脱酸素装置
【課題】 脱酸素装置の再起動時における処理液のＤＯ値の悪化を抑制するとともに、省電力を実現することである。
【解決手段】 処理槽１６と、この処理槽１６内へ被処理液を散布する散布手段１７と、この散布手段１７へ被処理液を供給する第一ポンプ１８と、処理槽１６内から取り出した処理液を負荷機器２へ供給する第二ポンプ１９と、真空ポンプ１６を含む処理槽１６内の減圧手段２１と、第一ポン１８プ，第二ポンプ１９および真空ポンプ２６を制御する制御手段２７とを備える脱酸素装置であって、制御手段２７は、第一ポンプ１８，第二ポンプ１９および真空ポンプ１６を第一制御状態で運転する通常運転と、第一制御状態よりも第一ポンプ１８，第二ポンプ１９および真空ポンプ１６の使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする。
【解決手段】 処理槽１６と、この処理槽１６内へ被処理液を散布する散布手段１７と、この散布手段１７へ被処理液を供給する第一ポンプ１８と、処理槽１６内から取り出した処理液を負荷機器２へ供給する第二ポンプ１９と、真空ポンプ１６を含む処理槽１６内の減圧手段２１と、第一ポン１８プ，第二ポンプ１９および真空ポンプ２６を制御する制御手段２７とを備える脱酸素装置であって、制御手段２７は、第一ポンプ１８，第二ポンプ１９および真空ポンプ１６を第一制御状態で運転する通常運転と、第一制御状態よりも第一ポンプ１８，第二ポンプ１９および真空ポンプ１６の使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中の溶存酸素を低減する脱酸素装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などに代表される冷熱機器への給水系統では、前記冷熱機器の接水部分が給水中の溶存酸素により腐食する。このため、前記冷熱機器が破損することを防止する目的で脱酸素装置が使用されている。また、この脱酸素装置は、ビル，マンションなどの建造物内に配設された給水系統において、給水配管内が給水中の溶存酸素により腐食し、赤水が発生することを防止する目的でも使用されている。さらに、前記脱酸素装置は、半導体製造工場の部品洗浄設備の供給系統において、超音波洗浄の効率を高める目的でも使用されている。
【０００３】
前記脱酸素装置として、真空式脱酸素装置が知られている。この真空式脱酸素装置は、まず被処理液を加圧ポンプにより処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって散布する。そして、前記処理槽内を真空吸引することにより、被処理液に含まれる溶存酸素を低減させた後、処理液を送水ポンプにより前記処理槽内から取り出し、負荷機器へ供給する構成の装置である。
【０００４】
この脱酸素装置の開発過程において、この出願の発明者等は、脱酸素装置の運転台数を増加すべく停止中の脱酸素装置を運転開始（起動）する立上り時に、ＤＯ値（溶存酸素濃度）の高い処理液が負荷機器へ供給されてしまうという課題を見出した。
【０００５】
この課題を解決するために、本来停止すべき脱酸素装置を停止せずに運転することが考えられる。そうすると、脱酸素装置に使用されているポンプなどの処理機器の使用電力が増加してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、脱酸素装置の再起動時における処理液のＤＯ値の悪化を抑制するとともに、省電力を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第二制御状態が、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの全部または一部を間欠的に運転することにより行
われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、脱酸素装置の再起動時におけるＤＯ値の悪化を抑制することができるとともに、省電力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などの冷熱機器における腐食の抑制，ビル，マンションなどの給水配管における赤水発生の防止，あるいは半導体製造工場の部品洗浄設備における超音波洗浄の効率化などの目的で使用される脱酸素装置において好適に実施される。この脱酸素装置は、脱気装置と称することもできる。
【００１２】
この発明の実施形態は、処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする脱酸素装置である。
【００１３】
この脱酸素装置においては、前記負荷機器における処理水などの処理液の要求があると、前記脱酸素装置を前記第一制御状態による通常運転とし、処理液の要求が無くなると、前記脱酸素装置を前記第二制御状態による待機運転に切り替える。前記第二制御状態は、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮するように構成されているので、待機運転の脱酸素装置を通常運転とする再起動時、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮することができるとともに、ＤＯ値の高い処理液を前記負荷機器へ供給することが防止される。また、前記脱酸素装置を停止することなく、常時通常運転するものと比較して前記処理機器の使用電力を削減することもできる。
【００１４】
この実施の形態の脱酸素装置を更に説明すると、真空式脱酸素装置と称されるもので、たとえば、特開平８−１０８００５号公報に示されるように、被処理液を第一ポンプにより処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって下向きに散布する。そして、前記処理槽内を真空ポンプにより真空吸引することにより、被処理液に含まれる溶存酸素を低減させた後、処理液を第二ポンプにより前記処理槽内から取り出し、負荷機器へ供給する構成の装置である。前記被処理液の散布方向は、前記処理槽内の下部から上部へ向って上向きとすることができる。
【００１５】
前記通常運転とは、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプを所定の能力で駆動する第一制御状態で運転することにより、所定の脱酸素性能を発揮させる運転である。
【００１６】
また、前記待機運転とは、前記第一制御状態よりも前記各処理機器の使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、前記所定の脱酸素性能を得るまでの時間を完全停止（前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプを停止）の場合と比較して、短縮（零とする場合も含む。）する，換言すれば、通常運転への移行時、所定の脱酸素性能を速やかに得るように前記処理槽内の脱酸素の環境条件を保持する第二制御状態による運転で
ある。
【００１７】
この第二制御状態は、典型的には、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプの全てを間欠的に駆動する運転である。しかしながら、この第二制御状態には、前記第一ポンプおよび前記第二ポンプを停止して前記真空ポンプのみを連続的または間欠的に駆動する態様をも含む。要するに、真空式脱酸素装置の再起動時の立上り性能に影響を与える最も重要な条件は、前記処理槽内の真空度であり、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプの使用電力を低減しつつ前記真空度をできるだけ低下しないように保持する運転が待機運転である。この待機運転は、前記負荷機器の負荷への追従性を高めるという意味で、追従運転と称することができる。
【００１８】
前記間欠運転とは、前記処理機器の運転と停止とを交互に繰り返す運転を意味し、運転時間と停止時間とは、保持すべき真空度を設定したうえで、この設定値が保持可能なように予め実験により定める。
【００１９】
