JP2000107502A

JP2000107502A - 多段フラッシュ蒸発器

Info

Publication number: JP2000107502A
Application number: JP10280982A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Yanagi; 浩敏柳; Yasuhide Okazaki; 泰英岡▲崎▼; Kazunori Urata; 和則浦田; Takeshi Yamanami; 威山南; Koichiro Nakayama; 耕一郎中山
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1998-10-02
Filing date: 1998-10-02
Publication date: 2000-04-18
Anticipated expiration: 2018-10-02
Also published as: JP3831830B2

Abstract

(57)【要約】【課題】海水淡水化に用いられる多段フラッシュ蒸発
器について、オリフィス下流に設けられた堰の形状・構
造を工夫することにより、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
を提供する。【解決手段】多段フラッシュ蒸発器は、堰２０の下部
に、該堰２０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が設けられている。

Description

【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、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】また、この発明の請求項２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。

【０００８】さらに、この発明の請求項４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所定間隔おきに配置された２列の
分割堰によって構成され、第１列の隣り合う分割堰同士
の間の間隙に第２列の分割堰が位置するように配せられ
ていることを特徴としている。

【０００９】なおここで、分割堰は、垂直断面倒Ｌ字形
を有するものである場合と、水平断面略Ｖ字形の対向面
を有するものである場合と、水平断面略逆Ｖ字形の対向
面を有するものである場合とがある。

【００１０】また、この発明の請求項８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。

【００１１】また、この発明の請求項９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。

【００１２】さらに、この発明の請求項１０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。

【００１３】

【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。

【００１４】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。

【００１５】図１〜図４は、この発明の第１実施形態を
示すものである。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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(2
b)との間の上記仕切壁(4) は、ハウジング(1) の底壁(1
c)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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】なお、オリフィス(10)と垂直板壁状の堰(2
0)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(1
0)の開口高さの７〜１４倍程度とするのが好ましい。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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
(16)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。

【００２６】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(1e)
に至るまでの間において樋状凝縮物受け(6) の右側壁(6
b)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(17)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。

【００２７】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(1
d)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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】図５と図６は、この発明の請求項２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。

【００３７】すなわち、この第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(2
5)とよりなるものである。

【００３８】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(24
a) の高さよりも高いものとなされている。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】また、第１堰(23)下部のブライン通過口(2
3a) 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。

【００４２】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(2
3)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。

【００４３】図７と図８は、請求項４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。

【００４４】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。

【００４５】すなわち、この第２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
わたって所定間隔おきに配置された２列の分割堰(26)(2
7)によって構成され、第１列の隣り合う分割堰(26)(26)
同士の間の間隙に第２列の分割堰(27)が位置するように
配せられている点にある。第１列の分割堰(26)と第２列
の分割堰(27)とは互い違いにすなわちいわゆる千鳥状配
置に配せられている。

【００４６】分割堰(26)(27)が、いずれも垂直断面倒Ｌ
字形を有していて、それぞれ上端にオリフィス(10)側に
突出した凸部(26a)(27a)が設けられている。

【００４７】ここで、２列の分割堰(26)(27)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、各分割堰(26)(27)の幅は、オリフィス(10)の開口
高さの１．０倍から２．５倍程度とする。第１列目の分
割堰(26)の幅と第２列目の分割堰(27)の幅とは、図示の
ように、同じであるのが好ましいが、互いに異なる幅を
有していてもよい。隣り合う分割堰(26)(26)同士あるい
は分割堰(27)(27)の間の間隔は、オリフィス(10)の開口
高さの１．０倍から２．５倍程度、さらに１列目と２列
目の分割堰(26)(27)同士の間の間隔は、オリフィス(10)
の開口高さの１．０倍から３．０倍程度とするのが、好
ましい。

【００４８】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、１列目と２列目の分割堰(26)(27)
の配置を入れ替えるのが、好ましい。

【００４９】上記の第３実施形態の多段フラッシュ蒸発
器において、ブラインは、潜りオリフィス(10)を通過し
て蒸発室に流入し、フラッシュ蒸発しつつ、第１列の分
割堰(26)に衝突し、さらに蒸発しながら越流する。この
第１列の分割堰(26)付近でブラインは最高の液面にな
り、下流に行くに従って液面は低くなる。

【００５０】一方、第１列の分割堰(26)に衝突しなかっ
たブラインは、第２列の分割堰(27)に衝突し、第１列の
分割堰(26)の場合と同様に、蒸発しながら越流する。そ
こで第２列の分割堰(27)付近のブラインの最高液面で
は、第１列の分割堰(26)下流の液面は低くなっており、
第２列の分割堰(27)を越流するブラインは、第１列の分
割堰(26)下流へ覆い被さるように流れる結果、上層と下
層のブラインが適度に入れ替わることとなり、充分な蒸
発量を得ることができる。

