JPH0632802B2

JPH0632802B2 - 塩気水または塩水のための脱塩器

Info

Publication number: JPH0632802B2
Application number: JP58501397A
Authority: JP
Inventors: ロイド・イ−アン
Original assignee: ノ−テイカルサ−ビスイズピ−テイ−ワイリミテツド
Priority date: 1982-04-27
Filing date: 1983-04-27
Publication date: 1994-05-02
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: JPS59500755A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、塩気水（塩気のある水又は半塩水）又は塩水
のための脱塩装置に関し、小型船舶に搭載するのに特に
適した塩水脱塩装置に関する。

従来の技術現在利用し得る船舶用脱塩装置は、いくつかの問題点を
有している。第１に、それらは、排除器（エジェクタ
ー）従って脱塩装置を駆動するための手段として電動の
正圧ポンプを使用する（米国特許第３８６４２１号、米
国特許第４３１８７８１号及びオーストラリア特許第３
３９２８／７１号の脱塩装置参照）。そのような正圧ポ
ンプは、その動力を得るために船舶の種エンジン及び、
又は補助エンジンによって駆動される発電機及び、又は
交流発電機を必要とする。しかも、そのような正圧ポン
プは、相当大きな投入動力を必要とするので、それを駆
動するエンジンが大きな負荷を受けることになり、従っ
て、燃費が高くなる。実際、大型船舶においては、脱塩
装置を作動させることができるように正圧ポンプを駆動
するための別個の専用エンジンを設けなければならない
場合がある。エンジンは、十分な動力を供給するために
は例えば３，０００rpmもの回転数で作動しなければな
らないので、エンジンが正圧ポンプのための電力が創生
するためだけに運転されている解きは燃料が無駄にされ
る。

第２に、正圧ポンプは、圧力下（正圧）で排除器を駆動
するので、排除器内の圧力を実質的に一定の値に維持
し、従って、凝縮液生成速度を一定に維持するためにバ
イパス弁を設けなければならない。

第３に、「静止」型脱塩装置は、定期的にスケール除去
操作を行わなければならず、淡水生産能力が低く、浸透
式であるから浸透膜の損傷を防止するために始動時に慎
重な操作をしなければならない。

発明が解決しようとする課題本発明は、従来技術の脱塩装置に随伴する上述した諸問
題を解決することを課題とする。

従って、本発明の目的は、ポンプに動力を与えるために
発電機及び、又は交流発電機を必要としない脱塩装置を
提供することである。

本発明の他の目的は、エンジンの全作動範囲に亙って作
動させることができる脱塩装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、排除器がその過負荷を防止す
る吸引ポンプによって駆動されるようにした脱塩装置を
提供することである。

本発明の更に他の目的は、比較的低い加熱温度で作動す
る脱塩装置を提供することである。

本発明の更に他の目的は、脱塩室をガラス繊維又は他の
適当なプラスチック材で製造した脱塩装置を提供するこ
とである。

課題を解決するための手段本発明は、上記課題を解決するために、塩気水（塩気の
ある水又は半塩水）又は塩水のための脱塩装置であっ
て、脱塩室と、塩気水又は塩水を沸騰させるために該脱塩室の下方部分
に設けられた熱交換器と、沸騰水から発生した脱塩水蒸気を凝縮させるために脱塩
室の上方部分に設けられた少くとも１つの凝縮管コイル
と、前記熱交換器と凝縮管コイルとの間に設けられた少くと
も１つの反せ板と、前記脱塩室からの凝縮した脱塩水のための少くとも１つ
の出口と、前記凝縮管コイルを冷却するために塩気水又は塩水供給
源から塩気水又は塩水を吸引してその水を該凝縮管コイ
ルに供給するための吸引ポンプと、該凝縮管コイルと前記吸引ポンプとの間に該吸引ポンプ
の上流側に配置されており、前記脱塩室内に少くとも部
分真空を創生するために該凝縮管コイルからの水を吸引
するように該脱塩室に連結された排除器と、前記脱塩室内の水面を所望の高さに維持するように前記
凝縮管コイル内で加熱された前記塩気水又は塩水の一部
分を該脱塩室へ供給するために該凝縮管コイルに接続さ
れた手段と、から成る脱塩装置を提供する。

