CN108953156A - 罗茨鼓风机的防蚀方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种罗茨鼓风机的防蚀方法。罗茨鼓风机(3)在具有吸入部(3a)和排出部(3b)的壳体(3c)中收纳有一对转子(3d、3d)，壳体(3c)和各转子(3d)由铁类金属材料构成，在罗茨鼓风机(3)的防蚀方法中，设置将碱性的降温水供给到所述壳体的内部的降温水供给机构(10)，在通过一对转子(3d、3d)的旋转将含有酸的蒸汽从吸入部(3a)导入壳体(3c)内时，从降温水供给机构(10)供给碱性的降温水，以防止壳体(3c)内的腐蚀，并且在壳体(3c)与各转子(3d)的间隙形成密封液膜。由此，能够在良好地维持罗茨鼓风机的效率的同时容易抑制罗茨鼓风机内的腐蚀。

Description

罗茨鼓风机的防蚀方法

技术领域

本发明涉及罗茨鼓风机的防蚀方法。

背景技术

罗茨鼓风机包括具有吸入部和排出部的壳体和在壳体内以相互啮合的方式收纳的一对转子，通过一对转子的旋转，蒸汽等气体从吸入部被导入壳体内，从排出部排出。由于转子因为高速地被旋转驱动而产生热膨胀，所以在壳体与各转子之间形成若干间隙，该间隙变大时工作效率降低。

因此，历来研究的结构是，为了抑制转子的热膨胀，在罗茨鼓风机的吸入侧喷射雾状的冷却水，将该冷却水与气体一起导入壳体的内部(例如，专利文献1)。此外，专利文献2中公开如下结构，在具有将来自蒸发罐的水蒸汽压缩的压缩机的自发蒸汽压缩式蒸发装置中，在压缩机的吸入侧的部位设置有将热交换器中的冷凝水的一部分注入水蒸汽的注水部，并且记载了通过从注入部进行的注水，使导入到压缩机的水蒸汽接近饱和状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-236093号公报

专利文献2：日本特开2007-185628号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

上述专利文献1等公开的现有的罗茨鼓风机，能够抑制转子的热膨胀，而在由铸铁等便宜的铁类金属材料形成的情况下，由于含有酸的蒸汽的导入而容易发生腐蚀，所以难以维持效率。此外，专利文献2的结构，能够通过使水蒸汽接近饱和状态来实现热交换器的小型化，但是在使压缩机为罗茨鼓风机的情况下，可靠地防止由上述的壳体与各转子的间隙所导致的效率降低的方面，还有改良的余地。

因此，本发明的目的是提供一种能够良好地维持罗茨鼓风机的效率并且容易抑制罗茨鼓风机内的腐蚀的罗茨鼓风机的防蚀方法。

用于解决问题的技术手段

本发明的上述目的，通过以下罗茨鼓风机的防蚀方法来实现，上述罗茨鼓风机在具有吸入部和排出部的壳体中收纳有一对转子，上述壳体和各转子由铁类金属材料构成，在上述罗茨鼓风机的防蚀方法中，设置用于将碱性的降温水供给到上述壳体的内部的降温水供给机构，在通过一对上述转子的旋转将含有酸的蒸汽从上述吸入部导入上述壳体内时，从上述降温水供给机构供给碱性的降温水，以防止上述壳体内的腐蚀，并且在上述壳体与上述各转子的间隙形成密封液膜。

或者，本发明的所述目的，通过以下罗茨鼓风机的防蚀方法来实现，上述罗茨鼓风机在具有吸入部和排出部的壳体中收纳有一对转子，上述壳体和各转子由铁类金属材料构成，在上述罗茨鼓风机的防蚀方法中，设置用于将降温水供给到上述壳体的内部的降温水供给机构和使碱性液体与要导入上述壳体的蒸汽接触的气液接触机构，在通过一对上述转子的旋转将含有酸的蒸汽从上述吸入部导入上述壳体内时，在上述气液接触机构中供给碱性液体，并且从上述降温水供给机构供给降温水，以防止上述壳体内的腐蚀，并且在上述壳体与上述各转子的间隙形成密封液膜。

在这些罗茨鼓风机的防蚀方法中，导入上述壳体的蒸汽是通过使含有酸的原液在蒸发器内蒸发而生成的蒸汽。

此外，上述降温水供给机构优选具有：将由上述罗茨鼓风机压缩了的蒸汽的冷凝水送出的冷凝水泵；和对从上述冷凝水泵送出来的冷凝水注入碱性液体的碱性液体注入单元。上述冷凝水泵优选具有使送出来的冷凝水返回吸入侧的最小流量管路，优选利用通过上述最小流量管路的最小流量的冷凝水来搅拌冷凝水。

