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JP2011200810A - Film reactor - Google Patents

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JP2011200810A
JP2011200810A JP2010071648A JP2010071648A JP2011200810A JP 2011200810 A JP2011200810 A JP 2011200810A JP 2010071648 A JP2010071648 A JP 2010071648A JP 2010071648 A JP2010071648 A JP 2010071648A JP 2011200810 A JP2011200810 A JP 2011200810A
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JP
Japan
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port
frame
outflow
inflow
membrane
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010071648A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Ishii
徹哉 石井
Yoji Fujimori
洋治 藤森
Satoshi Koma
聡 小間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sekisui Chemical Co Ltd filed Critical Sekisui Chemical Co Ltd
Priority to JP2010071648A priority Critical patent/JP2011200810A/en
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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a film distillation apparatus having a high heat exchange efficiency, and as a result, a having high efficiency of producing fresh water.SOLUTION: A first inflow port 3b allowing high temperature sea water to flow into a first flow chamber 3a, and a first outflow port 3c allowing the high temperature sea water to flow out of the first flow chamber 3a, are formed in a first frame 3. The first inflow port 3b and the first outflow port 3c are each made to open at a pair of inner faces facing each other in the longitudinal direction of the first flow chamber 3a respectively. The opening of the first inflow port 3b and the opening of the first outflow port 3c are each disposed in the center part in the width direction of the first flow chamber 3a. A second inflow port 5b allowing low temperature fresh water to flow into a second flow chamber 5a and a second outflow port 5c allowing the fresh water to flow out of the second flow chamber 5a, are formed in a second frame 5. The first inflow port 3b, the first outflow port 3c, the second inflow port 5b, and the second outflow port 5c, are disposed in such a manner that the first inflow port 3b and the second outflow port 5c appear to be on the same position, and the first outflow port 3c and the second inflow port 5b appear to be on the same position, upon viewing them from the direction wherein the first frame 2 and the second frame 5 face each other.

Description

この発明は、熱交換器、電気透析装置及び膜蒸留装置等の膜反応装置に関する。   The present invention relates to a membrane reaction apparatus such as a heat exchanger, an electrodialysis apparatus, and a membrane distillation apparatus.

一般に、膜蒸留装置は、特許文献1に記載されているように、第1枠体、第2枠体及び蒸留膜(膜体)を備えている。図16は、そのような膜蒸留装置の概略構成を示す。膜蒸留装置の第1枠体Aは、平面視長方形の枠状をなしており、その内部が第1流通室A1になっている。第1流通室A1を構成する内面には、第1流入口A2及び第1流出口A3が形成されている。第1流入口A2及び第1流出口A3は、第1流通室A1の二つの角部を結ぶ対角線L1上の一端部と他端部とにそれぞれ配置されている。第1流入口A2には、原料水たる高温海水が供給される。そして、そこから第1流通室A1に流入する。第1流通室A1に流入した海水は、図16において実線で示すように、扇状に広がりながら対角線L1の他端側に向かって流れた後、狭まりながら対角線L1に沿って流れる。そして、第1流出口A3から流出する。   In general, as described in Patent Document 1, the membrane distillation apparatus includes a first frame, a second frame, and a distillation membrane (film). FIG. 16 shows a schematic configuration of such a membrane distillation apparatus. The first frame A of the membrane distillation apparatus has a rectangular frame shape in plan view, and the inside is a first flow chamber A1. A first inflow port A2 and a first outflow port A3 are formed on the inner surface constituting the first circulation chamber A1. 1st inflow port A2 and 1st outflow port A3 are each arrange | positioned at the one end part and the other end part on the diagonal L1 which ties two corner | angular parts of 1st distribution chamber A1. The first inlet A2 is supplied with high-temperature seawater as raw water. And it flows in into 1st distribution room A1 from there. As shown by the solid line in FIG. 16, the seawater that has flowed into the first circulation chamber A1 flows toward the other end side of the diagonal line L1 while spreading in a fan shape, and then flows along the diagonal line L1 while narrowing. And it flows out from 1st outflow port A3.

第1枠体Aの一方の面には、蒸留膜(図示せず)が第1流通室A1に臨んで設けられている。この蒸留膜は、気体の透過は許容するが、液体及び固体の透過を阻止する。したがって、高温の海水が第1流通室A1内を流れるときには、高温の海水から発生する水蒸気が蒸留膜を透過して第1流通室A1から外部に出る。 A distillation film (not shown) is provided on one surface of the first frame A so as to face the first circulation chamber A1. This distillation membrane allows the permeation of gases but prevents the permeation of liquids and solids. Therefore, when high-temperature seawater flows through the first circulation chamber A1, water vapor generated from the high-temperature seawater passes through the distillation membrane and exits from the first circulation chamber A1.

第2枠体Bは、第1枠体Aと同一形状及び同一寸法を有しており、第1枠体Aと同一姿勢で配置されている。しかも、第2枠体Bは、第1枠体Aと蒸留膜を介して対向するよう、図16において第1枠体Aの裏側に配置されている。第2枠体Bには、第1枠体Aの第1流通室A1、第1流入口A2及び第1流出口A3に対応する第2流通室B1、第2流入口B2及び第2流出口B3が形成されている。第2流入口B2及び第2流出口B3は、第1流入口A2及び第1流出口A3が配置された対角線L1と交差する他の対角線L2上に配置されている。   The second frame B has the same shape and the same dimensions as the first frame A, and is arranged in the same posture as the first frame A. Moreover, the second frame B is disposed on the back side of the first frame A in FIG. 16 so as to face the first frame A via the distillation film. The second frame B includes a second circulation chamber B1, a second inlet B2, and a second outlet corresponding to the first circulation chamber A1, the first inlet A2, and the first outlet A3 of the first frame A. B3 is formed. The second inlet B2 and the second outlet B3 are disposed on another diagonal line L2 that intersects with the diagonal line L1 where the first inlet port A2 and the first outlet port A3 are disposed.

第2流通室B1には、冷却水たる低温の海水が第2流入口B2から流入する。第2流通室B1内に流入した海水は、図16において破線で示すように、扇状に広がりながら対角線L2に沿って流れ、その後狭まりながら対角線L2に沿って流れる。そして、第2流出口B3から流出する。低温の海水は、第2流通室B1内を流れるときに、蒸留膜を透過した水蒸気を冷却して凝縮させる。これによって、淡水が得られる。   Low-temperature seawater as cooling water flows into the second circulation chamber B1 from the second inlet B2. The seawater that has flowed into the second circulation chamber B1 flows along the diagonal line L2 while spreading in a fan shape, and then flows along the diagonal line L2 while narrowing, as shown by a broken line in FIG. And it flows out out of 2nd outflow port B3. The low-temperature seawater cools and condenses the water vapor that has passed through the distillation membrane when flowing in the second circulation chamber B1. Thereby, fresh water is obtained.

特開昭60−197205号公報JP-A-60-197205

上記従来の膜蒸留装置においては、高温海水が対角線L1に沿って流れ、低温海水が対角線L2に沿って流れるので、第1流通室A1及び第2流通室B1のうち、両対角線L1,L2が交差する交差部及びその近傍を含む部分(円Cで囲まれる部分)では、熱交換が行われるが、円Cの外側に位置する部分では、熱交換がほとんど行われない。しかも、円C内の部分においても、高温海水と低温海水とが、交差する方向に流れており、互いに逆方向に流れていない。つまり、対向流になっていない。このため、熱効率が悪く、淡水の製造効率が低いという問題があった。   In the conventional membrane distillation apparatus, since the high temperature seawater flows along the diagonal line L1 and the low temperature seawater flows along the diagonal line L2, the diagonal lines L1 and L2 of the first circulation chamber A1 and the second circulation chamber B1 are Heat exchange is performed at the intersecting portion and the portion including the vicinity thereof (portion surrounded by the circle C), but heat exchange is hardly performed at the portion located outside the circle C. Moreover, also in the part in the circle C, the high temperature seawater and the low temperature seawater flow in the intersecting directions, and do not flow in the opposite directions. That is, it is not a counterflow. For this reason, there existed a problem that heat efficiency was bad and the production efficiency of fresh water was low.

