(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器と、
ワイパ部材を有するワイパ塗布機を含む、少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリと、
を備え、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動し、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とし、
前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取る、スクレーパ部材を有するスクレーパ機を含み、
前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記スクレーパ部材と前記ワイパ部材との間に、前記液体を前記少なくとも１つの蒸発面に供給する液体供給導管が配置されている、蒸留装置。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管が、上下方向に延設されている、蒸留装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの蒸発面が、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含み、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取る一対のスクレーパ部材、および前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体を塗布する一対のワイパ部材を含む、蒸留装置。
【請求項４】
請求項３に記載の蒸留装置において、前記少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面が、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されており、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動することができる、蒸留装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めされている、蒸留装置。
【請求項６】
請求項３に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ当該少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延びており、かつ、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの両側の蒸発面との間に前記液体を散布する少なくとも１つの開口を有しており、前記ワイパ部材が、次に、前記液体を塗り広げることで前記液体の均一な薄膜を塗布する、蒸留装置。
【請求項７】
請求項６に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、その長さにわたって、前記液体を塗布するために散布する断続的に形成された一連の開口を有する、蒸留装置。
【請求項８】
請求項１に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ部材が一方向に長いスクレーパブレードを有し、前記ワイパ部材が一方向に長いワイパブレードを有しており、前記スクレーパブレードとワイパブレードとは、それぞれ、前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記液体供給導管の前側と後側とから延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置されている、蒸留装置。
【請求項９】
請求項８に記載の蒸留装置において、前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されている、蒸留装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の蒸留装置において、前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有している、蒸留装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の蒸留装置において、少なくとも１つのワイパ部材が前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成し、前記少なくとも１つのワイパ部材は、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有し、当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離が、所望の膜厚が得られるように設定されている、蒸留装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器、
を備える、蒸留装置。
【請求項１３】
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器と、
前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動する、少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリと、
を備え、
前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、一対のスクレーパ部材および一対のワイパ部材を含み、前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記一対のスクレーパ部材と前記一対のワイパ部材との間に、前記液体を前記両側の蒸発面に供給する液体供給導管が配置されており、
前記一対のスクレーパ部材が、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、
前記一対のワイパ部材が、前記液体供給導管によって供給された液体を逐時に塗り広げることで前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体を均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とする、蒸留装置。
【請求項１４】
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器を用意する過程と、
前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動するワイパ部材を有するワイパ塗布機を含む少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリの前記ワイパ部材により、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とする過程とを含み、
さらに、
前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリに含まれるスクレーパ機に含まれるスクレーパ部材により、前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取る過程と、
前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記スクレーパ部材と前記ワイパ部材との間に、前記液体を前記少なくとも１つの蒸発面に供給する液体供給導管を配置する過程と、
を含む、蒸留方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管を、上下方向に延設する過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの蒸発面を、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面で用意する過程と、
一対のスクレーパ部材および一対のワイパ部材を含む前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリにより、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体を塗布する過程と、
を含む、蒸留方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成する過程と、
前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリを、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動させる過程と
を含む、蒸留方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管を、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めする過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管を、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ前記少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延びるものとする過程と、
前記液体供給導管により、少なくとも１つの開口を介して、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの両側の蒸発面との間に前記液体を散布する過程と、
追随する前記ワイパ部材により、前記液体を塗り広げることで前記液体の均一な薄膜を塗布する過程と、
を含む、蒸留方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管により、その長さにわたって断続的に形成された一連の開口を介して、前記液体を塗布するために散布する過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の蒸留方法において、さらに、
一方向に長いスクレーパブレードを有する前記スクレーパ部材と、一方向に長いワイパブレードを有する前記ワイパ部材とを用意する過程であって、前記スクレーパブレードとワイパブレードとを、それぞれ、前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記液体供給導管の前側と後側とから延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置する過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状を、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成する過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所を、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有する構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項２４】
請求項１４に記載の蒸留方法において、少なくとも１つのワイパ部材が前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成し、当該蒸留装置の蒸留方法が、さらに、
前記少なくとも１つのワイパ部材を、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有するものとする過程であって、当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離を、所望の膜厚が得られるように設定する過程、
を含む、蒸留方法。
【請求項２５】
請求項１４に記載の蒸留方法において、さらに、
少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器により、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする過程、
を含む、の蒸留方法。
【請求項２６】
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器を用意する過程と、
少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリを、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動させる過程であって、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、一対のスクレーパ部材および一対のワイパ部材を含み、前記液体塗布アセンブリの移動方向における前記一対のスクレーパ部材と前記一対のワイパ部材との間に、前記液体を前記両側の蒸発面に供給する液体供給導管が配置されている過程と、
を含み、
前記一対のスクレーパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、
前記一対のワイパ部材により、前記液体供給導管によって供給された液体を逐時に塗り広げることで前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体を均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とする、蒸留方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、2010年7月21日付出願の米国仮特許出願第61/366,448号の利益を主張するものである。この米国仮特許出願の全教示内容は、参照をもって本明細書に取り入れたものとする。
【技術分野】
【０００２】
水などの液体を精製する蒸留装置は、液体を加熱蒸発させて蒸気にし、この蒸気を冷却凝縮させて蒸留液を得る。従来の蒸留装置は、蒸発および凝縮に必要なエネルギー量が大きいため、逆浸透法などの他の浄水方法に比べて競争力が劣る。
【発明の概要】
【０００３】
他方、本発明にかかる蒸留装置は、エネルギー効率よく液体を蒸留することができるので、コスト対効果が高く、かつ、他の精製方法と対等またはそれ以上の競争力を有する。そのため、本発明にかかる蒸留装置は、従来の蒸留装置よりも幅広い用途で有効活用することができる。本発明にかかる蒸留装置は、液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器を備える。ワイパ塗布機を含む少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動し、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とする。
【０００４】
具体的な実施形態において、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリは、さらに、前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取る、スクレーパ機（削り機）を含む。前記スクレーパ機はスクレーパ部材を有していてもよく、前記ワイパ塗布機はワイパ部材を有していてもよい。前記スクレーパ部材および前記ワイパ部材は、液体供給導管の両側に配置され得る。前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管は、直立向きに延設され得る。前記少なくとも１つの蒸発面は、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含み得る。前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリは、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取る一対のスクレーパ部材、および前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体を塗布する一対のワイパ部材を含み得る。前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面は、互いに対向し得る。この少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面は、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されると同時に、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動することができる。前記液体供給導管は、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めされ得る。前記液体供給導管は、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ当該少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延び得る。前記液体供給導管は、さらに、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの両側の蒸発面との間に前記液体を散布する少なくとも１つの開口を有し得る。この場合、前記ワイパ部材が、次に、前記液体を塗り広げることで前記液体の均一な薄膜を塗布する。前記液体供給導管は、その長さにわたって、前記液体を塗布するために断続的に形成された一連の開口を有し得る。前記スクレーパ部材は一方向に長いスクレーパブレードを有していてもよく、前記ワイパ部材は一方向に長いワイパブレードを有していてもよく、当該スクレーパブレードとワイパブレードとは、それぞれ、前記液体供給導管の両側から延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置されていてもよい。前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されていてもよい。また、前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所は、前記スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有していてもよい。少なくとも１つのワイパ部材が、前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成し得る。この少なくとも１つのワイパ部材は、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有し得る。当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離は、所望の膜厚が得られるように設定され得る。本発明にかかる蒸留装置は、さらに、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器を備えていてもよい。
【０００５】
本発明は、さらに、液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器を備える蒸留装置を提供する。少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動することができる。前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリは、液体供給導管の前方両側に配置された一対のスクレーパ部材、および前記液体供給導管の後方両側に配置された一対のワイパ部材を含み得る。前記スクレーパ部材は、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り得る。その後、前記ワイパ部材が、前記液体供給導管によって供給された液体を逐時に塗り広げることで前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体を均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とし得る。
【０００６】
本発明は、さらに、蒸気を受け取る凝縮器であって、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器を備える蒸留装置を提供する。少なくとも１つのスクレーパ機を含む少なくとも１つの採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮面に沿って移動し、前記少なくとも１つの凝縮面から蒸留物を掻き取って採取し得る。
【０００７】