前記脱塩水から脱塩水を抽出するために第２吸引ポンプ
によって付勢される第２排除器を設けることが好まし
い。この第２吸引ポンプは、脱塩水を貯留する淡水タン
クから淡水を吸引し、それによって第２排除器を付勢す
る（作動させる）ようにすることが好ましい。

又、第１排除器は、前記脱塩室の底部から濃縮されたブ
ライン（塩水）を抽出するために脱塩室の底部のブライ
ン出口に接続され、かつ、脱塩室内の過剰の塩気水又は
塩水を抽出するために脱塩室のオーバーフロー出口にも
接続されており、第１排除器が、該オーバーフロー出口
を通して空気及び、又は水蒸気を吸引することによって
脱塩室内の前記真空を創生するように構成することが好
ましい。

前記第１吸引ポンプを駆動するエンジンが切られたとき
は、空気が脱塩室内へ吹き込まれ、脱塩室を大気圧を戻
すようにすることが好ましい。

前記熱交換器は、前記第１吸引ポンプを駆動するエンジ
ンから、又は太陽熱式温水収集器から温水を受取るよう
にすることが好ましい。

作用及び効果本発明の餓死装置は、推進エンジンしか利用することが
できない小型船舶に使用するのに特に適した、安価でコ
ンパクトな全自動の加熱蒸発式脱塩装置である。小型船
舶の推進エンジンは、９馬力程度の小さいエンジンであ
る。そのようなエンジンの水ジャケットから取り出さな
ければならない廃熱量は非常に少なく、本発明の脱塩装
置の１つの重要な特徴は、小型船舶のエンジンの全作動
範囲に亙って蒸留水を創生することができることであ
る。典型的な例においては、小型船舶のエンジンの作動
範囲は、アイドリング時の５００rpmから全速力時の
４，０００rpmまでである。

これとは異なり、本発明の構成では、脱塩装置を非常に
小さい所要動力で、しかも、従来技術の同等の脱塩装置
の効率に比べてはるかに高い効率で作動させることがで
きる。詳述すれば、本発明においては、吸引ポンプとそ
の上流側に配置された排除器との組み合わせにより、排
除器と、吸引ポンプの前後に圧力差を設定するのに必要
とされる真空（負圧）を創生することができる。吸引ポ
ンプへの入力流量が少なくされるので、吸引ポンプを駆
動するための電力所要量が大幅に（典型的な例では６０
％も）節減され、従って、排除器が上述したようにエン
ジンの全作動範囲に亙って所要の真空を創生することが
できる。本発明のこの構成は、脱塩室内に所要の非常に
高い真空を維持し、塩気水又は塩水を凝縮管コイルを通
して循環し、脱塩室へ供給するのに十分な塩気水又は塩
水を通流することを可能にする。

本発明の脱塩装置を開発するに当って、本発明者は、遠
心ポンプ、歯車ポンプ、ダイアフラムピストンポンプ及
び弾性羽根付正圧ポンプ等を含むいろいろなタイプの正
圧ポンプをテストしたが良い結果は得られなかった。
又、排除器をこれらの各正圧ポンプの下流側に接続した
ところ、エンジンの全作動範囲に亙って所要の真空を創
生し維持することができないことが認められた。更に、
テストした正圧ポンプの多くは、排除器をポンプの上流
側と下流側のどちらに接続しても満足な機能を発揮しな
かった。本発明によって規定されるように吸引ポンプの
使用と、その吸引ポンプの上流側に排除器を配置するこ
ととの組み合わせによって初めて所望の作動を達成する
ことができるのである。

本発明においては、塩気水又は塩水（以下、単に「塩
水」とも称する）は、その塩水を予備加熱するとともに
凝縮管コイルを冷却するために凝縮管コイルを通して
（脱塩室内の真空の作用により）吸引され、その予備加
熱された塩水の一部が供給水として脱塩室へ供給され
る。凝縮管コイルを通して吸引される塩水の量は、排除
器によって可能とされるだけの量であり、脱塩室へ供給
される塩水は、帯同空気をほとんど包含していない。従
って、本発明によれば、脱塩室内における塩水の沸騰が
非常に安定したものとなる。

