KR20190014464A

KR20190014464A - 조수장치

Info

Publication number: KR20190014464A
Application number: KR1020180083380A
Authority: KR
Inventors: 아쓰시 이케다
Original assignee: 가부시키가이샤 사사꾸라
Priority date: 2017-08-02
Filing date: 2018-07-18
Publication date: 2019-02-12
Also published as: TW201910269A; TWI757508B; KR20220123364A; CN115536093A; CN115536094A; KR102439231B1; CN109384272A; CN115536094B; KR102468798B1; CN109384272B

Abstract

(과제) 본 발명은, 조수효율을 향상시킨 조수장치를 제공한다.
(해결수단) 피처리액을 가열하여 증기를 생성하는 가열기(10)과, 가열기(10)에서 생성된 증기를 응축하는 응축기(50)를 구비하고, 가열기(10)는, 용기본체(11)의 내부가 구획판(14)에 의하여 구획되어서 복수의 가열실(20, 30)이 형성된 조수장치(1)로서, 각 가열실(20, 30)은, 각각 복수의 전열관(21, 31)을 구비하고, 전열관(21, 31)의 내부로 도입된 피처리액을, 전열관(21, 31)의 외부로 도입된 가열용 유체에 의하여 가열하도록 구성되어 있고, 전단의 가열실(20)로 온수를 가열용 유체로서 도입함으로써 생성된 피처리액의 증기를, 후단의 가열실(30)로 가열용 유체로서 도입한다.

Description

조수장치{FRESH WATER GENERATION DEVICE}

본 발명은 조수장치(造水裝置)에 관한 것이다.

조수장치로서는 육상용(陸上用)이나 선박용(船舶用)이 알려져 있지만, 선박용의 조수장치에 있어서는, 선박에 탑재된 보일러(boiler)의 증기나 디젤기관(diesel機關)의 냉각수 등을 열원으로 하여 해수(海水)를 증발시킴으로써, 담수(淡水)를 제조하는 것이 종래부터 이루어지고 있다. 종래의 조수장치로서 예를 들면 특허문헌1에 개시된 구성이 알려져 있다.

도13에 나타내는 바와 같이 이 다중효용 조수장치(多重效用造水裝置)(100)에는, 밀폐통(101)의 내부가 구획판(區劃板)(102)에 의하여 구획되어 제1증발실(103)과 제2증발실(104)이 형성되어 있고, 제1증발실(103) 및 제2증발실(104)의 하부에 다수의 전열관(105a, 106a)을 갖는 가열기(105, 106)가 각각 설치되어 있다.

열원(熱源)으로서 공급되는 증기는, 제1증발실(103)의 가열기(105)가 구비하는 전열관(105a)의 내부를 통과하여, 제1증발실(103)로 공급되는 해수를 가열하여 증발시킨다. 제1증발실(103)에서 발생한 증기는, 제1증발실(103)의 상부에 배치된 데미스터(demister)(107)를 통과한 후에, 덕트(duct)(108)를 통해 제2증발실(104)의 가열기(106)로 공급되어 가열기(106)의 전열관(106a)의 내부를 통과함으로써, 제2증발실(104)로 공급되는 해수를 가열하여 증발시킨다. 제2증발실(104)에서 발생한 증기는, 제2증발실(104)의 상부에 배치된 데미스터(109)를 통과하여 응축기(110)로 도입(導入)된다. 밀폐통(101)의 내부에 있어서의 데미스터(107, 109)의 지지(支持)는, 예를 들면 특허문헌2에 개시되어 있는 바와 같이, 밀폐통(101)의 내벽면으로부터 돌출하는 결합편(結合片)에 의하여 데미스터(107, 109)의 둘레 가장자리부를 지지하는 것이 일반적이다.

응축기(110)는, 다수의 전열관이 구획판(111)에 의하여 응축용 전열관(112)의 군(群)과 가열용 전열관(113)의 군(群)으로 나누어져 있다. 제2증발실(104)에서 발생한 증기는, 응축용 전열관(112)의 내부를 통과하는 해수에 의하여 냉각되어 응축수가 되고, 바닥부의 배출구(114)로부터 배출된다. 응축용 전열관(112)의 내부를 통과해서 가열된 해수의 일부는, 가열용 전열관(113)의 내부로 공급되어 제1증발실(103)에서 발생한 증기에 의하여 가열된 후, 해수공급구(115)로부터 제1증발실(103)로 도입되어 상기한 바와 같이 가열기(105)에 의하여 가열된다.

: 일본국 공개특허 특개평6-254534호 공보 : 일본국 공개실용신안 실개소 60-124621호 공보

최근에는, 디젤 주기관(diesel 主機關)의 소형화 및 고효율화(高效率化)에 의하여 재킷 냉각수(jacket 冷却水)의 폐열량(廢熱量)이 감소하는 경향인 한편, 선상(船上)에서의 물수요는 배기가스 규제대책을 강화하기 위하여 증가하는 경향이기 때문에, 고효율의 조수장치가 요구되고 있다.

