JP7660120B2 - 汚水処理機 - Google Patents

Description

関連出願への相互参照
本出願は、２０１９年１２月３日に出願された伊国特許出願第１０２０１９００００２２８３９号からの優先権を主張し、その特許出願の内容は、本明細書において参照により組み込まれている。

本発明は汚水処理機に関する。

より詳細には、本発明は、水性液体の処理のための真空蒸発器に関する。本発明の使用に以下の開示は明示的な参照を行うが、一般性を失うことはない。

公知のように、真空蒸発器は、大気圧未満における蒸発を用いて、濃縮することができる機械であり、真空蒸発器が入口において受け入れる汚水に存在する汚染物質は、出口において、液体の２つの異なる流れを提供し、一方は低濃度の汚染物質を有し、他方は高濃度の汚染物質を有する。

低濃度の汚染物質を有する液体の流れは、実質的に汚染物質がなく、生産過程において再使用され得る、または、環境に自由に放出され得る。

高濃度の汚染物質を有する液体はさらに、概して回収され、特定の廃棄工場で処理される。

市場で最も普及している真空蒸発器には、０．９ｂａｒ未満の圧力で維持される大きな閉塞容器が設けられており、容器の底に残る液体の一部における汚染物質を濃縮させるために、容器の内部に存在する液体を低温度で沸騰させ、その結果生じる蒸気を凝縮させるように、ヒートポンプ回路を利用している。

ＣＮ１０９７０１２９１Ａ、日本特許第０８５２４６１号、および米国特許出願公開第２０１２／０５５７７７（Ａ１）号は、この種類の真空蒸発器を開示している。

残念ながら、現在の真空蒸発器のヒートポンプ回路は、毒性がなく、オゾンホールに影響はないが、環境上の問題を伴う非常に高い値のＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌの頭字語）指標を有するハイドロフルオロカーボン（例えば、Ｒ－１３４ａガス）を、冷媒ガスとして使用している。

ＣＮ１０９７０１２９１Ａ 日本特許第０８５２４６１号 米国特許出願公開第２０１２／０５５７７７（Ａ１）号

本発明の目的は、現在公知の真空蒸発器より環境影響が小さく、同時に効率がより高い、水性液体の処理のための真空蒸発器を提供することである。

これらの目的に従って、本発明によれば、請求項１に定められ、必然ではないが好ましくは、それに従属する請求項のうちのいずれかで定められるような汚水処理機が提供される。

本発明は、その非限定的な実施形態の例を示す添付の図面を参照して説明される。

明確性のために一部が除去されている、本発明の教示に従って実現された汚水処理機の斜視図である。 明確性のために一部が除去されている、図１に示されている汚水処理機の概略図である。 先の図に示されている汚水処理機の実施形態の変形の概略図である。

図１および図２を参照すると、符号１が、水性液体の処理のために有利に使用され得る汚水処理機全体を示している。

より詳細には、汚水処理機１は、処理される汚水の流れｆ_１を入口において受け入れるように構成されており、明確には、大気圧未満における蒸発を用いて、入口において汚水に存在する汚染物質を濃縮する一方で、出口において、蒸留された液体の流れｆ_２および廃棄液体の流れｆ_３を提供する構造とされている。

蒸留された液体は、汚染物質が実質的にない、または、低濃度の汚染物質を有し、生産過程において再使用され得る、または、環境に自由に放出され得る。他方で、廃棄液体は、高濃度の汚染物質を有し、公知の種類の処理工場で後に処理されるように、回収されるのに適している。

図１および図２を参照すると、汚水処理機１は、初めに、処理される液体、つまり汚水が内部で沸騰させられ、好ましくは１００リットルから７０００リットルの間の範囲の容量を有し、従来から蒸発室と呼ばれる密閉式の反応器または容器２と、反応器／容器２の内部容積を、環境／外部の圧力より小さい値を有する所与の圧力で維持するように構成された、好ましくは電気で動作させられる真空発生装置３と、を備える。

より詳細には、容器２は、好ましくは形が長円であり、実質的に鉛直の位置で好ましくは配置され、処理される液体が容器２の底部のみに溜まる／底部のみを占めるように、液体で部分的にのみ満たされるように好ましくは構成される。

図示されている例では、具体的には、容器２は、好ましくは、大きな水密に閉塞した器から成り、好ましくは金属材料から作られ、好ましくは実質的に円筒の形である。

好ましくは、容器２の底端部、あるいは、水密に閉塞した器の底端は、さらには略円錐台状の形である。

一方で、真空発生装置３は、好ましくは、容器／反応器２の内部の圧力を、０．８ｂａｒより小さい値で、任意選択で０．６ｂａｒより小さい値で、連続的に維持するような構造とされる。

