(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第１の種類のフレーム要素（１０1）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記第２の側の前記蒸気／流体通路（１８）を前記中央内部領域（４０）に接続する蒸気／流体通路開口部（２２）を含み、該フレーム要素の下側に、前記中央内部領域（４０）を、前記溶接ウェブ構造（１１）によって境界された凝縮液回収通路（１９）に接続する凝縮液通路開口部（２４）を含んでおり、かつ、前記通路開口部（１３〜１６）が開放された状態で凝縮液空間（２８）を形成するように、前記溶接ウェブ構造（１１）内の前記グリッド状のスペーサ（１２）の両面にそれぞれフィルム（２７）が配置されており、
前記外枠（３９）が、その互いに対向する側に、それぞれ、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含み、少なくとも一つの前記不活性ガス通路（２０，２１）が、不活性ガス通路開口部（２５）を介して、前記中央内部領域（４０）または前記凝縮液空間（２８）に接続されており、該外枠は、さらに前記溶接構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）を含むことを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項２】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第２の種類のフレーム要素（１０2）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記第１の側の前記蒸気／流体通路（１７）を前記中央内部領域（４０）に接続する蒸気／流体通路開口部（２３）を含み、前記通路開口部（１３〜１６）が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間（２９）を形成するように、前記溶接ウェブ構造（１１）内の前記グリッド状の構造体（１２）の両面に、それぞれ、水密の、透湿膜（２６）が配置されており、
前記外枠（３９）が、その互いに対向する側に、それぞれ、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含むとともに、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）および前記不活性ガス通路（２０，２１）は、それぞれ、前記中央内部領域（４０）から隔離されていることを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項３】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第３の種類のフレーム要素（１０3）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記第１の側の前記蒸気／流体通路（１７）を前記中央内部領域（４０）に接続する蒸気／流体通路開口部（２３）を含み、かつ、前記第２の側の蒸気／流体通路（１８）を前記中央内部領域（４０）に接続する蒸気／流体通路開口部（２２）を含み、通路開口部（１３〜１６）が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間（２９）を形成するように、前記溶接ウェブ構造（１１）内の前記グリッド状のスペーサ（４０）の両面に、それぞれ、膜（２６）もしくはフィルム（２７）が配置されており、
前記外枠（３９）が、その互いに対向する側に、それぞれ、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含むとともに、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）および前記不活性ガス通路（２０，２１）は、それぞれ、前記中央内部領域（４０）から隔離されていることを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項４】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第４の種類のフレーム要素（１０4）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記グリッド状のスペーサ（１２）にはフィルムもしくは膜のいずれも設けられておらず、
前記外枠（３９）が、その互いに対向する側に、それぞれ、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含むとともに、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）を含み、前記不活性ガス通路（２０，２１）は、それぞれ、前記中央内部領域（４４）から隔離されていることを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項５】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第５の種類のフレーム要素（１０5）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記第１の側の前記蒸気／流体通路（１７）を前記中央内部領域（４０）に接続する蒸気／流体通路開口部（２３）を含み、前記通路開口部（１３〜１６）が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間（２９）を形成するように、前記溶接ウェブ構造（１１）内の前記グリッド状のスペーサ（１２）の両面に、それぞれ、水密の、透湿膜（２６）が配置されており、
前記外枠（３９）が、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）を含むとともに、該外枠の互いに対向する側に、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含み、それらの不活性ガス通路（２０，２１）は、それぞれ、前記中央内部領域（４０）から隔離されており、前記通路開口部（１３〜１６）は、少なくとも２つの第１の通路開口部（１４，１５）およびさらに少なくとも２つの通路開口部（１３，１６）を含み、前記溶接ウェブ構造（１１）が、追加の溶接ウェブ部（１１ａ，１１ｂ）を備えて、前記更なる通路開口部（１３，１６）に対し、前記第１の通路開口部（１４，１５）を画定することを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項６】
各スタックが、膜蒸留段（３５）、蒸気発生器（３６）、凝縮器（３７）、熱交換器（３８）、フィルタ、パーベーパレーション段のうちの少なくとも一つを含む、異なる機能要素を形成する少なくとも２つのフレーム要素を含む、異なるスタックを形成するように、溶接ウェブ構造（１１）を介して互いに結合させることが可能な複数のフレーム要素（１０1〜１０6）を有するモジュラーフローシステムであって、
