(57)【要約】【課題】薬剤の添加及びｐＨ調整等の従来の方法では防止することができない復水配管の腐食を抑制することができるボイラ装置及び復水配管の腐食抑制方法を提供する。【解決手段】ドレンを貯留するための還水タンク８内に、開口部が還水タンク８に貯留されているドレン１３の水面よりも上方に位置するように、水封槽１０を設置する。そして、この水封槽１０内に、ドレン１１を還水タンク８に送水するためのドレン母管７の下流側端部７ａを配置し、ドレン母管７から排出されるドレン１１によって、ドレン母管７の下流側端部７ａが封止されるようにする。【選択図】図２
2009236435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラ本体からの蒸気が凝縮して得られる復水を貯留するための復水貯留槽と、
前記復水を前記復水貯留槽に送水するための復水配管と、
前記復水貯留槽内に、開口部が前記復水貯留槽内に貯留された復水の水面よりも上方に位置するように設置され、前記復水配管の下流側端部を水封する水封槽と、
を有し、
前記復水配管の下流側端部は前記水封槽内に配置されており、前記復水配管から排出され前記水封槽内に貯留された復水によって前記復水配管の下流側端部が封止されるボイラ装置。
【請求項２】
前記水封槽内の復水の量が所定量を超えると、前記開口部から前記復水が流出して前記復水貯留槽に貯留されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ装置。
【請求項３】
前記復水配管の上流側端部には、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器が連結されており、
前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップの復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍ以下であり、
前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂが、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラ装置。
【請求項４】
前記復水配管の上流側端部には、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器が連結され、
前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップの復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍを超えており、
前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂが、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のボイラ装置。
【請求項５】
前記復水貯留槽が前記ボイラ本体への給水を貯留する給水槽であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のボイラ装置。
【請求項６】
ボイラ本体からの蒸気が凝縮して得られる復水を復水貯留槽に送水するための復水配管の腐食を抑制する方法であって、
前記復水配管の下流側端部に水封槽を配置し、前記復水配管の下流側端部を前記復水配管から排出された復水によって封止する復水配管の腐食抑制方法。
【請求項７】
前記水封槽を、前記復水貯留槽内に、その開口部が前記復水貯留槽内に貯留された復水の水面よりも上方に位置するように設置し、
前記水封槽内の復水の量が所定量を超えたときに、前記復水が前記開口部から流出して前記復水貯留槽に貯留されるようにすることを特徴とする請求項６に記載の復水配管の腐食抑制方法。
【請求項８】
前記復水配管の上流側端部に、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器を連結し、
前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップの復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍ以下である場合は、
前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂを、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓよりも大きくすることを特徴とする請求項６又は７に記載の復水配管の腐食抑制方法。
【請求項９】
前記復水配管の上流側端部に、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器を連結し、
前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップの復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍを超えている場合は、