より詳細には、図示されている例において、容器／反応器２の内部の圧力は、好ましくは、３ｋＰＡ～８ｋＰＡ（キロパスカル）の範囲の値で維持される。

図１および図２を参照すると、汚水処理機１は、処理される液体、つまり汚水を、反応器／容器２へと導くように構成された、処理される液体のための供給配管４をさらに備える。

別の言い方をすれば、供給配管４は、容器２の入口において汚水流れｆ_１を導くように構成されている。

好ましくは、供給配管４はさらに、容器２に向けて方向付けられた液体の流れの流量を制御する／変化させることができるような構造とされる。より詳細には、供給配管４は、容器２の内部の液体の高さを所与の値の付近で連続的に維持するように、容器２に入る処理される液体の流量を制御する／変化させるように好ましくは構成される。

図１および図２を参照すると、汚水処理機１は、容器２の底に存在する液体に熱を伝えることができ、それによって液体を沸騰させ、同時に、容器２の頂部に到達する蒸気から熱を除去することで蒸気を素早く凝縮させ、蒸留された液体を得るように、容器／反応器２に接続される／関連付けられるヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５をさらに備える。

また、汚水処理機１には、容器２の底部から分岐／離脱し、容器２の底に溜まる／淀む液体を、容器／反応器２の外側に導く／移送するように構成された第１のドレン配管６と、容器２の上方部から分岐／離脱し、容器２の内側で形成し、容器２の頂部に溜まる蒸気、および／または、前記蒸気の凝縮から生じる蒸留された液体を、容器／反応器２の外側に導く／移送するように構成された第２のドレン配管７と、が設けられてもいる。

より詳細には、ドレン配管６は、好ましくは容器２の底から分岐／離脱し、ドレン配管７は、好ましくは容器２の頂部から分岐／離脱する。

明確には、ドレン配管６に沿って流れる液体は高濃度の汚染物質を有し、ドレン配管７に沿って流れる凝縮した蒸気または液体は低濃度の汚染物質を有する。

そのため、廃棄液体の流れｆ_３がドレン配管６によって処理機１の外部に導かれる／運ばれる一方で、蒸留された液体の流れｆ_２はドレン配管７によって処理機１の外部に導かれる／運ばれる。

図１を参照すると、好ましくは、汚水処理機１には、好ましくは金属材料から作られ、地面に安定して載置され、任意選択で地面に係留されるように構成された剛性支持骨格構造８が追加的に設けられる。容器２、真空発生装置３、供給配管４、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５、および２つのドレン配管６および７は、容易に輸送可能な単一のブロックを形成するように、好ましくは剛性支持骨格構造８に安定して固定／配置される。

図示されている例では、具体的には、剛性支持骨格構造８は、好ましくは、籠のような構造を有する、および／または、実質的に平行六面体の形とされ、好ましくは、互いに接合されて固定された金属棒によって形成される。

図１を参照すると、好ましくは、汚水処理機１は、最後に、容器２および／または真空発生装置３の様々な構成要素、供給配管４および／またはヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５の様々な構成要素および／または２つのドレン配管６および７の様々な構成要素を制御し、好ましくは剛性支持骨格構造８に安定して固定／配置される電子制御デバイス９を備える。

図２を参照すると、図示されている例において、具体的には、供給配管４は、処理される液体、つまり汚水を、容器２の入口に導くように、処理機１の入口を容器２に接続する管１０と、管１０に沿って位置付けられ、容器２に向けて方向付けられた液体の流れを調節するように構成された、制御された開閉を伴う調節弁１１と、を備え、管１０に沿って好ましくは調節弁１１の上流に位置付けられ、所与の大きさを超える固体粒子を遮るように構成されたフィルタ１２も好ましくは備える。

より詳細には、フィルタ１２は、好ましくは、８００μｍ～１０００μｍ（ミクロン）より大きい粒子寸法、またはさらには５００μｍ（ミクロン）より大きい粒子寸法を有する固体粒子を保持するような構造とされる。

そのため、処理される液体は、供給ポンプを使用することなく、負圧によって容器２へと吸い込まれる。

任意選択で、供給配管４は、管１０に沿って制御弁１１および／またはフィルタ１２の上流に配置され、手作業で動作させられる遮断弁１３を追加的に備える。

好ましくは、供給配管４は、容器２の内部に好ましくは位置付けられ、容器２の内部の液体の高さが最大の所与の値に到達するかまたは超えるときを検出または切り替えするように構成されたレベルセンサまたはレベルスイッチ１４を追加的に備える。

