(57)【要約】【課題】空気予熱器の蓄熱体を洗浄するための洗浄水について、その取扱い性を良好にする。【解決手段】空気予熱器１０８の蓄熱体に洗浄水を噴射するための洗浄ノズル２０１に導く給水経路２０３中に、イオン交換膜で区切られた一対の空間部のそれぞれに電極を保持する電解槽を内部に有して一対の空間部を可撓性材料で形成する電解槽形成体を水槽に貯えられた水に浸して保持し、電解槽に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する複数個のアルカリイオン整水器を並列接続したアルカリイオン整水ユニット２０５と、当該ユニット２０５をバイパスさせるバイパス経路２０６とを設け、蓄熱体洗浄後の洗浄水を排水場に導く排水経路２０９を通る排水のＰＨ値をＰＨ測定器２１０で測定し、測定された排水のＰＨ値が上がるに従い、アルカリイオン整水ユニット２０５からのアルカリイオン水の排水量を減少させてバイパス経路を通過する水量を増加させるようにした。【選択図】図２
2007147121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気予熱器の蓄熱体に洗浄水を噴射するための洗浄ノズルと、
給水場から給水ポンプによって給水された水を前記ノズルに導く給水経路と、
前記洗浄ノズルから噴射されて前記蓄熱体を洗浄した水を排水場に導く排水経路と、
イオン交換膜で区切られた一対の空間部のそれぞれに電極を保持する電解槽を内部に有して前記一対の空間部を形成する少なくとも一部領域が可撓性材料により形成された電解槽形成体を水槽に貯えられた水に浸して保持し、前記電解槽に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する複数個のアルカリイオン整水器を、前記給水経路に対して並列接続させたアルカリイオン整水ユニットと、
前記給水経路中に配置されて前記アルカリイオン整水ユニットをバイパスさせるバイパス経路と、
前記給水ポンプと前記各アルカリイオン整水器との間にそれぞれ設けられて当該各アルカリイオン整水器に対する給水を開閉する第１の電磁バルブと、
前記バイパス経路に設けられて当該バイパス経路を通過する水量を調整する第２の電磁バルブと、
前記排水経路中に配置され、当該排水経路を通る排水のＰＨ値を測定して測定値を出力するＰＨ測定器と、
前記ＰＨ測定器の出力を取り込み、測定された排水のＰＨ値が上がるに従い、給水する前記アルカリイオン整水器の個数を減少させるように前記第１の電磁バルブを駆動制御し、前記バイパス経路を通過する水量を増加させるように前記第２の電磁バルブを駆動制御する手段と、
を備える空気予熱器の水洗装置。
【請求項２】
空気予熱器の蓄熱体に洗浄水を噴射するための洗浄ノズルと、
給水場から給水ポンプによって給水された水を前記ノズルに導く給水経路と、
前記洗浄ノズルから噴射されて前記蓄熱体を洗浄した水を排水場に導く排水経路と、
イオン交換膜で区切られた一対の空間部のそれぞれに電極を保持する電解槽を内部に有して前記一対の空間部を形成する少なくとも一部領域が可撓性材料により形成された電解槽形成体を水槽に貯えられた水に浸して保持し、前記電解槽に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する複数個のアルカリイオン整水器を、前記給水経路に対して並列接続させたアルカリイオン整水ユニットと、
前記給水経路中に配置されて前記アルカリイオン整水ユニットをバイパスさせるバイパス経路と、
前記給水ポンプと前記各アルカリイオン整水器との間にそれぞれ設けられて当該各アルカリイオン整水器に供給する水量を調整する第１の電磁バルブと、
前記バイパス経路に設けられて当該バイパス経路を通過する水量を調整する第２の電磁バルブと、
前記排水経路中に配置され、当該排水経路を通る排水のＰＨ値を測定して測定値を出力するＰＨ測定器と、
前記ＰＨ測定器の出力を取り込み、測定された排水のＰＨ値が上がるに従い、前記アルカリイオン整水器に対する給水量を減少させるように前記第１の電磁バルブを駆動制御し、前記バイパス経路を通過する水量を増加させるように前記第２の電磁バルブを駆動制御する手段と、
を備える空気予熱器の水洗装置。
【請求項３】
前記アルカリイオン整水器は、並列接続された複数個の前記電解槽形成体を備える、請求項１又は２記載の空気予熱器の水洗装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスダクトと送風ダクトとの間に配置され、排ガスと燃焼用空気との間で熱交換を行なう空気予熱器の蓄熱体を水洗するための空気予熱器の水洗装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば火力発電所で用いられるボイラに連結された排ガスダクトと送風ダクトとの間に空気予熱器を配置し、排ガスと燃焼用空気との間で熱交換を行なうことで、ボイラに送り込む空気の温度を上昇させて燃焼効率を向上させるようにしている。このような空気予熱器としては、蓄熱体として回転フィンを用いる回転式の空気予熱器と、蓄熱体として固定フィンを用いる固定式の空気予熱器とがある。特許文献１には、回転式の空気予熱器が開示されている。特許文献２には、回転式と固定式との両方の空気予熱器が開示されている。
