(57)【要約】【課題】脱気装置の脱気能力を向上させることである。【解決手段】  原水タンク１の水を使用機器へ供給する給水ライン２に設けられる第一給水ポンプ３と、原水タンク１と給水ライン２の原水タンク１および第一給水ポンプ３の間とに接続される循環ライン４に設けられる脱気装置５と、脱気装置５による脱気水を給水ライン２および循環ライン４の接続点６へ向けて送水する第二給水ポンプ７とを備える脱気水供給システムにおいて、給水ライン２の第一給水ポンプ３の下流側と循環ライン４の原水タンク１および脱気装置５の間とに第一給水ポンプ３のミニマムフローライン１１を接続し、ミニマムフローライン１１に流れる水を加熱する熱交換器１２を備えた。【選択図】図１
2011025206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水タンクと、この原水タンクの水を使用機器へ供給する給水ラインと、この給水ラインに設けられる第一給水ポンプと、前記原水タンクと前記給水ラインの前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間とに接続される循環ラインと、この循環ラインに設けられる脱気装置と、この脱気装置による脱気水を前記給水ラインおよび前記循環ラインの接続点へ向けて送水する第二給水ポンプとを備える脱気水供給システムにおいて、
前記給水ラインの前記第一給水ポンプの下流側と前記循環ラインの前記原水タンクおよび前記脱気装置の間とに前記第一給水ポンプのミニマムフローラインを接続し、
前記ミニマムフローラインにこのミニマムフローラインを流れる水を加熱する熱交換器を備えたことを特徴とする脱気水供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、蒸気ボイラなどの使用機器へ脱気水を供給する脱気水供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原水タンクと、この原水タンクの水を使用機器へ供給する給水ラインと、この給水ラインに設けられる第一給水ポンプと、前記原水タンクと前記給水ラインの前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間に接続される循環ラインと、この循環ラインに設けられる脱気装置と、この脱気装置による脱気水を前記給水ラインおよび前記循環ラインの接続点へ向けて送水する第二給水ポンプとを備える脱気水供給システムは、特許文献１などにより知られている。
【０００３】
この特許文献１に記載の脱気水供給システムにおいては、第一給水ポンプは、使用機器の給水要求が無い場合でもミニマムフロー流すことを仕様上要求されることがあるが、脱気処理に有効に活用されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３８３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、脱気装置の脱気能力を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、原水タンクと、この原水タンクの水を使用機器へ供給する給水ラインと、この給水ラインに設けられる第一給水ポンプと、前記原水タンクと前記給水ラインの前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間とに接続される循環ラインと、この循環ラインに設けられる脱気装置と、この脱気装置による脱気水を前記給水ラインおよび前記循環ラインの接続点へ向けて送水する第二給水ポンプとを備える脱気水供給システムにおいて、前記給水ラインの前記第一給水ポンプの下流側と前記循環ラインの前記原水タンクおよび前記脱気装置の間とに前記第一給水ポンプのミニマムフローラインを接続し、前記ミニマムフローラインにこのミニマムフローラインを流れる水を加熱する熱交換器を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、前記脱気装置の運転時、前記ミニマムフローラインを流れる水が前記熱交換器にて加熱されて、前記脱気装置へ供給されるので、被脱気水の温度が上昇して、前記脱気装置の脱気性能を向上でき、処理水の溶存酸素濃度（以下、ＤＯと称する。）