JPH10277534A - 脱気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶存酸素濃度計では強度が弱い薄膜を使用し
なければならず、破損しやすく保守点検頻度が増すなど
の課題があった。 【解決手段】 真空ポンプ１０で減圧することにより水
を脱気する脱気器９と、脱気された水の腐食速度を検出
する分極抵抗式の腐食速度計１１と、腐食速度計１１の
検出信号に基づいて真空ポンプ１０の運転を制御するこ
とにより脱気器９の脱気量を制御するコントローラ１２
とを備えて構成したので、腐食速度自体を長時間連続的
に測定して配管腐食を安全かつ確実に抑制できると共
に、機械的に丈夫で保守点検頻度を少なくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、分極抵抗式の腐
食速度計を利用した脱気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ボイラ水、上水道水や中水道水、
冷却水などの配管の腐食が問題となっており、腐食の一
原因となる水中の溶存酸素を脱気すべく、給水源に脱気
装置を設置してかかる配管の腐食を防止している。図７
は特開平８−１０７４９号公報に開示された従来の脱気
装置を示すブロック図であり、図において、２１は原水
供給ライン２２が接続された水槽、２３は原水供給ライ
ン２２に設けられた補給装置、２４は真空発生装置２５
を有する膜脱気モジュール、２６は循環ポンプ、２７は
水槽２１から膜脱気モジュール２４へ送水する送水配
管、２８は膜脱気モジュール２４から水使用場所まで脱
気水を給水する給水配管、２９は給水配管２８と水槽２
１とを接続する連結配管、３０は水中の溶存酸素濃度を
検出する溶存酸素濃度計である。この溶存酸素濃度計３
０は、酸素の電気化学的酸化還元反応を利用したガルバ
ニ電池式酸素センサを使用したものであり、その酸素透
過膜には酸素ガス透過性の良いテフロンやポリエチレン
などが用いられている。３１はインターバルタイマー３
２を有した運転制御装置であり、循環ポンプ２６、真空
発生装置２５、水位検出装置３３、溶存酸素濃度計３０
のそれぞれに信号線で接続されている。

【０００３】次に動作について説明する。運転制御装置
３１により、脱気運転を原水補給時若しくは所定間隔で
行う。そして、溶存酸素濃度計３０により検出された水
中の溶存酸素濃度が、所定値以下であった場合には脱気
運転を中止し、所定値以上であった場合には所定値以下
になるまで脱気運転を続行することで、給水配管２８の
腐食を防ぎながら、無駄な脱気運転を防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の脱気装置は以上
のように構成されているので、溶存酸素濃度計３０の酸
素透過膜としてテフロンやポリエチレンなどの機械的強
度が極めて弱い薄膜を使用しなければならず、被測定水
中の異物（例えば、配管工事における金属配管の継ぎ手
部分のねじ切り屑など）が水流で加速され当該酸素透過
膜に衝突することによってこれを破損し、正確な測定が
不能となるほか、溶存酸素濃度計３０内部の電解液が漏
れ出して水を汚染するなどの課題があった。また、かか
る弊害を未然に防止すべく、保守点検を頻繁に行わなけ
ればならないなどの課題があった。さらに、従来の脱気
装置の溶存酸素濃度計３０は、アノード電極の酸化消耗
により寿命が決まるため、間欠的なサンプリング測定
（ディジタル測定方式による極めて短い時間間隔のサン
プリングは、これに含めない）によって延命を図らなけ
ればならず、配管腐食を有効に防止するために不可欠で
ある長時間の連続測定を行えないなどの課題があった。
また、従来の脱気装置は、腐食速度の代替値である酸素
濃度を溶存酸素濃度計３０で測定することによって当該
腐食速度を間接的にモニターしているが、配管の腐食に
は、当該溶存酸素のほかに配管金属の種類やその表面状
態、流速、水温、水質などが大きく影響しており、溶存
酸素量のみをモニターし管理しても、有効な腐食抑制に
は不十分であるなどの課題もあった。

【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、腐食速度の代替値である酸素濃度
を間欠的にサンプリング測定するのではなく（ただし、
ディジタル測定方式による極めて短い時間間隔のサンプ
リングについてはここで言う「間欠的にサンプリング」
に含めない）、腐食速度自体を長時間連続的に測定でき
配管腐食を安全かつ確実に抑制すると共に、機械的に丈
夫で保守点検頻度の少ない脱気装置を得ることを目的と
する。

