(57)【要約】【課題】熱効率のさらなる向上を図り得る多重効用造水装置を提供する。【解決手段】加熱蒸気供給管２２を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管５ａ上に原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶２が複数段でもって配置されると共に、前段の蒸発缶２にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管５ａに導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記蒸気供給管２２の途中に配置されたサーモコンプレッサ２３により中間段の蒸発缶２にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、加熱蒸気の温度よりも低い排温水により駆動されて原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置５１を具備すると共に、このフラッシュ式蒸発装置５１にて発生した原水蒸気を最前段の蒸発缶２Ａの伝熱管５ａに導くようにしたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、
加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたことを特徴とする多重効用造水装置。
【請求項２】
フラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気を最前段の蒸発缶に導く原水蒸気供給管とから構成したことを特徴とする請求項１に記載の多重効用造水装置。
【請求項３】
原水蒸気供給管の途中に加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサを配置したことを特徴とする請求項２に記載の多重効用造水装置。
【請求項４】
排熱流体として、ごみ焼却設備、発電所またはプラント設備から排出される温水を用いたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多重効用造水装置。
【請求項５】
加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、
加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサに設けられた吸引口に導いて上記中間段の蒸発缶からの原水蒸気と併せて最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたことを特徴とする多重効用造水装置。
【請求項６】
加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようにした多重効用造水装置において、
上記加熱蒸気供給管の途中にサーモコンプレッサを配置して最後段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようになし、
且つ加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサに設けられた吸引口に導いて上記最後段の蒸発缶からの原水蒸気と併せて最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたことを特徴とする多重効用造水装置。
【請求項７】
フラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサに設けられた吸引口に導く原水蒸気供給管とから構成したことを特徴とする請求項５または６に記載の多重効用造水装置。
【請求項８】
排熱流体として、ごみ焼却設備、発電所またはプラント設備から出る温水を用いたことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の多重効用造水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海水などの原水から真水を得るための多重効用造水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、海水から真水を得る装置としては多重効用造水装置がある。この造水装置は、複数の蒸発缶が順次減圧された状態で連続して、つまり、多段でもって配置され、前段の蒸発缶でフラッシュ蒸発により発生した蒸気を後段（次段）の蒸発缶に熱源として導き海水を蒸発させるものである（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２８８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の多重効用造水装置の構成によると、フラッシュ蒸発が行われる蒸発缶が多段に配置されて装置全体の熱効率の向上が図られているが、さらなる熱効率の向上が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、熱効率のさらなる向上を図り得る多重効用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】
【０００６】
上記課題を解決するため、第１の発明に係る多重効用造水装置は、加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、
加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたものであり、
また上記多重効用造水装置におけるフラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気を最前段の蒸発缶に導く原水蒸気供給管とから構成したものであり、
さらに上記多重効用造水装置における原水蒸気供給管の途中に加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサを配置したものである。
【０００７】
また、第２の発明に係る多重効用造水装置は、加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、
加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサに設けられた吸引口に導いて上記中間段の蒸発缶からの原水蒸気と併せて最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたものであり、
さらに上記フラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサの吸引口に導く原水蒸気供給管とから構成したものである。