上記の問題を解決するために、この発明に係る膜反応装置は、内部に第1流通室を有する第1枠体と、上記第1枠体の一方の面に設けられて上記第1流通室を覆う膜体と、内部に第2流通室を有する第2枠体とを備え、上記第1流通室と上記第1流通室とが上記膜体を間にして互いに対向するよう、上記第1枠体と上記第2枠体とが上記膜体を間にして互いに対向して配置され、上記第1枠体には、上記第1流通室の内面にそれぞれ開口する第1流入口及び第1流出口が形成され、上記第2枠体には、上記第2流通室の内面にそれぞれ開口する第2流入口及び第2流出口が形成され、高温流体が上記第1流入口から上記第1流通室に流入し、上記第1流通室を通って上記第1流出口から流出し、上記高温流体より低温である低温流体が上記第2流入口から上記第2流通室に流入し、上記第2流通室内を通って上記第2流出口から流出する膜反応装置において、上記第1流入口、上記第1流出口、上記第2流入口、及び上記第2流出口が、それらを上記第1及び第2枠体の対向方向からみたとき、上記第1流入口の開口部と上記第2流出口の開口部とが互いに同一位置に位置し、かつ上記第1流出口の開口部と上記第2流入口の開口部とが互いに同一位置に位置するように配置されていることを特徴としている。
この場合、上記第1枠体には、それぞれ上記膜体が設けられた上記一方の面と逆側に位置する他方の面から上記一方の面に向かって延びる第1流入孔及び第1流出孔が形成され、上記第2枠体には、それぞれ上記第1枠体を上記他方の面から上記一方の面に向かって貫通して上記第2枠体の内部に達する第2流入孔及び第2流出孔が形成され、上記第1流入孔、上記第1流出孔、上記第2流入孔及び上記第2流入孔が、互いに離間し、かつ上記第1流入口、上記第1流出口、上記第2流入口及び上記第2流出口のいずれに対しても離間するように配置され、上記第1流入孔と上記第1流入口とが第1流入通路によって連通され、上記第1流出孔と上記第1流出口とが第1流出通路によって連通され、上記第2流入孔と上記第2流入口とが第2流入通路によって連通され、上記第2流出孔と上記第2流出口とが第2流出通路によって連通されていることが望ましい。
上記第1流通室と上記第2流通室とが、それらを上記第1枠体と上記第2枠体との対向方向から見たとき、互いに同一形状及び同一寸法を有する長方形に形成されるとともに、互いに同一位置に同一姿勢で配置され、上記第1流入口及び上記第1流出口が、上記第1流通室の四つの内面のうちの長手方向の両端に位置する二つの内面の幅方向における中央部にそれぞれ開口させられ、上記第2流入口及び上記第2流出口が、上記第2流通室の四つの内面のうちの長手方向の両端に位置する二つの内面の幅方向における中央部にそれぞれ開口させられていることが望ましい。
この発明に係る膜蒸留装置は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の膜反応装置において、上記高温流体が水を溶媒とする高温溶液であり、上記膜体が、上記高温溶液の水蒸気の透過を許容し、かつ上記高温溶液の他の構成物質の透過を阻止する蒸留膜であり、上記蒸留膜を透過した水蒸気が上記冷却流体によって冷却されて液体の水とされることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a membrane reaction apparatus according to the present invention includes a first frame body having a first flow chamber therein, and the first flow chamber provided on one surface of the first frame body. And a second frame having a second flow chamber therein, and the first flow chamber and the first flow chamber are opposed to each other with the film body therebetween. The frame body and the second frame body are arranged to face each other with the film body interposed therebetween, and the first frame body includes a first inlet opening and a first inlet opening to an inner surface of the first circulation chamber, respectively. An outlet is formed, and the second frame is formed with a second inlet and a second outlet that open to the inner surface of the second circulation chamber, respectively, and high-temperature fluid flows from the first inlet to the first. A low-temperature fluid that flows into the flow chamber, flows out of the first outlet through the first flow chamber, and has a temperature lower than that of the high-temperature fluid. In the membrane reaction apparatus that flows into the second flow chamber from the flow inlet and flows out from the second flow port through the second flow chamber, the first flow port, the first flow port, and the second flow port. And when the second outlet is viewed from the opposing direction of the first and second frames, the opening of the first inlet and the opening of the second outlet are located at the same position. In addition, the opening of the first outlet and the opening of the second inlet are arranged so as to be located at the same position.
In this case, the first frame body has a first inflow hole and a first outflow hole that extend from the other surface located opposite to the one surface on which the film body is provided toward the one surface. The second frame body includes a second inflow hole and a second hole that penetrate the first frame body from the other surface toward the one surface and reach the inside of the second frame body. An outflow hole is formed, and the first inflow hole, the first outflow hole, the second inflow hole, and the second inflow hole are separated from each other, and the first inflow port, the first outflow port, the first outflow port, The second inflow port and the second outflow port are arranged so as to be separated from each other, the first inflow hole and the first inflow port are communicated by a first inflow passage, and the first outflow hole and the second inflow port The first outlet is in communication with the first outlet passage, and the second inlet and the second inlet are second. Communicated by the inlet passage, it is desirable that the second outflow hole and the second outlet and is communicated by the second outlet passage.
The first circulation chamber and the second circulation chamber are formed into rectangles having the same shape and the same dimensions as each other when viewed from the opposing direction of the first frame body and the second frame body. The first inflow port and the first outflow port are arranged in the same position at the same position in the width direction of two inner surfaces located at both ends in the longitudinal direction of the four inner surfaces of the first flow chamber. The second inlet and the second outlet are respectively opened at the center, and the two inner surfaces located at both ends in the longitudinal direction of the four inner surfaces of the second circulation chamber are in the center in the width direction. It is desirable that each be opened.
The membrane distillation apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the high-temperature fluid is a high-temperature solution using water as a solvent, and the membrane body is a high-temperature solution of the high-temperature solution. A distillation membrane that allows permeation of water vapor and prevents other constituents of the high-temperature solution from permeating, wherein the water vapor that has permeated the distillation membrane is cooled by the cooling fluid into liquid water. It is said.

上記構成を有するこの発明によれば、第1枠体と第2枠体との対向方向から見たとき、第1流入口及び第2流出口の各開口部が互いに同一位置に配置され、第1流出口及び第2流入口の各開口部が互いに同一位置に配置されているから、第1流通室内を流れる高温流体と、第2流通室内を流れる低温流体とは、互いにほぼ平行に、かつ互いに逆向きに流れる。つまり、ほぼ対向流となって流れる。したがって、熱交換効率を向上させることができる。特に、膜反応装置として膜蒸留装置を用いた場合には、淡水の製造効率を向上させることができる。   According to the present invention having the above-described configuration, when viewed from the opposing direction of the first frame and the second frame, the openings of the first inlet and the second outlet are arranged at the same position, and Since the openings of the first outlet and the second inlet are arranged at the same position, the high-temperature fluid flowing through the first circulation chamber and the low-temperature fluid flowing through the second circulation chamber are substantially parallel to each other, and Flow in opposite directions. That is, it flows almost as a counterflow. Therefore, the heat exchange efficiency can be improved. In particular, when a membrane distillation apparatus is used as the membrane reaction apparatus, the production efficiency of fresh water can be improved.

図1は、この発明の第1実施の形態を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention. 図2は、図1のX−X線に沿う断面図である。2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図3は、図1のY−Y線に沿う断面図である。3 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 図4は、図1のZ−Z線に沿う断面図である。4 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. 図5は、図2のX−X線に沿う断面図である。FIG. 5 is a sectional view taken along line XX in FIG. 図6は、図3のX−X線に沿う断面図である。6 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図7は、この発明の第2実施の形態を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a second embodiment of the present invention. 図8は、同実施の形態の図5と同様の断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view similar to FIG. 5 of the same embodiment. 図9は、同実施の形態の図6と同様の断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view similar to FIG. 6 of the same embodiment. 図10は、この発明の第3実施の形態を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing a third embodiment of the present invention. 図11は、図10のX−X線に沿う断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図12は、図10のY−Y線に沿う断面図である。12 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 図13は、図10のZ−Z線に沿う断面図である。13 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. 図14は、図11のX−X線に沿う断面図である。14 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図15は、図13のX−X線に沿う断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 図16は、従来の膜蒸留装置の一例の概略構成を示す平面図である。FIG. 16 is a plan view showing a schematic configuration of an example of a conventional membrane distillation apparatus.

以下、この発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図1〜図6は、この発明の第1実施の形態を示す。この実施の形態は、この発明を膜反応装置の一例としての膜蒸留装置1に適用したものである。勿論、この発明は、膜蒸留装置1以外の膜反応装置、例えば熱交換器や電気透析装置にも適用可能である。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 6 show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a membrane distillation apparatus 1 as an example of a membrane reaction apparatus. Of course, this invention is applicable also to membrane reaction apparatuses other than the membrane distillation apparatus 1, for example, a heat exchanger and an electrodialysis apparatus.

まず、膜蒸留装置1の構成及び作用を概略的に説明すると、図2及び図3に示すように、膜蒸留装置1は、上板2、上第1枠体(第1枠体)3、上蒸留膜(蒸留膜)4、第2枠体5、下蒸留膜(蒸留膜)4′、下第1枠体(第1枠体)3′及び下板6を有している。これらの部材2〜6は、図2及び図3において上から下(以下、この実施の形態において上下は、特に断わらない限り、図2及び図3における上下を意味するものとする。)に向かって順次重ねられている。   First, the structure and operation of the membrane distillation apparatus 1 will be schematically described. As shown in FIGS. 2 and 3, the membrane distillation apparatus 1 includes an upper plate 2, an upper first frame (first frame) 3, It has an upper distillation film (distillation film) 4, a second frame 5, a lower distillation film (distillation film) 4 ′, a lower first frame (first frame) 3 ′, and a lower plate 6. These members 2 to 6 are directed from top to bottom in FIGS. 2 and 3 (hereinafter, in this embodiment, up and down means the top and bottom in FIGS. 2 and 3 unless otherwise specified). Are stacked one after another.

上第1枠体3は、その内部に第1流通室3aを有している。この第1流通室3aには、上板2に設けられた第1ポートP1から80°C程度に加熱された高温海水(溶液)が流入する。第1流通室3aに流入した高温海水は、第1流通室3aを通過した後、上板2に設けられた第2ポートP2から外部に排出される。第1流通室3aには、水を溶媒とする溶液であれば、海水以外のものを流入させてもよい。   The upper 1st frame 3 has the 1st distribution room 3a in the inside. High-temperature seawater (solution) heated to about 80 ° C. flows from the first port P1 provided in the upper plate 2 into the first circulation chamber 3a. The high-temperature seawater that has flowed into the first circulation chamber 3a passes through the first circulation chamber 3a and is then discharged to the outside from the second port P2 provided in the upper plate 2. Any solution other than seawater may be allowed to flow into the first circulation chamber 3a as long as the solution uses water as a solvent.

第2部材5は、その内部に第2流通室5aを有している。この第2流通室5aには、上板2に設けられた第3ポートP3から低温の淡水が流入する。第2流通室5aに流入した淡水は、第2流通室5aを通過した後、上板2に設けられた第4ポートP4から外部に流出する。   The 2nd member 5 has the 2nd distribution room 5a in the inside. Low temperature fresh water flows into the second circulation chamber 5a from a third port P3 provided in the upper plate 2. The fresh water that has flowed into the second circulation chamber 5a flows out of the fourth port P4 provided on the upper plate 2 after passing through the second circulation chamber 5a.

下第1枠体3′は、第1枠体3と同様に構成されており、その内部に第1流通室3aを有している。第1流通室3a内には、第1ポートP1から高温海水が流入し、その内部を通過した後、第2ポートP2から外部に流出する。   The lower first frame 3 'is configured in the same manner as the first frame 3, and has a first flow chamber 3a therein. High-temperature seawater flows into the first circulation chamber 3a from the first port P1, passes through the interior, and then flows out from the second port P2.

なお、第1〜第4ポートP1〜P4は、上板2の異なる箇所にそれぞれ配置されている。特に、この実施の形態では、上板2の4つの隅部にそれぞれ配置されている。すなわち、図1に示すように、第1ポートP1は左下に位置する隅部に配置され、第2ポートP2は右上に位置する隅部に配置され、第3ポートP3は左上に位置する隅部に配置され、第4ポートP4は右下に位置する隅部に配置されている。   The first to fourth ports P1 to P4 are arranged at different locations on the upper plate 2, respectively. In particular, in this embodiment, the upper plate 2 is disposed at each of the four corners. That is, as shown in FIG. 1, the first port P1 is disposed at the corner located at the lower left, the second port P2 is disposed at the corner located at the upper right, and the third port P3 is disposed at the upper left corner. The fourth port P4 is arranged at a corner located at the lower right.

