(57)【要約】【課題】  水分の影響によってボイラの伝熱管に生じる腐食を抑制する。【解決手段】  ボイラ２内のボイラ水を採取するボイラ水採取手段３と、採取したボイラ水を前記ボイラ２への供給前の給水へ添加するボイラ水添加手段４とを備える。この構成によれば、前記ボイラ水採取手段３により、燃焼中のボイラ２からアルカリ性，かつ腐食抑制成分であるシリカが濃縮されたボイラ水が採取される。そして、採取されたボイラ水は、前記ボイラ水添加手段４により、給水タンク１５内に貯留された給水へ添加され、この給水が前記ボイラ２の下部管寄せ６と各水管７との連結部分に生じる腐食を抑制可能な水質に調整される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ内のボイラ水を採取するボイラ水採取手段と、
採取したボイラ水を前記ボイラへの供給前の給水へ添加するボイラ水添加手段とを備えたことを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
ボイラへの給水を前記ボイラからの排ガスによって予熱するエコノマイザと、
前記ボイラ内のボイラ水を採取するボイラ水採取手段と、
採取したボイラ水を前記エコノマイザへの供給前の給水へ添加するボイラ水添加手段とを備えたことを特徴とするボイラ装置。
【請求項３】
採取したボイラ水を前記ボイラへの給水を貯留する給水タンクへ添加することを特徴とする請求項１または２に記載のボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、水分の影響によってボイラ，あるいはエコノマイザの伝熱管に生じる腐食を抑制可能なボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水管ボイラ，丸ボイラに代表されるボイラは、さまざまな産業の熱源に使用され、暖房機器，乾燥機器，生産機器などの蒸気使用機器へ蒸気を供給している。このボイラは、給水を加熱して蒸気を発生させるため、水管や煙管などの伝熱管を備えている。この伝熱管は、炭素鋼などの非不動態化金属を用いて形成されているため、ボイラ水と接触する部位がボイラ水の影響による腐食のために破損し、前記蒸気ボイラの寿命に致命的な影響を及ぼす場合がある。このため、前記ボイラを長期間安定に運転するためには、前記伝熱管の腐食を効果的に抑制する必要がある。
【０００３】
また、前記ボイラでは、煙道にエコノマイザ（給水予熱器）を設置した構成のものが使用されている（非特許文献１）。この構成のボイラは、前記エコノマイザにより排ガスの潜熱を回収して給水の予熱に利用することから、燃料の使用量を低減できるという経済的なメリットを有している。前記エコノマイザは、給水と排ガスとを熱交換させるための伝熱管を備えているが、この伝熱管は、炭素鋼などの非不動態化金属を用いて形成されているため、給水と接触する部位が給水の影響による腐食のために破損し、前記エコノマイザの寿命に致命的な影響を及ぼす場合がある。このため、前記エコノマイザを長期間安定に使用するためには、前記伝熱管の腐食を効果的に抑制する必要がある。
【０００４】
【非特許文献１】財団法人日本小型貫流ボイラー協会発行「小型貫流ボイラのてびき」第２８頁
【０００５】
ところで、前記伝熱管の腐食は、給水やボイラ水と継続的に接触している部分で起こりやすい。たとえば、前記水管ボイラの一形態である貫流ボイラでは、前記伝熱管と下部管寄せの連結部分が腐食しやすい傾向にある。また、前記エコノマイザでは、前記ボイラの運転中に前記伝熱管内に常時給水が存在するため、腐食しやすい傾向にある。前記伝熱管の腐食は、一般に、水中に硫酸イオン，塩化物イオン，あるいは溶存酸素などの腐食促進成分が多く含まれ、またシリカなどの腐食抑制成分が少ない場合、腐食の傾向が高くなる。この腐食は、前記伝熱管の減肉的な腐食に加えて、局部的腐食が生じやすく、これが原因で微小な穴開きを起こして破損する場合がある。ここで、前記局部腐食は、前記伝熱管と水との接触面側から厚さ方向の反対側へ向かう孔状の腐食，すなわち前記伝熱管の肉厚方向に発生する孔食であり、前記伝熱管が短期間で破損に至る。
【０００６】
前記ボイラでは、非不動態化金属で形成された前記伝熱管の腐食を抑制する目的で、ボイラのｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように運転されている。水道水や地下水などを水源とする給水には、通常、アルカリ成分（炭酸水素塩や炭酸塩）が含まれており、このアルカリ成分が前記ボイラ内で熱分解して水酸化物を生成する。この水酸化物は、蒸気の発生にともなって濃縮され、ボイラ水のｐＨが上昇する。そして、ボイラ水のｐＨが前記の範囲になるように、ブロー操作，たとえば前記下部管寄せの底部からのブロー（缶底ブロー）や前記下部管寄せと接続された気水分離器の降水管からのブロー（セパレータブロー）により濃縮倍率が管理される。したがって、アルカリ成分が十分に含まれる水質では、給水へアルカリ薬品などの水処理剤を添加することなく、前記伝熱管の腐食を抑制することが可能である。また、前記蒸気ボイラ内では、ボイラ水の沸騰にともなって溶存酸素濃度が低くなるため、前記伝熱管における腐食の抑制に寄与している。しかしながら、前
