JPS6224683B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸気ボイラのドレン回収装置に関する
ものである。

ボイラより送られた蒸気が熱交換器で放熱され
て凝縮した水、即ちドレンはまだ相当の熱量を有
しており、これを回収してボイラ内に戻す装置は
省エネルギーの観点から近年特に重要視されてい
る。

従来のドレン回収装置のポンプは、ボイラ室内
に設置されており、そこへドライヤー等のドレン
発生設備よりのドレン管が導かれていた。

普通ボイラ室は工場の端の方に設置されている
ため、ドレン発生設備からボイラ室までの配管は
非常に長いものとなつている。

この従来のドレン回収装置の場合、ドレン発生
設備より排出されるドレンの圧力が同一の場合に
は一本のドレン管で十分であるが、ドレン発生設
備より排出されるドレンの圧力が異なる場合に
は、一本のドレンで回収しようとすると低圧のド
レンは高圧のドレンが存在しているため、回収不
可能になつてしまう、そこで、各圧力毎のドレン
管を何本か設置し、この配置をポンプ内の各圧力
毎のエジエクタ等による吸引部に接続しなくては
ならない。

また、一本のドレン管を用いる場合には、ドレ
ン回収装置のポンプに入る直前にポンプと並列に
減圧弁を介して大気放出を行うか、あるいはフラ
ツシユタンク、軟水タンク等に接続する必要があ
る。この減圧弁は、各ドレン発生設備よりのドレ
ンのうち最も低い圧力値以下にセツトされ、それ
により圧力差を作りドレンの流れを起し、ドレン
をポンプへ導くという方法をとつている。

以上の方法でドレンを回収する場合、前者では
複数本の長いドレン管が必要となり、不経済であ
るという問題点があり、また後者の方法によると
ドレンの圧力をわざわざ下げてしまうため、ドレ
ンの温度が低下してしまい、熱回収効率が低下す
るという問題点があつた。

本発明は以上のような点に鑑みて成されたもの
であり、ドレン発生設備の近傍に、該ドレン発生
設備から発生したドレンをボイラに送り込むポン
プを設け、該ポンプにはシリンダと、ドレン自体
の圧力により押動されるピストンとでドレン室を
形成し、さらに、このドレン室にドレンを導く複
数のドレン管における高圧側のドレン管に操作弁
を設けて、高圧のドレンと低圧のドレンを交互に
送る構成として、エネルギー損失を少なくして効
率を上げると共に、配管を少なくして安価に提供
することができる装置を提供することを目的とす
るものである。

次に、本発明の一実施例を図面について説明す
る。第１図は本発明に係るドレン回収装置の系統
図であり、図において１はボイラ室Ｂ内に設置さ
れるボイラで、該ボイラ１の蒸気吐出管２はヘツ
ダ３に接続されており、このヘツダ３により分配
された蒸気は工場内を延出される夫々の導管４を
介してドレン発生設備である熱交換器５ａ，５ｂ
…に加えられている。上記熱交換器５ａ，５ｂで
凝縮されて成るドレンはドレン管６ａ，６ｂによ
りポンプ９に接続されており、このなかで高圧の
ドレンを発生する熱交換器５ａのドレン管６ａの
途中にはドレン発生設備切換操作弁SV₄が設けら
れ、低圧のドレンを発生する熱交換器５ｂのドレ
ン管６ｂの途中には逆止弁３１が設けられてい
る。さらに上記ドレン管６ａ，６ｂは１本のドレ
ン管６となつて、ドレン溜２６及び逆止弁８を介
してポンプ９のドレン流入孔１０に接続されてい
る。一方、上記ポンプ９のドレン吐出孔１１には
ボイラ１と連通されるドレン吐出管１２が逆止弁
１３を介して接続されており、さらに上記ドレン
管６における上記操作弁SV₄もしくは逆止弁３１
と逆止弁８との間と、上記逆止弁１３とドレン吐
出孔１１との間には中間にバイパス操作弁SV₃を
有するバイパス管７が接続されている。上記ポン
プ９は第２図に示すように大径のシリンダ１５と
小径のシリンダ１６とが重合されて内部で連通さ
れており、この大径のシリンダ１５にはスチーム
側受圧板１７が内挿され、小径のシリンダ１６に
はドレイン側受圧板１８が内挿されていると共
に、そのスチーム側受圧板１７とドレン側受圧板
１８とは連結ロツド１９により接続されている。
然して、上記ドレン側受圧板１８と、スチーム側
受圧板１７と、連結ロツド１９によりビストン１
４が形成されており、上記小径シリンダ１６内と
ドレン側受圧板１８の上面とにより作られる空間
がドレン室２０とされ、上記大径シリンダ１５内
とスチーム側受圧板１７の下面とにより作られる
空間がスチーム室２１とされている。また上記ド
レン流入孔１０の逆止弁８とバイパス管７との間
におけるドレン管６に設けられている前記ドレン
溜２６には、上限ドレンセンサ３２と下限ドレン
センサ３３が取り付けられており、上記逆止弁８
とドレン流入孔１０との間には圧力計poが取り
付けられている。