叙上のように、凝縮管コイルを通して排除器により塩水
を吸引する本発明の構成は、凝縮管コイルへの塩水（最
終的に脱塩室への供給水となる）中に空気が連行される
のを回避する上で極めて重要である。

図面の簡単な説明本発明を完全に理解することができるように、以下に添
付図を参照して好ましい実施例を説明する。

第１図は脱塩室の透視図と、船舶用のための関連回路の
概略図である。

第２図は第１図の線２−２に沿つてみた脱塩室の断面図
である。

第３図は本発明に用いるのに適した排除器の側断面図で
ある。

好ましい実施例の詳細な説明脱塩室（１０）は、両端をそれぞれ着脱自在の端板（１
２）によつて閉鎖されたほぼ楕円状の殻体（１１）を有
している。殻体も端板もガラス繊維で形成されている。
端板を殻体の各端に封止するために殻体の各端に周溝を
形成し、セルフタツピンねじによつて端板を殻体に固定
する。

脱塩室の底部分は、処理すべき半塩水または塩水（１
３）（以下単に「塩水」という）のための容器を構成
し、塩水の液面高さはオーバーフロー出口（１４）によ
つて制限される。

複数の傾斜した反せ板（１５）と、それらの反せ板の上
端に連結した複数の互いに離隔された垂直反せ板（１
６）が設けられており、垂直反せ板（１６）の間には、
泡が脱塩装置の上方部分の凝縮室（１８）内へ進入する
のを防止する中央網スクリーン（１７）が設けられてい
る。

凝縮室（１８）の項部において、蒸気は凝縮室（１８）
の両側に蛇行状に設けられた１対の凝縮管（１９）の外
面上で凝縮する。凝縮水は、殻体（１１）の側面または
反せ板（１５）の上面に沿つて流下し、凝縮水収集室
（２０）へ至り、そこから凝縮水出口（２１）を通して
抽出される。

脱塩器（１０）の底部には蛇行銅管から成る熱交換器
（２２）が設けられており、温水管（２３）によつて温
水源に接続されている。

凝縮管（１９）の出口側には弁（２５）を介してスプレ
ーノズル（２４）が接続されている。弁（２５）は、塩
水（１３）の量を所望のレベル（液面高さ）に維持する
ために凝縮管内の熱い塩水の一部分を脱塩室内へスプレ
ーさせるためのものである。

濃縮されたブライン（塩水）は、脱塩器の底部からブラ
イン出口（２６）を通して抽出される。

この脱塩基の作動は以下の通りである。

例えば３２℃またはそれ以上の温度の温水が船の主エン
ジン（２７）の冷却系から温水管（２３）を経て熱交換
器（２２）を通してポンプ送りされる。熱交換器（２
２）から戻される冷却された温水の温度が８５℃より高
いときは、サーモスタツトにより制御されるバイパス弁
（２８）が、エンジン（２７）の過熱を防止するために
熱交換器（２２）からの温水をエンジン（２７）へ戻す
前にその水の一部分を海水熱交換器（２９）を通してバ
イパスさせる。

塩水は、海から海水コツク（３０）およびフイルタ（３
１）を介して吸引され、導入管３２を通してマニホール
ド（３３）へ通される。マニホールド（３３）は、入つ
てくる塩水を凝縮管（１９）へ分配する。凝縮管（１
９）内で加熱された塩水は、排出マニホールド（３４）
へ入り、排出管（３５）を通つて排除器（３６）へ流れ
る。排除器（３６）は、その出口を船舶のエンジンによ
り駆動されるポンプ（３７）に接続されている。ポンプ
（３７）は、排除器からの加熱された塩水を海へ戻す。
マニホールド（３４）からの熱い塩水の一部分は、脱塩
室内の塩水（１３）の液面を所定のレベルに維持するた
めに弁（２５）を通してスプレーノズル（２４）へ送ら
れる。液面の高さを点検することができるように殻体
（１１）（または端板（１２））に覗きガラス（３８）
が設けられている。

