JPH01502290A - 流体システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体システム 本発明は流体システムに関し、より具体的には、ただしそれに限定されるもので はないが、蒸気発生のための流体システムに関する。

蒸気発生システムは、従来、ポンプはより給水されるフラッシュ・ボイラを一つ 備えていた。このフラッシュ・ボイラは、蒸気アキュームレータに加圧された蒸 気を供給し、蒸気アキュームレータから蒸気が使用のために取り出された。ポン プの能力は、蒸気の効率的な発生のために、フラッシュ・ボイラの能力に整合さ れている必要がある。

フラッシュ・ボイラが１つだけのこのようなシステムでは、蒸気アキュームレー タ内の蒸気の圧力が検出され、１蒸気圧が検出されると、フラッシュ・ボイラが 停止され、ｊンプの運転が停止される。蒸気アキュームレータ内の蒸気の圧力が 第２の閾圧力に低下すると、フラッシュ・ボイラとポンプのＭ転が再開される。

このような連間が長くなる。さらにポンプを＃４Ｗ！にオン、オフすることによ り、ポンプの寿命が短くなる。

システムの能力を増大することが望まれるとき、例えばシステムの能力を２倍に するためには、蒸気アキュームレータに蒸気を供給することができる追加のポン プとフラッシュ・ボイラを増設し、それにもし必要があれば蒸気アキュームレー タを大きくする。このような複数のフラッシュ・ボイラ構成において、蒸気アキ ュームレータ内で第１の上閾圧が検出されると、ボイラのうちの１つとそれに対 応するポンプのみが停止される。もしシステムの圧力が上昇し続けて第２の上閾 圧になると、第２のフラッシュ・ボイラとポンプが停止される。２つ以上のボイ ラとポンプを持つシステムでは、これが繰り返される。

ボイラとそれに対応するポンプの運転の停止と再開は、制御手段により自動的に 、または運転員に提示される警告信号に応じて手動操作により行なわれる。

本発明の目的は、新規なすなわち改良された流体システムを提供することである 。

本発明の一つの特長により、我々は、流量制御装置、流量制御装置に分配前の流 体を供給するための手段、および少なくとも１つの流体使用手段を含み、前記流 量制御装置が、仕切り空間、流体供給手段から仕切り空間へに流出口からの流体 を流体使用手段またはレリーフ手段に向けるように動作するバルブ手段が流出口 の下流に設けられた流体システムを提供する。

分配前の流体が１台のポンプにより供給される本発明によるシステムでは、ポン プの能力をシステムの能力に整合さセる必要はなく、ポンプが各流体使用手段〈 一つの場合を含む〉により要求されるよりも多くの流体を流量制御装置に送るこ とができるものであれば、どのような能力のポンプでも使用できる。しかしなが ら流出口の大きさを、バルブ手段により流体が流体使用手段に向けられていると き、流体使用手段に供給される流体の量が流体使用手段による要求量に等しくな るようにする必要がある。

システムすなわち流体使用手段の内部の圧力の変化が仕切り室内の圧力、したが ってポンプの性能に影響を及ぼさないように、仕切り室がらの流出口の大きさは 、仕切り室内の圧力が常に流量制御装置の下流の圧力よりも大きくなるような大 きさにするのが望ましい、仕切り室内の圧力は、流量制御装置の下流すなわち流 体使用手段内の最高圧力の少なくとも２倍になるようにするのが望ましい、ただ し、仕切り室内の圧力がこれよりもさらに大きいほうがより望ましい。

バルブ制御手段の動作は、システムのパラメータを検出する検知手段に対して応 答し、パラメータの閾値が検出されたときそれ以上流体が要求されないように流 体使用手段を停止する制御手段により、制御するようにすることができる。バル ブ手段は、ポンプの運転を停止する必要がないように、仕切り室の流出口がらの 流体がレリーフ手段に向けられるように駆動される。