前記フレーム要素（１０1〜１０6）は、それぞれ、通路開口部（１３〜１６）および蒸気／流体通路（１７，１８）を備えた外枠（３９）と、前記外枠（３９）によって取り囲まれた中央内部領域（４０）と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造（１１）を備え、前記溶接ウェブ構造（１１）は、一方では、前記通路開口部（１３〜１６）および前記中央内部領域（４０）を含む領域を画定し、他方では、前記蒸気／流体通路（１７，１８）を含む少なくとも２つの各領域を画定する、モジュラーフローシステムにおいて、
少なくとも一つの第６の種類のフレーム要素（１０6）を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路（１７，１８）を含むとともに、前記通路開口部（１３〜１６）が開放された状態のままとなるように、前記溶接ウェブ構造（１１）内の前記グリッド状のスペーサ（１２）の両面に、それぞれ、フィルム（２７）が配置されており、
前記外枠（３９）が、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された圧力通路開口部（３３ａ）を含むとともに、その互いに対向する側に、前記溶接ウェブ構造（１１）によって画定された不活性ガス通路（２０，２１）を含み、前記不活性ガス通路（２０，２１）は、それぞれ、前記中央内部領域（４０）から隔離されており、前記通路開口部（１３〜１６）は、少なくとも２つの第１の通路開口部（１４，１５）およびさらに少なくとも２つの通路開口部（１３，１６）を含み、前記溶接ウェブ構造（１１）が、追加の溶接ウェブ部（１１ａ，１１ｂ）を備えて、前記更なる通路開口部（１３，１６）に対し、前記第１の通路開口部（１４，１５）を画定し、かつ、
前記外枠（３９）は、通路開口部貫通孔（１４ａ，１５ａ）を備えており、それらの貫通孔を介して、前記フィルム（２７）によって境界された蒸気もしくは流体空間（２９）が前記第１の通路開口部（１４，１５）に接続されることを特徴とする、モジュラーフローシステム。
【請求項７】
溶接によって互いに結合された複数の前記フレーム要素（１０1〜１０6）を含むスタックは、その２つの末端部で、連結開口部（４１，４２）を有するカバープレート（３１，３１´）に溶接され、前記２つのカバープレート（３１，３１´）の少なくとも一つが、圧力連結部（３３）を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモジュラーフローシステム。
【請求項８】
前記２つのカバープレート（３１，３１´）の少なくとも一つが、前記連結開口部（４１，４２）を取り囲むとともに前記カバーの縁部に配置された圧力シール（３２）を備えることを特徴とする請求項７に記載のモジュラーフローシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のフレーム要素を有するモジュラーフローシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のプレート要素を含むフローモジュールは特許文献１により公知であり、そのフローモジュールでは、異なるプレート要素が互いにシールによって連結されており、さらに必要な密閉圧力を付与するように、得られたスタックを螺合する必要がある。この点に関し、スタックの螺合だけでなく、スタックを形成するためのプレートの組立てが相対的に複雑である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９６１７３９６号明細書
【特許文献２】国際公開第２００７／０５４３１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、冒頭に挙げられた問題を解決する改良されたモジュラーフローシステムを提供することである。この点に関し、フローシステムは、例えば、特にできるたけ多くの異なる機能ユニットを形成することができるように、単純かつ信頼性のある形でできるだけ多目的に利用されることが可能である必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、この目的は、種々のスタックを形成するように溶接ウェブ構造を介して互いに結合することが可能な、複数のフレーム要素を有するモジュラーフローシステムによって達成され、各スタックは、特に膜蒸留段、蒸気発生器、凝縮器、熱交換器、フィルタ、および／またはパーベーパレーション段などの、異なる機能ユニットを形成する少なくとも２つのフレーム要素、特に少なくとも１０個のフレーム要素を含む。フレーム要素は、それぞれ、通路開口部および蒸気／流体通路を備えた外枠と、外枠によって囲まれた中央内部領域と、を含むとともに、各々の両側に溶接ウェブ構造を備える。溶接ウェブ構造は、一方では、通路開口部および中央内部領域を含む領域を画定し、他方では、蒸気／流体通路を含む少なくとも２つの各領域を画定する。
【０００６】
膜蒸留段は、特に特許文献２に記載されているような多重効用膜蒸留方法もしくは装置の段でもよく、本発明の参照となる。
【０００７】
各フレーム要素の中央内部領域は、望ましくはスペーサ、特にグリッド状のスペーサを備える。
【０００８】
この点について、選択的にフィルムもしくは膜の各々を、スペーサ、特にグリッド状のスペーサの２つの面に配置、特に溶接することができ、フィルムもしくは膜は特に外枠に溶接することができる。
【０００９】
各フィルムもしくは膜は有利には、通路開口部を開放したままの状態で、スペーサ全体、特にグリッド状のスペーサ全体を覆うことができる。
【００１０】
便宜上、少なくとも一つの蒸気／流体経路が、それぞれ、各フレーム要素における互いに対向して配置された側に設けられる。この点について、フローシステムは、望ましくは、フレーム要素のそれぞれの側に設けられた蒸気／流体通路が、それぞれ各スタックを形成するように結合されて互いに揃えられるように設計される。
【００１１】
多重効用膜蒸留段、蒸気発生器、凝縮器、熱交換器、化学反応器、フィルタカセット、パーベーパレーション段などの異なる機能ユニットは、フレーム要素、特に、分離要素としてのフィルムおよび／または膜を有するフレーム要素の異なるアセンブリによる本発明のモジュラーフローシステムを用い、フレーム要素を互いに溶接することにより、確実かつ安価に形成することができる。この点について、選択的にフィルムおよび膜がともに溶接される製造工程を用いることにより、要求される全ての変形例が製造され、特に、例えばエネルギーおよび物質の担体もしくはエネルギーおよび物質の交換器などの、最も多様な実施例のフィルムもしくは膜機能ユニットが、利用される分離構造に基づいて複数のフレーム要素を互いに溶接することにより確実かつ安価に製造される。各フレーム要素は、設計に応じて特にフィルムおよび／または膜によって互いに分離された各溶接スタック内に複数の流路が形成されるように、用途に応じて異なる貫通孔とともに製造、溶接される。
【００１２】
個々のフレーム要素は、例えば摩擦溶接法、レーザ溶接法、および／または発熱体溶接法などを利用することにより、溶接ウェブ構造を介して互いに連結することができる。
【００１３】
