TWI332485B - Plate type fresh water generator - Google Patents

Description

1332485 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明為以海水等做為原料水，對該原料水加熱予以沸 騰蒸汽，再藉使所發生之水蒸汽凝結而製造淡水的造水裝 置中，為關於使用，在前述原料水之加熱蒸發，及，水蒸 汽之凝結時，層疊複數片傳熱板，使在其間形成流體之通 路，如此構成之板式熱交換器的板式造水裝置。 【先前技術】 在曰本專利特開平9 - 2 9 9 9 2 7號公報中已有記載先前技 術之此種板式造水裝置。 亦即，此一板式造水裝置為，在支持板之正反兩面中之 一面，層疊複數片熱交換板使其間形成流體通路，如此構 成加熱用板式熱交換器，及，同樣的層疊複數片熱交換板 使其間形成流體通.路，如此構成凝結用板式熱交.換器，在 另一面側各別安裝圓筒形之氣體分離槽，在前述加熱用板 式熱交換器中，使原料水在柴油機中使循環冷卻水等作為 熱源而加熱使其沸騰蒸發，再使此沸騰蒸發之濃縮原料水 及水蒸汽導入前述氣液分離槽内，在該氣液分離槽内將所 分離的水蒸汽導入前述凝結用板式熱交換器，在此處和冷 卻水作熱交換而藉凝結製造成淡水。 但是，在上述先前技術中之板式造水裝置，在加熱用板 式熱交換器中以加熱而沸騰蒸發之沸騰水，亦即使濃縮原 料及水蒸汽介由剖面呈圓形之導管導入和前述加熱用板式 熱交換器反對側位於夾著前述支持板之氣液分離槽内，另 6 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 一方面在前述氣液分離槽内再將所分離的水蒸汽，介 一剖面呈圓形之導管導入和前述氣液分離槽反對側位 著前述支持板之凝結用板式熱交換器，如此所構成。 因此，在加熱用板式熱交換器中沸騰蒸發所發生的 水中之水蒸汽，介由圓形導管流入氣液分離槽内再自 液分離槽内介由圓形導管被導入凝結用板式熱交換器 間，其流動的壓力損失很大，此一巨大的壓力損失部 會減低原料水之蒸發量，亦即減低淡水的製造量。 而且，由於前述氣液分離槽為圓筒形，因此會自安 支持板大大地突出，因此其全體變成大型化而且也有 增加的問題。 又，在前述先前技術之板式造水裝置的加熱用板式 換器中，自其層疊方向觀看時，自該加熱用板式熱交 之沸騰水（濃縮原料水及水蒸汽）的排出位於一端上部 落部，另一方面，自層疊方向觀看時，對該加熱用板 交換器的原料水供給口則位於另一端下部之角落部， 在各個熱交換板間，流體通路中的原料水會流入，在 蒸發之原料水通路内中，在其一端下部中之角落部及 端上部之角落部，前述原料水的流動則會停滯，由於 變成不均等，因此不能使熱交換板全體作有效的熱交 用，因此除了會減低該部分之效率外，也會成為部分 發生之原因。 本發明其技術上課題為提供可解除此等問題之板式 水裝置。 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 由同 於夾 沸騰 該氣 之 分則 裝台 重量 熱交 換器 之角 式熱 因此 沸騰 另一 流動 換活 水垢 造 7 1332485 【發明内容】 本發明之第1態樣為，在支持板中一邊的面側，配設有 對原料水和加熱用流體作熱交換而沸騰蒸發的加熱用板式 熱交換器；及，對水蒸汽和冷卻用流體作熱交換而凝結的 凝結用板式熱交換器；在支持板中之另一邊的面側則各別 配設可分離原料水和水蒸汽之氣液分離槽所構成之板式造 水裝置中，其特徵為，在前述支持板上，使加熱用板式熱 交換器中在自各原料水通路連通至沸騰水排出通路之沸騰 水排出口；及，前述凝結用板式交換器中之在對各水蒸汽 通路連通至水蒸汽進入通路之水蒸汽進入口 ，在該支持板 中之另一面開口 ，另一方面，使前述氣液分離槽在前述支 持板中之另一面，使前述加熱用板式熱交換器中之前述沸 騰水排出口及前述凝結用板式熱交換器中之前述水蒸汽進 入口於該氣液分離槽内直接開口而安裝。 依據此一構成，在加熱用板式熱交換器中所沸騰蒸發之 沸騰水，亦即水蒸汽及濃縮原料水，不必如先前技術般經 過導管即可直接導入至氣液分離槽内。