特許 6674549 取り外し可能なプレート式熱交換器を備える蒸留工場

(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】6674549

(24)【登録日】2020年3月10日

(45)【発行日】2020年4月1日

(54)【発明の名称】取り外し可能なプレート式熱交換器を備える蒸留工場

(51)【国際特許分類】

   B01D 1/26 20060101AFI20200323BHJP

   B01D 1/22 20060101ALI20200323BHJP

   F28D 9/00 20060101ALI20200323BHJP

   F28F 3/08 20060101ALI20200323BHJP

   F28F 9/00 20060101ALI20200323BHJP

   F28F 9/26 20060101ALI20200323BHJP

   B01D 1/00 20060101ALI20200323BHJP

   B01D 3/06 20060101ALI20200323BHJP

   C02F 1/04 20060101ALI20200323BHJP

【ＦＩ】

   B01D1/26 Z

   B01D1/22 Z

   F28D9/00

   F28F3/08 301Z

   F28F9/00 321

   F28F9/26

   B01D1/00 B

   B01D3/06 Z

   C02F1/04 A

【請求項の数】15

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-532660(P2018-532660)

(86)(22)【出願日】2016年12月5日

(65)【公表番号】特表2019-505371(P2019-505371A)

(43)【公表日】2019年2月28日

(86)【国際出願番号】EP2016079733

(87)【国際公開番号】WO2017108380

(87)【国際公開日】20170629

【審査請求日】2018年8月17日

(31)【優先権主張番号】15202068.1

(32)【優先日】2015年12月22日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】509005513

【氏名又は名称】アルファ−ラヴァル・コーポレート・アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ボー・ユール・アンダーセン

(72)【発明者】

【氏名】ピーター・ヴァルビョルン

【審査官】 小川 慶子

(56)【参考文献】

【文献】 特表２００８−５２０４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０１５０７５６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ １／００−３／４２

Ｆ２８Ｆ ３／００−３／１４

Ｃ０２Ｆ １／０４−１／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

長手方向軸(x)に沿って延び、内部空間(2)を定める細長い容器(1)と、
作動位置において、前記容器(1)の前記長手方向軸(x)に沿って互いの後に配置される複数のプレート式熱交換器(3、4)と、
を備え、
各々の前記プレート式熱交換器(3、4)は、第1の端板(5)と、第2の端板(6)と、複数の熱交換板(7)と、を備え、これらの各々が延在平面(p)を定めており、
前記熱交換板(7)は前記第1の端板(5)と前記第2の端板(6)との間に配置され、第1の板空間(8)と第2の板空間(9)とを形成しており、前記第1および第2の板空間(8、9)は、前記プレート式熱交換器(3)内に交互の順番で配置され、
各々の前記プレート式熱交換器(3)の前記第1の端板(5)および前記熱交換板(7)は、前記プレート式熱交換器(3)が作動位置にある場合に、内部空間(2)に設けられており、
前記プレート式熱交換器(3、4)が、前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)に対して直交した変位方向(y)に移動されることで、前記容器(1)から外へと、前記作動位置から取り外し可能である、蒸留設備において、
各々の前記プレート式熱交換器(3、4)が、前記容器(1)を貫くそれぞれの矩形の開口(50)と関連付けられており、各々の前記プレート式熱交換器(3、4)が、関連付けられた前記矩形の開口(50)を通じて、前記容器(1)から外へと、前記作動位置から取り外し可能であり、
前記プレート式熱交換器(3、4)は、案内部材によって支持されており、これにより前記プレート式熱交換器(3、4)が前記変位方向(y)に移動されることを許容している、蒸留設備。

【請求項2】

前記案内部材は、前記プレート式熱交換器(3、4)が移動可能に吊り下げられる吊り下げレール(49)を備える、請求項1に記載の蒸留設備。

【請求項3】

前記案内部材は、前記プレート式熱交換器(3、4)が移動可能に設けられる2つの案内レール(57)を備える、請求項1に記載の蒸留設備。

【請求項4】

前記プレート式熱交換器(3、4)のうちの少なくとも1つの前記第2の端板(6)は、前記容器(1)を貫く関連付けられた前記開口(50)を封止して閉じるカバーを形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の蒸留設備。

【請求項5】

前記複数のプレート式熱交換器(3、4)は、少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)を備え、当該主プレート式熱交換器内において、前記第1の板空間(8)が凝縮のために構成されると共に前記第2の板空間(9)が蒸発のために構成されており、
前記少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)は、
前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)に対して垂直に延びると共に前記第1の板空間(8)と連通する蒸気入口(11)と、
前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)に対して垂直に延びると共に前記第2の板空間(9)と連通する蒸気出口(12)と、
を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の蒸留設備。

【請求項6】

前記内部空間(2)内の前記作動位置において、前記少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)の前記蒸気出口(12)から前記蒸気入口(11)を分離する封止構成を備える、請求項5に記載の蒸留設備。

【請求項7】

前記少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)は、前記蒸気入口(11)と前記蒸気出口(12)との間に前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)に対して垂直に延びる第1の遷移領域(23)と、前記蒸気入口(11)と前記蒸気出口(12)との間に前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)に対して垂直に延びる第2の遷移領域(24)と、を備え、前記封止構成は、前記第1の遷移領域(23)と係合する第1の封止部材(31)と、前記第2の遷移領域(24)と係合する第2の封止部材(32)と、を備える、請求項6に記載の蒸留設備。

【請求項8】

前記第1および第2の封止部材(31、32)の各々は、前記第1の遷移領域(23)および前記第2の遷移領域(24)のそれぞれから、封止位置までの距離において、静置位置から膨張可能であり、前記封止位置において、前記第1および第2の封止部材(31、32)の各々が、前記第1の遷移領域(23)および前記第2の遷移領域(24)のそれぞれと係合する、請求項7に記載の蒸留設備。

