(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸発容器内に仕切壁を介して塩水の蒸発室が多段に形成されるとともに、仕切壁の下方に上記塩水が流れる連通用開口部が形成されて、上記塩水を後段側の蒸発室へ連通用開口部を介して順次移送するとともに各蒸発室で蒸発および凝縮させて清水を取り出す多段フラッシュ式造水装置であって、
塩水を加熱する加熱器を具備し、
上記蒸発容器が、複数段の蒸発室を有し且つ上記加熱器で加熱された塩水を導き減圧蒸発させるとともに冷却用の塩水により凝縮させて清水を得るようにした第１蒸発容器と、複数段の蒸発室を有し且つ上記第１蒸発容器からの塩水をさらに導き減圧蒸発および冷却用の海水による凝縮で清水を得るようにするとともに当該凝縮熱を奪った冷却用の海水を系外に排出するようにした第２蒸発容器とから構成され、さらに当該第２蒸発容器内の塩水を上記第１蒸発容器に冷却用の塩水として供給する塩水循環管を具備し、
上記仕切壁の下端から所定の高さに吸入口が配置されるとともに排出口が蒸発容器外に配置されて当該吸入口高さに達した塩水を蒸発容器外へ排出する越流排出管と、この越流排出管により排出された塩水を受ける貯留容器と、上記越流排出管の吸入口の上方に一方の開口部が配置されるとともに上記貯留容器内に他方の開口部が配置されて当該越流排出管の吸入口が配置された蒸発室と当該越流排出管の排出口が配置された貯留容器の圧力を均等にする均圧管と、上記貯留容器と上記塩水循環管とを接続して貯留容器の塩水を冷却用として上記第１蒸発容器に供給する越流循環管と、上記第１蒸発容器からの冷却用の塩水を加熱器に移送する低温塩水移送管と、上記加熱器にて加熱された塩水を上記第１蒸発容器に移送する高温塩水移送管とを具備することを特徴とする多段フラッシュ式造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多段フラッシュ式造水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多段フラッシュ式造水装置は、容器内に複数の蒸発室（ステージともいう）が多段に（直列に）形成され、そしてこれら各蒸発室においては、順次、塩水（以下、ブラインともいう）のフラッシュ蒸発（減圧蒸発）が行われるとともに各蒸発室にて蒸発した蒸気を冷却することにより、海水から清水を得るようにしたものである。
【０００３】
すなわち、この多段フラッシュ式造水装置は、容器内に所定間隔置きに設けられて各蒸発室を形成する仕切壁を有するとともに、この仕切壁の下方でブラインが移動するための連通用開口部が形成されている。また、各蒸発室における圧力は、下流側に行くにしたがって低くなるようにされており、例えば隣接する蒸発室同士の圧力差は、各蒸発室を移動するブラインの量により制御されている。
【０００４】
しかし、蒸発室内のブラインの液位が下がり、連通用開口部の上端より下がると、隣接する蒸発室同士間にて蒸気の吹き抜けが発生し、各蒸発室内の圧力バランスが崩れて蒸発効率が低下する。一方、移動するブラインの量を増やして必要以上に液位を上げれば、ブラインの下部では、液圧が高くなり蒸発が行われなくなるので、この場合も蒸発効率が低下する。したがって、液位を適切な高さで維持することが好ましい。
【０００５】
このような、ブラインのレベル（液位の高さ）を制御する装置として、高温部（上流側の蒸発室）にブラインレベル検出器を設け、このブラインレベル検出器の出力値により最終段（最も下流側の蒸発室）のブラインレベル調節計の制御を自動から固定に切り換え、ブローダウン流量（最終段からのブライン排出量）が過多になるのを防ぎ、最終段のブラインレベルを定常に保つ装置が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
また、最終段のブラインレベルを保つために、蒸発室を循環する循環ブラインの流量を検出し、循環ブライン用調整弁の出力を制御する装置も開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６１−２４５８８２号公報
【特許文献２】特開昭６０−１６８５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、各蒸発室のブラインの液位高さは、循環ブライン用調整弁の出力、循環ブラインの流量、各蒸発室の温度および圧力、連通用開口部の面積など、様々な条件により左右される。
【０００９】