具体的な実施形態において、前記凝縮器は、少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面を含み得る。少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士は、少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされ得る。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップは、底端部で密閉されて上端部で開放し得る。圧縮機が、前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込む圧縮機を含み得る。前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮し得る。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を直立状態で移動することができる。前記少なくとも１つのスクレーパ機は、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取し得る。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、さらに、蒸留物採取チャネルを含み得る。当該蒸留物採取チャネルは、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有し得る。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される。前記少なくとも２つの互いに離間した直立の両側の凝縮面は、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されていてもよい。当該少なくとも２つの一方向に長い円筒は、それらの間に環状の凝縮器ギャップを形成し得る。前記採取アセンブリは、前記環状の凝縮器ギャップ内において円状経路で移動することができる。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、さらに、非凝縮性ガス採取チャネルを含み得る。当該非凝縮性ガス採取チャネルは、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す非凝縮性ガスが入る入口開口を有し得る。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記非凝縮性ガスが、前記非凝縮性ガス採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される。ポンプが、前記蒸留物採取チャネルに吸引力を発生させて前記凝縮器からの前記蒸留物の取出しを支援するようにしてもよい。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、互いに離間した両側の凝縮面から逐時に蒸留物を掻き取る２つの直立のスクレーパ機を含み得る。前記スクレーパ機はスクレーパ部材を有していてもよい。前記スクレーパ部材は一方向に長いスクレーパブレードを有していてもよく、当該スクレーパブレードは、前記少なくとも１つの採取アセンブリの対応する一方向に長い凹所内に配置され得る。前記一方向に長いスクレーパブレードの形状および前記一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードを前記互いに離間した両側の凝縮面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されていてもよい。前記スクレーパブレードおよび前記一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有していてもよい。本発明にかかる蒸留装置は、さらに、液体を蒸発させて前記蒸気にする蒸発器を備えていてもよい。
【０００８】
本発明は、さらに、蒸気を受け取って凝縮させる凝縮器であって、少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面を含み、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士が、少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされた凝縮器を備える蒸留装置を提供する。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップは、底端部で密閉されて上端部で開放し得る。圧縮機が、前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込み得る。前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮し得る。少なくとも１つの直立の採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動することができる。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取する少なくとも１つのスクレーパ機を含み得る。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に入口開口を有する蒸留物採取チャネルに対し、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が進入可能とされる。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記蒸留物採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される。
【０００９】
本発明は、さらに、蒸留装置用の回転装置を提供する。この蒸留装置用の回転装置は、蒸留物を潤滑剤として受け入れる内部空間を有する、固定側部材であるシャフトを備える。ロータが、少なくとも１つの軸受部材を介して前記シャフトに回転可能に取り付けられていてもよい。前記少なくとも１つの軸受部材は、前記シャフトの外表面回りを回転可能である。前記シャフトは、前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びる少なくとも１つの通路を有し得る。当該少なくとも１つの通路は、前記シャフトの前記外表面と前記少なくとも１つの軸受との間に潤滑剤としての所与量の蒸留物を供給して潤滑剤としての蒸留物の薄膜を形成し得る。
【００１０】
具体的な実施形態において、前記シャフトは、上下向きの中空のシャフトであってもよい。前記潤滑剤としての蒸留物は、前記中空のシャフトの上部から当該中空のシャフトの前記内部空間内に導入され得る。前記少なくとも１つの通路は、前記シャフトの下部において前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びるものであってもよい。前記少なくとも１つの軸受に供給される前記潤滑剤としての蒸留物は、上方に向かって流動し、前記回転装置によって駆動されるポンプに流れ込み、前記中空のシャフトの前記内部空間へと戻されて再循環し得る。前記回転装置は、蒸気圧縮型蒸留装置用の圧縮機モータであってもよく、前記潤滑剤としての蒸留物は、蒸留水であってもよい。前記少なくとも１つの軸受は、スリーブ軸受であってもよく、一部の実施形態において、前記少なくとも１つの軸受は、２つのスリーブ軸受を含む。前記シャフトは、セラミック製であってもよい。前記少なくとも１つの軸受は、セラミック材、複合材料等の材料で構成されたものであってもよい。
【００１１】
本発明は、さらに、蒸留装置用の対向流型の熱交換器を提供する。前記蒸留装置は、原液を受け入れて当該原液を蒸留して蒸留液と濃縮液とにして送り出すものであってもよい。前記熱交換器は、螺旋状に形成された第１のチューブで構成される、前記蒸留液を輸送する螺旋状の蒸留液の流路と、螺旋状に形成された第２のチューブで構成される、前記濃縮液を輸送する螺旋状の濃縮液の流路とを備え得る。前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路は、ハウジング内に収容され得る。前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路は、当該螺旋状の蒸留液の流路と当該螺旋状の濃縮液の流路との間に螺旋状のギャップを形成するように前記ハウジング内で相互に配置され得る。前記螺旋状のギャップは、前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路に近接して前記原液を輸送することによって熱交換させる、螺旋状の原液の流路を形成し得る。前記原液の流路の流れ方向は、前記蒸留液の流路の流れ方向および前記濃縮液の流路の流れ方向と反対とされ得る。
【００１２】
具体的な実施形態において、前記蒸留液の流路および前記濃縮液の流路は、フラットチューブで構成されたものであってもよい。前記蒸留液の流路のフラットチューブの端縁と、前記濃縮液の流路のフラットチューブの端縁とは、互いに突き合わせられてシールされていてもよい。どの前記螺旋状の流路も、上下軸心を中心とした螺旋状であってもよい。前記原液は、径方向外方に位置した入口から前記原液の流路に進入して径方向内方に位置した出口から前記原液の流路を脱出し得る。一部の実施形態において、前記熱交換器が第１の熱交換器であり、この第１の熱交換器に、第２の熱交換器が流体的に直列接続されていてもよい。
【００１３】
本発明は、さらに、原液を受け入れて当該原液を蒸発器および凝縮器により蒸留して蒸留液と濃縮液とにする蒸留装置を提供する。この蒸留装置は、前記原液を採取して蒸留する液溜めを底部に有する、密閉されたハウジングを備え得る。少なくとも１つの回転する構成品が、前記ハウジング内に配置されていてもよく、当該少なくとも１つの回転する構成品が、前記蒸留装置内の液体および気体の少なくとも一方を移動させ得る。前記少なくとも１つの回転する構成品は、液体が若干漏れ出す非接触の動的シールを具備し得る。前記蒸留装置は、前記シールから漏れ出した液体を前記液溜めに導くように構成されていてもよい。前記液溜めにおける液体の一部が、前記蒸発器に送り込まれて蒸留され得る。前記液溜めにおける液体の他の一部が、濃縮液として取り出され得る。
【００１４】
具体的な実施形態において、前記蒸留装置は、蒸気圧縮型蒸留装置であってもよい。前記少なくとも１つの回転する構成品は、水で潤滑される軸受を介して回転する圧縮機を含み得る。前記少なくとも１つの回転する構成品は、液溜め循環ポンプ、濃縮液取出しポンプ、および蒸留液取出しポンプを含み得る。前記少なくとも１つの回転する構成品は、上下軸心を中心として回転し得る。前記ハウジングは、前記上下軸心と同軸で上下向きに配置された円筒状のハウジングであってもよい。
【００１５】
本発明は、さらに、原液を加熱して蒸発させる蒸発器を備える蒸留装置を提供する。蒸発した前記原液は、凝縮器により凝縮し蒸留液にされ得る。前記蒸発器および前記凝縮器が、内壁および外壁を有するデュワー内に収容されていてもよい。前記デュワーは、開口を有し得る。対向流型の熱交換器が、前記デュワー内に、当該デュワーの前記開口の近傍で、当該開口にわたって配置され得る。前記対向流型の熱交換器は、前記デュワーの前記内壁の近傍に位置した原液の入口を有し得る、前記原液は、前記デュワーの前記開口を通って延びる導管を介して前記原液の入口から進入し得る。前記原液の入口に接続された原液の流路が、前記原液を加熱するために内方に向かって延びていてもよい。当該原液の流路に近接した蒸留液の流路は、前記原液の流路における前記原液の流れ方向と反対の流れ方向に蒸留液を流すことによって熱交換させ得る。前記蒸留液の流路は、前記原液の流路に対して前記原液の入口から遠ざかるにつれて増加する温度勾配を形成し得る。
【００１６】
具体的な実施形態において、前記デュワーは、端部が開口した略円筒状であってもよい。前記対向流型の熱交換器は、スパイラル式熱交換器であってもよく、前記蒸留装置は、蒸気圧縮型蒸留装置であってもよい。前記デュワーの前記開口内の構成品は、前記デュワーの内方に向かうにつれて増加する温度勾配を有し得る。
【００１７】
本発明は、さらに、互いに同心に配置された少なくとも３つの直立の円筒部材を含む蒸発凝縮器を備える蒸留装置を提供する。前記少なくとも３つの直立の円筒部材は、蒸発面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の蒸発溝、および凝縮面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の凝縮溝を形成し得る。前記少なくとも１つの環状の蒸発溝は、底端部で開放して上端部で密閉されていてもよく、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝は、底端部で密閉されて上端部で開放されていてもよい。
【００１８】
具体的な実施形態において、液溜めが、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記開放した底端部よりも下方に配置されていてもよい。前記液溜めは、前記蒸発面に塗布されて蒸発する液体を収容し得る。円筒状のハウジングが、前記蒸発凝縮器を収容し得る。前記液溜めは、前記ハウジングの底部に位置していてもよい。前記ハウジングが、前記蒸留装置を断熱するデュワーを備え得る。前記円筒状のハウジングは、前記蒸発凝縮器との間に環状の蒸発ギャップを形成するように、前記蒸発凝縮器を取り囲んで延在し得る、圧縮機が、前記蒸発凝縮器の円筒部材のうちの最内側の円筒部材のさらに内側に配置され得る。前記圧縮機は、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記蒸発面から蒸気を吸引して当該蒸気を前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の前記凝縮面に送り込み得る。前記圧縮機は、モータによって駆動されるタービンを含み得る。前記圧縮機は、前記蒸気に対し、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の水柱高さ圧力よりも高い水柱高さ圧力を付与可能である。
【００１９】
液体塗布アセンブリが、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝内で前記蒸発凝縮器の前記円筒部材と同心で回転し得る。液体採取アセンブリが、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝内で前記円筒部材と同心で回転し得る。接続部材が、前記液体塗布アセンブリと前記液体採取アセンブリとを軸方向に接続し得る。伝動機構が、前記液体塗布アセンブリおよび前記液体採取アセンブリを回転可能に駆動し得る。一方のアセンブリが、駆動側のリングギアを具備し得る。当該駆動側のリングギアは、隔壁を通過する遊星軸を具備した少なくとも１つの駆動側の遊星ギアを駆動することにより、少なくとも１つの従動側の遊星ギアと従動側のリングギアとを駆動して、他方のアセンブリを駆動し得る。駆動側の遊星ギアと従動側の遊星ギアとの少なくとも３組が、互いに等間隔で離間していてもよい。これらの組の遊星ギアをローラとして利用することにより、前記リングギアと前記アセンブリとが、互いに同心状に位置決めされていてもよい。前記遊星ギアは、前記蒸留装置の蒸留物で潤滑されていてもよい。前記液体採取アセンブリは、前記液体塗布アセンブリを駆動し得る。水力モータが、前記液体採取アセンブリを駆動し得る。
【００２０】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器を用意する過程を含む。前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動するワイパ塗布機を含む少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリにより、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とされ得る。
【００２１】
具体的な実施形態において、前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリに含まれるスクレーパ機により、残留物が、前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取られ得る。前記スクレーパ機によりスクレーパ部材を用いて掻き取ってもよく、前記ワイパ塗布機によりワイパ部材を用いて塗り広げてもよい。前記スクレーパ部材および前記ワイパ部材は、液体供給導管の両側に配置されてもよい。前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管が、直立向きに延設されてもよい。前記少なくとも１つの蒸発面を、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面で用意してもよい。一対のスクレーパ部材および一対のワイパ部材を含む前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリにより、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物が掻き取られ、前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体が塗布されてもよい。前記少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面が、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されてもよい。前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリは、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動させられてもよい。前記液体供給導管は、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めされてもよい。前記液体供給導管は、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ当該少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延びるものとされてもよい。前記液体供給導管により、少なくとも１つの開口を介して、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面との間に前記液体が散布されてもよい。追随する前記ワイパ部材により、前記液体が塗り広げられて前記液体の均一な薄膜が塗布されてもよい。前記液体供給導管により、その長さにわたって断続的に形成された一連の開口を介して、前記液体を塗布するために散布してもよい。一方向に長いスクレーパブレードを有する前記スクレーパ部材と、一方向に長いワイパブレードを有する前記ワイパ部材とを用意し、当該スクレーパブレードとワイパブレードとが、それぞれ、前記液体供給導管の両側から延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置されてもよい。前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されてもよい。前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有する構成とされてもよい。少なくとも１つのワイパ部材が、前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成するものであってもよい。前記少なくとも１つのワイパ部材は、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有するものとされてもよく、当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離は、所望の膜厚が得られるように設定されてもよい。少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器により、前記蒸留装置内の前記蒸気を凝縮させて蒸留物にしてもよい。
【００２２】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器を用意する過程を含む。少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動させられてもよい。前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリは、液体供給導管の前方両側に配置された一対のスクレーパ部材、および前記液体供給導管の後方両側に配置された一対のワイパ部材を含むものとされてもよい。前記スクレーパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物が掻き取られ、前記ワイパ部材により、前記液体供給導管によって供給された液体が逐時に塗り広げられて前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体が均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とされてもよい。
【００２３】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、凝縮器の少なくとも１つの凝縮面で蒸気を受け取り、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする過程を含む、少なくとも１つのスクレーパ機を含む少なくとも１つの採取アセンブリが前記少なくとも１つの凝縮面に沿って移動させられて、前記少なくとも１つの凝縮面から蒸留物が掻き取られて採取されてもよい。
【００２４】
詳細な実施形態において、少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面が、少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされて用意されてもよい。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップは、底端部が密閉されて上端部が開放されたものであってもよい。圧縮機により、前記蒸気が、加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込まれてもよい。前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮されてもよい。直立した前記少なくとも１つの採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動させられてもよい。前記少なくとも１つのスクレーパ機が、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取するものであってもよい。前記少なくとも１つの採取アセンブリが、さらに、蒸留物採取チャネルを含むものとされてもよい。当該蒸留物採取チャネルは、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有し得る。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出されてもよい。前記少なくとも２つの互いに離間した直立の両側の凝縮面は、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されたものとされてもよい。当該少なくとも２つの一方向に長い円筒は、それらの間に環状の凝縮器ギャップを形成するものとされてもよい。前記採取アセンブリは、前記環状の凝縮器ギャップ内において円状経路で移動させられてもよい。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、さらに、非凝縮性ガス採取チャネルを含むものとされてもよい。当該非凝縮性ガス採取チャネルは、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す非凝縮性ガスが入る入口開口を有するものとされてもよい。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記非凝縮性ガスは、前記非凝縮性ガス採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出されてもよい。ポンプにより、前記蒸留物採取チャネルに吸引力を発生させて前記凝縮器からの前記蒸留物の取出しを支援するようにしてもよい。前記少なくとも１つの採取アセンブリの２つの直立のスクレーパ機により、互いに離間した両側の凝縮面から逐時に蒸留物が掻き取られてもよい。前記スクレーパ機が、スクレーパ部材を有する構成とされてもよい。前記スクレーパ部材が一方向に長いスクレーパブレードを有するものとされてもよく、当該スクレーパブレードは、前記少なくとも１つの採取アセンブリの対応する一方向に長い凹所内に配置されたものとされてもよい。前記一方向に長いスクレーパブレードの形状および前記一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードを前記２つの互いに離間した両側の凝縮面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されたものとされてもよい。前記スクレーパブレードおよび前記一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有する構成とされてもよい。前記蒸留装置内において、蒸発器により、液体を蒸発させてもよい。
