JP2012067970A - ドレン回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラへドレンを給水するための高価なドレンポンプを不要としたクローズド方式のドレン回収システムを提供する。
【解決手段】ボイラ１へドレンを給水する密閉型の給水タンク７を、該タンク７内の水位がボイラ１内の水位よりも高くなるように設置し、給水タンク７へドレンを供給するときには、給水タンク７内を負圧にすることなく減圧して、ドレン供給管１０からドレンを引き込み、給水タンク７のドレンを、ボイラ１へ給水するときには、給水タンク７内の圧力がボイラ１内の圧力と等しくなるように、給水タンク７へボイラ１からの蒸気を導入して、給水タンク７内の水位とボイラ１内の水位との高低差によって給水タンク７のドレンを、ボイラ１へ給水する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボイラからの蒸気を熱源として使用する負荷機器から排出されるドレンを回収して前記ボイラに給水するドレン回収システムに関し、更に詳しくは、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収してボイラに給水するクローズド方式のドレン回収システムに関する。

従来から、ボイラの燃料費及び水を節約するために、負荷機器から排出されるドレンをタンクに回収して再使用するドレン回収システムが提案されている。このドレン回収システムには、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放した開放型のタンクに回収し、ボイラに１００℃未満のドレンを給水するオープン方式と、負荷機器から排出されるドレンを大気に開放しない密閉型のタンクに回収し、この密閉型のタンクに回収した１００℃以上の高温高圧のドレンを、ボイラに給水するクローズド方式と、が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１０５４４２号公報

上述のクローズド方式において、密閉型のタンクに回収したドレンを、ボイラへ給水するドレンポンプは、高温のドレンを給水するために、高い温度でも使用できる耐高温性が求められると共に、キャビテーション対策が必要であり、このため、高価なものとなり、クローズドドレン回収システム導入時のイニシャルコストが高くつき、更に、ドレンポンプは、定期的なメンテナンスが必要であって、ランニングコストも高くつくといった課題がある。

また、ドレンの温度が、ドレンポンプの最高使用温度に制限されることになり、ドレンポンプの最高使用温度を超える高温のドレンを回収してボイラへ給水することできないといった課題もある。

本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、ボイラへドレンを給水する高価なドレンポンプを不要としたクローズド方式のドレン回収システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のドレン回収システムは、次のように構成している。

（１）本発明のドレン回収システムは、ボイラからの蒸気を使用する負荷機器から排出されるドレンを回収して前記ボイラへ給水するクローズド方式のドレン回収システムであって、前記ボイラへドレンを給水する密閉型の給水タンクを、該給水タンク内の水位が前記ボイラ内の水位よりも高くなるように設置し、前記給水タンクに該給水タンクへドレンを供給するドレン供給管を接続し、前記給水タンクへドレンを供給するときには、前記給水タンク内を負圧にすることなく減圧して前記ドレン供給管からドレンを給水タンク内へ引き込み、前記給水タンクのドレンを前記ボイラへ給水するときには、前記給水タンク内の圧力がボイラ内の圧力と等しくなるように前記給水タンクへ前記ボイラからの蒸気を導入し、前記給水タンク内の水位と前記ボイラ内の水位との高低差によって給水タンクのドレンを前記ボイラへ給水する。

本発明のドレン回収システムによると、ボイラ内の水位よりもタンク内の水位が高くなるように設置された密閉型の給水タンクには、該給水タンク内を減圧してドレン供給管からドレンを引込み、引き込んだドレンをボイラへ給水するときには、給水タンク内の圧力をボイラ内の圧力と等しくして、給水タンク内の水位とボイラ内の水位との高低差、すなわち、水頭差（ヘッド差）によって給水するので、クローズド方式で回収した高温のドレンを、ボイラへ給水するための高価なドレンポンプが不要となる。これによって、クローズド方式のドレン回収システム導入時のイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができると共に、ボイラへ給水するドレンの温度がドレンポンプの最高使用温度に制限されるといったこともない。

