KR102411987B1 - Corrosion protection method of roots blower - Google Patents

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다미토 무카이다
게이 가타야마
가즈히코 이시다
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가부시키가이샤 사사꾸라
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Abstract

(과제) 본 발명은, 루츠 블로어의 효율을 양호하게 유지하면서, 루츠 블로어 내의 부식을 용이하게 억제할 수 있는 루츠 블로어의 방식방법을 제공한다.
(해결수단) 흡입부(3a) 및 토출부(3b)를 구비하는 케이싱(3c)에 한 쌍의 로터(3d, 3d)가 수용되고, 케이싱(3c) 및 각 로터(3d)가 철계 금속재료로 이루어지는 루츠 블로어(3)의 방식방법으로서, 알칼리성의 감온수를 상기 케이싱의 내부에 공급하는 감온수 공급수단(10)을 설치하고, 한 쌍의 로터(3d, 3d)의 회전에 의해 산을 포함하는 증기를 흡입부(3a)로부터 케이싱(3c) 내로 도입할 때에, 감온수 공급수단(10)으로부터 알칼리성의 감온수를 공급함으로써, 케이싱(3c) 내에 있어서의 부식을 방지함과 아울러, 케이싱(3c)과 각 로터(3d)의 간극에 액막밀봉을 형성한다.(Project) The present invention provides a method for preventing corrosion of a root blower that can easily suppress corrosion in the root blower while maintaining good efficiency of the root blower.
(Solution) A pair of rotors 3d and 3d are accommodated in a casing 3c having a suction portion 3a and a discharge portion 3b, and the casing 3c and each rotor 3d are formed of an iron-based metal material. As an anticorrosive method of the roots blower 3 consisting of When the contained vapor is introduced into the casing 3c from the suction unit 3a, alkaline temperature-sensitive water is supplied from the temperature-sensitive water supply means 10 to prevent corrosion in the casing 3c and to prevent corrosion in the casing 3c. A liquid film seal is formed in the gap between (3c) and each rotor 3d.

Description

루츠 블로어의 방식방법{CORROSION PROTECTION METHOD OF ROOTS BLOWER}Roots blower method {CORROSION PROTECTION METHOD OF ROOTS BLOWER}

본 발명은, 루츠 블로어(roots blower)의 방식방법(防蝕方法)에 관한 것이다.The present invention relates to an anticorrosive method for a roots blower.

루츠 블로어는, 흡입부(吸入部) 및 토출부(吐出部)를 구비하는 케이싱(casing)과, 케이싱 내에 서로 맞물리도록 수용(收容)된 한 쌍의 로터(rotor)를 구비하고 있고, 한 쌍의 로터의 회전에 의해 증기 등의 기체가 흡입부로부터 케이싱 내로 도입되어 토출부로부터 토출된다. 로터는 고속으로 회전구동됨으로써 열팽창하기 때문에, 케이싱과 각 로터의 사이에는 약간의 간극(間隙)이 형성되지만, 이 간극을 크게 하면 작동효율(作動效率)이 저하된다.The root blower is provided with a casing having a suction portion and a discharge portion and a pair of rotors accommodated in the casing so as to mesh with each other, and a pair By the rotation of the rotor, gas such as steam is introduced into the casing from the suction unit and discharged from the discharge unit. Since the rotor thermally expands by rotationally driven at high speed, a slight gap is formed between the casing and each rotor.

그래서 로터의 열팽창을 억제하기 위해서, 루츠 블로어의 흡입측에서 안개모양의 냉각수를 분무하고, 이 냉각수를 기체와 함께 케이싱의 내부로 도입하는 구성이 종래부터 검토되고 있다(예를 들면 특허문헌1). 또한 특허문헌2에는, 증발통으로부터의 수증기(水蒸氣)를 압축(壓縮)하는 압축기를 구비하는 자기증기압축식 증발장치(自己蒸氣壓縮式 蒸發裝置)에 있어서, 압축기의 흡입측의 부위에, 열교환기에 있어서의 응축수의 일부를 수증기에 주입하는 주수부(注水部)를 설치하는 구성이 개시되어 있고, 주입부로부터의 주수에 의하여, 압축기로 도입되는 수증기를 포화상태에 가깝게 하는 것이 기재되어 있다.Therefore, in order to suppress the thermal expansion of the rotor, a configuration in which mist-like cooling water is sprayed from the suction side of the roots blower and this cooling water is introduced into the inside of the casing together with the gas has been conventionally studied (for example, Patent Document 1) . Further, in Patent Document 2, in a magnetic vapor compression type evaporator provided with a compressor for compressing water vapor from an evaporator, at a site on the suction side of the compressor, A configuration is disclosed for providing a water supply for injecting a part of condensed water into steam in a heat exchanger, and it is described that water vapor introduced into the compressor is brought into a saturated state by injection from the injection unit. .

: 일본국 공개특허 특개평9-236093호 공보: Japanese Patent Laid-Open No. 9-236093 : 일본국 공개특허 특개2007-185628호 공보: Japanese Patent Laid-Open No. 2007-185628

상기 특허문헌1 등에 개시된 종래의 루츠 블로어는, 로터의 열팽창을 억제할 수 있는 반면에, 주철 등의 저렴한 철계 금속재료(鐵系 金屬材料)로 형성된 경우에는, 산(酸)을 포함하는 증기의 도입에 의해 부식이 발생하기 쉽기 때문에 효율의 유지가 곤란하였다. 또한 특허문헌2의 구성은, 수증기를 포화상태에 가깝게 함으로써 열교환기의 소형화를 도모할 수 있는 반면에, 압축기를 루츠 블로어로 한 경우에는, 상기한 케이싱과 각 로터의 간극에 의한 효율저하를 확실하게 방지하는 점에서, 더욱더 개량의 여지가 있었다.While the conventional roots blower disclosed in Patent Document 1 and the like can suppress the thermal expansion of the rotor, when it is formed of an inexpensive iron-based metal material such as cast iron, the steam containing acid It was difficult to maintain the efficiency because corrosion was easy to occur due to the introduction. Further, in the configuration of Patent Document 2, the size of the heat exchanger can be reduced by bringing the water vapor close to saturation, whereas, when the compressor is a roots blower, the efficiency decrease due to the gap between the casing and each rotor is assured. There was room for further improvement in terms of preventing it from happening.

