JP2004237264A

JP2004237264A - 真空脱気装置

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Publication number: JP2004237264A
Application number: JP2003032302A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tai; 誠二田井; Takafumi Ii; 孝文井伊
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-26

Abstract

【課題】この発明が解決しようとする課題は、真空脱気装置の脱気性能を維持することである。
【解決手段】被脱気液を脱気部２内へ噴出し、この脱気部２内を真空吸引する真空脱気装置１であって、前記脱気部２に接続され脱気された処理液を負荷側へ移送する処理液ポンプ３と、被脱気液と前記処理液ポンプ３により移送される処理液の少なくとも一部とを加圧する加圧ポンプ４と、この加圧ポンプ４に接続され前記脱気部２内へ液を噴出する噴出手段５とを備え、処理液の少なくとも一部が前記処理液ポンプ３，前記加圧ポンプ４，前記噴出手段５を介して循環するように構成したことを特徴としている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、真空脱気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ボイラ，温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類への給水ラインには、これら機器類の内部腐食防止を目的とした真空脱気装置が組み込まれている。また、近年ではビル，マンション等の建造物における給水配管の赤水防止対策としても真空脱気装置が用いられるようになってきている。さらに、半導体工場等の洗浄用の純水ラインにも真空脱気装置が組み込まれている。
【０００３】
前記真空脱気装置は、使用機器等への給水ラインにほぼ円筒縦型の脱気塔を設け、この脱気塔内の上方から下部へ向かって被脱気液である原水，たとえば水道水，井戸水，純水，その他工業用水等をノズルを介して噴出する。この噴出過程において前記脱気塔内を真空引きし、被脱気液中の溶存気体を脱気する構成のものである。
【０００４】
この種の真空脱気装置においては、前記脱気塔内で被脱気液の前記噴出過程を長くする必要がある。具体的に説明すると、被脱気液が噴出されてから真空引きされている滞留時間を長くする必要がある。そのため、前記脱気塔は、その内部の上方から下部までの長さを長くして脱気空間部を確保した，すなわちその噴出部の高さを高くした塔形式の構成である。
【０００５】
そして、前記脱気塔内で脱気処理された処理水の水位をできるだけ低く維持し、前記脱気空間部を確保するように水位制御されている。このとき、水位を低く維持するため、被脱気液の供給流量を少なくしたり、処理水の排出流量を多くして制御している（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００６】
この場合、水位を低く維持するために被脱気液の供給流量を少なくすると、前記ノズルからの被脱気液の噴出状態が悪くなり、脱気性能が低下する。
【０００７】
また、処理水を使用して消費する負荷装置によっては、定量で連続して消費するものもあれば、一時的に多くの流量を消費するものもあり、水位を低く維持したとき、処理水の供給が不足する不具合が発生することがある。そして、前記脱気塔内で供給流量，すなわち噴出流量と排出流量とを一致させ、水位を一定に維持し、脱気性能を良好に維持することは困難である。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−２９９７１０号公報
【０００９】
【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、真空脱気装置の脱気性能を良好に維持することである。
【００１０】
【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あって、請求項１に記載の発明は、被脱気液を脱気部内へ噴出し、この脱気部内を真空吸引する真空脱気装置であって、前記脱気部に接続され脱気された処理液を負荷側へ移送する処理液ポンプと、被脱気液と前記処理液ポンプにより移送される処理液の少なくとも一部とを加圧する加圧ポンプと、この加圧ポンプに接続され前記脱気部内へ液を噴出する噴出手段とを備え、処理液の少なくとも一部が前記処理液ポンプ，前記加圧ポンプ，前記噴出手段を介して循環するように構成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記脱気部の下部に処理液の液位検出手段を備え、この液位検出手段からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段を制御する制御器を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記処理液ポンプの下流側に処理液を貯留するタンクを備え、処理液の平均消費流量より多い流量が一時的に負荷側にて消費されるとき、前記タンク内の処理液を前記負荷側へ補給し、処理液の平均消費流量より少ない流量が一時的に負荷側にて消費されるとき、前記タンク内へ処理液を移送するように構成したことを特徴としている。