（２）本発明のドレン回収システムの好ましい実施態様では、前記給水タンクと前記ボイラとを接続し、前記ボイラからの蒸気を前記給水タンクに導入する蒸気導入管と、前記給水タンクと前記ボイラとを接続し、前記給水タンクのドレンを前記ボイラに給水する給水管と、前記給水タンクに直接または前記給水管の一部を介して接続された前記ドレン供給管と、前記給水タンクに接続された排出管と、前記排出管に設けられて前記給水タンク内の圧力を減圧する圧力開放弁と、前記蒸気導入管に設けられた蒸気導入制御弁と、前記圧力開放弁および前記蒸気導入制御弁の開閉を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記給水タンクへドレンを供給するときには、前記圧力開放弁の開閉を制御して前記給水タンク内を減圧して、前記ドレン供給管から前記給水タンク内にドレンを引き込み、前記給水タンクから前記ボイラへドレンを給水するときには、前記蒸気導入制御弁の開閉を制御して、前記給水タンク内の圧力が前記ボイラ内の圧力と等しくなるようにボイラの蒸気を前記給水タンク内に導入して、給水タンクからボイラへ給水する。

この実施態様によると、制御手段は、給水タンクの排出管に設けられた圧力開放弁および蒸気導入管に設けられた蒸気導入制御弁の開閉を制御することによって、前記給水タンクへドレンを供給するときには、圧力開放弁の開閉を制御して給水タンク内を減圧してドレンを給水タンク内に引き込み、前記給水タンクから前記ボイラへドレンを給水するときには、蒸気導入制御弁を開いて給水タンク内に蒸気を導入し、給水タンク内の圧力をボイラ内の圧力と等しくして、水頭差によって給水タンクからボイラへ給水することができる。

（３）本発明のドレン回収システムの別の実施態様では、前記給水タンク内の圧力と前記ドレン供給管のドレンの圧力との差圧を検出する検出手段を備え、 前記制御手段は、前記検出手段の検出出力に基づいて、前記圧力開放弁の開閉を制御する。

この実施態様によると、給水タンク内の圧力とドレン供給管のドレンの圧力との差圧に基づいて、給水タンク内を減圧する圧力開放弁の開閉を制御するので、前記差圧を調整して、ドレン供給管から給水タンクへ供給されるドレンの量を調整することができる。

（４）本発明のドレン回収システムの更に別の実施態様では、前記蒸気導入管から前記給水タンク内に導入される蒸気を整流する整流手段を備える。

この実施態様によると、給水タンク内に導入される蒸気が整流手段によって整流されて均等な流れとなるので、給水タンク内に導入された蒸気が、給水タンク内のドレンをかき乱して下部のドレンと熱交換することが抑制され、ドレンの界面を飽和状態にして給水タンク内の圧力を、速やかにボイラ内の圧力と等しくしてボイラへの給水を開始することができる。

（５）本発明のドレン回収システムの更に別の実施態様では、前記負荷機器から排出されるドレンを回収する密閉型の回収タンクと、補給水が供給される開放型の補給水タンクとを備え、前記ドレン供給管は、前記給水タンクと前記回収タンクとを、直接または前記給水管の一部を介して接続し、前記排出管は、前記給水タンクと前記補給水タンクとを接続する。

この実施態様によると、負荷機器から排出されるドレンを密閉型の回収タンクに一旦回収し、この回収タンクからドレン供給管、または、ドレン供給管と給水管の一部を介して給水タンクへ必要量のドレンを供給することができるので、ボイラ内の水位よりも水位が高くなるように設置する給水タンクは、回収タンクに比べて小型のタンクとすることができる。

（６）本発明のドレン回収システムの別の実施態様では、前記ボイラを複数台備えると共に、前記給水タンクを少なくとも二つ備え、或る給水タンクから前記ボイラへ給水するときには、他の給水タンクへ前記ドレン供給管からドレンを供給し、前記或る給水タンクへ前記ドレン供給管からドレンを供給するときには、他の給水タンクから前記ボイラへ給水する。

この実施態様によると、二つの給水タンクの一方のタンクから複数台のボイラへドレンを給水しているときに、他方のタンクへドレンの補給を行うことができ、ボイラへの給水とドレンの補給とを、交互に切替えることができるので、ボイラ毎に給水タンクを設置する必要がなく、最低二つの給水タンクを設置すればよい。

