(57)【要約】【課題】  設置場所を限定することなく、ボイラーからの蒸気配管あるいは蒸気ヘッダーからの分岐配管などの任意の個所に付加して必要とする純度の蒸気を得ることができ、さらに燃料の節減を図り、省エネルギーによるコストの削減を図った多管式貫流ボイラー用外付け湿り成分分離器ユニットを提供する。【解決手段】  ボイラー１の蒸気取出口７と接続可能とされた蒸気導入部１２と処理蒸気導出部１３とを有する湿り成分分離器１４と、該湿り成分分離器１４に設けられたドレン管１５と、からなり、また、前記ドレン管１５が給水タンク９への連繋部１６を有する多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラーの蒸気取出管と接続可能とされた蒸気導入部と処理蒸気導出部とを有する湿り成分分離器と、該湿り成分分離器に設けられたドレン管と、からなることを特徴とする多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット。
【請求項２】
ボイラーの蒸気取出管と接続可能とされた蒸気導入部と処理蒸気導出部とを有する湿り成分分離器と、該湿り成分分離器に設けられ、ボイラーの給水タンクへの連繋部を有するドレン管と、からなることを特徴とする多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット。
【請求項３】
前記ドレン管の給水タンクへの連繋部が前記ボイラーの給水タンク内を通過させられた熱交換器であることを特徴とする請求項２に記載の多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット。
【請求項４】
前記ドレン管の給水タンクへの連繋部が前記ボイラーの給水タンクへの連結部であることを特徴とする請求項２に記載の多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットに関し、詳しくは、蒸気配管の必要とする任意の個所に着脱自在に付加して必要とする純度の蒸気を得ることができる多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
水管群を加熱する多管式貫流ボイラーにおいては、水管を側面から加熱すると、バーナからの距離により熱負荷が異なり、バーナに近い水管ではボイラー水が持ち上げられ、該ボイラー水が蒸気とともにが取出される現象、いわゆるキャリーオーバー現象が生じるため水管内の水位を十分に高めることができない、という問題が残されていた。前記キャリーオーバー現象は、ボイラーの起動時や運転負荷に変動がある場合、あるいは蒸気要求量が蒸気発生量を上回る場合等にも生じることがあった。
【０００３】
前記キャリーオーバー現象は、加湿のために蒸気を直接使用する場合には、ボイラー水がユースポイントへ移行するため安全性の面で好ましくなく、また、生産プロセスで蒸気を直接使用している場合にも前記ボイラー水が製品や生産設備等に悪影響を及ぼすおそれがあるため好ましくない。
【０００４】
従来、前記キャリーオーバー現象の発生を防止するため、従来、それぞれのボイラーに気水分離器が内蔵されている。しかしながら、内蔵された気水分離器では気液分離が十分の行われず、キャリーオーバー現象が生じる可能性がある場合の対策として、ボイラーに前記気水分離器を二重に設けることが提案されている。
【特許文献１】特開平８―４９８０５号公報
【特許文献２】特開２０００−３１７２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらいずれもボイラー１基に対し、外部気水分離器を１基固定して設けるものであるため、すでにボイラーを据え付け運転している場合には、改めて気水分離器を外部から設置することは不可能であった。
【０００６】
また、前記特許文献１では、第二気水分離器で分離されたドレンは全量ボイラーの下部管寄せに返送されるようにされているが、ドレン水質（ボイラー水水質）によっては、前記ドレンをボイラーへの給水として返送できないケースもあり、使い勝手が悪かった、一方、前記特許文献２では、蒸気純度向上器から排出されるドレンについて何ら記載がない。
【０００７】
