JP4100435B2 - 脱気水供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、脱気（脱酸素、脱炭酸）処理された水をボイラ等の需要箇所へ送水するための脱気水供給装置に関するものであり、特に窒素ガス置換方式の脱気装置により給水を脱気処理するようにした脱気水供給装置に関する。

図６を参照して従来脱気水供給装置について説明する。

給水配管１から給水タンク２に導入された給水は、ポンプ４が介設された送水配管３，５を介して窒素ガス置換式脱気装置（Ｎ_２式脱気装置）６へ送水され、脱気処理される。この窒素ガス置換式脱気装置６は、バブリング方式、充填材接触方式、自給式などのものがあるが、いずれも内部に水槽を有しており、水が一定時間滞留するように構成されている。

この脱気装置６で脱気処理された脱気水は、途中にポンプ１７が介設された送水配管１０を介して送り出される。

第２送水配管１０からの脱気水は送水配管１２、給水ポンプ１３及び配管１４を介してボイラ１５等の需要箇所へ送水される。

上記従来例では、このように構成された脱気水供給装置にあっては、需要個所の水需要が急激に増加した場合、脱気装置６内の水槽が空になり、水が需要個所へ送水されないおそれがある。

本発明は、需要箇所の水需要が急激に増加しても、確実に水が需要箇所へ送水される脱気水供給装置を提供することを目的とする。

請求項１の脱気水供給装置は、給水が供給される給水タンクと、該給水タンクから第１送水配管を介して給水が供給される窒素ガス置換式脱気装置と、該脱気装置から脱気水を送り出す第２送水配管と、該第２送水配管と該給水タンクとを連結する第３送水配管と、該第２送水配管と需要箇所とを連結する第４送水配管と、を有する脱気水供給装置であって、需要箇所の水需要量が該窒素ガス置換式脱気装置の処理能力以内の通常量であるときには、該第２送水配管からの脱気水の所要部分が該第４送水配管を介して需要箇所に供給され、残部が該第３送水配管を介して該給水タンクに返送されることを特徴とするものである。

この請求項１の脱気水供給装置にあっては、第２送水配管又は第４送水配管内から窒素ガスを分離するガス分離手段を設けてもよい（請求項６）。このガス分離手段を設けることにより、該ガス分離手段よりも下流側に設けられた送水ポンプのエアー噛み（エアーロック）が防止される。

本発明の脱気水供給装置にあっては、需要箇所の水需要量が通常量の場合、給水タンク内の水が窒素ガス置換式脱気装置に送られて脱気処理される。この窒素ガス置換式脱気装置からの脱気水の所要部分が需要箇所に供給され、残部が給水タンクに返送される。このように脱気処理した脱気水を給水タンクに返送することにより、給水タンク内の給水は次第に脱気されたものとなる。

この状態から、需要箇所の水需要量が窒素ガス置換式脱気装置の処理能力を超えるようになったときには、給水タンクの水が第３送水配管を介して窒素ガス置換式脱気装置を経ることなく脱気処理水に添加されて需要箇所へ送水されることになる。この給水タンク中の水は相当程度脱気処理されたものであるため、この給水タンク内の水が窒素ガス置換式脱気装置からの水に添加されても、添加後の水の脱気レベルは十分に需要箇所の要求脱気レベルを満たすものとなる。

なお、この窒素ガス置換式脱気装置から送り出される脱気水からガス分離手段により窒素ガスを分離することにより、該ガス分離手段よりも下流側に配置された給水ポンプのエアーロック現象が防止され、脱気水が需要箇所へ常に安定して供給される。

本発明によると、脱気水需要箇所の水需要が一時的に窒素ガス置換式脱気装置の処理能力を超えても、所要程度に脱気された水を需要箇所に安定して供給することができる。又、脱気水中の窒素ガスは需要箇所に送水する給水ポンプの前までに分離することにより、給水ポンプのエア噛みが防止でき、安定運転することができる。

以下、図面を参照して実施の形態について説明する。

図１は、参考例に係る脱気水供給装置を示す系統図である。

給水配管１から給水タンク２に導入された給水は、ポンプ４が介設された第１送水配管３，５を介して窒素ガス置換式脱気装置（Ｎ_２式脱気装置）６へ送水され、脱気処理される。この窒素ガス置換式脱気装置６は、バブリング方式、充填材接触方式、自給式などのいずれの方式のものであってもよいが、通常内部に水槽を有しており、一定時間滞留するように構成されている。

