(57)【要約】【課題】最適条件下で動作する複数の蒸留ユニットを含む、強制的飽和の湿潤ホット空気流を使用して、凝縮潜熱の回収をする水蒸留装置の提供。【解決手段】蒸留装置（１０）は、隔壁（１８）によって隔てられた、蒸発カラム（１４）と凝縮カラム（１６）を備える。蒸発カラムは、親水性またはぬれ性表面のプレートを、凝縮カラムは、矩形中空プレート（２３）と熱交換デバイス（２２１−６）を備える。冷水が該熱交換器内を上昇し、飽和湿潤ホット空気が凝縮カラム内を下降する。加熱熱水は蒸発カラムの最上部で分散され、凝縮カラム内の冷却空気は送風機（３４）で下方向に吸引される。最上部温度（４５〜９０℃）および分散水の質量流量が設定された後で、空気温度を最低の蒸発チャンバの最上部での設定値にするために、吸引乾燥空気の質量流量を調節することによって、性能最大化となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和湿潤ホット空気流を使用して、凝縮潜熱を回収する水蒸留装置（１０または１００または２００）であって、
−Ｎ個の蒸留ユニットが備えられ、ランク１のユニットは最低温のホットであり、ランクＮのユニットは最高温のホットであり、
−これらＮ個の蒸留ユニットのそれぞれは、一方は水の蒸発用であり、他方は蒸気凝縮用である、上部で互いに連通する一対の縦型チャンバを含んで、Ｎ個の蒸留ユニットは、
Ｎ個の蒸発チャンバおよびＮ個の凝縮チャンバを有し、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバのそれぞれは、ぬれ性または親水性のコンポーネント（２０または１０４または２１０）のセットによって占められており、
−前記Ｎ個の凝縮チャンバのそれぞれは、中空熱交換デバイス（２２または１２０または２１２）によって占められており、これらＮ個の中空熱交換デバイスは直列に接続されており、
−質量流量ＱＥ０および低い初期温度ＴＥ０で水流を提供する手段（３８または１５３または２１６）が前記水蒸留装置に接続されて、前記水流を前記Ｎ個の中空熱交換デバイス内で上方へ流れさせ、
−水加熱器（４２または１３４または２２６）が前記Ｎ個の中空熱交換デバイスの出口に接続されて、温度ＴＥ１で前記出口から出る前記水流を１００℃未満の高温度の値ＴＥ２にし、
−ランクＮの前記蒸発チャンバの前記コンポーネントの上部において温度ＴＥ２の熱水を分散し、ランク（Ｎ−１）から１までの蒸発チャンバの前記コンポーネントをつたって前記熱水が少しずつ流れ落ちるようにさせる手段（５２または１４２または２２８−２３６−２４４−２５２）が、前記装置に設置され、
−Ｎ個の調節された飽和湿潤ホット空気流量を前記Ｎ個の蒸発チャンバ内で上方へおよび前記Ｎ個の凝縮チャンバ内で下方へ強制的に循環させ、前記蒸発チャンバの上部で循環する前記Ｎ個の空気の流れをそれぞれ所定の温度ＴＡ１〜ＴＡＮにするための手段[（３４および１７０−１７２）または（１１６および１４８１−４）または（２６０１−４）]が、前記装置に設置され、
−蒸留水の流量を回収するための手段（５６または１２６または２６６）が、ランク１の前記凝縮チャンバの下部に設置され、
−濃縮水溶液の流量を回収するための手段（６０または１１９または２５４）が、ランク１の前記蒸発チャンバの下部に設置される、水蒸留装置であって、
−前記Ｎ個の熱交換デバイス（２２１−６または１２０１−４または２１２）は、前記Ｎ個の凝縮チャンバの断面積および高さと略同一である断面積および高さを有し、
−これらＮ個の熱交換デバイスは、一定ピッチで隔てられるように組立てられた中空ポリマープレート（２３、１２１、２１３）のグループであり、各グループは上流マニホールドおよび下流マニホールドを備え、
−前記Ｎ個の凝縮チャンバにおいて、前記中空プレートは縦型に設置される、ことを特徴とする水蒸留装置。
【請求項２】
請求項１に記載の水蒸留装置（１０または１００または２００）において、前記Ｎ個の凝縮チャンバにそれぞれ入る空気の総流量を、これらのチャンバの前記中空プレート（２３、１２１、２１３）間の空間に入り込む、略等しい部分空気流量に分配するように構成された、Ｎ個の孔あきトレイ（２５１−４、１２３１−４、２５７、１９０）を含むことを特徴とする、水蒸留装置。
【請求項３】
請求項２に記載の水蒸留装置（１０または１００または２００）において、
前記Ｎ個の蒸留ユニットのそれぞれにおいて、
−前記蒸発チャンバと前記凝縮チャンバとの間の連通は、水平方向の細長い矩形窓（１７０、１５０）を含み、
−前記凝縮チャンバ、前記孔あきトレイ（２５１−４、１２３１−４、２５７、１９０）、および前記中空プレート（２３、１２１、２１３）の断面は矩形であり、
−前記孔あきトレイは、有意なエッジ部漏れなしに設置され、孔（１９３）の列（１９２１−４）を有し、全ての前記中空プレート（２３、１２１、２１３）の上に載せられており、
−前記孔（１９３）は、細長く、前記プレートが組立てられるのと同一のピッチで形成され、前記孔の幅は前記プレート間の前記空間の幅に略等しい、ことを特徴とする水蒸留装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の水蒸留装置（１０）であって、
−前記Ｎ個の蒸留ユニットは、互いに上下に配置されて、前記蒸留ユニットは、それぞれ２つの蒸発カラムおよび凝縮カラムを形成して、
−送風機が前記蒸発カラムの下部に設置された、水蒸留装置（１０）において、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバは、一定ピッチで縦型に設置されるぬれ性（２１０）または親水性（２０）の表面を有する薄い平面的サポートを含み、
−チャンバ対間のＮ個の連通路は、Ｎ個のスライドカバー（１７４−１７６）を有してまたは有さずに、前記２つのチャンバを隔てる隔壁（１８）に形成される、前記ピッチと同一のピッチを有する縦型スロット（１７２）のＮ個の水平方向の列（１７０）であり、
−前記送風機（３４）の制御が予め設定され、これらＮ個のスロットの列（１７０−１７２）のそれぞれのポート断面は固定され、この制御の設定およびこれらの断面の寸法は、同一の水蒸留装置シリーズの装置の第１ピースの最終の手動調節による設計仕様に従って確立されているか、
−または前記送風機（３４）の前記制御の設定および前記Ｎ個のスライドカバー（１７４−１７６）の調節は、前記装置の第１ピースにおけるのと同様に手動で行われることを特徴とする水蒸留装置。
【請求項５】
請求項２または３に記載の水蒸留装置（１０）であって、
−前記Ｎ個の蒸留ユニットは、互いに上下に配置されて、前記蒸留ユニットは、それぞれ
２つの蒸発カラムおよび凝縮カラムを形成しており、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバは、ゆるくパックされたぬれ性の人工ナッツ物で充填されており、
−送風機（１１６）が前記蒸発カラムの下部に設置された、水蒸留装置（１０）において、
−前記チャンバ対間のＮ個の連通路は、前記ナッツを保持し空気を通過可能とするように構成された、孔あきされた水平領域（１７０−１７２）を上流に有し、かつ上記水平方向の細長い矩形窓（１５０１−４）を下流に有する、矩形の細長い断面のダクトであり、
−前記Ｎ個のダクト（１４４１−４−１５０１−４）のそれぞれに、前記孔あきされた領域（１７０−１７２）のすぐ下流に配置された水滴分離体（１４５１−４−１４６１−４）と、水平方向に細長い矩形スロットを有する隔壁または調節可能ロータリーバルブ（１４８１−３）のいずれかが設置されており、
−この送風機（１１６）の制御は予め設定されて、前記Ｎ個の隔壁の前記スロットのそれぞれの幅は固定されており、この制御およびこれらの幅の設定は、同一の蒸留装置シリーズの装置の第１ピースの確定的な手動調節による設計仕様に従って確立されているか、
−またはこの送風機（１１６）の前記制御の設定および前記Ｎ個のロータリーバルブの設定は、前記装置の第１ピースにおけるのと同様に手動で行われることを特徴とする水蒸留装置。
【請求項６】
請求項２または３に記載の水蒸留装置であって、
前記Ｎ個の蒸留ユニットは、互いに上下に配置され、前記蒸留ユニットはそれぞれ２つのカラムを形成して、一方は蒸発用であり、他方は凝縮用である、水蒸留装置において、
−これらＮ個の蒸留段は、（Ｎ−１）個の水平方向の隔壁によって互いに隔てられており、
−一方は上部にあり、一方は下部にある２つの連通路が、各蒸留段の前記縦型蒸発チャンバと前記縦型凝縮チャンバとの間に設定されており、
−前記凝縮チャンバの外部の同期モータを使用することにより顕著に達成されるＮ個の変速送風機が、それぞれのブレードを前記Ｎ個の蒸留段の低い方の連通路内に設置しており、これらＮ個の段内でそれぞれ循環するＮ個の独立した空気流を生成し、
−これらＮ個の蒸留段の前記凝縮チャンバの中空コンポーネントのセットは、これら（Ｎ−１）個の水平方向隔壁を通るチューブによって互いに接続されており、
−前記Ｎ個の蒸留段の前記蒸発チャンバの前記親水性またはぬれ性のコンポーネントの上部および下部に、前記蒸発カラム内を循環する前記水を分配分散するための手段および回収するための手段がそれぞれ設置されており、（Ｎ−１）から１のランクの蒸発チャンバの前記分配分散するための手段はそれぞれ、ランクＮから２の前記チャンバの回収手段によってそれぞれ供給される、ことを特徴とする水蒸留装置。
【請求項７】
請求項２または３に記載の水蒸留装置（２００）において、
−前記Ｎ個の蒸留ユニット（２０２、２０４、２０６、２０８）は並置され、
−一方は上部にあり一方は下部にある２つの連通路が、各蒸留ユニットの前記縦型蒸発チャンバと前記縦型凝縮チャンバとの間に確立されており、
−前記凝縮チャンバの外部の同期モータ（２６４１−４、２６６１−４）を顕著に使用することにより、調節可能な流量を有するＮ個の送風機（２６０１−４、２６２１−４、２６４１−４）が、それぞれのブレード（２６０１−４）を前記Ｎ個の蒸留ユニットの低い方の連通路内に設置して、これらＮ個のユニット内をそれぞれ循環するＮ個の独立した空気流を生成し、
−これらＮ個の凝縮チャンバの前記Ｎ個の中空熱交換デバイス（２１２）は、（Ｎ−１）個の断熱導管（２２０、２２２、２２４）によって相互接続されており、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバのＮセットの親水性またはぬれ性のコンポーネント（２１２）は、それらのそれぞれの端部の上部および下部において、蒸留される水を分配分散するための手段（２２８、２３６、２４４、２５２）および回収するための手段（２３０、２３８、２４６、２５４）を含み、
−ランクＮから２の前記蒸留ユニットの前記回収手段によって回収される前記水を、ランク（Ｎ−１）から１の前記ユニットの前記分配分散するための手段内へ放出させるための、（Ｎ−１）個のポンプ（２３２、２４０、２４８）および（Ｎ−１）個の断熱導管（２３４、２４２、２５０）が、前記Ｎ個の蒸発チャンバの間に設置されている、ことを特徴とする水蒸留装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載の水蒸留装置において、
蒸留ユニットの数は偶数であり、前記装置は、互いに上下に位置する２つのユニットをそれぞれ備える、並置されたグループによって構成されることを特徴とする水蒸留装置。
【請求項９】
請求項６、７または８のいずれか一項に記載の水蒸留装置（２００）において、
各蒸留ユニットの前記蒸発チャンバにぬれ性人工ナッツ物がパックされており、水滴分離体（１４５１−４−１４６１−４）が、前記蒸発チャンバの上部と前記凝縮チャンバの上部との間に確立された前記連通路内に設置されることを特徴とする水蒸留装置。
【請求項１０】
産業水を濃縮するための装置を備える、請求項４〜９のいずれか一項に記載の水蒸留装置（１００）において、
−ランク１の前記蒸発チャンバ（１０４）の下部を流れる前記濃縮水溶液を回収するための第１の導管（１１８）であって、貯蔵タンク（１５２）の上部で終端する自然冷却装置（１１９）に供給する第１の導管（１１８）と、
−濃縮水溶液の流れを前記装置の閉ループ内で循環させるために、前記貯蔵タンク（１５２）の内容物を汲み出し、ランク１の前記凝縮チャンバ（１０６）の前記中空コンポーネントの下部で該内容物を注入するためのポンプ（１５６）と、
