(57)【要約】  蒸気を受け入れるようになった蒸気吸収システム（１１）であって、作業液体を有する真空ポンプ（１６）を有し、蒸気は、作業液体中に取り込まれてこの作業液体中で凝縮され、それにより作業液体と混合した凝縮液が得られる、蒸気吸収システム。
2013523439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を受け入れるようになった蒸気吸収システムであって、作業液体を有する真空ポンプを有し、前記蒸気は、前記作業液体中に取り込まれて該作業液体中で凝縮され、それにより、前記作業液体と混合した凝縮液が得られる、蒸気吸収システム。
【請求項２】
前記システム内への蒸気の吸収は、より多くの蒸気を生じさせるのに効果的である、請求項１記載の蒸気吸収システム。
【請求項３】
前記真空ポンプは、ベンチュリ真空ポンプであり、前記作業流体は、前記蒸気に作用する真空を生じさせるよう前記ベンチュリ真空ポンプを通る液体である、請求項２記載の蒸気吸収システム。
【請求項４】
第１の熱交換手段が前記蒸気の生成を支援するよう設けられている、請求項３記載の蒸気吸収システム。
【請求項５】
第２の熱交換器が前記作業液体が前記ベンチュリ真空ポンプを通過した後、前記作業液体から熱を奪うよう設けられている、請求項４記載の蒸気吸収システム。
【請求項６】
前記作業液体は、前記作業液体から前記第１の熱交換器に移すよう前記第１の熱交換器に通される、請求項４記載の蒸気吸収システム。
【請求項７】
前記蒸気から得られた凝縮液は、使用のために取り出される、請求項４〜６のうちいずれか一に記載の蒸気吸収システム。
【請求項８】
前記システムは、蒸留システムである、請求項７記載の蒸気吸収システム。
【請求項９】
前記システムは、熱伝達システムである、請求項４又は５記載の蒸気吸収システム。
【請求項１０】
前記作業液体は、前記システムを通って循環する、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の蒸気吸収システム。
【請求項１１】
蒸留されるべき液体混合物を受け入れるようになった排気チャンバを有する蒸留システムであって、蒸留されるべき液体混合物を受け入れるようになっていると共に前記液体混合物の上方にガスで満たされている空間を備えた排気チャンバと、前記排気チャンバと関連していて、使用にあたり、前記液体混合物の気化を生じさせるよう前記ガス中に減圧状態を生じさせるようになった真空ポンプとを有し、一次液体が前記ガスと関連した状態で前記排気チャンバ内に流されて前記蒸気を取り込み、そして該蒸気を凝縮させる、蒸留システム。
【請求項１２】
前記一次水の少なくとも一部分は、前記真空ポンプを通って循環する、請求項１１記載の蒸留システム。
【請求項１３】
前記液体混合物の気化を支援するよう前記液体混合物が気化潜熱を受け取ることができるようにする第１の熱交換手段が設けられている、請求項１１又は１２記載の蒸留システム。
【請求項１４】
前記第１の熱交換手段は、周囲からの前記気化潜熱の受け取りを促進するよう前記排気チャンバの壁と関連した特徴部を含む、請求項１３記載の蒸留システム。
【請求項１５】
前記第１の熱交換手段は、前記排気チャンバと関連した第１の熱交換手段から成り、熱交換流体は、前記第１の熱交換手段を通って前記気化潜熱を前記液体混合物に与え、前記気化潜熱は、前記第１の熱交換器から見て遠くに位置する源からの前記熱交換流体によって受け取られる、請求項１４記載の蒸留システム。
【請求項１６】
前記真空ポンプは、ベンチュリポンプであり、前記ベンチュリポンプは、使用にあたり、ベンチュリスロート区分のところに減圧状態を生じさせるよう前記ベンチュリポンプを通る流体の流れを有する、請求項１１〜１５のうちいずれか一に記載の蒸留システム。
【請求項１７】
前記ベンチュリポンプは、前記排気チャンバから前記ガスを受け入れるよう構成されたベンチュリスロート区分を有し、前記流体の流れは、主として液体であり、その結果、前記ベンチュリポンプは、前記ガスを前記一次液体中に取り込むことによって前記排気チャンバ内の前記ガスの減圧状態を生じさせるよう働く、請求項１６記載の蒸留システム。
【請求項１８】
ポートが前記ベンチュリポンプと関連しており、前記ポートは、ガスを前記ベンチュリポンプに運ぶようになっている、請求項１７記載の蒸留システム。
【請求項１９】
前記ベンチュリポンプを出る前記一次水中の熱は、第２の熱交換手段によって奪われる、請求項１６〜１８のうちいずれか一に記載の蒸留システム。
【請求項２０】
前記第２の熱交換手段は、熱を地面に逃がすよう地中を通る前記一次液体の経路と関連している、請求項１９記載の蒸留システム。
【請求項２１】
前記排気チャンバに対する前記液体混合物の出入りを制御する液体混合物制御システムを更に有する、請求項１１〜２０のうちいずれか一に記載の蒸留システム。
【請求項２２】
蒸留されるべき前記液体混合物は、水であり、前記一次液体は、水と不混和性の液体である、請求項１１〜２１のうちいずれか一に記載の蒸留システム。
【請求項２３】
前記一次液体は、油である、請求項２２記載の蒸留システム。
【請求項２４】
排気チャンバを用いて液体混合物を蒸留する方法であって、真空ポンプによって前記排気チャンバ内の圧力を減少させることによって前記液体混合物を気化させて蒸留蒸気を生じさせるステップと、前記蒸留蒸気を取り込んで前記蒸留蒸気と関連して通る一次液体中に前記蒸留蒸気が凝縮されるステップとを有する、蒸留方法。
【請求項２５】
前記真空ポンプは、ベンチュリスロート区分を備えたベンチュリ真空ポンプであり、前記一次液体は、前記ベンチュリ真空ポンプを通って流れて前記ベンチュリスロート領域中に減圧状態を生じさせ、蒸留蒸気が前記ベンチュリスロート領域のところでポートを通って前記ベンチュリ真空ポンプ中に引き込まれ、そして前記一次液体によって受け取られると共に凝縮される、請求項２４記載の蒸留方法。
【請求項２６】
前記一次水の少なくとも一部分は、循環する、請求項２４又は２５記載の蒸留方法。
【請求項２７】
前記一次水の少なくとも一部分は、収容タンクから引き出され、そして前記真空ポンプの通過後、収容タンクに戻されることによって循環する、請求項２４記載の蒸留方法。
【請求項２８】
前記液体混合物の気化を支援するよう前記液体混合物が気化潜熱を受け取ることができるようにする第１の熱交換手段が設けられている、請求項２４〜２７のうちいずれか一に記載の蒸留方法。
【請求項２９】
前記第１の熱交換手段は、周囲からの前記気化潜熱の受け取りを促進するよう前記排気チャンバの壁と関連した特徴部を含む、請求項２８記載の蒸留方法。
【請求項３０】
