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JP3844252B2 - Evaporator - Google Patents

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JP3844252B2
JP3844252B2 JP52040095A JP52040095A JP3844252B2 JP 3844252 B2 JP3844252 B2 JP 3844252B2 JP 52040095 A JP52040095 A JP 52040095A JP 52040095 A JP52040095 A JP 52040095A JP 3844252 B2 JP3844252 B2 JP 3844252B2
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water
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evaporator
heat exchange
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JP52040095A
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Japanese (ja)
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JPH09508313A (en
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セイリー,カリ
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ハイ スピード テック オイ リミテッド
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/28Evaporating with vapour compression
    • B01D1/2887The compressor is integrated in the evaporation apparatus

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Description

本装置は、請求項1の前提部に従う蒸発装置に関する。
本発明に従う蒸発装置は、多くの場合、環境の大気圧よりも低い圧力条件下で、一部を蒸発させることによって液体を濃縮する蒸発処理に使用されるものである。蒸発処理に必要なエネルギは、処理ガスに効果的な加圧装置を用いて生産される。
一般に実施されている先行技術によれば、加圧装置(一般には送風機)の羽根車は、処理ガス中に設置されている。多くの場合は電気モーターである、電気的に駆動される作動装置が、蒸発装置外部の配管機構の一部として取付られている。加圧装置とその作動装置は、蒸発装置の外被構造物を貫通する軸を介して連結されている。貫通部は、軸封によってシールされる。従来の方法では、潤滑剤として油が使用されるローラ手段あるいはすべり軸受のいずれかを軸受として使用している。現在用いられている先行技術の方法における問題点は、駆動軸の密封が困難であり、周囲の高い圧力が主たる原因となって起こる漏出の危険を伴うことにあった。このような密閉の漏れによって、有意な蒸発処理効率の低下が生じることになる。短期間おきに軸封の保守を行うことは、蒸発処理を長期間にわたって停止させることが必要となるため、蒸発装置の保守費が高額となる。さらに従来の方法では蒸発装置が大型化し、蒸発装置を連結する吊上げ装置にかなり頑強なものが必要となり、かなり大きなスペースも必要となる。
本発明の目的は、上述の先行技術における問題点を有意に解決し、蒸発処理を改良する新しい予想外の利点を提供することにある。これらの目的を達成するために、本発明による蒸発装置は、蒸発装置の少なくとも1つの加圧装置と、該加圧装置の少なくとも1つの作動装置とが、外被構造物によって限定されるスペース内に全体が配置されるコンパクトな構造物として統合されることを主たる特徴としている。本発明による蒸発装置は、特に加圧装置と作動装置とから成る構造体が非常に単純であるため、該構造体全体を蒸発装置内部に配置し密封すること、あるいは配管機構に直接連結してする配置することが可能となる。作動装置とその軸受の冷却および/または潤滑は、蒸発装置内に存在する、または蒸発装置に供給される液体によって、特に水によって行われる。このように、本発明の装置においては、外被構造物を貫通す軸によって必要となる運動用シールを行う箇所をなくすことができる。作動装置を蒸発装置の外被構造物の内部に配置すると、作動装置の暖気エネルギを、蒸発処理そのものに利用することができる。軸受は非接触の原理で実施され、軸受の使用中に蒸発処理を害する恐れのある粒子が形成されないため、蒸発処理の質を向上させることができる。本蒸発装置の気密に統合化された構造物が、周囲に騒音を出さないことは明かである。
