JPH03178301A - 蒸発装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルコール蒸溜廃液などの高粘性液の濃縮に
適する蒸発装置に関する。

（従来の技術） 従来、アルコール蒸溜廃液に代表される高含水率廃液で
ありながら、高粘性を示す液を′ｅＡ縮するための蒸発
装置では、加熱用熱交換器としては特に専用のものは無
く、一般にはプレート式あるいは薄膜降下式が用いられ
ている。また、全体のシステムとしては第４図に示すよ
うに蒸発缶３５と熱交換器３１を循環用ポンプ３２を介
して設置し、被濃縮液を熱交換器３１と蒸発缶３５との
間を循環させながら、加熱と蒸発を継続させている。３
６は蒸発蒸気を復水させる為のコンデンサー、３３は復
水抜取りポンプ、３４は被濃縮液用ポンプである。

更にエネルギを有効に利用する為、熱システムとしては
多重効用方式あるいは蒸気圧縮し−トポンプ方式を採用
している場合が多い。

また、前述のような高粘性液の濃縮に特に適した蒸発装
置として、特願昭６２−１７９００６号（特開昭６４−
０２２３０１号）により提案されているスパイラル熱交
換器を具備した蒸発装置がある。

第５図は同蒸発装置を示している。

１は蒸発缶６の内部に軸受を介して設置されたスクリュ
ー形状をなすスパイラル状熱交換器であり、その中心軸
４及びスパイラル状部材１′は共にその端部で連通ずる
ように中空とされて、熱媒体の通路を形成する。なお、
中心軸４の中空部には、熱媒体の人口が開口するスパイ
ラル部分と連通ずると共に熱媒体の出口に開口するスパ
イラル部分の間を仕切って遮蔽部材４″が設けである。

２はスパイラル状部材１′に形威される熱媒体通路、３
は中心軸の熱媒体入口空間部、３′は同出口空間部であ
り、各空間部端面には、それぞれ軸端４−１．４−２が
連設され、各軸端４−１．４−２は軸受を介して蒸発缶
６に支持されている。

熱媒体の人口側軸端には熱媒体の入口孔４′が形成され
、中心軸４の入口側空間部３と連通ずる。

他方の軸端４−２には中心軸４の熱媒体の出口側空間部
３′と連通ずる出口通路４″が形成されている。

なお図中、８はモータ、９．９′はプーリ、１０はベル
トである。

（発明が解決しようとする課題） 第４図に示す従来方式では濃縮が進み廃液含水率が減少
すると共に粘性が増加してくると、循環用ポンプ３２の
消費動力が増加しランニングコストが増加する。更に熱
交換器３１の内部に被濃ｉ宿ン夜の流動しにくい領域あ
るいは滞留する領域が発生し、加熱面への廃液の焼付き
が起こり、熱伝達係数が低下し、プラントの蒸発能力が
低下する。このため低含水率領域まで濃縮を行なう事が
できず、或いは熱交ｔＡ器３１の洗浄に多大の時間と労
力を要するなどの不具合がある為に広く実用化されるに
は至っていない。

また特願昭６１−１７９００６号（特開昭６４−０２２
３０１号）で提案された芸発装置（第５図）においては
、同方向の攪拌、掻りげ作用が不十分であるため、熱伝
達性能が低かった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、高
粘性順の蒸発濃縮に適し、より蒸発能率を向上させた法
定装置を提供する事を目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、蒸発缶と、内部に熱
媒体の通路を、形威し、水平又は傾斜した状態で前記蒸
発缶内に設置され、その一部分が蒸発缶内の被加熱液の
液面下にあるスクリュー形のスパイラル状熱交換器と、
スクリュー軸まわりに前記スパイラル状熱交換器を回転
させる駆動装置とを備えた蒸発装置において、前記スパ
イラル状熱交換器のスパイラル間隙の所望部位に、攪拌
用又は掻上げ用のフィンを介在させることを構成とし、
これを上記課題の解決手段とするものである。

（作用） 回転型スパイラル状熱交換器の回転軸方向のポンピング
作用に加え、撹拌フィンの追加により被濃縮液に剪断を
加えると共に周方向の攪拌、掻上げ作用を与え、熱伝達
性能を更に向上させる。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の代表的な実施例である蒸発装置を示す
。