【００２５】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、凝縮器の少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面により、蒸気を受け取って凝縮させる過程であって、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士は、少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされた過程を含む。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップは、底端部が密閉されて上端部で開放したものとされてもよい。圧縮機により、前記蒸気が加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込まれてもよい。前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮されてもよい。少なくとも１つの直立の採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動させられてもよい。前記少なくとも１つの採取アセンブリは、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取する少なくとも１つのスクレーパ機、および前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有する蒸留物採取チャネルを含むものとされてもよい。前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記蒸留物採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出されてもよい。
【００２６】
本発明は、さらに、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法を提供する。この蒸留装置用の回転装置の潤滑方法は、蒸留物を潤滑剤として受け入れる内部空間を有する、固定側部材であるシャフトを用意する過程を含む。ロータが、少なくとも１つの軸受部材を介して前記シャフトに回転可能に取り付けられてもよい。前記少なくとも１つの軸受部材が、前記シャフトの外表面回りを回転可能とされてもよい。前記シャフトが、前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びる少なくとも１つの通路を有する構成とされてもよい。当該少なくとも１つの通路は、前記シャフトの前記外表面と前記少なくとも１つの軸受との間に潤滑剤としての所与量の蒸留物を供給して潤滑剤としての蒸留物の薄膜を形成するものとされてもよい。
【００２７】
具体的な実施形態において、前記シャフトは、上下向きの中空のシャフトとされてもよい。前記潤滑剤としての蒸留物が、前記中空のシャフトの上部から当該中空のシャフトの前記内部空間内に導入されてもよい。前記少なくとも１つの通路が、前記シャフトの下部において前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延ばしてもよい。前記少なくとも１つの軸受に供給される前記潤滑剤としての蒸留物は、上方に向かって流動し、前記回転装置によって駆動されるポンプに流れ込み、前記中空のシャフトの前記内部空間へと戻されて再循環させられてもよい。前記回転装置は、蒸気圧縮型蒸留装置用の圧縮機モータとされてもよく、蒸留物である蒸留水が、前記潤滑剤として用いられてもよい。前記少なくとも１つの軸受がスリーブ軸受とされてもよく、一部の実施形態において、前記少なくとも１つの軸受が２つのスリーブ軸受とされてもよい。前記シャフトは、セラミック製とされてもよく、前記少なくとも１つの軸受は、セラミック材、複合材料等の材料で構成されたものとされてもよい。
【００２８】
本発明は、さらに、蒸留装置において、対向流型の熱交換器により、前記蒸留装置に入る液体と前記蒸留装置から出る液体との間で熱を交換する方法を提供する。前記蒸留装置は、原液を受け入れて当該原液を蒸留して蒸留液と濃縮液とにして送り出すものとされてもよい。前記蒸留液は、螺旋状に形成された第１のチューブで構成される螺旋状の蒸留液の流路により輸送されてもよい。前記濃縮液は、螺旋状に形成された第２のチューブで構成される螺旋状の濃縮液の流路により輸送されてもよい。前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路は、ハウジング内に収容されたものとされてもよい。前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路は、当該螺旋状の蒸留液の流路と当該螺旋状の濃縮液の流路との間に螺旋状のギャップを形成するように前記ハウジング内で相互に配置されてもよい。前記螺旋状のギャップは、前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路に近接して前記原液を輸送することによって当該原液と前記蒸留液および前記濃縮液との間で熱交換させる、螺旋状の原液の流路を形成するものとされてもよい。前記原液の流路内を流れる前記原液の流れ方向は、前記蒸留液の流路内を流れる前記蒸留液の流れ方向および前記濃縮液の流路内を流れる前記濃縮液の流れ方向と反対とされてもよい。
【００２９】
具体的な実施形態において、前記蒸留液の流路および前記濃縮液の流路は、フラットチューブで構成されたものとされてもよい。前記蒸留液の流路のフラットチューブの端縁と、前記濃縮液の流路のフラットチューブの端縁とは、互いに突き合わせてシールしたものとされてもよい。どの前記螺旋状の流路も、上下軸心を中心とした螺旋状とされてもよい。前記原液は、径方向外方に位置した入口から前記原液の流路に進入して径方向内方に位置した出口から前記原液の流路を出るものとされてもよい。一部の実施形態において、前記熱交換器が第１の熱交換器とされてもよく、第２の熱交換器が前記第１の熱交換器に流体的に直列接続されてもよい。
【００３０】
本発明は、さらに、原液を受け入れて当該原液を蒸発器および凝縮器により蒸留して蒸留液と濃縮液とにする蒸留装置で、蒸留する蒸留方法を提供する。液溜めを底部に有する密閉されたハウジング内に、前記原液が採取されて蒸留されてもよい。前記ハウジング内に配置された少なくとも１つの回転する構成品により、前記蒸留装置内で、液体および気体の少なくとも一方を移動させてもよい。前記少なくとも１つの回転する構成品は、液体が若干漏れ出す非接触の動的シールを具備した構成とされてもよい。前記蒸留装置は、前記シールから漏れ出した液体を前記液溜めに導くように構成されてもよい。前記液溜めにおける液体の一部を前記蒸発器に送り込んで蒸留させてもよい。前記液溜めにおける液体の他の一部を濃縮液として取り出してもよい。
【００３１】
具体的な実施形態において、前記蒸留装置は、蒸気圧縮型蒸留装置とされてもよい。前記少なくとも１つの回転する構成品は、水で潤滑される軸受を介して回転する圧縮機を含むものとされてもよい。前記少なくとも１つの回転する構成品は、液溜め循環ポンプ、濃縮液取出しポンプ、および蒸留液取出しポンプを含むものとされてもよい。前記少なくとも１つの回転する構成品は、上下軸心を中心として回転させられてもよい。前記ハウジングは、前記上下軸心と同軸で上下向きに配置された円筒状のハウジングとされてもよい。
【００３２】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、蒸発器により、原液を加熱して蒸発させる過程を含む。凝縮器により、蒸発した前記原液は、凝縮されて蒸留液にされてもよい。前記蒸発器および前記凝縮器は、内壁および外壁を有するデュワー内に収容されてもよい。前記デュワーは、開口を有するものとされてもよい。対向流型の熱交換器が、前記デュワー内に、当該デュワーの前記開口の近傍で、当該開口にわたって配置されてもよい。前記対向流型の熱交換器は、前記デュワーの前記内壁の近傍に位置した原液の入口を有する構成とされてよく、前記原液が、前記デュワーの前記開口を通って延びる導管を介して前記原液の入口から入るものとされてもよい。前記原液の入口に接続された原液の流路は、前記原液を加熱するために内方に向かって延ばしてもよい。当該原液の流路に近接した蒸留液の流路は、前記原液の流路における前記原液の流れ方向と反対の流れ方向に蒸留液を流すことによって熱交換させるものであってもよく、前記蒸留液の流路は、前記原液の流路に対して前記原液の入口から遠ざかるにつれて増加する温度勾配を形成するものとされてよい。
【００３３】
具体的な実施形態において、前記デュワーは、端部が開口した略円筒状とされてもよい。前記対向流型の熱交換器は、スパイラル式熱交換器とされてもよい。前記蒸留装置は、蒸気圧縮型蒸留装置とされてもよい。前記デュワーの前記開口内の構成品は、前記デュワーの内方に向かうにつれて増加する温度勾配を有する構成とされてもよい。
【００３４】
本発明は、さらに、蒸留装置で蒸留する蒸留方法を提供する。この蒸留方法は、互いに同心に配置された少なくとも３つの直立の円筒部材を含む蒸発凝縮器を用意する過程であって、前記少なくとも３つの直立の円筒部材を、蒸発面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の蒸発溝、および凝縮面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の凝縮溝を形成するものとする過程を含む。前記少なくとも１つの環状の蒸発溝は、底端部で開放して上端部で密閉されたものであってもよく、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝は、底端部で密閉されて上端部で開放されたものであってもよい。前記蒸発面で、液体を蒸発させて蒸気にさせてもよく、前記凝縮面で、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にさせてもよい。
【００３５】
具体的な実施形態において、液体を収容する液溜めが、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記開放した底端部よりも下方に配置されてもよい。前記液体は、前記蒸発面に塗布されて蒸発されてもよい。前記蒸発凝縮器は、円筒状のハウジング内に収容されてもよい。前記液溜めは、前記ハウジングの底部に位置するようにされてもよい。前記ハウジングは、前記蒸留装置を断熱するデュワーを含むものとされてもよい。前記円筒状のハウジングは、前記蒸発凝縮器との間に環状の蒸発ギャップを形成するように、当該蒸発凝縮器を取り囲んで延在させてもよい。圧縮機が、前記蒸発凝縮器の円筒部材のうちの最内側の円筒部材のさらに内側に配置されてもよい。前記圧縮機により、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記蒸発面から蒸気が吸引されて当該蒸気が前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の前記凝縮面に送り込まれてもよい。前記圧縮機は、モータによって駆動されるタービンを含む構成とされてもよい。前記圧縮機により、前記蒸気に対し、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の水柱高さ圧力よりも高い水柱高さ圧力が付与されてもよい。
【００３６】
液体塗布アセンブリが、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝内で前記蒸発凝縮器の前記円筒部材と同心で回転させられてもよい。液体採取アセンブリが、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝内で前記円筒部材と同心で回転させられてもよい。接続部材により、前記液体塗布アセンブリと前記液体採取アセンブリとが、軸方向に接続されてもよい。伝動機構により、前記液体塗布アセンブリおよび前記液体採取アセンブリが回転可能に駆動されてもよい。一方のアセンブリを、駆動側のリングギアを具備したものとしてもよい。当該駆動側のリングギアは、隔壁を通過する遊星軸を具備した少なくとも１つの駆動側の遊星ギアを駆動することにより、少なくとも１つの従動側の遊星ギアと従動側のリングギアとを駆動して、他方のアセンブリを駆動するものとされてもよい。駆動側の遊星ギアと従動側の遊星ギアとの少なくとも３組が、互いに等間隔で離間したものとされてもよい。これらの組の遊星ギアをローラとして利用することにより、前記リングギアと前記アセンブリとが、互いに同心状に位置決めされてもよい。前記遊星ギアは、前記蒸留装置の蒸留物で潤滑されてもよい。前記液体採取アセンブリにより、前記液体塗布アセンブリが駆動されてもよく、水力モータにより、前記液体採取アセンブリが駆動されてもよい。
【００３７】
前述の内容は、図面を参照しながら行う、本発明の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明から明らかになる。図面をとおして、同一の符号は同一の構成または構成要素を指す。図面は必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本発明の実施形態を示すことに重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明にかかる蒸留装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明にかかる熱交換器の一実施形態を示す断面斜視図である。
【図３】熱交換器の一実施形態を示す断面図である。
【図４】互いに直列接続された２つの熱交換器の一実施形態を示す概略図である。
【図５】図２の一部の拡大図である。
【図６】本発明にかかる蒸発凝縮器の一実施形態を示す断面斜視図である。
【図７】図６の一部の拡大図である。
【図８】蒸留装置の蒸発凝縮器の一実施形態を示す断面斜視図であって、液体塗布アセンブリおよび蒸留物採取アセンブリの実施形態も描かれている。
【図９】蒸留装置の下部を示す部分断面図である。
【図１０】回転するアセンブリの一実施形態を示す断面図である。
【図１１】液体塗布アセンブリ用のスクレーパブレードの一実施形態を示す側面図である。
【図１２】図１１のスクレーパブレードの端面図である。
【図１３】液体塗布アセンブリ用のワイパブレードの一実施形態を示す側面図である。
【図１４】図１３のワイパブレードの投影図である。
【図１５】図１３のワイパブレードの端面図である。
【図１６】図１３の一部の拡大図である。
【図１７】図１３のワイパブレードの一部の断面図である。
【図１８】蒸留物採取アセンブリ用のスクレーパブレードの一実施形態を示す側面図である。
【図１９】図１８のスクレーパブレードの端面図である。
【図２０】図１８の一部の拡大図である。
【図２１】図１における蒸留物採取装置の上側のマニホールドを上方からみた、図１の断面図である。
【図２２】図１における上側のマニホールドの上に位置する隔壁の、そのさらに上に位置する従動側のギアを、上方からみた、図１の断面図である。
【図２３】図１における液体塗布装置の下側のマニホールドを上方からみた、図１の断面図である。
【図２４】本発明にかかるハウジングおよび蒸留装置の一実施形態を示す正面図である。
【図２５】図２４のハウジングの一部を切り取った状態での斜視図である。
【図２６】図２４の蒸留装置の上部の斜視図であって、図２４からトップキャップの一部を切り取って入口および出口の配置構成を示した図である。
【図２７】図２４の蒸留装置の上部の一部を示す断面斜視図であって、熱交換器の一実施形態が描かれている。
【図２８】図２４の蒸留装置の底部の一部を示す断面斜視図である。
【図２９】図２４の蒸留装置の底部の一部を示す他の断面斜視図である。
【図３０】本発明にかかる蒸留装置における液体の流路の一実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下では、本発明の例示的な実施形態を説明する。
【００４０】
図１を参照されたい。一実施形態において、蒸留装置（または蒸留装置）１０は蒸気圧縮型である。また、一実施形態において、蒸留装置（または蒸留装置）１０は、液体（または流体）（例えば、水、アルコール等）を蒸留して所望の精製液を得るものである。水を蒸留する場合、その水は、再生処理水または未処理水であってもよい。未処理水としては、湖の水、池の水、川の水、小さな水流の水、地下水、住宅または産業用建物からの排水等が挙げられる。大抵の場合、前記水は淡水であるが、実施形態によっては、前記水は淡塩水または海水である。以下の説明では、水を原液（または流入液）としてこれを蒸留する場合の蒸留装置１０について述べるが、蒸留装置１０は、水以外の他の液体を蒸留するものであってもよい。
【００４１】
蒸留装置１０は、密閉されたハウジング１２を備える。ハウジング１２の一部は、断熱を行うデュワー１４で構成される。デュワー１４は、ハウジング１２の内部空間１８内に配置された蒸留装置１０内部の構成品を、取り囲んで収容する。デュワー１４は、略円筒状であってもよい。デュワー１４は、真空ギャップ等のギャップ１４ｃを介して互いに隔てられた外壁１４aと内壁１４ｂとを有する。これにより、ハウジング１２は、蒸留装置１０内に蓄熱する高断熱のハウジングまたは断熱効率に優れたハウジングとなる。デュワー１４の内部空間１８には、デュワー１４の開口１４ｄにわたって、対向流型の熱交換器（または熱交換手段）２４（図２〜図５）が配置される。熱交換器２４は、原液（または流入液）１９を受け入れてこれを予熱する。熱交換器２４およびデュワー１４の開口１４ｄは、トップキャップ（上蓋）１６が被せられているか又はトップキャップ１６で覆われている。予熱後の原液１９は、デュワー１４およびハウジング１２の底部１４ｅに位置した液溜め５２に流れ込むようにされる。デュワー１４の内部空間１８の、熱交換器２４よりも下方で且つ液溜め５２よりも上方に、蒸発凝縮器６０が配置される。蒸発凝縮器６０（図６〜図９）は、液溜め５２から供給された液体１９を蒸発させて蒸気（またはスチーム）８７にする蒸発器６０ａと、蒸気８７を凝縮させて蒸留液（もしくは凝縮液）１７または蒸留水（もしくは凝縮水）とする凝縮器６０ｂとを含む。蒸発凝縮器６０は、中央に位置し上下に延びる長手軸心である軸心Ａを中心として同心であり且つ互いに近接して配置された、一連のまたは複数の、一方向に長い円筒部材または円筒６４を具備する。これら円筒部材または円筒６４は、互いに対向する両側の蒸発面（または蒸発器６０ａの表面）６６ａを有する通常狭幅な環状の蒸発溝（または蒸発器６０ａの溝）６６、および互いに対向する両側の凝縮面（または凝縮器６０ｂの表面）７２ａを有する環状の凝縮溝（または凝縮器６０ｂの溝）７２を形成しており、かつ、これら蒸発溝６６と凝縮溝７２とは交互に形成されている。蒸発面６６ａは、円筒６４の、凝縮面７２ａと反対側の表面に設けられる。デュワー１４内の底部１４ｅの近くまたは底部１４ｅ側では、モータ駆動の回転するアセンブリ１１５が、蒸発凝縮器６０と隣り合うようにして又は蒸発凝縮器６０の内側に位置するようにして配置される。回転するアセンブリ１１５は、加熱された液体（または高温の液体）１９を液溜め５２から蒸発器６０ａに供給するポンプ５４、および蒸気８７を凝縮器６０ｂに送り込む圧縮機９０を含む。
【００４２】
図１〜図９に示す使用例の概要を説明する。原液（または流入液）１９（例えば、水など）は、原液（または流入液）の入口２０ａおよび入口バルブ２２を介して蒸留装置１０に進入した後、熱交換器２４に進入する。熱交換器２４は、蒸留装置１０に進入した原液１９を、既に蒸留装置１０に存在している一種以上の加熱された液体を用いて予熱する。そのような一種以上の加熱された液体は、蒸留装置１０で既に処理されて加熱された液体である。加熱された液体１９は、液溜め５２へと流れ込む。液溜め５２内にある加熱された液体１９は、回転するアセンブリ１１５のポンプ５４により、可動な（または移動する）液体塗布装置（または液体塗布機装置）５８の、少なくとも１つの液体塗布アセンブリ（または液体塗布機アセンブリ）８５に圧送される。少なくとも１つの液体塗布アセンブリ８５は、ワイパ機８２により、加熱された液体１９を、蒸発凝縮器６０の蒸発面６６ａに対して薄膜８６の形態に塗布する。薄膜８６は、この蒸発面６６ａで蒸発して蒸気８７（例えば、水蒸気、スチーム等）になる。回転するアセンブリ１１５の圧縮機９０は、蒸気８７を蒸発凝縮器６０の蒸発面６６ａから下方に吸引し、この蒸気８７を加圧下で蒸発凝縮器６０の上方に導いた後、蒸発凝縮器６０の凝縮器６０ｂの凝縮面７２ａ上にまたは凝縮面７２ａに向けて下方に送り込む。加圧された蒸気８７は、凝縮面７２ａで凝縮して蒸留物（または凝縮物）１７（例えば、精製水など）の薄膜９７となる。その後、蒸留物１７は、可動な（または移動する）蒸留物採取装置（または蒸留物採取機装置）６２の、少なくとも１つの蒸留物採取アセンブリ（または蒸留物採取機アセンブリ）９５によって採取される（または取り去られる）。少なくとも１つの蒸留物採取アセンブリ９５は、凝縮面７２ａから蒸留物１７の薄膜９７を掻き取るスクレーパ機またはワイパ機１１０を含む。掻き取られた蒸留物１７の薄膜９７は、凝縮器６０ｂ（図８および図９）の凝縮溝７２の底部に流れ込む。蒸留物１７は、蒸気８７の圧力により、入口９８ａから進入して蒸留物採取チャネル（または蒸留物採取通路、蒸留物採取管、もしくは蒸留物採取導管）９８を介して上方に取り出されて蒸発凝縮器６０外の上方に押し出され、回転するマニホールド１００に送り込まれる。そして、蒸留物１７は、回転するアセンブリ１１５の蒸留物ポンプ１０４に流れ込む。蒸留物ポンプ１０４は、蒸留物１７を、熱交換器２４を介して蒸留物の出口２０ｂから蒸留装置１０外に送り出す。液溜め５２に存在する濃縮液（または濃縮物）１５については、回転するアセンブリ１１５のポンプ５５により、熱交換器２４を介して濃縮液の出口２０ｃから外部に送り出す（または取り出すもしくは取り除く）ようにしてもよい。非凝縮性ガスについては、排ガス１３として、排ガスの出口２０ｄから排出され得る。