特に好適な実施例によれば、本発明の蒸発装置は、作動装置の回転速度がいわゆる高速領域である2.5×104〜3×105回転/分さらに好ましくは、3×104〜7×104回転/分に選ばれることを特徴とする。
特に、本発明の統合型のコンパクトな構造物を高速回転技術を適用して用いることにより、構造物の小型化に有利な要因がもたらされ、蒸発装置も当然、蒸発処理効率の割に小型化することができるため、構造物、構造物の占有場所、吊上げ装置などにかかる費用を軽減することができる。
さらにまた、本発明の有意な利点は、この統合型のコンパクトな構造物により、加圧装置によって作られる加圧水蒸気を湿らせることができ、したがってこの統合型構造物に関連して設置することができる単純な構造物によって、該水蒸気を飽和させることが可能ということである。加圧装置は過熱状態の水蒸気を発生することが知られている。加圧装置で発生した水蒸気が過熱状態で熱交換器に供給されると、熱交換器の熱交換表面の増加を必要とすることは、当業者にとって自明である。本発明による蒸発装置を用いると、統合型のコンパクトな構造物に関連して有利なことに、簡単な手段によって、加圧装置で圧縮した水蒸気は実質的に過熱水蒸気として熱交換器に供給されるように、水蒸気を湿らせることができる。
本発明に従う蒸発装置のいくつかの有益な実施例は、添付の他の従属項に示されている。
以下に本発明に従う蒸発装置を添付の図面を参照し、詳細に説明する。図面において、
図1は、本発明に従う蒸発装置における蒸発方法を概略的に示し、
図2は、統合型のコンパクトな構造物の実施例の縦断面図であり、
図3は、蒸発装置の実施例の概略図であり、該蒸発装置は2つまたはいくつかの統合型のコンパクトな構造物を有している。
特に図1に示すように、液体を濃縮するための蒸発装置は、外被構造物1に区切られた空間内で濃縮処理を行うために、実質的に閉じた気密な外被構造物1を有する。濃縮すべき液体は配管機構2を介して入口3に導かれ、ここを通って外被構造物1に浸入し、外被構造物1の上部から、熱交換器4の蒸発側すなわち第1側面5へと送られる。濃縮すべき液体の蒸発によって生じた水蒸気は、外被構造物の下部から、統合型構造物6が含まれる垂直溝7の吸込み口8を介して、統合型構造物の第1案内羽根9、さらには羽根車10へと吸込まれた後、大きな熱容量をもち、したがって高い温度を有する圧縮水蒸気が、第2案内羽根11を介して環状溝12へと導かれる。統合型構造物の流れ方向末端は、熱交換器表面の濃縮側すなわち、第2側面14に供給されていく水蒸気相に混合する水を給水する手段13を有する。外被構造物1の下部には、濃縮された液体部分すなわち濃縮液を外被構造物1内の空間から排出するための第1出口15が設けられる。濃縮すべき液体は、熱交換器4の熱交換表面の第1側面5上を通って、外被構造物の下部1aに至るが、ここで発達した水蒸気相は、上記と同様にして溝7へと導かれる〈図1、矢印N〉。同様に、外被構造物1は熱交換器の下方に受流部1a、および受流部1aに連結された第2出口16を有し、該第2出口16は、熱交換器の熱交換表面の第2側面14上を通過する濃縮すべき液体より分離された水、すなわち凝縮水を外被構造物で仕切られた空間から排出するために設けられる。蒸発処理の効率を上げるために、濃縮液および凝縮水を熱交換器17および18を介して後続の処理へ導くが、濃縮すべき液体は、配管機構2を介してこの熱交換器17,18を通過し、上記外被構造物1内部に供給される。このようにして、蒸発処理によって発生する上記留分は連続的に回収され、蒸発処理に戻される。
さらに蒸発装置は、後で詳しく説明する方法によって、一方では作動装置を冷却し、他方では水蒸気相に混合する水を添加するために、統合型構造物へ導く水の流れを制御する制御装置19を含む。水の流れは、制御装置19によってバルブ21が制御される配管機構20を介して導かれる。溝7は、統合型構造物6を過ぎたところに、制御装置19に連結された検知手段、特に圧力と温度を監視するための少なくとも1つの検知手段22を有する。特に図2を参照すると、本発明による統合型構造物6は、加圧装置6a(羽根車システム9,10,11)とその作動装置、特に電気モータ6bとから成る複合体を含み、該複合体は構造的には1つのコンパクトな装置として組立てられている。この強固な統合型構造物は、溝7の外壁を形成する配管断面の内側に、配管断面25の鉛直軸と該統合型構造物6の鉛直軸とが平行かつ同軸上であるように配置されるコンパクトな装置であって、上述の環状溝12は配管断面25と統合型構造物6の外表面との間に、特に流れの方向に見られる加圧装置6aに続く部分(図2の上に向かう方向)に形成されることを特徴とする。