前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂを、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓ以下にすることを特徴とする請求項６又は７に記載の復水配管の腐食抑制方法。
【請求項１０】
前記復水貯留槽が前記ボイラ本体への給水を貯留する給水槽であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の復水配管の腐食抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ装置及びその復水配管の腐食を抑制する方法に関する。より詳しくは、一般ビルや工場等に設置されている吸収式冷凍機及び給湯器の蒸気式熱交換器等から排出される復水を、還水タンク又は給水タンクからなる復水貯留槽に送水するための配管の腐食を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボイラ蒸気系の配管、蒸気機器及びドレン（凝縮水）系配管における腐食の主な原因は、蒸気に含まれる酸素及び二酸化炭素であることが知られている。蒸気中の酸素及び二酸化炭素は、ボイラ給水に溶存している酸素及び二酸化炭素に由来するものである。更に、軟水給水ボイラにおいては、給水に重炭酸ナトリウム等の酸消費量（ｐH４．８）に影響を及ぼす成分が含まれるため、これらの成分がボイラ内で熱分解して、二酸化炭素が生成することもある。例えば、給水に重炭酸ナトリウムが含まれる場合は、熱分解により水酸化ナトリウムと二酸化炭素とが生成する。
【０００３】
一方、蒸気中の酸素及び二酸化炭素は、蒸気が熱交換器等で放熱することでドレン化し、酸素及び炭酸を含有するｐＨが低いドレンとなる。この酸素を含有する低ｐＨのドレンが、炭素鋼及び銅系材料からなる機器及び配管に接触すると、酸素腐食及び低ｐＨによる腐食が発生するという問題があった。
【０００４】
そこで、従来、このドレンによる腐食を抑制するため、脱気器により給水を機械的に脱気する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）この特許文献１に記載のボイラ給水処理装置では、給水ラインに、脱アルカリ軟化手段と、膜脱気手段と、ｐＨ調整手段とを配置し、供給された原水に対して、軟水化処理、溶存酸素・炭酸ガスの除去処理、及びｐＨ調整を行うことにより、ボイラ本体、蒸気配管及び復水配管の腐食を抑制している。
【０００５】
また、炭素鋼及び銅系材料からなる機器や配管の腐食を抑制する方法としては、ボイラ給水に脱酸素剤を連続的に注入して、溶存酸素を化学反応により除去する方法、並びにボイラ給水又はボイラ蒸気に揮発性がある中和性アミンを連続的に注入し、ドレン中の炭酸を中和してｐＨを上昇させる方法もある。一般には、蒸気ドレン系配管における腐食抑制効果を更に高めるため、前述した脱酸素剤の注入による脱酸素と中和性アミンの注入による中和とが併用されている。
【０００６】
更に、従来、蒸気配管及び復水配管のいずれか一方又は両方に、ラウリン酸及びステアリン酸等のモルホリン酸塩からなる防食抑制剤を注入する方法も提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載の薬注方法で使用されているモルホリン酸塩は、熱によりモルホリンと脂肪酸とに分解し、モルホリンが中和型防食剤として作用し、脂肪酸が被膜型防食剤として作用する。
【０００７】
一方、薬剤を使用せずに蒸気ボイラ用復水配管の腐食を抑制する方法も提案されている（特許文献３参照）。この特許文献３に記載の防食方法では、復水配管内に窒素、ヘリウム及びアルゴン等の不活性ガスを供給することで、復水配管の腐食防止を図っている。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３２３０８３号公報
【特許文献２】特開２００４−６１０５２号公報
【特許文献３】特開２００２−３０３４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前述した従来の技術には、以下に示す問題点がある。即ち、特許文献１に記載されている方法のように、脱気器によってボイラ本体から送気される蒸気中の酸素濃度を低く抑える方法は、熱交換器等への蒸気送気が十分に行われているときは配管の腐食を抑制することができるが、ボイラ本体が停止している場合又はボイラ本体が運転中であってもその負荷が小さい場合等のように、ドレンの量が減少したときに腐食が発生しやすいという問題点がある。
【００１０】
また、脱酸素と中和とを併用する方法の場合も同様に、例えばホテル等のように、ボイラ本体の稼働時間が特定の時間帯に集中し、その時間以外は蒸気送気がほとんどないボイラ装置のように、低負荷の時間が長いボイラ装置において腐食が進行しやすく、短期間で配管の破孔に至ることがあるという問題点がある。このような腐食は、上層階に給湯器及び空調機器等の蒸気熱交換器が複数台配置され、各蒸気熱交換器の出口に設置されたスチームトラップから排出された各ドレンが集められて、ドレン母管を介して下層階の還水タンクに導かれる構成のボイラ装置で、特に発生しやすい。
【００１１】