第1流通室3a,3a内を高温海水が流れるときには、高温海水から発生する水蒸気が上下の蒸留膜4,4′をそれぞれ透過して第2流通室5a内に入り込む。第2流通室5a内に入り込んだ水蒸気は、第2流通室5a内を流れる淡水によって直ちに冷却されて凝縮し、淡水と一緒に流れる。したがって、第4ポートP4から流出する淡水の量は、第3ポートP3から第2流通室5a内に流入する淡水の量より多くなっており、その増量分が膜製造装置1によって製造された淡水として取り出される。   When high temperature seawater flows through the first circulation chambers 3a and 3a, water vapor generated from the high temperature seawater passes through the upper and lower distillation membranes 4 and 4 'and enters the second circulation chamber 5a. The water vapor that has entered the second circulation chamber 5a is immediately cooled and condensed by the fresh water flowing through the second circulation chamber 5a, and flows together with the fresh water. Therefore, the amount of fresh water flowing out from the fourth port P4 is larger than the amount of fresh water flowing into the second circulation chamber 5a from the third port P3, and the increased amount is fresh water produced by the membrane production apparatus 1. As taken out.

増量分以外の淡水は、冷却手段(図示せず)によって再度冷却された後、第3ポートP3に戻される。一方、第2ポートP2から流出した高温海水は、取り出された淡水の分だけ第1ポートP1から第1流通室3a内に流入した高温海水の量より少なくなっており、その減少分だけ新たな海水が追加され、その後加熱手段(図示せず)によって再度加熱されて第1ポートP1に戻される。第2ポートP2から流出した高温海水については、再度利用することなく廃棄してもよい。ただし、その場合には、高温海水を廃棄する前にその熱を利用して他の新たな海水を加熱することが望ましい。そして、廃棄すべき高温海水によって加熱された新たな海水は、加熱手段(図示せず)によって所定の温度までさらに加熱された後、第1ポートP1に送られる。   Fresh water other than the increased amount is cooled again by a cooling means (not shown) and then returned to the third port P3. On the other hand, the high-temperature seawater that has flowed out from the second port P2 is less than the amount of high-temperature seawater that has flowed into the first circulation chamber 3a from the first port P1 by the amount of fresh water that has been taken out, and is newly increased only by the decrease. Seawater is added and then heated again by heating means (not shown) and returned to the first port P1. About the high temperature seawater which flowed out from the 2nd port P2, you may discard, without using again. However, in that case, it is desirable to heat other new seawater using the heat before discarding the high-temperature seawater. And the new seawater heated with the high temperature seawater which should be discarded is further heated to predetermined temperature by a heating means (not shown), Then, it is sent to the 1st port P1.

次に、上記概略構成及び作用を有する膜蒸留装置1の詳細な構成を説明する。
上板2は、下板6と共に膜蒸留装置1全体の形状を一定の形状に維持するためのものであり、剛性の高い樹脂その他の材料によって平板状に形成されている。特に、この実施の形態では、上板2を上下方向(第1及び第2枠体3,4の対向方向)から見たときの形状、つまり平面視形状が長方形に形成されている。上板2の平面視形状は、他の形状にしてもよい。また、上板2は、第1流通室3a内を流れる高温海水その他の高温の溶液に接触する。そこで、上板2は、それらの溶液に対して耐食性を有する材料で構成したり、あるいは第1流通室3aに臨む上板2の下面に溶液に対する耐食性が高く、かつシール性に優れた材料からなる被覆層を設けたりすることが望ましい。
Next, a detailed configuration of the membrane distillation apparatus 1 having the above-described schematic configuration and operation will be described.
The upper plate 2 is for maintaining the shape of the entire membrane distillation apparatus 1 together with the lower plate 6 in a fixed shape, and is formed in a flat plate shape with a highly rigid resin or other material. In particular, in this embodiment, the shape when the upper plate 2 is viewed from the up and down direction (opposite direction of the first and second frame bodies 3 and 4), that is, the shape in plan view, is formed in a rectangle. The plan view shape of the upper plate 2 may be another shape. The upper plate 2 is in contact with hot seawater or other high-temperature solution flowing in the first circulation chamber 3a. Therefore, the upper plate 2 is made of a material having corrosion resistance to those solutions, or is made of a material having high corrosion resistance to the solution on the lower surface of the upper plate 2 facing the first flow chamber 3a and having excellent sealing properties. It is desirable to provide a coating layer.

上第1枠体3は、その内部に上下に開口する第1流通室3aが形成されることによって枠状をなしており、平面視において上板2と同一の外形状を有している。しかも、第1枠体3は、上板2と同一の姿勢で配置されている。したがって、第1枠体3の上面全体が上板2の下面に接触している。これにより、第1流通室3aの上端開口部が閉じられている。第1枠体3は、その第1流通室3a内を高温海水等の溶液が流れることから、溶液に対する耐食性に優れている材料によって構成することが望ましく、樹脂その他の材料によって構成されている。特に、この実施の形態では、シール材としてのパッキンを製造する際に用いられるゴムによって第1枠体3が構成されている。なお、上第1枠体3の厚さは、例えば1.5mm程度であり、図面上は、第1枠体3の厚さが、その長さ及び幅に対して誇張されている。第1枠体3は、必ずしもその平面視形状を上板2と同一にする必要がなく、第1流通室3aが上板2によって遮蔽される限り、上板2と異なる形状にしてもよい。また、第1流通室3aは、その上端部を上第1枠体3の上面に開口させることなく、閉じた状態で形成してもよい。   The upper first frame 3 has a frame shape by forming a first flow chamber 3a that opens up and down inside, and has the same outer shape as the upper plate 2 in plan view. In addition, the first frame 3 is arranged in the same posture as the upper plate 2. Therefore, the entire upper surface of the first frame 3 is in contact with the lower surface of the upper plate 2. Thereby, the upper-end opening part of the 1st distribution chamber 3a is closed. The first frame 3 is preferably made of a material having excellent corrosion resistance against the solution because a solution such as high-temperature seawater flows in the first flow chamber 3a, and is made of a resin or other material. In particular, in this embodiment, the first frame 3 is made of rubber used when manufacturing a packing as a sealing material. The thickness of the upper first frame 3 is, for example, about 1.5 mm. In the drawing, the thickness of the first frame 3 is exaggerated with respect to the length and width. The first frame 3 does not necessarily have the same planar view shape as the upper plate 2, and may have a shape different from that of the upper plate 2 as long as the first circulation chamber 3 a is shielded by the upper plate 2. The first circulation chamber 3 a may be formed in a closed state without opening the upper end portion of the first circulation chamber 3 a on the upper surface of the upper first frame 3.

第1枠体3の第1流通室3aは、平面視長方形をなしており、その長手方向を第1枠体3の長手方向と同一方向に向けて配置されている。第1流通室3aの長さと幅との比は、2(長さ);1(幅)〜5:1又はそれ以上に設定することが望ましい。第1流通室3aの下側の開口部は、上蒸留膜4によって遮蔽されている。この結果、第1流通室3aが外部に対して密封されている。   The first flow chamber 3 a of the first frame 3 has a rectangular shape in plan view, and is arranged with its longitudinal direction oriented in the same direction as the longitudinal direction of the first frame 3. The ratio between the length and the width of the first circulation chamber 3a is desirably set to 2 (length); 1 (width) to 5: 1 or more. The lower opening of the first circulation chamber 3 a is shielded by the upper distillation film 4. As a result, the first circulation chamber 3a is sealed with respect to the outside.

第1枠体3には、第1網体7が設けられている。第1網体7は、第1枠体3と同一の平面視形状を有しており、その厚さ(上下方向の寸法)は、第1枠体3と同一か若干薄く設定されている。第1網体7の周縁部は、第1枠体3の周縁部に埋設されている。第1網体7の内側の部分は、第1流通室3a内に入り込んでいる。   The first frame 3 is provided with a first net body 7. The first net body 7 has the same plan view shape as the first frame body 3, and the thickness (vertical dimension) is set to be the same as or slightly thinner than the first frame body 3. The peripheral edge of the first net body 7 is embedded in the peripheral edge of the first frame 3. The inner part of the first net 7 enters the first circulation chamber 3a.

第1網体7は、次のようにして第1枠体3に設けることができる。すなわち、第1枠体3をその厚さ方向において2分した一対の半体(図示せず)を用意する。一対の半体は、加硫前のゴムで構成しておく。一対の半体を互いに所定距離だけ離した状態で対向させる。そして、一対の半体間に第1網体7を配置する。その後、一対の半体を互いに接近させて接触させて一体化する。このとき、第1網体7を構成する線材が一対の半体の内部に入り込むとともに、各半体を構成するゴムが第1網体7の網目内に入り込んでこれを埋める。その後、一体化された一対の半体を構成するゴムを加硫する。これにより、第1枠体3を製造すると同時に、第1網体7を第1枠体3に埋設した状態で設けることができる。   The first net 7 can be provided on the first frame 3 as follows. That is, a pair of halves (not shown) are prepared by dividing the first frame 3 into two in the thickness direction. The pair of halves are made of rubber before vulcanization. The pair of halves are opposed to each other with a predetermined distance therebetween. And the 1st net body 7 is arranged between a pair of half bodies. Thereafter, the pair of halves are brought into close contact with each other and integrated. At this time, the wire constituting the first net 7 enters the inside of the pair of halves, and the rubber constituting each half enters the mesh of the first net 7 and fills it. Thereafter, the rubber constituting the paired halves is vulcanized. Thereby, the 1st net body 7 can be provided in the state embedded in the 1st frame 3 simultaneously with manufacture of the 1st frame 3.

下第1枠体3′は、上第1枠体3と同一の材料により同一形状、同一寸法に形成されている。勿論、下第1枠体3′にも、第1網体7が設けられている。下第1枠体3′の第1流通室3aの上端開口部は下蒸留膜4′によって遮蔽されており、下端開口部は下板6によって遮蔽されている。下第1枠体3′は、必ずしも設ける必要がなく、省略してもよい。その場合には、後述する第2枠体5の下面に下板6が接触させられ、第2流通室5aが下板6によって遮蔽される。さらに、下第1枠体3′の第1流通室3aについては、その下端部を下第1枠体3′の下面に開口させることなく、閉じた状態で形成してもよい。   The lower first frame 3 ′ is formed of the same material and the same size as the upper first frame 3. Of course, the first net 7 is also provided on the lower first frame 3 '. The upper end opening of the first flow chamber 3 a of the lower first frame 3 ′ is shielded by the lower distillation film 4 ′, and the lower end opening is shielded by the lower plate 6. The lower first frame 3 ′ is not necessarily provided and may be omitted. In that case, the lower plate 6 is brought into contact with the lower surface of the second frame 5 described later, and the second flow chamber 5 a is shielded by the lower plate 6. Further, the first flow chamber 3a of the lower first frame 3 'may be formed in a closed state without opening the lower end portion thereof on the lower surface of the lower first frame 3'.

