(57)【要約】【課題】既設の軟水供給設備からの能力増強を行う場合、既存設備を有効に活用しながら軟水供給能力の増大を行うことのできる軟水供給設備を提供する。【解決手段】原水中に含まれている硬度成分を除去する軟水装置１０、軟水装置と接続しており軟水装置で製造した軟水をためる軟水タンク１、軟水タンクと軟水を使用する軟水使用装置の間に設けておき、軟水使用装置へ供給するために軟水タンクから移送してきた軟水をためておく給水タンク７を持ち、前記軟水装置は軟水タンク内水位に基づいて作動を制御するようにしている軟水供給設備において、前記軟水装置とは別に給水タンク７に軟水を直接供給する増設軟水装置９を設けておき、増設軟水装置９は給水タンク７内の水位に基づいて作動を制御する。【選択図】図１
2014159019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水中に含まれている硬度成分を除去する軟水装置、軟水装置と接続しており軟水装置で製造した軟水をためる軟水タンク、軟水タンクと軟水を使用する軟水使用装置の間に設けておき、軟水使用装置へ供給するために軟水タンクから移送してきた軟水をためておく給水タンクを持ち、前記軟水装置は軟水タンク内水位に基づいて作動を制御するようにしている軟水供給設備において、前記軟水装置とは別に給水タンクに軟水を直接供給する増設軟水装置を設けておき、増設軟水装置は給水タンク内の水位に基づいて作動を制御するようにしているものであることを特徴とする軟水供給設備。
【請求項２】
請求項１に記載の軟水供給設備において、増設軟水装置による軟水の供給を開始する水位は、軟水タンクから給水タンクへ軟水の移送を開始する水位よりも低く設定しているものであることを特徴とする軟水供給設備。
【請求項３】
請求項１または２に記載の軟水供給設備において、前記増設軟水装置は給水タンク内の水位に基づく作動制御に加えて、軟水タンク内の水位に基づいても作動を制御するようにしているものであることを特徴とする軟水供給設備。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の軟水供給設備において、前記増設軟水装置では一定期間内での通水量を検出しておき、検出した通水量があらかじめ設定しておいた最低通水量に達していない場合には、強制的に通水を行うようにしていることを特徴とする軟水供給設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟水使用機器への軟水の供給を行う軟水供給設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２０１０−３８３８５公報に記載があるように、ボイラの給水経路には、原水中に含まれているカルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの硬度成分を除去する軟水装置を設けておき、硬度成分を除去した軟水をボイラへ供給するようにしている。特開２０１０−３８３８５公報では、軟水装置で硬度成分の除去を行い、脱酸素装置で脱気を行った軟水を補給水タンク（軟水タンク）にためている。補給水タンクには水位検出器を設けておき、補給水タンク内の水位が下限水位を下回ると、軟水装置からの補給水タンクへの軟水供給を行い、補給水タンク内の水位が上限水位に達すると、軟水装置からの給水を停止することによって、補給水タンク内の水位を設定の範囲に保つ。
【０００３】
補給水タンクの水は、水路を介して給水タンクへの移送を可能としておく。補給水タンクから給水タンクへの移送は、水頭圧差による自動給水や、移送ポンプの作動によって行う。ボイラへの給水は給水タンクから行っており、ボイラ内の水位に基づいて給水を制御している。そのため、ボイラでの蒸気発生によってボイラ内水位が低下すると、給水タンクからボイラへの給水を行い、ボイラへの給水を行ったことによって給水タンク内の水位が低下すると、補給水タンクから給水タンクへの軟水の移送を行う。そして、給水タンクへの移送によって補給水タンク内の水位が低下すると、軟水装置から補給水タンクへ軟水の供給を行うことになる。
【０００４】
