JP3707145B2 - 脱気装置の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体から溶存気体を除去する脱気装置の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、液体から溶存気体を除去する脱気装置は、酸化の主要因である溶存酸素を除去するため、種々の分野において用いられている。たとえば、蒸気ボイラ，温水ボイラ，冷却塔等の冷熱機器自体やそれらの給水配管の腐蝕防止として、またビル，マンション等の建造物における給水，給湯，空調設備等の配管の腐蝕防止（いわゆる、赤水の防止）として、また電子部品，機械部品等の洗浄工程における被洗浄物や製品の酸化防止，腐蝕防止として、それぞれの給水ラインに挿入されている。
【０００３】
このような脱気装置としては、気体透過膜あるいは気体分離膜を用いた，いわゆる膜式脱気装置が、コンパクトさや取扱の簡便さから多用されている。この種の膜式脱気装置の一例を図３に基づいて説明する。図３に例示した脱気装置において、気体透過膜（図示省略）は、管状，中空糸状，プリーツ状，スパイラル形状（のり巻き形状）等の形状に成形し、この状態で適宜の容器に収容して１個の構成部品とした，いわゆる膜モジュール３１として使用されている。この膜モジュール３１の内部は、液相側と気相側とに区画されており、液相側には、脱気処理を行う原水（井戸水，水道水，各種工業用水，その他液状製品等を含む）を供給する給水ポンプ（図示省略）を備えた原水供給ライン３２と脱気処理後の処理水を貯留する処理水タンク３３へ供給する処理水供給ライン３４が接続されている。また、気相側には、この区画内を真空吸引するための水封式真空ポンプ３６に真空吸引ライン３５が接続されている。そして、前記膜モジュール３１内における原水の流通過程において、気体透過膜を介して真空吸引することにより、原水中の溶存気体を吸引除去し、脱気された処理水を処理水供給ライン３４から処理水タンク３３へ供給する。
【０００４】
前記処理水タンク３３内には上限水位検出装置３７（たとえばボールタップ方式）が設けてあり、処理水の水位が上限水位に達すると、前記処理水タンク３３内への処理水の供給を停止する。一方、処理水供給ライン３４にはフロースイッチ３８が挿入してあり、このフロースイッチ３８の検出信号を信号線３９を介して制御器４０へ出力する。また、前記制御器４０と前記水封式真空ポンプ３６を信号線３９で接続しており、前記フロースイッチ３８の検出信号で、前記水封式真空ポンプ３６をＯＮ，ＯＦＦ制御する構成となっている。
【０００５】
この構成により、前記水位制御装置３７の作動で前記処理水タンク３３内への処理水の供給と供給停止が行われ、この通水状態を検出する前記フロースイッチ３８の検出により、前記水封式真空ポンプ３６のＯＮ，ＯＦＦを制御するようになっている。すなわち、前記水封式真空ポンプ３６が稼動時は、前記膜モジュール３１は常に一定量の処理水を前記処理水タンク３３内へ供給する構成となっている。
【０００６】
ところで、前記従来の脱気装置においては、処理水タンク３３内に貯留した処理水を負荷側の要求によりユースポイントへ供給し、処理水の補給は原水供給ライン３２から所定流量の原水を膜モジュール３１へ供給し、所定の溶存酸素濃度の脱気水を前記処理水タンク３３へ供給している。しかしながら、前記脱気装置においては、図２に示すように、前記膜モジュール３１内を通水する処理水量が一定であれば、供給する原水の温度が低いほど処理水の溶存酸素濃度が高くなるという特性がある。また、原水温度が一定であれば、処理水量が少ないほど溶存酸素濃度は低くなる。そのため、水温の高い夏季では溶存酸素濃度は低く、水温の低い冬季では溶存酸素濃度は高くなる。したがって、特に寒冷地においては、溶存酸素濃度のバラツキが夏季と冬季では大きくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記問題点に鑑み、処理水の溶存酸素濃度を低くすることができる脱気装置の制御方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上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、原水を供給する原水供給ラインと、供給された原水を脱気処理する脱気手段と、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンクとを備えた脱気装置の制御方法であって、前記処理水タンク内の水位が第一設定水位以上のときは、検出水位に応じて供給水量を調節する流量調節運転を行ない、前記処理水タンク内の水位が第一設定水位から所定距離