JP7431447B2

JP7431447B2 - 蒸留水製造装置

Info

Publication number: JP7431447B2
Application number: JP2020099633A
Authority: JP
Inventors: 淳佐々木; 翼森川
Original assignee: TOYO. SS. CO., LTD.
Current assignee: TOYO. SS. CO., LTD.
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2040-06-08
Also published as: JP2021192899A

Description

本発明は、蒸留水を製造する蒸留水製造装置に関する。

実験等に利用するための不純物の混入が少ない高純度の蒸留水を製造するものとして、蒸留水製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この蒸留水製造装置は、例えば図１１及び図１２に示すように、水道配管９６から給水され、図中矢印で示す水の流れに沿って、例えば圧力スイッチ９７ａを有する減圧弁９７、前処理カートリッジ９８、イオン交換樹脂カートリッジ９９、イオン交換水水質計電極１１４、流量センサー１０７、ボイラー給水電磁弁１０８を通して給水された蒸留用の原料水を加熱して水蒸気を発生させるボイラー（水蒸気発生部）９１を備える。

また、蒸留水製造装置は、このボイラー９１の上方に設けられ、ボイラー９１からの水蒸気を導入して、例えば水道配管９６、減圧弁９７、冷却水電磁弁１０６を通して給水された冷却水により冷却し純水（蒸留水）を得る凝縮器（冷却部）９２を備える。これらボイラー９１及び凝縮器９２は、筐体９０の内部に備えられ、凝縮器９２により得られた純水は、蒸留水タンク１１２に一旦貯留された後に、必要に応じて採水ユニット９３を通して採水が行われる。

このような蒸留水製造装置においては、ボイラー９１の内部の原料水は蒸留が進むにつれ徐々に不純物濃度が高くなるため、蒸留水の水質が最適な状態に維持されるよう、定期的に原料水を排水する必要がある。ボイラー９１の原料水の排水は、例えばボイラー９１の下方に設けられた排水弁１０９、排水管１１３及び排水ホース１１３ａを通して行われる。なお、この排水管１１３においては、例えば凝縮器９２からの冷却水の排水、初留水排水用電磁弁１１１を通した初留水の排水、及び水位調節槽１１０からの排水も混合され得る。

そして、原料水の排水については、一般的に原料水の自重落下が利用されるため、蒸留水製造装置は、排水設備９４の排水口９４ａの位置よりもボイラー９１の排水位置が高くなるよう、例えば排水設備９４よりも高さを稼げる設置台９５等の設置設備の上方に配置される。

一方、蒸留水製造装置の設置設備の都合上、床置きなど低い位置に設置する場合は、排水設備９４の排水口９４ａの位置がボイラー９１の排水位置よりも高くなってしまうことがある。この場合、別途排水設備９４を工事して高さを調整する対応が採られることもあるが、工事を行うことができない場合も多く、他に電磁ポンプやマグネットポンプ等の排水装置を利用する方法も考慮され得る。

実開昭５９－６１８９５号公報

しかしながら、排水装置を利用する場合は、排水温度を考慮して耐熱仕様のものを選定すると高価になってしまうと共に、装置構成によっては排水のための呼び水が必要になったりと、結果的に設置に関するコストが上昇するのみならず、排水時間が長くなってしまうことも懸念されるため、排水装置を利用する方法は採用し難いという問題がある。

また、排水設備９４の工事が不可能である場合は、そもそも蒸留水製造装置を設置することが難しくなったり、非常に限られた場所にしか設置することができない等の制約が生じてしまうこととなる。このような場合は、例え設置可能な場所があっても、ユーザーにとっては不便な場所に設置されることも起こり得るため、利便性（生産性）を著しく低下させてしまうことが懸念される。更に、例えば設置台９５の下方スペース等の空きスペースの有効利用や設置設備全体の省スペース化を図りたいというニーズもある。このように、上記特許文献１に開示された従来技術の蒸留水製造装置では、装置の設置に関して種々の問題が存在していた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、排水設備の工事が不要であると共に、排水装置を利用する場合の問題点も解決し、装置の設置自由度を向上させることができる蒸留水製造装置を提供することを目的とする。