【０００３】
空気予熱器を運転する間には、回転式及び固定式という空気予熱機の種類を問わず、ボイラからの排ガスが蓄熱体を通過することにより、蓄熱体には硫黄分を含んだ硫酸ミストと燃焼灰とが付着する。これにより、蓄熱体を腐食させてしまう。そこで、例えば定期点検時等のようなボイラの停止時には、蓄熱体の水洗が必要である。ところが、硫酸は水と結合することにより対象物の腐食を進行させることから、洗浄水には酸腐食を抑制する薬剤を添加する必要がある。特許文献３は、洗浄水に酸腐食抑制剤を添加して蓄熱体の腐食を抑制するようにすることを記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１９８２９４号公報
【特許文献２】特開２００４−１４３８０２公報
【特許文献３】特開平１１−０３７６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
洗浄水に添加する酸腐食を抑制する薬剤としては、例えば苛性ソーダが用いられる。洗浄水に苛性ソーダを添加することで洗浄水をアルカリ性にし、洗浄対象物である蓄熱体の腐食を抑制するわけである。
【０００６】
ところが、苛性ソーダは劇物であり、手に触れたり目に入ったりすると人体に悪影響を及ぼすため、その取扱いには細心の注意を払わなければならない。このため、取扱い性が悪いという問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、空気予熱器の蓄熱体を洗浄するための洗浄水について、その取扱い性を良好にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の空気予熱器の水洗装置は、空気予熱器の蓄熱体に洗浄水を噴射するための洗浄ノズルと、給水場から給水ポンプによって給水された水を前記ノズルに導く給水経路と、前記洗浄ノズルから噴射されて前記蓄熱体を洗浄した水を排水場に導く排水経路と、イオン交換膜で区切られた一対の空間部のそれぞれに電極を保持する電解槽を内部に有して前記一対の空間部を形成する少なくとも一部領域が可撓性材料により形成された電解槽形成体を水槽に貯えられた水に浸して保持し、前記電解槽に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する複数個のアルカリイオン整水器を、前記給水経路に対して並列接続させたアルカリイオン整水ユニットと、前記給水経路中に配置されて前記アルカリイオン整水ユニットをバイパスさせるバイパス経路と、前記給水ポンプと前記各アルカリイオン整水器との間にそれぞれ設けられて当該各アルカリイオン整水器に対する給水を開閉する第１の電磁バルブと、前記バイパス経路に設けられて当該バイパス経路を通過する水量を調整する第２の電磁バルブと、前記排水経路中に配置され、当該排水経路を通る排水のＰＨ値を測定して測定値を出力するＰＨ測定器と、前記ＰＨ測定器の出力を取り込み、測定された排水のＰＨ値が上がるに従い、給水する前記アルカリイオン整水器の個数を減少させるように前記第１の電磁バルブを駆動制御し、前記バイパス経路を通過する水量を増加させるように前記第２の電磁バルブを駆動制御する手段と、を備える。
【０００９】
別の面から見た本発明の空気予熱器の水洗装置は、空気予熱器の蓄熱体に洗浄水を噴射するための洗浄ノズルと、給水場から給水ポンプによって給水された水を前記ノズルに導く給水経路と、前記洗浄ノズルから噴射されて前記蓄熱体を洗浄した水を排水場に導く排水経路と、イオン交換膜で区切られた一対の空間部のそれぞれに電極を保持する電解槽を内部に有して前記一対の空間部を形成する少なくとも一部領域が可撓性材料により形成された電解槽形成体を水槽に貯えられた水に浸して保持し、前記電解槽に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する複数個のアルカリイオン整水器を、前記給水経路に対して並列接続させたアルカリイオン整水ユニットと、前記給水経路中に配置されて前記アルカリイオン整水ユニットをバイパスさせるバイパス経路と、前記給水ポンプと前記各アルカリイオン整水器との間にそれぞれ設けられて当該各アルカリイオン整水器に供給する水量を調整する第１の電磁バルブと、前記バイパス経路に設けられて当該バイパス経路を通過する水量を調整する第２の電磁バルブと、前記排水経路中に配置され、当該排水経路を通る排水のＰＨ値を測定して測定値を出力するＰＨ測定器と、前記ＰＨ測定器の出力を取り込み、測定された排水のＰＨ値が上がるに従い、前記アルカリイオン整水器に対する給水量を減少させるように前記第１の電磁バルブを駆動制御し、前記バイパス経路を通過する水量を増加させるように前記第２の電磁バルブを駆動制御する手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アルカリイオン整水ユニットによって生成されたアルカリイオン水は、安全性の面で問題がないため、その取扱い性を良好にすることができ、ひいては、空気予熱器の蓄熱体の水洗作業の作業性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の一形態を図１ないし図１０に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、火力発電所のプラント構成を概略的に示す模式図である。