前記負荷機器は、好ましくは、蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などに代表される冷熱機器とするが、これに限定されるものではなく、ビル，マンションなどの建造物内に配設された給水設備や半導体製造工場の部品洗浄設備を含むものである。
【００２０】
この発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、つぎの脱酸素システム１〜４を含む。
【００２１】
（脱酸素システム１）
処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置を備えた脱酸素システムであって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成し、前記処理槽へ処理液を供給する給液タンクを備え、前記待機運転中の前記処理槽からの処理液を前記給液タンクに戻すことを特徴とする脱酸素システム。
【００２２】
この脱酸素システム１によれば、待機運転中の脱酸素装置からのＤＯ値が高い処理液を前記負荷機器へ供給することによる供給処理液のＤＯ値の悪化を防止することができる。また、前記脱酸素装置の処理液を捨てることなく、前記給液タンクに戻して利用することができる。
【００２３】
（脱酸素システム２）
前記脱酸素システム１において、前記脱酸素装置と前記給液タンクとの間に予備タンクを備え、前記通常運転中の脱酸素装置からの処理液のうち前記負荷機器へ供給されない液を前記給液タンクに戻すことを特徴とする脱酸素システム。
【００２４】
この脱酸素システム１によれば、前記予備タンクにＤＯ値の低い処理液を溜めておくことができ、大量の処理液が必要となった時に、前記予備タンクの処理液を前記負荷機器へ供給することができる。
【００２５】
（脱酸素システム３）
それぞれ処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被
処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出す第二ポンプと、前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備え、互いに並列に接続される複数台の脱酸素装置と、これらの脱酸素装置にて生成される処理液を使用する負荷機器と、この負荷機器における処理液の要求量に基づいて、前記脱酸素装置の通常運転対象の台数を制御する台数制御手段とを備える脱酸素システムであって、
前記脱酸素装置は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成され、前記台数制御手段は、前記要求量に基づいて、前記通常運転対象の台数と、前記待機運転対象の台数を設定して実行することを特徴とする脱酸素システム。
【００２６】
この脱酸素システム３によれば、脱酸素装置の台数増加時における脱酸素能力の低下を抑制することができるとともに、省電力を実現することができる。
【実施例１】
【００２７】
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実施例１に係る脱酸素装置を１台用いたシステムの概略構成図であり、図２は、同実施例１の待機運転中のタイムチャートを示す図である。実施例１に係る脱酸素システムは、１台の脱酸素装置１と、この脱酸素装置１にて生成される処理水を使用する負荷機器としての４台の蒸気ボイラ２，２と、軟水器４にて処理された軟水を貯留する給水タンク５とを主要部として備える。
【００２８】
前記脱酸素装置１と前記給水タンク５の底部とが被処理水ライン（以下、ラインは、経路または流路と称することができる。）６によって接続されている。前記蒸気ボイラは、前記脱酸素装置１と、前記脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７と第二処理水ライン８とによって接続されている。
【００２９】
また、前記第二処理水ライン８は、処理水戻りラインとしての第四処理水ライン１０により、予備タンク１１を介して前記給水タンク５と接続されている。さらに、前記各蒸気ボイラ２は、互いに並列接続され、前記脱酸素装置１とは、前記脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７と第二処理水ライン８と第三処理水ライン９とによって接続されている。前記各蒸気ボイラ２は、第一蒸気ライン１２、蒸気ヘッダ１３と第二蒸気ライン１４とにより蒸気使用設備１５と接続されている。前記蒸気使用設備１５は、ドレン回収ライン（図示省略）により前記給水タンク５と接続するように構成することができる。
【００３０】
前記脱酸素装置１は、被処理水の脱気処理後の処理水を所定量貯留する処理槽１６と、この処理槽１６内へ被処理水をノズルにより噴霧して散布する散布手段１７と、この散布手段１７へ被処理水を加圧供給する第一ポンプ１８と、前記処理槽１６内の処理水を前記第一処理水供給ライン７を介して前記各蒸気ボイラ２へ供給する第二ポンプ１９と、この第二ポンプ１９からの処理水の流れを切り替える三方切替弁２０と、前記処理槽１６内を減圧する減圧手段２１とを備えている。
【００３１】
前記三方切替弁２０は、処理水の流れを前記各蒸気ボイラ２側（処理水供給側）と戻りライン２２側（処理水戻り側）とに選択的に切り替える機能を有している。前記戻りライン２２は、前記給水タンク５と接続されている。
【００３２】
前記減圧手段２１は、一端が前記処理槽１６の上部である気層部と接続され他端が大気
開放の減圧ライン２４と、この減圧ライン２４に設ける逆止弁２５および真空ポンプ２６とを含んで構成されている。前記逆止弁２５は、前記処理槽１６方向への流れを阻止する。
【００３３】
前記処理槽１６は、密閉容器であって、上部空間が被処理水を散布する処理部として機能し、下部空間が処理水を貯留する貯留部として機能するように構成されている。前記貯留部には、水位検出センサ（図示省略）により所定量の処理水が貯留されるように構成されている。
【００３４】
また、前記脱酸素装置１は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６および前記三方切替弁２０を制御する脱酸素制御器２７を備える。
【００３５】
また、前記各蒸気ボイラ２は、高燃焼と低燃焼と運転停止との３位置に制御するボイラ制御器２９をそれぞれ備え、各ボイラ制御器２９は、ボイラの台数制御器３０と接続されている。そして、前記台数制御器３０は、前記蒸気使用設備１５からの蒸気要求量に基づき、予め記憶した台数制御プログラムにより、前記蒸気ボイラ２，２の台数制御を行うように構成されている。この台数制御プログラムは周知のものとすることができ、たとえば、前記蒸気使用設備１５の蒸気要求量を蒸気ヘッダ１３の圧力により検出し、この検出圧力値に応じて前記蒸気ボイラ２，２の運転台数を設定するプログラムとすることができる。
【００３６】
前記脱酸素制御器２７は、前記脱酸素装置１を通常運転と待機運転とどちらの運転も行わない停止（完全停止）とに制御する。
【００３７】
前記通常運転は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９および前記真空ポンプ２６を第一制御状態で運転するものであるが、具体的にはつぎのようにして行われる。前記三方切替弁２０を前記処理水供給側へ切り替えて、前記処理槽１６内に所定量の処理水が貯留されていない状態では、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を駆動して、脱気運転を行い、所定量の処理水が貯留されると、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を停止して脱気運転を停止する。
【００３８】
前記待機運転は、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転するものであるが、具体的にはつぎのようにして行われる。前記三方切替弁２０を前記処理水戻り側へ切り替えて、図２に示すように、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１（たとえば１０分間）だけ運転（駆動）し、その後第二設定時間Ｔ２（たとえば１１０分間）だけ停止する運転である。この待機運転時の前記処理槽１６の水位制御は、通常運転時と同様にして行うように構成することができる。