本発明に係る蒸留水製造装置は、原料水を内部に貯留して加熱し水蒸気を発生させる水蒸気発生部、及び前記水蒸気を、冷却水を用いて冷却し蒸留水を製造する冷却部を有する蒸留本体部と、前記蒸留本体部と分離配置可能に設けられ、前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を外部に排出するための排水ユニットとを備えたことを特徴とする。

本発明の一実施形態において、前記排水ユニットは、前記冷却部を通過した冷却水に前記原料水を混合した混合水を排水する。

本発明の他の実施形態において、前記排水ユニットは、前記水蒸気発生部の排水位置よりも高い位置に配置可能に構成される。

本発明の更に他の実施形態において、前記排水ユニットは、前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、前記密閉チャンバーの内部空間を負圧状態にする負圧ポンプと、前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、前記冷却水を通流させて前記密閉チャンバーの内部から前記原料水を吸引し、該原料水を前記冷却水に混合して前記混合水を排出するアスピレーターとを有する。

本発明の更に他の実施形態において、前記排水ユニットは、筐体の内部空間を上部空間及び下部空間に分ける仕切板を有し、前記密閉チャンバーは前記上部空間に配置され、前記負圧ポンプ、前記大気開放弁及び前記アスピレーターのうち、少なくとも前記アスピレーターは前記下部空間に配置されている。

前記アスピレーターは、前記冷却水を内部に導入するための第１導入口、前記原料水を内部に吸引するための第２導入口、及び前記混合水を排出するための排出口を備え、前記排水ユニットは、前記第２導入口と前記密閉チャンバーとの間の離隔距離及び前記冷却水の流速に応じて、前記原料水の吸引量及び前記混合水の排水温度を調節可能に構成されている。

本発明の更に他の実施形態において、前記排水ユニットは、前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、前記密閉チャンバーの内部空間に圧力を加える第１の加圧ポンプと、前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、前記冷却水を通流させて前記密閉チャンバーの内部から圧送された前記原料水と合流させ、該原料水を前記冷却水に混合して前記混合水を排出するアスピレーターとを有する。

本発明の更に他の実施形態において、前記排水ユニットは、前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、前記密閉チャンバーの内部空間に圧力を加える第１の加圧ポンプと、前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、前記冷却水を導入して前記密閉チャンバーの内部から圧送された前記原料水と合流させ、該原料水を前記冷却水に混合して混合水を排出する三叉管と、前記密閉チャンバーと前記三叉管との間に設置された第１の逆止弁とを有する。

本発明の更に他の実施形態において、前記蒸留本体部は、前記水蒸気発生部の内部空間に圧力を加える第２の加圧ポンプを有し、前記排水ユニットは、前記水蒸気発生部の排水位置よりも高い位置に配置可能に構成される。

本発明の更に他の実施形態において、前記蒸留本体部と前記排水ユニットとの間に設置された第２の逆止弁を更に備える。

本発明によれば、排水設備の工事が不要で、排水装置を利用する場合の問題点も解決し、装置の設置自由度を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る蒸留水製造装置の設置例を概略的に示す説明図である。同蒸留水製造装置の排水ユニットの内部構成を概略的に示す説明図である。同蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。同蒸留水製造装置での排水時間及び排水温度の検証実験の結果を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。本発明の第２の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。本発明の第３の実施形態に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。本発明の第３の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。本発明の第４の実施形態に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。本発明の第４の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。従来の蒸留水製造装置の設置例を概略的に示す説明図である。従来の蒸留水製造装置の全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態に係る蒸留水製造装置を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、各請求項に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。また、本明細書の実施形態の図面においては、各構成要素の縮尺や寸法が誇張されて示されている場合や、一部の構成要素が省略されている場合がある。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る蒸留水製造装置１００の設置例を概略的に示す説明図、図２は蒸留水製造装置１００の排水ユニット２０の内部構成を概略的に示す説明図、図３は蒸留水製造装置１００の全体的な内部構成を概略的に示す図である。図１に示すように、第１の実施形態の蒸留水製造装置１００は、例えば実験室等の所定の設置箇所に設置されるものであり、蒸留水を製造する蒸留本体部１０と、この蒸留本体部１０と分離して設置（分離配置）された排水ユニット２０とを備える。なお、蒸留水製造装置１００の具体的な構造や構成については公知であるので、ここでは説明が必要な部分を除いて説明を省略する。

