特許 6321736 真空蒸発式造水装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6321736

(24)【登録日】2018年4月13日

(45)【発行日】2018年5月9日

(54)【発明の名称】真空蒸発式造水装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/04 20060101AFI20180423BHJP

   B01D 5/00 20060101ALI20180423BHJP

   C02F 1/16 20060101ALI20180423BHJP

   B01D 1/00 20060101ALI20180423BHJP

   B63J 1/00 20060101ALI20180423BHJP

【ＦＩ】

   C02F1/04 A

   B01D5/00 A

   C02F1/16

   B01D1/00 Z

   B63J1/00

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-155279(P2016-155279)

(22)【出願日】2016年8月8日

(62)【分割の表示】特願2012-193025(P2012-193025)の分割

【原出願日】2012年9月3日

(65)【公開番号】特開2016-193437(P2016-193437A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2016年8月8日

(31)【優先権主張番号】特願2012-6182(P2012-6182)

(32)【優先日】2012年1月16日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】110000796

【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】島田 統行

(72)【発明者】

【氏名】清水 康次

(72)【発明者】

【氏名】織田 亨

(72)【発明者】

【氏名】中尾 千晶

【審査官】 高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６２−０４３６９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５８−０６４４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１２１９９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０８７５８０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６２−０６６７９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００１−２７９７８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５１−１２５６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−７２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−８０９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第８２／００３３８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０２Ｆ １／０２ − １／１８

Ｂ０１Ｄ １／００ − ８／００

Ｂ６３Ｊ １／００

Ｆ２８Ｄ １／００ − １３／００

Ｆ２８Ｆ １／００ − １／４４

Ｆ２４Ｈ １／００ − ９／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

船舶に搭載した熱源からの熱を利用して、船舶に取り入れられる海水から淡水を製造する真空蒸発式造水装置において、
原料海水を導入可能な複数の加熱管を有し、供給された原料海水を熱源からの熱により加熱して蒸気を生成する加熱器と、
前記加熱器で発生した蒸気が導入される密閉型の容器本体と、
前記容器本体内を減圧する減圧手段と、
複数の伝熱管を有し、前記容器本体内の蒸気を冷却用海水により冷却して淡水を生成する復水器と、
複数の伝熱管を有し、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を前記容器本体内の蒸気により加熱して前記加熱器に原料海水として供給する予熱器と、を備え、
前記復水器および前記予熱器の少なくとも一方の前記各伝熱管は、内面または外面が凸凹加工されており、
前記加熱器は、内部に原料海水を導入可能な複数の加熱管を有し、
前記各加熱管は、内面または外面が凸凹加工されており、
前記復水器と前記予熱器との間には、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を昇圧して前記予熱器に供給する補助ポンプが設けられている真空蒸発式造水装置。

【請求項2】

前記復水器に冷却用海水を供給するためのポンプを備え、
前記ポンプは、海から汲み上げた海水を船舶の各海水使用箇所に供給するための海水ポンプである請求項１に記載の真空蒸発式造水装置。

【請求項3】

前記復水器に冷却用海水を供給するためのポンプを備え、
前記減圧手段は、海水にて駆動される水エゼクタであり、かつ、前記ポンプは、前記水エゼクタに駆動用海水を供給するためのエゼクタポンプであり、
前記水エゼクタから排出される駆動用海水が冷却用海水として前記復水器に供給される請求項１に記載の真空蒸発式造水装置。

【請求項4】

前記伝熱管は、コルゲート管により構成されている請求項１〜３のいずれかに記載の真空蒸発式造水装置。

【請求項5】

前記伝熱管は、内面または外面に突起または溝が一体に設けられることで凸凹加工されている請求項１〜４のいずれかに記載の真空蒸発式造水装置。

【請求項6】

前記減圧手段は、海水にて駆動される水エゼクタであり、
前記水エゼクタに駆動用海水を供給するためのエゼクタポンプが、前記容器本体、前記加熱器、前記復水器および前記予熱器からなる装置本体に一体に設けられ、
前記エゼクタポンプは、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を昇圧して前記水エゼクタに供給する請求項１に記載の真空蒸発式造水装置。