より大きな能力を持つシステムでは、仕切り室に複数の流出口を設け、各流出口 の下流に、流体を流体使用手段またはレリーフ手段に向けるように動作するバル ブ手段を設けることができる。

仕切り室の全ての流出口は、各流体使用手段が流量制御装置の仕切り室から所要 量の流体を受け取るような大きさにしなければならないが、各流体使用手段に対 して一つのポンプを備える必要はない、流量制御装置の仕切り室からの全ての流 出口は、全ての流体使用手段の流体使用率が等しい場合には同じ大きさになる。

各バルブ手段は、全ての流体使用手段が影響を与えるシステムのパラメータを検 出する検知手段に応答する制御手段により制御することができる。レリーフ手段 は、各バルブ手段（一つの場合を含む）からの流体を、分配前の流体が取り出さ れる貯蔵手段に戻す管から構成することもできる。流体貯蔵手段は、流体源から の流入口を備えた槽を含み、流入口から槽に流入する流体の量が、フロート式制 御バルブのような槽内の流体のレベルを検知するバルブにより制御されるように することができる。

本発明は、各流体使用手段（一つの場合を含む）がフラッシュ・ボイラを含む蒸 気発生システムを含み、検知されるパラメータが、全ての（一つの場合を含む） フラッシュ・ボイラにより発生された蒸気の圧力である流体システムに特に適す る。

システムは、各フラッシュ・ボイラ（１つの場合を含む）からの蒸気が供給され る蒸気アキュームレータを備えてもよく、また蒸気アキュームレータ内の蒸気の 圧力が検知手段により検出されるようにすることもできる。

フラッシュ・ボイラが一つだけの場合は、システムの蒸気圧、蒸気アキュームレ ータを備えている場合には蒸気アキュームレータ内の蒸気圧が望ましい、が土間 圧力に達した時、制御手段がフラッシュ・ボイラを停止させ、水をレリーフ手段 に向けるようにバルブ手段を作動させるようにすることができる。そして制御手 段により下問圧力が検出されたときは、フラッシュ・ボイラの運転を再開すると 共に水をフラッシュ・ボイラに向けるようにバルブ手段を作動させるようにする ことができる。

複数のボイラを備えたシステムの場合には、各ボイラが、間圧力が検出された時 制御手段により順番に運転を停止され、制御手段が〜各ボイラがほぼ均等に使用 されるように予め決められた順番でボイラの運転を停止および再開しかつ各バル ブ手段を作動させるように設けることもできる。

本発明のさらにもう一つの特長として、我々は、システムのパラメータを検出し 、そのパラメータの土間値が検出された時制御手段に信号を送り、それに応答し て制御手段が流体使用手段の動作を停止させると共に流量制御装置の流出口から の流体をレリーフ手段に向けるようにバルブ手段に信号を送り、そのパラメータ の下関値が検出された時検知手段が制御手段に信号を送り、制御手段がそれに応 答して流体使用手段を再作動させると共に流体を流体使用手段に向けるようにバ ルブ手段に信号を送るステップを含む、本発明の第１の特長による流体システム を運転する方法を提供する。

つぎに本発明の実施例について、添付した図面を参照して説明する。

第１図は、本発明による流体システムの１実施例の説明図である。

第２図は、第１図に示すシステムの一部を拡大した説明図である。

図面を参照して、本実施例の蒸気発生器システムは、蒸気アキュムレータ１０を 含む、蒸気が必要になった時は、蒸気アキュームレータ１０から供給経路１１を 介して茶気が取り出される。

蒸気は、本実施例では、はぼ同等の蒸気発生能力を持つ３つのフラッシュ・ボイ ラ１２，１３．１４からアキュームレータ１０に供給される。

フラッシュ・ボイラ１２から１４は、それぞれ、加熱コイル１５を備えている。

水は、加熱コイル１５を通過する間に、バーナ１６により加熱される。バーナ１ ６は、本実施例では重油バーナまたはガスバーナで、燃焼の生成物は、各バーナ １６から煙管１７を過って流出する。