蒸留本体部１０は、例えば所定の高さを有する設置台１０５の側方に設置され、排水ユニット２０は、例えば設置台１０５の上面に設置される。このように、蒸留水製造装置１００において、排水ユニット２０は、蒸留本体部１０の後述する水蒸気発生部３０（図３参照）の排水位置よりも高い位置に設置（以下、「高所設置」と称することもある。）可能に構成されている。

なお、蒸留本体部１０と排水ユニット２０とは、排水用配管３９ａ及び冷却水用配管３９ｂからなる配管３９で互いに接続されている。また、排水ユニット２０からの排水が流入する排水口１０４ａを有する排水設備１０４は、例えば蒸留本体部１０とは反対側の設置台１０５の側方に設置されている。

蒸留水製造装置１００の蒸留本体部１０は、図３に示すように、水道配管９６等から給水され圧力スイッチ４４ａを有する減圧弁４４を通して直接的に、又は減圧弁４４を通して前処理カートリッジ５０、イオン交換樹脂カートリッジ５１、イオン交換水水質計電極５２、流量センサー５３、ボイラー給水電磁弁５４及び供給路５５を経て供給された原料水を内部に貯留して加熱することで、水蒸気を発生させる水蒸気発生部３０を有する。また、蒸留本体部１０は、この水蒸気発生部３０の下流側に接続されて上方に配置され、発生した水蒸気を減圧弁４４及び冷却水電磁弁４５を通して供給された冷却水を用いて冷却することで、水蒸気が凝縮された蒸留水を得る冷却部４０とを有する。

水蒸気発生部３０は、内部に原料水を収容可能な内部空間を有する水蒸気発生部本体３１と、水蒸気発生部本体３１内に配置されて原料水を加熱するヒーター３２とを有する。なお、水蒸気発生部３０には、例えば水蒸気発生部本体３１内の原料水量（水位）を調節するためのフロートスイッチを備えた水位調節槽５７が備えられ、この水位調節槽５７及び水蒸気発生部本体３１には、それぞれ原料水を供給するための供給路５５が接続されている。

水蒸気発生部本体３１の上方には、冷却部４０に連通する状態で接続される接続管３１ａが形成されており、この接続管３１ａは、後述する冷却部４０の冷却管４１の下方に延びる接続管４１ａと接続されている。なお、接続管３１ａの上端部には、ヒーター３２の加熱により沸騰した原料水の飛沫が冷却部４０内に混入するのを防止するための飛沫防止器３１ｂが設けられている。また、水蒸気発生部本体３１の下方には、水蒸気発生部本体３１内の原料水を排水するために開閉される排水電磁弁３３が設けられている。

冷却部４０は、内部を流動する水蒸気を冷却して液化させる冷却管４１を有する。冷却管４１の内部には、水蒸気の流動方向に沿って配置された蛇管４２が設けられている。冷却管４１は、図示のように、水蒸気の流動方向の下流側に向かって斜め若干下向きに延在するよう配置されている。

冷却管４１の底面の上流側端部近傍には、上述した接続管４１ａが形成されており、水蒸気発生部本体３１からの接続管３１ａと接続されている。これにより、水蒸気発生部本体３１は冷却管４１と連通するので、発生した水蒸気を冷却管４１の方へ流動させることが可能となる。

また、冷却管４１の底面の下流側端部近傍には、図示しない捕集孔が形成されており、この捕集孔は、蒸留水水質計電極６１、配管５９ａを通して蒸留水タンク５９に接続されている。従って、水蒸気が液化した蒸留水は、捕集孔から蒸留水水質計電極６１を通して配管５９ａ内に流入し蒸留水タンク５９に集められて貯蔵される。なお、蒸留水の初留水は、蒸留水水質計電極６１から初留水排水電磁弁５８を介して排水用配管３９ａに排出される。製造された蒸留水は、捕集孔と蒸留水タンク５９との間に介在された蒸留水水質計電極６１によって比抵抗が測定され、その水質がチェックされる。

