JP2004077050A - 蒸気ボイラーシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な構成でドレン水の回収が行えると共に給水タンク内全体の水の温度を略均一にすることができ、且つ、廉価な蒸気ボイラーシステムを提供する。
【解決手段】給水タンク10からポンプ(ブースターポンプ11)を介してボイラー13に給水すると共に、当該ボイラー13にて生成された蒸気を熱交換器14に供給して利用し、この熱交換器14からはスチームトラップ15を介して給水タンク10にドレン水を回収する蒸気ボイラーシステムにおいて、給水タンク10内にインジェクション手段(吸引攪拌装置)17を設ける。ポンプ(ブースターポンプ11)からの吐出水の一部をインジェクション手段(吸引攪拌装置)17から給水タンク10内に吐出して吸引作用を生じさせる。インジェクション手段(吸引攪拌装置)17の吸引作用によりスチームトラップ15からのドレン水を給水タンク10内に吸引する。
【選択図】 図1
【解決手段】給水タンク10からポンプ(ブースターポンプ11)を介してボイラー13に給水すると共に、当該ボイラー13にて生成された蒸気を熱交換器14に供給して利用し、この熱交換器14からはスチームトラップ15を介して給水タンク10にドレン水を回収する蒸気ボイラーシステムにおいて、給水タンク10内にインジェクション手段(吸引攪拌装置)17を設ける。ポンプ(ブースターポンプ11)からの吐出水の一部をインジェクション手段(吸引攪拌装置)17から給水タンク10内に吐出して吸引作用を生じさせる。インジェクション手段(吸引攪拌装置)17の吸引作用によりスチームトラップ15からのドレン水を給水タンク10内に吸引する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水タンクからポンプ及び給水ポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、この熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収する蒸気ボイラーシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりこの種蒸気ボイラーシステムでは、ボイラーで発生させ熱交換器で熱交換などの仕事をさせた後の一部が凝縮液化した使用済み蒸気はまだ高い温度を有しているため大きなエネルギーが残存している。この高温の蒸気をそのまま廃棄してしまうとエネルギーの無駄になってしまう。そこで、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約のため、熱交換器で仕事をさせた後の使用済の高温蒸気をスチームトラップで凝縮液化させ、この凝縮液化させた温度の高いドレン水を給水タンクに回収し再度使用する蒸気ボイラーシステムが種々提案されている。
【0003】
次に、蒸気ボイラーシステムを図3に示している。この蒸気ボイラーシステムは、ブースターポンプ11で給水タンク10に貯留された水を吸引し圧力を加えて給水ポンプ12に送り出している。この場合、前述した如く温度の高いドレン水が給水タンク10に回収され、給水タンク10内の水温が約+60℃を越えてしまうと給水ポンプ12は空回りをしてしまい、給水タンク10内の水を吸い込めなくなってしまう。このため、給水タンク10の出口側にブースターポンプ11を設けて水に圧力を加えて吐出し、給水ポンプ12で給水タンク10からの水を容易に吸い込めるようにしている。尚、給水タンク10は軟水タンクとも言われており、この給水タンク10には図示しないが水管30、水道水を軟水にする軟水器を介して水道管に接続されている。
【0004】
そして、給水ポンプ12にて吸い込まれた水はボイラー13で加熱され、高温蒸気となって暖房機などの熱交換器14に流入する。熱交換器14に流入した高温蒸気はそこで空気と熱交換して空気を暖める仕事を行う。仕事を行った後の蒸気は一部が凝縮液化した状態となってスチームトラップ15に流入し、そこで更に残った蒸気が凝縮液化され貯留されたドレン水(この場合、ドレン水はまだ温度が高い)だけがドレン回収ポンプ140にて給水タンク10に回収される。
【0005】
ドレン回収ポンプは、熱交換器14から給水タンク10までのドレン配管15Aの距離が長い場合、蒸気圧力が低下してドレン水を給水タンク10まで押し戻せなくなってしまう場合があるため、ドレン配管15Aが長い場合でもドレン水を給水タンク10に容易に戻せるようにスチームトラップ15の下流側にドレン回収ポンプ140が設けられている。
【0006】
前記、給水タンク10内には攪拌装置142が設けられている。この攪拌装置142は、温度の高いドレン水が給水タンク10に回収されると、給水タンク10内の水はどうしても上部の温度が高く、下部は上部の温度より低くなってしまう。このため、攪拌装置142は、給水タンク10内の水を攪拌できるように設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スチームトラップで凝縮液化したドレン水は温度が高く、このように温度の高いドレン水をドレン回収ポンプで回収すると、ドレン回収ポンプは高温のドレン水によって故障してしまう。このため、ドレン回収ポンプの修理、交換等を頻繁に行わなければならず、ドレン回収ポンプのメンテナンスが困難であった。
【0008】
