(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、垂直板壁状の堰の下部に貫通孔があけられ、この貫通孔に連通するように水平パイプ部とこれの先端より上方に伸びる傾斜パイプ部とよりなる短い屈曲パイプが接続されて、堰の下部に、該堰を貫通しかつ堰上流側の下層ブラインを堰下流側の上層ブラインに混合するブライン上昇流を生じるためのバイパス流路が設けられていることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発器。
【請求項２】
バイパス流路の傾斜パイプ部の角度が、３０度〜９０度である、請求項１記載の多段フラッシュ蒸発器。
【請求項３】
減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、堰が、オリフィスの下流側に配置されかつ下部にブライン通過口を有する第１堰および第２堰と、第２堰の下流側に配置されたブライン通過口の無い第３堰とよりなるものであることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発器。
【請求項４】
相対的に第１堰の高さが最も高く、第２堰の高さがこれより低く、第３堰の高さが最も低いものであり、かつ第１堰のブライン通過口の高さが第２堰のブライン通過口の高さよりも高いものである、請求項３記載の多段フラッシュ蒸発器。
【請求項５】
減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜板よりなる第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜板よりなる第２堰とによって構成されていることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発器。
【請求項６】
減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰とによって構成され、各三角柱形ブロック状第１堰が、オリフィスの開口部に対向せしめられていることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発器。
【請求項７】
減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって配置された堰が、交互に配置された堰部Ａと堰部Ｂとによって構成され、堰部Ａが、垂直壁部とこれの上端よりオリフィスの開口部側に突出した爪状の凸部とを有するものであり、堰部Ｂが、隣り合う堰部Ａ同士の間に設けられた切欠きによりブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有するものであることを特徴とする、多段フラッシュ蒸発器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば海水淡水化に用いられる多段フラッシュ蒸発器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、海水淡水化に用いられる多段フラッシュ蒸発器としては、減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部の蒸発室内底部にオリフィスを通じて加熱ブライン（海水）を順次流入させ、フラッシュ蒸発させるようになされている。そしてこの場合、オリフィスより蒸発室内に流入したブラインのうち、比較的上層のブラインのみがフラッシュ蒸発し、下層のブラインは未蒸発のまま蒸発室外へ流出されてしまうという問題があり、そこで、蒸発を少しでもよくする工夫として、オリフィス下流に種々の形の堰を設けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来の多段フラッシュ蒸発器の堰では、ブライン流量が多くなるに従って、性能低下は否めず、下層の高温ブラインと上層の低温ブラインとが入れ替わらずに、蒸発量が少なく、ブライン流の上下層の入れ替えを効率よく行なう堰形状の出現が強く要望されていた。
【０００４】
この発明の目的は、上記の従来技術の問題を解決し、上記の要望に応えんとするもので、下層の高温ブラインを表層へと速やかに移動させて、フラッシュ蒸発せしめることができ、蒸発効率が大幅に向上した多段フラッシュ蒸発器を提供しようとすることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明の請求項１記載の多段フラッシュ蒸発器は、減圧状態に維持された多数の長いハウジングを備えており、各ハウジングの下部が蒸発室となされて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過してフラッシュ蒸発させる多段フラッシュ蒸発器において、垂直板壁状の堰の下部に貫通孔があけられ、この貫通孔に連通するように水平パイプ部とこれの先端より上方に伸びる傾斜パイプ部とよりなる短い屈曲パイプが接続されて、堰の下部に、該堰を貫通しかつ堰上流側の下層ブラインを堰下流側の上層ブラインに混合するブライン上昇流を生じるためのバイパス流路が設けられていることを特徴としている。