特に図2に示される実施例では、作動装置6bは環状溝内に配置され、水蒸気相の流れる方向において加圧装置6aに続く。特に、環状溝12の加圧装置に続く部分は、配管断面25の直径を流れ方向上端に向けて拡大することによって、ディフューザ部として形成されている。もちろん、加圧装置6aとその駆動装置6bの配置の順序を流れの方向の逆にすることも可能で、その場合、ディフューザ部を、長手方向において加圧装置に続けて構造物中に配置することができる。特に交換および整備を考慮して、部材6a,6b,25は統合型構造物として配置することができ、この場合統合型のコンパクトな構造物6a,6b,25の中心軸が外被構造物の垂直中心軸に合するように、熱交換器と、環状の水平断面を有する外被構造物の中心線上中心に、たとえば図1に示した方法で構造物を取り付けるために、該構造物の上方部に突出したフランジ26が設けられる。したがって溝7の下部はしっかりとした構造物7a(図1)として形成され、配管断面25と溝7の下部7aの間の連結部分には適切なシーリング27が設けられている。
図2に示す統合型構造物6は、端部28,29と、端部28,29の間に溝7の長手方向に外板部30とを有する。案内羽根9,11は、一方では外板部30に、他方では配管断面25の内表面に固定される。また、羽根車10も同様に、統合型構造物内部で長手軸31に固定されるが、この軸はさらに作動装置として用いられる電気モータの回転子も形成する。軸31の回転子部分31の外側であり、外板部30の内側にあたる領域に固定子32が設けられる。さらに、統合型構造物は固定子部分32の両端部に、軸受35とともに非接触ラジアル軸受33,34を有する。必要な電気入力は、たとえば案内羽根9および/または11を通して提供される。作動装置6bを冷却するために、該作動装置6bには冷却溝システム36,37,38が設けられる。水の流れは、図1に関連して上述した方法によって、ここで方向付けが行われるが、特別の条件下であれば、この水の流れは、蒸発処理における他の部分から、たとえば外被構造物の下方から作動装置に供給される水蒸気流とすることも可能である。配管機構20を介して導かれるこの水流の少なくとも一部は、環状溝12、あるいは本実施例では統合型構造物6の末端部29に形成されるノズル構造13を通って環状溝12の端部へと送られる。末端部29は、回転可能な円盤状構造として形成され、その内部には冷却溝システム36,37,38からの水流が流込む容器部分あるいは環状空洞39が設けられている。末端部29は軸31に固定され、さらに外板の外側部分30aの端部40との間にシールが施されている。
冷却溝システムは、配管機構20へと延び、さらに第2の案内羽根11を通って外板部30に向かって進む第1部分36を有する。作動装置6aの外板部分は2つの部分で構成され、冷却溝システムのたとえば環状空間であるような第2部分37は、統合型構造物6の外側30aと内側30bとの間で、軸線方向に形成される。冷却溝システムの第1部分36は、水および/または水蒸気の流れの供給が、周縁の方向において、2つまたはいくつかの点から、統合型構造物6に関連する第2部分37へと実施される、いくつかの区分によって構成してもよい。冷却溝システムは、電源として機能する電気モータを冷却するために用いられる。冷却溝システムの第3の部分は、制御部38から形成され、該制御部38から水あるいは水蒸気流が上述の環状空洞39に導かれ、さらには遠心力によってノズル13へと導かれる。
図3は、外被構造物を循環パイプ41に連結した本発明の他の実施例を示し、該循環パイプは、実質上、外被構造物と気密な装置を形成するように配置されている。図3において、水蒸気の流れ方向は矢印KSで示される。その他の点に関して、外被構造物は先に図1で示した構造を適切な様式によって対応させたものであり、当業者にとっては自明であるので、ここではこれ以上詳しくは説明しない。図3の概略的構造において重要なのは、統合型のコンパクトな構造が循環パイプ41中に配置されることである。これに関連して、統合型のコンパクトな構造物は、フランジ構造42によって連結配管に固定された、互いに平行に配置される2つの独立した装置6′,6″を有する。これらの統合型のコンパクトな構造物6′,6″は、簡単に取外しおよび交換することができる。構造に関しては、これらの装置6′,6″は、図2に関連して先に示した装置と一致させてもよい。
統合型のコンパクトな構造物には、図示したような軸方式によって駆動する加圧装置に代えて、ラジアル方式によるものを用いることも当然可能である。加圧装置はまた、いくつかの段階で構成することもできる。
作動装置の軸31の回転速度は、いわゆる高速領域である2.5×104〜3×105回転/分、好ましくは3×104〜7×104回転/分の範囲から選ばれる。もちろん、水の添加を行うためにいくつかの手段を系統的に統合型のコンパクトな構造物に連結して配置することもでき、その場合、噴射に必要なエネルギを他の方法で手配することもできる。
The apparatus relates to an evaporator according to the premise of claim 1.