この脱気装置６で脱気処理された脱気水は、途中にポンプ１７及びガス分離手段８が介設された第２送水配管７，１０を介して送り出される。このガス分離手段８としては、棚段塔式の流下式気液分離装置や、十分な容量を有し、上部に排気手段を具備するタンクなどのいずれのものであってもよい。符号９は、ガス分離手段８で分離された窒素ガスを大気放出させるための配管を示す。

第２送水配管１０からの脱気水の大部分は、第３送水配管１１を介してポンプ４よりも上流側の第１送水配管３に返送され、残部の脱気水は第４送水配管１２、給水ポンプ１３及び配管１４を介してボイラ１５等の需要箇所へ送水される。

なお、ポンプ４，１７の容量は給水ポンプ１３の容量の１．１〜１．５倍程度であることが好ましい。

このように構成された脱気水供給装置にあっては、需要個所の水需要が通常量の場合、脱気装置６で十分に脱気された水のみが送水配管７，１０，１４を介してボイラ１５へ送水される。ボイラ１５の水需要が脱気装置６の処理能力を超えた場合には、第３送水配管１１を介して給水タンク２内の給水が脱気装置６を経ることなく配管１０からの脱気処理水に添加されて配管１２，１４を介してボイラ１５へ送水されることになる。これにより、窒素ガス置換式脱気装置６内の水槽が空になることはなく、窒素ガス置換式脱気装置６から脱気水が送水され続ける。

なお、第４送水配管１２の送水に未脱気水が添加されたとしても、この給水タンク２から第３送水配管１１を介して添加される未脱気処理水の水量が所定割合以下である限り、ボイラ１５の要求脱気レベルに合致した脱気水を需要箇所へ送水することができる。また、仮にボイラ１５の要求脱気レベルを超えた脱気不十分な水がボイラ１５に供給されたとしても、短時間であるならば問題にはならない。

図２は本発明の実施の形態に係る脱気水供給装置の系統図である。

この実施の形態では、第２送水配管１０から分岐した第３送水配管１１は、第１送水配管３ではなく給水タンク２に接続されている。その他の構成は図１と同一であり、同一符号は同一部分を示している。

この実施の形態においても、給水タンク２内の水は第１送水配管３，５を介して窒素ガス置換式脱気装置６へ送水され、脱気処理され、脱気水がポンプ１７、第２送水配管７、ガス分離手段８、第２送水配管１０を介して送り出される。需要箇所（この場合はボイラ１５）の水需要量が通常量の場合、送水配管１０からの水の多くは第３送水配管１１を介して給水タンク２へ送水され、残部がボイラ１５へ送水される。

このように脱気処理した脱気水を給水タンク２に返送することにより、給水タンク２内の給水は次第に脱気されたものとなる。

この状態から、水需要量が窒素ガス置換式脱気装置６の処理能力を超えるようになったときには、給水タンク２の水が窒素ガス置換式脱気装置６を経ることなく第３送水配管１１を介して送水され、第２送水配管１０からの脱気処理水に添加されてボイラ１５へ送水されることになる。このため、窒素ガス置換式脱気装置６の水槽が空になることが防止される。

なお、この実施の形態では、この給水タンク２中の水は相当程度脱気処理されたものであるため、この給水タンク２内の水が第２送水配管１０からの脱気処理水に添加されても、添加後の水の脱気レベルは十分にボイラ１５の要求脱気レベルを満たすものとなる。

上記図２の実施の形態にあっては、ガス分離手段８によって脱気水からガスを分離しているので、給水ポンプ１３でエアーロック現象が防止され、該給水ポンプ１３から水が安定してボイラ等の需要箇所へ送水される。

なお、図２ではガス分離手段８が第２送水配管に設けられているが、これに代えて図３のようにしてもよい。

図３の実施の形態にあっては、窒素ガス置換式脱気装置６からポンプ１７を介して第２送水配管１８へ脱気水を送り出す。この第２送水配管１８に高位部１８ａを設け、この高位部１８ａの最高位箇所にガス分散手段としてのガス放出配管１９を接続し、第２送水配管１８中で水から分離したガスを大気へ放出する。この第２送水配管１８は、前記第３送水配管１１及び第４送水配管１２に分岐している。図３のその他の構成は図２と同一である。なお、第３送水配管１１は、図１の通り、第１送水配管３に接続されてもよい。この図３の脱気水供給装置によっても、図１，２と同様の作用効果が奏される。加えて脱気水中の窒素ガスが図１，２の方式より分離しやすいので好ましい。

