JPH06241414A - 蒸気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気の無駄な消費および消費電力の削減が図
れる気水分離タンクを有する蒸気供給装置において、運
転開始前に、蒸気配管内の空気や不凝縮ガスを十分除去
して、運転開始後に十分な蒸気の供給量を確保し、高い
加熱能力を維持する。 【構成】 スタート指令信号Ｓ０を受けたとき、蒸気供
給弁２６を閉じるとともに、吸引装置５を駆動する初期
減圧手段４１を設けるとともに、その初期減圧動作時
に、減圧弁２から吸引装置５までの蒸気または復水の通
路内の圧力Ｐ２が所定値Ｐｒｅｆ以下になったとき、定
常運転開始信号を出力する定常運転指令手段４２を設
け、さらに、定常運転時に負荷３を経た蒸気と復水とを
分離する気水分離タンク４の水位Ｌ１に対応して吸引装
置５のポンプ１５の回転数を制御する定常制御手段３０
を設けて、通常運転時に蒸気が吸引されないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、真空蒸気の潜熱を利
用して、１００℃より低い温度での各種加熱を行なうた
めの蒸気を発生して、これを蒸気熱量の消費用負荷に供
給する蒸気供給装置に関するもので、詳しくは、前記負
荷に蒸気を供給する運転開始時に、蒸気または復水の通
路を真空状態にするための技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の蒸気供給装置においては、１次
側の高圧蒸気を減圧する減圧弁の２次側を吸引する吸引
装置に組み込まれているポンプを、定格運転または運転
速度を制御して、負荷を経た復水を吸引している。ここ
で、前記ポンプの定格運転は、ポンプの吐出圧により復
水タンク内の液を回収タンクなどの外部へ圧送すること
が可能な回転数のもとでの運転である。ところが、負荷
を経た復水には、蒸気が混在しているために、蒸気の一
部が吸引装置へ流入して、蒸気が無駄に消費されてしま
う。そこで、本件出願人は、負荷と吸引装置との間に気
水分離タンクを設け、この気水分離タンクの復水側を、
その復水の水位に応じた吸引力で前記吸引装置によって
吸引することにより、蒸気の吸引装置への流入にともな
う蒸気の無駄な消費を極力防止するようになした技術
を、先に提案している（特願平４−１５８５７３号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の蒸
気供給装置では、負荷への蒸気の供給を開始する際、前
記減圧弁の圧力設定を行う（このとき減圧弁は閉じてい
る）とともに、前記吸引装置を駆動させて、蒸気または
復水の通路を減圧する。この通路の圧力が設定圧力に達
すると減圧弁が開き、蒸気が負荷に供給され始める。こ
のとき、通路内に空気や不凝縮ガスが残っていても、時
間とともに吸引除去される。しかしながら、本件出願人
が先に提案した気水分離タンクを備えた蒸気供給装置に
おいては、負荷からの復水が気水分離タンクに溜まった
後は、気水分離タンクの上流側の通路に残留する空気や
不凝縮ガスを吸引除去することが困難になる。

【０００４】このように、気水分離タンクと前記蒸気供
給弁との間の蒸気または復水の通路内に空気や不凝縮ガ
スが残留したままで、蒸気の供給を開始すると、その残
留空気や不凝縮ガスの分圧のために、蒸気の供給が妨げ
られるので、その分だけ加熱能力が低下する。

【０００５】この発明は上述のような実情に鑑みてなさ
れたもので、気水分離タンクを設けて、定常運転時にお
ける蒸気の無駄な消費を極力防止しつつ、蒸気の供給開
始前に通路内を十分に減圧して、加熱能力を高く維持す
ることができる蒸気供給装置を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明に係る蒸気供給装置は、１次側の高圧蒸気
を減圧して２次側に流す減圧弁と、この減圧弁よりも上
流の蒸気供給配管に配置されて、その蒸気供給配管を開
閉する蒸気供給弁と、２次側の蒸気の潜熱を利用する負
荷を経た蒸気と復水とを分離する気水分離タンクと、ポ
ンプによって真空を発生して前記気水分離タンクの復水
側を吸引する吸引装置と、この吸引装置によって前記気
水分離タンクから蒸気が吸引されないように、気水分離
タンクの水位に対応して前記ポンプの回転数を制御する
定常制御手段と、スタート指令信号を受けて、前記蒸気
供給弁を閉じるとともに、前記吸引装置を駆動する初期
減圧手段と、前記減圧弁から吸引装置までの蒸気または
復水の通路に設けられて、この通路内の圧力を検出する
圧力センサと、この圧力センサで検出された圧力が所定
値以下となったとき、定常運転開始信号を出力する定常
運転指令手段と、この定常運転開始信号を受けて前記減
圧弁の２次側圧力が設定圧力となるようにアクチュエー
タを制御して、該減圧弁の開度を調整するアクチュエー
タ制御手段とを備えたものである。

