特許 6409100 蒸留水製造装置及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6409100

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】蒸留水製造装置及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/04 20060101AFI20181004BHJP

   C02F 1/02 20060101ALI20181004BHJP

   B01D 1/00 20060101ALI20181004BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/04 G

   C02F1/02 F

   B01D1/00 A

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-131203(P2017-131203)

(22)【出願日】2017年7月4日

(65)【公開番号】特開2018-8266(P2018-8266A)

(43)【公開日】2018年1月18日

【審査請求日】2018年3月1日

(31)【優先権主張番号】特願2016-133421(P2016-133421)

(32)【優先日】2016年7月5日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】502231029

【氏名又は名称】クリーンメカニカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002295

【氏名又は名称】特許業務法人森脇特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】丹 誠一

【審査官】 高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２５４２８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２５７２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−１１９９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２８５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０３３０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０５４２７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 カナダ国特許出願公開第０２３０６１５２（ＣＡ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／０２ − １／１８

Ｂ０１Ｂ １／００ − １／０８

Ｂ０１Ｄ １／００ − ８／００

Ｆ２２Ｂ １／００ − ３／０８、

３５／００ − ３５／１８、

３７／００ − ３７／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給水を予熱するためのプレヒーターと、
１つ又は複数の気液分離機構を備えた蒸発缶と、
コンデンサーと、
複数の圧力制御弁と、
前記複数の圧力制御弁を制御する制御装置と、
各装置を接続する配管とを備え、
前記供給水を前記プレヒーターに導く第１の配管に第１の圧力制御弁が設けられ、
前記第１の配管から分岐し、前記第１の圧力制御弁を迂回するように前記第１の圧力制御弁に並列接続される分岐配管に、第２の圧力制御弁が設けられ、
前記プレヒーターを通過して予熱された熱水が最初に供給される第１の蒸発缶で気液分離された後に排出されるピュアスチームのスチーム出口と前記コンデンサー又は次段の蒸発缶とを接続する第４の配管に第３の圧力制御弁が設けられ、
前記スチーム出口と前記第３の圧力制御弁との間で分岐してピュアスチームの取出口へ接続される第６の配管に第４の圧力制御弁が設けられており、
前記制御装置は、
前記第１及び第３の圧力制御弁をその弁の開度がいずれも一定となるように制御すると共に、
前記第２の圧力制御弁及び前記第４の圧力制御弁を、必要とされるピュアスチームの量に応じてそれらの弁の開度を、前記第１の圧力制御弁及び前記第３の圧力制御弁と独立して制御することを特徴とする蒸留水製造装置。

【請求項2】

前記第１の蒸発缶に熱源である加熱蒸気を前記第１の蒸発缶に導く第３の配管が設けられ、
前記第３の配管に蒸気圧力制御弁が設置され、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、前記蒸気圧力制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項１記載の蒸留水製造装置。

【請求項3】

前記第１の蒸発缶は、電力により発熱する発熱体を備え、
前記第１の蒸発缶に電力を供給する電源ラインを備え、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、供給する電力量を制御し、前記電源ラインを介して前記第１の蒸発缶に電力を供給することを特徴とする請求項１記載の蒸留水製造装置。

【請求項4】

供給水を予熱するためのプレヒーターと、
１つ又は複数の気液分離機構を備えた蒸発缶と、
コンデンサーと、
複数の圧力制御弁と、
前記複数の圧力制御弁を制御する制御装置と、
各装置を接続する配管とを備え、
前記供給水を前記プレヒーターに導く第１の配管に第１の圧力制御弁が設けられ、
前記第１の配管から分岐し、前記第１の圧力制御弁を迂回するように前記第１の圧力制御弁に並列接続される分岐配管に、第２の圧力制御弁が設けられ、
前記プレヒーターを通過して予熱された熱水が最初に供給される第１の蒸発缶で気液分離された後に排出されるピュアスチームのスチーム出口と前記コンデンサー又は次段の蒸発缶とを接続する第４の配管に第３の圧力制御弁が設けられ、
前記スチーム出口と前記第３の圧力制御弁との間で分岐してピュアスチームの取出口へ接続される第６の配管に第４の圧力制御弁が設けられた蒸留水製造装置の制御方法であって、
前記制御装置は、
前記第１の圧力制御弁及び前記第３の圧力制御弁をその弁の開度がいずれも一定となるように制御すると共に、
前記第２の圧力制御弁及び前記第４の圧力制御弁を、必要とされるピュアスチームの量に応じてそれらの弁の開度を、前記第１及び第３の圧力制御弁と独立して制御することを特徴とする蒸留水製造装置の制御方法。

