JP2002021739A - 流体の逆流防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明が解決しようとする課題は、逆
流防止手段の不具合が発生したとき、バックアップす
る，すなわち機器の運転を停止することなく流体の逆流
を防止する方法を提供することである 【解決手段】 流体の逆流検出時、フィードポンプ３
を運転することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、流体の逆流防止
方法に関するものである。特に、逆流防止手段の不具合
が発生したとき、バックアップする逆流防止方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、容器や機器等に流体を供給すると
き，たとえば水道水等の供給圧力が十分であれば、直接
水道水等を前記容器等へ供給している。しかし、前記容
器等が高所にあったり、またその内部に圧力があるよう
なときは、動力で強制的に流体を加圧して供給する。そ
の加圧手段として、一般的にフィードポンプが用いられ
る。そして、前記容器等が高所あるいはその内部に圧力
があるとき、供給した流体の逆流が生じるときがある。
この逆流を防止するために、その配管系統には、逆流防
止手段として、たとえばフート弁，仕切り弁，制御弁，
逆止弁等が設けられている。

【０００３】蒸気ボイラ，特に内部の圧力が高く高温で
ある貫流ボイラにおける前記逆流防止手段は、安全のた
め，すなわち確実に逆流を防止するために、前記逆止弁
を複数設けるか、あるいは前記逆流防止手段を組み合せ
て設けていることがある。しかし、前記逆流防止手段に
ゴミ等が付着して漏洩する不具合が発生することがあ
る。このとき、ボイラ缶水は高温，高圧であるので、前
記蒸気ボイラへの給水の前処理機器や配管を破損させる
おそれがある。また、場合によっては、前記フィードポ
ンプ自体を損傷させるおそれもある。

【０００４】前記蒸気ボイラにおいては、ボイラ缶水の
逆流が発生したことを検知し、報知することも最近行わ
れるようになっている。しかしながら、その報知に基づ
いて、前記逆流防止手段を取り外して掃除したり、取替
える作業が必要である。よって、そのときは、前記蒸気
ボイラの運転を即時に停止しなければならない。また、
逆流を生じた場合、前記逆流防止手段は高温となってい
るときもあり、取替え作業のとき火傷のおそれもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、前記逆流防止手段の不具合が発生したと
き、バックアップする，すなわち機器の運転を停止する
ことなく流体の逆流を防止する方法を提供することであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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、流体の逆流検出時、フィードポンプを運転すること
を特徴としている。

【０００７】そして、請求項２に記載の発明は、前記フ
ィードポンプの運転時、前記フィードポンプの回転数を
制御することを特徴としている。

【０００８】さらに、請求項３に記載の発明は、前記フ
ィードポンプの回転数制御をインバータ制御により行う
ことを特徴としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の実施の形態に
ついて説明すると、この発明は、燃料を燃焼させること
により、給水された水を加熱沸騰させて蒸気を発生させ
る蒸気ボイラへの給水配管系統の逆流を防止するときに
おいて、好適に実現することができる。

【００１０】前記蒸気ボイラの通常運転においては、蒸
気を発生させることによりボイラ缶水が消費されると、
所定量の水をフィードポンプにより供給する給水が行わ
れる。すなわち、水位検出信号により前記フィードポン
プの給水運転と待機運転（たとえば、前記フィードポン
プは低速で回転しているが、給水はしない程度の運転状
態を言う。）あるいはオン−オフ作動（すなわち、給水
と停止）の運転を行う。そして、その給水運転あるいは
オン作動の運転の後は、逆流防止手段が設けられている
ことにより、流体，すなわちボイラ缶水は、前記給水配
管へ逆流することはない。ここで、前記逆流防止手段
は、確実に逆流を防止するために、逆止弁を複数設ける
か、あるいは前記逆止弁と各種の弁を組み合せて設けて
いる。

【００１１】しかし、前記逆流防止手段にゴミ等が付着
して漏洩することがある。このとき、ボイラ缶水が逆流
すると、ボイラ缶水は、高温，高圧であるので、前記蒸
気ボイラへの給水の前処理機器や配管および前記フィー
ドポンプ自体を破損させるおそれがある。また、前記蒸
気ボイラ内の水位が低下し、前記蒸気ボイラは正常な運
転ができなくなる。

