JPWO2010087042A1 - Pressure reducing device, distillation device and power generation device - Google Patents
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Abstract
蒸留装置は、減圧容器20、温水給水槽12、温水給水管16、温水排水管18、温水排水槽14、冷水給水槽13、冷水給水管17、冷水排水管19、冷水排水槽15、及び流量制限器21、22、23を備える。サイホンの原理によって、温水給水槽12から温水給水管16、減圧容器20、温水排水管18、及び温水排水槽14へと温水が流れ、冷水給水槽13から冷水給水管17、減圧容器20、冷水排水管19、及び冷水排水槽15へと冷水が流れ、減圧容器20内は減圧された状態になる。蒸発部20aで生成した水蒸気は凝縮部20bで凝縮して淡水になる。冷水排水管19は減圧容器20内の気体も排気する。温水排水管18及び冷水排水管19によって、温水及び冷水の自重を利用して減圧容器20内を減圧するものであるので、ランニングコストが安く、かつ、構造が簡単な蒸留装置を提供することができる。The distillation apparatus includes a decompression vessel 20, a hot water supply tank 12, a hot water supply pipe 16, a hot water drain pipe 18, a hot water drain tank 14, a cold water supply tank 13, a cold water supply pipe 17, a cold water drain pipe 19, a cold water drain tank 15, and a flow rate. Limiters 21, 22, 23 are provided. According to the principle of siphon, hot water flows from the hot water supply tank 12 to the hot water supply pipe 16, the decompression container 20, the hot water drain pipe 18, and the hot water drain tank 14, and from the cold water supply tank 13, the cold water supply pipe 17, the decompression container 20, Cold water flows into the drain pipe 19 and the cold water drain tank 15, and the inside of the decompression vessel 20 is in a decompressed state. The water vapor generated in the evaporator 20a is condensed in the condenser 20b to become fresh water. The cold water drain pipe 19 also exhausts the gas in the decompression vessel 20. Since the hot water drain pipe 18 and the cold water drain pipe 19 are used to decompress the inside of the decompression vessel 20 using the own weight of hot water and cold water, it is possible to provide a distillation apparatus with a low running cost and a simple structure. it can.
Description
本発明は、減圧装置、蒸留装置及び発電装置に関し、特に、液体の自重を利用し、連続的に減圧環境を作る減圧装置、並びにその原理を利用する蒸留装置、及び、発電装置に関する。 The present invention relates to a decompression device, a distillation device, and a power generation device, and more particularly, to a decompression device that continuously creates a decompressed environment using the weight of a liquid, a distillation device that uses the principle thereof, and a power generation device.
従来、減圧環境とすることによって低温度で液体を蒸発させる減圧蒸留装置は知られている(例えば、特許文献1〜5参照。)。
Conventionally, a vacuum distillation apparatus that evaporates a liquid at a low temperature by using a vacuum environment is known (see, for example,
また、水の重力を利用する常温蒸発によって溶液を濃縮又は物品を乾燥させる常温蒸発装置が知られている(例えば、特許文献6参照。)。 Further, a room temperature evaporation apparatus is known that concentrates a solution by drying at room temperature using the gravity of water or dries an article (see, for example, Patent Document 6).
しかし、上記の従来の減圧蒸留装置は、送気ポンプで減圧するものであったり(特許文献1〜4参照。)、ヒータによって発生させた蒸気を容器に満たし、冷却して減圧するものである(特許文献5参照。)。したがって、これらの減圧蒸留装置は高価なエネルギー源を必要とし、ランニングコストが高い。
However, the above-described conventional vacuum distillation apparatus is one that decompresses with an air feed pump (see
また、上記の水の重力を利用する常温蒸発装置は、水を容器に満たし、その水の重力を利用してその水を抜いて減圧するものである。したがって、この常温蒸発装置は、容器に水を満たす工程と、その水を抜く工程を繰り返す必要があり、連続的に減圧環境を作ることはできないし、これを蒸留装置などに応用しても、連続的に運転することができない。 Moreover, the normal temperature evaporation apparatus using the gravity of water described above fills a container with water, draws the water using the gravity of the water, and decompresses the water. Therefore, this room temperature evaporation device needs to repeat the process of filling the container with water and the process of draining the water, and cannot continuously create a reduced pressure environment, even if this is applied to a distillation apparatus, Cannot drive continuously.