【請求項5】

前記第１の蒸発缶に熱源である加熱蒸気を前記第１の蒸発缶に導く第３の配管が設けられ、
前記第３の配管に蒸気圧力制御弁が設置され、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、前記蒸気圧力制御弁の開度を制御することを特徴とする請求項４記載の蒸留水製造装置の制御方法。

【請求項6】

前記第１の蒸発缶は、電力により発熱する発熱体を備え、
前記第１の蒸発缶に電力を供給する電源ラインを備え、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、供給する電力量を制御し、前記電源ラインを介して前記第１の蒸発缶に電力を供給することを特徴とする請求項４記載の蒸留水製造装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸留水製造装置及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

蒸留水製造装置は、供給水ポンプ、プレヒータ、脱気筒、蒸発缶、コンデンサー（凝縮器）、冷却器、蒸留水タンク、蒸留水ポンプ、加熱器等と、これらを制御するための制御装置によって構成される。そして、その使用目的、必要とする蒸留水（ＷＦＩ：Ｗａｔｅｒ Ｆｏｒ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）の生成量に応じていくつかの方式が知られている。例えば、多重効用缶式と呼ばれる方式は、複数の蒸発缶を用いることでシステム全体の効率を高めることができる。実験室や小規模な病院などボイラー設備が利用できない比較的小規模な環境では熱源として加熱蒸気の代わりに電気式の蒸発缶が用いられる。

【0003】

蒸留水は蒸留水製造装置内で、例えば特許文献１に開示されている蒸発缶を使用し、ピュアスチーム（ＰＳ：純粋蒸気）を発生させ、それをコンデンサーで液化して生成するため、装置内で発生したピュアスチームをそのまま取り出せばピュアスチーム製造装置としても利用することができる。
特許文献２にはピュアスチームの製造装置およびピュアスチームを最終的にコンデンサーで蒸留水とする蒸留水製造装置が開示されており、特許文献３には、効率良くピュアスチームを製造する装置およびその制御方法が開示されている。これらの特許文献２、３は、ユースポイントでの使用量の変動に対応できるピュアスチームの生成方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１６１６０２号公報

【特許文献2】特開平１１−３２５４０１号公報

【特許文献3】特許第４１２８０６１号

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

蒸留水は通常、ＷＦＩタンク内に一定量貯めておくように設計されているため、蒸留水製造装置として使用する場合は、一定量の蒸留水が連続的に生成される必要がある。

【0006】

一方、ピュアスチームは、タンクに貯蔵することができないため、ユースポイントで必要とされる量のピュアスチームを生成させる必要がある。例えば、蒸留水製造装置自身を滅菌する「自己滅菌」や、他の医療装置等の滅菌のために間欠的にピュアスチームが用いられる場合があるが、ユースポイントにおける必要量は変動するため、使用時に変動する必要量に対応して、ピュアスチームを生成させなければならない。

【0007】

このように、蒸留水とピュアスチームとでは、要求される供給量の特性が大きく異なり、これらの両方を同時かつ連続的に１台の装置で生成することができなかった。そのため、従来は、蒸留水製造装置とピュアスチーム製造装置の両方の設備を設置しなければならず、両方の装置の占有面積の確保が必要になり、コスト増にもつながるという問題があった。

