(57)【要約】【課題】  海水等から淡水を製造するとか，水溶液を濃縮する等を行う蒸発装置において，その構成の簡単化及び高い伝熱係数の維持を図るとともに，組み立て手数の低減を図る。【解決手段】  二枚の伝熱板５ａを重ね合わせた伝熱ユニット５に，その伝熱板を凹み変形させることで形成して成る流体通路５ｂの複数個を略平行に延びるように設け，前記伝熱ユニットの複数枚を，密閉容器１内に，当該各伝熱板ユニットにおける各流体通路が水平の方向に延びるように積層状に並べて配設し，この各伝熱ユニットの両端部における相互間に，軟質弾性体製のシール体７，８，９を介挿して，このシール体にて，前記各伝熱ユニットにおける外表面と，各伝熱ユニットにおける各流体通路内とを区画し，前記各伝熱ユニットにおける外表面に被蒸発液を供給する一方，前記各伝熱ユニットにおける各流体通路内に加熱用蒸気を供給する。【選択図】                            図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導の良い材料による伝熱板を二枚重ね合わせて一つの伝熱ユニットを構成し，この伝熱ユニットに，その両伝熱板のうち一方又は両方を凹み変形させることで形成して成る流体通路の複数個を，適宜ピッチの間隔で互いに略平行に延びるように設け，前記伝熱ユニットの複数枚を，密閉容器内に，当該各伝熱板ユニットにおける各流体通路が水平の方向に延びるように積層状に並べて配設し，この各伝熱ユニットの両端部における相互間に，軟質弾性体製のシール体を介挿して，このシール体にて，前記各伝熱ユニットにおける外表面と，各伝熱ユニットにおける各流体通路内とを区画するように構成し，前記各伝熱ユニットにおける外表面に被蒸発液を供給する一方，前記各伝熱ユニットにおける各流体通路内に加熱用蒸気を当該流体通路の一端から供給するように構成したことを特徴とする蒸発装置。
【請求項２】
前記請求項１の記載において，前記各伝熱ユニットにおける両端部に，当該各伝熱ユニットをその積層方向に押圧するようにした押圧手段を備えていることを特徴とする蒸発装置。
【請求項３】
前記請求項１又は２の記載において，前記各伝熱ユニットのうち一つの伝熱ユニットにおける各流体通路の間に，隣接の伝熱ユニットにおける各流体通路が位置するように構成したことを特徴とする蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，例えば，海水等から淡水を製造するとか，水溶液の濃縮を行う等の場合において使用する蒸発装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，この種の蒸発装置は，特許文献１及び２等に記載されているように，密閉容器内に，水平にした伝熱管の多数本を縦及び横方向に適宜ピッチの間隔で並べて配設し，この各伝熱管の外表面に供給した海水等の被蒸発液を，当該各伝熱管内にその一端から供給した加熱用蒸気にて間接・加熱することにより，沸騰・蒸発するものであり，前記各伝熱管を，左右一対の管板に対して，その両端が当該管板を貫通するようにして固着することにより，前記両管板によって，前記各伝熱管における外表面と各伝熱管の内部とを区画するとともに，前記各伝熱管を支持するという構成にしている。
【特許文献１】特開昭５４−８０２７８号公報
【特許文献２】実公昭５７−５０９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで，前記したように，各伝熱管の両端を，当該各伝熱管における外表面と内部とを区画した状態で支持するという左右の両管板において，その大きさ（当該管板が円形である場合にはその直径寸法，当該管板が矩形である場合にはその一辺の寸法）は，その間に設けられる伝熱管の本数に比例して大きくなる。
【０００４】
一方，前記各伝熱管が水平である場合，この各伝熱管内にその一端から供給された加熱用蒸気は，各伝熱管内を凝縮しながら他端の方向に流れ，凝縮水として他端から一部の加熱用蒸気と一緒に流出することにより，前記各伝熱管内における熱伝達係数は，前記伝熱管における長さが長くなるほど内面における凝縮水の厚みが増大して伝熱計数が大きくなるために，長さに比例して低下するものであることが知られている。
【０００５】
従って，前記した各特許文献のように，左右一対の管板の間に，水平の横向きに延びる伝熱管の多数本を縦及び横方向に適宜ピッチの間隔で並べて配設するという構成において，前記各伝熱管内における熱伝達係数を高い値に維持することのために，各伝熱管における長さを短くした場合には，所定の伝熱面積を得るには，前記伝熱管における本数が多くなるから，左右の両管板を大きくしなければならないとともに，当該管板における板厚さを厚くしなければならないという問題がある。
【０００６】
しかも，前記多数本の各伝熱管は，その両端を両管板に対して貫通して固着することにより，当該伝熱管における本数が多くなることは，この伝熱管の組み立てに要する手数が大幅に増大するばかりか，前記各伝熱管を交換する等のメンテナンスが極めて困難であるという問題もあった。
【０００７】