下がった第二設定水位以下のときは、所定供給水量の全量を供給する全量供給運転を行なうことを特徴としており、また請求項２に記載の発明は、前記処理水タンク内の水位が第一設定水位以下となり、かつ第二設定水位に達したとき、前記流量調節運転から前記全量供給運転に切り換えることを特徴としており、また請求項３に記載の発明は、前記処理水タンク内の水位が第二設定水位以上となり、かつ第一設定水位に達したとき、前記全量供給運転から前記流量調節運転に切り換えることを特徴としており、また請求項４に記載の発明は、原水を供給する原水供給ラインと、供給された原水を脱気処理する脱気手段と、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンクとを備え、前記処理水タンクにタンク内の水位を検出するレベルセンサを設けるとともに、前記処理水タンクの上限水位を検出する上限水位検出手段を設け、前記原水供給ラインに前記レベルセンサからの検出信号に基づいて、原水供給水量を制御する流量調節装置を設けた脱気装置の制御方法であって、前記レベルセンサの異常時、前記上限水位検出手段が上限水位を検出するまで、前記全量供給運転を行うことを特徴としている。
【０００９】
【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、この発明の脱気装置の制御方法は、原水供給ラインと、供給された原水を脱気処理する脱気手段としての膜モジュールと、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンクと、この処理水タンクへ処理水を供給する処理水供給ラインと、前記膜モジュール内を真空吸引する水封式真空ポンプとを備えた脱気装置において実現される。すなわち、前記処理水タンク内の処理水を負荷側へ供給することにより変化する水位に基づいて、前記膜モジュールへ供給する原水の供給量を調節する。また、この制御装置の構成は、前記処理水タンク内に水位を検出するレベルセンサ（圧力計を利用して水位を検出する）を設けるとともに、この処理水タンクの上限水位を検出する上限水位検出装置を設けている。そして、前記原水供給ラインに前記レベルセンサからの検出信号に基づいて、前記膜モジュールへ供給する原水供給量を制御する流量調節装置を設け、この流量調節装置と前記レベルセンサをそれぞれ信号線を介して制御器に接続した構成としている。
【００１０】
前記上限水位検出装置は、前記処理水タンク内に予め設定した上限水位を検出するボールタップを備えたパイロットバルブを設け、このパイロットバルブに連動する定水位弁を前記処理水供給ラインに設けた構成となっている。また、前記流量調節装置は、前記原水供給ラインの所定箇所に流量制限用オリフィス（約５０％）を設けるとともに、このオリフィスを挟んでバイパス回路を設け、このバイパス回路に自動弁を設けた構成としている。一方、前記処理水タンクには、前記流量調節装置に前記レベルセンサから水位信号を発信するための第一設定水位（貯水率５０％）と、この第一設定水位から所定距離下がった位置に第二設定水位を設定している。
【００１１】
前記構成の脱気装置の制御方法によれば、前記処理水タンク内の水位を前記レベルセンサが検出し、この検出信号を前記制御器へ出力する。この検出信号を受けた前記制御器は、検出信号が第二設定水位以下のときは、前記流量調節装置の自動弁を開き所定供給水量の全量を供給する全量供給運転を行ない、検出信号が第一設定水位に達すると前記自動弁を閉じ、供給水量を調節（５０％）する流量調節運転に切り換える。また、負荷側への処理水の供給により検出信号が第一設定水位以下となり、かつ第二設定水位になると、前記全量供給運転に切り換える。この第一設定水位と第二設定水位間を流量調節水域とすることにより、前記自動弁の開閉動作を減少させることができる。以上のように、処理水タンク内の水位が第一設定水位以上のときは、原水を脱気処理する脱気手段へ供給する原水供給量を少なくし、処理水の溶存酸素濃度を標準値よりも低くすることができる。
【００１２】
また、この発明は、前記レベルセンサの異常時においては、前記上限水位検出装置の定水位弁の作動により、全量供給運転を行なうので、負荷側に対して処理水の供給が停止することはない。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明を実施した脱気装置の基本的構成を概略的に示す説明図である。
【００１４】