【請求項9】

前記少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)は、前記第1の板空間(8)および前記第2の板空間(9)の各々においてそれぞれのガスケット(20)を備え、各々の前記ガスケット(20)は、前記第1の遷移領域(23)と前記第2の遷移領域(24)とに延びる、請求項7または8に記載の蒸留設備。

【請求項10】

前記少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)は、前記第2の板空間(9)と連通すると共に、前記第2の板空間(9)において蒸発させられる液体の供給のための液体送り込み導管(14)に連結される、液体入口ポート通路(13)と、前記第1の板空間(8)と連通すると共に、前記第1の板空間(8)からの凝縮物の排出のための凝縮物排出導管(16')に連結される、液体出口ポート通路(15)と、を有する、請求項5から9のいずれか一項に記載の蒸留設備。

【請求項11】

前記液体入口ポート通路(13)および前記液体出口ポート通路(15)は、前記第2の端板(6)を貫いて延びる、請求項10に記載の蒸留設備。

【請求項12】

前記液体入口ポート通路(13)および前記液体出口ポート通路(15)の両方が、前記第1の端板(5)を貫いて延びる、請求項10に記載の蒸留設備。

【請求項13】

複数の効果部(E)を備え、各々の前記効果部(E)は少なくとも1つの主プレート式熱交換器(3)を備え、各々の前記効果部(E)は、前記第2の板空間(9)の下流で前記内部空間(2)に設けられた液体分離装置(10)を備える、請求項5から12のいずれか一項に記載の蒸留設備。

【請求項14】

前記内部空間(2)は、各々の前記効果部(E)の1つに関して複数の副空間(2a)を定め、各々の前記副空間(2a)は、前記第1の板空間(8)と連通する第1の部分空間(2a')と、前記第2の板空間(9)と連通する第2の部分空間(2a")と、を定め、1つの効果部(E)の第2の部分空間(2a")は、後に続く効果部(E)の第1の部分空間(2a')と連通する、請求項13に記載の蒸留設備。

【請求項15】

前記複数のプレート式熱交換器(3)のうちの少なくとも1つの前記熱交換板(7)の前記延在平面(p)は、前記容器(1)の前記長手方向軸(x)に平行に延びる、請求項1から14のいずれか一項に記載の蒸留設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、
長手方向軸に沿って延び、内部空間を定める細長い容器と、
作動位置で、容器の長手方向軸に沿って互いの後に配置される複数のプレート式熱交換器と、
を備え、
各々のプレート式熱交換器は、延在平面を各々定める第1の端板と、第2の端板と、複数の熱交換板と、を備え、
熱交換板は、第1の板空間と第2の板空間とを形成するために第1の端板と第2の端板との間に配置され、第1および第2の板空間は、プレート式熱交換器において交互の順番に配置され、
作動位置におけるプレート式熱交換器の第1の端板および熱交換板は内部空間に設けられる、蒸留設備に関する。

【0002】

詳細には、本発明は、水の脱塩のための蒸留設備に関する。

【背景技術】

【0003】

熱交換板同士の間にガスケットを備えるプレート式熱交換器が、海水の脱塩のための蒸留設備において長い間使用されてきた。特許文献１は、このようなプレート式熱交換器を備える蒸留設備を開示している。管式熱交換器と比較して、プレート式熱交換器はいくつかの利点を有している。最も重要なことはコンパクト性である。板の集合体は、対応する管の束よりも小さい。管の束それぞれの板の集合体が容器に配置されるため、大きさの低減は容器の大きさにも影響を与え、これは容器のコスト削減を意味する。容器コストは、出力における大きさにもおおよそ比例し、そのため、大きさ低減の効果は重要である。結果として、脱塩設備のための容器はできるだけ小さく作られる。

【0004】

管の束と比較して、熱交換板のガスケット付きの集合体を備えるプレート式熱交換器による別の利点は、熱伝達面へのアクセス性である。ボルトを緩めて外すことで、集合体は開放することができ、熱交換板はアクセス可能となる。通常のプレート式熱交換器については、開放は数時間で行うことができ、板はフレームに吊るしたまま洗浄および検査できる。板をフレームから取り外すことは必要ない。コンパクトな容器内のプレート式熱交換器については、より複雑である。限られた空間のため、容器内において保守を行うことは可能ではなく、板は容器から1つずつ取り出さなければならず、これははるかにより時間が掛かる。

【0005】

ほとんどの大型の脱塩設備では、いくつかの効果部があり、各々の効果部は少なくとも1つのプレート式熱交換器を有する。すべての効果部が脱塩処理のために必要であるため、1つのプレート式熱交換器の維持管理が処理を停止させてしまう。休止時間を縮小するために、設備は予備のプレート式熱交換器を有する可能性があるが、交換のための時間がなおも許容できるものではない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】国際公開第2006/054936号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、前述した問題を克服することと、保守および維持管理のための休止時間がさらに短縮され得る蒸留設備を提供することと、である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

この目的は、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つが、容器を貫くそれぞれの開口と関連付けられることと、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つが、熱交換板の延在平面に対して垂直である変位方向において移動されることで、関連付けられた開口を通じて、容器から外へと、作動位置から取り外し可能であることと、を特徴とする、最初に定めた蒸留設備によって達成される。

【0009】

特徴としていることのために、プレート式熱交換器は、容器の外部でのプレート式熱交換器の保守および維持管理を許容するために、それぞれの関連付けられた開口を通じて容器から容易に取り外しできる。したがって、プレート式熱交換器を開放するためのすべての作業と、個々の熱交換板の検査および洗浄と、が容器の外部で実施できる。プレート式熱交換器が保守のために取り外されるとき、交換のプレート式熱交換器が、休止時間を最小限とするために、容器へと移動される用意がされていてもよい。