The evaporation apparatus according to the present invention is often used in an evaporation process in which a liquid is concentrated by evaporating a part under a pressure condition lower than the atmospheric pressure of the environment. The energy required for the evaporation process is produced using a pressurizing device effective for the process gas.
According to the commonly practiced prior art, the impeller of a pressurizer (generally a blower) is installed in the process gas. An electrically driven actuator, often an electric motor, is attached as part of the piping mechanism outside the evaporator. The pressurizing device and its operating device are connected via a shaft that penetrates the envelope structure of the evaporator. The penetrating part is sealed by a shaft seal. In the conventional method, either roller means using oil as a lubricant or a sliding bearing is used as the bearing. A problem with the prior art methods currently in use is that the drive shaft is difficult to seal, with the risk of leakage caused mainly by the high ambient pressure. Such hermetic leakage results in a significant reduction in evaporation process efficiency. Maintenance of the shaft seal every short period requires that the evaporation process be stopped for a long period of time, which increases the maintenance cost of the evaporator. Further, in the conventional method, the evaporator is increased in size, and the lifting device for connecting the evaporator is required to be extremely robust, and requires a considerably large space.
It is an object of the present invention to significantly solve the above-mentioned problems in the prior art and provide new unexpected advantages that improve the evaporation process. In order to achieve these objects, the evaporation apparatus according to the present invention comprises a space in which at least one pressurization device of the evaporation device and at least one actuating device of the pressurization device are limited by an envelope structure. The main feature is that it is integrated as a compact structure that is entirely arranged. The evaporation apparatus according to the present invention has a very simple structure composed of a pressurizing device and an actuating device. Therefore, the entire structure is arranged and sealed inside the evaporation device, or directly connected to a piping mechanism. It becomes possible to arrange. Cooling and / or lubrication of the actuating device and its bearings is effected by the liquid present in or supplied to the evaporator, in particular by water. Thus, in the apparatus of this invention, the location which performs the seal | sticker for exercise | movement required by the axis | shaft which penetrates a jacket structure can be eliminated. When the actuating device is arranged inside the envelope structure of the evaporator, the warm air energy of the actuating device can be used for the evaporation process itself. The bearing is implemented on a non-contact principle, and particles that can harm the evaporation process are not formed during use of the bearing, so that the quality of the evaporation process can be improved. It is clear that the tightly integrated structure of the evaporator does not make noise around it.
According to a particularly preferred embodiment, the evaporator according to the invention has a rotational speed of the actuating device in the so-called high speed range of 2.5 × 10 4 to 3 × 10 5 revolutions / minute, more preferably 3 × 10 4 to 7 × 10 4 rotations / minute is selected.
In particular, the use of the integrated compact structure of the present invention by applying high-speed rotation technology brings an advantageous factor for downsizing the structure, and the evaporation apparatus is naturally small in size for the evaporation processing efficiency. Therefore, the cost for the structure, the occupied area of the structure, the lifting device, and the like can be reduced.
Furthermore, a significant advantage of the present invention is that this integrated compact structure can moisten the pressurized water vapor produced by the pressurization device and therefore be installed in connection with this integrated structure. It is possible to saturate the water vapor with a simple structure that can be made. It is known that a pressure device generates superheated water vapor. It is obvious to those skilled in the art that when the steam generated in the pressurizing apparatus is supplied to the heat exchanger in an overheated state, it is necessary to increase the heat exchange surface of the heat exchanger. With the evaporator according to the invention, advantageously in connection with an integrated compact structure, the steam compressed in the pressurizer is supplied to the heat exchanger as superheated steam by simple means. As such, water vapor can be moistened.
Some useful embodiments of the evaporation device according to the invention are indicated in the other dependent claims.
Hereinafter, an evaporation apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing
FIG. 1 schematically shows an evaporation method in an evaporator according to the invention,
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an embodiment of an integrated compact structure;
FIG. 3 is a schematic diagram of an embodiment of an evaporator, which has two or several integrated compact structures.