このため、給湯用の蒸気熱交換器を、例えば５階ごとに複数基ずつ設けた高層ビルの場合、一般に、ボイラ給水を脱気器にて脱気した給水とし、中和性アミンを併用して蒸気復水系の腐食防止対策を十分考慮した水処理を実施しているが、それでも給湯系の炭素鋼製のドレン母管（ＳＴＰＧ３７０，８０Ａ）において、腐食破孔が頻繁に発生するため、その都度ドレン母管の破孔部の溶接補修を行わねばならない。
【００１２】
更に、特許文献２に記載の方法のように蒸気やドレンに防食抑制剤を注入する方法の場合、停止時間や低負荷の時間帯が長いボイラ装置では、防食抑制剤を間欠的にしか供給できないため、中和や被覆に必要な量を供給できず、十分な効果が得られないという問題点がある。
【００１３】
更にまた、特許文献３に記載されているようなＮ２ガスなどの不活性ガスで復水配管を満たす防食方法は、暖房系統及び加湿系統のように季節ごとに数ヶ月単位で長期停止となるようなボイラ装置においては、停止期間中の腐食対策として有効であり、費用対効果の面で実現性はある。しかしながら、この方法では、復水配管から排出された不活性ガスの回収・再利用は難しく、ボイラ装置が高負荷で運転し、ドレンが多量に流れるときには、配管に満たされていた不活性ガスを大気に排出することとなる。そうすると、例えばホテルなどのように、通年でかつ毎日使用されるボイラ装置に適用した場合、数時間ごとに復水配管を不活性ガスで満たす必要があるため、不活性ガス使用量が多くなり、費用がかさむという問題点がある。また、不活性ガスを頻繁に大気放出することは、安全性及び環境の面で問題がある。
【００１４】
そこで、本発明は、薬剤の添加及びｐＨ調整等の従来の方法では防止することができない復水配管の腐食を抑制することができるボイラ装置及び復水配管の腐食抑制方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るボイラ装置は、ボイラ本体からの蒸気が凝縮して得られる復水を貯留するための復水貯留槽と、前記復水を前記復水貯留槽に送水するための復水配管と、前記復水貯留槽内に、開口部が前記復水貯留槽内に貯留された復水の水面よりも上方に位置するように設置され、前記復水配管の下流側端部を水封する水封槽と、を有し、前記復水配管の下流側端部は前記水封槽内に配置されており、前記復水配管から排出され前記水封槽内に貯留された復水によって前記復水配管の下流側端部が封止される。
本発明においては、復水貯留槽内に水封槽を設け、復水配管の下流側端部を復水により封止しているため、復水の排出がない又は排出量が少ない場合であっても、復水配管の下流側端部から大気が流入することがない。これにより、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させることができる。
このボイラ装置では、前記水封槽内の復水の量が所定量を超えると、前記開口部から前記復水が流出して前記復水貯留槽に貯留されるようにしてもよい。
また、前記復水配管の上流側端部には、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器が連結されており、前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器の復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍ以下である場合には、前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂが、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓよりも大きくなるようにすることが望ましい。
一方、前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器の復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍを超えている場合には、前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂが、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓ以下になるようにすることが望ましい。
更に、前記復水貯留槽は、前記ボイラ本体への給水を貯留する給水槽を兼ねていてもよい。
【００１６】
本発明に係る復水配管の腐食抑制方法は、ボイラ本体からの蒸気が凝縮して得られる復水を復水貯留槽に送水するための復水配管の腐食を抑制する方法であって、前記復水配管の下流側端部に水封槽を配置し、前記復水配管の下流側端部が前記復水配管から排出された復水によって封止されるようにする。
本発明においては、復水配管の下流側端部が復水により封止されるため、復水の排出がない又は排出量が少ない場合であっても、復水配管の下流側端部から直接大気が流入することがなくなるため、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させることができる。
この復水配管の腐食抑制方法では、前記水封槽を、前記復水貯留槽内に、その開口部が前記復水貯留槽内に貯留された復水の水面よりも上方に位置するように設置してもよく、その場合、前記水封槽内の復水の量が所定量を超えると、前記開口部から前記復水が流出して前記復水貯留槽に貯留される。