記伝熱管は、給水が流入する部分，たとえば前記伝熱管と前記下部管寄せの連結部分は、相対的に水温が低く、濃縮や沸騰が起こりにくい。このため、ボイラ水の濃縮倍率を所定の範囲に管理していても、ｐＨの上昇や脱酸素が起こりにくく、腐食が生じる場合がある。
【０００７】
一方、前記エコノマイザでは、排ガスとの熱交換によって上昇する給水の温度は、せいぜい１２０℃程度であり、給水中のアルカリ成分が熱分解されにくく、また濃縮も起こらない。すなわち、前記伝熱管内では、給水のｐＨが上昇しないため、前記ボイラに比べて腐食が促進されやすい状態になっている。また、前記伝熱管内では、加圧状態にあるため、給水の沸騰が起こらず、溶存酸素濃度の低下が起こらないため、腐食が促進されやすい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、水分の影響によってボイラ，あるいはエコノマイザの伝熱管に生じる腐食を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、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、  ボイラ内のボイラ水を採取するボイラ水採取手段と、採取したボイラ水を前記ボイラへの供給前の給水へ添加するボイラ水添加手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記ボイラ水採取手段により、燃焼中のボイラからアルカリ性，かつ腐食抑制成分であるシリカが濃縮されたボイラ水が採取される。そして、採取されたボイラ水は、前記ボイラ水添加手段により、前記ボイラへの供給前の給水へ添加され、給水が前記ボイラの伝熱管に生じる腐食を抑制可能な水質に調整される。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ボイラへの給水を前記ボイラからの排ガスによって予熱するエコノマイザと、前記ボイラ内のボイラ水を採取するボイラ水採取手段と、採取したボイラ水を前記エコノマイザへの供給前の給水へ添加するボイラ水添加手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記ボイラ水採取手段により、燃焼中のボイラからアルカリ性，かつ腐食抑制成分であるシリカが濃縮されたボイラ水が採取される。そして、採取されたボイラ水は、前記ボイラ水添加手段により、前記エコノマイザへの供給前の給水へ添加され、給水が前記ボイラの伝熱管に生じる腐食と前記エコノマイザの伝熱管に生じる腐食とを、ともに抑制可能な水質に調整される。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、採取したボイラ水を前記ボイラへの給水を貯留する給水タンクへ添加することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、加熱されたボイラ水が前記給水タンク内に貯留された給水と混合される。そして、給水の水温上昇にともなって、溶存酸素濃度が低減され、前記ボイラや前記エコノマイザの伝熱管に生じる腐食を抑制可能な水質に調整される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、水分の影響によりボイラ，あるいはエコノマイザの伝熱管に生じる腐食を抑制することができる。この結果、前記ボイラや前記エコノマイザの破損が防止され、蒸気を長期間安定して供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、給水をボイラへ供給し、ボイラ水を加熱することによって蒸気を発生させるボイラ装置において好適に実施される。
【００１７】
（第一実施形態）
まず、この発明に係るボイラ装置の第一実施形態について説明する。第一実施形態に係るボイラ装置は、ボイラと、ボイラ水採取手段と、ボイラ水添加手段とを主に備えている。
【００１８】
前記ボイラは、給水を加熱して蒸気を生成するものであり、多管式水管ボイラ，単管式水管ボイラおよび丸ボイラなど種々の構造のものが使用される。とくに、これらのボイラのうち、小型で設置スペースが少なくて済み、またボイラ効率に優れ、さらに管理，取扱いが容易である点から、多管式水管ボイラが好適に使用される。
【００１９】
前記ボイラの缶体部分，いわゆるボイラ缶体の下部は、給水タンクと給水経路で接続されている。前記給水タンクの上流側には、水道水，工業用水，地下水などの原水の水質に応じて所定の水処理を行うための水処理機器，たとえば軟水装置，イオン交換装置，逆浸透膜装置，ナノ濾過膜装置，脱酸素装置，水処理剤の薬注装置などが接続されている。すなわち、前記給水タンクには、前記水処理機器で処理された給水が貯留され、この給水が前記給水経路を介して前記ボイラ缶体内に貯留されるように構成されている。一方、前記ボイラ缶体の上部は、気水分離器と給蒸経路で接続されており、この気水分離器の下部は、分離水を回収するため、前記ボイラ缶体の下部と降水管で接続されている。