发明效果

根据本发明，能够提供一种良好地维持罗茨鼓风机的效率并且容易抑制罗茨鼓风机内的腐蚀的罗茨鼓风机的防蚀方法。

附图说明

图1是用于说明本发明的一实施方式的罗茨鼓风机的防蚀方法的蒸发浓缩装置的概略构成图。

图2是表示图1所示的蒸发浓缩装置的主要部分的概略截面图。

图3是用于说明本发明的另一实施方式的罗茨鼓风机的防蚀方法的蒸发浓缩装置的概略构成图。

图4是用于说明本发明的又一实施方式的罗茨鼓风机的防蚀方法的蒸发浓缩装置的概略构成图。

附图标记说明

1 蒸发浓缩装置

2 蒸发器

3 罗茨鼓风机

3a 吸入部

3b 排出部

3c 壳体

3d 转子

4 加热器

7 冷凝水泵

7c 最小流量管路

8 碱性液体罐

10 降温水供给装置

20 涤气器(气液接触机构)。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的一实施方式。图1是用于说明本发明的一实施方式的罗茨鼓风机的防蚀方法的蒸发浓缩装置的概略构成图。蒸发浓缩装置1包括：使供给来的原液S蒸发而生成蒸汽的蒸发器2；将由蒸发器2生成的蒸汽隔热压缩的罗茨鼓风机3；导入利用罗茨鼓风机3而成为高温的蒸汽来作为热源的加热器4；和将降温水供给到罗茨鼓风机3的内部的降温水供给装置10。

蒸发器2是具有能够贮存原液S的闪蒸罐2a的闪蒸型蒸发器，通过循环泵5的工作从闪蒸罐2a抽出来的原液S向加热器4送出。

加热器4在壳体4b的内部具有用于导入从蒸发器2供给来的原液S的多个传热管4a，通过传热管4a的内部的原液S被从罗茨鼓风机3供给到壳体4b内的蒸汽加热。被加热了的原液S供给到蒸发器2，从喷嘴2b散布到闪蒸罐2a的内部。在闪蒸罐2a生成的蒸汽经由排出管路2c导入到罗茨鼓风机3中。

与加热器4连接有将壳体4b和闪蒸罐2a的内部减压至大气压以下的真空泵6。在壳体4b的下部形成有用于贮存通过蒸汽与原液S的热交换而冷凝了的冷凝水的贮存部4c。

降温水供给装置10包括：冷凝水泵7，其将贮存在加热器4的贮存部4c的冷凝水送出；和碱性液体罐8，其与从冷凝水泵7的排出管路7a分支的分支管路7b连接。冷凝水泵7包括使送出了的冷凝水回到位于吸入侧的贮存部4c的最小流量管路(冷凝水返回管路)7c，即使在排出管路7b的隔断阀7d关闭了的状态下，也能够在不对冷凝水泵7施加负荷的情况下使冷凝水泵7连续运转。

在本实施方式中，分支管路7b与冷凝水泵7的排出管路7a的比最小流量管路7c的分岐部7e靠上游侧的位置连接，但是也可以在隔断阀7d与分岐部7e之间连接分支管路7b。此外，还可以从最小流量管路7c分支地连接分支管路7b。分支管路7b的前端侧与排出管路2c连接。

碱性液体罐8贮存有碱性液体，作为对在分支管路7b流动的冷凝水注入碱性液体来生成碱性的降温水的碱性液体注入单元起作用。贮存于碱性液体罐8的碱性液体在本实施方式中为5％氢氧化钠(NaOH)，其浓度没有特别限定，另外也可以使用氢氧化钾(KOH)等其他的碱性溶液。

通过利用降温水供给装置10向罗茨鼓风机3导入碱性的降温水，贮存于加热器4的贮存部4c中的冷凝水成为碱性。为了获得良好的防蚀效果，该冷凝水的pH值优选为8以上，更优选为10以上。冷凝水的pH值例如通过一边监视设置于贮存部4c的pH传感器一边调节从碱性液体罐8进行的碱性液体的注入量，能够控制在所期望的范围内。冷凝水的pH值的监视也可以在贮存部4c以外进行，例如，也可以在比分支管路7b中的从碱性液体罐8进行的碱性液体注入部靠下流侧的位置设置pH传感器。

图2是图1所示的蒸发浓缩装置1所具有的罗茨鼓风机3的概略截面图。如图1和图2所示，罗茨鼓风机3构成为在具有吸入部3a和排出部3b的壳体3c收纳有一对转子3d、3d，通过使一对转子3d、3d以箭头那样的方式在相互相反方向上同步旋转，蒸汽从吸入部3a被吸引到壳体3c内，从排出部3b排出。一对转子3d、3d以非接触地相互啮合的方式配置，在各转子3d与壳体3c的内表面之间形成有若干间隙A。转子3d的形状没有特别限定，除了三叶型以外，也可以是双叶型等。