上蒸留膜4及び下蒸留膜4′は、気体の透過を許容し、液体及び固体の透過を阻止するという性質を有する透過膜、例えば多孔質の膜で構成されている。蒸留膜4,4′の材料としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等の樹脂が用いられる。蒸留膜4,4′は、互いに同一形状、同一寸法を有しており、第1枠体3と同一の平面視形状に形成されている。したがって、上蒸留膜4は、第1枠体3の下面全体及び第2枠体5の上面全体に接触させられている。一方、下蒸留膜4′は、第2枠体5の下面全体及び下第1枠体3′の上面全体に接触させられている。蒸留膜4,4′の厚さは、通常、10〜500μm程度であるが、図面上では蒸留膜4、4′の厚さが、その長さ及び幅に対して誇張されている。   The upper distillation membrane 4 and the lower distillation membrane 4 ′ are made of a permeable membrane, for example, a porous membrane, having a property of allowing gas permeation and blocking liquid and solid permeation. As a material for the distillation films 4 and 4 ′, for example, a resin such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethylene (PE), and polypropylene (PP) is used. The distillation films 4 and 4 ′ have the same shape and the same dimensions as each other, and are formed in the same planar view shape as the first frame 3. Therefore, the upper distillation film 4 is brought into contact with the entire lower surface of the first frame 3 and the entire upper surface of the second frame 5. On the other hand, the lower distillation film 4 ′ is in contact with the entire lower surface of the second frame 5 and the entire upper surface of the lower first frame 3 ′. The thickness of the distillation membranes 4 and 4 ′ is usually about 10 to 500 μm, but the thickness of the distillation membranes 4 and 4 ′ is exaggerated with respect to the length and width in the drawing.

第2枠体5は、その内部に上下に開口する第2流通室5aが形成されることによって枠状をなしており、平面視において上板2と同一の外形状を有している。しかも、第2枠体5は、第1枠体3と同一の姿勢で配置されている、したがって、第2枠体5は、第1枠体3と上蒸留膜4を介して上下に対向しており、第2枠体5の上面全体が、第1枠体3の下面全体に上蒸留膜4を介して接触している。第1枠体5の下面には、下蒸留膜4′が設けられている。第2枠体5の上下の面に上蒸留膜4及び下蒸留膜4′がそれぞれ設けられているので、第2枠体5は、高温海水等の溶液に接触することがなく、淡水に接触するだけである。したがって、第2枠体5は、海水等の溶液に対する耐食性に優れた材料で構成する必要がないが、この実施の形態では第1枠体3を構成する材料と同一の材料によって構成されている。つまり、ゴムによって構成されている。第2枠体5の厚さは、例えば1.5mm程度であるが、図面上は、その長さ及び幅に対して誇張されている。   The second frame body 5 has a frame shape by forming a second flow chamber 5a that opens up and down inside, and has the same outer shape as the upper plate 2 in plan view. In addition, the second frame 5 is arranged in the same posture as the first frame 3. Therefore, the second frame 5 faces the first frame 3 and the upper distillation film 4 in the vertical direction. The entire upper surface of the second frame 5 is in contact with the entire lower surface of the first frame 3 through the upper distillation film 4. A lower distillation film 4 ′ is provided on the lower surface of the first frame 5. Since the upper distillation film 4 and the lower distillation film 4 ′ are provided on the upper and lower surfaces of the second frame body 5, the second frame body 5 does not come into contact with a solution such as high-temperature seawater but contacts fresh water. Just do it. Therefore, the second frame 5 does not need to be made of a material excellent in corrosion resistance to a solution such as seawater, but in this embodiment, the second frame 5 is made of the same material as that of the first frame 3. . That is, it is made of rubber. The thickness of the second frame 5 is, for example, about 1.5 mm, but is exaggerated with respect to its length and width in the drawing.

第2枠体5の第2流通室5の上下の開口部は、上蒸留膜4及び下蒸留膜4′によって閉じられている。第2流通室5aは、第1流通室3aと同一の平面視形状に形成されている。しかも、第2流通室5aは、平面視したとき第1流通室3aと同一位置に同一姿勢で配置されている。したがって、第2流通室5a全体が、第1流通室3a全体と上蒸留膜4(下蒸留膜4′)を介して上下に対向している。第2流通室5a全体と第1流通室3a全体とが対向する限り、第1枠体3(3′)と第2枠対5とは、互いに異なる外形状に形成してもよい。   The upper and lower openings of the second flow chamber 5 of the second frame 5 are closed by the upper distillation membrane 4 and the lower distillation membrane 4 ′. The second circulation chamber 5a is formed in the same planar view shape as the first circulation chamber 3a. Moreover, the second circulation chamber 5a is arranged in the same position at the same position as the first circulation chamber 3a when viewed in plan. Accordingly, the entire second circulation chamber 5a is vertically opposed to the entire first circulation chamber 3a via the upper distillation membrane 4 (lower distillation membrane 4 ′). As long as the entire second circulation chamber 5a and the entire first circulation chamber 3a face each other, the first frame 3 (3 ') and the second frame pair 5 may be formed in different outer shapes.

第2枠体5には、第2網体8が設けられている。第2網体8は、第2枠体5と同一の平面視形状を有しており、その厚さ(上下方向の寸法)が、第2枠体5と同一か若干薄く設定されている。第2網体8の周縁部は、第2枠体5の周縁部に埋設されている。第2網体8の内側の部分は、第2流通室5a内に入り込んでいる。第2網体8は、第1網体7を第1枠体3に設ける場合と同様にして第2枠体5に設けることができる。   The second frame body 5 is provided with a second mesh body 8. The second mesh body 8 has the same plan view shape as the second frame body 5, and the thickness (the dimension in the vertical direction) is set to be the same as or slightly thinner than the second frame body 5. The peripheral edge of the second mesh body 8 is embedded in the peripheral edge of the second frame body 5. The inner part of the second net body 8 enters the second circulation chamber 5a. The second mesh body 8 can be provided on the second frame body 5 in the same manner as when the first mesh body 7 is provided on the first frame body 3.

下板6は、上記のように、上板2と共に、膜蒸留装置1全体の形状を一定の形状に維持するものであり、上板2と同様の材料によって構成されている。しかも、下板5は、平面視形状が上板2と同一形状に形成されている。この結果、この実施の形態の膜蒸留装置1においては、上板2、上第1枠体(第1枠体)3、上蒸留膜(膜体)4、第2枠体5、下蒸留膜(膜体)4′、下第1枠体(第1枠体)3′及び下板6の平面視における外形状が互いに同一形状とされている。しかし、必ずしもそのように構成する必要がなく、互いに異なる外形状にしてもよい。   The lower plate 6 maintains the shape of the entire membrane distillation apparatus 1 together with the upper plate 2 as described above, and is made of the same material as the upper plate 2. Moreover, the lower plate 5 is formed in the same shape as the upper plate 2 in plan view. As a result, in the membrane distillation apparatus 1 of this embodiment, the upper plate 2, the upper first frame (first frame) 3, the upper distillation membrane (film) 4, the second frame 5, and the lower distillation membrane The outer shapes of the film body 4 ′, the lower first frame body (first frame body) 3 ′, and the lower plate 6 in plan view are the same. However, such a configuration is not necessarily required, and the outer shapes may be different from each other.

上記上板2、上第1枠体3、上蒸留膜4、第2枠体5、下蒸留膜4′、下第1枠体3′及び下板6は、その順に重ねられており、互いに隣接する部材どうしが接着固定されている。これによって、膜蒸留装置1全体が一定の形状に維持されている。上板2〜下板6までの各部材は、隣接するものどうしを接着固定することなく、上板2から下板6まで貫通する貫通孔(図示せず)を複数形成し、各貫通孔にボルト(図示せず)を挿通するともに、このボルトにナット(図示せず)を螺合させて締め付けることにより、各部材を相互に固定してもよい。   The upper plate 2, the upper first frame 3, the upper distillation film 4, the second frame 5, the lower distillation film 4 ', the lower first frame 3' and the lower plate 6 are stacked in this order, Adjacent members are fixed by adhesion. Thereby, the whole membrane distillation apparatus 1 is maintained in a fixed shape. Each member from the upper plate 2 to the lower plate 6 forms a plurality of through holes (not shown) penetrating from the upper plate 2 to the lower plate 6 without adhering adjacent members to each other. Each member may be fixed to each other by inserting a bolt (not shown) and screwing and tightening a nut (not shown) to the bolt.

次に、第1及び第2ポートP1,P2と第1流通室3aとの間の流通経路、並びに第3及び第4ポートP3,P4と第2流通室5aとの間の流通経路について説明する。なお、前者の経路は、上第1枠体3と下第1枠体3′とにおいて同様に構成されているので、上第1枠体3における経路についてのみ説明する。   Next, the flow path between the first and second ports P1, P2 and the first flow chamber 3a and the flow path between the third and fourth ports P3, P4 and the second flow chamber 5a will be described. . Since the former route is configured similarly in the upper first frame 3 and the lower first frame 3 ', only the route in the upper first frame 3 will be described.

まず、第1及び第2ポートP1,P2と第1流通室3aとの間の流通経路について説明すると、図5に示すように、第1枠体3には、第1流入口3b及び第1流出口3cが形成されている。第1流入口3bは、図5の左右方向(図1の上下方向)において第1ポートP1が配置された端部と同一の端部、つまり左端部に配置されている(以下、この実施の形態において左右は、図5及び図6における左右を意味するものとする。)。第1流入口3bは、第1流通室3aの長手方向に対向する二つの内面のうちの左内面に開口させられている。しかも、第1流入口3bの開口部は、第1流通室3aの幅方向の中央部に配置されている。   First, the flow path between the first and second ports P1, P2 and the first flow chamber 3a will be described. As shown in FIG. 5, the first frame 3 has a first inlet 3b and a first flow path. An outlet 3c is formed. The first inflow port 3b is arranged at the same end as the end where the first port P1 is arranged, that is, the left end in the left-right direction in FIG. In the embodiment, the left and right mean the left and right in FIGS. The first inlet 3b is opened on the left inner surface of the two inner surfaces facing the longitudinal direction of the first flow chamber 3a. And the opening part of the 1st inflow port 3b is arrange | positioned in the center part of the width direction of the 1st distribution chamber 3a.