前記第１の熱交換手段は、前記排気チャンバと関連した第１の熱交換手段から成り、熱交換流体は、前記第１の熱交換手段を通って前記気化潜熱を前記液体混合物に与え、前記気化潜熱は、前記第１の熱交換器から見て遠くに位置する源からの前記熱交換流体によって受け取られる、請求項２９記載の蒸留方法。
【請求項３１】
前記ベンチュリポンプを出る前記一次水中の熱は、第２の熱交換手段によって奪われる、請求項２８〜３０のうちいずれか一に記載の蒸留方法。
【請求項３２】
前記第２の熱交換手段は、熱を地面又は冷水に逃がすようそれぞれ地中又は冷水中を通る前記一次液体の経路と関連している、請求項３１記載の蒸留方法。
【請求項３３】
前記一次液体は、油であり、前記液体混合物は、水と他の１種類又は複数種類の物質の混合物である、請求項２４〜３２のうちいずれか一に記載の蒸留方法。
【請求項３４】
熱伝達システムであって、第１の液体を受け入れるようになった排気チャンバと、使用に当たり、前記排気チャンバ内の圧力を減少させて前記排気チャンバ内の液体の気化を促進し、それにより冷却を生じさせるよう前記排気チャンバと関連した少なくとも１つのベンチュリ真空ポンプと、第１の熱交換器とを有し、前記第１の熱交換器は、熱交換流体が前記第１の熱交換器を通過するための流体経路を有し、前記流体経路は、前記第１の熱交換器は、熱を前記排気チャンバ内の前記第１の液体に与えて前記気化を支援し、それにより前記熱交換流体を冷却するよう前記排気チャンバと関連している、熱伝達システム。
【請求項３５】
前記第１の液体の気化から得られる蒸気は、前記減圧状態を生じさせるよう前記少なくとも１つのベンチュリ真空ポンプを通って流れる第２の液体の流れ中に取り込まれて凝縮される、請求項３４記載の熱伝達システム。
【請求項３６】
前記第２の液体の前記流れは、前記ベンチュリ真空ポンプを出た後、第２の熱交換システムを通り、それにより前記第２の液体を冷却する、請求項３５記載の熱伝達システム。
【請求項３７】
前記第２の液体は、前記ベンチュリ真空ポンプの入口に循環方式で戻される、請求項３６記載の熱伝達システム。
【請求項３８】
前記第１の液体と前記第２の液体は、同一物質のものであり、前記排気チャンバと前記ベンチュリ真空ポンプは、閉鎖系を形成している、請求項３７記載の熱伝達システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中への蒸気の吸収システム及び方法に関する。このシステムは、多くの用途を有するが、液体混合物、例えば不純物を含む水の蒸留に特に有用である。このシステムは又、熱伝達システムとしての用途を有する。しかしながら、このシステムは、これら２つの用途には限定されない。
【背景技術】
【０００２】
化学における吸収は、原子、分子又はイオンが或る凝集相の塊（体積）によって吸収されることによりかかる凝集相に入り込む物理的若しくは化学的現象又はプロセスである。この用途において、本発明者は、液体中への蒸気の吸収に特に関心を持っている。
【０００３】
通常の蒸気吸収技術は、特定の用途を有する。かかる技術は、通常、何らかの化学反応が起こっていなければ比較的遅いプロセスである。このために、吸収プロセスは、用途が比較的限られている。しかしながら、本発明は、化学的相互作用を伴わない極めて迅速な吸収速度を得る方法を提供しており、その結果、蒸気吸収システムは、従来決して考えられなかった又は少なくとも実行可能であるとは考えられなかった用途に利用できる。
【０００４】
本明細書において開示する新規な蒸気吸収システムに続き、蒸気吸収システムを利用した新規且つ改良された蒸留システム及び熱伝達システムが開示されている。
【０００５】
蒸留は、もちろん周知のプロセスである。蒸留は、伝統的な濾過技術が液体混合物を浄化するのに効果的でない場合に利用される場合が多い。従来の蒸留では、熱エネルギーを加えて蒸気を生じさせ、次に、蒸気を凝縮器に通し、それにより蒸気を凝縮させてこれを使用のための液体に戻す必要がある。従来の蒸留は、一般に、液体、例えば水を浄化するのに効果的であるが、エネルギー費は、相当なものであり、経済的でない場合が多い。このプロセスの改良により、効率が著しく向上したが、このプロセスは、一般的使用のための水の浄化については費用が高くつきすぎる状態のままである。
【０００６】
蒸留プロセスの効率を向上させる技術的努力として、減圧状態での操作が試みられた。液体の気化は、圧力を減少させると迅速に起こるということが良く知られている。しかしながら、かかるシステムは、蒸発及び凝縮サブシステムと関連した排気システムにつきものの困難及び出費に起因して限られた成功しか収められなかった。試みの一例は、米国特許第３，８６４，２１５号明細書（発明者：アーノルド（Arnold））に開示されているものである。この米国特許のシステムは、減圧状態をもたらすよう低圧ベンチュリ領域を利用している。このシステムは、海洋環境に特に利用できるが、これが依然として凝縮器を備えているという点で幾分かの複雑さを保ったままである。
【０００７】
熱伝達システムも又周知である。空調及び冷凍システムは、この広いカテゴリのサブセットをなしている。従来型熱交換システムは、エネルギーを伝達するために極めて多量のエネルギーを用いることが良く知られている。新規な蒸気吸収システムの使用により熱伝達システムの効率又はＣ．Ｏ．Ｐ．（co-efficient of performance ：性能係数、なお“ＣＰ”と称される場合も多い）が実質的に向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第３８６４２１５号明細書
【発明の概要】
【０００９】
したがって、本発明の要旨は、蒸気を受け入れるようになった蒸気吸収システムであって、作業液体を有する真空ポンプを有し、蒸気は、作業液体中に取り込まれてこの作業液体中で凝縮され、それにより、作業液体と混合した凝縮液が得られることを特徴とする蒸気吸収システムにある。
【００１０】
本発明の好ましい特徴によれば、システム内への蒸気の吸収は、より多くの蒸気を生じさせるのに効果的である。
【００１１】
本発明の好ましい特徴によれば、真空ポンプは、ベンチュリ真空ポンプであり、作業流体は、蒸気に作用する真空を生じさせるようベンチュリ真空ポンプを通る液体である。
【００１２】
本発明の好ましい特徴によれば、第１の熱交換手段が蒸気の生成を支援するよう設けられている。
【００１３】
本発明の好ましい特徴によれば、第２の熱交換器が作業液体がベンチュリ真空ポンプを通過した後、作業液体から熱を奪うよう設けられている。
【００１４】
本発明の好ましい特徴によれば、作業液体は、作業液体から第１の熱交換器に移すよう第１の熱交換器に通される。
【００１５】
本発明の好ましい特徴によれば、蒸気から得られた凝縮液は、使用のために取り出される。
【００１６】
好ましい実施形態によれば、システムは、蒸留システムである。
【００１７】
好ましい実施形態によれば、システムは、熱伝達システムである。