また、軟水装置などの能力は軟水使用量に基づいて決定しているが、ボイラの増設などによって軟水供給能力が不足することになり、軟水供給設備も能力の増強を行うということはよくある。その際、軟水装置の入れ替えだけでは対応することができず、処理水タンクや移送ポンプなど軟水装置以外の設備も能力増強をすることが必要となることがある。この場合、軟水供給設備全体を更新しなければならなくなると、大きな費用が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−３８３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、既設の軟水供給設備からの能力増強を行う場合、既存設備を有効に活用しながら軟水供給能力の増大を行うことのできる軟水供給設備を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、原水中に含まれている硬度成分を除去する軟水装置、軟水装置と接続しており軟水装置で製造した軟水をためる軟水タンク、軟水タンクと軟水を使用する軟水使用装置の間に設けておき、軟水使用装置へ供給するために軟水タンクから移送してきた軟水をためておく給水タンクを持ち、前記軟水装置は軟水タンク内水位に基づいて作動を制御するようにしている軟水供給設備において、前記軟水装置とは別に給水タンクに軟水を直接供給する増設軟水装置を設けておき、増設軟水装置は給水タンク内の水位に基づいて作動を制御するようにしているものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記の軟水供給設備において、増設軟水装置による軟水の供給を開始する水位は、軟水タンクから給水タンクへ軟水の移送を開始する水位よりも低く設定しているものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、前記の軟水供給設備において、前記増設軟水装置は給水タンク内の水位に基づく作動制御に加えて、軟水タンク内の水位に基づいても作動を制御するようにしているものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、前記の軟水供給設備において、前記増設軟水装置では一定期間内での通水量を検出しておき、検出した通水量があらかじめ設定しておいた最低通水量に達していない場合には、強制的に通水を行うようにしていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
既存の機器を有効に活用しながら軟水供給能力の増大を図るものであるため、従来の機器が無駄にならず、設備増強に要する費用も削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例での軟水供給設備のフロー図
【図２】本発明の他の実施例での軟水供給設備のフロー図
【図３】能力増強を行う前の軟水供給設備のフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明の一実施例での軟水供給設備のフロー図、図２は本発明の他の実施例での軟水供給設備のフロー図、図３は能力増強を行う前の軟水供給設備のフロー図である。図１及び図２は、図３から軟水供給能力の増強を行ったものであるため、まず図３に基づいて元の構成を説明する。図は、軟水使用機器であるボイラ２へ軟水を供給するための軟水供給設備である。軟水装置１０は、原水中に含まれている硬度成分をイオン交換の働きによって除去するものである。軟水装置１０で処理した軟水は、その下流に設置している軟水タンク１にためる。なお、軟水装置１０はイオン交換樹脂を用いて原水中の硬度成分を取り込むものであって、定期的にイオン交換樹脂の能力を回復させる再生動作が必要である。再生中は軟水を採水することができないため、２４時間給水の必要な場合には２台の軟水装置を並列に設置するようにしている。２台の軟水装置で交互に再生を行うようにしておくことで、一方の軟水装置が再生中の場合でも、他方の軟水装置では軟水の供給を行うことができる。
【００１４】
ボイラ２では、個別に給水を行うため、ボイラごとに給水ポンプ４を持つ。各ボイラ２で共通となっている給水タンク７と各ボイラの間を給水配管で接続しておき、個別の給水配管途中に給水ポンプ４を設ける。個々のボイラ２にはボイラ水位制御装置１１を設けておき、ボイラ内の水位に基づいてボイラへの給水を行う。ボイラ水位制御装置１１では、ボイラ内の水位が給水開始水位未満まで低下したことを検出すると、給水ポンプ４の作動を行うことでボイラへの給水を行う。給水を行うことでボイラ内水位が上昇し、給水停止水位まで達したことを検出すると、ボイラ水位制御装置１１は給水ポンプ４の作動を停止することで給水を停止する。
【００１５】