【００２０】
さて、前記ボイラ水採取手段は、この第一実施形態において、ボイラ水採取経路とボイラ水採取弁とを備えている。前記ボイラ水採取経路は、前記ボイラ缶体内から濃縮したボイラ水を採取するため、たとえば前記降水管や前記ボイラ缶体の下部と接続されており、このボイラ水採取経路には、前記ボイラ水採取弁が設けられている。前記ボイラ水採取弁は、通常、前記ボイラの燃焼中に、連続的または間欠的に開閉制御される。
【００２１】
ここにおいて、前記ボイラは、通常、ボイラ水が過度に濃縮してキャリーオーバーなどの不都合が生じることを防止するため、連続的または間欠的に所定割合のボイラ水を前記ボイラ缶体内から排出し、適正なボイラ水濃度を維持するように構成されている。すなわち、前記ボイラは、濃縮したボイラ水をブロー排水として排出するため、たとえば前記降水管や前記ボイラ缶体の下部にボイラ水排出経路が接続されており、このボイラ水排出経路には、ブロー弁が設けられている。したがって、このような構成の前記ボイラでは、新たに前記ボイラ水採取手段を設けなくても、前記ボイラ水排出経路を前記ボイラ水採取経路としてそのまま利用し、また前記ブロー弁を前記ボイラ水採取弁としてそのまま利用することができる。
【００２２】
前記ボイラ水添加手段は、この第一実施形態において、ボイラ水供給経路を備えている。このボイラ水供給経路の一端側は、前記降水管や前記ボイラ缶体の下部からの前記ボイラ水採取経路と接続されている。一方、前記ボイラ水供給経路の他端側は、前記ボイラ缶体の上流側，たとえば前記給水タンクや前記給水経路と接続されている。すなわち、前記ボイラ缶体内から採取されたボイラ水は、前記ボイラ水採取経路および前記ボイラ水供給経路を介して前記ボイラ缶体の上流側へ供給されるように構成されている。
【００２３】
ここにおいて、採取されたボイラ水を前記給水タンク内へ供給する場合、前記給水タンク内に貯留された給水とボイラ水とを均一に混合させるように構成することが望ましい。たとえば、給水の流入部とボイラ水の流入部とを近接して配置し、前記給水タンク内へ流
入する給水の水流によって、給水とボイラ水とを均一に混合させる。また、たとえば前記給水タンクに循環経路を接続し、前記給水タンク内の給水を循環ポンプで循環させることによって、給水とボイラ水とを均一に混合させる。さらに、たとえば前記給水タンクに攪拌機を設け、前記給水タンク内の給水を撹拌させることによって、給水とボイラ水とを均一に混合させる。
【００２４】
また、前記給水タンクや前記給水経路には、水質計，たとえばｐＨ計が設けられていてもよい。この水質計の検出結果に基づいて、前記ボイラ水採取弁を開閉制御することによって、給水に対するボイラ水の添加量をより精度よく調節することができる。
【００２５】
以下、第一実施形態に係る前記ボイラ装置の作用について説明する。まず、前記給水タンク内に貯留された給水が前記給水経路を介して前記ボイラ缶体へ供給され、ボイラ水として貯留される。このボイラ水は、通常、炭酸水素塩や炭酸塩などのアルカリ成分および腐食抑制成分であるシリカを含んでいる。
【００２６】
前記ボイラを燃焼させると、加熱によりボイラ水が沸騰し、蒸気が生成する。この蒸気は、工場などの施設内に設けられた蒸気使用機器へ給蒸される。ここにおいて、ボイラ水に含まれるアルカリ成分は、加熱により熱分解して水酸化物を生成し、ボイラ水のｐＨを上昇させる。また、ボイラ水に含まれるシリカは、蒸気の生成にともなって濃縮し、前記ボイラ缶体内で防食皮膜を形成するように作用する。
【００２７】
ここにおいて、前記ボイラ装置は、ボイラ水のｐＨを前記ボイラ缶体を形成する非不動態化金属の腐食を抑制可能な値，具体的にはｐＨ１１〜１２の範囲に維持し、またキャリーオーバーを起こさない電気伝導率（たとえば、４０００μS／cm以下）を維持するように運転される。すなわち、前記ボイラの燃焼中に前記ボイラ水採取弁が開閉制御され、連続的または間欠的に所定割合（たとえば、給水量の１０〜２０％に相当する量）のアルカリ性ボイラ水を前記ボイラ缶体から排出する。そして、前記ボイラ缶体から排出されたアルカリ性，かつ濃縮シリカを含むボイラ水は、前記ボイラ缶体内の圧力により、前記ボイラ水採取経路および前記ボイラ水供給経路を介して前記ボイラへの給水へ供給，混合され、給水のｐＨおよびシリカ濃度を上昇させる。
【００２８】
ここで、ボイラ水が混合された給水のｐＨは、前記ボイラ缶体の下部（とくに、貫流ボイラでは、伝熱管と下部管寄せとの連結部分）における非不動態化金属の腐食を抑制可能な値，具体的にはｐＨ９〜１１．５の範囲になるように調整される。また、ボイラ水が混合された給水のシリカ濃度は、前記ボイラ缶体の下部（とくに、貫流ボイラでは、伝熱管と下部管寄せとの連結部分）における非不動態化金属へ皮膜を形成可能な所定値以上になるように調整される。このｐＨおよびシリカ濃度が調整された給水は、前記給水経路を介して前記ボイラ缶体へ供給される。したがって、この第一実施形態においては、給水中のアルカリ成分およびシリカは、前記ボイラ缶体内で濃縮されながら回収されたのち、給水へ添加されて繰り返し再利用される。