図中１は蒸発缶６の内部に装着された熱交換器であり、
スクリュー形をなすスパイラル状部材１′の内部にはス
パイラル状の連続した通路２が形成され、同スパイラル
状部材１′が伝熱面を形成している。４は熱交換器１に
設けられた内部が仕切板４″で仕切られた中空の中心軸
であって、その熱媒体人口側軸端部４−ｉには熱媒体人
口孔４′が、また出口側端部には出口孔４′″が設けら
れている。中心軸４の仕切板４″で仕切られた熱媒体の
流入側空間部３とスパイラル状部材１′の通路２は、そ
の一端で連通しており、また出口孔「に通じる出口側空
間部３′はスパイラル状部材１′の通路２の他端と連通
ずる。中心軸４は蒸発缶６に１抽受を介して支持されて
おり、その熱媒体入口側の軸端部４−１はプーリ９．９
’、ベル目０を介してモータ８と連結されている。ｔｌ
、Ｌ、ｂ攪拌用のフィンであって、スパイラル状部材１
′の隣り合う通路２の間に架設配置されている。

熱媒体は入口孔４′から熱交換器ｌに流入した後、スパ
イラル通路２を通過する過程において被濃縮液と熱交換
した後、出口孔４″より排出される。このとき、熱交換
器ｌはモータ８により駆動回転している。

７は蒸発缶の上部に設けられた蒸発蒸気の出口である。

スクリュー形をなすスパイラル状の熱交換器１は蒸発缶
６の内部でその一部が被濃縮液中に浸漬され、被？！４
縮液内を回転する事によって、被濃縮液と伝熱面との間
に相対速度が生じると共に熱伝達が向上し、同時に被濃
縮液との流動接触が間断なく行われる事により、焼付な
どの障害も生じない。

更に攪拌用フィン１１が熱交換器１と共に回転する事に
より、被濃縮液に対し剪断力を加えると共に周方向の掻
上げ作用を与え、熱伝達性能をより向上させる事ができ
るので、高粘度・高濃度の領域まで被濃縮液を濃縮する
事が可能となる。

なお攪拌用フィン１１の形状・配列を被濃縮液の性状に
応じて予め設定し、最適な状態で蒸発・濃縮を行なう事
ができる。

第２図及び第３図はフィン１１の配列例を参考として示
したものである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように本発明に係る蒸発装置は、従
来のスパイラル状熱交換器を具備する蒸発装置と比較し
て、フィンの攪拌効果により熱伝達性能が大巾に向上し
、それだけ伝熱面積を低減させる事ができ、しいては、
蒸発装置全体の軽量、コンパクト化が可能となる。

また、攪拌用フィンを設けた事によってスパイラル部材
の熱媒体通路の強度が向上し、更に同通路の製作時にフ
ィンの両端をスパイラル状部材に溶接などにより固着し
ておけばフィンが通路部を支持する事となり、通路の製
作も容易となるなどの副次的効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の代表的な実施例を示す蒸発装置の一部
切開正面図、第２図及び第３図は本発明の攪拌用フィン
の配置例を示す第１図のＡＡ断面図、第４図は従来の蒸
発・濃縮装置の原理図、第５図は従来のスパイラル熱交
換器を有する蒸発装置の一部切開正面図である。 図の主要部分の説明 １−（スパイラル状）熱交換器 ２・−・（熱媒体）通路 ４−中心軸 ４’−（熱媒体）人口孔 ４′−・−（熱媒体）出口孔 ５・−（熱媒体）入口 ６−・蒸発缶 １１−・・攪拌用フィン 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸発缶と、内部に熱媒体の通路を形成し、水平又は傾斜
   した状態で前記蒸発缶内に設置され、その一部分が蒸発
   缶内の被加熱液の液面下にあるスクリュー形のスパイラ
   ル状熱交換器と、スクリュー軸まわりに前記スパイラル
   状熱交換器を回転させる駆動装置とを備えた蒸発装置に
   おいて、前記スパイラル状熱交換器のスパイラル間隙の
   所望部位に、攪拌用又は掻上げ用のフィンを介在させる
   ことを特徴とする蒸発装置。