したがって、上記従来の装置では、最終段のブラインレベルを定常とするためのものであり、ブローダウン流量や循環ブライン用調整弁の出力を調整するだけでは、各蒸発室のブラインの液位高さを個別に制御することはできない。このため、蒸発室によっては、ブラインの液位高さが適切にならず、蒸気の吹き抜けやブラインの下部から蒸発が行われないことにより、全体として蒸発効率が低下するといった問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、各蒸発室でのブラインの適切な液位高さを容易に維持し、蒸発効率を低下させない多段フラッシュ式造水装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る多段フラッシュ式造水装置は、蒸発容器内に仕切壁を介して塩水の蒸発室が多段に形成されるとともに、仕切壁の下方に上記塩水が流れる連通用開口部が形成されて、上記塩水を後段側の蒸発室へ連通用開口部を介して順次移送するとともに各蒸発室で蒸発および凝縮させて清水を取り出す多段フラッシュ式造水装置であって、
塩水を加熱する加熱器を具備し、
上記蒸発容器が、複数段の蒸発室を有し且つ上記加熱器で加熱された塩水を導き減圧蒸発させるとともに冷却用の塩水により凝縮させて清水を得るようにした第１蒸発容器と、複数段の蒸発室を有し且つ上記第１蒸発容器からの塩水をさらに導き減圧蒸発および冷却用の海水による凝縮で清水を得るようにするとともに当該凝縮熱を奪った冷却用の海水を系外に排出するようにした第２蒸発容器とから構成され、さらに当該第２蒸発容器内の塩水を上記第１蒸発容器に冷却用の塩水として供給する塩水循環管を具備し、
上記仕切壁の下端から所定の高さに吸入口が配置されるとともに排出口が蒸発容器外に配置されて当該吸入口高さに達した塩水を蒸発容器外へ排出する越流排出管と、この越流排出管により排出された塩水を受ける貯留容器と、上記越流排出管の吸入口の上方に一方の開口部が配置されるとともに上記貯留容器内に他方の開口部が配置されて当該越流排出管の吸入口が配置された蒸発室と当該越流排出管の排出口が配置された貯留容器の圧力を均等にする均圧管と、上記貯留容器と上記塩水循環管とを接続して貯留容器の塩水を冷却用として上記第１蒸発容器に供給する越流循環管と、上記第１蒸発容器からの冷却用の塩水を加熱器に移送する低温塩水移送管と、上記加熱器にて加熱された塩水を上記第１蒸発容器に移送する高温塩水移送管とを具備するものである。
【発明の効果】
【００１３】
上記多段フラッシュ式造水装置によると、容易に液位高さを維持することができるため、液位が連通用開口部の上端より低くなることによる蒸気の吹き抜けが発生せず、また液位が高くなることにより塩水の下部から蒸発が行われないといった現象を抑えられて、蒸発効率の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１に係る多段フラッシュ式造水装置の概略管路系統を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１５】
以下に、本発明の実施例１に係る多段フラッシュ式造水装置を図１に基づき説明する。
この多段フラッシュ式造水装置は、図１に示すように、塩水（ブラインともいう）を蒸気により加熱する加熱器２と、この加熱器２にて加熱された高温の塩水を導きフラッシュ蒸発（減圧蒸発）を行うとともに伝熱管１２内を流れる冷却用の低温の塩水により凝縮させて清水（淡水）を得る蒸発室１１が仕切壁１４により複数段（例えば、１９段）でもって形成された第１蒸発容器１０と、この第１蒸発容器１０からの塩水をさらに導きフラッシュ蒸発を行うとともに伝熱管２２内を流れる冷却用の海水により凝縮させて清水を得る蒸発室２１が仕切壁２４により複数段（例えば、３段）でもって形成された第２蒸発容器２０と、これら両蒸発容器１０，２０の各蒸発室１１，２１内の空気を吸引して所定圧力以下にするための真空装置５０とが具備されており、両蒸発容器１０，２０内の各仕切壁１４，２４の下方には、塩水が流れる連通用開口部１５，２５が形成されている。簡単に言えば、上記両蒸発容器１０，２０から構成される蒸発容器は、仕切壁１４，２４を介して塩水の蒸発室１１，２１が多段に形成されるとともに、仕切壁１４，２４の下方に上記塩水が流れる連通用開口部１５，２５が形成されており、当該蒸発容器を具備する多段フラッシュ式造水装置１は、当該塩水を前段側から後段側の蒸発室１１，２１へ連通用開口部１５，２５を介して順次移送するとともに、各蒸発室１１，２１で蒸発および凝縮させて、清水を取り出すものである。
【００１６】