【００１８】
好ましい実施形態によれば、作業液体は、システムを通って循環する。
【００１９】
別の観点によれば、本発明の要旨は、蒸留されるべき液体混合物を受け入れるようになった排気チャンバを有する蒸留システムであって、蒸留されるべき液体混合物を受け入れるようになっていると共に液体混合物の上方にガスで満たされている空間を備えた排気チャンバと、排気チャンバと関連していて、使用にあたり、液体混合物の気化を生じさせるようガス中に減圧状態を生じさせるようになった真空ポンプとを有し、一次液体がガスと関連した状態で排気チャンバ内に流されて蒸気を取り込み、そしてこの蒸気を凝縮させることを特徴とする蒸留システムにある。
【００２０】
本発明の好ましい特徴によれば、一次水の少なくとも一部分は、真空ポンプを通って循環する。
【００２１】
本発明の好ましい特徴によれば、液体混合物の気化を支援するよう液体混合物が気化潜熱を受け取ることができるようにする第１の熱交換手段が設けられている。
【００２２】
本発明の好ましい特徴によれば、第１の熱交換手段は、周囲からの気化潜熱の受け取りを促進するよう排気チャンバの壁と関連した特徴部を含む。
【００２３】
本発明の好ましい特徴によれば、第１の熱交換手段は、排気チャンバと関連した第１の熱交換手段から成り、熱交換流体は、第１の熱交換手段を通って気化潜熱を液体混合物に与え、気化潜熱は、第１の熱交換器から見て遠くに位置する源からの熱交換流体によって受け取られる。
【００２４】
好ましい実施形態によれば、真空ポンプは、ベンチュリポンプであり、ベンチュリポンプは、使用にあたり、ベンチュリスロート区分のところに減圧状態を生じさせるようベンチュリポンプを通る流体の流れを有する。
【００２５】
好ましい実施形態によれば、ベンチュリポンプは、排気チャンバからガスを受け入れるよう構成されたベンチュリスロート区分を有し、流体の流れは、主として液体であり、その結果、ベンチュリポンプは、ガスを一次液体中に取り込むことによって排気チャンバ内のガスの減圧状態を生じさせるよう働く。
【００２６】
好ましい実施形態によれば、ポートがベンチュリポンプと関連しており、ポートは、ガスをベンチュリポンプに運ぶようになっている。
【００２７】
好ましい実施形態によれば、ベンチュリポンプを出る一次水中の熱は、第２の熱交換手段によって奪われる。
【００２８】
好ましい実施形態によれば、第２の熱交換手段は、熱を地面に逃がすよう地中を通る一次液体の経路と関連している。
【００２９】
好ましい実施形態によれば、蒸留システムは、排気チャンバに対する液体混合物の出入りを制御する液体混合物制御システムを更に有する。
【００３０】
好ましい実施形態によれば、蒸留されるべき液体混合物は、水であり、一次液体は、水と不混和性の液体である。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、一次液体は、油である。
【００３２】
別の観点によれば、本発明の要旨は、排気チャンバを用いて液体混合物を蒸留する方法であって、真空ポンプによって排気チャンバ内の圧力を減少させることによって液体混合物を気化させて蒸留蒸気を生じさせるステップと、蒸留蒸気を取り込んで蒸留蒸気と関連して通る一次液体中で蒸留蒸気が凝縮されるステップとを有することを特徴とする蒸留方法にある。
【００３３】
本発明の好ましい特徴によれば、真空ポンプは、ベンチュリスロート区分を備えたベンチュリ真空ポンプであり、一次液体は、ベンチュリ真空ポンプを通って流れてベンチュリスロート領域中に減圧状態を生じさせ、蒸留蒸気がベンチュリスロート領域のところでポートを通ってベンチュリ真空ポンプ中に引き込まれ、そして一次液体によって受け取られると共に凝縮される。
【００３４】
本発明の好ましい特徴によれば、一次水の少なくとも一部分は、循環する。
【００３５】
本発明の好ましい特徴によれば、一次水の少なくとも一部分は、収容タンクから引き出され、そして真空ポンプの通過後、収容タンクに戻されることによって循環する。
【００３６】
本発明の好ましい特徴によれば、液体混合物の気化を支援するよう液体混合物が気化潜熱を受け取ることができるようにする第１の熱交換手段が設けられている。
【００３７】
好ましい実施形態によれば、第１の熱交換手段は、周囲からの気化潜熱の受け取りを促進するよう排気チャンバの壁と関連した特徴部を含む。
【００３８】
好ましい実施形態によれば、第１の熱交換手段は、排気チャンバと関連した第１の熱交換手段から成り、熱交換流体は、第１の熱交換手段を通って気化潜熱を液体混合物に与え、気化潜熱は、第１の熱交換器から見て遠くに位置する源からの熱交換流体によって受け取られる。
【００３９】
好ましい実施形態によれば、ベンチュリポンプを出る一次水中の熱は、第２の熱交換手段によって奪われる。
【００４０】
好ましい実施形態によれば、第２の熱交換手段は、熱を地面又は冷水に逃がすようそれぞれ地中又は冷水中を通る一次液体の経路と関連している。
【００４１】
好ましい実施形態によれば、一次液体は、油であり、液体混合物は、水と他の１種類又は複数種類の物質の混合物である。
【００４２】
別の観点によれば、本発明に要旨は、熱伝達システムであって、第１の液体を受け入れるようになった排気チャンバと、使用にあたり、排気チャンバ内の圧力を減少させて排気チャンバ内の液体の気化を促進し、それにより冷却を生じさせるよう排気チャンバと関連した少なくとも１つのベンチュリ真空ポンプと、第１の熱交換器とを有し、第１の熱交換器は、熱交換流体が第１の熱交換器を通過するための流体経路を有し、流体経路は、第１の熱交換器は、熱を排気チャンバ内の第１の液体に与えて気化を支援し、それにより熱交換流体を冷却するよう排気チャンバと関連していることを特徴とする熱伝達システムにある。
【００４３】
本発明の好ましい特徴によれば、第１の液体の気化から得られる蒸気は、減圧状態を生じさせるよう少なくとも１つのベンチュリ真空ポンプを通って流れる第２の液体の流れ中に取り込まれて凝縮される。
【００４４】
本発明の好ましい特徴によれば、第２の液体の流れは、ベンチュリ真空ポンプを出た後、第２の熱交換システムを通り、それにより第２の液体を冷却する。
【００４５】
本発明の好ましい特徴によれば、第２の液体は、ベンチュリ真空ポンプの入口に循環方式で戻される。
【００４６】
本発明の好ましい特徴によれば、第１の液体と第２の液体は、同一物質のものであり、排気チャンバとベンチュリ真空ポンプは、閉鎖系を形成する。
【００４７】
本発明は、幾つかの好ましい以下の説明に照らしてより完全に理解されよう。
【００４８】
本明細書の説明は、添付の図面を参照して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】第１の実施形態としての蒸留システムの略図である。