【００１２】このような流体の逆流を防ぐために、まず
請求項１に記載の発明は、流体の逆流検出時、フィード
ポンプを運転するものである。すなわち、流体の逆流を
検出しその検出信号に基づいて、ボイラ給水を下流側へ
押し戻すように前記フィードポンプを運転する。そし
て、流体の逆流を防止し、前記蒸気ボイラ缶体内の缶水
の水位を維持することにより、前記蒸気ボイラの運転を
継続するものである。

【００１３】そして、請求項２に記載の発明は、前記フ
ィードポンプの運転時、前記フィードポンプの回転数を
制御するものである。すなわち、回転数を制御して逆流
する流体の量とバランスする流体の量を下流側へ押し戻
すものである。そして、流体の逆流を防止し、前記蒸気
ボイラ缶体内の缶水の水位を維持することにより、前記
蒸気ボイラの運転を継続するものである。

【００１４】つぎに、請求項３に記載の発明は、前記フ
ィードポンプの回転数制御をインバータ制御により行う
ものである。すなわち、回転数の制御を行うとき、前記
フィードポンプの駆動用モ−タへの電源の周波数を制御
するインバータを使用して行うものである。そして、流
体の逆流を防止し、前記蒸気ボイラ缶体内の缶水の水位
を維持することにより、前記蒸気ボイラの運転を継続す
るものである。

【００１５】また、前記インバータ制御にかえて、機械
的な変速機構（たとえば、ギア，ベルト，プーリー等お
よびこれらの組み合わせ）の利用もできる。

【００１６】そして、この発明によれば、前記逆流防止
手段の不具合が発生したとき、バックアップする，すな
わち機器の運転を停止することなく、流体の逆流を防止
することができる。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例について、蒸
気ボイラの給水配管系統の流体の逆流防止に適用した場
合について、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、
この発明の第一実施例を説明するための概略図である。
この第一実施例において、蒸気ボイラは、貫流ボイラを
例として説明する。

【００１８】この第一実施例におけるボイラ１は、内部
に水を保有するボイラ缶体２と、このボイラ缶体２の内
部の水位を検出する手段（図示省略）と、前記ボイラ缶
体２へ水を供給するフィードポンプ３と、前記ボイラ缶
体２の上部に配置され、前記ボイラ缶体２内の水を加熱
するバーナ４と、蒸気を取り出す蒸気配管（図示省略）
と、運転を制御する制御器５とを備えている。

【００１９】そして、前記ボイラ缶体２の底部には給水
配管６が接続されている。前記給水配管６は、逆止弁７
と、給水運転時には開となり待機運転時には閉となる制
御弁１１および前記フィードポンプ３の吐出側の圧力を
検出する第一圧力センサ９とを介して、前記フィードポ
ンプ３の吐出側に接続されている。すなわち、前記逆止
弁７と前記制御弁１１は、直列に接続されて二重の逆流
防止手段を構成している。さらに、前記ボイラ缶体２に
はその内部の圧力を検出する第二圧力センサ１０が設け
られている。

【００２０】前記フィードポンプ３の上流側にはボイラ
給水の前処理機器１２が設けられている。この前処理機
器１２，たとえば軟水器等により前記ボイラ１に適した
水処理が行われる。そして、前記前処理機器１２の入口
は、給水源（図示省略）と接続されている。

【００２１】前記制御器５は、前記フィードポンプ３へ
の電力を制御するインバータ８と回線（図示省略）で接
続されている。そして、前記インバータ８は、出力回線
（図示省略）を介して前記フィードポンプ３と接続され
ている。さらに、前記制御器５は、制御回線（図示省
略）を介して前記ボイラ１に接続されている。また、前
記制御器５は、前記両圧力センサ９，１０と信号回線
（図示省略）によりそれぞれ接続されている。

