專利名稱：純凈液體制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造純水等純凈液體并能利用地供給的純凈液體制造裝置。
背景技術(shù)：
從水中去除了雜質(zhì)的純水因?yàn)椴粫?huì)產(chǎn)生由雜質(zhì)引起的不良影響，因此除了檢查或試驗(yàn)用途外，還廣泛用于以半導(dǎo)體為主的各種設(shè)備的清洗或醫(yī)藥品等化學(xué)物質(zhì)的制造，但因?yàn)閷⒃摷兯钠渌镔|(zhì)融入水中的性質(zhì)比通常的水自身的融入性高，因此近年來(lái)也用于添加天然產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)成分或風(fēng)味成分而用于飲用或食用的用途。純水的制造具有過(guò)濾或離子交換、使用逆浸透膜的方法等多種制造方法，但作為簡(jiǎn)單且有效的方法，以往普遍使用利用蒸餾的制造方法。作為使用這種蒸餾的方法的純水制造裝置的例子，具有在日本特開平6-63535號(hào)公報(bào)或日本特開2006-167535號(hào)公報(bào)、日本 特開2002-79237號(hào)公報(bào)等中公開的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開平6-63535號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-167535號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2002-79237號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題現(xiàn)有的純水制造裝置為上述各專利文獻(xiàn)所表示的裝置，當(dāng)想要增多純水的收獲量時(shí)，具有制造裝置復(fù)雜化、大型化，難以導(dǎo)入之類的課題。另外，當(dāng)在被減壓了的裝置內(nèi)空間進(jìn)行水的蒸發(fā)時(shí)，設(shè)備越復(fù)雜化、大型化，用于得到減壓狀態(tài)的真空泵等的減壓排氣裝置的負(fù)荷越大，不得不采用處理能力更高的大型的減壓排氣裝置，還在制造裝置內(nèi)各部需要用于維持氣密的閥，具有這些導(dǎo)致裝置的成本上升，用于原樣得到純水的成本增大之類的課題。本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)有效地制造純水等純凈液體，抑制由純水等的供給引起的成本的純凈液體制造裝置。 用于解決課題地方方法本發(fā)明的純凈液體制造裝置至少具備利用與規(guī)定的高溫?zé)嵩吹臒峤粨Q加熱所供給的液體并使所供給的液體成為規(guī)定溫度的液體及/或蒸汽的加熱器；被供給由該加熱器得到的液體及/或蒸汽，在減壓空間至少使上述液體蒸發(fā)并送出蒸汽的蒸發(fā)器；收集混入從該蒸發(fā)器排出的蒸汽的液體并去除的分離器；使經(jīng)由該分離器的蒸汽與規(guī)定的冷卻用流體進(jìn)行熱交換并冷凝，得到純凈液體的冷凝器；集中并暫時(shí)貯存在上述蒸發(fā)器中未蒸發(fā)的剩余的液體及在上述分離器中去除的液體的排水貯箱；以及對(duì)該排水貯箱內(nèi)的液體進(jìn)行加壓并供給到上述加熱器中的泵，上述排水貯箱從規(guī)定的液體供給源重新導(dǎo)入液體，使該導(dǎo)入的新的液體與來(lái)自上述蒸發(fā)器及分離器的液體為混合狀態(tài)的液體從排水貯箱經(jīng)過(guò)泵供給到上述加熱器。這樣，根據(jù)本發(fā)明，與從加熱器到冷凝器的、用于從蒸發(fā)的蒸汽得到純凈液體的一連串的各設(shè)備一起配設(shè)貯存在蒸發(fā)器中未蒸發(fā)的液體或在分離器中收集的液體的排水貯箱，在排水貯箱中預(yù)先混合在蒸發(fā)器或分離器中排出的液體與新的液體后，通過(guò)利用泵對(duì)該混合的液體進(jìn)行加壓并供給到加熱器，排水貯箱為壓力的緩沖部而容易維持蒸發(fā)器或分離器等各設(shè)備內(nèi)的壓力，能夠減少由于液體的蒸發(fā)而產(chǎn)生減壓狀態(tài)的減壓排氣裝置的負(fù)荷，并且用于維持壓力的閥門等的配設(shè)也能夠?yàn)楸匾钚∠?，使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而實(shí)現(xiàn)成本降低。另外，通過(guò)將新的液體導(dǎo)入排水貯箱，將在該排水貯箱中混合的液體供給到加熱器，作為利用加熱器加熱在蒸發(fā)器中未蒸發(fā)的液體或在分離器中收集的液體的液體的一部分而使用，能夠適當(dāng)?shù)鼗厥赵诩訜崞髦挟a(chǎn)生的熱，不必繼續(xù)向加熱器投入大量的熱，能夠節(jié)約消耗能量，并且抑制從外部重新向加熱器供給的液體的量而實(shí)現(xiàn)液體消耗量的降低，能夠較大地減少純凈液體制造所需的成本。