【０００６】
バイパス流路の傾斜パイプ部の角度は、３０度〜９０度であるのが、好ましい。
また、この発明の請求項３記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側に配置されかつ下部にブライン通過口を有する第１堰および第２堰と、第２堰の下流側に配置されたブライン通過口の無い第３堰とよりなるものであることを特徴としている。
【０００７】
なおこの場合、相対的に第１堰の高さが最も高く、第２堰の高さがこれより低く、第３堰の高さが最も低いものであり、かつ第１堰のブライン通過口の高さが第２堰のブライン通過口の高さよりも高いものであるのが、望ましい。
また、この発明の請求項５記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜板よりなる第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜板よりなる第２堰とによって構成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明の請求項６記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰とによって構成され、各三角柱形ブロック状第１堰が、オリフィスの開口部に対向せしめられていることを特徴としている。
【０００９】
さらに、この発明の請求項７記載の多段フラッシュ蒸発器は、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって配置された堰が、交互に配置された堰部Ａと堰部Ｂとによって構成され、堰部Ａが、垂直壁部とこれの上端よりオリフィスの開口部側に突出した爪状の凸部とを有するものであり、堰部Ｂが、隣り合う堰部Ａ同士の間に設けられた切欠きによりブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有するものであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
この明細書において、前後、左右は図２を基準とし、前とは図２の図面紙葉の表側、後とは同裏側をいゝ、また左とは同図の左側、右とは同右側をいうものとする。
【００１２】
図１〜図４は、この発明の第１実施形態を示すものである。
【００１３】
まず図１〜図３を参照すると、海水淡水化に用いられる多段フラッシュ蒸発器は、減圧状態に維持された前後方向に長い多数のハウジング（１）を左右に並列状に備えており、各ハウジング（１）の下部が蒸発室（２）となされて、すべてのハウジング（１）の蒸発室（２）に加熱ブライン（海水）をオリフィス（１０）を通じて順次流入し、各オリフィスの下流側に設けられた堰を越えまたは通過して、その水分をフラッシュ蒸発させるものである。
【００１４】
多段フラッシュ蒸発器の各ハウジング（１）下部の蒸発室（２）は、ハウジング（１）の幅中央部において長手方向に伸びる仕切壁（４）により左側の高温蒸発段（２ａ）と右側の低温蒸発段（２ｂ）とに区分されている。また各ハウジング（１）の上部は凝縮部（３）となされ、凝縮部（３）には、凝縮管束（５）が長手方向に貫通状に備えられるとともに、凝縮管束（５）の下方に樋状の凝縮物受け（６）が全長にわたって設けられている。
【００１５】
凝縮管束（５）の中央部は仕切用管板（７）に貫通状に支持せられ、凝縮部（３）内の凝縮管束（５）の左右両側にデミスタ（８）（８）がそれぞれ全長にわたって設けられ、これらのデミスタ（８）（８）と樋状の凝縮物受け（６）とによって蒸発室（２）と凝縮部（３）とが区分されている。なお、蒸発室（２）の高温蒸発段（２ａ）と低温蒸発段（２ｂ）との間の上記仕切壁（４）は、ハウジング（１）の底壁（１ｃ）と樋状の凝縮物受け（６）の底壁（６ｃ）との間に介在されている。
【００１６】
また、各ハウジング（１）の下部の蒸発室（２）においてオリフィス（１０）は、ハウジング（１）の左側壁（１ａ）の下端部と、ハウジング（１）の幅中央部の仕切壁（４）の下端部と、各ハウジング（１）の右側壁（１ｂ）の下端部とにそれぞれ設けられており、各オリフィス（１０）の下流側には、堰（２０）が設けられている。
【００１７】