本発明のドレン回収システムによれば、密閉型の給水タンクには、該給水タンク内を減圧してドレンを引き込み、この給水タンク内に引き込んだドレンを、該給水タンク内の圧力をボイラ内の圧力と等しくして、給水タンク内の水位とボイラ内の水位との高低差、すなわち、水頭差（ヘッド差）によってボイラへ給水するので、クローズド方式で回収した高温のドレンを、ボイラへ給水するための高価なドレンポンプが不要となり、クローズド方式のドレン回収システム導入時のイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができると共に、ボイラへ給水するドレンの温度が、ドレンポンプの最高使用温度に制限されるといったこともない。

図１は本発明の一実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図である。 図２は図１のドレン回収システムの動作説明に供するフローチャートである。 図３は給水タンク内の分散板の作用効果を説明するための図である。 図４は本発明の他の実施形態の整流手段を示す図である。 図５は本発明の更に他の実施形態の整流手段を示す図である。 図６は本発明の他の実施形態多の整流手段を示す図である。 図７は本発明の他の実施形態に係るドレン回収システムの構成を示す図である。

以下、図面によって本発明の実施形態について詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の一実施形態に係るクローズド方式のドレン回収システムの構成の一例を示す図である。

この実施形態のドレン回収システムでは、ボイラ１で発生した蒸気は、セパレータ２を経由して蒸気管３及び該蒸気管３から分岐した分岐蒸気管３０を介して蒸気を使用する熱交換器等の複数の負荷機器４に供給される。

負荷機器４では、蒸気の熱を使用するため、蒸気は熱を奪われて凝縮し、ドレンとなって負荷機器４から排出される。

負荷機器４から排出されたドレンは、スチームトラップ５を介して密閉型の加圧タンクである回収タンク６内に回収される。

この実施形態では、回収タンク６に回収されたドレンを、ボイラ１へドレンポンプを使用することなく、給水できるようにするために、ボイラ１の上方位置に、密閉型の給水タンク７を設置している。

この給水タンク７は、該給水タンク７内の水位が、ボイラ１内の水位よりも高くなるように設置し、後述のように、給水タンク７内の水位とボイラ１内の水位との高低差によってドレンをボイラ１へ給水する。

この給水タンク７の底部とボイラ１とは、給水管８によって接続されており、この給水管８には、ボイラ１からの逆流を防止する第１逆止弁９が設けられている。

この給水管８の給水タンク７と第１逆止弁９との間には、回収タンク６の底部に接続されたドレン供給管１０が接続されている。すなわち、ドレン供給管１０は、給水管８の一部を介して給水タンク７に接続されている。

なお、本発明の他の実施形態として、ドレン供給管１０は、給水管８を介することなく、給水タンク７に直接接続してもよい。

このドレン供給管１０を介して回収タンク６のドレンが、後述のようにして給水タンク７へ供給される。このドレン供給管１０の途中には、第１モータバルブ１１が設けられると共に、ドレンの圧力を検出する第１圧力センサ１２が設けられる。

ボイラ１と第１逆止弁９との間の給水管８には、予備給水管１４の一端が接続されており、予備給水管１４の他端は、開放型の補給水タンク１３に接続されている。この予備給水管１４には、上流側から補給水ポンプ１５と逆止弁５０とが設けられており、ボイラ１への給水が、給水タンク７からの給水のみで賄えないような場合に、補給水タンク１３から予備給水管１４を介してボイラ１へ直接給水する。

給水タンク７の上部には、蒸気管３から分岐された蒸気導入管１６が接続されており、この蒸気導入管１６の途中には、蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７が設置されている。

また、給水タンク７の上部には、排出管１８の一端が接続されており、この排出管１８の他端が、補給水タンク１３に接続されている。この排出管１８の途中には、給水タンク７内を減圧する圧力開放弁としての第３モータバルブ１９が設けられている。給水タンク７には、該給水タンク７内の圧力を検出する第２圧力センサ２０が設けられると共に、給水タンク７内のドレンの水位を検出する水位センサ３１が設けられている。

回収タンク６と、該回収タンク６に補給水を供給する補給水タンク１３とは、補給水管２１によって接続されており、この補給水管２１には、上流側から送水ポンプ２２及び第２逆止弁２３が設けられている。また、回収タンク６の上部には、回収タンク６内でフラッシュ蒸発したフラッシュ蒸気を排気するための排気管２４が接続され、この排気管２４は、一次圧力調整弁２５を介して補給水タンク１３の上部に接続されている。補給水タンク１３の下部には、新水を補充するための補充管２６が接続されている。