本発明は、設置個所を限定することなく、ボイラーからの蒸気配管あるいは蒸気ヘッダーからの分岐配管などの任意の個所に付加して必要とする純度の蒸気を得ることができる利便性を高めた多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットを提供することことを目的とする。
【０００８】
さらに、本発明は、湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）の熱を回収してボイラーへの給水の加熱を行い、燃料の節減を図り、省エネルギーによる稼動コストの削減を可能にした多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニット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】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係る多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットは、ボイラーの蒸気取出管と接続可能とされた蒸気導入部と処理蒸気導出部とを有する湿り成分分離器と、該湿り成分分離器に設けられたドレン管と、からなることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
前記本発明の多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットは、ボイラーからの蒸気配管あるいは蒸気ヘッダーからの分岐配管など、例えば、高純度の蒸気を必要とする任意の個所に付加して使用することができ、利便性を有し、予めユニット化されているため取り扱いが容易である。なお、前記本発明を構成する前記湿り成分分離器は、サイクロン方式、フィルター方式等、気液を分離することができる任意の機器であってよい。
【００１１】
また、他の発明は、ボイラーの蒸気取出管と接続可能とされた蒸気導入部と処理蒸気導出部とを有する湿り成分分離器と、該湿り成分分離器に設けられ、ボイラーの給水タンクへの連繋部を有するドレン管と、からなることを特徴とする多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットである（請求項２）。
【００１２】
この発明の多管式貫流ボイラー用湿り成分分離器ユニットは、前記発明と同様に、ボイラーからの蒸気配管あるいは蒸気ヘッダーからの分岐配管などの任意の箇所に付加して使用することができるとともに、ユニットを構成するドレン管がボイラーの給水タンクへの連繋部を有する。したがって、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）の熱を回収してボイラーへの給水の加熱を行うことができ、燃料の節減を図り、省エネルギーによる稼動コストの削減が可能である。
【００１３】
前記発明の実施の一形態は、前記ドレン管の給水タンクへの連繋部が前記ボイラーの給水タンク内を通過させられた熱交換器であることを特徴とする（請求項３）。この実施の一形態によれば、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）の熱を回収し、給水との熱交換によりボイラーへの給水を加熱することができ、使用燃料の節減を図り、省エネルギーによる稼動コストの削減が可能である。
【００１４】
なお、前記の熱交換器による熱交換は、近年、脱ヒドラジン処理のために有機系防食剤や有機系脱酸素剤及び各種アミン等がボイラー水の処理に用いられた場合に有効である。すなわち、給水タンク内の温度の低い給水に、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）を供給した場合に、前記給水タンク内にスライムが生成されてストレーナや配管の閉塞を引き起こす懸念がある場合等に有効である。
【００１５】
前記発明の他の実施の一形態は、前記ドレン管の給水タンクへの連繋部が前記ボイラーの給水タンクへの連結部であることを特徴とする（請求項４）。この実施の一形態によっても、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）の熱を回収し、ボイラーへの給水を加熱することができ、使用燃料の節減を図り、省エネルギーによる稼動コストの削減が可能である。
【００１６】
