JP3418912B2 - 多段フラッシュ蒸発器 - Google Patents

多段フラッシュ蒸発器

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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124Water desalination

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が蒸発
室となされていて、すべてのハウジングの蒸発室に加熱
ブライン(海水)をオリフィスを通じて順次流入し、フ
ラッシュ蒸発させるものが知られている(例えば特公昭
58−15001号公報参照)。 【0003】従来の多段フラッシュ蒸発器は、各ハウジ
ング下部の蒸発室が、樋状の凝縮物受けの底壁下側に設
けられた下部仕切壁により、高温蒸発段と低温蒸発段と
に区分され、各ハウジングの上部が凝縮部となされ、凝
縮部に凝縮管束が長手方向に貫通状に備えられるととも
に、凝縮管束の下方に樋状の凝縮物受けが全長にわたっ
て設けられている。また凝縮管束の長手方向の中央部
が、管束の横断方向に配置された仕切用管板に貫通状か
つシールリングを介して支持せられ、凝縮部内の凝縮管
束の左右両側に、デミスタがそれぞれ全長にわたって設
けられ、これらのデミスタと樋状の凝縮物受けとによっ
て蒸発室と凝縮部とが区分されている。 【0004】そして、凝縮部の左半前部においては、凝
縮管束の前半上部が第1カバー部材(シュラウド)によ
り被覆されて、凝縮管束前半部へのデミスタ通過蒸気の
流通が閉ざされ、かつ凝縮部の右半後部においては、凝
縮管束の後半上部が第2カバー部材により被覆されて、
凝縮管束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、凝縮部の左半後部と凝縮部の右半前部
とにおいては凝縮管束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、仕切壁により区分された2つ
の蒸発段においてフラッシュ蒸発した蒸気を、単一の凝
縮管束を使用して凝縮できるようになされていた。この
ような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
呼ばれていた。 【0005】 【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では、各ハウジング内の左
右の蒸発段の圧力差を確保するのは、凝縮管束の前半上
部および後半上部をそれぞれ被覆する2つのカバー部材
(シュラウド)と、凝縮管束の長手方向中央部を支持す
る仕切用管板への凝縮管の取付けのさいに用いる多数の
シールリングであり、すべての凝縮管の長手方向中央部
にシールリングを嵌被せ状に取り付ける作業は容易でな
くかつ非常に面倒であり、しかもシールリングに腐食の
心配があるため、圧力差確保の信頼性が薄いという問題
があった。また2つのカバー部材の設置により、フラッ
シュ蒸気が相対的に高速でかつ多量に通過するデミスタ
部分と、低速でかつ少量通過するデミスタ部分とが生じ
て、フラッシュ蒸気に偏流が生じてしまい、特に、凝縮
管束の中央部の仕切用管板に近いデミスタ部分では蒸気
が高速で通過するものと考えられ、このようなデミスタ
通過蒸気の流速分布の偏りにより、デミスタの水滴分離
性能が局部的に劣化し、生産水の品質低下につながるお
それがあるという問題があった。さらに、従来の多段フ
ラッシュ蒸発器では、2つのカバー部材(シュラウド)
の設置や多数の凝縮管へのシールリングの取付けなど、
部材の使用数が非常に多く、製造コストが高くつくとい
う問題があった。 【0006】この発明の目的は、上記の従来技術の問題
を解決し、各ハウジング内を左右の蒸発段および凝縮部
に確実に区分することができて、左右の蒸発段の圧力差
を充分に確保することができるとともに、圧力差確保の
信頼性が大きく、しかも構造が簡単で、製造コストの低
減を図ることができ、また各蒸発段におけるデミスタ通
過蒸気の流速分布の偏りをなくすことができて、デミス
タの性能を全体として均等に維持することができ、生産
水の品質を高い水準に保持することができる、多段フラ
ッシュ蒸発器を提供しようとするにある。 【0007】 【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、各ハウジングの上部に凝縮管束
が長手方向に全長にわたって備えられるとともに、凝縮
管束の下方に樋状の凝縮物受けが全長にわたって設けら
れ、ハウジング内の凝縮管束の左右両側に、デミスタが
それぞれ全長にわたって設けられ、これらのデミスタと
樋状の凝縮物受けとによって蒸発室と凝縮部とが区分さ
れ、各ハウジング下部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、フラッシュ蒸発させる、多段
フラッシュ蒸発器であって、各ハウジングの幅中央部に
垂直仕切壁が、ハウジングの長手方向にかつ凝縮管束を
左右に二分するように配置されて、各ハウジング下部の
蒸発室が、垂直仕切壁の下部により左側の高温蒸発段と
右側の低温蒸発段とに区分され、垂直仕切壁の下端部に
複数のオリフィスが設けられて、これらのオリフィスを
通じて加熱ブラインが左側の高温蒸発段から右側の低温
蒸発段へと順次流入するようになされ、各ハウジング上
部の凝縮部が、垂直仕切壁の上部により左半部と右半部
とに区分され、凝縮左半部と凝縮右半部において、凝縮
管束の左半部と右半部へのデミスタ通過蒸気の流通がそ
れぞれ全長にわたって開放されていることを特徴として
いる。 【0008】 【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。 【0009】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。 【0010】図面を参照すると、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
ている。各ハウジング(1) の上部に凝縮管束(5) が長手
方向に全長にわたって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、ハウジング(1) 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
によってハウジング(1) 内が蒸発室(2) と凝縮部(3) と
に区分されている。 【0011】各ハウジング(1) の幅中央部に垂直仕切壁
(4) が、ハウジング(1) の長手方向にかつ凝縮管束(5)
を左右に二分するように配置されて、各ハウジング(1)
下部の蒸発室(2) が、垂直仕切壁(4) の下部により左側
の高温蒸発段(2a)と右側の低温蒸発段(2b)とに区分さ
れ、ハウジング(1) 上部の凝縮部(3) が、垂直仕切壁
(4) の上部により左半部(3a)と右半部(3b)とに区分され
ている。 【0012】なお、垂直仕切壁(4) は、ハウジング(1)
の幅中央部においてハウジング(1)の底壁(1c)と天井(1
d)との間に介在されており、溶接構造など気密性のある
手段により固定されている。 【0013】そして、各ハウジング(1) 上部の凝縮部左
半部(3a)において凝縮管束左半部(5a)へのデミスタ(8)