【０００７】

【作用】この発明によれば、スタート指令信号に基づい
て、まず、初期減圧手段の働きによって蒸気供給弁を閉
じるとともに、吸引装置が駆動され、この吸引装置の駆
動にともなう吸引作用により、蒸気供給弁から吸引装置
までの蒸気または復水の通路内が真空引きされて、該通
路内に存在する空気や不凝縮ガスが吸引除去され、次第
に減圧される。このとき、該通路内には未だ蒸気が供給
されていないから、気水分離タンク内に復水は溜まらな
いので、空気や不凝縮ガスが前記復水に妨げられずに十
分吸引除去される。この真空引き動作は、前記通路内の
圧力が所定値以下になるまで続けられ、所定値以下にな
ったとき、圧力センサからの信号により、定常運転指令
手段から定常運転開始信号が出力される。この定常運転
開始信号を受けて、アクチュエータ制御手段の働きによ
って、アクチュエータを介して減圧弁の圧力設定がなさ
れ、定常運転状態となる。

【０００８】このように、蒸気配管内の空気や不凝縮ガ
スが十分除去された段階で、定常運転状態となって、蒸
気の供給が開始されるので、蒸気配管内への蒸気の供給
量は十分に確保されて、加熱能力を高く維持することが
できる。また、この定常運転状態に入ると、前記吸引装
置のポンプは、定常制御手段により気水分離タンクの水
位に対応して、該気水分離タンクから蒸気が吸引されな
いような回転数に比例制御されることとなり、これによ
って、気水分離タンク内の蒸気が吸引装置に吸引される
ことによる蒸気の無駄な消費が防止されるとともに、蒸
気の吸引にともなう吸引能力の低下も防止することがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は、この発明の一実施例による蒸気供給
装置の系統図であり、同図において、１は蒸気供給通路
を構成する蒸気供給配管で、該蒸気供給配管１を開閉す
る蒸気供給弁２６、セパレータ２７、１次側の高圧蒸気
を減圧して２次側に流す真空減圧弁２、減温器２４およ
びセパレータ１０が、上流側から下流にかけて、この順
序で配設されている。３は被加熱物を加熱する蒸気消費
負荷、４は蒸気消費負荷３の下流の回収配管９に設けら
れて蒸気と復水とを分離する気水分離タンク、５はエジ
ェクタ式吸引装置、６は復水吐出通路を形成する吐出
管、７は吐出弁、１１は前記気水分離タンク４の復水側
４ａを前記エジェクタ式吸引装置５に流入させる復水流
入配管である。なお、前記減圧弁２は、モータなどのア
クチュエータ８を介して圧力調整自在に構成されてい
る。また、前記減温器２４は、前記吐出管６から減温水
供給弁２５を介して蒸気供給配管１に減温水を供給可能
とされている。

【００１０】上記エジェクタ式吸引装置５は、前記復水
流入配管１１を通じて上記気水分離タンク４の復水側４
ａを吸引するエジェクタ１３と、このエジェクタ１３に
より吸引した復水が送り込まれる復水タンク１４と、こ
の復水タンク１４内の復水Ｗを該タンク１４の底部から
吸入し昇圧して前記エジェクタ１３のジェット流を生成
したのち、その水を前記復水とともに復水タンク１４に
送り込むポンプ１５とを備えており、前記気水分離タン
ク４に設けたレベルセンサ１９からの信号Ｓ１に基づ
き、コントローラ１８を介してインバータ１７により、
前記ポンプ１５の回転数を可変制御する。