−回収または廃棄のために、生成された量の蒸留水を連続排出することを確保する第２の導管（１２８）と、
−回収の目的で、前記貯蔵タンク（１５２）に含まれる濃縮水溶液ボリュームを排出する第１の電磁弁（１６０）と関連づけられた第３の導管（１５８）と、
−前記貯蔵タンクの内容物を、プロセス水の新規ボリュームと交換するための第２の電磁弁（１６６）と関連づけられた第４の導管（１６４）とを含み、
−前記２つの電磁弁（１６０−１６６）は、前記装置の効率によって決定される時間に従って動作することを特徴とする水蒸留装置。
【請求項１１】
請求項４〜９のいずれか一項に記載の同一の水蒸留装置（１０、１００または２００）シリーズの装置の第１ピースの性能を最大化する方法であって、前記装置の使用条件に従い、以下の予備ステップ：
−処理される水の前記質量流量ＱＥ０のための適切な値と前記水のための９０℃未満の高温度値ＴＥ２とを選択し、次いで、初期の低い空気温度ＴＡ０および水温ＴＥ０を測ることと、
−空気または水の限界温度間の差[（ＴＥ２−ＴＥ０）または（ＴＡＮ−ＴＡ０）]の値の一次関数として決定される、前記数Ｎ＝４が全ての場合に適切である、蒸留段の少なくとも
３で、最高６である蒸留段数Ｎを有する装置を選択することと、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバの上部における前記空気流が採用すべきＮ個の近似最適所定温度ＴＡ１〜ＴＡＮを選択し、それによって、これらＮ個の蒸発チャンバ内を上昇する飽和湿潤ホット空気のエンタルピー曲線のＮ個のフェストウーンの矢印が１．５℃未満の略等しい振幅を有するようにすることと、
−乾燥空気のＮ個の近似質量流量ＱＡ１〜ＱＡＮを計算し、次いで、前記装置の前記Ｎ個の蒸留ユニット内をそれぞれ循環する飽和湿潤ホット空気のＮ個の近似体積流量ＱＳ１〜ＱＳＮを計算することと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項４または５に記載の同一の水蒸留装置（１０または１００）シリーズの装置の第１ピースの性能を最大化する、請求項１１に記載の方法において以下の更なるステップ：
−前記送風機（３４または１１６）によって、飽和湿潤ホット空気の体積流量ＱＳ１をランク１の前記蒸留段の開または閉ループ内で循環させて、ランク１の前記蒸発チャンバの上部で、この空気の流れの温度を前記近似最適所定値ＴＡ１まで上げることと、
−ランク１〜（Ｎ−１）の前記蒸留段の前記蒸発チャンバと凝縮チャンバとの間に確立された前記連通路[（２８−３０−３２）または（１４４１−３−１５０１−３）]の前記調節可能な流れの断面を連続して調節し、ランク２〜Ｎの蒸留段の前記蒸発チャンバの上部の前記空気流の温度をそれぞれ、前記近似最適所定値ＴＡ２〜ＴＡＮにすることと、
−（ａ）前記（Ｎ−１）個の連通路[（２８−３０−３２）または（１４４１−３−１５０１−３）]の先に調節したポート断面積をわずかに補正することによって、ランク２〜Ｎの蒸留段の前記蒸発チャンバに入る前記飽和湿潤ホット空気流の温度ＴＡ１〜ＴＡ（Ｎ−１）、およびこれら同一の蒸留段の前記凝縮チャンバを出る前記飽和湿潤ホット空気流の温度ＴＡ１＊〜ＴＡ（Ｎ−１）＊をそれぞれ同じにすることによって、ならびに（ｂ）前記送風機（３４または１１６）によって先に生成された空気流量を再調節することによって、前記モータが同期型のものである場合、特に前記モータの供給電圧の周波数をわずかに補正することによって、前記凝縮カラム（１６または１０６）を出る前記水の前記温度ＴＥ１を最大にすることと、
−前記送風機（３４または１１６）の最終設定と、前記Ｎ個の蒸留段のそれぞれの前記チャンバ間の前記連通路の前記Ｎ個のポート断面積（１７２−１７４または１４８）のそれぞれの最終寸法とを読み、そこから連続生成蒸留装置のための仕様を特に作ることとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項６、７、８または９に記載の同一の水蒸留装置（１０または１００）シリーズの装置の第１ピースの性能を最大化する、請求項１１に記載の方法において、以下のステップ：
−前記Ｎ個の送風機によってそれぞれ生成される飽和湿潤ホット空気流の前記Ｎ個の体積流量ＱＳ１〜ＱＳＮを連続して調節して、前記Ｎ個の蒸留ユニットの上部で近似最適所定温度ＴＡ１〜ＴＡＮを生成することと、
−これらＮ個の流量をわずかに補正して、ランクＮの前記熱交換デバイスを出る前記水の温度ＴＥ１を最大にし、最適設定点温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡ４Ｃを決定することと、
−前記Ｎ個の送風機の最終の制御設定値を読み、特にそこから連続生成蒸留装置のための仕様を作成することと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
同期モータ送風機を備える、請求項６〜９のいずれか一項に記載の水蒸留装置（２００）を制御するためのソフトウェアであって、
前記蒸留装置は、共に２つの決められた極値の間で変化しがちである質量流量ＱＥ０および高温度値ＴＥ２で水を処理可能なことが求められ、水温ＴＥ０および空気温度ＴＡ０のための低値は知られていない状態であり、
前記ソフトウェアは、
−請求項１３で定義される方法に従って生成されたデータベースであって、前記蒸留装置の各入力パラメータＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０のための少なくとも３つの可能な値に応じて、設定点温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡＮＣのグループを、前記Ｎ個の送風機の前記同期モータへの供給電圧の周波数Ｆ１〜ＦＮのグループに関連づける、データベースと、
−このデータベースに関連づけられた主プログラムＰ１であって、ＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０のための可能な値から、これら４つのパラメータのための操作者により選択された値に対応する、Ｎ個の温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡＮＣとＮ個の周波数Ｆ１〜ＦＮを算出する主プログラムＰ１と、
−これらＮ個の周波数のための手動制御に関連付けられたＮ個のダイヤルの設定点値を画面に表示する補助プログラムＰ２か、
−または前記Ｎ個の周波数のための自動制御を直接設定する補助プログラムＰ２＊のいずれかを含むことを特徴とするソフトウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強制的に飽和させた湿潤ホット空気（damp hot air）の流れを用いて、凝縮潜熱の回収をする、改良された水蒸留装置と、その性能を最大化する方法の両方に関する。これらの蒸留装置の用途は、海水の淡水化を含み、更に一般的には、特に超純水を生成するためのあらゆる浄水の脱塩を含む。本発明は、変換（食品産業）または破棄される（汚染廃液）さまざまな産業水溶液の濃縮、およびある種の揮発性液体のそれらの水性溶媒（エタノール、酸、塩基．．．）からの分離にも関する。
【背景技術】
【０００２】
強制的に飽和させた湿潤ホット空気の流れを用いて、凝縮潜熱を回収する２つの水蒸留装置が、（１）１９７５年の特許文献１の図５および（２）同年の特許文献２に記載されコメントされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】フランス特許出願公開第２，２８１，８９６号
【特許文献２】米国特許第３，８６０，４９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の水蒸留装置では、
−３つの蒸留段が互いに上下に配置されており、
−各蒸留段は一対のチャンバを含み、一方は蒸発用、他方は凝縮用であり、これらのチャンバの上部はダクトによって連通しており、
−低い方の２つの蒸留段のダクトは、それらのポート断面積を調節するための手動手段を含み、
−３つの蒸発チャンバは、ゆるくパックされたたぬれ性（wettable）の人工ナッツ物で充填され、
−３つのチャンバは、直列に接続された３つの凝縮コイルを含み、
−凝縮チャンバの３つの凝縮コイルにおいて底部から上部へ低い初期温度で水の流れを循環させるための手段が、装置に接続され、
−水加熱器が凝縮コイルの上部に接続されて、出てくる水を９５℃の高温にし、
−分配分散するための手段が上部蒸発チャンバ上に設置されて、当該チャンバの上部にこの水を高温で分散し、
−送風機が下部蒸発チャンバの下部に設置されて、飽和湿潤ホット空気流量を３つの蒸発チャンバの全てにおいて底部から上部へ、３つの凝縮チャンバにおいて上部から底部へと、強制的に流して、蒸発チャンバの上で循環している空気流が所定の温度になるようにし、
−下の凝縮チャンバおよび蒸発チャンバの下部にそれぞれ設置された、蒸留水および濃縮水溶液を回収するための手段が設けられている。
【０００５】
この水蒸留装置は、装置の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバにおいて生じる反対方向に循環する熱（ホット）水とホット空気、すなわち空気と水、の流れの間の熱交換を改善するために、これらの３つの蒸留段を形成するように配置される。そのような解決策（当該文書では正当化されていない）は、実際必要である。その理由は以下のとおりである。温度に依存して、１キログラムの水の熱容量ＣｐＥは一定であり（４．１８ｋＪ／Ｋ）、一方、飽和湿潤ホット空気に組み込まれた標準圧力での１キログラムの乾燥空気の見かけの熱容量ＣｐＡは、温度と共に上昇し、１００℃で無限に向かう双曲線の分岐線を呈する。３つの蒸留段によって、上昇および下降する空気のエンタルピーフラックスを表す対のカーブは、３つの花綱状曲線（フェストウーン;festoon）の２つのシークエンスになる。このような状況で、一方ではこれら花綱状曲線の二つのシリーズ、および他方では上方へそして下方へ流れる水のエンタルピーフラックスを表す２つの平行直線の間の変動を非常に小さくする。このことにより達成される全熱交換は、単一の蒸留段を用いた場合より非常に高く、生成される蒸留水の量は、このような状況下で非常に増大する。しかしそれにもかかわらず、そのような水蒸留装置の性能は最大限からは程遠いものである。
【０００６】
実際、この水蒸留装置において、初期温度ＴＡ０＝２０℃の空気の流れと、ＴＥ０＝２０℃という温度Ｔｌｏｗ、およびＴＥ２＝９５℃という温度Ｔｈｉｇｈの水の流れとを用いると、開ループ内を循環する空気について、ランク１〜３の３つの蒸留段の上部においてＴＡ１＝５５℃、ＴＡ２＝７５℃、ＴＡ３＝９０℃、凝縮カラムの下部で３５℃が得られる。開ループ内を循環する水については、３つの蒸発チャンバの下部において蒸発カラムの上部から基部に向けてＴＥ２が８５℃、６５℃、ＴＥ３＝４０℃が得られる。３つの凝縮チャンバの上部では、上記水について、凝縮カラムの基部から上部へ向けてＴＥ０、４５℃、６５℃、ＴＥ１＝７５℃が得られる。このような条件下で、この装置の性能係数（ＣｏＰ）（蒸留において使用される熱エネルギーと水加熱器によって供給される熱エネルギーとの比）は、ＣｏＰ＝（ＴＥ２−ＴＥ０）／（ＴＥ２−ＴＥ１）＝３．７５である。これは平均値であり、使用されるエネルギーが安価なときには受け入れられる。しかし問題は、この算出された性能係数（ＣｏＰ）が上記記載された装置で可能かということである。
【０００７】
このことを調べるために、上記空気および水について発表された温度を更に詳しく検討する。そして、技術的および経済的観点の両方から、これらの温度（明らかに実験的でない）が平均的性能、そしてなおさら、高性能を生み出すのに適していないということが分かるであろう。これは、第１に、３つの蒸留段の蒸発チャンバの上部および凝縮チャンバの下部の空気温度について当てはまる。
【０００８】