調節弁１１はさらに、レベルセンサまたはレベルスイッチ１４から来る信号に基づいて開閉するように好ましくは構成される。

より詳細には、調節弁１１は、好ましくは、レベルセンサまたはレベルスイッチ１４から来る信号と、処理機１の他の動作パラメータと、に基づいて、電子制御デバイス９によって制御される。

ドレン配管６は、代わりに、容器２の底から分岐／離脱し、処理機１の第１の出口において終了する主管１５と、管１５に沿って位置付けられ、容器２の底に溜まる／淀む液体、つまり、高濃度の汚染物質を伴う液体を容器２から吸い込み、その液体を出口に向けて汲み出すように構成された、好ましくは電気で動作させられる吸い込みポンプ１６と、を好ましくは備える。

図示されている例では、具体的には、吸込ポンプ１６は好ましくは遠心式ポンプである。

任意選択で、ドレン配管６は、管１５に沿って循環ポンプ１６の上流に位置付けられ、つまり、吸い込みポンプ１６と容器２との間に位置付けられ、手作業で動作させられる遮断弁１７を追加的に備える。

遮断弁１７は、容器２の真空シールを備えることなく、吸い込みポンプ１６において可能な保守作業を実施させるように、容器２を隔離することができる。

好ましくは、ドレン配管６は、吸い込みポンプ１６の下流で主管１５から分岐し、容器２へと戻り、容器２の底から所与の高さにおいて容器２へと好ましくは接続する再循環管１８と、主管１５に沿って再循環管１８の分岐の下流に位置付けられ、主管１５の端区域に沿っての液体の流れを調節／制御するように構成された、制御された開閉を伴う調節弁１９とを追加的に備える。

好ましくは、吸い込みポンプ１６は、追加的に、液体を、再循環管１８および容器２によって形成された閉じた輪に沿って連続的に循環させるように構成される。

そのため、調節弁１９を開閉することで、容器２の底から来る液体を、処理機１の第１の出口に向けて方向付けること、または方向付けないことが可能である。

好ましくは、再循環管は、容器２の底において溜まる／淀む液体の自由表面の上方で、つまり、容器２の内部の液体によって到達可能な最大高さの上方で、容器２にさらに接続する。

また、ドレン配管６は、主管１５の端区域に沿って位置付けられ、つまり、存在する場合には再循環管１８の分岐および調節弁１９の下流に位置付けられ、吸い込みポンプ１６から来る高濃度の汚染物質を有する液体を、処理機の第１の出口に向けて所与の圧力で汲み出すように構成された、好ましくは電気動作させられる、好ましくは容積式の搬送ポンプ２０も備える。

図示されている例では、具体的には、搬送ポンプ２０はダイヤフラムポンプである。

任意選択で、ドレン配管６は、主管１５の端区域に沿って位置付けられ、好ましくは調節弁１９と搬送ポンプ２０との間に介在させられる、手作業で動作させられる１つ以上の遮断弁２１を追加的に備える。

遮断弁２１は、容器２の真空シールを備えることなく、調節弁１９および／または搬送ポンプ２０において可能な保守作業を実施させることができるように、主管１５の単一区域を隔離することができる。

好ましくは、電子制御デバイス９は、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいて、および／または、容器２の底に位置付けられた１つ以上のセンサ（例えば、温度センサおよび／またはレベルセンサ）から来る信号に基づいて、存在する場合、吸い込みポンプ１６、調節弁１９、および搬送ポンプ２０を制御するように構成される。

図２を参照すると、ドレン配管７はさらに、好ましくは１リットルから５００リットルの間の範囲の公称容量を有し、容器２の頂部から来る蒸留された液体および／または蒸気を含むように構成された小さいタンク２４と、タンク２４を容器／反応器２の頂部に接続する第１の管２５と、タンク２４を処理機１の第２の出口に接続する第２の管２６と、を好ましくは備える。

図示されている例では、具体的には、タンク２４は、好ましくは、実質的に密閉式の容器である。

好ましくは、ドレン配管７は、逆止弁２７および／または非凝縮性ガス放出デバイス２８をさらに備える。逆止弁２７は、管２５に沿って位置付けられ、蒸留された液体および／または蒸気が容器２に向けて戻るのを防止するように配向される。非凝縮性ガス放出デバイス２８は、タンク２４の頂部に好ましくは配置され、タンク２４に存在する非凝縮性ガスをタンク２４の外部に排出／放出するように構成される。