【００３９】
以下、実施例１に係る脱酸素システムの動作について説明する。まず、原水は、前記軟水器４において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、補給水として前記給水タンク５へ供給される。
【００４０】
前記蒸気ボイラ２，２の稼働中において、前記脱酸素制御器２７へは、前記台数制御器３０から負荷量検出信号，すなわち前記蒸気ボイラ２，２の燃焼台数信号が入力される。前記脱酸素制御器２７は、この燃焼台数に基づき、燃焼台数が１以上のときは、前記脱酸素装置１を通常運転とし、燃焼台数が０となると待機運転に切り替える制御を行う。
【００４１】
前記脱酸素装置１の通常運転は、つぎのようにして行われる。前記第一ポンプ５の作動
により、被処理水が前記給水タンク５から前記散布手段１７へ供給される。また、前記真空ポンプ２６の作動により、散布された水滴が減圧され、被処理水に含まれる溶存酸素が低減される。そして、被処理水から除去された溶存酸素は、前記減圧ライン２４を介して系外（大気）へ排気される。溶存酸素が低減された処理水は、前記処理槽１６に貯留され、前記第二ポンプ１９の作動により、前記三方切替弁２０，前記第一処理水ライン７，前記第二処理水ライン８，前記第三処理水ライン９を介して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００４２】
前記各蒸気ボイラ２へ供給された処理水は、加熱されることによって蒸気となるが、処理水が脱酸素処理されているため、前記各蒸気ボイラ２の水管部（図示省略）や管寄せ部（図示省略）などを形成している非不働態化金属体の溶存酸素による腐食が効果的に抑制される。前記各蒸気ボイラ２で生成された蒸気は、前記第一蒸気ライン１２，前記蒸気ヘッダ１３，前記第二蒸気ライン１４を介して前記蒸気使用設備１５へ供給される。
【００４３】
この通常運転において、前記蒸気ボイラ２，２における処理水の使用量が減少すると、その減少分は、前記第四処理水ライン１０，予備タンク１１を介して前記給水タンク５へと循環して供給される。その結果、前記予備タンク１１にＤＯ値の低い処理水が貯留される。この貯留された処理水は、前記各蒸気ボイラ２の全ブロー（缶体内の缶水を全て排出する）後などに、多量の処理水が必要とされ、前記脱酸素装置１，１，…からの処理水の供給量が間に合わないときに、流出して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００４４】
一方、前記脱酸素装置１の待機運転は、図２に示す如く間欠運転により行われる。すなわち、前記三方切替弁２０が前記戻り側へ切り替えられ、処理機器である前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１だけ運転した後、第二設定時間Ｔ２停止し、再び前記第一設定時間Ｔ１の運転−前記第二設定時間Ｔ２の停止を順次繰り返す。
【００４５】
この待機運転においては、前記処理機器の間欠運転のため処理水のＤＯ値が通常運転時のそれよりも高いが、その処理水は、前記三方切替弁２０の流路切替作用により、前記各蒸気ボイラ２へ供給されることなく、前記給水タンク５へ戻される。その結果、前記給水タンク５内のＤＯ値を若干下げる作用をなす。
【００４６】
そして、前記処理機器の間欠運転により前記処理槽１６内の真空度は、所定の値に保持される。運転終了直後が最も真空度が高く（圧力が低く）、その後停止時間の経過と共に真空度が低く（圧力が高く）なる。
【００４７】
この実施例１によれば、前記脱酸素装置１の再起動は、待機運転状態から行われるので短時間で通常運転の所定の脱酸素性能を発揮させることができる。その結果、再起動時にＤＯ値の高い処理水を前記各蒸気ボイラ２へ供給することを防止することができる。
【００４８】
また、前記脱酸素装置１を停止することなく、通常運転するシステムと比較して、前記処理機器の使用電力を大幅に削減できる。
【実施例２】
【００４９】
つぎに、この発明を複数台の脱酸素装置１，１，…を用いた脱酸素システムに適用した実施例２を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、実施例２に係る脱酸素システムの概略構成図であり、図４は、同実施例２の２台待機運転中のタイムチャートを示し、図５は、同実施例１の台数制御パターンを示す図である。実施例２に係る脱酸素システムは、互いに並列に接続される４台の脱酸素装置１，１，…と、この各脱酸素装置１にて生成される処理水を使用する負荷機器としての１６台の蒸気ボイラ２，２，…と、この蒸気ボイラ
２，２，…からの処理液の要求量に基づいて、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転対象の台数と待機運転対象の台数とを制御する台数制御器としての第一制御器３とを主要部として備える。前記各脱酸素装置１は、前記実施例１のそれと同様であるので、その説明を省略する。
【００５０】
前記各脱酸素装置１は、互いに並列に接続され、軟水器４にて処理された軟水を貯留する給水タンク５の底部と被処理水ライン６，６，…によってそれぞれ接続されている。前記各蒸気ボイラ２は、互いに並列接続され、前記各脱酸素装置１とは、前記各脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７，７，…と第二処理水ライン８と第三処理水ライン９，９，…とによって接続されている。
【００５１】
また、前記第二処理水ライン８は、処理水戻りラインとしての第四処理水ライン１０により、予備タンク１１を介して前記給水タンク５と接続されている。さらに、前記各蒸気ボイラ２は、それぞれ第一蒸気ライン１２，１２，…と、蒸気ヘッダ１３と第二蒸気ライン１４とにより蒸気使用設備１５と接続されている。前記蒸気使用設備１５は、ドレン回収ライン（図示省略）により前記給水タンク５と接続するように構成することができる。
【００５２】
ここで、この実施例２の制御構成について説明する。前記各脱酸素装置１は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６および前記三方切替弁２０を制御する個別制御器としての第二制御器（前記脱酸素制御器に相当）２７を備える。そして、前記第一制御器３からの指令に基づき、前記第二制御器２７によって、前記各脱酸素装置１を前記実施例１と同様に、通常運転と、前記実施例１と同様の待機運転と、どちらの運転も行わない停止とに制御する。
【００５３】
前記各第二制御器２７は、前記第一制御器３と信号ライン（符号省略）により接続されている。そして、前記第一制御器３は、前記蒸気ボイラ２，２，…からの処理水要求量に基づき、予め記憶した第一台数制御プログラムにより、前記脱酸素装置１，１，…の台数制御を行うように構成されている。前記第一制御器３には、前記第一台数制御プログラムによる台数制御運転と前記各脱酸素装置１を手動で制御する手動切替運転との切替を行ったり、前記各脱酸素装置１を切り離して、個別に運転または停止を行う操作器２８を備えている。
【００５４】
また、前記各蒸気ボイラ２は、高燃焼と低燃焼と運転停止との３位置に制御する第三制御器（前記実施例１のボイラ制御器に相当）２９をそれぞれ備え、各第三制御器２９は、ボイラの台数制御を行う第四制御器（前記実施例１の台数制御器に相当）３０と接続されている。そして、前記第四制御器３０は、前記蒸気使用設備１５からの蒸気要求量に基づき、予め記憶した第二台数制御プログラムにより、前記蒸気ボイラ２，２，…の台数制御を行うように構成されている。前記第二台数制御プログラムは周知のものとすることができ、たとえば、前記蒸気使用設備１５の蒸気要求量を蒸気ヘッダ１３の圧力により検出し、この検出圧力値に応じて前記蒸気ボイラ２，２，…の運転台数を設定するプログラムとすることができる。
【００５５】
