(57)【要約】【課題】安価にてガス封入することができ、保存コストの低いボイラ装置を提供する。【解決手段】窒素置換式脱酸素装置１０内に給水及び窒素ガスを供給し、これらを効率よく接触させて水中の溶存酸素を除去する。酸素が除去された給水は、ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に流入し蒸気となり、蒸気流出配管２４から流出する。窒素置換脱酸素装置１０から流出した不活性ガスは、チャンバ３０内に貯留される。ボイラユニット２０ａの燃焼を停止する場合、ボイラユニット２０ａの加熱を停止し、開閉弁３ａを閉弁する。ボイラユニット２０ａ内の圧力が所定圧力以下となると、電磁弁２８ａが開弁し、チャンバ３０内から不活性ガス導入配管２６ａを通って不活性ガスがボイラユニット２０ａ内に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの燃焼停止時にボイラ缶内が所定圧力以下となったときに不活性ガスを含む気体を該ボイラ缶内に封入する不活性ガス封入手段を備えたボイラ装置であって、
ボイラ給水を窒素ガスと接触させて該ボイラ給水中の溶存酸素を除去する密閉式の窒素式脱酸素装置を備え、
該窒素式脱酸素装置から排出される気体を前記不活性ガス封入手段によってボイラ缶内に封入するようにしたことを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記ガス封入手段は、前記ボイラ缶内が所定圧力以下となったときに開弁してガスを該ボイラ缶内に流入させるガス流入制御弁を備えたことを特徴とするボイラ装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記ボイラ装置は複数のボイラを備えており、各々のボイラは運転制御を独立に行うことが可能となっており、
各々のボイラに、前記不活性ガス封入手段を備えたことを特徴とするボイラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ装置に係り、特にボイラの燃焼停止時にボイラ缶内に不活性ガスを封入する手段を備えたボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラの運転を停止して保存する際に、ボイラの腐食防止を目的としてボイラ缶内に窒素を充填することが行われている。
【０００３】
例えば、『ボイラーの水質管理＜知識と応用＞（社団法人日本ボイラ協会、初版第３１３頁〜第３２１頁）』には、保存期間が９週間以上の長期保存の際に、窒素封入による保存等の乾燥保存が行われることが記載されている。
【０００４】
また、特開平１０−１８５１０４号公報には、窒素発生装置や窒素ガスボンベ等の窒素供給源が、弁を介してボイラの蒸気ドラムに接続されており、ボイラの運転停止に際し、該蒸気ドラム内が所定圧力以下となったときに該弁が開弁し、該蒸気ドラム内に窒素ガスが供給されることが記載されている。
【非特許文献１】ボイラーの水質管理＜知識と応用＞（社団法人日本ボイラ協会、初版第３１３頁〜第３２１頁）
【特許文献１】特開平１０−１８５１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特開平１０−１８５１０４号公報のように、ボイラ缶の封入ガスとして窒素ガスを用いる場合、封入ガスのコストが高いことから、ボイラ装置の保存コストが高くなる。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決し、安価にてガス封入することができ、保存コストの低いボイラ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明（請求項１）のボイラ装置は、ボイラの燃焼停止時にボイラ缶内が所定圧力以下となったときに不活性ガスを含む気体を該ボイラ缶内に封入する不活性ガス封入手段を備えたボイラ装置であって、ボイラ給水を窒素ガスと接触させて該ボイラ給水中の溶存酸素を除去する密閉式の窒素式脱酸素装置を備え、該窒素式脱酸素装置から排出される気体を前記不活性ガス封入手段によってボイラ缶内に封入するようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２のボイラ装置は、請求項１において、前記ガス封入手段は、前記ボイラ缶内が所定圧力以下となったときに開弁してガスを該ボイラ缶内に流入させるガス流入制御弁を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３のボイラ装置は、請求項１又は２において、前記ボイラ装置は複数のボイラを備えており、各々のボイラは運転制御を独立に行うことが可能となっており、各々のボイラに、前記不活性ガス封入手段を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明（請求項１）のボイラ装置は、ボイラ給水を窒素ガスと接触させて該ボイラ給水中の溶存酸素を除去する密閉式の窒素式脱酸素装置を備え、該窒素式脱酸素装置から排出される気体を不活性ガス封入手段によってボイラ缶内に封入するようにしたことから、ボイラ缶の封入ガスとして別途窒素ガスを用いる必要がなくなり、封入ガスのコストが低くなり、これによりボイラ缶の保存コストが低くなる。
【００１１】
前記ガス封入手段は、前記ボイラ缶内が所定圧力以下となったときに開弁してガスを該ボイラ缶内に流入させるガス流入制御弁を備えることが好ましく（請求項２）、この場合、ボイラの停止時にボイラ装置内が大気圧以下となってボイラ缶やボイラ装置に付属する計装装置が損傷することが確実に防止される。
【００１２】
複数のボイラを備えたボイラ装置にあっては、一部のボイラが燃焼停止状態となる場合が多いが、各々のボイラに前記不活性ガス封入手段を備えた場合（請求項３）、燃焼が停止された各々のボイラを確実かつ安価に保存することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係るボイラ装置の概略図である。
【００１４】
本発明に係るボイラ装置は、主に窒素置換式脱酸素装置１０と、ボイラ２０と、チャンバ３０と、配管類とからなる。
【００１５】
