JPH022401Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、例えば排液、排有機溶剤海水、果汁
等を濃縮、蒸留するのに利用される装置に関す
る。

従来の技術 蒸気再圧縮式蒸発装置は、原液を加熱すること
により発生した蒸気を圧縮して高温高圧にし、こ
の高温高圧の蒸気を原液の加熱源として利用する
所にあり、潜熱を回収できてエネルギー効率が良
く、成績係数は10〜20にもなり、ランニングコス
トが安い等の利点がある。

このような従来の蒸気再圧縮式蒸発装置の系統
図を第４図に示してある。

濃縮原液は、２つの予熱器１，２で並行に予熱
されて蒸発缶３に入る。蒸発缶３には熱交換器４
が備えられており、予熱されて供給された原液は
熱交換器４にて加熱されて蒸気となる。蒸発缶３
で発生した蒸気は、デミスタ５で液滴を分離後、
遠心式、ルーツ式等のコンプレツサ６に吸入さ
れ、圧縮されて高温高圧の蒸気となる。この高温
高圧蒸気は原液より飽和蒸気温度が高いので、熱
交換器４にて蒸発缶３へ導入された原液を加熱で
き、その結果高温高圧の蒸気は凝縮して蒸留液と
なる。蒸留液はポンプ７で予熱器１へ供給され、
ここで濃縮原液を予備加熱後蒸留液として、一般
には図示しないタンクに溜められる。一方、蒸発
缶３において濃縮された原液はポンプ８で予熱器
２に送られ、濃縮原液を予備加熱後濃縮液とし
て、一般には図示しないタンクに溜められる。な
お、コンプレツサ６は電動機、内燃機関、スチー
ムタービン等の駆動源９で駆動されている。

ところで、蒸発缶３で発生した蒸気は飽和蒸気
であり、コンプレツサ６に吸入される時には放熱
ロス、動圧による減圧により若干の湿り状態とな
つてしまい、コンプレツサ６が腐食してしまうの
で、スーパーヒートする為に調整弁１０を設けて
コンプレツサ６からの高温の吐出ガスをコンプレ
ツサ６の吸入側へバイパスして加熱している。

また、コンプレツサ６の吐出ガスは過熱蒸気と
なつてしまうので、そのまま熱交換器４へ供給す
ると、温度差が付き過ぎ、スケールがこびり付く
ので、減温の為にポンプ７の出口側から熱交換器
４の入口側へ蒸留液を導く配管１１を設けて、高
温高圧の吐出ガス中に蒸留液を噴射するようにし
ている。

この運転状態を第５図のモリエル線図で説明す
ると、蒸発缶３での発生蒸気ａは調整弁１０を介
して供給されるコンプレツサ６の吐出ガスで加熱
されてｂとなり、コンプレツサ６に吸入され加圧
されてc′となる（断熱圧縮であればｃ点となる
が、実際にはロスがありc′となる）。次に、コン
プレツサ６の吐出ガスは蒸留液の噴射を受けて減
温されてｄ点となつて、熱交換器４に送られる。

考案が解決しようとする問題点 従来の様に、吐出ガスを吸入側へバイパスする
ためには、コンプレツサ６の容量を大きくする必
要があり動力も増え、発生蒸気量の変化に対して
調整弁１０の開度を変化させる自動制御が必要と
なり、装置が複雑で高価となり、信頼性の低下を
招くという欠点があつた。また、吐出ガスをバイ
パスする代りに、加熱器を設けてスチームで吸入
ガスを加熱する従来の別な方法もあるが、この方
法は、スチームを消費し、ランニングコストの増
大をもたらし、スチームの流量を調整する必要が
あり、高価で信頼性の低下を招くという欠点があ
つた。そこで、本考案は、このような従来の問題
点を解消しようとしてなされたものである。

問題点を解決するための手段 本考案は、蒸気再圧縮式蒸発装置の蒸発缶（蒸
発機）とコンプレツサ（圧縮機）とを結ぶ流体経
路に、コンプレツサに吸入される飽和蒸気（吸入
流体）とコンプレツサから吐出される高温高圧蒸
気（吐出流体）とを熱交換させる熱交換器を設け
ることにより、従来の問題点を解決している。

実施例 以下本考案に係る蒸気再圧縮式蒸発装置の一実
施例について図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本考案装置の一実施例を示す系統図で
あり、第４図に示した従来の装置の調整弁１０が
削除され、その代りにガス−ガス熱交換器１２が
設けられており、その他の構成は従来の装置と同
様である。従つて、第１図において第４図と同一
部分には同一符号を附してあるのでその部分の説
明は省略する。

第１図において、ガス−ガス熱交換器１２は蒸
発缶３とコンプレツサ６を結ぶ経路に設けられて
いる。すなわち蒸発缶３には熱交換器４が備えら
れており、この熱交換器４によつて蒸発缶３へ導
入される予熱された濃縮原液が加熱されて蒸発
し、この蒸気はデミスタ５へ供給されて液滴が分
離される。そしてデミスタ５を経て液滴の分離さ
れた飽和蒸気がガス−ガス熱交換器１２へ供給さ
れ、このガス−ガス熱交換器１２を経てコンプレ
ツサ６へ吸入されて圧縮される。そして、コンプ
レツサ６から吐出される高温高圧蒸気はガス−ガ
ス熱交換器１２へ供給され、これを経て熱交換器
４へ導入される。