【０００８】
また、第３の発明に係る多重効用造水装置は、加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようにした多重効用造水装置において、
上記加熱蒸気供給管の途中にサーモコンプレッサを配置して最後段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようになし、
且つ加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサに設けられた吸引口に導いて上記最後段の蒸発缶からの原水蒸気と併せて最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたものであり、
さらに上記フラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサの吸引口に導く原水蒸気供給管とから構成したものである。
【０００９】
また、上記各発明に係る多重効用造水装置における排熱流体として、ごみ焼却設備、発電所またはプラント設備から出る温水を用いたものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記各発明によると、蒸発缶が多段に配置されるとともに所定の蒸発缶にて発生した原水蒸気を、加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサにて吸引し加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、加熱用蒸気より低い温度で駆動されるフラッシュ式蒸発装置を具備させるとともに、このフラッシュ式蒸発装置の蒸発用容器にて発生した原水蒸気を、最前段の蒸発缶に導くようになし、または上記サーモコンプレッサに導いて加熱用蒸気に混入させるようにしたので、加熱用蒸気よりも低温で造水用熱源として使用できない排熱流体の持つ熱の有効利用を図り得るとともに、造水効率の向上を図ることができる。すなわち、熱効率の向上が図られた多重効用造水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１に係る多重効用造水装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図２】同実施例１の多重効用造水装置のサーモコンプレッサの概略構成を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る多重効用造水装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図４】従来の多重効用造水装置における生産水量を説明する模式図である。
【図５】同実施例２の多重効用造水装置における生産水量を説明する模式図である。
【図６】本発明の実施例３に係る多重効用造水装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図７】本発明の実施例４に係る多重効用造水装置の概略構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の実施例１に係る多重効用造水装置を、図１および図２に基づき説明する。なお、本実施例１は、請求項１乃至請求項３に対応するものである。
この多重効用造水装置は、概略的には、加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、
加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を最前段（第１段目）の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたものである。
【００１３】
なお、以下の説明においては（後述する実施例２も同様である）、原水として海水である場合について説明する。勿論、海水以外の液体から真水を得る場合にでも適用することができる。また、排熱流体としては、例えばごみ焼却設備、発電所（ディーゼルエンジンの冷却水も含まれる）またはプラント設備から排出される温水（以下、排温水と称す）、蒸気などが用いられるが、ここでは、排温水を用いた場合について説明する。さらに、加熱用蒸気としては、１５０℃〜１６０℃の蒸気が用いられるとともに、排温水として、８０℃〜１００℃のものが用いられる場合について説明する。
【００１４】
まず、多重効用造水装置（以下、造水装置と称す）の基本的な構成である造水装置本体を、図１に基づき説明する。
この造水装置本体１は、原水蒸気（海水蒸気）が導かれる伝熱管５ａを有する熱交換器５およびこの伝熱管５ａ上に原水（海水）を散布する散布器（例えば、散布管が用いられる）６が配置された蒸発室３および当該蒸発室３にて発生した原水蒸気を次段（後段）の蒸発缶２に導く蒸気通路４を有する蒸発缶２が複数段、例えばｎ段でもって前後に直列で配置されている。
【００１５】
上記蒸発室３は前方の管板７（７Ａ）と後方の管板７（７Ｂ）とにより形成されるとともに、後方の管板７Ｂは蒸発室３と蒸気通路４とを区画するための区画壁としての機能を有している。この後方の管板７Ｂの下部に開口部（連通部とも言える）８が設けられて蒸発室３と蒸気通路４とが互いに連通されて、伝熱管５ａにより加熱されて発生した原水蒸気は蒸気通路４側に移動することになる。なお、第１段目の蒸発缶２（２Ａ）の前方に、原水蒸気を導入するための蒸気導入室９が設けられている。
【００１６】
また、上記各蒸発室３の後方の管板７Ｂには、伝熱管５ａ内で凝縮した凝縮水（真水であり、生産水とも言う）を集めるための集水部１１が設けられるとともに、蒸気通路４内に鉛直方向（鉛直方向に限定されるものではない）で水分分離壁１２が設けられている。この水分分離壁１２の下部は仕切部１２ｂにされるとともに、その上部はデミスター機能を有する水分の分離部１２ａにされている。なお、上記集水部１１にて集められた凝縮水は配管１３などを介して水分分離壁１２の仕切部１２ｂと次段の蒸発缶２における前方の管板７Ａとの間に形成される水貯溜部１４に導かれるようにされている。
【００１７】
勿論、この造水装置本体１には、真空装置（図示せず）が設けられて、各蒸発缶２の蒸発室３の圧力が、前段から後段に向かって、順次、低くなるようにされている。
ここで、造水装置本体１における各蒸発缶２での圧力および温度について説明する。すなわち、蒸気導入室９の温度および第１段目（最前段）の蒸発缶２Ａ内の温度は６５℃程度にされるとともに、第ｎ段目（最後段）の蒸発缶２Ｎ内の温度は４３℃〜４５℃程度にされており、またこれら隣接する蒸発缶２，２同士における温度は、順次、３℃〜４℃程度ずつ低くされている。つまり、各蒸発缶２内の圧力は、このような温度での飽和蒸気圧となるようにされている。例えば、上述した６５℃〜４３℃の範囲で３℃〜４℃ずつ温度を低下させた場合、蒸発缶２の設置段数は６段となる。したがって、蒸発缶２の設置段数ｎの値は、第１段目と第ｎ段目の蒸発缶２での温度差に依存することになり、通常は、６段〜１０段程度の範囲とされる。この記載内容についても、実施例２に適用し得るものである。