図１において、この発明に係る脱気装置は、基本的構成として、脱気処理を行う原水（井戸水，水道水，各種工業用水，その他液状製品等を含む）を給水ポンプ（図示省略）により供給する原水供給ライン１と、供給された原水を脱気処理する脱気手段としての膜モジュール２と、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンク３と、この処理水タンク３へ処理水を供給する処理水供給ライン４と、前記膜モジュール２内を真空吸引する水封式真空ポンプ６とにより構成されている。前記膜モジュール２は、中空糸状の気体透過膜（図示省略）を容器に収容したものとして構成されており、膜モジュール２の内部は気体透過膜により液相側と気相側に区画されている。この膜モジュール２は、その液相側には原水供給ライン１が接続されており、またその気相側には真空吸引ライン５を介して水封式真空ポンプ６が接続されている。したがって、前記膜モジュール２内における原水の流通過程において、前記水封式真空ポンプ６により気体透過膜を介して膜モジュール２内を真空吸引し、原水中の溶存気体を吸引除去し、脱気処理された処理水を前記処理水供給ライン４を介して前記処理水タンク３へ供給する構成となっている。
【００１５】
さて、この発明の制御装置は、前記処理水タンク３内の水位を検出するレベルセンサ７を設けるとともに、前記処理水タンク３の上限水位Ｈを検出する上限水位検出装置１１を設けている。そして、前記原水供給ライン１に流量調節装置８を設け、この流量調節装置８と前記レベルセンサ７とをそれぞれ信号線９を介して制御器１０に接続した構成としている。前記レベルセンサ７は、圧力計を利用して水位を検出する構成のもので、前記処理水タンク３の底部近傍に設置し、前記処理水タンク３内の処理水の水位を検出し、この検出信号を前記制御器１０へ出力する。前記上限水位検出装置１１は、前記処理水タンク３内に予め設定した上限水位Ｈを検出するボールタップを備えたパイロットバルブ１２を設け、このパイロットバルブ１２に連動する定水位弁１３を前記処理水供給ライン４に設けている。
【００１６】
ここで、この実施例における上限水位検出装置１１について、さらに説明すると、従来のボールタップ方式の上限水位検出装置３７では、前記処理水タンク３内へ処理水が流入時において、水面に飛沫が発生し、酸素等が再溶存するおそれがあった。そこで、この実施例の上限水位検出装置１１は、再溶存を防止するためになされたものであって、前記処理水供給ライン４の先端部を前記処理水タンク３の底部付近まで延伸させたものである。
【００１７】
また、前記流量調節装置８は、前記原水供給ライン１の所定箇所に流量制限用オリフィス１４（約５０％）を設け、このオリフィス１４を挟んでバイパス回路１５が設けられている。このバイパス回路１５には、電磁弁あるいは流量を２段階に制御するモータバルブ等の自動弁１６が設けられている。一方、前記処理水タンク３には、前記流量調節装置８に前記レベルセンサ７からの水位信号を発信するための第一設定水位Ｌ（貯水率５０％）と、この第一設定水位Ｌから所定距離下がった位置に第二設定水位ＬＬを設定している。この第一設定水位Ｌと第二設定水位ＬＬとの間を流量調節水域としている。また、前記処理水タンク３の下部に処理水を負荷側へ供給する配管１７を接続している。そして、前記処理水供給ライン４には、フロースイッチ１８が設けてあって、このフロースイッチ１８と前記制御器１０とを信号線９で接続し、このフロースイッチ１８の検出信号により、前記制御器１０を介して前記水封式真空ポンプ６のＯＮ，ＯＦＦ制御を行なうようにしている。
【００１８】
前記構成の脱気装置の制御方法によれば、処理水タンク３の第一設定水位Ｌまでは、前記流量調節装置８の自動弁１６を開き、所定給水量の全量を供給する全量供給運転を行ない、前記第一設定水位Ｌまで処理水を供給すると、レベルセンサ７が第一設定水位Ｌを検出し、その検出信号を信号線９を介して制御器１０へ出力する。この検出信号を受けた前記制御器１０は、前記自動弁１６を閉じ、前記流量制限用オリフィス１４を介して所定給水量の約５０％の原水を膜モジュール２へ供給する流量調節運転に切り換える。そして、処理水が上限水位Ｈに達すると、上限水位検出装置１１が作動して原水の供給を停止し、処理水供給ライン４のフロースイッチ１８の検出信号により、前記制御器１０を介して水封式真空ポンプ６の運転を停止する。
【００１９】
そして、負荷側の要求により処理水タンク３内の処理水を配管１７を介して供給する。負荷側への処理水の供給により前記処理水タンク３内の水位が低下すると、上限水位検出装置１１が作動し原水を流量調節運転により供給する。同時に、フロースイッチ１８の検出信号により水封式真空ポンプ６が駆動する。そして、負荷側の処理水要求量が増加し、前記処理水タンク３内の水位が第一設定水位Ｌ以下となり、かつ第二設定水位ＬＬになると、前記流量調節運転から前記全量供給運転に切り換える。この流量調節水域を設けたことにより、前記自動弁１６の開閉動作を減少させることができる。