また、ドレン回収ポンプを設けるとドレン回収ポンプの設置場所が必要となる。このため、ドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースを設けなければならない問題があった。
【0009】
また、ドレン水を給水タンクに回収した場合、給水タンク内全体の水の温度を略均一にするため、給水タンク内に攪拌装置を設けなければならない。このため、蒸気ボイラーシステムのコストが高騰してしまう問題もあった。
【0010】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、簡単な構成でドレン水の回収が行えると共に給水タンク内全体の水の温度を略均一にすることができ、且つ、廉価な蒸気ボイラーシステムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の蒸気ボイラーシステムは、給水タンクからポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、該熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収するものであって、給水タンク内にインジェクション手段を設け、ポンプからの吐出水の一部をインジェクション手段から給水タンク内に吐出して吸引作用を生じさせると共に、当該吸引作用によりスチームトラップからのドレン水を給水タンク内に吸引するようにしているので、例えば従来のようにスチームトラップの下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。
【0012】
これにより、蒸気ボイラーシステムを構成する部品点数を削減することができるようになると共に配管の施工が簡単になり、蒸気ボイラーシステム全体をコンパクトにすることができるようになる。従って、従来のようにドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースが不要となり、空いた設置スペースを他に有効に利用することが可能となると共に、蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、総じて、蒸気ボイラーシステムを極めて廉価に製造することができるようになるものである。
【0013】
特に、インジェクション手段を給水タンク内に内蔵しているので、例えば従来のように給水タンク内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプで給水タンク内の水を循環させることができ、給水タンク内の水を容易に攪拌することが可能となる。これによ、給水タンク内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のポンプで例えば従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることが可能となる。従って、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになるものである。
【0014】
また、請求項2の発明の蒸気ボイラーシステムは、上記に加えて、ポンプとインジェクション手段間に、当該インジェクション手段側が順方向となる逆止弁を設けているので、スチームトラップから回収された高温のドレン水が直接ポンプ内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク内の水をポンプで吸水することができないと言ったような不都合を確実に防止することが可能となる。従って、給水タンクから常に好適な温度の水をボイラに給水することができるようになり、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約を行うことができるようになるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の蒸気ボイラーシステムの説明図である。尚、各図において図3と同一符号で示すものは同一とする。図中10は給水タンク(軟水タンクとも称す)で、この給水タンク10には給水タンク10内の水吸引し圧力を加えて吐出するブースターポンプ11(本発明のポンプに相当)が配管接続されており、このブースターポンプ11の出口側の給水配管11Aにはブースターポンプ11から吐出された吐出水を吸引しボイラー13へ供給する給水ポンプ12を介してボイラー13が接続されている。
【0016】
そして、ボイラー13には暖房機などの熱交換器14が配管接続され、この熱交換器14の出口側にはスチームトラップ15が配管接続されている。該スチームトラップ15は、熱交換器14で仕事(例えば、熱交換器14が暖房機の場合は熱交換により室内の空気を暖めるなどの仕事)をした後の高い温度の蒸気(この場合、蒸気の一部は凝縮液化されている)を凝縮液化させると共に、凝縮液化したドレン水を貯留させるためのものである。スチームトラップ15の出口側にはドレン配管15Aが接続されており、このドレン配管15Aは後述する給水タンク10内に設けられた吸引攪拌装置17(本発明のインジェクション手段に相当)に接続されている。
【0017】
該吸引攪拌装置17は、図2に示す如き一方(図中左側)に主入水口18、他方(図中右側)に放水口19、主入水口18と放水口19との略中間の側面(図中上側)に復入水口20が設けられている。この主入水口18内には低圧発生部21が形成されており、この低圧発生部21は上流側(主入水口18側)を大きく開口し下流側(放水口19側)に行くに従って小さく絞られ先端にノズル部21Aが形成されている。
