JPH07230Y2 - 高純度蒸溜水製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、水蒸気発生装置により純水を加熱して水蒸気
を得、この水蒸気を樹脂膜からなる疎水性のフィルター
を介して凝縮器に供給し、凝縮器で水蒸気を冷却して高
純度蒸溜水を得る高純度蒸溜水製造装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 水蒸気発生装置により純水を加熱して水蒸気を得、この
水蒸気をフィルターを介して凝縮器に供給し、凝縮器で
水蒸気を冷却して高純度蒸溜水を得る従来の高純度蒸溜
水製造装置においては、水蒸気発生装置とフィルターと
を配管により直結し、またフィルターと凝縮器とを配管
により直結した構造であった。

（考案が解決しようとする課題） 不純物を運ぶミストを確実に除去し、水蒸気のみを通過
させる優れた特性のフィルターとして、樹脂膜からなる
疎水性のフィルターがある。このフィルターは耐熱温度
が低く、連続運転する場合は、例えば100℃ないし110℃
程度の温度で使用する必要がある。しかしながら従来の
高純度蒸溜水製造装置では、フィルターを通過する水蒸
気の温度の特別な考慮を払っていないので、樹脂膜から
なる疎水性のフィルターを用いた場合、水蒸気の温度が
高すぎてフィルターの劣化を早めるという不都合があっ
た。またこの問題を解決するためにフィルターを通過す
る水蒸気の温度を低くしすぎると、水蒸気の体積が大き
くなってしまい、大形のフィルターを必要とする等、濾
過の効率が低下するという不都合があった。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本考案の高純度蒸溜水製造装
置は、水蒸気発生装置により純水を加熱して水蒸気を
得、この水蒸気を樹脂膜からなる疎水性のフィルターを
介して凝縮器に供給し、凝縮器で水蒸気を冷却して高純
度蒸溜水を得る高純度蒸溜水製造装置において、前記水
蒸気発生装置から前記フィルターへの水蒸気の供給管路
に第１のオリフィスを介装し、前記フィルターから前記
凝縮器への水蒸気の供給管路に第２のオリフィスを介装
して、前記フィルターにおける水蒸気の圧力を、前記水
蒸気発生装置からの水蒸気の供給圧よりも低くかつ大気
圧よりも高い所定圧に設定することにより、前記フィル
ターにおける水蒸気の温度をフィルターの連続使用許容
最高温度程度にする構成としたものである。

（作用） 水蒸気は、水蒸気発生装置からフィルターへ供給される
間に第１のオリフィスを通過することにより減圧され、
フィルターから凝縮器へ供給される間に第２のオリフィ
スを通過することによりさらに減圧される。これにより
フィルターにおける水蒸気の圧力は、水蒸気の温度がフ
ィルターの連続使用許容最高温度程度になるように調整
される。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は本考案の一実施例における高純度蒸溜水製造装
置の配管系統図で、プレヒーター１の下端には例えば膜
透過水等の純水を供給するための純水供給管２の終端が
接続されており、プレヒーター１の上端には連絡管３の
一端に接続されている。連絡管３の他端は加熱缶４の下
端に接続されており、加熱缶４の上端には連絡管５の一
端が接続されている。連絡管５の他端は蒸発缶６の上端
に接続されており、蒸発缶６の下部には連絡管７の一端
が接続されている。連絡管７の他端は気液分離器８の下
部に接続されており、気液分離器８の上端には水蒸気供
給管９の一端が接続されている。水蒸気供給管９の他端
はフィルターケース10の下部に接続されており、水蒸気
供給管９には自動式の開閉弁11と第１のオリフィス12と
が一端側から他端側にかけてこの順に介装されている。
フィルターケース10の内部に収容されたフィルター13の
下端には連絡管14の一端が接続されており、連絡管14の
他端は凝縮器15の水蒸気入口に接続されている。連絡管
14には第２のオリフィス16が介装されている。凝縮器15
の高純度蒸溜水出口には連絡管17の一端が接続されてお
り、連絡管17の他端は冷却器18の流通管18aの一端に接
続されている。流通管18aの他端には高純度蒸溜水取出
管19の始端が接続されており、高純度蒸溜水取出管19の
終端は高純度蒸溜水を使用する例えば薬品製造装置（図
示せず）等に接続されている。なおプレヒーター１と加
熱缶４と蒸発缶６と気液分離器８とにより水蒸気を発生
する水蒸気発生装置20が構成されている。