この発明の特徴は、このオリフィス(10)の下流側に設けられた堰(20)の構造にある。すなわち、この発明の第１実施形態においては、図４に詳しく示すように、堰（２０）は垂直な板壁状であり、堰（２０）の下部に、該堰を貫通しかつ堰上流側の下層ブラインを堰下流側の上層ブラインに混合するブライン上昇流を生じるためのバイパス流路（２１）が、各オリフィス（１０）に対向するように所定間隔おきに設けられている。具体的には、垂直板壁状の堰（２０）の下部に貫通孔があけられ、この貫通孔に連通するように水平パイプ部（２２ａ）とこれの先端より上方に伸びる傾斜パイプ部（２２ｂ）とよりなる短い屈曲パイプ（２２）が接続されて、バイパス流路（２１）が設けられているものである。
【００１８】
ここで、堰（２０）の高さは、オリフィス（１０）の開口高さの１．０〜２．０倍程度が好ましい。バイパス流路（２１）の入口、すなわち垂直板壁状の堰（２０）下部の貫通孔の高さは、オリフィス（１０）の開口高さまでとする。また、バイパス流路（２１）の傾斜パイプ部（２２ｂ）の角度は３０度〜９０度であるのが、好ましい。
【００１９】
なお、オリフィス（１０）と垂直板壁状の堰（２０）との間隔は、例えばオリフィス（１０）の開口高さの１．０〜２．０倍程度、また蒸発室の長さは、オリフィス（１０）の開口高さの７〜１４倍程度とするのが好ましい。
【００２０】
その他、図１〜図３において、凝縮部（３）の左半前部において凝縮管束（５）の前半上部が、これの外面に沿いかつ樋状凝縮物受け（６）の左側壁（６ａ）上縁部に連なる横断面円弧状の第１カバー部材（１１）により被覆されて、凝縮管束（５）前半部へのデミスタ通過蒸気の流通が閉ざされ、凝縮部（３）の左半後部においては凝縮管束（５）後半部へのデミスタ通過蒸気の流通が開放されている。
【００２１】
これに対し、凝縮部（３）の右半前部において凝縮管束（５）前半部へのデミスタ通過蒸気の流通が開放され、凝縮部（３）の右半後部において凝縮管束（５）の後半上部が、これの外面に沿いかつ樋状凝縮物受け（６）の右側壁（６ｂ）上縁部に連なる横断面円弧状の第２カバー部材（１２）により被覆されて、凝縮管束（５）後半部へのデミスタ通過蒸気の流通が閉ざされている。
【００２２】
また図２に示すように、ハウジング（１）の幅中央部の頂壁（１ｄ）に垂下状にかつハウジング（１）の全長にわたって設けられた蒸気流路規制板（１６）が、凝縮管束（５）内の上部中央に配置され、またハウジング（１）の前端壁（図示略）よりハウジング（１）中央部の仕切用管板（７）に至るまでの間において樋状凝縮物受け（６）の左側壁（６ａ）上縁より水平かつ右方突出状に蒸気流路規制板（１７）が設けられて、この水平状蒸気流路規制板（１７）が凝縮管束（５）内の左半前部中央に配置されていて、蒸気の流路がジグザグ状となるように規制されている。
【００２３】
また図３に示すように、ハウジング（１）中央部の仕切用管板（７）よりハウジング（１）の後端壁に至るまでの間において樋状凝縮物受け（６）の右側壁（６ｂ）上縁より水平かつ左方突出状に蒸気流路規制板（１８）が設けられて、この水平状蒸気流路規制板（１８）が凝縮管束（５）内の右半後部中央に配置されていて、同様に蒸気の流路がジグザグ状となるように規制されている。
【００２４】
上記凝縮部（３）の左半前部において凝縮管束（５）の前半上部を被覆する横断面円弧状の第１カバー部材（１１）は、樋状凝縮物受け（６）の左側壁（６ａ）上縁より右方に突出する水平状の蒸気流路規制板（１７）と、ハウジング（１）の幅中央部の頂壁（１ｄ）より垂下状の蒸気流路規制板（１６）との間に設けられている。一方、凝縮部（３）の右半後部において凝縮管束（５）の後半上部を被覆する横断面円弧状の第２カバー部材（１２）は、樋状凝縮物受け（６）の右側壁（６ｂ）上縁より左方に突出する水平状の蒸気流路規制板（１８）と、ハウジング（１）の幅中央部の頂壁（１ｄ）より垂下状の蒸気流路規制板（１６）との間に設けられている。
【００２５】
上記の多段フラッシュ蒸発器は、減圧状態に維持されたハウジング（１）の前後方向の長さが、例えば二十数メートルあり、例えばハウジング（１）の１５〜２５基が左右に並列状に備えられている。各ハウジング（１）の蒸発室長さは、例えば３．５メートル程度である。
【００２６】
上記の多段フラッシュ蒸発器において、図２〜図４に示すように、ハウジング（１）の左側壁（１ａ）下端部の多数のオリフィス（１０）から蒸発室（２）の左側高温蒸発段（２ａ）に加熱ブラインが流入すると、ブラインの大半は、垂直板壁状の堰（２０）に衝突し、堰（２０）の上端を乗り越えて、次段の蒸発段に流出して行く。その間、ブラインの液面表層付近では、圧力の低下や液深の減少によりフラッシュ蒸発が起こるが、堰（２０）の上流側のブラインの下層には未蒸発のブラインが残っている。
【００２７】