그래서 본 발명은, 루츠 블로어의 효율을 양호하게 유지하면서, 루츠 블로어 내의 부식을 용이하게 억제할 수 있는 루츠 블로어의 방식방법의 제공을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide an anticorrosive method for a root blower that can easily suppress corrosion in the root blower while maintaining good efficiency of the root blower.

본 발명의 상기 목적은, 흡입부 및 토출부를 구비하는 케이싱에 한 쌍의 로터가 수용되고, 상기 케이싱 및 각 로터가 철계 금속재료로 이루어지는 루츠 블로어의 방식방법으로서, 알칼리성의 감온수를 상기 케이싱의 내부로 공급하는 감온수 공급수단을 설치하고, 한 쌍의 상기 로터의 회전에 의해 산을 포함하는 증기를 상기 흡입부로부터 상기 케이싱 내로 도입할 때에, 상기 감온수 공급수단으로부터 알칼리성의 감온수를 공급함으로써, 상기 케이싱 내에 있어서의 부식을 방지함과 아울러, 상기 케이싱과 상기 각 로터의 간극에 액막밀봉을 형성하는 루츠 블로어의 방식방법에 의해 달성된다. The above object of the present invention is to provide an anticorrosive method for a Roots blower in which a pair of rotors are accommodated in a casing having a suction part and a discharge part, and the casing and each rotor are made of an iron-based metal material. Provided a heated water supply means for supplying therein, and when the steam containing acid is introduced into the casing from the suction unit by rotation of the pair of rotors, alkaline temperature water is supplied from the heated water supply means This is achieved by the anticorrosive method of the roots blower, which prevents corrosion in the casing and forms a liquid film seal in the gap between the casing and each rotor.

혹은 본 발명의 상기 목적은, 흡입부 및 토출부를 구비하는 케이싱에 한 쌍의 로터가 수용되고, 상기 케이싱 및 각 로터가 철계 금속재료로 이루어지는 루츠 블로어의 방식방법으로서, 감온수를 상기 케이싱의 내부로 공급하는 감온수 공급수단과, 상기 케이싱에 도입되는 증기에 알칼리액을 접촉시키는 기액접촉수단을 설치하고, 한 쌍의 상기 로터의 회전에 의해 산을 포함하는 증기를 상기 흡입부로부터 상기 케이싱 내로 도입할 때에, 상기 기액접촉수단에서 알칼리액을 공급함과 아울러 상기 감온수 공급수단으로부터 감온수를 공급함으로써, 상기 케이싱 내에 있어서의 부식을 방지함과 아울러, 상기 케이싱과 상기 각 로터의 간극에 액막밀봉을 형성하는 루츠 블로어의 방식방법에 의해 달성된다.Alternatively, the above object of the present invention is a method for a root blower in which a pair of rotors are accommodated in a casing having a suction part and a discharge part, and the casing and each rotor are made of an iron-based metal material. and a gas-liquid contacting means for contacting an alkali solution with the steam introduced into the casing, and by rotating the pair of rotors, steam containing acid is fed into the casing from the suction unit. When introducing, by supplying an alkaline solution from the gas-liquid contacting means and supplying the heated water from the heated water supply means, corrosion in the casing is prevented and a liquid film is sealed in the gap between the casing and each rotor. It is achieved by the anticorrosive method of the roots blower to form a.

이들의 루츠 블로어의 방식방법에 있어서 상기 케이싱에 도입되는 증기는, 산을 포함하는 원액을 증발기 내에서 증발시킴으로써 생성된 증기인 것이 바람직하다.In these anticorrosive methods for root blowers, the steam introduced into the casing is preferably steam generated by evaporating a stock solution containing an acid in an evaporator.

또한 상기 감온수 공급수단은, 상기 루츠 블로어에 의해 압축된 증기의 응축수를 송출하는 응축수펌프와, 상기 응축수펌프로부터 송출된 응축수에 알칼리액을 주입하는 알칼리액 주입수단을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 응축수펌프는, 송출한 응축수를 흡입측으로 되돌리는 미니멈 플로라인을 구비하는 것이 바람직하고, 상기 미니멈 플로라인을 통과하는 응축수의 미니멈 플로를 이용해서 응축수를 교반하는 것이 바람직하다.Preferably, the reduced temperature water supply means includes a condensate pump for sending out the condensed water of the steam compressed by the roots blower, and an alkaline solution injection means for injecting an alkali solution into the condensed water sent from the condensed water pump. The condensed water pump preferably has a minimum flow line for returning the discharged condensate to the suction side, and preferably agitates the condensed water using a minimum flow of the condensed water passing through the minimum flow line.

본 발명에 의하면, 루츠 블로어의 효율을 양호하게 유지하면서, 루츠 블로어 내의 부식을 용이하게 억제할 수 있는 루츠 블로어의 방식방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the corrosion protection method of a roots blower which can suppress easily corrosion in a roots blower while maintaining the efficiency of a root blower favorably can be provided.