通過蒸気の流通が全長にわたって開放されるとともに、
凝縮部右半部(3b)において凝縮管束右半部(5b)へのデミ
スタ(8) 通過蒸気の流通が全長にわたって開放されてい
る。 【0014】また、各ハウジング(1) 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(1
a)の下端部と、ハウジング(1) の幅中央部の垂直仕切壁
(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、上端に露呈面積を増大するための水平壁部(1
4)を有する堰(ダム)(13)が設けられ、各堰(13)の上方
近くには、ブライン跳ね上がり防止板(15)が水平状に設
けられている。 【0015】なお、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。 【0016】上記の多段フラッシュ蒸発器において、ハ
ウジング(1) の左側壁(1a)下端部の多数のオリフィス(1
0)から蒸発室(2) の左側高温蒸発段(2a)に加熱ブライン
(海水)を導入すると、加熱ブラインは、上端に水平壁
部(14)を有する堰(ダム)(13)を越えて流入する。その
間にフラッシュ蒸発し、蒸気が発生する。ブラインは、
ついでハウジング(1) 幅中央部の垂直仕切壁(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
入し、そのさいブラインは、水平壁部(14)を有する堰
(ダム)(13)を越えて流れ込む。その間にフラッシュ蒸
発し、蒸気が発生する。ブラインは、さらにハウジング
(1) の右側壁(1b)下端部の多数のオリフィス(10)から次
ぎのハウジング(1) の蒸発室(2) 内へと流入するもので
ある。 【0017】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、それぞれ真上のデミスタ(8)(8)を通過して凝縮部
(3) の左半部(3a)および右半部(3b)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。 【0018】このような加熱ブラインのフラッシュ蒸発
は、蒸発室(2) の高温蒸発段(2a)および低温蒸発段(2b)
の全長にわたって生じるが、ハウジング(1) の凝縮部
(3) の左半部(3a)と右半部(3b)においては、凝縮管束左
半部(5a)および凝縮管束右半部(5b)がそれぞれ全長にわ
たって開放されており、高温蒸発段(2a)および低温蒸発
段(2b)で発生しそれぞれの真上のデミスタ(8)(8)を通過
したフラッシュ蒸気は、凝縮部(3) の左半部(3a)および
右半部(3b)において多数の凝縮管と速やかに接触して凝
縮し、凝縮した水滴が樋状の凝縮物受け(6) に受けられ
る。このため、デミスタ(8)(8)への蒸気の通過はきわめ
てスムーズであるとともに、フラッシュ蒸気の通過量が
均等で、蒸発段(2a)(2b)におけるデミスタ通過蒸気の流
速分布の偏りを生じることがない。これによってデミス
タ(8)(8)の局部的な水滴分離性能の劣化を防止すること
ができて、デミスタ(8)(8)の性能を全体として均等に維
持することができ、生産水の品質を高い水準に保持する
ことができるものである。 【0019】またこの発明によれば、各ハウジング(1)
内を1つの垂直仕切壁(4) によって高温蒸発段(2a)およ
び低温蒸発段(2b)、並びに凝縮左半部(3a)および凝縮右
半部(3b)に確実に区分することができるから、高温蒸発
段(2a)および低温蒸発段(2b)の圧力差を充分に確保する
ことができ、しかも圧力差確保の信頼性が高いものであ
る。 【0020】 【発明の効果】この発明は、上述のように、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
ジングの上部に凝縮管束が長手方向に全長にわたって備
えられるとともに、凝縮管束の下方に樋状の凝縮物受け
が全長にわたって設けられ、ハウジング内の凝縮管束の
左右両側に、デミスタがそれぞれ全長にわたって設けら
れ、これらのデミスタと樋状の凝縮物受けとによって蒸
発室と凝縮部とが区分され、各ハウジング下部の蒸発室
に加熱ブラインをオリフィスを通じて順次流入し、フラ
ッシュ蒸発させる、多段フラッシュ蒸発器であって、各
ハウジングの幅中央部に垂直仕切壁が、ハウジングの長
手方向にかつ凝縮管束を左右に二分するように配置され
て、各ハウジング下部の蒸発室が、垂直仕切壁の下部に
より左側の高温蒸発段と右側の低温蒸発段とに区分さ
れ、垂直仕切壁の下端部に複数のオリフィスが設けられ
て、これらのオリフィスを通じて加熱ブラインが左側の
高温蒸発段から右側の低温蒸発段へと順次流入するよう
になされ、各ハウジング上部の凝縮部が、垂直仕切壁の
上部により左半部と右半部とに区分され、凝縮左半部と
凝縮右半部において、凝縮管束の左半部と右半部へのデ
ミスタ通過蒸気の流通がそれぞれ全長にわたって開放さ
れているもので、この発明によれば、高温蒸発段および
低温蒸発段で発生したフラッシュ蒸気は、それぞれの真
上のデミスタを通過して凝縮部の左半部および右半部に
至り、そこで多数の凝縮管と速やかに接触して凝縮し、
凝縮した水滴が樋状の凝縮物受けに受けられる。このた
め、デミスタへの蒸気の通過はきわめてスムーズである
とともに、フラッシュ蒸気の通過量が均等で、高温蒸発
段および低温蒸発段におけるデミスタ通過蒸気の流速分
布の偏りを生じることがない。これによってデミスタの
局部的な水滴分離性能の劣化を防止することができて、
デミスタの性能を全体として均等に維持することがで
き、生産水の品質を高い水準に保持することができる。 【0021】またこの発明によれば、各ハウジング内を
1つの垂直仕切壁によって高温蒸発段および低温蒸発
段、並びに凝縮左半部および凝縮右半部に確実に区分す
ることができ、高温蒸発段および低温蒸発段の圧力差を
充分に確保することができる。そして従来のような凝縮
管束の長手方向中央部において、多数の凝縮管にシール
リングを取り付けるといった面倒な作業を省略すること
ができるとともに、シールリングの腐食を心配すること
もなく、圧力差確保の信頼性が非常に高いものである。 【0022】さらに、この発明によれば、ハウジング内
を区分するために用いる部材の数が非常に少なくてす
み、構造の簡素化により、製造コストの低減を図ること
ができ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実施の形態
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拡大横断面図で
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 垂直仕切壁 5 凝縮管束 6 樋状の凝縮物受け 8 デミスタ 10 オリフィス 13 堰(ダム)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−186903(JP,A) 特開2000−84302(JP,A) 特開 昭59−130593(JP,A) 実開 昭56−98301(JP,U) 特公 昭58−15001(JP,B2) 特表 昭58−500937(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 3/06 C02F 1/06