一方、第1流出口3cは、図5の左右方向(図1の上下方向)において第1ポートP2が配置された端部と同一の端部、つまり右端部に配置されている。第1流出口3dは、第1流通室3aの右内面に開口させられている。しかも、第1流出口3dの開口部は、第1流通室3aの幅方向の中央部に配置されている。 On the other hand, the 1st outflow port 3c is arrange | positioned in the edge part same as the edge part in which the 1st port P2 is arrange | positioned in the left-right direction of FIG. 5 (up-down direction of FIG. 1), ie, a right end part. The first outlet 3d is opened on the right inner surface of the first circulation chamber 3a. Moreover, the opening of the first outlet 3d is disposed at the center in the width direction of the first circulation chamber 3a.

図6に示すように、第2枠体5には、第2流入口5b及び第2流出口5cが形成されている。第2流入口5bは、図6の左右方向(図1の上下方向)において第3ポートP3が配置された端部と同一の端部、つまり左端部に配置されている。第1流入口5bは、第2流通室5aの長手方向に対向する二つの内面のうちの右内面に開口させられている。しかも、第2流入口5bの開口部は、第2流通室5aの幅方向の中央部に配置されている。この結果、第2流入口5bの開口部は、平面視において第1流出口3cの第1流通室3aに対する開口部と同一位置に位置させられている。 As shown in FIG. 6, the second frame 5 is formed with a second inflow port 5 b and a second outflow port 5 c. The second inflow port 5b is disposed at the same end as the end where the third port P3 is disposed, that is, the left end in the left-right direction in FIG. 6 (up-down direction in FIG. 1). The 1st inflow port 5b is opened by the right inner surface of the two inner surfaces which oppose the longitudinal direction of the 2nd circulation chamber 5a. And the opening part of the 2nd inflow port 5b is arrange | positioned in the center part of the width direction of the 2nd circulation chamber 5a. As a result, the opening of the second inflow port 5b is positioned at the same position as the opening of the first outflow port 3c with respect to the first flow chamber 3a in plan view.

一方、第2流出口5cは、図6の左右方向(図1の上下方向)において第4ポートP4が配置された端部と同一の端部、つまり左端部に配置されている。第2流出口5cは、第2流通室5aの左内面に開口させられている。しかも、第1流出口5cの開口部は、第2流通室5aの幅方向の中央部に配置されている。この結果、第2流出口5cの開口部は、平面視において第1流入口3bの第1流通室3aに対する開口部と同一位置に位置させられている。   On the other hand, the 2nd outflow port 5c is arrange | positioned in the edge part same as the edge part in which the 4th port P4 is arrange | positioned in the left-right direction (up-down direction of FIG. 1) of FIG. The second outlet 5c is opened on the left inner surface of the second circulation chamber 5a. And the opening part of the 1st outflow port 5c is arrange | positioned in the center part of the width direction of the 2nd circulation chamber 5a. As a result, the opening of the second outlet 5c is positioned at the same position as the opening of the first inlet 3b with respect to the first circulation chamber 3a in plan view.

図1〜図3に示すように、膜蒸留装置1は、第1流入孔9A、第1流出孔9B、第2流入孔9C及び第2流出孔9Dを有している。第1流入孔9A、第1流出孔9B、第2流入孔9C及び第2流出孔9Dは、互いに異なる位置に配置されているのみならず、第1流入口3b、第1流出口3c、第2流入口5b及び第2流出口5cのいずれとも異なる位置に配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 3, the membrane distillation apparatus 1 has a first inflow hole 9A, a first outflow hole 9B, a second inflow hole 9C, and a second outflow hole 9D. The first inflow hole 9A, the first outflow hole 9B, the second inflow hole 9C, and the second outflow hole 9D are not only arranged at different positions, but also the first inflow port 3b, the first outflow port 3c, It arrange | positions in the position different from any of the 2 inflow port 5b and the 2nd outflow port 5c.

図1及び図2に示すように、第1流入孔9Aは、平面視において第1ポートP1と同一位置に配置されている。第1流入孔9Aは、上板2の上面から下方に延びており、上板2、上第1枠体3、上蒸留膜4、第2枠体5、下蒸留膜4′及び下第1枠体3′を貫通している。第1流入孔9Aの上端開口部は、第1ポートP1に連通させられている。したがって、第1ポートP1に高温海水が供給されると、その高温海水が第1流入孔9Aに流入する。第1流入孔9Aの下端開口部は、下板6によって閉じられている。 As shown in FIGS. 1 and 2, the first inflow hole 9A is disposed at the same position as the first port P1 in plan view. The first inflow hole 9A extends downward from the upper surface of the upper plate 2, and the upper plate 2, the upper first frame 3, the upper distillation membrane 4, the second frame 5, the lower distillation membrane 4 'and the lower first It penetrates the frame 3 '. The upper end opening of the first inflow hole 9A is communicated with the first port P1. Therefore, when the high temperature seawater is supplied to the first port P1, the high temperature seawater flows into the first inflow hole 9A. The lower end opening of the first inflow hole 9 </ b> A is closed by the lower plate 6.

図1及び図3に示すように第1流出孔9Bは、平面視において第2ポートP2と同一に配置されている。第1流出孔9Bは、上板2の上面から下方に延びており、上板2、上第1枠体3、上蒸留膜4、第2枠体5、下蒸留膜4′及び下第1枠体3′を貫通している。第1流出孔9Bの上端開口部は、第2ポートP2に連通させられている。したがって、第2ポートP2には、第1流出孔9Bから高温海水が流れ込む。第1流出孔9Bの下端開口部は、下板6によって閉じられている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the first outflow hole 9B is disposed in the same manner as the second port P2 in plan view. The first outflow hole 9B extends downward from the upper surface of the upper plate 2, and the upper plate 2, the upper first frame 3, the upper distillation membrane 4, the second frame 5, the lower distillation membrane 4 'and the lower first It penetrates the frame 3 '. The upper end opening of the first outflow hole 9B is communicated with the second port P2. Accordingly, the high temperature seawater flows into the second port P2 from the first outflow hole 9B. The lower end opening of the first outflow hole 9 </ b> B is closed by the lower plate 6.

図1及び図2に示すように、第2流入孔9Cは、平面視において第3ポートP3と同一位置に配置されている。第2流入孔9Cは、上板2の上面から下方に向かって延びており、上板2、上第1枠体3、上蒸留膜4及び第2枠体5を貫通している。第2流入9Cの上端開口部は、第3ポートP3に連通させられている。したがって、第3ポートP3に淡水が供給されると、その淡水が第2流入孔9Cに流入する。第2流入孔9Cの下端開口部は、下蒸留膜4′によって閉じられている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the second inflow hole 9C is arranged at the same position as the third port P3 in plan view. The second inflow hole 9 </ b> C extends downward from the upper surface of the upper plate 2 and penetrates the upper plate 2, the upper first frame 3, the upper distillation film 4, and the second frame 5. The upper end opening of the second inflow 9C is communicated with the third port P3. Therefore, when fresh water is supplied to the third port P3, the fresh water flows into the second inflow hole 9C. The lower end opening of the second inflow hole 9C is closed by the lower distillation membrane 4 ′.

図1及び図3に示すように、第2流出孔9Dは、平面視において第4ポートP4と同一位置に配置されている。第2流出孔9Dは、上板2の上面から下方に延びており、上板2、上第1枠体3、上蒸留膜4、第2枠体5を貫通している。第2流出孔9Dの上端開口部は、第4ポートP4に連通させられている。したがって、第4ポートP4には、第2流出孔9Dから淡水が流入する。第2流出孔9Dの下端開口部は、下蒸留膜4′によって閉じられている。   As shown in FIG.1 and FIG.3, 2nd outflow hole 9D is arrange | positioned in the same position as the 4th port P4 in planar view. The second outflow hole 9 </ b> D extends downward from the upper surface of the upper plate 2 and passes through the upper plate 2, the upper first frame 3, the upper distillation film 4, and the second frame 5. The upper end opening of the second outflow hole 9D is communicated with the fourth port P4. Therefore, fresh water flows into the fourth port P4 from the second outflow hole 9D. The lower end opening of the second outflow hole 9D is closed by the lower distillation membrane 4 ′.

図5に示すように、第1枠体3の左端部には、第1流入通路3dが形成されている。この第1流入通路3dの一端部は、第1流入孔9Aに連通しており、他端部は第1流入口3bに連通している。この結果、第1ポートP1と第1流通室3aの左端部とが、第1流入孔9A、第1流入通路3d及び第1流入口3bを介して連通させられている。   As shown in FIG. 5, a first inflow passage 3 d is formed at the left end portion of the first frame 3. One end of the first inflow passage 3d communicates with the first inflow hole 9A, and the other end communicates with the first inflow port 3b. As a result, the first port P1 and the left end of the first flow chamber 3a are communicated with each other through the first inflow hole 9A, the first inflow passage 3d, and the first inflow port 3b.

第1枠体3の右端部には、第1流出通路3eが形成されている。この第1流出通路3eの一端部は、第1流出孔9Bに連通しており、他端部は第1流出口3cに連通している。この結果、第2ポートP2と第1流通室3aの右端部とが、第1流出孔9B、第1流出通路3e及び第1流出口3cを介して連通させられている。 A first outflow passage 3 e is formed at the right end of the first frame 3. One end portion of the first outflow passage 3e communicates with the first outflow hole 9B, and the other end portion communicates with the first outflow port 3c. As a result, the second port P2 and the right end of the first circulation chamber 3a are communicated with each other via the first outflow hole 9B, the first outflow passage 3e, and the first outflow port 3c.

図6に示すように、第2枠体5の右端部には、第2流入通路5dが形成されている。この第2流入通路5dの一端部は、第2流入孔9Cに連通しており、他端部は第1流入口5bに連通している。この結果、第3ポートP3と第2流通室5aの右端部とが、第2流入孔9C、第2流入通路5d及び第2流入口5bを介して連通させられている。   As shown in FIG. 6, a second inflow passage 5 d is formed at the right end of the second frame 5. One end of the second inflow passage 5d communicates with the second inflow hole 9C, and the other end communicates with the first inflow port 5b. As a result, the third port P3 and the right end of the second circulation chamber 5a are communicated with each other via the second inflow hole 9C, the second inflow passage 5d, and the second inflow port 5b.

