JPH05261202A

JPH05261202A - 蒸気圧縮式蒸発装置

Info

Publication number: JPH05261202A
Application number: JP6428792A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Saito; 保雄齊藤
Original assignee: Hisaka Works Ltd
Current assignee: Hisaka Works Ltd
Priority date: 1992-03-21
Filing date: 1992-03-21
Publication date: 1993-10-12
Anticipated expiration: 2016-11-05
Also published as: JP3226316B2

Abstract

(57)【要約】【目的】蒸気圧縮式蒸発装置の始動時の制御の容易
化、及び装置全体の簡略化を目的とする。【構成】蒸気圧縮式蒸発装置のベーパーコンプレッサ
ーをインバータ制御されたモータによって駆動すること
により、ベーパーコンプレッサー自体の回転数を可変と
し、蒸気圧縮式蒸発装置始動時、蒸発ベーパーの発生量
の増加に同期させてベーパーコンプレッサーの回転数を
増加させることにより、始動時の制御の容易化、及び、
装置全体の簡略化を計ったものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気圧縮式蒸発装置に
関するものであり、詳しくは、蒸気圧縮式蒸発装置の始
動時、ベーパーコンプレッサーの回転数を、蒸発ベーパ
ーの発生量に合せて増加させるようにした蒸気圧縮式蒸
発装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図２は、水溶液からなる原液の濃縮を行
うための蒸気圧縮式蒸発装置(1)を示すものである。

【０００３】同図に於いて、(2)は、第１流路(A)に供給
される原液を加熱蒸発させるための蒸発器、(3)は、蒸
発器(2)の第１流路(A)から排出される蒸発ベーパーを含
む原液の気液分離を行い、原液を蒸発ベーパーと濃縮液
に分離するためのセパレータである。

【０００４】(4)は、蒸発器(2)の第２流路(B)から排出
される蒸発ベーパーにより、蒸発器(2)に供給される原
液を予熱すると共に、蒸発ベーパーの冷却を行うための
ベントコンデンサー、(5)は、蒸発器(2)の第２流路(B)
及びベントコンデンサー(4)から排出された蒸発ベーパ
ーと蒸気ドレンを分離するためのドレンポットである。

【０００５】(6)及び(7)は、ドレンポット(5)に連通し
た真空装置及び凝縮水ポンプであり、この真空装置(6)
により、ドレンポット(5)内で発生したエアーは大気中
に放出され、また、ドレンポット(5)内で分離されたド
レンは所定の箇所に排出される。

【０００６】(8)は、セパレータ(3)内で分離された濃縮
液を、再度蒸発器(2)に戻すと共に、濃縮液タンク（図
示せず）に送るための循環ポンプである。

【０００７】(9)は、セパレータ(3)内で発生した蒸発ベ
ーパーを吸引圧縮し、蒸発器(2)の熱源として蒸発器(2)
の第２流路(B)内に供給するためのベーパーコンプレッ
サー、(10)は、蒸発ベーパーのベーパーコンプレッサー
(9)への吸入量を調節するためのインレットベーン、(1
1)は、インレットベーン(10)を操作するためのインレッ
トベーンン操作器である。

【０００８】(12)は、ベーパーコンプレッサー(9)を駆
動させるためのモータ、(13)は、モータ(12)とベーパー
コンプレッサー(9)との間に介在させたギヤ式の増速比
は一定の増速機である。

【０００９】(14)は、蒸発機(2)の第２流路(B)から排出
される蒸発ベーパーをセパレータ(3)内に戻すためのバ
イパス流路(15)中に介在させたバイパス弁、(16)は、バ
イパス弁(14)を操作するためのバイパス弁操作器であ
る。

【００１０】上記構成に於いて、原液の濃縮を行うに
は、先ず、原液を装置内に供給しておいて、バイパス弁
(14)を全開にすると共に、インレットベーン(10)を最小
に絞った後、凝縮水ポンプ(7)、循環ポンプ(8)及びベー
パーコンプレッサー(9)を駆動させる。

【００１１】原液がベントコンデンサー(4)から蒸発器
(2)の第１流路(A)を通り、セパレータ(3)内に流入する
と、この原液は、循環ポンプ(8)の作用によって、再び
蒸発器(2)の第１流路(A)に戻されると言ったサイクルが
繰返される。