In particular, as shown in FIG. 1, an evaporator for concentrating a liquid uses a substantially closed and airtight envelope structure 1 in order to perform a concentration process in a space partitioned by the envelope structure 1. Have. The liquid to be concentrated is led to the inlet 3 through the piping mechanism 2 and enters the outer cover structure 1 through the pipe mechanism 2. From the upper part of the outer cover structure 1, the evaporation side, that is, the first side surface of the heat exchanger 4. Is sent to 5. The water vapor generated by the evaporation of the liquid to be concentrated flows from the lower part of the outer cover structure through the suction port 8 of the vertical groove 7 including the integrated structure 6, the first guide blades 9 of the integrated structure, Furthermore, after being sucked into the impeller 10, compressed water vapor having a large heat capacity and thus having a high temperature is guided to the annular groove 12 via the second guide vane 11. The end of the integrated structure in the flow direction has means 13 for supplying water to be mixed with the water vapor phase supplied to the concentrated side of the heat exchanger surface, that is, the second side surface 14. A first outlet 15 for discharging the concentrated liquid portion, that is, the concentrated liquid, from the space in the envelope structure 1 is provided at the lower portion of the envelope structure 1. The liquid to be concentrated passes over the first side surface 5 of the heat exchange surface of the heat exchanger 4 and reaches the lower part 1a of the outer cover structure. The water vapor phase developed here is the groove 7 in the same manner as described above. <Fig. 1, arrow N>. Similarly, the jacket structure 1 has a receiving portion 1a below the heat exchanger, and a second outlet 16 connected to the receiving portion 1a. The second outlet 16 is a heat exchanger of the heat exchanger. It is provided for discharging water separated from the liquid to be concentrated passing over the second side surface 14 of the surface, that is, condensed water, from the space partitioned by the envelope structure. In order to increase the efficiency of the evaporation process, the concentrated liquid and the condensed water are led to the subsequent process through the heat exchangers 17 and 18, and the liquid to be concentrated is supplied to the heat exchangers 17 and 18 through the piping mechanism 2. And is supplied to the inside of the jacket structure 1. In this way, the fraction generated by the evaporation process is continuously collected and returned to the evaporation process.
Furthermore, the evaporation device is controlled in a manner that will be described in detail later, on the one hand to control the flow of water leading to the integrated structure in order to cool the operating device and on the other hand add water to be mixed into the water vapor phase. including. The flow of water is guided through the piping mechanism 20 in which the valve 21 is controlled by the control device 19. The groove 7 has past the integrated structure 6 and has at least one detection means 22 for monitoring the pressure and temperature, in particular connected to the control device 19. With particular reference to FIG. 2, the integrated structure 6 according to the present invention comprises a complex comprising a pressure device 6a (impeller system 9, 10, 11) and its actuating device, in particular an electric motor 6b. The body is structurally assembled as one compact device. This strong integrated structure is arranged inside the pipe cross section forming the outer wall of the groove 7 so that the vertical axis of the pipe cross section 25 and the vertical axis of the integrated structure 6 are parallel and coaxial. The above-described annular groove 12 is a portion between the pipe cross section 25 and the outer surface of the integrated structure 6, especially the portion following the pressurizing device 6 a seen in the flow direction (upper part of FIG. 2). It is formed in the direction toward
In particular, in the embodiment shown in FIG. 2, the actuating device 6b is arranged in an annular groove and follows the pressurizing device 6a in the direction in which the water vapor phase flows. In particular, the portion of the annular groove 12 following the pressurizing device is formed as a diffuser portion by expanding the diameter of the pipe cross section 25 toward the upper end in the flow direction. Of course, the order of arrangement of the pressurizing device 6a and the driving device 6b can be reversed in the flow direction. In this case, the diffuser portion is arranged in the structure following the pressurizing device in the longitudinal direction. be able to. Particularly considering replacement and maintenance, the members 6a, 6b, 25 can be arranged as an integrated structure, in which case the central axis of the integrated compact structure 6a, 6b, 25 is the outer structure. In order to fit the structure to the centerline of the heat exchanger and the envelope structure having an annular horizontal cross section, for example in the manner shown in FIG. A flange 26 protruding from the portion is provided. Therefore, the lower part of the groove 7 is formed as a solid structure 7a (FIG. 1), and an appropriate sealing 27 is provided at the connecting portion between the pipe section 25 and the lower part 7a of the groove 7.