【００１８】
この造水装置本体１には、上記各蒸発缶２の散布器６に原水を供給する第１原水供給管（主原水供給管とも言える）２１と、所定の蒸発缶２［ここでは、第１段目（最前段）の蒸発缶２Ａ］に加熱用蒸気として高圧蒸気（例えば、発電所などから排出される蒸気が用いられる。勿論、ボイラからの蒸気であってもよい。）を供給するとともに所定の蒸発缶２（ここでは、第２段目の蒸発缶２Ｂ）で発生した低圧の原水蒸気を蒸気吸引管２４を介して吸引し（抜き出し）加熱用蒸気として吐出するためのサーモコンプレッサ２３を有する加熱蒸気供給管２２と、前段の蒸発缶２の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を次段の蒸発缶２の水貯溜部１４にそれぞれ移送させる水移送管２６と、第ｎ段目（最後段）の蒸発缶２Ｎ内の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を外部に取り出す第１水取出管２７と、第１段目の蒸発缶２Ａ内の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を復水として取り出すための第２水取出管２８と、前段の蒸発缶２の蒸発室３の底部に溜まった原水である海水（ブラインともいう）を次段の蒸発缶２の蒸発室３にそれぞれに移送させる原水移送管２９と、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸発室３の底部に溜まった原水を外部に取り出すための原水取出管３０とが具備されている。また、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸気通路４の水分分離壁１２の後側の空間部には、第１原水供給管２１の一部が伝熱部として配置され、この空間部が最後段の蒸発缶２Ｎで発生した原水蒸気を凝縮させる凝縮室１０とされる。ところで、サーモコンプレッサ２３とは、高圧蒸気（駆動蒸気であり、例えば１５０℃〜１６０℃程度の蒸気で、圧力としては４．７６×１０５Ｐａ〜６．１８×１０５Ｐａの範囲である）により低圧蒸気（中間段の蒸発缶から吸引される蒸気であり、例えば５０℃〜６２℃程度の蒸気で、圧力としては０．１２×１０５Ｐａ〜０．２２×１０５Ｐａの範囲である）を吸引して中圧蒸気（吐出蒸気であり、例えば６５℃〜７０℃程度の蒸気で、圧力としては０．２５×１０５Ｐａ〜０．３４×１０５Ｐａの範囲である）を吐出するものである。ところで、中間段の蒸発缶から吸引される低圧蒸気については、第２段目の蒸発缶から吸引する場合には６２℃程度の蒸気で、圧力としては０．２２×１０５Ｐａ程度である。なお、高圧蒸気、中圧蒸気および低圧蒸気の温度範囲および圧力範囲は上述した値に限定されるものではなく、装置の仕様により変化するものである。これら各蒸気の想定し得る（取り得る）温度範囲および圧力範囲としては、以下のようになる。高圧蒸気については、温度が１００℃〜１８０℃程度で、圧力は１．０１３×１０５Ｐａ〜１０．０×１０５Ｐａの範囲である。中圧蒸気については、温度が６５℃〜１００℃程度で、圧力は０．２５×１０５Ｐａ〜１．０×１０５Ｐａの範囲である。低圧蒸気については、温度が４０℃〜８０℃程度で、圧力は０．０７４×１０５Ｐａ〜０．４８×１０５Ｐａの範囲である。
【００１９】
また、上記第１原水供給管２１の一部は第ｎ段目の蒸発缶２Ｎに設けられた凝縮室１０に配置されて原水蒸気と原水との間で熱交換を行い、熱の有効利用が図られている。なお、この第１原水供給管２１の凝縮室１０を出た部分には、原水を排出するための原水排出管３１が接続されている。
【００２０】
勿論、第１原水供給管２１、第１水取出管２７、第２水取出管２８および原水取出管３０の途中には、原水供給用ポンプ３５、第１水ポンプ３６、第２水ポンプ３７および原水排出用ポンプ３８が設けられている。
【００２１】
なお、第１原水供給管２１は、原水供給用ポンプ３５が設けられた本体管部２１ａと、各蒸発缶２の散布器６と本体管部２１ａとをそれぞれ接続する複数の枝管部２１ｂとから構成されている。
【００２２】
ここで、上記サーモコンプレッサ２３を図２に基づき簡単に説明しておく。
このサーモコンプレッサ２３は、一端部から駆動蒸気として高圧蒸気が供給されて低圧蒸気を吸引するようにされた筒状の蒸気駆動部４１と、この蒸気駆動部４１の他端に設けられた絞り部から延設されて蒸気を所定方向に案内する筒状の蒸気案内部４２と、この蒸気案内部４２の先端部に接続されたラッパ形状のディフューザ部（散気部）４３とから構成されている。上記蒸気駆動部４１は、一端側に駆動蒸気の供給口４１ａが設けられるとともに中心軸位置には駆動蒸気を絞るための絞り部４４ａを有するノズル４４が配置され且つ側部には低圧蒸気を吸引するための吸引口４１ｂが形成されたものであり、またディフューザ部４３の先端は中圧蒸気の吐出口４３ａにされている。なお、ノズル４４の駆動蒸気の供給側の一端部は供給口４１ａに位置されて駆動蒸気が直接導かれるようにしている。
【００２３】
したがって、駆動蒸気としての高圧蒸気が蒸気駆動部４１の供給口４１ａに供給されると、ノズル４４で絞られて速度が音速以上に加速されて圧力が低下するとともに、吸引口４１ｂから低圧蒸気を吸引し、そしてこの低圧蒸気と高圧蒸気とがディフューザ部４３で混合されて吐出口４３ａから中圧蒸気として吐出される。
【００２４】
次に、基本的な構成に係る造水装置本体１における凝縮水すなわち真水（生産水）を得る動作について説明する。
上記構成において、第１原水供給管２１を介して海水が各蒸発缶２に配置された熱交換器５の伝熱管５ａ上に散布（噴霧）されている状態において、高圧蒸気がサーモコンプレッサ２３を介して第１段目の蒸発缶２の伝熱管５ａ内に供給されると、その蒸気の持つ熱により伝熱管５ａの上方から散布される海水が蒸発されるとともに、当該伝熱管５ａ内の蒸気は自ら冷却されて凝縮し真水となる。この真水は、集水部１１および配管１３を経て水貯溜部１４に溜まる。
【００２５】
ところで、第１段目の蒸発缶２Ａの伝熱管５ａにより海水が加熱されることにより発生した蒸気は、管板７Ｂに設けられた開口部８から蒸気通路４内に移動する。この蒸気通路４内に入った蒸気は、水分分離壁１２の分離部１２ａを通過する際に、水分が除去されて第２段目の蒸発缶２Ｂに移動する。すなわち、この蒸気は第２段目の蒸発缶２Ｂに配置された伝熱管５ａ内に入り、その上方に設けられた散布器６から散布された海水を蒸発させる。勿論、第２段目の蒸発缶２Ｂでは、第１段目の蒸発缶２Ａよりも減圧されて海水が蒸発し易くされているため、第１段目の蒸発缶２Ａにて発生した蒸気により、海水の蒸発が行われる。なお、第２段目の蒸発缶２Ｂにて発生した蒸気の一部は、サーモコンプレッサ２３に吸引されて、圧力が上昇されて、加熱用蒸気として利用される。したがって、高圧蒸気の使用量を減らすことができる。