モジュラーフローシステムは有利には、少なくとも一つの第１の種類のフレーム要素を含み、第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、第２の側の蒸気／流体通路を中央内部領域に接続する蒸気／流体通路開口部を含む。特にフレーム要素の下側の凝縮液通路開口部は、中央内部領域を、溶接構造によって境界された凝縮液回収通路に接続する。特に、凝縮液空間を形成するように、溶接ウェブ構造内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサの両面にそれぞれフィルムが配置される。この点について、外枠は、好ましくは、その互いに対向する側に、それぞれ、溶接ウェブ構造によって画定された不活性ガス通路を含み、少なくとも一つの不活性ガス通路、好ましくはその両方の不活性ガス通路が、それぞれ、不活性ガス通路開口部および好ましくは溶接ウェブ構造によって画定された圧力通路開口部（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｐａｓｓａｇｅ  ｏｐｅｎｉｎｇ）を介して、中央内部領域および／または凝縮液空間に接続される。
【００１４】
モジュラーフローシステムが、少なくとも一つの第２の種類のフレーム要素を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、第１の側の蒸気／流体通路を中央内部領域に接続する蒸気／流体通路開口部を含み、特に、通路開口部が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間を形成するように、溶接ウェブ構造内の構造体、特にグリッド状の構造体の両面にそれぞれ、水密の、透湿膜が配置される場合、さらに有利である。この点について、外枠は好ましくは、それぞれ、その互いに対向する側に溶接ウェブ構造によって画定された不活性ガス通路を含むとともに、それらの不活性ガス通路は、それぞれ、中央内部領域および好ましくは溶接ウェブ構造によって画定された圧力通路開口部から隔離されている。
【００１５】
便宜上、モジュラーフローシステムはまた、少なくとも一つの第３の種類のフレーム要素を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、第１の側の蒸気／流体通路を中央内部領域に接続する蒸気／流体通路開口部を含むとともに、第２の側の蒸気／流体通路を中央内部領域に接続する蒸気／流体通路開口部を含む。特に、通路開口部が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間を形成するように、溶接ウェブ構造内の構造体、特にグリッド状の構造体の両面に、それぞれ、膜もしくはフィルムが配置される。この点について、外枠は、好ましくはその互いに対向する側に、それぞれ、溶接ウェブ構造によって画定された不活性ガス通路を含み、それらの不活性ガス通路は、それぞれ、中央内部領域および好ましくは溶接ウェブ構造によって画定された圧力通路開口部から隔離されている。
【００１６】
さらに好ましい実施例では、モジュラーフローシステムが、少なくとも一つの第４の種類のフレーム要素を含み、その第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、スペーサ、特にグリッド状のスペーサにはフィルムもしくは膜が設けられていない。この点について、外枠は、好ましくはその互いに対向する側に、それぞれ、溶接ウェブ構造によって画定された更なる通路、特に不活性ガス通路を含むとともに、それらの更に画定された通路および／または不活性ガス通路は、それぞれ、中央内部領域および好ましくは溶接ウェブ構造によって画定された圧力通路開口部から隔離されている。
【００１７】
モジュラーフローシステムが、少なくとも１つの第５の種類のフレーム要素を含み、第１の側と、その反対側の第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、第１の側の蒸気／流体通路を中央内部領域に接続する蒸気／流体通路開口部を含み、特に、通路開口部が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間を形成するように、溶接ウェブ構造内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサの両側に、それぞれ、水密の、透湿膜が配置され、外枠は、好ましくは、その互いに対向する側に、それぞれ、溶接ウェブ構造によって画定された圧力通路開口部および不活性ガス通路を含み、それらの不活性ガス通路は、それぞれ、中央内部領域から隔離されているとともに、通路開口部は、少なくとも２つの通路開口部およびさらに少なくとも２つの通路開口部を含み、溶接ウェブ構造が、追加の溶接ウェブ部を備えて、前記の更なる通路開口部に対する前記の第１の通路開口部を画定する場合、特に有利である。
【００１８】
この第５の種類のフレーム要素は、第２の種類のフレーム要素と同様の構造を有するが、第１の通路開口部が、第２の通路開口部から隔離されるように、追加の溶接ウェブ部が挿入されている。これにより、特に２つの隔離された流体回路が実現される。したがって、１つの流体回路が第１の通路開口部を介して機能するとともに、更なる流体回路が更なる通路開口部を介して機能する。
【００１９】
またモジュラーフローシステムは有利には、少なくとも１つの第６の種類のフレーム要素を含み、第１の側と、その反対側に配置された第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路を含み、通路開口部が開放された状態となるように、溶接ウェブ構造内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサの両面に、それぞれ、フィルムが配置される。外枠は、好ましくはその互いに対向する側に、それぞれ、更なる通路、特に溶接ウェブ構造によって画定された不活性ガス通路を含むとともに、圧力通路開口部を含み、それらの更なる通路および／または不活性ガス通路は、それぞれ、中央内部領域から隔離されている。通路開口部は、少なくとも２つの第１の通路開口部、およびさらに少なくとも２つの通路開口部を含む。溶接ウェブ構造は、追加の溶接ウェブ部を備え、更なる通路開口部に対する第１の通路開口部を画定する。さらに外枠は、通路開口部貫通孔を備えており、この貫通孔を介して、フィルムによって境界された蒸気もしくは流体空間が第１の通路開口部に接続される。
【００２０】
この第６の種類のフレーム要素は、例えば、パーベーパレーション段もしくはパーベーパレーションモジュールに使用される。このフレーム要素は、第４の種類のフレーム要素と同様の構造を有するが、その両面にフィルムを備えるとともに、さらに溶接ウェブ部および通路開口部貫通孔を備える。
【００２１】
溶接によって互いに結合された複数のフレーム要素を含む各々のスタックは、好ましくは、各場合におけるその２つの末端部が、連結開口部を有するカバープレートに接続、特に溶接される。
【００２２】
この点について、２つのカバープレートのうちの少なくとも一つが有利には圧力連結部（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）を備える。