なお、この実施の一形態は、前記湿り成分分離器で分離された前記ボイラー水（ドレン）を、直接前記ボイラーへの給水に混合するため、ボイラー水（ドレン）が無機系防食剤処理等されて、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）と混合した場合にもスライム生成のおそれがない場合に採用される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボイラーからの蒸気配管あるいは蒸気ヘッダーからの分岐配管など、任意の個所に付加して必要とする純度の蒸気を得るための仕様に合わせることができ、さらに、予めユニット化されているため取り扱いも容易である効果が得られる。また、前記効果とともに、燃料の節減を図り、省エネルギーによる稼動コストの削減が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の一形態を説明する。図１において、１は、上部管寄せ２と下部管寄せ３間に水管群４が設けられた多管式貫流ボイラーである。
【００１９】
前記多管式貫流ボイラー１には、気水分離器５が内蔵されており、該気水分離器５は、連結管６によって前記上部管寄せ２と連結され、蒸気取出管７を有し、さらに降水管８によって前記下部管寄せ３と結結されている。さらに前記下部管寄せ３には給水タンク９から導かれた給水管１０が連結されている。図中、１１は前記水管群４を側面から加熱するバーナである。
【００２０】
前記のごとき、多管式貫流ボイラー１に用いられる本発明の湿り成分分離器ユニットＡは、前記多管式貫流ボイラー１の蒸気取出管７と接続可能とされた蒸気導入部１２と処理蒸気導出部１３とを有する湿り成分分離器１４と、該湿り成分分離器１４に設けられたドレン管１５と、からなる。
【００２１】
図１に、その使用状態の一例が示されている。すなわち、前記湿り成分分離器ユニットＡを構成する湿り成分分離器１４の蒸気導入部１２が、前記多管式貫流ボイラー１の蒸気取出管７に接続され、処理蒸気導出部１３が蒸気ヘッダー１７等と接続されている。また、前記湿り成分分離器１４にはドレン管１５が設けられている。
【００２２】
前記図１では、さらに前記ドレン１５に前記給水タンク９への連繋部１６が形成されている。すなわち、前記連繋部１６が前記給水タンク９内を通過させられて、該給水タンク９内の水を加熱する熱交換器に形成されている。
【００２３】
前記構成では、前記給水タンク９から前記下部管寄せ３に供給された水は、前記バーナ１１によって前記水管群４が加熱されることにより、ボイラー水に含まれた気液混合水となって前記上部管寄せ２、前記連絡管６を通り、前記気水分離器５へ送られる。そして、前記気水分離器５により気液分離が行われ、分離されたボイラー水は降水管８を通って前記下部管寄せ３に戻される。
【００２４】
前記構成にあって、前記多管式貫流ボイラー１に負荷変動がある場合などに、前記気水分離器５によって、気液分離が十分に行われず、蒸気と分離しきれないボイラー水が蒸気とともに前記蒸気取出管７から、本発明の湿り成分分離器ユニットＡを構成する前記湿り成分分離器１４の蒸気導入部１２に供給されると、前記湿り成分分離器１４に至り、該湿り成分分離器１４において気液分離が行われ、純度の高い蒸気が前記処理蒸気導出部１３を通り、前記蒸気ヘッダー１７へ送られ、さらに必要とする系統に分岐させられてユースポイント（図示せず）へ送られる。
【００２５】
一方、前記湿り成分分離器１４で分離されたボイラー水（ドレン）は、前記ドレン管１５から排出されるが、該ドレン管１５には前記給水タンク９内を通過する連繋部１６が形成されている。しかも前記連繋部１６が熱交換器に形成されていることから、前記給水タンク９内の給水との熱交換が行われ、給水タンク９内の給水が加熱される。
【００２６】
前記のごとく、負荷変動などにより多量のボイラー水がキャリーオーバーした場合にも、前記本発明の湿り成分分離器ユニットＡを構成する前記湿り成分分離器１４によってキャリーオーバーしたボイラー水を分離することができ、ボイラー水を含まない純度の高い蒸気をユースポイントへ安定供給することができる。
【００２７】
さらに、前記湿り成分分離器１４により分離したボイラー水（ドレン）を給水タンク９内において、給水と熱交換することにより熱回収を行って熱損失を低減することができる。
【００２８】
以下に、図１を参考に具体的実施例について述べる。
【００２９】
ボイラー：最大蒸発量  ２．０ｔ／ｈ  ×  １基
