通路１５と連通ずるつ １３１；を液室用パツキン９は、第２図に示すように方
形の額縁状に形成され、その中が原液室１となる。
が、使用時に蒸気が透過し、或いはその凝縮液が発生す
ると、図示のように変形して冷却板３との間に間隙を住
して凝縮室４が形成され、この凝縮室４が通路２０を通
して透過液の導出通路１５と連通ずるつ １３１；を液室用パツキン９は、第２図に示すように方
形の額縁状に形成され、その中が原液室１となる。
そしてパツキン９の上下両辺部に原液の導入及び排出通
路となる貫通孔１１ａ、１２ａ、冷却水の導入及び排出
通路となる貫通孔１３ａ、１４ａ、並びに透過液導出通
路となる貫通孔１５ａが穿たれている。ヒータ８は方形
の原液室１よりもやや小形の方形板をなし、電気抵抗線
（図示せず）が内蔵され、上辺の端子部８１よりリード
線２２が導出されている。冷却板用パツキン６は、第３
図に示すように方形の額縁状に形成され、その中が冷却
水通路５となるが、第２図に示した原液室用パツキン９
と比べると、下辺に二点鎖線で示した部分だけ小さくな
っている。第２図に示した貫通孔と同じ位置に同じ通路
を形成するための貫通孔１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４
ｂ、１５ｂが形成されている。更に、冷却板３に設けら
れた透過液導出用貫通孔２０に対応する位置と透過液導
出通路１５を形成する貫通孔１５ｂの間に溝２１が形成
されている。貫通孔２０は二点鎖線で示した部分に例え
ば３個設けられ、これらは溝２１により貫通孔１５ｂに
連通している。
路となる貫通孔１１ａ、１２ａ、冷却水の導入及び排出
通路となる貫通孔１３ａ、１４ａ、並びに透過液導出通
路となる貫通孔１５ａが穿たれている。ヒータ８は方形
の原液室１よりもやや小形の方形板をなし、電気抵抗線
（図示せず）が内蔵され、上辺の端子部８１よりリード
線２２が導出されている。冷却板用パツキン６は、第３
図に示すように方形の額縁状に形成され、その中が冷却
水通路５となるが、第２図に示した原液室用パツキン９
と比べると、下辺に二点鎖線で示した部分だけ小さくな
っている。第２図に示した貫通孔と同じ位置に同じ通路
を形成するための貫通孔１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４
ｂ、１５ｂが形成されている。更に、冷却板３に設けら
れた透過液導出用貫通孔２０に対応する位置と透過液導
出通路１５を形成する貫通孔１５ｂの間に溝２１が形成
されている。貫通孔２０は二点鎖線で示した部分に例え
ば３個設けられ、これらは溝２１により貫通孔１５ｂに
連通している。
多孔質膜２は高温の原液に対して親和性を有しないこと
、例えば原液が水溶液の場合であれば疎水性であること
が必要であり、更に、原液は透過させないが、その蒸気
は透過させる性質を有することが必要である。従ってか
かる疎水性多孔質膜は、通常０．０５〜５０ｐｍ、好ま
しくは０．１〜１０μｍ程度の微孔を有し、かつ、多孔
度が５０％以上であることが好ましい。また膜厚は特に
制限されないが、通常１〜３００μｍ１好ましくは５〜
１００μｍ程度である。従って、原液が水溶液の場合、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂のようなフッ素系樹脂
からなる多孔質膜が耐熱性と疎水性を共にする点から特
に好ましく用いられる。しかし、例えばポリスルホンや
セルロース樹脂のような親水性樹脂からなる多孔質膜で
も、表面にフッ素系樹脂やシリコーン樹脂等の撥水性の
樹脂を被覆して疎水性の多孔質膜表面を付与するときは
、これら樹脂膜も使用することができる。
、例えば原液が水溶液の場合であれば疎水性であること
が必要であり、更に、原液は透過させないが、その蒸気
は透過させる性質を有することが必要である。従ってか
かる疎水性多孔質膜は、通常０．０５〜５０ｐｍ、好ま
しくは０．１〜１０μｍ程度の微孔を有し、かつ、多孔
度が５０％以上であることが好ましい。また膜厚は特に
制限されないが、通常１〜３００μｍ１好ましくは５〜
１００μｍ程度である。従って、原液が水溶液の場合、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂のようなフッ素系樹脂
からなる多孔質膜が耐熱性と疎水性を共にする点から特
に好ましく用いられる。しかし、例えばポリスルホンや
セルロース樹脂のような親水性樹脂からなる多孔質膜で
も、表面にフッ素系樹脂やシリコーン樹脂等の撥水性の
樹脂を被覆して疎水性の多孔質膜表面を付与するときは
、これら樹脂膜も使用することができる。
本発明の変形実施例として、第４図の従来例に示されて
いるように、多孔質膜と冷却板の間に何らかのスペーサ
部材を設けてもよい。
いるように、多孔質膜と冷却板の間に何らかのスペーサ
部材を設けてもよい。
スペーサ部材は多孔質膜又は冷却板の表面に、又はこれ
らの両者に予め接合されていてもよい。
らの両者に予め接合されていてもよい。
上記スペーサ部材としては、例えば１０〜１００００メ
ツシユの天然又は合成の繊維、例えば、ポリエチレン、
ポリエステル、ポリアミド等の繊維からなる織布、不織
布、炭素繊維布、金属網等が好ましく用いられる。スペ
ーサ部材の厚みは特に制果されるものではないが、余り
に厚いときは、却って電気の凝縮効率を低下させるので