【００２３】
溶接ウェブ構造によって画定された各フレーム要素の圧力通路開口部がカバープレート内の圧力連結部と揃えられる。
【００２４】
２つのカバープレートの少なくとも一つは、好ましくは連結開口部を取り囲むとともにカバーの縁部に配置された圧力シールを備える。
【００２５】
相互に続くスタックに関連した２つのカバープレートが互いに反対の位置に配置され、そのうちの少なくとも一つが圧力シールを備えるため、カバープレートが互いに向かって軽く押圧され、中間の空間が圧力連結部を介して圧力に曝されるという点で、相互に続くスタックは少ない力で互いを連結することができ、それによりカバープレートは互いに対して押圧される。印加された圧力は圧力通路開口部を通じて後に続くスタックへと伝達され、同様にそれらのスタックを互いに押圧する。２つのスタックの対応する連結部は、連結開口部を取り囲む圧力シールにより互いを密封するように連結される。蒸気発生器、複数（例えば３段）の膜蒸留段、および、多重効用膜蒸留装置の凝縮器といった、異なる機能ユニットは、通路開口部の異なる実施例を介して互いに難なく連結される。多重効用段は、凝縮段と、蒸発段とを一つの段に結合する。凝縮と蒸発とは２つの異なる圧力レベルで行われる。
【００２６】
本発明によるモジュラーフローシステムの好ましい実施例は、膜蒸留段を形成するための少なくとも２つのフレーム要素、特に少なくとも１０個のフレーム要素を含むスタックが提供され、そのスタックには第１および第２の種類のフレーム要素が交互に含まれることを特徴とし；蒸気発生器を形成するための少なくとも２つのフレーム要素、好ましくは少なくとも１０個のフレーム要素を含むスタックが提供され、そのスタックには第２および第４の種類のフレーム要素が交互に含まれることを特徴とし；凝縮器を形成するための少なくとも２つのフレーム要素、特に少なくとも１０個のフレーム要素を含むスタックが提供され、そのスタックには第１および第４の種類のフレーム要素が交互に含まれることを特徴とし；熱交換器を形成するための少なくとも２つのフレーム要素、特に少なくとも１０個のフレーム要素を含むスタックが提供され、そのスタックには第３および第４の種類のフレーム要素が交互に含まれることを特徴とし；フィルタを形成するための複数のフレーム要素を含んだスタックが提供され、そのスタックには第３および第４の種類のフレーム要素が交互に設けられるとともに、各々の両面にはフィルタ膜が設けられることを特徴とし；かつ／または、パーベーパレーション段を形成するための複数のフレーム要素を含んだスタックが提供され、そのスタックにはフレーム要素、特に第５および第６の種類のフレーム要素が交互に含まれるとともに、その両面にはパーベーパレーション膜およびフィルムが設けられることを特徴とする。
【００２７】
膜を備えた第５の種類のフレーム要素と、両面にフィルムを備えた第６の種類のフレーム要素と、を互いに交互に溶接してスタックを形成し、その末端部をカバープレートに溶接することにより、例えばパーベーパレーション段もしくはパーベーパレーションモジュール、あるいは一体型のヒータ回路を有する蒸気発生器が実現される。この点について、溶接の際に除去される追加の溶接ウェブ部を含む溶接構造の残余の高さにより、２つのフレーム要素の各々の間には、一方の側がフィルムによって境界されるとともに他方の側が膜によって境界された、更なる通路開口部に連結された空間が発生する。この点について、スペーサ、例えばメッシュ状のスペーサが、フィルムと膜との間に配置されて、それらのフィルムと膜との間に空間を画定する場合、特に有利である。こうしたスペーサは通常その他の全ての段やその空間におけるモジュールにとって好都合である。
【００２８】
通路開口部貫通孔は、フィルムによって境界された第６の種類のフレーム要素の蒸気もしくは流体空間を第１の通路開口部に接続する。膜によって境界された第５の種類のフレームの蒸気もしくは流体空間は、蒸気／流体通路開口部を介して、蒸気／流体通路に接続される。
【００２９】
また凝縮液通路開口部を備えていないフレーム部は、望ましくは、それぞれ、溶接ウェブ構造によって境界された凝縮液回収通路を備え、各スタック内で異なるフレーム部の凝縮液回収通路を相互に揃えることができる。
【００３０】
実施例および図面を参照しながら本発明を以下に詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】明確にするためにフィルムが省略された、一例の第１の種類のフレーム要素の概略図。
【図２】明確にするために膜が省略された、一例の第２の種類のフレーム要素の概略図。
【図３】明確にするために膜が省略された、一例の第３の種類のフレーム要素の概略図。
【図４】一例の第４の種類のフレーム要素の概略図。
【図５】一例の第５の種類のフレーム要素の概略図。
【図６】一例の第６の種類のフレーム要素の概略図。
【図７】膜蒸留段、特に多重効用膜蒸留段を形成するための複数のフレーム要素を含む一例のスタックの概略図。
【図７ａ】それぞれ、例えば２つの、カバープレートを備えた図７の膜蒸留段の直列接続の概略図。
【図８】蒸気発生器を形成するための複数のフレーム要素を含んだ一例のスタックの概略図。
【図９】凝縮器を形成するための複数のフレーム要素を含んだ一例のスタックの概略図。
【図１０】熱交換器を形成するための複数のフレーム要素を含んだ一例のスタックの概略図。
【図１１】パーベーパレーションモジュールを形成するための複数のフレーム要素を含んだ一例のスタックの概略図。
【図１２】一例のカバープレートの概略図。
【図１３】更なる一例のカバープレートの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
モジュラーフローシステムが、互いに結合して種々の機能ユニットを形成することが可能な複数のフレーム要素を含む。この点について、このシステムは、例えば図１〜６を参照しながら以下に詳述する１つもしくは複数のフレーム要素１０1〜１０6を含み、それらのフレーム要素が溶接ウェブ構造１１を介して互いに結合されて、特に多重効用膜蒸留段３５（図７参照）、蒸気発生器（図８参照）、凝縮器（図９参照）、熱交換器３（図１０参照）、フィルタ、パーベーパレーション段すなわちパーベーパレーションモジュール（図１１参照）などを形成するように、少なくとも２つのフレーム要素、特に少なくとも１０個のフレーム要素（図７〜１１参照）を含んだ異なるスタックを形成する。
【００３３】
フレーム要素１０1〜１０6は、それぞれ、通路開口部１３〜１６を備えた外枠３９を含むとともに、外枠３９によって囲まれた蒸気／流体通路１７，１８、圧力通路開口部（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｐａｓｓａｇｅ  ｏｐｅｎｉｎｇ）３３ａ、および中央内部領域４０を有する。さらに、フレーム要素１０1〜１０6は、それぞれ、その両側に溶接ウェブ構造１１を備え、これは一方では、中央内部領域４０はもとより、通路開口部１３〜１６、圧力通路開口部３３ａを含む領域を画定し、他方では、蒸気／流体通路１７，１８を含む少なくとも２つの各領域を画定する。
【００３４】