另外，本發(fā)明的純凈液體制造裝置根據(jù)需要，具備導(dǎo)入在上述冷凝器中排出的純凈液體及未冷凝而剩下的蒸汽，與規(guī)定的冷卻用流體進(jìn)行熱交換而使氣相部分冷凝，將純凈液體向后級(jí)側(cè)送出的輔助冷凝器。這樣，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在冷凝器的后級(jí)側(cè)配設(shè)輔助冷凝器，在冷凝器和輔助冷凝器的兩階段對(duì)在從蒸發(fā)器到冷凝器的各設(shè)備的內(nèi)部空間與管道內(nèi)進(jìn)行減壓的外部的真空泵等的減壓排氣裝置進(jìn)行冷凝，能夠可靠地使朝向減壓排氣裝置流動(dòng)的未冷凝的蒸汽冷凝，減輕減壓排氣裝置的負(fù)荷，并且提高純凈液體的收獲量。另外，本發(fā)明的純凈液體制造裝置根據(jù)需要，具備介于上述液體供給源與排水貯箱之間而配設(shè)，暫時(shí)貯存從液體供給源導(dǎo)入的新的液體并向排水貯箱側(cè)送出的液體供給箱，在上述排水貯箱上配設(shè)測(cè)定使上述新的液體與來(lái)自上述蒸發(fā)器及分離器的液體為混合狀態(tài)的液體的電傳導(dǎo)率的傳感器，在上述排水貯箱的上述混合狀態(tài)的液體的電傳導(dǎo)率超過(guò)預(yù)定的上限值的場(chǎng)合，使混合狀態(tài)的液體的一部分流出，并流入上述液體供給箱。這樣，根據(jù)本發(fā)明，在排水貯箱的新的液體的供給流道前級(jí)側(cè)配設(shè)液體供給箱，另一方面，在排水貯箱上設(shè)置電傳導(dǎo)率測(cè)定用傳感器，在排水貯箱的混合狀態(tài)的液體的電傳導(dǎo)率過(guò)高的場(chǎng)合，通過(guò)使混合狀態(tài)的液體的一部分從排水貯箱朝向液體供給箱流出，即使伴隨裝置的動(dòng)作繼續(xù)，使在排水貯箱內(nèi)的混合狀態(tài)的液體的電介質(zhì)成分濃縮，在只供給新的液體而無(wú)法使電介質(zhì)濃度充分下降的場(chǎng)合，也利用排水貯箱的傳感器檢測(cè)混合水的電傳導(dǎo)率超過(guò)上限值的狀態(tài)，當(dāng)使一部分電介質(zhì)成分較濃的混合狀態(tài)的液體從排水貯箱流出時(shí)，為了補(bǔ)充流出量，從液體供給箱向排水貯箱供給電介質(zhì)成分更少的水，將排水貯箱內(nèi)的混合狀態(tài)的液體的電介質(zhì)濃度下降到?jīng)]有問(wèn)題的值，能夠排除混合狀態(tài)的液體流入而對(duì)加熱器或蒸發(fā)器等帶來(lái)不良影響的危險(xiǎn)性。另外，通過(guò)從排水貯箱一部分流出的混合狀態(tài)的液體流入液體供給箱并與新的液體混合，并被稀釋，不必將液體無(wú)謂地向外部排出，抑制伴隨液體的損失或排出流道構(gòu)筑的成本。


圖I是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的純水制造裝置的方框結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的純水制造裝置的方框結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式(本發(fā)明的第一實(shí)施方式)下面，根據(jù)圖I對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，對(duì)作為純凈液體制造純水的裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明。在上述圖I中，本實(shí)施方式的純水制造裝置I構(gòu)成為具備加熱作為所供給的上述液體的水并成為規(guī)定溫度的溫暖液體即溫水的加熱器11;被供給由該加熱器11得到的溫水，在減壓空間中使該溫水蒸發(fā)的蒸發(fā)器12 ;去除混在從該蒸發(fā)器12排出的氣相的水(水蒸汽)中的液相的水的分離器13 ;使經(jīng)由該分離器13的氣相的水與冷卻用流體進(jìn)行熱交換并冷凝，得到純水的冷凝器14 ;被導(dǎo)入在該冷凝器14中排出的純水及未被冷凝而剩下的氣相的水，與冷卻用流體進(jìn)行熱交換而使氣相部分冷凝的輔助冷凝器15 ;收集并暫時(shí)貯存在上述蒸發(fā)器12中未蒸發(fā)的剩下的溫水及在上述分離器13中去除的液相的水的排水貯箱18 ;以及對(duì)該排水貯箱18內(nèi)的水進(jìn)行加壓并供給到加熱器11中的泵19。 