を低下させることができる。また、前記脱気装置の運転停止時に前記ミニマムフローラインを流れる水を前記原水タンクに供給して、前記使用機器へ供給水として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明に係る脱気水供給システムの実施例１の構成を示す概略的な説明図である。
【図２】同実施例１の制御手順の要部を説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態の脱気水供給システムは、蒸気ボイラ，温水ボイラ，家庭用給湯器などのボイラ用として好適に実施される。
【００１０】
この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態は、原水タンクと、この原水タンクの水を使用機器へ供給する給水ラインと、この給水ラインに設けられる第一給水ポンプと、両端が前記原水タンクと前記給水ラインの前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間とに接続される循環ラインと、この循環ラインに設けられる脱気装置と、この脱気装置による脱気水を前記給水ラインおよび前記循環ラインの接続点へ向けて送水する第二給水ポンプとを備える脱気水供給システムである。
【００１１】
この実施の形態においては、さらに、前記給水ラインの前記第一給水ポンプの下流側と、前記循環ラインの前記原水タンクおよび前記脱気装置の間とに前記第一給水ポンプのミニマムフローラインの両端を接続し、前記ミニマムフローラインにこのミニマムフローラインを流れる水を加熱する熱交換器と、前記第一給水ポンプ，前記第二給水ポンプおよび前記脱気装置を制御する制御手段とを備えている。
【００１２】
この実施の形態の脱気水供給システムにおいては、前記脱気装置の運転時、前記脱気装置にて脱気処理された処理水は、前記第二給水ポンプにより、前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間へ向けて供給され、その一部は、前記第一給水ポンプにより、前記使用機器へ供給される。処理水の残りは、前記原水タンクへ供給され、原水タンクの水が前記脱気装置へ供給される循環脱気が行われる。そして、前記ミニマムフローラインを流れる水は、前記熱交換器にて加熱されて、前記脱気装置へ供給される。その結果、被脱気水の温度が上昇して、前記脱気装置の脱気性能が向上し、処理水の溶存酸素濃度（以下、ＤＯと称する。）が低下する。
【００１３】
また、前記脱気装置の運転停止時（以下、単に、停止時という。）、前記第二給水ポンプが停止されるので、前記ミニマムフローラインを流れる水は、前記原水タンクへ供給され、前記第一給水ポンプによる前記使用機器への給水の一部として利用される。
【００１４】
ここで、この発明の実施の形態の脱気水供給システムを構成する構成要素について説明する。
【００１５】
前記原水タンクは、前記脱気装置による処理水が前記脱気装置との間で循環されるものであれば、特定の構造のタンクに限定されない。
【００１６】
前記使用機器は、処理水を利用するボイラなどの機器であり、特定の機器に限定されない。前記給水ラインは、前記原水タンクの水を前記使用機器へ供給するための管路であり、前記脱気装置の運転時には、脱気水である処理水が流れる管路としても機能する。
【００１７】
前記第一給水ポンプは、前記使用機器の最大要求処理水量に合わせた給水能力（単位時間当たりの給水量）を有している。
【００１８】
前記循環ラインは、前記原水タンクと、前記給水ラインの前記原水タンクおよび前記第一給水ポンプの間とを連絡する管路である。
【００１９】
前記脱気装置は、前記循環ラインに設けられ、好ましくは、脱気容器（処理槽）とこの脱気容器へ原水を供給する原水ポンプと、前記脱気容器内を減圧する真空ポンプなどの減圧手段とを備え、減圧状態の前記脱気容器へ被処理水を噴霧することにより脱気処理を行