煙管１７は、互いに接続し、共通の排煙口から排出するようｉこするのが望まし い。

水は、後で詳しく説明する流量制御装置１ｔ２０から、各フラッシュ・ボイラ１ ２，１３．１４に供給される。流量制御装置２０は、水の流出口２１，２２．２ ３を備えている。流出口２１，２２．２３は、それぞれ、供給管２４．２５．２ ６に接続されている。これら゛の供給管２４．２５．２６を通して、流量制御装 置２０から各フラッシュ・ボイラ１２，１３．１４に水が供給される。

水は、大容量の容積形ポンプ２８から流量制御装置２０に供給される。ポンプ２ ８は、流入口３０を持つ水槽から成る水源２９に接続されている。水槽２９内の 水位は、フロート式の制御バルブ３１により制御される。また水槽２９は、管３ ２によりポンプ２８に接続されている。

蒸気アキュームレータＩＯ内の蒸気圧は、検知手段３３により検出される。検知 手段３３は制御手段３４に信号を送る。制御手段３４は、次のように動作するよ うに蒸気アキニームレータ１０内の蒸気圧が第１の土間圧力まで上昇すると、制 御手段３４はフラッシュ・ボイラ１２〜１４のうちの１つ、例えばボイラ１２、 に信号線、ボイラ１２に対しては信号線３６、を通して信号を送り運転を停止す る。アキュームレータ１０内の蒸気圧がなおも上昇し続けると、信号線３７を通 して送られる制御手段３４からの信号により、もう１つのボイラ、例えばボイラ １３の運転が停止される。

蒸気が、僅かしかまたは全く使用されないことによりアキュームレータｌＯ内の 蒸気圧がそれでもなお上昇すると、制御手段３４は、信号線３８を通して信号を 送り、最後のボイラ１４の運転を停止する。

ボイラ１２〜１４を停止させる順番は、各ボイラがほぼ均等に運転されるように するために、制御手段３４のシーケンサにより２周期的に変えることが望ましい 。

蒸気が使用のために供給管１１を通して取り出された時は、蒸気アキュームレー タ１０内の蒸気圧が下がる可能性がある。蒸気圧が第１の間圧力より下がった時 は、ボイラ１２〜１４のうちの１つ、例えばボイラ１２が最初に停止された時は ボイラ１２が望ましい、の運転が再開される。なおも圧力が下がり続ける時は、 もう１つのボイラ、例えばボイラ１３、の運転が再開される。それでもなお圧力 が下がりつづける時は、最後のボイラ１４の運転が再開される。

ボイラ１２〜１４は、少なくとも全部が運転されている時は、使用のために供給 管１１に棗求される量よりも多くの蒸気を発生できることが望ましいことは当然 である。

実際には、ボイラ１２〜１４の全ての運転が停止される前に、１つまたは全つが 運転再開される可能性が高い。

これは、蒸気の使用量により決る。ボイラ１２〜１４は、蒸気アキュームレータ ｌＯ内の圧力が予め決められた範囲内に維持され、蒸気アキュームレータ１０の 中にいつでも十分な蒸気が存在するように、制御手段３４により必要に応じて運 転または運転停止される。

各流出口２１，２２．２３に対して、供給管２４，２５．２６の途中に、対応す るバルブ手段４０，４１．４２が設けられている。これらのバルブ手段は、本実 施例例では、ソレノイド！ｇ勧バルブで、制御手段３４により制御される。制御 手段３４がボイラ１２に信号を送って運転を停止する時、バルブ手段４０にも信 号が送られる。

それにより、水は、供給管２４を通してフラッシュ・ボイラ１２に供給されなく なり、レリーフ管４３に逃される。ボイラ１２の運転を再開するために制御手段 ３４から信号線３６を通してボイラ１２に信号が送られる時、水が再び供給管２ ４からフラッシュ・ボイラ１２に向けられるようにバルブ手段４０にも信号が送 られる。