堰（２０）に衝突する流入ブラインの一部が堰（２０）の下部に設けたバイパス流路（２１）を通って堰（２０）下流側のブライン層へと流れ込む。このときバイパス流路（２１）の出口方向が３０〜９０度の角度で上方に向けられているため、下層ブラインを上層へ押し上げる流れを作る。下層にあるブラインが上層に押し上げられることで、液深の減少によりフラッシュ蒸発する。
【００２８】
このように、蒸発室底部の未蒸発ブラインを上層に押し上げることによってフラッシュ蒸発量を増加させることにより、蒸発効率を高めることができる。
【００２９】
ブラインは、ついで蒸発室（２）幅中央部の仕切壁（４）の下端部の多数のオリフィス（１０）から右側低温蒸発段（２ｂ）に流入するが、この場合も上記と同様に、オリフィス（１０）通過後の加熱ブラインの大半は、垂直板壁状の堰（２０）に衝突し、堰（２０）の上端を乗り越えて、次段の蒸発段に流出し、その間、ブラインの液面表層付近では、圧力の低下や液深の減少によりフラッシュ蒸発が起こる。また堰（２０）に衝突する流入ブラインの一部は、堰（２０）下部のバイパス流路（２１）を通って上昇流となって堰（２０）下流側のブライン表層へと速やかに流れ込む。このとき下層にあるブラインが上層に押し上げられることで、液深の減少によりフラッシュ蒸発する。
【００３０】
以下同様にして、右側低温蒸発段（２ｂ）のブラインは、ハウジング（１）の右側壁（１ｂ）下端部の多数のオリフィス（１０）から流入し、堰（２０）を乗り越えかつバイパス流路（２１）を通過して次のハウジング（１）の蒸発室（２）の左側高温蒸発段（２ａ）内へと流入する。
【００３１】
一方、ハウジング（１）の蒸発室（２）の高温蒸発段（２ａ）と低温蒸発段（２ｂ）でフラッシュ蒸発した蒸気は、それぞれデミスタ（８）（８）を通過して凝縮部（３）に至り、デミスタ（８）（８）の通過の間に、蒸気に同伴される塩分を含む微小な水滴（ミスト）が除去される。このような加熱ブラインのフラッシュ蒸発は、高温蒸発段（２ａ）および低温蒸発段（２ｂ）の全長にわたって生じるものである。
【００３２】
上記の多段フラッシュ蒸発器は、凝縮部（３）の左半前部においては、凝縮管束（５）の前半上部が第１カバー部材（１１）により被覆されて、凝縮管束（５）前半部へのデミスタ通過蒸気の流通が閉ざされ、かつ凝縮部（３）の右半後部においては、凝縮管束（５）の後半上部が第２カバー部材（１２）により被覆されて、凝縮管束（５）後半部へのデミスタ通過蒸気の流通が閉ざされているのに対し、凝縮部（３）の左半後部と凝縮部（３）の右半前部とにおいては凝縮管束（５）へのデミスタ通過蒸気の流通が開放されているため、結局、仕切壁（４）により区分された２つの蒸発段（２ａ）（２ｂ）においてフラッシュ蒸発した蒸気を、単一の凝縮管束（５）を使用して凝縮できるようになされており、このタイプの多段フラッシュ蒸発器は、ペアード・ステージ（ＰＡＩＲＥＤ  ＳＴＡＧＥ）・エバポレータ（登録商標）と呼ばれているものである。
【００３３】
図５と図６は、この発明の請求項３記載の発明に対応する第２実施形態を示すものである。ここで、上記第１実施形態の場合と異なる点は、堰（２０）の構造にある。
【００３４】
すなわち、この２実施形態では、堰（２０）が、潜りオリフィス（１０）の下流側に所定間隔おきに配置されかつ下部にブライン通過口（２３ａ）（２４ａ）を有する薄板状の第１堰（２３）および第２堰（２４）と、第２堰（２４）の下流側に配置されたブライン通過口の無い薄板状の第３堰（２５）とよりなるものである。
【００３５】
そして、相対的に第１堰（２３）の高さが最も高く、第２堰（２４）の高さがこれより低く、第３堰（２５）の高さが最も低いものであり、かつ第１堰（２３）のブライン通過口（２３ａ）の高さが第２堰（２４）のブライン通過口（２４ａ）の高さよりも高いものとなされている。
【００３６】
潜りオリフィス（１０）と第１堰（２３）との間の距離は、潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍〜２．０倍とする。また第１堰（２３）と第２堰（２４）との間、および第２堰（２４）と第３堰（２５）との間の距離は、それぞれ潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍〜１．５倍とするのが好ましい。
【００３７】
またここで、薄板状の第１堰（２３）〜第３堰（２５）の高さは、潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍から２．０倍である。なお、第１堰（２３）〜第３堰（２５）の高さがすべて同じでも構わない。
【００３８】
また、第１堰（２３）下部のブライン通過口（２３ａ）は、オリフィス（１０）の開口高さよりも低いものであり、例えば０．９〜０．５倍程度とするのが、好ましい。また第２堰（２４）下部のブライン通過口（２４ａ）は、この第１堰（２３）のブライン通過口（２３ａ）の開口高さよりもさらに低いものであり、例えばオリフィス（１０）開口高さの０．８〜０．３倍程度とするのが、好ましい。
