(57)【要約】【課題】ドレン回収とボイラへの給水を簡易な構成で確実に行う。また、給水タンク内の温度ムラを防止する。【解決手段】給水タンク３は、ボイラ２への給水を貯留する。混合ボックス４は、給水タンク３内の水が循環路５を介して循環供給される。循環路５からの水は、混合ボックス４内で散水され、その散水下にドレンが開放される。循環路５の中途には、循環ポンプ１３からの水を給水タンク３へ戻すバイパス路６が分岐して設けられている。循環路５とバイパス路６との分岐部には、三方弁１４が設けられている。循環路５の内、循環ポンプ１３より下流で且つバイパス路６との分岐部より上流から分岐するように、ボイラ給水路７が設けられている。ボイラ２への給水時、循環ポンプ１３がブースタポンプとして機能する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラへの給水が貯留される給水タンクと、
この給水タンク内の水が循環路を介して循環供給されて散水され、その散水下に蒸気使用設備からのドレンを開放することで、ドレンのフラッシュ蒸気も凝縮させて回収する混合ボックスと、
前記循環路の内、循環ポンプより下流から分岐するよう設けられ、前記循環ポンプからの水を前記混合ボックスを介さずに前記給水タンクへ戻すバイパス路と、
前記循環ポンプからの水を、前記混合ボックスへ供給するか、前記バイパス路を介して前記給水タンクへ戻すかの分配割合を調整する分配量調整手段と、
前記循環路の内、前記循環ポンプより下流で且つ前記バイパス路との分岐部より上流から分岐するよう設けられるボイラ給水路と
を備えることを特徴とするボイラ給水システム。
【請求項２】
前記分配量調整手段は、前記循環路と前記バイパス路との分岐部に設けられる三方弁を備え、
この三方弁は、前記ボイラ給水路を介した前記ボイラへの給水の有無や量に拘わらず、前記混合ボックスへの給水量を所定に維持するように、前記バイパス路を介した前記給水タンクへの戻し量を調整する
ことを特徴とする請求項１に記載のボイラ給水システム。
【請求項３】
前記給水タンク内の水温が上限温度を超えると、前記分配量調整手段は、前記循環ポンプからの水を全量、前記バイパス路を介して前記給水タンクへ戻す
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラ給水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気使用設備からのドレンを回収できると共にボイラへ給水できるボイラ給水システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されるように、ボイラ（１）の給水タンク（２）にドレン回収装置（４）を設け、蒸気使用設備（２５）からのドレンやそのフラッシュ蒸気を回収することが知られている。
【０００３】
しかしながら、給水タンクにドレンやそのフラッシュ蒸気を回収する場合、給水タンク内の貯留水が高温となり過ぎ、ボイラの給水ポンプにキャビテーションを起こすおそれがある。
【０００４】
一方、キャビテーションの防止策として、下記特許文献２に開示されるように、ボイラ（１３）の給水ポンプ（１２）の上流側に、ブースタポンプ（１１）を設置することも知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１５０６０３号公報
【特許文献２】特開２００４−７７０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の発明では、ドレン回収装置（４）には循環ポンプ（２０）が必要である一方、特許文献２に記載の発明では、ブースタポンプ（１１）が必要である。
【０００７】
また、特許文献１に記載の発明では、給水タンク（２）内の水は、ドレン回収装置（４）との間でのみ循環し、しかもその循環は常時行われる訳ではないので（［００２８］）、給水タンク（２）内の貯留水に温度ムラを生じる。同様に、特許文献２に記載の発明では、給水タンク（１０）内の水は、吸引攪拌装置（１７）との間でのみ循環し、しかもその循環は常時行われる訳ではないので（［００２２］）、やはり給水タンク（１０）内の貯留水の温度ムラを完全に防止できない。さらに、特許文献２に記載の発明の場合、ボイラ（１３）における給水要求の有無や量によって、吸引攪拌装置（１７）への給水流量が変化し、ひいてはドレンの回収に影響を与えるおそれもある。