JPS58112082A - 蒸発法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は将来の石油供給の逼迫に備え、所要供給エネル
ギーを総合的に有効に利用して、ランニングコストを低
減することを目的とした溶液の蒸発法に関するものであ
る。

即ち、蒸気ｌｆ縮蒸発器、多段蒸発器、さらにはエンジ
ン、圧縮機、熱交換器及び真空ポンプ倉組合せ、従来装
置で試みられた方法よりもエネルギー消費量の少ない方
式とし、海水、地下水、かん木、その他不純な水から純
水を分離し、あるいは所定一度の溶液を収得できる蒸発
法を提供するためになされたものである。蒸気圧ＮｉＪ
蒸発器は高温で蒸発、圧縮、凝縮の作＃をさせると蒸気
のイ度が高く圧縮しやすいし、比容積が小さいため装置
が小さくてよく、伝熱係数も高くなるので高温作動の方
法が採用されている。ところが常温の原料水を直接蒸発
器に導入すると蒸発器を所定の高温に維持することがで
きないので、高温になった排出水と熱交換させて予熱す
る方法が採られる。

本発明の一つはこの予熱段階に於ける熱交換を利用して
蒸発、凝縮を行わせ総合的に蒸留水量を増加させるもの
１である。

従来の蒸気圧縮蒸発器は圧Ｍ機が多くの動力を消費して
いたので、この動力に相当する発熱によって該蒸発器の
作動温度を高温に維持することができた。ところが蒸発
器の性能を向上させ切刃消費を減らす方法を採用した場
合の問題点は、作ｗノ温度維持のため外部から多量の熊
を尋人せねばならぬ点にある。

本発明の、他の一つはエンジンから発生する動力を蒸気
圧縮に用い、該エンジンから排出される冷却水の熱と排
ガスの熱を蒸発器の作動温度の維持に利用し、エンジン
の助平と蒸発器の温度を効率よくバランスさす、動力消
費が少なくても作１１！１度を十分高温に維持できるよ
うにするものである。

蒸発器の作動温度を高温に維持したときの利点は前述の
通りであるが、あまり温度が高すぎると原水からスケー
ルが発生したり、機器材料のｔＫ食が増加する弊害があ
るので、１００℃以下の適当な温度で作動させるのが好
ましい。ところか１００℃以下で蒸発、させるには温度
に応じた真空度に維持しなければならない。

本発明の他の一つは真空ポンプに入るガスおよび水蒸気
の体積を減らし、該ポンプの所要動力を減少させる方法
を与える。

本発明は上記の問題を解決し、省エネルギーに合致した
蒸発法に関するものであり、その実施例ヲ嵩付の図面に
よって説明する。

第１図において、約２０℃１５．ろｏｏｈ／ｈの海水は
ポンプ１によって汲み上げられ、分岐して一方は管２を
経て熱交換器６で約３００まで加熱されたのら、薬剤タ
ンク４より管５を経て、５ば硫酸９重合燐酸塩のごとき
スケール防止剤が添加され、管６を通り、多段フラッシ
ュ蒸発器のごとき多段蒸発器７の凝縮管束８を順次通過
して約７２．５℃まで温度上昇したのち、管９を通過し
脱ガス槽１０に至る。

この原料海水はノズル１１より噴射して溶存ガスを放出
したのち、管１２を経て蒸気圧８４発器１６の牧布装置
１４に溜まる。

この蒸気圧縮蒸発器１６はエンジン１５駆動発電機１６
による電力の供給を受ける圧縮機１７を具えており、散
布装置１４の下方に伝熱管束１８が位置し、さらにその
下方には加熱管束１９が設けられ、圧Ｍｋ１７の入口管
２０がケーシング２１に開口し、出口管２２が前記伝熱
管束１８の入口側ヘッダー２６に連絡しており、出口側
ヘッダ−２４下部の＃細水溜２５は管２６゜エンジンの
排熱ボイラー２７．及び管２８ヲ経て前記入口側ヘッダ
ー２６に連絡している。加熱管束１９してはエンジン１
５のジャケット冷却水ｍ項管路２９とポンプ６０が連絡
して、高温となったジャケット冷却水が加熱源となる。