発電機１０１のロータ１０１ａを回転させる動力として用いられている蒸気タービン１０２は、ボイラ１０３での燃焼によって発生した水蒸気によって回転駆動する。ボイラ１０３での燃焼は、燃料タンク１０４から送り込まれてバーナー１０５から噴射される燃料と、押込送風機１０６によって送風ダクト１０７に押込まれてバーナー１０５に送風された燃焼用空気とによって行われる。この際、燃焼効率を向上させるために、燃焼用空気を空気予熱器１０８で予熱する。空気予熱器１０８は、ボイラ１０３からの排ガスダクト１０９と送風ダクト１０７との間に配置され、ボイラ１０３からの排ガスによって温められた蓄熱体（図示せず）の熱を送風ダクト１０７を通る燃焼用空気に伝達する。つまり、空気予熱器１０８は、排ガスと燃焼用空気との間で熱交換を行なう構造である。
【００１３】
本実施の形態において、空気予熱器１０８は、フィン等の蓄熱体を回転させる回転式であっても蓄熱体を回転させない固定式であっても、いずれでも良い。
【００１４】
図２は、空気予熱器１０８の水洗装置全体のシステム構成を示す模式図である。水洗装置は、空気予熱器１０８の蓄熱体に洗浄ノズル２０１から洗浄水を噴射する構造を有している。洗浄ノズル２０１から噴射させる洗浄水は、図示しない給水場に設置された貯水タンク２０２に貯えられてこの貯水タンク２０２から給水経路２０３を介して洗浄ノズル２０１に導かれた水を主体とする。貯水タンク２０２に貯水された水は、給水ポンプ２０４により汲み上げられ、洗浄ノズル２０１に導かれる。その給水過程で、給水経路２０３には、アルカリイオン整水ユニット２０５とバイパス経路２０６とミキシングヒータ２０７とが介在配置されている。
【００１５】
アルカリイオン整水ユニット２０５は、貯水タンク２０２から給水ポンプ２０４によって汲み上げられた水をアルカリイオン水に整水する。本実施の形態では、こうして生成されたアルカリイオン水を洗浄水として使用する。その詳細については後述する。
【００１６】
バイパス経路２０６は、給水経路２０３中に配置され、アルカリイオン整水ユニット２０５をバイパスする給水経路を形成する。
【００１７】
ミキシングヒータ２０７は、アルカリイオン整水ユニット２０５及びバイパス経路２０６を通った洗浄水に補助蒸気をミキシングさせる。
【００１８】
水洗装置は、洗浄ノズル２０１から噴射されて洗浄ノズル２０１の蓄熱体を洗浄した洗浄水を図示しない排水場に設置された排水層２０８に導く排水経路２０９を備えている。この排水経路２０９中には、排水経路２０９を通る排水のＰＨ値を測定するためのＰＨ測定器２１０が配置されている。ＰＨ測定器２１０は、排水のＰＨ濃度を測定し、測定したＰＨ濃度を電気的な信号として出力する。
【００１９】
図３は、給水経路２０３中に配置されたアルカリイオン整水ユニット２０５とバイパス経路２０６とを示すブロック図である。アルカリイオン整水ユニット２０５は、Ｎ個のアルカリイオン整水器３０１を給水経路２０３に対して並列接続させた構成を有している。アルカリイオン整水器３０１は、一例として、１０個〜３０個程度設けられている。
【００２０】
給水経路２０３中には、給水ポンプ２０４とそれぞれのアルカリイオン整水器３０１との間に位置させて、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１が設けられている。これらの第１の電磁バルブ２１１は、アルカリイオン整水器３０１について一つずつ設けられている。第１の電磁バルブ２１１は、一例として、アルカリイオン整水器３０１に対する給水を開閉する電磁バルブによって構成されている。他の一例として、第１の電磁バルブ２１１は、アルカリイオン整水器３０１に対する給水を調節する電磁調整バルブによって構成されていても良い。
【００２１】
バイパス経路２０６中には、第２の電磁バルブ２１２が設けられている。第２の電磁バルブ２１２は、バイパス経路２０６を通過する水量を調整する電磁調整バルブによって構成されている。
【００２２】
なお、貯水タンク２０２から水を汲み上げる給水ポンプ２０４は、図示しない減圧弁を備えている。
【００２３】