ドレン供給管１０の第１圧力センサ１２及び給水タンク７の第２圧力センサ２０は、検出手段を構成し、各検出出力は、制御手段としての制御部２７に与えられる。この制御部２７には、更に、給水タンク７に設けられた水位センサ３１の検出出力が与えられると共に、ボイラ１から給水要求の有無に対応した給水信号が与えられる。制御部２７は、これら検出出力及び給水信号に基づいて、第１〜第３モータバルブ１１，１７，１９の開閉を制御する。

具体的には、制御部２７は、ボイラ１から給水要求がない場合に、給水タンク７が満水でないときには、ドレン供給管１０の第１モータバルブ１１を開く（ＯＮ）と共に、排出管１８の圧力開放弁としての第３モータバルブ１９を開く（ＯＮ）。これによって、給水タンク７内を、負圧にすることなく、減圧してドレン供給管１０のドレンの圧力よりも低くし、給水タンク７へ回収タンク６からのドレンを自圧によって引き込む。このとき、制御部２７は、第１，第２圧力センサ１２，２０によって検出される給水タンク７内の圧力とドレン供給管１０の圧力との差圧に基づいて、給水タンク７内にドレンが適正量引き込まれるように、第３モータバルブ１９の開閉を制御する。また、ボイラ１内の圧力は、ドレン供給管１０のドレンの圧力よりも高いので、ドレンがボイラ１に流れ込むことはない。

制御部２７は、ボイラ１から給水要求があると、第１，第３モータバルブ１１，１９を閉じ（ＯＦＦ）、蒸気導入管１６の蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７を開き（ＯＮ）、ボイラ１からの蒸気を、給水タンク７へ導入して、給水タンク７内の圧力を、ボイラ１内の圧力と等しくなるようにし、これによって、ボイラ１内の水位よりも水位が高い給水タンク７からボイラ１へドレンが給水される。

この実施形態では、第１圧力センサ１２によってドレン供給管１０のドレンの圧力を検出したけれども、ドレンの圧力は、ドレン供給管１０に限らず、例えば、スチームトラップ５から回収タンク６へ至る配管、回収タンク６、あるいは、回収タンク６と一次圧力調整弁２５との間の排気管２４等に圧力センサを設けて検出するようにしてもよい。

図２は、以上の動作を説明するためのフローチャートである。

先ず、ステップＳ１では給水信号がＯＮであるか否か、すなわち、ボイラ１から給水要求があるか否かを判断し、ボイラ１から給水要求がない場合にはＮＯと判断してステップＳ２に移行し、このステップＳ２で蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７がＯＦＦ（閉）していないときには、第２モータバルブ１７をＯＦＦにする。

次に、ステップＳ２での処理の後はステップＳ３に進む。このステップＳ３では給水タンク７に設けられている水位センサ３１によって検出される水位が所定の水位であるか否か、すなわち、給水タンク７が満水であるか否かを判断する。ステップＳ３において満水でありＹＥＳと判断したときには、ステップＳ１に戻って給水要求があるまで待機する。一方、ステップＳ３において給水タンク７の水位が満水でなくＮＯと判断したときには、ステップＳ４に移行する。このステップＳ４では、第１モータバルブ１１をＯＮ（開）にすると共に、第１，第２圧力センサ１２，２０によって検出されるドレン供給管１０のドレンの圧力と給水タンク７内の圧力との差圧に応じて、給水タンク７内を減圧する圧力開放弁としての第３モータバルブ１９をＯＮ／ＯＦＦ制御して、給水タンク７内を減圧して適正量のドレンを給水タンク７内に引き込む。このステップＳ４の後は、ステップＳ１に戻る。

一方、ステップＳ１において、給水信号がＯＮのとき、すなわち、ボイラ１からの給水要求があり、ＹＥＳと判断した場合には、ステップＳ５に移行する。このステップＳ５では第１モータバルブ１１及び第３モータバルブ１９が、ＯＦＦしていないときには、これらをいずれもＯＦＦにしてから次のステップＳ６に移行する。このステップＳ６では、蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７をＯＮにする。このステップＳ６の後は、ステップＳ１に戻る。これによって、ボイラ１の蒸気が給水タンク７内に導入され、給水タンク７内の圧力とボイラ１内の圧力とが等しくなって給水タンク７のドレンが、給水タンク７内との水位とボイラ１内の水位との高低差、すなわち、水頭差によってボイラ１へ給水される。