ここで、前記第一台数制御プログラムを図５に基づき説明する。図５は、各蒸発量が２．５ｔ／ｈの前記蒸気ボイラ２を１６台として総蒸発量を４０ｔ／ｈとした場合、１００％負荷で処理能力が１０ｔ／ｈの前記脱酸素装置１を４台必要とし、４０％負荷で２台の脱酸素装置１，１，…を必要とする例である。この第一台数制御プログラムは、図５に示すように、前記第四制御器２９から前記蒸気ボイラ２，２，…の運転（燃焼）台数（低燃を１台，高燃を２台に換算）を検出（入力）して、この運転台数に応じて、前記脱酸素装置１，１，…の前記通常運転の台数と前記待機運転の台数とを設定する。
【００５６】
具体的には、第一運転状態では、前記蒸気ボイラ２，２，…の燃焼台数１〜３台に対して、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転台数を１台とする。待機運転台数を２台とし、第二運転状態では、前記燃焼台数４〜７台に対して、前記通常運転台数を２台とし、前記待機運転台数を２台とする。第三運転状態では、前記燃焼台数８〜１１台に対して、前記通常運転台数を３台とし、前記待機運転台数を１台とする。第四運転状態では、前記燃焼台数１２〜１６台に対して、前記通常運転台数を４台とし、前記待機運転台数を０台とする。
【００５７】
そして、前記第一台数制御プログラムにおいては、つぎの装置のローテーション機能を含ませている。前記待機運転台数が２台の場合は、図４に示すように、第一待機脱酸素装置１と第二待機脱酸素装置１とは運転間隔（運転周期と称することができる。）を互いに時間Ｔ３だけずらせている。そして、前記脱酸素装置２，２，…の通常運転台数を増加させる，たとえば第一運転状態から第二運転状態とする場合、第一待機脱酸素装置１および第二待機脱酸素装置１のうち、直近で運転が行われた脱酸素装置１を待機運転から通常運転へ切り替えるように構成している。今、前記第一制御器３が通常運転台数増加を判断した時点をｔ１とすると、前記第二待機脱酸素装置１が通常運転へ移行するように制御される。
【００５８】
また、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転台数を減少させる，たとえば第三運転状態から第二運転状態とする場合、通常運転状態にある３台の前記脱酸素装置１，１，…のうち、最も早く通常運転に入ったものを停止させる。この場合、停止対象台数が零で、停止できず待機運転としなければならない場合は、待機運転とする。
【００５９】
さらに、前記第一台数制御プログラムにおいては、つぎの装置の異常判定および異常バックアップ機能を含ませている。前記第一制御器３は、前記第二処理水ライン８の溶存酸素濃度（ＤＯ値）を検出するセンサ３１からの信号を入力して、その検出値が設定値以上となると、通常運転中の前記脱酸素装置１，１，…のいずれかが異常と判定して、前記脱酸素装置１，１，…の全数を通常運転状態とする。その後、通常運転状態にあった複数の脱酸素装置１，１，…を順次１台ずつ停止してゆく。そして、１台を停止したとき前記センサ３１による検出値が正常値に戻れば、当該停止した脱酸素装置１を異常と判定し、前記操作器２８に異常表示を行い、通常運転対象，待機運転対象から外す。
【００６０】
以下、実施例２に係る前記脱酸素システムの動作について説明する。まず、原水は、前記軟水器４において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、補給水として前記給水タンク５へ供給される。
【００６１】
前記蒸気ボイラ２，２，…の稼働中において、前記第一制御器３へは、前記第四制御器３０から負荷量検出信号，すなわち前記蒸気ボイラ２，２，…の燃焼台数信号が入力される。前記制御器３は、この燃焼台数に基づき、図５の制御パターンに基づいて、通常運転台数と待機運転台数とを設定し、この設定信号に基づき、前記各第二制御器２７へ運転指令信号を送出する。
【００６２】
今、図３の第一運転状態であるとすると、１台の前記脱酸素装置１が通常運転に、２台の前記脱酸素装置１，１が待機運転状態に制御される。前記各脱酸素装置１の通常運転については、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００６３】
この第一運転状態において、前記蒸気ボイラ２，２，…における処理水の使用量が減少すると、その減少分は、前記第四処理水ライン１０，予備タンク１１を介して前記給水タンク５へと循環して供給される。その結果、前記予備タンク１１にＤＯ値の低い処理水が貯留される。この貯留された処理水は、前記各蒸気ボイラ２の全ブロー（缶体内の缶水を
全て排出する）後などに、多量の処理水が必要とされ、前記脱酸素装置１，１，…からの処理水の供給量が間に合わないときに、流出して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００６４】
一方、待機運転状態の前記脱酸素装置１，１は、図４に示す如く間欠運転が行われる。すなわち、前記三方切替弁２０が前記戻り側へ切り替えられ、処理機器である前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１だけ運転した後、第二設定時間Ｔ２停止し、再び前記第一設定時間Ｔ１の運転−前記第二設定時間Ｔ２の停止を順次繰り返す。そして、二つの前記脱酸素装置２，２は、図４に示すように、運転時期が第三設定時間Ｔ３だけずれて運転される。
【００６５】
この待機運転においては、前記処理機器の間欠運転のため処理水のＤＯ値が通常運転時のそれよりも高いが、その処理水は、前記各三方切替弁２０の流路切替作用により、前記各蒸気ボイラ２へ供給されることなく、前記給水タンク５へ戻される。その結果、前記給水タンク５内のＤＯ値を若干下げる作用をなす。
【００６６】
そして、前記処理機器の間欠運転により前記処理槽１６内の真空度は、所定の値に保持される。運転終了直後が最も真空度が高く（圧力が低く）、その後停止時間の経過と共に真空度が低く（圧力が高く）なる。
【００６７】
処理水の要求量が増加すると、通常運転の台数が図５に示すように、１台から２台へと増加し、前記第一運転状態から前記第二運転状態と制御される。通常運転とされる前記脱酸素装置１は、前記第一運転状態から前記第二運転状態への切替時点前の直近において運転が行われた装置である。こうすることにより、通常運転に切り替えられた際に、通常運転において得られる所定の脱酸素性能を平均して短時間（たとえば、２〜３分程度）で出すことができ、切替時の処理水のＤＯ値の悪化を防止することができる。
【００６８】
図４において、さらに処理水の要求量が増加すると、第二運転状態から第三運転状態へ，さらに第四運転状態へと制御が切り替えられる。前記第三運転状態において、前記第二運転状態と異なるのは、通常運転台数が２台から３台となり、待機運転台数が２台から１台となる点だけである。また、前記第四運転状態において、前記第三運転状態と異なるのは、通常運転台数が３台から４台となり、待機運転台数が１台から０台となる点だけである。
【００６９】
逆に、処理水の要求量が減少すると、運転状態は前記第四運転状態−前記第三運転状態−前記第二運転状態−前記第一運転状態へと順次制御が切り替えられ、運転台数を減少させる台数制御が行われる。通常運転台数の減少は、通常運転を行っている前記脱酸素装置２が複数台の存在する場合には、最初に通常運転に入った装置を停止する。これにより、特定の前記脱酸素装置１を連続的に長時間使用することを避けることができ、全体として脱酸素システムの長寿命化に貢献する。
【００７０】
この実施例１によれば、待機運転状態の前記脱酸素装置１を設けているので、通常運転台数を増加する際に、待機運転状態の前記脱酸素装置１を通常運転に切り替えることで、短時間で通常運転の前記所定の脱酸素性能を発揮させることができる。その結果、通常運転台数を増加させる際にＤＯ値の高い処理水を前記各蒸気ボイラ２へ供給することを防止することができる。
【００７１】
また、全ての前記各脱酸素装置１を通常運転するシステムと比較して、前記処理機器の使用電力を大幅に削減できる。ちなみに、前記脱酸素装置１の１台の消費電力を５kWとすると、４台を常に通常運転としていた従来の諸費電力は、２０kWとなるのに対して、平均負荷４０％で通常運転２台，待機運転２台となり、消費電力は、５kW×２＋５kW×５／６
０＝１０．４kWとなり、（２０−１０．４）／２０×１００＝４８％の省エネを実現することができる。
【実施例３】
【００７２】
