JP2733552B2 - ボイラー用給水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラー用水中に溶存している酸素や炭酸ガ
ス等のガス体を給水ライン中において効率的に除去する
ようにしたボイラー用給水装置に関するものである。

〔従来の技術〕

ボイラー設備や配管類にスケールが付着・生成するの
を防止するため、従来よりボイラー用水としては軟水が
使用されてきている。この水はマグネシウムやカルシウ
ムイオンのようなスケールの原因となる硬度成分は除去
されているが、原水中の炭酸イオン、炭酸水素イオン等
の炭酸塩アルカリ成分はそのまゝ残っている。そして、
このまゝの状態でボイラー設備に給水すると炭酸ガスが
生成され、これが原因となってボイラー設備が腐蝕して
くるという問題点がある。

そのため、従来はNa型陽イオン交換樹脂とＨ型陽イオ
ン交換樹脂に並列通水し、炭酸塩アルカリ成分を遊離炭
酸とした後、脱炭酸塔で炭酸ガスを除去し、貯水タンク
に送り込むようにしていた。

一方、原水中には炭酸ガスの他にも酸素が溶存してお
り、この溶存酸素が原因となってボイラー設備の腐蝕を
早めるという問題点がある。

そのため、従来は第２図に示すように、貯水タンク20
を出た後、ボイラー給水ポンプ21とボイラー22の間の給
水ライン中に、薬注ポンプ23を介してヒドラジンや亜硫
酸ナトリウム等の還元剤24を注入し、酸素を除去する方
法がとられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したように、従来は炭酸塩アルカリ成分を含んだ
水をボイラー用水とする場合には、遊離炭酸を炭酸ガス
として系外に放出するための装置として脱炭酸塔が不可
欠であった。脱炭酸塔は、公知であるから特に図示しな
いが、可成りの塔高を有するため設備費が嵩むと共に、
大きな設置スペースを要するという不具合があり、狭小
な場所には設置できないという問題点があった。

一方、酸素除去のための還元剤の使用にあたっては、
コストが掛かるのはもとより、薬品の補充が頻繁で、保
守・管理に手間が掛かるという不具合がある。また、溶
存酸素濃度に対応して薬注量を変化させることを現状は
行っておらず、場合によっては薬品量が不足して高酸素
濃度のまゝボイラー設備に供給され、ボイラーの腐蝕を
早めるといった問題点があった。

そこで、本発明は脱炭酸塔を用いることなく、また還
元剤を使用することなくして、ボイラー用水中に溶存し
ている炭酸ガスや酸素等のガス体を給水ライン中におけ
る効率的に除去するようになしたボイラー用給水装置を
提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の構成を詳述すれ
ば、第１請求項に係る発明は、ボイラー用水の貯水タン
クとボイラー給水ポンプの吸引側とを撥水性膜を用いた
膜脱気装置を介して接続すると共に、ボイラー給水ポン
プの吐出管にボイラー用水の一部を前記貯水タンクに戻
すための戻し管の一端を分岐して連通し、且つ当該戻し
管の管路中にエゼクター装置を付設して、当該エゼクタ
ー装置の吸引側と前記膜脱気装置の非接水側とを連通さ
せたことを特徴とするボイラー用給水装置であり、第２
請求項に係る発明は、戻し管の他端に散水手段を付設
し、当該散水手段を貯水タンクの上部に臨ませた第１請
求項記載のボイラー用給水装置である。

また、第３請求項に係る発明は、ボイラーで生成され
たスチームの一部を貯水タンク内のボイラー用水中に吹
き込むための吹き込み管を貯水タンク内に付設して、ボ
イラー用水の水温を上昇させるようにした第１請求項ま
たは第２請求項記載のボイラー用給水装置であり、第４
請求項に係る発明は、貯水タンク内の上部に散気管を付
設し、当該散気管から上向きにエアーを噴出させて貯水
タンク内の酸素、炭酸ガス濃度の高い空気を貯水タンク
の上部に付設した排気管を介して外部に排気するように
した第１請求項乃至第３請求項記載のボイラー用給水装
置である。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的構成を図示の実施例に基づき詳
細に説明する。

第１図は本発明ボイラー用給水装置の一実施例を示す
フローの説明図である。

図中１はボイラーに供給するボイラー用水を貯溜する
貯水タンク、２はこの貯水タンク１内にボイラー用水を
供給するポンプである。ポンプ２を介して貯水タンク１
内に供給されるボイラー用水は、公知の脱アルカリ軟化
装置によって予じめ炭酸ガスが除かれ酸素だけが溶存し
ている場合もあるし、炭酸ガスと酸素の混合ガス体が溶
存している場合もある。

