JP2020046104A - ドレン回収システム - Google Patents

Abstract

【課題】ドレンの流入水頭に関わらず、復水圧送装置を正常に作動させてドレンを回収するドレン回収システムを提供する。【解決手段】蒸気を凝縮させる蒸気使用機器に接続され、蒸気使用機器で発生するドレンを回収するドレン回収システムは、復水圧送装置、第一配管、エゼクタ、第二配管及び供給制御機構を備える。復水圧送装置は、高圧操作流体の給気口及び排気口を有し、流入口から流入したドレンを圧送口から外部に圧送する。第一配管は、流入口に接続され、補給水を流入口に供給する。エゼクタは、第一配管に配置され、補給水が通過する。第二配管は、蒸気使用機器とエゼクタの吸引部とを連通し、ドレンが蒸気使用機器から吸引部に向かって通過する。供給制御機構は、給気口の閉口時かつ排気口の開口時に補給水を供給する。【選択図】図１

Description

この発明は、蒸気を凝縮させる蒸気使用機器に接続され、該蒸気使用機器で発生するドレンを回収するドレン回収システムに関する。

熱交換器等の蒸気を凝縮させる蒸気使用機器では、蒸気が凝縮して発生したドレンを、復水圧送装置（復水圧送ポンプ）を用いて外部へ排除する構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２４９４０９号公報

上述した復水圧送装置の構成において、ドレンが復水圧送装置に流入するには一定以上の流入水頭が必要であり、流入位置が低い場合には作動不良が生じる虞がある。

この発明は、ドレンの流入水頭に関わらず、復水圧送装置を正常に作動させてドレンを回収するドレン回収システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の側面によって提供されるドレン回収システムは、蒸気を凝縮させる蒸気使用機器に接続され、蒸気使用機器で発生するドレンを回収する。ドレン回収システムは、復水圧送装置、第一配管、エゼクタ、第二配管及び供給制御機構を備える。復水圧送装置は、高圧操作流体の給気口及び排気口を有し、流入口から流入したドレンを圧送口から外部に圧送する。第一配管は、流入口に接続され、補給水を流入口に供給する。エゼクタは、第一配管に配置され、補給水が通過する。第二配管は、蒸気使用機器とエゼクタの吸引部とを連通し、ドレンが蒸気使用機器から吸引部に向かって通過する。供給制御機構は、給気口の閉口時かつ排気口の開口時に補給水を供給する。

蒸気供給制御機構は、給気口及び排気口の開閉状態を検知する検知手段と、第一配管においてエゼクタよりも上流に配置され、補給水の供給量を制御する制御弁と、給気口の閉口時かつ排気口の開口時に前記制御弁を開弁する制御手段と、を含むようにしてもよい。

この発明によれば、補給水を用いてエゼクタを駆動することでドレンが吸引されて復水圧送装置内に流入するので、ドレンの流入水頭に関わらず、復水圧送装置が正常に作動してドレンを回収することができる。

本発明の実施形態に係るドレン回収システムの概略の構成を示す配管系統図である。 制御弁の開閉処理を示すフローチャートである。

この発明の実施形態であるドレン回収システムについて図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の構成は、各実施形態に限定されるものではない。また、以下で説明する各種フローを構成する各種処理の順序は、処理内容に矛盾等が生じない範囲で順不同である。

図１は、ドレン回収システム１の概略の構成を示す配管系統図である。ドレン回収システム１は、蒸気使用機器２００で発生したドレンを回収する。蒸気使用機器２００は、例えば熱交換器である。蒸気使用機器２００では、蒸気源（不図示）から蒸気供給管２０１を介して供給された蒸気が凝縮してドレンが発生する。ドレンは、吸引管１０から蒸気使用機器２００の外部に排出される。

ドレン回収システム１は、吸引管１０、供給管２０、エゼクタ３０、復水圧送装置４０及び供給制御機構５０を少なくとも備える。

吸引管（第二配管）１０は、蒸気使用機器２００とエゼクタ３０の吸引室３１とを連通し、蒸気使用機器２００のドレンを供給管２０に流入させる。

供給管（第一配管）２０は、補給水源（不図示）と流入口４１とを連通し、補給水及びドレンを復水圧送装置４０に流入させる。補給水源は、例えば、補給水の貯留タンクである。なお、補吸水は、ドレンと混合して復水圧送装置４０に流入する液体であればよく、例えば、工業用水がある。