う脱気装置（特開２００９−６８９９７号公報に示されるような脱気装置で、タワー式脱気装置とも称される。）とする。
【００２０】
しかしながら、前記脱気装置は、膜脱気装置とすることができる。膜脱気装置とする場合は、真空ポンプなどの減圧手段を備え、脱気装置の運転は、前記減圧手段を作動させることを意味し、前記脱気装置の停止は、前記減圧手段の停止を意味する。タワー式脱気装置が好ましい理由は、前記ミニマムフローラインの前記熱交換器により加熱された温水に対する耐熱性が高いからである。  
【００２１】
前記第二給水ポンプは、前記脱気装置で生成された処理水を前記給水ラインおよび前記循環ラインの接続点へ向けて送水する機能を有するもので、前記脱気装置の一構成要素として、前記脱気装置内へ設けることもできるし、前記脱気装置と別の要素として設けることができる。前記第二給水ポンプの給水能力は、前記第一給水ポンプの給水能力よりも大きくしている。これにより、前記第二給水ポンプにて送水される水の一部が前記第一給水ポンプにより前記使用機器へ供給され、残りが前記原水タンクへ供給される
【００２２】
前記ミニマムフローラインは、前記使用機器側の給水ポンプが停止するなどして前記使用機器への給水量が低下することにより、前記第一給水ポンプがオーバーヒートすることを防止するために、最小限流量を流すためのものである。このミニマムフローラインには、最小限流量を設定する流量調整弁などの流量調整手段を備えている。
【００２３】
前記熱交換器は、前記ミニマムフローラインを流れる水を加熱手段により加熱し、温度上昇させるためのものである。前記加熱手段は、前記使用機器をボイラとした場合、回収ドレンにより間接加熱する構成とすることができるが、電気ヒータなどの加熱手段とすることもできる。回収ドレンを利用する場合は、廃熱の有効利用となる。
【００２４】
前記制御手段は、前記原水タンクの水位を検出する水位センサなどの信号に基づき、第一給水ポンプ，第二給水ポンプ，前記脱気装置などの運転を予め記憶した処理手順に基づき制御する。
【００２５】
前記処理手順として、前記第一給水ポンプを前記脱気装置の運転時および停止時ともに運転するとともに、第二給水ポンプを前記脱気装置の運転時、停止時それぞれ運転、停止するように構成することができる。
【００２６】
前記脱気装置の運転、停止は、種々の制御により行うことができる。第一の態様は、前記水位センサの信号に基づき、前記原水タンクが低水位時に前記脱気装置を停止させ（この場合は、停止をインターロックする）、それ以外は前記脱気装置を運転するものである。この第一の態様の制御は、タワー式脱気装置に限らず、膜脱気装置にも適用可能である。
【００２７】
また、第二の態様は、前記使用機器と連動して運転、停止する，すなわち前記使用機器の運転信号を前記制御手段に取り込み、前記使用機器と同じタイミングか、タイマを用いてタイミングをずらせて、前記脱気装置を運転、停止するものである。この第二の態様の制御は、前記タワー式脱気装置に限らず、膜脱気装置にも適用可能である。
【００２８】
さらに、第三の態様は、前記制御手段に内臓のタイマにより、運転時間を設定して前記脱気装置の運転、停止を制御するものである。この第三の態様は、水封式真空ポンプにより脱気する膜脱気装置にも適用可能である。この第三の態様においては、前記水封式真空ポンプを用いる場合、封水タンクに水位センサを設け、水位が無しの状態を判定すると前記脱気装置を停止するように構成することができる。この水位による前記脱気装置の制御
は、前記タイマによる制御と独立して行うように構成する。
【実施例１】
【００２９】
つぎに、この発明の実施例１の脱気水供給システムについて図面に基づいて詳細に説明する。図１は、同実施例１の構成を示す概略的な説明図であり、図２は、同実施例１の制御手順の要部を説明するフローチャート図である。
【００３０】