【請求項7】

前記減圧手段は、海水にて駆動される水エゼクタであり、
前記水エゼクタに駆動用海水を供給するためのエゼクタポンプが、前記容器本体、前記加熱器、前記復水器および前記予熱器からなる装置本体よりも下方に設置され、
前記エゼクタポンプは、海から汲み上げた海水を昇圧して前記水エゼクタに供給する請求項１に記載の真空蒸発式造水装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、海水から淡水を製造するための真空蒸発式造水装置に関し、特に予熱器を備えた真空蒸発式造水装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に海上を運行する船舶においては、船舶に搭載したボイラーからの蒸気またはディーゼル機関やその他からの廃熱を熱源として利用して、海から汲み上げた海水を高真空下で蒸発させて淡水を製造することが従来から行われている。この種の真空蒸発式造水装置は、一般に、供給される原料海水をディーゼル機関の冷却などに用いられた温水との熱交換により加熱して蒸発させる加熱器と、減圧手段により内部が減圧（真空）状態に保持され、発生した蒸気を凝縮して淡水化する密閉型の容器本体とを備えている。容器本体内には、複数の伝熱管を有する復水器が内蔵されており、蒸気を伝熱管の内部を流れる冷却用海水との熱交換により冷却・凝縮させることで淡水化している。また、復水器から排出される冷却用海水の一部が、原料海水として加熱器に供給されている。

【0003】

加熱器に供給される原料海水は、復水器における蒸気との熱交換により、その温度が多少は高くなっているが、海水の蒸発温度よりもかなり低い。そのため、上記構成の真空蒸発式造水装置では、加熱器における原料海水の加熱・蒸発が効率よく行われていなかった。そこで、復水器から排出される冷却用海水（原料海水）をさらに加熱した後に、加熱器に供給する予熱器を備えた真空蒸発式造水装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

【0004】

特許文献１の真空蒸発式造水装置では、復水器の上方に、復水器と同様の構成の多管式の予熱器が設けられている。復水器から予熱器の伝熱管内に導入された冷却用海水は、容器本体内に発生した蒸気との間の熱交換によりさらに加熱され、より高温の状態で加熱器に原料海水として供給されるようになっている。これにより、特許文献１の真空蒸発式造水装置では、加熱器の熱効率の向上が図られているとともに、装置全体の小型化が図られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平６−２５４５３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１の真空蒸発式造水装置では、予熱器を設けて、加熱器に供給される原料海水の温度をより高くすることにより、加熱器の熱効率の向上を図るようには構成されているが、予熱器（さらには復水器）を構成する各伝熱管の伝熱性能の向上については特に検討されていないため、この点でさらに改良の余地があった。

【0007】

本発明は、上記した課題に着目してなされたものであり、熱効率の優れた真空蒸発式造水装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の上記目的は、船舶に搭載した熱源からの熱を利用して、船舶に取り入れられる海水から淡水を製造する真空蒸発式造水装置において、供給された原料海水を熱源からの熱により加熱して蒸気を生成する加熱器と、前記加熱器で発生した蒸気が導入される密閉
型の容器本体と、前記容器本体内を減圧する減圧手段と、複数の伝熱管を有し、前記容器本体内の蒸気を冷却用海水により冷却して淡水を生成する復水器と、複数の伝熱管を有し、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を前記容器本体内の蒸気により加熱して前記加熱器に原料海水として供給する予熱器と、を備え、前記復水器および前記予熱器の少なくとも一方の前記各伝熱管は、内面または外面が凸凹加工されている真空蒸発式造水装置により達成される。

【0009】

本発明の好ましい実施態様においては、前記復水器と前記予熱器との間には、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を昇圧して前記予熱器に供給する補助ポンプが設けられていることを特徴としている。

【0010】

本発明のさらに好ましい実施態様においては、前記復水器に冷却用海水を供給するためのポンプを備え、前記ポンプは、海から汲み上げた海水をディーゼル機関を含む船舶の各海水使用箇所に供給するための海水ポンプであることを特徴としている。