上述加熱器11是使作為由公知的鍋爐50等得到的上述高溫?zé)嵩吹母邷氐乃蛘羝诟糁鴥?nèi)部的傳熱部隔開的流道的一方中流通，使所供給的加熱對(duì)象的水在另一方的流道中流通，通過(guò)與隔著傳熱部的高溫的水或蒸汽的熱交換，加熱所供給的水的一種熱交換器，作為熱交換器的結(jié)構(gòu)自身是公知的結(jié)構(gòu)。利用該加熱器11加熱所供給的水，作為達(dá)到能在后級(jí)的蒸發(fā)器12中蒸發(fā)的規(guī)定溫度的溫水，送出到蒸發(fā)器12。上述蒸發(fā)器12是通過(guò)將所加熱的水導(dǎo)入減壓為與該水相同溫度的水的飽和蒸汽壓力以下的壓力的內(nèi)部空間，有效地蒸發(fā)并得到水蒸汽的公知的裝置，直接供給在前級(jí)的加熱器11中加熱到規(guī)定溫度的溫水，使該溫水蒸發(fā)，得到幾乎不含有雜質(zhì)的氣相的水(7jc蒸汽)。該蒸發(fā)器12也能夠?yàn)槎嗉?jí)套筒式或噴射套筒式等任意的套筒蒸發(fā)機(jī)構(gòu)。是由該蒸發(fā)器12得到的水蒸汽到達(dá)分離器13，另一方面，未蒸發(fā)的剩下的液相的水排出到蒸發(fā)器12外并導(dǎo)入排水貯箱18的結(jié)構(gòu)。該液相的水通過(guò)在氣相部分向氣相變化時(shí)吸收熱而使溫度下降。使導(dǎo)入該蒸發(fā)器12的溫水的溫度為盡量低的溫度、例如50度以下，并且在將內(nèi)部壓力減壓為使該低溫的溫水蒸發(fā)的壓力的狀態(tài)下，能夠抑制在溫水的一部分蒸發(fā)時(shí)雜質(zhì)混合在水蒸汽中的比例，得到的水蒸汽為電傳導(dǎo)率σ =0. I 1[μ S/cm]的電平的純水。上述分離器13捕捉混在從蒸發(fā)器12向冷凝器14的水蒸汽中的液相的水的微細(xì)水滴(霧)并去除，只將水蒸汽向冷凝器14送出。由該分離器13收集的液相的水排出到分離器13外，并導(dǎo)入排水貯箱18。上述冷凝器14使在蒸發(fā)器12中蒸發(fā)并經(jīng)由分離器13的水蒸汽在隔著內(nèi)部的傳熱部隔開的流道的一方流通，使規(guī)定的冷卻用流體在另一方的流道中流通，通過(guò)傳熱部對(duì)水蒸汽與冷卻用流體進(jìn)行熱交換而使水蒸汽冷凝，作為熱交換器的結(jié)構(gòu)自身是公知的結(jié)構(gòu)。通過(guò)利用該冷凝器14使水蒸汽冷凝，得到幾乎不含有雜質(zhì)的純水。在該冷凝器14的冷卻用流體的流道上連接有用于冷卻冷卻用流體的外部的冷卻裝置60，冷卻裝置60導(dǎo)入由于與在冷凝器14中的水蒸汽的熱交換而使溫度上升的冷卻用流體，利用與外部大氣等其他冷卻用介質(zhì)的熱交換冷卻該冷卻用流體，在使溫度下降了的狀態(tài)下重新流入冷凝器14中。
上述輔助冷凝器15導(dǎo)入在冷凝器14中冷凝的液相的純水與在冷凝器14中未冷凝的水蒸汽，使水蒸汽與冷卻用流體進(jìn)行熱交換而使水蒸汽冷凝，在全部成為液相的純水的狀態(tài)下向后級(jí)側(cè)送出。輔助冷凝器15的冷卻用流體的流道與冷凝器14相同地與冷卻裝置60連接，冷卻用流體的一部分從冷卻裝置60流入輔助冷凝器15，由于在輔助冷凝器15中的熱交換使溫度上升的冷卻用流體與在冷凝器14中流動(dòng)的冷卻用流體一起導(dǎo)入冷卻裝置60而冷卻，溫度下降了的冷卻用流體重新流入冷凝器14及輔助冷凝器15中。在該輔助冷凝器15的水側(cè)流道、及輔助冷凝器的后級(jí)側(cè)的管道上連接有對(duì)到達(dá)蒸發(fā)器12的各設(shè)備的內(nèi)部空間與管道內(nèi)進(jìn)行減壓的外部的真空泵等減壓排氣裝置70。通過(guò)為在冷凝器14與輔助冷凝器15的兩階段相對(duì)于該減壓排氣裝置70進(jìn)行冷凝的結(jié)構(gòu)，是能夠可靠地使朝向減壓排氣裝置70流動(dòng)的未冷凝的水蒸汽冷凝，減輕減壓排氣裝置70的負(fù)荷，并且能夠提聞純水的收獲量的結(jié)構(gòu)。