【0018】
また、復入水口20内には低圧室20Aが形成されており、前記低圧発生部21先端に形成されたノズル部21Aは復入水口20の略中央に位置している。即ち、低圧室20Aはノズル部21Aを略中心としてその周囲に形成されている。また、主入水口18は低圧発生部21、ノズル部21A及び低圧室20Aを介して放水口19に連通すると共に、復入水口20は低圧室20Aを介して放水口19に連通している。
【0019】
そして、該吸引攪拌装置17は主入水口18から水が流入すると、その水は低圧発生部21を通過してノズル部21Aで絞られる。ノズル部21Aで絞られた水は低圧室20A内に勢いよく噴射され放水口19から放出される(図中実線矢印)。係る低圧室20A内に水が勢いよく噴射されると、勢いよく噴射された水周囲は気圧が低下し、低圧室20A内は真空状態となる。これによって、低圧室20A内においては約200〜300mmHg以上の真空度が確保でき、復入水口20にはドレン配管15Aを介してスチームトラップ15からドレン水が吸引され、低圧室20A内に吸引されたドレン水は放水口19から放出される(図中点線矢印)。
【0020】
即ち、主入水口18から流入した水がノズル部21Aにて絞られて低圧室20A内を勢いよく通過することにより低圧室20A内は真空状態となる。これによって、スチームトラップ15で凝縮液化されたドレン水はドレン配管15Aを介して復入水口20から低圧室20A内に吸引される。そして、主入水口18から流入した水と低圧室20A内に吸い込まれたドレン水とが放水口19から放出されることとなる。尚、ノズル部21Aにて絞られた水を噴射させて低圧室20A内を勢いよく通過させることにより低圧室20A内を真空にする技術は従来より衆知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【0021】
前記ブースターポンプ11の出口側の給水配管11Aは二つに分かれて分岐しており、分岐した一方の給水配管11Aは給水ポンプ12に接続されると共に、他方の給水配管11Aには吸引攪拌装置17側が順方向となる逆止弁22を介して主入水口18に接続されている。該逆止弁22は、ブースターポンプ11から吐出された吐出水が吸引攪拌装置17方向に流れ、逆方向には流れないように構成されている。
【0022】
逆止弁22は、ブースターポンプ11が停止した際ドレン配管15Aから温度の高いドレン水が直接給水ポンプ12に供給されて、給水ポンプ12が空回りをしないように設けられている。そして、給水タンク10には水管30を介して水道水を軟水にする軟水器(図示せず)に接続され、軟水器は水道管(図示せず)に接続されている。また、給水タンク10内には図示しないが水位調整装置が設けられており、給水タンク10内の水位が予め設定された水位より低下したならば軟水器から給水タンク10内に軟水を供給し、水位が所定水位まで上昇したら補給水を停止する構成になっている。
【0023】
そして、ボイラー13が運転されると、予めブースターポンプ11、給水ポンプ12によってボイラー13内に供給された水は、そこで加熱され高温の蒸気となって配管から熱交換器14へ送られる。そこで、熱交換器14で熱を奪われ仕事を行った蒸気は冷却して一部凝縮液化してスチームトラップ15内に流入する。
【0024】
一方、ブースターポンプ11から吐出された水の一部は分岐して給水配管11Aから逆止弁22、ストップ弁23を経て給水タンク10内の吸引攪拌装置17に流入する。吸引攪拌装置17に流入した水はそこで絞られて低圧室20A内に噴射されることにより、低圧室20Aは真空状態になる。低圧室20A内が真空状態となるとスチームトラップ15に貯留されたドレン水はドレン配管15Aから吸引攪拌装置17に流入し、給水タンク10内に回収される。
【0025】
係る、ブースターポンプ11は給水タンク10内の水を吸引し、吸引攪拌装置17の放水口19から放出させることにより、給水タンク10内の水は循環する。この循環が繰り返されることにより、給水タンク10内下部の水は上部に供給され、給水タンク10内の水は攪拌されることとなる。これにより、スチームトラップ15に貯留された温度の高いドレン水が給水タンク10内上部に回収された場合でも、給水タンク10内の水全体の温度を略均一にすることができるようになる。
【0026】
また、スチームトラップ15に貯留された温度の高いドレン水を給水タンク10内に回収することにより、給水タンク10内の水の温度を暖め、ボイラー13に給水しているので、ボイラー13の大幅な燃費節約と、給水する水を大幅に節約することができるようになる。
【0027】
このように、本発明の蒸気ボイラーシステムは、給水タンク10内に吸引攪拌装置17を設け、ブースターポンプ11からの吐出水の一部を吸引攪拌装置17から給水タンク10内に吐出して吸引作用を生じさせ、この吸引攪拌装置17の吸引作用によりスチームトラップ15からのドレン水を給水タンク10内に回収するようにしているので、従来のようにスチームトラップ15の下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク10内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。これにより、部品点数を削減することができて蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、極めて蒸気ボイラーシステムを廉価に製造することができるようになる。
【0028】