【0011】

本発明の好ましい他の実施態様においては、前記復水器に冷却用海水を供給するためのポンプを備え、前記減圧手段は、海水にて駆動される水エゼクタであり、かつ、前記ポンプは、前記水エゼクタに駆動用海水を供給するためのエゼクタポンプであり、前記水エゼクタから排出される駆動用海水が冷却用海水として前記復水器に供給されることを特徴としている。

【0012】

上記実施態様の真空蒸発式造水装置において、前記伝熱管は、コルゲート管により構成されていることが好ましい。あるいは、前記伝熱管は、内面または外面に突起または溝が一体に設けられることで凸凹加工されていることが好ましい。

【0013】

また、本発明の好ましい他の実施態様においては、前記減圧手段は、海水にて駆動される水エゼクタであり、前記水エゼクタに駆動用海水を供給するためのエゼクタポンプをさらに備え、前記エゼクタポンプは、前記復水器から排出された冷却用海水の一部を昇圧して前記水エゼクタに供給するとともに前記予熱器に供給することを特徴としている。この実施態様において、前記復水器に冷却用海水を供給するためのポンプをさらに備え、前記ポンプは、海から汲み上げた海水をディーゼル機関を含む船舶の各海水使用箇所に供給するための海水ポンプであることが好ましい。また、前記伝熱管は、コルゲート管により構成されていること、あるいは、前記伝熱管は、内面または外面に突起または溝が一体に設けられることで凸凹加工されていることがさらに好ましい。

【0014】

さらに、上記した全ての実施態様の真空蒸発式造水装置において、前記加熱器は、内部に原料海水を導入可能な複数の加熱管を有し、前記各加熱管は、内面または外面が凸凹加工されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係る真空蒸発式造水装置によると、復水器および予熱器の少なくとも一方の各伝熱管の内面または外面を凸凹加工しているため、各伝熱管の伝熱性能を向上することができる。よって、予熱器から加熱器に供給される原料海水の温度を、各伝熱管を平滑管により構成している既存の真空蒸発型造水装置と比べて、より高温にすることができる。よって、加熱器の熱効率をさらに向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の一実施形態に係る真空蒸発式造水装置の概略構成図である。

【図2】図１の装置本体の縦断面図である。

【図3】図２のI−I線に沿う断面図である。

【図4】図２のII−II線に沿う断面図である。

【図5】伝熱管の断面図である。

【図6】他の実施形態の装置本体の縦断面図である。

【図7】加熱管の断面図である。

【図8】本発明の他の実施形態に係る真空蒸発式造水装置の概略構成図である。

【図9】本発明の他の実施形態に係る真空蒸発式造水装置の概略構成図である。

【図10】本発明の他の実施形態に係る真空蒸発式造水装置の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る真空蒸発式造水装置１の概略構成図であり、図２は、図１の装置本体６の縦断面図である。本実施形態の真空蒸発式造水装置１は、図１および図２に示すように、密閉型の容器本体２、加熱器３、復水器４および予熱器５からなる装置本体６と、容器本体２を減圧（真空）状態に保持する減圧手段７とを備えている。なお、図１中において、符号１０は船舶の船体、符号１１は船舶内に設けられ、海から海水を汲み上げるための海水ポンプである。海水ポンプ１１で汲み上げられた海水は、各種の海水使用箇所、例えば、船舶内に搭載したディーゼル機関に、これを冷却するためのジャケット冷却水として供給される他、復水器４に、真空蒸発式造水装置１による造水用の冷却水として供給される。

【0018】

容器本体２は、下部に加熱器３が接続されているとともに、上部に復水器４および予熱器５を内蔵している。また、容器本体２の上部には、ガス抜き管１０２が設けられているとともに、下部の加熱器３より高い位置には、ブライン出口１０３が設けられている。