【００１３】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記タンクに設けた処理液の液位制御手段からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段を制御するとともに、前記脱気部に設けた液位検出手段からの信号に基づいて、前記脱気部内の処理液の液位が下限液位になると、前記噴出手段からの噴出流量より少ない流量で前記処理液ポンプにより前記脱気部から処理液を移送し、処理液の液位が上限液位になると、前記噴出手段からの噴出流量より多い流量で前記処理液ポンプにより前記脱気部から処理液を移送するように制御する制御器を備えたことを特徴としている。
【００１４】
【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、ボイラ，温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類の給水ラインにこれら機器類の内部腐食防止を目的として組み込まれる真空脱気装置において好適に実施する。また、ビル，マンション等の建造物における給水配管の赤水防止対策として組み込まれる真空脱気装置や半導体等の洗浄用水に使用する真空脱気装置においても好適に実施する。
【００１５】
まず、第一の実施の形態について説明する。この真空脱気装置は、脱気処理を行う脱気部と、脱気された処理液を処理液を消費する機器側（以下、「負荷側」と云う。）へ移送する処理液ポンプと、被脱気液と前記処理液ポンプにより移送される処理液の少なくとも一部とを加圧する加圧ポンプと、前記脱気部内へ液を噴出する噴出手段と、この真空脱気装置を制御する制御器とを備えている。
【００１６】
そして、前記真空脱気装置は、前記脱気部の上方，いわゆる天井部に設けた前記噴出手段から液を前記脱気部内へ噴出し、この噴出している状態の前記脱気部内を真空引きして、被脱気液中の溶存気体を脱気する構成であり、脱気した処理液を前記負荷側へ供給する。ここで、処理液の少なくとも一部は、前記処理液ポンプ，前記加圧ポンプ，前記噴出手段を介して循環するように構成している。
【００１７】
さらに、前記制御器は、前記脱気部の下部に設けた処理液の液位検出手段からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段を制御するように構成されている。
【００１８】
このような構成の前記真空脱気装置の作用について説明する。まず、前記脱気部内を真空にして、被脱気液を噴出し脱気する。そして、脱気した処理液を前記負荷側へ供給するとともに、処理液の一部を循環させ、再度加圧し前記噴出手段から噴出する。すなわち、処理液の一部を循環させ、消費する処理液の流量より多い流量を前記噴出手段から噴出することにより、噴出に最適な流量と圧力を維持する。これにより、処理液の消費量が少なくても、噴出圧力を高く維持できるので脱気性能を良好に維持することができる。
【００１９】
さらに、前記液位検出手段により液位を前記脱気部の下部に維持するので、脱気空間部を確保でき、脱気性能を良好に維持することができる。
【００２０】
つぎに、第一の実施の形態の変形例である第二の実施の形態について説明する。前記処理液ポンプの下流側に処理液を貯留するタンクを備えるものである。そして、処理液の平均消費流量より多い流量が一時的に前記負荷側にて消費されるとき、たとえば前記負荷側での処理液の消費が間欠的な運転により行われ一時的には平均消費流量より多くなるようなとき、前記タンク内の処理液にて補給する。一方、処理液の平均消費流量より少ない流量が一時的に前記負荷側にて消費されるときは前記タンク内へ処理液を移送し貯留するように構成している。これにより、前記負荷側の負荷変動にも対応することができる。
【００２１】
さらに、この第二の実施の形態における制御器は、前記タンクに設けた処理液の液位制御手段からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段を制御するとともに、前記脱気部に設けた液位検出手段からの信号に基づいて、前記脱気部内の処理液の液位が下限液位になると、たとえば前記処理液ポンプの回転速度を調節し、前記噴出手段からの噴出流量より少ない流量で前記処理液ポンプにより前記脱気部から処理液を移送し、処理液の液位が上限液位になると、前記噴出手段からの噴出流量より多い流量で前記処理液ポンプにより前記脱気部から処理液を移送するように制御する。これにより、液位を前記脱気部の下部に維持するので、脱気空間部を確保でき、脱気性能を良好に維持することができる。