図１〜６を参照しながら理解されるように、各フレーム要素１０1〜１０6の中央内部領域４０は便宜上、スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２を備える。
【００３５】
選択的に、スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の２つの面にそれぞれフィルム２７もしくは膜２７が配置され、特に外枠３９に溶接される。この点に関して、フィルム２７もしくは膜２６の各々が、望ましくはスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２全体を覆うが、通路開口部１３〜１６は開放された状態となる。
【００３６】
少なくとも一つの蒸気／流体通路１７，１８の各々は、図１〜６にあるように、各フレーム要素１０1〜１０6の左側及び右側の、互いに対向して配置された側に設けられる。
【００３７】
この点について、モジュラーフローシステムは、便宜上、フレーム要素のそれぞれの側に設けられ、かつそれぞれスタックを形成するように互いに結合された、蒸気／流体通路１７，１８が互いに揃えられるように設計される。便宜上、同様のことが通路開口部１３〜１６および圧力通路開口部３３ａにも当てはまる。
【００３８】
モジュラーフローシステムは、例えば、図１に示すように、少なくとも一つの第１の種類のフレーム要素１０1を含み、その第１の側、例えばここでは左側と、その反対側に配置された第２の側、例えばここでは右側と、にそれぞれ一つの蒸気／流体通路１７，１８を含み、第２の側の蒸気／流体通路１８を中央内側領域４０に接続する蒸気／流体通路開口部２２を含む。特にフレーム要素の下側の凝縮液通路開口部２４は、中央内部領域４０を、溶接ウェブ構造１１によって境界された凝縮液回収通路１９に接続する。特に、通路開口部１３〜１６が開放された状態のままで凝縮液空間２８を形成するように、溶接ウェブ構造１１内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の両面にそれぞれフィルム２７（図示せず）が配置される。好ましくは、外枠３９は圧力通路開口部３３ａを含むとともに、互いに対向する側（ここでは、左側及び右側）には、それぞれ、溶接ウェブ構造１１によって画定される不活性ガス通路２０，２１を含む。これらの不活性ガス通路２０，２１は、それぞれ、不活性ガス通路開口部２５を介して中央内部領域４０もしくは凝縮液空間２８と接続されている。例えば、多重効用膜蒸留段（ｍｕｌｔｉ−ｅｆｆｅｃｔ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｓｔａｇｅ）の場合（図７参照）、不活性ガスは全てのフレームもしくは段を通して引き込まれる。
【００３９】
またモジュラーフローシステムは、図２に示す、少なくとも一つの第２の種類のフレーム要素１０2を含み、その第１の側すなわち左側と、その反対側に配置された第２の側すなわち右側と、にそれぞれ蒸気／流体通路１７，１８を含み、第１の側の蒸気／流体通路１７を中央内部領域４０に接続する蒸気／流体通路開口部２３を含む。ここでは、特に、通路開口部１３〜１６が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間２９を形成するように、溶接ウェブ構造内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の両側にそれぞれ、水密の、透湿膜２６（図示せず）が配置される。この点について、外枠３９は、好ましくはその互いに対向する側、ここでは第１の側すなわち左側と、第２の側すなわち右側とに、それぞれ、溶接ウェブ構造１１によって画定された不活性ガス通路２０，２１を含むとともに、圧力通路開口部３３ａを含み、それらの不活性ガス通路２０，２１および圧力通路開口部３３ａは、それぞれ、中央内部領域４０から隔離されている。
【００４０】
またモジュラーフローシステムは、図３に示す、少なくとも一つの第３の種類のフレーム要素１０3を含み、その第１の側すなわち左側と、その反対側に配置された第２の側すなわち右側と、にそれぞれ蒸気／流体通路１７，１８を含み、第１の側の蒸気／流体通路１７を中央内部領域４０に接続する蒸気／流体通路開口部２３を含むとともに、第２の側の蒸気／流体通路１８を中央内部領域４０に接続する蒸気／流体通路開口部２２を含む。ここでは、特に、通路１３〜１６が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間２９を形成するように、溶接ウェブ構造１１内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の両側に、それぞれ、膜２６もしくはフィルム２７（図示せず）が配置される。この点について、外枠３９は、好ましくはその互いに対向する側、ここでは左側および右側に、それぞれ、溶接ウェブ構造１１によって画定された不活性ガス通路２０，２１を含むとともに、圧力通路開口部３３ａを含み、この場合では、それらの不活性ガス通路２０，２１および圧力通路開口部３３ａは、それぞれ、中央内部領域４０から隔離されている。
【００４１】
またモジュラーフローシステムは、図４に示す、少なくとも１つの第４の種類のフレーム要素１０4を含み、その第１の側すなわち左側と、その反対側に配置された第２の側すなわち右側と、にそれぞれ蒸気／流体通路１７，１８を含み、この場合、スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２にはフィルムもしくは膜のどちらも設けられていない。外枠３９は、好ましくはその互いに対向する側、ここでは左側および右側に、それぞれ、例えば不活性ガス通路２０，２１などの、溶接ウェブ構造１１によって画定された通路をさらに含むとともに、圧力通路開口部３３ａを含む。この場合では、それらの更に画定された通路および／または不活性ガス通路２０，２１、および圧力通路開口部３３ａが、それぞれ、中央内部領域４０から隔離されている。したがって、この場合、第４の種類のフレーム要素１０4は通路開口部２２，２３，２４を有していない。
【００４２】
またモジュラーフローシステムは有利には図５に示す、少なくとも１つの第５の種類のフレーム要素１０5を含み、第１の側と、その反対側の第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路１７，１８を含み、第１の側の蒸気／流体通路１７を中央内部領域４０に接続する蒸気／流体通路開口部２３を含む。ここでは、特に、通路１３〜１６が開放された状態のままで蒸気もしくは流体空間２９を形成するように、溶接ウェブ構造１１内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の両側に、それぞれ、水密の、透湿膜２６が配置される。外枠３９は、好ましくは、その互いに対向する側に、それぞれ、溶接ウェブ構造１１によって画定された不活性ガス通路２０を含むとともに、圧力通路開口部３３ａを含み、それらの不活性ガス通路２０，２１および圧力通路開口部３３ａは、それぞれ、中央内部領域４０から隔離されている。
【００４３】
通路開口部１３〜１６は、少なくとも２つの第１の通路開口部１４，１５およびさらに少なくとも２つの通路開口部１３，１６を含む。この点について、溶接ウェブ構造１１は、追加の溶接ウェブ部１１ａ，１１ｂを備えて、更なる通路開口部１３，１６に対する第１の通路開口部１４，１５を画定する。