【図２】第２の実施形態としての蒸留システムの略図である。
【図３】第３の実施形態としての蒸留システムの略図である。
【図４】第４の実施形態としての蒸留システムの略図である。
【図５】第５の実施形態としての蒸留システムの略図である。
【図６】第６の実施形態としての熱交換システムの略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本明細書において開示する蒸気吸収システムの必須の要素は、作業液体を有する真空ポンプの使用によって蒸気を真空下に置くシステムであり、蒸気は、作業液体によって受け取られてこの中で凝縮されて作業液体と混合した凝縮液が得られる。したがって、このシステムは、蒸気が別の方式、例えば、ガスとして溶解されるのではなく、作業液体によって吸収されたときに凝縮するシステムに限定される。このシステムは、これが連続プロセスに組み込まれた場合、特に、蒸気の吸収が新たな蒸気を生じさせるよう働く場合に特に適用可能である。このシステムは、ベンチュリ真空ポンプの使用によって最も容易に提供され、作業流体は、真空を生じさせるようベンチュリ真空ポンプを通る液体である。ベンチュリ真空ポンプは、それにより、真空を生じさせ、この真空は、蒸気を作業液体中に引き込み、蒸気はこの中で凝縮する。代表的な蒸気は、水蒸気又はメタノールであるのが良い。多くの他の蒸気が適している。幾つかの場合、作業液体は、蒸気と同一物質のものである。作業液体が水であり、蒸気が水蒸気である蒸留システムについて以下に説明する。他の場合、作業液体と蒸気は、互いに異なる物質であって良い。説明する一実施形態は、作業液体として油を用いると共に蒸気として水を用い、別の実施形態は、作業液体として水を用いると共に蒸気としてメタノールを用いる。
【００５１】
このシステムの重要な観点は、持続的な気化が起こることが可能であり、即ち、プロセスが続くことができるということにある。確かに、真空ポンプの使用により、蒸気を補充することができる。というのは、蒸気を吸収すると蒸気圧が減少するからである。蒸留システムの場合、蒸留生成物は、使用のためにシステムから引き出されるのが良い。これとは対照的に、熱伝達システムは、閉鎖系であり、引き出され又は追加される必要のあるものはない（又はほとんどない）。一般に、システムは、再循環方式で動作し、この場合、作業液体は、システムを通って再循環する。しかしながら、そうであることを必要としない形態が存在する。
【００５２】
効果的であると説明した蒸気吸収システムの場合、かかる蒸気吸収システムは、高効率の真空ポンプを必要とする。同一発明者により対応の用途において同一の基本的用途に基づき改良型ベンチュリ真空ポンプが開示される。以下の説明では、この開示内容によるベンチュリ真空ポンプの使用が仮定されており、したがって、この開示内容を参照により引用する。本発明の蒸気吸収システムの特徴は、特定の実施形態を参照した説明によって最も良く理解される。
【００５３】
本発明の第１の実施形態は、排気チャンバ及び排気ポンプを有する蒸留システムに関する。図１を参照してこの実施形態について説明する。
【００５４】
第１の実施形態としての蒸留システム１１は、蒸留されるべき所与の量の液体を受け入れるようになった排気チャンバ１４を有している。説明の目的上、本明細書において二次水、例えば直接使用のために汚染されすぎ又は鉱物化されすぎている汚染水又は地上水と呼ばれている水の蒸留に関してこの実施形態を説明するが、本明細書において後の方で液体混合物を含む他の混合物の蒸留について説明する。排気チャンバ１４は、１つ又は２つ以上の排気ポンプ１６によってかなり高いレベル（好ましくは、３ｋＰａ未満）まで排気されるようになっており、したがって、それに応じて構成されている。排気チャンバの実際の設計は、本発明にとって重要ではなく、重要なこととして、設置環境で左右されよう。当業者であれば、適当の設計基準を突き止めることができよう。典型的には、排気チャンバは、実質的に円筒形の容器から成るのが良く、筒体２１の軸線は、実質的に垂直に差し向けられる。端部２３，２５は、凸状又は凹状の輪郭形状のものであることによって強化されるのが良い。しかしながら、他の形態、例えば実質的に球形のチャンバが想定可能である。
【００５５】
排気チャンバ１４は、入口３１及びドレン出口３３を備えている。第１の実施形態では、第１の弁３５が入口３１と関連しており、それにより、二次水が要望に応じてチャンバに入ることができる。第２の弁３７がドレン３３と関連しており、それにより、濃縮溶液をチャンバ１４からバッチ処理の終わりに流出させることができる。排気チャンバ１４は、チャンバ１４の内部の保守を可能にする接近手段を更に備えている。接近手段は、取り外し可能なパネル（図示せず）により又は端部のうちの一方２３又は２５の取り外しによって提供されるのが良い。この接近を利用すると、二次水から付着する場合のあるスケール及び他の固形物を除去することができる。
【００５６】
排気ポンプ１６は、蒸気をチャンバ１４の上方部分から取り出すよう配置されている。第１の実施形態では、排気ポンプ１６は、ベンチュリポンプであり、以下において説明するように、ベンチュリポンプは、本発明と関連した使用に特に適している。ベンチュリポンプ４０は、ベンチュリ入口４１、ベンチュリ出口４３及びベンチュリ入口４１とベンチュリ出口４３との中間に位置した細いベンチュリスロート区分４５を有している。第１の実施形態では、ポート４７がベンチュリポンプ１６の低圧ベンチュリスロート区分４５を排気チャンバ１４に連結している。
【００５７】
動作原理を説明すると、ベンチュリポンプ１６は、排気チャンバを排気チャンバ１４内の二次水の蒸気圧よりも低い圧力まで排気する。その結果、二次水は、通常の室温に近い場合のある比較的低い温度で沸騰するようになる。この作用効果は、当然のことながら、周知であり、中等学校の科学の授業で定期的に実演されている。かかる実験では、ベンチュリポンプは、典型的には、幹線上水道の蛇口又は弁に連結され、減圧状態を生じさせるベンチュリポンプを通った水は、処分されて捨てられる。本発明では、ベンチュリポンプから放出されている水は、ベンチュリ入口４１に入る水そのものではなく、ポート４７を通って排気タンクから引き出されている蒸気からの水であることが認識される。かかる蒸気は、ベンチュリスロート区分４５を流通する水流に入るとほぼ即座に凝縮する。したがって、第１の実施形態は、管系５２によりベンチュリ出口４３に連結されたタンク入口５１を備えた受け入れタンク５０を備えている。再循環出口５３が受け入れタンク５０のベースの近くに設けられ、この再循環出口は、一次水（浄水）を再循環ポンプ５５に送り、再循環ポンプ５５は、一次水をベンチュリポンプ４０にポンプ輸送する。再循環ポンプ５５は、所要の圧力及び所要の流量でベンチュリポンプ５０への供給を行うのに適した寸法及び形式のものであるよう選択されている。水取り出しポート５７が受け入れタンク５０とは別の出口として又は管系５２からのポートとして設けられていて、水を使用のために受け入れタンク５０から引き出すようになっている。引き出し速度は、受け入れタンクが空にならないように制御される。受け入れタンクは、この程度まで、貯蔵タンクとしても働くことができ、変形例として、貯蔵手段を別個に設けても良い。