【００２２】
以上のように、これらの実施の形態によれば、真空脱気装置の脱気性能を良好に維持することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施する第一実施例の真空脱気装置の概略構成を示す説明図である。この第一実施例では、被脱気液としてボイラに使用される軟水から溶存気体（たとえば、溶存酸素，溶存窒素，溶存炭酸ガス等）を脱気する場合について説明する。
【００２４】
図１において、この真空脱気装置１は、脱気処理を行う脱気部２と、脱気された処理水を負荷側へ移送する処理水ポンプ３と、軟水と前記処理水ポンプ３により移送される処理水の少なくとも一部とを加圧する加圧ポンプ４と、前記脱気部２内へ軟水を噴出する噴出手段であるノズル５と、この真空脱気装置１を制御する制御器６とを備えている。
【００２５】
そして、前記真空脱気装置１は、前記脱気部２の上方，いわゆる天井部７に設けた前記ノズル５から軟水を前記脱気部２内へ噴出し、この噴出している状態の前記脱気部２内を真空引きして、軟水中の溶存気体を脱気する構成であり、脱気した処理水を消費する前記ボイラ（図示省略）側へ供給する。ここで、処理水の少なくとも一部は、前記処理水ポンプ３，前記加圧ポンプ４，前記ノズル５を介して循環するように構成している。
【００２６】
前記脱気部２は、筒状，たとえば円筒状の耐真空容器として構成されている。前記脱気部２には、前記天井部７に前記ノズル５が設けられており、また脱気部２内を真空吸引する真空ライン８と真空ポンプ（図示省略）が接続されている。前記脱気部２の下部には、処理水の水位検出手段９を備えている。この水位検出手段９は、下限水位センサ１０と上限水位センサ１１とにより構成されている。前記水位検出手段９により前記脱気部２内は、処理水部１２と脱気空間部１３とに区分される。また、前記脱気部２の底部１４には、処理水ライン１５が接続されている。
【００２７】
前記処理水ポンプ３は、前記処理水ライン１５に設けられており、処理水を前記ボイラ側へ移送する。また、前記処理水ライン１５は、前記ボイラ側の上流側の分岐点１６で分岐されており、分岐された処理水ライン１７は、前記加圧ポンプ４の吸込口１８と、逆止弁１９を介して接続されている。前記処理水ポンプ３は、必要有効吸込ヘッド（ｒｅｑｕｉｒｅｄＮＰＳＨ）が小さい抽出ポンプをもって構成されている。すなわち、前記脱気部２内の水位が低くても処理水を前記底部１４から抽出することができる構成としている。さらに、前記処理水ポンプ３は、前記制御器６で回転速度を調節することにより処理水の抽出流量を可変できるように構成されている。
【００２８】
前記加圧ポンプ４は、前記ノズル５と接続されている加圧ライン２０に設けられている。この加圧ライン２０には、軟水の噴出圧力を検出する圧力計２１が設けられている。この加圧ライン２０には、流量を検出する流量計（図示省略）を設けてもよい。そして、前記吸込口１８側には、軟水を供給する補給ライン２２が前記逆止弁１９の下流側で前記分岐された処理水ライン１７との合流点２３で合流するように構成されている。前記補給ライン２２には、軟水の導入量を調節する導入量調節手段２４が設けられている。
【００２９】
前記加圧ポンプ４は、前記補給ライン２２から供給される軟水と前記処理水ポンプ３により移送される処理水の少なくとも一部とを適正な流量で最適な噴出圧力となるように加圧するように構成されている。そして、前記加圧ポンプ４は、前記ボイラの処理水の平均消費流量より多い流量で前記ノズル５へ軟水と処理水の少なくとも一部を供給するように構成されている。たとえば、前記加圧ポンプ４は、前記ボイラの処理水の平均消費流量が１．０ｍ^３／ｈのとき、それより多い流量、１．５ｍ^３／ｈ（軟水１．０ｍ^３／ｈと処理水０．５ｍ^３／ｈ）を前記ノズル５へ供給するように構成されている。したがって、処理水の一部の０．５ｍ^３／ｈは、前記加圧ポンプ４と前記ノズル５と前記脱気部２と前記処理水ポンプ３および前記逆止弁１９とを介して絶えず循環するように構成されている。
【００３０】
前記ノズル５は、前記加圧ポンプ４と前記加圧ライン２０を介して接続されて前記天井部７に設けられており、軟水を霧状に前記脱気部２内へ噴出する。前記ノズル５は、複数設けることも好適である。
【００３１】
前記水位検出手段９は、フロートスイツチによる水位検出手段であり、前記脱気部２内の水位の検出を行うものである。そして、前記水位検出手段９は、脱気された処理水が下限水位以上であれば、前記処理水ポンプ３の作動を許可し、処理水を消費する前記ボイラ側へ送る信号を前記制御器６へ出力する構成としている。