特に、吸引攪拌装置17を給水タンク10内に内蔵しているので、従来のように給水タンク10内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプ11で給水タンク10内の水を循環させることができて、給水タンク10内の水を攪拌することができる。これによ、給水タンク10内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のブースターポンプ11で従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることができ、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになる。
【0029】
また、ブースターポンプ11と吸引攪拌装置17間に、吸引攪拌装置17側が順方向となる逆止弁22を設けているので、スチームトラップ15から回収された高温のドレン水が直接ブースターポンプ11内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク10内の水を給水ポンプ12にて吸水できないと言ったような不都合を確実に防止することができるようになる。
【0030】
尚、実施例ではポンプをブースターポンプ11とし、このブースターポンプ11の下流側に接続した給水配管11Aを分岐し、分岐した給水配管11Aを吸引攪拌装置17の主入水口18に接続したが、吸引攪拌装置17の主入水口18を給水ポンプ12の下流側に接続しても差し支えない。この場合、給水ポンプ12の下流側の配管を分岐し、分岐した配管に逆止弁22、ストップ弁23を介して吸引攪拌装置17の主入水口18に接続すればよい。但し、この場合は、給水タンク10とボイラー13間の距離が短くブースターポンプ11を設けてない場合であるものとする。
【0031】
また、ブースターポンプ11の下流側の給水配管11Aを分岐して、その分岐した給水配管11Aを吸引攪拌装置17の主入水口18に接続したが、吸引攪拌装置17の接続はこれに限らず、給水タンク10内に図示しない攪拌ポンプを設け、この攪拌ポンプの下流側に吸引攪拌装置17の主入水口18を接続するようにしても差し支えない。この場合、逆止弁22、ストップ弁23などが不要となり、コストを低減させることが可能となる。
【0032】
また、蒸気ボイラーシステムで発生させた蒸気を熱交換器14に使用したが、蒸気ボイラーシステムで発生させた蒸気は熱交換器14だけでなく、食品加工、合成化学等のその他の産業分野の蒸気ボイラーシステムに本発明を適用しても差し支えない。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、蒸気ボイラーシステムは、給水タンクからポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、該熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収するものであって、給水タンク内にインジェクション手段を設け、ポンプからの吐出水の一部をインジェクション手段から給水タンク内に吐出して吸引作用を生じさせると共に、当該吸引作用によりスチームトラップからのドレン水を給水タンク内に吸引するようにしているので、例えば従来のようにスチームトラップの下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。
【0034】
これにより、蒸気ボイラーシステムを構成する部品点数を削減することができるようになると共に配管の施工が簡単になり、蒸気ボイラーシステム全体をコンパクトにすることができるようになる。従って、従来のようにドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースが不要となり、空いた設置スペースを他に有効に利用することが可能となると共に、蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、総じて、蒸気ボイラーシステムを極めて廉価に製造することができるようになるものである。
【0035】
特に、インジェクション手段を給水タンク内に内蔵しているので、例えば従来のように給水タンク内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプで給水タンク10内の水を循環させることができて、給水タンク内の水を攪拌することが可能となる。これによ、給水タンク内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のポンプで例えば従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることが可能となる。従って、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになるものである。
【0036】
また、請求項2の発明によれば、上記に加えて、ポンプとインジェクション手段間に、当該インジェクション手段側が順方向となる逆止弁を設けているので、スチームトラップから回収された高温のドレン水が直接ポンプ内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク内の水をポンプで吸水することができないと言ったような不都合を確実に防止することが可能となる。従って、給水タンクから常に好適な温度の水をボイラに給水することができるようになり、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約を行うことができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気ボイラーシステムの説明図である。