【0010】

板が長手方向軸と平行に延びるようにプレート式熱交換器を配向することで、プレート式熱交換器を通るポート通路は変位方向と平行に延びることになり、これは、プレート式熱交換器が容器へと搭載されるとき、または、容器から取り外されるとき、液体送り込み導管および凝縮物排出導管へのプレート式熱交換器の容易な連結および容易な連結解除を可能にする。

【0011】

容器の長手方向軸に沿って互いの後に、具体的には単一の列でプレート式熱交換器を配置することで、特に直径である容器の寸法が比較的小さくなり得る。

【0012】

本発明の実施形態によれば、変位方向は、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つについて、長手方向軸に対して垂直である。

【0013】

本発明のさらなる実施形態によれば、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つは、個々の案内部材によって支持されており、これによりプレート式熱交換器が変位方向に移動されることを許容している。

【0014】

本発明のさらなる実施形態によれば、案内部材は、プレート式熱交換器が移動可能に吊り下げられる吊り下げレールを備える。

【0015】

本発明のさらなる実施形態によれば、吊り下げレールは変位方向と平行に延び、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つについて、好ましくは長手方向軸に対して垂直である。

【0016】

本発明のさらなる実施形態によれば、案内部材は、プレート式熱交換器が移動可能に設けられる2つの案内レールを備える。

【0017】

本発明のさらなる実施形態によれば、案内レールは変位方向と平行に延び、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つについて、好ましくは長手方向軸に対して垂直である。

【0018】

本発明のさらなる実施形態によれば、プレート式熱交換器のうちの少なくとも1つの第2の端板は、容器を貫く関連付けられた開口を封止して閉じるカバーを形成する。したがって、プレート式熱交換器は、変位方向および案内部材、吊り下げレール、または案内レールに沿って、第1の端板および熱交換板が内部空間において位置付けられる作動位置まで移動されることによって、容器へと導入でき、第2の端板は容器の外面に当接し、関連付けられる開口を封止するように閉じるカバーを形成する。

【0019】

本発明のさらなる実施形態によれば、ガスケットが容器と第2の端板との間に設けられる。

【0020】

本発明の別の実施形態によれば、プレート式熱交換器の少なくとも1つの第2の端板は、関連付けられる開口の内部に設けられ、別体のカバーが第2の端板の外部に設けられ、容器を貫く関連付けられる開口を封止して閉じる。

【0021】

本発明のさらなる実施形態によれば、ガスケットが容器と別体のカバーとの間に設けられる。

【0022】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器は、第1の板空間が凝縮のために構成されると共に第2の板空間が蒸発のために構成される少なくとも1つの主プレート式熱交換器を備え、少なくとも1つの主プレート式熱交換器は、
熱交換板の延在平面に対して垂直に延びると共に第1の板空間と連通する蒸気入口と、
熱交換板の延在平面に対して垂直に延びると共に第2の板空間と連通する蒸気出口と、を有する。

【0023】

本発明のさらなる実施形態によれば、蒸気入口は、主プレート式熱交換器の上方側と、主プレート式熱交換器の2つの両方の横側の上方部と、を貫いて延びる。

【0024】

本発明のさらなる実施形態によれば、蒸気出口は、主プレート式熱交換器の下方側と、主プレート式熱交換器の2つの両方の横側の下方部とを貫いて延びる。

【0025】

本発明のさらなる実施形態によれば、蒸留設備は、内部空間における作動位置において、少なくとも1つの主プレート式熱交換器の蒸気出口から蒸気入口を分離する封止構成を備える。

【0026】

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも1つの主プレート式熱交換器は、蒸気入口と蒸気出口との間で熱交換板の延在平面に対して垂直に延びる第1の遷移領域と、蒸気入口と蒸気出口との間で熱交換板の延在平面に対して垂直に延びる第2の遷移領域と、を備え、封止構成は、第1の遷移領域と係合する第1の封止部材と、第2の遷移領域と係合する第2の封止部材と、を備える。

【0027】

本発明のさらなる実施形態によれば、第1の遷移領域は主プレート式熱交換器の第1の横側において延び、第2の遷移領域は主プレート式熱交換器の第2の横側において延びる。

【0028】

本発明のさらなる実施形態によれば、第1および第2の封止部材の各々は、それぞれの第1の遷移領域および第2の遷移領域から、第1および第2の封止部材の各々が第1の遷移領域および第2の遷移領域とそれぞれ係合する封止位置までの距離において、静置位置から膨張可能である。

【0029】

低圧力、つまり、大気圧未満の圧力が、内部空間に広がっていてもよい。したがって、第1および第2の封止部材は、周囲大気につなげられることにより膨張されてもよい。

【0030】

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも1つの主プレート式熱交換器は、第1の板空間および第2の板空間の各々において個々にガスケットを備え、各々のガスケットは、第1の遷移領域および第2の遷移領域に延びる。

【0031】

本発明のさらなる実施形態によれば、ガスケットは、第1の遷移領域と第2の遷移領域とを形成するゴム材料から作られる。

【0032】

本発明のさらなる実施形態によれば、少なくとも1つの主プレート式熱交換器は、第2の板空間と連通すると共に、第2の板空間において蒸発される液体の供給のための液体送り込み導管に連結される液体入口ポート通路と、第1の板空間と連通すると共に、第1の板空間からの凝縮物の排出のための凝縮物排出導管に連結される液体出口ポート通路と、を有する。