The integrated structure 6 shown in FIG. 2 has end portions 28 and 29 and an outer plate portion 30 in the longitudinal direction of the groove 7 between the end portions 28 and 29. The guide vanes 9 and 11 are fixed to the outer plate part 30 on the one hand and to the inner surface of the pipe section 25 on the other hand. The impeller 10 is similarly fixed to the longitudinal axis 31 inside the integrated structure, which also forms the rotor of an electric motor used as an actuating device. A stator 32 is provided in a region outside the rotor portion 31 of the shaft 31 and inside the outer plate portion 30. Furthermore, the integrated structure has non-contact radial bearings 33 and 34 along with bearings 35 at both ends of the stator portion 32. The necessary electrical input is provided, for example, through guide vanes 9 and / or 11. In order to cool the actuating device 6b, the actuating device 6b is provided with cooling groove systems 36, 37, 38. The water flow is directed here by the method described above in connection with FIG. 1, but under special conditions, this water flow can be removed from other parts of the evaporation process, for example the envelope. It is also possible to use a water vapor stream that is supplied to the actuating device from below the structure. At least a part of this water flow guided through the piping mechanism 20 passes through the annular groove 12 or, in this embodiment, the end portion of the annular groove 12 through the nozzle structure 13 formed in the terminal portion 29 of the integrated structure 6. Sent to. The end portion 29 is formed as a rotatable disk-like structure, and a container portion or an annular cavity 39 into which water flows from the cooling groove systems 36, 37, 38 flow is provided. The end portion 29 is fixed to the shaft 31 and is further sealed with the end portion 40 of the outer portion 30a of the outer plate.
The cooling groove system includes a first portion 36 that extends to the piping mechanism 20 and further proceeds toward the outer plate portion 30 through the second guide vane 11. The outer plate part of the actuating device 6a is composed of two parts, the second part 37, for example an annular space of the cooling groove system, between the outer side 30a and the inner side 30b of the integrated structure 6 in the axial direction. Formed. The first part 36 of the cooling groove system provides a supply of water and / or steam flow from two or several points in the circumferential direction to the second part 37 associated with the integrated structure 6. May be constituted by several sections. The cooling groove system is used to cool an electric motor that functions as a power source. The third part of the cooling groove system is formed from the control unit 38, from which water or water vapor flow is guided to the annular cavity 39 described above, and further to the nozzle 13 by centrifugal force.
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention in which the jacket structure is connected to a circulation pipe 41, the circulation pipe being arranged to form a substantially airtight device with the jacket structure. . In FIG. 3, the flow direction of water vapor is indicated by an arrow KS. In other respects, the jacket structure corresponds to the structure shown in FIG. 1 in an appropriate manner and is obvious to those skilled in the art, and will not be described in further detail here. What is important in the schematic structure of FIG. 3 is that an integrated compact structure is arranged in the circulation pipe 41. In this connection, the integrated compact structure has two independent devices 6 ′, 6 ″ arranged parallel to each other, fixed to the connecting pipe by means of a flange structure 42. The compact structure 6 ', 6 "can be easily removed and replaced. In terms of construction, these devices 6 ', 6 "may be matched to the devices previously shown in connection with FIG.
As an integrated compact structure, it is of course possible to use a radial type instead of a pressurizing device driven by a shaft type as shown. The pressurizing device can also consist of several stages.
The rotation speed of the shaft 31 of the actuator is selected from a range of 2.5 × 10 4 to 3 × 10 5 rotations / minute, preferably 3 × 10 4 to 7 × 10 4 rotations / minute, which is a so-called high speed region. Of course, several means for performing the addition of water can also be arranged systematically connected to an integrated compact structure, in which case the energy required for injection can be arranged in other ways. You can also.