前記脱気水供給システムは、原水タンク１と、この原水タンク１の水を使用機器としてのボイラ（図示省略）へ供給する給水ライン２と、この給水ライン２に設けた第一給水ポンプ３と、前記原水タンク１と前記給水ライン２の前記原水タンク１および前記第一給水ポンプ３の間とを接続する循環ライン４と、この循環ライン４に設けられる脱気装置５と、この脱気装置５による脱気水を前記給水ライン２および前記循環ライン４の第一接続点６へ向けて送水する第二給水ポンプ７と、制御器８とを備えている。
【００３１】
さらに、前記第一給水ポンプ３の最小限流量を流すミニマムフローライン１１を設けている。このミニマムフローライン１１は、前記第一給水ポンプ３の下流側の前記給水ライン２との第二接続点９と、前記原水タンク１および前記脱気装置５間の前記循環ライン４との第三接続点１０とを連絡するように接続される。そして、このミニマムフローライン１１には、このミニマムフローラインを流れる水を約６０℃程度の温水に加熱（加温）する間接熱交換式の熱交換器１２と、前記最小限流量を設定する流量調整手段としての流量調整弁１３と、ミニマムフローライン１１の流量を検出して表示する流量計１４とを備えている。
【００３２】
前記原水タンク１は、開放容器とし、補給水ライン（符号省略）を備えている。また、前記第一給水ポンプ３は、前記ボイラの最大要求処理水量に合わせた給水能力を有し、前記第二給水ポンプの給水能力は、前記第一給水ポンプの給水能力よりも大きくしている。
【００３３】
前記脱気装置５は、脱気槽１５と、この脱気槽１５内を減圧する水封式の真空ポンプ１６と、前記脱気槽１５内へ原水を供給する原水ポンプ１７とを備えたタワー式脱気装置とも称される脱気装置としている。
【００３４】
前記流量調整弁１３は、前記ボイラへの給水量が低下することによる前記第一給水ポンプ３のオーバーヒートを防止するための最小流限量を前記ミニマムフローライン１１に流すべく、流量を調整するためのものである。この実施例１では、前記ボイラへの給水量の低下は、前記ボイラ側に設けた給水ポンプ（図示省略）が停止したとき、給水量が零となることにより生ずるが、これ以外の要因により生じてもよい。
【００３５】
前記熱交換器１２は、前記ミニマムフローライン１１を流れる水を間接的に加熱手段１８により加熱するように構成されている。前記加熱手段１８は、前記ボイラの蒸気を蒸気使用機器にて使用後の回収ドレンを流す管としている。
【００３６】
前記制御器８は、前記原水タンク１の水位を検出する水位センサ１９などの信号に基づき、前記第一給水ポンプ３，前記第二給水ポンプ７，前記真空ポンプ１６，前記原水ポンプ１７などの運転を予め記憶した処理手順に基づき制御する。この処理手順の要部を図２に示す。
【００３７】
図２の処理手順は、前記脱気装置５の運転，すなわち前記真空ポンプ１６および前記原水ポンプ１７の運転を制御する第一制御手順と、前記第一給水ポンプ３および前記第二給水ポンプ７を制御する第二制御手順とを含んでいる。
【００３８】
前記第一制御手順は、前記水位センサ１８の信号に基づき、前記原水タンク１の所定水位以下の低水位時に前記脱気装置５の真空ポンプ１６および原水ポンプ１７を停止させ、それ以外の水位時は前記脱気装置５の真空ポンプ１６および原水ポンプ１７を運転するものである。
【００３９】
前記脱気装置５の運転停止は、インターロックによる停止，すなわちロック解除手段により停止を解除しない限り、停止を続ける。前記真空ポンプ１６の運転とは、この実施例１では、前記脱気槽１５内の真空度が所定範囲となるように運転が制御されることを意味する。前記原水ポンプの運転とは、この実施例１では、前記原水ポンプを回転数が制御可能なポンプとして、前記真空ポンプ１６の運転時、前記脱気容器１５内へ原水を単位時間当たり定流量供給するように制御することを意味する。  
【００４０】
前記第二制御手順は、前記第一給水ポンプ３を前記脱気装置５の運転時および停止時ともに（運転、停止に拘わらず）運転するとともに、第二給水ポンプ７を前記脱気装置５の運転時、停止時それぞれ運転、停止するように構成している。
【００４１】