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、ドレン回収とボイラへの給水を簡易な構成で確実に行うことができ、また給水タンク内の温度ムラも防止できるボイラ給水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、ボイラへの給水が貯留される給水タンクと、この給水タンク内の水が循環路を介して循環供給されて散水され、その散水下に蒸気使用設備からのドレンを開放することで、ドレンのフラッシュ蒸気も凝縮させて回収する混合ボックスと、前記循環路の内、循環ポンプより下流から分岐するよう設けられ、前記循環ポンプからの水を前記混合ボックスを介さずに前記給水タンクへ戻すバイパス路と、前記循環ポンプからの水を、前記混合ボックスへ供給するか、前記バイパス路を介して前記給水タンクへ戻すかの分配割合を調整する分配量調整手段と、前記循環路の内、前記循環ポンプより下流で且つ前記バイパス路との分岐部より上流から分岐するよう設けられるボイラ給水路とを備えることを特徴とするボイラ給水システムである。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、混合ボックスへの循環路にボイラへの給水路を分岐して設けたので、ボイラの給水要求時には、循環ポンプがブースタポンプとしても機能する。従って、循環ポンプの他に、別途、ブースタポンプを設置する必要がない。また、混合ボックスへの循環路にバイパス路を分岐して設け、循環ポンプからの水を、混合ボックスへ供給するか、バイパス路を介して給水タンクへ戻すかの分配割合を調整するので、混合ボックスへの給水量を適正に保つことができる。さらに、給水タンク内の貯留水は、混合ボックスやバイパス路との間で循環されるので、温度ムラが確実に防止される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記分配量調整手段は、前記循環路と前記バイパス路との分岐部に設けられる三方弁を備え、この三方弁は、前記ボイラ給水路を介した前記ボイラへの給水の有無や量に拘わらず、前記混合ボックスへの給水量を所定に維持するように、前記バイパス路を介した前記給水タンクへの戻し量を調整することを特徴とする請求項１に記載のボイラ給水システムである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、バイパス路を介した給水タンクへの戻し量を調整することで、ボイラ給水路を介したボイラへの給水の有無や量に拘わらず、混合ボックスへの給水量を適正に保つことができる。しかも、その制御を、循環路とバイパス路との分岐部に設けた三方弁で簡易に行うことができる。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記給水タンク内の水温が上限温度を超えると、前記分配量調整手段は、前記循環ポンプからの水を全量、前記バイパス路を介して前記給水タンクへ戻すことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラ給水システムである。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、給水タンク内の水温が上限温度を超えると、循環ポンプからの水を全量、バイパス路を介して給水タンクへ戻すことで、一時的にドレンからの熱回収を抑制して、各ポンプのキャビテーションを防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のボイラ給水システムによれば、ドレン回収とボイラへの給水を簡易な構成で確実に行うことができ、また給水タンク内の温度ムラも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のボイラ給水システムの一実施例の使用状態を示す概略図である。
【図２】図１の変形例を示す図であり、一部を省略して示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のボイラ給水システム１の一実施例の使用状態を示す概略図である。このボイラ給水システム１は、ボイラ２の給水タンク３に蒸気使用設備からのドレンを回収でき、また、給水タンク３内の水を適宜ボイラ２へ供給できるシステムである。
【００１８】
本実施例のボイラ給水システム１は、ボイラ２への給水を貯留する給水タンク３と、この給水タンク３にドレンを回収するための混合ボックス４と、給水タンク３内の水を混合ボックス４へ循環供給するための循環路５と、この循環路５に接続されたバイパス路６およびボイラ給水路７とを備える。
【００１９】
ボイラ２は、蒸気ボイラであれば、その構成を特に問わないが、たとえば多管式小型貫流ボイラである。ボイラ２は、缶体内の水を加熱して蒸気にする。この蒸気は、一または複数の蒸気使用設備（図示省略）へ送られる。ボイラ２は、給水ポンプ（図示省略）を備えており、この給水ポンプによりボイラ給水路７から缶体内へ水を取り込むことができる。缶体内の水位に基づき給水ポンプを制御することで、缶体内の水位は所望に維持される。なお、図示例では、ボイラ２は複数台設置（つまり多缶設置）されているが、ボイラ２の設置台数は特に問わず、１台のみの単缶設置でもよい。