図示されている例では、具体的には、非凝縮性ガス放出デバイス２８は、非凝縮性ガスをタンク２４の外部に自動的に排出／放出するように構成されている。

追加で、ドレン配管７は、蒸留された液体をタンク２４から吸い込み、前記液体を処理機の第２の出口に所与の圧力で送るように構成された、好ましくは電気で動作させられる吸い込みポンプ２９と、好ましくは吸い込みポンプ２９の下流に位置付けられ、処理機の第２の出口に向かう蒸留された液体の流れを調節／制御するように構成された、制御された開閉を伴う調節弁３０とを、管２６に沿って好ましくは備える。

したがって、蒸留された液体は、吸い込みポンプ２９と調節弁３０とを同時に作動させる処理機１の外部に放出される。

図示されている例では、具体的には、吸い込みポンプ２９は遠心式ポンプである。

任意選択で、ドレン配管７は、管２６に沿って、好ましくは吸い込みポンプ２９の上流および調節弁３０の下流に位置付けられる、手作業で動作させられる１つ以上の遮断弁３１を追加的に備える。

遮断弁３１は、吸い込みポンプ２９および／または調節弁３０において可能な保守作業を実施させるように、管２６を隔離することができる。

好ましくは、電子制御デバイス９は、タンク２４の内部に位置付けられた１つ以上のレベルセンサから来る信号に基づいて、管２６に沿って位置付けられた１つ以上の流量センサに基づいて、および／または、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいて、存在する場合、吸い込みポンプ２９および調節弁３０を制御するように構成される。

図２を参照すると、真空発生装置３はさらに、容器２を負圧で維持するために、容器２によって生成される蒸留された液体を利用するように、ドレン配管７に直接的に好ましくは接続される。

別の言い方をすれば、真空発生装置３は、容器２によって生成された蒸留された液体および／または蒸気を作動流体として使用する。

より詳細には、図示されている例では、真空発生装置３は、管２５に沿ってタンク２４のすぐ上流に位置付けられるエジェクタ３４（つまり、タンク２４と逆止弁２７との間に位置付けられる）と、再循環管３６に沿って位置付けられてタンク２４をエジェクタ３４に直接的に接続し、好ましくは電気的に作動させられ、好ましくは遠心式のものである循環ポンプ３５と、を好ましくは備える。

循環ポンプ３５は、蒸留された液体または蒸気をタンク２４から吸い込み、それをエジェクタ３４へと導き、それによってエジェクタ３４は、負圧によって（ベンチュリ効果）、管２５に沿って存在する蒸留された液体および／または蒸気を吸い込む。

任意選択で、真空発生装置３は、再循環管３６に沿って循環ポンプ３５の上流および／または下流に位置付けられる、手作業で動作させられる１つ以上の遮断弁３７をさらに備える。

遮断弁３７は、循環ポンプ３５において可能な保守作業を実施させるように、再循環管３６を隔離することができる。

好ましくは、電子制御デバイス９は、タンク２４の内部に位置付けられた１つ以上のレベルセンサから来る信号に基づいて、容器２の内部に位置付けられた１つ以上の圧力センサから来る信号に基づいて、および／または、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいて、循環ポンプ３５に命令するように構成される。

図１および図２を参照すると、一方で、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５は、容器２の底に淀む液体を加熱するように構成され、好ましくは、容器２へと再進入する高濃度の汚染物質を伴う液体を素早く加熱するように、ドレン配管６の再循環管１８に沿って位置付けられ、従来から高圧熱交換器または凝縮器と呼ばれる第１の熱交換器４１と、容器２の内部を形成する蒸気を冷却／凝縮させるように構成され、好ましくは、容器２から出る蒸気を素早く冷却し、好ましくは少なくとも一部で凝縮もさせるように、ドレン配管７に沿って、またはドレン配管７の入口に位置付けられ、従来から低圧熱交換器または蒸発器と呼ばれる第２の熱交換器４２と、高圧熱交換器４１の出口と低圧熱交換器４２の入口との間に介在させられ、熱交換器４２に入る冷媒流体が、熱交換器４１を出る冷媒流体の圧力および温度より感知可能に低い圧力および温度を有するように、熱交換器４１の出口から熱交換器４２の入口に向けて流れる気体状態の冷媒流体の急速で不可逆的な膨張を引き起こすように構成され、好ましくは電子的に制御される膨張弁４３と、を備える。

明確には、膨張弁４３は、毛細管によって、または、他の能動的もしくは受動的な膨張部材によって、置き換えることができる。

ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５は、熱交換器４１と熱交換器４２との間に介在させられ、熱交換器４２を出て熱交換器４１へと入る／戻る冷媒流体を圧縮するように構成され、好ましくは電気的に動作させられる圧縮機４４をさらに備える。