【図2】インジェクション装置の縦断側面図である。
【図3】従来の蒸気ボイラーシステムの説明図である。
【符号の説明】
10 給水タンク
11 ブースターポンプ
12 給水ポンプ
13 ボイラー
14 熱交換器
15 スチームトラップ
15A ドレン配管
17 吸引攪拌装置
18 主入水口
19 放水口
20 復入水口
20A 低圧室
21A ノズル部
22 逆止弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水タンクからポンプ及び給水ポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、この熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収する蒸気ボイラーシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりこの種蒸気ボイラーシステムでは、ボイラーで発生させ熱交換器で熱交換などの仕事をさせた後の一部が凝縮液化した使用済み蒸気はまだ高い温度を有しているため大きなエネルギーが残存している。この高温の蒸気をそのまま廃棄してしまうとエネルギーの無駄になってしまう。そこで、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約のため、熱交換器で仕事をさせた後の使用済の高温蒸気をスチームトラップで凝縮液化させ、この凝縮液化させた温度の高いドレン水を給水タンクに回収し再度使用する蒸気ボイラーシステムが種々提案されている。
【0003】
次に、蒸気ボイラーシステムを図3に示している。この蒸気ボイラーシステムは、ブースターポンプ11で給水タンク10に貯留された水を吸引し圧力を加えて給水ポンプ12に送り出している。この場合、前述した如く温度の高いドレン水が給水タンク10に回収され、給水タンク10内の水温が約+60℃を越えてしまうと給水ポンプ12は空回りをしてしまい、給水タンク10内の水を吸い込めなくなってしまう。このため、給水タンク10の出口側にブースターポンプ11を設けて水に圧力を加えて吐出し、給水ポンプ12で給水タンク10からの水を容易に吸い込めるようにしている。尚、給水タンク10は軟水タンクとも言われており、この給水タンク10には図示しないが水管30、水道水を軟水にする軟水器を介して水道管に接続されている。
【0004】
そして、給水ポンプ12にて吸い込まれた水はボイラー13で加熱され、高温蒸気となって暖房機などの熱交換器14に流入する。熱交換器14に流入した高温蒸気はそこで空気と熱交換して空気を暖める仕事を行う。仕事を行った後の蒸気は一部が凝縮液化した状態となってスチームトラップ15に流入し、そこで更に残った蒸気が凝縮液化され貯留されたドレン水(この場合、ドレン水はまだ温度が高い)だけがドレン回収ポンプ140にて給水タンク10に回収される。
【0005】
ドレン回収ポンプは、熱交換器14から給水タンク10までのドレン配管15Aの距離が長い場合、蒸気圧力が低下してドレン水を給水タンク10まで押し戻せなくなってしまう場合があるため、ドレン配管15Aが長い場合でもドレン水を給水タンク10に容易に戻せるようにスチームトラップ15の下流側にドレン回収ポンプ140が設けられている。
【0006】
前記、給水タンク10内には攪拌装置142が設けられている。この攪拌装置142は、温度の高いドレン水が給水タンク10に回収されると、給水タンク10内の水はどうしても上部の温度が高く、下部は上部の温度より低くなってしまう。このため、攪拌装置142は、給水タンク10内の水を攪拌できるように設けられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スチームトラップで凝縮液化したドレン水は温度が高く、このように温度の高いドレン水をドレン回収ポンプで回収すると、ドレン回収ポンプは高温のドレン水によって故障してしまう。このため、ドレン回収ポンプの修理、交換等を頻繁に行わなければならず、ドレン回収ポンプのメンテナンスが困難であった。
【0008】
また、ドレン回収ポンプを設けるとドレン回収ポンプの設置場所が必要となる。このため、ドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースを設けなければならない問題があった。
【0009】
また、ドレン水を給水タンクに回収した場合、給水タンク内全体の水の温度を略均一にするため、給水タンク内に攪拌装置を設けなければならない。このため、蒸気ボイラーシステムのコストが高騰してしまう問題もあった。
【0010】
本発明は、係る従来技術の課題を解決するために成されたものであり、簡単な構成でドレン水の回収が行えると共に給水タンク内全体の水の温度を略均一にすることができ、且つ、廉価な蒸気ボイラーシステムを提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の蒸気ボイラーシステムは、給水タンクからポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、該熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収するものであって、給水タンク内にインジェクション手段を設け、ポンプからの吐出水の一部をインジェクション手段から給水タンク内に吐出して吸引作用を生じさせると共に、当該吸引作用によりスチームトラップからのドレン水を給水タンク内に吸引するようにしているので、例えば従来のようにスチームトラップの下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。