【００５８】
動作原理を説明すると、水は、再循環ポンプ５５によって受け入れタンク５０からベンチュリポンプ１６にポンプ送りされ、次に、受け入れタンク５０に戻されることが理解できる。このプロセス中、水は、排気タンク１４から取り出された水蒸気からの流れ中に取り込まれる。以下に説明するように、ベンチュリポンプ１６を介してポンプ送りされた水の約３０部への排気タンクからの水の約１部の吸収速度を達成することが可能である。したがって、このシステムは、受け入れタンク５０から突き出されるべき水の量に従って寸法決めされるのが良い。
【００５９】
第１の実施形態としての装置は、蒸留システム内の従来型凝縮システムの必要性をなくしていることは理解されるべきである。凝縮システムは、典型的には、蒸留システムの本質的な一部として考えられているが、第１の実施形態では、凝縮は、本来的にベンチュリポンプ１６内で起こる。これは、後で説明する顕著な利点を有する。
【００６０】
上述の蒸留システムは、高温まで昇温されるべき二次水を必要としないが、それにもかかわらず、沸騰プロセスでは、気化潜熱を提供するのに熱エネルギーを入力する必要があることは理解されるべきである。このシステムの利点は、エネルギーを与えなければならないが、蒸発システムをこれが周囲温度又は通常の温度で又はこれに近い温度で動作するよう構成することができるので、低品位熱源を使用することができる。小形ユニットの場合、排気タンク１４は、大気から十分なエネルギーを引き出すよう構成可能である。第１の実施形態では、排気チャンバ１４の円筒形の壁は、表面積を増大させ、それにより大気からの熱の取り出しを容易にするよう波形の輪郭形状になっている。別の改造例では、排気チャンバの外面は、外部環境からの熱の吸収を促進するよう黒色に塗装されている。
【００６１】
二次水に必要な温度は、主として真空ポンプの性能、特に達成真空レベルで決まる。それと同時に、理解されるべきこととして、圧力を減少させると、多量の蒸気が沸騰するようになる。加うるに、試験及びモデル化によって判明したこととして、ベンチュリシステムの良好な性能を得るには一次水の温度と二次水の温度に著しい差が存在することが必要である。一次水は、二次水よりも少なくとも１５℃低温であることが必要である。好ましくは、一次水は、二次水よりも２０℃以上低温であることが必要である。
【００６２】
二次水の温度は、約少なくとも４０℃以上であることが望ましく、したがって、この実施形態は、周囲環境が周囲環境から潜熱エネルギーを提供することができる状況に適しているといえる。
【００６３】
幾つかの状況では、既に二次水の所望の作業温度にあり又はこれよりも高い温度状態にある二次水が利用可能である。これらの状況では、単に蒸気の蒸発速度を幾分超える速度で排気チャンバを通る二次水の制御された連続流を実現するだけで潜熱を提供することができる。この構成は、二次水中の塩の濃縮レベルが到来する二次水の使用の濃縮レベルよりも実質的に高くはない安定したレベルに保たれるという追加の利点を有する。これは、排気チャンバ内の塩の堆積物の増大を著しく減少させ、したがってチャンバの保守要件を軽減する。この後者の理由で、二次水の連続流は、第２の実施形態の場合のように二次水の温度が低すぎて追加の加熱を行わなければならない場合であっても好ましいであろう。複雑精巧な改造例では、排気チャンバを通る二次水の流れを調節して温度及び／又は塩濃縮度を所望のレベルに制御するためにフィードバック制御系が組み込まれる。
【００６４】
また、理解されるように、水蒸気中に含まれる潜熱エネルギーは、水蒸気が凝縮して流れになった時点でベンチュリポンプ１６を通って流れる水に追加されることになる。以下に説明するように、ベンチュリ中に流入する一次水の温度は、二次水の温度よりも著しく低いことが望ましく、この実施形態では、温度は、約１２℃に保たれる。第１の実施形態では、この熱エネルギーは、受け入れタンクに伝達され、ここで、熱エネルギーは、環境中に分散放出される。受け入れタンクが容積が比較的大きい貯蔵タンクとしても役立つ場合、温度上昇は、僅かであり、容易に分散される。熱のこの処分手段が適当な多くの場合が存在する。他の場合、水が貯蔵状態に移される前に出口管を地面中に通すことによって熱を地面に分散させることが実施可能である。他の冷却手段は、該当する状況に応じて当業者には明らかであろう。
【００６５】
第２の実施形態は、必要であり且つエネルギーの流れを容易にするようになったエネルギーの流れに関する知見を反映している。図２を参照して第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と実質的に同一であり、したがって、図中、同一の特徴は、同一の符号で示されている。
【００６６】
第２の実施形態は、蒸発チャンバ１４内の二次水中に存在するよう位置決めされた蒸発熱交換器６０が設けられている点又は蒸発熱交換器６０から二次水への熱の流れを可能にするよう蒸発チャンバ１４と関連して蒸発熱交換６０が設けられている点で第１の実施形態とは異なっている。蒸発熱交換器６０は、熱交換器入口６１及び熱交換器出口６３を備えている。熱交換器入口６１には低品位熱源から熱交換流体が供給される。適当な熱源の例は、太陽放射加熱異形又は地熱源から加熱される水である。熱交換流体は、熱交換器出口６３を通って出て再熱のために熱源に戻される。その流量は、二次水への熱入力を制御するよう維持されるのが良く又は変形例として熱交換流体への熱入力を熱源のところで制御しても良い。
【００６７】
理解されるべきこととして、本実施形態の蒸留システムの有効性は、圧力を減少させたり蒸気を取り去ったりするベンチュリの有効性で決まる。従来型ベンチュリは、効果的ではなく、したがって、ベンチュリ真空ポンプが一般に用途が制限された他の目的のため且つ効率が主要な関心事ではない場合にのみ用いられる。従来型ベンチュリは、本発明の用途にとって費用効果の良いものではない。しかしながら、本願と同一の出願に基づく優先権を主張した同時係属出願に改良型ベンチュリが開示されている。この新規なベンチュリの性能は、本発明を経済的に実行可能にする従来型ベンチュリの性能と比較して相当向上している。
【００６８】