３はポンプ２によって送られてくるボイラー用水を貯
水タンク１内に分散させながら放出する散水手段、４は
貯水タンク１内のボイラー用水をボイラー５に圧送する
ためのボイラー給水ポンプ、６は前記ボイラー給水ポン
プ４の吸引側に付設した膜脱気装置であり、脱気膜とし
てはポリプロピレン、４フッ化エチレン、シリコン製等
の撥水性をもった平膜状、管膜状、スパイラル状、中空
糸状のもの等が好適に用いられる。７はボイラー給水ポ
ンプ４からボイラー５に供給するボイラー用水の一部
を、前記貯水タンク１内に戻すための戻し管であって、
ボイラー給水ポンプ４の吐出管に当該戻し管７の一端を
分岐して連通し、またその他端に散水手段８を付設し、
当該散水手段８を貯水タンク１の上部に臨ませる。

９は前記戻し管７の管路中に付設したエゼクター装置
であり、エゼクター装置９の吸引側は前記膜脱気装置６
の非接水側と連通するようになっている。

10はボイラー５によって生成するスチームを各種用途
先に分配するヘッダー、11はスチームの一部を貯水タン
ク１内のボイラー用水中に吹き込むための吹き込み管で
あり、吹き込み管11の先端部は貯水タンク１内のボイラ
ー用水の水面下に位置させる。

12は吹き込み管11の先端部に付設したサイレンサーで
あり、吹き込み管11の先端部からスチームが放出される
ときに発生する騒音を防止すると共に、撹拌効果を高め
る作用をなす。

13は貯水タンク１内の上部に付設した散気管であり、
14はこの散気管13から噴出させるエアーを送り込むブロ
ワーである。なお、散気管13には上向きに噴孔が穿設し
てあって、ブロワー14から供給されるエアーは貯水タン
ク１内において散気管13から上向きに噴出する。

その他、図中の15は貯水タンク１の上部に付設した排
気管、16及び17は貯水タンク１に付設したボイラー用水
の水位制御装置で、16は貯水タンク上部の水位を制御
し、17は下部の水位を制御する。なお、水位制御装置17
の低レベル水位は貯水タンク１内のサイレンサー12全体
が常に水中に確保される高さとする。そして、水位制御
装置16は電気計装的にポンプ2,ブロワー14とつながって
おり、また水位制御装置17はボイラー給水ポンプ4,ブロ
ワー14と電気計装的につながっている。18は貯水タンク
１に付設したボイラー用水の温度制御装置で、この温度
制御装置18は吹き込み管11の管路中に付設した電磁弁19
と電気計装的につながっている。

次に、本発明装置の動作例につき説明する。ボイラー
用水はポンプ２を介して散水手段３により貯水タンク１
内に供給され貯溜される。

貯水タンク１内には吹き込み管11が配管され、ボイラ
ー用水中にボイラー５で生成されたスチームの一部が放
出されるようになっているので、ボイラー用水の水温は
40℃前後まで昇温する。

従って、この昇温によりボイラー用水中の酸素や炭酸
ガス等の溶存ガス体は分離して貯水タンク１の上部に抜
け出し、ある程度減少する。

なお、貯水タンク１内のボイラー用水の水温は温度制
御装置18によりたとえば40℃になると電磁弁19が閉じ、
38℃になると自動的に開くようになっていて、常に40℃
前後の水温を維持できるようになっている。また、貯水
タンク１内のボイラー用水の水量は、水位制御装置16に
よって制御され、当該制御装置16で設定した低レベル水
位のところでポンプ２が起動し、高レベル水位のところ
でポンプ２が運転を停止するようになっていて、常に一
定量のボイラー用水が確保されるようになっている。な
お、水位制御装置17は前述のごとく貯水タンク１の下部
の水位を制御するために付設したものであり、貯水タン
ク１内のボイラー用水の水位が何らかの事情で前記水位
制御装置16で設定した低レベル水位よりも著しく低くな
り、水位制御装置17で設定した低レベル水位に達した場
合に給水ポンプ４が運転を停止し、ボイラー用水の水位
が高レベル水位まで復帰した場合に当該ポンプ４が起動
するようになっている。

また、ブロワー14は前記ポンプ２および前記給水ポン
プ４が同時に運転を停止した場合にのみ運転を停止し、
それ以外の場合は常に運転を継続するように制御され
る。

次に、貯水タンク１内で溶存ガス体が低減されたボイ
ラー用水はボイラー給水ポンプ４の運転により給水ライ
ンを通って膜脱気装置６に導かれる。そして、後述する
ようにエゼクター装置９によって撥水性膜の非接水側が
吸引されるので、ボイラー用水中の微量の溶存ガス体は
膜を透過して抜け出し、ボイラー用水中から除去され
る。

ボイラー給水ポンプ４によってボイラー５に供給され
る脱ガスされたボイラー用水は、その一部が給水ライン
中に付設した戻し管７によって貯水タンク１内に戻され
る。そして、この戻し管７の管路中に付設したエゼクタ
ー装置９内を戻し水が通るときに膜脱気装置６の非接水
側が吸引されるのである。なお、本発明装置に用いるエ
ゼクター装置は特別仕様でなく従来構造のものを使用す
ることができ、10〜100Torrの真空度を発生させるもの
が好適に用いられる。