そこで、連続的な減圧環境を作るためにサイホンの原理を使うことが考えられる。しかし、通常の液体には気体が溶けていて、減圧環境下では液体が蒸発すると共に、溶けている気体が液体から抜けて容器の中に溜まる。そして、水蒸気は凝縮して液化できるが、気体は容器の中に溜まって増えてしまう。したがって、送気ポンプを使わないで、この気体を減圧環境にある容器から排出するためには、減圧運転を中止し、容器に穴を開けて気体を抜く必要があるから、連続的に減圧することは困難と考えられる。 Therefore, it is conceivable to use the siphon principle to create a continuous decompression environment. However, gas is dissolved in a normal liquid, and the liquid evaporates under a reduced pressure environment, and the dissolved gas escapes from the liquid and accumulates in the container. Water vapor can be condensed and liquefied, but gas accumulates in the container and increases. Therefore, in order to discharge this gas from a container in a decompression environment without using an air supply pump, it is necessary to stop the decompression operation, open a hole in the container, and remove the gas. This is considered difficult.
本発明は、上記問題点に鑑み、ランニングコストが安く、かつ、構造が簡単で連続的に運転できる減圧装置、蒸留装置、及び、発電装置を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a decompression device, a distillation device, and a power generation device that are low in running cost, simple in structure, and can be continuously operated.
本発明の減圧装置は、液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管によって前記液体が供給され密閉されている容器と、前記液体及び前記容器中の気体を前記液体の自重を利用することによって前記容器から排出し、前記容器内を減圧する液体排出管とを備えることを特徴とする。 The decompression device of the present invention utilizes a liquid supply pipe for supplying a liquid, a container supplied with the liquid by the liquid supply pipe and sealed, and the weight of the liquid and the gas in the container by the weight of the liquid. And a liquid discharge pipe for discharging from the container and depressurizing the inside of the container.
また、前記液体排出管は、前記容器内の気体を前記液体の表面張力によって封じ込めて排気することができる内径であることで、ゆっくりした運転であっても液体の排出と共に排気することができる。 The liquid discharge pipe has an inner diameter that allows the gas in the container to be contained and exhausted by the surface tension of the liquid, so that the liquid can be exhausted together with the liquid discharge even in a slow operation.
また、前記液体排出管の途中に送液ポンプが設けられていることで、性能の向上や動作条件の緩和ができる。 Further, since a liquid feed pump is provided in the middle of the liquid discharge pipe, performance can be improved and operating conditions can be relaxed.
また、減圧された前記容器内で蒸発した蒸気を冷却して凝縮する凝縮手段を更に備えることで、蒸気を液体として容器から排出するので、効率よく排気することができる。 Moreover, since the vapor | steam is discharged | emitted from a container as a liquid by further providing the condensing means which cools and condenses the vapor | steam evaporated in the said pressure-reduced container, it can exhaust efficiently.
本発明の蒸留装置は、蒸留する対象である原液を供給する原液供給管と、前記原液供給管によって原液が供給され密閉されている容器と、前記原液の自重を利用することによって前記容器から前記原液及び前記容器中の気体を排出し、前記容器内を減圧する原液排出管と、前記容器内が減圧され、前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、前記凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記容器から排出する蒸留液排出管とを備えることを特徴とする。 The distillation apparatus of the present invention includes a stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled, a container in which the stock solution is supplied and sealed by the stock solution supply pipe, and a self-weight of the stock solution from the container. A stock solution discharge pipe for discharging the stock solution and the gas in the container and decompressing the inside of the container, a condensing means for condensing vapor evaporated from the stock solution, and a distillation condensed by the condensing means And a distillate discharge pipe for discharging the liquid from the container.
また、前記原液排出管は、前記容器内の気体を前記原液の表面張力によって封じ込めて排気することができる内径であることで、容器を密閉のまま原液の排出と共に排気することができるので、蒸留の連続運転ができる。 Further, since the stock solution discharge pipe has an inner diameter that allows the gas in the container to be contained and exhausted by the surface tension of the stock solution, the container can be exhausted together with the discharge of the stock solution while being sealed. Can be operated continuously.
また、前記原液排出管から排出される前記原液を前記原液供給管に供給する第1送液ポンプを更に備えることで、温度が高く脱気されている原液を再利用するので、蒸留の効率を向上することができる。 Further, by further providing a first liquid feed pump that supplies the stock solution discharged from the stock solution discharge pipe to the stock solution supply pipe, the stock solution that has been degassed at a high temperature is reused, so that the efficiency of distillation can be improved. Can be improved.
また、前記原液排出管の途中に第2送液ポンプが設けられていることで、性能の向上や動作条件の緩和ができる。 Further, since the second liquid feed pump is provided in the middle of the stock solution discharge pipe, performance can be improved and operating conditions can be relaxed.