【0033】

本発明のさらなる実施形態によれば、液体入口ポート通路および液体出口ポート通路は第2の端板を貫いて延びる。

【0034】

本発明のさらなる実施形態によれば、液体入口送り込み導管および凝縮物排出導管は内部空間の外部に延びる。

【0035】

本発明のさらなる実施形態によれば、液体入口ポート通路は、入口連結部材を用いて液体送り込み導管に連結される。

【0036】

本発明のさらなる実施形態によれば、液体出口ポート通路は、出口連結部材を用いて凝縮物排出導管に連結される。

【0037】

本発明のさらなる実施形態によれば、液体入口ポート通路および液体出口ポート通路は、両方が第1の端板を貫いて延びる。

【0038】

本発明のさらなる実施形態によれば、入口連結部材は、変位方向に沿って移動されることで、液体送り込み導管への連結を許容する。

【0039】

本発明のさらなる実施形態によれば、出口連結部材は、変位方向に沿って移動されることで、凝縮物排出導管への連結を許容する。

【0040】

本発明のさらなる実施形態によれば、蒸留設備は複数の効果部を備え、各々の効果部は少なくとも1つの主プレート式熱交換器を備え、各々の効果部は、第2の板空間の下流で内部空間に設けられる液体分離装置を備える。

【0041】

本発明のさらなる実施形態によれば、各々の効果部は、2つの主プレート式熱交換器、3つの主プレート式熱交換器、4つの主プレート式熱交換器、またはさらに多くの主プレート式熱交換器を備え得る。異なる効果部において異なる数の主プレート式熱交換器を設けることも可能である。例えば、各々の効果部における主プレート式熱交換器の数は、第1の効果部が1つの主プレート式熱交換器を備え、第2の効果部が2つの主プレート式熱交換器を備え、第3の効果部が3つの主プレート式熱交換器を備えるように、長手方向軸に沿って増加してもよい。

【0042】

本発明のさらなる実施形態によれば、蒸留設備は、1つの効果部、2つの効果部、3つの効果部、4つの効果部、5つの効果部、またはさらに多くの効果部を容器内に備える。複数の効果部を備えるいくつかの容器が設けられ得ることが留意され得る。

【0043】

本発明のさらなる実施形態によれば、内部空間は、各々の効果部に対して1つで複数の副空間を定め、各々の副空間は、第1の板空間と連通する第1の部分空間と、第2の板空間と連通する第2の部分空間とを定め、1つの効果部の第2の部分空間は、後に続く効果部の第1の部分空間と連通する。

【0044】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器のうちの少なくとも1つの熱交換板の延在平面は、容器の長手方向軸と平行に延びる。

【0045】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器の延在平面は、容器の長手方向軸と平行に延びる。

【0046】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器のうちの第1のプレート式熱交換器の延在平面は、容器の長手方向軸に対して垂直に延びる。

【0047】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器のうちの最後のプレート式熱交換器の延在平面は、容器の長手方向軸に対して垂直に延びる。

【0048】

本発明のさらなる実施形態によれば、複数のプレート式熱交換器のうちの最後のプレート式熱交換器は、蒸留設備の凝縮器を形成する。

【0049】

ここで、本発明は、様々な実施形態の記載を通じて、および、添付されている図面を参照して、より詳しく説明される。

【図面の簡単な説明】

【0050】

【図1】本発明の第1の実施形態による蒸留設備の容器を貫く、図8における線I-Iに沿った概略的な長手方向での断面の側面図を示す図である。

【図2】図1における蒸留設備の案内部材の長手方向の断面の詳細図である。

【図3】図1における線III-IIIに沿った概略的な長手方向の断面図である。

【図4】図1における蒸留設備の容器内のプレート式熱交換器の側面図である。

【図5】図4における線V-Vに沿ったプレート式熱交換器の熱交換板の平面図である。

【図6】図4における線VI-VIに沿ったプレート式熱交換器の別の熱交換板の平面図である。

【図7】図1における蒸留設備の斜視図である。

【図8】図7における蒸留設備の端面図である。

【図9】本発明の第2の実施形態による蒸留設備の側面図である。

【図10】図9における蒸留設備の端面図である。

【図11】本発明の第3の実施形態による蒸留設備の容器におけるプレート式熱交換器の図4と同様の側面図である。

【図12】図11における線XI-XIに沿ったプレート式熱交換器の熱交換板の平面図である。

【図13】本発明の第4の実施形態による蒸留設備の容器内のプレート式熱交換器の図4と同様の側面図である。

【図14】本発明の第5の実施形態による蒸留設備の上方からの概略的な長手方向の断面図である。

【図15】本発明の第6の実施形態による蒸留設備の上方からの概略的な長手方向の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0051】

図1〜図8は、長手方向軸xに沿って延びる細長い容器1を備える蒸留設備の第1の実施形態を示している。容器1は低圧力、つまり大気圧未満の圧力が広がり得る内部空間2を定めている。複数のプレート式熱交換器3、4が、作動位置で、容器1の内部空間2において長手方向軸xに沿って互いの後に配置されている。

【0052】

プレート式熱交換器3、4のうちの少なくとも1つは、主プレート式熱交換器3と、少なくとも1つの凝縮器4と、である。図1および図3では、6つの主プレート式熱交換器3と1つの凝縮器4とがある。好ましくは、蒸留設備のすべての主プレート式熱交換器3は同一である。

【0053】

図4を見ると、各々のプレート式熱交換器3、4は、第1の端板5と、第2の端板6と、複数の熱交換板7と、を備えている。各々の板5、6、および7は延在平面pを定めている。第1の実施形態では、すべてのプレート式熱交換器3の熱交換板7の延在平面pは、容器1の長手方向軸xと平行に延びている。

【0054】

図5および図6も見ると、熱交換板7は、第1の板空間8と第2の板空間9とを形成するために、第1の端板5と第2の端板6との間に配置されている。第1の板空間8および第2の板空間9は、プレート式熱交換器3において交互の順番に配置されている。各々の熱交換板7は、知られている方法で波状とされ得る熱交換表面7aを定めている。