【００２０】
以上のように、この発明の制御方法によれば、前記処理水タンク３内の水位が第一設定水位Ｌになるまでは前記全量供給運転を行ない、水位が第一設定水位Ｌ以上になると、前記流量調節運転に切り換える。また、負荷側への処理水の供給により前記処理水タンク３内の水位が第二設定水位ＬＬになるまでは前記流量調節運転を行い、水位が第二設定水位ＬＬになると、前記全量運転に切り換える。すなわち、前記膜モジュール２の標準処理水量を、たとえば時間当り１０００リットル（原水温度２５℃）で脱気処理後の溶存酸素濃度１．０ppm とすると、前記処理水タンク３の水位が第一設定水位Ｌ以上のときは、常に前記膜モジュール２へ供給する原水供給量を標準処理水量の５０％に調節する。したがって、図２に示すように、前記標準処理水量における溶存酸素濃度１．０ppm よりも低い脱気処理水（０．２〜０．５ppm ）を得ることができるので、負荷側の要求処理水量が標準処理水量以下の場合は、前記処理水タンク３内に溶存酸素濃度の低い脱気処理水を貯留することができる。
【００２１】
また、この発明の制御方法によれば、前記レベルセンサ７から前記制御器１０へ異常信号（たとえば設定電圧の５０％）が出力されると、前記制御器１０は、前記レベルセンサ７に異常発生と判断し、前記流量調節装置８の自動弁１６を開とし、前記上限水位検出手段１１が上限水位Ｈを検出するまで、原水を前記全量供給運転により供給する。したがって、前記レベルセンサ７の異常時においても負荷側に対して、処理水の供給が停止されることはない。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、脱気装置の制御方法を処理水タンク内の水位に基づいて、所定供給水量の全量を供給する全量供給運転と、供給水量を調節する流量調節運転を行なうようにしたので、前記処理水タンクから処理水を負荷側へ供給する供給量が、前記脱気装置の所定供給水量（脱気処理量）よりも少ないときは、前記処理水タンクの水位もあまり低下しないので、前記流量調節運転により原水を供給することになる。したがって、脱気処理した処理水中の溶存酸素濃度を標準値よりも低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明を実施した脱気装置の基本的構成を概略的に示す説明図である。
【図２】脱気装置における原水温度と処理水の溶存酸素濃度および処理水量の関係を示す説明図である。
【図３】従来の脱気装置の構成を概略的に示す説明図である。
【符号の説明】
１ 原水供給ライン
２ 脱気手段（膜モジュール）
３ 処理水タンク
７ レベルセンサ
８ 流量調節装置
１１ 上限水位検出装置
Ｌ 第一設定水位
ＬＬ 第二設定水位

Claims (4)

1. 原水を供給する原水供給ライン１と、供給された原水を脱気処理する脱気手段２と、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンク３とを備えた脱気装置の制御方法であって、前記処理水タンク３内の水位が第一設定水位Ｌ以上のときは、検出水位に応じて供給水量を調節する流量調節運転を行ない、前記処理水タンク３内の水位が第一設定水位Ｌから所定距離下がった第二設定水位ＬＬ以下のときは、所定供給水量の全量を供給する全量供給運転を行なうことを特徴とする脱気装置の制御方法。
2. 前記処理水タンク３内の水位が第一設定水位Ｌ以下となり、かつ第二設定水位ＬＬに達したとき、前記流量調節運転から前記全量供給運転に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の脱気装置の制御方法。
3. 前記処理水タンク３内の水位が第二設定水位ＬＬ以上となり、かつ第一設定水位Ｌに達したとき、前記全量供給運転から前記流量調節運転に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の脱気装置の制御方法。
4. 原水を供給する原水供給ライン１と、供給された原水を脱気処理する脱気手段２と、脱気処理された処理水を貯留する処理水タンク３とを備え、前記処理水タンク３にタンク内の水位を検出するレベルセンサ７を設けるとともに、前記処理水タンク３の上限水位Ｈを検出する上限水位検出手段１１を設け、前記原水供給ライン１に前記レベルセンサ７からの検出信号に基づいて、原水供給水量を制御する流量調節装置８を設けた脱気装置の制御方法であって、前記レベルセンサ７の異常時、前記上限水位検出手段１１が上限水位Ｈを検出するまで、前記全量供給運転を行うことを特徴とする脱気装置の制御方法。

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