도1은, 본 발명의 1실시형태에 관한 루츠 블로어의 방식방법을 설명하기 위한 증발농축장치의 개략적인 구성도이다.
도2는, 도1에 나타내는 증발농축장치의 주요부를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도3은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 루츠 블로어의 방식방법을 설명하기 위한 증발농축장치의 개략적인 구성도이다.
도4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 루츠 블로어의 방식방법을 설명하기 위한 증발농축장치의 개략적인 구성도이다.Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an evaporation and concentration apparatus for explaining the anticorrosive method of a root blower according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing a main part of the evaporation and concentration apparatus shown in Fig. 1;
3 is a schematic configuration diagram of an evaporation and concentration device for explaining the anticorrosive method of a root blower according to another embodiment of the present invention.
4 is a schematic configuration diagram of an evaporation and concentration apparatus for explaining a method of anticorrosion of a root blower according to another embodiment of the present invention.

이하에서, 본 발명의 1실시형태에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도1은, 본 발명의 1실시형태에 관한 루츠 블로어(roots blower)의 방식방법(防蝕方法)을 설명하기 위한 증발농축장치(蒸發濃縮裝置)의 개략적인 구성도이다. 증발농축장치(1)는, 공급된 원액(S)을 증발시켜서 증기를 생성하는 증발기(蒸發器)(2)와, 증발기(2)에서 생성된 증기를 단열압축(斷熱壓縮)하는 루츠 블로어(roots blower)(3)와, 루츠 블로어(3)에 의해 고온이 된 증기가 열원(熱源)으로서 도입되는 가열기(加熱器)(4)와, 감온수(減溫水, temperature reducing water)를 루츠 블로어(3)의 내부로 공급하는 감온수 공급장치(減溫水 供給裝置)(10)를 구비하고 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic configuration diagram of an evaporation and concentration device for explaining the anticorrosive method of a roots blower according to an embodiment of the present invention. Evaporation and concentration device (1), evaporator (蒸發器) for generating steam by evaporating the supplied stock solution (S), and a roots blower for adiabatically compressing the steam generated in the evaporator (2) (roots blower) (3) and a heater (4) in which steam heated to a high temperature by the roots blower (3) is introduced as a heat source (4), and temperature reducing water A thermal water supply device (10) for supplying to the inside of the roots blower (3) is provided.

증발기(2)는, 원액(S)을 저장할 수 있는 플래시통(2a)을 구비하는 플래시형 증발기(flash型 蒸發器)이며, 순환펌프(5)의 작동에 의해 플래시통(2a)으로부터 퍼내진 원액(S)이 가열기(4)를 향해서 송출된다.The evaporator 2 is a flash type evaporator having a flash canister 2a capable of storing the stock solution S, and is pumped out from the flash canister 2a by the operation of the circulation pump 5 . The stock solution S is sent toward the heater 4 .

가열기(4)는, 증발기(2)로부터 공급된 원액(S)이 도입되는 복수의 전열관(傳熱管)(4a)을 케이싱(4b)의 내부에 구비하고 있고, 전열관(4a)의 내부를 통과하는 원액(S)이 루츠 블로어(3)로부터 케이싱(4b) 내로 공급되는 증기에 의해 가열된다. 가열된 원액(S)은 증발기(2)로 공급되어, 노즐(2b)로부터 플래시통(2a)의 내부에 살포(撒布)된다. 플래시통(2a)에서 생성된 증기는, 배출라인(2c)을 통하여 루츠 블로어(3)로 도입된다.The heater 4 is provided with a plurality of heat transfer tubes 4a into which the stock solution S supplied from the evaporator 2 is introduced, inside the casing 4b, and the inside of the heat transfer tube 4a is provided. The passing stock solution S is heated by steam supplied from the roots blower 3 into the casing 4b. The heated stock solution S is supplied to the evaporator 2, and is sprayed from the nozzle 2b into the flash barrel 2a. The steam generated in the flash canister (2a) is introduced into the roots blower (3) through the discharge line (2c).

가열기(4)에는, 케이싱(4b) 및 플래시통(2a)의 내부를 대기압 이하로 감압하는 진공펌프(6)가 접속되어 있다. 케이싱(4b)의 하부에는, 증기가 원액(S)과의 열교환에 의해 응축된 응축수가 저장되는 저장부(4c)가 형성되어 있다.The heater 4 is connected to a vacuum pump 6 for reducing the pressure inside the casing 4b and the flash cylinder 2a to below atmospheric pressure. In the lower portion of the casing (4b), a storage portion (4c) is formed in which the condensed water condensed by heat exchange with the steam (S) is stored.

감온수 공급장치(10)는, 가열기(4)의 저장부(4c)에 저장된 응축수를 송출하는 응축수펌프(凝縮水pump)(7)와, 응축수펌프(7)의 토출라인(7a)으로부터 분기되는 분기라인(7b)에 접속된 알칼리액 탱크(alkali液 tank)(8)를 구비하고 있다. 응축수펌프(7)는, 송출한 응축수를 흡입측인 저장부(4c)로 되돌리는 미니멈 플로라인(minimum flow line, 응축수가 되돌아가는 라인)(7c)을 구비하고 있어, 토출라인(7a)의 차단밸브(7d)가 닫힌 상태에서도, 응축수펌프(7)에 부하를 걸지 않고 응축수펌프(7)를 연속운전할 수 있다.The reduced temperature water supply device 10 branches from a condensate pump 7 for discharging condensed water stored in the storage 4c of the heater 4 and a discharge line 7a of the condensed water pump 7 . An alkali liquid tank (8) connected to the branch line (7b) used is provided. The condensate pump 7 has a minimum flow line 7c that returns the discharged condensed water to the storage unit 4c on the suction side, and the discharge line 7a Even when the shut-off valve 7d is closed, the condensate pump 7 can be continuously operated without applying a load to the condensate pump 7 .