【００１１】前記コントローラ１８は、前記レベルセン
サ１９からの検出信号Ｓ１による気水分離タンク４内の
復水４ａの検出水位Ｌ１に対応して、前記吸引装置５に
おけるポンプ１５を前記水位Ｌ１に比例した回転数に制
御する定常制御手段３０の他に、初期減圧手段４１、定
常運転指令手段４２およびアクチュエータ制御手段４３
を備えている。また、前記蒸気供給弁２６から前記エジ
ェクタ式吸引装置５までの蒸気または復水の通路のう
ち、前記セパレータ１０よりも下流の蒸気供給配管１
に、圧力センサ２８が設けられており、この圧力センサ
２８による２次側の蒸気圧力Ｐ２の検出信号Ｓ３が、コ
ントローラ１８に入力されている。

【００１２】前記初期減圧手段４１は、運転開始指令信
号（スタート指令信号）Ｓ０の入力にともない、前記蒸
気供給弁２６を閉じるとともに、前記吸引装置５のポン
プ１５を駆動させてエジェクタ１３による吸引作用によ
り、前記蒸気供給配管１、負荷３、気水分離タンク４お
よび復水流入配管１１内を真空引きする。また、定常運
転指令手段４２は、前記初期減圧手段４１による真空引
き動作時に、前記圧力センサ２８による検出蒸気圧力Ｐ
２が所定値Ｐｒｅｆ以下になったとき、定常運転開始信
号ＮＳを出力する。さらに、前記アクチュエータ制御手
段４３は、前記定常運転開始信号ＮＳを受けて、前記減
圧弁２の２次側圧力が設定圧力となるように、前記アク
チュエータ８を制御して、該減圧弁２の圧力調節部材
（通常、コイルばね）を自動調整するものである。

【００１３】図２は、前記コントローラ１８内の初期減
圧手段４１、定常運転指令手段４２およびアクチュエー
タ制御手段４３の具体的な構成を示すブロック図であ
る。同図において、４４は第１ラッチ回路で、そのセッ
ト端子Ｓに運転スイッチ４５のオンによるスタート指令
信号Ｓ０が入力されたとき、その出力端子ＯＵＴから前
記吸引装置５のポンプ１５に起動信号Ｓａを出力する。
４６は比較器で、前記ラッチ回路４４から起動信号Ｓａ
が出力されているときのみ作動し、前記圧力センサ２８
による検出圧力Ｐ２と、予め設定されている所定値Ｐｒ
ｅｆとを比較して、検出圧力Ｐ２が所定値Ｐｒｅｆ以下
になったとき、定常運転開始信号ＮＳを出力する。この
比較器４６により、図１の定常運転指令手段４２が構成
されている。

【００１４】図２の４７は第２ラッチ回路で、そのセッ
ト端子Ｓに前記定常運転開始信号ＮＳが入力されたと
き、その出力端子ＯＵＴから、図１のアクチュエータ制
御手段４３を構成する図２の減圧弁アクチュエータ制御
部４３Ａの一方の入力端子へ入力する比較信号Ｐｔを出
力し、かつ、そのリセット端子Ｒに停止スイッチ４８の
オンによる停止指令信号Ｓｂが入力されたとき、前記比
較信号Ｐｔの出力をリセットする。前記減圧弁アクチュ
エータ制御部４３Ａの他方の入力端子には、図１の圧力
センサ２８による検出圧力Ｐ２が入力されており、この
図２の減圧弁アクチュエータ制御部４３Ａは、その検出
圧力Ｐ２と前記比較信号Ｐｔを比較して、Ｐ２＞Ｐｔの
ときは低圧側へ、またＰ２＜Ｐｔのときは高圧側へ、減
圧弁２の設定圧力を調整するアクチュエータ制御信号Ａ
Ｓを前記アクチュエータ８に出力する。