窒素置換式脱酸素装置１０は、給水に窒素ガスを効率よく接触させて、水中の飽和酸素濃度を低下させ、溶存酸素を除去する周知の装置であり、塔上部から充填材に給水を噴霧落下させ、下部から窒素ガスを供給して接触させるものであってもよく、水中に窒素ガスをバブリングするものであってもよい。この窒素置換式脱酸素装置１０には、給水を供給するための給水流入配管１と、窒素ガスを供給するための窒素ガス流入配管３が接続されている。また、窒素置換式脱酸素装置１０内で窒素置換された給水を抜き出すための給水流出配管２と、窒素置換式脱酸素装置１０内のガスを排気する排気配管４が接続されている。この給水流出配管２は、下流側が分岐して配管２ａ，２ｂ，２ｃとなっており、各々ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの下部に接続されている。配管２ａ，２ｂ，２ｃの各々には、開閉弁３ａ，３ｂ，３ｃが設けられている。
【００１６】
ボイラ２０は、３個のボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃより構成されている。
【００１７】
各ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内には、その上部側に配置されたボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃと、上端側が該ボイラ缶の下部に接続され、下端側が各ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの下部まで延在した複数のチューブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃとが設けられている。各チューブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃの下端側は、合流して前記配管２ａ，２ｂ，２ｃと接続されている。
【００１８】
ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃの各々には、蒸気流出配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃと、不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃとが接続されている。
【００１９】
蒸気流出配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃには、開閉弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃ及び逆止弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃが設けられており、その下流側で合流して１本の蒸気流出配管２４となっている。逆止弁２９ａ，２９ｂ，２９ｃは、ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃから蒸気流出配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃへの流出を許容するように設けられている。
【００２０】
不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃには、各々逆止弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃ及び電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃが設けられている。これら不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃの他端側は、チャンバ３０と接続されている。逆止弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、チャンバ３０からボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃへの流入を許容するように設けられている。
【００２１】
各ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃの上部には、ボイラ缶の圧力を計測する圧力計Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが設けられている。各圧力計Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃから前記電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃへ電気信号が送信され、圧力計Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃが所定圧力以下であると、対応する電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃが閉弁するように構成されている。これら不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃと、電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃと、圧力計Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃとにより不活性ガス封入手段が構成されている。
【００２２】
チャンバ３０には、前記排気配管４及び前記不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃが接続されると共に、ベント管３１が接続されている。ベント管３１には電磁弁３１ａが設けられている。チャンバ３０には圧力計Ｐｄが設けられている。圧力計Ｐｄから電磁弁３１ａへ電気信号が送信され、圧力計Ｐｄが設定圧力以上であると、電磁弁３１ａが開弁するように構成されている。なお、この設定圧力は、前記電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃが開弁する所定圧力よりも高く設定されており、電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃの開弁時にチャンバ３０内の不活性ガスがボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に流入可能となっている。
【００２３】
次に、このように構成されたボイラ装置において、ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの総てを運転する場合と、その後ボイラユニット２０ａの燃焼を停止し、ボイラユニット２０ｂ，２０ｃのみを運転する場合とを説明する。