【０００６】また、この発明は、使用水量に応じて腐食
速度を確実に測定できる脱気装置を得ることを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る脱気装置は、真空ポンプで減圧することにより水を脱
気する脱気器と、脱気された水の腐食速度を検出する分
極抵抗式の腐食速度計と、前記腐食速度計の検出信号に
基づいて前記真空ポンプの運転を制御することにより前
記脱気器の脱気量を制御する制御装置とを備えたもので
ある。

【０００８】請求項２記載の発明に係る脱気装置は、脱
気された水の一部を腐食速度計に流入させないで当該腐
食速度計の下流側に導くバイパス手段を備えたものであ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による脱
気装置を示すブロック図、図２は脱気器を示す断面図、
図３は腐食速度計を示す断面図、図４は腐食速度計の一
例を示す等価回路図、図５は真空ポンプの運転制御例を
示すグラフ図である。先ず、システム全体の構成から説
明する。図１において、１は脱気すべき原水を導入し給
水するためのポンプ、２は給水中のゴミなどの異物を除
去するフィルタ、３は無通水運転（断水など）を検知す
ると共に、フィルタ２の交換時期などを検知する差圧
計、４は後述する脱気器９を規定の圧力にする減圧弁、
５は後述する脱気器９への給水配管を開閉するバルブ、
６は後述する脱気器９の上流側配管と下流側配管とをバ
イパスしたバイパス配管、７はバイパス配管６を開閉す
るバルブ、８は後述する脱気器９と腐食速度計１１との
間の配管を開閉するバルブ、９は真空ポンプ１０で減圧
することにより水の中から溶存酸素を除去し脱気する脱
気器、１１は分極抵抗式の腐食速度計、１２は腐食速度
計１１の検出信号に基づいて真空ポンプ１０を運転制御
するコントローラ（制御装置）である。

【００１０】次に脱気器９の詳細を図２に基づいて説明
する。図２において、９ａは全体を円筒形状に形成され
た本体、９ｂは隔壁９ｃによって仕切られた真空室であ
り、真空ポンプ接続部９ｄによって上述した真空ポンプ
１０に接続され減圧可能に形成されている。９ｅは脱気
すべき水を本体９ａに導入すると共に脱気した水を導出
する水管であり、中央部を隔壁９ｆで仕切られ、貫通孔
９ｇ，９ｈを有している。９ｉは開口した両端部を隔壁
９ｃに挿通し真空室９ｂと連通させることによって内部
を減圧する中空脱気管であり、酸素透過性の中空脱気膜
にて形成されている。なお、図中の〜は、脱気過程
における水の進路を示している。

【００１１】次に腐食速度計１１の詳細を図３及び図４
に基づいて説明する。この腐食速度計１１は、２電極方
式の分極抵抗法を利用したものであり、本願出願人が、
特開平８−５５９８号公報において開示した腐食速度計
を使用したものである。図３において、１１ａは被測定
水を流入させる開口を備えた真鍮製の本体、１１ｂは水
が流れる配管の試料極たる鉄製の第１電極であり、内周
は鉄部をむき出して形成し、外周は金メッキを施して形
成してある（第１電極の材質は配管の材料と同種のもの
を用いる）。１１ｃ，１１ｃは第１電極１１ｂを収納固
定するポリアセタール製の第１電極用ホルダーであり、
分割することにより第１電極１１ｂを取り出せるように
形成してある。１１ｄは第１電極１１ｂ内中央に配置さ
れた対極たる第２電極であり、ステンレス丸棒に金メッ
キを施して形成してある。１１ｅは第２電極１１ｄを支
持固定するポリアセタール製の第２電極用ホルダーで、
第２電極を片持ち支持している。１１ｆは第１電極１１
ｂに接点１１ｇで接続され所定の駆動信号を供給する第
１電極用リード線、１１ｈは第２電極１１ｄに接続され
所定の駆動信号を供給する第２電極用リード線である。
１１ｉはエポキシ樹脂で封止した封止部である。また、
図４において、１１ｊは第１電極１１ｂ及び第２電極１
１ｄに所定周波数の駆動信号を供給する駆動信号源、１
１ｋは低い周波数の駆動信号及び高い信号の駆動信号を
第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄ間に時分割供給して
得た各測定抵抗の差から、分極抵抗を演算によって求め
る演算装置である。