また、前記凝縮手段は、前記蒸留液と同じ液体であって前記蒸気を凝縮させるのに十分に冷たい液体を前記容器に供給する蒸留液供給管によるものであることで、自然のエネルギーを利用して効率のよい蒸留ができる。 Further, the condensing means is a distillate supply pipe that supplies a liquid that is the same liquid as the distillate and is sufficiently cold to condense the vapor to the container, thereby utilizing natural energy. Efficient distillation.
また、前記凝縮手段は、前記蒸気を凝縮させるのに十分に冷たい前記原液を循環させる管によるものであって、該原液は凝縮に使われた後、前記原液供給管に供給されることで、エネルギー効率を向上することができる。 In addition, the condensing means is a tube that circulates the stock solution that is sufficiently cold to condense the vapor, and the stock solution is used for condensation and then supplied to the stock solution supply tube. Energy efficiency can be improved.
また、本発明の蒸留及び発電装置は、蒸留する対象である原液を供給する原液供給管と、前記原液供給管によって原液が供給され密閉されている容器と、前記原液の自重を利用することによって前記容器から前記原液を排出し、前記容器内を減圧する原液排出管と、前記容器内が減圧され、前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、前記凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記容器から排出する蒸留液排出管と、前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機とを備えることを特徴とする。 Further, the distillation and power generation apparatus of the present invention utilizes a stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled, a container in which the stock solution is supplied and sealed by the stock solution supply pipe, and a dead weight of the stock solution. A stock solution discharge pipe for discharging the stock solution from the container and depressurizing the inside of the container, a condensing unit for condensing vapor evaporated from the stock solution, and a distillate condensed by the condensing unit. It is characterized by comprising a distillate discharge pipe for discharging from the container and a generator for generating electric power using the flow of steam until the evaporated steam is condensed.
また、本発明の蒸留及び発電装置は、蒸留する対象である原液を供給する第1原液供給管と、前記第1原液供給管によって前記原液が供給され密閉されている第1容器と、前記第1容器から前記原液を排出し、前記第1容器内を減圧する第2原液供給管と、前記第1容器内が減圧され、前記第1容器内で前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する第1凝縮手段と、前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機と、前記第2原液供給管によって前記原液が供給され密閉されている第2容器と、前記原液の自重を利用することによって前記第2容器から前記原液を排出し、前記第2容器内を減圧する原液排出管と、前記第2容器内が減圧され、前記第2容器内で前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する第2凝縮手段と、前記第2凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記第2容器から排出する蒸留液排出管とを備えることを特徴とする。 The distillation and power generation apparatus of the present invention includes a first stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled, a first container in which the stock solution is supplied and sealed by the first stock solution supply pipe, and the first container. A first stock solution for discharging the stock solution from one container and depressurizing the inside of the first container; and a first product for decompressing the inside of the first container and condensing vapor evaporated from the stock solution in the first container. Condensing means, a generator that generates electric power by using a flow of steam until the evaporated vapor is condensed, a second container in which the stock solution is supplied and sealed by the second stock solution supply pipe, The stock solution is discharged from the second container by utilizing the dead weight of the stock solution, the stock solution discharge pipe for decompressing the inside of the second container, the inside of the second container is decompressed, and from the stock solution in the second container A second condensing means for condensing the evaporated vapor; Characterized in that it comprises a distillate discharge pipe for discharging the distillate condensed by the serial second condensing means from the second vessel.
また、本発明の発電装置は、蒸発する液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管によって前記液体が供給され密閉されている容器と、前記液体の自重を利用することによって前記容器から前記液体を排出し、前記容器内を減圧する液体排出管と、前記容器内が減圧され、前記液体から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機とを備えることを特徴とする。 Further, the power generation device of the present invention includes a liquid supply pipe that supplies a liquid to be evaporated, a container that is supplied with the liquid by the liquid supply pipe and is sealed, and uses the weight of the liquid to remove the liquid from the container. A liquid discharge pipe that discharges the liquid and depressurizes the inside of the container; a condensing unit that depressurizes the inside of the container and condenses the vapor evaporated from the liquid; and a flow of the steam until the evaporated steam is condensed And a generator for generating electricity using the power.
本発明によれば、液体の自重を利用して減圧及び排気するものであるので、ランニングコストが安く、かつ、構造が簡単で連続的に運転できる減圧装置、蒸留装置、及び、発電装置を提供することができる。 According to the present invention, a decompression device, a distillation device, and a power generation device are provided that are low in running cost, simple in structure, and capable of continuous operation because they are depressurized and exhausted using their own weight. can do.