【００２６】
そして、第３段目以降の蒸発缶２についても、前段の蒸発缶２にて発生した蒸気が次段の蒸発缶２の伝熱管５ａに導かれて、当該次段の蒸発缶２での加熱用蒸気として利用され、したがって効率良く海水から真水が得られる。
【００２７】
また、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸気通路４に第１原水供給管２１の一部が配置されて凝縮室１０にされているため、ここを通過する海水により蒸気が冷却されて真水が得られるとともに、造水装置本体１に供給される海水を加熱することにより熱回収が行われている。
【００２８】
上記各蒸発缶２にて発生した真水は、それぞれ水移送管２６を介して、次段の蒸発缶２の水貯溜部１４に移送され、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの水貯溜部１４から第１水取出管２７を介して外部に取り出される。また、第１段目の蒸発缶２の水貯溜部１４に溜まった真水についても、第２水取出管２８から取り出される。
【００２９】
また、各蒸発缶２の蒸発室３の底部に溜まった海水（ブライン）は、原水移送管２９を介して、順次、次段の蒸発缶２の蒸発室３に移送されるとともに、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎから原水取出管３０を介して外部に取り出される。
【００３０】
なお、図示しないが、第３段目以降の任意の蒸発缶２にて発生した蒸気を第１原水供給管２１の途中に設けられた熱交換部（図示せず）に導き、海水を加熱することにより、熱回収が行われている。
【００３１】
次に、フラッシュ式蒸発装置について説明する。
図１に示すように、このフラッシュ式蒸発装置５１は、内部に原水（海水）を散布する散布器（例えば、散布管が用いられる）５２が設けられた蒸発用容器（フラッシュチャンバとも言う）５３と、上記散布器５２に原水を供給する第２原水供給管５４と、この第２原水供給管５４の途中に設けられた加熱器５５と、この加熱器５５に熱源として比較的温度が低い例えば８０℃〜１００℃程度の排温水を供給する排熱流体供給管５６と、上記蒸発用容器５３にて発生した原水蒸気を蒸気導入室９を介して第１段目の蒸発缶２Ａに供給する原水蒸気供給管５７と、原水ポンプ５８を有するとともに蒸発用容器５３内の原水を取り出し上記第２原水供給管５４に戻すための原水戻し管５９とから構成されている。なお、このフラッシュ式蒸発装置５１には、蒸気導入室９に導く原水蒸気の量を調整するために原水蒸気供給管５７内の蒸気の一部を蒸気取出管６０を介して取り出し凝縮させる凝縮器６１と、この凝縮器６１に冷却水を供給する冷却水配管６２と、上記凝縮器６１にて得られた凝縮水を上記原水戻し管５９に戻すための水戻し管６３とが設けられている。
【００３２】
このフラッシュ式蒸発装置５１において、加熱器５５には、８０℃〜１００℃程度の排温水が導かれて、原水である海水が例えば６０℃〜７０℃程度に加熱される。そして、この海水は第２原水供給管５４を介して蒸発用容器５３内の散布器５２に供給され、所定圧力に減圧された蒸発用容器５３内で散布されてフラッシュ蒸発が行われる。この得られた蒸気は原水蒸気供給管５７を介して、造水装置本体１の蒸気導入室９に供給されて、サーモコンプレッサ２３から供給される加熱用蒸気とともに第１段目の蒸発缶２Ａに供給されて、原水蒸気を得る熱源として利用されるとともに、自らは凝縮して真水となり外部に取り出される。
【００３３】
本実施例１の造水装置によると、蒸発缶が多段に配置されるとともに所定の蒸発缶にて発生した原水蒸気を、加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサにて吸引し加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、加熱用蒸気より低い温度で駆動されるフラッシュ式蒸発装置を具備させるとともに、このフラッシュ式蒸発装置の蒸発用容器にて発生した原水蒸気を、最前段（第１段目）の蒸発缶に導くようにしたので、本来、造水用熱源として使用できない低温の排熱流体の持つ熱の有効利用を図り得るとともに造水効率を向上させ得る造水装置を提供することができる。すなわち、熱効率の向上が図られた多重効用造水装置を提供することができる。
【実施例２】
【００３４】
次に、本発明の実施例２に係る多重効用造水装置を、図３〜図５に基づき説明する。なお、本実施例２は請求項１乃至請求項４に対応するものである。
上記実施例１においては、造水装置本体に対してフラッシュ式蒸発装置を具備したものについて説明したが、本実施例２の多重効用造水装置は、フラッシュ式蒸発装置にサーモコンプレッサを具備させたものである。
【００３５】
以下においては、フラッシュ式蒸発装置に着目して説明するとともに、造水装置本体については、上述の実施例１と同一の構成であるため、実施例１と同一の構成部材には、同一の部材番号を付してその説明を省略する。また、新たに具備したサーモコンプレッサについては、実施例１で説明したものと同一の構成であるため、それぞれの部材番号の後に「Ａ」を付加して説明するとともに、このサーモコンプレッサを具備したフラッシュ式蒸発装置の部材番号については、この蒸発装置を示す部材番号だけに「Ａ」を付加して説明する。
【００３６】
すなわち、図３に示すように、本実施例２に係るフラッシュ式蒸発装置５１Ａは、蒸発用容器５３にて発生した原水蒸気を蒸気導入室９に導くための第２原水蒸気供給管５７の途中に、新たに、高圧蒸気（駆動蒸気）により駆動されるサーモコンプレッサ２３Ａを配置したものである。なお、ここでは、造水装置本体１に設けられたサーモコンプレッサ２３を第１サーモコンプレッサと称するとともに、本実施例２のフラッシュ式蒸発装置５１Ａに設けられるサーモコンプレッサ２３Ａを第２サーモコンプレッサと称する。また、この第２サーモコンプレッサ２３Ａについても、第１サーモコンプレッサ２３と同様に、一端部から駆動蒸気として高圧蒸気が供給されて低圧蒸気を吸引するようにされた筒状の蒸気駆動部４１Ａと、この蒸気駆動部４１Ａの他端に設けられた絞り部から延設されて蒸気を所定方向に案内する筒状の蒸気案内部４２Ａと、この蒸気案内部４２Ａの先端部に接続されたラッパ形状のディフューザ部（散気部）４３Ａとから構成されている。上記蒸気駆動部４１Ａは、一端側に駆動蒸気の供給口４１Ａａが設けられるとともに中心軸位置には駆動蒸気を絞るための絞り部４４Ａａを有するノズル４４Ａが配置され且つ側部には低圧蒸気を吸引するための吸引口４１Ａｂが形成されたものであり、またディフューザ部４３Ａの先端は中圧蒸気の吐出口４３Ａａにされている。なお、ノズル４４Ａの駆動蒸気の供給側の一端部は供給口４１Ａａに位置されて駆動蒸気が直接導かれるようにしている。そして、第２サーモコンプレッサ２３Ａの吸引口４１Ａｂと吐出口４３Ａａとが原水蒸気供給管５７の途中に接続されるとともに、第２サーモコンプレッサ２３Ａの供給口４１Ａａには、駆動用の高圧蒸気を供給するための上記加熱蒸気供給管２２とは別の加熱蒸気供給管７１が接続されている。