又，由於在該氣液 分離槽内所分離之水蒸汽不必如先前技術般經過導管即可 直接導入凝結用板式熱交換器，因此其可大幅度減低自前 述加熱用板式熱交換器經過前述氣液分離槽内到達前述凝 結用板式熱交換器間之水蒸汽流動的壓力損失。因此僅只 減低此一壓力損失之部分即可達成增大原料水之蒸發量， 亦即淡水之製造量。 又，由於前述氣液分離槽不必介由導管而可直接對支持 8 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 板安裝，因此其比起先前技術也可使全體小型•輕量化。 本發明之第2態樣為，除了前述第1態樣外，使前述加 熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路及和其連通之沸騰 水排出口；及，前述凝結用板式熱交換器中之水蒸汽進入 通路及和其連通之水蒸汽進入口；可構成互相平行或大致 平行延伸之長溝孔之形態，如此為其特徵。 依據此一構成，首先第一，在前述氣液分離槽内，自加 熱用板式熱交換器中之沸騰水排出口至凝結用板式熱交換 器中之水蒸汽進入口為止的距離，比起先前技術構成圓形 之情形可變得更短。第二，在前述氣液分離槽内自前述沸 騰水排出口至前述水蒸汽進入口之水蒸汽的流動，亦可比 先前技術構成圓形之情形變得更順利，同時，前述加熱用 板式熱交換器中之各原料水通路内，及前述凝結用板式熱 交換器中之各水蒸汽通路内的流體之流動也可變成順利。 第三，前述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路及和 其連通之沸騰水排出口；及，前述凝結用板式熱交換器中 之水蒸汽進入通路及和其連通之水蒸汽進入口中的通路剖 面積，比起先前技術構成圓形之情形可變成更大。 因此，此等三個作用相結合，可更減低水蒸汽之流動的 壓力損失，而可更促進原料水之蒸發量，亦即增加淡水的 製造量。 本發明之第3態樣為，除了前述第1態樣外，前述加熱 用板式熱交換器中之熱交換板；和前述凝結用板式熱交換 器中之熱交換板；為構成一體的熱交換板，如此為其特徵。 9 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 根據此一構成，由於前述加熱用板式熱交換器及凝 板式熱交換器為一體的構造，因此可更謀求其小型· 化，同時，也可一舉簡單地實施各熱交換板之壓製加 因此其可達成製造成本之減低。 本發明之第4態樣為，在前述第1〜第3之任一態I 前述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路及和其 的沸騰水排出口，自該加熱用板式熱交換器中之層疊 觀看時，位於上端中之大致中央部位，另一方面，前 熱用板式熱交換器中對各原料水通路的原料水進入通 至少有2個，且自該加熱用板式熱交換器中，自層疊 觀看時，位於下端中之左右兩側的角落部，如此為其半 根據此一構成，加熱用板式熱交換器為小型之情形 原料水自下側部分可一面朝向上側中之大致中央部分 蒸發而一面上昇。因此在下側的左右兩側之角落部及 左右兩側的角落部中，可迴避原料水之流動發生停滯 可全面有效活用各熱交換板的熱交換，除了該部分的 可增加外，也可部分抑制水垢的發生。 本發明的第5態樣為，在前述第1〜第3任一態樣 前述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路構成為 的長溝孔之形態，且自該加熱用板式熱交換器中之層 向觀看時，位於上端中之大致中央部位，另一方面， 加熱用板式熱交換器中對各原料水通路的原料水進入 路，自該加熱用板式熱交換器中之層疊方向觀看時， 下端之部位，如此為其特徵。 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 結用 輕量 工 。 k中， 連通 方向 述加 路， 方向 F徵。 時， 沸騰 上側 ， 而 效率 中， 橫長 疊方 前述 通 位於 10 1332485 根據此一構成，前述加熱用板式熱交換器為小型之情形 時，由於自各原料水通路往沸騰水排出通路之沸騰水的流 入是在橫方向各部位實施，因此在下側的左右兩側之角落 部中，可確實減少原料水之流動的停滯。 — 【實施方式】 以下依照圖式說明本發明實施之形態。 圖1〜圖4表示第1實施之形態。在此些圖中，符號1 表示自地面等立設有支架式的支持板，在此支持板1中一 邊的側面1 a上，各別在其下部安裝有加熱用板式熱交換器 2，在其上部安裝有凝結用板式熱交換器3，另一方面，在 前述支持板1中之另一側面1 b則安裝有氣液分離槽4。 前述加熱用板式熱交換器2，為如圖2及圖3所示，構 成為，在前述支持板1中之一邊側面la，交互層ΐ複數片 以前所被熟知之在橫方向成為長的.長方形之薄金屬板製的 熱交換板2 a和複數片密封體2 b，此層疊體被藉以複數根 螺栓2d使配設在一端面的面板2c繫緊在前述支持板1 上，在前述各熱交換板2a之間交互形成複數個原料水通路 2 e及複數個加熱流體通路2 f。 又，在前述加熱用板式熱交換器2之内部，於前述各原 料水通路2e連通之至少2個原料水進入通路2g，自層疊 方向觀看時，被形成在下側的左右兩角落部之部分延伸， 而在前述原料通路2e連通之沸騰水排出通路2h，自其層 疊方向觀看時，被形成在上側的大致中央部分延伸，即各 別被在層疊方向延伸。 11 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 又，在前述加熱用板式熱交換器2之内部，在前述各加 熱流體通路2 f連通之至少1個加熱流體進入通路2 i，自 其層疊方向觀看時，被形成在一端部側的部位延伸，而在 前述各加熱流體通路2 f連通之至少1個加熱流體排出通路 2 j，自其層疊方向觀看時，被形成在另一端部側之部位延 伸，即各別被在層疊方向延伸。 另一方面，前述凝結用板式熱交換器3，如圖2及圖4 所示，在前述支持板1中之一邊的側面1 a，交互層疊有複 數片以前所被熟知之在橫方向成為長的長方形之薄金屬板 製的熱交換板3 a和複數片密封體3 b，此層疊體被藉以複 數根螺栓3 d使配設在一端面的面板3 c繫緊在前述支持板 1上，在前述各熱交換板3a之間交互形成複數個水蒸汽通 路3 e及複數個冷卻流體通路3 f。 又，在前述凝結用板式熱交換器3之内部，在前述各水 蒸汽通路3 e連通之1個水蒸汽進入通路3 g，自其層疊方 向觀看時，被形成在上側之大致中央部分延伸，在前述水 蒸汽通路3 e連通之至少2個凝結水排出通路3 h，自其層 疊方向觀看時，被形成在下側的左右兩角落部之部分延 伸，即各別被在層疊方向延伸。 又，在前述凝結用板式熱交換器3之内部，在前述各冷 卻流體通路3 f連通之至少1個冷卻流體進入3 i，自其層 疊方向觀看時，被形成在一端部側之部分延伸，而在前述 各冷卻流韹通路3 f連通之至少1個冷卻流體排出通路 3 j，自其層疊方向觀看時，被形成在另一端部側的部分延 12 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 伸，即各別在層疊方向延伸。 又，在前述支持板1，使在前述加熱用板式熱交換器2 中在各原料水進入通路2 g連通之原料水進入口 5、在沸騰 水排出通路2h連通.之沸騰水排出口 6、連通在加熱流體進 入通路2 i之加熱流體進入口 7及連通在加熱流體排出通路 2 j之加熱流體進入口 8，使此些各口 5〜8在支持板1中之 另一側面lb開口。 又，在前述支持板1，使在前述凝結用板式熱交換器3 中連通水蒸汽進入通路3 g之水蒸汽進入口 9、連通至各凝 結水排出通路3 h之凝結水排出口 1 0、連通至冷卻流體進 入通路3 i之冷卻流體進入口 1 1及連通至冷卻流體排出通 路3 j之冷卻流體排出口 1 2，使此等各個口 9〜1 2在支持 板1中之另一側面1 b開口。 在此情況下，使前述加熱用板式熱交換器2中之沸騰水 排出通路2h及沸騰水排出口 6 ;及，前述凝結用板式熱交 換器3中之水蒸汽進入通路3 g及水蒸汽進入口 9 ;各自在 橫方向形成長的長溝孔之形態，同時，使前述沸騰水排出 通路2h及沸騰水排出口 6中之長溝孔；及，前述水蒸汽進 入通路3g及水蒸汽進入口 9中之長溝孔；使此等構成互相 平行或大致平行。 