図４は、アルカリイオン整水器３０１の側面図である。図５は、図４中のＡ−Ａ断面図（アルカリイオン整水器の縦断正面図）である。アルカリイオン整水器３０１は、イオン交換膜３０２で区切られた一対の空間部３０４ａ，３０４ｂのそれぞれに電極３０３ａ，３０３ｂを保持する電解槽３０４を内部に有し、一対の空間部３０４ａ，３０４ｂを形成する領域が可撓性材料により形成された電解槽形成体３０５を主体に構成され、この電解槽形成体３０５を水槽３０６に貯えられた水に浸して保持し、電解槽３０４に導かれた水をアルカリイオン水に整水して排出する構造のものである。以下、詳細に説明する。
【００２４】
アルカリイオン整水器３０１のハウジング３０７は、給水ポンプ２０４によって貯水タンク２０２から汲み上げられた水を貯える水槽３０６を構成する。水槽３０６内には、複数個の電解槽３０４が保持されている。これらの電解槽３０４は、給水された水を電離してアルカリイオン水と酸性イオン水とを生成する。
【００２５】
ハウジング３０７には、給水ポンプ２０４によって貯水タンク２０２から汲み上げられた水を水槽３０６の内部に導入する導入口３０８と、電解槽３０４内で生成されたアルカリイオン水を吐水するアルカリ水吐水口３０９と、酸性イオン水を排出する酸性水排出口３１０とが設けられている。導入口３０８は、水槽３０６の内部でハウジング３０７に固定された給水パイプ３１１に連通している。給水パイプ３１１は、各電解槽形成体３０５の下端で一方の電解槽３０４に連通している。アルカリ水吐水口３０９は、水槽３０６の内部でハウジング３０７に固定されたアルカリ水吐水パイプ３１２に連通している。アルカリ水吐水パイプ３１２は、各電解槽形成体３０５の上端で一方の電解槽３０４に連通している。アルカリ水吐水パイプ３１２が連通する一方の電解槽３０４は、給水パイプ３１１が連通している方の電解槽３０４である。酸性水排出口３１０は、水槽３０６の内部でハウジング３０７に固定された酸性水排水パイプ３１３に連通している。酸性水排水パイプ３１３は、各電解槽形成体３０５の上端で他方の電解槽３０４に連通している。酸性水排水パイプ３１３が連通する他方の電解槽３０４は、給水パイプ３１１が連通していない方の電解槽３０４である。各電解槽形成体３０５は、給水パイプ３１１とアルカリ水吐水パイプ３１２と酸性水排水パイプ３１３とに連結されることで、水槽３０６に貯えられた水に浸した状態でハウジング３０７に保持されている。
【００２６】
電解槽３０４を構成する電解槽形成体３０５は、可撓性材料である可撓膜によって形成されている。この可撓性膜としては、一例として、厚さが０．３ｍｍ程度のプラスチックシートが用いられている。電解槽形成体３０５は、電解槽３０４内にイオン交換膜３０２を固定し、このイオン交換膜３０２によって電解槽３０４内を２つの空間部３０４ａ，３０４ｂに区切っている。これらの２つの空間部３０４ａ，３０４ｂのそれぞれには、イオン交換膜３０２に対向する領域に一対の電極３０３ａ，３０３ｂが配置されている。各電極３０３ａ，３０３ｂは、ハウジング３０７に設けられた端子部３１４ａ，３１４ｂに接続配線３１５ａ，３１５ｂによって接続されている。このような各電極３０３ａ，３０３ｂは、例えば、メッシュ状のプラスチックシート等からなりイオン交換膜と略同等の大きさを有する一対のスペーサ３１６ａ，３１６ｂの一方の面にそれぞれ取り付けられ、これによってイオン交換膜３０２に対向する領域に位置付けられている。スペーサ３１６ａ，３１６ｂは、各空間部３０４ａ，３０４ｂ内でイオン交換膜３０２を挟持するように配置されている。
【００２７】
本実施の形態では、電解槽形成体３０５が全体的に可撓膜によって形成されているが、別の実施の形態として、電解槽形成体３０５は、２つの空間部３０４ａ，３０４ｂを形成する一部領域のみが可撓膜等の可撓性部材によって形成されていれば良い。
【００２８】
前述したように、電解槽形成体３０５は、水槽３０６に貯えられた水に浸して保持されている。そのための給水構造として、給水パイプ３１１の先端部には、水槽３０６内に連通する微小な連通孔３１７が設けられている。これにより、導入口３０８から給水パイプ３１１に導入された水が水槽３０６内に給水され、各電解槽形成体３０５が水槽３０６内に貯まった水に浸される。
【００２９】
また、本実施の形態では、酸性水排水パイプ３１３の先端部にも水槽３０６内に連通する微小な連通孔３１８が形成されている。これにより、水槽３０６内に貯まった水は、その連通孔３１８を介して酸性水排水パイプ３１３から酸性イオン水と共に酸性水排出口３１０に排出されるようになっている。このため、水は水槽３０６の上部領域にまで満たされず、水槽３０６の上部領域には空気が残留している空気領域３１９が形成される。もっとも、別の実施の形態として、水槽３０６内に貯まった水を外部に排出する排出口を水槽３０６に設け、酸性イオン水とは別に外部に排出するようにしてもよい。
【００３０】