【００３９】
上記の第２実施形態の多段フラッシュ蒸発器において、潜りオリフィス（１０）を通過し減圧されたブラインは、上層付近のみ１枚目の垂直板壁状の第１堰（２３）に衝突し、フラッシュ蒸発をしながら第１堰（２３）の上端を乗り越え、液深の減少によりさらに蒸発する。一方、未蒸発の下層付近の高温ブラインは、第１堰（２３）下部のブライン通過口（２３ａ）を通過する。この堰通過ブラインは、２枚目の第２堰（２４）に衝突したのち、上層部に移動してフラッシュ蒸発する。さらに最下層の高温ブラインは、第２堰（２４）下部のブライン通過口（２４ａ）を通過した後、３枚目の第３堰（２５）に衝突し上層付近に持ち上げられ、液深の減少によりフラッシュ蒸発する。このように蒸発室底部の高温ブラインを順次上層付近に移動させることにより、充分な蒸発量を得ることができる。
【００４０】
図７と図８は、請求項５記載の発明に対応するこの発明の第３実施形態を示すものである。
【００４１】
ここで、上記第１実施形態の場合と異なる点は、堰（２０）の構造にある。
【００４２】
すなわち、この第３実施形態では、堰（２０）が、オリフィス（１０）の下流側にハウジング（１）の全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した所定幅の傾斜板よりなる第１堰（２８）とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜板よりなる第２堰（２９）とによって構成されている。第１堰（２８）および第２堰（２９）の上端部は、それぞれ一対の脚部（３０）（３０）により支持されている。また図示のように、ブライン流の前方下向きに傾斜した所定幅の傾斜板よりなる各第１堰（２８）が、オリフィス（１０）の開口部に対向せしめられている。
【００４３】
第１堰（２８）と第２堰（２９）の高さは、潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍から１．５倍程度、第１堰（２８）と第２堰（２９）の幅は、オリフィス（１０）の開口高さの０．２倍から１．０倍程度が、効果的である。また第１堰（２８）と第２堰（２９）のブライン流れ方向の長さは、両堰（２８）（２９）の高さの１〜３倍程度が好ましい。
【００４４】
なお、各段のフラッシュ室より１段下流側のフラッシュ室では、上記第１堰（２８）と第２堰（２９）の配置を入れ替えるのが、好ましい。
【００４５】
上記の第３実施形態の多段フラッシュ蒸発器において、潜りオリフィス（１０）を通過して蒸発室に流入したブラインは、ブライン流前方下向き傾斜板よりなる第１堰（２８）と、ブライン流前方上向き傾斜板よりなる第２堰（２９）とによって二手に分流される。
【００４６】
すなわち、ブライン流前方下向き傾斜板よりなる第１堰（２８）に向かったブライン流は、第１堰（２８）を越流するものと、第１堰（２８）の下側を流れ、中腹において隣りの第２堰（２９）の上に流れるものとに分かれる。これに対し、ブライン流前方上向き傾斜板よりなる第２堰（２９）に向かったブライン流は、第２堰（２９）を越流するものと、中腹において隣りの第１堰（２８）の上に流れるものとに分かれる。
【００４７】
ここで、ブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜板よりなる第１堰（２８）の下方に潜り込んだブラインは、第１堰（２８）の裏面に下側から衝突して、両側方に流出し、隣りのブライン流前方上向き傾斜板よりなる第２堰（２９）の上面に沿って上昇してフラッシュ蒸発しつつ、第２堰（２９）を越流する。一方、ブライン流前方下向き傾斜板よりなる第１堰（２８）の上端を越流したブラインはフラッシュ蒸発しつつ、第１堰（２８）の上面に沿って下降し、第１堰（２８）の中腹において隣りのブライン流前方上向き傾斜板よりなる第２堰（２９）の下側に潜り込んで、高温の下層ブラインと混合せしめられる。
【００４８】
このように、第１堰（２８）と第２堰（２９）のそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。また、第１堰（２８）および第２堰（２９）のそれぞれ中腹で両側に二手に分かれたブライン流（上層と下層）が合流するため、熱交換が行なわれ、ブライン蒸発が誘起されることとなり、充分な蒸発量を得ることができる。
【００４９】
図９と図１０は、請求項６記載の発明に対応するこの発明の第４実施形態を示すものである。
【００５０】
ここで、上記第１実施形態の場合と異なる点は、堰（２０）の構造にある。
【００５１】