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の減圧装置の原理を説明する図(その1)である。密閉の容器1の下側から孔を介して排水管2が伸びている。その中に水3が入っている。このとき、
P=P0−ρghD
ここで、P:容器内部の圧力
P0:大気圧(1013hPa程度)
ρ:水の密度(1000kg/m3程度)
g:重力加速度(9.8m/s2程度)
hD:水の高さ(垂直方向に測った水柱の長さ)
である。これは、大気圧により容器内部は1気圧になろうとするが、水の自重が大気圧を打ち消し、容器内部は減圧されることを示している。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram (part 1) for explaining the principle of the decompression device of the present invention. A
P = P0−ρghD
Here, P: pressure inside the container P0: atmospheric pressure (about 1013 hPa)
ρ: density of water (about 1000 kg / m 3 )
g: Gravitational acceleration (about 9.8 m / s 2 )
hD: Water height (length of water column measured in the vertical direction)
It is. This indicates that the atmospheric pressure tends to be 1 atm inside the container, but the weight of water cancels the atmospheric pressure and the inside of the container is depressurized.
図2は、本発明の減圧装置の原理を説明する図(その2)である。図1に示す状態で、容器1内部の水量が減少するとすると、水を供給する必要がある。そこで、水源4から給水管5を介して容器1に水3を供給する。その際に、無制限に水3を流入させると、容器1内が大気圧の水3で満たされてしまう。このため、給水管5に流量制限器6を設けて水3の流量を制限する。これによって、上述の減圧状態を作ることができる。
FIG. 2 is a diagram (part 2) for explaining the principle of the decompression device of the present invention. In the state shown in FIG. 1, if the amount of water inside the
図3は、本発明の減圧装置の原理を説明する図(その3)である。図2に示す流量制限器として、水の自重を利用して大気圧と容器1内の圧力差を補う原理を使うことができる。図3はその具体例を示すものであり、水源4を容器1よりも下側の位置におき、
hs<hD
ここで、hs:容器1内の水面と水源4の水面との高度差
とすれば、水源4から水が吸い上げられる(サイホンの原理)。ただし、給水管5内部は、上に行くほど圧力が下がり、給水管5内の圧力が0Pa(真空)になると水を吸い上げることができなくなるので、hsには上限がある(常温では約10m以下)。そのほかの流量制限方法として、給水管5にバルブを設けて流量を制限する方法、給水管5内にスポンジのような多孔質物体を設けて流量を制限する方法、及び、給水管5の内径を細くして流量を制限する方法などを用いることができる。流量制限するために、これらの方法を単体又は組み合わせで用いることができる。FIG. 3 is a diagram (part 3) for explaining the principle of the decompression device of the present invention. As the flow restrictor shown in FIG. 2, the principle of compensating for the difference between the atmospheric pressure and the pressure in the
hs <hD
Here, hs: If the height difference between the water surface in the
図4は、本発明の実施例1の減圧装置の構成を示す図である。本実施例の減圧装置は、容器1、排水管2、水源4、及び給水管5を備える。上述のように容器1の内部はサイホンの原理によって減圧されるが、図4(a)に示すように、この減圧のために蒸発した水蒸気、及び水に溶けた気体や給水管5から吸い込んだ気体(空気など)などが容器1の内部に溜まると、容器1内の圧力が上昇する。この結果、排水管2の水は下方へ押しやられ、排水管2内に気体が入る。ここで、図4(b)に示すように、給水管5から水を供給すると、排水管2に流入する水が気体7を閉じこめて下方に運搬し、気体7を大気中に排気することができる。このようにして、容器1内に溜まる空気などの気体は、排水管2から排気することができる。このため、容器1の内部を連続的に減圧状態に保つことができ、この減圧装置は減圧状態を必要とする広範な用途に用いることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the decompression device according to the first embodiment of the present invention. The decompression device of this embodiment includes a
図5は、本発明の実施例1の減圧装置における排気の原理を説明する図である。上述の仕組みで気体が排気されるためには、図5(a)に示すように、排水管2の内部を隙間なく水がふたをしてピストンの様な働きをする必要がある。このような効果は、水の表面張力に起因した力で水が丸くなろうとする性質により生じ、実験によれば、排水管2の内径が7mm以下であれば安定に排気することができた。図5(b)に示すように、排水管2の内径が7mmを越える場合には、水がピストンの役割をせず、排水管2をふさがずに流れる場合があった。しかし、このような場合でも、水が勢いよく流れていると、気体が水に引きずられて排気される。なお、容器1の内部を冷却することによって、減圧環境下で蒸発した水蒸気を凝縮すると、水蒸気を除く気体だけを水に封じ込めて排気するだけですむので、効率よく排気することができる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of exhaust in the pressure reducing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In order for the gas to be exhausted by the above-described mechanism, as shown in FIG. 5 (a), it is necessary to cover the inside of the