さらに、上記大径シリンダ１５の上方位置に
は、ピストン１４の上限と下限の位置を検出する
上限リミツトスイツチLuと下限リミツトスイツ
チＬ_Dが取り付けられていると共に、空気穴２３
が形成されている。

一方、前記熱交換器５ａに蒸気を導く導管４は
分岐されてスチーム管２２とされ、該スチーム管
２２はスチーム流入操作弁SV₁を介して上記スチ
ーム室２１と連通するスチーム流入孔２４に接続
されている。また上記スチーム室２１と連通する
スチーム排出孔２５の一部にはオリフイス２５ａ
が形成されており、このスチーム排出孔２５はス
チーム排出操作弁SV₂を介して排出管２７と接続
されている。

尚、図中２８はボイラ１の補給水を軟水化する
軟水器で、該軟水器２８は軟水タンク２９及びポ
ンプ３０を介してボイラ１に接続されており、ま
た図中の各箇所に存在するＶは手動バルブであ
る。

以上の構成による装置の作用を説明すると、ま
ずボイラ１より発生された蒸気は蒸気吐出管２を
通つてヘツダ３に入り、ここで所定の蒸気圧に調
整されて導管４により各熱交換器５ａ，５ｂ…に
供給されている。上記熱交換器５ａ，５ｂで凝縮
されて成る蒸気まじりのドレンは自らの圧力で逆
止弁８を介してドレン流入孔１０からポンプ９の
ドレン室２０内に流入されるのであるが、ここ
で、各操作弁SV₁，SV₂，SV₃は第４図に示すシ
ーケンス制御が行われる。すなわち、スチーム流
入操作弁SV₁はの範囲でのみ開とされ、スチー
ム排出操作弁SV₂はの範囲でのみ開とされ、ま
た、バイパス操作弁SV₃はとの範囲で開とさ
れている。しかして上記、、、という順
で上記各操作弁SV₁，SV₂，SV₃が開閉操作され
るのであるが、の範囲からの範囲への移行は
ピストン１４の上限位置を上限リミツトスイツチ
Ｌ_Uが検出することにより行われ、の範囲から
の範囲への移行はドレン室２０内の所定圧力を
圧力計ｐ_Gが検出することにより行われており、
また、の範囲からの範囲への移行はピストン
１４の下限位置を下限リミツトスイツチＬ_Dが検
出することにより行われ、の範囲からの範囲
への移行はドレン室２０内の蒸気がバイパス管７
を通つて熱交換器５側に逃げ、かわりにドレンが
流入するのに必要な予想時間経過後に行われる。