エゼクタ３０は、供給管２０に配置され、補給水を駆動力として蒸気使用機器２００のドレンを吸引する。具体的には、補給水がエゼクタ３０を通過することで、吸引室（吸引部）３１に吸引力が発生する。この吸引力によって蒸気使用機器２００のドレンが吸引管１０を経由して吸引室３１に流入する。そして、吸引室３１に流入したドレンは、補給水と混合された状態で流入口４１から復水圧送装置４０内に流入する。なお、本実施形態の補給水は、エゼクタ３０を駆動する（吸引力が発生する）程度の圧力を有する。補給水の圧力は、一般的な構成を適用して調整すればよい。

復水圧送装置４０は、流入口４１、圧送口４２、給気口４３及び排気口４４等を有し、流入口４１から流入したドレン等を圧送口４２から排出する。圧送口４２から排出されたドレン等は、例えば、回収タンク（不図示）に貯留される。給気口４３は、開閉自在に構成され、蒸気源（不図示）に接続されて高圧操作流体である蒸気を復水圧送装置４０内に供給する。排気口４４は、開閉自在に構成され、復水圧送装置４０内の蒸気等を外部に排出する。

給気口４３及び排気口４４は、復水圧送装置４０の内部に配置されたフロート（不図示）によって開閉が制御される。フロートは、流入したドレン等によって鉛直方向に上下移動する。フロートが復水圧送装置４０内の下方（底面）側に位置する場合、給気口４３が閉じられて排気口４４が開かれる。これによって、流入口４１からドレン等が流入する。また、フロートが復水圧送装置４０内の上方（上面）側に位置する場合、排気口４４が閉じられて給気口４３が開かれる。これによって、蒸気が給気口４３から復水圧送装置４０内に流入し、蒸気の圧力によって同トラップ４０内に溜まっているドレン等が圧送口４２から排出される。なお、復水圧送装置４０は、一般的な構成であるので詳細な説明は省略する。

供給制御機構５０は、補給水のエゼクタ３０への供給を制御する。本実施形態では、復水圧送装置４０の給気口４３が閉じられた状態且つ排気口４４が開かれた状態の場合、補給水を供給する。また、復水圧送装置４０の給気口４３が開かれた状態且つ排気口４４が閉じられた状態の場合、補給水の供給を停止する。すなわち、復水圧送装置４０内にドレンを流入させるタイミングで補給水が供給される。

供給制御機構５０は、制御弁５１、制御部５２及びセンサ５３，５４を少なくとも備える。制御弁５１は、供給管２０のエゼクタ３０よりも上流側に配置され、補給水の流量（供給量）を調整する。制御弁５１は、例えば、スプリングリターン機能を有する空気動のＯＮ／ＯＦＦ弁（空気動アクチュエータ式の制御弁）である。例えば、供給空気圧力が０ＭＰａＧの場合（空気を供給しない場合）、スプリングによる付勢力によって制御弁５１は全閉状態となる。また、供給空気圧力が０ＭＰａＧより大きい場合、制御弁５１は全開状態となる。制御弁５１の開閉は、制御部５２によって制御される。なお、制御弁５１は、一般的な構成であるので詳細な説明は省略する。

制御部５２は、図示しないマイコン（マイクロコンピュータ）等から構成され、制御弁５１及びセンサ５３，５４に接続される。制御部５２は、メモリ（不図示）に記憶されているソフトウェア（プログラム）を実行することで、制御弁５１の開閉を制御する。具体的には、制御部５２は、センサ５３，５４の検知結果に基づいて給気口４３及び排気口４４の開閉状態を判定し、制御弁５１の開閉を制御する。すなわち、供給空気圧力を制御する。上述したように、給気口４３が閉じられた状態且つ排気口４４が開かれた状態の場合、制御弁５１を開弁して補給水を供給する。また、給気口４３が開かれた状態且つ排気口４４が閉じられた状態の場合、制御弁５１を閉弁して補給水の供給を停止する。なお、制御部５２は、バッテリー（不図示）によって駆動する。

センサ（検知手段）５３，５４は、給気口４３及び排気口４４の周辺に配置され、開閉状態を検知する。センサ５２，５３は、例えば、超音波センサがある。

上述の構成によって、ドレンを復水圧送装置４０に流入させるタイミングにおいて、制御弁５１が開弁されて補給水がエゼクタ３０に供給される。これによって、吸引室３１で吸引力が発生し、蒸気使用機器２００内のドレンが吸引管１０を介して吸引室３１に流入する。そして、ドレン及び補給水は、流入口４１から復水圧送装置４０内に流入する。