【００１２】次に動作について説明する。図１に示すよ
うに、脱気すべき原水はポンプ１によって導入され、フ
ィルタ２によってゴミなどの異物を除去した上で、図２
に示す水管９ｅによって脱気器９に流入する。そして、
水は水管９ｅの貫通孔９ｇから本体９ａの隔壁９ｃ，９
ｃに囲まれた部分に入り（図中の矢印）、中空脱気管
９ｉの周囲を満たす。この時、真空ポンプ１０によって
脱気器９の真空室９ｂが減圧されているため、これと連
通する中空脱気管９ｉ内部も減圧され、水の溶存酸素が
当該中空脱気管９ｉを通って真空室９ｂ側へと吸い込ま
れ、これによって脱気される。そして、水は脱気されな
がら本体９ａ内を流れ（図中の矢印）、貫通孔９ｈか
ら再び水管９ｅに流入し（図中の矢印）、さらに腐食
速度計１１に流入する。

【００１３】図３において、腐食速度計１１に流入した
水は、第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄに接触して外
部に流出するが、この時、図４に示す駆動信号源１１ｊ
によって低い周波数の駆動信号及び高い周波数の駆動信
号が第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄ間に時分割供給
され、それによって得られた各測定抵抗の差から、演算
装置１１ｋによって分極抵抗が演算によって求められ
る。かかる分極抵抗が求まると、例えば、ＪＩＳの「工
業用水腐食性試験方法（Ｋ０１００）」に示される所定
の計算式などを利用して、腐食速度を計算によって求め
ることができる。

【００１４】また、第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄ
間に常時、駆動信号を発生させることにより、従来のよ
うに間欠的に被測定水をサンプリングすることを必要と
せず、連続的に長時間腐食速度を監視できることとな
る。なお、コントローラ１２は、必ずしもアナログ的に
常時監視している必要はなく、デジタル的に定周期で信
号値をサンプリングしてもよい。

【００１５】このようにして腐食速度計１１によって求
められた腐食速度の値に応じて、コントローラ１２が真
空ポンプ１０の動作を制御し、脱気器９での脱気量を制
御する。すなわち、図５に示すように、腐食速度が所定
値になると、真空ポンプ１０を運転又は停止するように
コントローラ１２が予めプログラムされており、脱気器
９での脱気量を最適に制御できるようになっている。

【００１６】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、分極抵抗式の腐食速度計１１を用いたので、腐食速
度の代替値である酸素濃度を間欠的にサンプリング測定
するのではなく、腐食速度自体を長時間連続的に測定
し、その値に応じて脱気器９での脱気量を最適に制御で
きるので、配管の腐食を有効に抑制できる効果が得られ
る。また、機械的強度が極めて弱い薄膜と電解液などの
化学的材料とを備えた溶存酸素濃度計を使用せず、機械
的に丈夫で電解液などの薬剤を有していない腐食速度計
１１を使用したので、水を汚染するおそれがない。さら
に、機械的に丈夫で装置寿命が長く、かつ、安全な脱気
装置を得ることができ、さらに保守点検の頻度が少なく
て済むという効果も得られる。

【００１７】なお、上記実施の形態１においては、腐食
速度計１１は、２電極方式の分極抵抗法を利用したもの
として説明したが、これに限られず、照合電極を第２電
極１１ｄと平行して設けてなる３電極方式の分極抵抗法
を利用することもできる。この場合、さらなる測定精度
の向上を期待できる。また、真空ポンプ１０をインバー
タ式モータにより構成し、これを比例制御してもよい。
また、分極抵抗は、低い周波数の駆動信号及び高い周波
数の駆動信号を第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄ間に
時分割供給して得た各測定抵抗の差から演算によって求
めるものとして説明したが、これに限られず、例えば、
第１電極１１ｂ及び第２電極１１ｄ間に供給する駆動電
流の極性が反転する直前及び直後の応答電圧の平均値と
上記駆動電流との比から求めたり、あるいは、当該電極
１１ｂ，１１ｄ間に供給する駆動電流の極性が反転する
中間点に当該駆動信号が開放となる区間を設け、この区
間直後の電圧値と上記開放直前の電流値との比から求め
てもよい。さらに、本願出願人が、特願平８−１２０４
６２号明細書において開示した腐食速度計や、特開平７
−２０９２３７号公報、特開平７−３１８５２９号公報
において開示した腐食速度計などを使用することもでき
る。