분기라인(7b)은, 본 실시형태에 있어서는 응축수펌프(7)의 토출라인(7a)에 있어서의 미니멈 플로라인(7c)의 분기부(7e)보다 상류측에 접속되어 있지만, 차단밸브(7d)와 분기부(7e)의 사이에 분기라인(7b)을 접속해도 좋다. 또한 분기라인(7b)을, 미니멈 플로라인(7c)으로부터 분기되도록 접속해도 좋다. 분기라인(7b)의 선단측은 배출라인(2c)에 접속되어 있다.Although the branch line 7b is connected to the upstream side of the branch part 7e of the minimum flow line 7c in the discharge line 7a of the condensate pump 7 in this embodiment, the shut-off valve 7d ) and a branching line 7b may be connected between the branching portion 7e. Moreover, you may connect the branch line 7b so that it may branch from the minimum flow line 7c. The tip side of the branch line 7b is connected to the discharge line 2c.

알칼리액 탱크(8)는, 알칼리액이 저장되어 있고, 분기라인(7b)을 흐르는 응축수에 알칼리액을 주입하여 알칼리성의 감온수를 생성하는 알칼리액 주입수단(alkali液 注入手段)으로서 기능을 한다. 알칼리액 탱크(8)에 저장되는 알칼리액은, 본 실시형태에서는 5% 수산화나트륨(NaOH)으로 하고 있지만, 농도는 특별하게 한정되지 않으며, 수산화칼륨(KOH) 등의 다른 알칼리성 용액을 사용하더라도 좋다.The alkali liquid tank 8 has an alkaline liquid stored therein, and functions as an alkaline liquid injection means for generating alkaline temperature-sensitive water by injecting the alkaline liquid into the condensed water flowing through the branch line 7b. . Although the alkaline liquid stored in the alkaline liquid tank 8 is 5% sodium hydroxide (NaOH) in this embodiment, the concentration is not particularly limited, and other alkaline solutions such as potassium hydroxide (KOH) may be used. .

감온수 공급장치(10)에 의해 루츠 블로어(3)에 알칼리성의 감온수가 도입됨으로써, 가열기(4)의 저장부(4c)에 저장되는 응축수는 알칼리성이 된다. 이 응축수의 pH값은, 양호한 방식효과(防蝕效果)가 얻어지도록, 8 이상인 것이 바람직하고, 10 이상인 것이 더 바람직하다. 응축수의 pH값은, 예를 들면 저장부(4c)에 설치된 pH센서를 감시하면서 알칼리액 탱크(8)로부터의 알칼리액의 주입량을 조정함으로써, 원하는 범위로 제어할 수 있다. 응축수의 pH값의 감시는 저장부(4c) 이외에서 수행하여도 좋고, 예를 들면 분기라인(7b)에 있어서 알칼리액 탱크(8)로부터의 알칼리액 주입부보다 하류측에 pH센서를 설치하여도 좋다.As the alkaline temperature-sensitive water is introduced into the roots blower 3 by the heated water supply device 10 , the condensed water stored in the storage unit 4c of the heater 4 becomes alkaline. It is preferable that it is 8 or more, and, as for the pH value of this condensed water, it is more preferable that it is 10 or more so that a favorable anticorrosive effect may be acquired. The pH value of the condensed water can be controlled within a desired range, for example, by adjusting the amount of the alkaline liquid injected from the alkaline liquid tank 8 while monitoring the pH sensor provided in the storage 4c. Monitoring of the pH value of the condensed water may be performed outside the storage unit 4c, for example, by installing a pH sensor downstream from the alkali solution injection unit from the alkali solution tank 8 in the branch line 7b. also good

도2는, 도1에 나타내는 증발농축장치(1)가 구비하는 루츠 블로어(3)의 개략적인 단면도이다. 도1 및 도2에 나타나 있는 바와 같이 루츠 블로어(3)는, 흡입부(3a) 및 토출부(3b)를 구비하는 케이싱(3c)에, 한 쌍의 로터(3d, 3d)가 수용되어 구성되어 있고, 한 쌍의 로터(3d, 3d)를 화살표와 같이 서로 역방향으로 동기회전(同期回轉)함으로써 흡입부(3a)로부터 케이싱(3c) 내로 증기가 흡인되어서, 토출부(3b)로부터 토출된다. 한 쌍의 로터(3d, 3d)는, 비접촉으로 서로 맞물리도록 배치되어 있고, 각 로터(3d)와 케이싱(3c)의 내면의 사이에 약간의 간극(間隙)(A)이 형성되어 있다. 로터(3d)의 형상은 특별하게 한정되는 것이 아니므로, 삼엽형(三葉型) 이외에 이엽형(二葉型) 등이더라도 좋다.Fig. 2 is a schematic cross-sectional view of the roots blower 3 included in the evaporation and concentration apparatus 1 shown in Fig. 1 . As shown in Figs. 1 and 2, the roots blower 3 is configured in which a pair of rotors 3d and 3d are accommodated in a casing 3c having a suction unit 3a and a discharge unit 3b. and the pair of rotors 3d and 3d are synchronously rotated in opposite directions to each other as indicated by an arrow, so that steam is sucked from the suction part 3a into the casing 3c and discharged from the discharge part 3b. . The pair of rotors 3d and 3d are arranged to mesh with each other in a non-contact manner, and a slight gap A is formed between each rotor 3d and the inner surface of the casing 3c. Since the shape of the rotor 3d is not particularly limited, it may be a bi-leaf shape other than the three-leaf shape.