【００１５】４９はセレクタ回路で、このセレクタ回路
４９の第１入力端子ＩＮ１には、定格運転（フル運転）
制御回路５０から出力される定格運転制御信号Ｃ１が入
力され、第２入力端子ＩＮ２には、図１のレベルセンサ
１９による検出水位Ｌ１に対応して前記定常制御手段３
０を構成する図２の比例制御回路３０Ａから出力される
比例制御信号Ｃ２が入力されている。セレクタ回路４９
は、ポンプ１５に対する制御信号ＣＳとして、通常は、
その出力端子ＯＵＴから定格運転制御信号Ｃ１を出力
し、そのセレクト端子Ｓに前記第２ラッチ回路４７から
の比較信号Ｐｔが入力されたとき、出力端子ＯＵＴから
比例制御信号Ｃ２を出力する。

【００１６】上記構成の蒸気供給装置において、通常の
運転時は、蒸気が蒸気供給弁２６、減圧弁２および蒸気
供給配管１を通って負荷３に供給され、この負荷３で潜
熱を放出した蒸気は復水となり、凝縮しなかった一部の
蒸気とともに、回収配管９から気水分離タンク４に入
る。この気水分離タンク４の復水４ａの水位Ｌ１に対応
したレベルセンサ１９からの信号Ｓ１に基づき、コント
ローラ１８の定常制御手段３０を介して、ポンプ１５の
回転数が制御され、気水分離タンク４内の水位Ｌ１が適
切なレベルに保持される。これにより、復水とともに、
蒸気の一部が吸引装置５に吸引されて外部に排出される
といった無駄が生じない。

【００１７】つぎに、このような通常の運転状態に先立
ってなされるこの発明による特有の動作について、図３
に示すタイミングチャートを参照しながら、説明する。
図２に示す運転スイッチ４５のオン操作による図３
（ａ）に示すようなスタート指令信号Ｓ０の入力にとも
なって、図１のコントローラ１８内の初期減圧手段４１
が動作する。つまり、蒸気供給弁２６が閉じられたまま
で、図２の第１ラッチ回路４４の出力端子ＯＵＴから出
力される起動信号Ｓａにより、吸引装置５のポンプ１５
が起動される。このとき、図３のセレクタ回路４９の出
力端子ＯＵＴからは、ポンプ制御信号ＣＳとして、図３
（ｄ）に示すような定格運転制御信号Ｃ１が出力され
て、ポンプ１５は定格回転数（フル回転数）に制御され
る。

【００１８】この吸引装置５のポンプ１５の定格回転に
伴って、前記蒸気供給配管１、負荷３、回収配管９、気
水分離タンク４および復水流入配管１１からなる蒸気ま
たは復水の通路が真空引きされる。この真空引き動作に
よって、蒸気供給配管１内の蒸気圧力Ｐ２は、図３
（ｃ）に示すように、次第に低下する。そして、前記蒸
気圧力Ｐ２が、予め設定されている所定値Ｐｒｅｆ以下
になったとき（図３（ｃ）のｐ１）、比較器４６から定
常運転開始信号ＮＳが出力される。この定常運転開始信
号ＮＳが第２ラッチ回路４７のセット端子Ｓに入力され
ると、その出力端子ＯＵＴから、前記アクチュエータ制
御手段４３を構成する減圧弁アクチュエータ制御部４３
Ａの一方の入力端子へ比較信号Ｐｔが入力される。その
比較信号Ｐｔと圧力センサ２８による検出圧力Ｐ２とが
前記減圧弁アクチュエータ制御部４３Ａにおいて比較さ
れ、Ｐ２＞Ｐｔのときは低圧側へ、またＰ２＜Ｐｔのと
きは高圧側へ減圧弁２の設定圧力を調整するアクチュエ
ータ制御信号ＡＳがアクチュエータ８に出力されて、減
圧弁２の２次側の蒸気圧力Ｐ２が図３（ｃ）に示すよう
に、設定圧力ＰＴに制御される。

【００１９】同時に、前記第２ラッチ回路４７の出力端
子ＯＵＴから出力される前記比較信号Ｐｔがセレクタ回
路４９のセレクト端子Ｓに入力されて、その出力端子Ｏ
ＵＴからは、ポンプ制御信号ＣＳとして、図３（ｄ）に
示すような比例制御信号Ｃ２が出力されて、ポンプ１５
は、図３（ｅ）に示すように、気水分離タンク４の復水
４ａの水位Ｌ１の変動に比例した回転数に制御される。
これによって、気水分離タンク４内の蒸気が前記吸引装
置５に吸引されて無駄に消費されることが防止されると
ともに、エジェクタ１３の吸引能力の低下も防止され
る。