図6は、本発明の実施例2の蒸留装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、容器1、水源4、給水管5、流量制限器6、ヒータ10、海水排水管8、凝縮器11、及び蒸留水排水管9を備える。本実施例では海水から水を蒸留する例を示す。容器1の中で海水を蒸発させて、発生する水蒸気を凝縮して、蒸留水を得る。まず、水源4、給水管5、容器1、及び海水排水管8は、上述のサイホンの原理によって、水源4内の海水を容器1に供給して、海水排水管8から排水する。流量制限器6はバルブであり、容器1内が海水で満たされることを防いでいる。海水排水管8の上端14はヒータ10を水没させるために容器1の底よりも高くしてある。このとき、容器1の中は減圧状態となり、100℃よりも低温(例えば常温)で、ヒータ10によって加熱された海水から水分が沸騰蒸発する。発生する水蒸気は凝縮器11によって凝縮され、液化された蒸留水は蒸留水排水管9から外部に供給される。この蒸留水排水管9によっても容器1の中は減圧される。凝縮器11は、この例では冷えた海水を循環させる銅パイプである。この凝縮器11において、冷えた海水が温められるので、この温められた海水を水源4に供給することによって、エネルギーの節約になる。そして、容器1内に溜まる気体は、海水排水管8及び/又は蒸留水排水管9から、上述の液体の表面張力によって封じ込められ、又は液体に引きずられて、排気される。特に、蒸留水排水管9から排気する場合には、凝縮され損なった水蒸気が排気の過程でも凝縮されて蒸留水となるので、より多くの蒸留水を得ることができる。本実施例の蒸留装置は、蒸留の対象である海水の自重によって減圧状態を作るので、簡単な構造により、100℃よりも低い温度で、少ないエネルギーによって連続的な蒸留が可能である。
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the distillation apparatus of Example 2 of the present invention. The distillation apparatus of the present embodiment includes a
図7は、本発明の実施例3の蒸留装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、減圧容器20、温水給水槽12、温水給水管16、温水排水管18、温水排水槽14、冷水給水槽13、冷水給水管17、冷水排水管19、冷水排水槽15、及び流量制限器21、22、23を備える。温水給水槽12は温水排水槽14よりも高い位置に設置し、冷水給水槽13は冷水排水槽15よりも高い位置に設置する。減圧容器20は仕切り板24によって蒸発部20aと凝縮部20bに仕切られ、相互に液体は行き来できないが、水蒸気及び気体は行き来できる。蒸発部20aで生成した水蒸気は凝縮部20bで凝縮して淡水になる。本実施例では、凝縮部20bに冷たい淡水などの冷水が供給され、蒸気の凝縮と減圧容器20の排気を行う。凝縮部20bで排気ができるように、冷水の液面は冷水排水口とほぼ同じ高さになっている。排気の調節は、冷水給水管17の流量制限器23で行う。蒸発部20aには水蒸気が多く存在し、排気を行わないほうがよいので、温水の液面は、温水排水口よりも高くしている。液面の高さを調節するため、温水給水管16と温水排水管18の両方に流量制限器21、22がある。蒸発部20aにおける加熱方式には、減圧容器20外部で加熱した液体を温水給水管16を経由して供給する方式(温水供給方式)と、蒸発部20aの液体を直接加熱する方式(減圧容器内加熱方式)がある。温水の一部は蒸発するため、温水給水管16で供給する温水より温水排水管18で排水する温水の方が少ない。水蒸気が凝縮した分だけ冷水は増えるので、冷水給水管17から供給される冷水より冷水排水管19から排水される冷水の方が多い。
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the distillation apparatus of Example 3 of the present invention. The distillation apparatus of the present embodiment includes a
図8は、本発明の実施例4の蒸留装置の一部の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、一度蒸留に使用した液体を再度蒸留に利用する構造である。一度蒸留に使用した液体は温度が高く脱気されているので、再度蒸留する場合に有利である。このため、送水ポンプ27は、温水排水槽14内の液体を温水給水槽12に供給する。また、本発明の蒸留装置は、機械式の送水ポンプや真空ポンプなしでも動作するが、機械式のポンプを導入することで性能の向上や動作条件の緩和ができる。温水給水管16の送水ポンプ25は、温水給水槽12と減圧容器20の高低差が10m以上有る場合の送水のためにある。温水排水管18の送水ポンプ26は、減圧容器20と温水排水槽14間の高低差を大きくできない場合の減圧を補助する。
FIG. 8 is a diagram illustrating a partial configuration of the distillation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The distillation apparatus of the present embodiment has a structure in which a liquid once used for distillation is used again for distillation. Since the liquid once used for distillation has a high temperature and is degassed, it is advantageous in the case of distillation again. For this reason, the
図9は、本発明の実施例5の蒸留装置の一部の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、減圧容器内の気体量が一時的に増えた場合などでも安定した動作を確保する構造である。外部から気体の一時的な流入などで、減圧容器20内の気体量が一時的に増えると、通常よりも多く排気することになり、冷水排水管19内に多くの気泡が生じる。本蒸留装置は、冷水排水管19内の液体の自重を用いて減圧しているので、このような場合には減圧能力が下がり、動作が不安定になる。このことを防ぐため、図9に示すように冷水排水管19、19aの途中に補助減圧槽20dをおき、冷水排水管19から気体が逆流しないようにする。また、一時的な排気量の増加で減圧能力が低下しないようにする。