また、冷却管４１の上面の下流側端部近傍には、冷却管４１内を流動する低沸点ガスを外気に放出させるガス放出孔５６が形成されている。このガス放出孔５６は大気開放弁４３（図７等参照）に接続されていても良い。このため、冷却管４１の内部空間は、ガス放出孔５６及び大気開放弁４３を介して外気と連通可能となっている。

冷却管４１内に配置された蛇管４２内には、上述したように減圧弁４４及び冷却水電磁弁４５を通して給水された冷却水が、冷却管４１の下流側から上流側（すなわち、水蒸気の流動方向とは反対方向）に向かって流動するよう供給され、冷却管４１内を流動する水蒸気を冷却する。これにより、冷却管４１内で水蒸気が液化されて蒸留水が製造される。蛇管４２内を流動した冷却水は、冷却水用配管３９ｂ及び逆止弁４６を通流して排水ユニット２０に供給される。

一方、蒸留水製造装置１００の排水ユニット２０は、図２及び図３に示すように、水蒸気発生部本体３１内から排水電磁弁３３及び排水用配管３９ａを通流した原料水（以下、「ボイラー水」と称することもある。）を内部に導入可能な密閉チャンバー２１と、この密閉チャンバー２１の内部空間を真空引きして負圧状態にする負圧ポンプ２２とを有する。

また、排水ユニット２０は、密閉チャンバー２１の内部空間を外気に連通可能な大気開放弁２３と、冷却水用配管３９ｂから供給された冷却水を第１導入口２４ａから導入して内部に通流させて、ベンチュリ効果により密閉チャンバー２１内にあるボイラー水を第２導入口２４ｂを介して内部に吸引するアスピレーター２４とを有する。

なお、アスピレーター２４は、第２導入口２４ｂを介して吸引したボイラー水を内部を通流する冷却水に混合して混合水を生成し、この混合水を排出口２４ｃに接続された排水管３８（図１参照）を通して排水ユニット２０の外部に設置された排水設備１０４の排水口１０４ａに排出（排水）する。

排水ユニット２０は、図２に示すように、例えば筐体２５の内部空間を上部空間２０ａと下部空間２０ｂとに分ける仕切板２５Ａを有する。上部空間２０ａ内には、例えば密閉チャンバー２１及び大気開放弁２３が配置される。下部空間２０ｂ内には、例えば負圧ポンプ２２及びアスピレーター２４が配置される。

なお、本排水ユニット２０においては、上部空間２０ａ内には、少なくとも密閉チャンバー２１が配置されていれば良く、下部空間２０ｂ内には、少なくともアスピレーター２４が配置されていれば良い。従って、負圧ポンプ２２及び大気開放弁２３は、上部空間２０ａ及び下部空間２０ｂのいずれにも配置し得る。そして、アスピレーター２４は、例えば第２導入口２４ｂが上部空間２０ａに向くように、仕切板２５Ａと離れた位置に配置される。これにより、密閉チャンバー２１と第２導入口２４ｂとの間には、所定の直線（最短）の離隔距離ｈが確保される。

一例として、離隔距離ｈの寸法は、次のように設定することができる。すなわち、筐体２５の幅（横寸法）を２５０ｍｍ、奥行き（縦寸法）を１５０ｍｍ、及び高さの寸法を２７０ｍｍとした場合、仕切板２５Ａを下から１１０ｍｍ以上の箇所に設置すれば、離隔距離ｈを１１０ｍｍとすることができる。なお、この場合、密閉チャンバー２１は、例えば幅２００ｍｍ、奥行き１２０ｍｍ及び高さ８０ｍｍ程度の大きさで構成し得る。

このように構成された蒸留水製造装置１００では、次のように排水ユニット２０による排水が行われる。まず、蒸留本体部１０において蒸留水の製造が行われているときは、負圧ポンプ２２を停止させ、大気開放弁２３を開いておき、冷却用配管３９ｂを通して第１導入口２４ａからアスピレーター２４の内部に供給された冷却水を、常時排水口２４ｃから排出するように排水が行われる。