又，在前述支持板1中另一側面lb上要安裝前述氣液 分離槽4時，此氣液分離槽4的一個側面開放，此開放的 側面密著在前述支持板1中之另一側面1 b，再使前述沸騰 水排出口 6及前述水蒸汽進入口 9兩者直接在氣液分離槽 13 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 4内開口而以凸緣接合來安裝。 在氣液分離槽4之底部被設有濃縮原料水之排出1 3。在 氣液分離槽4的内部中前述沸騰水排出口 6和前述水蒸汽 進入口 9之間之部分，設有為了捕集水蒸汽中的水滴之除 霧器14。 在此構成中，原料水為自原料水進入口 5及原料水進入 通路2 g流入加熱用板式熱交換器2中之各原料水通路2 e 内，在此處，藉和在鄰近的加熱流體通路2 f内流動之加熱 流體作熱交換而被加熱因而沸騰蒸發。 此一沸騰蒸發所發生之沸騰水，亦即水蒸汽及濃縮原料 水，為介由沸騰水排出通路2 h及沸騰水排出口 6被導入氣 液分離槽4内，在此處，被分離為水蒸汽和濃縮原料水， 所分離的濃縮原料水自排出1 3被排出，另一方面所分離的 水蒸汽則介由水蒸汽進入口 9及水蒸汽進入通路3 g流入凝 結用板式熱交換器3中之各水蒸汽通路3 e内，在此處，藉和 在鄰近的冷卻流體通路3 f内流動之冷卻流體作熱交換而 被冷卻後變成凝結水，而自凝結水排出口 1 0被取出機外。 該此情況下，前述加熱用板式熱交換器2中之沸騰水排 出口 6及前述凝結用板式熱交換器3中之水蒸汽進入口 9，為藉在氣液分離槽4内直接開口，而可大幅減低自前述 加熱用板式熱交換器2經過前述氣液分離槽4内到達前述 凝結用板式熱交換器3間之水蒸汽流動的壓力損失。 又，此水蒸汽流動之壓力損失為藉使前述加熱用板式熱 交換器2中之沸騰水排出通路2h及沸騰水排出口 6 ;及， 14 312/發明說明書(補件)/93-08/93 ]】4688 1332485 俞述凝結用板式熱交換器3中之水蒸汽進入通路3 g及水蒸 汽進入口 9使其互相平行或大致平行地延伸之長溝孔形 態，因此可減短其間的距離，同時，水蒸汽之流動也可變 成順利，而可更加減低該水蒸汽流動之壓力損失。 又，在前述加熱用板式熱交換器2中，一方面使沸騰水 排出通路2 h及沸騰水排出口 6構成在加熱用板式熱交換器 2中自層疊方向觀看時，位在上端中之大致中央部位，另 一方面使前述加熱用板式熱交換器2中之2個原料水進入 通路2g及原料水進入口 5構成在該加熱用板式熱交換器2 中自層疊方向觀看時，位在下端中左右兩側的角落部，則 原料水變成自下側之左右兩角落部之部分朝向上側中之大 致中央部分一面沸騰蒸發而一面上昇，因此，在下側的左 右兩側之角落部及上側的左右兩側之角落部可迴避原料水 的流動發生停滞。 又，在此情況下，也可設有3個以上複數個前述原料水 進入通路2 g及原料水進入口 5，而將其中至少2個構成位 在下側中之左右兩側的角落部亦可。 又，加熱用板式熱交換器2在比較小型者時，則可將該 加熱用板式熱交換器2中之沸騰水排出通路2 h構成橫長之 長溝孔的形態，在該加熱用板式熱交換器2中自層疊方向 觀看時，位在上端中之大致中央部分，另一方面，使前述 加熱用板式熱交換器2中之對各原料水通路2 e的原料水進 入通路2g構成在該加熱用板式熱交換器2中自層疊方向觀 看，位在下端之部位時，則由於自各原料水通路2e對沸騰 15 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 水排出通路2h之沸騰水的流入變成在橫方向各處實施，因 此，在下側之左右兩側的角落部及上側的左右兩側的角落 部中，可確實減少原料水流動發生停滯之現象。 其次圖5為表示第2實施之形態。 該第2實施之形態為，在前述第1實施之形態中，藉使 前述加熱用板式熱交換器2中之各個熱交換板2a;及，前 述凝結用板式熱交換器3中之各個熱交換板2 a ;構成為一 體化，以1片熱交換板所構成之形態。其他之構成則和前 述第1實施之形態相同。 根據該第2實施之形態，由於前述加熱用板式熱交換器 2及前述凝結用板式熱交換器3為成一體的構造，因此， 其可更加謀求小型•輕量化。 