Claims (11)

特に、液体中に含まれる水分の少なくとも一部を液体部分から分離することによって、液体を濃縮する蒸発装置であって、該蒸発装置は、
被構造物(1)で仕切られた空間内において、濃縮処理を行うための実質的に気密にされた外被構造物(1)と、
縮すべき液体を外被構造物(1)で仕切られた空間に供給するための入口(3)と、
縮された液体部分すなわち濃縮液を外被構造物(1)で仕切られた空間から排出するための第1出口(15)と、
縮すべき液体から分離された水分すなわち凝縮水を外被構造物(1)で仕切られた空間から排出するための第2出口(16)と、
被構造物(1)で仕切られる空間に配置される熱交換器(4)であって、
縮すべき液体の流れが、熱交換表面の第1側面(5)に導かれ、
縮すべき液体から蒸発した水の流れが、実質上水蒸気の状態で第2側面(14)に導かれる熱交換器(4)と、
交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相の熱容量を大きくするために、外被構造物(1)内部に設置される少なくとも1つの加圧装置(6)と、
なくとも1つの前記加圧装置(6)に対する少なくとも1つの作動装置(6を有し、
蒸発装置に含まれる少なくとも1つの加圧装置(6)と、蒸発装置に含まれる作動装置(6)として機能する少なくとも1つの電気モータとがコンパクトな構造物(6)として統合され、この構造物全体が外被構造物(1)で仕切られた空間に配置されること、および作動装置として機能する電気モータの回転速度が、いわゆる高速領域である2.5×104〜3×105回転/分の範囲で選ばれることを特徴とする蒸発装置。
In particular, an evaporation device that concentrates a liquid by separating at least a portion of the moisture contained in the liquid from the liquid portion, the evaporation device comprising:
In the jacket structure into the space partitioned by (1), substantially enveloping structure which is hermetically to perform concentration treatment (1),
An inlet for supplying the partitioned spaces of the liquid to be enrichment in jacket structure (1) (3),
A first outlet for discharging the enrichment liquid portions or concentrate from a space partitioned by the jacket structure (1) (15),
A second outlet for discharging from the partitioned space is separated from the liquid to be enrichment water i.e. condensate in the jacket structure (1) (16),
A heat exchanger (4) disposed in a space partitioned by the outer cover structure (1),
The flow of liquid to be enrichment, is guided to a first side of the heat exchange surface (5),
Concentrated flow of water evaporated from the liquid to be condensed is, the heat exchanger is guided to the second side surface in the form of substantially water vapor (14) and (4),
In order to increase the heat capacity of the water vapor phase supplied to the second side surface (14) of the heat exchange surface, at least one pressurization device (6 a ) installed inside the jacket structure (1);
Even without least and at least one actuating device (6 b) for one of the pressure device (6 a),
At least one pressurizing device included in the evaporator (6 a), at least one electrical motor serving as an operating device (6 b) included in the evaporator are integrated as a compact structure (6), the entire structure is disposed in the space partitioned by the jacket structure (1), and the rotational speed of the electric motor that serves as an operating device is a so-called high-speed range 2.5 × 10 4 to 3 An evaporator characterized by being selected in the range of × 10 5 revolutions / minute .
電気モータの回転速度が3×10 4 〜7×10 4 回転/分の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の蒸発装置 Evaporation apparatus according to claim 1, wherein the rotational speed of the electric motor is in the range of 3 × 10 4 ~7 × 10 4 rev / min. 統合型のコンパクトな構造物(6)に関して、熱交換表面の第2側面に供給される水蒸気相を飽和水蒸気に調整することを目的として、熱交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相に、水を供給する手段(13,29)が配置されることを特徴とする請求項1に記載の蒸発装置。With respect to the integrated compact structure (6), it is supplied to the second side (14) of the heat exchange surface for the purpose of adjusting the water vapor phase supplied to the second side of the heat exchange surface to saturated water vapor. 2. Evaporator according to claim 1, characterized in that means (13, 29) for supplying water to the water vapor phase are arranged. 熱交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相が流れる溝は、統合型のコンパクトな構造物(6)のある場所においては環状溝(12)であり、加圧装置(6a)と作動装置(6b)とが順に、環状溝(12)の長手方向に実質上環状溝(12)の中心部にくるように配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の蒸発装置 The groove through which the water vapor phase supplied to the second side surface (14) of the heat exchange surface flows is an annular groove (12) where the integrated compact structure (6) is located, and the pressurizing device (6a). And the actuating device (6b) are arranged in order so as to be substantially in the center of the annular groove (12) in the longitudinal direction of the annular groove (12). The evaporation apparatus as described . 