上記のガス−ガス熱交換器１２の具体例とし
て、第２図、第３図に示したものが使用できる。
すなわち、第２図に示したものは一般的なガス−
ガス熱交換器１２であり、外板２０で囲まれた内
部に伝熱管２１と端板２２とにより、２種類のガ
スが混合することなく熱交換を行なう２つの経路
が形成され、夫々に入口２３ａ，２３ｂ、出口２
４ａ，２４ｂが設けられている。従つて、デミス
タ５を経た蒸気は、入口２３ａから導入されて出
口２４ａへ排出され、その蒸気はコンプレツサ６
に吸入される。一方、コンプレツサ６から吐出さ
れた高温高圧蒸気は入口２３ｂから導入されて出
口２４ｂへ排出され、その高温高圧蒸気は熱交換
器４へ供給される。よつて、伝熱管２１を介して
飽和蒸気と高温高圧蒸気との熱交換が行なわれ
る。この伝熱管２１としては、平滑管、コルゲー
ト管、スパイラル管等種々のものが使用でき、ま
たププレート状のもの、蓄熱タイプのもの等もあ
る。

また、第３図に示したものはヒートパイプを用
いたガス−ガス熱交換器１２であり、２系統のダ
クト２５ａ，２５ｂにヒートパイプ２６を介在さ
せたものである。従つて、一方のダクト２５ａの
入口２３ａから出口２４ａへ飽和蒸気が流れ、他
方のダクト２５ａの入口２３ｂから出口２４ｂへ
高温高圧蒸気が流れ、両蒸気はヒートパイプ２６
を介して熱交換が行なわれる。

作 用 上記のように構成された本考案の蒸気再圧縮式
蒸発装置において、デミスタ５を出た蒸気は、ガ
ス−ガス熱交換器１２にてコンプレツサ６の吐出
ガスからの伝熱を受けて過熱状態となつてコンプ
レツサ６に吸入される。そして、コンプレツサ６
で加圧されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気はガ
ス−ガス熱交換器１２にてコンプレツサ６に吸入
されるべきデミスタ５を出た蒸気からの伝熱を受
けて、減温される。この減温された蒸気にはまだ
過熱温度が付き過ぎている場合の為に、ポンプ７
から送り出される蒸留液の一部を配管１１を介し
て噴射してさらに減温したうえで熱交換器４に送
られる。

この運転状態を第５図のモリエル線図で示す
と、蒸発缶３で発生した蒸気ａはガス−ガス熱交
換器１２でコンプレツサ６からの吐出ガスによつ
て加熱されてｂとなり、更にコンプレツサ６で圧
縮されてc′となる。そして、コンプレツサ６の吐
出ガスはガス−ガス熱交換器１２で減温されて
d′となり、蒸留液の噴射でさらに冷却されてｄと
なる。

なお、コンプレツサ６の圧縮において過熱温度
の付きにくい有機物のテトラクロロエチレン、
R114等は、ガス−ガス熱交換器１２後の蒸留液
の噴射の必要がない場合が多いので、この場合に
は配管１１を省略するか或いは配管１１に弁を設
けてこの弁により蒸留液の通過を遮断すればよ
い。

考案の効果 以上詳述したように、本考案によれば、コンプ
レツサの吸入における加熱と吐出における冷却を
ガス−ガス熱交換器で互いに熱交換するようにし
たので、システムが簡単となり、余分なコンプレ
ツサ容量とコンプレツサ動力や余分なスチームの
消費を避けられるので、経済的になり、かつ信頼
性が向上する蒸気再圧縮式蒸発装置が提供され
る。

そして、本考案によれば、コンプレツサから吐
出される吐出ガスの減温は、蒸発缶に供給される
原液ではなくて、コンプレツサへ入る流入流体を
予熱することで行われるので、原液の供給が連続
していないシステムであつても、吐出ガスの減温
を連続して行うことができる。

また、ガス−ガス熱交換器にヒートパイプを用
いれば、熱交換器通過の圧損が減り、熱交換性能
も良くコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る蒸気再圧縮式蒸発装置の
一実施例を示す系統図、第２図及び第３図は本考
案で使用されるガス−ガス熱交換器の具体例を説
明するために示した断面図、第４図は従来の蒸気
再圧縮式蒸発装置を示す系統図、第５図は本考案
装置の運転状態を説明するためのモリエル線図で
ある。 ３……蒸発缶、４……熱交換器、６……コンプ
レツサ、１２……ガス−ガス熱交換器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 原液を蒸発機で加熱して蒸発させ、この蒸発機
   で発生した蒸気を圧縮機で圧縮して高温高圧蒸気
   とし、この圧縮機からの高温高圧蒸気を前記蒸発
   機の加熱源とする蒸気再圧縮式蒸発装置におい
   て、前記圧縮機に吸入される吸入流体と前記圧縮
   機から吐出される吐出流体とを熱交換させる熱交
   換器を前記蒸発機と圧縮機とを結ぶ流体経路に介
   在させた蒸気再圧縮式蒸発装置。