【0019】

ガス抜き管１０２は、ガス管路１７を介して、減圧手段７に接続されている。減圧手段７は、本実施形態では水エゼクタにより構成されており、容器本体２の内部の不凝縮性ガスが、ガス抜き管１０２から水エゼクタ７により吸引されて、容器本体２内が大気圧より低い減圧（真空）状態に保持され、容器本体２では、減圧（真空）状態で後述する原料海水の蒸発・凝縮が行われる。また、ブライン出口１０３は、ブライン排出管路１８を介して水エゼクタ７に接続されており、後述する容器本体２内において蒸発した後のブライン（海水）がブライン出口１０３から水エゼクタ７によって吸引された後、船舶外に排出される。

【0020】

加熱器３は、密閉型の加熱室３０と、加熱室３０内に設けられる複数の加熱管３１とを備えている。複数の加熱管３１は、垂直方向に延びるように配置されており、その両端部が加熱室３０の上壁面および下壁面に連結されている。加熱室３０の下部には、海水供給室３２が接続されており、海水供給室３２には、原料海水を各加熱管３１に導入するための原料海水導入口３３が設けられている。加熱室３０の側壁面には、ディーゼル機関の冷却などに用いられたジャケット冷却水などの温水をそれぞれ導入および排出する温水導入口３４および温水排出口３５が設けられている。原料海水導入口３３から各加熱管３１に導入された原料海水は、温水導入口３４から加熱室３０内に導入された温水との熱交換により加熱されて蒸発し、蒸気となって容器本体２内に供給される。

【0021】

復水器４は、容器本体２内に供給された蒸気を冷却して淡水を生成するためのものであり、複数の伝熱管４０と、これら複数の伝熱管４０を束ねた伝熱管群の両端とそれぞれ連通している第１ヘッダー９Ａおよび第２ヘッダー９Ｂとを備えている。各伝熱管４０は、水平方向に延びるように配置されており、その両端部が容器本体２の左壁面および右壁面に連結されている。

【0022】

復水器４の上方には、予熱器５を構成する複数の伝熱管５０が設けられている。この複
数の伝熱管５０も、水平方向に延びるように配置されており、その両端部が容器本体２の左壁面および右壁面に連結され、第１ヘッダー９Ａおよび第２ヘッダー９Ｂと連通している。

【0023】

第１および第２のヘッダー９Ａ，９Ｂ内には、それぞれ仕切り板９０Ａ，９０Ｂが設けられている。両ヘッダー９Ａ，９Ｂ内は、各仕切り板９０Ａ，９０Ｂにより、上方の予熱用ヘッダー室９１Ａ，９１Ｂと下方の凝縮用ヘッダー室９２Ａ，９２Ｂとに区画されている。予熱用ヘッダー室９１Ａ，９１Ｂは、予熱器５を構成する各伝熱管５０と連通している一方、凝縮用ヘッダー室９２Ａ，９２Ｂは、復水器４を構成する各伝熱管４０と連通している。

【0024】

各凝縮用ヘッダー室９２Ａ，９２Ｂ内には、図３に示すように、それぞれ仕切り板９３Ａ，９３Ｂが設けられている。第１のヘッダー９Ａの凝縮用ヘッダー９２Ａ内は、仕切り板９３Ａにより、奥側の冷却水入口室９４ａと手前側の折り返し室９４ｂとに区画されている。また、第２のヘッダー９Ｂの凝縮用ヘッダー９２Ｂ内は、仕切り板９３Ｂにより、手前側の冷却水出口室９４ｄと奥側の折り返し室９４ｃとに区画されている。

【0025】

冷却水入口室９４ａには、容器本体２内の蒸気を冷却・凝縮するための冷却用海水を導入するための冷却水入口９５が設けられている。冷却水入口９５には、海水ポンプ１１から船舶内の各海水使用箇所に至る海水供給管路１２に接続された冷却水供給管路１３が接続されており（図１参照）、海水ポンプ１１の作動により海水が冷却水として導入される。冷却水入口室９４ａに導入された冷却用海水は、各伝熱管４０内を、図３の矢印で示すように、各折り返し室９４ｂ，９４ｃを中継して、他方の第２のヘッダー９Ｂの冷却水出口室９４ｄに向かって流れる。容器本体２内に供給された蒸気は、各伝熱管４０内を流れる冷却用海水との熱交換によって冷却されることで凝縮し、凝縮により生成された淡水は、容器本体２に設けられた淡水出口９６より取り出される。