また、前記復水配管の上流側端部に、蒸気と水とを分離するスチームトラップを備えた１又は複数の熱交換器を連結されており、前記熱交換器のうち最も低い位置に設置されている熱交換器の復水排出口と、前記水封槽内の復水の水面との高低差が１０ｍ以下である場合は、前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂを、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓよりも大きくすることが望ましく、前記高低差が１０ｍを超えている場合は、前記復水配管の下流側端部から最も低い位置に設置されている熱交換器のスチームトラップまでの復水配管の容積Ｖｂを、前記水封槽における復水の水面と前記復水配管の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓ以下にすることが望ましい。
更に、前記復水貯留槽は、前記ボイラ本体への給水を貯留する給水槽を兼ねることもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、復水配管への大気の直接流入を防止することにより、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させているため、復水配管の腐食を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。図１は本発明の実施形態に係るボイラ装置をビルに設置した場合の構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態のボイラ装置１は、例えば、一般ビルや工場に設置されるものであり、ボイラ本体２と、ボイラ本体２に供給される水（給水）を貯留するための給水タンク３と、ボイラ本体２から供給された蒸気を各使用先に分配するための蒸気ヘッダー４と、を備えている。この給水タンク３及び蒸気ヘッダー４は、配管を介してボイラ本体２と連通されている。
【００１９】
また、蒸気ヘッダー４は、配管を介して複数の蒸気熱交換器５と連結されており、各蒸気熱交換器５の出口には、それぞれ蒸気と水とを分離し、復水であるドレンのみを排出するスチームトラップ６が設けられている。更に、各スチームトラップ６にはドレン母管７が連結されており、スチームトラップ６から排出されたドレンは、復水配管であるドレン母管７を通って還水タンク８に集められるようになっている。還水タンク８は、ドレンを貯留する復水貯留槽であり、ドレン母管７の下流側端部は、この還水タンク８内に配置されている。
【００２０】
図２は図１に示すボイラ装置１の環水タンク８の構成を示す図であり、図３は図２に示す水封槽１０の構成を示す拡大断面図である。図２及び図３に示すように、本実施形態のボイラ装置１においては、例えば還水タンク８内のドレン１３の水面よりも上方の気相部８ａに、水封槽１０が設けられている。なお、水封槽１０は、還水タンク８に貯留されているドレン１３が流入してこない位置、即ち、開口部がドレン１３の水面よりも上方になる位置に設けられていればよい。
【００２１】
そして、本実施形態のボイラ装置１では、この水封槽１０内にドレン母管８の下流側端部７ａが配置されている。即ち、水封槽１０がドレン母管７から排出されたドレン１１は、一旦水封槽１０に貯留され、これにより、ドレン母管７の下流側端部７ａがドレン１１に浸漬されて、封止されるようになっている。
【００２２】
また、ドレン１１の排出量が水封槽１０の容量を超えると、ドレン１１は水封槽１０から流出し、還水タンク８に貯留されることとなる。なお、水封槽１０の側壁にドレン１１排出用の開口部を別途設け、ドレンが所定量を超えるとその側壁の開口部からドレンが排出されるようにしてもよい。そして、還水タンク８に貯留されたドレン１３は、還水ポンプ９によって給水タンク３に送水され、ボイラ本体２に供給される。なお、必要に応じて、補給水配管１２から還水タンク８に補給水を追加することもできる。
【００２３】
次に、上述した本実施形態のボイラ装置１において、復水配管であるドレン母管７の腐食を抑制できる理由、即ち、復水配管の腐食抑制方法について説明する。ボイラ装置において、ドレン母管は、一般に、垂直管と水平引き管とで構成されており、蒸気熱交換器等が設置されている上層階から、下層階に設置された還水タンクまで建屋を貫いている。そして、各蒸気熱交換器から排出されたドレンは、全てこのドレン母管に集められる。一般に、ドレン母管の配管径は、全ての蒸気熱交換器が最大負荷で運転された場合に発生する多量のドレンを排水するだけの太さを有している。
【００２４】
図５は従来のボイラ装置における還水タンクの構成を示す図であり、図６は図５に示すドレン母管１０３の下流側端部１０３ａの状態を示す拡大断面図である。図５及び図６に示すように、従来のボイラ装置では、通常、ドレン母管１０３の下流側端部１０３ａは還水タンク１０１上部の気相部１０１ａ、即ち、ドレン１０２に浸からない位置に配置され、開放端となっている。これは、ドレン母管１０３の下流側端部１０３ａを、還水タンク１０１に貯留されているドレン１０２中に配置すると、蒸気熱交換器への蒸気送気が全て停止されたときに、ドレン母管１０３内に残留した蒸気が凝縮して減圧状態となり、還水タンク１０１のドレンがドレン母管１０３に吸い上げられ、場合によっては、蒸気熱交換器の内部にまでドレン１０２が逆流することがあるからである。