【圖式簡單說明】 圖1表示第1實施形態之前視圖。 圖2為圖1之I I - I I視剖面圖。 圖3為圖1之I I I - I I I視剖面圖。 圖4為圖1之IV-IV視剖面圖。 圖5表示第2實施形態之縱剖前視圖。 (元件符號說明） 1 支持板 la' lb 側面 2 加熱用板式熱交換器 2a' 3 a 熱交換板 2b、3b 密封體 16 312/發明說明書(補件)/93-〇8/93114688 1332485 2c、3 c 面 板 2d、3d 螺 栓 2e 原 料 水 通 路 2f 加 熱 流 體 通 路 2g 原 料 水 進 入 通 路 2h 沸 騰 水 排 出 通 路 2 i 加 熱 流 體 進 入 通 路 2 j 加 熱 流 體 排 出 通 路 3 凝 結 用 板 式 熱 交 換器 3e 水 蒸 汽 通 路 3f 冷 卻 流 體 通 路 3g 水 蒸 汽 進 入 通 路 3h 凝 結 水 排 出 通 路 3i 冷 卻 流 體 進 入 通 路 3 j 冷 卻 流 體 排 出 通 路 4 氣 液 分 離 槽 5 原 料 水 排 出 口 6 沸 騰 水 排 出 〇 7、8 加 熱 流 體 進 入 σ 9 水 蒸 汽 進 入 Ό 10 凝 結 水 排 出 □ 1 1、1 2 冷 卻 流 體 進 入 13 濃 縮 原 料 水 排 出 14 除 霧 器 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 17

Claims (1)

1332485 拾、申請專利範圍： 1 . 一種板式造水裝置，在支持板中之一邊的面側，配設 有以原料水和加熱用流體作熱交換而沸騰蒸發原料水的加 熱用板式熱交換器；及，以和冷卻用流體作熱交換而凝結 水蒸汽的凝結用板式熱交換器；而在支持板中之另一邊的 面側，則配設有：可分離原料水和水蒸汽之氣液分離槽；如 此所構成之板式造水裝置中，其特徵為， 在前述支持板，使加熱用板式熱交換器中連通自各原料 水通路來的沸騰水排出通路之沸騰水排出口；及，前述凝 結用板式熱交換器中連通對各水蒸汽通路的水蒸汽進入通 路之水蒸汽進入口 ，其被設在該支持板中之另一邊的面而 呈開口 ，另一方面，使前述氣液分離槽在前述支持板中之 另一邊的面，使前述加熱用板式熱交換器中之前述沸騰水 排出口及前述凝結用板式熱交換器中之前述水蒸汽進入口 直接開口安裝在該氣液分離槽内。 2. 如申請專利範圍第1項之板式造水裝置，其中，使前 述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路及和其連通之 沸騰水排出口；及，前述凝結用板式熱交換器中之水蒸汽 進入通路及和其連通之水蒸汽進入口 ，構成互相平行或大 致平行而延伸之長溝孔的形態。 3. 如申請專利範圍第1項之板式造水裝置，其中，使 前述加熱用板式熱交換器中之熱交換板，和前述凝結用板 式熱交換器中之熱交換板，構成一體的熱交換板。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之板式造水裝 18 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688 1332485 置，使前述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路及和 其連通的沸騰水排出口 ，構成自該加熱用板式熱交換器中 之層疊方向觀看時位於上端中之大致中央部位，另一方 面，至少構成2個對前述加熱用板式熱交換器中之各原料 水通路的原料水進入通路，且自該加熱用板式熱交換器中 之層疊方向觀看時位於下端中之左右兩側的角落部。 5.如申請專利範圍第1至3項中任一項之板式造水裝 置，使前述加熱用板式熱交換器中之沸騰水排出通路構成 橫長的長溝孔之形態，且自該加熱用板式熱交換器中之層 疊方向觀看時，位於上端中之大致中央部位，另一方面， 使對前述加熱用板式熱交換器中之各原料水通路的原料水 進入通路，自該加熱用板式熱交換器中之層疊方向觀看 時，位於下端之部位。 19 312/發明說明書(補件)/93-08/93114688