【００２０】以上の制御動作により、スタート時には、
初期減圧手段４１の働きによって蒸気供給弁２６を閉じ
た状態での吸引装置５の駆動にともなう吸引作用によ
り、蒸気供給弁２６から吸引装置５までの蒸気または復
水の通路内が真空引きされて、該通路内に存在する空気
や不凝縮ガスが吸引除去され、この通路内の圧力が所定
値以下になった時点で、定常運転が開始される。このと
き、蒸気供給弁２６の下流側には未だ蒸気が供給されて
いないから、気水分離タンク４内に復水は溜まらないの
で、空気や不凝縮ガスが前記復水に妨げられずに十分吸
引除去される。したがって、定常運転時における蒸気の
供給量は十分に確保されて、加熱能力を高く維持するこ
とができる。

【００２１】また、この定常運転状態に入ると、前記吸
引装置５のポンプ１５は、定常制御手段３０により気水
分離タンク４の水位Ｌ１に対応して、該気水分離タンク
４から蒸気が吸引されないような回転数に比例制御され
るので、気水分離タンク４内の蒸気が吸引装置５に吸引
されることによる蒸気の無駄な消費が防止されるととも
に、蒸気の吸引にともなう吸引能力の低下も防止するこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、蒸気
供給を開始する前の初期減圧動作（真空引き）により、
減圧弁から吸引装置までの蒸気または復水の通路内に存
在する空気や不凝縮ガスを十分に吸引除去し、その後
に、定常制御手段による通常運転を開始するので、残留
空気や不凝縮ガスの分圧による蒸気供給の妨げがなくな
り、十分な蒸気供給量を確保して、加熱能力を高く維持
することができる。しかも、通常の運転状態では、気水
分離タンクの水位に対応して、ポンプの回転数を制御す
ることによって、気水分離タンクからの蒸気の吸引によ
る蒸気の無駄な消費および消費電力のロスを最小限に抑
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る蒸気供給装置の系統
図である。

【図２】同装置のコントローラにおける定常制御手段、
初期減圧手段、定常運転指令手段およびアクチュエータ
制御手段の具体的な構成を示すブロックである。

【図３】同装置の特有の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【符号の説明】

１…蒸気供給配管、２…減圧弁、３…負荷、４…気水分
離タンク、４ａ…復水、５…吸引装置、８…アクチュエ
ータ、９…回収配管、１，３，４，９，１１…蒸気また
は復水の通路、２６…蒸気供給弁、２８…圧力センサ、
３０…定常制御手段、４１…初期減圧手段、４２…定常
運転指令手段、４３…アクチュエータ制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次側の高圧蒸気を減圧して２次側に流
   す減圧弁と、 この減圧弁よりも上流の蒸気供給配管に配置されて、そ
   の蒸気供給配管を開閉する蒸気供給弁と、 ２次側の蒸気の潜熱を利用する負荷を経た蒸気と復水と
   を分離する気水分離タンクと、 ポンプによって真空を発生して前記気水分離タンクの復
   水側を吸引する吸引装置と、 この吸引装置によって前記気水分離タンクから蒸気が吸
   引されないように、気水分離タンクの水位に対応して前
   記ポンプの回転数を制御する定常制御手段と、 スタート指令信号を受けて前記蒸気供給弁を閉じるとと
   もに、前記吸引装置を駆動する初期減圧手段と、 前記減圧弁から吸引装置までの蒸気または復水の通路に
   設けられて、この通路内の圧力を検出する圧力センサ
   と、 この圧力センサで検出された圧力が所定値以下となった
   とき、定常運転開始信号を出力する定常運転指令手段
   と、 この定常運転開始信号を受けて前記減圧弁の２次側圧力
   が設定圧力となるようにアクチュエータを制御して、該
   減圧弁の開度を調整するアクチュエータ制御手段とを備
   えてなる蒸気供給装置。