【0026】

冷却水出口室９４ｄには、冷却用海水を排出するための冷却水出口９７が設けられている。冷却水出口９７から排出された冷却用海水は、一部が分岐管路１４を介してエゼクタポンプ８に供給され、他の一部が給水管路１５を介して予熱器５に供給され、残りが船舶外などに排出される（図１参照）。エゼクタポンプ８は、水エゼクタ７を駆動するためのものであり、装置本体６と一体に設けられている。エゼクタポンプ８に供給された冷却用海水は、エゼクタポンプ８により昇圧された後、水エゼクタ７に供給され、水エゼクタ７を駆動した後、船舶外に排出される。

【0027】

次に、各予熱用ヘッダー室９１Ａ，９１Ｂ内には、図４に示すように、それぞれ２枚の仕切り板９８Ａ，９８Ｂが設けられている。第１のヘッダー９Ａの予熱用ヘッダー９１Ａ内は、仕切り板９８Ａにより、奥側の原料海水出口室９９ｆと中央および手前側の折り返し室９９ｄ、９９ｅとに区画されている。また、第２のヘッダー９Ｂの予熱用ヘッダー９１Ｂ内は、仕切り板９８Ｂにより、手前側の原料海水入口室９９ａと中央および奥側の折り返し室９９ｂ、９９ｃとに区画されている。

【0028】

原料海水入口室９９ａには、復水器４から排出された冷却用海水の一部を導入するための原料海水入口１００が設けられている。原料海水入口１００には、給水管路１５が接続されており、給水管路１５には、補助ポンプ９が設けられている（図１参照）。復水器４から排出された冷却用海水の一部は、補助ポンプ９により昇圧された状態で、原料海水入口室９９ａに導入される。そして、予熱器５を構成する各伝熱管５０内を、図４の矢印で示すように、各折り返し室９９ｂ〜９９ｅを中継して、他方の第１のヘッダー９Ａの原料海水出口室９９ｆに向かって流れる。このとき、冷却用海水は、各伝熱管５０内を流れる際に、容器本体２内に供給された蒸気との熱交換により加熱されながら、原料海水出口室
９９ｆに導入される。

【0029】

原料海水出口室９９ｆには、冷却用海水を排出するための原料海水出口１０１が設けられている。原料海水出口１０１から排出された冷却用海水は、原料海水供給管路１６を介して海水供給室３２に原料海水として供給される。

【0030】

このように、上記構成の予熱器５の存在により、復水器４から排出された冷却用海水の一部は、容器本体２内に供給された比較的高い温度の蒸気との熱交換によって温められた後、加熱器３に原料海水として供給される。よって、加熱器３に供給される原料海水の温度をより高くすることができ、加熱器３の熱効率を向上することが可能になっている。

【0031】

復水器４を構成する各伝熱管４０および予熱器５を構成する各伝熱管５０は、図５に示すように、その内面および外面が凸凹加工されている。本実施形態では、各伝熱管４０，５０は、コルゲート管により構成されており、その管壁４１，５１に、多数の凸部４２，５２および凹部４３，５３を交互に連続して有している。凸部４２，５２および凹部４３，５３の断面視形状は、図５（Ａ）に示すような山形状の他、図５（Ｂ），（Ｃ）に示されているような矩形状や波形状など、種々の形状に形成することができる。

【0032】

なお、各伝熱管４０，５０としては、コルゲート管の他に、管壁４１，５１が平滑な平滑管に対して、周方向に延びる複数の環状の突起を管壁４１，５１の内面および外面に、軸方向に所定間隔で一体に設けることで凸凹加工された加工管を用いてもよい。また、加工管としては、突起を平滑管の管壁４１，５１の内面および外面に螺旋状に一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよく、また、突起に代えて溝を、平滑管の管壁４１，５１の内面および外面に、突起と同様に一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよい。さらに、平滑管に対して、軸方向に延びる複数の突起または溝を、管壁４１，５１の内面および外面に、周方向に所定間隔で一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよい。このように、各伝熱管４０，５０の表面積が大きくなるのであれば、管壁４１，５１の内面および外面を凸凹加工する方法は自由である。