加熱缶４のジャケット21の上部には加熱蒸気を供給する
ための加熱蒸気供給管22の終端が接続されており、ジャ
ケット21の上端部には連通管23の一端が接続されてい
る。連通管23の他端は蒸発缶６のジャケット24の上端部
に接続されており、ジャケット24の下端部には連通管25
の一端が接続されている。連通管25の他端はプレヒータ
ー１のジャケット26の上端部に接続されており、加熱缶
４のジャケット21の下端部には連通管27の一端が接続さ
れている。連通管27の他端は連通管25の中間部に接続さ
れており、プレヒーター１のジャケット26の下端部には
ドレン管28の始端が接続されている。ドレン管28には逆
止弁29,30が介装されている。蒸発缶６の下端部には連
通管32の一端が接続されており、連通管32の他端はレベ
ルポット33の上下方向中間部に接続されている。レベル
ポット33にはレベルスイッチ34が設置されている。連絡
管３の中間部にはブロー管35の始端が接続されており、
ブロー管35には自動式の開閉弁36と逆止弁37とが上流側
から下流側にかけてこの順に介装されている。蒸発缶６
の下端には連通管38の一端が接続されており、連通管38
の他端は開閉弁36と逆止弁37との間の位置にてブロー管
35に接続されている、連通管38にはオリフィス39と自動
式の開閉弁40とが一端側から他端側にかけてこの順に介
装されている。連通管38には、オリフィス39よりも一端
側の位置に、連通管42の一端と連通管43の一端と連通管
44の一端とが接続されており、連通管42の他端はレベル
ポット33の下端に接続されている。連通管43の他端は気
液分離器８の下端に接続されており、連通管44の他端は
連通管３の中間部に接続されている。連通管44には逆止
弁45が介装されている。水蒸気供給管９には、開閉弁11
よりも一端側の位置に、水蒸気取出管47の始端が接続さ
れており、水蒸気取出管47の終端は純粋蒸気を使用する
例えば薬品製造装置（図示せず）等に接続されている。
水蒸気取出管47には自動式の開閉弁48が介装されてい
る。凝縮器15の冷却管49の一端には冷却水を供給するた
めの冷却水供給管50の終端が接続されており、冷却水供
給管50には手動式の開閉弁51が介装されている。冷却水
供給管50には、開閉弁51よりも上流側の位置に、連通管
52の一端が接続されており、連通管52の他端は冷却器18
のジャケット53の冷却水流入口に接続されている。ジャ
ケット53の冷却水流出口には連通管54の一端が接続され
ており、連通管54の他端は冷却水供給管50に開閉弁51よ
りも下流側の位置にて接続されている。凝縮器15の冷却
管49の他端には冷却水排出管55の始端が接続されてい
る。高純度蒸溜水取出管19の始端部には連通管57の一端
が接続されており、連通管57の他端はブロー管35に逆止
弁37よりも下流側の位置にて接続されている。連通管57
には、逆止弁58と、連通管57を流れる流体の温度が所定
温度以上になったときに閉弁する弁装置59とが、一端側
から他端側にかけてこの順に介装されている。フィルタ
ーケース10の下端には連通管60の一端が接続されてお
り、連通管60の他端は連通管57に逆止弁58よりも一端側
の位置にて接続されている。連通管60には連通管61の一
端と連通管62の一端とが接続されており、連通管61の他
端は凝縮器15に接続されている。連通管62の他端は連絡
管17の中間部に接続されており、連通管62には自動式の
開閉弁63が介装されている。

フィルターケース10は、第２図のように、上部ケース66
と下部ケース67とから構成されており、上部ケース66と
下部ケース67とは円環状のパッキン68を介して図外のボ
ルト等により連結されている。フィルターケース10の内
壁面には、フィルター13よりも下方の位置にて円環状の
衝突板69の外周が固着されている。フィルター13は、支
持体71と、支持体71上に取付けられたフィルター本体72
とから構成されており、フィルター本体72の内部空間は
支持体71に形成された孔73を介して連絡管14に連通して
いる。連絡管14はフィルターケース10の周壁を貫通して
いる。フィルター13のフィルター本体72は、例えばテフ
ロンフィルム等の疎水性の合成樹脂からなり、水蒸気等
の気体は通過させるが、ミストは微細なものでも通過を
許さない。またフィルター本体72は、第３図のような横
断面形状であり、表面積を大きくして濾過の効率を向上
させるように配慮されている。

なお図示していないが、レベルスイッチ34の出力端は制
御装置の入力端に接続されており、制御装置は、蒸発缶
６内の純水の水位に応じて純水供給管２に介装された開
閉弁と開閉弁40とを制御する。また水蒸気供給管９には
温度センサーが介装されており、その検出温度に応じて
制御装置は加熱蒸気供給管22に介装された開閉弁を制御
する。また連絡管17には温度センサーが介装されてお
り、その検出温度に応じて制御装置は冷却水供給管50に
介装された制御弁を制御する。