【００１２】一方、セパレータ(3)内のエアーは、ベー
パーコンプレッサー(9)によって吸引された後、蒸発器
(2)の第２流路(B)からバイパス流路(15)を通って再びセ
パレータ(3)に戻ると言ったサイクルを繰返す。

【００１３】そして、上記２つのサイクルが同時進行す
る間に、セパレータ(3)内で原液から徐々に蒸発が始
り、この蒸発ベーパーがベーパーコンプレッサー(9)に
よって吸引圧縮された後、蒸発器(2)の第２流路(B)に供
給され、この圧縮された蒸発ベーパーの熱によって蒸発
器(2)の第１流路(A)を流れる原液が加熱され、セパレー
タ(3)内で気液分離が行われ、原液の濃縮が行われるよ
うになると、蒸発ベーパーの発生の増加に従って、先
ず、バイパス弁(14)を徐々に締め、次に、インレットベ
ーン(10)の開度を徐々に増加させると言った制御を行
い、定常運転に移行する。

【００１４】このようにして、蒸気圧縮式蒸発装置(1)
が定常運転に入ると、蒸発器(2)の第１流路(A)に供給さ
れた原液は加熱され、第１流路(A)内に蒸発ベーパーと
濃縮液とが形成される。

【００１５】そしてこの蒸発ベーパーと濃縮液とはセパ
レータ(3)内で気液分離され、濃縮液は濃縮液タンクに
送られると共に、その一部は再度蒸発器(2)の第１流路
(A)に供給される。

【００１６】また、セパレータ(3)内で分離した蒸発ベ
ーパーは、ベーパーコンプレッサー(9)によって吸入圧
縮された後、蒸発器(2)の第２流路(B)に供給され、原液
蒸発用の熱源として使用される。

【００１７】また、蒸発器(2)の第２流路(B)から排出さ
れた蒸発ベーパーのドレンはドレンポット(5)へ、残り
の蒸発ベーパーは、予熱用としてベントコンデンサー
(4)に送られた後、ドレンポット(5)に流入し、気液分離
が行われ、不凝縮性ガスは、真空発生装置(6)に、ま
た、ドレンは、凝縮水ポンプ(7)により所定の箇所に排
水される。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】蒸気圧縮式蒸発装置
(1)を上記の如く構成すると、蒸気圧縮式蒸発装置(1)が
定常運転に入るまでの間、ベーパーコンプレッサー(9)
の回転数を可変出来ないため、蒸発器(2)の第２流路(B)
とセパレータ(3)との間に設けたバイパス流路(15)中に
介在させたバイパス弁(14)の開度を調整すると共に、ベ
ーパーコンプレッサー(9)の直前に設けたインレットベ
ーン(10)により、ベーパーコンプレッサー(9)

【００１９】への蒸発ベーパーの吸入量を調節すると言
った制御を行い、セパレータ(3)内で蒸発ベーパーが効
率良く発生するようにする必要がある。

【００２０】しかし、セパレータ(3)内での蒸発ベーパ
ーの発生量に合せて、上記２者の制御を確実に行うのは
非常に困難な作業であると言った問題があった。

【００２１】また、上記制御を行うと、バイパス弁(14)
及びインレットベーン(10)を操作するための制御機構及
びバイパス流路(15)が必要となり、蒸気圧縮式蒸発装置
(1)の構造が複雑になると言った問題もあった。

【００２２】更に、ベーパーコンプレッサー(9)を増速
機(13)を介してモータ(12)によって駆動させると、適切
な起動装置、例えばリアクトル起動方式を採用した起動
装置を用いてもモータ(12)の始動時に大電流が流れるた
め、受電設備を大きくする必要があるといった問題もあ
った。

【００２３】

【課題を解決するための手段】蒸発器の下流側に配置し
たセパレータ内で発生した蒸発ベーパーを、ベーパーコ
ンプレッサーによって吸入圧縮し、この吸入圧縮した蒸
発ベーパーを蒸発器の熱源として使用する形式の蒸気圧
縮式蒸発装置に於いて、

【００２４】上記ベーパーコンプレッサーの駆動源とし
て、高速回転型の誘導電動機からなるモーターを用い、
上記モーターの回転数制御手段として、インバータ装置
を用い、蒸気圧縮式蒸発装置の始動時、セパレータ内で
発生する蒸発ベーパーの増加量に合せてモーターの回転
数を増加させるものである。