図６は、一つのアルカリイオン整水器３０１を縦断面表示するアルカリイオン整水ユニット２０５全体のブロック図である。アルカリイオン整水ユニット２０５は、各アルカリイオン整水器３０１を給水経路２０３に接続する。つまり、給水経路２０３中に配置されたＶ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１の後段に、各アルカリイオン整水器３０１の導入口３０８を連結する。そして、各アルカリイオン整水器３０１のアルカリ水吐水口３０９は、洗浄ノズル２０１に連絡する給水経路２０３に連結する。また、アルカリイオン整水器３０１の酸性水排出口３１０から排出される酸性イオン水は、排水として回収する。このような接続構造を採用することで、各アルカリイオン整水器３０１が給水経路２０３に接続される。
【００３１】
ここで、アルカリ水吐水口３０９と給水経路２０３との接続部分には、流量スイッチ３２０が設けられている。また、酸性水排出口３１０の途中には、電磁バルブ３２１が設けられている。そこで、酸性水排出口３１０から排出される酸性イオン水の排出量は、電磁バルブ３２１の開閉によって制御可能となっている。そして、電磁バルブ３２１は、流量スイッチ３２０からの信号に基づいて開閉動作が制御される。このような制御は、本実施の形態の水洗装置が備える後述する制御部４０１によって行われる。
【００３２】
図７は、電解槽が変形した状態を示すアルカリイオン整水器３０１の縦断正面図である。アルカリイオン整水器３０１の動作について次に説明する。
【００３３】
上述したように、アルカリイオン整水器３０１は給水経路２０３に接続されているため、電解槽３０４内には給水パイプ３１１から水が所定の圧力で供給されており、また、電解槽３０４内で生成されたアルカリイオン水がアルカリ水吐水パイプ３１２を介して洗浄ノズル２０１に所定の流量で供給される。本実施の形態では、こうして洗浄ノズル２０１に供給されるアルカリイオン水を洗浄水として用いている。この際、制御部４０１は、電解槽３０４内の２つの電極３０３ａ，３０３ｂ間に所定の電圧を印加する。また、制御部４０１は、アルカリ水吐水パイプ３１２と給水経路２０３との間に設けられた流量スイッチ３２０からの信号によってアルカリイオン水の流通を検出すると、酸性水排水パイプ３１３に設けられた電磁バルブ３２１を開放し、排出口１２０から酸性イオン水を排出させる。
【００３４】
給水パイプ３１１を介して電解槽３０４の下端部側から電解槽３０４内に供給された水は、イオン交換膜３０２で区切られた両側の空間部３０４ａ，３０４ｂにそれぞれ流れ込む。この際、両電極３０３ａ，３０３ｂ間には所定の電圧が印加されているため、電解槽３０４内、すなわち、イオン交換膜３０２と電極３０３ａ，３０３ｂとの間を通過する際に、水道水は水素イオンＨ＋ と水酸イオンＯＨ− とに電離し、水素イオンＨ＋ がイオン交換膜３０２を介して一方の空間に集まることで、アルカリイオン水と酸性イオン水とが生成される。すなわち、２つの空間のうちの−電極（陰極）１７ｂ側の空間部３０４ｂでは、イオン交換膜３０２を通過して水素イオンＨ＋ が集まり、水（２Ｈ２ Ｏ）は、電子（２ｅ− ）によりＨ２ ＋２ＯＨ− に整水され、アルカリイオン水が生成される。一方、＋電極（陽極）１７ａ側の空間部３０４ａでは、水（２Ｈ２ Ｏ）は、Ｏ２ ＋４Ｈ＋ ＋４ｅ− に整水され、酸性イオン水が生成される。このように水は、この電解槽３０４を通過する際に連続的に電離され、これにより生成されたアルカリイオン水が洗浄ノズル２０１に向けて供給されると共に、酸性イオン水が酸性水排出口３１０から排出される。
【００３５】
ここで、アルカリ水吐水パイプ３１２内の流れが発生又は停止する時刻と、流量スイッチ３２０がそれを感知して電磁バルブ３２１が開閉される時刻との間には、若干のタイムラグが発生する。このタイムラグによって生じる流水の慣性作用により、電解槽３０４内のアルカリイオン水側の空間部３０４ｂと酸性イオン水側の空間部３０４ａとの内部圧力に差が生じてしまう。イオン交換膜は、例えば、膜厚が１２μｍ程度であるため、この圧力差によってイオン交換膜３０２が変形して破損する虞がある。これに対して、本実施の形態のアルカリイオン整水器３０１では、電解槽３０４が可撓性部材である可撓膜で形成されているため、２つの空間部３０４ａ，３０４ｂに圧力差が生じたとしても、図７に示すように、電解槽３０４自体が内側に変形することでこの圧力差が吸収されるため、イオン交換膜３０２の変形による破損を防止することができる。
【００３６】
また、電解槽３０４内には、上述したように、電極３０３ａ，３０３ｂとイオン交換膜３０２との間にスペーサ３１６ａ，３１６ｂが設けられており、これらのスペーサ３１６ａ，３１６ｂによってイオン交換膜３０２が挟持されている。したがって、これらのスペーサ３１６ａ，３１６ｂによってもイオン交換膜３０２の変形が抑えられ、電解槽３０４の内部圧力差によるイオン交換膜３０２の破損をより確実に防止することができる。
【００３７】