그러나 상기 종래의 다중효용 조수장치(100)는, 다중효용식인 점에 의해 고효율화가 도모되고 있지만, 제1증발실(103)로 공급되는 열원으로서의 증기가 가열기(105)의 전열관(105a)의 내부로 도입되는 구성이기 때문에, 필요한 조수량을 확보하기 위해 장치가 대형화되어 선내(船內)에서의 설치가 곤란해지기 쉽다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은, 조수효율(造水效率)을 향상시킨 조수장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 목적은, 피처리액을 가열하여 증기를 생성하는 가열기와, 상기 가열기에서 생성된 증기를 응축하는 응축기를 구비하고, 상기 가열기는, 용기본체의 내부가 구획판에 의하여 구획되어서 복수의 가열실이 형성된 조수장치로서, 상기 각 가열실은, 각각 복수의 전열관을 구비하고, 상기 전열관의 내부로 도입된 피처리액을, 상기 전열관의 외부로 도입된 가열용 유체에 의하여 가열하도록 구성되어 있고, 전단의 상기 가열실에는, 온수를 가열용 유체로서 도입하고, 후단의 상기 가열실에는, 온수에 의한 가열에 의하여 전단의 상기 가열실에서 생성된 피처리액의 증기를, 가열용 유체로서 도입하는(즉 전단의 상기 가열실에 온수를 가열용 유체로서 도입함으로써 생성된 피처리액의 증기를, 후단의 상기 가열실에 가열용 유체로서 도입한다) 조수장치에 의하여 달성된다.

이 조수장치에 있어서 상기 가열기는, 상기 용기본체의 개구부를 밀폐하는 폐쇄판을 구비하고, 복수의 상기 전열관이, 상기 폐쇄판을 관통하도록 배치되어 있는 것이 바람직하고, 상기 폐쇄판은, 상기 구획판의 끝면에, 개스킷을 사이에 두고 연결구에 의하여 착탈할 수 있도록 고정되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 있어서는, 상기 가열기에 상기 폐쇄판을 통하여 연결되고, 상기 응축기를 지지하는 프레임을 더 구비할 수 있다. 상기 프레임은, 내부가 분리벽에 의하여 분할되어서, 상기 각 가열실에 대응하는 복수의 기수분리실이 형성되어 있는 것이 바람직하고, 상기 분리벽은, 끝면이 개스킷을 사이에 두고 상기 연결구를 덮도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

상기 구획판을 사이에 두고 후단측의 상기 가열실에 배치되어, 상기 구획판을 내부로부터 보강하는 보강부재를 구비하여도 좋다. 상기 보강부재는, 후단측의 상기 가열실에 있어서의 가열용 유체의 흐름을 분단하도록 배치되는 것이 바람직하다.

상기 용기본체의 외주면에 설치된 체류부를 더 구비할 수 있다. 상기 체류부는, 내부공간이 상기 용기본체의 측벽에 형성된 연통부를 통하여 후단측의 상기 가열실로 연통하고 있고, 상기 체류부에 도입되는 가열용 유체가, 상기 용기본체의 외주면에 충돌하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

후단의 상기 가열실에 형성되는 가열용 유체의 유로는, 상류측으로부터 하류측으로 향해서 서서히 좁아지도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.

그런데 조수장치에 있어서는, 저비용화를 도모하면서, 생성되는 응축수의 순도를 양호하게 유지하는 것이 과제가 된다. 이 과제의 해결수단으로서, 피처리액을 가열해서 증기를 생성하는 가열기와, 상기 가열기에서 생성된 증기에 포함되는 액적을 제거하는 데미스터를 갖는 프레임과, 액적이 제거된 증기를 응축하는 응축기를 구비하는 조수장치로서, 상기 데미스터는, 상기 가열기 또는 상기 응축기가 상기 프레임의 내부에 수용된 부분에 고정된 지지부재에 의하여 지지되어 있는 조수장치를 제공할 수 있다.

이 조수장치에 있어서 상기 지지부재는, 띠모양의 부재를 굴곡 또는 만곡시킨 형상을 갖는 것이 바람직하고, 폭방향 가장자리부에 있어서 상기 데미스터를 지지하는 것이 바람직하다. 상기 지지부재는, U자 모양으로 만곡되는 것이 더 바람직하다. 상기 응축기는, 상기 프레임의 내부 중앙을 관통하도록 배치할 수 있다. 이 구성에 있어서 상기 지지부재는, 상기 응축기의 양측에 각각 설치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 조수효율을 향상시킨 조수장치를 제공할 수 있다.

도1은, 본 발명의 제1실시형태에 관한 조수장치의 종단면도이다.
도2는, 도1에 나타내는 조수장치의 주요부를 나타내는 평면도이다.
도3은, 도1에 나타내는 조수장치의 다른 주요부를 나타내는 확대 단면도이다.
도4는, 도1에 나타내는 조수장치의 또 다른 주요부를 나타내는 평면도이다.
도5는, 도1에 나타내는 조수장치의 또 다른 주요부를 나타내는 측면도이다.
도6은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 조수장치의 주요부 평면도이다.
도7은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 종단면도이다.
도8은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 종단면도이다.
도9는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 주요부를 나타내는 종단면도이다.
도10은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 주요부를 나타내는 종단면도이다.
도11은, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 주요부를 나타내는 종단면도이다.
도12는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 조수장치의 주요부를 나타내는 종단면도이다.
도13은, 종래의 조수장치의 종단면도이다.