【００２５】

【作用】上記の如く、ベーパーコンプレッサーをインバ
ータ制御されたモータによって駆動することにより、ベ
ーパーコンプレッサー自体の回転数を可変とし、装置全
体の簡略化、及び、始動時の制御の容易化を計ったもの
である。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明に係る蒸気圧縮式蒸発装置(2
1)の全体構成を示すブロック図である。

【００２７】同図に於いて、(22)は、第１流路(A)に供
給される原液を加熱蒸発させるための蒸発器、(23)は、
蒸発器(22)の第１流路(A)から排出される蒸発ベーパー
を含む原液の気液分離を行い、蒸発ベーパーと濃縮液に
分離するためのセパレータである。

【００２８】(24)は、蒸発器(22)の第２流路(B)から排
出される蒸発ベーパーにより、蒸発器(22)に供給される
原液を予熱すると共に、蒸発ベーパーの冷却を行うため
のベントコンデンサー、(25)は、蒸発器(22)の第２流路
(B)から排出された蒸発ベーパーからドレンを分離する
ためのドレンポットである。

【００２９】(26)及び(27)は、ドレンポット(25)に連通
した真空装置及び凝縮水ポンプであり、この真空装置(2
6)により、ドレンポット(25)内で分離されたエアーは大
気中に排出され、また、ドレンポット(25)内で分離され
たドレンは凝縮水ポンプ(27)により所定の箇所に排出さ
れる。

【００３０】(28)は、セパレータ(23)内で分離された濃
縮液を、再度蒸発器(22)に戻すと共に、濃縮液タンク
（図示せず）に送るための循環ポンプであり、上記各部
材は従来と同様である。

【００３１】(29)は、セパレータ(23)内で発生した蒸発
ベーパーを吸引圧縮し、蒸発器(22)の熱源として蒸発器
(22)の第２流路(B)に供給するためのベーパーコンプレ
ッサーである。

【００３２】このベーパーコンプレッサー(29)は、後述
するモータ(30)とインバータ装置(31)の作用によりコン
プレッサー自体の回転数を可変出来るようにしてあるた
め、従来の如く、ベーパーコンプレッサー(29)の直前に
インレットベーンを配置したり、蒸発器とセパレータと
の間にバイパス流路や制御弁を設ける必要はなくなる。

【００３３】(30)は、上記ベーパーコンプレッサー(29)
を駆動するためのモータであり、このモータ(30)には、
２０,０００ｒｐｍ以上の高速回転が可能な誘導電動機
が使用される。

【００３４】(31)は、上記モータ(30)の回転数を制御す
るためのインバータ装置であり、この実施例では、この
インバータ装置(31)によりモータ(30)の回転数を、３,
６００ｒｐｍ〜２４,０００ｒｐｍ（０〜４００Ｈｚ）
に増速させるようにしてある。

【００３５】上記構成に於いて、本発明に係る蒸気圧縮
式蒸発装置(21)により原液の濃縮を行うには、凝縮水ポ
ンプ(27)及び循環ポンプ(28)を駆動させると共に、モー
タ(30)をインバータ装置(31)の作用によって低速で始動
させることにより、このモータ(30)を駆動源とするベー
パーコンプレッサ(29)を低速回転で始動させる。

【００３６】原液がベントコンデンサー(24)から蒸発器
(22)の第１流路(A)を通り、セパレータ(23)内に流入す
ると、この原液は、循環ポンプ(28)の作用によって、再
び蒸発器(22)の第１流路(A)に戻されると言ったサイク
ルが繰返される。

【００３７】一方、セパレータ(23)内には、この時点で
は、蒸発ベーパーは発生していないため、ベーパーコン
プレッサー(29)は、セパレータ(23)内のエアーを吸引圧
縮し、この吸引圧縮したエアーを蒸発器(22)の第２流路
(B)に供給し、循環流を加熱昇温させて行く。

【００３８】そして、上記２つのサイクルが同時進行す
る間に、セパレータ(23)内で原液から徐々に蒸発ベーパ
ーが発生するようになると、この蒸発ベーパーの発生に
同期させて、モータ(30)の回転数を上昇させてベーパー
コンプレッサー(29)の回転数を上昇させ、ベーパーコン
プレッサー(29)による蒸発ベーパーの吸引圧縮を徐々に
増加させ、この吸引圧縮した蒸発ベーパーの蒸発器(22)
の第２流路(B)への供給を増加させて行く。