すなわち、この第４実施形態では、堰（２０）が、オリフィス（１０）の下流側にハウジング（１）の全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰（３１）とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰（３２）とによって構成され、各三角柱形ブロック状第１堰（３１）が、オリフィス（１０）の開口部に対向せしめられている。
【００５２】
第１堰（３１）と第２堰（３２）の高さは、上記第４実施形態の場合と同様に、潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍から１．５倍程度、第１堰（３１）と第２堰（３２）の幅は、オリフィス（１０）の開口高さの０．２倍から１．０倍程度が、効果的である。また第１堰（３１）と第２堰（３２）のブライン流れ方向の長さは、両堰（３１）（３２）の高さの１〜３倍程度が好ましい。
【００５３】
なお、各段のフラッシュ室より１段下流側のフラッシュ室では、上記第１堰（３１）と第２堰（３２）の配置を入れ替えるのが、好ましい。
【００５４】
上記の第４実施形態の多段フラッシュ蒸発器において、潜りオリフィス（１０）を通過して蒸発室に流入したブラインは、ブライン流前方下向き傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰（３１）と、ブライン流前方上向き傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰（３２）とによって二手に分流される。
【００５５】
すなわち、ブライン流前方下向き傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰（３１）に向かったブライン流は、第１堰（３１）を越流した後、第１堰（３１）の上面に沿って下降し、第１堰（３１）の中腹において両隣りの第２堰（３２）（３２）の傾斜上面の方に二手に分流する。これに対し、ブライン流前方上向き傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰（３２）に向かったブライン流は、第２堰（３２）の上面に沿って上昇してフラッシュ蒸発しつつ、第２堰（３２）を越流する。また第２堰（３２）の中腹において両隣りの第１堰（３１）（３１）の傾斜上面の方に二手に分流する。
【００５６】
このように、第１堰（３１）と第２堰（３２）のそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。また、第１堰（３１）および第２堰（３２）のそれぞれ中腹で両側に二手に分かれたブライン流（上層と下層）が合流するため、熱交換が行なわれ、ブライン蒸発が誘起されることとなり、充分な蒸発量を得ることができる。
【００５７】
図１１〜図１３は、請求項７記載の発明に対応するこの発明の第５実施形態を示すものである。
【００５８】
ここで、上記第１実施形態の場合と異なる点は、堰（２０）の構造にある。
【００５９】
すなわち、この第５実施形態では、オリフィス（１０）の下流側にハウジング（１）の全長にわたって配置された堰（２０）が、交互に配置された堰部Ａと堰部Ｂとによって構成され、堰部Ａが、垂直壁部（３３）とこれの上端よりオリフィス（１０）の開口部側に突出した爪状の凸部（３４）とを有するものであり、堰部Ｂが、隣り合う堰部Ａ同士の間に設けられた切欠き（３５）によりブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面（３６）を有するものである。
【００６０】
堰部Ａと堰部Ｂの高さは、例えば潜りオリフィス（１０）の開口高さの１．０倍から１．５倍程度、堰部Ａと堰部Ｂの幅は、オリフィス（１０）の開口高さの０．２倍から１．０倍程度が、効果的である。また堰部Ａと堰部Ｂのブライン流れ方向の長さは、両堰部Ａと堰部Ｂの高さの１〜３倍程度が好ましい。
【００６１】
なお、各段のフラッシュ室より１段下流側のフラッシュ室では、上記堰部Ａと堰部Ｂの配置を入れ替えるのが、好ましい。
【００６２】
上記の第５実施形態の多段フラッシュ蒸発器において、潜りオリフィス（１０）を通過して蒸発室に流入したブラインは、堰部Ａと堰部Ｂとによって二手に分流される。
【００６３】
すなわち、堰部Ａに向かったブライン流は、堰部Ａの垂直壁部（３３）に衝突して、これの上端のオリフィス開口部側に突出した爪状の凸部（３４）を越流する。このとき、爪状の凸部（３４）の存在によりブライン上昇流の垂直方向の力が与えられる。これに対し、堰部Ｂに向かったブライン流は、堰部Ｂの切欠き（３５）を通過し、ブライン流前方上向きの傾斜面（３６）上面に沿って上昇してフラッシュ蒸発しつつ、堰部Ｂを越流する。こうして、堰部Ａと堰部Ｂのそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。
【００６４】
