(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温段から高温段にかけて直列に連結されている複数の蒸発室(1) と、各蒸発室(1) の上方に設けられた左右一対の凝縮器(3) (3´) とから構成され、各凝縮器(3) (3´) は、複数の凝縮伝熱管(2) と、これら伝熱管(2) を上から臨むように設けられた冷却用ブライン散布装置(4) とから構成されている多段フラッシュ蒸留型造水装置において、各蒸発室(1) の底部を高温段から低温段に向かって流れる蒸発用ブラインが減圧フラッシュされて水蒸気が発生し、発生した水蒸気は汽水分離器(5) で液体を分離除去した後、凝縮器伝熱管(2) の内側に導入され、各凝縮器(3) (3´) では、頂部にて冷却用ブライン散布装置(4) から冷却用ブラインが複数の凝縮伝熱管(2) に向けて散布され、同伝熱管外面を流下する冷却用ブラインで、凝縮器伝熱管(2) 内を通る水蒸気が冷却されて、凝縮水となされ、得られた生産淡水は生産水受(10)に流下し、ここから生産水溜へ取り出され、ここで凝縮されなかった水蒸気残部と非凝縮性ガスは、各段において左右の凝縮器伝熱管群の間に形成された通気路(9) を上行し、排出装置(7) によって系外に排出され、一方、凝縮器伝熱管(2) に向けて散布され同管外面を流下しながら加熱された冷却用ブラインは、各凝縮器(3) (3´) の下に設けられた冷却用ブライン溜(6) に集められ、隣接する段のうち、低温段の一対の凝縮器(3) (3´) の下の冷却用ブライン溜(6) と高温段の一対の凝縮器(3) (3´) の上の冷却用ブライン散布装置(4) とが揚水装置(8) を介して接続されており、低温段の流下冷却用ブラインが高温段の冷却用ブライン散布装置から散布され、高温段の凝縮伝熱管の冷却に使用されることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発型造水装置。
【請求項２】
各段において、左側の凝縮器(3) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は右側に向かって下り勾配で傾斜し、右側の凝縮器(3´) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は左側に向かって下り勾配で傾斜していて、左右の凝縮伝熱管(2) はこれらの間に形成された通気路(9) に向かって下行するように傾斜していることを特徴とする、請求項１に記載の多段フラッシュ蒸発型造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば海水から淡水を生産するのに用いられる多段フラッシュ蒸発型造水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より多段フラッシュ蒸留型造水装置は多種提案されているが、いずれも海水すなわちブラインを凝縮器の伝熱管内部に導入し、フラッシュ蒸発によって発生させた水蒸気を伝熱管外表面で冷却凝縮させて生産水としている（特許文献１〜５等参照）。
【０００３】
例えば、図３に示すように、ブラインは低温段から高温段にかけて直列に連結された複数の凝縮器(A1)…(An)を通り、その際に数℃ずつ昇温される。最高温の段の凝縮器(An)で冷却水として用いられたブラインは、この凝縮器(An)を出た後、加熱器(B) でトップブライン温度まで加熱され、次いで最高温段の蒸発室(C1)に導入され、順次減圧フラッシュしながら最低温段の蒸発室(Cn)まで流下し、装置外に排出される。この間に、各段においてフラッシュ蒸発によって発生された水蒸気は伝熱管外表面で冷却凝縮されて生産淡水として取り出される。
【０００４】
上記従来技術では、管長と管径の比が大きく流体摩擦抵抗の非常に大きい凝縮器伝熱管の内部にブラインを流すために、大きな揚程の海水ポンプ(D) およびブライン循環ポンプ(E) が必要であって動力消費量が非常に大きく、加えて、大流量かつ高揚程のポンプは非常に大型で高価であるという問題があった。
【０００５】
近年、多段フラッシュ蒸留型造水装置はより大型化する傾向にあり、上記従来技術の問題点の解決が切望されている。
【特許文献１】特開２０００−８４３０２号公報
【特許文献２】特開２０００−１０７５０１号公報