【００２５】
ドレン１０２が逆流した場合、再度蒸気熱交換器が運転され、蒸気が通気されたときに、内部のドレン１０２が排出されるまで蒸気熱交換器の性能が発揮されないため、装置の立ち上げが遅れたり、又は、蒸気が温度の低いドレン１０２と直接接触することでウォーターハンマー（水撃）を起こし、蒸気熱交換器が破損したりすることがある。このため、従来のボイラ装置では、このような事態を防止するために、ドレン母管１０３の下流側端部１０３ａが、還水タンク１０１に貯留されているドレン１０２に浸からないようにしていた。
【００２６】
しかしながら、実際は、ボイラ装置における全ての蒸気熱交換器が最大負荷で運転されることはなく、ほとんどの場合、負荷が最大となる季節及び時間帯においても、設計上の最大負荷よりも低い状態で運転されている。このため、発生するドレン量も設計上の最大値よりも大幅に少なく、ドレン母管の内表面を伝わって流れるか、管内壁を濡らす程度の量でしかない。また、ホテル等の給湯用熱交換器においては、使用される時間帯が限定されており、一般に、チェックイン直前の時間帯は熱交換器の負荷がほぼゼロとなっている。
【００２７】
一方、本発明者はドレン母管における腐食発生の原因について、鋭意実験研究を行い、以下の知見を得た。即ち、このような管径に対してドレンの流量が少ない状況下において、主に垂直管から構成されるドレン母管１０３では、図６に示すように、還水タンク１０１内に位置する開放端（下流側端部１０３ａ）から大気１０４が流入し、この流入した大気１０４がドレン母管１０３の内面を濡らしている低温のドレン１０２と接触することにより、大気１０４中に含まれる酸素がドレン１０２中に溶解する。これにより、大気飽和濃度で酸素を含有するドレンが生成し、それがドレン母管１０３に腐食を発生させる原因となる。また、蒸気中の酸素濃度が低く維持されるように、薬剤添加及び脱気器等により給水や蒸気に脱酸素処理を施しても、流入してきた大気１０４中の酸素により、ドレン１０２中の酸素濃度が上昇してしまうため、低負荷運転する機会が多く、大気１０４が流入しやすいボイラ装置では、ほとんど効果が得られないことも確認された。
【００２８】
そこで、本実施形態のボイラ装置においては、図２及び図３に示すように、還水タンク８の気相部８ａに水封槽１１を設けて、ドレン母管７の下流側端部７ａをドレン１１中に水没させることにより水封している。これにより、ドレン１１の排出がない場合、及びドレン１１は排出されているがその量が少ない場合であっても、ドレン母管７内への大気１４の直接流入はなくなる。その結果、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させることができるため、ドレンの酸素濃度が大気飽和濃度に達して、ドレン母管７に腐食が発生することを抑制できる。
【００２９】
水封槽１０を気相部８ａに配置する方法としては、例えば、還水タンク８の上蓋から吊り下げる方法、治具を介して側壁に固定する方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、還水タンク８の構成等に応じて適宜選択することができる。
【００３０】
また、水封槽１０の材質は、１００℃程度のドレン１１が排出されても耐え得る程度の耐熱性と、機械構造的に貯留されたドレン１１の重量に耐え得る程度の強度とを有し、かつ水を透過しない材質であればよく、このような条件を満たす金属材料及び樹脂材料等を使用することができる。なお、還水タンク８に貯留されるドレン１３は、給水タンク３に送水され、ボイラ給水として使用されることから、不純物による汚染を防止する必要がある。このため、水封槽１０を金属材料で形成する場合には、ステンレス鋼等のように腐食による成分溶出が少ない材料を使用することが望ましい。
【００３１】
更に、水封槽１０の容量及び寸法は、特に限定されるものではないが、以下の条件を満たすことが望ましい。図４は水封槽１０とスチームトラップ６との位置関係を示す図である。図４に示すように、水封槽１０に貯留されているドレン１１の水面と、最も下の階（以下、最下層という。）に設置されている蒸気熱交換器５、即ち、最も低い位置に設置されている蒸気熱交換器５に連結されたスチームトラップ６のドレン排出口との高低差ｈが１０ｍ以下である場合には、ドレン母管７の下流側端部７ａから、最下層に設置されている蒸気熱交換器５に連結されたスチームトラップ６までのドレン母管７の容積Ｖｂが、水封槽１０におけるドレン１１の水面とドレン母管７の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓよりも大きく（Ｖｂ＞Ｖｓ）なるようにする。これにより、蒸気熱交換器５への負荷がなくなった場合に、ドレン母管７内が減圧となり、水封槽１０のドレン１１が管内に逆流したとしても、最下層の蒸気熱交換器５のスチームトラップ６まで到達することを防止することができる。
【００３２】
なお、図４に示す高低差ｈが１０ｍ以下の場合は、前述したように容積Ｖｂが容積Ｖｓよりも大きくなるようにすると共に、容積Ｖｓを容積Ｖｂに近づけることが望ましい。これにより、ドレン母管７内が減圧になった場合でも、より長時間水封を維持することができる。
【００３３】