【００２９】
以上、説明したように、この第一実施形態によれば、水分の影響によって前記ボイラの伝熱管に生じる腐食を抑制することができる。この結果、前記ボイラの破損が防止され、蒸気を長期間安定して供給することができる。
【００３０】
（第二実施形態）
つぎに、この発明に係る蒸気ボイラ装置の第二実施形態について説明する。第二実施形態に係る蒸気ボイラ装置は、ボイラと、エコノマイザと、ボイラ水採取手段と、ボイラ水添加手段とを主に備えている。ここでは、前記第一実施形態と同じ構成については詳細な説明を省略し、異なる構成についてのみ説明する。
【００３１】
前記エコノマイザは、前記ボイラの煙道に設けられており、前記ボイラからの排ガスと前記ボイラへの給水とを熱交換し、給水を予熱するように構成されている。前記エコノマイザの給水入口は、前記給水タンクと前記給水経路で接続されている。一方、前記エコノマイザの給水出口は、前記ボイラ缶体の下部と接続されている。
【００３２】
前記ボイラ水採取手段は、前記第一実施形態と同様に、前記ボイラ水採取経路と前記ボイラ水採取弁とを備えている。前記ボイラ水採取経路は、前記ボイラ缶体内から濃縮したボイラ水を採取するため、たとえば前記降水管や前記ボイラ缶体の下部と接続されており、このボイラ水採取経路には、前記ボイラ水採取弁が設けられている。前記ボイラ水採取弁は、通常、前記ボイラの燃焼中に、連続的または間欠的に開閉制御される。
【００３３】
前記ボイラ水添加手段は、この第二実施形態において、貯留槽と、ボイラ水供給経路と、添加ポンプとを備えている。前記貯留槽は、前記ボイラ缶体から前記ボイラ水採取経路を介して採取されたボイラ水を貯留するものであって、この貯留槽には、前記ボイラ水供給経路の一端側が接続されている。前記ボイラ水供給経路の他端側は、前記エコノマイザの上流側，たとえば前記給水タンクや前記給水経路と接続されている。そして、前記ボイラ水供給経路には、前記添加ポンプが設けられている。すなわち、前記ボイラ缶体から連続的または間欠的に排出されるボイラ水は、前記貯留槽内に貯留されたのち、前記ボイラ水供給経路を介して前記エコノマイザの上流側へ供給されるように構成されている。また、前記添加ポンプは、前記ボイラの燃焼中，すなわち給水が前記ボイラ缶体へ供給されているときに、連続的または間欠的に作動するように制御される。
【００３４】
また、前記ボイラ缶体からのボイラ水は、加熱された状態で排出されるため、ボイラ水の熱を回収する目的で、前記給水タンクや前記給水経路に熱交換器を設けてもよい。この場合、前記貯留槽から前記熱交換器へボイラ水を供給し、冷却されたボイラ水を前記エコノマイザへの供給前の給水へ供給するように前記ボイラ水供給経路を接続する。ここにおいて、前記給水タンクに前記熱交換器を設けた場合、ボイラ水の熱によって給水が加温され、給水の脱酸素が促進される。したがって、このように構成すると、前記エコノマイザの伝熱管の溶存酸素による腐食を効果的に抑制することができる。
【００３５】
一方、前記熱交換器を設けない場合、前記貯留槽内のボイラ水を前記給水タンク内に貯留された給水中へ直接供給するように構成することが好ましい。加熱された状態のボイラ水を給水へ直接供給すると、ボイラ水の熱によって給水が加温され、給水の脱酸素が促進される。したがって、このように構成すると、前記エコノマイザの伝熱管の溶存酸素による腐食を効果的に抑制することができる。
【００３６】
さらに、前記給水経路には、前記第一実施形態と同様に、水質計，たとえばｐＨ計が設けられていてもよい。この水質計の検出結果に基づいて、前記添加ポンプを作動させることにより、給水に対するボイラ水の添加量をより精度よく調節することができる。
【００３７】
以下、第二実施形態に係る前記ボイラ装置の作用について説明する。まず、前記蒸気ボイラ装置は、前記第一実施形態と同様、ボイラ水のｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように、連続的または間欠的に所定割合（たとえば、給水量の１０〜２０％に相当する量）のアルカリ性ボイラ水を前記ボイラ缶体から排出しながら運転されている。すなわち、前記ボイラの燃焼中に前記ボイラ水採取弁を開閉制御してアルカリ性ボイラ水を前記ボイラ缶体から排出するとともに、このボイラ水を前記ボイラ水採取経路を介して前記貯留槽へ供給する。そして、前記貯留槽内のアルカリ性，かつ濃縮シリカを含むボイラ水は、前記エコノマイザの上流側を流れる給水へ混合され、給水のｐＨおよびシリカ濃度を上昇させる。
【００３８】