이하에서, 본 발명의 제1실시형태에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도1은 본 발명의 제1실시형태에 관한 조수장치의 종단면도이다. 본 실시형태의 조수장치(1)는 2중효용형(2重效用型)으로서, 피처리액(被處理液)을 가열해서 증기를 생성하는 가열기(加熱器)(10)와, 가열기(10)의 상부에 설치된 프레임(frame)(40)과, 프레임(40)의 내부 중앙을 관통하도록 지지되어 중앙부가 프레임(40)의 내부에 수용된 응축기(凝縮器)(50)를 구비하고 있다.

가열기(10)는, 원통모양의 용기본체(容器本體)(11)의 하부개구(下部開口) 및 상부개구(上部開口)가 각각 바닥판(12) 및 폐쇄판(閉鎖板)(13)에 의해 덮임으로써 내부에 밀폐공간이 형성되어 있다. 용기본체(11)의 내부는, 상하로 연장되는 구획판(區劃板)(14)에 의하여 구획되어, 제1가열실(20)과 제2가열실(30)이 형성되어 있다.

바닥판(12) 및 폐쇄판(13)에는 복수의 구멍부가 각각 형성되어 있고, 이들의 구멍부를 관통하도록 상하로 연장되는 복수의 전열관(傳熱管)(21, 31)이 제1가열실(20) 및 제2가열실(30) 내에 각각 배치되어 있다.

바닥판(12)의 하면측에는 해수도입부(海水導入部)(15)가 연결되어 있다. 해수도입부(15)는, 트레이(tray)모양으로 형성되어 있고, 내부가 분할판(15a)에 의하여 분할되어 제1도입실(15b) 및 제2도입실(15c)이 형성되어 있다. 제1도입실(15b) 및 제2도입실(15c)은 전열관(21, 31)의 하단부와 각각 연통되어 있어, 도입구(15d, 15e)로부터 도입된 해수 등의 피처리액이 전열관(21, 31)의 내부로 상승한다.

제1가열실(20) 및 제2가열실(30)의 측벽에는, 공급구(23, 33) 및 배출구(24, 34)가 각각 형성되어 있다. 공급구(23, 33)로부터 공급된 가열용 유체(加熱用流體)는, 전열관(21, 31)의 외부를 통과하여 배출구(24, 34)로부터 배출된다. 제1가열실(20) 및 제2가열실(30)의 내부에는, 가열용 유체의 유로를 구불구불하게 하는 방해판(25, 35)이 각각 설치되어 있다. 방해판(25, 35)은, 전열관(21, 31)의 외부에 결합된 통모양의 스페이서(spacer)(도시되지 않음)에 의하여 소정의 높이위치로 유지되고 있다.

프레임(frame)(40)은 가열기(10)의 지름보다 큰 지름의 통모양의 부재로서, 하부에 개구(41)가 형성되고, 상부가 덮개판(42)에 의하여 덮어져 있다. 개구(41)의 둘레 가장자리부는 폐쇄판(13)의 둘레 가장자리부에 연결되어 있어 프레임(40)이 밀폐되어 있다.

프레임(40)의 내부는, 하부분리벽(下部分離璧)(43) 및 상부분리벽(上部分離璧)(44)으로 이루어진 분리벽에 의하여 구획되어 제1기수분리실(第1氣水分離室)(60) 및 제2기수분리실(第2氣水分離室)(70)이 형성되어 있다. 제1기수분리실(60) 및 제2기수분리실(70)은, 전열관(21, 31)의 바로 위에 설치된 기수분리판(氣水分離板)(61, 71)과, 기수분리판(61, 71)의 상방에 배치된 데미스터(demister)(62, 72)를 구비하고 있다. 데미스터(62, 72)는 망판(網板)을 적층한 공지의 부재로서, 응축기(50)에 부착된 지지부재(支持部材)(63, 73)에 의하여 하면측이 지지되어 있다.

제1기수분리실(60) 및 제2기수분리실(70)의 상부에는, 생성된 증기가 배출되는 증기배출구(64, 74)가 각각 형성되어 있다. 또한 제1기수분리실(60) 및 제2기수분리실(70)의 하부에는, 증기로부터 분리된 액체가 배출되는 배수구(65, 75)가 각각 형성되어 있다.

응축기(50)는, 수평으로 연장되도록 배치되어 내부가 상부분리벽(44)에 의하여 구획된 스테인레스(stainless) 등의 내식성재료(耐蝕性材料)로 이루어진 홈통 모양의 수용부재(受容部材)(51)와, 수용부재(51)를 따라 상부분리벽(44)의 양측에 수용된 복수의 전열관(52)을 구비하고 있고, 상부분리벽(44)을 중심으로 제1기수분리실(60)측에 배치된 전열관(52)으로 이루어진 예열기(55)를 내장하고 있다. 전열관(52)의 양단부에는, 프레임(40)으로부터 외측으로 돌출된 위치에 헤더(header)(도시되지 않음)가 설치되어 있다. 응축기(50)로 도입된 해수 등의 피처리액은, 일부(一部)가 예열기(55)를 거쳐 도입구(15d)로부터 제1도입실(15b)로 도입되는 한편, 잔부(殘部)는 배수로서 배출된다.