同様にバルブ４１および４２も、水を、フラッシュ・ボイラ１３，１４、または レリーフ管４４．４５のどちらかに向ける。

レリーフ管４３，４４．４５の各々は、水が循環利用されるように、水槽２９に 水を戻すように設けられている。ただし、余分の水は、必要に応じてレリーフ管 ４３〜４５から捨てるようにしてもよい。

さらに、蒸気アキュームレータ１０は、復水を蒸気アキュームレータ１０から水 槽２９に戻すように設けられた排出口４９を持つ。

第２図を参照すると、水流制御装７ｊ１２０の構成が理解されるであろう。

装置２０は、ポンプ２８に接続されている流入口４９がある中央仕切り室４８を 含む。

各流出口２１，２２．２３は、予め決められた大きさのオリフィスを持つ噴出ノ ズルを含む、前述したようにポンプｚ８は大能力で、仕切り室４８内の水圧が常 にフラッシュ・ボイラ１２，１３．１４の運転により蒸気アキニームレータ１０ 内の蒸気が到達する可能性のある最高圧力の少なくとも２倍になるように設けら れている。

各流出口２１，２２．２３のオリフィスは非常に小さく、各ボイラ１２，１３． １４に効率的に運転するために丁度必要とされる量の水が供給されるように、予 め決められた流量で仕切り室４８から供給管２４，２５．２６内に水が噴出され るように設けられている。すなわちノズルの出口の大きさは、各ボイラ１２，１ ３．１４の能力に合せである。３つの流出口２１，２２．２３の大きさは、各フ ラッシュ・ボイラ１２〜１４への正しい水流が保証されるように、−緒に選択す る必要がある。なぜならどれか一つの流出口のオリフィスの大きさが変えられる と、他のオリフィスを通して供給される水量が影響を受けるからである。

本実施例では、ボイラ１２，１３．および１４の定格は同じであり、したがって ノズルの流出口２１，２２゜および２３の大きさ実際上同じあり、等しい量の水 が各供給管２４〜２６に供給される。

バルブ手段４０の構造も、第２図に示されている。

バルブ手段４０は、戻り管４３内に設けられたバルブ５０と、供給管２４内の、 流出口２１とフラッシュ・ボイラ１２の間に設けられたバルブ５１から構成し、 ２つのバルブ５０と５１が、バルブ５０が開くときはバルブ５１が閉じ、バルブ ５０が閉じるときはバルブ５１が開くように縦列動作し、制御手段３４からの信 号に応答してソレノイドにより駆動されるようにするのが望ましい。

バルブ手段４１と４２の構成も同じであり、同じ構成要素には同じ参照番号が付 されている。

しかしながら、水をフラッシュ・ボイラかレリーフ手段のどちらかに向けるよう に動作するものであれば、どのような型のバルブ手段でも使用することができる 。

本発明による蒸気発生システムは、各フラッシュ・ボイラが個別にポンプを必要 とする従来のシステムに比べて、顕著な利点を持つことが理解されるであろう０ 本実施例では、ポンプの能力か蒸気発生システムの全要求水量以上あるならば、 どのような能力のポンプでも使用することができる。流出口２１〜２３のオリフ ィスの大きさを、ポンプの能力と各流出口を通して給水されるフラッシュ・ボイ ラの要求水量に適合するように選択するだけでよい。

システムの能力をさらに増大させたいときは、水流制御装置２０にもう一つ流出 口を付設し、増設されたフラッシュ・ボイラとレリーフ手段のどちらかに水流を 切り替えるバルブ手段を設けるだけでよい、しかしながら、この方法でシステム の能力を増大させるためには、図に示す３つの流出口だけのときと同じ量の水が 各フラッシュ・ボイラ１２〜１４に供給されるように、流出口２１〜２３のノズ ルの大きさを変える必要がある。