케이싱(3c) 및 로터(3d)의 재질은, 예를 들면 제조가 용이하고 저렴한 주철(鑄鐵)을 사용할 수 있지만, 철계 금속재료(鐵系 金屬材料)이면 특별하게 한정되지 않는다. 철계 금속재료로서는, 탄소강(炭素鋼)이나 스테인레스강(stainless steel) 등의 강재(鋼材)나, 니레지스트(ni-resist), 순철(純鐵), 산화철(酸化鐵) 등을 예시할 수 있다. 또한 철계 금속재료의 표면에, 전기도금이나 용사(溶射) 등에 의해 서로 다른 금속재료로 이루어지는 피막(皮膜)을 형성한 것이더라도 좋다. 피막은, 금속재료 이외에 세라믹코팅(ceramic coating)이나 수지코팅(樹脂 coating) 등이더라도 좋고, 미세구멍 등을 통하여 수증기 투과가 발생할 수 있는 코팅의 경우에 본 발명의 방식방법을 적용할 수 있다.The material of the casing 3c and the rotor 3d may be, for example, cast iron, which is easy to manufacture and inexpensive, but is not particularly limited as long as it is an iron-based metal material. Examples of the iron-based metal material include steel materials such as carbon steel and stainless steel, ni-resist, pure iron, iron oxide, and the like. . Further, it may be one in which a film made of a different metal material is formed on the surface of the iron-based metal material by electroplating, thermal spraying, or the like. The film may be a ceramic coating or a resin coating other than a metal material, and the anticorrosive method of the present invention may be applied to a coating in which water vapor transmission may occur through micropores or the like.

도2에 나타나 있는 바와 같이 분기라인(7b)의 선단에는 살포노즐(撒布 nozzle)(7f)이 설치되어 있고, 이 살포노즐(7f)이 배출라인(2c)의 내부에 배치됨으로써, 살포노즐(7f)로부터 루츠 블로어(3)를 향해서 알칼리성의 감온수가 분사된다.As shown in FIG. 2, a spray nozzle 7f is installed at the tip of the branch line 7b, and this spray nozzle 7f is disposed inside the discharge line 2c, so that the spray nozzle ( From 7f) toward the roots blower 3, alkaline water is sprayed.

다음에, 상기한 구성을 구비하는 증발농축장치(1)에 있어서의 루츠 블로어(3)의 방식방법을 설명한다. 증발기(2)에 공급하는 원액(S)으로서, 황산(黃酸), 염산(鹽酸), 아세트산(acetic acid), 질산(窒酸), 불산(hydrofluoric acid), 붕산(硼酸) 등의 산을 포함하는 폐액(廢液)이나 약액(藥液) 등의 액체를 사용하고, 증발농축장치(1)를 작동시키면, 증발기(2)에서 원액(S)의 증기가 생성된다. 이 증기는, 한 쌍의 로터(3d, 3d)의 회전에 의하여 배출라인(2c)으로부터 루츠 블로어(3)의 케이싱(3c) 내로 도입된다. 이 때에, 감온수 공급장치(10)로부터 루츠 블로어(3)의 케이싱(3c) 내로 알칼리성의 감온수를 공급한다.Next, an anticorrosive method of the roots blower 3 in the evaporation/concentration apparatus 1 having the above configuration will be described. As the stock solution S supplied to the evaporator 2, acids such as sulfuric acid, hydrochloric acid, acetic acid, nitric acid, hydrofluoric acid, and boric acid When a liquid such as a waste liquid or a chemical liquid is used and the evaporation/concentration device 1 is operated, the vapor of the stock solution S is generated in the evaporator 2 . This steam is introduced into the casing 3c of the roots blower 3 from the discharge line 2c by rotation of the pair of rotors 3d and 3d. At this time, alkaline temperature-sensitive water is supplied from the heated water supply device 10 into the casing 3c of the roots blower 3 .

루츠 블로어(3)는, 케이싱(3c) 및 한 쌍의 로터(3d, 3d)가 철계 금속재료로 이루어지기 때문에, 케이싱(3c)의 내면이나 한 쌍의 로터(3d, 3d)의 표면에 접촉한 수산화나트륨 등의 알칼리성 용액이, 고온환경에 있어서 산(酸)의 존재 하에서 철(Fe)과 반응한다. 이에 따라 케이싱(3c)의 내면 및 한 쌍의 로터(3d, 3d)의 표면에 사삼산화철(Fe3O4)로 이루어지는 치밀한 흑청층(black rust layer)의 피막이 형성되기 때문에, 루츠 블로어(3)에 방식처리(防蝕處理)를 실시할 수 있다.Since the casing 3c and the pair of rotors 3d and 3d are made of an iron-based metal material, the roots blower 3 is in contact with the inner surface of the casing 3c or the surface of the pair of rotors 3d and 3d. An alkaline solution such as sodium hydroxide reacts with iron (Fe) in the presence of an acid in a high-temperature environment. As a result, a film of a dense black rust layer made of iron tetraoxide (Fe 3 O 4 ) is formed on the inner surface of the casing 3c and the surfaces of the pair of rotors 3d and 3d, so the roots blower 3 Anticorrosive treatment can be performed on

루츠 블로어(3)의 내부에서는, 증발기(2)에서 생성된 증기가 단열압축됨으로써 과열증기가 생성되지만, 이 과열증기는, 루츠 블로어(3)로의 감온수의 주입에 의해 포화증기가 된다. 본 실시형태에 있어서는, 감온수의 주입유량이 포화증기를 생성하기 위한 주입유량보다 많게 되도록 설정되어 있고, 이에 따라 케이싱(3c) 내의 포화증기에 액상의 감온수가 혼입한 상태로 되기 때문에, 케이싱(3c)과 로터(3d)의 간극(A)의 전체에 액상의 감온수가 골고루 퍼져 액막밀봉(液膜密封)이 형성된다. 이렇게 해서, 간극(A)에 기인하는 루츠 블로어(3)의 효율저하를 억제하여 양호한 성능을 얻을 수 있다. 감온수의 주입유량은, 액막밀봉을 확실하게 형성할 수 있도록, 예를 들면 포화증기를 생성하기 위한 주입유량의 2배 이상이 바람직하고, 4배 이상이 더 바람직하다.Inside the roots blower 3, superheated steam is generated by adiabatic compression of the steam generated in the evaporator 2, but this superheated steam becomes saturated steam by injection of reduced temperature water into the roots blower 3. In the present embodiment, the injection flow rate of the heated water is set to be greater than the injection flow rate for generating the saturated steam, so that the saturated steam in the casing 3c is mixed with the liquid heated water. Liquid temperature-sensitive water is evenly spread over the entire gap A between (3c) and the rotor (3d) to form a liquid film seal. In this way, a decrease in the efficiency of the roots blower 3 due to the gap A can be suppressed, and good performance can be obtained. The injection flow rate of the reduced temperature water is preferably 2 times or more, more preferably 4 times or more, the injection flow rate for generating saturated steam, so as to reliably form a liquid film seal.