より詳細には、圧縮機４４は、好ましくは容量式圧縮機であり、熱交換器４１に向けて方向付けられた冷媒流体の圧力および温度を増加させるように、低圧熱交換器４２の出口と高圧熱交換器４１の入口との間に介在させられる。

図示されている例では、具体的には、低圧熱交換器４２は、容器２のすぐ下流でドレン配管７の管２５に沿って好ましくは位置付けられる。

さらに、好ましくは、低圧熱交換器４２は、ドレン配管７の初期区域を形成するように、容器２の頂部において容器２の内部に少なくとも部分的に収容／挿入される。

好ましくは、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５は、タンク２４の内部である蒸留された液体および／または蒸気を冷却することができるように、ドレン配管７のタンク２４の内部に位置付けられる、従来から補助蒸発器と呼ばれる第２の低圧熱交換器４５をさらに備える。

より詳細には、熱交換器４５は、好ましくは低圧熱交換器４２と並列に接続され、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５は、好ましくは、熱交換器４５の入口の上流に位置付けられ、熱交換器４５に入る冷媒流体が、熱交換器４１を出る冷媒流体より感知可能に低い圧力および温度を有するように、熱交換器４５の入口に向けて方向付けられる熱交換器４１の出口から流れる気体状態の冷媒流体の急速で不可逆的な膨張を引き起こすように構成される第２の膨張弁４６または他の能動的もしくは受動的な膨張部材を追加的に備える。

明確には、第２の低圧熱交換器４５の出口は圧縮機４４の吸い込みに接続される。

好ましくは、電子制御デバイス９は、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいて、ならびに／または、圧縮機４４の送り出し側および／もしくは吸い込み側に位置付けられる１つ以上の圧力センサから来る信号に基づいて、圧縮機４４と、任意選択で膨張弁４３と、存在する場合には膨張弁４６と、に命令するように構成される。

代替で、膨張弁４３は、自律した機械的または電子的なシステムによって制御されてもよい。また、弁４６は、存在する場合、自律した温度調整弁であってもよい。

任意選択で、蒸発器／凝縮器組立体５はさらに、高圧熱交換器４１のすぐ下流に位置付けられ、過剰な熱を外部環境に伝える冷媒流体の凝縮を完了させるように構成される、好ましくはフィン付き一体式の補助熱交換器４７も備える。

補助熱交換器４７の追加または代替で、蒸発器／凝縮器組立体５は、膨張弁４３のすぐ上流で、存在する場合には膨張弁４６のすぐ上流に位置付けられ、膨張弁４３および４６に向けて方向付けられる気体状態の冷媒流体をさらに冷却するように構成される第２の補助熱交換器４８をさらに備える。

より詳細には、補助熱交換器４８は、熱交換器４１から来る冷媒流体と、外部液圧回路から来る低温熱伝達流体と、によって同時に通過させられるように、外部液圧回路に好ましくは接続され、それによって、膨張弁４３および４６に向けて方向付けられる冷媒流体から熱を除去する。

好ましくは、補助熱交換器４８において循環する低温熱伝達流体の循環は調節され得る。

より詳細には、図示されている例では、補助熱交換器４８は、熱伝達流体を補助熱交換器４７の入口に導くように選択的に構成され、好ましくは電気的に動作させられ、制御されて切り替わる三方弁４９を用いて、外部液圧回路に接続される。

好ましくは、電子制御デバイス９も、存在する場合、補助熱交換器４８の内側の低温熱伝達流体の循環を調節する弁を制御するようにも構成される。

ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５の内部に含まれる冷媒流体（つまり、圧縮機４４が熱交換器４１および４２の内側で循環させ、任意選択で熱交換器４５および／または４７の内部で循環させるガス）はさらに、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを、３％を超える百分率で含む。

好ましくは、ハイドロフルオロオレフィンの族のガスは、より大きな量／百分率での冷媒流体の成分である。

より詳細には、冷媒流体は、好ましくは、３０％を超える百分率で、任意選択で５０％を超える百分率で、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを含む。

任意選択で、冷媒流体は、好ましくは５０％未満の百分率で、ハイドロフルオロカーボンの族の１つ以上のガスを含んでもよい。

さらにより詳細には、図示されている例では、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５に含まれる冷媒流体は、７５％を超える百分率で、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを好ましくは含む。

別の言い方をすれば、冷媒流体は、好ましくはハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスから主に成る。