【００３９】そして、この蒸発ベーパーの熱によって蒸
発器(22)の第１流路(A)を流れる原液が加熱され、セパ
レータ(23)内で気液分離が行われ、原液の濃縮が行われ
るようになり、セパレータ(23)内での蒸発ベーパーの発
生量が増加すると、この蒸発ベーパーの増加に伴ってモ
ータ(30)の回転数を徐々に増加させ、ベーパーコンプレ
ッサー(29)の回転数を増加させ、最終的に定常運転に移
行する。

【００４０】このようにして、蒸気圧縮式蒸発装置(21)
が定常運転に入ると、蒸発器(22)の第１流路(A)に供給
された原液は加熱され、第１流路(A)内に蒸発ベーパー
と濃縮液とが形成される。

【００４１】そしてこの蒸発ベーパーと濃縮液とはセパ
レータ(23)内で気液分離され、濃縮液は濃縮液タンクに
送られると共に、その一部は再度蒸発器(22)の第１流路
(A)に供給され循環される。

【００４２】また、セパレータ(23)内で分離した蒸発ベ
ーパーは、ベーパーコンプレッサー(29)によって吸入圧
縮された後、蒸発器(22)の第２流路(B)に供給され、原
液蒸発用の熱源として使用される。

【００４３】また、蒸発器(22)の第２流路(B)から排出
された蒸発ベーパーのドレンはドレンポット(25)へ、残
りの蒸発ベーパーは、予熱用として、ベントコンデンサ
ー(24)に送られた後、ドレンポット(25)に流入し、気液
分離が行われ、不凝縮性ガスは、真空発生装置(26)に、
また、ドレンは、凝縮水ポンプ(27)により所定の箇所に
排水される。

【００４４】尚、上記実施例に於いて、蒸気圧縮式蒸発
装置(21)始動時に於ける、ベーパーコンプレッサー(29)
の回転数の増加率の設定は、予め実験等で求めておけば
よい。

【００４５】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る蒸気圧
縮式蒸発装置は、セパレータ内で発生した蒸発ベーパー
を吸入圧縮し、蒸発器の熱源とするためのベーパーコン
プレッサーを、インバータ装置によって回転数が制御さ
れたモータによって駆動させたから、蒸気圧縮式蒸発装
置の始動時、セパレータ内で発生し始める蒸発ベーパー
の発生量の増加に合せてベーパーコンプレッサーの回転
数を上昇させることが出来る。

【００４６】従って、従来の蒸気圧縮式蒸発装置の如
く、ベーパーコンプレッサーの直前にインレットベーン
を配置し、更に、蒸発器の第２流路とセパレータとの間
に、バイパス弁を有するバイパス流路を設け、蒸気圧縮
式蒸発装置の始動時、インレットベーンとバイパス弁の
両者を同時に制御する必要がなくなるため、蒸気圧縮式
蒸発装置の始動時の制御が非常に容易になると同時に、
装置全体の構造も非常にシンプルとなる。

【００４７】更に、ベーパーコンプレッサー駆動用のモ
ータをインバータ制御すれば、モータ始動時、モータは
低速回転させるため、モータ始動時に大電流が流れるこ
ともないため、特殊な起動装置も不要で、受電設備も小
型化出来、結果的に蒸気圧縮式蒸発装置の大幅なコスト
ダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蒸気圧縮式蒸発装置に全体構成を
示すブロック図。

【図２】蒸気圧縮式蒸発装置の従来例を示すブロック
図。

【符号の説明】

２１蒸気圧縮式蒸発装置２２蒸発器２３セパレータ２９ベーパーコンプレッサー３０モータ３１インバータ装置Ａ第１流路Ｂ第２流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発器の下流側に配置したセパレータ内
で発生した蒸発ベーパーを、ベーパーコンプレッサーに
よって吸入圧縮し、この吸入圧縮した蒸発ベーパーを蒸
発器の熱源として使用する形式の蒸気圧縮式蒸発装置に
於いて、上記ベーパーコンプレッサーの駆動源として、高速回転
型の誘導電動機からなるモーターを用い、上記モーターの回転数制御手段として、インバータ装置
を用い、蒸気圧縮式蒸発装置の始動時、セパレータ内で発生する
蒸発ベーパーの増加量に合せてモーターの回転数を増加
させることを特徴とする蒸気圧縮式蒸発装置。