この発明は、前記実施例１に限定されるものではない。前記実施例１では、前記蒸気ボイラ２の燃焼台数を前記第四制御器３０から得るように構成しているが、前記各蒸気ボイラ２から直接的に燃焼状態信号を得るように構成することができる。すなわち、図３の前記第四制御器３０を省略して、前記各蒸気ボイラ２を相互に通信可能なネットワーク（図示省略）にて接続し、このネットワーク経由で、前記各蒸気ボイラ２の燃焼状態信号を入力して、燃焼台数を算出して、算出した燃焼台数に基づき前記脱酸素装置２の台数制御を行うように構成している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施例１に係る脱酸素システムの概略構成図である。
【図２】同実施例１の待機運転を説明するタイムチャート図である。
【図３】この発明の実施例２に係る脱酸素システムの概略構成図である。
【図４】同実施例２の待機運転を説明するタイムチャート図である。
【図５】同実施例１の台数制御のパターンを説明する図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 脱酸素装置
２ 蒸気ボイラ（負荷機器）
５ 給水タンク
１８ 第一ポンプ
１９ 第二ポンプ
２６ 真空ポンプ
２７ 脱酸素制御器（制御手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体中の溶存酸素を低減する脱酸素装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などに代表される冷熱機器への給水系統では、前記冷熱機器の接水部分が給水中の溶存酸素により腐食する。このため、前記冷熱機器が破損することを防止する目的で脱酸素装置が使用されている。また、この脱酸素装置は、ビル，マンションなどの建造物内に配設された給水系統において、給水配管内が給水中の溶存酸素により腐食し、赤水が発生することを防止する目的でも使用されている。さらに、前記脱酸素装置は、半導体製造工場の部品洗浄設備の供給系統において、超音波洗浄の効率を高める目的でも使用されている。
【０００３】
前記脱酸素装置として、真空式脱酸素装置が知られている。この真空式脱酸素装置は、まず被処理液を加圧ポンプにより処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって散布する。そして、前記処理槽内を真空吸引することにより、被処理液に含まれる溶存酸素を低減させた後、処理液を送水ポンプにより前記処理槽内から取り出し、負荷機器へ供給する構成の装置である。
【０００４】
この脱酸素装置の開発過程において、この出願の発明者等は、脱酸素装置の運転台数を増加すべく停止中の脱酸素装置を運転開始（起動）する立上り時に、ＤＯ値（溶存酸素濃度）の高い処理液が負荷機器へ供給されてしまうという課題を見出した。
【０００５】
この課題を解決するために、本来停止すべき脱酸素装置を停止せずに運転することが考えられる。そうすると、脱酸素装置に使用されているポンプなどの処理機器の使用電力が増加してしまう。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−５００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、脱酸素装置の再起動時における処理液のＤＯ値の悪化を抑制するとともに、省電力を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記第二制御状態が、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの全部または一部を間欠的に運転することにより行
われることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、脱酸素装置の再起動時におけるＤＯ値の悪化を抑制することができるとともに、省電力を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などの冷熱機器における腐食の抑制，ビル，マンションなどの給水配管における赤水発生の防止，あるいは半導体製造工場の部品洗浄設備における超音波洗浄の効率化などの目的で使用される脱酸素装置において好適に実施される。この脱酸素装置は、脱気装置と称することもできる。
【００１２】
この発明の実施形態は、処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする脱酸素装置である。
【００１３】
この脱酸素装置においては、前記負荷機器における処理水などの処理液の要求があると、前記脱酸素装置を前記第一制御状態による通常運転とし、処理液の要求が無くなると、前記脱酸素装置を前記第二制御状態による待機運転に切り替える。前記第二制御状態は、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮するように構成されているので、待機運転の脱酸素装置を通常運転とする再起動時、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮することができるとともに、ＤＯ値の高い処理液を前記負荷機器へ供給することが防止される。また、前記脱酸素装置を停止することなく、常時通常運転するものと比較して前記処理機器の使用電力を削減することもできる。
【００１４】
この実施の形態の脱酸素装置を更に説明すると、真空式脱酸素装置と称されるもので、たとえば、特開平８−１０８００５号公報に示されるように、被処理液を第一ポンプにより処理槽の上部に設けられたノズルへ供給し、被処理液を前記処理槽内の上部から下部へ向かって下向きに散布する。そして、前記処理槽内を真空ポンプにより真空吸引することにより、被処理液に含まれる溶存酸素を低減させた後、処理液を第二ポンプにより前記処理槽内から取り出し、負荷機器へ供給する構成の装置である。前記被処理液の散布方向は、前記処理槽内の下部から上部へ向って上向きとすることができる。
【００１５】
前記通常運転とは、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプを所定の能力で駆動する第一制御状態で運転することにより、所定の脱酸素性能を発揮させる運転である。
【００１６】
また、前記待機運転とは、前記第一制御状態よりも前記各処理機器の使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、前記所定の脱酸素性能を得るまでの時間を完全停止（前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプを停止）の場合と比較して、短縮（零とする場合も含む。）する，換言すれば、通常運転への移行時、所定の脱酸素性能を速やかに得るように前記処理槽内の脱酸素の環境条件を保持する第二制御状態による運転で
ある。
【００１７】
この第二制御状態は、典型的には、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプの全てを間欠的に駆動する運転である。しかしながら、この第二制御状態には、前記第一ポンプおよび前記第二ポンプを停止して前記真空ポンプのみを連続的または間欠的に駆動する態様をも含む。要するに、真空式脱酸素装置の再起動時の立上り性能に影響を与える最も重要な条件は、前記処理槽内の真空度であり、前記第一ポンプ，前記真空ポンプおよび前記第二ポンプの使用電力を低減しつつ前記真空度をできるだけ低下しないように保持する運転が待機運転である。この待機運転は、前記負荷機器の負荷への追従性を高めるという意味で、追従運転と称することができる。
【００１８】
前記間欠運転とは、前記処理機器の運転と停止とを交互に繰り返す運転を意味し、運転時間と停止時間とは、保持すべき真空度を設定したうえで、この設定値が保持可能なように予め実験により定める。
【００１９】
前記負荷機器は、好ましくは、蒸気ボイラ，排ガスボイラ，冷却器などに代表される冷熱機器とするが、これに限定されるものではなく、ビル，マンションなどの建造物内に配設された給水設備や半導体製造工場の部品洗浄設備を含むものである。
【００２０】
この発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、つぎの脱酸素システム１〜４を含む。