第2枠体5の左端部には、第2流出通路5eが形成されている。この第2流出通路3eの一端部は、第1流出孔9Dに連通しており、他端部は第2流出口5cに連通している。この結果、第4ポートP4と第2流通室5aとが、第2流出孔9D、第2流出通路5e及び第2流出口5cを介して連通させられている。 A second outflow passage 5 e is formed at the left end of the second frame 5. One end of the second outflow passage 3e communicates with the first outflow hole 9D, and the other end communicates with the second outflow port 5c. As a result, the fourth port P4 and the second circulation chamber 5a communicate with each other through the second outflow hole 9D, the second outflow passage 5e, and the second outflow port 5c.

このように、第1流入孔9A、第1流出孔9B、第2流入孔9C及び第2流出孔9Dを、互いに異なる位置に配置するとともに、第1流入口3b、第1流出口3c、第2流入口5b及び第2流出口5cのいずれとも異なる位置に配置し、第1流入孔9A、第1流出孔9B、第2流入孔9C及び第2流出孔9Dと、第1流入口3b、第1流出口3c、第2流入口5b及び第2流出口5cとを、第1流入通路3d、第1流出通路3e、第2流入通路5d及び第2流出通路5eによってそれぞれ連通させているので、第1枠体3の第1流入口3bと第2枠体5の第2流出口5cとを平面視において同一位置に配置することができ、第1枠体3の第1流出口3cと第2枠体5の第2流入口5bとを平面視において同一位置に配置することができたのである。   In this way, the first inflow hole 9A, the first outflow hole 9B, the second inflow hole 9C, and the second outflow hole 9D are arranged at different positions, and the first inflow port 3b, the first outflow port 3c, The second inflow port 5b and the second outflow port 5c are arranged at different positions, and the first inflow hole 9A, the first outflow hole 9B, the second inflow hole 9C, the second outflow hole 9D, the first inflow port 3b, Since the first outlet 3c, the second inlet 5b, and the second outlet 5c are communicated by the first inflow passage 3d, the first outflow passage 3e, the second inflow passage 5d, and the second outflow passage 5e, respectively. The first inflow port 3b of the first frame 3 and the second outflow port 5c of the second frame 5 can be arranged at the same position in plan view, and the first outflow port 3c of the first frame 3 Since the second inflow port 5b of the second frame 5 can be arranged at the same position in plan view. That.

上記構成の膜蒸留装置において、第1ポートP1に高温海水を供給すると、その高温海水は、第1流入孔9A及び第1流入通路3dを通って第1流入口3bに入り込み、そこから第1流通室3aの左端部の幅方向における中央部に流入する。図5に示すように、第1流通室3aの左端部の中央部に流入した高温海水は、幅方向に広がりながら第1流通室3aの右端側へ流れる。高温海水は、第1流通室3aの長手方向の中間部においてはその長手方向に沿ってほぼ平行に流れる。その後、高温海水は、第1流通室3aの幅方向に狭まりながらその右端側へ流れ、第1流出口3cに流入する。そして、第1流出通路3e及び第1流出孔9Bを通って第2ポートP2へ至り、そこから外部に流出する。   In the membrane distillation apparatus having the above configuration, when high-temperature seawater is supplied to the first port P1, the high-temperature seawater enters the first inflow port 3b through the first inflow hole 9A and the first inflow passage 3d, and from there, the first It flows into the center in the width direction of the left end of the circulation chamber 3a. As shown in FIG. 5, the high-temperature seawater that has flowed into the central portion of the left end portion of the first circulation chamber 3a flows to the right end side of the first circulation chamber 3a while spreading in the width direction. The high-temperature seawater flows substantially in parallel along the longitudinal direction in the middle part of the first circulation chamber 3a in the longitudinal direction. Thereafter, the high-temperature seawater flows to the right end side while narrowing in the width direction of the first circulation chamber 3a, and flows into the first outlet 3c. And it reaches the 2nd port P2 through the 1st outflow passage 3e and the 1st outflow hole 9B, and flows out from there.

一方、第3ポートP3に低温の淡水を供給すると、その淡水は、第2流入孔9C及び第2流入通路5dを通って第2流入口5bへ至り、そこから第2流通室5aの右端部の幅方向における中央部に流入する。図6に示すように、第2流通室5aの右端部の中央部に流入した淡水は、幅方向に広がりながら第2流通室5a内を左端部側へ流れる。淡水は、第2流通室5aの長手方向の中間部においてはその長手方向に沿ってほぼ平行に流れる。その後、淡水は、第2流通室5aの幅方向に狭まりながらその左端側へ流れ、第2流出口5cに流入する。そして、第2流出通路5e及び第2流出孔9Dを通って第4ポートP4へ至り、そこから外部に流出する。   On the other hand, when low temperature fresh water is supplied to the third port P3, the fresh water passes through the second inflow hole 9C and the second inflow passage 5d to the second inflow port 5b, and from there to the right end of the second circulation chamber 5a. Flows into the center in the width direction. As shown in FIG. 6, the fresh water that has flowed into the center of the right end of the second circulation chamber 5a flows in the second circulation chamber 5a toward the left end while spreading in the width direction. Fresh water flows substantially in parallel along the longitudinal direction in the longitudinal intermediate portion of the second circulation chamber 5a. Thereafter, the fresh water flows to the left end side while narrowing in the width direction of the second circulation chamber 5a, and flows into the second outlet 5c. And it reaches the 4th port P4 through the 2nd outflow passage 5e and the 2nd outflow hole 9D, and flows out from there.

ここで、第1流入口3bと第2流出口5cとが平面視において同一位置に配置され、第1流出口3cと第2流入口5bとが平面視において同一位置に配置されており、第1流入口3bの開口部と第1流出口3cの開口部とを結ぶ線と、第2流入口5bの開口部と第2流出口5cの開口部とを結ぶ線とが、平面視において同一位置に位置している。したがって、第1流通室3a内を流れる高温海水と第2流通室5a内を流れる淡水とは、図1に示すように、互いに逆方向に流れる。つまり、高温海水と淡水とは対向流となって流れる。したがって、高温海水と淡水との間の熱交換効率が向上し、淡水の製造効率を向上させることができる。しかも、高温海水と淡水とは、平面視においてはほぼ同一の経路をたどって流れる。よって、高温海水と淡水との熱交換が、それらの全流域において行われる。この結果、高温海水と淡水との間の淡水の製造効率をさらに向上させることができる。   Here, the first inflow port 3b and the second outflow port 5c are arranged at the same position in a plan view, the first outflow port 3c and the second inflow port 5b are arranged at the same position in a plan view, The line connecting the opening of the first inlet 3b and the opening of the first outlet 3c and the line connecting the opening of the second inlet 5b and the opening of the second outlet 5c are the same in plan view. Located in position. Therefore, the high-temperature seawater flowing in the first circulation chamber 3a and the fresh water flowing in the second circulation chamber 5a flow in opposite directions as shown in FIG. That is, high-temperature seawater and fresh water flow in opposite directions. Therefore, the heat exchange efficiency between high-temperature seawater and fresh water is improved, and the production efficiency of fresh water can be improved. Moreover, the high-temperature seawater and the fresh water flow along substantially the same path in plan view. Therefore, heat exchange between high-temperature seawater and fresh water is performed in their entire basin. As a result, the production efficiency of fresh water between high-temperature seawater and fresh water can be further improved.

また、この実施の形態においては、第1流通室3a内に第1網体7が設けられているので、第1流通室3a内に常に一定以上の流通面積を確保することができる。すなわち、第1網対7が設けられていない場合において、仮に第1流通室3a内の圧力が第2流通室5a内の圧力より低くなると、その差圧によって上蒸留膜4が上方へ押されて上板2に接近ないしは接触することがある。すると、第2流通室3a内の流通面責が小さくなり、高温海水の第1流通室3a内における流量が低下し、この結果熱交換効率及び淡水の製造効率が低下してしまう。   Moreover, in this embodiment, since the 1st net | network body 7 is provided in the 1st distribution chamber 3a, the fixed distribution area more than fixed can always be ensured in the 1st distribution chamber 3a. That is, in the case where the first network pair 7 is not provided, if the pressure in the first circulation chamber 3a becomes lower than the pressure in the second circulation chamber 5a, the upper distillation membrane 4 is pushed upward by the differential pressure. May approach or come into contact with the upper plate 2. Then, the distribution responsibility in the 2nd circulation chamber 3a becomes small, the flow volume in the 1st circulation chamber 3a of high temperature seawater falls, As a result, the heat exchange efficiency and the production efficiency of fresh water will fall.

この点、この実施の形態の膜蒸留装置1においては、第1流通室3a内に第1網体7が設けられており、上蒸留膜4が上方へ押されたとしても、第1網体7に接触するだけであり、それ以上上板2側へ押されることがない。したがって、第1流通室3a内の流通面積が上蒸留膜4によって狭められることがない。しかも、上蒸留膜4が第1網体7に接触した状態では、高温海水が第1網体7の網目を通って流れる。したがって、第1流通室3a内に常に一定の大きさ以上の流通面積を確保することができ、高温海水を円滑な流すことができる。よって、熱交換効率及び淡水の製造効率を向上させることができる。 In this respect, in the membrane distillation apparatus 1 of this embodiment, the first network body 7 is provided in the first flow chamber 3a, and even if the upper distillation film 4 is pushed upward, the first network body is provided. 7 is only touched, and is not pushed further to the upper plate 2 side. Therefore, the flow area in the first flow chamber 3 a is not narrowed by the upper distillation film 4. Moreover, when the upper distillation membrane 4 is in contact with the first network body 7, the high-temperature seawater flows through the mesh of the first network body 7. Therefore, it is possible to always ensure a flow area of a certain size or more in the first flow chamber 3a, and to smoothly flow high-temperature seawater. Therefore, heat exchange efficiency and fresh water production efficiency can be improved.

これは、下蒸留膜4′が下方へ押された場合、及び上蒸留膜4及び下蒸留膜4′が第2流通室5側へ押された場合も同様である。下蒸留膜4′が下方へ押された場合には、下第1枠体3′に設けられた第1網体7に下蒸留膜4′に接触するからであり、上蒸留膜4及び下蒸留膜4′が第2流通室5a側へ押されたときには、それらが第2網体8に接触するからである。   This is the same when the lower distillation membrane 4 ′ is pushed downward and when the upper distillation membrane 4 and the lower distillation membrane 4 ′ are pushed toward the second flow chamber 5. This is because when the lower distillation membrane 4 ′ is pushed downward, the lower distillation membrane 4 ′ comes into contact with the first network 7 provided on the lower first frame 3 ′. This is because when the distillation membrane 4 ′ is pushed toward the second flow chamber 5 a, they come into contact with the second mesh body 8.