以上のように、ボイラ１よりも上方位置に設置された給水タンク７には、該給水タンク７内を、大気圧よりも低い負圧にすることなく、減圧してドレン供給管１０からドレンを引き込み、給水タンク７に引き込んだドレンを、給水タンク７内の圧力をボイラ１内の圧力と等しくして、給水タンク７内の水位とボイラ１内の水位との高低差によってボイラ１へ給水するので、クローズド方式で回収した高温のドレンを、ボイラ１へ給水するための高価なドレンポンプが不要となる。

これによって、クローズド方式のドレン回収システム導入時のイニシャルコスト及びランニングコストを低減することができると共に、回収してボイラ１へ給水するドレンの温度が、ドレンポンプの最高使用温度に制限されるといったこともない。

さらに、この実施形態では、給水タンク７内には、図３（ｂ）に示すように、蒸気導入管１６を介して上方から矢符Ｆ１で示されるように導入される蒸気を整流する分散板２８を設置している。整流手段としての分散板２８は、円板からなり、給水タンク７の上壁中央に形成されている円形の蒸気入口２９に臨むように水平に懸架されている。なお、分散板２８は、円板に限らず、例えば、図４に示すように、下面側を球面状とした略半球状の分散板２８ａやその他の形状であってもよい。

図３（ａ）に示すように、分散板２８を設置していない場合には、蒸気入口２９から給水タンク７内に導入される蒸気が、給水タンク７内で十分広がることができず、偏った流れとなり、矢符Ｆ２で示されるように中央付近が局所的に速い流れとなる。このように局所的に流れの速い蒸気が、給水タンク７内のドレン４５の水面４５ａに突入すると、水面４５ａがかき乱され、下部のドレン４５と蒸気との熱交換が生じるために、給水タンク７内の圧力が安定してボイラ１への給水が開始されるまでに時間がかかる、いわゆる、タイムラグが生じる。また、タイムラグが生じる分、給水タンク７内へ大量の蒸気が導入されることになり、ボイラ１内の水位が低下したり、圧力が低下したりすることになる。

これに対して、この実施形態では、給水タンク７内に分散板２８を設置しているので、蒸気入口２９から給水タンク７内に導入された蒸気は、分散板２８によって勢いを減じられて分散板２８を回り込むような流れが生じて給水タンク７内に広がる均等な流れに整流され、ドレン４５の水面４５ａがかき乱されるのを防止することができる。これによって、下部のドレン４５と蒸気との熱交換が抑制され、蒸気とドレン４５との界面に、図３（ｂ）に示すように、下部のドレン４５よりも高温の飽和液の薄い膜４５ｂが速やかに形成され、給水タンク７内の圧力を、速やかにボイラ１内の圧力と等しくすることができ、ボイラ１への給水開始を早めることができる。このため、ボイラ１から給水タンク７へ導入する蒸気量を少なくすることができ、ボイラ１内の水位が低下したり、圧力が低下したりするのを抑制することができる。

分散板２８としては、多孔板を用いてもよく、また、多孔板を複数段、例えば、図５に示すように多孔板４６，４７を上下２段に一定間隔隔てて設置して矢符Ｆ１から導入した蒸気を、各多孔板４６，４７を矢符Ｆ２，Ｆ３で通過させることで整流するようにしてもよい。また、整流手段としては、例えば、図６に示すように、ボイラ１からの蒸気を、給水タンク７の側壁から給水タンク７内部に矢符Ｆ１で示すように導入して該給水タンク７の上壁内面に向けて蒸気を矢符Ｆ２で示すように噴出させ、該内面７ａで衝突した蒸気を、下方のドレン４５の水面に矢符Ｆ３で示す方向に向けさせるようにしてもよい。

（実施形態２）
図７は、本発明の他の実施形態に係るクローズド方式のドレン回収システムの構成の一例を示す図であり、上述の図１に対応する部分には、同一の参照符号を付す。