【0008】

上記に鑑み、本発明は、連続的に一定量生成される必要がある蒸留水とユースポイントでの使用量に応じて変動するピュアスチームの両方を生成するための蒸留水製造装置とその制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係る蒸留水製造装置は、
供給水を予熱するためのプレヒーターと、
１つ又は複数の気液分離機構を備えた蒸発缶と、
コンデンサーと、
複数の圧力制御弁と、
前記複数の圧力制御弁を制御する制御装置と、
各装置を接続する配管とを備え、
前記供給水を前記プレヒーターに導く第１の配管に第１の圧力制御弁が設けられ、
前記第１の配管から分岐し、前記第１の圧力制御弁を迂回するように前記第１の圧力制御弁に並列接続される分岐配管に、第２の圧力制御弁が設けられ、
前記プレヒーターを通過して予熱された熱水が最初に供給される第１の蒸発缶で気液分離された後に排出されるピュアスチームのスチーム出口と前記コンデンサー又は次段の蒸発缶とを接続する第４の配管に第３の圧力制御弁が設けられ、
前記スチーム出口と前記第３の圧力制御弁との間で分岐してピュアスチームの取出口へ接続される第６の配管に第４の圧力制御弁が設けられており、
前記制御装置は、
前記第１及び第３の圧力制御弁をその弁の開度がいずれも一定となるように制御すると共に、
前記第２の圧力制御弁及び前記第４の圧力制御弁を、必要とされるピュアスチームの量に応じてそれらの弁の開度を、前記第１の圧力制御弁及び前記第３の圧力制御弁と独立して制御することを特徴とする。

【0010】

上記構成によれば、一定量の蒸留水を連続して生成しつつ、必要な量に応じたピュアスチームを生成することが可能となる。

【0011】

また、本発明に係る蒸留水製造装置は、
前記第１の蒸発缶に熱源である加熱蒸気を前記第１の蒸発缶に導く第３の配管が設けられ、
前記第３の配管に蒸気圧力制御弁が設置され、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、前記蒸気圧力制御弁の開度を制御することを特徴とする。

【0012】

前記第１の蒸発缶の熱源として加熱蒸気を用いることにより、必要とされるピュアスチームの量に応じて、前記第２及び４の圧力制御弁の弁（バルブ）の開度とともに加熱蒸気の前記蒸発缶への供給量を決定する蒸気圧力制御弁の弁（バルブ）の開度を制御するため、これらの弁の開度により変動するピュアスチーム生成と一定量の蒸留水との生成の制御が容易となる。

【0013】

また、本発明に係る蒸留水製造装置は、
前記第１の蒸発缶は、電力により発熱する発熱体を備え、
前記第１の蒸発缶に電力を供給する電源ラインを備え、
前記制御装置は、必要とされるピュアスチームの量に応じて、供給する電力量を制御し、前記電源ラインを介して前記第１の蒸発缶に電力を供給することを特徴とする。

【0014】

前記第１の蒸発缶の熱源が加熱蒸気ではなく電気により発熱する発熱体の場合でも、必要とされるピュアスチームの量に応じて、前記第２及び４の圧力制御弁の弁（バルブ）の開度とともに熱源に供給する電力量を制御することで、ユースポイントでのピュアスチームの使用量に対して、ピュアスチームの生成を制御するとともに、一定量の蒸留水を生成することができる。
加熱蒸気を提供する設備を有しない施設（医療機器のプラントや病院等の医療施設等）においても、本蒸留水製造装置を設置することができ、蒸留水とピュアスチームとを提供することができる。

【発明の効果】

【0015】

このように、本発明に係る蒸留水製造装置によれば、一定量の蒸留水の提供と、ユースポイントにおける使用量の変動に対応したピュアスチームの提供とを両立することが可能となり、蒸留水製造装置とピュアスチーム製造装置の両方を設置する必要がなく、蒸留水およびピュアスチームの製造コストの低減および省スペース化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】蒸留水製造装置の主要な構成図。

【図2】多段蒸発缶構成の蒸留水製造装置の構成図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（第１の実施形態）
図１は、蒸気加熱方式の蒸留水製造装置の主要な構成について説明するための構成略図である。なお、図１においては、蒸発缶を１台のみ使用する例を示す。また、図１においては、簡単のためブローおよび蒸気ドレン（スチームドレン）は省略しているが、これらについては図２に描画する。

【0018】

供給装置１（例えばポンプ）は、第１の配管２ａにより、プレヒーター３に接続されており、水、例えばＲＯ水等の純水、をプレヒーター３に供給する。供給装置１から供給された水（供給水）は、第１の配管２ａに設置された第１の圧力制御弁４により、所定の一定圧力になるように制御される。

【0019】

供給水の一部は、第１の配管２ａから分岐され、第１の圧力制御弁４を迂回するように並列接続された分岐配管２ｂを経由し、分岐配管２ｂに設置された第２の圧力制御弁５によって圧力制御され、第１の配管２ａに合流する。

【0020】

第１の蒸発缶７は、第２の配管６によりプレヒーター３に接続されており、プレヒーター３において（例えば８０℃以上に）予備加熱された供給水（熱水）を、供給水入口８から取り入れる。