【特許文献３】特開２０００−１０７５０２号公報
【特許文献４】特開２０００−３２５９４４号公報
【特許文献５】特開２００１−９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術における上記のような問題を克服し、消費電力の小さい多段フラッシュ蒸留型造水装置を安価に提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、低温段から高温段にかけて直列に連結されている複数の蒸発室(1) と、各蒸発室(1) の上方に設けられた左右一対の凝縮器(3) (3´) とから構成され、各凝縮器(3) (3´) は、複数の凝縮伝熱管(2) と、これら伝熱管(2) を上から臨むように設けられた冷却用ブライン散布装置(4) とから構成されている多段フラッシュ蒸留型造水装置において、各蒸発室(1) の底部を高温段から低温段に向かって流れる蒸発用ブラインが減圧フラッシュされて水蒸気が発生し、発生した水蒸気は汽水分離器(5) で液体を分離除去した後、凝縮器伝熱管(2) の内側に導入され、各凝縮器(3) (3´) では、頂部にて冷却用ブライン散布装置(4) から冷却用ブラインが複数の凝縮伝熱管(2) に向けて散布され、同伝熱管外面を流下する冷却用ブラインで、凝縮器伝熱管(2) 内を通る水蒸気が冷却されて、凝縮水となされ、得られた生産淡水は生産水受(10)に流下し、ここから生産水溜へ取り出され、ここで凝縮されなかった水蒸気残部と非凝縮性ガスは、各段において左右の凝縮器伝熱管群の間に形成された通気路(9) を上行し、排出装置(7) によって系外に排出され、一方、凝縮器伝熱管(2) に向けて散布され同管外面を流下しながら加熱された冷却用ブラインは、各凝縮器(3) (3´) の下に設けられた冷却用ブライン溜(6) に集められ、隣接する段のうち、低温段の一対の凝縮器(3) (3´) の下の冷却用ブライン溜(6) と高温段の一対の凝縮器(3) (3´) の上の冷却用ブライン散布装置(4) とが揚水装置(8) を介して接続されており、低温段の流下冷却用ブラインが高温段の冷却用ブライン散布装置から散布され、高温段の凝縮伝熱管の冷却に使用されることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の多段フラッシュ蒸発型造水装置であって、各段において、左側の凝縮器(3) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は右側に向かって下り勾配で傾斜し、右側の凝縮器(3´) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は左側に向かって下り勾配で傾斜していて、左右の凝縮伝熱管(2) はこれらの間に形成された通気路(9) に向かって下行するように傾斜していることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、上記構成をとることによって、熱回収を効率よく行うことができるとともに、従来技術よりもポンプ消費動力を大幅に低減することができ、これによって消費電力の小さい多段フラッシュ蒸留型造水装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態に係る多段フラッシュ蒸発造水装置を図に基づき説明する。
【００１０】
実施例１
図１において、多段フラッシュ蒸留型造水装置は、低温段から高温段にかけて（すなわち右側から左側にかけて）直列に連結されている複数の蒸発室(1) と、各蒸発室(1) の上方に設けられた左右一対の凝縮器(3) (3´) とから主として構成されている。各凝縮器(3) (3´) は、水平に配された複数の凝縮伝熱管(2) と、これら伝熱管(2) を上から臨むように設けられた冷却用ブライン散布装置(4) とから主として構成されている。冷却用ブライン散布装置(4) は例えば多孔板、スプレーノズルなどで構成され、冷却用ブラインを複数の凝縮伝熱管(2) に均一に散布する。
【００１１】
上記構成の多段フラッシュ蒸留型造水装置において、各蒸発室(1) の底部を高温段から低温段に向かって流れる蒸発用ブラインが減圧フラッシュされて水蒸気が発生する。発生した水蒸気は、ワイヤーメッシュ、フック・アンド・ベーンなどで構成された汽水分離器(5) で液体を分離除去した後、凝縮器伝熱管(2) の内側に導入される。