【００４４】
特にパーベーパレーションモジュールもしくはパーベーパレーション段に使用される、この第５の種類のフレーム要素１０5は、第２の種類のフレーム要素１０2と同様の構造を有するが、第１の通路開口部１４，１５が、更なる通路開口部１３，１６から隔離されるように、追加の溶接ウェブ部１１ａ，１１ｂが挿入されている。これにより、２つの隔離された流体回路が実現される。したがって、１つの流体回路が更なる流路開口部１３，１６を介して機能するとともに、１つの流体通路が第１の通路開口部１４，１５を介して機能する。
【００４５】
またモジュラーフローシステムは有利には、例えば、図６に示す少なくとも１つの第６の種類のフレーム要素１０6を含み、第１の側と、その反対側の第２の側と、にそれぞれ蒸気／流体通路１７，１８を含み、通路１３〜１６が開放された状態となるように、溶接ウェブ構造１１内のスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の両側に、それぞれ、フィルム２７が配置される。外枠３９は、その互いに対向する側に、それぞれ、更なる通路、特に溶接ウェブ構造１１によって画定された不活性ガス通路２０，２１を含むとともに、圧力通路開口部３３ａを含み、それらの更なる通路および／または不活性ガス通路２０，２１および圧力通路開口部３３ａは、それぞれ、中央内部領域４０から隔離されている。
【００４６】
通路開口部１３〜１６は、少なくとも２つの第１の通路開口部１４，１５、およびさらに少なくとも２つの通路開口部１３，１６を含む。溶接ウェブ構造１１は、追加の溶接ウェブ部１１ａ，１１ｂを備え、更なる通路開口部１３，１６に対する第１の通路開口部１４，１５を画定する。さらに、外枠３９は通路開口部貫通孔１４ａ，１５ａを備えており、この貫通孔を介して、フィルム２７によって境界された蒸気もしくは流体空間２９が第１の通路開口部１４，１５に接続される。
【００４７】
この第６の種類のフレーム要素１０6も同様、パーベーパレーションモジュールもしくはパーベーパレーション段に使用される。このフレーム要素は、第４の種類のフレーム要素１０4と同様の構造を有するが、その両側にフィルムを備えるとともに、さらに溶接ウェブ部１１ａ，１１ｂおよび通路開口部貫通孔１４ａ，１５ａを備える。
【００４８】
特に膜２６もしくはフィルム２７は、それぞれ、外枠３９に溶接される。
【００４９】
特に凝縮液通路開口部を備えていないフレーム要素もまた、それぞれ、溶接構造１１によって境界された凝縮液回収通路１９を備えることができる。
【００５０】
既に述べたように、それぞれスタック内で互いに結合されたフレーム要素の蒸気／流体通路１７，１８は便宜上、互いに揃えられる。便宜上、同様のことが通路開口部１３〜１６、更なる通路２０，２１の不活性ガス通路、圧力通路開口部３３ａ、および凝縮液回収通路１９にも当てはまる。
【００５１】
特に図１〜６に示すように、通路開口部１３，１４および圧力通路開口部３３ａは、例えば、蒸気／流体通路１７，１８の上部に設けられ、不活性ガス通路もしくは更なる通路２０，２１は、例えば、蒸気／流体通路１７，１８の下部に設けられる。通路開口部１５，１６は、例えばスペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２の下部の凝縮液回収通路１９の両側に設けられる。
【００５２】
図７は、例えば、第１および第２の種類のフレーム要素１０1，１０2が交互に含まれた膜蒸留段３５を形成する４つのフレーム要素のスタックの配置図を示す。この点についてこのスタックは特に多重効用段（ｍｕｌｔｉ−ｅｆｆｅｃｔ  ｓｔａｇｅ）である。異なる蒸気および凝縮液通路開口部をよりよく認識できるように、スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２と、膜２６と、フィルム２７と、は省略している。２つの第１の種類のフレーム部１０1に関連する蒸気通路開口部２２、凝縮液通路開口部２４、および不活性ガス通路開口部２５と、２つの第２の種類のフレーム部１０2に関連する蒸気通路開口部２３と、が見られる。例えば、フィルム２７と膜２６との間にグリッド状のスペーサが挿入されてもよく、フィルム２７と膜２６との間の間隔を画定する。
【００５３】
図７ａは、例えばこの場合、それぞれ、カバープレート３１，３１´（図１２，１３参照）が設けられた、２つの図７の膜蒸留段の直列接続の配置図を示し、各々の凝縮液流出物がＵ字管３４によって相互に接続されている。一方、３つ以上の段が直列に接続されてもよい。
【００５４】
図７ａに基づき、各段３５の凝縮液回収通路１９はＵ字管４４により相互に接続される。各段の蒸留液回収通路１９は作動中においては異なる圧力レベルにあるため、この実施例は蒸留液の回収に必要である。凝縮液回収通路１９を互いに直接接続することにより、この接続が最も高い圧力レベルを有する段３５の圧力によって自発的に押圧され、異なる段３５の圧力短絡（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｓｈｏｒｔ−ｃｉｒｃｕｉｔ）となる。各２つの凝縮液回収通路１９の間の異なる圧力レベルは、接続Ｕ字管４４の２つのリム部内の凝縮液の先端部の差を介してＵ字管４４内で互いに分断される。
【００５５】
図８は、例えば、第２および第４の種類のフレーム要素１０2，１０4が交互に含まれた、蒸気発生器３６を形成する４つのフレーム要素を含むスタックの配置図を示す。スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２、および膜２６は、異なる蒸気通路開口部に関する概観を分かりやすくするため省略している。フレーム要素１０2に関連した蒸気通路開口部２３が認識できる。こうした蒸気発生器におけるフィルムは省略される。第４の種類のフレーム要素を介してそれらの膜が隔離される。
【００５６】
図９は、例えば、第１および第４の種類のフレーム要素１０1，１０4が交互に含まれた、凝縮器３７を形成する４つのフレーム要素を含むスタックの配置図を示す。スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２、およびフィルム２７は、異なる蒸気および凝縮液通路開口部に関する概観を分かりやすくするため省略している。特に、２つの第１の種類のフレーム要素１０1に関連する蒸気通路開口部２２、凝縮液通路開口部２４および不活性ガス通路開口部２５が認識できる。こうした凝縮器における膜は省略される。第４の種類のフレーム要素を介してそれらのフィルムが隔離される。
【００５７】
図１０は、例えば、第３および第４の種類のフレーム要素１０3，１０4が交互に含まれた、熱交換器３８を形成する４つのフレーム要素を含むスタックの配置図を示す。スペーサ、特にグリッド状のスペーサ１２、およびフィルム２７は、異なる蒸気および凝縮液通路開口部に関する概観を分かりやすくするため省略している。第３の種類のフレーム要素１０3に関連する流路開口部２２および流路開口部２３が認識できる。こうした熱交換器における膜は省略される。第４の種類のフレーム要素を介してそれらのフィルムが隔離される。