一方、ドレンを復水圧送装置４０の外部に圧送させるタイミングにおいて、制御弁５１が閉弁されて補給水のエゼクタ３０への供給が停止される。そのため、吸引室３１で吸引力は発生しない。

次に、制御部５２による制御弁５１の開閉処理について、図２を参照しつつ説明する。開閉処理は、例えば、制御部５２の起動中、常に実行される。

制御部５２は、給気口４３が閉じられた状態、且つ、排気口４４が開かれた状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。上述したように、センサ５３，５４の検知結果に基づいて判定される。給気口４３が閉じられた状態、且つ、排気口４４が開かれた状態である場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御部５２は、制御弁５１を開弁する処理を行う（ステップＳ１１）。制御部５２は、所定の供給空気圧力で制御弁５１を開弁する。その後、制御部５２は、ステップＳ１０の処理に戻る。

一方、給気口４３が閉じられた状態、且つ、排気口４４が開かれた状態でない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御部５２は、制御弁５１を閉弁する処理を行う（ステップＳ１２）。制御部５２は、空気の供給を停止することで制御弁５１を閉弁する。その後、制御部５２は、ステップＳ１０の処理に戻る。

なお、上述の開閉処理では、給気口４３が閉じられた状態、且つ、排気口４４が開かれた状態以外の状態の場合には、ステップＳ１２の処理が実行されるが、特にこれに限定されるものではない。給気口４３が開かれた状態、且つ、排気口４４が閉じられた状態の場合のみステップＳ１２の処理を実行してもよい。

以上のように、ドレン回収システムにおいて、補給水を用いてエゼクタを駆動することでドレンが吸引されて復水圧送装置内に流入するので、ドレンの流入水頭に関わらず、復水圧送装置が正常に作動してドレンを回収することができる。

なお、上述の実施形態では、給気口及び排気口の開閉状態を検知して補吸水の供給を制御する構成について説明したが、特にこれに限定されるものではない。ドレンを復水圧送装置に流入させるタイミングにおいて、補吸水を用いてエゼクタを駆動させる構成であれば、いずれの構成を採用してもよい。すなわち、給気口の閉鎖時かつ排気口の開放時に補給水をエゼクタに供給する構成であれば、いずれの構成を採用してもよい。

例えば、供給制御機構に、給気口の蒸気の圧力よりも低くなるように補給水の圧力を調整させる構成を採用してもよい。これにより、排気口の開放時、補給水は、補給水圧よりも圧力の低い復水圧送装置内に流入していくので、エゼクタの吸引室において吸引力が発生する。一方、給気口の開放時、補給水は、補給水圧よりも圧力の高い復水圧送装置内には流入しないので、エゼクタの吸引室において吸引力は発生しない。なお、補吸水圧の制御は、電動ポンプ等を用いて行えばよい。

この発明は、蒸気使用機器で発生するドレンを回収するドレン回収システムにおいて、ドレンの流入水頭に関わらず、復水圧送装置を正常に作動させてドレンを回収するのに有用である。

１ ドレン回収システム
１０ 吸引管（第二配管）
２０ 供給管（第一配管）
３０ エゼクタ
３１ 吸引室（吸引部）
４０ 復水圧送装置（復水圧送装置）
４１ 流入口
４２ 圧送口
４３ 給気口
４４ 排気口
５０ 供給制御機構
５１ 制御弁
５２ 制御部
５３，５４ センサ（検知手段）

Claims (2)

1. 蒸気を凝縮させる蒸気使用機器に接続され、該蒸気使用機器で発生するドレンを回収するドレン回収システムであって、
   高圧操作流体の給気口及び排気口を有し、流入口から流入したドレンを圧送口から外部に圧送する復水圧送装置と
   前記流入口に接続され、補給水を流入口に供給する第一配管と、
   前記第一配管に配置され、前記補給水が通過するエゼクタと、
   前記蒸気使用機器と前記エゼクタの吸引部とを連通し、ドレンが該蒸気使用機器から該吸引部に向かって通過する第二配管と、
   前記給気口の閉口時かつ前記排気口の開口時に前記補給水を供給する供給制御機構と、
   を備えたドレン回収システム。
2. 前記供給制御機構は、
   前記給気口及び前記排気口の開閉状態を検知する検知手段と、
   前記第一配管において前記エゼクタよりも上流に配置され、前記補給水の供給量を制御する制御弁と、
   前記給気口の閉口時かつ前記排気口の開口時に前記制御弁を開弁する制御手段と、
   を含む、請求項１に記載のドレン回収システム。

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