まず行うことは、ランク１および２の蒸発チャンバの上部における、中間的な２つの空気温度ＴＡ１およびＴＡ２の選択である。この選択は、通常、限界空気温度(extreme air temperature)、すなわち、周囲空気によってもたらされる低温ＴＡ０、および上の蒸発チャンバの上部で分配される水の高温であるＴＥ２に相対的に近い高温値ＴＡ３から始める。３つの蒸留段が蒸留装置内に設けられる結果として、３つの蒸発チャンバにおける上昇する飽和湿潤ホット空気流の補正エンタルピーフラックスを表すことが望まれる曲線は、理想的には、傾きＡ＝ΔΗ／ΔΤの直線の３つの線分が連続したものである（ここで、ΔΗおよびΔΤは、各蒸発チャンバにおけるエンタルピーフラックスおよび空気温度の増分である）。実際、補正フラックスを表す実際の曲線は、直線から逸れて２点で角度をもって交わる、３つの花綱状曲線によって構成される。実際のおよび最適のこれら２つの曲線間の最大差は、各花綱状曲線の偏向度ΔΤＦである。各花綱状曲線について、偏向度ΔΤＦの値は商ΔΗ＊／Αである。ここで、ΔΗ＊は、理想直線の中央とチャンバの平均温度における空気エンタルピーフラックスの曲線上の点とのエンタルピーフラックスの差である。当該特許において発表された、蒸発チャンバの上部および下部の飽和湿潤ホット空気の限界温度（extreme temperature）、すなわち３０℃（くらい）、５５℃、７５℃および９０℃、の場合、各蒸発チャンバ内を上昇する飽和湿潤ホット空気の流れによって運ばれる１ｋｇ／ｓの乾燥空気のエンタルピーフラックスの値は、飽和湿潤ホット空気の比エンタルピーＨの表に与えられている。湿潤空気（中央および直線分の端）の有意な温度については、Ｈ９０＝３８８７ｋＷ、Ｈ８２．５＝１８６４、Ｈ７５＝１０８８、Ｈ６５＝６００、Ｈ５５＝３５３、Ｈ４２．５＝１７９、Ｈ３０＝１００ｋＷである。下側の花綱状曲線については、ΔΗ１＊＝１／２（Ｈ５５＋Ｈ３０）−Ｈ４２．５＝４８ｋＷおよびＡ１＝（Ｈ５５−Ｈ３０）／２５＝１０ｋＷ／Ｋであり、したがって、ΔΤＦ１＝４．８℃である。中央の花綱状曲線については、ΔΗ２＊＝１２０ｋＷ、Ａ２＝３７ｋＷ／Ｋ、およびΔΤＦ２＝３．２℃である。上側の花綱状曲線については、ΔΗ３＊＝６２３ｋＷ、Ａ３＝１８７ｋＷ／Ｋ、およびΔΤＦ３＝３．３℃である。これらの値は全て高すぎるため、容認できない。しかし、下側の花綱状曲線の偏向ΔΤＦ１は最も重要であるため、これは、（ＴＥ２−ＴＥ１）の決定の際に考慮すべき唯一のものである。ここで、それは水加熱器に必要とされる温度上昇の１／４を表しており、装置の性能係数（ＣｏＰ）の対応する低減につながる。これらの初めのコメントの結びとして、水蒸留装置が効率的であるためには、蒸留段の数および蒸発チャンバの上部の空気温度の選択は、任意の方法で決定すること（たとえそれが常識であるように見えるとしても）はできないということが分かる。
【０００９】
凝縮チャンバの下部の温度に関しては、ランク１および２の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバ間の２つの連通路によって向きを変えられる空気流の温度と、ランク２および３の凝縮チャンバ内の下降空気流の温度とが同一である理由はない。実際、蒸留段の２つのチャンバの構造が互いに違うので、おそらく、それらのそれぞれの熱交換係数もまた異なる。これらの温度の不均等は、補正されない場合には、性能係数（ＣｏＰ）の減少を引き起こす。
【００１０】
更に、凝縮チャンバ内へ放出しているダクトの断面の形状および寸法として、これらのチャンバの断面の形状は特定されておらず、これらのダクトによって向きを変えられる空気流がこれらのチャンバに入って、より高いランクのチャンバから下降する空気流と混ざる正確な条件も分からない。いずれにせよ、実際にコイルと密接にコンタクトする空気流は、おそらく、コイルと密接にコンタクトしない空気流と比較してごくわずかである。このため、局所的に、不平衡で互いに非常に異なる空気／水の熱カップリングが生じる。総じて、飽和湿潤ホット空気はあまり十分に冷却されず、凝縮コイルを備える凝縮チャンバ内での蒸気の凝縮状態は、非常に悪いものである。そうでないようにするためには、これらコイルにおける熱交換のための単位体積あたりの表面積Ｓ／Ｖを凝縮チャンバにおいて比較的高くする必要がある。そのような効率的な空気／水熱交換のための比率は、Ｓ／Ｖ＞１５０ｍ２／ｍ３であるので、これは、Ｓ／Ｖ＜１０ｍ２／ｍ３である従来のジグザグまたは螺旋コイルを使用する場合には考えられないということが分かる。複数のコイルまたは複数のコイルの複数のセクションが、上流マニホールドおよび下流マニホールドを用いて平行に組立てられる場合には、この状態は改善される。これは、当該引用文献が示唆していないことである。いずれにせよ、従来のコイルの糸状構造は、しばしば水流における容認できない圧力損失につながる。更に、それらのコストは非常に高いことが多い。とういうのは、おそらくは金属であるそれらの金属は海水の腐食作用を受けてはならないからである。これらの考察の結論は簡単である：従来の金属コイルは、高性能（性能係数ＣｏＰ＞４）水蒸留装置においてそれらに割り当てられた２つの機能（すなわち、関連市場にとって満足のいく経済的条件下で、上昇する海水流を飽和湿潤ホット空気の下降流を利用して効率的に加熱すること、および空気流によって運ばれる水蒸気の最大量を凝縮すること）を果たすには全く不適当である。
【００１１】
更に、ぬれ性人工ナッツ物を蒸発カラムにパックすると、このカラムの下部に設置された送風機によって吹きこまれる空気流に重大な圧力損失がもたらされる。この結果、比較的高い圧力および速い局所流速がこの空気流のために要求されることになり、その結果、必然的に、空気流内の塩水の水滴が凝縮カラムに入ってしまう。これは、スタンダード海水を処理する水蒸留装置の場合、生成された蒸留水１リットルにつき１〜２ｇの塩含有量が存在することになり、そのような達成は好ましくない。その放出が禁止されている汚染された産業水を処理する水蒸留装置の場合、状況は更に悪化する：すなわち、蒸留水は汚染されたままであり、その放出は禁止される。
【００１２】
当該引用文献に開示された水蒸留装置によって提起される問題の考察の終わりとして、蒸発カラムの上部で分配される熱水にもたらされる温度ＴＥ２＝９５℃は高すぎる温度であり、最終的には危険であるということを、依然として注意喚起できる。なぜならば、それは、水に溶解されたある種の塩類の沈殿を加速し、結果として通路内に大量の水垢が堆積することになり、混乱を引き起こし、長期では当該機械のオペレーションを遮断してしまうからである。
【００１３】
特許文献２による水蒸留装置は、産業水を濃縮するための自動システムとなるように設計されている。それは、２つのカラムの下半分において具現化される第１の蒸留段と、その上に配置される不定数の段とを含む。蒸発カラムのぬれ性のコンポーネントは懸垂されたネットからなり、凝縮カラムの中空熱交換コンポーネントは凝縮器コイルである。上
記の否定的見解の大部分が当てはまる。更に、この第１の段の空気エンタルピー曲線の花綱状曲線の矢印は、おそらく、上記で検討した場合のそれよりも著しく大きい。８つの段を使用する、より高性能の蒸留装置が更に想定されているが、詳細は述べられていない。
【００１４】
これら２つの文献についてのコメントの締めくくりとして、関係するプロセスが高エネルギー性能を呈することを確実にする１つの主要条件は、湿潤空気と水との温度差が、蒸発カラムおよび凝縮カラムの長さの全体にわたってできるだけ小さいことである、ということを確認できる。各カラムをいくつかの段（湿潤空気流量は互いに異なり、水流量は事実上一定である）に分けるという事実は、湿潤空気と水との温度差を全体的に低減させることを既に可能としている。２つの引用文献は、そのような解決策を提唱するものである。特許文献１の方には説明がない。特許文献２の方は、温度の関数としての飽和湿潤空気エンタルピーの進展を示す曲線から始めて、部分的な説明を記載している。しかし、これら２つの特許のいずれも、各段内で湿潤空気と水との温度差を最小化する方法を取扱っていない。
【００１５】
この主要条件に加えて、これと同等に重要である他の条件がある：すなわち、湿潤空気と水とのこの温度差を十分に低減するためには、特に乾燥空気における熱交換から生じる熱交換係数（水蒸気を空気内へ分配するための機構）、および蒸留ユニットのコンポーネントの単位体積あたりの表面積（Ｓ／Ｖ）が、できるだけ高くなければならない。しかし、飽和湿潤空気における熱交換の良好な統制を得ることが全く明らかになされていないことを考慮すると、これはいっそう難しいことである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の第１の主題は、最適条件下で動作するように構成された複数の蒸留ユニットを含む、強制的に飽和させた湿潤ホット空気流を使用して、凝縮潜熱を回収する、種々改善された水蒸留装置に関する。
【００１７】
本発明の第２の主題は、構造により、これらの最適条件が、非常に高い熱交換係数を有するコンポーネントを使用することによって、凝縮チャンバ内に、確立されるような、改善された水蒸留装置に関する。
【００１８】
本発明の第３の主題は、これらの最適条件が、湿潤空気と水とのできるだけ低い温度差によって各蒸留ユニットの両方のチャンバにおいて確立されるような、改善された水蒸留装置に関する。
【００１９】
本発明の第４の主題は、組立、据付、および操作が容易なモジュール蒸留ユニットによって構成される、蒸留水の１日の生産量について高いおよび／または可変能力を有するような、改善された水蒸留装置の実現である。
【００２０】
本発明の第５の主題は、これらのさまざまな水蒸留装置の性能を最大化する方法に関する。
【００２１】
本発明の第６の主題は、高いエネルギー収量で、水、特に淡水化された海水、の脱塩、産業水の濃縮、揮発性液体のそれらの水性溶媒からの分離に適するような、改善された水蒸留装置の構造に関する。
【００２２】
上記でコメントした特許文献１に開示される水蒸留装置の拡大定義に従うと、本蒸留装置は、
−Ｎ個の蒸留ユニットが備えられ、ランク１のユニットは最低のホットであり、ランクＮのユニットは最高のホットであり、
−これらＮ個の蒸留ユニットのそれぞれは、一方は水の蒸発用であり他方は蒸気凝縮用である、上部で互いに連通する一対の縦型チャンバを含み、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバのそれぞれは、ぬれ性または親水性のコンポーネントのセットによって占められており、
−前記Ｎ個の凝縮チャンバのそれぞれは、中空熱交換デバイスによって占められており、これらＮ個の装置は直列に接続されており、
−質量流量ＱＥ０および低い初期温度ＴＥ０で水流を提供する手段が前記装置に接続されて、前記水流を前記Ｎ個の熱交換デバイス内で上方へ流れさせ、
−水加熱器が前記Ｎ個の中空熱交換デバイスの出口に接続されて、温度ＴＥ１で該出口から出る前記水流を１００℃未満の高温度値ＴＥ２まで上げ、
−ランクＮの蒸発チャンバの前記コンポーネントの上部において温度ＴＥ２の熱水を分散し、より低いランクの蒸発チャンバの前記コンポーネントをつたって前記熱水が少しずつ流れ落ちるようにさせる手段が、前記装置に設置され、
−Ｎ個の調節された飽和湿潤ホット空気流量を前記Ｎ個の蒸発チャンバ内で上方へおよび前記Ｎ個の凝縮チャンバ内で下方へ強制的に循環させ、前記蒸発チャンバの上部で循環する前記Ｎ個の空気の流れをそれぞれ所定の温度ＴＡ１〜ＴＡＮにするための手段が、前記装置に設置され、
−蒸留水流量を回収するための手段がランク１の前記凝縮チャンバの下部に設置され、
−生成された濃縮水溶液の流量を回収するための手段が、ランク１の前記蒸発チャンバの下部に設置されている。
【００２３】
本発明によれば、上で定義される広義の種類の改善された水蒸留装置は、
−前記Ｎ個の熱交換デバイスは、前記Ｎ個の凝縮チャンバの断面積および高さと略同一である断面積および高さを有し、
−前記Ｎ個の熱交換デバイスは、一定ピッチで隔てられるように組立てられた中空ポリマープレートのグループであり、各グループは上流マニホールドおよび下流マニホールドを備え、
−前記Ｎ個の凝縮チャンバにおいて、前記中空プレートは縦型に設置されることを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、そのような水蒸留装置は、更に、前記Ｎ個の凝縮チャンバにそれぞれ入る空気の総流量を、これらのチャンバの前記中空プレートの間の空間に入り込む略等しい部分空気流量に分配するように構成された、Ｎ個の孔あきトレイを含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、そのような水蒸留装置は、より正確には、