상기의 구성을 구비하는 조수장치(1)는, 응축기(50)로 공급된 피처리액으로서의 해수가 제2기수분리실(70)의 증기를 응축한 후, 일부가 예열기(55)에 의해 예열되어 제1도입실(15b)로 도입되고, 제1가열실(20)에 배치된 전열관(21)의 내부를 통과한다.

제1가열실(20)에는, 예를 들면 선박에 탑재된 디젤 주기관(diesel 主機關)의 재킷 냉각수(jacket 冷却水)와 같이 현장에서 사용할 수 있는 온수(溫水)가, 가열용 유체로서 공급구(23)로부터 공급되고, 방해판(25)에 의하여 형성된 유로(流路)를 거쳐 배출구(24)로부터 배출된다. 이에 따라 전열관(21)을 통과하는 해수가 가열되어 전열관(21) 내에서 증발하고 제1기수분리실(60)로 도입된다.

제1기수분리실(60)로 도입된 증기는, 혼입된 액적(液滴)이 기수분리판(61) 및 데미스터(62)에 의해 분리된 후, 일부의 증기가 예열기(55)의 전열관(52)을 통과하는 해수에 의해 응축되어 담수로서 회수(回收)된다. 제1기수분리실(60)에서 증기로부터 분리된 해수는, 배수구(65)로부터 배출되어 제2도입실(15c)로 도입되고 제2가열실(30)에 배치된 전열관(31)의 내부를 통과한다.

제1기수분리실(60)에 있어서의 잔부(殘部)의 증기는, 배출구(64)로부터 배출되어 제2가열실(30)의 공급구(33)에 가열용 유체로서 공급된 후, 방해판(35)에 의하여 형성된 유로를 거쳐 배출구(34)로부터 배출되어 담수로서 회수된다. 이에 따라 전열관(31)을 통과하는 해수가 가열되어 전열관(31) 내에서 증발하여 제2기수분리실(70)로 도입된다.

제2기수분리실(70)로 도입된 증기는, 혼입된 액적이 기수분리판(71) 및 데미스터(72)에 의하여 분리된 후, 일부의 증기가 응축기(50)에 있어서 전열관(52)을 통과하는 해수에 의하여 응축되어 담수로서 회수된다. 제2기수분리실(70)에서 증기로부터 분리된 해수는, 배수구(75)로부터 배출되어 브라인(brine)으로서 회수된다. 제2기수분리실(70)에서의 잔부의 증기는, 배출구(74)에 접속된 이젝터(ejector)(도시되지 않음) 등에 의하여 추기(抽氣)된다.

본 실시형태의 조수장치(1)는, 제1가열실(20) 및 제2가열실(30)이 각각 구비하는 전열관(21, 31)의 내부로 해수 등의 피처리액을 도입하여 관내에서 증발시킴과 아울러, 제1가열실(20)에는 가열용 유체로서 온수를 도입함으로써 저온의 폐열을 이용하여 응축수를 생성할 수 있기 때문에, 조수장치(1)의 소형화 및 고효율화를 도모할 수 있다.

본 실시형태의 조수장치(1)는, 제1가열실(20)의 가열용 유체가 온수인 것에 비해 제2가열실(30)의 가열용 유체가 증기이기 때문에, 예를 들면 제1가열실(20)의 내압(內壓)이 0.5MPa인 것에 비해, 제2가열실(20)의 내압이 -0.1MPa이 되고, 구획판(14)의 양측에서의 압력차(壓力差)가 커지게 된다. 이러한 상황에서, 폐쇄판(13)을 용기본체(11)에 착탈(着脫)할 수 있게 설치할 경우, 구획판(14)이 증기의 내압차(內壓差)에 의하여 만곡(彎曲)함으로써 폐쇄판(13)과 구획판(14) 사이에 틈새가 발생하고, 이 틈새를 통하여 제1가열실(20)로부터 제2가열실(30)로 해수가 침입(侵入)하여 제2가열실(30)로 도입된 증기의 순도(純度)를 저하시킬 우려가 있다.

그래서 본 실시형태에 있어서는, 도2에 나타내는 바와 같이 용기본체(11)에 일체(一體)로 형성된 구획판(14)의 상단면에, 복수의 볼트구멍(bolt孔)(14a)을 동일한 간격으로 형성하고, 용기본체(11)의 둘레 가장자리 플랜지부(周緣flange部)에 다수 형성된 볼트구멍(11a)과 함께 구획판(14)의 볼트구멍(14a)을 폐쇄판(13)과의 연결에 사용함으로써 상기의 문제를 해소하고 있다. 즉 도3에 나타내는 바와 같이 폐쇄판(13) 및 구획판(14)에 볼트구멍(13a, 14a)을 각각 형성하고, 볼트 등의 연결구(連結具)(16)에 의해 폐쇄판(13)을, 개스킷(gasket)(14b)을 사이에 두고 용기본체(11) 및 구획판(14)의 상단면에 고정하고 있다. 이와 같이 폐쇄판(13)과 구획판(14)의 사이를 연결구(16)에 의하여 착탈할 수 있게 연결함으로써 유지보수성을 양호하게 유지하면서, 구획판(14)의 변형에 의하여 틈새가 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 또한 바닥판(12)과 구획판(14)의 하단면 사이는, 용접 등에 의하여 일체로 고정하여도 좋고, 또는 상기한 폐쇄판(13) 및 구획판(14)의 연결구조와 같이, 착탈할 수 있게 연결하여도 좋다.