【００２１】
（脱酸素システム１）
処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置を備えた脱酸素システムであって、前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成し、前記処理槽へ処理液を供給する給液タンクを備え、前記待機運転中の前記処理槽からの処理液を前記給液タンクに戻すことを特徴とする脱酸素システム。
【００２２】
この脱酸素システム１によれば、待機運転中の脱酸素装置からのＤＯ値が高い処理液を前記負荷機器へ供給することによる供給処理液のＤＯ値の悪化を防止することができる。また、前記脱酸素装置の処理液を捨てることなく、前記給液タンクに戻して利用することができる。
【００２３】
（脱酸素システム２）
前記脱酸素システム１において、前記脱酸素装置と前記給液タンクとの間に予備タンクを備え、前記通常運転中の脱酸素装置からの処理液のうち前記負荷機器へ供給されない液を前記給液タンクに戻すことを特徴とする脱酸素システム。
【００２４】
この脱酸素システム１によれば、前記予備タンクにＤＯ値の低い処理液を溜めておくことができ、大量の処理液が必要となった時に、前記予備タンクの処理液を前記負荷機器へ供給することができる。
【００２５】
（脱酸素システム３）
それぞれ処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被
処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出す第二ポンプと、前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備え、互いに並列に接続される複数台の脱酸素装置と、これらの脱酸素装置にて生成される処理液を使用する負荷機器と、この負荷機器における処理液の要求量に基づいて、前記脱酸素装置の通常運転対象の台数を制御する台数制御手段とを備える脱酸素システムであって、
前記脱酸素装置は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成され、前記台数制御手段は、前記要求量に基づいて、前記通常運転対象の台数と、前記待機運転対象の台数を設定して実行することを特徴とする脱酸素システム。
【００２６】
この脱酸素システム３によれば、脱酸素装置の台数増加時における脱酸素能力の低下を抑制することができるとともに、省電力を実現することができる。
【実施例１】
【００２７】
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実施例１に係る脱酸素装置を１台用いたシステムの概略構成図であり、図２は、同実施例１の待機運転中のタイムチャートを示す図である。実施例１に係る脱酸素システムは、１台の脱酸素装置１と、この脱酸素装置１にて生成される処理水を使用する負荷機器としての４台の蒸気ボイラ２，２と、軟水器４にて処理された軟水を貯留する給水タンク５とを主要部として備える。
【００２８】
前記脱酸素装置１と前記給水タンク５の底部とが被処理水ライン（以下、ラインは、経路または流路と称することができる。）６によって接続されている。前記蒸気ボイラは、前記脱酸素装置１と、前記脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７と第二処理水ライン８とによって接続されている。
【００２９】
また、前記第二処理水ライン８は、処理水戻りラインとしての第四処理水ライン１０により、予備タンク１１を介して前記給水タンク５と接続されている。さらに、前記各蒸気ボイラ２は、互いに並列接続され、前記脱酸素装置１とは、前記脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７と第二処理水ライン８と第三処理水ライン９とによって接続されている。前記各蒸気ボイラ２は、第一蒸気ライン１２、蒸気ヘッダ１３と第二蒸気ライン１４とにより蒸気使用設備１５と接続されている。前記蒸気使用設備１５は、ドレン回収ライン（図示省略）により前記給水タンク５と接続するように構成することができる。
【００３０】
前記脱酸素装置１は、被処理水の脱気処理後の処理水を所定量貯留する処理槽１６と、この処理槽１６内へ被処理水をノズルにより噴霧して散布する散布手段１７と、この散布手段１７へ被処理水を加圧供給する第一ポンプ１８と、前記処理槽１６内の処理水を前記第一処理水供給ライン７を介して前記各蒸気ボイラ２へ供給する第二ポンプ１９と、この第二ポンプ１９からの処理水の流れを切り替える三方切替弁２０と、前記処理槽１６内を減圧する減圧手段２１とを備えている。
【００３１】
前記三方切替弁２０は、処理水の流れを前記各蒸気ボイラ２側（処理水供給側）と戻りライン２２側（処理水戻り側）とに選択的に切り替える機能を有している。前記戻りライン２２は、前記給水タンク５と接続されている。
【００３２】
前記減圧手段２１は、一端が前記処理槽１６の上部である気層部と接続され他端が大気
開放の減圧ライン２４と、この減圧ライン２４に設ける逆止弁２５および真空ポンプ２６とを含んで構成されている。前記逆止弁２５は、前記処理槽１６方向への流れを阻止する。
【００３３】
前記処理槽１６は、密閉容器であって、上部空間が被処理水を散布する処理部として機能し、下部空間が処理水を貯留する貯留部として機能するように構成されている。前記貯留部には、水位検出センサ（図示省略）により所定量の処理水が貯留されるように構成されている。
【００３４】
また、前記脱酸素装置１は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６および前記三方切替弁２０を制御する脱酸素制御器２７を備える。
【００３５】
また、前記各蒸気ボイラ２は、高燃焼と低燃焼と運転停止との３位置に制御するボイラ制御器２９をそれぞれ備え、各ボイラ制御器２９は、ボイラの台数制御器３０と接続されている。そして、前記台数制御器３０は、前記蒸気使用設備１５からの蒸気要求量に基づき、予め記憶した台数制御プログラムにより、前記蒸気ボイラ２，２の台数制御を行うように構成されている。この台数制御プログラムは周知のものとすることができ、たとえば、前記蒸気使用設備１５の蒸気要求量を蒸気ヘッダ１３の圧力により検出し、この検出圧力値に応じて前記蒸気ボイラ２，２の運転台数を設定するプログラムとすることができる。
【００３６】
前記脱酸素制御器２７は、前記脱酸素装置１を通常運転と待機運転とどちらの運転も行わない停止（完全停止）とに制御する。
【００３７】
前記通常運転は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９および前記真空ポンプ２６を第一制御状態で運転するものであるが、具体的にはつぎのようにして行われる。前記三方切替弁２０を前記処理水供給側へ切り替えて、前記処理槽１６内に所定量の処理水が貯留されていない状態では、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を駆動して、脱気運転を行い、所定量の処理水が貯留されると、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を停止して脱気運転を停止する。
【００３８】
前記待機運転は、前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転するものであるが、具体的にはつぎのようにして行われる。前記三方切替弁２０を前記処理水戻り側へ切り替えて、図２に示すように、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１（たとえば１０分間）だけ運転（駆動）し、その後第二設定時間Ｔ２（たとえば１１０分間）だけ停止する運転である。この待機運転時の前記処理槽１６の水位制御は、通常運転時と同様にして行うように構成することができる。
【００３９】
以下、実施例１に係る脱酸素システムの動作について説明する。まず、原水は、前記軟水器４において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、補給水として前記給水タンク５へ供給される。