ボイラ２へ供給する軟水の準備は、軟水供給設備の運転状態を制御する給水制御装置８による制御に基づいて行う。給水タンク７の軟水をボイラ２へ供給すると、給水タンク７内の水位は低下する。給水タンク７は軟水タンク１と移送路によって接続しており、給水タンク７内の水位が低下すると、移送路の途中に設けている移送ポンプ３を作動することによって軟水タンク１から給水タンク７へ軟水を送る。給水タンク７には給水タンク内水位検出装置６を設けており、給水タンク７への移送を開始する高さ位置（水位Ｂ）と、移送を停止する高さ位置（水位Ａ）において、水の有無を検出している。給水制御装置８は、給水タンク７内の水位が水位Ｂ未満まで低下したことを検出すると、移送ポンプ３の作動を行って軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行う。そして給水タンク７への軟水供給により、給水タンク７内水位が水位Ａまで上昇したことを検出すると、移送ポンプ３の作動を停止する。
【００１６】
軟水タンク１から給水タンク７への給水を行うと、今度は軟水タンク１内の水位が低下する。軟水タンク１にも軟水タンク内水位検出装置５を設けており、軟水装置１０での軟化処理を開始する高さ位置（水位Ｄ）と、軟水装置１０での軟化処理を停止する高さ位置（水位Ｃ）において、水の有無を検出している。給水制御装置８は、軟水タンク１内の水位が水位Ｄ未満まで低下したことを検出すると、軟水装置１０への通水を行い、軟水装置１０で製造した軟水を軟水タンク１へ供給する。そして、軟水タンク１内水位が水位Ｃまで上昇したことを検出すると、軟水装置１０への通水を停止して軟水タンク１への軟水供給を停止する。
【００１７】
軟水タンク１での軟水量を水位Ｃから水位Ｄの範囲内に保っておくと、ボイラ２への給水によって給水タンク７内の水位が低下した場合でも、軟水タンク１内の軟水を給水タンク７へ送ることで、給水タンク７内の水位を高めることができる。そして、軟水タンク１から給水タンク７への移送により軟水タンク１内の水位が低下した場合には、軟水装置１０によって軟水を製造し、軟水タンク１への供給を行うので、ボイラ２での軟水の使用量よりも軟水装置１０での軟水供給量の方が多ければ、軟水タンク１内の水位が水位Ｄより大幅に低くなることはなく、軟水の供給を安定して行うことができる。
【００１８】
軟水の供給能力は、ピーク時における軟水の使用量に基づいて設定しておく。ボイラの一般的な運転状況としては、工場の操業開始時にはフル稼働して蒸気を大量に供給し、その後は蒸気の使用によって減少した分を補充するために低い負荷で稼働するという運転が多い。その場合、ボイラへの軟水の供給量は、ボイラがフル稼働している時間帯では多くなり、ボイラの稼働量が減少している時間帯では少なくなる。ボイラがフル稼働する時間は短くても、軟水供給設備では軟水使用量のピーク時にも軟水を不足させることなく供給できるようにしておく必要がある。
【００１９】
そして工場での増設などによって軟水使用量が増加し、軟水供給能力を増加させることが必要になるということはよくあることである。ピーク時での軟水使用量が既設の軟水装置１０による軟水供給量より多くなった場合、軟水装置１０からの軟水供給を行っていても、軟水タンク１及び給水タンク７内の水位は低下し続けることになる。そして軟水タンク１が空になると、給水タンク７への軟水の移送が行えなくなり、給水タンク７でも水位が低下して空になると、ボイラへの給水が行えなくなる。そうなってしまうと、ボイラ２等の運転を停止しなければならなくなり、ボイラ２の停止は多方面に大きな影響を与えることとなる。
【００２０】
この場合、軟水装置１０を能力の大きなものへの置き換えることで軟水の採水能力を増大させることになる。その際、軟水タンク１や移送ポンプ３などはそのまま使えればよいが、軟水使用量の増加に合わせて軟水タンク１の容量増加や移送ポンプ３での能力増強なども必要になることが多い。しかし、全面的な更新を行うことになると、それまで使用していた設備は無駄になり、更新に要する費用も高くなる。図１及び図２は、図３から軟水供給能力の増大を図ったものであるが、既設の設備を利用しながら軟水の供給能力を増大させている。
【００２１】
図１の場合、既設の軟水装置１０、軟水タンク１、移送ポンプ３、給水タンク７はそのまま残している。そして増設軟水装置９は、軟水タンク１ではなく給水タンク７に接続しており、給水タンク７に直接給水する。給水タンク７内の水位を検出する給水タンク内水位検出装置６は、移送ポンプ３により軟水タンク１から給水タンク７への軟水の移送を開始する高さ位置（水位Ｂ）と、移送を停止する高さ位置（水位Ａ）での水位検出に加え、増設軟水装置９からの軟水供給を開始する高さ位置（水位Ｆ）と、増設軟水装置９からの軟水供給を停止する高さ位置（水位Ｅ）での水位検出を行う。
【００２２】