도1에 나타내는 바와 같이 프레임(40)의 내부에 설치된 하부분리벽(43)은, 응축기(50)의 수용부재(51)의 하면으로부터 수하(垂下)하도록 설치되어 있고, 하부분리벽(43)의 하단면은 폐쇄판(13)의 상면에 접하고 있다. 도3에 나타내는 바와 같이 프레임(40) 및 하부분리벽(43)과 폐쇄판(13)의 사이에는 개스킷(43a)이 끼워져 있고, 폐쇄판(13)의 볼트구멍(13a)에 삽입된 연결구(16)가 하부분리벽(43)의 하단면에 의하여 덮어져 있다. 폐쇄판(13)의 상면으로부터의 연결구(16)의 돌출을 방지하기 위하여, 연결구(16)는 저두 볼트(低頭 bolt)인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하여 연결구(16)에 의한 폐쇄판(13)과 구획판(14)의 연결상태를 더 확실하게 유지할 수 있다.

도4는 프레임(40)의 평면도로서, 덮개판(42)을 떼어낸 상태를 나타내고 있다. 또한 도5는 수용부재(51)에 부착된 지지부재(63)의 측면도이다. 도4 및 도5에 나타내는 바와 같이 프레임(40)은, 수평으로 연장되는 수용부재(51)의 일방측벽(一方側壁)에 제1기수분리실(60)을 향해서 수평으로 돌출하는 복수의 브래킷(bracket)(66)이 용접 등에 의하여 고정되어 있다. 복수의 브래킷(66)에는, 띠모양의 지지부재(63)의 양단부가, 각각 브래킷(66)에 나사(66a)로 부착되어 있다. 지지부재(63)는, 폭방향이 연직방향이 되는 방향으로 고정되어 있다. 데미스터(62)는, 프레임(40)의 내벽면과 수용부재(51)의 측벽의 사이의 공간 전체를 차지하는 형상 및 크기로 되어 있고, 평면에서 볼 때에 곡선모양이 되는 지지부재(63)의 폭방향 가장자리부에 탑재된다.

수용부재(51)의 타방측벽에는, 제2기수분리실(70)을 향해서 수평으로 돌출하는 복수의 브래킷(76)이 용접 등에 의하여 고정되어 있고, 상기의 지지부재(63)와 같이, U자 모양으로 만곡시킨 띠모양의 지지부재(73)의 양단부가 각각 브래킷(76)에 부착되어 있다.

이와 같이 응축기(50)에 부착된 지지부재(63, 73)만에 의하여 데미스터(62, 72)의 전체를 지지할 수 있도록 구성함으로써, 프레임(40)의 내벽면에는 데미스터(62, 72)의 지지부재가 불필요하게 된다. 따라서 데미스터(62, 72) 지지용의 돌기물이 프레임(40)의 내벽면에 존재하지 않게 되기 때문에, 조립 시의 작업효율을 향상시킬 수 있다. 프레임(40)은, SS400 등의 저렴한 재료를 사용하여 형성하고, 내벽면에 내식도장을 용이하게 실시할 수 있어, 저비용화 및 내구성의 양립을 도모할 수 있다.

또한 지지부재(63, 73)가 응축기(50)에 부착됨으로써 데미스터(62, 72)가 중앙측에서 떨어짐이 발생하기 어려워, 데미스터(62, 72)를 지지부재(63, 73)로 더 확실하게 지지할 수 있다. 또한 데미스터(62, 72)가 띠모양의 지지부재(63, 73)의 가장자리부에 의하여 선모양으로 지지됨으로써 증기의 통과영역을 확보하면서, 데미스터(62, 72)의 안정된 지지가 가능하다. 본 실시형태의 데미스터(62, 72)의 지지구조는, 특히 프레임(40)이 소형화되어 데미스터(62, 72)의 설치 스페이스가 좁은 경우에 유효하다.

지지부재(63, 73)의 형상은, 데미스터(62, 72)의 전체를 확실하게 지지하는 관점에서 본 실시형태와 같이 U자모양인 것이 바람직하지만, 다각형 모양이나 파도모양 등의 갖가지 형상으로 굴곡(屈曲) 또는 만곡시킨 형상으로 할 수 있다.

또한 상기 특허문헌2에 개시된 종래의 조수장치는, 밀폐통의 내벽면에서 돌출하는 결합편에 의하여 데미스터의 둘레 가장자리부가 지지되어 있다. 이러한 데미스터의 지지구조는, 밀폐통을 내식성이 낮은 저렴한 재료로 형성하고 있기 때문에 내벽면에 내식도장을 실시할 필요가 있지만, 결합편을 말끔히 도장하기 위해서는 번거롭고, 또한 내부부품의 부착 때에, 결합편이 방해되어 작업성이 나쁘다는 문제가 있었다. 또한 데미스터는, 결합편에 의하여 지지되는 밀폐통 내벽측과 반대측에서 떨어짐이 발생하기 쉬어, 기액분리를 안정적으로 할 수 없기 때문에, 응축수의 순도가 저하될 우려가 있었다.