ここで、ボイラ水が混合された給水のｐＨは、前記エコノマイザにおける非不動態化金属の腐食を抑制可能な値，具体的にはｐＨ９〜１１．５の範囲になるように調整される。また、ボイラ水が混合された給水のシリカ濃度は、前記エコノマイザにおける非不動態化金属へ皮膜を形成可能な所定値以上になるように調整される。このｐＨおよびシリカ濃度が調整された給水は、前記給水経路を介して前記エコノマイザへ供給されたのち、前記ボイラ缶体へ供給される。したがって、この第二実施形態においては、給水中のアルカリ成分およびシリカは、前記ボイラ缶体内で濃縮されながら回収されたのち、給水へ添加されて繰り返し再利用される。
【００３９】
以上、説明したように、この第二実施形態によれば、水分の影響によって前記ボイラおよび前記エコノマイザの伝熱管に生じる腐食を抑制することができる。この結果、前記ボイラや前記エコノマイザの破損が防止され、蒸気を長期間安定して供給することができる。
【実施例】
【００４０】
（第一実施例）
以下、この発明の第一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、第一実施例に係るボイラ装置の概略構成図を示している。このボイラ装置１は、ボイラ２と、ボイラ水採取手段３と、ボイラ水添加手段４とを主に備えている。
【００４１】
前記ボイラ２は、いわゆる多管式水管ボイラであり、上部管寄せ５および下部管寄せ６の間に多数の水管（伝熱管）７，７，…を立設して形成されたボイラ缶体８を備えている。前記上部管寄せ５は、気水分離器９と給蒸経路１０で接続されており、この気水分離器９の上部は、負荷機器（図示省略）と蒸気配管１１で接続されている。また、前記気水分離器９の下部は、分離水を回収するため前記下部管寄せ６と降水管１２で接続されている。また、前記ボイラ２の煙道１３には、燃焼によって生成した排ガスを排出するため、排気筒１４が接続されている。
【００４２】
前記下部管寄せ６は、給水タンク１５と給水経路１６で接続されており、この給水経路１６には、給水ポンプ１７が設けられている。前記給水タンク１５の上流側には、補給水供給経路１８が接続されており、この補給水供給経路１８には、上流側から順に軟水装置１９および脱酸素装置２０が設けられている。
【００４３】
前記軟水装置１９は、水道水，工業用水，地下水などの原水から硬度成分（カルシウムイオンやマグネシウムイオン）を除去し、前記各水管７内におけるスケール生成を防止するための水処理機器である。一方、脱酸素装置２０は、原水から溶存酸素を除去し、前記下部管寄せ６内，前記各水管７内，前記給水経路１６内などの腐食を抑制するための水処理機器である。
【００４４】
前記給水タンク１５の側面には、貯留された給水を循環するため、循環経路２１が接続されており、この循環経路２１には、循環ポンプ２２が設けられている。ここにおいて、前記循環経路２１の給水入口２３は、前記給水タンク１５の下部と接続されており、また前記循環経路２１の給水出口２４は、前記給水タンク１５の上部と接続されている。すなわち、前記給水タンク１５内の給水は、この給水タンク１５の下部から取り出されたのち、この給水タンク１５の上部へ還流されるように構成されている。
【００４５】
さて、前記ボイラ水採取手段３は、ボイラ水採取経路２５とボイラ水採取弁２６とを備えている。前記ボイラ水採取経路２５の一端側は、前記降水管１２と接続されており、このボイラ水採取経路２５には、前記ボイラ水採取弁２６が設けられている。一方、前記ボ
イラ水採取経路２５の他端側は、採取されたボイラ水を清浄化するフィルタ部２７と接続されている。ここにおいて、前記ボイラ水採取弁２６は、前記ボイラ２の燃焼中に適正なボイラ水濃度を維持するように、連続的または間欠的に所定割合のボイラ水を前記ボイラ缶体８内から排出するように制御器（図示省略）で開閉制御される。
【００４６】
前記ボイラ水添加手段４は、ボイラ水供給経路２８を備えている。このボイラ水供給経路２８の一端側は、前記フィルタ部２７と接続されている。一方、前記ボイラ水供給経路２８の他端側は、前記給水タンク１５の下部において、前記給水入口２３に近接する部位と接続されている。
【００４７】
以下、第一実施例に係る前記ボイラ装置１の作用について説明する。まず、補給水供給経路１８を流れる原水は、前記軟水装置１９において、イオン交換により軟水化処理され、ついで前記脱酸素装置２０において、脱酸素処理される。この脱酸素された軟水は、給水として前記給水タンク１５へ供給され、貯留される。そして、前記給水タンク１５内の給水は、前記給水ポンプ１７を作動させることにより、前記給水経路１６を介して供給され、前記ボイラ缶体８内にボイラ水として貯留される。
【００４８】
前記ボイラ２の燃焼中には、前記ボイラ缶体８の加熱によりボイラ水が沸騰し、蒸気が生成する。この蒸気は、前記給蒸経路１０を介して前記気水分離器９へ送られ、蒸気中の水分が分離されて乾き度が高められたのち、前記蒸気配管１１を介して前記負荷機器へ供給される。一方、前記気水分離器９で分離された水分，すなわち分離水は、前記降水管１２を介して前記ボイラ缶体８内へ還流される。
【００４９】