從該輔助冷凝器15流出的純水向外部的純水箱80送出。外部的純水箱80能夠使貯存的純水以某種程度的連續(xù)進(jìn)一步向后級(jí)側(cè)供給。上述排水貯箱18收集并暫時(shí)貯存在蒸發(fā)器12中未蒸發(fā)的剩下的溫水及在分離器13中去除的液相的水。該排水貯箱18與這種溫水或水的貯存一起從規(guī)定的水供給源重新導(dǎo)入水，在裝置內(nèi)部使新的水與來(lái)自蒸發(fā)器12的溫水及來(lái)自分離器13的液相的水為混合狀態(tài)，也起到將得到的混合水供給到加熱器11中的效果。在該排水貯箱18中，通過(guò)將溫度比較高的、在蒸發(fā)器12中未蒸發(fā)的剩下的溫水及在分離器13中去除的液相的水與從水供給源導(dǎo)入的溫度低的新的水混合，回收在加熱器11中經(jīng)過(guò)一次的水保存的熱，預(yù)先提高重新供給到加熱器11的水的溫度，實(shí)現(xiàn)加熱器11的投入熱量的減少。另外，制造裝置啟動(dòng)之后，由于通過(guò)裝置各設(shè)備的水未到達(dá)排水貯箱18，因此作為導(dǎo)入加熱器11中的水，全部使用新的水，新的水經(jīng)過(guò)排水貯箱18而供給。在裝置啟動(dòng)并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，由于通過(guò)裝置各設(shè)備的水到達(dá)排水貯箱18中，因此減少新的水向排水貯箱18的導(dǎo)入量。作為該新的水，除了自來(lái)水外，也能夠利用被連續(xù)地取水的地下水等。上述各設(shè)備的制造裝置的配置將蒸發(fā)器12與分離器13、冷凝器14配置在最高的位置，將加熱器11及排水貯箱18配置在比蒸發(fā)器12靠下側(cè)。另外，將輔助冷凝器15配置在比冷凝器14靠下側(cè)。因此，來(lái)自蒸發(fā)器12及分離器13的水向排水貯箱18的流入、及冷凝器14與輔助冷凝器15的純水的流動(dòng)能夠利用水的自然流下，可以不使用泵等。接著，對(duì)本實(shí)施方式的純水制造裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。作為前提，作為新的水從水供給源供給自來(lái)水。首先，在該制造裝置啟動(dòng)之后不久，只將作為從水供給源供給的新的水的自來(lái)水導(dǎo)入排水貯箱18，該新的水經(jīng)過(guò)排水貯箱18并利用泵19加壓，并供給到加熱器11。在加熱器11中，通過(guò)也供給來(lái)自鍋爐50的作為高溫?zé)嵩吹母邷厮迷摳邷厮臒峒訜崴┙o的水，得到溫水。溫水流經(jīng)加熱器11并流向蒸發(fā)器12。當(dāng)溫水到達(dá)蒸發(fā)器12時(shí)，一部分的溫水在被減壓的蒸發(fā)器12內(nèi)利用閃蒸蒸發(fā)變化為氣相。氣相的水、即水蒸汽與排水貯箱18內(nèi)的水所含有的氣體一起流經(jīng)蒸發(fā)器12并到達(dá)分離器13，利用分離器13適當(dāng)?shù)胤蛛x浮游的液相的水(霧)等后，導(dǎo)入冷凝器14的一方的流道。另外，在蒸發(fā)器12中未蒸發(fā)且保持液相的剩下的水或在分離器13中從水蒸汽分離的液相的水分別從各設(shè)備排出，并流向排水貯箱18。在冷凝器14中，通過(guò)將溫度低的冷卻用流體導(dǎo)入相對(duì)于導(dǎo)入水蒸汽的一方的流道隔著傳熱部的另一方的通道，水蒸汽與冷卻用流體進(jìn)行熱交換并冷凝，成為幾乎不含有雜質(zhì)的純水。該純水及未冷凝的氣相的水通過(guò)冷凝器14到達(dá)輔助冷凝器15，再次與溫度低的冷卻用流體進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生水蒸汽的進(jìn)一步的冷凝。并且，與純水或未冷凝的水蒸汽一起到達(dá)輔助冷凝器15的氣體從輔助冷凝器15內(nèi)及其后級(jí)的管道流向減壓排氣裝置70并排出到外部。這樣，利用在冷凝器14及輔助冷凝器15的冷凝得到的純水在流出輔助冷凝器15后，送到外部的純水箱80。另外，接受來(lái)自在冷凝器14或輔助冷凝器15中冷凝的純水側(cè)的 熱并升溫的冷卻用流體經(jīng)過(guò)冷凝器14或輔助冷凝器15流向冷卻裝置60入口側(cè)。在排水貯箱18中，所導(dǎo)入的新的水為與從蒸發(fā)器12或分離器13排出的水混合的狀態(tài)，在該混合的過(guò)程中，新的水提高了溫度。包括通過(guò)該混合而使溫度上升了的新的水分的混合水經(jīng)過(guò)排水貯箱18，在利用泵19加壓后導(dǎo)向加熱器11，在加熱器11中升溫到更高的溫度。這樣，在蒸發(fā)器12中排出的水、在分離器13中排出的水以及來(lái)自水供給源的新的水合流，成為供給到加熱器11的水，因此能夠與一次從加熱器11排出的水的回流的量相應(yīng)地減少供給到加熱器11的新的水的量。另外，在預(yù)先混合了在蒸發(fā)器12或分離器13中排出的水與新的水后，通過(guò)利用泵19對(duì)該混合水加壓并供給到加熱器11，容易維持各設(shè)備內(nèi)的壓力，能夠減輕減壓排氣裝置70的負(fù)荷，并且分別順暢地從蒸發(fā)器12排出未蒸發(fā)的水，且從分離器13排出收集的液相的水，能夠再次有效地導(dǎo)入加熱器11。