排除器（３６）の入口は、脱塩器内の濃縮ブラインを抽
出するために流れ覗きガラス（３９）および掃去弁（４
０）を介してブライン出口（２６）に、そして、流れ覗
きガラス（４１）およびオーバーフロー弁（４２）を介
してオーバーフロー出口（１４）に接続されている。ブ
ライン出口（２６）およびオーバーフロー出口（１４）
から排除器（３６）への所望の流れを維持するために排
除器（３６）への入口の上流にバランス分配器（４３）
および逆止弁（４４）が設けられている。排除器（３
６）によつて創生される真空が脱塩器（１０）内の圧力
を減少させ、塩水（１３）の沸騰塩度を低下させる。脱
塩器内の減圧により、水（１３）を例えば３２℃の温度
で沸騰させることができる。

第３図を参照して説明すると、排除器（３６）は、始端
狭窄部（３６ｂ）を有する中心孔（３６ａ）を備えた本
体を有している。逆止弁（４４）に接続された導管（４
４ａ）は、排除器の本体に角度をなして突入しており、
中心孔に形成された狭窄部（３６ｃ）がそこを通る水の
流れにより真空を創生する。

吸引ポンプ（３７）と共通の軸から駆動される、エンジ
ン駆動による第２吸引ポンプ（４５）は、淡水タンク
（４７）から第２排除器（４６）を通して水を吸引す
る。淡水タンク（４７）を排除器（４６）に接続する水
導管（４８）は、タンク（４７）内に水の予備供給源が
確保されているようにタンクの底面より上に離れたとこ
ろに配置されている。排除器（４６）の入口は、塩度モ
ニター（５０）を備えた淡水導管（４９）およびマニホ
ールド（５１）を介して凝縮水出口（２１）に接続され
ている。ポンプ（４５）が消勢されているときタンク
（４７）からの淡水が脱塩器（１０）内へ吸入されるの
を防止するために逆止弁（５２）が設けられている。タ
ンク（４７）からは、追加の貯留容量を提供する溜め
（４７ａ）へ水を送給することができる。

熱交換器（２２）は、塩水（１３）を沸騰させ、水蒸気
は、凝縮室（１８）内へ上昇し、凝縮管（１９）の外面
上で凝縮する。網スクリーン（１７）は、蒸気内の泡を
捕捉し、泡が凝縮室に進入するのを防止する。凝縮した
淡水は、凝縮管から滴下して凝縮水収縮室（２０）内に
たまり、一方、濃縮された残留ブラインは脱塩器の下方
部分へ至りブライン出口（２６）を経て抽出される。

脱塩器（１０）内に部分真空を創生する排除器（３６）
も、脱塩器内の過剰塩水をオーバーフロー出口（１４）
を通して抽出する。

出口（２６），（１４）と排除器（３６）との間に設け
られている逆止弁（４４）は、ポンプ（３７）の吐出側
に設けられたダイヤフラム弁によつて制御されるように
することができる。エンジン（２７）が切られると、ポ
ンプ（３７）の下流側に作用する圧力が低下し、ポンプ
の上記ダイヤフラム弁が逆止弁（４４）を閉鎖し、塩水
およびブラインが脱塩器内へ吸戻されるのを防止する。

逆止弁（４４）には、エンジンが切られて該弁が閉鎖さ
れたとき、脱塩器内へ空気を流入させて脱塩器内の真空
を破る働きをする空気バイパスを設けることもできる。
かくして、エンジン（２７）が作動されると、脱塩器は
抜気され、エンジンが切られると、脱塩器は大気圧に戻
される。

この脱塩装置は、塩水を脱塩するための簡単で能率的な
手段を提供し、その熱交換器としての作用のおかげで船
舶の大型エンジンに対しても海水熱交換器（２９）を設
けるだけでよい。

脱塩器の各配管と導管との間に取外し自在の継手を設け
たことと、着脱自在の端板（１２）を設けたことによ
り、脱塩器に対する修理または保守サービスを簡単に、
かつ、迅速に実施することができ、また、電気ポンプの
使用を回避したことによりそれに付随する問題を排除す
る。一方の端板（１２）に設けた着脱自在のプラグ（５
３）は、脱塩器の不使用時に熱交換管（２２）のスケー
ルを除去するために脱塩器内へ酸を入れることを可能に
する。