【００４３】
図１〜図５を参照されたい。熱交換器２４は、２つの対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂを含み得る。対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂは、一方が他方の上に載るようにして、互いに流体的に直列接続されている。対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂは、それぞれ、外巻きの螺旋状の（または外方に向かって螺旋を描く）蒸留液の流路３４と、外巻きの螺旋状の（または外方に向かって螺旋を描く）濃縮液の流路３６と、これら流路３４，３６の間に形成された内巻きの螺旋状の原液（または流入液）の流路２８とを備えた、略円環（環状）の円筒ディスク形状に形成され得る。原液の流路２８、蒸留液の流路３４、および濃縮液の流路３６は、どれも中央の軸心Ｘ１を中心として配置される。前記軸心Ｘ１は、蒸留装置１０、ハウジング１２、およびデュワー１４の長手軸心である、上下の軸心Ａに合致する。原液の流路２８は、前記軸心Ｘ１から離れた径方向外方に（または径方向外側に）位置した入口２６ａ、および前記軸心Ｘ１に近い径方向内方に（または径方向内側に）位置した出口２６ｂを有する。外方に向かう蒸留液の流路３４は、前記軸心Ｘ１に近い径方向内方に（または径方向内側に）位置した入口４２ａ、および前記軸心Ｘ１から離れた径方向外方に（または径方向外側に）位置した出口４２ｂを有する。また、外方に向かう濃縮液の流路３６は、前記軸心Ｘ１に近い径方向内方に（または径方向内側に）位置した入口４０ａ、および前記軸心Ｘ１から離れた径方向外方に（または径方向外側に）位置した出口４０ｂを有する。
【００４４】
蒸留液の流路３４および濃縮液の流路３６は、それぞれ、フラットチューブで構成される。それぞれのフラットチューブの断面は、直方形状である。また、それぞれのフラットチューブは、螺旋状に形成されていてもよい。蒸留液の流路３４のフラットチューブの断面は、狭い幅Ｗ、および幅Ｗの数倍になるベース高さＨ１を有していてもよい。ベース高さＨ１は、幅Ｗの２０倍を超えるものであってもよい。蒸留液の流路３４のチューブのベース高さと幅との割合Ｈ１：Ｗは、２０：１を超えるものであってもよく、例えば、約３０：１である。濃縮液の流路３６のフラットチューブの断面は、幅Ｗが蒸留液の流路３４のチューブの幅Ｗと同一である。しかし、その高さＨ２は、高さＨ１よりも遥かに低くてもよく、例えば、約９倍低くてもよい（すなわち、割合Ｈ１：Ｈ２は約９：１である）。濃縮液の流路３６のチューブのベース高さと幅との割合Ｈ２：Ｗは、約３：１から約４：１である。蒸留液の流路３４のチューブの幅Ｗの平坦な下面と、濃縮液の流路３６のチューブの幅Ｗの平坦な上面とは、これら流路３４と流路３６との間の螺旋状のギャップ内に流路２８を形成するように、互いに突き合わせられてシール３８でシールされていてもよいし、互いに溶接されていてもよいし、互いにろう付けされていてもよいし、または互いに半田付けされていてもよい。
【００４５】
蒸留液の流路３４の螺旋状のチューブおよび濃縮液の流路３６の螺旋状のチューブを、密閉されたハウジング３０内に、当該ハウジング３０と流路３４，３６のチューブとの間に密閉された追加の流路２８が形成されるように、収容してもよい。密閉されたハウジング３０（図２）は、環状のハウジングであってもよい。ハウジング３０は、互いにシールされた円筒状の外壁３０ａ、環状の扁平なエンドカバー３０ｂおよび円筒状の内壁３０ｃを有するものであってもよい。内壁３０ｃは、中央空間３２を形成し得る。内巻きの螺旋状の原液の流路２８内を流れる原液１９は、外巻きの螺旋状の蒸留液の流路３４内を流れる蒸留液１７および外巻きの螺旋状の濃縮液の流路３６内を流れる濃縮液１５に近接して流れており、かつ、原液１９の流れ方向は、蒸留液１７の流れ方向および濃縮液１５の流れ方向と反対である。これにより、原液１９が蒸留液１７および濃縮液１５の熱を取り込むことができるので、原液１９と、蒸留液１７および濃縮液１５との間で熱交換が行われる。また、これにより、対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂの径方向外縁から径方向内方の位置に向かうにつれて温度が増加する温度勾配が形成される。原液１９に溶解したガスは、その原液１９の温度が上昇するにつれて溶解度が低下する。このようなガスは、ベント２５により排出する。ベント２５は、導管を介して排ガスの出口２０ｄに接続される。
【００４６】
ハウジング３０は金属製のハウジングであってもよい。しかし、軽量化やコストの理由から、ハウジング３０をプラスチック製のハウジングとしてもよい。ハウジング３０がプラスチック製である場合、そのハウジング３０の寸法を、ハウジング１２内に嵌合するように設定してもよい。この場合、ハウジング１２（例えば、内壁１４ｂ等）により、ハウジング３０の強度および構造を、使用時に径方向に作用する流体圧に耐えられるものとすることができる。蒸留液の流路３４のチューブおよび濃縮液の流路３６のチューブは、それぞれ、２つの扁平な金属帯片および２つのワイヤで構成されたものであってもよい。これら２つの扁平な金属帯片および２つのワイヤは、まずチューブに形成した後で螺旋状に曲げるのではなく、型に曲線状に巻いたものをそのままの状態で溶接することによってチューブとしてもよい。これにより、螺旋の内径側が縮んで外径側が伸びる望ましくない癖を抑えることができる。
【００４７】
２つの対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂを互いに直列接続する場合、対向流型の上側の熱交換器２４ａの出口２６ｂ、入口４２ａおよび入口４０ａを、対向流型の下側の熱交換器２４ｂの入口２６ａ、出口４２ｂおよび出口４０ｂに対して、それぞれに対応する接続チャネルまたは接続導管４４，４６，４８を介して接続する。
【００４８】
前述したように、対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂは、それぞれ、増加する温度勾配を有する。原液１９は、入口２６ａから螺旋状の流路２８に進入してこの入口２６ａから遠ざかるように出口２６ｂに向かって径方向内方へと流路２８内を流れる際に、当該原液の流路２８に近接した螺旋状の蒸留液の流路３４内および濃縮液の流路３６内で原液１９と反対方向に流れる、蒸留物１７および濃縮物１５との間で熱を交換することにより、温度が上昇する。外方に流れる蒸留物１７および濃縮物１５は、外方に向かって螺旋状に流れるにつれて熱を失い温度が低下する。その結果、対向流型の上側の熱交換器２４ａ内の温度および下側の熱交換器２４ｂ内の温度は、いずれも、入口２６ａ付近およびデュワー１４の内壁１４ｂ付近で最も低くなり、中央の軸心Ａ側の出口２６ｂ付近で最も高くなる。これに加えて、対向流型の上側の熱交換器２４ａから対向流型の下側の熱交換器２４ｂに向かうにつれて増加する温度勾配も形成される。つまり、デュワー１４の開口１４ｄ内に又は開口１４ｄにわたって熱交換器２４を配置することにより、デュワー１４の内壁１４ｂから径方向内方に向かって増加する温度勾配、および開口１４ｄから中央の軸心Ａに沿って軸方向に増加する温度勾配が形成され、デュワー１４の内壁１４ｂ近傍の位置および開口１４ｄの軸方向外方位置に、熱交換器２４の低温度領域が形成される。そのため、デュワー１４の内部空間１８内の熱損失を抑えることができる。これにより、蒸留装置１０は、蒸留装置１０内に、蒸発用の熱を効率よく維持又は保持することができる。さらに、高断熱であるデュワー１４は、大幅な又は多大な熱損失を生じることなく、熱を内部空間１８内に保持することができる。
【００４９】
典型的に考えると、蒸留装置１０からの熱損失の大半は、デュワー１４の開口１４ｄにわたって延在する構成品を介した輻射又はこれら構成品からの輻射、およびデュワー１４の開口１４ｄの外縁１４ｆを介した輻射又は外縁１４ｆからの輻射となるはずである。しかし、この考えは、それら最外側の構成品および外縁１４ｆが高温になるであろうという先入観に基づいた予測に過ぎない。実際には、運転時の熱交換器２４の前記温度勾配により、原液１９の入口２６ａ付近の上部外縁１４ｆを、装置外部の周囲温度近傍に維持できると同時に、内壁１４ｂにおいて熱交換器２４よりも下に位置する部分を、沸点又は２１２°Ｆ付近に維持することができる。また、対向流型の上側の熱交換器２４ａは、対向流型の下側の熱交換器２４ｂよりも温度が低く、かつ、上側の熱交換器２４ａにおいて開口１４ｄの軸方向外側部分の近くにある箇所は、周囲温度近傍の温度となる。また、ハウジング１２およびデュワー１４を一方向に長い円筒形状とすることにより、開口１４ｄを始点として、上述したような温度勾配を容易に形成することができる。このような温度勾配により、熱エネルギーの節約が促される。これにより、蒸留装置１０を運転するのに必要な蒸留装置１０へ供給される熱量を最小限に抑えることができる。一例として、ハウジング１２は、長手方向である軸方向の高さＨ３が約２４インチ、直径Ｄが約１０インチ、割合Ｈ３：Ｄが約２．４：１である。しかし、割合Ｈ３：Ｄは、２：１から３：１であってもよい。
【００５０】
前述の説明では、熱交換器２４を、２つの互いに直列接続された対向流型の熱交換器２４ａ，２４ｂを有するものとしたが、実施形態によっては、単一の熱交換器または３つ以上の熱交換器を有するものとしてもよいし、あるいは、他種の熱交換器が使用されてもよい。典型的には、濃縮液の流路３６の断面は蒸留液の流路３４の断面よりも小さいものとされる。しかしながら、濃縮液の流路３６の断面と蒸留液の流路３４の断面との大きさ又は寸法の割合は、適宜変更されてもよい。実施形態によっては、使用するチューブが扁平でなくともよく（フラットチューブでなくともよく）、曲線状の表面のチューブが使用されてもよい。
【００５１】
加熱された原液（または高温の液体）１９は、導管５０（図１）を通って熱交換器２４から出る。導管５０は、出口２６ｂに接続される。加熱された原液１９は、下方に流動し、液溜め５２に流れ込む。液溜め５２は、加熱された液体１９を高温状態のまま維持できるように、デュワー１４（例えば、底部１４ｅ等）によって断熱されている。液体１９は、パッシブ式に（内部にエネルギー源をもたない状態で）予熱されてから蒸発凝縮器６０に供給されるので、予熱に余分なエネルギーを供給する必要がなく、また、蒸発面６６ａで液体１９を蒸発させるのに必要な供給熱量および供給エネルギーも少なくて済む。これにより、エネルギーを節約し、蒸留装置１０の運転コスト抑えることができる。
【００５２】
デュワー１４およびハウジング１２の底部１４ｅには、回転するアセンブリ１１５が配置され得る。回転するアセンブリ１１５（図１０）は、中央のシャフト１２０を含む。シャフト１２０は、軸心Ａに沿った直立の又は上下向に固定された固定側部材である。回転可能なロータ１１８を、軸心Ａを中心として上側の軸受１２２および下側の軸受１２４を介してシャフト１２０回りに回転するように駆動させるために、モータ１１６が、シャフト１２０に回転可能に取り付けられる。モータ１１６は、電気モータであってもよいし、その他の適切なモータであってもよい。ロータ１１８が回転すると、ポンプ５４が駆動され、液溜め５２内の加熱された原液（または高温の原液）１９を、蒸発凝縮器６０の下に配置された回転するマニホールド（すなわち、回転可能なマニホールド）５６に圧送する。ポンプ５４は、ロータ１１８の下部又は底部に配置される。また、ポンプ５４は、液溜め循環ポンプとして機能するものであってもよい。回転するマニホールド５６は、加熱された液体１９を蒸発面６６ａに塗布する、可動な液体塗布装置５８の一部であってもよい。
【００５３】
ロータ１１８は、圧縮機９０を備えるものであってもよい。圧縮機９０は、蒸発凝縮器６０の蒸発面６６ａから蒸気８７を下方に吸引してこの蒸気８７を圧縮するタービンを含み得る。圧縮機９０は、圧縮機インペラ（羽根車）９０ａおよびステータ９０ｂを含み得る。蒸気８７は、加圧下でチャネル９２，９４内を上方に通ってプレナム９６（図１および図９）に導かれ、蒸発凝縮器６０の凝縮面７２ａへと下方に送り込まれ得る。圧縮機９０は、蒸気８７を、凝縮面７２ａおよび環状の凝縮溝７２の水柱高さ圧力よりも高い水柱高さ圧力に圧縮し得る。蒸気８７は、例えば、約０．８ｌｂｓ／ｉｎ２圧縮されてもよい。この圧縮量は、蒸発器６０ａに存在する液体（または水）１９の沸点よりも約２°から３°Ｆまたは約２．５°Ｆ高い飽和温度をもたらし得る。これにより、凝縮面７２ａで凝縮する蒸気８７は、円筒６４を介して、この円筒６４の反対側に設けられた蒸発面６６ａに熱を伝達することができる。このようにして、液体１９の蒸発を助ける熱を、効率よく供給することができる。
【００５４】
ロータ１１８は、さらに、蒸留物ポンプ１０４を備えていてもよい。蒸留物ポンプ１０４は、可動な採取装置６２によって採取された蒸留物１７を、回転するマニホールド１００、回転シール１０１（図９）、貯蔵部の入口１０３、貯蔵部１０５、スタンドパイプ１０２への入口１０２ａ、およびスタンドパイプ１０２を介して受け取る。スタンドパイプ１０２は、蒸留物ポンプ１０４に流体的に接続され得る。蒸留物１７は、蒸留物ポンプ１０４のポンプ出口１０４ａと対向流型の熱交換器２４ｂの蒸留物の入口４２ａとを流体的に接続する導管またはチャネル１０６を介して、熱交換器２４へと上方に圧送され得る。そして、蒸留物１７は、熱交換器２４内において、沸点２１２°Ｆ付近の温度を有する熱の一部を、原液１９との間で交換した後、温度が低下した状態で出口２０ｂから熱交換器２４外および蒸留装置１０外に出る。蒸留物ポンプ１０４は、遠心ポンプであってもよい。
【００５５】
ロータ１１８は、さらに、濃縮物ポンプ５５を備えていてもよい。濃縮物ポンプ５５は、加熱された濃縮液（または高温の濃縮液）１５を、液溜め５２から導管またはチャネル５５ａを介して熱交換器２４へと上方に圧送する。導管またはチャネル５５ａは、濃縮物ポンプ５５と対向流型の熱交換器２４ｂの濃縮物の入口４０ａとの間を接続する。濃縮物１５は、加熱された原液１９の蒸発処理によって物質、物体または粒子が高濃度に濃縮された液溜め５２内の液体で構成され得る。液溜め５２内の液体１９の物質、物体または粒子のレベルをほぼ一定に維持するように、濃縮物１５の定期的な又は連続的な取出しを行うようにしてもよい。加熱された濃縮物１５は、熱交換器２４内で原液１９との間で熱を交換した後、濃縮物の出口２０ｃから蒸留装置１０外に出る。なお、ロータ１１８におけるポンプ５４、圧縮機９０、蒸留物ポンプ１０４および濃縮物ポンプ５５の具体的な位置は、その時々の条件に合わせて所望に変更されてよい。
【００５６】
上下に延びてロータ１１８の回転中心となるシャフト１２０は、セラミック製のシャフトであってもよい。また、シャフト１２０は、上下方向に延在する内部空間１２６を有する中空のシャフトであってもよい。この内部空間１２６は、下から流体または液体が漏れ出さないように、下端部がシール１２８でシールされている。シール１２８は、回転時には、遠心力によってシールの内側部分と上下に延びるシャフト１２０との間に強制的に僅小のクリアランス（空間のゆとり）が生じる動的シールとして機能し、静止時には、上下に延びるシャフト１２０に接触する静的シールとして機能するものであってもよい。内部空間１２６には、シャフト１２０の上部（または頂部）から、シャフト１２０と流体的に接続されたポンプ１０４またはその他の適切な圧送源から循環された蒸留物１７が充填され得る。シャフト１２０は、各軸受１２４，１２２よりも下において内部空間１２６からシャフト１２０の外表面に横方向または径方向に延びる、上側および下側の、一連の側方の通路（またはポート、孔もしくはチャネル）１３０ａ，１３０ｂを有し得る。軸受１２２，１２４は、それぞれに対応するシャフト１２０の上側部分（または上部）、下側部分（または下部）に外嵌するものであってもよい。軸受１２４，１２２は、スリーブ軸受であってもよい。その場合、これらスリーブ軸受は、セラミック材、複合材料等の材料で構成されたものであってもよい。軸受１２２，１２４は、それぞれに対応するロータ１１８の上側部分（または上部）、下側部分（または下部）に固定されている一方で、シャフト１２０回りに回転可能であり得る。蒸留物１７は、通路１３０ａ，１３０ｂを通ってシャフト１２０の外表面に流動する。蒸留物１７は、潤滑軸受１２４，１２２へと上方に向かって流動しシャフト１２０の外表面と軸受１２４，１２２の内表面との間に潤滑剤としての所与量の蒸留物１７を供給して潤滑剤としての蒸留物の薄膜を形成するものであってもよい。ロータ１１８の回転によって生じる高い遠心力により、通路１３０ａからの蒸留物１７が、シャフト１２０とロータ１１８との間の環状のギャップ１３２内を上方に向かって流動する。この遠心力により、蒸留物１７が急勾配のパラボラのお椀状になり、最終的に通路１３０ｂからの蒸留物１７と合流して、共に潤滑軸受１２２に流れ込む。その後、蒸留物１７は、入口１３４からポンプ１０４に進入して内部空間１２６へと戻されて再循環し得る。蒸留物１７の流量は、軸受１２２，１２４を冷却するのに十分な量であるが、ポンプの圧送エネルギーを節約するために、必要最小限の流量とされ得る。
【００５７】
ポンプ５４、圧縮機９０、蒸留物ポンプ１０４および濃縮物ポンプ５５も含め、ロータ１１８の回転面および回転機構は、水または蒸留物を潤滑剤とした軸受を介して回転するものであってもよく、また、非接触の動的シールでシールされてもよい。このような動的シールを使用した場合、蒸留物（または水）１７が若干漏れ出す可能性があるので、対策を設けないと、問題に発展し兼ねない。シール１３５は、通常、ロータ１１８に設けられるが、ポンプ１０４も含め、前述のどの回転面および回転機構に設けられてもよい。密閉された上下向きのハウジング１２およびデュワー１４を、上部に開口１４ｄを設けて底部１４ｅに液溜め５２を位置させた構造とすることにより、漏れ出した蒸留物（または水）１７は、密閉されたデュワー１４内で下方に流動し液溜め５２に流れ込み、そこで原液１９と混ざり、ポンプ５４によって蒸発凝縮器６０に圧送されて蒸留されるか、またはポンプ５５によって濃縮物１５と共に圧送されて取り除くことができる。これにより、液体が漏れ出したとしても、その液体が液溜め５２に導かれて再び処理されて、回転する構成品をシールするにあたって、高価なシール構造が必要なくなる。
【００５８】
図１および図６〜図９を再び参照されたい。蒸発凝縮器６０は、デュワー１４で断熱されるように、ハウジング１２およびデュワー１４の内部空間１８内に軸心Ａと同軸で配置されて取付けされる。蒸発凝縮器６０は、互いに同心の関係にある、一連の一方向に長い円筒または円筒部材６４を具備するものであってもよい。これら円筒または円筒部材６４は、蒸発凝縮器６０の軸心Ｘ２を中心として上下に又は直立状態で配置されてもよい。この軸心Ｘ２は、前記軸心Ａに沿った軸心とされてもよい。蒸発凝縮器６０は、外側の円筒部材６４ａおよび内側の円筒部材６４ｂを含む、一方向に長い円筒状または一方向に長い環状であってもよい。外側の円筒部材６４ａの上部又は頂部、および内側の円筒部材６４ｂの下部又は底部には、デュワー１４およびハウジング１２内に取り付けられるための、それぞれ対応する取付用のフランジ６１ａ、取付用のフランジ６１ｂが接続され得る。フランジ６１ａは、剛体（硬質）であってもよい。フランジ６１ｂは、弾性体（軟質）であってもよい。蒸発凝縮器６０は、少なくとも３つの直立の円筒部材６４を具備し得る。これら少なくとも３つの直立の円筒部材６４は、少なくとも１つの一方向に長い環状の蒸発溝（または蒸発空間）６６を含む蒸発器６０ａと、少なくとも１つの一方向に長い環状の凝縮溝（または凝縮空間）７２を含む凝縮器６０ｂとを形成する。蒸発溝６６は、互いに対向する、円状または曲線状の、凹形または凸形の蒸発面６６ａを両側に有し、凝縮溝７２は、互いに対向する、円状または曲線状の、凹形または凸形の凝縮面７２ａを両側に有する。
【００５９】
図６および図７に示す実施形態の蒸発凝縮器６０は、互いに同心の関係にある、一連の一方向に長い円筒または円筒部材６４を１５個具備している。これら１５個の一方向に長い円筒または円筒部材６４は、互いに同心の関係にある一連の環状の７つの蒸発溝６６を含む蒸発器６０ａと、互いに同心の関係にある一連の環状の７つの凝縮溝７２とを形成しており、これら蒸発溝６６と凝縮溝７２とは径方向に交互に配置されている。これら円筒または円筒部材６４は、金属製であってもよい。円筒部材６４の個数は、その時々の状況に合わせて適宜変更されてもよい。互いに隣り合って交互に配置された一連の環状の蒸発溝６６および凝縮溝７２は、それぞれ、蒸発面６６ａ、凝縮面７２ａを有しており、これら蒸発面６６ａおよび凝縮面７２ａは、一方が径方向内方に面して他方が径方向外方に面するように、円筒部材６４の壁の、互いに反対側に又は反対側の表面に設けられている。つまり、隣り合う蒸発溝６６および凝縮溝７２は、円筒部材６４によって形成された共通の壁によって互いに隔てられており、その共通の円筒部材６４の一方の側または表面が蒸発面６６ａを有し、他方の側または表面が凝縮面７２ａを有する。すなわち、互いに隣り合って交互に配置された一連の蒸発溝６６および凝縮溝７２は、それらの間に共通の円筒部材６４を有して当該共通の円筒部材６４が両側に蒸発面６６ａと凝縮面７２ａとを形成し得る。どの環状の蒸発溝６６も、上端部に、当該蒸発溝６６の上部を密閉する環状の上側の壁６８を有するとともに、底端部に、開放した環状の底部の入口６６ｂ（図９）を有し得る。環状の凝縮溝７２は、底端部を密閉する環状の底部の壁７０を有するとともに、上端部に、開放した環状の上側の入口７２ｂを有し得る。円筒部材６４は、キュプロニッケル、チタン等の適切な金属で構成されたものであってもよい。また、円筒部材６４は、板材を適切なサイズに切断し、壁６８，７０を有するようにロール加工および溶接接合を施すことによって製作されたものであってもよい。これにより、材料の廃棄を最小限に抑えながら、端部が密閉された蒸発空間６６および凝縮空間７２を形成することができるので、材料コストの面からみて重要である。
【００６０】
円筒部材６４の円筒面により、壁６３の壁厚を薄くしながら、蒸気８７の圧力、ならびに液体塗布装置５８および採取装置６２による塗り広げ・掻き取りの圧力に耐えられる、強固な構造構成を実現することができる。壁厚の薄い円筒部材６４により、凝縮面７２ａに凝縮する加圧下の凝縮蒸気８７から、壁厚の薄い壁６３を介して、反対側の又は反対側の表面に設けられた蒸発面６６ａに、容易に熱を伝導させることができる。各円筒部材６４は、互いに異なる直径Ｄｃを有する。しかし、各円筒部材６４は、互いに同一の高さＨｃを有していてもよい。外側の円筒部材６４ａの割合Ｈｃ：Ｄｃは、約１．２５：１から約３．７５：１であってもよい。一部の実施形態において、外側の円筒部材６４ａの割合Ｈｃ：Ｄｃは約１．４：１である。一部の実施形態において、内側の円筒部材６４ｂの割合Ｈｃ：Ｄｃは、約３．６：１である。円筒部材６４間の間隔は、十分な蒸発面および凝縮面の表面積を確保できる間隔とされるが、小型化を実現するために、必要最小限の寸法に維持され得る。