【0033】

本実施形態の真空蒸発型造水装置１では、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０の内面および外面が凸凹加工されているため、その外径がほぼ同じ平滑管と比較して、各伝熱管４０，５０の表面積が大きくなる、つまりは、伝熱管内外の熱交換時により大きな伝熱面積を確保でき、かつ、凹凸により伝熱管内を流れる冷却用海水が撹拌されることで、伝熱面（管壁４１，５１）における蒸気および冷却用海水の間の伝熱効率が向上する結果、各伝熱管４０，５０の熱交換量が増大する。よって、各伝熱管４０，５０の内面および外面を凸凹加工することで、平滑管を用いる場合と比べて、各伝熱管４０，５０内を流れる冷却用海水を蒸気との熱交換によりさらに高温に加熱することができる結果、加熱器３に供給される原料海水の温度をより高くすることができる。よって、加熱器３の熱効率をさらに向上することが可能になっている。

【0034】

一方で、各伝熱管４０，５０の内面および外面を凸凹加工すると、凹凸によって管摩擦係数が増大し、伝熱管内を流れる冷却用海水の圧力損失が大きくなる。そのため、冷却用海水の流れが悪くなるのを防止するために、伝熱管のサイズを大きくする、あるいは海水ポンプの容量・揚程を上げる、といった対策が必要になる。復水器４については、海水ポンプ１１により昇圧された後の海水が供給されるため、圧力損失増大の影響は受けにくいが、予熱器５については、復水器４から排出された冷却用海水が供給され、かつ、予熱器５自体の圧力損失も増大するため、予熱器５の出口である原料海水出口１０１における海水の圧力が、平滑管を使用した場合に比べて大きく低下する。圧力損失が大きくなり、原料海水出口１０１からの海水供給圧力が低下すると、加熱器３に対して原料海水を十分に供給できないおそれがある。これを解消するために、海水ポンプ１１の容量・揚程を上げ
ることが考えられるが、船舶内の各海水使用箇所に海水を供給する大型の海水ポンプ１１の容量などをさらに上げたのでは、ポンプ自体のコストや消費電力量など、運転経費が大幅に嵩むという問題がある。そこで、本実施形態の真空蒸発型造水装置１では、復水器４と予熱器５との間の給水管路１５に小型の補助ポンプ９を設け、復水器４から排出された冷却用海水を、補助ポンプ９により昇圧した後、予熱器５に供給している。これにより、予熱器５においても、蒸気との間の熱交換を促進しつつ冷却用海水の圧力損失の増大に対応できるので、加熱器３に対して原料海水の給水量を十分に確保することが可能になっている。

【0035】

上記構成の真空蒸発型造水装置１によると、容器本体２の多管式の復水器４の上方に多管式の予熱器５を設けて、加熱器３に供給する原料海水を加熱しているため、予熱器５を復水器４と別個に設けるためのスペースを必要とせず、装置の小型化を図ることができる。

【0036】

さらに、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０の内面および外面を凸凹加工しているため、各伝熱管４０，５０の伝熱性能を向上することができる。よって、復水器４から予熱器５を介して加熱器３に供給する原料海水の温度を、各伝熱管４０，５０を平滑管により構成している既存の真空蒸発型造水装置と比べて、より高温にすることができるので、加熱器３の熱効率をさらに向上することができる。また、復水器４と予熱器５との間の給水管路１５に補助ポンプ９を設け、復水器４から排出された冷却用海水を、補助ポンプ９により昇圧した後、予熱器５に供給しているため、予熱器５の各伝熱管５０内を流れる冷却用海水（原料海水）の圧力損失の増大に対応できる。よって、加熱器３に対して原料海水を十分に供給することができる。その結果、真空蒸発型造水装置１において製造される淡水の製造量が増加し、装置の造水性能を向上することができる。一方で、各伝熱管４０，５０を平滑管により構成している既存の真空蒸発型造水装置と比べて、装置の造水性能の向上により、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０の数を減らしても、ほぼ同量の淡水を製造することが可能になる。よって、装置のコンパクト化を図ることもできる。