Claims (1)

  1. (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、各ハウジングの上部に凝縮管束が長
    手方向に全長にわたって備えられるとともに、凝縮管束
    の下方に樋状の凝縮物受けが全長にわたって設けられ、
    ハウジング内の凝縮管束の左右両側に、デミスタがそれ
    ぞれ全長にわたって設けられ、これらのデミスタと樋状
    の凝縮物受けとによって蒸発室と凝縮部とが区分され、
    各ハウジング下部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、フラッシュ蒸発させる、多段フラ
    ッシュ蒸発器であって、各ハウジングの幅中央部に垂直
    仕切壁が、ハウジングの長手方向にかつ凝縮管束を左右
    に二分するように配置されて、各ハウジング下部の蒸発
    室が、垂直仕切壁の下部により左側の高温蒸発段と右側
    の低温蒸発段とに区分され、垂直仕切壁の下端部に複数
    のオリフィスが設けられて、これらのオリフィスを通じ
    て加熱ブラインが左側の高温蒸発段から右側の低温蒸発
    段へと順次流入するようになされ、各ハウジング上部の
    凝縮部が、垂直仕切壁の上部により左半部と右半部とに
    区分され、凝縮左半部と凝縮右半部において、凝縮管束
    の左半部と右半部へのデミスタ通過蒸気の流通がそれぞ
    れ全長にわたって開放されていることを特徴とする、多
    段フラッシュ蒸発器。
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