이상에서, 본 발명의 1실시형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명의 구체적인 태양(態樣)은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 본 실시형태에 있어서는, 폐쇄판(13)을, 구획판(14)의 끝면에 개스킷(14b)를 사이에 두고 연결구(16)에 의하여 착탈할 수 있게 고정함으로써 구획판(14)을 보강하고 있지만, 도6에 나타내는 바와 같이 용기본체(11)의 제1가열실(20)에 대하여 저압측이 되는 제2가열실(30)에, 보강부재(補强部材)(17)를 배치하여도 좋다.

보강부재(17)는, 용기본체(11)의 내벽면과 구획판(14)의 측면 사이에 삽입되는 블록모양의 부재로서, 복수 개가 상하방향으로 틈새를 두고 배치되어 있다. 이 구성에 의해서도, 구획판(14)이 제2가열실(30)측으로 부풀어짐을 억제하여 제2가열실(30)에 해수가 침입하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 보강부재(17)에 의한 보강구조는, 상기한 연결구(16)에 의한 폐쇄판(13) 및 구획판(14)의 연결구조와 조합시킬 수도 있다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 용기본체(11)의 구획판(14)을 연직방향을 따라 설치함으로써, 용기본체(11)의 내부를 좌우로 분할하고 있지만, 구획판(14)을 수평으로 설치해서 용기본체(11)의 내부를 상하로 분할함으로써 제1가열실(20) 및 제2가열실(30)을 형성하여도 좋다.

또한 본 실시형태에 있어서는, 응축기(50)가 내장하는 예열기(55)가, 제1기수분리실(60)에 배치된 구성으로 하고 있지만, 도7에 나타내는 바와 같이 예열기(55)가, 제2기수분리실(70)에 배치된 구성이어도 좋아, 응축기(50)에 공급된 피처리액은, 제2기수분리실(70)의 증기를 응축한 후에, 일부가 예열기(55)로 예열되어서 제1도입실(15b)로 도입되고, 잔부가 배수로서 배출된다. 또는 도8에 나타내는 바와 같이 예열기(55)가, 제1기수분리실(60)에 배치된 제1예열기(55a)와, 제2기수분리실(70)에 배치된 제2예열기(55b)를 구비하는 구성이어도 좋아, 응축기(50)에 공급된 피처리액은, 제2기수분리실(70)의 증기를 응축한 후에, 일부가 제2예열기(55b) 및 제1예열기(55a)에서 예열되어 제1도입실(15b)로 도입되고, 잔부가 배수로서 배출된다.

또한 본 실시형태의 조수장치(1)는, 2중효용형으로 하고 있지만, 용기본체(11)를 복수의 구획판으로 구획함으로써 3개 이상의 가열실을 형성하고, 전단(前段)의 가열실에서 생성된 증기를 후단(後段)의 가열실의 가열용 유체로서 이용함으로써 3중 이상의 다중효용형으로 할 수도 있다. 한편, 응축기에 고정된 지지부재에 의하여 데미스터를 지지하는 구성에 대해서는, 구획판을 갖지 않는 단효용형이어도 좋고, 단효용형 또는 다중효용형의 어느쪽의 조수장치에 있어서도, 응축기(50)의 수용부재(51)를 이용해서 지지부재(63)를 지지할 수 있다. 응축기(50)에 대한 지지부재(63)의 부착위치는, 반드시 본 실시형태와 같이 수용부재(51)일 필요는 없고, 지지부재(63)를 부착할 수 있는 다른 위치이어도 좋다.

용기본체(11)와 폐쇄판(13)의 연결은, 본 실시형태에 있어서는, 도2에 나타내는 바와 같이 용기본체(11)의 둘레 가장자리 플랜지부에 다수 형성된 볼트구멍(11a)에, 개스킷을 사이에 두고 볼트 등의 연결구를 삽입함으로써 이루어지고 있지만, 도9에 나타내는 바와 같이 용기본체(11)의 통모양 단부의 외면 전체둘레에 필릿용접(fillet溶接)에 의한 용접부(W1)를 형성함으로써, 용기본체(11)와 폐쇄판(13)을 연결할 수도 있다. 용기본체(11)와 바닥판(12)의 연결도, 용기본체(11)의 통모양 단부의 외주에 용접부(W2)를 형성할 수 있다. 이 경우에 있어서 바닥판(12) 및 폐쇄판(13)과 구획판(14)의 연결은, 본 실시형태와 같이 개스킷을 사이에 두고 연결구에 의하여 이루어지는 것이 가능하다. 또는 도10(a)에 나타내는 바와 같이 구획판(14)의 두께방향의 양측에 용접부(W3, W4)를 형성함으로써, 폐쇄판(13)(또는 바닥판(12))과 구획판(14)을 연결할 수 있다. 또한 도10(b)에 나타내는 바와 같이 폐쇄판(13)(또는 바닥판(12))에 관통구멍(13b)을 형성하고, 이 관통구멍(13b)에 용접부(W5)를 형성함으로써, 폐쇄판(13)(또는 바닥판(12))과 구획판(14)을 연결할 수 있다. 폐쇄판(13)에 형성되는 관통구멍(13b)은, 하부분리벽(43)과 폐쇄판(13)의 사이에 삽입되는 개스킷(43a)에 의하여 폐쇄되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.