일례로서, 간극(A)의 크기가 200∼300㎛인 경우에, 증기의 압축효율로서 70% 정도가 얻어지지만, 고부하에서의 운전에 의한 로터(3d)의 열팽창을 고려해서 간극을 300∼400㎛로 하면, 효율이 30∼40%로 저하된다. 본 실시형태에 있어서는, 각 간극(A)에 액막밀봉이 형성되기 때문에 간극(A)을 크게 하더라도 작동효율의 저하를 억제할 수 있다. 또 간극(A)에 액막밀봉이 형성된 것인가 아닌가는, 루츠 블로어(3)의 효율을 실제로 측정함으로써 파악할 수 있다.As an example, when the size of the gap A is 200 to 300 μm, about 70% is obtained as a compression efficiency of steam, but considering the thermal expansion of the rotor 3d due to operation under a high load, the gap is reduced to 300 to 400 When it is set to micrometer, the efficiency will fall to 30-40%. In this embodiment, since the liquid film sealing is formed in each gap A, even if the gap A is enlarged, the fall of operating efficiency can be suppressed. Whether or not liquid film sealing is formed in the gap A can be grasped by actually measuring the efficiency of the roots blower 3 .

간극(A)에 액막밀봉이 형성되면, 로터(3d)의 회전에 의해 액막밀봉 내에 캐비테이션(cavitation)이 발생하여 로터(3d)가 마모될 우려가 있지만, 본 실시형태에 있어서는, 상기한 바와 같이 로터(3d)의 표면에 흑청층이 형성되기 때문에 로터(3d)의 마모를 억제해서 안정된 운전을 할 수 있다.When a liquid film seal is formed in the gap A, cavitation occurs in the liquid film seal due to rotation of the rotor 3d and there is a risk that the rotor 3d may be worn. Since the black-blue layer is formed on the surface of the rotor 3d, abrasion of the rotor 3d can be suppressed and stable operation can be performed.

또한 본 실시형태와 같이 감온수 공급장치(10)가, 루츠 블로어(3)에 의해 압축된 증기의 응축수를 송출하는 응축수펌프(7)와, 응축수펌프(7)로부터 송출된 응축수에 알칼리액을 주입하여 알칼리성의 감온수를 생성하는 알칼리액 탱크(8)를 구비함으로써, 응축수 자체가 알칼리성으로 되기 때문에, 알칼리액 탱크(8)로부터 주입하는 알칼리액의 소비량을 감소시킬 수 있다. 다만 감온수 공급장치(10)의 구성은, 본 실시형태에 한정되지 않아, 예를 들면 응축수를 사용치 않고, 알칼리액만을 감온수로서 루츠 블로어(3)의 케이싱(3c) 내에 도입하는 구성이더라도 좋다.In addition, as in the present embodiment, the reduced temperature water supply device 10 transmits the condensed water of the steam compressed by the roots blower 3, and the condensed water discharged from the condensed water pump 7 with an alkali solution. By providing the alkali liquid tank 8 for generating alkaline thermal water by injection, since the condensed water itself becomes alkaline, the consumption amount of the alkaline liquid injected from the alkaline liquid tank 8 can be reduced. However, the configuration of the thermosensitive water supply device 10 is not limited to the present embodiment, and for example, no condensed water is used and only an alkaline solution is introduced into the casing 3c of the Roots blower 3 as the thermosensitive water. good night.

또한 응축수펌프(7)가, 송출한 응축수를 저장부(4c)로 되돌리는 미니멈 플로라인(7c)을 구비함으로써 응축수펌프(7)의 흡입측에 있어서 응축수를 교반할 수 있기 때문에, pH값이 안정된 응축수를 분기라인(7b)으로 송출할 수 있음과 아울러, 저장부(4c)에 있어서의 응축수의 pH값의 측정을 고정밀도로 할 수 있다.In addition, since the condensed water pump 7 has a minimum flow line 7c that returns the sent condensed water to the storage 4c, the condensed water can be stirred on the suction side of the condensed water pump 7, so that the pH value is While the stable condensed water can be sent to the branch line 7b, the measurement of the pH value of the condensed water in the storage part 4c can be made with high precision.

이상에서, 본 발명의 1실시형태에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명의 구체적인 태양은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면 본 실시형태에 있어서의 증발농축장치는, 가열기가 증발기로부터 분리된 플래시형으로 하고 있지만, 가열기가 증발기에 일체화된 수평관형(水平管型)이더라도 좋고, 또는 증발기, 가열기 및 응축기가 각각 분리된 증발농축장치이더라도 좋다. 본 실시형태의 루츠 블로어의 방식방법은, 각종 구성을 구비하는 증발농축장치에 있어서 증발기에서 생성된 증기를 압축하는 히트펌프(heat pump)로서 기능을 하는 루츠 블로어에 바람직하게 적용될 수 있지만, 증발농축장치 이외의 용도에 사용되는 루츠 블로어에 본 발명을 적용하더라도 좋다.As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described in detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, the evaporation/concentration apparatus in this embodiment is a flash type in which the heater is separated from the evaporator, but may be a horizontal tube type in which the heater is integrated with the evaporator, or the evaporator, heater and condenser are each A separate evaporative/concentration device may be used. The anticorrosive method of the Roots blower of this embodiment can be preferably applied to a Roots blower functioning as a heat pump for compressing the vapor generated in the evaporator in the evaporative and concentrating apparatus having various configurations. The present invention may be applied to a root blower used for purposes other than the apparatus.

