JPH0446879Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、海水から淡水を製造する真空蒸発式
造水設備において、その真空蒸発室から蒸発後の
ブラインを、動力駆動式のブラインポンプにて抽
出するための装置に関するものである。

〔従来の技術〕

海水から淡水を製造する真空蒸発式の造水装置
には、例えば特公昭33−6314号公報に記載されて
いるように単効用浸管型蒸発式のもの、特公昭37
−7722号公報又は特公昭34−2455号公報等に記載
されているように一段フラツシユ型蒸発式のも
の、例えば特開昭57−130582号公報の第１図等に
記載されているように貫流式多段フラツシユ蒸発
式のもの、更には、特開昭50−20981号公報、特
公昭49−29070号公報、実公昭57−5096号公報又
は特開昭50−158569号公報等に記載されているよ
うに多重効用蒸発式のもの等が存在するが、これ
ら真空蒸発式造水設備においては、蒸発後におけ
るブラインを、前記各公報に記載されているよう
に、真空蒸発室から動力駆動式のブラインポンプ
にて抽出するようにしている。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、蒸発後におけるブラインの温度は、
真空蒸発室内の真空度に対応する飽和温度に等し
い。

一方、この真空蒸発室内のブラインを、動力駆
動式のブラインポンプにて吸い出す場合におい
て、前記ブラインポンプから真空蒸発室内のブラ
イン液面までの高さつまり押込水頭をHs、ブラ
イン温度の飽和蒸気圧力と等しい真空蒸発室内の
飽和蒸気圧力をPo、ブラインの比重量をγ、前
記ブラインポンプの吸い込み部におけるブライン
の全圧力をＰとしたとき、当該ブラインポンプの
吸い込み部におけるブラインの全水頭Ｐ／γは、
真空蒸発室からの水頭より、真空蒸発室からブラ
インポンプの吸い込み部に至るブライン管路の損
失水頭heを差し引いた値〔（Po／γ）＋Hs−he〕
になるが、少なくともこの全水頭は、吸込液の温
度に対する飽和蒸気圧力の水頭換算値Po／γよ
り大でなければポンプの作動に伴つて蒸発現象が
起こるために好ましくない。

更に、動力駆動式のブラインポンプとして一般
に用いられる渦巻きポンプでは、この吸い込み部
での飽和蒸気圧力に水頭換算値に加えて、ポンプ
に要求される性能（吐出量及び吐出水頭）に応じ
た余裕、一般にはNPSHregと言われるものが必
要であり、この余裕を下まわつただけでもブライ
ンポンプのインペラー部分等でいわゆるキヤビテ
ーシヨンと言う蒸発現象が起こるのである。

すなわち、このようにブラインポンプの吸い込
み部における全圧力Ｐが、ブラインの温度に対応
する飽和蒸気圧力Po＋NPSHreg／γより小さく
なると、ブラインの蒸発及びブラインに溶解して
いるガスの分離などにより、ブライン中に無数の
気泡が発生するいわゆるキヤビテーシヨンが発生
し、ブラインポンプによるブラインの抽出が不能
になると共に、キヤビテーシヨンによつてブライ
ンポンプ及び配管が腐食する等の不具合が生じる
ことになり、特に、船舶に搭載される真空蒸発式
造水装置の場合には、真空蒸発室とブラインポン
プとは、同じ床面に設置され、前記押込水頭がき
わめて低いことから、前記のキヤビテーシヨンは
一層顕著に発生するのであつた。

本考案は、ブラインを真空蒸発室から動力駆動
式のブラインポンプにて抽出する場合において、
前記キヤビテーシヨンの発生を抑制するか、発生
したキヤビテーシヨンを消去することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本考案は、蒸発後のブ
ラインを真空蒸発室内から抽出するための動力駆
動式ブラインポンプを備えた真空蒸発式造水装置
において、前記真空蒸発室からブラインポンプの
吸い込み部に至るブライン管路に、前記真空蒸発
式造水装置における真空蒸発室に対する凝縮部へ
の冷却用海水供給管路より分岐した分岐管路を、
前記ブライン管路に接続する構成にした。