つまり、この第５実施形態では、潜りオリフィス（１０）に近い堰部Ａにおいて、堰部Ａの垂直壁部（３３）に衝突した未蒸発の下層高温ブラインが、爪状の凸部（３４）を越流して、上層部に移動し、フラッシュ蒸発するとともに、時間的に早い時期に低温ブラインと入れ替わる。一方、堰部Ｂの切欠き（３５）を通過して、傾斜面（３６）上面に沿って上昇した未蒸発の下層高温ブラインは、潜りオリフィス（１０）より遠い場所において堰部Ｂを越流して、上層部に移動し、フラッシュ蒸発するとともに、時間的に遅い時期に低温ブラインと入れ替わるものであり、これによって高温ブラインと低温ブラインとの入れ替えが効率よく行なわれるため、安定した充分な蒸発を得ることができる。また、堰部Ｂの切欠き（３５）を通過して傾斜面（３６）上面に沿って上昇した高温ブラインは、堰部Ｂの越流後に横方向に広がり（図１３参照）、上層部に移動して、効率よく低温ブラインと入れ替わるものである。
【００６５】
【発明の効果】
上述のように、この発明の請求項１記載の多段フラッシュ蒸発器は、垂直板壁状の堰の下部に貫通孔があけられ、この貫通孔に連通するように水平パイプ部とこれの先端より上方に伸びる傾斜パイプ部とよりなる短い屈曲パイプが接続されて、堰の下部に、該堰を貫通しかつ堰上流側の下層ブラインを堰下流側の上層ブラインに混合するブライン上昇流を生じるためのバイパス流路が設けられているものであるから、オリフィスから加熱ブラインが流入すると、ブラインの大半は堰に衝突し、堰の上端を乗り越えて、次段の蒸発段に流出して行く。その間、ブラインの液面表層付近で、圧力の低下や液深の減少によりフラッシュ蒸発が起こる。一方、堰に衝突する流入ブラインの一部が、堰の下部に設けたバイパス流路を通って堰下流側のブライン層へと流れ込む。このときバイパス流路の出口方向の角度が上方に向けられているため、下層ブラインを上層へ押し上げる流れを作る。下層にあるブラインが上層に押し上げられることで、液深の減少によりフラッシュ蒸発する。このように、蒸発室底部の未蒸発ブラインを上層に押し上げることによってフラッシュ蒸発量を増加させ、蒸発効率を高めることができるという効果を奏する。
【００６６】
また、この発明の請求項３記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側に配置されかつ下部にブライン通過口を有する第１堰および第２堰と、第２堰の下流側に配置されたブライン通過口の無い第３堰とよりなるものであるものであるから、潜りオリフィスを通過し減圧されたブラインは、上層付近のみ１枚目の第１堰に衝突し、フラッシュ蒸発をしながら第１堰の上端を乗り越え、液深の減少により蒸発する。一方、未蒸発の下層付近の高温ブラインは、第１堰下部のブライン通過口を通過する。この堰通過ブラインは、２枚目の第２堰に衝突したのち、上層部に移動してフラッシュ蒸発する。さらに最下層の高温ブラインは、第２堰下部のブライン通過口を通過した後、３枚目の第３堰に衝突し上層付近に持ち上げられ、液深の減少によりフラッシュ蒸発する。このように蒸発室底部の高温ブラインを順次上層付近に移動させることにより、充分な蒸発量を得ることができるという効果を奏する。
【００６７】
また、この発明の請求項５記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜板よりなる第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜板よりなる第２堰とによって構成されているものであるから、潜りオリフィスを通過して蒸発室に流入したブラインは、ブライン流前方下向き傾斜板よりなる第１堰と、ブライン流前方上向き傾斜板よりなる第２堰とによって二手に分流され、第１堰に向かったブライン流は、第１堰を越流するものと、第１堰の下側を流れて中腹において隣りの第２堰の上に流れるものとに分かれるのに対し、第２堰に向かったブライン流は、第２堰を越流するものと、中腹において隣りの第１堰の上に流れるものとに分かれる。第１堰および第２堰のそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。また、第１堰および第２堰のそれぞれ中腹で両側に二手に分かれたブライン流（上層と下層）が合流するため、熱交換が行なわれ、ブライン蒸発が誘起されることとなり、充分な蒸発量を得ることができるという効果を奏する。
【００６８】