【００２２】さて、図１に基づいて、前記構成の作用に
ついて説明する。前記ボイラ１は、前記フィードポンプ
３で前記ボイラ缶体２内へ給水した水を前記バーナ４の
作動により、加熱沸騰させ蒸気を発生させる。前記フィ
ードポンプ３の運転制御は、前記ボイラ缶体２内の水位
を検出し、その検出信号に基づいて、前記制御器５から
前記インバータ８へ指令し、前記インバータ８を介し
て、前記フィードポンプ３の運転を制御する。すなわ
ち、前記フィードポンプ３の運転は、前記ボイラ缶体２
内の水位が所定の範囲内になるように制御される。

【００２３】そして、前記ボイラ１の通常運転において
は、蒸気を発生させることによりボイラ缶水が消費され
ると、所定量の水を前記フィードポンプ３により供給す
る給水が行われる。そして、水位検出信号により前記フ
ィードポンプ３の給水運転と待機運転を行う。そして、
その給水運転の後は、前記逆止弁７および前記制御弁１
１が設けられていることにより、ボイラ給水は、前記給
水配管６へ逆流することはない。

【００２４】しかし、前記逆止弁７および前記制御弁１
１にゴミ等が付着して漏洩することがある。このとき、
ボイラ缶水が逆流すると、ボイラ缶水は、高温，高圧で
あるので、前記前処理機器１２や前記給水配管６および
前記フィードポンプ３自体を破損させることがある。ま
た、前記ボイラ缶体２内の水位が低下し、前記ボイラ１
は正常な運転ができなくなる。

【００２５】ここで、給水運転の後、給水の逆流を検出
する方法について詳細に説明する。前記フィードポンプ
３の吐出側の圧力を前記第一圧力センサ９により検出
し、前記逆止弁７の下流側の圧力（たとえば、前記ボイ
ラ１の内圧）を前記第二圧力センサ１０により検出し、
それぞれの検出圧力を記憶する。そして、それぞれの検
出圧力を比較し、前記フィードポンプ３の吐出側の圧力
が、前記ボイラ１の内圧に近くなると、前記制御器５
は、逆流していると判定する。

【００２６】そして、その逆流検出信号に基づいて、前
記フィードポンプ３を運転するものである。すなわち、
前記フィードポンプ３の運転時、前記フィードポンプ３
の吐出圧力が、前記逆流防止手段の下流側の圧力，すな
わち前記ボイラ１の圧力とバランスするように、前記フ
ィードポンプ３の回転数を制御するものである。ここに
おいて、前記フィードポンプ３の回転数制御は、インバ
ータ制御により行われる。このインバータ制御で回転数
制御することにより、スムーズ，すなわち連続的に無段
階で前記ボイラ１の圧力とバランスさせることができ、
逆流を効果的に防止することができる。

【００２７】ここで、逆流判定の他の方法について説明
する。所定の設定圧力，たとえば供給される水の元圧力
を基準として設定される圧力と、前記第一圧力センサ９
により検出された吐出側の圧力とを比較し、その吐出側
の圧力が、前記所定の設定圧力より高くなったとき、逆
流していると判定することもできる。

【００２８】つぎに、この発明の第二実施例について、
図２に基づいて説明する。図２は、この発明の第二実施
例を説明するための概略図である。この第二実施例にお
いて、前記第一実施例と同じ構成の部材については、同
じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。また、この
第二実施例は、逆流の検出方法の変形例を説明するため
のものである。よって、逆流を検出した後の作用は、前
記第一実施例と同様のため詳細な説明は省略する。

【００２９】この第二実施例は、前記第一圧力センサ９
に代えて、前記フィードポンプ３の吐出側の流体温度を
検出する第一温度センサ１３を設け、また前記フィード
ポンプ３の上流側には、前記フィードポンプ３の入口側
の流体温度を検出する第二温度センサ１４を設けた構成
である。そして、前記両温度センサ１３，１４は、信号
回線（図示省略）により前記制御器５とそれぞれ接続さ
れている。