【0021】

第１の蒸発缶７は、第３の配管９から供給される加熱蒸気を蒸気入口１０から取り入れ、加熱蒸気を熱源として、供給水入口８から取り入れた供給水をさらに加熱する。その結果、供給水の一部は蒸発し純粋な蒸気（ピュアスチーム）が生成され、残りの供給水は飽和水となる。

【0022】

第１の蒸発缶７は、気液分離機構を備える。気液分離機構を備えた蒸発缶としては、例えば特許文献１に開示の蒸発缶のように、下部室に気液分離機構を内蔵した蒸発缶、または下流側に気液分離器を接続（外付け）した蒸発缶を使用することができる。

【0023】

第１の蒸発缶７に取り入れられた加熱蒸気は、蒸気出口１１から、蒸気ドレンに排出されるが、第１の蒸発缶７の蒸気出口１１から排出された加熱蒸気をプレヒーター３に導入することで、プレヒーター３の熱源として利用する。（図２参照）これにより、第１の蒸発缶７と連動してプレヒーター３の熱量を制御することができる。

【0024】

熱源である加熱蒸気は、蒸気圧力制御弁１２により供給量が決定される。従って、蒸気圧力制御弁１２の弁（バルブ）の開度により第１の蒸発缶７に供給される熱量が制御され、第１の蒸発缶７で生成されるピュアスチームの量が制御される。

【0025】

第１の蒸発缶７のスチーム出口１３には、第４の配管１４が接続されている。第１の蒸発缶７により生成されたピュアスチームは、第４の配管１４に設置された第３の圧力制御弁１５により圧力を一定に制御され、コンデンサー（凝縮器）１６に供給される。供給されたピュアスチームはコンデンサー１６において凝縮され、純度が高められた蒸留水（高純度蒸留水）となり、コンデンサー１６に接続された第５の配管１７の末端部の取出口１７１から外部に取り出される。取り出された蒸留水は、例えば、タンクへの貯蔵や医薬品製造装置等の種々の用途に使用することが可能である。
なお、コンデンサー１６には、図２に示すように冷却水が供給される。

【0026】

第４の配管１４は、第１の蒸発缶７のスチーム出口１３と第３の圧力制御弁１５との間で分岐され、第６の配管１８に接続されている。第１の蒸発缶７により生成されたピュアスチームの一部は、第６の配管１８に設置された第４の圧力制御弁１９により圧力が制御され、ピュアスチームとして第６の配管１８の末端部の取出口１８１から外部に取り出される。取り出されたピュアスチームは、例えば医薬品関連設備や製造装置の滅菌処理等の種々の用途に使用することが可能である。

【0027】

第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５とは、コンデンサー１６に接続された第５の配管１７から外部に取り出される蒸留水の量に従い、それぞれ供給水およびピュアスチームの圧力を、それぞれ所定の一定圧力に制御する。それにより、蒸留水の量を一定量に保持し、供給することができる。

【0028】

第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５とは連動して制御されており、それぞれの所定の圧力は、制御装置２０により制御され、設定される。例えば、第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５として電気的に弁（バルブ）の開度を制御可能な圧力制御弁を使用し、電気信号を制御可能なコンピューター等を備えた制御装置２０により、電気的に第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５を制御することができる。また、第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５として、圧縮空気（ガス）により弁（バルブ）の開度が制御可能な圧力制御弁を使用しても良い。そのため、制御装置２０と第１の圧力制御弁４および第３の圧力制御弁１５とは、電気信号を伝達する有線（無線）、または圧縮空気の配管等の制御ライン（図１中、点線で示す）で接続されている。

【0029】

第１の蒸発缶７により、蒸留水の生成用の供給水から蒸気を生成する効率が一定であれば、すなわち、例えば供給水に与えられる熱量が一定であれば、第１の圧力制御弁４の制御圧力と第３の圧力制御弁１５の制御圧力とは比例する。
そのため、必要とされる蒸留水の供給量（使用量）に対応して、第１の圧力制御弁４の制御圧力を決定し、第１の圧力制御弁４の制御圧力が決定されれば、第３の圧力制御弁１５の制御圧力を決定することができる。