之后，一邊將在排水貯箱18排出的水供給到加熱器11入口側(cè)，一邊與上述相同地反復(fù)進(jìn)行純水的生成的各過(guò)程。伴隨動(dòng)作的繼續(xù)，通過(guò)在加熱器11中供給的水的在蒸發(fā)器12或分離器13中排出的水的比例增加，所供給的水的溫度變高，能夠減少在加熱器11中將水上升到規(guī)定溫度所需要的作為高溫?zé)嵩吹臏厮牧?，也能夠抑制在外部的鍋爐50等中使用的燃料的消耗。這樣，在本實(shí)施方式的純水制造裝置中，與從加熱器11到輔助冷凝器15的、用于從蒸發(fā)的水蒸汽得到純水的一連串的各設(shè)備一起配設(shè)貯存在蒸發(fā)器12中未蒸發(fā)的水或在分離器13中收集的液相的水的排水貯箱18，在排水貯箱18中預(yù)先混合在蒸發(fā)器12或分離器13中排出的水與新的水后，利用泵19對(duì)該混合的水進(jìn)行加壓，并供給到加熱器11，因此排水貯箱18成為壓力的緩沖部而容易維持蒸發(fā)器12或分離器13等各設(shè)備內(nèi)的壓力，能夠減少由于水的蒸發(fā)產(chǎn)生減壓狀態(tài)的減壓排氣裝置70的負(fù)荷，并且用于維持壓力的閥門等的配設(shè)也能夠?yàn)楸匾钚∠?，使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化而實(shí)現(xiàn)成本降低。另外，通過(guò)將新的水導(dǎo)入排水貯箱18，將在該排水貯箱18中混合的水供給到加熱器11，將在蒸發(fā)器12未蒸發(fā)的水或在分離器13中收集的液相的水作為利用加熱器11加熱的水的一部分而使用，能夠適當(dāng)?shù)鼗厥赵诩訜崞?1中產(chǎn)生的熱，不必持續(xù)地向加熱器11投入大量的熱，能夠節(jié)約消耗能量，并且抑制從外部重新向加熱器11供給的水量而實(shí)現(xiàn)水消耗量的降低，能夠較大地降低純水制造所需的成本。另外，在上述實(shí)施方式的純水制造裝置中，為作為導(dǎo)入加熱器11的高溫?zé)嵩?，使用由鍋爐50等得到的高溫的水或蒸汽的結(jié)構(gòu)，另外，也為利用能在后級(jí)的蒸發(fā)器中蒸發(fā)的溫水的溫度條件，當(dāng)在加熱器中加熱的結(jié)果得到的溫水的溫度是較低的溫度、例如50°以下的場(chǎng)合，作為上述高溫?zé)嵩?，能夠使用工廠排熱或溫暖地域的表層海水等的結(jié)構(gòu)。在該場(chǎng)合，為了利用冷凝器適當(dāng)?shù)乩淠谡舭l(fā)器中蒸發(fā)的水蒸汽，只要至少高溫?zé)嵩吹臏囟扰c冷凝器的冷卻用流體的溫度的差是5°C以上即可，因此在利用在上述冷卻裝置中被持續(xù)地冷卻的冷卻用流體的結(jié)構(gòu)以外，在高溫?zé)嵩词枪S排熱的場(chǎng)合，作為冷卻用流體能夠使用表層海水等，另外，在高溫?zé)嵩词菧嘏赜虻谋韺雍Ｋ膱?chǎng)合，作為冷卻用流體能夠使用深層海水等。(本發(fā)明的第二實(shí)施方式)根據(jù)圖2說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。即使本實(shí)施方式，也與上述第一實(shí)施方式相同，對(duì)作為純凈液體制造純水的裝置的例子進(jìn)行說(shuō)明。在上述圖2中，本實(shí)施方式的純水制造裝置2與上述第一實(shí)施方式相同，具備加熱 器21、蒸發(fā)器22、分離器23、冷凝器24、輔助冷凝器25、排水貯箱28以及泵29，另一方面，作為不同點(diǎn)，具有具備暫時(shí)貯存在輔助冷凝器25中排出的純水的兩個(gè)純水箱26、27、與排水貯箱28連接的水供給箱28a的結(jié)構(gòu)。上述純水箱26、27配設(shè)在輔助冷凝器25的水側(cè)流道的后級(jí)側(cè)，分別貯存規(guī)定量的在冷凝器24及輔助冷凝器25中冷凝的純水，連續(xù)地向后級(jí)側(cè)送出該貯存的水。各純水箱26,27是在相對(duì)于輔助冷凝器25分為兩系統(tǒng)的狀態(tài)下連接、配設(shè)的結(jié)構(gòu)，這樣，通過(guò)設(shè)置兩系統(tǒng)的純水箱26、27，在將冷凝的純水導(dǎo)入一方的純水箱中并貯存期間，另一方的純水箱從純水的流道切斷并停止純水的導(dǎo)入，能夠?qū)⒁呀?jīng)貯存的純水向后級(jí)側(cè)流出，能一邊維持流道的壓力一邊同時(shí)進(jìn)行純水的貯存與純水向后級(jí)側(cè)的排出。從這些純水箱26、27中排出的純水利用配設(shè)在后級(jí)側(cè)的泵20并以規(guī)定的送給壓力向外部的純水箱81排出。