【００５８】
図１１は、パーベーパレーション段もしくはパーベーパレーションモジュールを形成する複数のフレーム要素、ここでは例えば４つのフレーム要素を含む、一例のスタックの配置図を示す。このパーベーパレーションモジュールは、交互に配置された第５の種類のフレーム１０5および第６の種類のフレーム１０6を含む。膜蒸留段などにおける膜が第５の種類のフレーム１０5のパーベーパレーション膜の代わりに用いられる場合、一体型のヒータ回路を有する蒸気発生器が得られる。
【００５９】
図１１に従い、例えば、図５のように対応する膜を備えた第５の種類のフレーム要素１０5を、図４のように両側にフィルムを有する第６の種類のフレーム要素１０6に溶接してスタックを形成し、その末端部を例えば図１２，１３に一致するカバープレート３１，３１´に溶接することにより、パーベーパレーションモジュール（パーベーパレーション段）もしくは一体型のヒータ回路を有する蒸気発生器が製造される。溶接の際に除去される、溶接ウェブ部１１ａ，１１ｂを含む、溶接ウェブ構造１１の残余の高さにより、２つのフレーム要素の各々の間には、一方の側がフィルムによって境界されるとともに他方の側が膜２８によって境界された、通路開口部１３，１６に接続された空間が発生する。この点について、スペーサ、例えばメッシュ状のスペーサは、便宜上フィルム２７と膜２６との間に配置されて、フィルム２７と膜２６との間に空間を画定する。こうしたスペーサは有利にはその他の全ての段やモジュールにおける空間に設けられる。
【００６０】
通路開口部貫通孔１４ａ，１５ａは、フィルム２７によって境界された第６の種類のフレーム要素１０6の蒸気もしくは流体空間２９を通路開口部１４，１５に連結する。膜２６によって境界された第５の種類のフレーム要素１０5の蒸気もしくは流体空間２９は、蒸気／流体通路開口部２３を介して蒸気／流体通路１７に接続される。
【００６１】
このようなパーベーパレーションモジュール（パーベーパレーション段）もしくは一体型のヒータ回路を有する蒸気発生器として構成されたスタックの動作は、以下によりもたらされる。
【００６２】
第６の種類のフレーム１０6の流体空間２９は通路開口部１４，１５により加熱流体で充填される。
【００６３】
凝縮される液体は液体空間３０を通流し、通路開口部１３，１６を通して供給される。前記の液体は、第６の種類のフレーム要素１０6の流体空間２９内の加熱流体によって加熱され、蒸気が膜２６を通過して第５の種類のフレーム要素１０5の蒸気空間２９へと移動し、そこから蒸気通路開口部２３を通して通路１７へと移動する。
【００６４】
この構成において膜２６が膜蒸留段における膜と同様に用いられる場合、このスタックは一体型のヒータ回路を有する蒸気発生器として機能する。
【００６５】
混合物における個別の成分に対する選択的透過性を有するパーベーパレーション膜を用いる場合、蒸留の可能性を超えた選択がパーベーパレーション膜によって行われるため、混合物の共沸点を克服することができる。
【００６６】
溶接によって互いに結合された複数のフレーム要素を含む各々のスタックは、各場合において、その２つの末端部が、連結開口部４１，４２を有するカバープレート３１，３１´（特に、図１２，１３参照）に接続、特に溶接される。
【００６７】
図１２は、例えば通路開口部１５もしくは蒸気／流体通路１７に関連する一例の連結開口部４１，４２を有する一例のカバープレート３１の概略図を示す。このカバープレート３１は圧力連結部３３を備える。さらにカバープレート３１は連結開口部４１，４２を取り囲むとともにカバーの縁部に沿って配置された圧力シール３２を備える。
【００６８】
フレーム要素が前述の溶接ウェブ構造１１によって分離された圧力通路開口部３３ａを含む場合、その圧力開口部３３ａはカバープレート内の圧力連結部３３と揃えられる。予め外側に配置した圧力連結部をスタックからスタックへとスタック内部で一体化させることにより、さもなければ圧力板に圧力（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）を供給するように外部に必要とされる圧力連結ラインが不要となる。
【００６９】
図１３は、一例としての連結開口部４１，４２を有するカバープレート３１´を更に示す。
【００７０】
以下の相互のスタックは、それらに関連する互いに反対側の位置に配置されたカバープレート３１，３１´を用いることにより最小労力で互いに連結される。一方、本発明の場合には、２つのカバープレートのうちの１つのみ、すなわちカバープレート３１が圧力シール３２を備え、シールは概ね各カバープレートに関連する。２つのカバープレート３１，３１´は互いに向かって軽く押圧される。圧力（ｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ）が圧力連結部３３を介して図１２に一致するカバープレート３１に印加され、それにより２つのカバープレート３１，３１´が互いに向かって押圧される。この圧力はフレーム要素の圧力通路開口部３３ａを介して以下のカバープレートに伝えられ、それにより圧力コネクタ３３を介しての圧力を用いて次のスタックを押圧する。２つのスタックの対応する連結部は通路開口部４１，４２の周りに配置されたシール３２により、互いを密閉するように連結する。多重効用装置における蒸気発生器−膜蒸留段−膜蒸留段−膜蒸留段−凝縮器などの異なる機能ユニットが、通路開口部の異なる実施例を介して互いに最小労力でもって連結される。
【００７１】
図７に従い、例えば、図１のように両側にフィルムを備えた第１の種類のフレーム要素１０1を、図２のように両側に膜を備えた第２の種類のフレーム要素に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１３に一致するカバープレート３１，３１´に溶接することにより、多重効用段、すなわち多重効用膜蒸留装置の個別の段が製造される。溶接の際に除去される溶接ウェブ構造１１の残余の高さにより、２つのフレーム要素の各々の間には、一方の側がフィルム２７によって境界されるとともに他方の側が膜２６によって境界された、通路開口部１３〜１６に接続された空間が形成される。
【００７２】
多重効用段として構成されたスタックの動作は、特許文献２に記載のような多重効用装置の動作状況下で以下のようにもたらされる。
【００７３】
蒸気が蒸気通路１８に導入され、蒸気通路開口部２２を通して凝縮液空間２８へと移動する。凝縮される液体が液体空間を通流し、通路開口部１３〜１６によって供給され、それにより蒸気通路１８を通して導入される蒸気がフィルム２７で凝縮される。凝縮液は、凝縮液通路開口部２４を介して凝縮液回収通路１９へと流入する。凝縮される液体へと伝達される凝縮のエンタルピにより液体が沸騰し、生成された蒸気は膜２６を通して蒸気空間２９へと流入し、そこから蒸気通路開口部を通して通路１７へと流入し、そこで次の段へと送られる。凝縮した液体により引き込まれた不活性ガスは不活性ガス通路２０，２１および不活性ガス通路開口部２５を介して捨てられる。
【００７４】