【００３７】
したがって、駆動蒸気として高圧蒸気が蒸気駆動部４１Ａの供給口４１Ａａに供給されると、ノズル４４Ａで絞られて速度が音速以上に加速されて圧力が低下するとともに、吸引口４１Ａｂから低圧蒸気を吸引し、そしてこの低圧蒸気と高圧蒸気とがディフューザ部４３Ａで混合されて吐出口４３Ａａから中圧蒸気が吐出される。
【００３８】
このように、フラッシュ式蒸発装置５１Ａの蒸発用容器５３にて発生する原水蒸気を、高圧蒸気により駆動される第２サーモコンプレッサ２３Ａにより加圧して、造水装置本体１の蒸気導入室９に導くようにしたので、フラッシュ式蒸発装置５１Ａにおける熱源として、６０℃〜６５℃程度のより低い排温水を用いることができる。これに対して、実施例１の場合では、蒸発用容器５３で発生した原水蒸気をそのまま蒸気導入室９に供給するようにしているので、それよりも高い温度、例えば８０℃〜１００℃程度の排温水を必要とする。
【００３９】
ここで、本実施例２に係る造水装置とフラッシュ式蒸発装置を具備しない従来の造水装置とについて、生産水量を比較すると以下のようになる。
なお、比較に際して、各段の蒸発缶において蒸発に使用される熱量は全て相変化に使われるものと、また供給される海水が蒸発温度まで昇温されるときの熱的ロスを無視するものと仮定する。
【００４０】
まず、図４に基づき、従来の造水装置における生産水量について説明する。
すなわち、高圧蒸気の蒸気量（高圧蒸気量と言う）を１とし、蒸発缶２の全段数をｎ段に、またサーモコンプレッサ２３により低圧蒸気が吸引される蒸発缶２を第ｍ段とし且つこの第ｍ段目の蒸発缶２Ｍから吸引される蒸気量をＤとすると、サーモコンプレッサ２３の吐出口から（１＋Ｄ）の蒸気が第１段目の蒸発缶２Ａに供給される。第１段目の蒸発缶２Ａでは、この（１＋Ｄ）の蒸気が凝縮すると同時に海水が蒸発して（１＋Ｄ）の蒸気が発生する。以下、第ｍ段までの各蒸発缶２にて（１＋Ｄ）の蒸気が凝縮して生産水となり、海水より（１＋Ｄ）の蒸気が発生する。第１段目の蒸発缶２Ａにて凝縮した水のうち１（加熱用蒸気量に等しい）を復水として高圧蒸気源に戻すものとすれば、ｎ段の蒸発缶（凝縮室１０も含む）２では、合計（ｎ＋ｍＤ）の生産水量が得られる。
【００４１】
これに対して、本実施例２に係る造水装置、すなわちフラッシュ式蒸発装置５１Ａに第２サーモコンプレッサ２３Ａを設けた場合の生産水量は以下の通りとなる。
この場合、図５に示すように、加熱用の高圧蒸気量を１に対して、蒸発用容器５３から吸引される蒸気量をｄとすると、第２サーモコンプレッサ２３Ａからの吐出量は（１＋ｄ）となり、この吐出量（１＋ｄ）の蒸気がさらに第１段目の蒸発缶２Ａに供給されることとなり、その結果、ｎ段の蒸発缶（凝縮室１０も含む）２から得られる生産水量は、［（ｎ＋ｍＤ）＋（１＋ｄ）×（１＋ｎ）］となる。
【００４２】
すなわち、フラッシュ式蒸発装置にサーモコンプレッサを具備させた方が、（１＋ｄ）×（１＋ｎ）分だけ、生産水量が増加する。
また、造水効率について説明すると、以下のようになる。
【００４３】
なお、説明を分かり易くするために、Ｄ＝１，ｄ＝１，ｍ＝４，ｎ＝６として、従来の造水装置と、本実施例２に係る造水装置との造水効率を比較した結果を、下記の表に示す。
【００４４】
【表１】
2016140840.tif 000003
本実施例２の造水装置は、従来の造水装置に比べて、高圧蒸気量は２倍になるが、生産水量は大きく増加しているのが分かる。また、造水効率を示す造水比も向上していることが分かる。
【００４５】
すなわち、本実施例２の造水装置は、上述した実施例１の造水装置以上の効果が得られる。
【実施例３】
【００４６】
次に、本発明の実施例３に係る多重効用造水装置を図６に基づき説明する。なお、本実施例３は請求項５、請求項７および請求項８に対応するものである。
この多重効用造水装置（以下、造水装置と称す）は、加熱蒸気供給管を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管上に原水供給管を介して供給される原水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を後段の伝熱管に導き凝縮させて真水を得るようになし且つ上記加熱蒸気供給管の途中に配置されたサーモコンプレッサにより中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、加熱用蒸気の温度よりも低い排熱流体により原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置を具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置にて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサに設けられた吸引口に導いて上記中間段の蒸発缶からの原水蒸気と併せて最前段の蒸発缶の伝熱管に導くようにしたものであり、さらに上記フラッシュ式蒸発装置を、内部に原水を散布する散布器が設けられた蒸発用容器と、上記散布器に原水を供給する原水供給管と、この原水供給管の途中に設けられた原水の加熱器と、この加熱器に熱源として排熱流体を供給する排熱流体供給管と、上記蒸発用容器にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサに設けられた吸引口に導く原水蒸気供給管とから構成したものである。
【００４７】
なお、以下の説明においては（後述する実施例４も同様である）、原水として海水を用いた場合について説明する。勿論、海水以外の液体から真水を得る場合にでも適用することができる。また、排熱流体としては、例えばごみ焼却設備、発電所（ディーゼルエンジンの冷却水も含まれる）またはプラント設備から排出される温水（以下、排温水と称す）、蒸気などが用いられるが、ここでは、排温水を用いた場合について説明する。さらに、加熱用蒸気としては、１５０℃〜１６０℃の蒸気が用いられるとともに、排温水として、８０℃〜１００℃のものが用いられる場合について説明する。
【００４８】
ところで、上記実施例１の造水装置においては、フラッシュ式蒸発装置にて得られた原水蒸気を、蒸気導入室に導くように説明したが、本実施例３の造水装置においては、サーモコンプレッサに導いて駆動蒸気のアシスト用とするものである。
【００４９】