上述した各バルブSV₁，SV₂，SV₃の開閉操作
制御により、ビストン１４及びドレンは第３図に
示す動作が行われる。すなわち、第３図ａは上記
の範囲と対応しており、スチーム室２１内のス
チームがオリフイス２５ａを通つて徐々に排出さ
れると、ドレン自体の圧力によりドレン室２０内
にドレンが徐々に流入される。このときドレンセ
ンサ３２，３３によりドレンの存在が検出されな
い場合には排出操作弁SV₂が閉じられてピストン
１４の下降が停止され、ドレンが検出されるまで
保持される。このようにオリフイス２５ａによる
ピストン１４の緩慢な降下と、ドレンセンサ３
２，３３により、ドレン室２０内には蒸気がほと
んど入らず、ドレンでほとんど満されることにな
る。ここで前記の範囲となり、バイパス操作弁
SV₃が開かれて、ドレン室２０内に侵入した蒸気
はバイパス管７を通つて熱交換器５にもどされ、
代りにドレンがさらに流入してドレン室２０内は
ドレンで満される。こうしてドレン室２０がドレ
ンで一杯になると前記の範囲に移行され、スチ
ーム室２１内に蒸気が流入されると、そのスチー
ム側受圧板１７の受圧面積がドレン側受圧板１８
の受圧面積に比し大とされているので、ピストン
１４は上昇して第３図ｂに示すようにドレンがボ
イラ１に送られることになる。上記ピストン１４
が上限まで上昇すると、上限リミツトスイツチＬ
_Uがそれを検出して前記の範囲に移行される。
こうしてバイパス操作弁SV₃が開かれると、今で
ボイラ１より高圧とされていたドレン室２０はド
レン管６の圧力と略同等の圧力まで下げられる。
従つて、次のの範囲に移行した際にはピストン
１４の降下に伴いドレン室２０の圧力はドレン管
６側の圧力よりやや低い状態に保持されることに
なり、ドレン室２０内へのドレン流入が良好に行
われるものである。

上述した動作に伴うスチーム室２１の圧力Ｐ_S
とドレン室２０の圧力Ｐ_Dの変化は第４図に併記
した圧力曲線に示すとうりであつて、の範囲で
スチーム室２１の圧力上昇に比例して上昇するド
レン室２０の圧力はの範囲で降下し、ドレンが
流入されるの範囲以前で低圧とされるものであ
る。

このように、ドレンを回収するために用いられ
る蒸気エネルギー、即ちスチーム室２１に流入さ
れる蒸気エネルギーは非常に無駄なく利用される
ものである。

一方、前記操作弁SV₄が開とされると、熱交換
器５ａからの高圧のドレンがドレン溜２６に流れ
込み、また、操作弁SV₄が閉とされると、熱交換
器５ｂからの低圧のドレンが上記高圧のドレンに
影響されることなくドレン溜２６に流れ込むこと
になる。この操作弁SV₄の開閉操作、すなわち
ON・OFF操作は例えば第５図乃至第７図のフロ
ーチヤートに示した手順で行われており、次にこ
の第５図乃至第７図のフローチヤートについて説
明する。

第５図のフローチヤートにおいて、まずスター
ト時には操作弁SV₄が閉じており、低圧側のドレ
ンを回収する用意がしてある。ここで、低圧側の
ドレンがドレン溜２６に入つてきてドレン有とい
う状態になるとSUBドレン回収でドレンが回収
され、ボイラーへ送り続けられる。

ドレン溜２６中に低圧側のドレンが無くなる
と、ドレン無という状態になり操作弁SV₄を開け
る。つまり高圧側のドレンを回収する用意をす
る。高圧側のドレンがドレン溜２６に入つてきて
ドレン有という状態になるとSUBドレン回収で
ドレンが回収され、ボイラー１へ送り続けられ
る。

やがてドレン溜２６の中に高圧側のドレンが無
くなると、ドレン無という状態になり操作弁SV₄
が閉じられ、再び低圧側のドレンを回収する。

以上を繰り返すのが、第５図のフローチヤート
である。

ここにおいて上記サブルーチンであるSUBド
レン回収は、前述したピストン１４の動作を示し
ており、この動作をフローチヤートで簡単に示し
たのが第５図Ｂのフローチヤートである。

ところが、上述した第５図Ａのフローチヤート
の方式では、操作弁SV₄を開けても、高圧側のド
レンがない場合、ドレン無の状態が継続され、ポ
ンプ９が停止したままとなる。