제2가열실(30)의 공급구(33)에는, 주로 증기로 이루어지는 가열용 유체가 고속으로 도입되므로, 공급구(33)와 제2가열실(30)의 사이에, 도입된 가열용 유체가 충돌하는 충돌판을 구비하는 체류부(滯留部)를 삽입시킴으로써, 전열관(31)에 있어서의 열교환효율을 향상시킬 수 있다. 단, 이 구성은, 공급구(33)가 가열기(10)로부터 외측으로 크게 튀어 나옴으로써, 조수장치(1)가 대형화될 우려가 있다. 그래서 도11에 나타내는 바와 같이 용기본체(11)의 외주면에 용접 등에 의하여 고정된 체류부(18)를 설치하고, 체류부(18)의 내부공간이, 용기본체(11)의 측벽에 형성된 연통부(連通部)(18a)를 통하여 제2가열실(30)에 연통함과 아울러, 공급구(33)로부터 체류부(18)에 가열용 유체를 도입할 때에, 가열용 유체가 용기본체(11)의 외주면에 충돌하도록 구성하는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 용기본체(11)의 외주면이 상기한 충돌판의 역할을 하기 때문에, 체류부(18) 내에 충돌판을 새롭게 설치할 필요가 없고, 조수장치(1)의 구성을 컴팩트(compact)하게 유지할 수 있다. 용기본체(11)의 외주면에 있어서의 가열용 유체의 충돌 장소는, 특별하게 한정되지는 않지만, 연통부(18a)의 하방(下方)인 것이 바람직하다.

도11은 도9에 나타내는 가열기(10)의 변형예를, 도9의 A-A단면을 따라 나타내는 단면도이다. 공급구(33)로부터 제2가열실(30)에 도입된 가열용 유체는, 상하로 배치된 방해판(35, 35)에 의하여 구불구불하게 구획판(14)을 따라 흘러서, 배출구(34)로부터 배출된다. 폐쇄판(13)과 상방의 방해판(35)의 간격(S1), 상하의 방해판(35, 35)의 간격(S2) 및 하방의 방해판(35)과 바닥판(12)의 간격(S3)은, S1>S2>S3인 것이 바람직하다. 제2가열실(30)에 있어서의 방해판(35)의 수나 배치는 특별하게 한정되지 않지만, 공급구(33)로부터 도입되는 가열용 유체는, 제2가열실(30)의 내부에 있어서 서서히 응축되기 때문에 도11에 나타내는 구성과 같이, 폐쇄판(13), 복수의 방해판(35) 및 바닥판(12)에 의하여 제2가열실(30) 내에 형성되는 가열용 유체의 유로를, 상류측으로부터 하류측을 향해서 서서히 좁아지도록 구성함으로써, 전열관(31)의 전체를 효율적으로 가열할 수 있다.

제2가열실(30)에 설치되는 방해판은, 도6에 나타내는 보강부재(17)와 겸용할 수도 있다. 즉 도12에 나타내는 바와 같이 보강부재(17)와 폐쇄판(13) 및 바닥판(12)의 사이에, 각각 틈새(17a, 17b)를 형성함으로써, 가열용 유체의 흐름을 보강부재(17)가 상하로 분단(分斷)할 수 있다. 이와 같이 보강부재(17)를 방해판으로서 기능을 하게 함으로써 새롭게 방해판을 설치할 필요가 없고, 조립공수를 감소할 수 있다. 보강부재(17)에 의한 가열용 유체의 흐름의 분단은, 보강부재(17)가 좌우로 틈새를 형성하여 이루어질 수 있거나 혹은 보강부재(17)에 복수의 개구나 홈을 형성하여 이루어질 수 있다.

데미스터를 지지부재에 의하여 지지하는 구성에 대해서, 본 실시형태에 있어서는, 응축기(50)가 프레임(40)의 내부에 수용된 부분에 지지부재(63, 73)를 고정하고 있지만, 프레임(40)의 내부에 있어서의 내벽면 이외의 장소에 지지부재(63, 73)를 고정하여도 좋다. 가열기(10) 또는 응축기(50)는, 적어도 일부를 프레임(40)의 내부에 수용할 수 있고, 가열기(10) 또는 응축기(50)가 프레임(40)의 내부에 수용된 부분에 지지부재(63, 73)를 고정하여 데미스터(62, 72)를 지지할 수 있다. 예를 들면 도1에 나타내는 가열기(10)의 상부를 연장해서 프레임(40)의 내부에 수용하고, 이 수용된 부분의 외벽면으로부터 상방으로 연장되도록 지지부재(63, 73)를 고정하여도 좋다.