壳体3c和转子3d的材质例如能够使用容易制造且便宜的铸铁，只要是铁类金属材料没有特别限定。作为铁类金属材料，能够示例出碳钢或不锈钢等钢材、耐蚀镍合金、纯铁、氧化铁等。此外，也可以是在铁类金属材料的表面通过电镀或者喷涂等形成由其他金属材料构成的覆膜的材料。覆膜除了金属材料以外，也可以是陶瓷涂层或者树脂涂层等，在是经由微细孔等能够进行水蒸汽透过的涂层的情况下，也能够应用本发明的防蚀方法。

如图2所示，在分支管路7b的前端设置有散布喷嘴7f，通过将该散布喷嘴7f配置于排出管路2c的内部，从散布喷嘴7f向罗茨鼓风机3喷射碱性的降温水。

接着，说明具有上述结构的蒸发浓缩装置1中的罗茨鼓风机3的防蚀方法。作为向蒸发器2供给的原液S，使用含有硫酸、盐酸、醋酸、硝酸、氢氟酸、硼酸等酸的废液或者药液等液体，使蒸发浓缩装置1工作时，在蒸发器2生成原液S的蒸汽。通过一对转子3d、3d的旋转，该蒸汽从排出管路2c被导入罗茨鼓风机3的壳体3c内。此时，从降温水供给装置10向罗茨鼓风机3的壳体3c内供给碱性的降温水。

因为罗茨鼓风机3的壳体3c和一对转子3d、3d由铁类金属材料构成，所以与壳体3c的内表面和/或一对转子3d、3d的表面接触了的氢氧化钠等碱性溶液在高温环境下因酸的存在而与铁(Fe)反应。由此，在壳体3c的内表面和一对转子3d、3d的表面形成由四氧化三铁(Fe₃O₄)构成的致密的黑锈层的覆膜，因此能够在罗茨鼓风机3实施防蚀处理。

在罗茨鼓风机3的内部，通过在蒸发器2生成的蒸汽被隔热压缩而生成过热蒸汽，该过热蒸汽通过对罗茨鼓风机3进行的降温水的注入而成为饱和蒸汽。本实施方式中，降温水的注入流量设定为比用于生成饱和蒸汽的注入流量多，由此，因为成为在壳体3c内的饱和蒸汽混入了液状的降温水的状态，所以液状的降温水遍布壳体3c与转子3d的整个间隙A，形成密封液膜。于是，能够抑制由间隙A引起的罗茨鼓风机3的效率降低，得到良好的性能。为了可靠地形成密封液膜，降温水的注入流量例如优选为用于生成饱和蒸汽的注入流量的2倍以上，更优选为4倍以上。

作为一例，在间隙A的大小为200～300μm的情况下，作为蒸汽的压缩效率能够得到70％左右，考虑由高负荷下的运转引起的转子3d的热膨胀而使间隙为300～400μm时，效率降低为30～40％。本实施方式中，因为在各间隙A形成密封液膜，所以即使间隙A大也能够抑制工作效率的降低。另外，是否在间隙A形成有密封液膜，能够通过实际测定罗茨鼓风机3的效率来掌握。

在间隙A形成密封液膜时，通过转子3d的旋转在密封液膜内产生空泡(气穴)，转子3d有可能磨耗，但是本实施方式中，由于如上述那样在转子3d的表面形成黑锈层，所以能够抑制转子3d的摩耗而进行稳定的运转。

此外，如本实施方式那样，降温水供给装置10包括：冷凝水泵7，其将由罗茨鼓风机3压缩后的蒸汽的冷凝水送出；和碱性液体罐8，其在从冷凝水泵7送出来的冷凝水注入碱性液体而生成碱性的降温水，由此冷凝水自身成为碱性，因此能够降低从碱性液体罐8注入的碱性液体的消耗量。另外，降温水供给装置10的构成不限定于本实施方式，例如也可以不使用冷凝水，而是仅将碱性液体作为降温水导入罗茨鼓风机3的壳体3c内的结构。

此外，冷凝水泵7具有使送出来的冷凝水返回贮存部4c的最小流量管路7c，由此能够在冷凝水泵7的吸入侧搅拌冷凝水，所以能够将pH值稳定的冷凝水送出到分支管路7b，并且能够精度良好地进行贮存部4c中的冷凝水的pH值的测定。