【0012】
これにより、蒸気ボイラーシステムを構成する部品点数を削減することができるようになると共に配管の施工が簡単になり、蒸気ボイラーシステム全体をコンパクトにすることができるようになる。従って、従来のようにドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースが不要となり、空いた設置スペースを他に有効に利用することが可能となると共に、蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、総じて、蒸気ボイラーシステムを極めて廉価に製造することができるようになるものである。
【0013】
特に、インジェクション手段を給水タンク内に内蔵しているので、例えば従来のように給水タンク内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプで給水タンク内の水を循環させることができ、給水タンク内の水を容易に攪拌することが可能となる。これによ、給水タンク内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のポンプで例えば従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることが可能となる。従って、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになるものである。
【0014】
また、請求項2の発明の蒸気ボイラーシステムは、上記に加えて、ポンプとインジェクション手段間に、当該インジェクション手段側が順方向となる逆止弁を設けているので、スチームトラップから回収された高温のドレン水が直接ポンプ内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク内の水をポンプで吸水することができないと言ったような不都合を確実に防止することが可能となる。従って、給水タンクから常に好適な温度の水をボイラに給水することができるようになり、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約を行うことができるようになるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。図1は本発明の蒸気ボイラーシステムの説明図である。尚、各図において図3と同一符号で示すものは同一とする。図中10は給水タンク(軟水タンクとも称す)で、この給水タンク10には給水タンク10内の水吸引し圧力を加えて吐出するブースターポンプ11(本発明のポンプに相当)が配管接続されており、このブースターポンプ11の出口側の給水配管11Aにはブースターポンプ11から吐出された吐出水を吸引しボイラー13へ供給する給水ポンプ12を介してボイラー13が接続されている。
【0016】
そして、ボイラー13には暖房機などの熱交換器14が配管接続され、この熱交換器14の出口側にはスチームトラップ15が配管接続されている。該スチームトラップ15は、熱交換器14で仕事(例えば、熱交換器14が暖房機の場合は熱交換により室内の空気を暖めるなどの仕事)をした後の高い温度の蒸気(この場合、蒸気の一部は凝縮液化されている)を凝縮液化させると共に、凝縮液化したドレン水を貯留させるためのものである。スチームトラップ15の出口側にはドレン配管15Aが接続されており、このドレン配管15Aは後述する給水タンク10内に設けられた吸引攪拌装置17(本発明のインジェクション手段に相当)に接続されている。
【0017】
該吸引攪拌装置17は、図2に示す如き一方(図中左側)に主入水口18、他方(図中右側)に放水口19、主入水口18と放水口19との略中間の側面(図中上側)に復入水口20が設けられている。この主入水口18内には低圧発生部21が形成されており、この低圧発生部21は上流側(主入水口18側)を大きく開口し下流側(放水口19側)に行くに従って小さく絞られ先端にノズル部21Aが形成されている。
【0018】
また、復入水口20内には低圧室20Aが形成されており、前記低圧発生部21先端に形成されたノズル部21Aは復入水口20の略中央に位置している。即ち、低圧室20Aはノズル部21Aを略中心としてその周囲に形成されている。また、主入水口18は低圧発生部21、ノズル部21A及び低圧室20Aを介して放水口19に連通すると共に、復入水口20は低圧室20Aを介して放水口19に連通している。
【0019】
そして、該吸引攪拌装置17は主入水口18から水が流入すると、その水は低圧発生部21を通過してノズル部21Aで絞られる。ノズル部21Aで絞られた水は低圧室20A内に勢いよく噴射され放水口19から放出される(図中実線矢印)。係る低圧室20A内に水が勢いよく噴射されると、勢いよく噴射された水周囲は気圧が低下し、低圧室20A内は真空状態となる。これによって、低圧室20A内においては約200〜300mmHg以上の真空度が確保でき、復入水口20にはドレン配管15Aを介してスチームトラップ15からドレン水が吸引され、低圧室20A内に吸引されたドレン水は放水口19から放出される(図中点線矢印)。