また、電解槽３０４の変形によって２つの空間部３０４ａ，３０４ｂの圧力差を吸収するためには、電解槽３０４は、比較的高い柔軟性を有する必要があり、例えば、イオン交換膜３０２よりも柔軟性を有することが好ましい。この条件を満たすために、電解槽３０４は、比較的膜厚の薄いプラスチックフィルムからなる可撓膜で形成されている。このため、電解槽３０４は、それ自体では給水パイプ３１１を介して電解槽３０４内に供給される水の圧力に耐えられず破壊されてしまう虞がある。これに対して、本実施の形態では、給水パイプ３１１を介して電解槽３０４内に水が供給される際、給水パイプ３１１の先端部の連通孔３１７から水槽３０６内にも水が供給され、水槽３０６内に貯まった水の中に各電解槽３０４が保持されることになる。このため、水槽３０６内の水の圧力は、電解槽３０４内に供給された水と略同一の圧力に保持され、電解槽３０４の外面にも、その内面と略同一の水圧がかかる。したがって、電解槽３０４内に供給される水によって電解槽３０４の内面に比較的高い圧力がかかった場合でも、電解槽３０４の外面にも略同一の圧力がかかることになり、電解槽３０４自体も水圧の変化に伴う変形によって破損することはない。
【００３８】
また、水槽３０６に蓄えられた水は、酸性水排水パイプ３１３に設けられた連通孔３１８から酸性イオン水と共に外部に排出されるようになっている。これにより、水槽３０６内には水が満充填されず、連通孔３１８の上部側には空気が残留している空気領域３１９が形成される。このため、上述した電解槽３０４内の圧力差に伴う電解槽３０４の変形が水槽３０６に蓄えられた水によって妨げられることがなく、イオン交換膜３０２の破損を防止することができる。つまり、電解槽３０４内の圧力差により電解槽３０４が変形した場合、水槽３０６内の容積が変化する。この場合、水槽３０６に貯えられた水自体は実質的に容積変化しないため、水槽３０６内に水が満充填されていると、満充填されている水によって電解槽３０４の変形が妨げられる。これに対して、水槽３０６内に空気領域３１９が形成されていれば、電解槽３０４が変形した場合にこの空気領域３１９が容積変化するため、電解槽３０４の変形が妨げられることがない。したがって、水槽３０６内に空気領域３１９を設けておくことで、イオン交換膜３０２の破損をより確実に防止することができる。
【００３９】
なお、このような空気領域３１９の容積は、特に限定されないが、水槽３０６内の容積の２０〜３０％程度の大きさであることが好ましい。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態のアルカリイオン整水器３０１では、水を比較的高い水圧で供給しても、イオン交換膜３０２及び電解槽３０４が破損することがないため、所定数の電解槽３０４を並設することで、一例として、１００（Ｌ／分）程度の流量でアルカリイオン水を生成することができる。
【００４１】
図８は、水洗装置における各部の電気的接続のブロック図である。制御部４０１は、必要な制御プロセスや各種定義等を予め集積回路内に組み込んだ例えばシーケンサによって構成されている。別の一例としては、制御部４０１をプログラムによって動作するマイクロコンピュータによって構成しても良い。このような制御部４０１には、ＰＨ測定器２１０が接続されてＰＨ測定器２１０の出力が制御部４０１に取り込まれる。また、制御部４０１には、給水ポンプ２０４、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１、第２の電磁バルブ２１２、及びアルカリイオン整水器３０１が接続されている。これらの各部は、制御部４０１により駆動制御される。
【００４２】
図９は、ＰＨ値に対する各電磁バルブの動作状態を定義するバルブ状態定義４０２の一例を示す模式図である。図９に例示するバルブ状態定義４０２は、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１として、アルカリイオン整水器３０１に対する給水を開閉する電磁バルブが用いられている場合に適用される。バルブ状態定義４０２は、ＰＨ値に対する第１の電磁バルブ２１１の開閉と第２の電磁バルブ２１２の開度とを定義する。図９中、「Ｏ」は第１の電磁バルブ２１１を開くことを意味し、「Ｃ」は第１の電磁バルブ２１１を閉じることを意味する。また、図９中、第２の電磁バルブ２１２の開度はパーセントで定義されている。このようなバルブ状態定義４０２は、制御部４０１を構成する集積回路内のシーケンスの一部として組み込まれている。あるいは、制御部４０１がプログラムによって動作するマイクロコンピュータによって実現される場合には、プログラムの一部として、又は、プログラムが参照するテーブルとして定義されている。
【００４３】