次に、蒸留本体部１０において蒸留水の製造を停止させたときは、水蒸気発生部３０の水蒸気発生部本体３１において排水電磁弁３３を開くと同時に、大気開放弁２３を閉じた上で負圧ポンプ２２を作動させて、密閉チャンバー２１の内部にボイラー水を引き込むことで所定量送液する。なお、このとき、アスピレーター２４は、第１導入口２４ａから排出口２４ｃに向けて常に冷却水が通流している状態であるので、第２導入口２４ｂ側は流体が密閉チャンバー２１へ向かう流れを阻害することとなり、これによりアスピレーター２４は逆止弁として機能する。

そして、密閉チャンバー２１の内部にボイラー水が所定量貯留されたら、負圧ポンプ２２を停止させると共に排水電磁弁３３を閉じてから、大気開放弁２３を開くことにより、ボイラー水の排水が開始される。すなわち、大気開放弁２３を開くことで、密閉チャンバー２１内のボイラー水がアスピレーター２４の第２導入口２４ｂへベンチュリ効果と自重落下の作用により吸い込まれる。

これにより、アスピレーター２４内では、第１導入口２４ａから通流している冷却水に第２導入口２４ｂから吸い込まれたボイラー水が混合されて混合水が生成されると共に、生成された混合水が排水口２４ｃから外部に排出されることで排水が行われる。なお、ボイラー水の排水は、密閉チャンバー２１内に貯留された量が排出されるまで継続される。

このように、第１の実施形態の蒸留水製造装置１００は、蒸留本体部１０と排水ユニット２０とを分離して配置することができる構造のため、蒸留本体部１０の水蒸気発生部３０の排水位置（例えば、排水電磁弁３３の位置）よりも高い位置に排水ユニット２０を設置することができると共に、設置台１０５の下方スペース等に自在に設置することができるので、排水設備１０４等に関連する設置上の制約を少なくし、排水設備１０４等の工事を不要とすることができる。これにより、装置の設置自由度を向上させることが可能となる。

また、蒸留本体部１０や排水ユニット２０に対し、排水のための耐熱仕様のポンプや弁装置等で構成した排水装置を設けたり利用したりする必要がないため、排水装置に関連する各種の問題点も解決することが可能である。このように、第１の実施形態の蒸留水製造装置１００によれば、排水設備１０４の工事が不要であると共に、排水装置を利用する場合の問題点も解決し、装置の設置自由度を向上させることが可能となる。

更に、排水ユニット２０は、既存の蒸留本体部１０の排水用配管３９ａ及び冷却水用配管３９ｂを利用して、これらの配管３９に排水ユニット２０を接続するだけという簡単なオペレーションで、排水ユニット２０を蒸留本体部１０とは分離して高所を含めた任意の箇所に設置することができる。このため、既存の蒸留水製造装置を利用することも含めて、設置スペースの有効活用や設置に関する省スペース化等を推進することが可能となる。

なお、上述した排水ユニット２０においては、例えばアスピレーター２４を構成する各部の設計寸法パラメータ（流体密度や絞る前後の管部の断面積、圧力、流速、水頭等の各数値）を一定のものとした場合、アスピレーター２４の第２導入口２４ｂと密閉チャンバー２１との間の離隔距離ｈ及び冷却水の流速に応じて、ボイラー水の吸引量及び混合水の排水温度を適宜調整することが可能である。

すなわち、一例として、本出願人は、チャンバーと排水口の高低差（密閉チャンバー２１の位置と第２導入口２４ｂとの間の高低差）である離隔距離ｈと冷却水の流速に対して、所定量（一例として、０．８Ｌ）のボイラー水の排水に要する排水時間についてアスピレーター２４の検証実験を行った。この検証実験においては、冷却水の流速（Ｌ／ｍｉｎ）と離隔距離ｈ（ｍｍ）とを適宜変更して、所定量のボイラー水の排水時間及び混合水の排水温度を測定した。なお、アスピレーター２４に導入される前の冷却水の温度は２４℃とし、ボイラー水の温度は６４．３℃とした。測定した排水時間と排水温度は、図４に示すような結果となった。なお、図４における時間記載は排水時間を、括弧内の温度記載は排水温度をそれぞれ示している。