【0020】
即ち、主入水口18から流入した水がノズル部21Aにて絞られて低圧室20A内を勢いよく通過することにより低圧室20A内は真空状態となる。これによって、スチームトラップ15で凝縮液化されたドレン水はドレン配管15Aを介して復入水口20から低圧室20A内に吸引される。そして、主入水口18から流入した水と低圧室20A内に吸い込まれたドレン水とが放水口19から放出されることとなる。尚、ノズル部21Aにて絞られた水を噴射させて低圧室20A内を勢いよく通過させることにより低圧室20A内を真空にする技術は従来より衆知の技術であるため詳細な説明を省略する。
【0021】
前記ブースターポンプ11の出口側の給水配管11Aは二つに分かれて分岐しており、分岐した一方の給水配管11Aは給水ポンプ12に接続されると共に、他方の給水配管11Aには吸引攪拌装置17側が順方向となる逆止弁22を介して主入水口18に接続されている。該逆止弁22は、ブースターポンプ11から吐出された吐出水が吸引攪拌装置17方向に流れ、逆方向には流れないように構成されている。
【0022】
逆止弁22は、ブースターポンプ11が停止した際ドレン配管15Aから温度の高いドレン水が直接給水ポンプ12に供給されて、給水ポンプ12が空回りをしないように設けられている。そして、給水タンク10には水管30を介して水道水を軟水にする軟水器(図示せず)に接続され、軟水器は水道管(図示せず)に接続されている。また、給水タンク10内には図示しないが水位調整装置が設けられており、給水タンク10内の水位が予め設定された水位より低下したならば軟水器から給水タンク10内に軟水を供給し、水位が所定水位まで上昇したら補給水を停止する構成になっている。
【0023】
そして、ボイラー13が運転されると、予めブースターポンプ11、給水ポンプ12によってボイラー13内に供給された水は、そこで加熱され高温の蒸気となって配管から熱交換器14へ送られる。そこで、熱交換器14で熱を奪われ仕事を行った蒸気は冷却して一部凝縮液化してスチームトラップ15内に流入する。
【0024】
一方、ブースターポンプ11から吐出された水の一部は分岐して給水配管11Aから逆止弁22、ストップ弁23を経て給水タンク10内の吸引攪拌装置17に流入する。吸引攪拌装置17に流入した水はそこで絞られて低圧室20A内に噴射されることにより、低圧室20Aは真空状態になる。低圧室20A内が真空状態となるとスチームトラップ15に貯留されたドレン水はドレン配管15Aから吸引攪拌装置17に流入し、給水タンク10内に回収される。
【0025】
係る、ブースターポンプ11は給水タンク10内の水を吸引し、吸引攪拌装置17の放水口19から放出させることにより、給水タンク10内の水は循環する。この循環が繰り返されることにより、給水タンク10内下部の水は上部に供給され、給水タンク10内の水は攪拌されることとなる。これにより、スチームトラップ15に貯留された温度の高いドレン水が給水タンク10内上部に回収された場合でも、給水タンク10内の水全体の温度を略均一にすることができるようになる。
【0026】
また、スチームトラップ15に貯留された温度の高いドレン水を給水タンク10内に回収することにより、給水タンク10内の水の温度を暖め、ボイラー13に給水しているので、ボイラー13の大幅な燃費節約と、給水する水を大幅に節約することができるようになる。
【0027】
このように、本発明の蒸気ボイラーシステムは、給水タンク10内に吸引攪拌装置17を設け、ブースターポンプ11からの吐出水の一部を吸引攪拌装置17から給水タンク10内に吐出して吸引作用を生じさせ、この吸引攪拌装置17の吸引作用によりスチームトラップ15からのドレン水を給水タンク10内に回収するようにしているので、従来のようにスチームトラップ15の下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク10内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。これにより、部品点数を削減することができて蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、極めて蒸気ボイラーシステムを廉価に製造することができるようになる。
【0028】
特に、吸引攪拌装置17を給水タンク10内に内蔵しているので、従来のように給水タンク10内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプ11で給水タンク10内の水を循環させることができて、給水タンク10内の水を攪拌することができる。これによ、給水タンク10内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のブースターポンプ11で従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることができ、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになる。
【0029】
また、ブースターポンプ11と吸引攪拌装置17間に、吸引攪拌装置17側が順方向となる逆止弁22を設けているので、スチームトラップ15から回収された高温のドレン水が直接ブースターポンプ11内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク10内の水を給水ポンプ12にて吸水できないと言ったような不都合を確実に防止することができるようになる。