【００６１】
内側の円筒部材６４ｂのさらに内側にある、中央の内部領域または内部空間内に、回転するアセンブリ１１５および圧縮機９０が配置されてもよい。これにより、圧縮機９０、ポンプ５４、ポンプ１０４、ポンプ５５、およびモータ１１６の動作によって生じる熱を、それらを取り囲む蒸発凝縮器６０によって吸収することができる。デュワー１４は、外側の円筒部材６４ａとの間に蒸発ギャップ１４２（図９）を形成するように、当該外側の円筒部材６４ａを取り囲んでもよい。圧縮機９０を内側の円筒部材６４ｂ内に配置することにより、圧縮機９０を中央に位置決めすることができる。これにより、圧縮機９０は、蒸気８７を、環状の蒸発溝６６から開放した底部の入口６６ｂを介して下方に吸引し、径方向内方に導いた後に加圧し、加圧下の蒸気８７を径方向外方に向かって導き、この加圧下の蒸気８７を、開放した上側の入口７２ｂを介して環状の凝縮溝７２へと下方に送り込むことができる。なお、外側の円筒部材６４ａは、凝縮器の圧力によって周方向圧縮を生じ、座屈を起こす寸前まで応力が働いている場合がある。
【００６２】
蒸発凝縮器６０により、円筒部材６４の蒸発器側から凝縮側に対する熱伝達が最適となり、蒸発面６６ａと凝縮面７２ａとの間の温度差を最小限に抑えることができる。さらに、蒸発凝縮器６０により、当該蒸発凝縮器６０の表面積を抑えながら熱を効率よく利用することができる。定常状態の運転中、蒸留プロセスに必要となるエネルギーは、回転するアセンブリ１１５またはモータ１１６を駆動させるエネルギーのみである。蒸留装置１０の運転を開始すると、回転するアセンブリ１１５およびモータ１１６を駆動することにより、圧縮機９０を動作させ、この圧縮機９０によって蒸留装置１０を運転温度まで上昇させることができる。これにより、液体１９の蒸留が開始される。加熱手段を別個用意する必要がなくて済む。しかしながら、一部の実施形態では、蒸留装置１０を運転温度までより素早く上昇させるためや、スタンドバイ時に温度を維持するために、別個（追加）の加熱手段が設けられる。圧縮機９０は、凝縮器６０ｂの飽和温度が蒸発器６０ａの飽和温度近傍になるように、蒸気８７を、若干または少しの量圧縮してもよく、例えば、０．８ｌｂｓ／ｉｎ２圧縮し得る。そのような凝縮器６０ｂと蒸発器６０ｂとの飽和温度の差は、約２°から３°Ｆまたは約２．５°Ｆであってもよい。また、デュワー１４および蒸留装置１０の構成品の構造および配置構成により、圧縮された蒸気８７の熱、ならびに回転するアセンブリ１１５およびモータ１１６によって生成された熱を、デュワー１４内に効率よく保持することができる。そのため、蒸留装置１０の実施形態は、通常、回転するアセンブリ１１５またはモータ１１６へのエネルギー供給のみで運転が可能である。実施形態によっては、気化熱の９９％以上を再利用することできる。
【００６３】
蒸発凝縮器６０では、円筒部材６４の蒸発面６６ａ側に液体１９の均一な薄膜８６を塗布することができ、凝縮面７２ａ側に蒸留物１７の薄膜９７を凝縮させることができる。この構成により、熱伝達は、２つの膜８６，９７（例えば、水など）の層および壁６３の金属の層を介したものとなるので、熱伝導率を最大限に向上させることができる。通常、蒸発凝縮器６０の各円筒部材６４は、円筒部材６４の蒸発面６６ａ側の液体１９（例えば、水など）の膜８６、円筒部材６４の金属製の壁６３、および円筒部材６４の凝縮面７２ａ側の蒸留物１７（例えば、水など）の膜９７の３つの直列の熱抵抗を有し得る。液体１９の膜８６は、素早く蒸発して蒸気８７になるように、蒸発面６６ａに出来るだけ薄く形成される。その後、蒸気８７は、飽和温度が若干高くなるように圧縮機９０によって適切に圧縮されることにより、凝縮面７２ａ側で凝縮し、蒸留物１７の極めて薄い膜９７を形成することができる。その蒸留物１７の極めて薄い膜９７は、蓄積して大きな熱抵抗とならないように、出来る限り素早く取り去られる。
【００６４】
図６〜図１０を参照されたい。液体１９を蒸発面６６ａに塗布するにあたって、液体１９が、ポンプ５４により、液溜め５２から回転可能なマニホールド５６に圧送される。マニホールド５６には、少なくとも１つの（通常は、複数のまたは一連の）直立した可動な液体塗布アセンブリ８５が流体的に接続されている。この少なくとも１つの直立した可動な液体塗布アセンブリ８５は、円状に移動可能または回転可能な、可動の液体塗布装置５８を形成し得る。
【００６５】
液体塗布アセンブリ８５は、蒸発溝６６の蒸発面６６ａ間において、軸心Ａを中心とした円状経路で、例えば時計回りに、移動することができる。各液体塗布アセンブリ８５は、上下に直立した状態で、マニホールド５６から環状の蒸発溝６６内に向かって、上側の壁６８付近又は近傍まで、上方に延設されていてもよい。マニホールド５６は、液溜め５２の上方で且つ蒸発凝縮器６０の直ぐ下方で、蒸発溝６６の開放した環状の底部の入口６６ｂの下に配置され得る。蒸発凝縮器６０が一連の環状の蒸発溝６６を７つ具備する場合、当該蒸発凝縮器６０は、１つの蒸発溝６６に１つずつ対応する同数の（すなわち、一連の７つの）液体塗布アセンブリ８５を含み得る。各液体塗布アセンブリ８５は、マニホールド５６と流体連通した、一方向に長い直立の又は上下に延びる液体供給導管（または液体供給チャネル）７４を含み得る。液体供給導管７４は、当該液体供給導管７４内で流体１９を上方に導き当該流体１９を蒸発溝６６の高さにわたって当該蒸発溝６６に供給するように、上側の壁６８の近傍にまで延設されている。液体供給導管７４は、両側の蒸発面６６ａから離間していてもよい。また、液体供給導管７４は、上側の壁６８の近傍で開口した頂部の開口７４ａ、および当該液体供給導管７４の両側において互いに間隔を置いて断続的に形成された一連の側方のポート、孔、または開口７４ｂを有していてもよい。開口７４ｂは、両側の蒸発面６６ａに対して蒸発溝６６および蒸発面６６ａの高さにわたって（図８および図９）液体１９を均一に散布するように、液体供給導管７４の長さにわたって当該両側の蒸発面６６ａに面して延在していてもよい。液体供給導管７４と蒸発面６６ａとの間の空間は、送り込まれた液体１９が落下する又はストリーム状に流れることが可能な、上下に延びる注水用チャネル７６を形成し得る。注水用チャネル７６は、蒸発面６６ａの高さ全体に及ぶものとされてもよい。移動方向７９を方向の基準とすると、液体供給導管７４の前側又は前方から、および液体供給導管７４の後側又は後方から、一方向に長い保持構造７８が延出し得る。保持構造７８は、波形状部７８ｂを有する波状のものであってもよい。波形状部７８ｂは、一方向に長い上下に延びる又は直立した保持用の溝または凹所７８ａを両側に形成しており、前方の保持用の溝または凹所７８ａが、２つの両側の直立した又は上下に延びるスクレーパ部材又はスクレーパブレード８０を保持し、後方の保持用の溝または凹所７８ａが、２つの両側の直立した又は上下に延びるワイパ部材又はワイパブレード８２を保持する。液体供給導管７４および保持構造７８は、押出品等として一体形成されてもよいし、プラスチック、ポリマー、その他の適切な材料等から一体形成されてもよいし、または金属帯片を成形して組み立てた組立品であってもよい。
【００６６】
スクレーパブレード８０の断面形状およびワイパブレード８２の断面形状は、それぞれ、曲線状、円状、または半円状の背面８０ａ，８２ａ（図１１〜図１７）を備えた、半円状の断面形状とされてもよい。背面８０ａ，８２ａは、保持構造７８の波形状部７８ｂに形成された、一方向に長い、曲線状、円状、または半円状の対応する保持用の凹所７８ａに係嵌するものであってもよい。運転時には、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２が両側の蒸発面６６ａに沿って接触して係合し液体１９の粘性抵抗を受けながら方向７９に移動する際に、そのスクレーパブレード８０およびワイパブレード８２が、互いに対応する曲線状の表面８０ａ，８２ａおよび凹所７８ａにより、凹所７８ａ内において揺動運動可能又は揺動可能となる。なお、曲線状の表面８０ａ，８２ａおよび凹所７８ａは、軸心Ａに平行な軸心を中心とした曲線を有するものであってもよい。上記の構成により、蒸発面６６ａに沿って移動する際に、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２の曲線状の表面が揺動し、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２の長さにわたって、両側の蒸発面６６ａに対し、最適に押圧されシールされた直立の又は上下の接触線８０ｄ、８２ｄを形成することができ、かつ、上下に延びる注水用チャネル７６の端縁を密封することができる。さらに、スクレーパブレード８０の曲線状の背面８０ａおよびワイパブレード８２の曲線状の背面８２ａが保持用の凹所７８ａの対応する曲線状の表面に押し付けられることにより、背面８０ａ，８２ａと当該曲線状の表面との間に、一方向に長い上下に延びる又は直立の押圧シールが形成されるので、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２と凹所７８ａとの間からの液体または流体の漏れを軽減又は防止することができる。スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、蒸発面６６ａ上に乗る略平坦な表面を有していてもよい。また、この場合のスクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、約４５°の角度で押し付けられてもよい。これにより、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、保持用の凹所７８ａに入ったり保持用の凹所７８ａから出たりする際に、様々なサイズのギャップに嵌まり込むことができるので、シールを維持したり、また、摩耗が生じてもこれを補償したりすることができる。また、この構成によると、蒸発面６６ａの法線方向の接触力を軽減することができるので、摩耗を抑えることができる。ブレードと凹所７８ａとの対応する形状により、保持構造７８の位置を、両側の蒸発面６６ａ間の中央付近に維持することができる。ブレードが凹所７８ａ内に深く押し込まれたときに接触角が大きくなり得る。その後、ブレードは、方向７９に移動するにつれて保持構造７８を蒸発面６６ａ間の中央に向けて押圧し、ブレード自体は外方に動く。
【００６７】
波形状部７８ｂにより、保持構造７８の壁厚を薄くすることができる。さらに、波形状部７８ｂにより、保持構造７８は、上下の長手方向の長さに沿って、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２の曲げ又は屈曲に耐えられる強度および剛性を獲得する。これにより、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、両側の蒸発面６６ａに対して常に接触した状態を確実に維持することができる。スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、移動方向７９において液体供給導管７４に近付けて配置されてもよい。また、波形状部７８ｂは、両側のスクレーパブレード８０およびワイパブレード８２を、前記移動方向において少し互いにずらして保持するものであってもよい。上記の構成により、液体塗布アセンブリ８５の幅、および両側の表面６６ａ間の間隔をできるだけ狭めることができる。スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２は、液体供給導管７４を、２つの両側の蒸発面６６ａ間のほぼ中央に位置決めすることができ、すなわち、円状経路の中央線に沿って位置決めすることができる。波形状部７８ｂおよび液体供給導管７４は、液体塗布アセンブリ８５に対し、当該液体塗布アセンブリ８５の長さに沿って上下方向の剛性を付与することができる。しかも、波形状部７８ｂおよび液体供給導管７４は、そのような剛性付与を行いつつ自身の壁厚を薄くすることもできる。これにより、保持構造７８の形状を、環状の蒸発溝６６の両側の蒸発面６６ａ間の空間の形状または曲線に合わせて適宜形成することができる。保持構造７８、ブレード８０，８２、および液体供給導管７４を、方向７９に沿って相互に近接して配置することにより、製作に必要となる曲げ加工量が少なくて済み、また、複数の環状の蒸発溝６６で１つの同じ形状を使用することができる。
【００６８】
使用時、液体塗布アセンブリ８５は、環状の各蒸発溝６６内において、他の液体塗布アセンブリ８５およびマニホールド５６と協動で、軸心Ａを中心とした円状経路で矢印７９（図８）の方向に移動するもとされてもよい。液体塗布アセンブリ８５同士は、互いに同一の角度位置に配置されてもよいし、互いに異なる角度位置に配置されてもよいが、通常は、互いに１８０°離れた２つのグループに分けられて配置される。図８には、分かり易いように１つの液体塗布アセンブリ８５だけ示す。矢印７９の方向に移動する際、前方両側のスクレーパブレード８０は、移動中の液体供給導管７４から液体１９が供給されるのに先立って、両側の蒸発面６６ａから逐時に残留膜８４を掻き取り得る。残留膜８４には、完全に蒸発しきらなかった液体１９、液体１９が蒸発した後に残った不純物、スケール、粒子、析出物等が含まれ得る。残留膜８４を掻き取ることにより、蒸発面６６ａにおける熱伝達を常に一定に維持することができ、また、液体１９の均一な膜８６の塗布も促されるので、これを素早く蒸発させることができる。残留膜８４が取り去られた後、液体供給導管７４により、両側の蒸発面６６ａに液体１９が供給される。取り去られた残留膜８４は、下方に流動して液溜め５２に流れ込む。この時点では、蒸発面６６ａ上の液体１９量が均一に分布していないので、近隣の追随する両側のワイパブレード８２が、両側の蒸発面６６ａ上の液体１９を逐時に塗り広げて当該液体１９の均一な薄膜８６を逐時に塗布することにより、素早く蒸発させるようにし得る。ワイパブレード８２は、接触線８２ｄに沿ってシールを形成して、０．０００８から０．００５インチ、場合によっては約０．０００８から約０．００２インチ、あるいは、０．００１インチの膜厚の、液体１９の均一な薄膜８６を塗布するものであってもよい。液体塗布アセンブリ８５は、マニホールド５６と共に、約２０から約８０ｒｐｍ（回転毎分）で、場合によっては約３０〜約６０ｒｐｍ（回転毎分）で回転するものであってもよい。液体塗布アセンブリ８５が通過してから次に通過するまでの時間に、液体１９の膜８６が蒸発し、スクレーパブレード８０によって残留膜８４が掻き取られる。蒸発が繰り返されることで不純物の濃度が上昇すると、溶液不純物または溶液析出物が残留膜８４の表面に発生し得るが、スクレーパブレード８０によって効率よく掻き取ることができる。残留膜８４の膜厚は、１０００分の１インチ程度となり得る。残留膜８４を掻き取った後には、さらに薄い膜厚の残留膜が残され得るが、それには、スクレーパ機またはワイパ機を潤渇する作用がある。このようなさらに薄い膜厚の残留膜は、残留膜８４の表面に発生していた不純物の大半が取り除かれているので、残留膜８４のときよりも、不純物の量は少なくなっている。
【００６９】
図１１および図１２を参照されたい。スクレーパブレード８０の長さＬは、環状の蒸発溝６６の高さとほぼ同じであってもよい。掻き取り面８０ｃは、残留膜８４を掻き取る２つの一方向に長い直立の又は上下に延びる掻き取り用の接触線８０ｄを蒸発面６６ａに対して形成するように、若干の凹面アール（凹面状の丸み）を有するものであってもよい。コーナー部位８０ｂは、アールまたは丸状であってもよい。スクレーパブレード８０は、ポリマー材で構成されたものであってもよいし、セラミック製であってもよいし、または金属製であってもよい。一実施形態において、スクレーパブレード８０は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で構成される。また、一実施形態において、スクレーパブレード８０は、長さＬが約１４インチ、幅が約０．１５インチ、厚さが約０．０７５インチである。
【００７０】
図１３〜図１７を参照されたい。ワイパブレード８２は、スクレーパブレード８０と同じ材料で構成されたものであってもよい。また、ワイパブレード８２の長さＬ、幅、および厚さは、スクレーパブレード８０と同じ長さ、幅、および厚さであってもよい。塗り広げ面８２ｃは、直立の又は上下に延びる接触線８２ｂを蒸発面６６ａに対して形成するように、若干の凸面アールを有するものであってもよい。コーナー部位８２ｂは、アールまたは丸状であってもよい。塗り広げ面８２ｃは、その長さに沿って、液体１９を分布させ塗布するための断続的に設けられた一連の隙間、溝、または凹部８１を有するものであってもよい。隙間８１は、若干の傾斜角、例えば、１５°の傾斜角で傾いていてもよい。隙間８１間のピッチ間隔Ｐは、当該隙間８１を通過した液体１９のストリームが塗り広げられて素早く互いに合体して所望の膜厚、例えば約０．３インチ以下の膜厚になるように、十分短く設定されてもよい。隙間８１間のピッチ間隔Ｐは、約０．０２〜約０．１インチであってもよく、例えば、約０．０３０インチである。また、隙間８１の深さｄは、約０．００４インチであってもよい。接触線８２ｄに沿ったシールにより、液体１９が確実に隙間８１を通過するので、膜厚を確実に制御することができる。実施形態によっては、隙間８１を省略してもよい。また、一部の実施形態において、スクレーパブレードおよびワイパブレードは、接触線を形成するための角張った表面を有したり、保持構造７８に適宜な形状で形成された凹所に係嵌するための角張った表面を有したりする。
【００７１】
図１および図６〜図９を参照されたい。蒸留物採取装置６２の少なくとも１つの（通常は、複数のまたは一連の）直立した可動な蒸留物採取アセンブリ９５は、凝縮面７２間の環状の凝縮溝７２内において、軸心Ａを中心とした円状運動または円状経路で、矢印７９の方向、例えば、時計回りに、移動または回転するものであってもよい。各採取アセンブリ９５は、上下に直立した状態で、回転するマニホールド１００から環状の凝縮溝７２内に向かって、下方に延設されていてもよい。マニホールド１００は、採取装置６２の一部であってもよい。また、マニホールド１００は、蒸発凝縮器６０の上方で、凝縮溝７２の開放した環状の上側の入口７２ｂの上に配置され得る。蒸発凝縮器６０が、互いに同心の関係にある一連の環状の凝縮溝７２を７つ具備する場合、当該蒸発凝縮器６０は、１つの凝縮溝７２に１つずつ対応する同数の（すなわち、一連の７つの）蒸留物採取アセンブリ９５を含み得る。各蒸留物採取アセンブリ９５は、一方向に長い直立の又は上下に延びる保持構造１０８を含み得る。保持構造１０８は、波形状部１０８ｂを有する波状のものであってもよい。波形状部１０８ｂは、一方向に長い上下に延びる又は直立した保持用の溝または凹所１０８ａを両側に形成しており、これら保持用の溝または凹所１０８ａは、２つの両側の直立した又は上下に延びるスクレーパ部材又はスクレーパブレード１１０を保持するように延在している。両側のスクレーパブレード１１０は、それらの長さにわたって、両側の凝縮面７２ａに沿って接触して係合しながら移動し、当該両側の凝縮面７２ａとの間の接触線１１０ｄ（図８）に沿って、当該両側の凝縮面７２ａから逐時に蒸留物１７の膜９７を掻き取り得る。波形状部１０８ｂは、移動方向７９において互い違いに設けられた凹所１０８ａ、または移動方向７９において互いに少しずれた凹所１０８ａを形成するものであってもよい。
【００７２】
保持構造１０８およびスクレーパブレード１１０は、方向７９を方向の基準とすると、保持構造１０８に接続された直立の又は上下に延びる蒸留物採取チャネル（または蒸留物採取導管もしくは蒸留物採取管）９８の前方に配置されてもよい。蒸留物採取チャネル９８は、凝縮溝７２の底端部で底部の壁７２の近傍に位置した、下側の入口（または入口開口）９８ａと、マニホールド１００に接続され当該マニホールド１００と流体連通した上側の出口（または出口開口）９８ｂとを有するものであってもよい。両側の凝縮面７２ａから掻き取られた蒸留物１７は、下方に落下又は流動し、凝縮溝７２の底部に流れ込む。凝縮溝７２の底部で又は底部の壁７０付近で捕集された蒸留物１７が上昇し、入口９８ａに到達すると、凝縮溝７２内の蒸気８７の圧力により、採取チャネル９８内を上方に押し上げられて凝縮溝７２外に押し出され、出口９８ｂを介してマニホールド１００に送り込まれ得る。蒸留物採取チャネル９８内に吸引力を形成することのできる、蒸留物ポンプ１０４またはその他の適切なポンプにより、蒸留物採取チャネル９８内を上方に流動する蒸留物１７の流れを支援するようにしてもよい。蒸留物１７が採取チャネル９８内を上方に移動してマニホールド１００に到達した後、この蒸留物１７を回転シール１０１、貯蔵部の入口１０３、および貯蔵部１０５を介してポンプ１０４へと下方に移動させることにより、サイフォン効果を発生させ、蒸留物１７の流れをさらに支援するようにしてもよい。これにより、そのような流れを発生させるのに必要なエネルギー供給量が少なくて済む。
【００７３】
蒸留物採取チャネル９８の後側、後部、または後方に、薄肉の接続ウェブ、接続壁、または接続部材１１１を介して、直立の又は上下に延びる非凝縮性ガス採取チャネル（または非凝縮性ガス採取通路、非凝縮性ガス採取管もしくは非凝縮性ガス採取導管）１１２が配置されてもよい。保持構造１０８、蒸留物採取チャネル９８、および非凝縮性ガス採取チャネル１１２は、押出品等として一体形成されてもよいし、プラスチック、ポリマー材等の適切な材料から一体形成されてもよいし、または金属帯片を成形して組み立てた組立品であってもよい。保持構造１０８の波形状部１０８ｂ、蒸留物採取チャネル９８、および非凝縮性ガス採取チャネル１１２により、蒸留物採取アセンブリ９５は、上下方向の長に沿って、スクレーパブレード１１０の曲げ又は屈曲に耐えられる剛性を獲得する。これにより、スクレーパブレード１１０は、両側の凝縮面７２ａに対して常に上下方向に接触した状態を確実に維持することができる。さらに、これにより、保持構造１０８の壁厚および接続ウェブ１１１の壁厚を薄くすることができる。よって、これら保持構造１０８および接続ウェブ１１１を、狭幅の凝縮溝７２内に収まる形状とすることができる。スクレーパブレード１１０、蒸留物採取チャネル９８、および非凝縮性ガス採取チャネル１１２を、方向７９に沿って相互に近接して配置することにより、環状の凝縮溝７２の曲線に合わせるために製作上で必要な曲げ加工量が少なくて済み、また、複数の環状の凝縮溝７２で１つの同じ形状を使用することができる。
【００７４】
非凝縮性ガス採取チャネル１１２は、凝縮溝７２の底部の壁７０の近傍に又は底端部の近傍に、下側の入口１１２ａ（図９）を有し得る。この入口１１２ａは、蒸留物採取チャネル９８の入口９８ａよりも上に位置していてもよい。凝縮溝７２内の底端部付近の非凝縮性ガス１３は、凝縮溝７２内の蒸気８７の圧力により、入口１１２ａから進入し、非凝縮性ガス採取チャネル１１２内を上方に押し上げられて凝縮溝７２外に押し出され得る。非凝縮性ガス採取チャネル１１２は、マニホールド１００内の通路に流体的に接続されていてもよい。この通路は、さらなる適切な通路を介して排ガスの出口２０ｄ（図１）に接続されていてもよく、これにより、非凝縮性ガス１３を蒸留装置１０外に排出することができる。非凝縮性ガス１３には、原液１９中に溶けきれなくなって当該原液１９から発生したガスが含まれ得る。