一方、大気圧下では、例えドレン母管７内が真空状態になったとしても、最大１０ｍまでしかドレン１１は吸い込まれない。従って、図４に示す高低差ｈが１０ｍを超える場合は、ドレン母管７の下流側端部７ａから、最下層に設置されている蒸気熱交換器５に連結されたスチームトラップ６までのドレン母管７の容積Ｖｂが、水封槽１０におけるドレン１１の水面とドレン母管７の下流側先端面を含む水平面とで挟まれた部分の容量Ｖｓ以下（Ｖｂ≦Ｖｓ）になるようにすることが望ましい。これにより、蒸気熱交換器５への負荷がなくなったときに、水封槽１０のドレン１１が逆流して水面が下がり、ドレン母管７の下流側端部７ａの水封が解けることを防止することができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、給水タンク３及び還水タンク７の両方を備えているボイラ装置１を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、還水タンクを設置せず、給水タンクが還水タンクを兼ねているボイラ装置、即ち、ドレン母管が給水タンクに連結されているボイラ装置にも、適用することができる。その場合は、給水タンク内に水封槽を設置すればよい。これにより、ドレン母管内に大気が直接流入しなくなるため、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させることができ、ドレン母管の腐食抑制効果が得られる。
【００３５】
上述の如く、本実施形態のボイラ装置においては、復水配管であるドレン母管の下流側端部に水封槽を設け、ドレン母管から排出されたドレンによりドレン母管の下流側端部を封止しているため、ドレン母管内へ大気が直接流入すること防止することができる。これにより、ドレン中の酸素濃度が大気飽和濃度まで上昇する時間を大幅に遅延させることができるため、薬剤、不活性ガス、及び電気等のエネルギーを追加使用することなく、ドレン母管の腐食を抑制することができる。その結果、ドレン母管における腐食破孔の頻度が減少するため、補修費用を削減することもできる。また、ドレン母管を交換する必要が生じるまでの期間が延びるため、配管の延命化も実現することができる。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。本実施例においては、ドレン母管内の腐食性を評価するため、内部に腐食評価用試験片を装着できるステンレス製の腐食評価カラムを製作した。次に、炭素鋼板（ＳＰＣＣ）又は銅板（Ｃ１２２２）から、縦５０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの試験片を、それぞれ３個ずつ切り出し、これらを腐食評価カラム内に配置した。そして、この試料を装着した腐食評価カラムを、還水タンクから約３ｍ上部に位置するドレン母管の垂直管に取り付けた。
【００３７】
先ず、比較例として、図４及び図５に示す従来の構成で運転した場合の腐食の発生状況について調べた。具体的には、還水タンク内に水封槽を設けず１ヶ月間運転し、取り出した試験片の重量変化からその腐食速度（ｍｇ／ｄｍ２／日）を評価した。その際のボイラ運転条件を下記表１に示す。
【００３８】
【表１】
2009236435.tif 000003
【００３９】
次に、実施例として、図２及び図３に示す本発明の構成で運転した場合の腐食の発生状況について調べた。具体的には、還水タンクに水封槽を設置し、上記表１に示す条件で１ヶ月間運転し、比較例と同様に試験片の重量変化を測定した。そして、実施例及び比較例の結果を比較し、水封槽の有無による腐食速度の違い（防食率）を求めた。その結果を下記表２に示す。なお、下記表２に示す腐食速度は、３つの試料の平均値である。
【００４０】
【表２】
2009236435.tif 000004
【００４１】
上記表２に示すように、水封槽の設置により防食率は、炭素鋼で６４％、銅で４６％となり、水封槽設置の効果がはっきり確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係るボイラ装置をビルに設置した場合の構成例を示す図である。
【図２】図１に示すボイラ装置１の環水タンク８の構成を示す図である。
【図３】図２に示す水封槽１０の構成を示す拡大断面図である。
【図４】図３に示す水封槽１０とスチームトラップ６との位置関係を示す図である。
【図５】従来のボイラ装置における還水タンクの構成を示す図である。
【図６】図５に示すドレン母管の下流側端部の状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  ボイラ装置
２  ボイラ本体
３  給水タンク
４  蒸気ヘッダー
５  蒸気熱交換器
６  スチームトラップ
７、１０３  ドレン母管（復水配管）
７ａ、１０３ａ  下流側端部
８、１０１  還水タンク
８ａ、１０１ａ  気相部
９  還水ポンプ
１０  水封槽
１１、１３、１０２  ドレン（復水）
１２  補給水配管
１４、１０４  大気
【図１】
2009236435.tif 000005
【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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