これによると、冷却水の流速を０．８Ｌ／ｍｉｎにした場合及び２．０Ｌ／ｍｉｎにした場合のいずれの場合においても、高低差（離隔距離ｈ）を０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２００ｍｍ、及び６００ｍｍと大きく（長く）するにつれて、所定量のボイラー水については、その排出時間が短くなることが判明した。また、冷却水の流速及び離隔距離ｈがいずれの場合であっても、排水温度は３６℃を下回り大きく下がることが判明した。従って、高低差（離隔距離ｈ）が大きく（長く）冷却水の流速が速いほど、排水時間を短くすることができると言える。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ａについて説明する。なお、第２の実施形態以降の説明においては、第１の実施形態及びその変形例と同一の構成要素に関しては同一の符号を付しているので、以下では重複する説明は省略する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ａの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図５に示すように、第２の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ａは、排水ユニット２０Ａ内の密閉チャンバー２１、大気開放弁２３及びアスピレーター２４を除く構成が異なる点、及び排水ユニット２０Ａと蒸留本体部１０Ａとの間に第２の逆止弁としての逆止弁４７が設けられている（ここでは、蒸留本体部１０Ａ内に設けられている）点が、第１の実施形態に係る蒸留水製造装置１００とは相違している。なお、逆止弁４７は、初留水排水電磁弁５８を介して排出される初留水Ｆの排水時にも逆止弁として機能する。

すなわち、排水ユニット２０Ａは、負圧ポンプ２２に代えて、密閉チャンバー２１に逆止弁２５ａを介して接続された、密閉チャンバー２１の内部空間に圧力を加える第１の加圧ポンプ２５を有している。この構成では、ボイラー水の排水については、冷却水をアスピレーター２４を通して常時排出している点には変わりはないが、密閉チャンバー２１内へのボイラー水の導入方法が、真空引きではなく排水電磁弁３３及び大気開放弁２３を開いた自重落下により行われる点が排水ユニット２０とは異なっている。このため、この排水ユニット２０Ａでは、上述した高所設置には対応することが難しいが、蒸留本体部１０Ａと分離配置することは依然可能である。

また、アスピレーター２４は、自身のベンチュリ効果による吸引によって密閉チャンバー２１内のボイラー水を冷却水に混合させるのではなく、大気開放弁３３を閉じた上での第１の加圧ポンプ２５の圧力により、密閉チャンバー２１の内部から圧送（送液）されたボイラー水を第２導入口２４ｂから取り入れて混合させるように仕様変更されている。

なお、この場合、密閉チャンバー２１内のボイラー水の水蒸気発生部本体３１側への逆送は逆止弁４７により阻止される。また、逆止弁４７は、ボイラー水の自重落下に対応可能であれば良いため、例えば開弁最小圧が１．０ｋＰａ程度のものを用いることができる。このように、排水ユニット２０Ａにおけるアスピレーター２４は、ベンチュリ効果の機能を発揮するよりも単に逆止弁としての役割を担うように機能する。

このような構成の蒸留水製造装置１００Ａによれば、第１の実施形態の蒸留水製造装置１００よりも設置に関する制約が多少増えてしまうが、依然として蒸留本体部１０Ａと排水ユニット２０Ａとを分離して配置することができるため、上記作用効果と高所設置を除いて同様の作用効果を奏することが可能となる。

［第２の実施形態の変形例］
次に、第２の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｂについて説明する。図６は、本発明の第２の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｂの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図６に示すように、第２の実施形態の変形例の蒸留水製造装置１００Ｂは、排水ユニット２０Ｂ内において、アスピレーター２４に代えて三叉管２６を配置し、この三叉管２６と密閉チャンバー２１との間に第１の逆止弁２７を配置した点が、第２の実施形態の排水ユニット２０Ａとは相違している。

この構成では、ボイラー水の排水については、冷却水を三叉管２６を通して常時排出している点には変わりはないが、この三叉管２６では、第１導入口２６ａから冷却水を導入して第１の加圧ポンプ２５により密閉チャンバー２１の内部から第２導入口２６ｂを通して圧送されたボイラー水と合流させて、このボイラー水を冷却水に混合することが行われている。