【００４０】
前記蒸気ボイラ２，２の稼働中において、前記脱酸素制御器２７へは、前記台数制御器３０から負荷量検出信号，すなわち前記蒸気ボイラ２，２の燃焼台数信号が入力される。前記脱酸素制御器２７は、この燃焼台数に基づき、燃焼台数が１以上のときは、前記脱酸素装置１を通常運転とし、燃焼台数が０となると待機運転に切り替える制御を行う。
【００４１】
前記脱酸素装置１の通常運転は、つぎのようにして行われる。前記第一ポンプ５の作動
により、被処理水が前記給水タンク５から前記散布手段１７へ供給される。また、前記真空ポンプ２６の作動により、散布された水滴が減圧され、被処理水に含まれる溶存酸素が低減される。そして、被処理水から除去された溶存酸素は、前記減圧ライン２４を介して系外（大気）へ排気される。溶存酸素が低減された処理水は、前記処理槽１６に貯留され、前記第二ポンプ１９の作動により、前記三方切替弁２０，前記第一処理水ライン７，前記第二処理水ライン８，前記第三処理水ライン９を介して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００４２】
前記各蒸気ボイラ２へ供給された処理水は、加熱されることによって蒸気となるが、処理水が脱酸素処理されているため、前記各蒸気ボイラ２の水管部（図示省略）や管寄せ部（図示省略）などを形成している非不働態化金属体の溶存酸素による腐食が効果的に抑制される。前記各蒸気ボイラ２で生成された蒸気は、前記第一蒸気ライン１２，前記蒸気ヘッダ１３，前記第二蒸気ライン１４を介して前記蒸気使用設備１５へ供給される。
【００４３】
この通常運転において、前記蒸気ボイラ２，２における処理水の使用量が減少すると、その減少分は、前記第四処理水ライン１０，予備タンク１１を介して前記給水タンク５へと循環して供給される。その結果、前記予備タンク１１にＤＯ値の低い処理水が貯留される。この貯留された処理水は、前記各蒸気ボイラ２の全ブロー（缶体内の缶水を全て排出する）後などに、多量の処理水が必要とされ、前記脱酸素装置１，１，…からの処理水の供給量が間に合わないときに、流出して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００４４】
一方、前記脱酸素装置１の待機運転は、図２に示す如く間欠運転により行われる。すなわち、前記三方切替弁２０が前記戻り側へ切り替えられ、処理機器である前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１だけ運転した後、第二設定時間Ｔ２停止し、再び前記第一設定時間Ｔ１の運転−前記第二設定時間Ｔ２の停止を順次繰り返す。
【００４５】
この待機運転においては、前記処理機器の間欠運転のため処理水のＤＯ値が通常運転時のそれよりも高いが、その処理水は、前記三方切替弁２０の流路切替作用により、前記各蒸気ボイラ２へ供給されることなく、前記給水タンク５へ戻される。その結果、前記給水タンク５内のＤＯ値を若干下げる作用をなす。
【００４６】
そして、前記処理機器の間欠運転により前記処理槽１６内の真空度は、所定の値に保持される。運転終了直後が最も真空度が高く（圧力が低く）、その後停止時間の経過と共に真空度が低く（圧力が高く）なる。
【００４７】
この実施例１によれば、前記脱酸素装置１の再起動は、待機運転状態から行われるので短時間で通常運転の所定の脱酸素性能を発揮させることができる。その結果、再起動時にＤＯ値の高い処理水を前記各蒸気ボイラ２へ供給することを防止することができる。
【００４８】
また、前記脱酸素装置１を停止することなく、通常運転するシステムと比較して、前記処理機器の使用電力を大幅に削減できる。
【実施例２】
【００４９】
つぎに、この発明を複数台の脱酸素装置１，１，…を用いた脱酸素システムに適用した実施例２を図面に基づいて詳細に説明する。図３は、実施例２に係る脱酸素システムの概略構成図であり、図４は、同実施例２の２台待機運転中のタイムチャートを示し、図５は、同実施例１の台数制御パターンを示す図である。実施例２に係る脱酸素システムは、互いに並列に接続される４台の脱酸素装置１，１，…と、この各脱酸素装置１にて生成される処理水を使用する負荷機器としての１６台の蒸気ボイラ２，２，…と、この蒸気ボイラ
２，２，…からの処理液の要求量に基づいて、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転対象の台数と待機運転対象の台数とを制御する台数制御器としての第一制御器３とを主要部として備える。前記各脱酸素装置１は、前記実施例１のそれと同様であるので、その説明を省略する。
【００５０】
前記各脱酸素装置１は、互いに並列に接続され、軟水器４にて処理された軟水を貯留する給水タンク５の底部と被処理水ライン６，６，…によってそれぞれ接続されている。前記各蒸気ボイラ２は、互いに並列接続され、前記各脱酸素装置１とは、前記各脱酸素装置１から処理水を供給する第一処理水ライン７，７，…と第二処理水ライン８と第三処理水ライン９，９，…とによって接続されている。
【００５１】
また、前記第二処理水ライン８は、処理水戻りラインとしての第四処理水ライン１０により、予備タンク１１を介して前記給水タンク５と接続されている。さらに、前記各蒸気ボイラ２は、それぞれ第一蒸気ライン１２，１２，…と、蒸気ヘッダ１３と第二蒸気ライン１４とにより蒸気使用設備１５と接続されている。前記蒸気使用設備１５は、ドレン回収ライン（図示省略）により前記給水タンク５と接続するように構成することができる。
【００５２】
ここで、この実施例２の制御構成について説明する。前記各脱酸素装置１は、前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６および前記三方切替弁２０を制御する個別制御器としての第二制御器（前記脱酸素制御器に相当）２７を備える。そして、前記第一制御器３からの指令に基づき、前記第二制御器２７によって、前記各脱酸素装置１を前記実施例１と同様に、通常運転と、前記実施例１と同様の待機運転と、どちらの運転も行わない停止とに制御する。
【００５３】
前記各第二制御器２７は、前記第一制御器３と信号ライン（符号省略）により接続されている。そして、前記第一制御器３は、前記蒸気ボイラ２，２，…からの処理水要求量に基づき、予め記憶した第一台数制御プログラムにより、前記脱酸素装置１，１，…の台数制御を行うように構成されている。前記第一制御器３には、前記第一台数制御プログラムによる台数制御運転と前記各脱酸素装置１を手動で制御する手動切替運転との切替を行ったり、前記各脱酸素装置１を切り離して、個別に運転または停止を行う操作器２８を備えている。
【００５４】
また、前記各蒸気ボイラ２は、高燃焼と低燃焼と運転停止との３位置に制御する第三制御器（前記実施例１のボイラ制御器に相当）２９をそれぞれ備え、各第三制御器２９は、ボイラの台数制御を行う第四制御器（前記実施例１の台数制御器に相当）３０と接続されている。そして、前記第四制御器３０は、前記蒸気使用設備１５からの蒸気要求量に基づき、予め記憶した第二台数制御プログラムにより、前記蒸気ボイラ２，２，…の台数制御を行うように構成されている。前記第二台数制御プログラムは周知のものとすることができ、たとえば、前記蒸気使用設備１５の蒸気要求量を蒸気ヘッダ１３の圧力により検出し、この検出圧力値に応じて前記蒸気ボイラ２，２，…の運転台数を設定するプログラムとすることができる。
【００５５】
ここで、前記第一台数制御プログラムを図５に基づき説明する。図５は、各蒸発量が２．５ｔ／ｈの前記蒸気ボイラ２を１６台として総蒸発量を４０ｔ／ｈとした場合、１００％負荷で処理能力が１０ｔ／ｈの前記脱酸素装置１を４台必要とし、４０％負荷で２台の脱酸素装置１，１，…を必要とする例である。この第一台数制御プログラムは、図５に示すように、前記第四制御器２９から前記蒸気ボイラ２，２，…の運転（燃焼）台数（低燃を１台，高燃を２台に換算）を検出（入力）して、この運転台数に応じて、前記脱酸素装置１，１，…の前記通常運転の台数と前記待機運転の台数とを設定する。
【００５６】