図２だけを参照すると、好ましくは、汚水処理機１は、容器２の内部でドレン配管７の入口の下に位置付けられ、蒸気の流れによって上向きに引き込まれる液体の滴がドレン配管７の入口に到達するのを防止するように構成される分離／デミスタフィルタ５０、および／または、容器２の底に位置付けられ、蒸発器／凝縮器組立体５の追加もしくは代替で、容器２の内部に存在する液体を選択的に加熱するように構成される抵抗５１を最終的に備える。

明確には、抵抗５１は、電流が流されるときに熱を生成する任意の他の電気デバイスによって置き換えられてもよい。

図示されている例では、具体的には、分離／デミスタフィルタ５０は、容器２の内部で熱交換器４２のすぐ下に好ましくは配置される。

好ましくは、電子制御デバイス９は、容器２の内部に位置付けられた１つ以上の温度センサから来る信号に基づいて、および／または、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいて、抵抗５１などに命令するように構成される。

汚水処理機１の動作は、先に記載されていることから容易に推測される。

処理される液体は、供給ポンプを使用することなく、真空発生装置３によって作り出される負圧の効果によって反応器／容器２へと吸い込まれる。

吸い込みポンプ１６は、容器２の底から液体を吸い込み、その液体を蒸発器／凝縮器組立体５の熱交換器４１へと送り、蒸発器／凝縮器組立体５は、液体の蒸発に必要な熱を提供する。

熱交換器４１を通過した後、処理される液体は容器２に再び入り、大気圧未満の圧力の効果によって、液体の一部が瞬間的に蒸発し（フラッシュ蒸発）、容器２の上方部の方へ向かう。

容器２に沿って上向きに移動する間、水蒸気は、より大きい滴を保持する分離器フィルタ５０を通過し、その後、ドレン配管７の入口において、または、ドレン配管７に沿って、蒸気の全体または一部の凝縮を引き起こす低圧熱交換器４２に到達する。結果生じた凝縮した／蒸留された液体は、タンク２４の内部に溜まり、吸い込みポンプ２９の作動と、調節弁３０の同時の開放と、に続いて、処理機の外部に導かれる。

タンク２４の内部に存在する非凝縮性ガスは、一方で、非凝縮性ガス放出デバイス２８を用いてタンク２４から排出される。

明らかなことに、水性の一部の蒸発のため、容器２の底に残る液体は、調節弁１９の開放と、搬送ポンプ２０の作動と、に続いて、処理機１の外部へ放出される／導かれるときまで、汚染物質の濃度を徐々に増加させる。

３％を超える百分率であって、より都合良くは３０％を超える百分率でハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを含む新たな冷媒流体の使用に結び付けられる利点は、注目に値する。

実験的試験は、新たな冷媒流体がヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５の効率を増加させ、処理機のＧＷＰ指標の値を同時に低下させることを強調している。

最後に、本発明の範囲から逸脱することなく、変更および変形が上記の汚水処理機１に行えることは、明らかである。

例えば、非凝縮性ガス放出デバイス２８は、命令で非凝縮性ガスをタンク２４の外部に放出させるような構造とされてもよい。この場合、電子制御デバイス９が非凝縮性ガス放出デバイス２８に命令してもよい。

また、図３を参照すると、代替の実施形態では、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５の高圧熱交換器４１は、容器２の底に存在する液体に熱を直接的に伝えるように、好ましくは容器の外部で、容器２の底に隣接し、より都合良くは容器２の底に接触して、位置付けられる。

低圧熱交換器４２はさらに、容器２の内部に好ましくは全体で配置／収容され、容器２の頂部は、好ましくは、熱交換器４２から滴る凝縮した液体を一時的に回収するような構造とされる。

さらに、この実施形態では、汚水処理機１には、容器／反応器２の内部で、容器の底の近くに位置付けられる回転可能な攪拌部材６０が好ましくは設けられ、回転可能な攪拌部材６０は、好ましくは電気で動作させられるモータ組立体６１で、容器２の長手方向軸と好ましくは実質的に一致する所与の回転軸Ａの周りに回転する能力を伴い、モータ組立体６１は、容器２の外部に好ましくは位置付けられ、攪拌部材６０を軸Ａの周りで回転させるように駆動するように構成される。

好ましくは、回転可能な攪拌部材６０はさらに、軸Ａの周りでの回転の間、容器２の内面を擦ることができるような構造とされる。

より詳細には、回転可能な攪拌部材６０には、軸Ａの周りで角度的に分配され、容器２の内面をすくい取るように延びる一連の径方向の羽根が、好ましくは設けられる。

好ましくは、回転可能な攪拌部材６０はさらに、頂部から始まって容器２の内部へ突出し、容器２の内部で片持ちとされて軸Ａと同軸に延び、モータ組立体６１によって回転させられるように駆動される支持シャフト６２の端に、しっかりとした形で固定される／嵌め込まれる。