改良型ベンチュリの或る特定の実施形態は、入口管、出口管及び真空ポートを備えたチャンバを有する。したがって、かかるユニットは、第１及び第２の実施形態において容易に使用できる。改良型ベンチュリの他の実施形態は、チャンバを備えておらず、ガス又は蒸気をその周囲環境から直接引き込む。したがって、上述したベンチュリを有するよう構成された蒸留システムの第３の実施形態が開示される。図９を参照して第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態と実質的にほぼ同じであり、したがって、図中、同一の参照符号は、同一の特徴を示すために用いられている。
【００６９】
第３の実施形態と第１の実施形態の構成上の差は、ベンチュリが排気チャンバ１４の外部に位置すると共にポート４７によって排気チャンバに連結されるのではなく、上側端部２３の近くで排気チャンバ１４内に配置されていることにある。他の点では、第３の実施形態は、第３の実施形態と同一なのでこれ以上説明しない。
【００７０】
第３の実施形態の別の改造例では、液滴を除去し、これら液滴を二次水に戻すための濾過手段がベンチュリの蒸気入口のところに設けられており、それにより、一次水の汚水が開示される。この水は、ベンチュリには戻されず、したがって、蒸気の吸収時及び凝縮時における潜熱の放出に起因した温度上昇は、システムの動作に影響を及ぼさない。
【００７１】
改良型真空ポンプの開発は、初期段階にあり、構成の多くのパラメータが性能を変化させるが、大型用途には最大の最適サイズが存在すると考えられる。もしそうであれば、多量の蒸気を除去するよう複数個のベンチュリを並列に動作させることが可能である。したがって、本発明は、小型家庭用ユニットから都市の網状供給設備に適した大型システムまでスケール変更可能である。
【００７２】
第２の実施形態は、第３の実施形態の改造と同様な仕方で改造可能であることが理解されよう。
【００７３】
低温数の連続流が利用可能な第１、第２又は第３の実施形態の改造例では、この流れは、一次水として直接ベンチュリに供給可能である。これは、大小の都市向きの上水道の場合であるのが良い。消費者に供給されている水は、幾つかの小さな流れに分割されて１つ又は２つ以上の排気チャンバと関連した複数個のベンチュリ真空ポンプに通されるのが良い。凝縮／吸収プロセスは、上述したように水を加熱するが、これは、特にそのことが利点でもある低温環境では問題とならないのが通例である。かかる構成では、水は、重力供給される場合が多く、それによりポンプがベンチュリに流入する一次水を加圧することが不要である。潜熱を提供するために低コストエネルギー源が利用できる場合、稼働費は、極めて低いであろう。資本費も又、ほどほどであろう。再循環が行われない場合、集められた水の量は、僅かであり、提供される一次水の約５％〜８％に過ぎないが、比較的極めて低い稼働費及び資本費で使用可能な水の浄化レベルを得ることを喜ぶ多くの水道局が存在する。当然のことながら、生産性は、或る程度の再循環を導入することにより増大可能である。これは、一次水の供給源である蒸留システムの高さ位置よりも高いところに貯水池を設けることによって達成でき、流れの或る特定の割合分を貯水池中にポンプ送りするのが良い。これは、水道局にかなりの融通性を与える。雨水が豊富である場合、再循環は不要であり、供給量のパーセント刻みの増加が最小限の稼働費で得られる。供給がほどほどであり依然として適当であるが、貯蔵システムを満杯状態に維持するのに必要な供給量よりも少ない場合、貯蔵システムを最大能力に近い状態に維持するために或る程度の再循環が行われる場合がある。降雨による給水が少なくなると、貯水供給源が排水され、再循環量を相当なレベルまで増大させるのが良く、それにより貯水レベルの低下を遅くするが、これを停止させないようにする。干ばつが起こって貯水レベルがぎりぎりの状態になった場合、再循環量を増大させて蒸留システムが需要のほぼ全体を提供するようにするのが良い。低品位エネルギーが限定された範囲までしか利用できない場合であっても、蒸留費は、代替手段としての干ばつ救援措置と依然として競合できよう。多くの地域において、干ばつ災害時期は、太陽エネルギーの高い利用可能性時（夏）と一致しているので、適当に設計された太陽エネルギーシステムを用いると、適度のエネルギー費が利用できるということを注目することに価値がある。平年に関し、ポンプ輸送のための追加の費用は、極めて経済的な給水状態を維持するためにポンプ輸送が不要な時期に対して容易に弁済して相殺することができる。
【００７４】
真空ポンプが二次水を沸騰させる排気チャンバ内の圧力を減少させ、結果として得られる水蒸気が真空ポンプと関連した一次水中に直接取り込まれる上述の実施形態としての蒸留システムは、利点を有することが理解できる。一次水中への水蒸気の直接的な取り込みに起因して、別個の凝集ユニットは不要である。さらに、沸騰は、通常の圧力状態での温度よりもかなり低い温度で起こり、このことは、危険要因が著しく少なくなることを意味している。また、上述したように、必要な熱は、かなり減少した出費で低品位源から得られる。特に、大型設備に関し、資本費は、保守及び運転費と共に、競合する技術のこれらの費用と比較してかなり少なくなるであろう。
【００７５】
本願を汚染要因物の入った水、溶解塩の汚染又は混合物、例えば水と重金属又は浄水と下水に関して説明するが、説明対象のシステムは、液体の混合物を含む極めて広い混合物に容易に適用できる。エタノールと水の混合物からのエタノールの蒸留に関するその使用が最も有利である。典型的には、エタノールがタピオカ又はコーンのような穀物から得られる場合、処理の結果として、約２０％のアルコール及び８０％の水を含む液体混合物が生じる。従来、この混合物は、相当高品位のエネルギーを必要とするプロセスにおいて高い温度で蒸留されており、これは、生産費に悪影響を及ぼす。しかしながら、本明細書において説明する蒸留プロセスの利用により、高品位エネルギーを低品位エネルギーで置き換えることができる。加うるに、蒸留プロセスは、海水に関して説明した通常の蒸留プロセスとは逆に実施される。エタノールと水の混合物は、共沸混合物なので、排気チャンバ内に入っていて、約２０％アルコールで始まる二次混合物は、蒸留プロセスによって約９６％エタノールの共沸混合物濃度に向かって濃縮されることになる。蒸発沸騰プロセスの結果として、或る量のエタノールが水と共に蒸発する。この蒸発したエタノールは、ベンチュリ内で一次水により給水され、したがって、失われない。一次水中のエタノール濃度は、比較的低いが、次に、一次水は、生産プロセスの初期段階で利用でき、その結果、エタノールは、再び最後には蒸留されるようになる。かくして、生成物の損失がなく、エネルギー費の相当な削減が達成される。共沸混合物濃度よりも高いレベルの純度のアルコールが必要である場合、既存の生産技術を利用し又は改造して濃縮度を一段と増大することができる。理解されるように、これらプロセスへの本実施形態の利用から恩恵を受けることができる他の多くの蒸留プロセスが存在する。