【0055】

図1および図3を見ると、各々のプレート式熱交換器3は、互いに対して熱交換板7を締め付けるために、第1の端板5と第2の端板6とを貫いて延びるいくつかの締め付けボルト19を備えている。

【0056】

主プレート式熱交換器3では、第1の板空間8は蒸気の凝縮のために構成されており、第2の板空間9は液体の蒸発のために構成されている。

【0057】

蒸留設備は複数の効果部Eを備えており、各々の効果部Eは少なくとも1つの主プレート式熱交換器3を備えている。図1では、蒸留設備は3つの効果部Eを備えており、各々の効果部Eは2つの主プレート式熱交換器3を備えている。

【0058】

各々の効果部Eは、それぞれの効果部Eの主プレート式熱交換器3および第2の板空間9の下流で内部空間2に設けられる液体分離装置10を備えている。

【0059】

図1において右にある第4のプレート式熱交換器4は、凝縮器効果部Cから成る凝縮器である。

【0060】

図1で分かるように、内部空間2は、複数の副空間2aを定めるか、または複数の副空間2aを備える。各々の効果部Eは、それぞれの副空間2aによって定められるか、またはそれぞれの副空間2aに設けられる。各々の副空間2aは、第1の板空間8と連通している第1の部分空間2a'と、第2の板空間9と連通している第2の部分空間2a"と、を定めている。図1で分かるように、1つの効果部Eの第2の部分空間2a"は、液体分離装置10を介して、後に続く効果部Eの第1の部分空間2a'と連通している。

【0061】

図4〜図6を見ると、主プレート式熱交換器3の各々は蒸気入口11と蒸気出口12とを有する。

【0062】

蒸気入口11は、熱交換板7の延在平面pに対して垂直に延びると共に第1の板空間8と連通している。より正確には、図3〜図5を見ると、蒸気入口11は、主プレート式熱交換器3の上方側3aと、主プレート式熱交換器3の2つの両方の横側3c、3dの上方部と、を貫いて延びている。

【0063】

蒸気出口12は、熱交換板7の延在平面pに対して垂直に延びると共に第2の板空間9と連通している。より正確には、図3、図4、および図6を見ると、蒸気出口12は、主プレート式熱交換器3の下方側3bと、主プレート式熱交換器3の2つの両方の横側3c、3dの下方部と、を貫いて延びている。

【0064】

主プレート式熱交換器3の各々は、図4を見ると、第2の板空間9と連通すると共に、第2の板空間9において蒸発させられる液体の供給のための液体送り込み導管14に連結される液体入口ポート通路13を有する。液体入口ポート通路13の数は、例えば2つ、3つなど、1つを超える数である。

【0065】

主プレート式熱交換器3の各々は、図4を見ると、第1の板空間8と連通すると共に、第1の板空間8からの凝縮物の排出のための凝縮物排出導管16'に連結される2つの液体出口ポート通路15を有する。液体出口ポート通路15の数は、例えば1つ、3つなど、2つ以外の数である。

【0066】

主プレート式熱交換器3の各々は、第1の板空間8および第2の板空間9の各々においてそれぞれのガスケット20を備えている。図5を見ると、ガスケット20は、第1の板空間8において熱交換表面7aの下方部の周りで延びている。図6を見ると、ガスケット20は、第2の板空間9において熱交換表面7aの上方部の周りで延びている。

【0067】

第1の板空間8では、ガスケット21が液体入口ポート通路13の周りに設けられている。第2の板空間9では、ガスケット22が液体出口ポート通路15の周りに設けられている。

【0068】

蒸留設備は、内部空間2における作動位置において、主プレート式熱交換器3の蒸気出口12から蒸気入口11を分離する封止構成を備えている。

【0069】

主プレート式熱交換器3の各々は、第1の遷移領域23と第2の遷移領域24とを備えている。第1の遷移領域23および第2の遷移領域24は封止構成から成る。

【0070】

図5および図6で分かるように、各々のガスケット20は第1の遷移領域23および第2の遷移領域24へと延びている。具体的には、第1の遷移領域23および第2の遷移領域24は、ガスケット20の材料によって形成されている。ガスケット20、第1の遷移領域23、および第2の遷移領域24の材料の材料はゴム材料であり得る。

【0071】

第1の遷移領域23は、蒸気入口11と蒸気出口12との間で熱交換板7の延在平面pに対して垂直に延びている。第1の遷移領域23は、主プレート式熱交換器3の横側のうちの第1のもの3cにおいて延びている。

【0072】

第2の遷移領域24は、蒸気入口11と蒸気出口12との間で熱交換板7の延在平面pに対して垂直に延びている。第2の遷移領域24は、主プレート式熱交換器3の横側のうちの第2のもの3dにおいて延びている。

【0073】

図5および図6を見ると、封止構成は、各々の主プレート式熱交換器3について、第1の遷移領域23と係合する第1の封止部材31と、第2の遷移領域24と係合する第2の封止部材32と、を備えている。第1の封止部材31および第2の封止部材32は膨張可能である。低圧力が内部空間2において広がっているため、第1の封止部材31および第2の封止部材32は、それぞれの導管33を介して容器1の外側の周囲大気に連結されることで、膨張され得る。

【0074】

第1の封止部材31は、図6を見ると、第1の遷移領域23から封止位置までの距離で、静置位置から膨張可能であり、図5を見ると、その封止位置において、第1の封止部材31は第1の遷移領域23と係合する。

【0075】

第2の封止部材32は、図6を見ると、第2の遷移領域24から封止位置までの距離で、静置位置から膨張可能であり、図5を見ると、その封止位置において、第2の封止部材32は第2の遷移領域24と係合する。