空気予熱器１０８の蓄熱体の洗浄動作に際して、制御部４０１は図９に示すバルブ状態定義４０２を参照して各部を駆動制御する。つまり、制御部４０１は、給水ポンプ２０４を駆動制御して、貯水タンク２０２に貯えられた水を給水ポンプ２０４によって汲み上げ、給水経路２０３からアルカリイオン整水ユニット２０５に供給する。この際、制御部４０１は、アルカリイオン整水ユニット２０５が有する各アルカリイオン整水器３０１について、前述したような制御を行ない、アルカリイオン整水器３０１がアルカリイオン水を生成可能な状態にしておく。洗浄動作の当初において、制御部４０１は、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１を開状態に駆動制御し、バイパス経路２０６の開閉及び開閉度を制御する第２の電磁バルブ２１２の開度を０％、つまり全閉状態に駆動制御する。これにより、貯水タンク２０２に貯えられた水が給水ポンプ２０４によって汲み上げてアルカリイオン整水ユニット２０５に供給され、このアルカリイオン整水ユニット２０５によって前述したようにアルカリイオン水が生成される。アルカリイオン整水ユニット２０５から排水されたアルカリイオン水にはミキシングヒータ２０７によって補助蒸気が混合され、洗浄ノズル２０１に供給される。これにより、アルカリイオン水は洗浄ノズル２０１から洗浄水として噴射され、空気予熱器１０８の蓄熱体を洗浄する。
【００４４】
洗浄当初、空気予熱器１０８の蓄熱体には硫酸ミストが付着しているため、蓄熱体は強酸状態にある。このような蓄熱体にアルカリイオン水である洗浄水が吹き付けられるため、蓄熱体の硫酸ミストが洗い流されるに従い、蓄熱体は徐々に中性状態に変化する。このため、蓄熱体を洗浄した使用後の洗浄水も、徐々に中性状態に変化していく。これをＰＨ値で見ると、一例として、洗浄当初の使用後洗浄水のＰＨ値は２程度であったものが、徐々に上昇することになる。本実施の形態では、使用後の洗浄水のＰＨ値が７程度に中和されたならば、アルカリイオン整水ユニット２０５によるアルカリイオン水の生成を停止し、貯水タンク２０２から汲み上げた水を直接的に洗浄ノズル２０１に供給するようにしている。このような動作は、制御部４０１による各部の制御により実現される。
【００４５】
つまり、使用後の洗浄水は排水経路２０９を通って排水層２０８に排水されるが、その過程で、ＰＨ測定器２１０によってＰＨ値が測定される。ＰＨ測定器２１０が出力する測定値は、制御部４０１に取り込まれる。制御部４０１は、図９に例示するバルブ状態定義４０２に従い、取り込んだＰＨ測定値に応じて第１の電磁バルブ２１１及び第２の電磁バルブ２１２を駆動制御する。図９に例示するバルブ状態定義４０２より明らかなように、ＰＨ値が上がるに従い、給水するアルカリイオン整水器３０１の個数を減少させるように第１の電磁バルブ２１１が駆動制御され、バイパス経路２０６を通過する水量を増加させるように第２の電磁バルブ２１２が駆動制御される。したがって、使用後の洗浄水のＰＨ値が上がるほど、第２の電磁バルブ２１２の開度が増大してバイパス経路２０６を通る水量が増大することになる。
【００４６】
ここで、アルカリイオン整水器３０１は、前述したように、アルカリイオン水の生成能力が１００（Ｌ／分）程度である。このため、例えばアルカリイオン整水器３０１を１０台設けた場合のアルカリイオン水の生成能力は１０００（Ｌ／分）程度、アルカリイオン整水器３０１を３０台設けた場合のアルカリイオン水の生成能力は３０００（Ｌ／分）程度となる。これに対して、空気予熱器１０８の蓄熱体を洗浄するための洗浄水の供給量は、一例として、３０００〜３５００（Ｌ／分）程度であることが望ましい。このためには、より多くのアルカリイオン整水器３０１を組み込んだアルカリイオン整水ユニット２０５とするか、あるいは、個々のアルカリイオン整水器３０１のアルカリイオン水の生成能力を向上させる必要がある。これに対して、バイパス経路２０６では、単に水が通過するに過ぎないため、アルカリイオン整水ユニット２０５で生成するアルカリイオン水の流量に比べて、より多くの流量を得ることができる。そこで、本実施の形態では、使用後の洗浄水のＰＨ値が上がるほど必要とするアルカリイオン水の量が少なくなることを考慮し、排水のＰＨ値が上がるほど、給水するアルカリイオン整水器３０１の個数を減少させるように第１の電磁バルブ２１１を駆動制御し、バイパス経路２０６を通過する水量を増加させるように第２の電磁バルブ２１２を駆動制御する。これにより、洗浄ノズル２０１に対する給水量を増大させ、洗浄効率を向上させることができる。
【００４７】
図１０は、ＰＨ値に対する各電磁バルブの動作状態を定義するバルブ状態定義４０２の別の一例を示す模式図である。図１０に例示するバルブ状態定義４０２は、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１として、アルカリイオン整水器３０１に対する給水を調節する電磁調整バルブが用いられている場合に適用される。バルブ状態定義４０２は、ＰＨ値に対する第１の電磁バルブ２１１の開度と第２の電磁バルブ２１２の開度とを定義する。図１０中、第１の電磁バルブ２１１及び第２の電磁バルブ２１２の開度は、パーセントで定義されている。このようなバルブ状態定義４０２は、制御部４０１を構成する集積回路内のシーケンスの一部として組み込まれている。あるいは、制御部４０１がプログラムによって動作するマイクロコンピュータによって実現される場合には、プログラムの一部として、又は、プログラムが参照するテーブルとして定義されている。
【００４８】