【0030】

一方、ピュアスチームの供給量は、ユースポイントにおいて使用量が変動する場合（例えば間欠的な使用により使用量が変動する場合）にも対応し得るように、変動可能に制御する必要がある。そのため、制御装置２０により、第１の配管２ａから分岐された分岐配管２ｂに設置された第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９とを連動させて、ピュアスチームの供給量を制御する。これにより、蒸留水の供給とは独立してピュアスチームの供給を制御することが可能となる。
なお、第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９とは、その弁（バルブ）の開度を電気的に駆動し制御するのもであっても良いし、圧縮空気により駆動し制御するものであっても良い。そのため、制御装置２０と第２の圧力制御弁５および第４の圧力制御弁１９とは、電気信号を伝達する有線（無線）、または圧縮空気の配管等の制御ライン（図２中、点線で示す）で接続されている。

【0031】

第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９のそれぞれの制御圧力は、上記制御装置２０により制御され、設定される。
第１の蒸発缶７により、ピュアスチームの生成用の供給水から蒸気を生成する効率が一定であれば、すなわち、例えば供給水に与えられる熱量が一定であれば、第２の圧力制御弁５の制御圧力（または弁（バルブ）の開度）と第４の圧力制御弁１９の制御圧力（または弁（バルブ）の開度）とは比例する。

【0032】

そのため、必要とされるピュアスチームの供給量（使用量）に対応して、第２の圧力制御弁５の制御圧力を決定し、第２の圧力制御弁５の制御圧力が決定されれば、第４の圧力制御弁１９の制御圧力を決定することができる。従って、ピュアスチームの供給量（使用量）に応じて、第２の圧力制御弁５の制御圧力に連動して第４の圧力制御弁１９が変動する。

【0033】

しかし、変動するピュアスチームの供給とともに一定の蒸留水の供給を、１台の第１の蒸発缶７によって、同時に制御する必要がある。従って、ピュアスチームの供給に寄与する供給水に与える熱量は、ピュアスチームの供給量に対応させて変動させる必要がある。
すなわち、蒸留水の供給量が一定で、ピュアスチームの供給量が変動する場合、第１の蒸発缶７に供給する熱量は、蒸留水の供給に必要な一定の熱量と、変動するピュアスチームの供給に必要な変動する熱量との総和となる。

【0034】

そのため、第１の蒸発缶７に与える変動する熱量を、熱源である加熱蒸気の供給量により制御する。加熱蒸気の供給量は、蒸気圧力制御弁１２により決定されるため、第１の圧力制御弁４の制御圧力および第２の圧力制御弁５の制御圧力に連動して、制御装置２０により蒸気圧力制御弁１２を制御する。なお、蒸気圧力制御弁１２は、その弁（バルブ）の開度を電気的に駆動し制御するのもであっても良いし、圧縮空気により駆動し制御するものであっても良い。そのため、制御装置２０と蒸気圧力制御弁１２とは、電気信号を伝達する有線（無線）、または圧縮空気の配管等の制御ライン（図２中、点線で示す）で接続されている。

【0035】

例えば、第１の圧力制御弁４の制御圧力（弁（バルブ）の開度）および第２の圧力制御弁５の制御圧力（弁（バルブ）の開度）に応じて、蒸気圧力制御弁１２の制御圧力（弁（バルブ）の開度）を制御するか、第４の配管１４の第１の蒸発缶７のスチーム出口１３と、第６の配管１８の分岐点との間に設置された圧力センサ２１の検出圧力値に応じて蒸気圧力制御弁１２の制御圧力（弁（バルブ）の開度）を制御することができる。

【0036】

上記蒸気加熱方式の第１の蒸発缶７の場合、供給する水の供給量、蒸留水およびピュアスチームの生成量、第１の蒸発缶７に与える熱量が、全て対応する圧力制御弁により制御が可能であり、圧力制御弁の弁（バルブ）の開度により制御することができる。そのため、それぞれの制御を容易に連動して行うことができる。

【0037】

以上のように、本蒸留水製造装置においては、第１の圧力制御弁４と第３の圧力制御弁１５とにより、一定の蒸留水の供給を制御するとともに、必要とされるピュアスチームの供給量（使用量）に対応して、第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９の制御圧力とを、上記蒸留水の提供と独立して制御し、さらに蒸気圧力制御弁１２によって、ピュアスチームの供給量（使用量）に連動して変動する必要熱量を制御することにより、蒸留水の供給とピュアスチームの供給を同時に可能にする。