望ましい構成では、水流制御装置２０に予め決められた数の流出口、例えば１０ 個の流出口を設ける。各流出口は、管２４〜２６のような供給管に接続される。

ただし、使用されない、すなわちフラッシュ・ボイラに接続されない流出口は、 その流出口から水槽２９に水を戻すレリーフ管に接続される。必要な時は、それ まで使用されていなかった流出口の一つに追加のバルブ手段を取り付けることが でき、増設されたフラッシュ・ボイラに水を送ることができる。それにより増設 されたフラッシュ・ボイラが、蒸気発生システムの能力に寄与するようにするこ とができる。この構成によれば、それまで使用していなかった流出口の使用は、 既に使用されている流出口に影響を及ぼさない、もちろん追加のバルブ手段は制 御手段３４に接続する必要があるであろうし、制御手段３４は再プログラムする 必要があるかもしれない、このようにして、それまで使用されていなかった流出 口からレリーフ管に流れていた水を、制御手段３４の制御のもとに、フラッシュ ・ボイラまたはレリーフ管に供給することができる。この方法によれば、水流制 御装置２０の流出口のノズルの大きさを変更する必要なしに、システムの能力を 増大（または減少）させることができる。

本発明は３つのフラッシュ・ボイラを持つ蒸気発生システムの場合について説明 されているが、１つまたは２つのフラッシュ・ボイラだけのシステム、または何 つでも必要なだけの数のフラッシュ・ボイラを持つシステムにも適用できること は理解されたい、システムの能力は、水流制御装置２０に設けられる流出口の数 とポンプ２８の能力だけにより制限される。

このように本発明は、ポンプの能力を変える必要なしに、必要に応じて簡単に広 範囲に能力を増大または減少させることができるモジュール形式の茶気発生シス テムを提供する。

本発明の範囲から逸脱することなくいろいろな変形を行なうことが可能である０ 例えば、フラッシュ・ボイラ１２〜１４は、上に説明したように重油ボイラまた はガス・ボイラである必要はなく、必要に応じて電気ボイラでもよい、また、各 フラッシュ・ボイラはそれ自体の蒸気アキュームレータに蒸気を供給するように し、各蒸気アキュームレータに、検知手段と、フラッシュ・ボイラを制御するた めの制御手段を設けてもよい。

本明細書では１つの蒸気発生システムの場合について具体的に説明されているが 、本発明は、一つまたはそれ以上の流体使用手段を持ち、それらの手段の能力す なわち単位時間当りの使用量に合せるために予め決められた供給速度で流体を供 給しなければならない全ての流体システムに対して適用することができる０例え ば、本発明は、従来のボイラ配列や、流体回路にも応用することができる。また 流量制御装置の各流出口に対応して設けられるバルブ手段は、そのシステムにお ける流量制御装置の下流側で検出される任意のパラメータ、例えば従来のボイラ 配列では水温、流体回路では流体の圧力、に応答してｉ乍動するようにすること もできる。　上記の説明、下記の請求の範囲、および添付した図面において、具 体的な実施の態様においてまたは所要の機能を果すための手段として、または開 示された結果を達成するための方法または工程として、さらには物質または混合 物のクラスまたはグループとして表現され開示されている特長は、別々に、また はそれらのあらゆる組合せにより、多様な態様で本発明を実施するために利用す ることができる。