増設軟水装置９は、既設の軟水装置１０による軟水供給のみでは不足する場合に作動するバックアップ用の軟水装置と位置づけており、増設軟水装置９からの軟水供給を開始する高さ位置（水位Ｆ）は、移送ポンプ３による給水タンク７への移送を開始する高さ位置（水位Ｂ）よりも低い位置に設定している。つまり、給水タンク７内の水位が水位Ｂまで低下すると、移送ポンプ３の作動によって給水タンク７内の水位を上昇させるため、通常の水位は水位Ｆまで低下することはなく、増設軟水装置９を作動するのは給水タンク７への給水が足りなくなった場合に行う。
【００２３】
まず、軟水使用量のピークから外れた時間帯であって、ボイラ２での軟水使用量は軟水供給可能量よりも少ない場合についての説明を行う。この場合、ボイラ２への軟水供給によって給水タンク７内水位が水位Ｂを下回ると、給水制御装置８は移送ポンプ３の作動を行い、軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行う。軟水タンク１から給水タンク７へ移送ポンプ３による軟水の移送を行うと、軟水の移送量はボイラ２での軟水使用量より大きいため、給水タンク７内の水位は上昇する。移送ポンプ３による軟水の移送は、給水タンク７内水位が水位Ａになるまで行う。給水タンク７内の水位が水位Ａに達すると、給水制御装置８は移送ポンプ３の作動を停止する。給水タンク７への軟水の移送を停止すると、今度はボイラ２による軟水の使用により給水タンク７内の水位は低下するということを繰り返す。
【００２４】
また、軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行うと、軟水タンク１内の水位が低下していく。軟水タンク１内水位が水位Ｄを下回ると、軟水装置１０による軟水の採水を開始し、軟水タンク１への軟水供給を行う。軟水装置１０による軟水供給量と移送ポンプ３による軟水移送量がボイラ２による軟水使用量より大きいと、給水タンク７内の水位は上昇する。軟水タンク１内の水位が水位Ｃに達すると、給水制御装置８は軟水装置１０による軟水供給を停止する。軟水タンク１への軟水の供給を停止すると、今度は移送ポンプ３による軟水の移送により軟水タンク１内の水位は低下するということを繰り返す。
【００２５】
この場合における給水タンク７内での水位は水位Ａと水位Ｂの間に保たれ、軟水タンク１での水位は水位Ｃと水位Ｄの間に保たれる。そして、ボイラ２への給水が足りなくなることはなく、軟水は軟水装置１０からの供給分でまかなえるため、増設軟水装置９からの軟水供給は必要ない。
【００２６】
続いて、工場の操業開始時など、軟水使用量が軟水装置１０からの軟水供給量より多くなっている状態での説明を行う。この場合も、ボイラ２への軟水供給によって給水タンク７内水位が水位Ｂを下回ると、給水制御装置８は移送ポンプ３の作動を行い、軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行う。移送ポンプ３による軟水の移送は、給水タンク７内水位が水位Ａになるまで行うが、ボイラ２による軟水使用量が移送ポンプ３による給水タンク７への軟水移送量より大きいと、移送ポンプ３による軟水の移送を行っても給水タンク７内の水位は低下し続けることになる。
【００２７】
給水タンク７内の水位が更に低下して水位Ｆより低くなると、給水制御装置８は増設軟水装置９による軟水の採水を開始する。すると給水タンク７では、軟水タンク１からの軟水移送に加えて、増設軟水装置９からの軟水供給も行うことになるので、給水タンク７への軟水供給量が多くなる。給水タンク７への軟水供給量がボイラ２での軟水使用量より大きくなると、給水タンク７内の水位は上昇していく。この場合、給水タンク７内の水位が水位Ｅまで上昇すると、給水制御装置８は増設軟水装置９からの軟水供給を停止する。増設軟水装置９による軟水供給が止まり、給水タンク７への軟水供給は軟水タンク１からの軟水移送のみになると、軟水供給量より軟水使用量が多くなるために水位は再び低下していく。そのため、この場合での給水タンク７内の水位は水位Ｅと水位Ｆの間で上下することになる。なお、軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行うと、軟水タンク１内の水位が低下し、軟水タンク１内水位が水位Ｄを下回ると軟水装置１０から軟水タンク１への軟水供給を行う点は従来と同じである。
【００２８】
移送ポンプ３による軟水タンク１から給水タンク７への移送量よりも、ボイラ２による軟水使用量が多くなっていた場合でも、増設軟水装置９による軟水供給を加算することで給水タンク７への軟水供給量を増加することができ、ボイラ２への軟水供給が不足することを防止できる。
【００２９】