본 실시형태의 증발농축장치(1)는, 알칼리액 탱크(8)로부터 알칼리액을 감온수에 주입함으로써, 감온수 공급장치(10)가 루츠 블로어(3)의 케이싱(3c) 내로 알칼리성의 감온수를 공급하도록 구성되어 있지만, 감온수는 반드시 알칼리성일 필요는 없다. 예를 들면 도3에 나타내는 증발농축장치(1')와 같이 배출라인(2c)에 기액접촉수단(氣液接觸手段)으로서의 스크러버(scrubber)(20)를 끼워서, 배출라인(2c)을 통과하는 증기에 대하여 스크러버(20)에 의해 알칼리액을 접촉시킴으로써, 감온수에 알칼리액을 주입하지 않는 구성으로 하더라도 좋다.In the evaporation/concentration apparatus 1 of the present embodiment, by injecting an alkaline liquid from an alkaline liquid tank 8 into the heated water, the heated water supplying device 10 enters the casing 3c of the Roots blower 3 to reduce alkalinity. Although configured to supply hot water, the thermosensitive water need not necessarily be alkaline. For example, like the evaporation and concentration device 1' shown in FIG. 3, a scrubber 20 as a gas-liquid contact means is inserted into the discharge line 2c and passes through the discharge line 2c. It is good also as a structure which does not inject|pour the alkali liquid into the temperature-sensitive water by making the alkali liquid come into contact with the steam with the scrubber 20.

스크러버(20)는, 수세탑(水洗塔)(20a)과, 수세탑(20a)에 저장된 알칼리액을 퍼내는 알칼리액 펌프(alkali液 pump)(20b)와, 퍼내어진 알칼리액을 수세탑(20a)의 상부로부터 살포해서 증기와 접촉시키는 노즐(20c)을 구비하고 있다. 수세탑(20a)에 저장되는 알칼리액은, 도1의 알칼리액 탱크(8)에 저장되는 알칼리액과 동일하고, 외부의 탱크(도면에는 나타내지 않는다) 등으로부터 적절하게 보충될 수 있다.The scrubber 20 includes a water washing tower 20a, an alkali liquid pump 20b for pumping out the alkali solution stored in the water washing tower 20a, and a water washing tower for the pumped alkali solution. It is provided with the nozzle 20c which spreads from the upper part of 20a) and makes it contact with vapor|steam. The alkaline liquid stored in the water washing tower 20a is the same as the alkaline liquid stored in the alkaline liquid tank 8 of FIG. 1, and can be appropriately replenished from an external tank (not shown) or the like.

도3에 나타내는 증발농축장치(1')에 의하면, 배출라인(2c)을 통과하는 산(酸)을 포함하는 증기를, 루츠 블로어(3)의 흡입부(3a)로부터 케이싱(3c) 내로 도입할 때에, 스크러버(20)로부터 알칼리액을 공급함으로써 케이싱(3c)의 내부를 알칼리 분위기로 할 수 있다. 이에 따라 도1에 나타내는 증발농축장치(1)와 마찬가지로, 케이싱(3c)의 내면 및 한 쌍의 로터(3d, 3d)의 표면에 흑청층의 피막을 형성하여, 루츠 블로어(3)를 방식처리할 수 있다. 또한 도1에 나타내는 증발농축장치(1)와 마찬가지로 감온수 공급장치(10)로부터 충분한 양의 감온수를 공급함으로써 케이싱(3c)과 로터(3d)의 간극에 액막밀봉을 형성하여, 루츠 블로어(3)의 양호한 성능을 얻을 수 있다. 도3에 나타내는 증발농축장치(1')는, 스크러버(20)에 있어서 증기와 알칼리액의 접촉효율을 높일 수 있으므로, 배출라인(2c)을 통과하는 증기의 산농도(酸濃度)가 높은 경우에 특히 효과적이다.According to the evaporation/concentration device 1' shown in FIG. 3, the vapor containing acid passing through the discharge line 2c is introduced into the casing 3c from the suction part 3a of the roots blower 3 When carrying out, the inside of the casing 3c can be made into alkaline atmosphere by supplying alkaline liquid from the scrubber 20. Accordingly, as in the case of the evaporation and concentration apparatus 1 shown in Fig. 1, a black-blue layer is formed on the inner surface of the casing 3c and the surface of the pair of rotors 3d and 3d, and the root blower 3 is subjected to anticorrosive treatment. can do. Also, similarly to the evaporation/concentration device 1 shown in FIG. 1, a liquid film seal is formed in the gap between the casing 3c and the rotor 3d by supplying a sufficient amount of the heated water from the heated water supply device 10, so that the roots blower ( 3), good performance can be obtained. Since the evaporation and concentration device 1' shown in FIG. 3 can increase the contact efficiency of the vapor and the alkali liquid in the scrubber 20, when the acid concentration of the vapor passing through the discharge line 2c is high is particularly effective for

또한 도3에 나타내는 증발농축장치(1')에, 도1의 알칼리액 탱크(8)를 더 설치함으로써 도4에 나타내는 증발농축장치(1")를 구성하더라도 좋다. 이 증발농축장치(1")는, 증기와 감온수의 쌍방에 알칼리액을 공급할 수 있기 때문에, 산농도가 높은 증기이더라도 루츠 블로어(3)의 방식을 확실하게 할 수 있다. 도3 및 도4에 있어서 도1과 동일한 구성부분에는, 동일한 부호를 붙이고 있다.Further, the evaporation/concentration device 1' shown in Fig. 4 may be constituted by further providing the alkali liquid tank 8 shown in Fig. 1 to the evaporation/concentration device 1' shown in Fig. 3. This evaporative/concentration device 1" ), since the alkali solution can be supplied to both the steam and the temperature-sensitive water, the method of the roots blower 3 can be ensured even in the case of steam with a high acid concentration. In Figs. 3 and 4, the same components as in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.