〔考案の作用・効果〕

真空蒸発式造水装置における真空蒸発室に対す
る凝縮部に供給される冷却用海水の温度は、当該
真空蒸発室内における飽和蒸気圧力に対応する温
度、つまり真空蒸発室内におけるブラインの温度
よりも低いから、この冷却用海水の一部を、ブラ
インポンプに吸入されるブラインに導入混合する
ことにより、ブラインポンプに吸入されるブライ
ンの温度を、真空蒸発室内の飽和蒸気圧力に対応
する温度よりも低くすることができるのである。

すなわち、動力駆動式ブラインポンプに吸入さ
れるブラインの温度を、真空蒸発室内の飽和蒸気
圧力に対応する温度よりも低くすることができる
ことにより、ブラインポンプに吸入されるブライ
ンの温度に対応する飽和蒸気圧力は、前記先行技
術の場合よりも前記のように冷却用海水の混合に
よつて温度が下がる分だけ低くなるから、冷却用
海水の場合によりブラインの飽和蒸気圧力がブラ
インポンプの吸い込み部における全圧力を越えて
高くなるおそれは少なくなり、キヤビテーシヨン
の発生を確実に抑制できるのであり、また、キヤ
ビテーシヨンの発生の都度冷却用海水を混合する
ことにより発生したキヤビテーシヨンを確実に消
去できるのである。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面について説明する
に、第１図は単効用浸管型の真空蒸発式造水装置
の場合を示し、この図において符号１は、真空発
生装置１ａによつて大気圧以下の真空に保持され
た真空蒸発室を示し、該真空蒸発室１内には、そ
の下部には、船舶におけるデイーゼル機関に対す
る冷却用循環水を熱源とする浸管型の加熱器２
を、上部に内部を冷却用海水が流れる凝縮器３を
各々備え、前記加熱器２の一端にデイーゼル機関
の冷却用循環水の供給管４を、他端にデイーゼル
機関の冷却用循環水の出口管５を各々接続する、
また、前記凝縮器３の一端に冷却用海水の供給管
６を、他端に冷却用海水の出口管７を各々接続
し、前記冷却用海水の出口管７における海水の一
部を管路８を介して前記加熱器２の箇所に供給し
て加熱蒸発し、発生した蒸気をデミスター９にお
いてミストを除去したのち前記凝縮器３に導いて
凝縮し得られた凝縮水を淡水として管路１０より
取り出す一方、真空蒸発室１内における蒸発後の
ブラインは、ブライン室１１にオーバーフローさ
せたのちブライン管路１２を経て、モータ等の動
力にて駆動されるブラインポンプ１３にて抽出す
るようになつている。

そして、前記凝縮器３に対する冷却用海水の供
給管６から分岐した分岐管路１４を、前記ブライ
ン管路１２に接続し、該分岐管路１４の途中に流
量調整弁１５と絞りオリフイス１６とを設けて、
一部の冷却用海水を、ブラインポンプ１３に吸い
込まれるブラインに混合するように構成する。

このように冷却用海水の一部を、ブラインポン
プ１３に吸い込まれるブラインに混合することに
より、ブラインポンプ１３に吸い込まれるブライ
ンの温度を下げることができるのである。

一般に、動力駆動式のポンプより高い位置に、
真空蒸発室内におけるブラインの液面がある場合
においてキヤビテーシヨンの発生に対する安全性
は、10（Pa−Pv）／γ＋Hs−he＝NPSHavaに
示され（但し、この式において、Paは液面に作
用する絶対圧力、Pvは前記モータ駆動式ポンプ
に吸引する液体の温度に対応する絶対飽和蒸気圧
力、Hsは前記ポンプから液面までの高さつまり
押込水頭、heは管路の損失水頭、γは液体の比
重量）、このNPSHavaが大きい程キヤビテーシ
ヨンの発生に対する安全性が高いものであるとさ
れている。