【００２０】
給水タンク３は、ボイラ２への給水を貯留する。本実施例では、給水タンク３の上部開口は蓋８で閉じられるが、この蓋８には通気口９が設けられており、給水タンク３内は大気圧下に開放されている。
【００２１】
給水タンク３内の水は、典型的には軟水または純水である。本実施例では、給水タンク３には、軟水器（図示省略）からの給水路１０が接続されており、適宜給水可能とされる。たとえば、給水タンク３内の水位が下限水位を下回れば、給水路１０から給水が開始され、上限水位を上回れば給水路１０からの給水が停止される。ところで、給水タンク３には、貯留水の温度を検出する温度センサ１１も設けられている。
【００２２】
混合ボックス４は、給水タンク３の上部に設けられる。混合ボックス４は、上下方向に延出しており、上端部が閉塞される一方、下端部が給水タンク３内の貯留水中に差し込まれている。混合ボックス４内の上部には、散水ノズル（図示省略）が設けられており、この散水ノズルには、循環路５を介して給水タンク３からの水が供給される。また、混合ボックス４内には、散水ノズルよりも下部に、蒸気使用設備からのドレン戻し路１２が開口する。
【００２３】
従って、混合ボックス４内では、給水タンク３内の水が散水されると共に、その散水下に蒸気使用設備からのドレンが開放される。これにより、ドレンのフラッシュ蒸気も凝縮させて、高温のドレンおよびそのフラッシュ蒸気を給水タンク３に回収することができる。このようにして熱回収を図ることで、省エネルギーを図ることができる。
【００２４】
循環路５は、給水タンク３の液相部（特に下部が好ましい）と混合ボックス４の散水ノズルとを接続し、循環ポンプ１３を備える。循環ポンプ１３を作動させることで、給水タンク３内の水を、循環路５を介して混合ボックス４の散水ノズルへ供給して、給水タンク３と混合ボックス４との間で水を循環させることができる。
【００２５】
循環路５の内、循環ポンプ１３より下流には、バイパス路６が分岐して設けられている。このバイパス路６は、循環ポンプ１３からの水を、混合ボックス４を介さずに給水タンク３へ戻すものである。
【００２６】
循環路５とバイパス路６との分岐部には、分配量調整手段としての三方弁１４が設けられている。この三方弁１４により、循環ポンプ１３からの水を、混合ボックス４へ供給するか、バイパス路６を介して給水タンク３へ戻すかの分配割合を調整することができる。なお、循環路５には、三方弁１４よりも下流に、流量調整弁１５をさらに備えてもよい。この流量調整弁１５は、本実施例では開度調整可能な手動弁である。
【００２７】
循環路５の内、循環ポンプ１３より下流で且つ三方弁１４より上流には、ボイラ給水路７が分岐して設けられている。このボイラ給水路７は、各ボイラ２への給水路である。循環ポンプ１３を常時運転しておけば、各ボイラ２の給水ポンプの作動の有無により、各ボイラ２への給水を図ることができる。その際、ボイラ給水路７に別途、ブースタポンプを設けることなく、循環ポンプ１３がブースタポンプとして機能する。
【００２８】
逆にいうと、循環ポンプ１３は、ブースタポンプであり、それ故、従前の混合ボックスの循環ポンプよりは給水量が多い。そのため、ボイラ２の給水要求がない場合には、循環ポンプ１３からの水を全量、混合ボックス４へ供給するのでは、混合ボックス４内への流量が多くなり過ぎる。そこで、バイパス路６を設けて、循環ポンプ１３からの水を適宜、混合ボックス４を介さずに給水タンク３へ戻すことで、混合ボックス４への給水量を適正に維持することができる。
【００２９】
ボイラ給水システム１は、さらに制御盤１６を備える。この制御盤１６には、循環ポンプ１３、三方弁１４および温度センサ１１の他、所望により各ボイラ２（ボイラ制御盤）が接続されている。そして、制御盤１６により、ボイラ給水システム１が制御される。
【００３０】
本実施例のボイラ給水システム１は、ボイラ２の運転中、循環ポンプ１３は常時運転される。循環ポンプ１３からの水を混合ボックス４に供給して散水し、その散水下に蒸気使用設備からのドレンを開放することで、ドレンのフラッシュ蒸気も凝縮させて、ドレンおよびそのフラッシュ蒸気から熱回収することができる。
【００３１】
ボイラ２は、缶体内の水位を所望に維持するように、その給水ポンプを制御するが、給水ポンプの作動により、ボイラ給水路７からボイラ２へ水が取り込まれる。この際、前述したように、循環ポンプ１３がブースタポンプとしての役割を果たすことになる。
【００３２】