エゼクター装置９を通過して貯水タンク１内に戻され
る戻し水は、膜脱気装置６によって分離されたガス体が
混入するので、酸素や炭酸ガスを多量に含んでいる。こ
のガス体を分離するために、貯水タンク１の上部に位置
する戻し管７の先端部に付設した散水手段８から戻し水
を分散させ、気液接触を効果的に行う。

一方、前記したように貯水タンク１の上部空間には、
当該戻し水の他に、ポンプ２からの流入水及び貯水タン
ク１の滞留水から分離されて出てきた酸素や炭酸ガス濃
度の高い気体が溜まることゝなる。

そこで、戻し水から分離されたガス体と併せてこれを
貯水タンク１外へ排気するため、ブロワー14を駆動さ
せ、散気管13より上向きにエアーを噴出させる。このよ
うにすると、高濃度のガス体はこの噴出エアーと一緒に
なって排気管15より貯水タンク１外へ排出されていくも
のである。

〔発明の効果〕

本発明装置は以上のような構成・作用からなり、貯水
タンクからボイラーに供給されるボイラー用水は撥水性
膜を用いた膜脱気装置を通ることにより溶存酸素および
／または炭酸ガスが除去されるので、これらのガス体が
原因となってボイラー設備の腐蝕を早めるといった不具
合を解消することができるものである。

従って、本発明装置によればボイラー設備の耐久性向
上に多大な効果がある。また、脱アルカリ軟化水をボイ
ラー用水とする場合には、従来貯水タンクの前段におい
て脱炭酸塔を付設しなければならなかったが、本発明装
置によれば、溶存酸素のほか溶存炭酸ガスも膜脱気装置
で取り除かれるので、脱アルカリ軟化装置における脱炭
酸塔を省略することができる。

従って、設備費が節約できると共に、保守・管理も要
らなくなり、経済的にも甚だ有利である。

さらに、従来は溶存酸素を除去するためにヒドラジン
や亜硫酸ナトリウム等の還元剤を給水ライン中に注入し
ていたが、本発明装置によればこれら還元剤の注入装置
が不要となり、還元剤の注入に伴う従来の不具合を解消
することができるものである。

また、膜脱気装置は戻し管の管路中に付設したエゼク
ター装置を駆動源とするものであるから、何等動力を要
せず安価なコストで溶存ガス体を除去することができる
ものであるし、戻し管から貯水タンク内に戻される戻し
水は分散手段によって細かく分散されるのでガス体の分
離が促進されるものである。さらに、貯水タンク内のボ
イラー用水は吹き込み管から供給されるスチームによっ
て温められるので、貯水タンク内においても溶存ガス体
の分離が行われ、従って、膜脱気装置に掛かる負荷が少
なくて済むという効果を得ることができるほか、ボイラ
ー用水は貯水タンク内で40℃前後に予じめ温められるの
でボイラーに要する熱量を節約することもできるもので
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明ボイラー用給水装置の一実施例を示すフ
ローの説明図、第２図は従来のボイラー用給水装置の一
例を示す概略図である。 1:貯水タンク、2:ポンプ 3:散水手段 4:ボイラー給水ポンプ 5:ボイラー、6:膜脱気装置 7:戻し管、8:散水手段 9:エゼクター装置、10:ヘッダー 11:吹き込み管、12:サイレンサー 13:散気管、14:ブロワー 15:排気管、16:水位制御装置 17:水位制御装置、18:温度制御装置 19:電磁弁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラー用水の貯水タンクとボイラー給水
   ポンプの吸引側とを撥水性膜を用いた膜脱気装置を介し
   て接続すると共に、ボイラー給水ポンプの吐出管にボイ
   ラー用水の一部を前記貯水タンクに戻すための戻し管の
   一端を分岐して連通し、且つ当該戻し管の管路中にエゼ
   クター装置を付設して、当該エゼクター装置の吸引側と
   前記膜脱気装置の非接水側とを連通させたことを特徴と
   するボイラー用給水装置。
2. 【請求項２】戻し管の他端に散水手段を付設し、当該散
   水手段を貯水タンクの上部に臨ませた第１請求項記載の
   ボイラー用給水装置。
3. 【請求項３】ボイラーで生成されたスチームの一部を貯
   水タンク内のボイラー用水中に吹き込むための吹き込み
   管を貯水タンク内に付設して、ボイラー用水の水温を上
   昇させるようにした第１請求項または第２請求項記載の
   ボイラー用給水装置。
4. 【請求項４】貯水タンク内の上部に散気管を付設し、当
   該散気管から上向きにエアーを噴出させて貯水タンク内
   の酸素、炭酸ガス濃度の高い空気を貯水タンクの上部に
   付設した排気管を介して外部に排気するようにした第１
   請求項乃至第３請求項記載のボイラー用給水装置。