空気予熱器１０８の蓄熱体の洗浄動作に際して、制御部４０１は図１０に示すバルブ状態定義４０２を参照して各部を駆動制御する。つまり、制御部４０１は、給水ポンプ２０４を駆動制御して、貯水タンク２０２に貯えられた水を給水ポンプ２０４によって汲み上げ、給水経路２０３からアルカリイオン整水ユニット２０５に供給する。この際、制御部４０１は、アルカリイオン整水ユニット２０５が有する各アルカリイオン整水器３０１について、前述したような制御を行ない、アルカリイオン整水器３０１がアルカリイオン水を生成可能な状態にしておく。洗浄動作の当初において、制御部４０１は、Ｖ１〜Ｖｎまでの第１の電磁バルブ２１１の開度を１００％、つまり全開状態に駆動制御し、バイパス経路２０６の開閉及び開閉度を制御する第２の電磁バルブ２１２の開度を０％、つまり全閉状態に駆動制御する。これにより、貯水タンク２０２に貯えられた水が給水ポンプ２０４によって汲み上げてアルカリイオン整水ユニット２０５に供給され、このアルカリイオン整水ユニット２０５によって前述したようにアルカリイオン水が生成される。アルカリイオン整水ユニット２０５から排水されたアルカリイオン水にはミキシングヒータ２０７によって補助蒸気が混合され、洗浄ノズル２０１に供給される。これにより、アルカリイオン水は洗浄ノズル２０１から洗浄水として噴射され、空気予熱器１０８の蓄熱体を洗浄する。
【００４９】
前述したように、強酸状態にある空気予熱器１０８の蓄熱体にアルカリイオン水である洗浄水が吹き付けられると、蓄熱体の硫酸ミストが洗い流され、蓄熱体は徐々に中性状態に変化する。このため、蓄熱体を洗浄した使用後の洗浄水も、徐々に中性状態に変化していく。そこで、図１０に示すバルブ状態定義４０２を参照して制御部４０１が各部を駆動制御する場合においても、洗浄当初２程度であった使用後の洗浄水のＰＨ値が徐々に上昇し、ＰＨ値が７程度に中和されたならば、アルカリイオン整水ユニット２０５によるアルカリイオン水の生成を停止し、貯水タンク２０２から汲み上げた水を直接的に洗浄ノズル２０１に供給する。このような制御を行なうために、制御部４０１は、図１０に例示するバルブ状態定義４０２に従い、取り込んだＰＨ測定値に応じて第１の電磁バルブ２１１及び第２の電磁バルブ２１２を駆動制御する。図１０に例示するバルブ状態定義４０２より明らかなように、ＰＨ値が上がるに従い、アルカリイオン整水器３０１に対する給水量を減少させるように第１の電磁バルブ２１１が駆動制御され、バイパス経路２０６を通過する水量を増加させるように第２の電磁バルブ２１２が駆動制御される。したがって、使用後の洗浄水のＰＨ値が上がるほど、第２の電磁バルブ２１２の開度が増大してバイパス経路２０６を通る水量が増大することになる。
【００５０】
このように、図１０に示すバルブ状態定義４０２を参照した場合であっても、使用後の洗浄水のＰＨ値が上がるほど必要とするアルカリイオン水の量が少なくなることを考慮し、排水のＰＨ値が上がるほど、アルカリイオン整水器３０１に対する給水量を減少させるように第１の電磁バルブ２１１を駆動制御し、バイパス経路２０６を通過する水量を増加させるように第２の電磁バルブ２１２を駆動制御することが可能となり、これにより、洗浄ノズル２０１に対する給水量を増大させ、洗浄効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の一形態として、火力発電所のプラント構成を概略的に示す模式図である。
【図２】空気予熱器の水洗装置全体のシステム構成を示す模式図である。
【図３】給水経路中に配置されたアルカリイオン整水ユニットとバイパス経路とを示すブロック図である。
【図４】アルカリイオン整水器の側面図である。
【図５】図４中のＡ−Ａ断面図（アルカリイオン整水器の縦断正面図）である。
【図６】一つのアルカリイオン整水器を縦断面表示するアルカリイオン整水ユニット全体のブロック図である。
【図７】電解槽が変形した状態を示すアルカリイオン整水器の縦断正面図である。
【図８】各部の電気的接続のブロック図である。
【図９】ＰＨ値に対する各電磁バルブの動作状態を定義するバルブ状態定義の一例を示す模式図である。
【図１０】ＰＨ値に対する各電磁バルブの動作状態を定義するバルブ状態定義の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０８  空気予熱器
２０１  洗浄ノズル
２０３  給水経路
２０４  給水ポンプ
２０５  アルカリイオン整水ユニット
２０６  バイパス経路
２０９  排水経路
２１０ＰＨ測定器
２１１  第１の電磁バルブ
２１２  第２の電磁バルブ
３０１  アルカリイオン整水器
３０２  イオン交換膜
３０３ａ，３０３ｂ  電極
３０４  電解槽
３０４ａ，３０４ｂ  空間部
３０５  電解槽形成体
３０６  水槽
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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