【0076】

図1および図3で見られるように、副空間2aは上方壁35と下方壁36'とによって互いから分離されている。液体分離装置10は上方壁35と下方壁36'との間に設けられている。容器1は、長手方向軸xと平行に延び得る仕切り部材37も備えている。仕切り部材37は、第1の封止部材31、第2の封止部材と、液体分離装置10と、を担持する。

【0077】

したがって、図1において左にある第1の効果部Eの第1の部分空間2a'は、容器1と、上方壁35のうちの1つと、仕切り部材37と、によって画定されている。

【0078】

第1の効果部Eの第2の部分空間2a"は、容器1と、下方壁36'のうちの1つと、液体分離装置10を含む仕切り部材37と、によって画定されている。

【0079】

第2の効果部Eの第1の部分空間2a'は、容器1と、上方壁35のうちの2つと、液体分離装置10を含む仕切り部材37と、によって画定されている。

【0080】

第2の効果部Eの第2の部分空間2a"は、容器1と、2つ下方壁36'および36"と、液体分離装置10を含む仕切り部材37と、によって画定されている。

【0081】

第3の効果部Eの第1の部分空間2a'は、容器1と、上方壁35のうちの2つと、液体分離装置10を含む仕切り部材37と、によって画定されている。

【0082】

第2の効果部Eの第3の部分空間2a"は、容器1と、2つ下方壁36'および36"と、液体分離装置10を含む仕切り部材37と、によって画定されている。

【0083】

凝縮器効果部Cの第1の部分空間2a'は、容器1と、上方壁35のうちの1つと、下方壁36'のうちの1つと、液体分離装置10と、によって画定されている。

【0084】

図1を見ると、蒸留設備は、供給導管41を介しての高圧の外部蒸気の供給を通じて動作されるように構成された圧縮機40も備えている。圧縮機40は、流れを蒸気送り込み導管42を介して第1の効果部Eへと送り込む。第1の効果部Eへと送り込まれる蒸気は、周囲大気の圧力および温度より低い圧力および温度を有する。

【0085】

蒸気は、蒸気入口11を介して第1の効果部Eの主プレート式熱交換器3の第1の板空間8へと送り込まれる。図7を見ると、液体が、液体送り込み導管14と、効果部Eの各々の主プレート式熱交換器3の液体入口ポート通路13と、を介して同時に第2の板空間9へと送り込まれる。

【0086】

第1の効果部Eでは、蒸気は第1の板空間8において凝縮され、液体は第2の板空間9において蒸発させられる。第1の板空間8からの凝縮物は、効果部Eの主プレート式熱交換器3の液体出口ポート通路15と、凝縮物排出導管16'と、を介して排出される。

【0087】

第1の効果部Eの主プレート式熱交換器3の第2の板空間9において発生させられた蒸気は、蒸気出口12を介して第2の板空間9から出て行き、第1の効果部Eの第2の部分空間2a"に入る。次に、蒸気は液体分離装置10を通って第2の効果部Eの第1の部分空間2a'へと運ばれ、そこから蒸気入口11を介して第2の効果部Eの主プレート式熱交換器3の第1の板空間8へと運ばれる。

【0088】

したがって、凝縮物が第1の板空間8において発生させられ、蒸気が第2の効果部Eの主プレート式熱交換器3の第2の板空間9において発生させられる。

【0089】

次に、この過程が第3の効果部Eの主プレート式熱交換器3において繰り返される。圧力および温度は、第1の効果部Eから第3の効果部Eへと、つまり最後の効果部Eへと連続的に低下する。

【0090】

第3の効果部Eの主プレート式熱交換器3において生成された蒸気の一部は、凝縮器効果部Cのプレート式熱交換器4の第1の板空間8へと送り込まれる。第3の効果部Eの主プレート式熱交換器において発生させられた蒸気の残りの部分は圧縮機40へと運ばれて、外部蒸気と混合され、その混合物は第1の効果部Eの主プレート式熱交換器3へと送り込まれる。

【0091】

液体は、入口導管47を介して、凝縮器効果部Cのプレート式熱交換器4の第2の板空間9へと送り込まれる。液体は、凝縮器効果部Cのプレート式熱交換器4へと送り込まれる蒸気が凝縮されて最終的な凝縮物排出導管16へと排出されるように、その蒸気を冷却する。液体の一部は、プレート式熱交換器4で予熱され、次に液体送り込み導管14を介して液体入口ポート通路13へと送り込まれる。液体の他の部分は出口導管(図1において右にある)を介して排出される。

【0092】

効果部Eの主プレート式熱交換器3の第2の板空間9へと送り込まれる液体のすべてが必ずしも蒸発されるわけではない。この過剰な液体は塩水を形成し、この塩水は、液体分離装置10において捕らえられた液体と共に、図1および図4において見られるように、第2の部分空間2a"の下方の塩水空間2'において回収される。

【0093】

放出室45が、容器1の各々の効果部Eの下流に設けられている。

【0094】

先行する効果部Eからの凝縮物は、凝縮物排出導管16'を介して次に続く効果部E、Cの放出室45へと運ばれる。次に続く効果部E、Cの放出室45におけるより低い圧力のため、凝縮物の一部は蒸発し、そのため、次に続く効果部E、Cのそれぞれの主プレート式熱交換器3および凝縮器4の第1の板空間8へと送り込まれる蒸気に加えられてもよい。

【0095】

放出室45は下方壁36'および36'''と追加の壁36"とによって画定されている。下方壁36'および追加の壁36"は、塩水が凝縮物と混合できないように、下方の凝縮物空間2"を下方の塩水空間2'から分離している。