ｉ； 田瞭謹査報告 国際調査報告 ＣＢ　８７００８７０ ＳＡ　１９７１０

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．流量制御装置、流量制御装置に分配前の流体を供給するための手段、および 少なくとも１つの流体使用手段を含み、前記流量制御装置が、仕切り空間、流体 供給手段から仕切り空間への流入口、および仕切り空間からの流出口を含み、さ らに流出口からの流体を流体使用手段またはレリーフ手段に向けるように動作す るバルブ手段が流出口の下流に設けられた流体システム。
2. ２．流体が、流体使用手段により必要とされるよりも多くの流体を流量制御装置 に送ることができるボンブにより供給される請求の範囲第１項記載のシステム。
3. ３．流量制御装置の流出口が、流体がバルブ手段により流体使用手段に供給され る時供給される流体の量が流体使用手段により必要とされる量に等しくなるよう な大きさに設けられている請求の範囲第１項または第２項記載のシステム。
4. ４．仕切り空間からの流出口が、仕切り空間内の圧力が常に流量制御装置の下流 の圧力よりも高くなるような大きさに設けられている請求の範囲第１項から第３ 項のどれがに記載のシステム。
5. ５．仕切り室内の圧力が、流量制御装置の下流の最高圧力の少なくとも２倍であ るように設けられている請求の範囲第４項記載のシステム。
6. ６．バルブ手段がシステムのパラメータを検出する検知手段に応答する制御手段 により、パラメータの閾値が検出された時、流体使用手段の動作が停止され、バ ルブ手段が、仕切り室の流出口からの流体がレリーフ手段に向けられるように動 作する先行する請求の範囲のいずれかに記載のシステム。
7. ７．仕切り室が、前記複数の流出口を備え、各流出口の下流に、その流出口に接 続された流体使用手段またはレリーフ手段に流体を向けるように動作するバルブ 手段が設けられた先行する請求の範囲のいずれかに記載のシステム。
8. ８．流量制御装置の仕切り室からの全ての流出口が同じ大きさであり、全ての流 体使用手段の流体使用率が同じである請求の範囲第７項記載のシステム。
9. ９．各バルブ手段が、全ての流体使用手段が影響を与えるシステムのパラメータ を検出する検知手段に応答する制御手段により制御される請求の範囲第７項また は第８項記載のシステム。
10. １０．レリーフ手段が、各バルブ手段（一つの場合を含む）からの流体を貯臓手 段に戻す管を含む先行する請求の範囲のいずれかに記載のシステム。
11. １１．分配前の流体を供給するために、流体が貯臓手段から流し出されろ請求の 範囲第１０項記載のシステム。
12. １２．貯臓手段が、流体源からの流入口を備えた槽を含み、流入口から槽に流入 する流体の量がバルブにより制御される請求の範囲第１０項または１１項記載の システム。
13. １３．流体使用手段がフラッシュ・ボイラを含む蒸気発生システムを含む先行す る請求の範囲のいずれかに記載のシステム。
14. １４．検知されるパラメータが、全てのフラッシュ・ボイラ（１つの場合を含む ）により発生される蒸気の圧力である請求の範囲第１３項記載のシステム。
15. １５．システムが、各フラッシュ・ボイラ（１つの場合を含む）からの蒸気が供 給される蒸気アキュームレータを備える請求の範囲第１３項または１４項記載の システム。
16. １６．蒸気アキュームレータ内の蒸気の圧力が検知手段により検出される、請求 の範囲第１４項に従属する請求項第１５項記載のシステム。
17. １７．複数のボイラを請え、各ボイラが、閾圧力が検出された時制御手段により 順番に運転を停止されるように設けられており、制御手段が、各ボイラがほぼ均 等に使用されるように予め決められた順番でボイラの運転を停止および再開しか っ各バルブ手段を作動させる請求の範囲第６項に従属する請求の範囲１３〜１６ のいずれかに記載するシステム。
18. １８．添付の図面を参照して説明され、かつ添付の図面に示されるのと実際上同 じである流体システム。
19. １９．システムのパラメータを検出し、そのパラメータの上閾値が検出された時 制御手段に信号を送り、それに応答して制御手段が流体使用手段の動作を停止さ せると共に流量制御装置の流出口からの流体をレリーフ手段に向けるようにバル ブ手段に信号を送り、そのパラメータの下閾値が検出された時検知手段が制御手 段に信号を送り、制御手段がそれに応答して流体使用手段を再作動させると共に 流体を流体使用手段に向けるようにバルブ手段に信号を送るステップを含む、先 行する請求の範囲による流体システムを運転する方法。
20. ２０．添付の図面を参照して説明されたのと実質的に等しい流体システムを運転 ずる方法。
21. ２１．説明と添付の図面のどちらかまたはその両方により開示された新規な特長 または新規な特長の組合せ。