前記Ｎ個の蒸留ユニットのそれぞれにおいて、
−前記蒸発チャンバと凝縮チャンバとの間の連通は、水平方向の細長い矩形窓を含み、
−前記凝縮チャンバ、孔あきトレイ、および中空プレートの断面は全て矩形であり、
−前記孔あきトレイは、有意なエッジ部漏れなしに設置され、孔の列を有し、全ての前記中空プレートの上に載せられており、
−前記孔は、細長く、前記プレートが組立てられるのと同一のピッチで形成され、前記孔の幅は前記プレートの間の前記空間の幅に略等しいことを特徴とする。
【００２６】
これらの簡単な構成は新規であり非自明である。なぜなら、それらは、これまで見逃されてきたおよび／または記載されなかったことを考慮すると、具体的な非自明性問題に実際的な解決策を提供するからである。まず、矩形断面を有する凝縮チャンバの選択は、唯一可能なものではないが、明らかに、市場に出ている現在利用可能な唯一のものである矩形中空プレートのアセンブリによって熱交換デバイスが構成されることを考慮すると、最も合理的な選択である。非矩形断面を有する凝縮チャンバでは、中空プレートの配置は、製造業者がこれらのプレートに与えた特定の幾何学的形状を基に行われるであろう。
【００２７】
本発明によれば、水平方向の矩形入口窓があるので、Ｎ個の蒸留ユニットのそれぞれの凝縮チャンバに入り込む飽和湿潤ホット空気の流れは、全体として細長い矩形断面（例えば４０×１０ｃｍ）を有する均一な水平方向の平行な空気の流れという形でこれを行う。このような条件下で、ランクＮの蒸留ユニットにおいては、そのような空気の流れは、凝縮チャンバ（例えば４０×３０ｃｍ）の全断面を占める熱交換デバイスの上に正しく分散できる。その他のユニットでは、水平方向流量と縦方向の流量の２つの流量が、同一の温度（以下でこの理由と方法が分かるであろう）で凝縮チャンバに入るが、これらが混合すると、動きが乱れ、過剰圧力が生じる。
【００２８】
顕著な側面漏れなしで設置される孔あきトレイは、各凝縮チャンバへ入る全空気流を、熱交換デバイスの縦型中空プレートを隔てる空間に入り込む略等しい部分的な流量へと強制的に再分配することによって、これらの乱れた過剰圧力が作用する可能性を補正する。
【００２９】
矩形断面を有する凝縮チャンバおよび一定ピッチで組立てられる矩形中空プレートが使用され、孔あきトレイの穿孔は、これらのプレートと同一のピッチを有する長円孔の列である。ランク１〜Ｎの各凝縮チャンバ内では、プレート同士の間を循環する空気の部分的な流量が同じであることは、それらが孔を通る際にもたらされる実質的な圧力降下Δρｎ＝（１/２）ρｎｖｎ２の結果である（ρｎはランクｎのチャンバに入る飽和湿潤ホット空気の密度であり、ｖｎはそれが孔を通過するときの速度である）。結果として、各凝縮チャンバの穿孔された分配分散プレートの長円孔の全体および個別の両方の表面積が、以下の説明で分かるように、それ自体が算出される、入ってくる空気の総流量を使用して行われる簡単な計算で更に決定できる。更に、孔の各列を、適切に算出された幅を有する１つまたは複数のスロットに、置き換えることは可能であるが、中空プレートの間を循環する部分的な空気流の分配は、この場合はより均一でなくなり、凝縮チャンバ内部では、行われる熱交換は、より効果的でなくなるが、一般には満足のいくものである。
【００３０】
本発明による配置により、一方では、ポリマー材料の（４〜６ｍｍの厚さで）薄壁（＜１ｍｍ）の中空プレートの両面（例えば３０×４０ｃｍ）を伝いながら下降する飽和湿潤ホット空気の（厚さ３〜６ｍｍの）層と、第２に、これらのプレートの内側を上昇する薄い（２〜４ｍｍ）厚さの水との間で、効果的な熱交換が行われる。これは、ポリマー材料の比較的高い熱抵抗率にもかかわらず達成される。これらの空気流と水流との間の熱交換およびコンダクタンスの係数は重要である。なぜならこれらの空気流と水流は、互に近接して組立てられ凝縮チャンバの全体積を占める、この複数の薄肉の中空プレートの２つの比較的大きな表面に広がるからである。これは、互いに隔てて組立てられた中空プレートを使用する熱交換デバイスの単位体積あたりの表面積が、プレートピッチが８ｍｍの場合Ｓ／Ｖ＝２５０ｍ２／ｍ３に達し得るので、可能である。ここでのサーマル・コンダクタンスは、ジグザグ状か螺旋状かにかかわらず、従来の金属コイルによって占められる凝縮チャンバを通る空気流とその中を運ばれる水との間で生成される熱コンダクタンスよりも、何十倍も大きい。
【００３１】
更に、１９７５年のこれらの従来のコイルを、それらの現在の最新版、換言すれば上流マニホールドおよび下流マニホールドを有するポリマー材料チューブの束、と置き換えた場合、そのような束の単位体積あたりの表面積は（製造業者によって異なるが、１５＜Ｓ／Ｖ＜１１０ｍ２／ｍ３）、組立てられた中空プレートのグループの該表面積の、平均で、３分の１にとどまる。中空プレートをチューブのそのような束と置き換える場合には、空気および水の厚さを平均で３倍にすることになり、したがって単位体積あたりのサーマル・コンダクタンスを実質的に低減することになる。水蒸留装置の凝縮チャンバに設置される、中空プレートを使用する熱交換デバイスの更なる重要かつ非自明な比較優位性を、これらのチャンバ内での飽和湿潤ホット空気流の温度および流量に関連して、以下に述べる。
【００３２】
ポリマー材料の中空プレートに特有のこれら最初の利点に加え、本発明による孔あきトレイによって提供される更なる利点がある。それは、換言すれば、各凝縮チャンバへ入ってくる空気の総空気流量を、中空プレートの間を循環する、略等しい部分的な流量に分割することである。装置性能の最大化が求められる場合、これらの部分的な流量が同じであることを確保することが重要である。実際、簡単な計算により、これらの部分的な空気流量の間に中程度の不均衡（＜２０％）があると、達成される熱交換、したがって装置の性能の効率が、最大で二分の一になることがわかる。これは、我々がより高いターゲット性能係数を求めて考察する場合、更に当てはまることである。結果として、本発明によるこれら最初の条件(provisions)により、このように改良された水蒸留装置において、各蒸留ユニットの凝縮チャンバ内部で達成される効果的な熱交換によって、蒸気が最大に凝縮されて、水が最大に加熱される。
【００３３】
更に、経験により、２つの中空プレート（＞３ｍｍ）の間の距離に略等しい幅を有する、孔あきトレイの長円孔を用いれば、これらの孔が凝縮水の水滴によって塞がれるおそれをなくせることが分かっている。更に、孔あきトレイの孔の２列を隔てる約１０ｃｍ未満の距離がある場合、１つの孔から出ていく各部分的な空気流量は、２つのプレートの間で効果的に分配される。
【００３４】
本発明によれば、本発明の水蒸留装置の性能を最大化する方法は、前記装置の使用条件に従い、以下の予備ステップ：
−処理される前記水の前記質量流量ＱＥ０の適切な値と、ランクＮの蒸発チャンバの上部で分配される前記水の４５℃〜９０℃の間の高温度値ＴＥ２と、を選択し、次いで、初期の低空気温度ＴＡ０および水温ＴＥ０を測ることと、
−空気または水の限界温度間の差（ＴＥ２−ＴＥ０）または（ＴＡＮ−ＴＡ０）の値の一次関数（direct function）として決定される、前記数Ｎ＝４が全ての場合に適切である、少なくとも３で最高６の蒸留段数Ｎを有する装置を選択することと、
−前記Ｎ蒸発チャンバの上部における前記空気流が採用すべきＮ個の近似最適所定温度ＴＡ１〜ＴＡＮを選択し、それによって、これらＮ個の蒸発チャンバ内を上昇する飽和湿潤ホット空気の前記エンタルピー曲線のＮ個の花綱状曲線の直線からの隔たりが、多かれ少なかれ等しく、満足のいく低減された振幅を有するようにすることと、
−乾燥空気のＮ個の近似質量流量ＱＡ１〜ＱＡＮを計算し、次いで、前記装置の前記Ｎ個の蒸留ユニット内をそれぞれ循環する飽和湿潤ホット空気のＮ個の近似体積流量ＱＳ１〜ＱＳＮを計算することと、を含むことを特徴とする。
【００３５】
分配分散される熱水のために温度ＴＥ２＜９０℃を選択することによって、装置のコンポーネントのスケール（析出物）は最小化される。９０℃〜４５℃の間の値ＴＥ２の選択は、利用可能な１次熱源（太陽、熱エンジン、高温廃液、バーナー．．．）と、適用可能な場合には、溶媒から分離すべき水に溶解した揮発性液体（エタノール、酸、塩基）の沸点とに依存する。
【００３６】
本発明方法のさまざまな構成を実現するために、我々は、まず、飽和湿潤ホット空気のエンタルピーの表を利用する。我々は、先に、特定の蒸発チャンバにおける直線から逸れる花綱状曲線（festoon）の偏向は、（飽和湿潤ホット空気のエンタルピーフラックスの実測値を表す曲線とその曲線が直線分であった場合に有するであろう偏向との）ワットの最大差に対応する偏向度の差であることを見てきた。適切なソフトウェアにより、蒸発カラム内を上昇する空気流に使用される限界温度（ＴＡ０、ＴＡＮ）の各対について、直線から逸れるこれらＮ個の花綱状曲線の振幅のデジタル図を描くことが可能になる。４蒸留段蒸留装置において、上の水温値ＴＥ２＝８５℃、および限界空気温度ＴＡ４＝８３℃、ＴＡ０＝３３℃では、ランク１〜３の蒸発チャンバの上部における空気の近似最適温度は、略４７．５℃、６１℃、および７３℃となる。この場合、蒸発チャンバ内の空気の限界温度間の４つの増分（インクレメンツ）ΔΤＡ１〜ΔΤΑ４は、上から下へ、１０℃、１２℃、１３．５℃、および１４．５℃であり、一方、花綱状曲線の直線からの隔たりは、略１．２℃（これに、水の塩分に起因する０．５℃の偏差を強制的に加えなければならない）に等しい。蒸留段の数を増す場合、花綱状曲線の直線からの隔たりまたは偏向は減少するが、これらの偏向が約０．５℃未満では、数Ｎを増加することは殆ど意味がない。本発明による改良された水蒸留装置において、蒸留段の最適数は、３５℃〜６５℃の範囲の空気の限界温度間の差（ＴＡＮ−ＴＡ０）の関数として、Ｎ＝３〜Ｎ＝６まで変動してもよい。実際には、技術的および経済的理由で、数Ｎ＝４が全ての場合に適している。
【００３７】
４つの蒸発チャンバ内において、温度ＴＡ１〜ＴＡ４ならびに増分（インクレメンツ）ΔＴＡ１〜ΔΤΑ４が確立されると、これらのチャンバにおける平均温度Ｔｍ１〜Ｔｍ４での、飽和湿潤ホット空気の熱容量ＣｐＡ１〜ＣｐＡ４が分かる。ランクｎの蒸発チャンバにおいて交換されるエンタルピーフラックスは：ΔΗΑη＝ＱＡｎ．ＣｐＡｎ．ΔΤΑｎおよびΔΗΕｎ＝ＱＥＮ．ＣｐＥｎΔΤΕｎである。増分ΔΤΑｎおよびΔΤΕｎが略等しく、ＱＥｎはＱＥ０とわずかしか異ならないので、ランクｎの段における乾燥空気の近似質量流量は略ＱＡｎ＝ＱＥ０．ＣｐＥ／ＣｐＡｎである。飽和湿潤ホット空気の密度を示す表により、４つの蒸発チャンバにおける平均温度Ｔｍ１〜Ｔｍ４での、このホット空気の近似体積流量ＱＳ１〜ＱＳ４が分かる。これらの値から、各凝縮チャンバについて、孔あきトレイの孔の総表面積および個別の表面積ならびに分配プレートの存在により生成される圧力降下を算出することは容易である。
【００３８】
例えば、ＱＥ０＝１００ｇ／ｓで、ランク１の蒸発チャンバにおいて、Ｔｍ１＝４１℃、ＣｐＡ１＝８．７４ｋＷ／ｋｇ．Ｋ、ＱＡ１＝４７．８ｇ／ｓであれば、ＱＳ１＝４３．９ｄｍ３／ｓとなる。ランク４の蒸発チャンバにおいて、Ｔｍ４＝７９℃、ＣｐＡ４＝１０２．６ｋＷ／ｋｇ．Ｋであれば、ＱＡ４＝４．１ｇ／ｓおよびＱＳ４＝４．９２ｄｍ３／ｓとなる。これら２つの非常に異なる流量は、ランク１〜４の凝縮チャンバにおける空気流が、乱流の形態から層状の形態へと次第にシフトしたことを示す。これは、ランク１〜４の分配プレートの孔の非常に異なる表面積をもたらす。更にこれにより、中空プレートを有する熱交換デバイスを本発明による水蒸留装置に専用的に使用することが更に非自明的に正当化される。
【００３９】
実際、乾燥空気の場合、熱交換係数は、以下に従って変化する：
−空気の速度（熱交換は速度と共に上昇）、
−交換デバイスの特徴的デイメンジョン（このデイメンジョンが小さければ小さいほど熱交換は増す）：このデイメンジョンは、中空プレートのアセンブリの場合は２つのプレートの間の空気チャネルの厚さであり、チューブの束の場合はチューブの直径であり、一般的意味では、チャネル厚さはチューブの直径よりかなり小さい、