【００７６】
上述のプロセスは、蒸留に関して説明されているが、上述したように、蒸気吸収プロセスの作用効果として、他の用途が提供される。本発明の良好な理解を提供するために、動作原理の概要が以下に与えられている。
【００７７】
１．タンクＨ１内の塩水を極めて低い圧力状態で沸騰させる。低圧をベンチュリＣ２を通る真水の流れからベンチュリ効果により得られる。３ｋＰａ未満の圧力が望ましく、かかる圧力を試験の際に発生させた。これにより、水は、３０〜６５℃の温度で沸騰することができよう。
【００７８】
２．水が沸騰して塩水混合物から出て行くときにエネルギーをシステムに追加しなければならない。水を１ｍｌ／秒の速度で気化させる場合、２．４ｋＷの電力を供給して潜熱を提供しなければならないことに注目されたい。任意の利用に熱源を用いることができるが、低コスト電力、例えば太陽エネルギー又は廃熱が好ましい。
【００７９】
３．このプロセスは、用いられるベンチュリの効果的な設計により真水の流れによって生じる低圧によって実施可能になる。蒸発タンクＨ１内の圧力は、３ｋＰａ未満に達することができる。加うるに、真水の流れは、約１０〜２０℃の低温状態にあることが必要である。温度差は、沸騰プロセスの維持にとって重要である。少なくとも２０℃及び好ましくはこれよりも高い温度の温度差が望ましい。真水の流れの温度がタンク内の塩水の温度に近づく場合、真水のながれは、キャビテーションを起こし、サイクルの効率を大幅に低下させる。
【００８０】
４．真水蒸気をベンチュリのところの真水の流れ中に同伴させる。真水の流れは、水蒸気よりも極めて温度が低いので、水蒸気は即座に溶液に戻り、相当な熱を放出する。
【００８１】
５．Ｃ３のところでの真水の流れは、今や、著しく温かくなっているのでこれを冷却する必要がある。これは、この場所のところで利用できる適当な手段、例えば水を地下にポンプ輸送することによって達成できる。
【００８２】
６．サイクルにより塩水を極めて低い温度で沸騰させるので、低品位（温度）の熱源を用いることができる。太陽エネルギーを多くの場合に利用して塩水の温度を約５０℃に維持するのが良いことが考えられる。
【００８３】
７．本発明者は、低品位熱源を用いているので、人工源からのシステムへのエネルギー入力は、大幅に減少し、それにより、システムの効率が高くなる。
【００８４】
ベンチュリ真空ポンプに流入する一次水が排気チャンバ内の水よりも著しく低い温度状態にあるようにするための要件により、或る特定の用途では、システムに対する大きな制約が生じる。しかしながら、一次液体は、植物油若しくは他の油又は他の不混和性化学物質若しくは油水混合物であって良いことが判明した。この場合、油は、周囲温度状態であって良く、蒸発チャンバ内の海水混合物の温度よりも低い温度まで冷却する必要はない。したがって、図４を参照して、この利点から恩恵を受ける第４の実施形態について説明する。第４の実施形態は、第２の実施形態とほぼ同じであり、したがって、図中、同一の参照符号は同一の特徴を示すために用いられている。
【００８５】
第４の実施形態と第２の実施形態及び更に第１の実施形態との著しい差は、油が水ではなくベンチュリ真空ポンプ１６に通される一次液体として用いられているということにある。油がベンチュリ真空ポンプ１６を通過しているとき、ベンチュリ真空ポンプは、蒸発チャンバ１４内の塩水混合物の圧力を減少させ、リザーバ水が第１の実施形態及び第２の実施形態を参照して上述したような仕方で沸騰して気化するようにする。直接再循環されるのではなく、油及び凝縮水の結果として得られる一次混合物は、分離手段７１の分離器入口７３に送られる。分離手段７１は、二次水と油を分離するようになった沈降タンク若しくはサイクロン又は他の装置の形態をしているのが良い。油は、沈降手段７１から油出口７５のところで取り出され、そして蒸留水が水出口７７から引き出されている間に再循環される。油と凝縮水の一次混合物は、水が凝縮する際に潜熱により依然として加熱されるが、温度を排気タンク内の水混合物の温度よりも低く下げることはもはや必要不可欠であるというわけではない。したがって、加熱された油の熱を周囲環境に捨てることができ、それにより温度を周囲よりもほんの僅かに低い温度までにしか下げない従来型熱交換器８１が用いられる。油により、ベンチュリは、依然として、この温度状態で満足の行く程度に働く。油は、熱交換器５１を出た後、受け入れタンク５０に戻されるか或いはベンチュリ真空ポンプの入口に直接戻される場合がある。受け入れタンク５０は、使用される場合、冷却機能を全く備えていない貯水タンクであるに過ぎなくて良い。ただし、或る特定の用途では、それ以上の冷却が依然として望ましい場合がある。
【００８６】
理解できるように、油等の使用により、本発明の用途が拡張される。
【００８７】
第４の実施形態における場合のように一次液体として油又はその類似物を用いることにより、多くの用途に関し本発明の蒸留システムの実行可能性に大きな影響を持つ別の改造が可能である。第５の実施形態は、次に、図５を参照した改造例に関する。第５の実施形態では、第４の実施形態と極めて似ており、したがって、図中、同一の参照符号は、同一の特徴を示すために用いられている。
【００８８】
第５の実施形態は、ベンチュリ真空ポンプ１６から出た油と凝縮水の一次混合物を蒸発チャンバ１４と関連した蒸発熱交換器６０の入口６１に引き回すという点で第４の実施形態とは異なっている。流体が蒸発熱交換器６０から出口６２のところで出ると、流体は、分離手段７１に流れ、第４の実施形態の場合と同様、ここで水と油が分離される。
【００８９】
第５の実施形態の利点は、蒸発チャンバ内での気化に必要な潜熱の相当な部分が水の凝縮時に油／水混合物に戻される潜熱によって供給されるということにある。基本的に、気化に必要な潜熱は、蒸気の凝縮時に油／水混合物に戻される潜熱に等しい。有効性は、潜熱を蒸発熱交換器６０によってどの程度取り出すことができるかということにかかっている。高効率型熱交換器では、僅かな温度差が潜熱の相当な割合の取り出しを維持することができる。
【００９０】
全てのエネルギーを油／水混合物から取り出すことができるわけではなく、したがって、適当な源からエネルギーを受け取って蒸発熱交換器から得られなかった追加のエネルギーを提供するために入口６７及び出口６９を備えた補足的熱交換器６５が設けられる。しかしながら、油の適切な選択及びベンチュリ真空ポンプの適切な設計により、二次熱交換器６５により提供されることが必要なエネルギーの割合は、比較的小さく、したがって、システムの全体的効率は高い。動作原理を説明すると、システムの平衡状態を補足的熱交換器６５からのエネルギー入力の程度によって制御することができる。これは、補足的熱交換器６５を通る流体の温度並びにこの流体の流量を調整することによって制御できる。極めて重要なこととして、システムの有効性は、一次液体の温度が蒸発中の液体の温度よりも高い場合、ベンチュリの性能を維持する程度で決まる。最初の３つの実施形態では、性能が劇的に低下し、システムが働かなくなる。しかしながら、上述したように、油が用いられた場合、ベンチュリの性能は変わらない。したがって、一次液体の選択は、システムが他の液体の蒸留に用いられる場合、重要な基準となるであろう。