【0038】

従って、本実施形態における蒸留水製造装置によれば、同時に１台の装置で、一定量の蒸留水の製造を維持しながら、使用量が変動するピュアスチームを製造することができる。
その結果、従来のように蒸留水を製造し供給する装置とピュアスチームを製造し供給する装置とを、２台設置する場合と比較して、省スペース化と蒸留水およびピュアスチームの製造コストの軽減を実現することができる。

【0039】

なお、上記実施形態においては、１台の第１の蒸発缶７を使用するものであり、第１の蒸発缶７のスチーム出口１３は、第４の配管１４によりコンデンサー１６に接続されているが、第１の蒸発缶７には、ブロー配管２２が接続されており、スチーム出口１３を経由してピュアスチームとして利用されなかった余剰の供給水（飽和水）は、ブロー配管２２から廃棄される構成となっている。

【0040】

供給水の利用効率を向上させるため、蒸留水製造装置を多段の蒸発缶を備えた構成とすることもできる。図２に、複数の蒸発缶を備えた蒸留水製造装置の一実施形態を示す。

【0041】

複数の蒸発缶を直列に接続し、各蒸発缶から生成される飽和水を、次段（後続）の蒸発缶に接続し、最終段の蒸発缶で生成されたピュアスチームをコンデンサー１６で凝縮し蒸留水を生成し、各段の蒸発缶で生成されたピュアスチームは、次段（後続）の蒸発缶の熱源として利用する。そのため、加熱蒸気を熱源とするのは第１の蒸発缶のみであり、下流側の蒸発缶ほど、順に内部の温度が低温になる。従って、下流側の蒸発缶ほど圧力が低く、別途ポンプを使用することなく、圧力差で飽和水が下流へと流送される。

【0042】

なお、供給装置１側を上流、コンデンサー１６側を下流とし、各蒸発缶は、上流側から順に第１の蒸発缶、第２の蒸発缶等としている。

【0043】

以下、図２を参照し、多段の蒸発缶を備えた蒸留水製造装置について説明する。
なお、図２においては紙面の都合上制御装置２０は省略している。

【0044】

第１の蒸発缶７までの基本構成は図１と同じであるため、説明は割愛する。第１の蒸発缶７のブロー配管２２から分岐した第７の配管２３は、次段の第２の蒸発缶２４の飽和水入口２５に接続されている。そのため、第１の蒸発缶７で生成された飽和水は、第２の蒸発缶２４の飽和水流入口２５に流入する。

【0045】

一方、第１の蒸発缶７により生成されたピュアスチームの一部は、第４の配管１４により、第２の蒸発缶２４の蒸気入口２６に導かれ、第２の蒸発缶２４の熱源として利用される。その結果、飽和水流入口２５から流入した飽和水の一部は蒸発し、第２の蒸発缶２４において気液分離され、分離された気体であるピュアスチーム（純粋水蒸気）は、第２の蒸発缶２４の蒸気出口２７から流出し、分離された液体（蒸留水）は、蒸留水出口２８から流出する。また、一部の蒸発しなかった余剰の飽和水は、ドレン口２９から流出する。

【0046】

蒸気出口２７から流出したピュアスチームは第８の配管３０により第３の蒸発缶３１の蒸気入口３２から流入し、蒸留水出口２８から流出した蒸留水は、第９の配管３３により第３の蒸発缶３１の蒸留水入口３４から流入し、ともに第３の蒸発缶３１の熱源となる。
また、ドレン口２９から流出した余剰の飽和水は第１０の配管３５により第３の蒸発缶３１の飽和水入口３６から流入する。

【0047】

上記ピュアスチームは、飽和水入口３６から流入した飽和水との熱交換により液化し、蒸留水入口３４から流入した蒸留水とともに、第３の蒸発缶３１の蒸留水出口３８から蒸留水として流出する。

【0048】

飽和水入口３６から流入した飽和水は、熱源により加熱され、一部は蒸発し、第３の蒸発缶３１において気液分離され、分離された気体であるピュアスチームは、蒸気出口３７から流出する。