モータ組立体６１はさらに、容器２の頂部において、好ましくは容器２の外部に位置付けられ、支持シャフト６２およびそれと一体のものを軸Ａの周りで回転させるように駆動することができるように、支持シャフト６２に機械的に連結される電気歯車モータから基本的に成る。

好ましくは、電子制御デバイス９は、処理機１のいくつかの動作パラメータに基づいてモータ組立体６１に命令するようにも構成される。

この実施形態においても、ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体５に含まれる冷媒流体は、３％を超える百分率であって、より都合良くは３０％を超え、さらには５０％を超える百分率で、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを含む。

最後に、代替の図示されていない実施形態では、容器／反応器２は、好ましくは実質的に水平に延び、実質的に形が円筒で長円の大きい水密に閉塞した器から成り得る。

また、回転可能な攪拌部材は、容器／反応器２の内部で、容器／反応器２の長手方向軸と実質的に同軸または平行に、軸方向に回転可能な様態で挿入され、任意選択で、容器／反応器２の長手方向軸の周りでの回転の間に容器／反応器２の底を擦ることができるような寸法とされるスクリューから成り得る。

明確には、スクリューは、容器／反応器２の外部に好ましくは位置付けられ、好ましくは電気的に動作させられるモータ組立体によって、回転させられるように駆動される。

１ 汚水処理機
２ 容器、反応器
３ 真空発生装置
４ 供給配管
５ ヒートポンプ蒸発器／凝縮器組立体
６ 第１のドレン配管
７ 第２のドレン配管
８ 剛性支持骨格構造
９ 電子制御デバイス
１０ 管
１１ 調節弁、制御弁
１２ フィルタ
１３ 遮断弁
１４ レベルセンサ、レベルスイッチ
１５ 主管
１６ 吸い込みポンプ、循環ポンプ
１７ 遮断弁
１８ 再循環管
１９ 調節弁
２０ 搬送ポンプ
２１ 遮断弁
２４ タンク
２５ 第１の管
２６ 第２の管
２７ 逆止弁
２８ 非凝縮性ガス放出デバイス
２９ 吸い込みポンプ
３０ 調節弁
３４ エジェクタ
３５ 循環ポンプ
３６ 再循環管
３７ 遮断弁
４１ 高圧熱交換器、凝縮器、第１の熱交換器
４２ 低圧熱交換器、蒸発器、第２の熱交換器
４３ 膨張弁
４４ 圧縮機
４５ 補助蒸発器、第２の低圧熱交換器
４７ 補助熱交換器
４８ 第２の補助熱交換器
４９ 三方弁
５０ 分離／デミスタフィルタ
５１ 抵抗
６０ 回転可能な攪拌部材
６１ モータ組立体
Ａ 回転軸
ｆ_１ 処理される汚水の流れ
ｆ_２ 蒸留された液体の流れ
ｆ_３ 廃棄液体の流れ

Claims (14)