そこで、前記第１図に示した造水装置におい
て、真空蒸発室１内を650mmHgの真空度（飽和温
度54℃）に保ち、30℃の冷却用海水を使用し、且
つ、ブラインポンプ１３から液面１７までの押込
水頭（Hs）を0.3ｍとし、ブライン管路１２より
5.7m³／ｈのブラインを抽出する場合における
NPSHavaを求めてみる。

真空度650mmHgの絶対圧力（Pa）は0.153Kg／
cm²で、ブラインの比重量は0.988g／cm³で、Pa＝
Pvであるから、ブライン管路１２における損失
水頭heがないものとすると、ブライン管路１２
に管路１４より30℃の冷却用海水を混合していな
い場合、つまり従来の場合におけるNPSHavaは
10（0.153−0.153）／0.988＋0.3≒0.3ｍとなる。

これに対して、30℃の冷却用海水を0.46m³／ｈ
の量だけ分岐管路１４よりブライン管路１２内に
混合したとすると、混合後の温度は52.2℃であ
り、これに対応する絶対飽和蒸気圧力Pvは0.139
Kg／cm²であるから、このときにおけるNPSHava
は、10（0.153−0.139）／0.988＋0.3≒0.44ｍとな
り、キヤビテーシヨンの発生に対する安全性を、
従来の場合よりも0.14ｍも向上できるのである。

このように造水装置に対する冷却用海水をブラ
インに混合することにより、ブラインをブライン
ポンプ１３にて抽出する場合におけるキヤビテー
シヨンの発生を防止できるものであるから、冷却
用海水の供給は連続して行う場合に限らず、第２
図に示すようにブラインポンプ１３からの吐出管
路１８に吐出圧を検出する圧力センサー１９を設
け、この圧力センサー１９からの信号を制御回路
２０を介して前記分岐管路１４中の流量調整弁１
５に対して伝えて、この流量調整弁１５を、ブラ
インポンプ１３にキヤビテーシヨンが発生してそ
の吐出圧が下がつたときのみ開くように構成する
ことによつて、キヤビテーシヨンの発生の都度、
冷却用海水の混合によつてキヤビテーシヨンを消
去するようにしても良いのである。

また、前記実施例の単効用浸管型の真空蒸発式
造水装置のほか、加熱器を真空蒸発室の外側に設
け、海水をこの加熱器によつて加熱したからのち
に真空蒸発室内に供給してフラツシユ蒸発するよ
うにした貫流式のフラツシユ型真空蒸発式造水装
置についても同様に適用できるのである。

第３図は、従来公知の貫流式多段フラツシユ型
真空蒸発式造水装置におけるブラインの抽出に適
用した場合の実施例を示す。

すなわち、この貫流式多段フラツシユ型真空蒸
発式造水装置は、海水加熱器２１、多段の真空蒸
発室２２とから成り、前記各真空蒸発室２２に
は、蒸発段２３と凝縮器２４とを各々備え、原料
である海水は海水供給管路２５より前記各真空蒸
発室２２の凝縮器２４の管内を低温段より高温段
へと順次流れ、その蒸発段２３から発生する蒸気
により加熱され、次いで海水加熱器２１において
ボイラー等からの高温蒸気等によつて加熱され、
そして、海水は各真空蒸発室２２のうち高温段の
真空蒸発室における蒸発段に供給され、以下各真
空蒸発室２２における蒸発段２３におけるフラツ
シユ蒸発を繰り返し、蒸発後のブラインは最終の
低温蒸発段２３よりブライン管路２６を経て、モ
ータ等の動力にて駆動されるブラインポンプ２７
にて系外に抽出される一方、各蒸発段２３で発生
した蒸気は凝縮器２４の管外で凝縮し、淡水にな
つて管路２８から取り出されるのであり、前記各
真空蒸発室２２は、その低温の真空蒸発室に接続
した真空発生装置２２ａにて不凝縮性ガスを抽気
することにより低温の真空蒸発室程高い真空度に
なるように構成されている。