、５Ｈ以下、特に０．２・〜３鶴の範囲が好ましい。
ツシユの天然又は合成の繊維、例えば、ポリエチレン、
ポリエステル、ポリアミド等の繊維からなる織布、不織
布、炭素繊維布、金属網等が好ましく用いられる。スペ
ーサ部材の厚みは特に制果されるものではないが、余り
に厚いときは、却って電気の凝縮効率を低下させるので
、５Ｈ以下、特に０．２・〜３鶴の範囲が好ましい。
く効果〉
本発明によれば、原液室内に加熱器を内蔵しているので
、装置外部の加熱装置又は熱交換器が不要となって全体
が小型化された。また、加熱部分と配管からの放熱がな
いので熱損失が小さく、単位加熱量当りの透過液量が増
大した。
、装置外部の加熱装置又は熱交換器が不要となって全体
が小型化された。また、加熱部分と配管からの放熱がな
いので熱損失が小さく、単位加熱量当りの透過液量が増
大した。
また、本発明の実施例によれば、冷却板の透過液の取出
孔を設けると共に冷却板用パツキンに透過液通路となる
溝を形成し、冷却板と多孔質膜の間のパツキンをなくす
る構造としたので、透過蒸気の凝縮効率が向上し、しか
も、モジュールを強く締付けても透過液の通路が損われ
ることがなく、更に、１枚の多孔質膜に透過液の取出通
路を２か所以上設けることができるので、モジュールの
積層構造が簡単化され、しかも透過液の取出能率が向上
する効果がある。
孔を設けると共に冷却板用パツキンに透過液通路となる
溝を形成し、冷却板と多孔質膜の間のパツキンをなくす
る構造としたので、透過蒸気の凝縮効率が向上し、しか
も、モジュールを強く締付けても透過液の通路が損われ
ることがなく、更に、１枚の多孔質膜に透過液の取出通
路を２か所以上設けることができるので、モジュールの
積層構造が簡単化され、しかも透過液の取出能率が向上
する効果がある。
第１図は本発明の実施例を示す縦断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ’断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ’断面図
である。第４図と第５図は従来例の説明図である。 １・・・原液室 ２・・・多孔質膜 ３・・・冷却板 ４・・・凝縮室 ５・・・冷却水通路 ６・・・ン名却坂用バ、キン ８・・・電気ヒータ ９・・・原液室用パツキン １１・・・原液の導入通路 １２・・・原液の排出通路 １３・・・冷却水の導入通路 １４・・・冷却水の排出通路 １５・・・通過液の導出通路 特許出願人 日東電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 西１） 新 第３図 １５ｂ 第５図
図のＡ−Ａ’断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ’断面図
である。第４図と第５図は従来例の説明図である。 １・・・原液室 ２・・・多孔質膜 ３・・・冷却板 ４・・・凝縮室 ５・・・冷却水通路 ６・・・ン名却坂用バ、キン ８・・・電気ヒータ ９・・・原液室用パツキン １１・・・原液の導入通路 １２・・・原液の排出通路 １３・・・冷却水の導入通路 １４・・・冷却水の排出通路 １５・・・通過液の導出通路 特許出願人 日東電気工業株式会社 代 理 人 弁理士 西１） 新 第３図 １５ｂ 第５図
Claims (2)
- （１）液体の蒸気は透過させるが液体自体は透過させな
い疎水性多孔質膜で仕切られた一側を高温の原液室とし
、他側に冷却板を設けて該冷却板と前記多孔質膜との間
隙を凝縮室とし、且つ前記冷却板の外側を冷却水通路と
するようにして、前記多孔質膜、冷却板、及び密封用の
パッキンを重ね合せて全体を締付けるようにしたサーモ
パーベーパレーション装置において、前記原液室に加熱
器を設けたことを特徴とするサーモパーベーパレーショ
ン装置。 - （２）前記加熱器が、上記多孔質膜の透過部分と対向す
る平板形の電気ヒータであることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のサーモパーベーパレーション装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20602085A JPS6265706A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20602085A JPS6265706A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265706A true JPS6265706A (ja) | 1987-03-25 |
Family
ID=16516567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20602085A Pending JPS6265706A (ja) | 1985-09-17 | 1985-09-17 | サ−モパ−ベ−パレ−シヨン装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6265706A (ja) |
-
1985
- 1985-09-17 JP JP20602085A patent/JPS6265706A/ja active Pending
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