−温度にわずかに依存する空気の物理的特性（粘性および熱伝導率）。
【００４０】
中空プレートの場合、一定のエアースピード未満では、流れは、１つの形態から他の形態へ変化し（乱流から層状になる）、熱交換の係数は、特徴的寸法が小さいため、もはや速度には依存せず比較的高いままである。これは、チューブの束の場合（１つの流れの形態から他の形態への移行がより明確でなく特徴的寸法がプレートの場合より大きい）には、当てはまらない。
【００４１】
蒸発または凝縮形態で動作する飽和湿潤空気では、見かけの熱交換係数は、上で定義した乾燥空気の交換係数に依存するが、更に、蒸発または凝縮プロセスに介入する拡散機構がこの交換係数をかなり増幅し、増幅係数は、温度の関数として、飽和蒸気圧の上昇率に実質的に比例する。結果として、乾燥空気の等価流量（したがってその速度）が小さい蒸留装置の最も高温の凝縮チャンバ（ランクＮ）では、中空プレートを使用する熱交換デバイスは、チューブの束を使用するものよりはるかに良好な性能を有するであろう。これは、単位体積あたりの表面積Ｓ／Ｖが増加するにつれて更に当てはまる。同様のことが、蒸留装置のより温度の低い凝縮チャンバに多かれ少なかれ当てはまるであろう。
【００４２】
本発明によれば、
−前記Ｎ個の蒸留ユニットは、互いに上下に配置されて、前記蒸留ユニットは、それぞれ２つの蒸発カラムおよび凝縮カラムを形成し、
−送風機が前記蒸発カラムの下部に設置される、水蒸留装置において、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバは、一定ピッチで縦に設置される、ぬれ性または親水性の表面を有する薄い平面的サポートを含み、
−チャンバ対間のＮ個の連通路は、前記２つのチャンバを隔てる隔壁内に形成される、前出のピッチと同一のピッチを有する縦型スロットのＮ個の水平方向の列であり、
−前記送風機の制御が予め設定され、スロットの列である通路のそれぞれの断面は固定され、
−前記送風機の制御および前記スロットの前記断面の設定は、同一の水蒸留装置シリーズの装置の第１ピースの最終の手動調節による設計仕様に従って確立している、との上記要件が充足されていることを特徴とする。
【００４３】
別の実施形態では、
−前記Ｎ個の蒸留ユニットは、互いに上下に配置されて、前記蒸留ユニットは、それぞれ２つの蒸発カラムおよび凝縮カラムを形成し、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバは、ゆるくパックされたぬれ性の人工ナッツ物で充填されており、
−送風機が前記蒸発カラムの下部に設置される、水蒸留装置において、
−チャンバの前記対間のＮ個の連通路は、前記ナッツを保持し空気を通過可能とするように構成された、穿孔された水平領域を上流に有しかつ上記水平方向の細長い矩形窓を下流に有する、矩形の細長い断面のダクトであり、
−前記Ｎ個のダクトのそれぞれに、水平方向に細長い矩形スロットを有する隔壁が続く、前記穿孔された領域のすぐ下流に配置された水滴分離体が設置されており、
−前記送風機の制御は予め設定されており、前記Ｎ個の水平スロットのそれぞれの幅は固定されており、
−この送風機の制御および前記スロットの幅の設定は、同一の蒸留装置シリーズの装置の第１ピースの最終の手動調節による設計仕様に従って確立されている、との上記要件が充足されていることを特徴とする。
【００４４】
本発明によれば、これら２つの蒸留装置シリーズのどちらか一方の第１の装置の性能を最大化する方法は、以下の更なるステップ：
−前記送風機の速度を調節して、先に算出された飽和湿潤ホット空気の体積流量ＱＳ１をランク１の前記蒸留段の開または閉ループ内で循環させて、この段の前記蒸発チャンバの上部で、この空気流の温度を前記近似最適所定値ＴＡ１まで上げることと、
−ランク１〜（Ｎ−１）の前記蒸留段の前記蒸発チャンバと凝縮チャンバとの間に確立された前記連通路の前記調節可能な断面を連続して調節し、ランク２〜Ｎの蒸留段の前記蒸発チャンバの上部の前記空気流の温度をそれぞれ、前記近似最適所定値ＴＡ２〜ＴＡＮにすることと、
−（ａ）前記（Ｎ−１）個の連通路の先に調節したポート断面積をわずかに補正することによって、ランク２〜Ｎの蒸留段の前記蒸発チャンバに入る前記飽和湿潤ホット空気流の温度ＴＡ１〜ＴＡ（Ｎ−１）、およびこれら同一の蒸留段の前記凝縮チャンバを出る前記飽和湿潤ホット空気流の温度ＴＡ１＊〜ＴＡ（Ｎ−１）＊をそれぞれ同じにすることによって、ならびに（ｂ）前記送風機によって先に生成された空気流量を再調節することによって、前記モータが同期型のものである場合、特に前記モータの供給電圧の周波数をわずかに補正することによって、前記凝縮カラムを出る前記水の前記温度ＴＥ１を最大にして前記送風機のためのおよびこれら（Ｎ−１）個のポート断面積のための構造上の仕様を決定することと、を含む。
【００４５】
本発明による方法の実施は、熱水が一定時間[装置の熱慣性（thermal inertia）からみて＞１時間] 分配分散され、送風機が開または閉ループ内で空気を循環させており、隔壁開口が半分閉じられた後すぐに、蒸留の段の数ＮおよびＮ個の温度ＴＡ１〜ＴＡＮが選択されると、すぐに、開始できる。意図された温度ＴＡ１に達するとすぐにこの第１の調節は終了する。送風機によって供給される空気の流量に含まれる乾燥空気の質量流量ＱＡ１は、今や、ＴＡ１と同様に、近似最適値となっている。循環が閉ループで生じているときは、冷水の温度ＴＥ０および隔壁の開口のポート断面積の初期状態が、空気の初期低温ＴＡ０を決定する。この場合、ＴＡ１は、蒸発チャンバ内を循環する空気流の流量のためのこの第１の調節ステップ終了時に得られる、暫定的な所定温度である。
【００４６】
本発明による方法の第２のステップは、空気が通過するための断面を調節するための手段を採用する。我々は、ランク２の蒸発チャンバの上部における空気流の温度ＴＡ２を調節するために、最も低い開口から始める。一旦この調節がなされると、ランク番号をランク３からＮへと上げながらその蒸発チャンバについて同様の調節を行う。乾燥空気の質量流量ＱＡ１〜ＱＡＮおよびそれらの温度ＴＡ１〜ＴＡNは互いに独立しているので、この動作は、連続した調節によって必然的にもたらされる温度ＴＡ１〜ＴＡＮの変動を補正するために、少なくとも二度再開される。閉ループでの空気循環の場合、蒸発カラムの下部で吹き込まれる空気の低温ＴＡ０は、初期水温であるＴＥ０に次第に近づく。
【００４７】
本発明による方法の第３のステップは、（Ｎ−１）個の最高段の蒸留段の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバの下部で循環している空気の層の温度ＴＡ１〜ＴＡ（Ｎ−１）およびＴＡ１＊〜ＴＡ（Ｎ−１）＊をそれぞれ等しくする目的を有する。所定のランクの凝縮チャンバの下部における空気温度が、同じランクの蒸発チャンバの下部における空気温度と異なる場合、そのポイントでの当該乾燥空気の質量流量ＱＡ１〜ＱＡＮが少々高すぎるのか低すぎるのかはが分からない。実際に、我々は、最も高い段から始めて、ランクＮの蒸発チャンバ内で循環している空気の流量を、当該チャンバ間の連通路のポート断面積をわずかに慎重に増減することによって、増減する。この動作が当該２つの温度を互いに近けるかどうかを確かめるには、しばらく待たなければならない。そうである場合、両者が等しくなるところまで続ける。そうでない場合は、逆にする。所望の等しい温度が得られない場合は、最善の調節を行い、これに追加で、ランク（Ｎ−１）の蒸留段の上部を区切っている連通路のポート断面積を、温度が等しくなるまで調節する。次いで、ランク（Ｎ−１）のこの蒸留段についても同様にして、ランク（Ｎ−２）の段を区切っている開口のポート断面積を調節し、次いで、より高いランクの２つの開口に戻り、ランク（Ｎ−１）およびＮの蒸留段の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバの底部部分で等しい温度を維持する。この手順は、より低いランクの全ての段について新たに行われ、ランク２の段まで行われる。次に、凝縮カラムからの出口での水温であるＴＥ１を最大にするために、送風機によって生成される空気流量を調節することがおそらく必要である。
【００４８】
閉ループ内を循環する空気については、我々は、最終的に、凝縮カラムの下部における空気ＴＡ０＊の温度をそこに入っていく水の温度であるＴＥ０に近づけさせることにより、可能な限り最小にし、同時に、このカラムの上部部分における空気の温度ＴＡＮと水の温度ＴＥ１とを、分配分散される水の温度ＴＥ２に近づけることによって、可能な限り最大にする。そうすれば、蒸留段の上下部分における空気温度は、蒸留装置の一つの特定のピースの３つの項ＱＥ０、ＴＥ２、およびＴＥ０に採用される値に対応する、初期の理論上の最適温度ＴＡ１〜ＴＡＮとわずかに異なる、最適設定点値ＴＡ０Ｃ〜ＴＡＮＣになるであろう。Ｎ個の段において、水の質量流量のエンタルピーフラックスの表現ｆ（Ｔ）は、度数（ＴＥ２−ＴＥ１）によって隔てられた傾きＣｐＥを有する２つの平行直線を含み、空気のエンタルピーフラックスの表現ｆ（Ｔ）は、これら２つの直線の間に、連続した４つの限界値ＴＡ０Ｃ〜ＴＡＮＣを有する１つの線で形成された花綱状曲線を含み、この線の平均傾きはこれら２つの直線の傾きよりわずかに大きい。水および空気の限界温度の関係は：（ＴＥ１−ＴＥ０）＝（ＴＥ２−ＴＥ３）＜（ＴＡＮＣ−ＴＡ０Ｃ）である。
【００４９】
最後に、装置の各種要素の高い熱慣性（thermal inertia）を鑑みると、蒸留装置シリーズの第１ピースの性能を最大化する方法を実施するための全ての動作は数時間がかかることがあり得、この時間数はそれ自体、段の数Ｎに正比例することに留意されたい。
【００５０】
このような条件下で、本発明方法を実行することにより、本発明に従って構築された４つの蒸留段を有する水蒸留装置を用いると、装置の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバの全体積の３〜５倍に等しい生成される蒸留水の日流量について、性能係数（ＣｏＰ）＞６が得られることが、経験的に示されている。
【００５１】
本発明によれば、互いに上下に配置されたＮ個の蒸留ユニットを有し、該蒸留ユニットは一方は蒸発用であり他方は凝縮用である、２つのカラムを形成する、上で定義された新規な水蒸留装置の一般的構造を有する、改良された水蒸留装置の第２の型の第1のモデルであって、該モデルは、
−これらＮ個の蒸留段は、（Ｎ−１）個の水平方向隔壁によって互いに隔てられ、
−一方は上部にあり一方は下部にある２つの連通路が、各蒸留段の縦型の前記蒸発チャンバと凝縮チャンバとの間に確立されており、
−特に前記凝縮チャンバの外部の同期モータを使用することにより達成されるＮ個の変速送風機が、それぞれのブレードを前記Ｎ個の蒸留段の低い方の連通路内に設置しており、これらＮ個の段内でそれぞれ循環するＮ個の独立した空気流を生成し、
−これらＮ個の蒸留段の前記凝縮チャンバの中空コンポーネント・セットは、これら（Ｎ−１）個の水平方向隔壁を通るチューブによって互いに接続されており、
−前記Ｎ個の蒸留段の前記蒸発チャンバの前記親水性またはぬれ性のコンポーネントの上部および下部に、前記蒸発カラム内を循環する前記水を分配分散するための手段および回収するための手段がそれぞれ設置されており、ランク（Ｎ−１）〜１の蒸発チャンバの前記分配分散するための手段はそれぞれ、ランクＮ〜２の前記チャンバの回収手段によってそれぞれ供給されることを特徴とする。
【００５２】
本発明によれば、上で定義された新規な水蒸留装置の一般的構造を有する、改良された水蒸留装置の第２の型の第２のモデルであって、該モデルは、
−前記Ｎ個の蒸留ユニットは並置され、
−一方は上部にあり一方は下部にある２つの連通路が、各蒸留ユニットの縦型の前記蒸発チャンバと凝縮チャンバとの間に確立されており、
−特に前記凝縮チャンバの外部の同期モータを使用することにより、調節可能な流量を有するＮ個の送風機が、それぞれのブレードを前記Ｎ個の蒸留ユニットの低い方の連通路内に設置しており、これらＮ個のユニット内をそれぞれ循環するＮ個の独立した空気流を生成し、
−これらＮ個の凝縮チャンバの前記Ｎ個の中空熱交換デバイスは、（Ｎ−１）個の断熱導管によって相互接続されており、