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態については、上記実施の形態と異なる構成だけを説明することとし、同様な構成には同一符号を付してその説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In the following embodiments, only the configuration different from the above-described embodiment will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図7〜図9は、この発明の第2実施の形態を示す。この実施の形態の膜蒸留装置(膜反応装置)1Aにおいては、図8に示すように、第1流入口3bが第1流通室3aの左内面のうちの幅方向において第1ポートP1に隣接する端部に開口させられている。一方、第1流出口3は、第1流通室3aの右内面のうちの幅方向において第2ポートP2に隣接する端部に開口させられている。つまり、第1流出口3の開口部は、第1流通室3aの幅方向において第1流入口3bの開口部と逆側の端部に配置されている。換言すれば、第1流入口3bの開口部と第1流出口の開口部とが、第1流通室3aの第1ポートP1側の角部と第2ポートP2側の角部とを結ぶ対角線上に配置されているのである。   7 to 9 show a second embodiment of the present invention. In the membrane distillation apparatus (membrane reaction apparatus) 1A of this embodiment, as shown in FIG. 8, the first inlet 3b is adjacent to the first port P1 in the width direction of the left inner surface of the first flow chamber 3a. It is made to open to the edge part to do. On the other hand, the 1st outflow port 3 is opened by the edge part adjacent to the 2nd port P2 in the width direction among the right inner surfaces of the 1st distribution chamber 3a. That is, the opening part of the 1st outflow port 3 is arrange | positioned in the edge part on the opposite side to the opening part of the 1st inflow port 3b in the width direction of the 1st distribution chamber 3a. In other words, the diagonal line connecting the opening on the first inflow port 3b and the opening on the first outflow port between the corner on the first port P1 side and the corner on the second port P2 side of the first circulation chamber 3a. It is arranged on the top.

図8及び図9に示すように、第2流入口5b及び第2流出口5cは、平面視において第1流出口3c及び第1流入口3bと同一位置に位置するように配置されている。このように配置した場合には、第3ポートP3及び第4ポートP4を上記実施の形態と同様の位置に配置すると、第2流入口5bと第2流入孔9Cとの間の距離、及び第2流出口5cと第2流出孔9Dとの間の距離が長くなり、ひいては第2流入通路5d及び第2流出通路5eの長さが長くなってしまう。そこで、第3ポートP3及び第2流入孔9Cを、第2ポートP2及び第1流出孔9Bと異なる位置ではあるが、それらに接近させて配置するとともに、第4ポートP4及び第2流出孔9Dを、第1ポートP1及び第1流入孔9Aと異なる位置ではあるが、それらに接近させて配置している。これにより、第2流入通路5d及び第2流出通路5eの長さを極力短くしている。   As shown in FIGS. 8 and 9, the second inflow port 5b and the second outflow port 5c are arranged at the same position as the first outflow port 3c and the first inflow port 3b in plan view. In this arrangement, if the third port P3 and the fourth port P4 are arranged at the same positions as in the above embodiment, the distance between the second inlet 5b and the second inlet hole 9C, and the The distance between the two outflow ports 5c and the second outflow hole 9D becomes long, and as a result, the lengths of the second inflow passage 5d and the second outflow passage 5e become long. Therefore, although the third port P3 and the second inflow hole 9C are located at positions different from the second port P2 and the first outflow hole 9B, they are arranged close to them, and the fourth port P4 and the second outflow hole 9D. Are positioned differently from the first port P1 and the first inflow hole 9A, but close to them. Thereby, the length of the 2nd inflow passage 5d and the 2nd outflow passage 5e is shortened as much as possible.

この実施の形態において、第1流通室3a内に流入した高温海水は、図7において実線で示すように、広がりながら対角線に沿って流れた後、狭まりながら対角線に沿って流れる。一方、第2流通室5aに流入した淡水は、図7において破線で示すように、広がりながら対角線に沿って流れた後、狭まりながら対角線に沿って流れる。このとき、高温海水の流れる方向と淡水の流れる方向とは互いに逆方向であり、両者は対向流となって流れる。したがって、この膜蒸留装置1Aにおいても、熱交換効率及び淡水の製造効率を向上させることができる。   In this embodiment, the high-temperature seawater that has flowed into the first circulation chamber 3a flows along the diagonal while spreading, and then flows along the diagonal while narrowing, as shown by the solid line in FIG. On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 7, the fresh water that has flowed into the second circulation chamber 5a flows along the diagonal while spreading and then flows along the diagonal while narrowing. At this time, the direction in which the high-temperature seawater flows and the direction in which the fresh water flows are opposite to each other, and both flow in opposite directions. Therefore, also in this membrane distillation apparatus 1A, the heat exchange efficiency and the production efficiency of fresh water can be improved.

図10〜図15は、この発明の第3実施の形態を示す。この実施の形態の膜蒸留装置(膜反応装置)1Bにおいては、図10に示すように、各部材2〜6の長手方向が上下方向を向くように配置されている。   10 to 15 show a third embodiment of the present invention. In the membrane distillation apparatus (membrane reaction apparatus) 1B of this embodiment, as shown in FIG. 10, the longitudinal directions of the members 2 to 6 are arranged so as to face the vertical direction.

図11〜図13に示すように、第2枠体5の厚さ方向(図11〜図13において左右方向)の両面には、不透過膜11,11がそれぞれ固着されている。この二つの不透過膜11,11によって第2流通室5aの両端開口部が遮蔽されている。不透過膜11は、気体、液体及び固体の透過を阻止し、かつ良好な熱伝導性を有する材質によって構成されている。不透過膜12は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)等の樹脂フィルムによって構成されているが、他の材料からなるフィルムによって構成してもよい。   As shown in FIGS. 11 to 13, impermeable films 11 and 11 are fixed to both surfaces of the second frame 5 in the thickness direction (left and right direction in FIGS. 11 to 13), respectively. The two impermeable membranes 11 and 11 shield the openings at both ends of the second flow chamber 5a. The impervious film 11 is made of a material that prevents gas, liquid, and solid from permeating and has good thermal conductivity. The impermeable film 12 is made of a resin film such as PET (polyethylene terephthalate), but may be made of a film made of another material.

上第1枠体3と第2枠体5との間、及び下第1枠体3′と第2枠体5との間には、第3枠体12がそれぞれ配置されている。第3枠体12は、第2流入口5b及び第2流出口5cに代えて水抜き口12b及びガス抜き口12cが形成されている点を除き、第2枠体5と同一材料により同一形状、同一寸法に形成されている。そして、第3枠体1の内部が、第2流通室5aに代わる凝縮室12aになっている。勿論、この凝縮室12aの形状、寸法は、第2流通室5aと同一である。凝縮室12aの図11〜図13における左右の開口部は、蒸留膜4,4′によって遮蔽されている。また、第3枠体12には、第3網体13が設けられている。この第3網体13の周縁部は、第3枠体12に埋設固定されており、内側の部分が凝縮室12aに入り込んでいる。第3枠体12は、第2枠体5と異なる材料で異なる形状及び寸法に形成してもよい。ただし、凝縮室12aは、第2流通室5aと同一形状とし、かつ第2流通室5a全体と対向するように配置することが望ましい。   Between the upper first frame body 3 and the second frame body 5 and between the lower first frame body 3 ′ and the second frame body 5, third frame bodies 12 are respectively arranged. The third frame 12 has the same shape and the same material as the second frame 5 except that a drain port 12b and a gas vent 12c are formed instead of the second inlet 5b and the second outlet 5c. Are formed to the same dimensions. And the inside of the 3rd frame 1 serves as condensation room 12a replaced with the 2nd distribution room 5a. Of course, the shape and dimensions of the condensing chamber 12a are the same as those of the second circulation chamber 5a. The left and right openings in FIGS. 11 to 13 of the condensing chamber 12a are shielded by the distillation films 4 and 4 ′. The third frame body 12 is provided with a third mesh body 13. The peripheral part of the third net 13 is embedded and fixed in the third frame 12, and the inner part enters the condensing chamber 12a. The third frame 12 may be formed in a different shape and size using a material different from that of the second frame 5. However, it is desirable that the condensing chamber 12a has the same shape as the second circulation chamber 5a and is disposed so as to face the entire second circulation chamber 5a.

水抜き口12bは、図14及び図15から明らかなように、第3枠体12の厚さ方向から見たとき、つまり第1、第2枠体3,5の対向方向から見たとき、第1流入口3b及び第2流出口5cと同一位置に配置されている。したがって、水抜き孔12bは、図15において下側に位置する凝縮室13aの内面の幅方向における中央部に開口させられている。一方、ガス抜き口13cは、第1流出口3c及び第2流入口5bと同一位置に配置されており、図15において上側に位置する凝縮室13aの内面の幅方向における中央部に開口させられている。   As is apparent from FIGS. 14 and 15, the drain port 12 b is viewed from the thickness direction of the third frame body 12, that is, when viewed from the opposing direction of the first and second frame bodies 3 and 5. It arrange | positions in the same position as the 1st inflow port 3b and the 2nd outflow port 5c. Accordingly, the drain hole 12b is opened at the center in the width direction of the inner surface of the condensing chamber 13a located on the lower side in FIG. On the other hand, the gas vent 13c is disposed at the same position as the first outlet 3c and the second inlet 5b, and is opened at the center in the width direction of the inner surface of the condensing chamber 13a located on the upper side in FIG. ing.

図10、図11及び図13に示すように、第3枠体12の図10における下面の幅方向の中央部には、第5ポートP5が設けられている。この第5ポートP5は、第3枠体12の下端部に設けられた水排出孔12dを介して水抜き口12bに連通させられている。第2枠体12の上面の幅方向の中央部には、第6ポートP6が設けられている。この第6ポートP6は、第3枠体12の上端部に設けられたガス排出孔12eを介してガス抜き口12cに連通させられている。   As shown in FIGS. 10, 11, and 13, a fifth port P <b> 5 is provided at the center in the width direction of the lower surface of the third frame 12 in FIG. 10. The fifth port P5 is communicated with the water drain port 12b through a water discharge hole 12d provided at the lower end of the third frame body 12. A sixth port P6 is provided in the center of the upper surface of the second frame 12 in the width direction. The sixth port P6 is communicated with the gas vent 12c through a gas discharge hole 12e provided at the upper end of the third frame 12.