すなわち、本実施例３の造水装置においても、上述した実施例１の造水装置と略同一の構成であるため、実施例１と同一の構成部材には、同一の部材番号を付して説明する。また、サーモコンプレッサおよびフラッシュ式蒸発装置については構成が少し異なるため、異なる構成部材については、実施例１と同一の部材番号を用いるとともに、その後に、「Ｂ」を付加して説明する。
【００５０】
まず、造水装置本体を図６に基づき説明する。
この造水装置本体１は、原水蒸気（海水蒸気）が導かれる伝熱管５ａを有する熱交換器５およびこの伝熱管５ａ上に原水（海水）を散布する散布器（例えば、散布管が用いられる）６が配置された蒸発室３および当該蒸発室３にて発生した原水蒸気を次段（後段）の蒸発缶２に導く蒸気通路４を有する蒸発缶２が複数段、例えばｎ段でもって前後に直列で配置されている。
【００５１】
上記蒸発室３は前方の管板７（７Ａ）と後方の管板７（７Ｂ）とにより形成されるとともに、後方の管板７Ｂは蒸発室３と蒸気通路４とを区画するための区画壁としての機能を有している。この後方の管板７Ｂの下部に開口部（連通部ともいえる）８が設けられて蒸発室３と蒸気通路４とが互いに連通されて、伝熱管５ａにより加熱されて発生した原水蒸気は蒸気通路４側に移動することになる。なお、第１段目の蒸発缶２（２Ａ）の前方に、原水蒸気を導入するための蒸気導入室９が設けられている。
【００５２】
また、上記各蒸発室３の後方の管板７Ｂには、伝熱管５ａ内で凝縮した凝縮水（真水であり、生産水とも言う）を集めるための集水部１１が設けられるとともに、蒸気通路４内に鉛直方向（鉛直方向に限定されるものではない）で水分分離壁１２が設けられている。この水分分離壁１２の下部は仕切部１２ｂにされるとともに、その上部はデミスター機能を有する水分の分離部１２ａにされている。なお、上記集水部１１にて集められた凝縮水は配管１３などを介して水分分離壁１２の仕切部１２ｂと次段の前方の管板７Ａとの間に形成される水貯溜部１４に導かれるようにされている。
【００５３】
勿論、この造水装置本体１には、真空装置（図示せず）が設けられて、各蒸発缶２の蒸発室３の圧力が、前段から後段に向かって、順次、低くなるようにされている。
ここで、造水装置本体１における各蒸発缶２での圧力および温度について説明する。すなわち、蒸気導入室９の温度および第１段目（最前段）の蒸発缶２Ａ内の温度は６５℃程度にされるとともに、第ｎ段目（最後段）の蒸発缶２Ｎ内の温度は４３℃〜４５℃程度にされており、またこれら隣接する蒸発缶２，２同士における温度は、順次、３℃〜４℃程度ずつ低くされている。つまり、各蒸発缶２内の圧力は、このような温度での飽和蒸気圧となるようにされている。例えば、上述した６５℃〜４３℃の範囲で３℃〜４℃ずつ温度を低下させた場合、蒸発缶２の設置段数は６段となる。したがって、蒸発缶２の設置段数ｎの値は、第１段目と第ｎ段目の蒸発缶２での温度差に依存することになり、通常は、６段〜１０段程度の範囲とされる。この記載内容についても、後述する実施例４に適用し得るものである。
【００５４】
この造水装置本体１には、上記各蒸発缶２の散布器６に原水を供給する第１原水供給管（主原水供給管とも言える）２１と、所定の蒸発缶２［ここでは、第１段目（最前段）の蒸発缶２Ａ］に加熱用蒸気として高圧蒸気（例えば、発電所などから排出される蒸気が用いられる。勿論、ボイラからの蒸気であってもよい。）を供給するとともに所定の蒸発缶２（ここでは、第２段目の蒸発缶２Ｂ）で発生した低圧の原水蒸気を蒸気吸引管２４を介して吸引し（抜き出し）加熱用蒸気として吐出するためのサーモコンプレッサ２３Ｂを有する加熱蒸気供給管２２と、前段の蒸発缶２の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を次段の蒸発缶２の水貯溜部１４にそれぞれ移送させる水移送管２６と、第ｎ段目（最後段）の蒸発缶２Ｎ内の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を外部に取り出す第１水取出管２７と、第１段目の蒸発缶２Ａ内の水貯溜部１４に溜まった凝縮水を復水として取り出すための第２水取出管２８と、前段の蒸発缶２の蒸発室３の底部に溜まった原水である海水（ブラインとも言う）を次段の蒸発缶２の蒸発室３にそれぞれに移送させる原水移送管２９と、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸発室３の底部に溜まった原水を外部に取り出すための原水取出管３０とが具備されている。また、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸気通路４の水分分離壁１２の後側の空間部には、第１原水供給管２１の一部が伝熱部として配置され、この空間部が第ｎ段目の蒸発缶２Ｎで発生した原水蒸気を凝縮させる凝縮室１０とされる。ところで、サーモコンプレッサ２３とは、高圧蒸気（駆動蒸気であり、例えば１５０℃〜１６０℃程度の蒸気で、圧力としては４．７６×１０５Ｐａ〜６．１８×１０５Ｐａの範囲である）により低圧蒸気（中間段の蒸発缶から吸引される蒸気であり、例えば５０℃〜６２℃程度の蒸気で、圧力としては０．１２×１０５Ｐａ〜０．２２×１０５Ｐａの範囲である）を吸引して中圧蒸気（吐出蒸気であり、例えば６５℃〜７０℃程度の蒸気で、圧力としては０．２５×１０５Ｐａ〜０．３４×１０５Ｐａの範囲である）を吐出するものである。なお、中間段の蒸発缶から吸引される低圧蒸気については、第２段目の蒸発缶から吸引する場合には６２℃程度の蒸気で、圧力としては０．２２×１０５Ｐａ程度である。なお、高圧蒸気、中圧蒸気および低圧蒸気の温度範囲および圧力範囲は上述した値に限定されるものではなく、装置の仕様により変化するものである。これら各蒸気の想定し得る（取り得る）温度範囲および圧力範囲としては、以下のようになる。高圧蒸気については、温度が１００℃〜１８０℃程度で、圧力は１．０１３×１０５Ｐａ〜１０．０×１０５Ｐａの範囲である。中圧蒸気については、温度が６５℃〜１００℃程度で、圧力は０．２５×１０５Ｐａ〜１．０×１０５Ｐａの範囲である。低圧蒸気については、温度が４０℃〜８０℃程度で、圧力は０．０７４×１０５Ｐａ〜０．４８×１０５Ｐａの範囲である。
【００５５】
また、上記第１原水供給管２１の一部は第ｎ段目の蒸発缶２Ｎに設けられた凝縮室１０に配置されて原水蒸気と原水との間で熱交換を行い、熱の有効利用が図られている。なお、この第１原水供給管２１の凝縮室１０を出た部分には、原水を排出するための原水排出管３１が接続されている。
【００５６】
勿論、第１原水供給管２１、第１水取出管２７、第２水取出管２８および原水取出管３０の途中には、原水供給用ポンプ３５、第１水ポンプ３６、第２水ポンプ３７および原水排出用ポンプ３８が設けられている。
【００５７】
なお、第１原水供給管２１は、原水供給用ポンプ３５が設けられた本体管部２１ａと、各蒸発缶２の散布器６と本体管部２１ａとをそれぞれ接続する複数の枝管部２１ｂとから構成されている。