この実施形態のドレン回収システムは、複数台、例えば、３台のボイラ１ａ〜１ｃを設置して、負荷量に応じてボイラの運転台数を調整してボイラ効率を高めるものである。

３台のボイラ１ａ〜１ｃからの蒸気は、上述の実施形態と同様に、蒸気管３及び分岐蒸気管３０を介して負荷機器４に供給され、負荷機器４からのドレンが、スチームトラップ５を介して密閉型の回収タンク６へ回収される。

この実施形態では、３台のボイラ１ａ〜１ｃの上方位置に、これらボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水する二つの密閉型の給水タンク７ａ，７ｂを設置している。各給水タンク７ａ，７ｂは、各タンク７ａ，７ｂ内の水位が、各ボイラ１ａ〜１ｃ内の水位よりも高くなるように設置している。

各給水タンク７ａ，７ｂの底部と各ボイラ１ａ〜１ｃとは、分岐給水管８ａ，８ｂ及び共通給水管３２を介して接続されており、各分岐給水管８ａ，８ｂには、第３逆止弁３３ａ，３３ｂがそれぞれ設けられ、共通給水管３２には、第４逆止弁３４及び第５モータバルブ３５が設けられている。この第５モータバルブ３５とボイラ１ｃとの間の共通給水管３２には、開放型の補給水タンク１３に接続された予備給水管３８が接続されている。この予備給水管３８には、上流側から補給水ポンプ１５及び第６逆止弁５１とが設置されている。

各分岐給水管８ａ，８ｂの各逆止弁３３ａ，３３ｂと各給水タンク７ａ，７ｂとの間には、回収タンク６の底部に接続されたドレン供給管３６を分岐させた分岐ドレン供給管１０ａ，１０ｂがそれぞれ接続されている。各分岐ドレン供給管１０ａ，１０ｂは、各給水タンク７ａ，７ｂに、各分岐給水管８ａ，８ｂの一部を介してそれぞれ接続されているが、上述の実施形態と同様に、各分岐ドレン供給管１０ａ，１０ｂは、各給水タンク７ａ，７ｂに直接接続してもよい。各分岐ドレン供給管１０の途中には、第１モータバルブ１１ａ，１１ｂが設けられると共に、第５逆止弁３７ａ，３７ｂがそれぞれ設けられる。

各給水タンク７ａ，７ｂの上部には、蒸気導入管１６を分岐させた分岐蒸気導入管１６ａ，１６ｂが接続されており、各分岐蒸気導入管１６ａ，１６ｂには、蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７ａ，１７ｂがそれぞれ設置されている。また、給水タンク７ａ，７ｂの上部には、分岐排出管１８ａ，１８ｂがそれぞれ接続されており、各分岐排出管１８ａ，１８ｂは合流して排出管１８となって補給水タンク１３に接続されている。各分岐排出管１８ａ，１８ｂには、各給水タンク７ａ，７ｂ内を減圧する圧力開放弁としての第３モータバルブ１９ａ，１９ｂがそれぞれ設けられている。

回収タンク６と、該回収タンク６に補給水を供給する補給水タンク１３とは、補給水管２１によって接続されており、この補給水管２１には、上流側から送水ポンプ２２及び第２逆止弁２３が設けられている。また、回収タンク６の上部には、回収タンク６内でフラッシュ蒸発したフラッシュ蒸気を排出するための排気管２４が接続され、この排気管２４は、一次圧力調整弁２５を介して補給水タンク１３の上部に接続されている。補給水タンク１３の下部には、新水を補充するための補充管２６が接続されている。

なお、図示していないが、上述の実施形態と同様に、各ドレン供給管１０ａ，１０ｂのドレンの圧力及び各給水タンク７ａ，７ｂ内の圧力をそれぞれ検出する第１，第２圧力センサ、各給水タンク７ａ，７ｂの水位を検出する水位センサ、及び、それら検出出力に基づいて第１〜第３モータバルブ１１ａ，１１ｂ，１７ａ，１７ｂ，１９ａ，１９ｂ等を制御する制御部が備えられている。