【００２４】
［ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃの総てを運転する場合］
開閉弁３ａ，３ｂ，３ｃ及び開閉弁２５ａ，２５ｂ，２５ｃの総てを開弁し、給水流入配管１から窒素置換式脱酸素装置１０に給水すると共に窒素ガス流入配管３から窒素置換式脱酸素装置１０に窒素ガスを導入する。
【００２５】
この窒素置換式脱酸素装置１０内で給水と窒素ガスとが接触し、給水中の溶存酸素が窒素と置換されて除去される。
【００２６】
給水から除去された酸素は窒素ガスと共に排気配管４から排気され、チャンバ３０内に送られる。
【００２７】
溶存酸素が除去された給水は、給水流出配管２から流出し、配管２ａ，２ｂ，２ｃを通って各ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃに送水される。各ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内に送水された給水は、各チューブ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ内で加熱された後、各ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内に流入し、気液分離される。気液分離された蒸気は、蒸気流出配管２４ａ，２４ｂ，２４ｃ及び蒸気流出配管２４を通ってボイラ装置の外部に供給される。
【００２８】
なお、総てのボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃは燃焼運転状態にあり、ユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃ内は高圧となっていることから、電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃは閉弁したままとなっている。
【００２９】
窒素置換式脱酸素装置１０からチャンバ３０内に送給された、窒素ガスに若干の酸素が混入した不活性ガスは、チャンバ３０内に貯蓄される。該不活性ガスが十分に貯蓄されてチャンバ３０内が設定圧力以上になると、電磁弁３１ａが開弁し、余剰の不活性ガスがベント管３１から排気される。これにより、チャンバ３０内は設定圧力に保持される。
【００３０】
［ボイラユニット２０ａのみを燃焼停止する場合］
上記の通りボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃを運転している状態において、ボイラユニット２０ａの燃焼を停止する場合、ボイラユニット２０ａの加熱を停止し、開閉弁３ａを閉弁する。蒸気流出配管２４内の圧力とボイラユニット２０ａ内の圧力とが等しくなると逆止弁２９ａが閉となり、ボイラユニット２０ａへの蒸気の逆流を防止する。
【００３１】
これにより、ボイラユニット２０ａ内の温度が徐々に低下し、それに伴い圧力も低下する。ボイラユニット２０ａ内の圧力が所定圧力以下となると、電磁弁２８ａが開弁し、チャンバ３０内の不活性ガスが不活性ガス導入配管２６ａを通り、ボイラユニット２０ａ内に供給される。これにより、ボイラユニット２０ａ内に不活性ガスが封入され、ボイラユニット２０ａが保存される。
【００３２】
なお、一般に、窒素置換式脱酸素装置１０から排気される不活性ガス中の酸素は約０．１〜２．０％程度と極めて低濃度であることから、この不活性ガスはボイラの保存用の封入ガスとして問題なく用いることができる。
【００３３】
本実施の形態のボイラ装置は、窒素置換式脱酸素装置１０を備え、該窒素置換式脱酸素装置１０から排気される気体をボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内に封入するようにしたことから、ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃの封入ガスとして別途窒素ガスを用いる必要がなくなり、封入ガスのコストが低くなり、これによりボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃの保存コストが低くなる。
【００３４】
ボイラ缶２２ａ，２２ｂ，２２ｃ内が所定圧力以下となったときに開弁してガスを該ボイラ缶内に流入させる電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃを備えたため、ボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃのいずれかの燃焼を停止した場合にあっても、停止したボイラ内が大気圧以下となってボイラ缶、チューブ、ボイラに付属する圧力計等の計装装置が損傷することが確実に防止される。
【００３５】
本実施の形態のボイラ装置は、各々のボイラユニット２０ａ，２０ｂ，２０ｃに、電磁弁２８ａ，２８ｂ，２８ｃ、不活性ガス導入配管２６ａ，２６ｂ，２６ｃ、圧力計Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃよりなる不活性ガス封入手段を備えていることから、各々のボイラユニットを個別に保存することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るボイラ装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  給水流入配管
２  給水流出配管
３  窒素ガス流入配管
４  排気配管
２０  ボイラ
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  ボイラユニット
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ  ボイラ缶
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  チューブ
２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  蒸気流出配管
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ  不活性ガス導入配管
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ  電磁弁
３０  チャンバ
３１  ベント管
【図１】
2006112735.tif 000003