エンジン１５には給油管５７が設けられている。

前述のとおり散布装置１４に溜まった海水は伝熱管束１
８に散布°され、管内の圧縮蒸気の高温によって蒸発し
、発生蒸気は圧縮機１７で約７６Ｃまで圧縮され、再ｖ
Ｎ環して熱交換し、自らは凝縮し出口側ヘッダー２４の
凝縮水溜２５に溜まる。伝熱管束１８から落下するやや
濃縮された海水は次いで約８５０のジャケット冷却水が
＃ｉ項する加熱管束１９で熱交換して蒸発し、発生蒸気
は上方の伝熱管束１８の発生邊蒸気と混合する。約７４
Ｃの４Ｍ海水は下部のＣ製麺プラインｆｆ１Ａ５１に溜
まる。ジャケット冷却水は約７８℃となってエンジンに
戻入する。−万、凝縮水溜２５に溜まった約７６０の凝
縮水は管２６を通り、約４００℃の排熱ボイラ２７で加
熱されて蒸発し、約７６０の蒸気となって管２８ヲ経て
入口側ヘラグー２６に導入され、圧縮機１７による圧ｍ
Ａ気と混合し伝熱管束１８に入る。上記のとおり蒸気圧
縮蒸発器１５においては、エンジン駆動による発生゛電
力と、ジャケット冷却水及び排ガスの保有燕は有効に利
用されている。

蒸気圧縮蒸発器１５の、４１Ｍブライン溜６１に溜まっ
た約７４℃の濃縮プラインは、管３２を経て多段蒸発器
７の最高温蒸発段６６の下部に導入される。多段蒸発器
７はオリフィス６４倉有する垂直の隔壁６５によって多
段に区画形成されており、下部にはｉｎ記凝縮水が流れ
る管２６から分岐管３６によって連絡する浸管型管束６
７が液面６８下に設けられ、出口管６９は最低温蒸発段
４０の＃細氷受皿４１上方に連絡している。この浸管型
管束６７には約７６Ｃの凝縮水が導入され、各段におい
て下部の４縮プラインは加熱蒸発するとともに、オリフ
ィス６４より順次低温段へフラッシュ蒸発し、発生蒸気
は共に上方の凝縮管束８で凝縮して受皿４１に溜ま゛す
、順次カスケードして管４２より約５４０となって収出
される。この凝縮水は造水ポンプ４５を通り熱交換ａ６
に入り、冷い原海水と熱交換し、約２４℃となって管４
４より６．２５０に９／ｈの割合で取出され、適宜使用
に供される。一方、−細ブラインは最低温蒸発段４０よ
り収出され、プラインポンプ４５．・熱交換器６を通過
し、約２４Ｃとなって管４６から７，７５０Ｋｇ／ｈの
割合で収出される。

蒸気圧縮蒸発器１６で発生した不凝縮性ガスは出口側ヘ
ッダー２４より管４７を通過し次のち多段Ｊ重器７から
の抽気と合流し管４８を通りデ轡赫キ４抽気冷却器４９
に入り、管２より分岐管５ｏを通って導入された、熱交
換ｅ、６に流入する前の、約２０Ｃの海水と直接接触し
て同伴する水蒸気は凝縮し、しかも低温になって体積の
減少した不凝縮性ガスを水封式真空ポンプ５１によって
大気へ放出するので真空ポンプを小型化できる。油気冷
却器４９の排水は管５２に経て嬢゛細プラインに混入排
秦する。なお各種ポンプの電力は発電機１６より供給さ
れることは勿論である。

上記の説明では多段蒸発器７を多段フラッシュ蒸発器と
したが、フラッシュを伴う多重効用蒸発器などの他の形
式も使用でき、また圧縮機１７はエンジン直結で、もよ
く、なお管２８を通過する蒸気は場合によっては入口側
ヘッダー２６の代りに蒸発器１６の管束外側に導入して
もよい。さらに、エンジンの設備がなく電力のみ得られ
る場合、例えば第２図のように熱源を集熱器５６によっ
て太陽熱に求める場合にも、上記蒸気圧Ｎ蒸発器１６．
多段蒸発器７．熱交換器乙の組合せは適用でき、夜間は
蓄熱槽５４１に利用して連続運転を可能ならしめる。こ
の際、昼間集熱器５６で集められた太陽熱はｔ１熱槽５
４に蓄えられ、蒸気として管５５より取出して蒸気圧Ｎ
蒸発器１５の加熱管束（図示せず）に供給され、熱は蒸
発に利用され、ドレンは管５６により蓄熱槽５４に戻入
して＃ｉ項使用される。この場合前記排熱ボイラ、発電
機のないことは勿論である。