FIG. 9 is a diagram illustrating a partial configuration of the distillation apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. The distillation apparatus of the present embodiment has a structure that ensures stable operation even when the amount of gas in the decompression vessel temporarily increases. When the amount of gas in the
図10は、本発明の実施例6の蒸留装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、専用の凝縮器11を用いるものである。実施例2について説明したように凝縮器11に冷えた海水を供給し、水蒸気によって温められた海水を温水給水槽12に供給することによって、エネルギー効率が向上する。また、本実施例は、実施例2とは冷水給水槽13及び冷水給水管17を設けている点が異なる。凝縮部20bに冷水を供給することによって凝縮部20bを冷却する凝縮器11を補助することができる。
FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the distillation apparatus of Example 6 of the present invention. The distillation apparatus of the present embodiment uses a
図11は、本発明の実施例7の蒸留装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留装置は、減圧容器20を3部屋にし、蒸発部20aに吹きこぼれ防止具32を設け、凝縮部20bに放熱器31を設け、1つの冷水排水管19に代えて複数の冷水排水管19aを設けたものである。減圧容器20を3部屋以上の多部屋にすることによって、大規模な蒸留装置にしても、蒸発部と凝縮部とを近接して設置することができるので、エネルギー効率を向上することができる。蒸発部20aの温水給水管16の出口に吹きこぼれを防止する吹きこぼれ防止具32を設けることによって、高圧の温水が温水給水管16から減圧容器20内に吹き出して凝縮部20b、20c内の蒸留水と混ざるのを防止する。吹きこぼれ防止具32として、スポンジ又は素焼きの板などを用いることができる。凝縮部20bに放熱器31を設けることによって、凝縮効率を向上することができる。この放熱器31は一般的な放熱器の構造を有するが、言うまでもなく、ここでは熱を発散するのではなく、水蒸気から熱を奪う機能を有する。放熱器31として、銅板などの金属の板などを用いることができる。1つの冷水排水管19に代えて複数の冷水排水管19aを設けることによって、冷水排水管19aの内径を6mm程度として冷水排水管19aによって排気する構造を採用しても多くの冷水を排水することができる。冷水排水管19aとして、ハニカム状の管を用いることができる。
FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the distillation apparatus of Example 7 of the present invention. In the distillation apparatus of the present embodiment, the
図12は、本発明の実施例8の蒸留及び発電装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留及び発電装置は、実施例3において、減圧容器20内の蒸発部20aで水蒸気が発生し、凝縮部20bでその水蒸気が液化するため、蒸発部20aから凝縮部20bに水蒸気が流れることを利用して、それらの間にタービン発電機34を設けることによって、蒸留すると共に発電する装置である。タービン発電機34はピストン発電機などでもよい。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the distillation and power generation apparatus of Example 8 of the present invention. In the distillation and power generation apparatus of this example, in Example 3, water vapor is generated in the
図13は、本発明の実施例9の発電装置の構成を示す図である。本実施例の発電装置は、減圧容器20、温水給水槽12、温水給水管16、冷水給水槽13、冷水給水管17、冷水排水管19、冷水排水槽15、流量制限器21、23、蒸気噴射口35及びタービン発電機34を備える。温水給水管16から減圧容器20の上側に設けられた蒸気噴射口35を介して減圧容器20内に温水を噴射させ水分を蒸発させる。その水蒸気をタービン発電機34で受けて発電する。その後、水蒸気は減圧容器20内で冷やされて凝縮し、冷水と共に、冷水排水管19から冷水排水槽15に排出される。本実施例では蒸発されなかった温水が冷水と混ざるので、蒸留の機能はなく、発電専用となる。タービン発電機34はピストン発電機などでもよい。また、実施例2及び実施例6で説明した専用の凝縮器を用いれば、凝縮熱を温水の加熱に利用することができ、エネルギーの節約になる。
FIG. 13 is a diagram illustrating the configuration of the power generation device according to the ninth embodiment of the present invention. The power generator of the present embodiment includes a
図14は、本発明の実施例10の蒸留及び発電装置の構成を示す図である。本実施例の蒸留及び発電装置は、実施例3の蒸留装置と実施例9の発電装置との組合せである。すなわち、減圧容器20e及び温水給水管16aを設けて、実施例9の発電装置の排水を実施例3の温水とする発電及び蒸留装置である。実施例9において冷水排水管19から排水される冷水は、冷水給水管17から給水される冷水よりも温かいので、これを温水として実施例3の蒸留装置に利用することができる。
FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the distillation and power generation apparatus of Example 10 of the present invention. The distillation and power generation apparatus of this example is a combination of the distillation apparatus of Example 3 and the power generation apparatus of Example 9. That is, the power generation and distillation apparatus is provided with the
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to the said Example.
(1)減圧、蒸留又は発電に用いる液体を脱気してもよい。これにより、排気の必要性が少なくなくなり、減圧の効率が向上する。 (1) You may deaerate the liquid used for pressure reduction, distillation, or electric power generation. This eliminates the need for exhaust and improves the pressure reduction efficiency.
(2)機械式ポンプを排水に利用すると、水位差を小さくできる。 (2) When a mechanical pump is used for drainage, the water level difference can be reduced.
(3)管は、ステンレスなど金属管、ビニールホース又はガラス管でもよい。まっすぐでもよいし、曲がっていてもよい。 (3) The tube may be a metal tube such as stainless steel, a vinyl hose, or a glass tube. It may be straight or bent.
(4)蒸留する液体は、海水、汚染水又は化学液など、一般に蒸留する対象となる液体であればいずれでもよい。 (4) The liquid to be distilled may be any liquid as long as it is a target to be distilled, such as seawater, contaminated water, or a chemical solution.
(5)本発明の発電装置によれば、温水をエネルギー源として発電することができるので、温水を貯蔵することによって、充電の代わりにすることができる。 (5) According to the power generation device of the present invention, it is possible to generate electric power using hot water as an energy source. Therefore, storing hot water can be used instead of charging.
(6)本明細書における蒸留装置は、一般的な意味での蒸留の機能を有するので、海水の例で言えば、海水淡水化の機能、海水濃縮の機能、及び海水からの淡水と濃塩海水との分離の機能を有する。さらに、一般的な蒸留の機能として、沸点が異なる液体の分離も可能である。 (6) Since the distillation apparatus in the present specification has a distillation function in a general sense, in the case of seawater, the function of seawater desalination, the function of seawater concentration, and the freshwater and concentrated salt from seawater. Has the function of separation from seawater. Furthermore, as a general distillation function, it is possible to separate liquids having different boiling points.
明細書、特許請求の範囲及び図面を含む2009年 1月28日に出願の日本特許出願2009−037135の開示は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。
本明細書で引用したすべての刊行物、特許及び特許出願は、そのまま参考として、ここにとり入れるものとする。The disclosure of Japanese Patent Application No. 2009-037135 filed on Jan. 28, 2009, including the description, claims and drawings, is incorporated herein by reference as it is.
All publications, patents and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.
1 容器
2 排水管
3 水
4 水源
5 給水管
6、21、22、23 流量制限器
7 気体
8 海水排水管
9 蒸留水排水管
10 ヒータ
11 凝縮器
12 温水給水槽
13 冷水給水槽
14 温水排水槽
15 冷水排水槽
16、16a 温水給水管
17 冷水給水管
18 温水排水管
19、19a 冷水排水管
20、20e 減圧容器
20a 蒸発部
20b 凝縮部
20d 補助減圧槽
24 仕切り板
25、26、27 送水ポンプ
31 放熱器
32 吹きこぼれ防止具
34 タービン発電機
35 蒸気噴射口
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記液体供給管によって前記液体が供給され密閉されている容器と、
前記液体及び前記容器中の気体を前記液体の自重を利用することによって前記容器から排出し、前記容器内を減圧する液体排出管と
を備えることを特徴とする減圧装置。A liquid supply pipe for supplying liquid;
A container in which the liquid is supplied and sealed by the liquid supply pipe;
A pressure reducing device comprising: a liquid discharge pipe for discharging the liquid and the gas in the container from the container by utilizing the weight of the liquid and depressurizing the inside of the container.