【００３２】
前記制御器６は、前記処理水ポンプ３，前記加圧ポンプ４，前記水位検出手段９，前記圧力センサ２１，前記導入量調節手段２４および前記真空ポンプとそれぞれ回線（符号省略）を介して接続されている。前記制御器６は、前記水位検出手段９からの信号に基づいて、前記導入量調節手段２４を制御し、水位を前記両水位センサ１０，１１の間に維持するように構成されている。前記制御器６は、前記真空ポンプと前記処理水ポンプ３と前記加圧ポンプ４および前記導入量調節手段２４の作動をそれぞれ制御するように構成されている。
【００３３】
このような構成の前記真空脱気装置１の作用について説明する。まず、前記制御器６は、前記真空ポンプを作動させ、前記真空ライン８から前記脱気部２内を吸引し、前記脱気部２内の所定の真空度を維持するように制御する。そして、前記脱気部２内が所定の真空度になると、前記補給ライン２２から導入した軟水を前記加圧ポンプ４により加圧し、前記ノズル５へ供給し、この軟水を前記ノズル５から前記脱気部２内へ噴出する。ここにおいて、軟水は、前記加圧ポンプ４により加圧されるので、より微細に，すなわちより表面積を多くした状態で噴出される。これにより、軟水中の溶存気体を効率的に脱気する。
【００３４】
そして、脱気された処理水は、前記脱気部２の前記処理水部１２に貯留される。貯留された処理水の水位が前記下限水位センサ１０以上であれば、前記処理水ポンプ３を作動させ、貯留された処理水を前記ボイラ側へ移送する（このとき、移送する流量は１．５ｍ^３／ｈで移送する。）。移送された処理水の一部（０．５ｍ^３／ｈ）は、前記分岐された処理水ライン１７と前記逆止弁１９を経由して、前記加圧ポンプ４へ移送され、補給される軟水１．０ｍ^３／ｈとともに再度前記ノズル５から噴出される。すなわち、循環している処理水から一部を抜き出すようにして前記ボイラ側へ１．０ｍ^３／ｈ供給するとともに、残り０．５ｍ^３／ｈは循環させるものである。そして、前記ボイラでの消費量が少なくなり、前記脱気部２内の処理水の水位が上昇し、前記上限水位センサ１１で検出する水位になると、前記上限水位センサ１１からの信号により、前記導入量調節手段２４を閉じて軟水の導入を停止する。
【００３５】
これにより、処理水の少なくとも一部は、絶えず循環するので、前記ノズル５から適正な流量と最適な噴出圧力を維持するとともに、前記脱気部２内の水位も低く維持でき、前記脱気空間部１３を適正に維持できるので脱気性能を良好に維持することができる。
【００３６】
つぎに、第一実施例の変形例である第二実施例について図２に基づいて説明する。図２は、第二実施例の真空脱気装置の概略説明図である。前記第一実施例と同じ構成のものは同じ符号とし、その詳細な説明は省略する。図２における真空脱気装置１は、前記第一実施例における前記処理水ポンプ３の下流側に処理水を貯留するタンク２５を備えた変形例である。すなわち、前記分岐点１６と前記逆止弁１９との間の前記分岐された処理水ライン１７に前記タンク２５を設ける。すなわち、このタンク２５の底部一端２６に前記分岐された処理水ライン１７を接続し、底部他端２７と前記逆止弁１９とを接続している。
【００３７】
前記タンク２５の上部には、このタンク２５内の水位を制御する水位制御手段２８が設けられている。この水位制御手段２８は、タンク下限センサ２９とタンク上限センサ３０とにより構成されている。
【００３８】
つぎに、この第二実施例の真空脱気装置１の作用について説明する。前記第一実施例と同様に前記真空脱気装置１の運転を開始する。まず、軟水を供給し前記脱気部２内へ噴出する。そして、前記脱気部２内に処理水が溜まると、前記処理水ポンプ３を作動させて処理水を前記タンク２５内へ移送し貯留する。つぎに、前記タンク２５内に処理水が貯留されると、この貯留された処理水は、再度前記加圧ポンプ４により加圧され、前記脱気部２内へ噴出され、さらに脱気される。したがって、高脱気度の処理水として貯留されている。
【００３９】
そして、前記ボイラで軟水を消費するときは、前記処理水ライン１５から前記分岐点１６を経由して、循環している処理水の一部を抜き出すようにして供給する。
【００４０】
つぎに、負荷変動等により一時的に処理水が前記ボイラ側で多く必要となると、前記タンク２５内に貯留した処理水を前記分岐された処理水ライン１７から逆に流して供給する。すなわち、処理水の平均消費流量より多い流量が一時的にボイラ側にて消費されるとき、前記タンク２５内に貯留した処理水にて補給する。たとえば、前記ボイラの給水ポンプ（図示省略）が間欠的に運転され、２０分間だけ３．０ｍ^３／ｈの流量で前記ボイラへ給水し４０分間停止（平均消費量としては１．０ｍ^３／ｈ）のとき、前記補給ライン２２から軟水を１．０ｍ^３／ｈの流量で補給し、前記タンク２５から前記逆止弁１９を介して０．５ｍ^３／ｈ給水し、合計して前記ノズル５から１．５ｍ^３／ｈ噴出している状態を例として説明する。この場合、前記処理水ポンプ３は、１．５ｍ^３／ｈの流量で移送し（２０分間で０．５ｍ^３）、前記タンク２５から前記分岐された処理水ライン１７から逆に１．５ｍ^３／ｈの流量（２０分間で０．５ｍ^３）で補い、前記給水ポンプへ合計３．０ｍ^３／ｈの流量で（２０分間合計で１．０ｍ^３供給し４０分停止）供給する。すなわち、処理水の平均消費流量より多い流量が一時的にボイラ側にて消費されるとき、前記タンク２５内に貯留した処理水にて補給する。