本発明は，これらの問題を解消した蒸発装置を提供することを技術的課題するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「熱伝導の良い材料による伝熱板を二枚重ね合わせて一つの伝熱ユニットを構成し，この伝熱ユニットに，その両伝熱板のうち一方又は両方を凹み変形させることで形成して成る流体通路の複数個を，適宜ピッチの間隔で互いに略平行に延びるように設け，前記伝熱ユニットの複数枚を，密閉容器内に，当該各伝熱板ユニットにおける各流体通路が水平の方向に延びるように積層状に並べて配設し，この各伝熱ユニットの両端部における相互間に，軟質弾性体製のシール体を介挿して，このシール体にて，前記各伝熱ユニットにおける外表面と，各伝熱ユニットにおける各流体通路内とを区画するように構成し，前記各伝熱ユニットにおける外表面に被蒸発液を供給する一方，前記各伝熱ユニットにおける各流体通路内に加熱用蒸気を当該流体通路の一端から供給するように構成した。」
ことを特徴としている。
【０００９】
また，本発明の請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記各伝熱ユニットにおける両端部に，当該各伝熱ユニットをその積層方向に押圧するようにした押圧手段を備えている。」
ことを特徴としている。
【００１０】
更にまた，本発明の請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記各伝熱ユニットのうち一つの伝熱ユニットにおける各流体通路の間に，隣接の伝熱ユニットにおける各流体通路が位置するように構成した。」
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
前記した構成において，前記各伝熱ユニットの外表面に供給された被蒸発液は，前記各伝熱ユニットにおける各流体通路内にその一端から供給した加熱用蒸気にて間接・加熱されて沸騰・蒸発する。
【００１２】
この場合において，前記伝熱ユニットの複数枚を，密閉容器内に，当該各伝熱板ユニットにおける各流体通路が水平の方向に延びるように積層状に並べて配設し，この各伝熱ユニットの両端部における相互間に，軟質弾性体製のシール体を介挿して，このシール体にて，前記各伝熱ユニットにおける外表面と，各伝熱ユニットにおける各流体通路内とを区画するように構成したことにより，従来のように，二枚の管板を使用することを必要としないのであり，換言すると，従来における厚い板厚の二枚の管板を省略することができる。
【００１３】
しかも，前記伝熱ユニットの複数枚を，その両端管にシール体を挟んで積層することで組み立てることができるから，熱伝達率を高くすることのために，各伝熱ユニットにおける各流体通路の長さを短くすることによって，前記流体通路の本数を多くした場合においても，組み立てに要する手数が増大することがなく，至極簡単且つ迅速に組み立てることができるのであり，しかも，前記伝熱ユニットの両端は固着されていないので，その交換等のようなメンテナンスが至極容易にできる。
【００１４】
また，請求項２に記載した構成によると，各伝熱ユニットに対してシール体を強く押しつけることができるから，当該シール体によるシール性能を向上できる。
【００１５】
更にまた，請求項３に記載した構成によると，複数枚の伝熱ユニットにおける積層方向の間隔寸法を，各流体通路を同じ位置にした場合よりも狭くできるから，蒸発装置を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明の実施の形態を，図１〜図４の図面について説明する。
【００１７】
これらの図において，符号１は，密閉容器としての蒸発缶を示し，この蒸発缶１内の上部は，仕切り板２にて，蒸発室３と，気液分離室４とに仕切られている。
【００１８】
前記蒸発室３内には，後述するように構成した板状の伝熱ユニット５の複数枚が縦向きにして水平方向に積層して配設され，前記気液分離室４の内部には，気液分離用のデミスター６が配設されている。
【００１９】
この各伝熱ユニット５は，金属等のように熱伝導の良い材料による伝熱板５ａを二枚重ね合わせて，少なくともその周囲を溶接等にて接合して成るものに構成されており，更に，前記各伝熱ユニット５には，その両伝熱板５ａを互いに反対の方向に凹み変形させることで形成して成る流体通路５ｂの複数個が，適宜ピッチＰの間隔で互いに略平行に延びるように設けられている。
【００２０】
そして，このように構成した伝熱ユニット５の複数枚を，縦向きにし，且つ，その各流体通路５ｂが水平の方向に延びるように積層状に並べて配設する。
【００２１】
この場合において，この各伝熱ユニット５の両端部には，その相互間，及び，前記蒸発室３の両側を構成する一方の側面板３ａ及び他方の可動式側面板３ｂとの間に，ゴム等のような軟質弾性体製のシール体７，８，９を介挿しており，前記可動式側面板３ｂに対して設けた複数本のボルト１０等の押圧手段により，当該各伝熱ユニット５の両端部を，その積層方向に押圧して，前記各伝熱ユニット５の両端部におけるシール体７，８，９の部分を締め付けるように構成しており，これらのシール体７，８，９によって，前記伝熱ユニット５の複数枚を内蔵する蒸発室３と，前記各伝熱ユニット５の流体通路５ｂにおける一端が開口する入口ヘッダー室１１と，前記各伝熱ユニット５の流体通路５ｂにおける他端が開口する出口ヘッダー室１２とに区画するように構成している。
【００２２】