この実施形態では、ボイラ１ａ〜１ｃのいずれかのボイラから給水要求があると、ドレンが満たされている一方の給水タンク、例えば、給水タンク７ａの蒸気導入管１６ａの蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７ａを開き（ＯＮ）、ボイラ１〜１ｃからの蒸気を、給水タンク７ａへ導入して、給水タンク７ａ内の圧力を、ボイラ１ａ〜１ｃの内の最高圧力と等しくなるようにし、給水タンク７ａ内の水位とボイラ１ａ〜１ｃ内の水位との高低差によって、給水タンク７ａから分岐給水管８ａ及び共通給水管３２を介して給水要求のあるボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水する。

給水タンク７ａが、給水要求のあるボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水しているときに、他方の給水タンク７ｂの分岐ドレン供給管１０ｂの第１モータバルブ１１ｂを開く（ＯＮ）と共に、排出管１８ｂの圧力開放弁としての第３モータバルブ１９ｂを、分岐ドレン供給管１０ｂのドレンの圧力と給水タンク７内の圧力との差圧に応じて、開閉する。これによって、給水タンク７ｂ内が減圧されて、分岐ドレン供給管１０ｂのドレンの圧力よりも低くなるので、給水タンク７ｂへ回収タンク６からのドレンが自圧によって適正量引き込まれる。

一方の給水タンク７ａ内のドレンが空になると、他方の給水タンク７ｂの蒸気導入管１６ｂの蒸気導入制御弁としての第２モータバルブ１７ｂを開き（ＯＮ）、ボイラ１ａ〜１ｃからの蒸気を、給水タンク７ｂへ導入して、給水タンク７ｂ内の圧力を、ボイラ１ａ〜１ｃの内の最高圧力と等しくなるようにし、これによって、給水タンク７ｂから分岐給水管８ｂ及び共通給水管３２を介して給水要求のあるボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水する。

他方の給水タンク７ｂからボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水しているときに、一方の給水タンク７ａの分岐ドレン供給管１０ａの第１モータバルブ１１ａを開く（ＯＮ）と共に、排出管１８ａの圧力開放弁としての第３モータバルブ１９ａを開閉する。これによって、給水タンク７ａ内が減圧されて、分岐ドレン供給管１０ａのドレンの圧力よりも低くなるので、給水タンク７ａへ回収タンク６からのドレンが自圧によって適正量引き込まれる。

このようにして、二つの給水タンク７ａ，７ｂの内の一方の給水タンク７ａ（または７ｂ）から給水要求のあるボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水しているときには、他方の給水タンク７ｂ（または７ａ）にドレンを引き込み、一方の給水タンク７ａ（または７ｂ）が空になると、他方の給水タンク７ｂ（または７ａ）からボイラ１ａ〜１ｃに給水すると共に、一方の給水タンク７ａ（または７ｂ）にドレンを引き込むようにしている。

上述の実施形態１では、１台のボイラ１に対して一つの給水タンク７を設置し、ボイラ１からの給水要求の有無に応じて、給水タンク７からボイラ１へドレンを給水し、あるいは、給水タンク７へドレン供給管１０からドレンを引き込むようにしている。したがって、上述の実施形態１では、ボイラの台数分だけ給水タンク７が必要となる。

これに対して、この実施形態では、例えば、３台のボイラ１ａ〜１ｃに対して二つの給水タンク７ａ，７ｂを設置し、二つの給水タンク７ａ，７ｂの一方の給水タンク７ａ（または７ｂ）から３台のボイラ１ａ〜１ｃへドレンを給水しているときには、他方の給水タンク７ｂ（または７ａ）にドレン供給管からドレンを引き込むようにしている。

これによって、ボイラの台数が増えてもボイラの台数分だけ給水タンクを設ける必要がなく、最低２個の給水タンクを設置すればよい。

この実施形態では、ボイラ１ｃと第４逆止弁３４との間の共通給水管３２に、第５モータバルブ３５を設けているが、本発明の他の実施形態として、モータバルブは、第４逆止弁３４よりも上流側（給水タンク７ａ，７ｂ側）の共通給水管３２に設けてもよく、また、第３逆止弁３３ａ，３３ｂよりも下流側の各分岐給水管８ａ，８ｂにそれぞれ設けてもよく、あるいは、各分岐給水管８ａ，８ｂの各分岐ドレン供給管１０ａ，１０ｂとの接続部と第３逆止弁３３ａ，３３ｂとの間にそれぞれ設けてもよい。なお、各分岐給水管８ａ，８ｂの各分岐ドレン供給管１０ａ，１０ｂとの接続部と各給水タンク７ａ，７ｂとの間には、モータバルブを設けることはない。