またエンジンによってはジャケット冷却水の温度が低い
場合がある。この場合はジャケット冷却水を第６図に示
すようにポンプ６０により順次低温となっている多段蒸
発器７の熱交換に適した温度の蒸発室、例えば第２段蒸
発室以下の浸管型管束６７に導いて熱交換させ、発生蒸
気によって凝Ｍｆ束８を流れる給水を予熱し、自らは凝
縮してｌ＃細水の増量に役立ち、このようにジャケット
冷却水が低温の場合でも熱の有効利用がｏＴ能となる。

このジャケット冷却水の温度が低い場合、＃！縮細氷増
量を望まなければ、該ジャケット冷却水を１１Ｍ水受皿
４１上において＃−水、ζ鳩交換させてもよい。なおこ
のように外部から該多段蒸発器に導かれる熱水はジャケ
ット冷却水に限らず、太陽熱−集熱水、工場温排水など
にも適用できる。

本発明においては、蒸気圧縮蒸発器に用いる圧縮機にエ
ンジン駆動発電機の電力を供給し、ジャケット冷却水を
加熱管法に循環導入して加熱源とし、そのうえエンジン
排ガスの保有する熱で該蒸ｊ発器を高温に維持させたか
ら、圧縮機助力が小さくてもエンジンの熱バランス上該
蒸発器作＃ｌ１ｍ度を十分高温に保ち得て、供給エネル
ギーを無駄なく利用できる。

また蒸気圧Ｎ蒸発器に多段蒸発器を連絡し、該蒸気圧縮
蒸発器の＃縮プラインを多段蒸発器で順次フラッシュ蒸
発させた蒸気と、外部から多段蒸発器に導かれた熱水に
よって発生した蒸気により凝縮管束を流れる給水を予熱
したから給水温度はより高温になると同時に凝縮水量は
大となり性能は向上する。外部から多段蒸発器に導かれ
る熱水として蒸気圧縮蒸発器の高温の凝縮水を利用した
第１図の実施例の場合は該凝縮水の保有装置を十分、に
回収でき熱効率が向上すると同時に造水量を増徴できる
。

さらに蒸気圧縮蒸発器と熱交換器を作動温度が高い順に
並べ、原水を該熱交換器全通−して予熱する蒸発法にお
いて、蒸発器から出た不凝縮性ガスを抽気冷却器に導き
、最も低温の原水によって冷の不凝縮性ガス最に対し水
蒸気量は大幅に減少する。即ち冷却器内は蒸発器内の圧
力と等しい圧力に維持さ′−れるのに対し、冷却によっ
て水蒸気分圧が減少するので混り度が小さくなる。よっ
て真空ポンプは極く小さくてき消費電力は少なくてすむ
。

以上要するに本発明によれば、高性能化により圧Ｍ機の
動力を減らしたときエンジンが小さくなるので、小さく
なったエンジン、の発生エネルギーを十分回収利用しミ
さらに多段蒸発器の一組プライン温度を蒸気圧縮蒸発器
より導入した高温の凝縮水と熱交換して蒸気を発生させ
る作動とフランシュ蒸発とを併用して造水量の増加をは
かり、そのうえ抽気量を減じて抽気用エネルギーを最少
に抑えるなど、単位造水量当りの省エネルギーに徹した
蒸発法であり、将来石油事情の逼迫に対処でき、その効
果は大であ−る。