【0096】

第1の効果部Eの下方の塩水空間2'からの塩水は、塩水導管46'を介して、次に続く効果部Eの下方の塩水空間2'へと運ばれる。第2の効果部Eの下方の塩水空間2'からの塩水は、塩水導管46'を介して、次に続く第3の効果部Eの下方の塩水空間2'へと運ばれる。図1において右にある第3の効果部Eからの塩水は、最後の塩水導管46を介して容器1から排出される。第1の実施形態では、塩水導管46'は容器1の外側に位置付けられている。

【0097】

第2の効果部Eに先行する放出室45の下方の凝縮物空間2"の凝縮物は、凝縮物導管16"を介して、次に続く効果部Eの下方の凝縮物空間2"へと運ばれる。第3の効果部Eに先行する放出室45の下方の凝縮物空間2"の凝縮物は、凝縮物導管16"を介して、凝縮器効果部Cの下方の凝縮物空間2"へと運ばれる。凝縮器効果部Cの下方の凝縮物空間2'からの凝縮物は、最後の凝縮物排出導管16を介して容器1から排出される。第1の実施形態では、凝縮物導管16"は、図7も見ると、容器1の外側に位置付けられている。

【0098】

図4を見ると、プレート式熱交換器3、4の各々は、容器1を貫くそれぞれの開口50と関連付けられている。開口50は矩形である。図4で見られるように、プレート式熱交換器3、4の第1の端板5および熱交換板7は、プレート式熱交換器3、4が作動位置にあるとき、内部空間2に設けられている。

【0099】

プレート式熱交換器3、4の熱交換板7の延在平面pは、容器1の長手方向軸xと平行に延びている。プレート式熱交換器3、4の各々は、変位方向yにおいて移動されることで、作動位置から、関連付けられる開口50を通じて容器1から外に取り外し可能である。変位方向yは、熱交換板7の延在平面pに対して垂直である。

【0100】

プレート式熱交換器3、4の各々は、プレート式熱交換器3、4が変位方向yにおいて移動されることを許容する案内部材によって支持されている。

【0101】

第1の実施形態によれば、案内部材は、容器1において不動に搭載されている吊り下げレール49を備えている。各々の主プレート式熱交換器3と、好ましくは凝縮器4と、は第1の端板5、熱交換板7、および第2の端板6が搭載される搭載梁51を備える。図2を見ると、搭載梁51のT字形部分が、板5、6、7の各々におけるT字形凹部と係合している。

【0102】

プレート式熱交換器3、4の搭載梁51は、図2〜図4を見ると、吊り下げレール49において移動可能に吊り下げられている。ローラまたは車輪52が、図2を見ると、吊り下げレール49に沿ったプレート式熱交換器3、4の移動を容易にするために、吊り下げレール49とプレート式熱交換器3、4の搭載梁51との間に設けられ得る。

【0103】

第1の実施形態では、第2の端板6は内部空間2の外部に設けられる。プレート式熱交換器3、4の第2の端板6は、関連付けられた開口50より大きく、容器1を貫く関連付けられた開口50を封止して閉じるカバーを形成している。ガスケット53が容器1と第2の端板6との間に設けられている。

【0104】

したがって、プレート式熱交換器3、4は、変位方向yおよび吊り下げレール49に沿って、第1の端板5および熱交換板7が内部空間2に位置付けられる作動位置へと移動されることで、容器1へと導入できる。導入の間、第1の封止部材31および第2の封止部材32は静置位置にある。

【0105】

プレート式熱交換器3、4が作動位置に到達したとき、第1の封止部材31および第2の封止部材32は、図5を見ると、封止位置まで膨張されている。さらに、第2の端板6は、ガスケット53を用いて、容器1の外面に当たって封止し、関連付けられた開口50を封止するように閉止するカバーを形成する。

【0106】

プレート式熱交換器3、4が取り外されるとき、第1の封止部材31および第2の封止部材32は収縮されることで静置位置とさせられ、その後、プレート式熱交換器3、4は変位方向yに沿って移動され得る。

【0107】

第1の実施形態では、液体入口ポート通路13および液体出口ポート通路15は第2の端板6を貫いて延びる。液体入口ポート通路13は、入口連結部54を用いて液体送り込み導管14に連結されている。液体出口ポート通路15は、出口連結部材56を用いて凝縮物排出導管16に連結される。入口連結部材54および出口連結部材56は、図4で見られるように、容器1の外部に位置付けられている。

【0108】

出口連結部材56は、図3および図7で分かるように、凝縮物排出導管16'に連結すると共に凝縮物排出導管16'と一列にされ得る主要部から各々延びるそれぞれの分岐部分を用いて、2つの出口ポート通路15に連結している。

【0109】

図7で分かるように、第1の実施形態の蒸留設備の容器1は円筒状の形を有している。容器1は、凸状の形を有する2つの相対する端側61、62を有している。

【0110】

図9および図10は、容器1が真っ直ぐな平面の側部を伴う箱状の形を有する点においてのみ第1の実施形態と異なる第2の実施形態を示している。上方側と、そしておそらくは下方側と、はそれぞれの効果部Eにおいて凹状の窪み(図示略)を有し得ることが留意され得る。このような凹状の窪みは、容器1を形成するシート材料の厚さを低減することを可能にする。

【0111】

図11および図12は、プレート式熱交換器3、4が移動可能に設けられる2つの案内レール57を案内部材が供える第1の実施形態と異なる第3の実施形態を示している。ローラまたは車輪58が、案内レール57上のプレート式熱交換器3、4の移動を容易にするために、案内レール57とプレート式熱交換器3、4との間に設けられ得る。案内レール57は変位方向yと平行に延びており、プレート式熱交換器3、4が変位方向yにおいて移動されることを許容する。

【0112】

第3の実施形態では、液体入口ポート通路13および液体出口ポート通路15は第1の端板5を貫いて延びる。入口連結部材54および出口連結部材56は、図11で見られるように、容器1の内部で内部空間2に位置付けられている。