【００３０】ここで、この第二実施例における給水の逆
流を検出する方法について詳細に説明する。前記給水運
転の後、前記フィードポンプ３の吐出側の流体温度と、
前記フィードポンプ３の上流側の流体温度をそれぞれ前
記両温度センサ１３，１４により検出して記憶する。そ
して、それぞれの検出温度を比較し、前記フィードポン
プ３の吐出側の流体温度が、前記フィードポンプ３の入
口側の流体温度より高くなる，すなわち前記ボイラ１内
の温度に近くなると、前記制御器５は、逆流していると
判定する。

【００３１】そして、その逆流検出信号に基づいて、前
記フィードポンプ３を運転するものである。すなわち、
前記フィードポンプ３の運転時、前記第一温度センサ１
３により検出される給水の温度が、前記第二温度センサ
１４により検出される給水の温度と略同一になるよう
に、前記フィードポンプ３の回転数を制御するものであ
る。ここにおける前記フィードポンプ３の回転数制御
は、前記第一実施例と同様、インバータ制御により行わ
れる。

【００３２】ここで、この第二実施例における逆流判定
の他の方法について説明する。所定の設定温度，たとえ
ば供給される水の温度を基準として設定される温度と、
前記第一温度センサ１３により検出された吐出側の流体
温度とを比較する。そして、その吐出側の流体温度が、
前記所定の設定温度より高くなったとき、逆流している
と判定することもできる。

【００３３】さらに、逆流判定の他の方法として、給水
が前記給水配管６を通過するときの温度を前記第一温度
センサ１３により検出して記憶し、その記憶された温度
と、前記第一温度センサ１３により、前記フィードポン
プ３の待機運転のときに検出される吐出側の流体温度と
を比較する。そして、その流体温度が、前記記憶された
温度より高くなったとき、逆流していると判定すること
もできる。

【００３４】つぎに、この発明の第三実施例について、
図３に基づいて説明する。図３は、この発明の第三実施
例を説明するための概略図である。この第３実施例にお
いて、前記第一実施例と同じ構成の部材については、同
じ符号を用い、その詳細な説明は省略する。また、この
第三実施例は、逆流の検出方法のさらなる変形例を説明
するためのものである。よって、逆流を検出した後の作
用は、前記第一実施例と同様のため詳細な説明は省略す
る。

【００３５】この第三実施例は、前記第一圧力センサ９
に代えて、前記フィードポンプ３の吐出側の流体の流量
を検出する流量センサ１５を設けた構成である。そし
て、前記流量センサ１５は、信号回線（図示省略）によ
り前記制御器５と接続されている。

【００３６】ここで、この第三実施例における給水の逆
流を検出する方法について、詳細に説明する。前記給水
運転の後、前記フィードポンプ３の吐出側の流体の流量
を前記流量センサ１５により検出する。たとえば、回転
式の流量センサの場合、逆流したときは回転方向が反転
するのでその反転信号により、前記制御器５は、逆流し
ていると判定する。

【００３７】そして、前記フィードポンプ３の吐出側の
前記流量センサ１５により検出される給水の流量が、逆
流を検出しなくなるように、前記フィードポンプ３の回
転数を制御するものである。ここにおける前記フィード
ポンプ３の回転数制御は、前記第一実施例と同様、イン
バータ制御により行われる。

【００３８】以上のように、給水の逆流を防止し、前記
ボイラ缶体２内の缶水の水位を維持することにより、前
記ボイラ１の運転を継続するものである。

【００３９】

【発明の効果】この発明によれば、逆流防止手段の不具
合が発生したとき、バックアップする，すなわちボイラ
の運転を停止することなく、給水の逆流を確実に防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の第一実施例を説明するため
の概略説明図である。

【図２】図２は、この発明の第二実施例を説明するため
の概略説明図である。

【図３】図３は、この発明の第三実施例を説明するため
の概略説明図である。

【符号の説明】 ３ フィードポンプ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の逆流検出時、フィードポンプ３
   を運転することを特徴とする流体の逆流防止方法。
2. 【請求項２】 前記フィードポンプ３の運転時、前記フ
   ィードポンプ３の回転数を制御することを特徴とする請
   求項１に記載の流体の逆流防止方法。
3. 【請求項３】 前記フィードポンプ３の回転数制御をイ
   ンバータ制御により行うことを特徴とする請求項２に記
   載の流体の逆流防止方法。