【００１２】
各凝縮器(3) (3´) では、頂部にて冷却用ブライン散布装置(4) から冷却用ブラインが複数の凝縮伝熱管(2) に向けて散布され、同伝熱管外面を流下する冷却用ブラインで、凝縮器伝熱管(2) 内を通る水蒸気が冷却され、凝縮水となる。得られた生産淡水は生産水受(10)に流下し、ここから生産水溜へ取り出される。
【００１３】
ここで凝縮されなかった水蒸気残部と非凝縮性ガスは、各段において左右の凝縮器伝熱管群の間に形成された垂直の通気路(9) を上行し、エジェクタ等の排出装置(7) によって系外に排出される。
【００１４】
一方、凝縮器伝熱管(2) に向けて散布され同管外面を流下しながら加熱された冷却用ブラインは、各凝縮器(3) (3´) の下に設けられた冷却用ブライン溜(6) に集められる。隣接する段のうち、低温段の一対の凝縮器(3) (3´) の下の冷却用ブライン溜(6) と高温段の一対の凝縮器(3) (3´) の上の冷却用ブライン散布装置(4) とが、ポンプなどの揚水装置(8) を介して接続されており、低温段の流下冷却用ブラインが高温段の冷却用ブライン散布装置から散布され、高温段の凝縮伝熱管の冷却に使用される。
【００１５】
本発明は、上記構成によって、従来技術よりも安価な造水装置を実現できる。すなわち、ポンプ等の揚水装置の揚程は各段の蒸発室(1) 間の圧力差に相当する揚程と冷却用ブライン散布装置(4) までの高さとの和になり、従来技術と比べて非常に小さな揚程でよい。ただし、各段にそれぞれブラインポンプを配置した場合には、ポンプのコストは従来技術よりも高くなることがあるが、複数の段の流下冷却用ブラインをまとめて高温側の複数段に供給する構成にすることにより、ポンプのコストを従来技術よりも小さくすることができる。さらに、この場合には従来技術と比較して運転動力も小さくなる。
【００１６】
一方、装置各部の鋼材量は従来技術と比較して大幅に減少する。例えば、本発明の場合には管外／管内ともに薄い被膜による伝熱が行われるため、従来技術と比べて高い伝熱特性を得ることができ、そのため、伝熱面積（伝熱管鋼材量）を大幅に低減することができる。その他、ブラインの圧力が従来技術と比較して極端に低いので、管板、ブライン導管等の耐圧部鋼材の肉厚を大幅に薄くすることができる。
【００１７】
実施例２
この実施例では、図２に示すように、各段において、左側の凝縮器(3) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は右側に向かって若干下り勾配で傾斜し、右側の凝縮器(3´) を構成する複数の凝縮伝熱管(2) は左側に向かって若干下り勾配で傾斜している。すなわち、左右の凝縮伝熱管(2) はこれらの間に形成された垂直の通気路(9) に向かって若干下行するように傾斜している。したがって、凝縮器伝熱管(2) 内で水蒸気の凝縮によって生じた生産淡水は各管の傾斜下端から容易に生産水受(10)に流下する。この実施例のその他の構成は実施例１と同じである。
【００１８】
実施例３
この実施例では、図１において、右から左にすなわち低温段から高温段に直列に連結されている複数の凝縮室(1) から多段フラッシュ蒸留型造水装置が構成され、さらに同造水装置が前後方向にも多数配列されている。この実施例のその他の構成は実施例１と同じである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における多段フラッシュ蒸留型造水装着の構成を示す垂直縦断面図である。
【図２】実施例２における多段フラッシュ蒸留型造水装着の構成を示す垂直縦断面図である。
【図３】従来技術の多段フラッシュ蒸留型造水装置のフロー図である。
【符号の説明】
【００２０】
(1) 蒸発室
(2) 凝縮伝熱管
(3) (3´) 凝縮器
(4) 冷却用ブライン散布装置
(5) 汽水分離器
(6) 冷却用ブライン溜
(7) 排出装置
(8) 揚水装置
(9) 通気路
(10)生産水受
【図１】
0004618432.tif 000002
【図２】
0004618432.tif 000003
【図３】
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