【００７５】
図１８〜図２０を参照されたい。スクレーパブレード１１０の長さＬは、スクレーパブレード８０の長さとほぼ同じであってもよい。また、スクレーパブレード１１０の長さＬは、環状の凝縮溝７２の高さとほぼ同じであってもよい。掻き取り面１１０ｃは、凝縮面７２ａから蒸留物１７の膜９７を掻き取る一方向に長い直立の又は上下に延びる掻き取り用の接触線１１０ｄを凝縮面７２ａに対して形成するように、若干の凸面アールを有するものであってもよい。コーナー部位１１０ｂは、アールまたは丸状であってもよい。スクレーパブレード１１０の軸方向の端部または両端部は、組立ての補助となる突部１１０ｅを有していてもよい。スクレーパブレード１１０の断面形状は、曲線状、円状、または半円状の背面１１０ａを備えた、半円状の断面形状とされてもよい。背面１１０ａは、保持構造１０８の波形状部１０８ｂに形成された、一方向に長い、曲線状、円状、または半円状の対応する保持用の凹所１０８ａに係嵌するものであってもよい。スクレーパブレード１１０が両側の凝縮面７２ａに沿って接触して係合し蒸留物１７の粘性抵抗を受けながら方向７９に移動する際に、そのスクレーパブレード１１０が、互いに対応する曲線状の表面１１０ａおよび凹所１０８ａにより、凹所１０８ａ内において揺動運動可能又は揺動可能となる。なお、曲線状の表面１１０ａおよび凹所１０８ａは、軸心Ａに平行な軸心を中心とした曲線を有するものであってもよい。上記の構成により、スクレーパブレード１１０の曲線状の表面が揺動し、スクレーパブレード１１０の長さにわたって、両側の凝縮面７２ａに対し、蒸留物１７を凝縮面７２ａから掻き取るための最適に押圧されシールされた直立の又は上下に延びる接触線１１０ｄを形成することができる。当然ながら、スクレーパブレード１１０は、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２と同様に動作し得る。また、スクレーパブレード１１０は、対応する蒸留物採取アセンブリ９５を、凝縮溝７２内の中央に位置決めし得る。また、スクレーパブレード１１０は、スクレーパブレード８０およびワイパブレード８２と同じ材料または同様の材料で構成されたものであってもよい。一実施形態において、スクレーパブレード１１０は、長さＬが約１４インチ、幅が約０．１２５インチ、厚さが約１／１６インチである。また、一部の実施形態において、スクレーパブレード１１０は、角張った掻き取り面を有したり、角張った揺動面を有したりする。保持構造１０８ａは、それに合わせて形成された形状を有し得る。
【００７６】
蒸発凝縮器６０が、前述したような割合Ｈｃ：Ｄｃを有する円筒部材６４を具備する場合、当該蒸発凝縮器６０は、液体塗布アセンブリ８５および蒸留物採取アセンブリ９５の１回転につき、大量の液体１９の塗布、および大量の蒸留物１７の掻き取りを実行することができる。好ましい態様として、液体１９を塗布する際の液体塗布アセンブリ８５の運動、および蒸留物１７を取り去る際の蒸留物採取アセンブリ９５の運動は、それぞれ、回転運動であると説明したが、一部の実施形態では、往復運動であってもよい。また、一部の実施形態において、両側の蒸発面６６ａおよび両側の凝縮面７２ａは、必ずしも円筒状である必要はなく、部分的に曲線状または部分的に平坦であってもよい。
【００７７】
図１を参照されたい。回転するマニホールド５６と回転するマニホールド１００とは、当該マニホールド５６、当該マニホールド１００、液体塗布装置５８、および蒸留物採取装置６２が同期して協動で駆動されるように互いに接続され得る。上側のマニホールド１００は、回転するアセンブリ１１５に含まれ得るモータによって、モータ１１６によって、または図２１に例示されている水力モータ１１７によって駆動され得る。蒸留物採取装置６２に接続された上側のマニホールド１００を駆動側とするのが好ましい。というのも、液体塗布装置５８に接続された下側のマニホールド５６は不純物を含む液溜め環境に存在するのに対し、上側のマニホールド１００側の回転する構成品は蒸留物で潤滑され得るからである。
【００７８】
図１および図２１〜図２３を参照されたい。伝動機構１４５により、液体塗布アセンブリ８５および蒸留物採取アセンブリ９５を、回転可能に協動で駆動するようにしてもよい。マニホールド１００と蒸留物採取装置６２とが回転することにより、これらに接続された駆動側のリングギア１３６ａ（図９）を駆動することができる。リングギア１３６ａは、１組４つの駆動側の遊星ギア１３８ａを駆動することができる。遊星ギア１３８ａは、回転可能なまたは回転する接続軸１４０ａを介して、それぞれに１つずつ対応する４つの従動側の遊星ギア１３８ｂを回転させる。接続軸１４０ａは、隔壁１４２を通過して延びる又は隔壁１４２を貫通するものであってもよい。接続軸１４０ａは、隔壁１４２に取り付けられた軸受１４０ｂにより、回転可能に装着されたものであってもよい。従動側の遊星ギア１３８ｂは、従動側のリングギア１３６ｂを駆動する。軸方向に延びる接続部材１１４が従動側のリングギア１３６ｂに接続されており、この接続部材１１４は、下側のマニホールド５６へと延設され当該下側のマニホールド５６に接続されている。これにより、下側のマニホールド５６および液体塗布装置５８と、上側のマニホールド１００および蒸留物採取装置６２とが、互いに協動で駆動される。駆動側の遊星ギア１３８ａと従動側の遊星ギア１３８ｂとの複数の組が、互いに等間隔で離間していてもよい。これらの組の遊星ギアをローラとして利用することにより、リングギア１３６ａ、リングギア１３６ｂ、蒸留物採取装置６２、蒸留物採取アセンブリ９５、液体塗布装置５８、および液体塗布アセンブリ８５を、互いに同心状に位置決めするようにしてもよい。遊星ギア１３８ａおよび遊星ギア１３８ｂは、蒸留物１７で潤滑されてもよい。遊星ギア１３８ａと遊星ギア１３８ｂとの組は、互いに等間隔に離間した少なくとも３組であってもよい。隔壁１４２は、蒸留装置１０の内部空間１８における加圧下の領域と加圧下でない領域とを互いに隔離し得る。軸方向に延びる接続部材１１４は、簡単に組付けおよび取外しが可能なように、一端部または両端部がソケットに嵌着するように構成されていてもよい。
【００７９】
マニホールド１００およびマニホールド５６は、いずれも、軸心Ａを中心として径方向に広がり且つ軸Ｍに沿って径方向に延びる、２つのアームを有していてもよい。図２１を参照されたい。蒸留物採取装置６２の蒸留物採取アセンブリ９５は、マニホールド１００に対し、軸Ｍに沿って取り付けられていてもよい。例えば、軸Ｍの一方の側に４つの蒸留物採取アセンブリ９５が互いにほぼ均等に配置され、軸Ｍの他方の側に３つの蒸留装置採取アセンブリ９５が互いにほぼ均等に配置される。図２３を参照されたい。液体塗布装置５８の液体塗布アセンブリ８５も、マニホールド５６に対し、軸Ｍに沿って、前述の蒸留物採取アセンブリ９５と同様の形態で取り付けられ得る。液体塗布アセンブリ８５と蒸留物採取アセンブリ９５とを交互に配置してもよい。一部の実施形態において、マニホールド５６およびマニホールド１００は、他の適切な形状を有していてもよい。また、一部の実施形態において、液体塗布アセンブリ８５および蒸留物採取アセンブリ９５は、他の適切な配置構成および数で取り付けられてもよく、例えば、１つの蒸発溝６６につき複数の液体塗布アセンブリ８５、および１つの凝縮溝７２につき複数の蒸留物採取アセンブリ９５が取り付けられてもよい。図２４〜図２７は、蒸留装置１０の他の実施形態の図であり、ハウジング１２、デュワー１４、入口２０ａおよび出口２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ、入口バルブ２２、ならびに蒸留装置１０の運転を制御する電子部１１の具体的な一配置構成が描かれている。導管および他の構成品は、熱交換器２４の中央空間３２を通って延びるものであってもよい。図２８および図２９には、デュワー１４の底部１４ｅ近傍に位置する構成品が示されている。説明で述べた以外の、当該技術分野で蒸留装置の材料として既知である材料も、蒸留装置１０に使用されてよく、そのような材料には、耐腐食性に優れた材料、熱伝導性に優れた材料、および断熱性に優れた材料が含まれ得る。
【００８０】
図３０に、蒸留装置１０における液体の流路の一実施形態を示す。原液（または流入液）１９は、入口バルブ２２に進入し、熱交換器２４を通って液溜め５２に流れ込むものであってもよい。フロート１５０が入口バルブ２２の開口を制御することにより、蒸留装置１０への液体１９の流れを規制してもよい。液体１９が、蒸発凝縮器６０に供給される。蒸留物１７は、蒸発凝縮器６０から貯蔵部１０５を介して蒸留物ポンプ１０４に流れ込み得る。蒸留物１７は、蒸留物ポンプ１０４により、チェックバルブ１５４を介して熱交換器２４を通って蒸留装置１０外に出るように圧送されてもよい。ベント１５８が、貯蔵部１０５に接続されていてもよい。濃縮物１５は、濃縮物ポンプ５５により、濃縮物バルブ１５６を介して熱交換器２４を通って蒸留装置１０外に出るように圧送されてもよい。蒸留物１７は、回転するアセンブリ１１５のシャフト１２０の内部空間１２６に進入し、軸受１２４，１２２を潤滑し得る。また、蒸留物１７は、水力モータ１１７の動力を供給するものであってもよい。また、蒸留物１７は、蒸留装置１０の他の移動する構成品および他の回転する構成品を潤滑し得る。また、蒸留物ポンプ１０４または他の適切なポンプにより、潤滑用途での蒸留物１７を供給するようにしてもよい。
【００８１】
本発明を、詳細に図示した例示的な実施形態を参照しながら詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく構成および細部に様々な変更を施すことができ、そのような変更も添付の特許請求の範囲に包含される。例えば、蒸留装置の構成品について、既述した以外の適切な向き、材料、形状、および寸法を採用してもよい。
本発明には、以下の態様が含まれる。
［態様１］
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器と、
ワイパ塗布機を含む、少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリと、
を備え、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動し、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とする、蒸留装置。
［態様２］
態様１に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取る、スクレーパ機を含む、蒸留装置。
［態様３］
態様２に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ機がスクレーパ部材を有し、前記ワイパ塗布機がワイパ部材を有する、蒸留装置。
［態様４］
態様３に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ部材および前記ワイパ部材が、液体供給導管の両側に配置されている、蒸留装置。
［態様５］
態様４に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管が、直立向きに延設されている、蒸留装置。
［態様６］
態様５に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの蒸発面が、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含み、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取る一対のスクレーパ部材、および前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体を塗布する一対のワイパ部材を含む、蒸留装置。
［態様７］
態様６に記載の蒸留装置において、前記少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面が、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されており、前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリが、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動することができる、蒸留装置。
［態様８］
態様７に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めされている、蒸留装置。
［態様９］
態様６に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ当該少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延びており、かつ、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの両側の蒸発面との間に前記液体を散布する少なくとも１つの開口を有しており、前記ワイパ部材が、次に、前記液体を塗り広げることで前記液体の均一な薄膜を塗布する、蒸留装置。
［態様１０］
態様９に記載の蒸留装置において、前記液体供給導管が、その長さにわたって、前記液体を塗布するために散布する断続的に形成された一連の開口を有する、蒸留装置。
［態様１１］
態様３に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ部材が一方向に長いスクレーパブレードを有し、前記ワイパ部材が一方向に長いワイパブレードを有しており、前記スクレーパブレードとワイパブレードとは、それぞれ、前記液体供給導管の両側から延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置されている、蒸留装置。
［態様１２］
態様１１に記載の蒸留装置において、前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されている、蒸留装置。
［態様１３］
態様１２に記載の蒸留装置において、前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有している、蒸留装置。
［態様１４］
態様３に記載の蒸留装置において、少なくとも１つのワイパ部材が前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成し、前記少なくとも１つのワイパ部材は、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有し、当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離が、所望の膜厚が得られるように設定されている、蒸留装置。
［態様１５］
態様１に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器、
を備える、蒸留装置。
［態様１６］
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器と、
前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動する、少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリと、
を備え、
前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、液体供給導管の前方両側に配置された一対のスクレーパ部材、および前記液体供給導管の後方両側に配置された一対のワイパ部材を含み、
前記スクレーパ部材が、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、
前記ワイパ部材が、前記液体供給導管によって供給された液体を逐時に塗り広げることで前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体を均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とする、蒸留装置。
［態様１７］
蒸気を受け取る凝縮器であって、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器と、
少なくとも１つのスクレーパ機を含む、少なくとも１つの採取アセンブリと、
を備え、
前記少なくとも１つの採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮面に沿って移動し、前記少なくとも１つの凝縮面から蒸留物を掻き取って採取する、蒸留装置。
［態様１８］
態様１７に記載の蒸留装置において、前記凝縮器が、少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面を含み、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士が、底端部で密閉されて上端部で開放した少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされており、
かつ、前記凝縮器が、さらに、前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込む圧縮機を含み、前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮し、
前記少なくとも１つの採取アセンブリが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を直立状態で移動することができ、
前記少なくとも１つのスクレーパ機が、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取し、
前記少なくとも１つの採取アセンブリが、さらに、蒸留物採取チャネルを含み、当該蒸留物採取チャネルが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有しており、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される、蒸留装置。
［態様１９］
態様１８に記載の蒸留装置において、前記少なくとも２つの互いに離間した直立の両側の凝縮面が、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成されており、当該少なくとも２つの一方向に長い円筒が、それらの間に環状の凝縮器ギャップを形成している、蒸留装置。
［態様２０］
態様１９に記載の蒸留装置において、前記採取アセンブリが、前記環状の凝縮器ギャップ内において円状経路で移動する、蒸留装置。
［態様２１］
態様１８に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの採取アセンブリが、さらに、非凝縮性ガス採取チャネルを含み、当該非凝縮性ガス採取チャネルが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す非凝縮性ガスが入る入口開口を有しており、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記非凝縮性ガスが、前記非凝縮性ガス採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される、蒸留装置。
［態様２２］
態様１８に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸留物採取チャネルに吸引力を発生させて前記凝縮器からの前記蒸留物の取出しを支援するポンプ、
を備える、蒸留装置。
［態様２３］
態様１８に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの採取アセンブリが、互いに離間した両側の凝縮面から逐時に蒸留物を掻き取る２つの直立のスクレーパ機を含む、蒸留装置。
［態様２４］
態様２３に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ機がスクレーパ部材を有する、蒸留装置。
［態様２５］
態様２４に記載の蒸留装置において、前記スクレーパ部材が一方向に長いスクレーパブレードを有し、当該スクレーパブレードは、前記少なくとも１つの採取アセンブリの対応する一方向に長い凹所内に配置されており、前記一方向に長いスクレーパブレードの形状および前記一方向に長い凹所の形状は、当該スクレーパブレードを前記互いに離間した両側の凝縮面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成されている、蒸留装置。
［態様２６］
態様２５に記載の蒸留装置において、前記スクレーパブレードおよび前記一方向に長い凹所は、当該スクレーパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有している、蒸留装置。
［態様２７］
態様１８に記載の蒸留装置において、さらに、
液体を蒸発させて前記蒸気にする蒸発器、
を備える、蒸留装置。
［態様２８］
蒸気を受け取って凝縮させる凝縮器であって、少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面を含み、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士が、底端部で密閉されて上端部で開放した少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされた、凝縮器と、
前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込む圧縮機と、
を備え、
前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮し、さらに、
前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動することができる、少なくとも１つの直立の採取アセンブリであって、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取する少なくとも１つのスクレーパ機、および
前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有する蒸留物採取チャネルを含む、少なくとも１つの直立の採取アセンブリ、
を備え、
前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記蒸留物採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される、蒸留装置。