本発明の脱塩ユニツトは、ここでは船舶に適用した場合
について特に説明したが、塩気のある水を淡水化するた
めに例えば砂漠地域でも使用することができ、熱交換器
（２２）のための温水は、太陽熱温水器によつて供給す
ることができ、ポンプは、スチームモータ（スチームは
太陽熱集熱器で創生することができる）によつて、ある
いは、太陽熱式発電パネルにより駆動される電気モータ
によつて駆動させることができる。

上述した実施例に対し、本発明の範囲から逸脱すること
なく、いろいろな変更および改変を行うことができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特公昭57−26838（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭53−26436（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許3864215（ＵＳ，Ａ) 米国特許4318781（ＵＳ，Ａ) オーストラリア特許33928／71（459735) （ＡＵ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塩気水又は塩水のための脱塩装置であっ
て、脱塩室（１０）と、塩気水又は塩水を沸騰させるために該脱塩室の下方部分
に設けられた熱交換器（２２）と、沸騰水から発生した脱塩水蒸気を凝縮させるために脱塩
室の上方部分に設けられた少くとも１つの凝縮管コイル
（１９）と、前記熱交換器と凝縮管コイルとの間に設けられた少くと
も１つの反せ板（１５，１６）と、前記脱塩室からの凝縮した脱塩水のための少くとも１つ
の出口（２１）と、前記凝縮管コイルを冷却するとともに塩気水又は塩水を
予備加熱するために塩気水又は塩水供給源から塩気水又
は塩水を吸引してその水を該凝縮管コイルに供給するた
めの吸引ポンプ（３７）と、該凝縮管コイルと前記吸引ポンプとの間に該吸引ポンプ
の上流側に配置されており、前記脱塩室内に少くとも部
分真空を創生するために該凝縮管コイルからの水を吸引
するように該脱塩室に連結された排除器（３６）と、前記脱塩室内の水面を所望の高さに維持するように前記
凝縮管コイル内で加熱された前記塩気水又は塩水の一部
分を該脱塩室へ供給するために該凝縮管コイルに接続さ
れた手段（２４，２５）と、から成る脱塩装置。
【請求項２】前記脱塩室から脱塩水を抽出するために第
２吸引ポンプ（４５）によって付勢される第２排除器
（４６）が設けられ、該第２吸引ポンプが、脱塩水を貯
留する淡水タンク（４７）から淡水を吸引し、それによ
って第２排除器を付勢するようになされていることを特
徴とする請求の範囲第１項に記載の脱塩装置。
【請求項３】前記第１排除器（３６）は、前記脱塩室か
ら濃縮されたブラインを抽出するために脱塩室の底部の
ブライン出口（２６）に接続され、かつ、該脱塩室内の
過剰の塩気水又は塩水を抽出するために該脱塩室のオー
バーフロー出口（１４）にも接続されており、第１排除
器が該脱塩室のオーバーフロー出口を通して空気及び、
又は水蒸気を吸引することによって該脱塩室内に前記真
空が創生されるようになされていることを特徴とする請
求の範囲第１項に記載の脱塩装置。
【請求項４】前記熱交換器は、前記吸引ポンプ（３７）
又は前記吸引ポンプ（３７）と第２吸引ポンプ（４５）
を駆動するエンジン（２７）から温水を受取るようにな
されていることを特徴とする請求の範囲第１項又は２項
に記載の脱塩装置。
【請求項５】１対の前記凝縮管コイルが、前記反せ板と
脱塩室の壁（１１）との結合部に沿って設けられてお
り、該凝縮管コイルの入口及び出口は、それぞれのマニ
ホールド（３３，３５）に接続されていることを特徴と
する請求の範囲第２項に記載の脱塩装置。
【請求項６】前記脱塩室の壁は、該脱塩室からの熱損失
を制限するために断熱材で形成されていることを特徴と
する請求の範囲第１項に記載の脱塩装置。