給水量  ：１〜２．０ｔ／ｈ
総給水量：１３００ｔ／ｍｏｎｔｈ
ブロー率：１０％
燃料    ：Ａ重油
ボイラー効率：９０％
常用圧力：０．５〜０．７ＭＰａ
前記多管式貫流ボイラー装置において、キャリーオーバーしたボイラー水流量を実測したところ、３０〜１６０Ｌ／ｈのキャリーオーバーが確認された（キャリーオーバー率は平均６％）。
【００３０】
図１に示すように、湿り成分分離器１４を、前記蒸気ヘッダー１７より手前位置に設置し、キャリーオーバーしたボイラー水を分離した結果、キャリーオーバーしたボイラー水の９６％以上を、湿り成分分離器１４によって分離することが確認された。なお、前記湿り成分分離器１４はサイクロン式を採用した。
【００３１】
なお、分離したボイラー水は、有機系防食剤による水処理であり、給水温度が６０℃未満であり、スライム生成のおそれがあったため、前記の熱交換器によりボイラー水と給水間の熱交換を行って熱回収を図った。その結果、ボイラー水の温度は約１００℃低下し、交換した熱量から使用燃料の節約量を計算すると下記の通りであった。
【００３２】
１００×１３００×０．９×０．０６×０．９６÷（９０／１００×１００００）＝７４８ｋｇ／ｍｏｎｔｈ………（式１）
上記式１において、１００＝低下温度、１３００＝総給水量（／ｈ）×分離器効率（９６％）、０．９＝１−（ブロー率／１００）、０．０６＝キャリーオーバー率、０．９６＝分離効率、９０／１００＝燃焼効率、１００００＝燃料の低発熱量である。
【００３３】
図２に、他の湿り成分分離器ユニットＢが示されている。この湿り成分分離器ユニットＢが前記湿り成分分離器ユニットＡと異なるところは、前記湿り成分分離器ユニットＢを構成するドレン管１５が、前記図１にも示された前記給水タンク９への連繋部１６を含む点である。
【００３４】
また、前記湿り成分分離器ユニットＢが、前記蒸気ヘッダー１７から分岐された系統管１８に設けられている点が異なる。しかしながら、前記湿り成分分離器ユニットＢも蒸気配管の必要とする任意の箇所に着脱自在であることは図１の場合と同様である。なお、その他の部分には、図１と同様の符号を付してある。この実施の一形態によれば、蒸気ヘッダー１７から前記系統管１８、蒸気導入部１２、湿り成分分離器１４及び処理蒸気導出部１３を介して、特に高い蒸気純度が要求されるユースポイントに、集中して湿り成分が除去されてボイラー水を含まない純度の高い蒸気を送ることができる。
【００３５】
図３に、さらに他の実施の一形態が示されている。この実施の一形態が、前記図２の実施の一形態と異なるところは、前記湿り成分分離器ユニットＢの蒸気導入部１２が、前記多管式貫流ボイラー１の蒸気取出管７に接続され、処理蒸気導出部１３が蒸気ヘッダー１７と接続されている点である。また、前記ドレン管１５の給水タンク９への連繋部１６が前記給水タンク９への連結部とされている点が異なる。すなわち、前記湿り成分分離器１４で分離されたボイラー水（ドレン）を、前記給水タンク９内の給水に直接供給及び混合して熱及び水を回収する構成である。その他の部分には、図１及び図２と同様の符号を付してある。
【００３６】
なお、この実施の一形態は、ボイラー水が無機系防食処理等されて、前記湿り成分分離器で分離されたボイラー水（ドレン）と混合した場合にもスライム生成のおそれがない場合に採用される。
【００３７】
なお、前記図３の実施の一形態においても、前記図２の実施の一形態と同様に、本発明の湿り成分分離器ユニットＢを、前記蒸気ヘッダー１７からの分岐された系統管１８に設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係る湿り成分分離器ユニットが使用された多管式貫流ボイラーの回路図である。
【図２】本発明に係る他の湿り成分分離器ユニットが使用された多管式貫流ボイラーの回路図である。
【図３】本発明に係る他の湿り成分分離器ユニットが使用された多管式貫流ボイラーの回路図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    多管式貫流ボイラー
９    給水タンク
１２  蒸気導入部
１３  処理蒸気導出部
１４  湿り成分分離器
１５  ドレン管
１６  連繋部
【図１】
2005233541.tif 000003
【図２】
2005233541.tif 000004
【図３】
2005233541.tif 000005