另外，外部的純水箱81比兩個(gè)純水箱26、27容量大，能夠?qū)①A存的純水以某種程度連續(xù)地進(jìn)一步向后級(jí)側(cè)供給。上述水供給箱28a配設(shè)在將新的水導(dǎo)入排水貯箱28的路徑的前級(jí)側(cè)，暫時(shí)貯存新的水，并且當(dāng)在排水貯箱28內(nèi)新的水與來(lái)自蒸發(fā)器12的溫水、以及來(lái)自分離器13的液相的水混合的混合水的電傳導(dǎo)率超過(guò)了界限值的場(chǎng)合，使暫時(shí)貯存的水流入從排水貯箱28中流出的該混合水，將其與新的水混合且進(jìn)一步稀釋，使電傳導(dǎo)率下降后重新流向排水貯箱28。是在該水供給箱28a與排水貯箱28之間的水流道上分別配設(shè)有下述部件的結(jié)構(gòu)在新的水中含有雜質(zhì)的場(chǎng)合除去該雜質(zhì)的過(guò)濾器28b ;以及切換閥28c，其在通常狀態(tài)下只允許從水供給箱28a向排水貯箱28流入，另一方面，根據(jù)需要停止水從水供給箱28a向排水貯箱28的流入，同時(shí)，允許混合水從排水貯箱28側(cè)向水供給箱28a的流入。另外，制造裝置啟動(dòng)后不久，由于通過(guò)裝置各設(shè)備的水未到達(dá)排水貯箱28，因此也沒有從排水貯箱28向水供給箱28a的混合水的流入，水供給箱28a內(nèi)的水全部為新的水。作為該新的水，除了自來(lái)水或成為被連續(xù)地取水的地下水的清水外，還能夠利用海水或工廠廢水等。上述排水貯箱28與上述第一實(shí)施方式相同，收集并暫時(shí)貯存在蒸發(fā)器22中未蒸發(fā)的剩下的溫水及在分離器23中去除的液相的水，并且從水供給箱28a導(dǎo)入新的水，作為在裝置內(nèi)部混合新的水與來(lái)自蒸發(fā)器12的溫水、及來(lái)自分離器13的液相的水的狀態(tài)，將得到的混合水供給到加熱器11，另外，作為不同點(diǎn)，在排水貯箱28內(nèi)的混合水的電傳導(dǎo)率過(guò)高的場(chǎng)合，使上述切換閥28c進(jìn)行動(dòng)作并使混合水向水供給箱28a流出。在該排水貯箱28中配設(shè)有測(cè)定混合水的電傳導(dǎo)率的傳感器28d。在該排水貯箱28中，與上述第一實(shí)施方式相同，通過(guò)使在蒸發(fā)器22中未蒸發(fā)的剩下的溫水及在分離器23中去除的液相的水與從水供給源經(jīng)過(guò)水供給箱28a導(dǎo)入的溫度低的新的水混合，回收經(jīng)過(guò)一次加熱器21的水保持的熱，預(yù)先提高重新供給到加熱器21中的水的溫度，實(shí)現(xiàn)加熱器21的投入熱量的減少。本實(shí)施方式的純水制造裝置2的各設(shè)備的配置將蒸發(fā)器22與分離器23、冷凝器24配置在最高的位置，將加熱器21及排水貯箱28配置在比蒸發(fā)器22靠下側(cè)。另外，將輔助冷凝器25配置在比冷凝器24靠下側(cè)，并且將純水箱26、27配置在比輔助冷凝器25靠下偵U。因此，來(lái)自蒸發(fā)器22及分離器23的水向排水貯箱28的流 入、及在輔助冷凝器25中排出的純水向各純水箱26、27的流入能夠利用水的自然流下，可以不使用泵等。接著，對(duì)本實(shí)施方式的純水制造裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。作為前提，與上述第一實(shí)施方式相同，作為新的水從水供給源供給自來(lái)水。首先，在該制造裝置啟動(dòng)之后不久，只將作為從水供給源供給的新的水的自來(lái)水經(jīng)過(guò)水供給箱28a導(dǎo)入排水貯箱28，該新的水經(jīng)過(guò)排水貯箱28并利用泵29加壓，并供給到加熱器21。在加熱器21中，通過(guò)也供給來(lái)自鍋爐50的作為高溫?zé)嵩吹母邷厮?，利用該高溫水的熱加熱所供給的水，得到溫水。溫水流經(jīng)加熱器21并流向蒸發(fā)器22。當(dāng)溫水到達(dá)蒸發(fā)器22時(shí)，一部分的溫水在被減壓的蒸發(fā)器22內(nèi)利用閃蒸蒸發(fā)變化為氣相。水蒸汽與排水貯箱18內(nèi)的水所含有的氣體一起流經(jīng)蒸發(fā)器22并到達(dá)分離器23，利用分離器23適當(dāng)?shù)胤蛛x液相的水(霧)等，并且導(dǎo)入冷凝器24的一方的流道。另外，在蒸發(fā)器22中未蒸發(fā)且保持液相的剩下的水或在分離器23中從水蒸汽分離的液相的水分別從各設(shè)備排出，并流向排水貯箱28。