実施例 ２０℃の海水より１日当り１５０トンの造水上行ったあ
り、一般に言われている逆浸透圧去の８．５　ＫＷＨ／
トンに較べて大幅に省エネルギーとなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるフローシート、第２
図は詳細部分を省略し概念図で示した他の実施例であり
、第６図は更に他の実施例でエンジン排熱利用の要部の
フローシートである。 １・・・海水ポンプ　　６・・・熱交換器　　４・・・
薬剤タンク　　７・・・多段蒸発器　　８・・・＃細管
束１０・・・脱ガス槽　　１３・・・蒸気圧縮蒸発器１
４・・・散布装置　　１５・・・エンジン　　１６・・
・発電機１７・・・圧縮機　　１８・・・伝熱管束　　
１９・・・加熱管束２０・・・入口管　　２２・・・出
口管　　２６・・・入口側へツタ。 −２４・・・出口側ヘッダー　　２５・・・凝縮水溜２
７・・・排熱ボイラー　　２９・・・ジャケット冷却水
錨環管路　　６１・・・−縮プライン溜　　３６・・・
最高温蒸発段　　５７・・・浸管型管束　　４０・・・
最低温蒸発段４６・・・造水ポンプ　　４５・・・プラ
インポンブト９・・・抽気冷却器　　５１・・・真空ポ
ンプ　　５６・・・集熱器　　５４・・・蓄熱槽　　５
７・・・給油管特許出願人　株式会社笹倉機ｌ製作所 手続補正書 昭和５８年２月９日 １・事件の表示 昭和５６年特許順第２１４０８４号 ２、発明の名称 蒸発法 ３、補正？する者 事件との関係　特許出願人 住　所　　〒５５５ 大阪市西淀用区御ｖｌｆ島６丁目７番５号５・桶正によ
り増加する発明の数　　０６、補正の対重 １、特許請求の範囲を次のとおり補正する。 ｔｌ）　　蒸気圧縮蒸発器とエンジン？組合せて蒸留水
ｒ得る装置に於いて、エンジンの動力を蒸発器の圧１Ｍ
機に供給し、エンジンのジャケット冷却水の熱ト、エン
ジンの排熱ボイラで回収され比熱全蒸発器に供給するよ
うにした蒸発法。 （２）　　蒸気圧縮蒸発器に蒸発器を連絡し、該蒸気圧
縮蒸発器の濃縮プライン全蒸発器でフラッシュ蒸発させ
た蒸気と、外部から蒸発器に導かｎｆｃ熱水によって発
生した蒸気により該蒸発器の′＃細管を流れる給水を予
熱するようにした蒸発法。 （３）蒸気圧Ｎ蒸発器に蒸発器を連絡し、該蒸気圧Ｍ蒸
発器の＃縮プライン？蒸発器でフラッシュ蒸発させると
共に、蒸気圧縮蒸発器から導かｆした蒸餉水が流れる伝
熱管と熱交換して蒸発させるようにした蒸発法。 （４）蒸気圧ｍ４発器と外交換器ｉ作動部度が高い順に
並べ、原水を該熱交換器を通して予熱する蒸発法に於い
て、蒸発器から出た不凝縮性ガスを、該熱交換器に流入
する前の沿い原水と直接接触に工って冷却したのち真空
ポンプに導き排出するようにした蒸発法。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　蒸気圧゛縮蒸発器とエンジンを組合せて蒸留
   水を得る装置に放いて、エンジンの動力を蒸発器の圧縮
   機に供給し、エンジンのジャケット冷却水を蒸発器内に
   設けた熱交換器に送って塩水を蒸発させ、エンジンの排
   熱ボイラで回収された熱を蒸発器に供給するようにした
   蒸発法。 （２蒸気圧縮蒸発器に蒸発器を連絡し、該蒸気圧縮蒸発
   器の＃縮プラインを蒸発器でフラッシュ蒸発させた蒸気
   と、外部から蒸発器に導かれた熱水によって発生した蒸
   気により該蒸発器の＃！細管を流れる給水を予熱するよ
   うにした蒸発法。 （６）蒸気圧縮蒸発器に蒸発器を連絡し、該蒸気圧縮蒸
   発器の濃縮プラインを蒸発器でフラッシュ蒸発させると
   共に、蒸気圧縮蒸発器から導かれた蒸留水が流れる伝熱
   管と熱交換して蒸発させるようにした蒸発法。 （４）　　蒸気圧＆ｉ蒸発器と熱又換器を「１切温ｔＶ
   が高い順に並べ、原水を該熱交換Ｆ４を刑して予熱する
   蒸発法に於いて、蒸発器から出た不凝縮性ガス金、該熱
   交換器に流入する前の冷い原水によって冷却したのち真
   空ポンプに導き排出するようにし次蒸発法。