【００５８】
ここで、上記サーモコンプレッサ２３Ｂについて簡単に説明しておく。
このサーモコンプレッサ２３Ｂは、一端部から駆動蒸気として高圧蒸気が供給されて低圧蒸気を吸引するようにされた筒状の蒸気駆動部４１Ｂと、この蒸気駆動部４１Ｂの他端に設けられて絞り部から延設されて蒸気を所定方向に案内する筒状の蒸気案内部４２Ｂと、この蒸気案内部４２Ｂの先端部に接続されたラッパ形状のディフューザ部（散気部）４３Ｂとから構成されている。上記蒸気駆動部４１Ｂは、一端側に駆動蒸気の供給口４１Ｂａが設けられるとともに中心軸位置には駆動蒸気を絞るための絞り部４４Ｂａを有するノズル４４Ｂが配置され且つ側部には低圧蒸気を吸引するための第１吸引口４１Ｂｂおよび第２吸引口４１Ｂｃが形成されたものであり、またディフューザ部４３Ｂの先端は中圧蒸気の吐出口４３Ｂａにされている。なお、ノズル４４Ｂの駆動蒸気の供給側の一端部は供給口４１ａに位置されて駆動蒸気が直接導かれるようにしている。
【００５９】
そして、蒸気駆動部４１Ｂの供給口４１Ｂａとディフューザ部４３Ｂの吐出口４３Ｂａは加熱蒸気供給管２２の途中に接続され、また第１吸引口４１Ｂｂは蒸気吸引管２４に接続されるとともに、第２吸引口４１Ｂｃは原水蒸気供給管５７Ｂに接続されている。
【００６０】
したがって、駆動蒸気として高圧蒸気が蒸気駆動部４１Ｂの供給口４１Ｂａに供給されると、ノズル４４Ｂで絞られて速度が音速以上に加速されて圧力が低下するとともに、第１吸引口４１Ｂｂから第２段目の蒸発缶２Ｂ内の低圧蒸気を、また第２吸引口４１Ｂｃから蒸発用容器５３内の低圧蒸気を吸引し、そしてこれらの低圧蒸気と高圧蒸気とがディフューザ部４３Ｂで混合されて吐出口４３Ｂａから中圧蒸気として出される。
【００６１】
次に、基本的な構成に係る造水装置本体１における凝縮水すなわち真水（生産水）を得る動作について説明する。
上記構成において、第１原水供給管２１を介して海水が各蒸発缶２に配置された熱交換器５の伝熱管５ａ上に散布（噴霧）されている状態において、高圧蒸気がサーモコンプレッサ２３Ｂを介して第１段目の蒸発缶２Ａの伝熱管５ａ内に供給されると、その蒸気の持つ熱により伝熱管５ａの上方から散布される海水が蒸発されるとともに、当該伝熱管５ａ内の蒸気は自ら冷却されて凝縮し真水となる。この真水は、集水部１１および配管１３を経て水貯溜部１４に溜まる。
【００６２】
ところで、第１段目の蒸発缶２Ａの伝熱管５ａにより海水が加熱されることにより発生した蒸気は、管板７Ｂに設けられた開口部８から蒸気通路４内に移動する。この蒸気通路４内に入った蒸気は、水分分離壁１２の分離部１２ａを通過する際に、水分が除去されて第２段目の蒸発缶２Ｂに移動する。すなわち、この蒸気は第２段目の蒸発缶２Ｂに配置された伝熱管５ａ内に入り、その上方に設けられた散布器６から散布された海水を蒸発させる。勿論、第２段目の蒸発缶２Ｂでは、第１段目の蒸発缶２Ａよりも減圧されて海水が蒸発し易くされているため、第１段目の蒸発缶２Ａにて発生した蒸気により、海水の蒸発が行われる。なお、第２段目の蒸発缶２Ｂにて発生した蒸気の一部は、サーモコンプレッサ２３Ｂに吸引されて、圧力が上昇されて、加熱用蒸気として利用される。したがって、高圧蒸気の使用量を減らすことができる。
【００６３】
そして、第３段目以降の蒸発缶２についても、前段の蒸発缶２にて発生した蒸気が次段の蒸発缶２の伝熱管５ａに導かれて、当該次段の蒸発缶２での加熱用蒸気として利用され、したがって効率良く海水から真水が得られる。
【００６４】
また、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの蒸気通路４に第１原水供給管２１の一部が配置されて凝縮室１０にされているため、ここを通過する海水により蒸気が冷却されて真水が得られるとともに、造水装置本体１に供給される海水を加熱することにより熱回収が行われている。
【００６５】
上記各蒸発缶２にて発生した真水は、それぞれ水移送管２６を介して、次段の蒸発缶２の水貯溜部１４に移送され、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎの水貯溜部１４から第１水取出管２７を介して外部に取り出される。また、第１段目の蒸発缶２の水貯溜部１４に溜まった真水についても、第２水取出管２８から取り出される。
【００６６】
また、各蒸発缶２の蒸発室３の底部に溜まった海水（ブライン）は、原水移送管２９を介して、順次、次段の蒸発缶２の蒸発室３に移送されるとともに、第ｎ段目の蒸発缶２Ｎから原水取出管３０を介して外部に取り出される。
【００６７】
なお、図示しないが、第３段目以降の任意の蒸発缶２にて発生した蒸気を第１原水供給管２１の途中に設けられた熱交換部（図示せず）に導き、海水を加熱することにより、熱回収が行われている。
【００６８】
次に、フラッシュ式蒸発装置５１Ｂについて説明する。
このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂについても、基本的な構成は実施例１で説明したものと同一であるため、同一の構成部材については、同一の部材番号を用いるとともに、その説明を省略する。
【００６９】
すなわち、図６に示すように、このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂは、内部に原水（海水）を散布する散布器（例えば、散布管が用いられる）５２が設けられた蒸発用容器（フラッシュチャンバとも言う）５３と、上記散布器５２に原水を供給する第２原水供給管５４と、この第２原水供給管５４の途中に設けられた加熱器５５と、この加熱器５５に熱源として比較的温度が低い８０℃〜１００℃程度の排温水を供給する排熱流体供給管５６と、上記蒸発用容器５３にて発生した原水蒸気を造水装置本体１に具備されたサーモコンプレッサ２３Ｂの第２吸引口４１Ｂｃに導くための原水蒸気供給管５７Ｂと、原水ポンプ５８を有するとともに蒸発用容器５３内の原水を取り出し上記第２原水供給管５４に戻すための原水戻し管５９とから構成されている。なお、このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂには、サーモコンプレッサ２３Ｂに導く原水蒸気の量を調節するために、原水蒸気供給管５７Ｂ内の蒸気の一部を蒸気取出管６０を介して取り出し凝縮する凝縮器６１と、この凝縮器６１に冷却水を供給する冷却水配管６２と、上記凝縮器６１にて得られた凝縮水を上記原水戻し管５９に戻すための水戻し管６３とが設けられている。
【００７０】
このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂにおいて、加熱器５５には、８０℃〜１００℃程度の排温水が導かれて、原水である海水が例えば６０℃〜７０℃程度に加熱される。そして、この海水は第２原水供給管５４を介して蒸発用容器５３内の散布器５２に供給され、所定圧力に減圧された蒸発用容器５３内で散布されてフラッシュ蒸発が行われる。この得られた蒸気は原水蒸気供給管５７Ｂを介して、造水装置本体１に具備されたサーモコンプレッサ２３Ｂの第２吸引口４１Ｂｃに導かれて加熱用蒸気および第２段目の蒸発缶２Ｂからの原水蒸気とともに第１段目の蒸発缶２Ａに供給されて、原水蒸気を得る熱源として利用され、そして自らは凝縮して真水となり外部に取り出される。
【００７１】
本実施例３の造水装置によると、蒸発缶が多段に配置されるとともに中間段の蒸発缶にて発生した原水蒸気を、加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサにて吸引し加熱用蒸気に混入させるようにした多重効用造水装置において、加熱用蒸気より低い温度で駆動されるフラッシュ式蒸発装置を具備させるとともに、このフラッシュ式蒸発装置の蒸発用容器にて発生した原水蒸気を、上記サーモコンプレッサに導いて加熱用蒸気のアシスト用としたので、本来、造水用熱源として使用できない低温の排熱流体の持つ熱の有効利用を図り得るとともに造水効率を向上させ得る造水装置を提供することができる。すなわち、熱効率の向上が図られた多重効用造水装置を提供することができる。
【実施例４】
【００７２】
次に、本発明の実施例４に係る多重効用造水装置を図７に基づき説明する。なお、本実施例４は請求項６乃至請求項８に対応するものである。
ところで、本実施例４と上述の実施例３との異なる個所は、造水装置本体の蒸発缶の蒸発室にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサにて吸引するための蒸発缶が異なっていることであり、そのため、本実施例４では、この異なる部分に着目して説明する。したがって、両実施例における造水装置の構成は殆ど同一であるため、同一の構成部材については同一の部材番号を付して説明する。
【００７３】
すなわち、図７に示すように、この造水装置は、加熱蒸気供給管２２を介して加熱用蒸気が導かれる伝熱管５ａ上に原水供給管２１を介して供給される原水である海水を散布して原水蒸気を得る蒸発缶２が複数段でもって配置されるとともに、前段の蒸発缶２にて発生した原水蒸気を後段の蒸発缶２における伝熱管５ａに導くようにした造水装置において、上記加熱水蒸気供給管２２の途中にサーモコンプレッサ２３Ｂを配置して第ｎ段目（最後段）の蒸発缶２Ｎにて発生した原水蒸気をその第１吸引口４１Ｂｂから吸引し圧縮して加熱用蒸気に混入させるようになし、且つ加熱用蒸気の温度よりも低い排温水（排熱流体）により駆動されて原水を蒸発させるフラッシュ式蒸発装置５１Ｂを具備するとともに、このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂにて発生した原水蒸気を上記サーモコンプレッサ２３Ｂの第２吸引口４１Ｂｃに導いて第ｎ段目の蒸発缶２Ｎからの原水蒸気と併せて第１段目（最前段）の蒸発缶２Ａの伝熱管５ａに導くようにしたものである。
【００７４】
したがって、上記フラッシュ式蒸発装置５１Ｂは、内部に原水を散布する散布器５２が設けられた蒸発用容器５３と、上記散布器５２に原水を供給する第２原水供給管５４と、この第２原水供給管５４の途中に設けられた原水の加熱器５５と、この加熱器５５に熱源として排温水を供給する排熱流体供給管５６と、上記蒸発用容器５３にて発生した原水蒸気をサーモコンプレッサ２３Ｂの第２吸引口４１Ｂｂに導く原水蒸気供給管５７Ｂとから構成されている。
【００７５】
このフラッシュ式蒸発装置５１Ｂにおいても、上述した実施例３と同様に、加熱器５５には、８０℃〜１００℃程度の低温の排温水が導かれて、原水である海水が例えば６０℃〜７０℃程度に加熱される。そして、この海水は第２原水供給管５４を介して蒸発用容器５３内の散布器５２に供給され、所定圧力に減圧された蒸発用容器５３内で散布されてフラッシュ蒸発が行われる。この得られた蒸気は原水蒸気供給管５７Ｂを介して、造水装置本体１に具備されたサーモコンプレッサ２３Ｂの第２吸引口４１Ｂｃに導かれて加熱用蒸気および第ｎ段目の蒸発缶２Ｎからの原水蒸気とともに第１段目の蒸発缶２Ａに供給されて、原水蒸気を得る熱源として利用され、そして自らは凝縮して真水となり外部に取り出される。
【００７６】
本実施例４の造水装置によると、蒸発缶が多段に配置されるとともに最後段（第ｎ段目）の蒸発缶にて発生した原水蒸気を、加熱用蒸気により駆動されるサーモコンプレッサにて吸引し加熱用蒸気に混入させるようになし、且つ加熱用蒸気より低い温度で駆動されるフラッシュ式蒸発装置を具備させるとともに、このフラッシュ式蒸発装置の蒸発用容器にて発生した原水蒸気を、上記サーモコンプレッサに導いて加熱用蒸気のアシスト用としたので、本来、造水用熱源として使用できない低温の排熱流体の持つ熱の有効利用を図り得るとともに造水効率を向上させ得る造水装置を提供することができる。また、最後段の蒸発缶内で発生した原水蒸気をサーモコンプレッサにて吸引するようにしているので、中間段の蒸発缶から低圧の原水蒸気を吸引する場合に比べて、造水効率の向上を図ることができる。すなわち、熱効率の向上が図られた多重効用造水装置を提供することができる。
【００７７】
ところで、上記実施例１〜実施例４では、高圧蒸気、中圧蒸気、低圧蒸気と言う語句を用いたが、温度にすれば、高温蒸気、中温蒸気、低温蒸気と言うことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１      造水装置本体
２      蒸発缶
３      蒸発室
４      蒸気通路
５      熱交換器
５ａ    伝熱管
６      散布器
９      蒸気導入室
１０      凝縮室
２１      第１原水供給管
２２      加熱蒸気供給管
２３      サーモコンプレッサ
２３Ａ    サーモコンプレッサ
２３Ｂ    サーモコンプレッサ
２４      蒸気吸引管
４１      蒸気駆動部
４１Ａ    蒸気駆動部
４１Ｂ    蒸気駆動部
４２      蒸気案内部
４２Ａ    蒸気案内部
４２Ｂ    蒸気案内部
４３      ディフューザ部
４３Ａ    ディフューザ部
４３Ｂ    ディフューザ部
５１      フラッシュ式蒸発装置
５１Ａ    フラッシュ式蒸発装置
５１Ｂ    フラッシュ式蒸発装置
５２      散布器
５３      蒸発用容器
５４      第２原水供給管
５５      加熱器
５６      排熱流体供給管
５７      原水蒸気供給管
５７Ｂ    原水蒸気供給管
７１      加熱蒸気供給管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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