そして、生成された混合水を排出口２６ｃを通して外部に排出する。なお、第１の逆止弁２７は、密閉チャンバー２１から第２導入口２６ｂを通して三叉管２６の内部に送液されるボイラー水の密閉チャンバー２１への逆走及び第１導入口２６ａからの冷却水の混入を防止するために設けられている。この変形例の蒸留水製造装置１００Ｂによっても、第２の実施形態の蒸留水製造装置１００Ａの作用効果と同様の作用効果を奏することが可能となる。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｃについて説明する。図７は、本発明の第３の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｃの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図７に示すように、第３の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｃは、第２の実施形態の蒸留本体部１０Ａに対し、水蒸気発生部３０の水蒸気発生部本体３１の内部空間に圧力を加える第２の加圧ポンプ３４を逆止弁３４ａを介して配置して蒸留本体部１０Ｂを構成した点、ガス放出孔５６に接続された大気開放弁４３を配した点、及び配管５９ａに電磁弁６０を配した点が、第２の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ａとは相違している。

この構成では、ボイラー水の排水については、冷却水をアスピレーター２４を通して常時排出している点には変わりはないが、密閉チャンバー２１内へのボイラー水の導入方法が、排水電磁弁３３及び大気開放弁２３並びに大気開放弁４３を開き電磁弁６０を閉じた上での、第２の加圧ポンプ３４の圧力により行われる点が第２の実施形態とは異なっている。

このため、この蒸留水製造装置１００Ｃにおいては、排水ユニット２０Ａを、第１の実施形態と同様に水蒸気発生部３０の排水位置よりも高い位置に配置するという高所設置に対応させて、蒸留本体部１０Ｂと分離配置することが可能であるので、蒸留本体部１０Ｂの構成は多少増えてしまうが、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

［第３の実施形態の変形例］
次に、第３の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｄについて説明する。図８は、本発明の第３の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｄの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図８に示すように、第３の実施形態の変形例の蒸留水製造装置１００Ｄは、第２の実施形態の変形例の蒸留本体部１０Ａに対し、水蒸気発生部３０の水蒸気発生部本体３１の内部空間に圧力を加える第２の加圧ポンプ３４を逆止弁３４ａを介して配置して蒸留本体部１０Ｂを構成した点、ガス放出孔５６に接続された大気開放弁４３を配した点、及び配管５９ａに電磁弁６０を配した点が、第２の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｂとは相違している。この変形例の蒸留水製造装置１００Ｄによっても、第３の実施形態の蒸留水製造装置１００Ｃの作用効果と同様の作用効果を奏することが可能となる。

［第４の実施形態］
次に、第４の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｅについて説明する。図９は、本発明の第４の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｅの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図９に示すように、第４の実施形態に係る蒸留水製造装置１００Ｅは、第３の実施形態の排水ユニット２０Ａ内において、密閉チャンバー２１、大気開放弁２３、逆止弁２５ａ及び第１の加圧ポンプ２５を省いて排水ユニット２０Ｃを構成した点が、第３の実施形態の排水ユニット２０Ａとは相違している。

このような構成の蒸留水製造装置１００Ｅによれば、第３の実施形態の蒸留水製造装置１００Ｃよりも内部構成、特に排水ユニット２０Ｃの内部構成をより簡素化することができると共に、第３の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

［第４の実施形態の変形例］
次に、第４の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｆについて説明する。図１０は、本発明の第４の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｆの全体的な内部構成を概略的に示す説明図である。

図１０に示すように、第４の実施形態の変形例に係る蒸留水製造装置１００Ｆは、第３の実施形態の変形例の排水ユニット２０Ｂ内において、密閉チャンバー２１、大気開放弁２３、逆止弁２５ａ及び第１の加圧ポンプ２５を省いて排水ユニット２０Ｄを構成した点が、第３の実施形態の変形例の排水ユニット２０Ｂとは相違している。

この変形例の蒸留水製造装置１００Ｆによっても、第４の実施形態の蒸留水製造装置１００Ｅの作用効果と同様の作用効果を奏することが可能となる。なお、上述した各実施形態において、各構成要素の接続部分や配管等の継ぎ手部分等は、全てシールされていることは言うまでもない。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０，１０Ａ，１０Ｂ蒸留本体部
２０，２０Ａ，２０Ｂ排水ユニット
２１密閉チャンバー
２２負圧ポンプ
２３，４３大気開放弁
２４アスピレーター
２５第１の加圧ポンプ
２６三叉管
２７，４６，４７逆止弁
３０水蒸気発生部
３１水蒸気発生部本体
３２ヒーター
３３排水電磁弁
３９配管
４０冷却部
４１冷却管
４２蛇管
１００蒸留水製造装置