以上，针对本发明的一实施方式进行了详述，但是本发明的具体方式不限定于上述实施方式。例如，本实施方式中的蒸发浓缩装置采用加热器从蒸发器分离了的闪蒸型，但是也可以是加热器与蒸发器形成为一体的水平管型，或者是蒸发器、加热器和冷凝器分别分离了的蒸发浓缩装置。本实施方式的罗茨鼓风机的防蚀方法，能够很好地应用于具有各种构成的蒸发浓缩装置中，作为将在蒸发器生成的蒸汽压缩的热泵起作用的罗茨鼓风机，蒸发浓缩装置以外的用途中所使用的罗茨鼓风机也可以应用本发明。

本实施方式的蒸发浓缩装置1构成为通过从碱性液体罐8将碱性液体注入降温水，而降温水供给装置10对罗茨鼓风机3的壳体3c内供给碱性的降温水，降温水不必一定是碱性的。例如，如图3所示的蒸发浓缩装置1’那样，也可以构成为在排出管路2c插设作为气液接触机构的涤气器20，利用涤气器20使碱性液体与通过排出管路2c的蒸汽接触，由此不对降温水注入碱性液体。

涤气器20包括水洗塔20a、将贮存在水洗塔20a的碱性液体抽出的碱性液体泵20b、从水洗塔20a的上部散布所抽出的碱性液体而使其与蒸汽接触的喷嘴20c。贮存于水洗塔20a的碱性液体与贮存于图1的碱性液体罐8的碱性液体同样，能够从外部的罐(未图示)等适当补充。

根据图3所示的蒸发浓缩装置1’，在从罗茨鼓风机3的吸入部3a将通过排出管路2c的含有酸的蒸汽导入壳体3c内时，从涤气器20供给碱性液体，由此能够使壳体3c的内部为碱性气氛。由此，与图1所示的蒸发浓缩装置1同样地，在壳体3c的内表面和一对转子3d、3d的表面形成黑锈层的覆膜，能够对罗茨鼓风机3进行防蚀处理。此外，与图1所示的蒸发浓缩装置1同样地，通过从降温水供给装置10供给充分量的降温水，能够在壳体3c与转子3d的间隙形成密封液膜，而得到罗茨鼓风机3的良好的性能。图3所示的蒸发浓缩装置1’能够提高在涤气器20中蒸汽与碱性液体的接触效率，所以在通过排出管路2c的蒸汽的酸浓度高的情况下特别有效。

此外，也可以通过在图3所示的蒸发浓缩装置1’还设置图1的碱性液体罐8，来构成图4所示的蒸发浓缩装置1”。该蒸发浓缩装置1”能够对蒸汽和降温水双方供给碱性液体，所以即使是酸浓度高的蒸汽也能够可靠地进行罗茨鼓风机3的防蚀。图3和图4中，对与图1同样的结构部分添加相同的符号。

Claims (5)

1.一种罗茨鼓风机的防蚀方法，所述罗茨鼓风机在具有吸入部和排出部的壳体中收纳有一对转子，所述壳体和各转子由铁类金属材料构成，所述罗茨鼓风机的防蚀方法的特征在于：

设置用于将碱性的降温水供给到所述壳体的内部的降温水供给机构，在通过一对所述转子的旋转将含有酸的蒸汽从所述吸入部导入所述壳体内时，从所述降温水供给机构供给碱性的降温水，以防止所述壳体内的腐蚀并且在所述壳体与所述各转子的间隙形成密封液膜。

2.一种罗茨鼓风机的防蚀方法，所述罗茨鼓风机在具有吸入部和排出部的壳体中收纳有一对转子，所述壳体和各转子由铁类金属材料构成，所述罗茨鼓风机的防蚀方法的特征在于：

设置用于将降温水供给到所述壳体的内部的降温水供给机构和使碱性液体与要导入所述壳体的蒸汽接触的气液接触机构，在通过一对所述转子的旋转将含有酸的蒸汽从所述吸入部导入所述壳体内时，在所述气液接触机构中供给碱性液体，并且从所述降温水供给机构供给降温水，以防止所述壳体内的腐蚀并且在所述壳体与所述各转子的间隙形成密封液膜。

3.如权利要求1所述的罗茨鼓风机的防蚀方法，其特征在于：

导入所述壳体的蒸汽是通过使含有酸的原液在蒸发器内蒸发而生成的蒸汽。

4.如权利要求1所述的罗茨鼓风机的防蚀方法，其特征在于：

所述降温水供给机构具有：将由所述罗茨鼓风机压缩了的蒸汽的冷凝水送出的冷凝水泵；和对从所述冷凝水泵送出来的冷凝水注入碱性液体的碱性液体注入单元。

5.如权利要求4所述的罗茨鼓风机的防蚀方法，其特征在于：

所述冷凝水泵具有使送出来的冷凝水返回吸入侧的最小流量管路，利用通过所述最小流量管路的最小流量的冷凝水来搅拌冷凝水。