本実施の形態においては，図３に示すように，前記各伝熱ユニットのうち一つの伝熱ユニット５における各流体通路５ｂの間に，隣接の伝熱ユニット５における各流体通路５ｂが位置することにより，前記各伝熱ユニット５における各流体通路５ｂを，いわゆる千鳥配列に構成しており，この千鳥配列に構成することにより，前記複数枚の各伝熱ユニット５における積層方向の間隔寸法Ｓを，各流体通路５ｂを同じ位置に揃えて設ける場合よりも狭くことができる。
【００２３】
前記蒸発缶１の内底に溜まっている被蒸発液を，被蒸発液供給管路１３より送られて新規の被蒸発液と一緒に被蒸発液循環ポンプ１４に汲み出し，これを管路１５を介して，前記蒸発室３内の上部に配設したスプレーノズル１６に供給し，このスプレーノズル１６から，前記各伝熱ユニット５の外表面に対して散布し，各伝熱ユニット５の外表面を伝って前記蒸発缶１の内底に流下するという循環を行うように構成する。
【００２４】
一方，前記蒸発室３内において発生した蒸気を，前記気液分離室４の内部のデミスター６を通過したのち，当該蒸気の一部を，間接冷却式の凝縮器１７に導いて凝縮する一方，残りの蒸気を，ボイラー等から蒸気供給管１８を介して送られて来る蒸気にて駆動されるエゼクター１９に吸引して圧縮したのち，加熱用蒸気ダクト２０を介して前記入口ヘッダー室１１内に導入することにより，この入口ヘッダー室１１内から，前記各伝熱ユニット５における各流体通路５ｂ内に供給するように構成している。
【００２５】
また，前記蒸発室３，前記気液分離室４及び前記出口ヘッダー室１２の内部は，前記凝縮器１７に接続した真空ポンプ２１等の真空発生装置によって，大気圧より低い減圧に維持されている。
【００２６】
前記各伝熱ユニット５における各流体通路５ｂ内に，その一端における入口ヘッダー室１１より供給された加熱用蒸気は，前記各流体通路５ｂ内を他端の出口ヘッダー室１２の方向に流れる途中において，前記各伝熱ユニット５の外表面における被蒸発液を間接加熱して沸騰・蒸発し，前記各流体通路５ｂ内において一部が凝縮し，この凝縮水と一緒に出口ヘッダー室１２に流出して，その凝縮水は，出口ヘッダー室１２の内底に溜まったのち蒸発缶１の外に取り出される。
【００２７】
前記各伝熱ユニット５の外表面において被蒸発液の沸騰・蒸発にて発生した蒸気は，気液分離室４内において気液分離されたのち，その一部が凝縮器１７において凝縮され，その凝縮水が，凝縮器１７より取り出される一方，残りの蒸気は，ボイラー等からの蒸気にて駆動されるエゼクター１９にて圧縮されたのち，前記各伝熱ユニット５における各流体通路５ｂ内に入口ヘッダー室１１を介して供給されて，各伝熱ユニット５の外表面における被蒸発液の間接・加熱に供される。
【００２８】
前記した構成において，前記各伝熱ユニット５における外表面を囲う前記蒸発室３と，前記各伝熱ユニット５における各流体通路５ｂの一端が開口（連通）する入口ヘッダー室１１及び各流体通路５ｂの他端が開口（連通）する出口ヘッダー室１２との間は，前記シール体７，８，９にて区画されているとともに，前記各伝熱ユニット５を前記シール体７，８，９にて支持することができるから，従来のように，二枚の管板を使用することを必要とせず，換言すると，従来における厚い板厚の二枚の管板を省略することができる。
【００２９】
また，前記シール体７，８，９を，ボルト１０等の押圧手段による押圧にて各伝熱ユニット５に対して強く押しつけることができるから，当該シール体７，８，９によるシール性能を向上できる。
【００３０】
なお，前記実施の形態は，前記一つの伝熱ユニット５を構成する二枚の伝熱板５ａの両方を，凹み変形させることによって流体通路５ｂを形成する場合であったが，本発明は，これに限らず，二枚の伝熱板５ａのうちいずれか一方の伝熱板５ａのみを凹み変形させることによって流体通路５ｂを形成するという構成にしても良い。
【００３１】
また，前記実施の形態は，単効用の蒸発装置に適用した場合であったが，本発明は，これに限らず，多重効用の蒸発装置においても，その各段に対して適用することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施の形態による蒸発装置の縦断正面図である。
【図２】図１のII−II視断面図である。
【図３】図１の要部拡大図である。
【図４】図３のIV−IV視断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１                      密閉容器としての蒸発缶
３                      蒸発室
４                      気液分離室
５                      伝熱ユニット
５ａ                    伝熱板
５ｂ                    流体通路
７，８，９              シール体
１０                    押圧手段としてのボルト
１１                    入口ヘッダー室
１２                    出口ヘッダー室
１３                    被蒸発液供給管路
１４                    被蒸発液循環ポンプ
１６                    スプレーノズル
１７                    凝縮器
２０                    加熱用蒸気ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007078326.tif 000006