図２は、図１に記載の軟水供給設備において、増設軟水装置９の発停を軟水タンク１内の水位に基づいても行うようにしたものである。軟水タンク１内の水位を検出する軟水タンク内水位検出装置５は、既設の軟水装置１０による採水を開始する高さ位置（水位Ｄ）と、採水を停止する高さ位置（水位Ｃ）での水位検出に加え、増設軟水装置９での採水を開始する高さ位置（水位Ｈ）と、増設軟水装置９での採水を停止する高さ位置（水位Ｇ）での水位検出を行う。
【００３０】
この場合も、ボイラ２への軟水供給によって給水タンク７内水位が水位Ｂを下回ると、給水制御装置８は移送ポンプ３の作動を行い、軟水タンク１から給水タンク７へ軟水の移送を行う。移送ポンプ３による軟水の移送は、給水タンク７内水位が水位Ａになるまで行うが、ボイラ２による軟水使用量が移送ポンプ３による給水タンク７への軟水移送量より大きいと、移送ポンプ３による軟水の移送を行っても給水タンク７内の水位は低下し続けることになる。
【００３１】
この時、移送ポンプ３による軟水タンク１から給水タンク７への軟水移送量は、軟水装置１０による軟水供給量よりも大きなものであった場合、給水タンク７での水位低下速度よりも軟水タンク１での水位低下速度の方が早くなることがある。給水タンク７内の水位が水位Ｆ未満になるよりも、軟水タンク１内の水位が水位Ｈ未満になる方が早かった場合、給水制御装置８は軟水タンク内水位検出装置５で水位が水位Ｈ未満になったことを検出すると、増設軟水装置９による軟水の採水を開始する。
【００３２】
増設軟水装置９による軟水供給は、給水タンク７の水位のみに基づいて行うようにしていた場合、軟水タンク１内の水位低下速度が速いために軟水タンク１内の軟水が先に空になり、軟水タンク１から給水タンク７への軟水の移送が行われなくなることが考えられる。その場合、軟水タンク１からの軟水がなくなると、給水タンク内の水位が急激に低下することになる。給水タンク７内水位が水位Ｆになった時点で増設軟水装置９への通水を開始しても、増設軟水装置９への採水開始指令の出力から、実際に給水タンク７への軟水が供給されるまでは若干のタイムラグがあるため、場合によってはボイラ２へ供給する軟水がなくなることもありえる。
【００３３】
このような場合には、軟水タンク１内の水位が水位Ｈになった時点で増設軟水装置９による軟水の供給を開始するようにしておくと、増設軟水装置９に供給する軟水がなくなるという事態を防止することができる。給水タンク７内の水位が大きく低下する前に増設軟水装置９による軟水の供給を開始することで、ボイラ２へ供給する軟水が不足することを防止することができる。
【００３４】
なお、軟水装置１０は交互に再生を行うために２台の軟水装置を並列に設置することが多いが、増設軟水装置９は１台のみの設置で十分となる。増設軟水装置９による軟水の供給を行う水位は、軟水装置１０による軟水供給を行う水位よりも低く設定している。そのため、増設軟水装置９は既設の軟水装置１０では足りなくなった場合のバックアップ用として働くことになる。増設軟水装置９では、軟水使用量のピーク時のみ採水するものであり、ピーク時以外の時間帯は軟水の供給を行う必要がない。そのため、ピークの時間帯には再生を禁止する設定を行っておき、それ以外の時間帯に再生動作行うことで、増設軟水装置９は並列設置としなくても再生を行いながら必要な時に軟水の採水を行うことができる。
【００３５】
また、上記で記載したように増設軟水装置９はピーク時のみの稼働であるため、状況によっては長時間使用されないこともある。軟水装置では、通水がない状態が長時間続くと、採水開始時にイオン交換樹脂から成分の溶け出しによって水質を悪化させることがあるため、１日単位などで通水量を算出しておき、通水量が最低通水量に達していない場合には、増設軟水装置９による軟水の採水を行うようにしておく。その場合の通水量は、設定しておいた最低通水量から実際の通水量を引いた差の分だけ行う。このようにすることにより、水質が悪化した水を供給することを防止できる。
【００３６】
なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  軟水タンク  
２  ボイラ      
３  移送ポンプ
４  給水ポンプ
５  軟水タンク内水位検出装置
６  給水タンク内水位検出装置
７  給水タンク
８  給水制御装置
９  増設軟水装置
１０  既設軟水装置
１１  ボイラ水位制御装置                                
【図１】
2014159019.tif 000003
【図２】
2014159019.tif 000004
【図３】
2014159019.tif 000005