そして、蒸発後のブラインをブライン管路２６
から前記ブラインポンプ２７にて系外に抽出する
に際して、このブライン管路２６に、前記海水供
給管路２５より分岐した流量調整弁３０付き分岐
管路２９を接続して、海水の一部をブラインポン
プ２７に吸い込まれるブラインに混合することに
より、ブライン管路２６又はブラインポンプ２７
におけるキヤビテーシヨンの発生を抑制でき、ま
た、ブライン管路２６又はブラインポンプ２７に
おいて発生しているキヤビテーシヨンを消去でき
るのである。

第４図は、多重効用真空蒸発式造水装置におけ
るブラインの抽出に適用した場合の実施例を示
す。

この多重効用真空蒸発式造水装置は従来から良
く知られているように、冷却用海水は供給管路３
１より低温真空蒸発室３２内の凝縮器３３に供給
され、その一部は、第１効用蒸発室３４、第２効
用蒸発室３５及び第３効用蒸発室３６の各々にお
ける予熱器３７を低温段から高温段へと順次通過
したのち、第１効用蒸発室３４における加熱器３
８の管外に散布され、この加熱器３８の管内に供
給される高温蒸気の加熱にて蒸発し、蒸発後の海
水は第２効用蒸発室３５における加熱器３９の管
外に散布されて蒸発し、蒸発後の海水は第３効用
蒸発室３６における加熱器４０の管外に散布され
て蒸発し、蒸発後のブラインは第３効用蒸発室３
６の底に溜り、ブライン管路４１を経て、同じく
モータ等の動力にて駆動されるブラインポンプ４
２にて系外に抽出される一方、第１効用蒸発室３
４で発生した蒸気は、第２効用蒸発室３５におけ
る加熱器３９の管内に供給されて凝縮すると同時
にその管外に散布された海水を蒸発させ、第２効
用蒸発室３５で発生した蒸気は、第３効用蒸発室
３６における加熱器４０の管内に供給されて凝縮
すると同時にその管外に散布された海水を蒸発さ
せ、そして、第３効用蒸発室３６で発生した蒸気
は、前記低温真空蒸発室３２内に入り、その凝縮
器３３の管外で凝縮して淡水となり、他の加熱器
３８，３９，４０の管内で凝縮した淡水と共に管
路４３より系外に取り出されるのであり、前記低
温真空蒸発室３２及び各効用蒸発室３４，３５，
３６は、低温真空蒸発室３２に接続した真空発生
装置４４にて不凝縮性ガスを抽気することによ
り、低温の真空蒸発室程高い真空度になるように
構成されている。

そして、蒸発後のブラインを、ブライン管路４
１からブラインポンプ４２にて系外に抽出するに
際して、このブライン管路４１に、前記冷却用海
水の供給管路３１より分岐した流量調整弁４６付
き分岐管路４５を接続して、海水の一部をブライ
ンポンプ４２に吸い込まれるブラインに混合する
ことにより、ブライン管路４１又はブラインポン
プ４２におけるキヤビテーシヨンの発生を抑制で
き、また、ブライン管路４１又はブラインポンプ
４２において発生しているキヤビテーシヨンを消
去できるのである。

なお、本考案は、前記した形式の真空蒸発式造
水装置に限らず、他の形式の真空蒸発式造水装置
に対しても適用できることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す図、第２図
は本考案の第２実施例を示す図、第３図は本考案
の第３実施例を示す図、第４図は本考案の第４実
施例を示す図である。 １，２２，３４，３５，３６……真空蒸発室、
３，２４，３３……凝縮器、６，２５，３１……
冷却用海水の供給管路、１２，２６，４１……ブ
ライン管路、１３，２７，４２……動力駆動式ブ
ラインポンプ、１４，２９，４５……分岐管路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 蒸発後のブラインを真空蒸発室内から抽出する
   ための動力駆動式ブラインポンプを備えた真空蒸
   発式造水装置において、前記真空蒸発室からブラ
   インポンプの吸い込み部に至るブライン管路に、
   前記真空蒸発式造水装置における真空蒸発室に対
   する凝縮部への冷却用海水供給管路より分岐した
   分岐管路を、前記ブライン管路に接続したことを
   特徴とする真空蒸発式造水設備におけるブライン
   抽出装置。