在冷凝器24中，與上述第一實(shí)施方式相同，水蒸汽與冷卻用流體進(jìn)行熱交換而冷凝，成為幾乎不含有雜質(zhì)的純水。該純水及未冷凝的水蒸汽經(jīng)過(guò)冷凝器24到達(dá)輔助冷凝器25，再次與溫度低的冷卻用流體進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生水蒸汽的進(jìn)一步的冷凝。并且，與純水或未冷凝的水蒸汽一起到達(dá)輔助冷凝器25的氣體從輔助冷凝器25內(nèi)及其后級(jí)的管道朝向減壓排氣裝置70排出，并排出到外部。這樣，利用在冷凝器24及輔助冷凝器25的冷凝得到的純水在流出輔助冷凝器25后，分別分流到后級(jí)側(cè)的純水箱26、27并暫時(shí)貯存后，作為全部的規(guī)定量的純水經(jīng)過(guò)泵20送到外部的純水箱81。另外，接受來(lái)自在冷凝器24或輔助冷凝器25中冷凝的純水側(cè)的熱并升溫的冷卻用流體經(jīng)過(guò)冷凝器24或輔助冷凝器25流向冷卻裝置60入口側(cè)。在排水貯箱28中，所導(dǎo)入的新的水為與從蒸發(fā)器22或分離器23排出的水混合的狀態(tài)，在該混合的過(guò)程中，新的水提高了溫度。包括通過(guò)該混合而使溫度上升了的新的水分的混合水經(jīng)過(guò)排水貯箱28，在利用泵29加壓后導(dǎo)向加熱器21，在加熱器21中升溫到更高的溫度。這樣，在蒸發(fā)器22中排出的水、在分離器23中排出的水以及來(lái)自水供給源的新的水合流，成為供給到加熱器21的水，因此能夠與一次從加熱器21排出的水的回流的量相應(yīng)地減少供給到加熱器21的新的水的量。另外，在預(yù)先混合了在蒸發(fā)器22或分離器23中排出的水與新的水后，通過(guò)利用泵29對(duì)該混合水加壓并供給到加熱器21，容易維持各設(shè)備內(nèi)的壓力，能夠減輕減壓排氣裝置70的負(fù)荷，并且分別順暢地從蒸發(fā)器22排出未蒸發(fā)的水，且從分離器23排出收集的液相的水，能夠再次有效地導(dǎo)入加熱器21。之后，一邊將在排水貯箱28排出的水供給到加熱器21入口側(cè)，一邊與上述相同地反復(fù)進(jìn)行純水的生成的各過(guò)程。伴隨動(dòng)作的繼續(xù)，通過(guò)在加熱器21中所供給的水的在蒸發(fā)器22或分離器23中排出的水的比例增加，所供給的水的溫度變高，能夠減少在加熱器21中將水上升到規(guī)定溫度所需要的作為高溫?zé)嵩吹臏厮牧?，也能夠抑制在外部的鍋爐50等中使用的燃料的消耗。另外，根據(jù)新的水的水質(zhì)，伴隨裝置的動(dòng)作繼續(xù)，使在排水貯箱28內(nèi)的混合水的電解質(zhì)成分濃縮，即使通過(guò)供給新的水，電解質(zhì)濃度也不會(huì)充分地下降，對(duì)混合水流入的加熱器21或蒸發(fā)器22等帶來(lái)不良影響的危險(xiǎn)性高。因此，通過(guò)利用排水貯箱28的傳感器28d測(cè)定混合水的電傳導(dǎo)率，混合水中的電解質(zhì)成分增加到某種程度，在混合水的電傳導(dǎo)率超過(guò)預(yù)定的上限值的場(chǎng)合，使位于水供給箱28a與排水貯箱28之間的切換閥28c進(jìn)行動(dòng)作，使一部分電解質(zhì)成分濃的混合水從排水貯箱28流出。該流出后，由于為了補(bǔ)充流出量， 從水供給箱28a向排水貯箱28供給電解質(zhì)成分少的水，因此能夠使排水貯箱28內(nèi)的混合水中的電解質(zhì)濃度下降到?jīng)]有問(wèn)題的值。從排水貯箱28流出的一部分的混合水流入水供給箱28a，與新的水混合，并被稀釋，可以不將水無(wú)謂地向外部排出。另外，在上述各實(shí)施方式中，使在純凈液體制造裝置中制造的純凈液體為純水，使用作為新的水導(dǎo)入的自來(lái)水或井水、海水等得到純水，但不限定于此，作為純凈液體，也能夠從含有雜質(zhì)的鹽酸或硫酸、乙醇、丙酮、己烷等液體制造純鹽酸或硫酸、乙醇、丙酮、己烷等液體。實(shí)施例對(duì)分別研究將本發(fā)明的純凈液體制造裝置作為純水制造裝置使用的場(chǎng)合的、導(dǎo)入蒸發(fā)器的水的溫度與最終得到的純水的電傳導(dǎo)率的關(guān)系、及排水貯箱內(nèi)的水的電傳導(dǎo)率與最終得到的純水的電傳導(dǎo)率的關(guān)系的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。在上述第二實(shí)施方式所示的純水制造裝置中，多次改變加熱導(dǎo)入蒸發(fā)器的水的來(lái)自鍋爐的溫水的溫度，測(cè)定在各溫度下使裝置連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合最終得到的純水的電傳導(dǎo)率。將在上述純水制造裝置中使來(lái)自鍋爐的溫水溫度為55°C、60 V ,65 V的各場(chǎng)合的純水的電傳導(dǎo)率測(cè)定值表在表I中。[表 I]