1 조수장치
10 가열기
11 용기본체
13 폐쇄판
14 구획판
17 보강부재
20 제1가열실
21 전열관
30 제2가열실
31 전열관
40 프레임
43 하부분리벽
44 상부분리벽
50 응축기
51 수용부재
52 전열관
60 제1기수분리실
61 기수분리판
62 데미스터
63 지지부재
70 제2기수분리실
71 기수분리판
72 데미스터
73 지지부재

Claims

피처리액(被處理液)을 가열하여 증기를 생성하는 가열기(加熱器)와, 상기 가열기에서 생성된 증기를 응축하는 응축기(凝縮器)를 구비하고,
상기 가열기는, 용기본체(容器本體)의 내부가 구획판(區劃板)에 의하여 구획되어서 복수의 가열실이 형성된 조수장치(造水裝置)로서,
상기 각 가열실은, 각각 복수의 전열관(傳熱管)을 구비하고, 상기 전열관의 내부로 도입된 피처리액을, 상기 전열관의 외부로 도입된 가열용 유체(加熱用流體)에 의하여 가열하도록 구성되어 있고,
전단(前段)의 상기 가열실에는, 온수(溫水)를 가열용 유체로서 도입하고,
후단(後段)의 상기 가열실에는, 온수에 의한 가열에 의하여 전단의 상기 가열실에서 생성된 피처리액의 증기를 가열용 유체로서 도입하는
조수장치.
제1항에 있어서,
상기 가열기는, 상기 용기본체의 개구부(開口部)를 밀폐하는 폐쇄판(閉鎖板)을 구비하고, 복수의 상기 전열관이, 상기 폐쇄판을 관통하도록 배치되어 있고,
상기 폐쇄판은, 상기 구획판의 끝면에, 개스킷(gasket)을 사이에 두고 연결구(連結具)에 의하여 착탈(着脫)할 수 있도록 고정되어 있는
조수장치.
제2항에 있어서,
상기 가열기에 상기 폐쇄판을 통하여 연결되고, 상기 응축기를 지지하는 프레임(frame)을 더 구비하고,
상기 프레임은, 내부가 분리벽(分離壁)에 의하여 분할되어서, 상기 각 가열실에 대응하는 복수의 기수분리실(氣水分離室)이 형성되어 있고,
상기 분리벽은, 끝면이 개스킷을 사이에 두고 상기 연결구를 덮도록 배치되어 있는
조수장치.
제1항에 있어서,
상기 구획판을 사이에 두고 후단측의 상기 가열실에 배치되어, 상기 구획판을 내부로부터 보강하는 보강부재(補强部材)를 구비하는 조수장치.
제4항에 있어서,
상기 보강부재는, 후단측의 상기 가열실에 있어서의 가열용 유체의 흐름을 분단(分斷)하도록 배치되어 있는 조수장치.
제1항에 있어서,
상기 용기본체의 외주면에 설치된 체류부(滯留部)를 더 구비하고,
상기 체류부는, 내부가 상기 용기본체의 측벽에 형성된 연통부(連通部)를 통하여 후단측의 상기 가열실로 연통하고 있고,
상기 체류부에 도입되는 가열용 유체가, 상기 용기본체의 외주면에 충돌하도록 구성되어 있는
조수장치.
제1항에 있어서,
후단의 상기 가열실에 형성되는 가열용 유체의 유로가, 상류측으로부터 하류측으로 향해서 서서히 좁아지도록 구성되어 있는 조수장치.
제1항에 있어서,
상기 가열기 또는 상기 응축기의 적어도 일부를 내부에 수용하는 프레임을 더 구비하고,
상기 프레임은, 상기 가열기에서 생성된 증기에 포함되는 액적을 제거하는 데미스터(demister)와, 상기 가열기 또는 상기 응축기가 상기 프레임의 내부에 수용된 부분에 고정되어서 상기 데미스터를 지지하는 지지부재(支持部材)를 구비하는
조수장치.
제8항에 있어서,
상기 지지부재는, 띠모양의 부재를 굴곡(屈曲) 또는 만곡(彎曲)시킨 형상을 갖고 있고, 폭방향 가장자리부에 있어서 상기 데미스터를 지지하는 조수장치.
제9항에 있어서,
상기 지지부재는 U자 모양으로 만곡되는 조수장치.
제8항에 있어서,
상기 응축기는, 상기 프레임의 내부 중앙을 관통하도록 배치되어 있고,
상기 지지부재는, 상기 응축기의 양측에 각각 설치되어 있는
조수장치.
피처리액을 가열하여 증기를 생성하는 가열기와, 상기 가열기에서 생성된 증기에 포함되는 액적을 제거하는 데미스터를 갖는 프레임과, 액적이 제거된 증기를 응축하는 응축기를 구비하는 조수장치로서,
상기 데미스터는, 상기 가열기 또는 상기 응축기가 상기 프레임의 내부에 수용된 부분에 고정된 지지부재에 의하여 지지되어 있는 조수장치.
제12항에 있어서,
상기 지지부재는, 띠모양의 부재를 굴곡 또는 만곡시킨 형상을 갖고 있고, 폭방향 가장자리부에 있어서 상기 데미스터를 지지하는 조수장치.
제13항에 있어서,
상기 지지부재는 U자 모양으로 만곡되는 조수장치.
제12항에 있어서,
상기 응축기는, 상기 프레임의 내부 중앙을 관통하도록 배치되어 있고,
상기 지지부재는, 상기 응축기의 양측에 각각 설치되어 있는
조수장치.