Claims

原料水を内部に貯留して加熱し水蒸気を発生させる水蒸気発生部、及び前記水蒸気を、冷却水を用いて冷却し蒸留水を製造する冷却部を有する蒸留本体部と、
前記蒸留本体部から離隔して配置可能に設けられ、前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を外部に排出するための排水ユニットとを備え、
前記排水ユニットは、
前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、
前記密閉チャンバーの内部空間を負圧状態にする負圧ポンプと、
前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、
前記冷却部を通過した前記冷却水を通流させて前記密閉チャンバーの内部から前記原料水を吸引し、該原料水を該冷却水に混合して排出するアスピレーターとを有する
ことを特徴とする蒸留水製造装置。
前記排水ユニットは、前記水蒸気発生部の排水位置よりも高い位置に配置可能に構成される
ことを特徴とする請求項１記載の蒸留水製造装置。
前記排水ユニットは、筐体の内部空間を上部空間及び下部空間に分ける仕切板を有し、
前記密閉チャンバーは前記上部空間に配置され、前記負圧ポンプ、前記大気開放弁及び前記アスピレーターのうち、少なくとも前記アスピレーターは前記下部空間に配置されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載の蒸留水製造装置。
前記アスピレーターは、前記冷却水を内部に導入するための第１導入口、前記原料水を内部に吸引するための第２導入口、及び前記原料水と前記冷却水とを混合した混合水を排出するための排出口を備え、
前記排水ユニットは、前記第２導入口と前記密閉チャンバーとの間の離隔距離及び前記冷却水の流速に応じて、前記原料水の吸引量及び前記混合水の排水温度を調節可能に構成されている
ことを特徴とする請求項３記載の蒸留水製造装置。
原料水を内部に貯留して加熱し水蒸気を発生させる水蒸気発生部、及び前記水蒸気を、冷却水を用いて冷却し蒸留水を製造する冷却部を有する蒸留本体部と、
前記蒸留本体部から離隔して配置可能に設けられ、前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を外部に排出するための排水ユニットとを備え、
前記排水ユニットは、
前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、
前記密閉チャンバーの内部空間に圧力を加える第１の加圧ポンプと、
前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、
前記冷却部を通過した前記冷却水を通流させて前記密閉チャンバーの内部から圧送された前記原料水と合流させ、該原料水を該冷却水に混合して排出するアスピレーターとを有する
ことを特徴とする蒸留水製造装置。
原料水を内部に貯留して加熱し水蒸気を発生させる水蒸気発生部、及び前記水蒸気を、冷却水を用いて冷却し蒸留水を製造する冷却部を有する蒸留本体部と、
前記蒸留本体部から離隔して配置可能に設けられ、前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を外部に排出するための排水ユニットとを備え、
前記排水ユニットは、
前記水蒸気発生部に貯留された前記原料水を内部に導入可能な密閉チャンバーと、
前記密閉チャンバーの内部空間に圧力を加える第１の加圧ポンプと、
前記密閉チャンバーの内部空間を外気に連通可能な大気開放弁と、
前記冷却部を通過した前記冷却水を導入して前記密閉チャンバーの内部から圧送された前記原料水と合流させ、該原料水を該冷却水に混合して排出する三叉管と、
前記密閉チャンバーと前記三叉管との間に設置された第１の逆止弁とを有する
ことを特徴とする蒸留水製造装置。
前記蒸留本体部は、前記水蒸気発生部の内部空間に圧力を加える第２の加圧ポンプを有し、
前記排水ユニットは、前記水蒸気発生部の排水位置よりも高い位置に配置可能に構成される
ことを特徴とする請求項５又は６記載の蒸留水製造装置。
前記蒸留本体部と前記排水ユニットとの間に設置された第２の逆止弁を更に備えた
ことを特徴とする請求項５～７のいずれか１項記載の蒸留水製造装置。