【0030】
尚、実施例ではポンプをブースターポンプ11とし、このブースターポンプ11の下流側に接続した給水配管11Aを分岐し、分岐した給水配管11Aを吸引攪拌装置17の主入水口18に接続したが、吸引攪拌装置17の主入水口18を給水ポンプ12の下流側に接続しても差し支えない。この場合、給水ポンプ12の下流側の配管を分岐し、分岐した配管に逆止弁22、ストップ弁23を介して吸引攪拌装置17の主入水口18に接続すればよい。但し、この場合は、給水タンク10とボイラー13間の距離が短くブースターポンプ11を設けてない場合であるものとする。
【0031】
また、ブースターポンプ11の下流側の給水配管11Aを分岐して、その分岐した給水配管11Aを吸引攪拌装置17の主入水口18に接続したが、吸引攪拌装置17の接続はこれに限らず、給水タンク10内に図示しない攪拌ポンプを設け、この攪拌ポンプの下流側に吸引攪拌装置17の主入水口18を接続するようにしても差し支えない。この場合、逆止弁22、ストップ弁23などが不要となり、コストを低減させることが可能となる。
【0032】
また、蒸気ボイラーシステムで発生させた蒸気を熱交換器14に使用したが、蒸気ボイラーシステムで発生させた蒸気は熱交換器14だけでなく、食品加工、合成化学等のその他の産業分野の蒸気ボイラーシステムに本発明を適用しても差し支えない。
【0033】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明によれば、蒸気ボイラーシステムは、給水タンクからポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、該熱交換器からはスチームトラップを介して給水タンクにドレン水を回収するものであって、給水タンク内にインジェクション手段を設け、ポンプからの吐出水の一部をインジェクション手段から給水タンク内に吐出して吸引作用を生じさせると共に、当該吸引作用によりスチームトラップからのドレン水を給水タンク内に吸引するようにしているので、例えば従来のようにスチームトラップの下流側にドレン回収ポンプを設けなくてもドレン水を給水タンク内に回収することができ、ドレン回収ポンプのメンテナンスも不要となる。
【0034】
これにより、蒸気ボイラーシステムを構成する部品点数を削減することができるようになると共に配管の施工が簡単になり、蒸気ボイラーシステム全体をコンパクトにすることができるようになる。従って、従来のようにドレン回収ポンプを設置するための格別な設置スペースが不要となり、空いた設置スペースを他に有効に利用することが可能となると共に、蒸気ボイラーシステムの簡素化を図ることができ、総じて、蒸気ボイラーシステムを極めて廉価に製造することができるようになるものである。
【0035】
特に、インジェクション手段を給水タンク内に内蔵しているので、例えば従来のように給水タンク内に攪拌装置を設けなくても、ブースターポンプで給水タンク10内の水を循環させることができて、給水タンク内の水を攪拌することが可能となる。これによ、給水タンク内の水全体の温度を略均一にすることができるようになると共に、1台のポンプで例えば従来のドレン回収ポンプ及び攪拌装置を兼ねることが可能となる。従って、蒸気ボイラーシステムの大幅な低コスト化を図ることができるようになるものである。
【0036】
また、請求項2の発明によれば、上記に加えて、ポンプとインジェクション手段間に、当該インジェクション手段側が順方向となる逆止弁を設けているので、スチームトラップから回収された高温のドレン水が直接ポンプ内に吸い込まれてしまうのを防止することができるようになる。これにより、給水タンク内の水をポンプで吸水することができないと言ったような不都合を確実に防止することが可能となる。従って、給水タンクから常に好適な温度の水をボイラに給水することができるようになり、ボイラーの燃費節約と給水する水の節約を行うことができるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の蒸気ボイラーシステムの説明図である。
【図2】インジェクション装置の縦断側面図である。
【図3】従来の蒸気ボイラーシステムの説明図である。
【符号の説明】
10 給水タンク
11 ブースターポンプ
12 給水ポンプ
13 ボイラー
14 熱交換器
15 スチームトラップ
15A ドレン配管
17 吸引攪拌装置
18 主入水口
19 放水口
20 復入水口
20A 低圧室
21A ノズル部
22 逆止弁
Claims (2)
- 給水タンクからポンプを介してボイラーに給水すると共に、当該ボイラーにて生成された蒸気を熱交換器に供給して利用し、該熱交換器からはスチームトラップを介して前記給水タンクにドレン水を回収する蒸気ボイラーシステムにおいて、
前記給水タンク内にインジェクション手段を設け、前記ポンプからの吐出水の一部を前記インジェクション手段から前記給水タンク内に吐出して吸引作用を生じさせると共に、当該吸引作用により前記スチームトラップからのドレン水を前記給水タンク内に吸引することを特徴とする蒸気ボイラーシステム。 - 前記ポンプとインジェクション手段間に、当該インジェクション手段側が順方向となる逆止弁を設けたことを特徴とする請求項1の蒸気ボイラーシステム。
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