【００９１】
この説明の時点まで、液体が相当な真空を生じさせることによって蒸留されるシステムを説明した。プロセスを支援するため、第５の実施形態を除き、相当な量のエネルギーを蒸発させるべき液体中に投入する必要があり、その目的は、気化潜熱を提供することにある。この熱を妥当なコストで提供することは、上述した蒸留システムの商業的実行可能性にとって重要な要因である。しかしながら、当然のこととして、熱の伝達は、それ自体が目的である場合が多い。これは、あらゆる空調及び冷凍システムの基礎である。したがって、本発明の第６の実施形態について説明する。このシステムは、熱伝達システムとして用いられる。ただし、これは、第４の実施形態の小規模な改造であるに過ぎない。次に、図６を参照して熱伝達システム及び第２の実施形態の蒸留システムについて説明する。図６に示されているように、熱伝達システム１１１は、所与の量の冷凍用液体１１４を収容するようになった排気チャンバ１１２を有する。排気チャンバ１１２内の圧力を減少させて冷凍用液体１１４の沸騰を生じさせ、それにより気化させるために１つ又は２つ以上の高性能ベンチュリ真空ポンプ１１６が連結手段１１８によってチャンバ１１２に関連付けられている。引き出された蒸気は、上述の蒸留システムの実施形態のやり方とほぼ同じやり方で、連結手段１１８を通ってベンチュリ真空ポンプにより引き出される。蒸留システムの第２の実施形態の場合と同様、第１の熱交換器１２０が比較的温かい流体を熱交換器１２０に提供して熱を供給するよう排気チャンバ１１２と関連しており、この熱は、気化潜熱を提供するよう冷凍用液体１１４に与えられる。このプロセス中、熱交換流体は、冷却され、この冷却された流体を空調、冷凍等のために遠隔の熱交換器に循環させるのが良い。
【００９２】
動作原理は、蒸留システムの場合と同一であるが、目的が浄化された液体を引き出すのではなく、熱を伝達することにあるので、或る特定の細部が異なっている。したがって、このシステムは、蒸発した液体を蒸発チャンバに再循環して戻すよう構成されている。したがって、蒸発チャンバ内の液体は、冷媒であり、或る特定の同時共存流体、とりわけ、アセトン／水、メタノール／水、リノレン酸／メタノールがとりわけ特に適当であることが判明した。この実施形態に関する説明の残りに関し、水／メタノールの使用について説明する。この場合、冷凍用液体は、メタノールであり、一次液体は、水である。オプションとして、１回供給分の水が容器１２２内に貯蔵されている。容器１２２からの水は、ポンプ１２４によって２００ｋＰａオーダーの比較的低い圧力状態でベンチュリ真空ポンプ１１６にポンプ輸送される。一次水がベンチュリを通って流れているときにベンチュリにより生じた減圧状態により、蒸発容器内のメタノールが沸騰し、蒸気がベンチュリに運ばれ、ここで、蒸気は、一次水中に吸収されて凝縮し、ほぼ瞬時に液体となる。この場合も又、潜熱が水／メタノール混合物中に放出され、それにより混合物の温度が上昇する。水／メタノール混合物は、ベンチュリを出て、分離手段１２６まで運ばれる。分離手段１２６のところで、メタノールは、水から分離され、次に引き出される。この時点で、水とメタノールは、上昇した温度状態にある。水は、分離手段１２６から取り出された後、一次ループ熱交換器１２８に送られ、それにより熱が環境に放出される。水の温度を周囲未満に低下させる必要はないので、単純な熱交換器で間に合うであろう。また、メタノールは、加熱され、好ましくは、これも又、メタノール熱交換器１３０を通り、その後蒸発チャンバ１１２に戻される。一次ループ熱交換器及びメタノール熱交換器の提供の代替手段として、分離手段の前に単一の熱交換器を設けて水／メタノール混合物を冷却しても良い。この構成は、単一の熱交換器の使用に鑑みて好ましいが、これにより、或る特定の流体混合物に関して問題が生じる場合がある。いずれの場合においても、熱エネルギーが熱交換器の適切な使用により加熱目的で用いられる用途が存在するであろう。メタノール熱交換器と蒸発チャンバ１１２との間（又、メタノール熱交換器が存在しない場合、分離手段１２６と蒸発チャンバ１１２との間）に設けられた弁手段１３２は、蒸発チャンバ１１２へのメタノールの戻りを制御する。
【００９３】
既存の熱伝達システムの場合とちょうど同様、多くの改造が可能であり、したがって、これは本発明の実施形態に含まれる。既存の熱交換器システムの知見は、本実施形態に利用可能なままであろう。或る特定の改造例では、一次液体と二次液体は、同一物質のものであり、排気チャンバとベンチュリ真空ポンプは、閉鎖系を形成する。
【００９４】
熱伝達システムであって、第１の液体を受け入れるようになった排気チャンバと、使用に当たり、排気チャンバ内の圧力を減少させて排気チャンバ内の液体の気化を促進し、それにより冷却を生じさせるよう排気チャンバと関連した少なくとも１つのベンチュリ真空ポンプと、第１の熱交換器とを有し、第１の熱交換器は、熱交換流体が第１の熱交換器を通過するための流体経路を有し、流体経路は、第１の熱交換器は、熱を排気チャンバ内の第１の液体に与えて気化を支援し、それにより熱交換流体を冷却するよう排気チャンバと関連していることを特徴とする熱伝達システムが提供される。
【００９５】
認識されるように、本発明の範囲内に含まれる状態で上述の実施形態の多くの改造例及び変形例を想到できる。また、理解されるべきこととして、改造例及び変形例は全て、説明した本発明の範囲に含まれるものと考えられる。
【００９６】
原文明細書及び原文特許請求の範囲全体を通じて、文脈上別段の必要がなければ、“comprise”（翻訳文では、「〜を有する」と日本語訳している場合が多い）という用語又はその変形語、例えば“comprises”又は“comprising”という用語は、上述した要素又は要素群を含むが、任意他の要素又は要素群を排除するものではないということは理解されよう。
【図１】
2013523439.tif 000003
【図２】
2013523439.tif 000004
【図３】
2013523439.tif 000005
【図４】
2013523439.tif 000006
【図５】
2013523439.tif 000007
【図６】
2013523439.tif 000008
【国際調査報告】
2013523439.tif 000009
2013523439.tif 000010