前記原液供給管によって原液が供給され密閉されている容器と、
前記原液の自重を利用することによって前記容器から前記原液及び前記容器中の気体を排出し、前記容器内を減圧する原液排出管と、
前記容器内が減圧され、前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、
前記凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記容器から排出する蒸留液排出管と
を備えることを特徴とする蒸留装置。A stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled;
A container in which the stock solution is supplied and sealed by the stock solution supply pipe;
A stock solution discharge pipe for discharging the stock solution and the gas in the container from the container by utilizing the dead weight of the stock solution, and depressurizing the inside of the container;
A condensing means for depressurizing the inside of the container and condensing the vapor evaporated from the stock solution;
A distillation apparatus comprising: a distillate discharge pipe for discharging the distillate condensed by the condensing means from the container.
前記原液供給管によって原液が供給され密閉されている容器と、
前記原液の自重を利用することによって前記容器から前記原液を排出し、前記容器内を減圧する原液排出管と、
前記容器内が減圧され、前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、
前記凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記容器から排出する蒸留液排出管と、
前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機と
を備えることを特徴とする蒸留及び発電装置。A stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled;
A container in which the stock solution is supplied and sealed by the stock solution supply pipe;
A stock solution discharge pipe for discharging the stock solution from the container by utilizing its own weight and depressurizing the inside of the container;
A condensing means for depressurizing the inside of the container and condensing the vapor evaporated from the stock solution;
A distillate discharge pipe for discharging the distillate condensed by the condensing means from the container;
A distillation and power generation apparatus comprising: a generator that generates electric power by using a flow of steam until the evaporated steam is condensed.
前記第1原液供給管によって前記原液が供給され密閉されている第1容器と、
前記第1容器から前記原液を排出し、前記第1容器内を減圧する第2原液供給管と、
前記第1容器内が減圧され、前記第1容器内で前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する第1凝縮手段と、
前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機と、
前記第2原液供給管によって前記原液が供給され密閉されている第2容器と、
前記原液の自重を利用することによって前記第2容器から前記原液を排出し、前記第2容器内を減圧する原液排出管と、
前記第2容器内が減圧され、前記第2容器内で前記原液から蒸発した蒸気を凝縮する第2凝縮手段と、
前記第2凝縮手段によって凝縮された蒸留液を前記第2容器から排出する蒸留液排出管と
を備えることを特徴とする蒸留及び発電装置。A first stock solution supply pipe for supplying a stock solution to be distilled;
A first container in which the stock solution is supplied and sealed by the first stock solution supply pipe;
A second stock solution supply pipe for discharging the stock solution from the first container and depressurizing the inside of the first container;
First condensing means for depressurizing the inside of the first container and condensing the vapor evaporated from the stock solution in the first container;
A generator for generating electricity using a flow of steam until the evaporated steam is condensed;
A second container in which the stock solution is supplied and sealed by the second stock solution supply pipe;
A stock solution discharge pipe for discharging the stock solution from the second container by utilizing the dead weight of the stock solution and depressurizing the inside of the second container;
A second condensing means for depressurizing the inside of the second container and condensing the vapor evaporated from the stock solution in the second container;
A distillation and power generation apparatus comprising: a distillate discharge pipe for discharging the distillate condensed by the second condensing means from the second container.
前記液体供給管によって前記液体が供給され密閉されている容器と、
前記液体の自重を利用することによって前記容器から前記液体を排出し、前記容器内を減圧する液体排出管と、
前記容器内が減圧され、前記液体から蒸発した蒸気を凝縮する凝縮手段と、
前記蒸発した蒸気が凝縮するまでの間の蒸気の流れを利用して発電する発電機と
を備えることを特徴とする発電装置。A liquid supply pipe for supplying the evaporating liquid;
A container in which the liquid is supplied and sealed by the liquid supply pipe;
A liquid discharge pipe for discharging the liquid from the container by utilizing the weight of the liquid and depressurizing the inside of the container;
A condensing means for condensing vapor evaporated from the liquid, wherein the inside of the container is decompressed;
And a generator that generates electric power by using a flow of steam until the evaporated steam is condensed.
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