【0113】

入口連結部材54は、変位方向yに沿ったプレート式熱交換器3、4の移動によって、液体入口ポート通路13と液体送り込み導管14との連結を許容するように構成されている。

【0114】

出口連結部材56は、変位方向yに沿ったプレート式熱交換器3、4の移動によって、2つの液体出口ポート通路15と凝縮物排出導管16'との連結を許容するように構成されている。

【0115】

第3の実施形態のプレート式熱交換器3、4は、図7および図8に示した容器1、または図9および図10に示した容器1に位置付けられてもよい。

【0116】

図13は、プレート式熱交換器3、4の第2の端板6が、関連付けられた開口50の内部に設けられている点において、第3の実施形態と異なる第4の実施形態を開示している。この場合、第2の端板6も、矩形の関連付けられた開口50より小さい。関連付けられた開口50より大きい別体のカバー59が、第2の端板6の外側に設けられ、容器1を貫く関連付けられた開口50を封止して閉じる。ガスケット53が容器1と別体のカバー59との間に設けられている。分割するガスケット53aが、第1の部分空間2a'を第2の部分空間2a"から分離するために、おそらくは封止する構成の一部として、第2の端板6と別体のカバー59との間に設けられている。

【0117】

図14は、図14において左にある主プレート式熱交換器3のうちの第1のものが、熱交換板7の延在平面pが長手方向軸xに対して垂直になるように設けられる点において、先の実施形態と異なる第5の実施形態を示している。第1の主プレート式熱交換器3は、熱交換板7の延在平面pに対して垂直であるが長手方向軸xと平行である変位方向yにおいて移動されることによって、関連付けられた開口50を通じて、容器1から外へと、作動位置から取り外し可能である。

【0118】

残りのプレート式熱交換器3、4は、熱交換板7の延在平面pが容器1の長手方向軸xと平行に延びるように配向されている。

【0119】

図15は、図15中の右にあるプレート式熱交換器のうちの最後のもの、つまり、凝縮器4が、熱交換板7の延在平面pが長手方向軸xに対して垂直になるように設けられる点において、先の実施形態と異なる第6の実施形態を示している。凝縮器4は、熱交換板7の延在平面pに対して垂直であるが長手方向軸xと平行である変位方向yにおいて移動されることによって、関連付けられた開口50を通じて、容器1から外へと、作動位置から取り外し可能である。

【0120】

残りのプレート式熱交換器3、4は、熱交換板7の延在平面pが容器1の長手方向軸xと平行に延びるように配向されている。

【0121】

開示されている実施形態では、蒸留設備が3つの効果部Eを備えている。しかしながら、蒸留設備は、例えば容器1にすべて設けられている1つだけの効果部E、2つの効果部E、4つの効果部E、5つの効果部E、またはさらに多くの効果部を備えてもよいことが留意される。

【0122】

複数の効果部Eを各々備えるいくつかの容器1が設けられ得ることが留意され得る。

【0123】

各々の効果部Eが、開示されているような2つだけでない主プレート式熱交換器3を備え得ることが留意される。各々の効果部Eは、1つだけの主プレート式熱交換器3、3つの主プレート式熱交換器3、4つの主プレート式熱交換器3、またはさらに多くの主プレート式熱交換器3を備えてもよい。

【0124】

2つ以上の主プレート式熱交換器3が各々の効果部Eに設けられるとき、主プレート式熱交換器3は、互いと平行に作動することになるか、または別の言い方をすれば、主プレート式熱交換器3の長さは、2つ以上の主プレート式熱交換器3を効果部Eにおいて配置することで延長され得る。

【0125】

さらに、凝縮器効果部Cが、2つ以上のプレート式熱交換器、つまり2つ以上の凝縮器4を備えてもよいことが留意される。

【0126】

異なる効果部Eにおいて、異なる数の主プレート式熱交換器3を設けることも可能である。例えば、各々の効果部Eにおける主プレート式熱交換器3の数は、例えば第1の効果部Eが1つの主プレート式熱交換器3を備え、第2の効果部Eが2つの主プレート式熱交換器3を備え、第3の効果部Eが3つの主プレート式熱交換器3を備え、第4の効果部Eも3つの主プレート式熱交換器3を備えるようになど、長手方向軸xに沿って増加してもよい。

【0127】

本発明は、開示されている実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲内で変更および改良されてもよい。

【符号の説明】

【0128】

1 容器
2 内部空間
2' 塩水空間
2" 凝縮物空間
2a 副空間
2a' 第1の部分空間
2a" 第2の部分空間
3 主プレート式熱交換器
3a 上方側
3b 下方側
3c、3d 横側
4 プレート式熱交換器、凝縮器
7 熱交換板
7a 熱交換表面
8 第1の板空間
9 第2の板空間
10 液体分離装置
11 蒸気入口
12 蒸気出口
13 液体入口ポート通路
14 液体送り込み導管
15 液体出口ポート通路
16、16' 凝縮物排出導管
16" 凝縮物導管
19 締め付けボルト
20 ガスケット
21 ガスケット
23 第1の遷移領域
24 第2の遷移領域
31 第1の封止部材
32 第2の封止部材
33 導管
35 上方壁
36'、36"、36''' 下方壁
37 仕切り部材
40 圧縮機
41 供給導管
42 蒸気送り込み導管
45 放出室
46、46' 塩水導管
47 入口導管
49 吊り下げレール
50 開口
51 搭載梁
52 ローラ、車輪
54 入口連結部材
56 出口連結部材
57 案内レール
58 ローラ、車輪
59 カバー
61、62 端側
C 凝縮器効果部
E 効果部
p 延在平面
x 長手方向軸
y 変位方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】