また、各蒸発室１１，２１内には、凝縮した清水を集める受け皿１３，２３がそれぞれ配置されており、さらに、両蒸発容器１０，２０の外部であってこれら各蒸発室１１，２１の下端には、越流排出管（後述する）１６，２６により当該各蒸発室１１，２１から排出された一定液位以上の塩水を貯留するバッファタンク（貯留容器）１８，２８がそれぞれ密閉して設けられている。なお、「海水」と「塩水」とを使い分けているが、「塩水」は、海水を加熱し水分を蒸発させて、その塩分濃度が濃くなったものを示している。
【００１７】
この多段フラッシュ式造水装置１の配管系統として、上記第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃの伝熱管２２に冷却用の海水を供給する海水供給管３１および当該第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃの受け皿２３から清水を取り出す清水取出管４６と、上記第２蒸発容器２０の初段蒸発室２１Ａ内の伝熱管２２から冷却用の海水を外部（系外）に排出する海水排出管３２および当該海水排出管３２内の冷却用の海水の一部をこの第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃ内に戻し海水を補給するための海水補給管３３と、上記第２蒸発容器２０内の（より具体的には最終段蒸発室２１Ｃの）塩水を第１蒸発容器１０の最終段蒸発室１１Ｓ内の伝熱管１２に冷却用の低温の塩水（循環ブラインともいう）として循環供給する塩水循環管３４と、上記各仕切壁１４，２４の下端から所定の高さ（各連通用開口部１５，２５より上方）に吸入口が配置されるとともに排出口が各蒸発室１１，２１の下方に配置されて当該吸入口高さに達した各蒸発室１１，２１の塩水を蒸発容器外（具体的には各バッファタンク１８，２８）へ排出する越流排出管１６，２６と、この越流排出管１６，２６の吸入口の上方に一方の開口部が配置されるとともに当該越流排出管１６，２６を有するバッファタンク１８，２８内に他方の開口部が配置されて蒸発室１１，２１と当該バッファタンク１８，２８の圧力を均等にする均圧管１７，２７と、第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａのバッファタンク１８から第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃのバッファタンク２８まで順次接続するとともに第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃのバッファタンク２８と上記塩水循環管３４とを接続してバッファタンク１８，２８内の塩水を循環ブラインとして循環供給する越流循環管３５と、上記第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａ内の伝熱管１２からの冷却用の低温の塩水を加熱器２に移送する低温塩水移送管３６と、上記加熱器２にて加熱された高温の塩水を第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａに移送する高温塩水移送管３７とが具備されている。
【００１８】
また、上記第１蒸発容器１０の最終段蒸発室１１Ｓと第２蒸発容器２０の初段蒸発室２１Ａとは、図示しないが、他の蒸発室１１，２１と同様に、仕切壁１４の下方に形成された連通用開口部１５で連通されている。
【００１９】
また各受け皿１３，２３は、第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａの受け皿１３から第２蒸発容器２０の最終段蒸発室２１Ｃの受け皿２３まで各受け皿１３，２３の清水を順次移動させて、当該受け皿１３，２３の清水を清水取出管４６から取り出せるように、それぞれ配管でもって接続されている。なお、加熱器２には加熱用の蒸気を供給する蒸気供給管４１が接続されるとともに、当該加熱器２で発生したドレンを取り出すドレン排出管４２が接続されている。
【００２０】
また、上記各管には、必要に応じて、海水、塩水、清水、ドレンなどを移送するためのポンプ３が設けられている。
さらに、上記真空装置５０は、蒸発室１１，２１内に流入した空気および補給用海水に溶存している空気を抜き取るとともに各蒸発室１１，２１内を所定の真空度に保持するためのもので、具体的には、蒸気駆動式のエジェクタが用いられている。なお、エジェクタにより取り出された空気および蒸気は、凝縮器５１にて、凝縮用海水供給管５２で供給される冷却用の海水により冷却される。
【００２１】