また、この発明の請求項６記載の多段フラッシュ蒸発器は、堰が、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって交互に配置されかつブライン流の前方下向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第１堰とブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有する三角柱形ブロック状第２堰とによって構成され、各三角柱形ブロック状第１堰が、オリフィスの開口部に対向せしめられているものであるから、潜りオリフィスを通過して蒸発室に流入したブラインは、第１堰と第２堰とによって二手に分流され、第１堰に向かったブライン流は、第１堰を越流した後、第１堰上面に沿って下降し、また第１堰の中腹において両隣りの第２堰の傾斜上面の方に二手に分流する。これに対し、第２堰に向かったブライン流は、第２堰の上面に沿って上昇してフラッシュ蒸発しつつ、第２堰を越流し、また第２堰の中腹において両隣りの第１堰の傾斜上面の方に二手に分流する。このように、第１堰と第２堰のそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。また、第１堰および第２堰のそれぞれ中腹で両側に二手に分かれたブライン流（上層と下層）が合流するため、熱交換が行なわれ、ブライン蒸発が誘起されることとなり、充分な蒸発量を得ることができるという効果を奏する。
【００６９】
さらに、この発明の請求項７記載の多段フラッシュ蒸発器は、オリフィスの下流側にハウジングの全長にわたって配置された堰が、交互に配置された堰部Ａと堰部Ｂとによって構成され、堰部Ａが、垂直壁部とこれの上端よりオリフィスの開口部側に突出した爪状の凸部とを有するものであり、堰部Ｂが、隣り合う堰部Ａ同士の間に設けられた切欠きによりブライン流の前方上向きに傾斜した傾斜面を有するものであるから、潜りオリフィスを通過して蒸発室に流入したブラインは、堰部Ａと堰部Ｂとによって二手に分流され、堰部Ａに向かったブライン流は、堰部Ａの垂直壁部に衝突して、これの上端のオリフィス開口部側に突出した爪状の凸部を越流し、このとき、爪状の凸部の存在によりブライン上昇流の垂直方向の力が与えられる。これに対し、堰部Ｂに向かったブライン流は、堰部Ｂの切欠きを通過し、ブライン流前方上向きの傾斜面上面に沿って上昇してフラッシュ蒸発しつつ、堰部Ｂを越流し、堰部Ａと堰部Ｂのそれぞれの越流時に、下層にあるブラインが上層になるため、フラッシュ蒸発しやすくなる。すなわち、潜りオリフィスに近い堰部Ａにおいて、堰部Ａの垂直壁部に衝突した未蒸発の下層高温ブラインが爪状の凸部を越流して、上層部に移動し、フラッシュ蒸発する一方、堰部Ｂの切欠きを通過して、傾斜面上面に沿って上昇した未蒸発の下層高温ブラインは、潜りオリフィスより遠い場所において堰部Ｂを越流して、上層部に移動し、フラッシュ蒸発するものであり、これによって高温ブラインと低温ブラインとの入れ替えを良くすることで、ブラインの蒸発を促し、結果としてブライン下流部断面の非平衡温度差が小さくなるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の多段フラッシュ蒸発器の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】  図１の多段フラッシュ蒸発器の前半部分の拡大横断面図である。
【図３】  同多段フラッシュ蒸発器の後半部分の拡大横断面図である。
【図４】  同多段フラッシュ蒸発器のオリフィスと堰部分の拡大縦断面図である。
【図５】  この発明の多段フラッシュ蒸発器の第２実施形態を示すオリフィスと堰部分の拡大縦断面図である。
【図６】  同部分拡大斜視図である。
【図７】  この発明の多段フラッシュ蒸発器の第３実施形態を示すオリフィスと堰部分の拡大縦断面図である。
【図８】  同部分拡大斜視図である。
【図９】  この発明の多段フラッシュ蒸発器の第４実施形態を示すオリフィスと堰部分の拡大縦断面図である。
【図１０】  同部分拡大斜視図である。
【図１１】  この発明の多段フラッシュ蒸発器の第５実施形態を示すオリフィスと堰部分の拡大縦断面図である。
【図１２】  同部分拡大斜視図である。
【図１３】  同部分拡大水平断面図である。
【符号の説明】
１      ハウジング
２      蒸発室
２ａ    左側蒸発段
２ｂ    右側蒸発段
３      凝縮部
４      仕切壁
１０    オリフィス
２０    堰
２１    バイパス流路
２３    第１堰
２３ａ  ブライン通過口
２４    第２堰
２４ａ  ブライン通過口
２５    第３堰
２８    傾斜板よりなる第１堰
２９    傾斜板よりなる第２堰
３１    三角柱形ブロック状第１堰
３２    三角柱形ブロック状第２堰
３３    堰部Ａの垂直壁部
３４    堰部Ａの爪状凸部
３５    堰部Ｂの切欠き
３６    堰部Ｂの傾斜面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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