本発明は、クローズド方式のドレン回収システムとして有用である。

１，1ａ〜１ｃ ボイラ
６ 回収タンク
７，７ａ，７ｂ 給水タンク
８ 給水管
１０ ドレン供給管
１２ 第１圧力センサ
１３ 補給水タンク
１６ 蒸気導入管
１７，１７ａ，１７ｂ 第２モータバルブ（蒸気導入制御弁）
１８ 排出管
１９，１９ａ，１９ｂ 第３モータバルブ（圧力開放弁）
２０ 第２圧力センサ
２７ 制御部
２８，２８ａ 分散板

Claims (6)

1. ボイラからの蒸気を使用する負荷機器から排出されるドレンを回収して前記ボイラへ給水するクローズド方式のドレン回収システムであって、
   前記ボイラへドレンを給水する密閉型の給水タンクを、該給水タンク内の水位が前記ボイラ内の水位よりも高くなるように設置し、前記給水タンクに該給水タンクへドレンを供給するドレン供給管を接続し、
   前記給水タンクへドレンを供給するときには、前記給水タンク内を負圧にすることなく減圧して前記ドレン供給管からドレンを給水タンク内へ引き込み、
   前記給水タンクのドレンを前記ボイラへ給水するときには、前記給水タンク内の圧力がボイラ内の圧力と等しくなるように前記給水タンクへ前記ボイラからの蒸気を導入し、前記給水タンク内の水位と前記ボイラ内の水位との高低差によって給水タンクのドレンを前記ボイラへ給水する、
   ことを特徴とするドレン回収システム。
2. 前記給水タンクと前記ボイラとを接続し、前記ボイラからの蒸気を前記給水タンクに導入する蒸気導入管と、
   前記給水タンクと前記ボイラとを接続し、前記給水タンクのドレンを前記ボイラに給水する給水管と、
   前記給水タンクに直接または前記給水管の一部を介して接続された前記ドレン供給管と、
   前記給水タンクに接続された排出管と、
   前記排出管に設けられて前記給水タンク内の圧力を減圧する圧力開放弁と、
   前記蒸気導入管に設けられた蒸気導入制御弁と、
   前記圧力開放弁および前記蒸気導入制御弁の開閉を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記給水タンクへドレンを供給するときには、前記圧力開放弁の開閉を制御して前記給水タンク内を減圧して、前記ドレン供給管から前記給水タンク内にドレンを引き込み、
   前記給水タンクから前記ボイラへドレンを給水するときには、前記蒸気導入制御弁の開閉を制御して、前記給水タンク内の圧力が前記ボイラ内の圧力と等しくなるようにボイラの蒸気を前記給水タンク内に導入して、給水タンクからボイラへ給水する、
   請求項１に記載のドレン回収システム。
3. 前記給水タンク内の圧力と前記ドレン供給管のドレンの圧力との差圧を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出出力に基づいて、前記圧力開放弁の開閉を制御する、
   請求項２に記載のドレン回収システム。
4. 前記蒸気導入管から前記給水タンク内に導入される蒸気を整流する整流手段を備える、
   請求項２または３に記載のドレン回収システム。
5. 前記負荷機器から排出されるドレンを回収する密閉型の回収タンクと、
   補給水が供給される開放型の補給水タンクとを備え、
   前記ドレン供給管は、前記給水タンクと前記回収タンクとを、直接または前記給水管の一部を介して接続し、
   前記排出管は、前記給水タンクと前記補給水タンクとを接続する、
   請求項２ないし４のいずれかに記載のドレン回収システム。
6. 前記ボイラを複数台備えると共に、前記給水タンクを少なくとも二つ備え、或る給水タンクから前記ボイラへ給水するときには、他の給水タンクへ前記ドレン供給管からドレンを供給し、前記或る給水タンクへ前記ドレン供給管からドレンを供給するときには、他の給水タンクから前記ボイラへ給水する、
   請求項１ないし５のいずれかに記載のドレン回収システム。

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