−前記Ｎ個の蒸発チャンバの、ぬれ性または親水性のコンポーネントのＮ個のセットは、それらのそれぞれの端部の上部および下部において、蒸留される水を分配分散するための手段および回収するための手段を含み、
−ランクＮ〜２の前記蒸留ユニットの前記回収手段によって回収される前記水を、ランク（Ｎ−１）〜１の前記ユニットの前記分配分散するための手段内へ放出させるための、（Ｎ−１）個のポンプおよび（Ｎ−１）個の断熱導管が、前記Ｎ個蒸発チャンバの間に設置されていることを特徴とする。
【００５３】
本発明によれば、前記第２の型の２つの改良された水蒸留装置シリーズのどちらか一方の装置の第１ピースの性能を最大化する方法は、以下の更なるステップ：
−前記Ｎ個の送風機によってそれぞれ生成される空気の前記Ｎ個の流量を連続して調節し、前記Ｎ個の蒸留ユニットの上部で、前記選択された値ＱＥ０およびＴＥ２に対応する近似最適所定温度ＴＡ１〜ＴＡＮを生成することと、
−次いで、これらＮ個の流量をわずかに補正してランクＮの前記熱交換デバイスを出る前記水の温度ＴＥ１を最大にし、最適設定点温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡ４Ｃをディスプレイすることと、
−前記Ｎ個の送風機の最終の制御設定値を読み、特にそこから連続生成蒸留装置（series-production distillation apparatus）のための仕様を作成することと、を含むことを特徴とする。
【００５４】
これら後の条件により、固定インレット・パラメータ：質量流量ＱＥ０および高温度値ＴＥ２を使用する水処理用に構成された２つの特に有用な新規の水蒸留装置を構築できる。実際、前記孔あきトレイの孔の列が装置によって異なり、前記Ｎ個の送風機の制御が異なって設定されていることを除けば、前記Ｎ個の蒸留ユニットは、略同一である。並置された蒸留ユニットを採用するそのような水蒸留装置は、蒸留水の日産量が多い（＞１０ｍ３／日）場合には、相当な関心を集める。実際、これによって、それぞれが同一であり、中程度の高さであり、同じ数の蒸留ユニットを有する多段塔よりも取り扱いが容易な、蒸留ユニットを構築できる。
【００５５】
パラメータＱＥ０およびＴＥ２の両方が可変である（太陽エネルギー）である場合には、興味深い状況も存在する。実際、上記したように、入力パラメータＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０のいかなるグループについても、温度ＴＡ１〜ＴＡＮが設定されるとすぐに、ＱＡ１〜ＱＡＮならびにＱＳ１〜ＱＳＮ、したがって送風機の動作条件が、容易に算出できる。同期モータを有する送風機を使用する場合、そのようにして、それらの供給電圧の周波数Ｆ１〜ＦＮを決定する。Ｎ個の並置されたユニットを有する水蒸留装置の性能を最大化するための本発明による方法のこの実施は、コンピュータを使用して、４つの値ＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０が入力されるとすぐに、得られる設定点温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡＮＣと周波数Ｆ１〜ＦＮとの間の対応が確立されるので、極めて容易である。このために、４つの入力パラメータＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０それぞれのための最適設定値を得るための少なくとも３つの動作を行うことによって、実験データベースを設定する。そして、これらのデータをＮ個の最適設定点温度ＴＡ１Ｃ〜ＴＡＮＣおよびモータ供給電圧のＮ個の周波数Ｆ１〜ＦＮに関連づけるソフトウェアを開発する。これらの周波数は、ＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０、およびＴＡ０のために選択された値からコンピュータによって決定され、次いで、手動または自動的に調節される。
【００５６】
構築される装置からの蒸留水の所望の流量にしたがって、上述の異なる種類の水蒸留装置のＮ個の蒸留ユニットの蒸発チャンバおよび凝縮チャンバを適切な寸法に作り得るためには、それらの熱コンダクタンスＣＴ（ワット／度）および／またはそれらの熱抵抗ＲＴ（度／ワット）を決定する必要がある。このために、それらが算出される。これは、蒸留装置の２つのカラムの構造のために熟考されたそれぞれのコンポーネントおよび構造の関数として行われる。次いで、蒸発チャンバおよび凝縮チャンバの基本スライスの熱コンダクタンスを算出する。次いで、これらの結果が、Ｎ個の蒸留段のそれぞれの２つのチャンバのそれぞれの高さについて統合され、最後に２つのカラムの熱コンダクタンスおよび抵抗のチャートが作成される。これらの計算の精度は、１０％と推定される。２つのカラムの構造を選択すると、次のステップは、適切な熱抵抗をＮ個の蒸留段の２つのチャンバにそれぞれ与えることである。これは、所定の蒸留段の２つのチャンバにおいて交換される等しいエンタルピーフラックスΔΗΕおよびΔΗＡに従って行われる。異なる段同士では、これらのフラックスは等しい場合もあれば等しくない場合もある。同様のことが、装置の形状よってもたらされる実際的な要件にしたがって、蒸留ユニットの２つのチャンバの熱抵抗についても当てはまる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明の特性および利点は、添付の図面を参照する以下の説明から明らかになるであろう。
【図１】特に海水の淡水化のための４つの蒸留段を有する水蒸留装置の図である。
【図２】汚染されたプロセス水を濃縮するための同様の水蒸留装置の図である。
【図３】隔壁の開口の有効断面積を調節するための手段を示す図である。
【図４】本発明による水蒸留装置内を循環する空気および水のエンタルピーの曲線を示す図である。
【図５】凝縮チャンバ内の空気ための分配プレートを示す図である。
【図６】本発明による４つの並置された蒸留ユニットを有する水蒸留装置図である。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図１は、本発明による海水蒸留装置シリーズの装置の第１ピースを模式的に示す。装置の第１ピースは、高さ２８０ｃｍの断熱壁１２を有する塔１０からなり、塔１０は、２つのカラムを含み、その一方は蒸発カラム１４であり他方は凝縮カラム１６であり、両カラムはポリマー材料の隔壁１８によって隔てられている。蒸発カラム１４のコンポーネント・セットは、厚さ２ｍｍ、高さ２４０ｃｍ、幅２０ｃｍのポリマーの４０枚のプレート２０が１５ｍｍのピッチで並置されることによって構成される。カラム１４の全蒸発面積は３８．４ｍ２であり、その体積は０．２９ｍ３である。プレート２０は、厚さ０．５ｍｍの親水性フロック加工で被覆されており、縦に並置され、プレート同士の間の距離は１２ｍｍである。凝縮カラム１６は、高さ２４０ｃｍであり、５ｃｍのチューブで直列に接続された高さ３５ｃｍ、幅２０ｃｍの６つの熱交換デバイス２２１−６を含み、各熱交換デバイスは、縦に設置された４０枚の矩形の中空プレート２３が一定ピッチ（１０ｍｍ）で並置されることにより形成されている。これらの中空プレート２３は、吹込成形され、ポリマーの薄いエンボス壁（＜１ｍｍ）と３ｍｍの内側厚さを有し、プレート同士の間の距離は５ｍｍである。これらの組立てられた中空プレートの接続ヘッドは溶接されて、そのように形成された熱交換デバイスの上流マニホールドおよび下流マニホールドを形成する。これらの中空プレートおよびこれらの熱交換デバイスは、出願人によって出願された国際特許出願公開第ＷＯ２０１１／１４５０６５Ａ１号に記載されている。各熱交換デバイスの上には、中空プレートの間を循環する部分的な空気流を等しくするように構成された、孔の列２５１−４を有する分配プレートが設置される。そのようなプレートの特定の実施形態が図５に示される。カラム１６の全凝縮面積は２９ｍ２であり、全チャンバ体積は０．１９ｍ３である。
【００５９】
隔壁１８は、高さ２４０ｃｍであり、２つの広い開口を含み、一方の開口２４は隔壁１８の最上部にあり、他方の開口３６は隔壁１８の基部にある。隔壁１８は、３つの同一の中間開口２８、３０および３２を更に含み、これらの開口のそれぞれは、蒸発カラム１４のプレート２０と同じピッチ（１５ｍｍ）を有する、高さ１０ｃｍ、幅２ｍｍの縦型スロットの水平方向の列である。スロットのそのような列が図３に示される。これらの３つのスロットの列は、これもまた図３に示されるカバーの使用により調節可能な有効断面積を有する。開口３２の底部はカラムの床から２ｍの位置に配置され、開口３０および２８の底部はカラムの床から１．６ｍおよび０．８ｍの位置に配置される。ここから、塔１０の４つの蒸留段の高さが導出できる。塔１０の上部の２つの段のそれぞれは、熱交換デバイス２２６、２２５を含み、底部の２つの段のそれぞれは、２つの交換デバイス２２４−２２３、２２２−２２１を含む。これら熱交換デバイス２２１−６のマニホールドを接続するポリマー導管は、隔壁１８の３つの開口２８、３０、３２に対面する。このように塔１０内に配置された４つの蒸留段の蒸発チャンバおよび凝縮チャンバのそれぞれの熱抵抗は、上述のように算出した。
【００６０】
隔壁１８の下部に配置される開口２６は、凝縮カラム１６の底部から空気を吸い込んで蒸発カラム１４内でその空気を上方へ推進する（矢印３６）ための送風機３４を備える。送風機３４のモータは、例えば同期型のものであり、可変周波数電圧により電力が供給される。供給周波数の関数としての、送風機３４によって供給される空気の最大流量および圧力を示すグラフが、利用可能である。凝縮カラム１６の熱交換デバイス２２１の上流マニホールドは、蒸留される海水を適切な質量流量ＱＥｏで該マニホールドに供給する貯蔵タンクに、ポリマー導管３８によって接続される。この海水は、装置の冷熱源を構成する。凝縮カラム１６の熱交換デバイス２２６の下流マニホールドは、交換デバイス２２１−６と同様の熱交換デバイス４２によって構成される加熱手段を備える水加熱器４０のインレット部に、ポリマーの導管３９によって接続される。この交換デバイス４２は、上流および下流の２つのパイプ４４−４６によって供給され、外部の１次高温熱源（図示せず）によって供給される熱伝導流体が循環する。水加熱器４０は出口せき（堰）４８を有し、そこから温海水５０が少しずつ流れて水盤状部材（basin-like member）５２に入る。この水盤状部材５２は、蒸発カラム１４の４０枚のプレート２０の上部をカバーする４０の分配トラフ（図示せず）に対応する、４０対のカラードホールで穿孔した底部を有する。凝縮カラム１６の基部には、蒸留水５６を回収するための容器５４が設置され、この容器５４は広く開いたＶ字形の壁と排出導管５８とを備える。蒸発カラム１４および塔１０は、それらの共通の基部に、濃縮海水を回収するための容器６０を含み、この容器６０は排出導管６２を備える。矢印６４−６６−６８は、蒸発カラム内を上昇する空気流を表し、矢印７０−７２−７４は、隔壁１８の開口で向きを変えられた空気を示す。矢印７６−７８−８０は凝縮カラム１６内を下降する空気流を表し、矢印８２は、隔壁１８の上部に配置される開口２４を通してカラム１６に入っていく流れを表す。
【００６１】
同一の蒸留装置シリーズのこの装置１０の第１ピースにおいて、上で定義した温度ＴＡ１〜ＴＡ４およびＴＡ１＊〜ＴＡ４＊を測定する複数の熱電対が蒸留装置の有意な位置に設置されており、これらは、中央が白い黒点によって表され、図示しないデジタル変換回路およびディスプレイに接続されている。凝縮カラム１６のインレット部導管３８および出口導管３９の壁を貫通する孔に封止状態で嵌められた中空金属インサート内にそれぞれ設置された２つの熱電対が、ＴＥ０およびＴＥ１を測定し、水加熱器４０の第３の熱電対がＴＥ２を測定する。隔壁１８の上部開口２４、下部開口２６、中間開口２８、３０、３２の前にそれぞれ配置される５つの熱電対が、ＴＡ０およびＴＡ４を測定する。熱交換デバイス２２３、２２５、２２６の下部であって凝縮カラム１６の外壁付近にそれぞれ配置される更に３つの熱電対が、ＴＡ１＊、ＴＡ２＊、およびＴＡ３＊を測定する。熱交換デバイス２２２−２２３、２２４−２２５、および２２５−２２６を接続する導管の壁を貫通する金属インサートにそれぞれ嵌められた３つの熱電対が、凝縮カラム内を上昇する水の温度を中間開口２８、３０、３２で測定する。