ここで、この実施例１の動作を図２に基づき説明する。図２を参照して、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）では、システム運転開始スイッチ（図示省略）が操作されたかどうかを判定する。
【００４２】
Ｓ１で、ＹＥＳが判定されると、Ｓ２へ移行して、前記第一給水ポンプ３を運転する。ついで、Ｓ３において、前記脱気装置５を運転，すなわち前記第二給水ポンプ７と、前記真空ポンプ１６および前記原水ポンプ１７を運転する。
【００４３】
この脱気運転時の水の流れは、図１の実線矢示で示される。前記脱気槽１０内の脱気処理された処理水は、前記第二給水ポンプ７により、前記第一接続点６へ向けて供給される。処理水の一部は、前記第一給水ポンプ３により、前記ボイラへ供給される。処理水の残りは、前記原水タンク１へ供給され、前記原水タンク１の水が前記脱気装置５へ供給される循環脱気が行われる。
【００４４】
そして、前記第一給水ポンプ３から吐出される処理水の一部は、前記ミニマムフローライン１１を流れ、その際に前記熱交換器１２にて加熱されて、前記脱気装置５へ戻される。前記脱気装置５へは、前記原水タンク１からの水と前記ミニマムフローライン１１の水とが合流して流れ込むが、前記ミニマムフローライン１１からの加温された水により、全体として被脱気水の温度が上昇することになる。その結果、前記脱気装置５の脱気性能が向上し、前記熱交換器１２により加熱しないものと比較して、処理水のＤＯが低下する。
【００４５】
Ｓ４では、前記原水タンク１の水位が監視され、何らかの原因で水位が設定値以下となると、低水位と判定して、前記脱気装置５を停止，すなわちおよび前記真空ポンプ１６と前記原水ポンプ１７を停止するするとともに、前記第二給水ポンプ７を停止する。
【００４６】
この脱気装置５の運転停止時の水の流れは、図１の破線矢示で示される。前記原水タンク１の水は、その一部が前記第一給水ポンプ３により、前記ボイラへ供給される。残りは、前記ミニマムフローライン１１を通り、前記原水タンク１へ流れ込み、再び前記ミニマムフローライン１１へと循環して流れる。この循環水が前記脱気槽１５へ流れ込まないのは、前記原水ポンプ１７および前記第二給水ポンプ７の停止によるが、流れ込み防止を確実にすべく、前記原水ポンプ１７，前記第二給水ポンプ７のそれぞれの上流側または下流側に電磁弁（図示省略）を設けることができる。こうして、前記脱気装置５の停止時は、前記ミニマムフローライン１１を流れる水は、前記ボイラへの給水に利用される。
【００４７】
Ｓ６では、システム運転停止スイッチ（図示省略）が操作されたかどうかを判定する。このスイッチは、前記脱気装置５の停止のインターロックを解除する際などこの実施例１のシステム全体運転を停止する場合に操作される。
【００４８】
Ｓ６でＹＥＳが判定されると、Ｓ７へ移行して、前記第一給水ポンプ３を停止する。
【００４９】
以上の実施例１によれば、前記脱気装置５の運転時、前記ミニマムフローライン１１を流れる水が前記熱交換器１２にて加熱されて、前記脱気装置５へ供給されるので、被脱気水の温度が上昇して、前記脱気装置の脱気性能が向上する。その結果、低ＤＯの処理水を供給することができる。
【００５０】
また、前記脱気装置５の運転時に前記ミニマムフローライン１１を流れる水が、脱気処理した水であるので、前記脱気装置５の一次側に前記熱交換器１２を設ける場合と比較して、ＤＯが低いので、前記熱交換器１２の防食に効果的である。
【００５１】
さらに、前記脱気装置５の停止時に前記ミニマムフローライン１１を流れる水が、前記原水タンク１へ供給されて、前記ボイラへの供給水として有効利用できるとともに、前記ボイラへの給水温度が上昇するので、前記ボイラ内で水から蒸気に変化させるための熱量が少なくて済む。
【符号の説明】
【００５２】
１  原水タンク
２  給水ライン
３  第一給水ポンプ
４  循環ライン
５  脱気装置
７  第二給水ポンプ
８  制御器（制御手段）
１１  ミニマムフローライン
１２  熱交換器
【図１】
2011025206.tif 000003
【図２】
2011025206.tif 000004