さて、給水に含まれるアルカリ成分（すなわち、炭酸水素塩や炭酸塩）は、前記ボイラ缶体８内において、加熱により熱分解して水酸化物を生成するとともに濃縮し、ボイラ水のｐＨを上昇させる。同時、給水に含まれる腐食抑制成分であるシリカも濃縮される。前記ボイラ２の燃焼中には、ボイラ水のｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように、定期的に給水量の１０〜２０％に相当する量のアルカリ性ボイラ水を、前記ボイラ水採取弁２６を開閉制御することにより、前記ボイラ缶体８内から排出する。すなわち、アルカリ性ボイラ水の一部は、前記ボイラ水採取経路２５を介して前記フィルタ部２７へ供給される。
【００５０】
前記フィルタ部２７では、ボイラ水に含まれるスラッジなどが濾過され、清浄化される。この濾過されたボイラ水は、前記ボイラ缶体８内の蒸気圧力により、前記ボイラ水供給経路２８を介して前記給水タンク１５へ供給される。前記給水タンク１５内において、給水およびボイラ水は、前記循環ポンプ２２を作動させることによって、前記循環経路２１を介して循環され、均一に混合される。この結果、ボイラ水が添加された給水は、そのｐＨおよびシリカ濃度が上昇する。ここにおいて、給水に対するボイラ水の添加量は、前記下部管寄せ６と前記各水管７の連結部分に生じる腐食を抑制可能なｐＨ９〜１１．５の範囲に調整されるように、前記ボイラ水採取弁２６の開弁時間および開弁間隔が調節される。
【００５１】
（第二実施例）
つぎに、この発明の第二実施例を図面に基づいて詳細に説明する。第二実施例は、前記第一実施例の変形例である。図２は、第二実施例に係るボイラ装置の概略構成図を示している。図２において、前記第一実施例と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００５２】
第二実施例において、前記給水経路１８は、前記給水タンク１５の底部へ向かって延びている。すなわち、前記軟水装置１９および前記脱酸素装置２０で処理された給水は、前記給水タンク１５の底部へ流入するように構成されている。また、前記ボイラ水供給経路
２８の他端側は、前記給水タンク１５の下部において、前記給水経路１８の端部に近接する部位と接続されている。すなわち、前記給水タンク１５の底部へ流入する給水の水流が、前記ボイラ水供給経路２８を介して流入するボイラ水の水流と衝突するように構成されている。
【００５３】
以下、第二実施例に係る前記ボイラ装置１の作用について説明する。まず、補給水供給経路１８を流れる原水は、前記軟水装置１９において、イオン交換により軟水化処理され、ついで前記脱酸素装置２０において、脱酸素処理される。この脱酸素された軟水は、給水として前記給水タンク１５へ供給され、貯留される。そして、前記給水タンク１５内の給水は、前記給水ポンプ１７を作動させることにより、前記給水経路１６を介して供給され、前記ボイラ缶体８内にボイラ水として貯留される。
【００５４】
前記ボイラ２の燃焼中には、前記ボイラ缶体８の加熱によりボイラ水が沸騰し、蒸気が生成する。この蒸気は、前記給蒸経路１０を介して前記気水分離器９へ送られ、蒸気中の水分が分離されて乾き度が高められたのち、前記蒸気配管１１を介して前記負荷機器へ供給される。一方、前記気水分離器９で分離された水分，すなわち分離水は、前記降水管１２を介して前記ボイラ缶体８内へ還流される。
【００５５】
さて、給水に含まれるアルカリ成分（すなわち、炭酸水素塩や炭酸塩）は、前記ボイラ缶体８内において、加熱により熱分解して水酸化物を生成するとともに濃縮し、ボイラ水のｐＨを上昇させる。同時、給水に含まれる腐食抑制成分であるシリカも濃縮される。前記ボイラ２の燃焼中には、ボイラ水のｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように、定期的に給水量の１０〜２０％に相当する量のアルカリ性ボイラ水を、前記ボイラ水採取弁２６を開閉制御することにより、前記ボイラ缶体８内から排出する。すなわち、アルカリ性ボイラ水の一部は、前記ボイラ水採取経路２５を介して前記フィルタ部２７へ供給される。
【００５６】
前記フィルタ部２７では、ボイラ水に含まれるスラッジなどが濾過され、清浄化される。この濾過されたボイラ水は、前記ボイラ缶体８内の蒸気圧力により、前記ボイラ水供給経路２８を介して前記給水タンク１５へ供給される。前記給水タンク１５内において、給水およびボイラ水は、それぞれの水流が衝突することによって、均一に混合される。この結果、ボイラ水が添加された給水は、そのｐＨおよびシリカ濃度が上昇する。ここにおいて、給水に対するボイラ水の添加量は、前記下部管寄せ６と前記各水管７の連結部分に生じる腐食を抑制可能なｐＨ９〜１１．５の範囲に調整されるように、前記ボイラ水採取弁２６の開弁時間および開弁間隔が調節される。
【００５７】
（第三実施例）