1 증발농축장치
2 증발기
3 루츠 블로어
3a 흡입부
3b 토출부
3c 케이싱
3d 로터
4 가열기
7 응축수펌프
7c 미니멈 플로라인
8 알칼리액 탱크
10 감온수 공급장치
20 스크러버(기액접촉수단)1 Evaporative Concentrator
2 evaporator
3 Roots Blower
3a Suction
3b outlet
3c casing
3d rotor
4 burner
7 Condensate Pump
7c minimum flow line
8 alkaline liquid tank
10 Cooling water supply
20 Scrubber (gas-liquid contact means)

Claims (5)

흡입부(吸入部) 및 토출부(吐出部)를 구비하는 케이싱(casing)에 한 쌍의 로터(rotor)가 수용되고, 상기 케이싱 및 각 로터가 철계 금속재료(鐵系 金屬材料)로 이루어지는 루츠 블로어(roots blower)의 방식방법(防蝕方法)으로서,
알칼리성(alkali性)의 감온수(減溫水, temperature reducing water)를 상기 케이싱의 내부로 공급하는 감온수 공급수단(減溫水 供給手段)을 설치하고, 한 쌍의 상기 로터의 회전에 의해 산(酸)을 포함하는 증기(蒸氣)를 상기 흡입부로부터 상기 케이싱 내로 도입할 때에, 상기 감온수 공급수단으로부터 알칼리성의 감온수를 공급함으로써, 상기 케이싱 내에 있어서의 부식을 방지함과 아울러, 상기 케이싱과 상기 각 로터의 간극에 액막밀봉(液膜密封)을 형성하는 루츠 블로어의 방식방법.
A pair of rotors are accommodated in a casing having a suction part and a discharge part, and the casing and each rotor are roots made of an iron-based metal material. As an anticorrosive method of a blower (roots blower),
A heated water supply means for supplying alkaline temperature reducing water to the inside of the casing is installed, and acid is generated by rotation of a pair of the rotors. When steam containing (酸) is introduced into the casing from the suction unit, alkaline temperature-sensitive water is supplied from the temperature-sensitive water supply means to prevent corrosion in the casing and to prevent corrosion in the casing. And an anticorrosive method of a root blower to form a liquid film seal in the gap between each rotor.
 흡입부 및 토출부를 구비하는 케이싱에 한 쌍의 로터가 수용되고, 상기 케이싱 및 각 로터가 철계 금속재료로 이루어지는 루츠 블로어의 방식방법으로서,
감온수를 상기 케이싱의 내부에 공급하는 감온수 공급수단과, 상기 케이싱에 도입되는 증기에 알칼리액을 접촉시키는 기액접촉수단(氣液接觸手段)을 설치하고, 한 쌍의 상기 로터의 회전에 의해 산을 포함하는 증기를 상기 흡입부로부터 상기 케이싱 내로 도입할 때에, 상기 기액접촉수단에서 알칼리액을 공급함과 아울러 상기 감온수 공급수단으로부터 감온수를 공급함으로써, 상기 케이싱 내에 있어서의 부식을 방지함과 아울러, 상기 케이싱과 상기 각 로터의 간극에 액막밀봉을 형성하는 루츠 블로어의 방식방법.
A method of preventing a root blower in which a pair of rotors are accommodated in a casing having a suction part and a discharge part, and the casing and each rotor are made of an iron-based metal material,
A temperature-sensitive water supply means for supplying the temperature-sensitive water to the inside of the casing, and a gas-liquid contact means for contacting an alkali solution with the steam introduced into the casing, are provided, and by rotation of the pair of rotors When the vapor containing acid is introduced into the casing from the suction unit, by supplying an alkali solution from the gas-liquid contact means and supplying the heated water from the heated water supply means to prevent corrosion in the casing; In addition, an anticorrosive method of a root blower to form a liquid film seal in the gap between the casing and each rotor.
 제1항에 있어서,
상기 케이싱에 도입되는 증기는, 산을 포함하는 원액을 증발기 내에서 증발시킴으로써 생성된 증기인 루츠 블로어의 방식방법.
The method of claim 1,
The steam introduced into the casing is a steam generated by evaporating a stock solution containing an acid in an evaporator.
 제1항에 있어서,
상기 감온수 공급수단은, 상기 루츠 블로어에 의해 압축된 증기의 응축수를 송출하는 응축수펌프(凝縮水pump)와, 상기 응축수펌프로부터 송출된 응축수에 알칼리액을 주입하는 알칼리액 주입수단(alkali液 注入手段)을 구비하는 루츠 블로어의 방식방법.
The method of claim 1,
The reduced-temperature water supply means includes a condensate pump for sending out condensed water of steam compressed by the roots blower, and an alkaline solution injection means for injecting an alkali solution into the condensed water sent from the condensate pump. Roots blower anticorrosive method with 手段).
 제4항에 있어서,
상기 응축수펌프는, 송출한 응축수를 흡입측으로 되돌리는 미니멈 플로라인(minimum flow line)을 구비하고 있고, 상기 미니멈 플로라인을 통과하는 응축수의 미니멈 플로(minimum flow)를 이용해서 응축수를 교반(攪拌)하는 루츠 블로어의 방식방법.5. The method of claim 4,
The condensed water pump is provided with a minimum flow line for returning the discharged condensate to the suction side, and agitates the condensed water using a minimum flow of the condensed water passing through the minimum flow line. Roots blower's method.
KR1020180034384A 2017-05-18 2018-03-26 Corrosion protection method of roots blower KR102411987B1 (en)

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