［態様２９］
蒸留装置用の回転装置であって、
蒸留物を潤滑剤として受け入れる内部空間を有する、固定側部材であるシャフトと、
少なくとも１つの軸受部材を介して前記シャフトに回転可能に取り付けられたロータと、
を備え、
前記少なくとも１つの軸受部材は、前記シャフトの外表面回りを回転可能であり、前記シャフトは、前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びる少なくとも１つの通路を有しており、当該少なくとも１つの通路が、前記シャフトの前記外表面と前記少なくとも１つの軸受との間に蒸留物を供給して潤滑剤としての蒸留物の薄膜を形成する、蒸留装置用の回転装置。
［態様３０］
態様２９に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記シャフトが、上下向きの中空のシャフトである、蒸留装置用の回転装置。
［態様３１］
態様３０に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記潤滑剤としての蒸留物が、前記中空のシャフトの上部から当該中空のシャフトの前記内部空間内に導入される、蒸留装置用の回転装置。
［態様３２］
態様３１に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記少なくとも１つの通路が、前記シャフトの下部において前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びており、前記少なくとも１つの軸受に供給される前記潤滑剤としての蒸留物は、上方に向かって流動し、当該回転装置によって駆動されるポンプに流れ込み、前記中空のシャフトの前記内部空間へと戻されて再循環する、蒸留装置用の回転装置。
［態様３３］
態様３１に記載の蒸留装置用の回転装置において、当該回転装置が蒸気圧縮型蒸留装置用の圧縮機モータであり、前記潤滑剤としての蒸留物が蒸留水である、蒸留装置用の回転装置。
［態様３４］
態様３１に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記少なくとも１つの軸受がスリーブ軸受である、蒸留装置用の回転装置。
［態様３５］
態様３４に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記少なくとも１つの軸受が２つのスリーブ軸受を含む、蒸留装置用の回転装置。
［態様３６］
態様３５に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記シャフトがセラミック製である、蒸留装置用の回転装置。
［態様３７］
態様３６に記載の蒸留装置用の回転装置において、前記少なくとも１つの軸受が、セラミック材および複合材料からなる群から選択される材料で構成されたものである、蒸留装置用の回転装置。
［態様３８］
蒸留装置用の対向流型の熱交換器であって、前記蒸留装置は、原液を受け入れて当該原液を蒸留して蒸留液と濃縮液とにして送り出すものであり、
当該熱交換器は、
螺旋状に形成された第１のチューブで構成される、前記蒸留液を輸送する螺旋状の蒸留液の流路と、
螺旋状に形成された第２のチューブで構成される、前記濃縮液を輸送する螺旋状の濃縮液の流路と、
前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路を収容するハウジングと、
を備え、
前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路は、前記螺旋状の蒸留液の流路と前記螺旋状の濃縮液の流路との間に螺旋状のギャップを形成するように前記ハウジング内で相互に配置されており、前記螺旋状のギャップは、前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路に近接して前記原液を輸送することによって熱交換させる、螺旋状の原液の流路を形成しており、前記原液の流路の流れ方向は、前記蒸留液の流路の流れ方向および前記濃縮液の流路の流れ方向と反対である、蒸留装置用の対向流型の熱交換器。
［態様３９］
態様３８に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器において、前記蒸留液の流路および前記濃縮液の流路が、フラットチューブで構成されている、蒸留装置用の対向流型の熱交換器。
［態様４０］
態様３９に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器において、前記蒸留液の流路のフラットチューブの端縁と、前記濃縮液の流路のフラットチューブの端縁とが、互いに突き合わせられてシールされている、蒸留装置用の対向流型の熱交換器。
［態様４１］
態様４０に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器において、どの前記螺旋状の流路も上下軸心を中心とした螺旋状であり、かつ、前記原液は、径方向外方に位置した入口から前記原液の流路に入り径方向内方に位置した出口から前記原液の流路を出る、蒸留装置用の対向流型の熱交換器。
［態様４２］
態様４１に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器において、当該熱交換器が第１の熱交換器であり、この第１の熱交換器に、第２の熱交換器が直列接続された、蒸留装置用の対向流型の熱交換器。
［態様４３］
原液を受け入れて前記原液を蒸発器および凝縮器により蒸留して蒸留液と濃縮液とにする蒸留装置であって、
前記原液を採取して蒸留する液溜めを底部に有する、密閉されたハウジングと、
前記ハウジング内に配置されて当該蒸留装置内の液体および気体の少なくとも一方を移動させる、少なくとも１つの回転する構成品と、
を備え、
前記少なくとも１つの回転する構成品は、液体が若干漏れ出す非接触の動的シールを具備し、当該蒸留装置は、前記シールから漏れ出した液体を前記液溜めに導くように構成され、前記液溜めにおける液体の一部が前記蒸発器に送り込まれて蒸留され、前記液溜めにおける液体の他の一部が濃縮液として取り出される、蒸留装置。
［態様４４］
態様４３に記載の蒸留装置において、当該蒸留装置が蒸気圧縮型蒸留装置である、蒸留装置。
［態様４５］
態様４４に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの回転する構成品が、水で潤滑される軸受を介して回転する圧縮機を含む、蒸留装置。
［態様４６］
態様４５に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの回転する構成品が、液溜め循環ポンプ、濃縮液取出しポンプ、および蒸留液取出しポンプを含む、蒸留装置。
［態様４７］
態様４３に記載の蒸留装置において、前記少なくとも１つの回転する構成品が、上下軸心を中心として回転する、蒸留装置。
［態様４８］
態様４７に記載の蒸留装置において、前記ハウジングが、前記上下軸心と同軸で上下向きに配置された円筒状のハウジングである、蒸留装置。
［態様４９］
原液を加熱して蒸発させる蒸発器と、
蒸発した前記原液を凝縮させて蒸留液にする凝縮器と、
開口、内壁および外壁を有し、前記蒸発器および前記凝縮器を収容するデュワーと、
前記デュワー内に、前記デュワーの前記開口の近傍で、前記開口にわたって配置された、対向流型の熱交換器と、
を備え、
前記対向流型の熱交換器が、前記デュワーの前記内壁の近傍に位置した原液の入口を有しており、前記原液が、前記デュワーの前記開口を通って延びる導管を介して前記原液の入口から入り、前記原液の入口に接続された原液の流路が、前記原液を加熱するために内方に向かって延びており、当該原液の流路に近接した蒸留液の流路が、前記原液の流路における前記原液の流れ方向と反対の流れ方向に蒸留液を流すことによって熱交換させ、前記蒸留液の流路が、前記原液の流路に対して前記原液の入口から遠ざかるにつれて増加する温度勾配を形成する、蒸留装置。
［態様５０］
態様４９に記載の蒸留装置において、前記デュワーが、端部が開口した円筒状である、蒸留装置。
［態様５１］
態様５０に記載の蒸留装置において、前記対向流型の熱交換器が、スパイラル式熱交換器である、蒸留装置。
［態様５２］
態様４９に記載の蒸留装置において、当該蒸留装置が蒸気圧縮型蒸留装置である、蒸留装置。
［態様５３］
態様４９に記載の蒸留装置において、前記デュワーの前記開口内の構成品が、前記デュワーの内方に向かうにつれて増加する温度勾配を有する、蒸留装置。
［態様５４］
互いに同心に配置された少なくとも３つの直立の円筒部材を含む蒸発凝縮器、
を備え、前記少なくとも３つの直立の円筒部材が、蒸発面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の蒸発溝、および凝縮面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の凝縮溝を形成し、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝は底端部で開放して上端部で密閉され、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝は底端部で密閉されて上端部で開放されている、蒸留装置。
［態様５５］
態様５４に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸発面に塗布されて蒸発する液体を収容する、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記開放した底端部よりも下方に配置された液溜め、
を備える、蒸留装置。
［態様５６］
態様５５に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸発凝縮器を収容する円筒状のハウジング、
を備え、
前記液溜めが当該ハウジングの底部に位置している、蒸留装置。
［態様５７］
態様５６に記載の蒸留装置において、前記ハウジングが、当該蒸留装置を断熱するデュワーを備える、蒸留装置。
［態様５８］
態様５６に記載の蒸留装置において、前記円筒状のハウジングが、前記蒸発凝縮器との間に環状の蒸発ギャップを形成するように、前記蒸発凝縮器を取り囲んで延在している、蒸留装置。
［態様５９］
態様５４に記載の蒸留装置において、さらに、
前記蒸発凝縮器の円筒部材のうちの最内側の円筒部材のさらに内側に配置され、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記蒸発面から蒸気を吸引して前記蒸気を前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の前記凝縮面に送り込む圧縮機、
を備える、蒸留装置。
［態様６０］
態様５９に記載の蒸留装置において、前記圧縮機が、モータによって駆動されるタービンを含む、蒸留装置。
［態様６１］
態様６０に記載の蒸留装置において、前記圧縮機が、前記蒸気に対し、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の水柱高さ圧力よりも高い水柱高さ圧力を付与可能である、蒸留装置。
［態様６２］
態様５４に記載の蒸留装置において、さらに、
前記少なくとも１つの環状の蒸発溝内で前記蒸発凝縮器の前記円筒部材と同心で回転する、液体塗布アセンブリと、
前記少なくとも１つの環状の凝縮溝内で前記円筒部材と同心で回転する、液体採取アセンブリと、
前記液体塗布アセンブリと前記液体採取アセンブリとを軸方向に接続する接続部材と、
前記液体塗布アセンブリおよび前記液体採取アセンブリを回転可能に駆動する伝動機構と、
を備える、蒸留装置。
［態様６３］
態様６２に記載の蒸留装置において、一方のアセンブリが、駆動側のリングギアを具備し、当該駆動側のリングギアが、隔壁を通過する遊星軸を具備した少なくとも１つの駆動側の遊星ギアを駆動することにより、少なくとも１つの従動側の遊星ギアと従動側のリングギアとを駆動して、他方のアセンブリを駆動する、蒸留装置。
［態様６４］
態様６３に記載の蒸留装置において、駆動側の遊星ギアと従動側の遊星ギアとの少なくとも３組が互いに等間隔で離間しており、これらの組の遊星ギアをローラとして利用することにより、前記リングギアと前記アセンブリとが互いに同心状に位置決めされている、蒸留装置。
［態様６５］
態様６４に記載の蒸留装置において、前記遊星ギアが、当該蒸留装置の蒸留物で潤滑されている、蒸留装置。
［態様６６］
態様６３に記載の蒸留装置において、前記液体採取アセンブリが、前記液体塗布アセンブリを駆動する、蒸留装置。
［態様６７］
態様６６に記載の蒸留装置において、さらに、
前記液体採取アセンブリを駆動する水力モータ、
を備える、蒸留装置。
［態様６８］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも１つの蒸発面を含む蒸発器を用意する過程と、
前記少なくとも１つの蒸発面に沿って移動するワイパ塗布機を含む少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリにより、前記液体を塗り広げることで前記少なくとも１つの蒸発面に前記液体の均一な薄膜を塗布して蒸発可能とする過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様６９］
態様６８に記載の蒸留方法において、さらに、
前記ワイパ塗布機で前記液体の均一な薄膜を塗布するのに先立って、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリに含まれるスクレーパ機により、前記少なくとも１つの蒸発面から残留物を掻き取る過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７０］
態様６９に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパ機によりスクレーパ部材を用いて掻き取り、前記ワイパ塗布機によりワイパ部材を用いて塗り広げる過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７１］
態様７０に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパ部材および前記ワイパ部材を、液体供給導管の両側に配置する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７２］
態様７１に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの蒸発面、前記スクレーパ部材、前記ワイパ部材、および前記液体供給導管を、直立向きに延設する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７３］
態様７２に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの蒸発面を、少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面で用意する過程と、
一対のスクレーパ部材および一対のワイパ部材を含む前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリにより、前記少なくとも２つの両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、前記少なくとも２つの両側の蒸発面に逐時に前記液体を塗布する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様７４］
態様７３に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成する過程と、
前記少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリを、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒間において円状経路で移動させる過程と
を含む、蒸留方法。
［態様７５］
態様７４に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管を、前記一対のスクレーパ部材および前記一対のワイパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間に位置決めする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７６］
態様７３に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管を、前記少なくとも２つの両側の蒸発面間で且つ前記少なくとも２つの両側の蒸発面から離間して上下に延びるものとする過程と、
前記液体供給導管により、少なくとも１つの開口を介して、当該液体供給導管と前記少なくとも２つの両側の蒸発面との間に前記液体を散布する過程と、
追随する前記ワイパ部材により、前記液体を塗り広げることで前記液体の均一な薄膜を塗布する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様７７］
態様７６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体供給導管により、その長さにわたって断続的に形成された一連の開口を介して、前記液体を塗布するために散布する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７８］
態様７０に記載の蒸留方法において、さらに、
一方向に長いスクレーパブレードを有する前記スクレーパ部材と、一方向に長いワイパブレードを有する前記ワイパ部材とを用意する過程であって、前記スクレーパブレードとワイパブレードとを、それぞれ、前記液体供給導管の両側から延出する保持構造の対応する一方向に長い凹所内に配置する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様７９］
態様７８に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパブレードの形状、前記ワイパブレードの形状、および前記対応する一方向に長い凹所の形状を、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードを前記少なくとも１つの蒸発面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様８０］
態様７９に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパブレード、前記ワイパブレード、および前記対応する一方向に長い凹所を、当該スクレーパブレードおよびワイパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有する構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様８１］
態様７０に記載の蒸留方法において、少なくとも１つのワイパ部材が前記少なくとも１つの蒸発面に対して接触線を形成し、当該蒸留装置の蒸留方法が、さらに、
前記少なくとも１つのワイパ部材を、前記液体が通過可能な断続的に設けられた隙間を有するものとする過程であって、当該隙間の寸法および前記接触線に沿った当該隙間間の間隔距離を、所望の膜厚が得られるように設定する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様８２］
態様６８に記載の蒸留方法において、さらに、
少なくとも１つの凝縮面を含む凝縮器により、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする過程、
を含む、の蒸留方法。
［態様８３］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
液体を蒸発させて蒸気にする少なくとも２つの互いに離間して対向する両側の蒸発面を含む蒸発器を用意する過程と、
少なくとも１つの可動な液体塗布アセンブリを、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面間を移動させる過程であって、前記少なくとも１つの液体塗布アセンブリが、液体供給導管の前方両側に配置された一対のスクレーパ部材、および前記液体供給導管の後方両側に配置された一対のワイパ部材を含む過程と、
を含み、
前記スクレーパ部材により、前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面から逐時に残留物を掻き取り、
前記ワイパ部材により、前記液体供給導管によって供給された液体を逐時に塗り広げることで前記少なくとも２つの互いに離間した両側の蒸発面に逐時に前記液体を均一な薄膜の形態に塗布して蒸発可能とする、蒸留方法。
［態様８４］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
凝縮器の少なくとも１つの凝縮面で蒸気を受け取り、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする過程と、
少なくとも１つのスクレーパ機を含む少なくとも１つの採取アセンブリを、前記少なくとも１つの凝縮面に沿って移動させ、前記少なくとも１つの凝縮面から蒸留物を掻き取って採取する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様８５］
態様８４に記載の蒸留方法において、さらに、
少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面を用意する過程であって、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士は、底端部が密閉されて上端部が開放された少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされている過程と、
圧縮機により、前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込む過程であって、前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮する過程と、
直立した前記少なくとも１つの採取アセンブリを、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動させる過程であって、前記少なくとも１つのスクレーパ機が、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取し、前記少なくとも１つの採取アセンブリが、さらに、蒸留物採取チャネルを含み、前記蒸留物採取チャネルが、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有しており、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様８６］