さらに、図８に従い、図２のように両側に膜を備えた第２の種類のフレーム要素１０2と、図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4と、を交互に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１３に一致するカバープレートに溶接することにより、例えば蒸気発生器が形成される。図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4はこの場合、図７に一致する２つの膜２６によって境界された液空間３０をフレーム厚さだけ拡張させて、実質的により多量の凝縮される液体の流れがこの液空間に流入できるようにする。蒸発作用のエンタルピは顕熱（ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  ｈｅａｔ）によって供給される必要があるため、これは必要である。
【００７５】
こうした蒸気発生器の動作は以下によってもたらされる。
【００７６】
液空間を通流する加熱液体は通路開口部１３〜１６によって供給され、圧力により沸騰する。発生した蒸気は膜２６を通して蒸気空間２９へと流入し、そこから蒸気通路開口部２２を通して通路１７へと流入し、そこから転送される。
【００７７】
さらに、図９に従い、図１に一致する両側にフィルムを備えた第１の種類のフレーム要素１０1と、図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4と、を交互に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１１に一致するカバープレート３１，３１´に溶接することにより、例えば凝縮器が形成される。図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4はこの場合、図７に一致する２つのフィルム２７によって境界された液空間３０をフレーム厚さだけ拡張させて、実質的により多量の冷却液体がこの液空間に流入できるようにする。凝縮作用のエンタルピは顕熱の伝達によって供給される必要があるためこれは特に有利である。
【００７８】
こうした凝縮器の動作は以下によってもたらされる。
【００７９】
冷却液体が液空間を通流し、通路開口部１３〜１６によって供給される。蒸気は蒸気通路１８へと導入され、蒸気通路開口部２２を通して凝縮器空間２８へと移動する。蒸気がフィルム２７で凝縮されて、凝縮液は凝縮液通路開口部２４を介して凝縮液回収通路１９へと流入する。蒸気によって引き込まれた不活性ガスは不活性ガス通路２０，２１および不活性ガス通路開口部２５を介して捨てられる。
【００８０】
図１０に従い、図３に一致する両側にフィルムを備えた第３の種類のフレーム要素１０3と、図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4と、を交互に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１３に一致するカバープレート１２，１３に溶接することにより、例えば熱交換器が形成される。図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4はこの場合、２つのフィルム２７によって境界された図７の液空間３０をフレーム厚さだけ拡張させて、実質的により多量の流れがこの液空間に流入できるようにする。
【００８１】
こうした熱交換器の動作は以下によってもたらされる。
【００８２】
液体が液空間を通流し、通路開口部１３〜１６によって供給される。第２の液体が通路１７，１８を介して図３に一致する第３の種類のフレーム要素１０3を通流する。フィルム２７を通した液体の間で熱交換が行われる。
【００８３】
さらに、図１０に従い、図３に一致する両側にフィルタ膜を備えた第３の種類のフレーム要素１０3と、図４に一致する第４の種類のフレーム要素１０4と、を交互に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１３に一致するカバープレートに溶接することにより、例えばフィルタが形成される。基本的な構成は熱交換器の構成に従うが、フィルムの代わりにフィルタ膜が適用される。フィルタは熱交換器と類似した連結部によって簡単に取り外す（ｆｌｕｓｈｅｄ  ｂａｃｋ）ことができるとともに、濾過される媒体から部分的に取り外すことも可能であり、これによりフィルタの耐用年数が延びる。
【００８４】
さらに、既に述べたように、両側にパーベーパレーション膜を備えたフレーム要素を、フィルムを備えたフレーム要素に交互に溶接してスタックを形成し、その末端部を図１２，１３に一致するカバープレート１２，１３に溶接することにより、例えばパーベーパレーション段もしくはパーベーパレーションモジュールが形成される（図１１参照）。パーベーパレーション膜は、例えば、従来の蒸留方法では克服することができない、例えばアルコールと水などの、複数の物質の混合物の分離の際の共沸点を克服するように用いられる。パーベーパレーション膜は、例えば水の気相など、物質の気相のみを透過することができる。混合物は、一方をパーベーパレーション膜によって境界され、他方をフィルムによって境界された液空間を通して流れ、加熱される。フィルムを通して混合物を加熱する加熱媒体はフィルムを備えたフレーム要素を通して流れる。一つの気相は、蒸気圧により、パーベーパレーション膜を通して膜を備えたフレームの蒸気空間へと流れ、パーベーパレーション膜を通過しない部分に対して混合物が濃縮されるように、蒸気通路開口部２３および蒸気通路１７を介してそこから気相が排出される。
【符号の説明】
【００８５】
１０1…第１の種類のフレーム要素
１０2…第２の種類のフレーム要素
１０3…第３の種類のフレーム要素
１０4…第４の種類のフレーム要素
１０5…第５の種類のフレーム要素
１０6…第６の種類のフレーム要素
１１…溶接ウェブ構造
１１ａ…溶接ウェブ部
１１ｂ…溶接ウェブ部
１２…スペーサ、特にグリッド状のスペーサ
１３…通路開口部
１４…通路開口部
１４ａ…通路開口部貫通孔
１５…通路開口部
１５ａ…通路開口部貫通孔
１６…通路開口部
１７…蒸気／流体通路
１８…蒸気／流体通路
１９…凝縮液回収通路
２０…不活性ガス通路、更なる通路
２１…不活性ガス通路、更なる通路
２２…蒸気／流体通路開口部
２３…蒸気／流体通路開口部
２４…凝縮液通路開口部
２５…不活性ガス通路開口部
２６…膜
２７…フィルム
２８…凝縮液空間
２９…蒸気もしくは流体空間
３０…液空間
３１…カバープレート
３１´…カバープレート
３２…圧力シール
３３…圧力連結部
３３ａ…圧力通路開口部
３４…不活性ガス連結部
３５…膜蒸留段、特に多重効用膜蒸留段
３６…蒸気発生器
３７…凝縮器
３８…熱交換器
３９…外枠
４０…中央内部領域
４１…連結開口部
４２…連結開口部
４３…内部領域
４４…Ｕ字管
【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７ａ】
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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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