【００６２】
図２は、産業水（汚染廃液または食品産業水溶液）を濃縮するように構成された、本発明による４段を有する同一の水蒸留装置シリーズの装置１００の第１ピースを、一部模式的に表した簡略図である。高度に濃縮された液体を生成するために、本蒸留装置は、閉路内を循環する水と開路内を循環する空気によって動作する。周囲空気は、装置の冷熱源を構成する。図２によれば、水蒸留装置１００は、高さ２４０ｃｍ、幅１００ｃｍ、奥行き５０ｃｍのキャビネット内に封入されており、厚さ１０ｃｍのポリマー材発泡体の断熱外壁１０２を有する。蒸留装置１００は２つのカラムを有し、その一方は蒸発カラム１０４、他方は凝縮カラム１０６であり、これらは厚さ１５ｃｍ、高さ２２０ｃｍの隔壁１０８によって隔てられている。蒸発カラム１０４は、一辺２５ｃｍの正方形断面を有し、傾斜底部１１０を含む。傾斜底部１１０は、直径１ｃｍの複数の開口でジグザグ状に穿孔されており、それら開口は２ｃｍの距離で隔てられており、底部の３ｃｍの帯状部分は穿孔されていない。底部１１０の外面は滑らかであり、その内面は各開口周辺に高さ５ｍｍのカラーを含む。底部１１０上には、ぬれ性人工ナッツ物が隔壁１０８の上部付近のレベル１１２までゆるく積み重ねられている。これらのナッツは、長さ１２ｍｍのセラミックまたはプラスチックのＮＯＶＡＬＯＸ（登録商標）サドルであってもよい。傾斜穿孔底部１１０の下には円形開口を有するチャンバ１１４があり、この円形開口には、数百パスカルの過剰圧力を生成可能な、調節可能な空気流を有する送風機１１６が置かれている。傾斜底部１１０の下部の無孔の帯状部分では、濃縮水溶液の排出のための導管１１８の縦型部分が放出を行う。
【００６３】
凝縮カラム１０６は、図１の交換デバイス２２１−６と同様の、中空矩形プレート１２１および上流−下流マニホールドを有する４つの熱交換デバイス１２０１−４を含む。これらの交換デバイス１２０１−４は、それらのマニホールド間に５ｃｍの間隔をあけて直列に接続され、各熱交換デバイスの上には、図１の分配プレート２５１−４および図５の分配プレート１９０と同様の、孔の列１２３１−４を有する分配プレートが設置される。熱交換デバイス１２０１の下にはチャンバ１２２があり、チャンバ１２２は、外側へ開いた窓１２４と排出導管１２８を備えた凹底部１２６とを有する。熱交換デバイス１２０４の下流マニホールドは、常に汚染水で満たされている水加熱器１３２のインレット部にパイプ１３０を介して接続されている。この水加熱器１３２内に、熱交換デバイス１２０１−４と同一の熱交換デバイス１３４が、固定的に取り付けられている。この熱交換デバイス１３４は、上流のパイプ１３６および下流のパイプ１３８を備える。上流のパイプ１３６および下流のパイプ１３８は、適切な温度および流量で熱流体を熱交換デバイス１３４に供給する外部熱源の出口とインレット部に接続される。水加熱器１３２は堰１４０を備え、これにより、熱水は、蒸発カラム１０４を充填しているぬれ性人工ナッツ物の積層の最上部１１２の上にある、分散用水盤状部材１４２に流れ込む。水盤状部材１４２の底部は、ジグザグ状に配置された、直立したオーバフローカラーを有する多数の孔で穿孔されており、これらの孔は直径３ｍｍであり２ｃｍ間隔で設けられている。
【００６４】
隔壁１０８は発泡ポリマーでできている。この隔壁１０８の最下部はいかなる取付物も含まず、その残りの部分は、図３に示す縦型スロットの列によって形成された細長い矩形のインレット部を備える、４つの独立した移行チャンバ１４４１−４によって占められる。これらのスロットは、蒸発カラム１０４に充填されているナッツのいかなる寸法よりも小さい幅を有する。移行チャンバ１４４１の上流のスロットの列の下エッジ部分の高さは６５ｃｍであり、スロット１４４２−４の他の列の下エッジ部分の高さはそれぞれ、１０５ｃｍ、１４５ｃｍ、１８５ｃｍである。これらの高さは、蒸留装置１００のカラム１０４の互いに上下に重ねられた蒸発チャンバの天井の高さである。
【００６５】
移行チャンバ１４４１−４のインレット部によって向きを変えられる空気流は通常、大なり小なり濃縮される産業水の水滴を運ぶので、これらのインレット部は、バッフル１４５１−４およびフック形状のディフレクタ１４６１−４によって形成される水滴分離体を含み、これらバッフルおよびディフレクタが協働して水滴を捕え、蒸発カラム１０４に水滴を戻す。これらのバッフルを越えて、ロータリーバルブ１４８１−４へ、そして熱交換デバイス１２０１−４および水加熱器１３２を隔てる間隔１５０１−４へと続くラインが配置される。ロータリーバルブ１４８１−４内において、互いに直径方向に正反対の方向にある長手方向開口を有する回転シリンダ（図の黒部分）が、図示しない手動制御手段を備える。ロータリーバルブ１４８４は最大に開かれており、チャンバ１４４４によって生成される圧力降下は無視できる。
【００６６】
蒸留装置１００によって生成される濃縮汚染水を排出するための導管１１８は、水を自然冷却するための装置１１９に接続され、装置１１９は貯蔵タンク１５２の上に排出する。このタンク１５２は２つの出口パイプを有する。その一方の１５４は、ポンプ１５６のインレット部に接続されており、その他方の１５８は、この濃縮水を産業用貯蔵槽に放出するための電磁弁１６０を備える。蒸留装置１００における水循環のループを閉じるために、パイプ１６２が、凝縮カラム１０６の熱交換デバイス１２０１の上流マニホールドにポンプ１５６の出口を接続する。濃縮される汚染水を生成する産業装置は、貯蔵タンク１５２の上に放出する導管１６４を介して蒸留装置１００に接続され、この導管は電磁弁１６６を備える。図１の蒸留装置１０と同様に、図示しない熱電対が、蒸留装置１００内で循環する空気および水の意味のある温度を測定するために、蒸留装置１００の異なる箇所に設置される。
【００６７】
図２による蒸留装置１００において、産業水が閉路内を循環し、空気が開路または閉路内を循環して、前記水中の溶存固形分の濃縮を行う場合、好ましくは自然冷却の冷却用装置１１９を使用し、貯蔵タンク１５２に放出される濃縮物の最高初期温度ＴＥ３を下げ、該濃縮物を装置の１つのまたは唯一の冷熱源とすることが必要である。この冷却が、蒸発カラムに入っていく空気流の温度ＴＡ０より低い温度ＴＥ０、または凝縮カラムから出て行く空気流の温度ＴＡ０＊まで、濃縮物の温度を下げるのに十分でない場合、蒸留装置の性能係数（ＣｏＰ）は、直接影響を受けるであろう。再生された濃縮液体がより冷却されればされるほど、ＣｏＰの悪化の程度は小さくなるであろう。このなまぬるい濃縮物は、親水性またはぬれ性の表面を有する一組の縦型サポートの上部で放出され、降下していく間に周囲空気の自然対流または強制対流によって冷却されれば、最大限に自然冷却させること可能である。周囲空気の露点が十分に低い場合、再生される液体濃縮物の最終温度ＴＥ０は、図４に示すように蒸発カラムの根元で注入された空気の初期低温であるＴＡ０未満となる。
【００６８】
図３は、図１の蒸留装置１０の隔壁１８および図２の蒸留装置１００の隔壁１０８の移行チャンバ１４４１−４のインレット部において形成される、縦型スロット１７２の水平方向の列１７０の一部を示す。図３はまた、蒸留装置１０の隔壁１８のスロットの各列の前に配置されるスライドカバー１７４を示す。これらのスロット１７２は、高さ１０ｃｍ、幅２ｍｍであり、１５ｍｍのピッチを有する。カバー１７４は、列１７０のスロットの幅と同一の幅を有するスロットの列を含み、好ましくは、関係する蒸留段のランクとともに減少する高さを有する。このカバー１７４は、図示しない固定ナットに回転可能に取り付けられたねじ軸１７６と一体形成されている。
【００６９】
図４は、全ての調節が正しく行われた蒸留装置１０において、開路内を循環する水のエンタルピーフラックスの曲線ＨＥ＝ｆ（Ｔ）と、閉路内を循環する空気の曲線ＨＡ＝ｆ（Ｔ）とを示す。直線１８０および１８２はそれぞれ、上昇する冷水および下降する熱水の流れの、増減するエンタルピーフラックスを表す。これらの直線は平行であり、それらの傾きはＣｐＥである。これら２つのライン１８０−１８２の端の温度はそれぞれ、ＴＥ０、ＴＥ１、ＴＥ２、およびＴＥ３である。曲線１８４は、蒸留装置１０内を循環する上昇および下降する飽和湿潤ホット空気の流れの両方のエンタルピーフラックスを表す。曲線１８４は、装置１０の蒸留の４つの段に対応する、直線から逸れた４つの花綱状（フェストウーン:festoons）曲線１８８１−４を有する。これら花綱状曲線１８８１−４の端の温度は、それぞれ、ＴＡ０ｃ、ＴＡ１Ｃ、ＴＡ２ｃ、ＴＡ３Ｃ、およびＴＡ４Ｃである。花綱状曲線１８８１−４の連続したセクションと、それぞれ２つの上昇および下降する直線１８０および１８２との間において、それらの間の水平距離は、蒸留装置の蒸発カラム１４および凝縮カラム１６の対応するセクションのさまざまな見かけの熱抵抗を表す。
【００７０】
図５は、本発明による水蒸留装置の凝縮チャンバのうちの１つの上に載せられる、ポリマー材料製の孔あきトレイ１９０を示す。このチャンバの熱交換デバイスは、５ｍｍの間隔を有して１０ｍｍのピッチで組立てられた幅２０ｃｍの２４枚の中空プレートを有する２つの同一のデバイスが並置かつ平行に置かれることによって形成される。孔あきトレイ１９０は、長さ４０ｃｍ、幅３３ｃｍ、厚さ３ｍｍであり、４つの列１９２１−４を含み、各列は、１０ｃｍの間隔で隔てられた２５の孔を有する。各列は、長円孔１９３のような２３の長円孔を有する。これらの長円孔は、幅６ｍｍ、長さ１２ｍｍであり、両端の２つの円孔は直径６ｍｍである。長円孔１９３は、中空プレートを隔てる空間の上に配置され、前記円孔は、両端のプレートと凝縮チャンバの壁との間の空間の上に配置される。孔あきトレイ１９０は、互いに上下に位置する２つの凝縮チャンバ間の空気ダクトを封止する厚さ３０ｍｍ、高さ５０ｍｍの３つのエッジ部１９４１−３と、各凝縮チャンバの２つの熱交換デバイスの間の接続を提供する２つのチューブを封止状態で通す２つの開口１９６１−２とを有する。
【００７１】
当該２つの連続生成蒸留装置のどちらか一方の装置（１０または１００）の第１ピースのオペレーションについて述べる際、蒸留装置１００をまず実質的に単純化して、蒸留装置１０と同じ様に動作するように配置することが考えられる。基本データは、分散分配される水の質量流量ＱＥ０と、水温ＴＥ０、ＴＥ２と、空気温度ＴＡ０である。例えば、装置の両方のピースについて、ＱＥ０＝１００ｇ／ｓ、ＴＥ２＝８５℃である。蒸留装置（１０および１００）は、両方とも閉ループ空気流および開ループ水流を用いて動作するので、我々は、ＴＥ０＝２０℃、そしてＴＡ０＝２７℃、ＴＡ４＝８３℃を得る。これらのデータから、我々は、送風機と隔壁の開口の断面積に関して、上で詳細に記載した調節手順を実行できる。我々は、蒸留装置１０の隔壁１８のスロット２８、３０、３２の列および蒸留装置１００の隔壁１０８の同様の列において確立すべき空気流の温度を決定することから始める。続いて我々は、２７℃および８３℃という限界温度により、（約）４５℃、６１℃、および７３℃を得、そして略１８℃、１６℃、１２℃および１０℃というローカルステップを踏む。次に、我々は、装置の各ピースのコンポーネントを適切な温度にするためにかなり長い時間、熱水を分散分配し、その後、送風機３４または１１６のスイッチを入れる。蒸発カラム１６は一定ピッチで並置されたぬれ性または親水性の表面を有する縦型プレートを備え、カラム１０４はゆるくパックされたぬれ性人工ナッツ物を有するので、空気流に提供される通路とその中の圧力降下は非常に異なる。このような条件下では、送風機によって生成される空気の過剰圧力に対しても同様のことが当てはまる：すなわち、蒸留装置１０の送風機３４については１００〜２００パスカル、蒸留装置１００の送風機１１６については３００〜５００パスカルである。実際、蒸留装置１０では、上昇する空気流は、等速度を有し、水滴を運びそうにはないため、縦型スロットの列２４、２６、２８、３２は直接凝縮カラム１６に開くことができる。しかし、これは蒸留装置１００には当てはまらない。なぜなら、ここでは空気流は、特にランク１の蒸留段の移行チャンバ１４１１へのインレット部の上流に配置されるスロットの列において、水および塩水の水滴を運ぶ有意な局所流速を有し得るからである。これらの運ばれた、水および塩水の水滴は、それらを捕えて蒸発チャンバに戻す水滴分離体１４５１−４−１４６１−４の存在を必要とする。