つぎに、この発明の第三実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、第三実施例に係るボイラ装置の概略構成図を示している。図３において、前記第一実施例および前記第二実施例と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。第三実施例におけるボイラ装置２９は、前記ボイラ２，前記ボイラ水採取手段３および前記ボイラ水添加手段４に加えて、エコノマイザ３０を主に備えている。
【００５８】
前記ボイラ２において、前記煙道１３には、前記エコノマイザ３の排ガス入口３１が接続されており、また前記エコノマイザ３の排ガス出口３２には、前記排気筒１４が接続されている。前記エコノマイザ３内の排ガス流通空間３３には、排ガスとの熱交換のため、給水を流通させる伝熱管３４が配置されており、この伝熱管３４の出口側は、前記下部管寄せ６と接続されている。そして、前記伝熱管３４の入口側は、前記給水経路１６と接続されている。
【００５９】
前記補給水供給経路１８には、軟水装置１９が設けられている。また、前記給水タンク
１５内には、前記ボイラ缶体８内から排出されたボイラ水と給水とを熱交換させるための熱交換器３５が設けられており、この熱交換器３５のボイラ水流入口３６には、前記ボイラ水採取経路２５の他端側が接続されている。
【００６０】
前記ボイラ水添加手段４は、第三実施例において、前記ボイラ水供給経路２８と、貯留槽３７と、添加ポンプ３８とを備えている。前記貯留槽３７は、前記ボイラ缶体８内から排出され、また前記熱交換器３５で冷却されたボイラ水を貯留するため、前記熱交換器３５のボイラ水流出口３９とボイラ水回収経路４０で接続されている。そして、前記貯留槽３７は、前記給水タンク１５の下部において、前記給水入口２３に近接する部位と前記ボイラ水供給経路２８で接続されており、このボイラ水供給経路２８には、前記添加ポンプ３８が設けられている。前記添加ポンプ３８は、前記ボイラ２の燃焼中，具体的には、前記給水ポンプ２４に連動して作動するように、制御部（図示省略）で制御される。
【００６１】
以下、第三実施例に係る前記ボイラ装置２９の作用について説明する。まず、補給水供給経路１８を流れる原水は、前記軟水装置１９において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、給水として前記給水タンク１５へ供給され、貯留される。そして、前記給水タンク１５内の給水は、前記給水ポンプ１７を作動させることにより、前記給水経路１６を介して前記エコノマイザ３０へ供給される。この給水は、前記伝熱管３４において排ガスと熱交換され、所定の温度まで予熱される。そして、この予熱された給水は、前記ボイラ缶体８内にボイラ水として貯留される。
【００６２】
前記ボイラ２の燃焼中には、前記ボイラ缶体８の加熱によりボイラ水が沸騰し、蒸気が生成する。この蒸気は、前記給蒸経路１０を介して前記気水分離器９へ送られ、蒸気中の水分が分離されて乾き度が高められたのち、前記蒸気配管１１を介して前記負荷機器へ供給される。一方、前記気水分離器９で分離された水分，すなわち分離水は、前記降水管１２を介して前記ボイラ缶体８内へ還流される。
【００６３】
さて、給水に含まれるアルカリ成分（すなわち、炭酸水素塩や炭酸塩）は、前記ボイラ缶体８内において、加熱により熱分解して水酸化物を生成するとともに濃縮し、ボイラ水のｐＨを上昇させる。同時、給水に含まれる腐食抑制成分であるシリカも濃縮される。前記ボイラ２の燃焼中には、ボイラ水のｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように、定期的に給水量の１０〜２０％に相当する量のアルカリ性ボイラ水を、前記ボイラ水採取弁２６を開閉制御することにより、前記ボイラ缶体８内から排出する。すなわち、アルカリ性ボイラ水の一部は、前記ボイラ水採取経路２５を介して前記熱交換器３５へ供給される。前記熱交換器３５においては、ボイラ水と前記給水タンク１５内の給水とが熱交換されることによって給水が加熱され、給水中の溶存酸素が低減される。そして、前記熱交換器３５で冷却されたボイラ水は、前記ボイラ水回収経路４０を介して前記貯留槽３７へ供給され、貯留される。
【００６４】
つぎに、前記給水ポンプ１７の作動中（すなわち、給水を供給中）に、前記添加ポンプ３８を作動させる。前記貯留槽３７内のボイラ水は、前記添加ポンプ３８の吐出圧力により、前記ボイラ水供給経路２８を介して、前記給水タンク１５へ供給される。前記給水タンク１５内において、給水およびボイラ水は、前記循環ポンプ２２を作動させることによって、前記循環経路２１を介して循環され、均一に混合される。この結果、ボイラ水が添加された給水は、そのｐＨおよびシリカ濃度が上昇する。ここにおいて、給水に対するボイラ水の添加量は、前記伝熱管３４や前記下部管寄せ６と前記各水管７の連結部分に生じる腐食をともに抑制可能なｐＨ９〜１１．５の範囲に調整されるように、前記添加ポンプ３８の作動時間および作動間隔が調節される。
【００６５】
（第四実施例）
つぎに、この発明の第四実施例を図面に基づいて詳細に説明する。第四実施例は、前記第三実施例の変形例である。図４は、第四実施例に係るボイラ装置の概略構成図を示している。図４において、前記第一実施例，第二実施例および第三実施例と同一の符号は、同一の部材を示しており、その詳細な説明は省略する。