1. 処理される液体が内部で沸騰させられる閉塞容器（２）と、
   前記閉塞容器（２）の内部を、環境／外部の圧力より小さい値を有する所与の圧力で維持するように構成される真空発生装置（３）と、
   処理される液体を前記閉塞容器（２）の内部に導くように構成される、処理される液体のための供給配管（４）と、
   前記閉塞容器（２）の底に存在する液体に熱を伝えることができ、それによって前記液体を沸騰させ、同時に、前記閉塞容器（２）の上部に到達する蒸気から熱を除去することで蒸気を凝縮させ、蒸留された液体を得るように、前記閉塞容器（２）に関連付けられるヒートポンプ組立体（５）と、
   前記閉塞容器（２）の底部から分岐／離脱し、前記閉塞容器（２）の底に溜まる／淀む液体を、前記閉塞容器（２）の外側に導く／移送するように構成される第１のドレン配管（６）と、
   前記閉塞容器（２）の上方部から分岐／離脱し、前記閉塞容器（２）の内側で形成する蒸気、および／または、前記蒸気の凝縮から生じる蒸留された液体を、前記閉塞容器（２）の外側に導く／移送するように構成される第２のドレン配管（７）と、
   を備える種類の汚水処理機（１）であって、
   前記ヒートポンプ組立体（５）は、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを含む冷媒流体を、３％を超える百分率で含み、
   前記第２のドレン配管（７）は、前記閉塞容器（２）から来る蒸気および／または蒸留された液体を含むように構成されるタンク（２４）を備え、
   前記ヒートポンプ組立体（５）は、
   前記閉塞容器（２）の底で淀む液体を加熱するように構成される第１の熱交換器（４１）と、
   前記閉塞容器（２）の内部で形成する蒸気を冷却／凝縮させるように構成される第２の熱交換器（４２）と、
   前記第１の熱交換器（４１）と前記第２の熱交換器（４２）との間に介在させられ、前記第２の熱交換器（４２）に向けて方向付けられる前記冷媒流体の急速な膨張を引き起こすように構成される第１の膨張部材（４３）と、
   前記第２のドレン配管（７）の前記タンク（２４）の内側に位置付けられる蒸留された液体および／または蒸気を冷却することができるように前記タンク（２４）の内部に位置付けられ、かつ、前記第２の熱交換器（４２）と並列に接続された第３の熱交換器（４５）と、
   前記第１の熱交換器（４１）と前記第３の熱交換器（４５）との間に介在させられ、前記第３の熱交換器（４５）に向けて方向付けられる前記冷媒流体の急速な膨張を引き起こすように構成される第２の膨張部材（４６）と、
   を備えることを特徴とする汚水処理機（１）。
2. 前記冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを、３０％を超える百分率で含む、請求項１に記載の汚水処理機。
3. 前記冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを、５０％を超える百分率で含む、請求項２に記載の汚水処理機。
4. 前記冷媒流体は、ハイドロフルオロオレフィンの族の１つ以上のガスを、７５％を超える百分率で含む、請求項３に記載の汚水処理機。
5. 前記冷媒流体は、ハイドロフルオロカーボンの族の１つ以上のガスを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の汚水処理機。
6. 前記真空発生装置（３）は、前記閉塞容器（２）の内部の圧力を、０．８ｂａｒより小さい値で連続的に維持するように構成される、請求項１に記載の汚水処理機。
7. 前記供給配管（４）は、前記閉塞容器（２）の内部の液体の高さを所与の値の付近で連続的に維持するように、前記閉塞容器（２）に入る処理される液体の流量を制御する／変化させるように構成される、請求項１に記載の汚水処理機。
8. 前記第１の熱交換器（４１）は、前記第１のドレン配管（６）の再循環管（１８）に沿って、または、前記閉塞容器（２）の底に隣接して、位置付けられる、請求項１に記載の汚水処理機。
9. 前記第２の熱交換器（４２）は、少なくとも部分的に、前記閉塞容器（２）の内部に、または、前記第２のドレン配管（７）に沿って前記タンク（２４）の上流に位置付けられる、請求項１に記載の汚水処理機。
10. 前記汚水処理機は、前記閉塞容器（２）の内部において、前記閉塞容器の底の近くに位置付けられ、所与の回転軸（Ａ）の周りに回転することが可能な、回転可能な攪拌部材（６０）と、前記攪拌部材（６０）を前記回転軸（Ａ）の周りで回転させるように駆動するように構成されるモータ組立体（６１）と、を追加的に備え、
    前記攪拌部材（６０）は、前記回転軸（Ａ）の周りでの回転の間、前記閉塞容器（２）の内面を擦るような構造とされることを特徴とする、請求項１に記載の汚水処理機。
11. 前記閉塞容器（２）の内部において、前記第２のドレン配管（７）の入口の下に位置付けられ、蒸気の流れによって上向きに引き込まれる液体の滴が前記第２のドレン配管（７）に到達するのを防止するように構成される分離／デミスタフィルタ（５０）を追加的に備えることを特徴とする、請求項１に記載の汚水処理機。
12. 前記汚水処理機は、地面に安定して載置されるように構成される剛性支持骨格構造（８）を追加的に備え、
    前記閉塞容器（２）、前記真空発生装置（３）、前記供給配管（４）、前記ヒートポンプ組立体（５）、前記第１のドレン配管（６）、および前記第２のドレン配管（７）は、容易に輸送可能な単一のブロックを形成するように、前記剛性支持骨格構造（８）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の汚水処理機。
13. 前記真空発生装置（３）は、
    前記タンク（２４）と前記閉塞容器（２）の上部とを接続する主管（２５）に沿って、前記タンク（２４）のすぐ上流に配置されたエジェクタ（３４）と、
    前記タンク（２４）と前記エジェクタ（３４）とを直接接続する再循環管（３６）に沿って配置された循環ポンプ（３５）と、
    を備えることを特徴とする、請求項１に記載の汚水処理機。
14. 前記第２の熱交換器（４２）は、前記主管（２５）に沿って、前記閉塞容器（２）のすぐ下流に配置されることを特徴とする、請求項１３に記載の汚水処理機。

Images