來(lái)自鍋爐的溫水溫度電傳導(dǎo)率[μ s / cm]
55°C3. 217
60°C3. 852
65°C5.975根據(jù)表1，電傳導(dǎo)率當(dāng)來(lái)自鍋爐的溫水的溫度越高而越大、即產(chǎn)生惡化，導(dǎo)入蒸發(fā)器的水的溫度越低最終得到的純水的電傳導(dǎo)率越小。當(dāng)根據(jù)上述的來(lái)自鍋爐的溫水的溫度與純水的電傳導(dǎo)率的關(guān)系求出近似曲線并分別計(jì)算多個(gè)溫度的電傳導(dǎo)率的值時(shí)，得到表2所示的關(guān)系，當(dāng)來(lái)自鍋爐的溫水的溫度低于50°C時(shí)，電傳導(dǎo)率為1.0[yS / cm]以下。[表2]
權(quán)利要求
1.一種純凈液體制造裝置，其特征在于， 至少具備 利用與規(guī)定的高溫?zé)嵩吹臒峤粨Q加熱所供給的液體并使所供給的液體成為規(guī)定溫度的液體及/或蒸汽的加熱器； 被供給由該加熱器得到的液體及/或蒸汽，在減壓空間至少使上述液體蒸發(fā)并送出蒸汽的蒸發(fā)器； 收集并去除混入從該蒸發(fā)器排出的蒸汽的液體的分離器； 使經(jīng)由該分離器的蒸汽與規(guī)定的冷卻用流體進(jìn)行熱交換并冷凝，得到純凈液體的冷凝器； 集中并暫時(shí)貯存在上述蒸發(fā)器中未蒸發(fā)的剩余的液體及在上述分離器中去除的液體的排水貯箱；以及 對(duì)該排水貯箱內(nèi)的液體進(jìn)行加壓并供給到上述加熱器中的泵， 上述排水貯箱從規(guī)定的液體供給源重新導(dǎo)入液體，使該導(dǎo)入的新的液體與來(lái)自上述蒸發(fā)器及分離器的液體為混合狀態(tài)的液體從排水貯箱經(jīng)過(guò)泵供給到上述加熱器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的純凈液體制造裝置，其特征在于， 具備輔助冷凝器，其被導(dǎo)入在上述冷凝器中排出的純凈液體及未冷凝而剩下的蒸汽，與規(guī)定的冷卻用流體進(jìn)行熱交換而使氣相部分冷凝，并將純凈液體向后級(jí)側(cè)送出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的純凈液體制造裝置，其特征在于， 具備液體供給箱，其介于上述液體供給源與排水貯箱之間而配設(shè)，暫時(shí)貯存從液體供給源導(dǎo)入的新的液體并向排水貯箱側(cè)送出， 在上述排水貯箱上配設(shè)有傳感器，該傳感器測(cè)定使上述新的液體與來(lái)自上述蒸發(fā)器及分離器的液體為混合狀態(tài)的液體的電傳導(dǎo)率， 在上述排水貯箱的上述混合狀態(tài)的液體的電傳導(dǎo)率超過(guò)預(yù)定的上限值的場(chǎng)合，使混合狀態(tài)的液體的一部分流出，并流入上述液體供給箱。
全文摘要
本發(fā)明提供一種純凈液體制造裝置，其能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)有效地制造純水等純凈液體，抑制由純水等的供給產(chǎn)生的成本。該純凈液體制造裝置與從加熱器(11)到冷凝器(14)的、用于從蒸發(fā)的蒸汽得到純凈液體的一連串的各設(shè)備一起配設(shè)貯存在蒸發(fā)器(12)中未蒸發(fā)的液體或在分離器(13)中收集的液體的排水貯箱(18)，在排水貯箱(18)中預(yù)先混合在蒸發(fā)器(12)或分離器(13)中排出的液體與新的液體后，通過(guò)利用泵(19)對(duì)該混合的液體進(jìn)行加壓并供給到加熱器(11)，排水貯箱(18)為壓力的緩沖部而容易維持蒸發(fā)器(12)或分離器(13)等各設(shè)備內(nèi)的壓力，能夠減少由于液體的蒸發(fā)而產(chǎn)生減壓狀態(tài)的減壓排氣裝置(70)的負(fù)荷，并且用于維持壓力的閥門等的配設(shè)也能夠?yàn)楸匾钚∠蓿寡b置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化而實(shí)現(xiàn)成本降低。
文檔編號(hào)C02F1/04GK102905768SQ20108006653
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者上原春男 申請(qǐng)人:上原春男