図４は本発明の別の実施の形態を示すものであり、図３の第２送水配管１８に設置する大気へのガス放出配管１９の代りに、分離した窒素ガスと共に脱気水の一部を給水タンク２へ戻す窒素ガス返送配管２０を分岐して設けている。この実施の形態によれば、分離した窒素ガスと一部の脱気水が給水タンク２内へ返送されるので、給水タンク内の雰囲気をより窒素ガス雰囲気とすることができ、該タンク２内の給水中への酸素の溶け込みがより確実に防止されるようになる。

図５は本発明のさらに別の実施の形態を示すものであり、図３の配管１９の代りに、分離した窒素ガスと共に脱気水を窒素ガス返送配管２１を介して第１送水配管３に送るものである。この場合、返送配管２１で返送される脱気水量は第１送水配管３で送られる給水に比べてごく僅かであるためポンプ４に悪影響を与えることはない。

なお、図示はしないが、図２〜５において、脱気装置６からの脱気水がガス分離される前に、該脱気水の一部が給水タンク２に返送されるように、窒素ガス返送配管を図２〜５における分岐箇所よりも上流側から分岐させてもよい。

上記実施の形態はいずれも本発明の一例であり、本発明は図示以外の形態をもとりうる。例えば、給水タンク２内の水面に、水と空気との接触を断つための遮蔽材を浮かべるとさらに脱気効率が上がって好ましい。

上記実施の形態では、ポンプ４によって給水を窒素ガス置換式脱気装置（Ｎ_２式脱気装置）６に送水しているが、給水タンク２を高所に配置し、重力（水頭差）によって給水を脱気装置６へ送水してもよい。

また、脱気装置６を高所に配置し、脱気装置６から水頭差によって脱気水を送水するようにしてもよい。本発明では、ポンプ４やポンプ１７はポンプ１３と連動して駆動されてもよく、連続して駆動されてもよい。前述の緊急避難的給水のために、給水タンク内の給水をできるだけ脱気状態に保つにはポンプ４やポンプ１７を連続して駆動するのが望ましい。

本発明は、ボイラ以外の種々の脱気水需要箇所に脱気水を供給することができる。

参考例に係る脱気水供給装置を示す系統図である。 第１の実施の形態に係る脱気水供給装置を示す系統図である。 第２の実施の形態に係る脱気水供給装置を示す系統図である。 第３の実施の形態に係る脱気水供給装置を示す系統図である。 第４の実施の形態に係る脱気水供給装置を示す系統図である。 従来例に係る脱気水供給装置を示す系統図である。

符号の説明

２ 給水タンク
６ Ｎ_２式脱気装置
８ ガス分離手段
１５ ボイラ

Claims (7)

1. 給水が供給される給水タンクと、
   該給水タンクから第１送水配管を介して給水が供給される窒素ガス置換式脱気装置と、
   該脱気装置から脱気水を送り出す第２送水配管と、
   該第２送水配管と該給水タンクとを連結する第３送水配管と、
   該第２送水配管と需要箇所とを連結する第４送水配管と、
   を有する脱気水供給装置であって、
   需要箇所の水需要量が該窒素ガス置換式脱気装置の処理能力以内の通常量であるときには、該第２送水配管からの脱気水の所要部分が該第４送水配管を介して需要箇所に供給され、残部が該第３送水配管を介して該給水タンクに返送されることを特徴とする脱気水供給装置。
2. 請求項１において、該第２送水配管に第１のポンプが設けられ、これにより第３送水配管を介して第２送水配管の水の一部が給水タンクに返送可能となっていることを特徴とする脱気水供給装置。
3. 請求項２において、前記第４送水配管に第２の給水ポンプが設けられており、前記第１のポンプの容量は該第２のポンプの容量の１．１〜１．５倍であることを特徴とする脱気水供給装置。
4. 請求項1ないし３のいずれか１項において、重力によって前記給水タンクから第１送水配管を介して給水が窒素ガス置換式脱気装置に供給されることを特徴とする脱気水供給装置。
5. 請求項１において、前記第１送水配管に第３のポンプが設置され、前記窒素ガス置換式脱気装置からはポンプを介することなく重力によって送水されることを特徴とする脱気水供給装置。
6. 請求項２ないし５のいずれか１項において、前記第２送水配管又は第４送水配管内から窒素ガスを分離するガス分離手段を有することを特徴とする脱気水供給装置。
7. 請求項６において、前記ガス分離手段は、該配管から分岐したガス放出配管であることを特徴とする脱気水供給装置。

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