上記構成の膜蒸留装置1Bにおいては、高温海水が第1流通室3a内を流れる間に高温海水から発生した水蒸気が蒸留膜4(4′)を透過して凝縮室13a内に流入する。第3流通室13a内に流入した水蒸気は、第2流通室5a内を流れる淡水によって冷却されて液体の水になる。この水は、水抜き口13b及び水排出孔13dを通り、第5ポートP5ら外部に淡水として取り出される。高温海水から発生して上流膜4(4′)を透過した気体で凝縮されない気体は、ガス抜き凹部13c及びガス排出孔13eを通り、第6ポートから外部に排出される。なお、これから明らかなように、第2流通室5aには、水蒸気が入り込むことも、その水蒸気が凝縮されることによって製造された淡水が入り込むこともない。したがって、第2流通室5aには、必ずしも淡水を流す必要がなく、低温の海水を流すようにしてもよい。   In the membrane distillation apparatus 1B having the above configuration, water vapor generated from the high temperature seawater passes through the distillation membrane 4 (4 ') and flows into the condensation chamber 13a while the high temperature seawater flows through the first circulation chamber 3a. The water vapor that has flowed into the third circulation chamber 13a is cooled by the fresh water flowing through the second circulation chamber 5a to become liquid water. This water passes through the drain port 13b and the water discharge hole 13d, and is taken out as fresh water from the fifth port P5 to the outside. The gas that is generated from the high-temperature seawater and is not condensed by the gas that has passed through the upstream membrane 4 (4 ′) passes through the gas vent 13c and the gas discharge hole 13e and is discharged to the outside through the sixth port. As is clear from this, water vapor does not enter the second circulation chamber 5a, and fresh water produced by condensing the water vapor does not enter. Therefore, it is not always necessary to flow fresh water into the second circulation chamber 5a, and low-temperature seawater may be flowed.

この発明は、上記の実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において各種の変形例を採用することができる。
例えば、上記の実施の形態においては、上板2、下板6及びそれらの間に配置された各部材を一つのブロックとし、そのブロックを膜蒸留装置としているが、そのようなブロックを前後、左右及び上下に並べてそれら全体を膜蒸留装置としてもよい。
また、上記の実施の形態においては、高温海水(溶液)から淡水を製造するために膜体として蒸留膜4,4′が用いられているが、この発明を例えば熱交換機に用いる場合には、蒸留膜4,4′に代えて熱伝導性に優れた不透過膜が膜体として用いられる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be adopted without departing from the scope of the invention.
For example, in the above-described embodiment, the upper plate 2, the lower plate 6 and each member disposed between them are set as one block, and the block is used as a membrane distillation apparatus. It is good also as a film | membrane distillation apparatus by arranging them all on the right and left and up and down.
In the above embodiment, the distillation membrane 4, 4 'is used as a membrane to produce fresh water from high-temperature seawater (solution). However, when the present invention is used for a heat exchanger, for example, Instead of the distillation membranes 4 and 4 ', an impermeable membrane having excellent thermal conductivity is used as the membrane body.

この発明は、膜蒸留装置、熱交換器及び電気透析装置等の各種の膜反応装置に利用することができる。   The present invention can be used in various membrane reaction apparatuses such as a membrane distillation apparatus, a heat exchanger, and an electrodialysis apparatus.

1 膜蒸留装置(膜反応装置)
1A 膜蒸留装置(膜反応装置)
1B 膜蒸留装置(膜反応装置)
3 上第1枠体(第1枠体)
3′ 下第1枠体(第1枠体)
3a 第1流通室
3b 第1流入口
3c 第1流出口
3d 第1流入通路
3e 第1流出通路
4 上蒸留膜(蒸留膜)
4′ 下蒸留膜(蒸留膜)
5 第2枠体
5a 第2流通室
5b 第2流入口
5c 第2流出口
5d 第2流入通路
5e 第2流出通路
9A 第1流入孔
9B 第1流出孔
9C 第2流入孔
9D 第2流出孔
1 Membrane distillation device (membrane reaction device)
1A Membrane Distiller (Membrane Reactor)
1B Membrane Distillation Device (Membrane Reaction Device)
3 Upper first frame (first frame)
3 'lower first frame (first frame)
3a 1st circulation chamber 3b 1st inflow port 3c 1st outflow port 3d 1st inflow passage 3e 1st outflow passage 4 Upper distillation membrane (distillation membrane)
4 'Lower distillation membrane (distillation membrane)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 2nd frame 5a 2nd flow chamber 5b 2nd inflow port 5c 2nd outflow port 5d 2nd inflow passage 5e 2nd outflow passage 9A 1st inflow hole 9B 1st outflow hole 9C 2nd inflow hole 9D 2nd outflow hole

Claims (4)

内部に第1流通室を有する第1枠体と、上記第1枠体の一方の面に設けられて上記第1流通室を覆う膜体と、内部に第2流通室を有する第2枠体とを備え、上記第1流通室と上記第1流通室とが上記膜体を間にして互いに対向するよう、上記第1枠体と上記第2枠体とが上記膜体を間にして互いに対向して配置され、上記第1枠体には、上記第1流通室の内面にそれぞれ開口する第1流入口及び第1流出口が形成され、上記第2枠体には、上記第2流通室の内面にそれぞれ開口する第2流入口及び第2流出口が形成され、高温流体が上記第1流入口から上記第1流通室に流入し、上記第1流通室を通って上記第1流出口から流出し、上記高温流体より低温である低温流体が上記第2流入口から上記第2流通室に流入し、上記第2流通室内を通って上記第2流出口から流出する膜反応装置において、
上記第1流入口、上記第1流出口、上記第2流入口、及び上記第2流出口が、それらを上記第1及び第2枠体の対向方向からみたとき、上記第1流入口の開口部と上記第2流出口の開口部とが互いに同一位置に位置し、かつ上記第1流出口の開口部と上記第2流入口の開口部とが互いに同一位置に位置するように配置されていることを特徴とする膜反応装置。
A first frame having a first flow chamber therein, a film body provided on one surface of the first frame to cover the first flow chamber, and a second frame having a second flow chamber therein. And the first frame body and the second frame body face each other with the film body therebetween so that the first flow chamber and the first flow chamber face each other with the film body therebetween. A first inflow port and a first outflow port that are disposed to face each other and open to an inner surface of the first flow chamber are formed in the first frame body, and the second flow channel has the second flow path. A second inlet and a second outlet are formed in the inner surface of the chamber, respectively, and high-temperature fluid flows from the first inlet into the first circulation chamber and passes through the first circulation chamber. A low temperature fluid flowing out from the outlet and having a temperature lower than that of the high temperature fluid flows into the second circulation chamber from the second inlet, and passes through the second circulation chamber. In the membrane reactor flowing from the second outlet Te,
When the first inlet, the first outlet, the second inlet, and the second outlet are viewed from the opposing direction of the first and second frames, the opening of the first inlet And the opening of the second outlet are located at the same position, and the opening of the first outlet and the opening of the second inlet are located at the same position. A membrane reactor characterized by comprising:
上記第1枠体には、それぞれ上記膜体が設けられた上記一方の面と逆側に位置する他方の面から上記一方の面に向かって延びる第1流入孔及び第1流出孔が形成され、
上記第2枠体には、それぞれ上記第1枠体を上記他方の面から上記一方の面に向かって貫通して上記第2枠体の内部に達する第2流入孔及び第2流出孔が形成され、
上記第1流入孔、上記第1流出孔、上記第2流入孔及び上記第2流入孔が、互いに離間し、かつ上記第1流入口、上記第1流出口、上記第2流入口及び上記第2流出口のいずれに対しても離間するように配置され、
上記第1流入孔と上記第1流入口とが第1流入通路によって連通され、上記第1流出孔と上記第1流出口とが第1流出通路によって連通され、
上記第2流入孔と上記第2流入口とが第2流入通路によって連通され、上記第2流出孔と上記第2流出口とが第2流出通路によって連通されていることを特徴とする請求項1に記載の膜反応装置。
The first frame body is formed with a first inflow hole and a first outflow hole extending from the other surface located opposite to the one surface on which the film body is provided to the one surface. ,
The second frame body has a second inflow hole and a second outflow hole that penetrate the first frame body from the other surface toward the one surface and reach the inside of the second frame body. And
The first inlet hole, the first outlet hole, the second inlet hole, and the second inlet hole are spaced apart from each other, and the first inlet, the first outlet, the second inlet, and the second inlet It is arranged so as to be separated from both of the two outlets,
The first inflow hole and the first inflow port are communicated by a first inflow passage, the first outflow hole and the first outflow port are communicated by a first outflow passage,
The second inflow hole and the second inflow port are communicated by a second inflow passage, and the second outflow hole and the second outflow port are in communication by a second outflow passage. 2. The membrane reaction apparatus according to 1.
上記第1流通室と上記第2流通室とが、それらを上記第1枠体と上記第2枠体との対向方向から見たとき、互いに同一形状及び同一寸法を有する長方形に形成されるとともに、互いに同一位置に同一姿勢で配置され、
上記第1流入口及び上記第1流出口が、上記第1流通室の四つの内面のうちの長手方向の両端に位置する二つの内面の幅方向における中央部にそれぞれ開口させられ、
上記第2流入口及び上記第2流出口が、上記第2流通室の四つの内面のうちの長手方向の両端に位置する二つの内面の幅方向における中央部にそれぞれ開口させられていることを特徴とする請求項2に記載の膜反応装置。
The first circulation chamber and the second circulation chamber are formed into rectangles having the same shape and the same dimensions as each other when viewed from the opposing direction of the first frame body and the second frame body. , Arranged in the same position at the same position,
The first inflow port and the first outflow port are respectively opened at the center in the width direction of two inner surfaces located at both ends in the longitudinal direction of the four inner surfaces of the first flow chamber;
The second inflow port and the second outflow port are respectively opened at the center in the width direction of two inner surfaces located at both ends in the longitudinal direction of the four inner surfaces of the second circulation chamber. The membrane reaction apparatus according to claim 2, wherein the apparatus is a membrane reaction apparatus.
請求項1〜3のいずれか一つに記載の膜反応装置において、
上記高温流体が水を溶媒とする高温溶液であり、上記膜体が、上記高温溶液の水蒸気の透過を許容し、かつ上記高温溶液の他の構成物質の透過を阻止する蒸留膜であり、上記蒸留膜を透過した水蒸気が上記冷却流体によって冷却されて液体の水とされることを特徴とする膜蒸留装置。
In the membrane reactor according to any one of claims 1 to 3,
The high-temperature fluid is a high-temperature solution using water as a solvent, and the membrane body is a distillation membrane that allows permeation of water vapor in the high-temperature solution and prevents permeation of other components of the high-temperature solution, A membrane distillation apparatus, wherein water vapor that has passed through a distillation membrane is cooled by the cooling fluid into liquid water.
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