【0049】

蒸気出口３７から流出したピュアスチームは、第１１の配管３９により、コンデンサー１６に導かれ、蒸留水となる。

【0050】

蒸留水出口３８より流出した水（蒸留水）は、第１２の配管４０により、コンデンサー１６に導かれる。
また、蒸発しなかった飽和水は、ブロー配管４１から廃棄される。

【0051】

なお、コンデンサー１６に集められた蒸留水は、二酸化炭素等の非圧縮性ガスが抜かれ、必要に応じて冷却器４２により採取温度が調整される。その後、蒸留水製造装置外の蒸留水タンクに貯蔵等される。

【0052】

このように多段の蒸発缶を用いることにより、供給水の利用効率が向上させることができる。
さらに最初に供給水が供給される第１の蒸発缶のみ、外部から供給される熱源（加熱蒸気）により加熱され、それ以降の蒸発缶は、前段の蒸発缶で生成されたピュアスチームや蒸留水の熱を利用するため、後段の蒸発缶ほど単調に温度が低下し、蒸発缶内の圧力も単調に減少するため、ピュアスチーム、蒸留水および飽和水は、後段の蒸発缶へと順次導くことが可能であり、別途ポンプ等を準備する必要が無い。

【0053】

（第２の実施形態）
上記実施形態においては、第１の蒸発缶７の熱源として、加熱蒸気を用い、第３の配管９を介して、加熱蒸気を蒸気入口１０から取り入れていた。
第１の蒸発缶７の熱源として、電力により発熱する電熱線等の発熱体を用いても良い。

【0054】

この場合、第３の配管９に替えて電源線（電源ライン）とし、制御装置２０と第１の蒸発缶７とを電源ラインで接続し、電源ラインに供給する電力量は、制御装置２０により制御する。
従って、図２において、第３の配管９を電源ライン、蒸気入口１０を電源ライン導入口とし、蒸気圧力制御弁１２、蒸気出口１１が不要となる。

【0055】

必要とされるピュアスチームの供給量（使用量）に対応して、第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９の制御圧力とともに、電源ラインに供給する電力量は、制御装置２０により制御する。
例えば、ユースポイントでのピュアスチーム使用量が増大し、第２の圧力制御弁５と第４の圧力制御弁１９の制御圧力が増大すると、それに連動して電源ラインに供給する電力量を増大させれば良い。予め、供給電力量と供給水の蒸発量、およびその温度の相関データを取得しておけば、電力によるピュアスチームの生成量の制御が可能である。

【0056】

また、この場合プレヒーター３も電力により発熱する発熱体により、供給水を予熱することとし、電源を制御装置２０から電力を供給すれば良い。なお、プレヒーター３の電力供給量も、第１の蒸発缶７に供給する電力量に比例して、制御装置２０により制御する。

【0057】

制御装置２０における電力供給量の制御は、例えば、半導体素子等を用いた電源をマイコン（電子回路デバイス）等で制御することにより実施することが可能であり、第１の蒸発缶に搭載する発熱体としては、電熱線、ランプ、マイクロウェーブ等、電気的に発熱量が制御可能な発熱体であれば良い。

【0058】

このように、熱源として電気的に発熱する発熱体を用いることで、加熱蒸気の供給設備がない施設においても、蒸留水製造装置を設置し、稼働することができる。

【符号の説明】

【0059】

１ 供給装置
２ａ 第１の配管
２ｂ 分岐配管
３ プレヒーター
４ 第１の圧力制御弁
５ 第２の圧力制御弁
６ 第２の配管
７ 第１の蒸発缶
８ 供給水入口
９ 第３の配管
１０ 蒸気入口
１１ 蒸気出口
１２ 蒸気圧力制御弁
１３ スチーム出口
１４ 第４の配管
１５ 第３の圧力制御弁
１６ コンデンサー
１７ 第５の配管
１７１ 取出口
１８ 第６の配管
１８１ 取出口
１９ 第４の圧力制御弁
２０ 制御装置
２１ 圧力センサ
２２ ブロー配管
２３ 第７の配管
２４ 第２の蒸発缶
２５ 飽和水入口
２６ 蒸気入口
２７ 蒸気出口
２８ 蒸留水出口
２９ ドレン口
３０ 第８の配管
３１ 第３の蒸発缶
３２ 蒸気入口
３３ 第９の配管
３４ 蒸留水入口
３５ 第１０の配管
３６ 飽和水入口
３７ 蒸気出口
３８ 蒸留水出口
３９ 第１１の配管
４０ 第１２の配管
４１ ブロー配管
４２ 冷却器

【図1】

【図2】