【0037】

また、各伝熱管４０，５０を平滑管により構成している既存の真空蒸発型造水装置において、平滑管を、内面および外面が凸凹加工されたコルゲート管や加工管などに取り替えるだけで装置の造水性能が向上するので、簡易かつ低コストで既存の真空蒸発型造水装置をバージョンアップすることができる。

【0038】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記した図１の実施形態では、各伝熱管４０，５０の内面および外面を凸凹加工しているが、内面または外面の一方だけを凸凹加工するようにしてもよい。

【0039】

また、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０に対して凸凹加工を施しているが、復水器４の各伝熱管４０または予熱器５の各伝熱管５０の一方のみに凸凹加工を施すようにしてもよい。

【0040】

また、加熱器３の各加熱管３１に対して、復水器４や予熱器５の各伝熱管４０，５０と同様に、凸凹加工を施すようにしてもよい。図６は、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０に加えて、加熱器３の各加熱管３１についても凸凹加工を施した実施形態（図２の変形例）を示している。各加熱管３１は、復水器４および予熱器５の各伝熱管４０，５０と同様、図７に示すように、管壁３１Ａに、多数の凸部３１Ｂおよび凹部３１Ｃを交互に連続して有していて、その内面および外面に凸凹加工が施されている。凸部３１Ｂおよび凹部３１Ｃの断面視形状は、図７（Ａ）に示すような山形状の他、図７（Ｂ），（Ｃ
）に示されているような矩形状や波形状など、種々の形状に形成することができる。上記構成の加熱管３１としては、コルゲート管を好適に用いることができるが、コルゲート管の他にも、管壁３１Ａが平滑な平滑管に対して、周方向に延びる複数の環状の突起を管壁３１Ａの内面および外面に、軸方向に所定間隔で一体に設けることで凸凹加工された加工管を用いてもよい。また、加工管としては、突起を平滑管の管壁３１Ａ内面および外面に螺旋状に一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよく、また、突起に代えて溝を、平滑管の管壁３１Ａの内面および外面に、突起と同様に一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよい。さらに、平滑管に対して、軸方向に延びる複数の突起または溝を、管壁３１Ａの内面および外面に、周方向に所定間隔で一体に設けることで凸凹加工するようにしてもよい。このように、各加熱管３１の表面積が大きくなるのであれば、管壁３１Ａの内面および外面を凸凹加工する方法は自由である。

【0041】

加熱器３の各加熱管３１の内面および外面を凸凹加工することで、その外径がほぼ同じ平滑管と比較して、各加熱管３０の表面積が大きくなる、つまりは、加熱管内外の熱交換時により大きな伝熱面積を確保できる。さらに、凹凸により加熱管内を流れる原料海水が撹拌されることで、伝熱面（管壁３１Ａ）における温水および原料海水の間の伝熱効率が向上する。その結果、各加熱管３１の熱交換量が増大する。よって、図６に示す実施形態のように、各加熱管３１の内面および外面を凸凹加工することで、平滑管を用いる場合と比べて、各加熱管３１内を流れる原料海水が温水と効率よく熱交換を行うようになり、各加熱管３１による加熱効率が高められる結果、原料海水の蒸発効率を良好にでき、容器本体２内に蒸気を十分に供給することができる。

【0042】

また、上記した図１の実施形態では、加熱器３において原料海水を加熱・蒸発させるための熱源として、ディーゼル機関からの廃熱を利用しているが、その他、廃熱を生じる機関からの廃熱を利用してもよいし、ボイラーからの蒸気を利用して、加熱器３において原料海水を加熱・蒸発させるようにしてもよい。