上記構成において、加熱器２に蒸気が供給されるとともに、真空装置５０により各蒸発室１１，２１が所定の圧力に維持されている状態において、海水供給管３１より第２蒸発容器２０に供給された冷却用の海水（例えば、３５℃程度）は、各蒸発室２１内の伝熱管２２を順次通過した後、その一部は、海水補給管３３を介して第２蒸発容器２０内に戻され、そしてこの第２蒸発容器２０内の塩水（循環ブライン）は塩水循環管３４を介して、第１蒸発容器１０の各蒸発室１１内の伝熱管１２を順次通過して加熱器２内に移送され、ここで蒸気により所定温度（例えば、１０５℃程度）に加熱される。
【００２２】
この加熱された高温の塩水は、第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａに移送されて、減圧下で蒸発（フラッシュ蒸発）が行われ、この蒸発した蒸気は伝熱管１２内を流れる冷却用の低温の塩水により冷却されて凝縮し清水となり、受け皿１３上に落下する。
【００２３】
また、連通用開口部１５を介して次段の蒸発室１１Ｂ内に入った塩水も、同様に、フラッシュ蒸発が行われるとともに伝熱管１２にて凝縮されて清水となり、受け皿１３上に落下する。
【００２４】
このように、加熱器２からの高温の塩水は、順次、第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａから最終段蒸発室１１Ｓに移動する。
また、第２蒸発容器２０においても、第１蒸発容器１０と同様に、塩水は順次、初段蒸発室２１Ａから最終段蒸発室２１Ｃに移動するとともに、それぞれの蒸発室２１にて伝熱管２２内を流れる冷却用の海水により凝縮されて清水が得られ、それぞれ受け皿２３上に落下する。これら両蒸発容器１０，２０にて得られた清水は、最終的には、清水取出管４６より取り出される。
【００２５】
ところで、蒸発室１１，２１内の塩水の液位が所定の高さ（越流排出管１６，２６の吸入口高さ）を超えた場合は、この所定高さ以上の塩水が、当該蒸発室１１，２１内の越流排出管１６，２６により当該蒸発室１１，２１の下端に設けられたバッファタンク１８，２８に排出される。なお、他の蒸発室１１，２１への蒸気の吹き抜けが、越流排出管１６，２６、均圧管１７，２７、バッファタンク１８，２８および越流循環管３５を介して発生することを防止するため、予め全てのバッファタンク１８，２８には、越流循環管３５の上方まで海水が満たされている。
【００２６】
また、このバッファタンク１８，２８内の塩水または海水は、越流循環管３５を通って塩水循環管３４へ送られ、循環ブラインとして、第２蒸発容器２０内の塩水と同様に、第１蒸発容器１０の各蒸発室１１内の伝熱管１２を順次通過して加熱器２内に移送され、ここで蒸気により所定温度に加熱される。
【００２７】
このように、蒸発室１１，２１内の塩水の液位が越流排出管１６，２６の吸入口以上の高さになった場合は、塩水が当該越流排出管１６，２６により蒸発容器外へ排出されるため、塩水の液位は所定高さ以上とならない。したがって、第１蒸発容器１０の初段蒸発室１１Ａに移送される塩水の量が増えた場合でも、上記の通り液位は所定高さ以上にならないため、容易に液位高さを維持することができる。したがって、液位が高くなることにより塩水の下部から蒸発が行われないといった現象を抑えられ、また液位が連通用開口部１５，２５の上端より低くなることによる蒸気の吹き抜けが発生せず、蒸発効率の低下を防ぐことができる。
【００２８】
ところで、上記実施例１では、バッファタンク１８，２８内の全ての塩水は、循環ブラインとして、第１蒸発容器１０の各蒸発室１１内の伝熱管１２に移送されるものとして説明したが、バッファタンク１８，２８とこのバッファタンク１８，２８が設けられた蒸発室１１，２１またはこの蒸発室１１，２１の前段もしくは後段の蒸発室１１，２１とを配管で接続するとともに、当該配管の経路に塩水移送手段（例えばポンプ３）を設けて、バッファタンク１８，２８内の塩水を当該バッファタンク１８，２８が設けられた蒸発室１１，２１またはこの蒸発室１１，２１の前段もしくは後段の蒸発室１１，２１へ直接戻す構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１      多段フラッシュ式造水装置
２      加熱器
１０      第１蒸発容器
１１      蒸発室
１１Ａ    初段蒸発室
１１Ｓ    最終段蒸発室
１２      伝熱管
１３      受け皿
１４      仕切壁
１５      連通用開口部
１６      越流排水管
１７      均圧管
１８      バッファタンク
２０      第２蒸発容器
３４      塩水循環管
３５      越流循環管
４６      清水取出管
５０      真空装置
【図１】
0005430304.tif 000002