この間に低圧側のドレンが、発生してきても、
これを回収することはできない事になる。

そこで、このような場合にはタイマーT₁を用
いて、一定時間t₁を経過したら、再び操作弁SV₄
を閉じ、低圧側のドレンを回収する方式をとる。

逆に操作弁SV₄が閉じても低圧側のドレンがな
い場合には、上と同様にポンプ９が停止してしま
うので、やはりタイマーT₁を用いて一定時間t₁経
過後に、再び操作弁SV₄を開き高圧側のドレンを
回収する。

これが第６図に示すフローチヤートである。

また高圧側のドレン又は低圧側のドレンが一時
的に多量にあつた場合、多量にあるドレンが一方
的に回収されて、他方のドレンが回収されない事
になる。

これは、一方のドレン発生設備内にドレンが溜
まることになり、設備の性能低下を引き起すこと
になる。

そこで、このような場合には、タイマーT₂を
用いて、一定時間t₂を高圧側のドレン又は低圧側
のドレンを回収し続けたら、操作弁SV₄を操作し
て側のドレンを回収させることができるような方
式をとる。

これが第７図に示すフローチヤートである。

この様にして、高圧側ドレン、低圧側ドレンと
も、圧力を下げることなく、また各々のドレン発
生設備に亜影響を与えることなく、各ドレンを回
収することができる。

尚、上述した実施例では低圧側のドレン管６ｂ
の途中には逆止弁３１が設けられているが、これ
に限ることなく、例えば操作弁SV₄と交互に操作
される操作弁を用いた構成としても良い。

以上説明したように、本発明によれば、ドレン
発生設備の近傍に、該ドレン発生設備から発生し
たドレンをボイラに送り込むポンプを設け、該ポ
ンプにはシリンダと、ドレン自体の圧力により押
動されるピストンによりドレン室を形成し、さら
にこのドレン室にドレンを導く複数のドレン管に
おける高圧側のドレン管に操作弁を設けて、高圧
のドレンと低圧のドレンを交互に送る構成とした
ので、圧力の異なるドレンを回収する場合でもボ
イラー室までの長い配管は常に一本ですむため配
管工事等が安価になる効果がある。また、各ドレ
ンは圧力を下げずにポンプに導かれるためドレン
の温度が低下せず熱回収効率が低下しないという
効果があり、ドレンをポンプ内のドレン室内に流
入させる際に使用させるエネルギーとしてドレン
自体の圧力を用いることと相まつて、エネルギー
損失が極めて少なくなるという効果がある。さら
に、本発明によれば、圧力の異なるドレンを１機
のポンプで回収しても各ドレン発生設備に支障を
来たさないため、複数のポンプをつけなくてすみ
経済的であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る装置の一実施例を示すもので
あり、第１図は同系統図、第２図は要部構成図、
第３図は動作説明図、第４図は操作弁のタイムチ
ヤートと該タイムチヤートに対応するドレン室と
スチーム室との圧力変化を示すグラフ図、第５図
乃至第７図はドレン発生設備切換操作弁の操作手
順を示すフローチヤートである。 １……ボイラ、５ａ……高圧ドレンを発生する
ドレン発生設備としての熱交換器、５ｂ……低圧
ドレンを発生するドレン発生設備としての熱交換
器、６……ドレン管、９……ポンプ、１２……ド
レン吐出管、１４……ピストン、１６……シリン
ダ、２０……ドレン室、SV₄……ドレン発生設備
切換操作弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドレン発生設備の近傍に、該ドレン発生設備
   から発生したドレンをボイラに送り込むポンプが
   設けられており、このポンプには、シリンダと、
   ドレン自体の圧力により押動されるピストンとで
   ドレン室が形成され、このドレン室には、該ドレ
   ン室にドレンを導くドレン管と、ドレン室からボ
   イラにドレンを導くドレン吐出管が接続されてお
   り、上記ドレン管は複数のドレン発生設備に接続
   され、少なくとも高圧のドレンを発生する側のド
   レン発生設備に接続されるドレン管の途中には、
   ドレン発生設備切換操作弁が設けられており、該
   切換操作弁の切換操作により高圧のドレンと低圧
   のドレンが交互に上記ドレン室に流入される構成
   になることを特徴とするボイラのドレン回収装
   置。