【００７２】
送風機３４または１１６の流量は、蒸留装置（１０および１００）の隔壁（１８または１０８）のランク１のスロットの列を通過する空気の温度ＴＡ１を一時的に４５℃にするように調節される。そして、カバー１７４またはロータリーバルブ１４８１−３を使用して、我々は、蒸留装置１０の当該隔壁の開口１８のポート断面積または蒸留装置１００の隔壁１０８の開口のポート断面積を調節して、ランク２および３の蒸発チャンバの最上部において温度ＴＡ２＝６１℃を得、そしてＴＡ３＝７３℃を得る。次いで、我々は、ランクｎのカバー１７４またはロータリーバルブ１４８の設定を再調節し、ランクｎの蒸発チャンバへのインレット部の温度ＴＡｎが、同ランクの凝縮チャンバの出口の温度ＴＡｎ＊と等しくなるようにする。これらの温度は、次いで、初期温度から１．５℃未満の差しかない最適設定値ＴＡ１Ｃ、ＴＡ２Ｃ、およびＴＡ３Ｃを構成する。この後、我々は、送風機の速度をわずかに補正して、凝縮カラムの出口での水の温度ＴＥ１を最大にし、できる限りＴＥ２に近くなるよう、例えばＴＥ１＝０．７５℃までもってくる。
【００７３】
こうした後、容器５４または１２６は、蒸留水の毎時４０リットルの量を受け入れ、ＴＥ０、ＴＥ１、およびＴＥ２に関して上記で与えられた値により、性能係数（ＣｏＰ）＝６．５となる。水加熱器によって装置に供給される熱出力はＰＣｈ＝３．８ｋＷであり、蒸留において使用される熱出力はＰＤｉｓｔ＝２４．７ｋＷである。したがって、蒸留装置（１０または１００）の蒸発カラムおよび凝縮カラムの見かけの全体の熱コンダクタンスは、ＣＴ＝ＰＤｉｓｔ／（ＴＥ２−ＴＥ１）＝２４７０Ｗ／Ｋである。
【００７４】
そして、送風機３４および１１６の制御の設定の値は、蒸留ユニットのチャンバ間の連通路のポート断面積のための設定値と同様に記録され、これらの値は、連続生成装置のための構造上の仕様として使用される。これは、送風機の同期モータのための周波数となり、装置１０の縦型スロットの４つの列および装置１００の調節された弁に代わる４つの隔壁の水平スロットのための（１ミリメートルの十分の一まで正確な）値となるであろう。分配プレート２５１−４および１２３１−４の孔の寸法は、これら４つのチャンバ内を循環する飽和湿潤ホット空気の近似体積流量ＱＳ１〜ＱＳ４の関数として、各凝縮チャンバについて算出される。
【００７５】
このように構築された水蒸留装置は、一定であるインレット部パラメータＱＥ０およびＴＥ２で動作するように設計されている。そうである限り、装置の性能係数（ＣｏＰ）は最大であるが、何らかの理由でこれらのパラメータの一方および／または他方の値がその初期値からいくぶんずれた場合には、蒸留装置の全体の性能は中程度に低下するが、それでもなお、満足のいくものである。
【００７６】
共に海水または汽水（特に化石水）を処理する簡略型の蒸留装置１０または蒸留装置１００の場合、蒸留水は回収されて、適切な無機塩類を加えることによって飲料水に変換され、その一方で、低い塩濃度を有する海水は直接海に放出される。
【００７７】
産業水の濃縮物を生成するために動作する上述の蒸留装置１００の場合、空気流は開または閉ループ内を循環し、水流は閉ループ内を循環する。装置１１９において予め冷却された濃縮物（空気が閉ループ内を循環する際には唯一の冷熱源になる）は、タンク１５２に回収され、その濃縮が十分になるまでリサイクルされる。こうするために、汚染水は、タンク１５２において次第に濃縮され、ポンプ１５６によって汲み出され、凝縮カラム１０６の熱交換デバイス１２０１の上流マニホールドに注入される。この濃縮が十分であれば、ポンプ１５６は停止され、タンク１５２を空にするための電磁弁１６０が作動され、高度に濃縮された（５〜１０倍）所定体積のプロセス水が、離れたところにある槽に貯蔵され、回収を待つ。この動作の終わりに、新規の体積の産業水が、適切な時間、電磁弁１６６を作動させることによって、貯蔵タンク１５２に注入される。その後、ポンプ１５６が再度スタートする。装置効率に応じて、これらの動作のサイクルは試験により決定され、電磁弁１６０および１６６およびポンプ１５６は、プログラムされた制御部によって周期的に制御される。汚染水の濃縮物を排除するためのコストは、達成される濃縮の度合いに応じて低減される。その一環として、蒸留水は、ローカルな用途のために回収するまたは自然に排出することができる。同一の補助サブアセンブリを利用して、ぬれ性の表面を有する蒸発プレートを嵌めた蒸発カラムを有する蒸留装置１０を、産業廃水の濃縮物を生成する装置に変換できる。また逆に、蒸留装置１００は、蒸留水および高度に濃縮された塩水を生成するために使用できる。
【００７８】
図６は、Ａにおいて、図１〜２の蒸留段と同様の、４つの並置された蒸留ユニット２０２、２０４、２０６、および２０８により形成される水蒸留装置２００の正面図を示し、Ｂにおいて、断面Ｃ−Ｃから見た蒸留ユニット２０８の模式図を示す。
【００７９】
これらのユニットの蒸発チャンバのそれぞれにおいて、厚さ６ｍｍ、幅８０ｃｍ、高さ１２５ｃｍの適切なリリーフ（relief）が存在する結果としてぬれ性の表面を有する、１００枚の非金属プレート２１０が１５ｍｍの一定ピッチで縦型に配置される。プレートの熱交換のための総表面積は２００ｍ２であり、蒸発チャンバの体積は１．５ｍ３である。凝縮チャンバのそれぞれにおいて、熱交換デバイス２１２は、図１および２の熱交換デバイスと同じ種類のものである（上流および下流の溶接されたマニホールドを有する中空吹込成形プレート）。各熱交換デバイス２１２は、１０ｍｍのピッチで組立てられた幅８０ｃｍ、高さ１２５ｃｍの１５０枚の中空縦型プレート２１３を備える。プレートの熱交換のための総表面積は、３００ｍ２であり、各凝縮チャンバの体積は１．５ｍ３である。最も低温のユニット２０８の熱交換デバイス２１２の上流カップリング２１４は、周囲温度（２０℃）および適切な過剰圧力で海水を供給するための接続ポイント２１６に接続される。この熱交換デバイス２１２の下流カップリング２１８は、蒸留ユニット２０６の熱交換デバイスの上流カップリングにつながる断熱導管２２０に接続される。同様のことがユニット２０４および２０２に当てはまり、断熱導管２２２および２２４は、これらのうちの第１の方の下流カップリングをこれらの第２の方の熱交換デバイスの上流カップリングに接続する。最も高温のユニット２０２の熱交換デバイスの下流の接続は、水加熱器２２６のインレット部に接続され、その出口は、ぬれ性プレート２１０のための個別の分散分配トラフ（図示せず）に供給する水盤状部材２２８に接続される。ユニット２０２の蒸発チャンバのフロアは、そのぬれ性プレート２１０から流れてくる増大した塩含有量を有する海水を回収するための容器２３０を形成するように配置される。この容器２３０内にポンプ２３２が設置され、ポンプ２３２は、ユニット２０６の分配分散装置の水盤状部材２３６に断熱導管２３４によって接続され、ユニット２０４は回収容器２３８およびポンプ２４０を含む。このポンプ２４０は、ユニット２０６の分配装置の容器２４４に断熱導管２４２によって接続され、ユニット２０６は回収ビン２４６およびポンプ２４８を含む。このポンプ２４８は、ユニット２０８の分配装置の水盤状部材２５２に断熱導管２５０によって接続され、ユニット２０８は、排出導管２５６を備える回収ビン２５４を含む。前述のものと同様に、図５のＢで示される水盤状部材２５２は、１００枚のプレート２１０の分配分散トラフに供給する１００対のオーバフロー堰２５３ａ−ｂを備える。図５のＢにおいて、凝縮チャンバの上に、図１および２の分配プレート２５および１２３と同様の、孔の列を有する分配プレート２５７が配置される。ユニット２０８の蒸発チャンバと凝縮チャンバとを隔てる隔壁２５８に形成される下部開口内に、ファンブレード２６０が取り付けられ、送風機のための同期モータに軸２６２によって接続される。このモータとその可変周波数電源ユニットは、凝縮チャンバの外部のブロック２６４として表される。このブロックは、ダイヤル２６６を備える手動制御、またはコンピュータによって駆動される自動制御のいずれかを含む。４つのユニット２０２、２０４、２０６、および２０８には、同様の内部ファンブレード２６０１−４および外部のモータユニット２６４１−４が備えられる。これらのモータの電力および／またはファンブレードのピッチは、各ユニットの動作条件に適合される。矢印２６５および２６７は、送風機によって生成される気流の閉回路循環の方向を示す。蒸留水は、各凝縮チャンバの根元に設置されるビン２６８に回収される。これらのビンは全て、排出パイプ２７０に接続される。並置された蒸留ユニット間の温度の連続性は、一方のユニットから他方のユニットへと通過する水の上昇または下降流によって確保される。
【００８０】
４つの並置された蒸留ユニットを有するこの蒸留装置は、大量の蒸留水を日々生産するのに非常に適している。水加熱器２２６のための電力が１２０ｋＷであり、蒸留される水の質量流量ＱＥｏが４．５ｋｇ／ｓであるので、日産量は、蒸留装置２００では約３０ｍ３／日である。更に、この装置は、利用可能な熱エネルギーの量が１日内で著しく変わりやすいために水の質量流量がその傾向に多かれ少なかれ追従する状況に、非常に適している。この場合、上で定義した適切なソフトウェアを有するコンピュータは、一旦パラメータＱＥ０、ＴＥ２、ＴＥ０およびＴＡ０が入力されると、モータブロックを調節する。これらの設定は、以下の２つの方法で設定可能である：（１）これら４つの周波数の制御に関連するダイヤルの設定点の値をコンピュータ画面で読み、ダイヤルにこれらの値を手動で表示する、または（２）制御手段がこれらの４つの周波数に直接設定されるようにコンピュータをプログラムする。
【００８１】
蒸留段内の空気流が互いから独立している装置のピースへと蒸留ユニットを変更するために図１および２に示される互いに上下に配置された蒸留ユニットを使用する蒸留装置（１０および１００）にもたらされる変更は、これらの装置のピースの定義から明らかである。これら２つの図にあるランク１の段と多かれ少なかれ同一である４つの段の間に、蒸留される水を回収するためおよび分散分配するための図６のものと同一の水平方向隔壁が各段に追加され、熱交換デバイス同士を接続するパイプがその水平方向隔壁内を通る。そのような通常の補助装備を備える、図１または２による水蒸留装置を示す図を示す必要は殆どない。更に、これら２つの実施形態を組み合わせ、互いに上下に配置された２つの蒸留ユニットから形成されるグループを構成してこれらのグループを並置することは有用であり得る。これは、取り扱う際に特に問題を引き起こさずに容易に積み重ねられ得る中くらいの高さ（＜１２０ｃｍ）の蒸留ユニットに適している。
【００８２】
本発明は、図１、２、および６を参照して説明した上記実施形態に限定されない。
【００８３】
実際、蒸発チャンバおよび凝縮チャンバのコンポーネントは、提示したもの（親水性またはぬれ性の表面を有するプレート、セラミックまたはポリマー材料のぬれ性ナッツ）と異なってもよい。全ての場合において、これらのコンポーネントは、腐食および高すぎるコストの問題を回避するために非金属のものが使用されるであろう。蒸発チャンバは、いかなる薄い平面的サポートであってもよく、特にストレッチ性織物の親水性シートによって形成されてもよく、また焼成粘土製の人工ナッツ物（noix）であってもよい。凝縮チャンバについては、１次マニホールドを備え、２次上流マニホールドおよび２次下流マニホールドに接続された、市販のフォームプレート（plaques alveolaires）で形成された熱交換デバイスを使用できる。並置された蒸留ユニットを使用する蒸留装置２００において、蒸発チャンバはぬれ性人工ナッツ物で充填でき、各ユニットのチャンバ対の間の連通は、水滴分離体を含むことができる。予め設定されて製造されたものである標準の蒸留装置に加え、測定および調節手段の大部分を含む各シリーズの装置の第１の装置と同じ装置を個別の顧客を満足させるために販売できることは明白である。
【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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【国際調査報告】
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