【００４１】
一方、処理水の平均消費流量より少ない流量が一時的にボイラ側にて消費されるときは前記タンク２５内へ処理水を移送し貯留する。これにより、つぎの負荷変動に備えて貯留するので、前記ボイラ側の負荷変動に対応することができる。
【００４２】
さらに、この第二実施例における制御器６は、前記タンク２５に設けた処理水の水位制御手段２８からの信号に基づいて、前記タンク２５内の水位を前記導入量調節手段２４を制御することにより、前記タンク下限センサ２９と前記タンク上限センサ３０との間に制御する。すなわち、処理水が前記タンク２５内で上限水位となるまで前記補給ライン２２から新しい軟水を前記加圧ポンプ４の吸込口１８へ導入し、脱気した処理水を前記処理水ポンプ３により前記タンク２５へ貯留する。さらに、前記制御器６は、前記脱気部２に設けた前記水位検出手段９からの信号に基づいて、前記脱気部２内の処理水の水位が下限水位になると、前記ノズル５からの噴出流量より少ない流量（たとえば、１．４ｍ^３／ｈ）で前記処理水ポンプ３の回転速度を調節することにより前記脱気部２から処理水を移送し水位を上昇させるように制御し、処理水の水位が上限水位になると、前記ノズル５からの噴出流量より多い流量（たとえば、１．６ｍ^３／ｈ）で前記処理水ポンプ３により前記脱気部２から処理水を移送し水位を下降させるように制御する。これにより、水位を前記脱気部２の前記処理水部１２で所定の範囲に維持するので、前記脱気空間部１３を確保でき、脱気性能を良好に維持することができる。
【００４３】
これにより、真空脱気装置の脱気性能を良好に維持するとともに、負荷変動にも対応することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、真空脱気装置の脱気性能を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施する第一実施例の真空脱気装置の概略構成を示す説明図である。
【図２】この発明を実施する第二実施例の真空脱気装置の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１真空脱気装置
２脱気部
３処理水ポンプ（処理液ポンプ）
４加圧ポンプ
５ノズル（噴出手段）
９水位検出手段（液位検出手段）
２４導入量調節手段
２５タンク
２８水位制御手段（液位制御手段）

Claims

被脱気液を脱気部２内へ噴出し、この脱気部２内を真空吸引する真空脱気装置１であって、前記脱気部２に接続され脱気された処理液を負荷側へ移送する処理液ポンプ３と、被脱気液と前記処理液ポンプ３により移送される処理液の少なくとも一部とを加圧する加圧ポンプ４と、この加圧ポンプ４に接続され前記脱気部２内へ液を噴出する噴出手段５とを備え、処理液の少なくとも一部が前記処理液ポンプ３，前記加圧ポンプ４，前記噴出手段５を介して循環するように構成したことを特徴とする真空脱気装置。
前記脱気部２の下部に処理液の液位検出手段９を備え、この液位検出手段９からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段２４を制御する制御器６を備えたことを特徴とする請求項１に記載の真空脱気装置。
前記処理液ポンプ３の下流側に処理液を貯留するタンク２５を備え、処理液の平均消費流量より多い流量が一時的に負荷側にて消費されるとき、前記タンク２５内の処理液を前記負荷側へ補給し、処理液の平均消費流量より少ない流量が一時的に負荷側にて消費されるとき、前記タンク２５内へ処理液を移送するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の真空脱気装置。
前記タンク２５に設けた処理液の液位制御手段２８からの信号に基づいて被脱気液の導入量を調節する導入量調節手段２４を制御するとともに、前記脱気部２に設けた液位検出手段９からの信号に基づいて、前記脱気部２内の処理液の液位が下限液位になると、前記噴出手段５からの噴出流量より少ない流量で前記処理液ポンプ３により前記脱気部２から処理液を移送し、処理液の液位が上限液位になると、前記噴出手段５からの噴出流量より多い流量で前記処理液ポンプ３により前記脱気部２から処理液を移送するように制御する制御器６を備えたことを特徴とする請求項３に記載の真空脱気装置。