【００１８】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２による脱気装置を示すブロック図であり、図におい
て、１３は腐食速度計１１の上流側配管と下流側配管と
をバイパスしたバイパス配管（バイパス手段）であり、
水量が多いときに当該水の一部をバイパス配管１３に通
すことによって腐食速度計１１に通さないようにしたも
のである。１４はバイパス配管１３を開閉するバルブ
（バイパス手段）である。その他の構成部材は、実施の
形態１の場合と同様であるので、同一符号を付して説明
を省略する。

【００１９】次に動作について説明する。基本的な動作
は実施の形態１の場合と同様であるので、異なる点につ
いて説明する。すなわち、水量が多いときにバルブ１４
を適切に開く（例えば、バルブ１４に電動バルブを用い
て、給水ポンプ１の回転数に応じてバルブ１４の開閉を
行ってもよい。更に、流量系を設けて、その検出値に応
じてバルブ１４を開閉してもよい。）ことによって当該
水の一部をバイパス配管１３に通し、腐食速度計１１に
通さないようにする。これによって、腐食速度計１１に
過剰な負荷がかかるのを防止し、使用水量に応じて腐食
速度が確実に測定される。

【００２０】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、バイパス配管１３及びバルブ１４を設けたので、実
施の形態１と同様の効果が得られるほか、水量が多いと
きに腐食速度計１１に過剰な負荷がかかるのを防止で
き、もって使用水量に応じて腐食速度を確実に測定でき
る効果が得られる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、真空ポンプで減圧することにより水を脱気する脱気
器と、脱気された水の腐食速度を検出する分極抵抗式の
腐食速度計と、前記腐食速度計の検出信号に基づいて前
記真空ポンプの運転を制御することにより前記脱気器の
脱気量を制御する制御装置とを備えて構成したので、従
来のように腐食速度の代替値である酸素濃度を間欠的に
サンプリング測定するのではなく、腐食速度自体を長時
間連続的に測定し、その値に応じて脱気器での脱気量を
最適に制御でき、配管の腐食を有効に抑制できる効果が
ある。また、機械的強度が極めて弱い薄膜を備えた溶存
酸素濃度計を使用せず、機械的に丈夫で電解液などの薬
剤を有していない腐食速度計を使用したので、機械的に
丈夫で装置寿命が長く、かつ、安全な脱気装置を得るこ
とができ、さらに保守点検の頻度が少なくて済むという
効果がある。

【００２２】請求項２の発明によれば、脱気された水の
一部を腐食速度計に流入させないで当該腐食速度計の下
流側に導くバイパス手段を備えて構成したので、水量が
多いときに腐食速度計に過剰な負荷がかかるのを防止で
き、もって使用水量に応じて腐食速度を確実に測定でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による脱気装置を示す
ブロック図である。

【図２】脱気器を示す断面図である。

【図３】腐食速度計を示す断面図である。

【図４】腐食速度計の一例を示す等価回路図である。

【図５】真空ポンプの運転制御例を示すグラフ図であ
る。

【図６】この発明の実施の形態２による脱気装置を示す
ブロック図である。

【図７】特開平８−１０７４９号公報に開示された従来
の脱気装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

９ 脱気器 １０ 真空ポンプ １１ 腐食速度計 １２ コントローラ（制御装置） １３ バイパス配管（バイパス手段） １４ バルブ（バイパス手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空ポンプで減圧することにより水を脱
   気する脱気器と、前記脱気器によって脱気された水の腐
   食速度を検出する分極抵抗式の腐食速度計と、前記腐食
   速度計の検出信号に基づいて前記真空ポンプの運転を制
   御することにより前記脱気器の脱気量を制御する制御装
   置とを備えた脱気装置。
2. 【請求項２】 脱気器によって脱気された水の一部を腐
   食速度計に流入させないで当該腐食速度計の下流側に導
   くバイパス手段を備えたことを特徴とする請求項１記載
   の脱気装置。