【００６６】
第四実施例において、前記降水管１２には、ボイラ水排出経路４１が接続されており、このボイラ水排出経路４１には、ブロー弁４２が設けられている。また、前記下部管寄せ６の底部には、前記ボイラ水採取経路２５の一端側が接続されており、このボイラ水採取経路２５には、前記ボイラ水採取弁２６が設けられている。ここにおいて、前記ブロー弁４２および前記ボイラ水採取弁２６は、前記ボイラ２の燃焼中に適正なボイラ水濃度を維持するように、連続的または間欠的に所定割合のボイラ水を前記ボイラ缶体８内から排出するように制御器（図示省略）で開閉制御される。
【００６７】
第四実施例において、前記給水経路１８は、前記給水タンク１５の底部へ向かって延びている。すなわち、前記軟水装置１９で処理された給水は、前記給水タンク１５の底部へ流入するように構成されている。また、前記ボイラ水供給経路２８の他端側は、前記給水タンク１５の下部において、前記給水経路１８の端部に近接する部位と接続されている。すなわち、前記給水タンク１５の底部へ流入する給水の水流が、前記ボイラ水供給経路２８を介して流入するボイラ水の水流と衝突するように構成されている。
【００６８】
以下、第四実施例に係る前記ボイラ装置２９の作用について説明する。まず、補給水供給経路１８を流れる原水は、前記軟水装置１９において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、給水として前記給水タンク１５へ供給され、貯留される。そして、前記給水タンク１５内の給水は、前記給水ポンプ１７を作動させることにより、前記給水経路１６を介して前記エコノマイザ３０へ供給される。この給水は、前記伝熱管３４において排ガスと熱交換され、所定の温度まで予熱される。そして、この予熱された給水は、前記ボイラ缶体８内にボイラ水として貯留される。
【００６９】
前記ボイラ２の燃焼中には、前記ボイラ缶体８の加熱によりボイラ水が沸騰し、蒸気が生成する。この蒸気は、前記給蒸経路１０を介して前記気水分離器９へ送られ、蒸気中の水分が分離されて乾き度が高められたのち、前記蒸気配管１１を介して前記負荷機器へ供給される。一方、前記気水分離器９で分離された水分，すなわち分離水は、前記降水管１２を介して前記ボイラ缶体８内へ還流される。
【００７０】
さて、給水に含まれるアルカリ成分（すなわち、炭酸水素塩や炭酸塩）は、前記ボイラ缶体８内において、加熱により熱分解して水酸化物を生成するとともに濃縮し、ボイラ水のｐＨを上昇させる。同時、給水に含まれる腐食抑制成分であるシリカも濃縮される。前記ボイラ２の燃焼中には、ボイラ水のｐＨを１１〜１２の範囲に維持するように、定期的に給水量の１０〜２０％に相当する量のアルカリ性ボイラ水を、前記ブロー弁４２および前記ボイラ水採取弁２６を開閉制御することにより、前記ボイラ缶体８内から排出する。すなわち、アルカリ性ボイラ水の一部は、前記ボイラ水排出経路４１を介して系外へ排出される。また、アルカリ性ボイラ水の一部は、前記ボイラ水採取経路２５を介して前記熱交換器３５へ供給される。前記熱交換器３５においては、ボイラ水と前記給水タンク１５内の給水とが熱交換されることによって給水が加熱され、給水中の溶存酸素が低減される。そして、前記熱交換器３５で冷却されたボイラ水は、前記ボイラ水回収経路４０を介して前記貯留槽３７へ供給され、貯留される。
【００７１】
つぎに、前記給水ポンプ１７の作動中（すなわち、給水を供給中）に、前記添加ポンプ３８を作動させる。前記貯留槽３７内のボイラ水は、前記添加ポンプ３８の吐出圧力により、前記ボイラ水供給経路２８を介して、前記給水タンク１５へ供給される。前記給水タ
ンク１５内において、給水およびボイラ水は、それぞれの水流が衝突することによって、均一に混合される。この結果、ボイラ水が添加された給水は、そのｐＨおよびシリカ濃度が上昇する。ここにおいて、給水に対するボイラ水の添加量は、前記伝熱管３４や前記下部管寄せ６と前記各水管７の連結部分に生じる腐食をともに抑制可能なｐＨ９〜１１．５の範囲に調整されるように、前記添加ポンプ３８の作動時間および作動間隔が調節される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】この発明の第一実施例に係るボイラ装置の概略構成図。
【図２】この発明の第二実施例に係るボイラ装置の概略構成図。
【図３】この発明の第三実施例に係るボイラ装置の概略構成図。
【図４】この発明の第四実施例に係るボイラ装置の概略構成図。
【符号の説明】
【００７３】
１  ボイラ装置
２  ボイラ
３  ボイラ水採取手段
４  ボイラ水添加手段
２９  ボイラ装置
３０  エコノマイザ
【図１】
2006275410.tif 000003
【図２】
2006275410.tif 000004
【図３】
2006275410.tif 000005
【図４】
2006275410.tif 000006