三方弁１４は、設定開度に維持されてもよいが、混合ボックス４への給水量を所定に維持するように開度調整されるのがよい。つまり、ボイラ給水路７を介したボイラ２への給水の有無や量に拘わらず、混合ボックス４への給水量を所定に維持するように、三方弁１４の開度を調整して、バイパス路６を介した給水タンク３への戻し量を調整するのがよい。この際、ボイラ２の給水要求は、各ボイラ２から得ることができるし、またはボイラ給水路７の流量から把握することもでき、それに基づき三方弁１４の開度を調整すればよい。あるいは、三方弁１４より下流の循環路５に流量計を設け、その検出流量が所定に維持されるように三方弁１４を制御してもよい。
【００３３】
ところで、給水タンク３への高温のドレンの回収により、給水タンク３内の水温が想定よりも高まるおそれがある。そこで、温度センサ１１により、給水タンク３内の水温を監視し、給水タンク３内の水温が上限温度を超えると、三方弁１４を制御して、循環ポンプ１３からの水を全量、バイパス路６を介して給水タンク３へ戻すのがよい。これにより、一時的にドレンからの熱回収を抑制する。そして、給水タンク３内の水温が下限温度を下回れば、混合ボックス４への給水を再開して、ドレンおよびそのフラッシュ蒸気からの熱回収を図ればよい。
【００３４】
その他、制御盤１６をボイラ２にも接続しておき、ボイラ給水システム１またはボイラ２の異常をユーザに報知するようにしてもよい。さらに、ボイラ２への給水圧を監視して、その給水圧が所望に維持されるように、三方弁１４による分配量を調整してもよい。
【００３５】
本実施例のボイラ給水システム１によれば、混合ボックス４への循環ポンプ１３が、ボイラ２へのブースタポンプとしての役割も果たす。そのため、循環ポンプ１３の他に、別途、ブースタポンプを設置する必要がない。
【００３６】
また、混合ボックス４への循環路５にバイパス路６を分岐して設け、循環ポンプ１３からの水を、混合ボックス４へ供給するか、バイパス路６を介して給水タンク３へ戻すかの分配割合を調整するので、混合ボックス４への給水量を適正に保つことができる。
【００３７】
さらに、混合ボックス４やバイパス路６との間で水を循環させることで、給水タンク３内の温度ムラを確実に防止することができる。
【００３８】
図２は、本実施例のボイラ給水システム１の変形例を示す概略図であり、一部を省略して示している。前記実施例では、分配量調整手段として三方弁１４を用いたが、本変形例のように、バイパス路６の分岐部よりも下流の循環路５、および／または、バイパス路６に、開閉または開度調整可能なバルブ（二方弁）１７を設けてもよい。図２では、循環路５の内、バイパス路６の分岐部よりも下流に、オンオフ制御されて開閉を切り替えられるバルブ１７と、手動で開度調整できる流量調整弁１５とを直列に設けている。本変形例の場合、バルブ１７と流量調整弁１５とが分配量調整手段を構成する。
【００３９】
図２の場合、バルブ１７を開けた状態では、循環ポンプ１３からの水は、混合ボックス４へ供給されると共に、バイパス路６へも供給される。この際の分配割合は、流量調整弁１５により調整できる。一方、温度センサ１１により、給水タンク３内の水温が上限温度を超えたことを検知すると、バルブ１７を閉じることで、循環ポンプ１３からの水を全量、バイパス路６を介して給水タンク３へ戻すことができる。その他の構成および制御は、前記実施例と同様のため、説明は省略する。
【００４０】
本発明のボイラ給水システム１は、前記実施例（その変形例を含む）の構成に限らず適宜変更可能である。たとえば、前記実施例において、温度センサ１１の検出温度が上限温度を超えると、三方弁１４を制御して、循環ポンプ１３からの水を全量、バイパス路６を介して給水タンク３へ戻すが、その際、次のようにして安全性をさらに向上してもよい。すなわち、循環路５の内、バイパス路６との分岐部よりも下流に電磁弁等のバルブを設けておき、温度センサ１１の検出温度が上限温度を超えると、三方弁１４を操作すると共に、前記電磁弁等のバルブを閉じるようにしてもよい。これにより、混合ボックス４への給水をより確実に遮断することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  ボイラ給水システム
２  ボイラ
３  給水タンク
４  混合ボックス
５  循環路
６  バイパス路
７  ボイラ給水路
８  蓋
９  通気口
１０  給水路
１１  温度センサ
１２  ドレン戻し路
１３  循環ポンプ
１４  三方弁（分配量調整手段）
１５  流量調整弁（分配量調整手段）
１６  制御盤
１７  バルブ（分配量調整手段）
【図１】
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【図２】
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