【0043】

また、上記した図１の実施形態では、復水器４から排出される冷却用海水は、その一部が補助ポンプ９により昇圧されて給水管路１５を介して予熱器５に供給されているが、この補助ポンプ９を省略することもできる。図８は、図１の実施形態の変形例であり、補助ポンプ９が省略された真空蒸発式造水装置１の概略構成図を示している。なお、基本的な構成は、上記した図１の実施形態の構成と同様であり、ここでは対応する構成に同一の符号を付することで説明を省略する。

【0044】

図８の実施形態では、復水器４から排出された冷却用海水は、一部が分岐管路１４を介してエゼクタポンプ８に供給され、残りが船舶外などに排出される。エゼクタポンプ８に供給された冷却用海水は、エゼクタポンプ８により昇圧された後、一部が水エゼクタ７に供給される一方で、残りが給水管路１９を介して予熱器５に供給される。そして、予熱器５に供給された冷却用海水は、容器本体２内に供給された蒸気との熱交換により加熱された後、原料海水として、原料海水供給管路１６を介して加熱器３に供給される。このように図８の実施形態においては、エゼクタポンプ８の吐き出し側の管路を分岐させ、エゼクタポンプ８により昇圧後の冷却用海水を給水管路１９を介して予熱器５に供給することで、予熱器５の各伝熱管５０内を流れる冷却用海水の圧力損失の増大に対応でき、加熱器３に対して原料海水を十分に供給することができる。その結果、図１の実施形態と同様の作用・効果を実現することができるうえ、補助ポンプ９が不要となるので、装置を簡略化することもできる。

【0045】

また、上記した図１の実施形態では、エゼクタポンプ８を装置本体６と一体に設けているが、図９に示すように、エゼクタポンプ８を装置本体６よりも下方に設置するようにしてもよい。図１の実施形態においては、エゼクタポンプ８には、復水器４から排出された
冷却用海水の一部が供給されていたが、図９の実施形態では、エゼクタポンプ８は、海から海水を汲み上げて、これを駆動水として水エゼクタ７に供給している。

【0046】

また、図１、図８および図９の実施形態では、減圧手段７として水エゼクタを用いているが、必ずしもこれに限られるものではなく、真空ポンプなどであってもよい。

【0047】

さらに、図１０は、本発明の他の実施形態に係る真空蒸発式造水装置１の概略構成図を示している。なお、基本的な構成は、上記した図１の実施形態と同様であり、ここでは対応する構成に同一の符号を付することで詳細な説明を省略する。

【0048】

図１０の実施形態では、エゼクタポンプ８から駆動水として水エゼクタ７に供給された海水が、冷却水供給回路１３を介して、復水器４に、真空蒸発式造水装置１による造水用の冷却水として供給されている。エゼクタポンプ８としては、海から海水を汲み上げて、これを水エゼクタ７のみに供給する小型のポンプが用いられている。

【0049】

この図１０の実施形態においても、復水器４に供給された冷却用海水は、容器本体２内に供給された蒸気を冷却・凝縮して淡水を生成した後、復水器４から排出されるが、その一部が、予熱器５に供給されて容器本体２内に供給された蒸気との熱交換により加熱された後、原料海水として、原料海水供給管路１６を介して海水供給室３２に供給される。ここで、予熱器５の各伝熱管５０（さらには復水器４の各伝熱管４０）の内面および外面の少なくとも一方を凸凹加工することにより、加熱器３に供給する原料海水の温度をより高くすることで、加熱器３の熱効率を向上することができる。一方で、図１０の実施形態においては、エゼクタポンプ８の容量などを上げることで、補助ポンプ９を不要とし、また、海水ポンプ１１の容量などを上げるよりかは低コストで、予熱器５の各伝熱管５０（さらには復水器４の各伝熱管４０）内を流れる冷却用海水の圧力損失の増大に対応できるので、加熱器３に対して原料海水を十分に供給することができる。その結果、図１の実施形態と同様の作用・効果を実現することができる。

【符号の説明】

【0050】

１ 真空蒸発式造水装置
２ 容器本体
３ 加熱器
４ 復水器
５ 予熱器
７ 水エゼクタ
８ エゼクタポンプ
９ 補助ポンプ
１１ 海水ポンプ
３１ 加熱管
４０，５０ 伝熱管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】