環状溝(12)の加圧装置(6a)に続く部分が、ディフューザ部として形成されることを特徴とする請求項4に記載の蒸発装置 5. The evaporator according to claim 4, wherein a portion of the annular groove (12) following the pressure device (6 a) is formed as a diffuser part . 作動装置(6b)は、環状溝内において、水蒸気相の流れる方向において加圧装置(6a)の後方に設置されることを特徴とする請求項4に記載の蒸発装置 5. The evaporator according to claim 4, wherein the actuating device (6b) is installed behind the pressurizing device (6a) in the annular groove in the direction in which the water vapor phase flows . 作動装置(6b)には、同装置を冷却するために、水および/または水蒸気状態の媒体が流れる冷却溝システム(36,37,38)が設けられ、さらに冷却溝システム(36,37,38)内を流れる水の少なくとも一部分は、水蒸気相として水を熱交換表面の第2側面(14)に供給するために、手段(13,29)を介して導かれることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の蒸発装置 The operating device (6b) is provided with a cooling groove system (36, 37, 38) through which water and / or a water vapor state medium flows in order to cool the device, and the cooling groove system (36, 37, 38). At least a portion of the water flowing in) is led through means (13, 29) to supply water as a water vapor phase to the second side (14) of the heat exchange surface. The evaporator in any one of -6 . 水蒸気相と混合される水を供給する手段(13,29)は、作動装置(6b)の軸(31)によって駆動されるように配置され、このとき、該手段(13,29)は、統合型のコンパクトな構造物(6)内で、熱交換表面の第2側面へ供給される水蒸気相の流れ方向において加圧装置よりも下流に位置することを特徴とする請求項3または7のいずれかに記載の蒸発装置 The means (13, 29) for supplying water mixed with the water vapor phase is arranged to be driven by the shaft (31) of the actuator (6b), at which time the means (13, 29) are integrated. 8. The mold according to claim 3 or 7, characterized in that it is located downstream of the pressurization device in the flow direction of the water vapor phase supplied to the second side of the heat exchange surface in the compact structure (6) of the mold. An evaporation apparatus according to the above . 熱交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相と混合される水を供給する手段は、統合型のコンパクトな構造物(6)の端部の少なくとも一部分である円盤構造を有し、さらにその中心部には統合型のコンパクトな構造物の内部容器部(39)を有し、該内部容器部(39)は該容器部に連結されたノズルシステム(13)である流れ開口部に連結しており、該容器部(39)には、前記冷却溝システム(36,37,38)を介して水流が供給されることを特徴とする請求項7に記載の蒸発装置 The means for supplying water mixed with the water vapor phase supplied to the second side (14) of the heat exchange surface has a disc structure that is at least part of the end of the integrated compact structure (6). In addition, the central container portion has an inner container portion (39) of an integrated compact structure, and the inner container portion (39) is a nozzle opening (13) connected to the container portion. 8. The evaporator according to claim 7, wherein a water flow is supplied to the container part (39) via the cooling groove system (36, 37, 38) . 蒸発装置は、熱交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相が流れる溝に設けられ、水蒸気相の状態を監視する少なくとも1つの検知手段(22)を有し、該検知手段(22)は、添加される水の量を制御するために、バルブ(21)を制御する制御装置(19)に連結されることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の蒸発装置 The evaporator has at least one detection means (22) that is provided in a groove through which the water vapor phase supplied to the second side surface (14) of the heat exchange surface flows, and that monitors the state of the water vapor phase. The evaporator according to any one of claims 1 to 9, characterized in that 22) is connected to a control device (19) for controlling the valve (21) in order to control the amount of water added. . 統合型のコンパクトな構造物(6)は、2つの端部(28,29)と、端部間に設けられる外板部(30)とを有し、The integrated compact structure (6) has two ends (28, 29) and an outer plate (30) provided between the ends,
加圧装置(6a)は、実質的に外板部(30)から突出し、熱交換表面の第2側面(14)に供給される水蒸気相が流れる溝内部に固定されるようにして、外板部(30)に固定される案内羽根システム(9,11)と、The pressure device (6a) substantially protrudes from the outer plate portion (30) and is fixed inside the groove through which the water vapor phase supplied to the second side surface (14) of the heat exchange surface flows. A guide vane system (9, 11) fixed to the section (30);
外板部(30)から突出するようにして、作動装置(6b)の軸(31)に固定される羽根車システム(10)とから成ることを特徴とする請求項1に記載の蒸発装置。2. The evaporator according to claim 1, comprising an impeller system (10) which projects from the outer plate (30) and is fixed to the shaft (31) of the actuating device (6b).
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