【００５１】なお、ブラインが、各分割堰(26)(27)を蒸
発しながら越流するさい、それぞれの上端のオリフィス
(10)側に突出した凸部(26a)(27a)の存在により、これら
の凸部(26a)(27a)に当たる下層ブラインは、上層ブライ
ンと速やかに入れ替わることができる。

【００５２】ブライン流量の違いにより、図９に示すよ
うに、２列の分割堰(26)(27)が、それぞれ水平断面略逆
Ｖ字形の対向面を有するもの、あるいはまた図１０に示
すように、２列の分割堰(26)(27)が、それぞれ水平断面
略Ｖ字形の対向面を有するものを用いてもよい。水平断
面略逆Ｖ字形の対向面あるいは略Ｖ字形の対向面の角度
は、１８０°〜９０°であり、板状であるものに限ら
ず、角柱や円柱状のものであってもよい。

【００５３】上記の第３実施形態の変形例の多段フラッ
シュ蒸発器においては、いずれの場合も、ブラインの流
れは、上記第３実施形態の場合と同様であり、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、第
１列の分割堰(26)に衝突し、さらに蒸発しながら越流す
る。この第１列の分割堰(26)に衝突しなかったブライン
は、第２列の分割堰(27)に衝突し、結局、上層と下層の
ブラインが適度に入れ替わることとなって、充分な蒸発
量を得ることができるものである。

【００５４】図１１と図１２は、請求項８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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】図１３と図１４は、請求項９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。

【００６４】ここで、上記第４実施形態の場合と異なる
点は、堰(20)の構造にある。

【００６５】すなわち、この第５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。

【００６６】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。

【００６７】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。

【００６８】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、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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】図１５〜図１７は、請求項１０記載の発明
に対応するこの発明の第６実施形態を示すものである。

【００７２】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。

【００７３】すなわち、この第６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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】上記の第６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。

【００７７】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。

【００７８】つまり、この第６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(3
3)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
替えが効率よくが行なわれるため、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１７参照）、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。

【００７９】

【発明の効果】この発明は、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、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
ィスからに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。

【００８０】また、この発明の請求項２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。

【００８１】さらに、この発明の請求項４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所定間隔おきに配置された２列の
分割堰によって構成され、第１列の隣り合う分割堰同士
の間の間隙に第２列の分割堰が位置するように配せられ
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、フラッシュ蒸発しつつ、第１
列の分割堰に衝突し、さらに蒸発しながら越流する。こ
の第１列の分割堰付近でブラインは最高の液面になり、
下流に行くに従って液面は低くなる。一方、第１列の分
割堰に衝突しなかったブラインは、第２列の分割堰に衝
突し、蒸発しながら越流する。そこで第２列の分割堰付
近のブラインの最高液面では、第１列の分割堰下流の液
面は低くなっており、第２列の分割堰を越流するブライ
ンは、第１列の分割堰下流へ覆い被さるように流れる結
果、上層と下層のブラインが適度に入れ替わることとな
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。

【００８２】また、この発明の請求項８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。

【００８３】また、この発明の請求項９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。

【００８４】さらに、この発明の請求項１０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】図７の第３実施形態の変形例を示すオリフィス
と堰部分の拡大水平断面図である。

【図１０】図７の第３実施形態のいま１つの変形例を示
すオリフィスと堰部分の拡大水平断面図である。

【図１１】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１２】同部分拡大斜視図である。

【図１３】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１４】同部分拡大斜視図である。

【図１５】この発明の多段フラッシュ蒸発器の第６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１６】同部分拡大斜視図である。

【図１７】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２６分割堰２７分割堰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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浦田和則大阪市住之江区南港北１丁目７番89号日立造船株式会社内 (72)発明者山南威大阪市住之江区南港北１丁目７番89号日立造船株式会社内 (72)発明者中山耕一郎大阪市住之江区南港北１丁目７番89号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 4D034 AA01 BA03 CA13 CA14 4D076 AA22 BB19 BB20 CA11 CA12 CA13 CB01 CB02 CB06 CD22 DA25 EA02X EA02Y EA03X EA12X EA12Y EA14X EA14Y FA31 FA35 HA02 JA03

Claims

【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、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】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３】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２
記載の多段フラッシュ蒸発器。
【請求項４】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所定間隔おきに配
置された２列の分割堰によって構成され、第１列の隣り
合う分割堰同士の間の間隙に第２列の分割堰が位置する
ように配せ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５】分割堰が、垂直断面倒Ｌ字形を有するも
のである、請求項４記載の多段フラッシュ蒸発器。
【請求項６】分割堰が、水平断面略Ｖ字形の対向面を
有するものである、請求項４記載の多段フラッシュ蒸発
器。
【請求項７】分割堰が、水平断面略逆Ｖ字形の対向面
を有するものである、請求項４記載の多段フラッシュ蒸
発器。
【請求項８】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９】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１０】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。