次に動作を説明する。純水は、純水供給管２とプレヒー
ター１と連絡管３と加熱缶４と連絡管５とを通って蒸発
缶６に供給される。一方加熱蒸気は、加熱蒸気供給管22
と加熱缶４のジャケット21と連通管23と蒸発缶６のジャ
ケット24と連通管25とプレヒーター１のジャケット26と
を通ってドレン管28によりドレンされる。また加熱缶４
のジャケット21に供給された加熱蒸気の一部は連通管27
と連通管25とを通ってプレヒーター１のジャケット26に
供給される。したがって、純水はプレヒーター１を通過
する間に加温され、加熱缶４を通過する間に加熱され、
蒸発缶６の内部でさらに加熱されて蒸発し、気液２相流
の状態で蒸発缶６内の下部に至る。この気液２相流は、
連絡管７を通って気液分離器８に流入し、気相である水
蒸気と液相とに分離される。ここで、開閉弁11が閉弁
し、開閉弁48が開弁している状態では、気液分離器８で
得られた水蒸気は水蒸気供給管９と水蒸気取出管47とを
通って水蒸気を使用する図外の装置に純粋蒸気として供
給される。一方、開閉弁11が開弁し、開閉弁48が閉弁し
ている状態では、気液分離器８で得られた水蒸気は水蒸
気供給管９を通ってフィルターケース10の内部に供給さ
れる。この水蒸気はフィルターケース10の内部を上昇す
る間に衝突板69（第２図）に衝突して大きなミストを除
去され、さらにフィルター13のフィルター本体72の壁を
通過する際に微細なミストも除去されて、水蒸気のみが
フィルター13の内部に流入する。このように、不純物を
運ぶミストが完全に除去されるので、フィルター13の内
部に流入した水蒸気には不純物が含まれていない。この
水蒸気は連絡管14を通って凝縮器15に流入し、凝縮器15
を通過する間に冷却水により冷却されて凝縮し、高純度
蒸溜水になる。この高純度蒸溜水は連絡管17を通って冷
却器18の流通管18aに流入し、流通管18aを通過する間に
冷却水により再度冷却されて再蒸発を防止され、高純度
蒸溜水取出管19を通って高純度蒸溜水を使用する図外の
装置に供給される。

ところで、水蒸気供給管９には第１のオリフィス12が介
装され、連絡管14には第２のオリフィス16が介装されて
いるので、第１のオリフィス12と第２のオリフィス16と
の間における水蒸気の圧力は、気液分離器８から流出す
る水蒸気の圧力よりも低く、かつ大気圧よりも高い圧力
になる。そしてこの圧力は、フィルター13の表面におけ
る水蒸気の温度がフィルター13の連続使用許容最高温度
（例えば105〜110℃）程度になるように設定されてい
る。またフィルター13の通過前後の水蒸気の圧力差が、
最も効率よく濾過できる圧力差（例えば0.5kg/cm²程
度）になるように設定されている。これらの圧力設定は
第１のオリフィス12および第２のオリフィス16の流路断
面積を適切に選定することにより容易に実現できる。し
たがって、水蒸気の温度が高すぎてフィルター13を劣化
させるということがなく、しかも水蒸気の体積が大きく
なって濾過の効率が低下するということもない。

（別の実施例） 上記実施例においては、水蒸気発生装置20をプレヒータ
ー１と加熱缶４と蒸発缶６と気液分離器８とにより構成
したが、本考案はこのような構成に限定されるものでは
なく、あらゆる種類の水蒸気発生装置を使用できる。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、水蒸気発生装置か
らフィルターへの水蒸気の供給管路に第１のオリフィス
を介装し、フィルターから凝縮器への水蒸気の供給管路
に第２のオリフィスを介装して、フィルターにおける水
蒸気の圧力を、水蒸気発生装置からの水蒸気の供給圧よ
りも低くかつ大気圧よりも高い所定圧に設定することに
より、フィルターにおける水蒸気の温度をフィルターの
連続使用許容最高温度程度にしたので、フィルターを通
過する水蒸気の温度が高すぎることによるフィルターの
劣化を良好に防止でき、しかもフィルターを通過する水
蒸気の体積を極力小さくして濾過の効率を向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における高純度蒸溜水製造装
置の配管系統図、第２図はフィルターケースの縦断正面
図、第３図はフィルターの横断平面図である。 ９…水蒸気供給管（供給管路）、12…第１のオリフィ
ス、13…フィルター、14…連絡管（供給管路）、15…凝
縮器、16…第２のオリフィス、20…水蒸気発生装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】水蒸気発生装置により純水を加熱して水蒸
   気を得、この水蒸気を樹脂膜からなる疎水性のフィルタ
   ーを介して凝縮器に供給し、凝縮器で水蒸気を冷却して
   高純度蒸溜水を得る高純度蒸溜水製造装置において、前
   記水蒸気発生装置から前記フィルターへの水蒸気の供給
   管路に第１のオリフィスを介装し、前記フィルターから
   前記凝縮器への水蒸気の供給管路に第２のオリフィスを
   介装して、前記フィルターにおける水蒸気の圧力を、前
   記水蒸気発生装置からの水蒸気の供給圧よりも低くかつ
   大気圧よりも高い所定圧に設定することにより、前記フ
   ィルターにおける水蒸気の温度をフィルターの連続使用
   許容最高温度程度にする構成としたことを特徴とする高
   純度蒸溜水製造装置。