態様８５に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも２つの互いに離間した直立の両側の凝縮面を、互いに同心の関係にある、少なくとも２つの一方向に長い円筒によって形成する過程であって、前記少なくとも２つの一方向に長い円筒が、それらの間に環状の凝縮器ギャップを形成する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様８７］
態様８６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記採取アセンブリを、前記環状の凝縮器ギャップ内において円状経路で移動させる過程、
を含む、蒸留方法。
［態様８８］
態様８５に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に前記凝縮器から取り出す非凝縮性ガスが入る入口開口を有する非凝縮性ガス採取チャネルを含む前記少なくとも１つの採取アセンブリを用意する過程と、
前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記非凝縮性ガスを、前記非凝縮性ガス採取チャネル内を上方に押し上げて前記凝縮器外に押し出す過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様８９］
態様８５に記載の蒸留方法において、さらに、
ポンプにより、前記蒸留物採取チャネルに吸引力を発生させて前記凝縮器からの前記蒸留物の取出しを支援する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９０］
態様８５に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの採取アセンブリの２つの直立のスクレーパ機により、互いに離間した両側の凝縮面から逐時に蒸留物を掻き取る過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９１］
態様９０に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパ機を、スクレーパ部材を有する構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９２］
態様９１に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパ部材を、一方向に長いスクレーパブレードを有するものとする過程であって、当該スクレーパブレードを、前記少なくとも１つの採取アセンブリの対応する一方向に長い凹所内に配置し、前記一方向に長いスクレーパブレードの形状および前記一方向に長い凹所の形状を、当該スクレーパブレードを前記互いに離間した両側の凝縮面に対してそれぞれに対応する接触線に沿って押し付けながら移動させる形状に形成する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９３］
態様９２に記載の蒸留方法において、さらに、
前記スクレーパブレードおよび前記一方向に長い凹所を、当該スクレーパブレードの揺動運動が前記接触線を最大限活用する形状および寸法に形成された、曲線状の表面を有する構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９４］
態様８５に記載の蒸留方法において、さらに、
蒸発器により、液体を蒸発させて前記蒸気にする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様９５］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
凝縮器の少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面により、蒸気を受け取って凝縮させる過程であって、当該少なくとも２つの互いに離間して対向する直立の両側の凝縮面同士は、底端部が密閉されて上端部で開放した少なくとも１つの凝縮器ギャップをそれらの間に形成するように互いにシールされた過程と、
圧縮機により、前記蒸気を加圧下で前記上端部を介して前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内へと下方に送り込む過程であって、前記蒸気は、前記直立の凝縮面で蒸留物として凝縮する過程と、
少なくとも１つの直立の採取アセンブリを、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップから前記蒸留物を取り出すように前記少なくとも１つの凝縮器ギャップ内を移動させる過程であって、前記少なくとも１つの採取アセンブリが、前記直立の凝縮面から蒸留物を掻き取って前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部で採取する少なくとも１つのスクレーパ機、および前記少なくとも１つの凝縮器ギャップの前記底端部の近傍に、前記凝縮器から取り出す前記蒸留物が入る入口開口を有する蒸留物採取チャネルを含み、前記少なくとも１つの凝縮器ギャップに入る前記蒸気の圧力により、前記蒸留物が、前記蒸留物採取チャネル内を上方に押し上げられて前記凝縮器外に押し出される過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様９６］
蒸留装置用の回転装置の潤滑方法であって、
蒸留物を潤滑剤として受け入れる内部空間を有する、固定側部材であるシャフトを用意する過程と、
ロータを、少なくとも１つの軸受部材を介して前記シャフトに回転可能に取り付ける過程であって、前記少なくとも１つの軸受部材は、前記シャフトの外表面回りを回転可能である過程と、
前記シャフトを、前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延びる少なくとも１つの通路を有する構成とする過程であって、当該少なくとも１つの通路が、前記シャフトの前記外表面と前記少なくとも１つの軸受との間に蒸留物を供給して潤滑剤としての蒸留物の薄膜を形成する過程と、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様９７］
態様９６に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記シャフトを、上下向きの中空のシャフトとする過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様９８］
態様９７に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記潤滑剤としての蒸留物を、前記中空のシャフトの上部から当該中空のシャフトの前記内部空間内に導入する過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様９９］
態様３１に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記少なくとも１つの通路を、前記シャフトの下部において前記内部空間から前記シャフトの前記外表面に延ばす過程であって、前記少なくとも１つの軸受に供給される前記潤滑剤としての蒸留物は、上方に向かって流動し、前記回転装置によって駆動されるポンプに流れ込み、前記中空のシャフトの前記内部空間へと戻されて再循環する過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１００］
態様９８に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記回転装置を、蒸気圧縮型蒸留装置用の圧縮機モータとする過程と、
蒸留物である蒸留水を前記潤滑剤として用いる過程と、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１０１］
態様９８に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記少なくとも１つの軸受をスリーブ軸受とする過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１０２］
態様１０１に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記少なくとも１つの軸受を２つのスリーブ軸受とする過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１０３］
態様１０２に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記シャフトをセラミック製とする過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１０４］
態様１０３に記載の蒸留装置用の回転装置の潤滑方法において、さらに、
前記少なくとも１つの軸受を、セラミック材および複合材料からなる群から選択される材料で構成する過程、
を含む、蒸留装置用の回転装置の潤滑方法。
［態様１０５］
原液を受け入れて当該原液を蒸留して蒸留液と濃縮液とにして送り出す蒸留装置において、対向流型の熱交換器により、前記蒸留装置に入る液体と前記蒸留装置から出る液体との間で熱を交換する方法であって、
螺旋状に形成された第１のチューブで構成される螺旋状の蒸留液の流路により、前記蒸留液を輸送する過程と、
螺旋状に形成された第２のチューブで構成される螺旋状の濃縮液の流路により、前記濃縮液を輸送する過程と、
前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路を、ハウジング内に収容する過程であって、前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路を、前記螺旋状の蒸留液の流路と前記螺旋状の濃縮液の流路との間に螺旋状のギャップを形成するように前記ハウジング内で相互に配置し、前記螺旋状のギャップは、前記螺旋状の蒸留液の流路および前記螺旋状の濃縮液の流路に近接して前記原液を輸送することによって当該原液と前記蒸留液および前記濃縮液との間で熱交換させる、螺旋状の原液の流路を形成しており、前記原液の流路内を流れる前記原液の流れ方向を、前記蒸留液の流路内を流れる前記蒸留液の流れ方向および前記濃縮液の流路内を流れる前記濃縮液の流れ方向と反対とする過程、
を含む、蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法。
［態様１０６］
態様１０５に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法において、さらに、
前記蒸留液の流路および前記濃縮液の流路を、フラットチューブで構成する過程、
を含む、蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法。
［態様１０７］
態様１０６に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法において、さらに、
前記蒸留液の流路のフラットチューブの端縁と、前記濃縮液の流路のフラットチューブの端縁とを、互いに突き合わせてシールする過程、
を含む、蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法。
［態様１０８］
態様１０７に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法において、さらに、
どの前記螺旋状の流路も上下軸心を中心とした螺旋状にし、前記原液が、径方向外方に位置した入口から前記原液の流路に入り径方向内方に位置した出口から前記原液の流路を出る過程、
を含む、蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法。
［態様１０９］
態様１０８に記載の蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法において、前記熱交換器が第１の熱交換器であり、当該熱交換方法が、さらに、
第２の熱交換器を前記第１の熱交換器に直列接続する過程、
を含む、蒸留装置用の対向流型の熱交換器の熱交換方法。
［態様１１０］
原液を受け入れて当該原液を蒸発器および凝縮器により蒸留して蒸留液と濃縮液とにする蒸留装置で、蒸留する蒸留方法であって、
液溜めを底部に有する密閉されたハウジング内に前記原液を採取して蒸留する過程と、
前記ハウジング内に配置された少なくとも１つの回転する構成品により、前記蒸留装置内で液体および気体の少なくとも一方を移動させる過程であって、前記少なくとも１つの回転する構成品を、液体が若干漏れ出す非接触の動的シールを具備する構成とし、前記蒸留装置を、前記シールから漏れ出した液体を前記液溜めに導くように構成し、前記液溜めにおける液体の一部を前記蒸発器に送り込んで蒸留し、前記液溜めにおける液体の他の一部を濃縮液として取り出す過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１１１］
態様１１０に記載の蒸留方法において、さらに、
前記蒸留装置を蒸気圧縮型蒸留装置とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１２］
態様１１１に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの回転する構成品を、水で潤滑される軸受を介して回転する圧縮機を含むものとする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１３］
態様１１２に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの回転する構成品を、液溜め循環ポンプ、濃縮液取出しポンプ、および蒸留液取出しポンプを含むものとする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１４］
態様１１０に記載の蒸留方法において、さらに、
前記少なくとも１つの回転する構成品を、上下軸心を中心として回転させる過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１５］
態様１１４に記載の蒸留方法において、さらに、
前記ハウジングを、前記上下軸心と同軸で上下向きに配置された円筒状のハウジングにする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１６］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
蒸発器により、原液を加熱して蒸発させる過程と、
凝縮器により、蒸発した前記原液を凝縮させて蒸留液にする過程と、
前記蒸発器および前記凝縮器を、開口、内壁および外壁を有するデュワー内に収容する過程と、
対向流型の熱交換器を、前記デュワー内に、当該デュワーの前記開口の近傍で、当該開口にわたって配置し、前記対向流型の熱交換器を、前記デュワーの前記内壁の近傍に位置した原液の入口を有する構成とし、前記原液が、前記デュワーの前記開口を通って延びる導管を介して前記原液の入口から入り、前記原液の入口に接続された原液の流路を、前記原液を加熱するために内方に向かって延ばし、当該原液の流路に近接した蒸留液の流路が、前記原液の流路における前記原液の流れ方向と反対の流れ方向に蒸留液を流すことによって熱交換し、前記蒸留液の流路が、前記原液の流路に対して前記原液の入口から遠ざかるにつれて増加する温度勾配を形成する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１１７］
態様１１６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記デュワーを、端部が開口した円筒状とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１８］
態様１１７に記載の蒸留方法において、さらに、
前記対向流型の熱交換器を、スパイラル式熱交換器とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１１９］
態様１１６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記蒸留装置を蒸気圧縮型蒸留装置とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２０］
態様１１６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記デュワーの前記開口内の構成品を、前記デュワーの内方に向かうにつれて増加する温度勾配を有する構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２１］
蒸留装置で蒸留する蒸留方法であって、
互いに同心に配置された少なくとも３つの直立の円筒部材を含む蒸発凝縮器を用意する過程であって、前記少なくとも３つの直立の円筒部材を、蒸発面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の蒸発溝、および凝縮面を形成する両側の壁を有する少なくとも１つの環状の凝縮溝を形成するものとし、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝を、底端部で開放して上端部で密閉されたものとし、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝を、底端部で密閉されて上端部で開放されたものとする過程と、
前記蒸発面で、液体を蒸発させて蒸気にする過程と、
前記凝縮面で、前記蒸気を凝縮させて蒸留物にする過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１２２］
態様１２１に記載の蒸留方法において、さらに、
液体を収容する液溜めを、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記開放した底端部よりも下方に配置する過程と、
前記液体を、前記蒸発面に塗布して蒸発する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１２３］
態様１２２に記載の蒸留方法において、さらに、
前記蒸発凝縮器を、円筒状のハウジング内に、前記液溜めが当該ハウジングの底部に位置するように収容する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２４］
態様１２３に記載の蒸留方法において、さらに、
前記ハウジングを、前記蒸留装置を断熱するデュワーを含むものとする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２５］
態様１２３に記載の蒸留方法において、さらに、
前記円筒状のハウジングを、前記蒸発凝縮器との間に環状の蒸発ギャップを形成するように、当該蒸発凝縮器を取り囲んで延在させる過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２６］
態様１２１に記載の蒸留方法において、さらに、
圧縮機を、前記蒸発凝縮器の円筒部材のうちの最内側の円筒部材のさらに内側に配置する過程と、
前記圧縮機により、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝の前記蒸発面から蒸気を吸引して当該蒸気を前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の前記凝縮面に送り込む過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１２７］
態様１２６に記載の蒸留方法において、さらに、
前記圧縮機を、モータによって駆動されるタービンを含む構成とする過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２８］
態様１２７に記載の蒸留方法において、さらに、
前記圧縮機により、前記蒸気に対し、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝の水柱高さ圧力よりも高い水柱高さ圧力を付与する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１２９］
態様１２１に記載の蒸留方法において、さらに、
液体塗布アセンブリを、前記少なくとも１つの環状の蒸発溝内で前記蒸発凝縮器の前記円筒部材と同心で回転させる過程と、
液体採取アセンブリを、前記少なくとも１つの環状の凝縮溝内で前記円筒部材と同心で回転させる過程と、
接続部材により、前記液体塗布アセンブリと前記液体採取アセンブリとを、軸方向に接続する過程と、
伝動機構により、前記液体塗布アセンブリおよび前記液体採取アセンブリを回転可能に駆動する過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１３０］
態様１２９に記載の蒸留方法において、さらに、
一方のアセンブリに、駆動側のリングギアを具備し、当該駆動側のリングギアが、隔壁を通過する遊星軸を具備した少なくとも１つの駆動側の遊星ギアを駆動することにより、少なくとも１つの従動側の遊星ギアと従動側のリングギアとを駆動して、他方のアセンブリを駆動する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１３１］
態様１３０に記載の蒸留方法において、さらに、
駆動側の遊星ギアと従動側の遊星ギアとの少なくとも３組を互いに等間隔で離間させる過程と、
これらの組の遊星ギアをローラとして利用することにより、前記リングギアと前記アセンブリとを互いに同心状に位置決めする過程と、
を含む、蒸留方法。
［態様１３２］
態様１３１に記載の蒸留方法において、さらに、
前記遊星ギアを、前記蒸留装置の蒸留物で潤滑する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１３３］
態様１３０に記載の蒸留方法において、さらに、
前記液体採取アセンブリにより、前記液体塗布アセンブリを駆動する過程、
を含む、蒸留方法。
［態様１３４］
態様１３３に記載の蒸留方法において、さらに、
水力モータにより、前記液体採取アセンブリを駆動する過程、
を含む、蒸留方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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