具体的には、第一運転状態では、前記蒸気ボイラ２，２，…の燃焼台数１〜３台に対して、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転台数を１台とする。待機運転台数を２台とし、第二運転状態では、前記燃焼台数４〜７台に対して、前記通常運転台数を２台とし、前記待機運転台数を２台とする。第三運転状態では、前記燃焼台数８〜１１台に対して、前記通常運転台数を３台とし、前記待機運転台数を１台とする。第四運転状態では、前記燃焼台数１２〜１６台に対して、前記通常運転台数を４台とし、前記待機運転台数を０台とする。
【００５７】
そして、前記第一台数制御プログラムにおいては、つぎの装置のローテーション機能を含ませている。前記待機運転台数が２台の場合は、図４に示すように、第一待機脱酸素装置１と第二待機脱酸素装置１とは運転間隔（運転周期と称することができる。）を互いに時間Ｔ３だけずらせている。そして、前記脱酸素装置２，２，…の通常運転台数を増加させる，たとえば第一運転状態から第二運転状態とする場合、第一待機脱酸素装置１および第二待機脱酸素装置１のうち、直近で運転が行われた脱酸素装置１を待機運転から通常運転へ切り替えるように構成している。今、前記第一制御器３が通常運転台数増加を判断した時点をｔ１とすると、前記第二待機脱酸素装置１が通常運転へ移行するように制御される。
【００５８】
また、前記脱酸素装置１，１，…の通常運転台数を減少させる，たとえば第三運転状態から第二運転状態とする場合、通常運転状態にある３台の前記脱酸素装置１，１，…のうち、最も早く通常運転に入ったものを停止させる。この場合、停止対象台数が零で、停止できず待機運転としなければならない場合は、待機運転とする。
【００５９】
さらに、前記第一台数制御プログラムにおいては、つぎの装置の異常判定および異常バックアップ機能を含ませている。前記第一制御器３は、前記第二処理水ライン８の溶存酸素濃度（ＤＯ値）を検出するセンサ３１からの信号を入力して、その検出値が設定値以上となると、通常運転中の前記脱酸素装置１，１，…のいずれかが異常と判定して、前記脱酸素装置１，１，…の全数を通常運転状態とする。その後、通常運転状態にあった複数の脱酸素装置１，１，…を順次１台ずつ停止してゆく。そして、１台を停止したとき前記センサ３１による検出値が正常値に戻れば、当該停止した脱酸素装置１を異常と判定し、前記操作器２８に異常表示を行い、通常運転対象，待機運転対象から外す。
【００６０】
以下、実施例２に係る前記脱酸素システムの動作について説明する。まず、原水は、前記軟水器４において、イオン交換により軟水化処理される。この軟水は、補給水として前記給水タンク５へ供給される。
【００６１】
前記蒸気ボイラ２，２，…の稼働中において、前記第一制御器３へは、前記第四制御器３０から負荷量検出信号，すなわち前記蒸気ボイラ２，２，…の燃焼台数信号が入力される。前記制御器３は、この燃焼台数に基づき、図５の制御パターンに基づいて、通常運転台数と待機運転台数とを設定し、この設定信号に基づき、前記各第二制御器２７へ運転指令信号を送出する。
【００６２】
今、図３の第一運転状態であるとすると、１台の前記脱酸素装置１が通常運転に、２台の前記脱酸素装置１，１が待機運転状態に制御される。前記各脱酸素装置１の通常運転については、前記実施例１と同様であるのでその説明を省略する。
【００６３】
この第一運転状態において、前記蒸気ボイラ２，２，…における処理水の使用量が減少すると、その減少分は、前記第四処理水ライン１０，予備タンク１１を介して前記給水タンク５へと循環して供給される。その結果、前記予備タンク１１にＤＯ値の低い処理水が貯留される。この貯留された処理水は、前記各蒸気ボイラ２の全ブロー（缶体内の缶水を
全て排出する）後などに、多量の処理水が必要とされ、前記脱酸素装置１，１，…からの処理水の供給量が間に合わないときに、流出して前記各蒸気ボイラ２へ供給される。
【００６４】
一方、待機運転状態の前記脱酸素装置１，１は、図４に示す如く間欠運転が行われる。すなわち、前記三方切替弁２０が前記戻り側へ切り替えられ、処理機器である前記第一ポンプ１８，前記第二ポンプ１９，前記真空ポンプ２６を第一設定時間Ｔ１だけ運転した後、第二設定時間Ｔ２停止し、再び前記第一設定時間Ｔ１の運転−前記第二設定時間Ｔ２の停止を順次繰り返す。そして、二つの前記脱酸素装置２，２は、図４に示すように、運転時期が第三設定時間Ｔ３だけずれて運転される。
【００６５】
この待機運転においては、前記処理機器の間欠運転のため処理水のＤＯ値が通常運転時のそれよりも高いが、その処理水は、前記各三方切替弁２０の流路切替作用により、前記各蒸気ボイラ２へ供給されることなく、前記給水タンク５へ戻される。その結果、前記給水タンク５内のＤＯ値を若干下げる作用をなす。
【００６６】
そして、前記処理機器の間欠運転により前記処理槽１６内の真空度は、所定の値に保持される。運転終了直後が最も真空度が高く（圧力が低く）、その後停止時間の経過と共に真空度が低く（圧力が高く）なる。
【００６７】
処理水の要求量が増加すると、通常運転の台数が図５に示すように、１台から２台へと増加し、前記第一運転状態から前記第二運転状態と制御される。通常運転とされる前記脱酸素装置１は、前記第一運転状態から前記第二運転状態への切替時点前の直近において運転が行われた装置である。こうすることにより、通常運転に切り替えられた際に、通常運転において得られる所定の脱酸素性能を平均して短時間（たとえば、２〜３分程度）で出すことができ、切替時の処理水のＤＯ値の悪化を防止することができる。
【００６８】
図４において、さらに処理水の要求量が増加すると、第二運転状態から第三運転状態へ，さらに第四運転状態へと制御が切り替えられる。前記第三運転状態において、前記第二運転状態と異なるのは、通常運転台数が２台から３台となり、待機運転台数が２台から１台となる点だけである。また、前記第四運転状態において、前記第三運転状態と異なるのは、通常運転台数が３台から４台となり、待機運転台数が１台から０台となる点だけである。
【００６９】
逆に、処理水の要求量が減少すると、運転状態は前記第四運転状態−前記第三運転状態−前記第二運転状態−前記第一運転状態へと順次制御が切り替えられ、運転台数を減少させる台数制御が行われる。通常運転台数の減少は、通常運転を行っている前記脱酸素装置２が複数台の存在する場合には、最初に通常運転に入った装置を停止する。これにより、特定の前記脱酸素装置１を連続的に長時間使用することを避けることができ、全体として脱酸素システムの長寿命化に貢献する。
【００７０】
この実施例１によれば、待機運転状態の前記脱酸素装置１を設けているので、通常運転台数を増加する際に、待機運転状態の前記脱酸素装置１を通常運転に切り替えることで、短時間で通常運転の前記所定の脱酸素性能を発揮させることができる。その結果、通常運転台数を増加させる際にＤＯ値の高い処理水を前記各蒸気ボイラ２へ供給することを防止することができる。
【００７１】
また、全ての前記各脱酸素装置１を通常運転するシステムと比較して、前記処理機器の使用電力を大幅に削減できる。ちなみに、前記脱酸素装置１の１台の消費電力を５kWとすると、４台を常に通常運転としていた従来の諸費電力は、２０kWとなるのに対して、平均負荷４０％で通常運転２台，待機運転２台となり、消費電力は、５kW×２＋５kW×５／６
０＝１０．４kWとなり、（２０−１０．４）／２０×１００＝４８％の省エネを実現することができる。
【実施例３】
【００７２】
この発明は、前記実施例１に限定されるものではない。前記実施例１では、前記蒸気ボイラ２の燃焼台数を前記第四制御器３０から得るように構成しているが、前記各蒸気ボイラ２から直接的に燃焼状態信号を得るように構成することができる。すなわち、図３の前記第四制御器３０を省略して、前記各蒸気ボイラ２を相互に通信可能なネットワーク（図示省略）にて接続し、このネットワーク経由で、前記各蒸気ボイラ２の燃焼状態信号を入力して、燃焼台数を算出して、算出した燃焼台数に基づき前記脱酸素装置２の台数制御を行うように構成している。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施例１に係る脱酸素システムの概略構成図である。
【図２】同実施例１の待機運転を説明するタイムチャート図である。
【図３】この発明の実施例２に係る脱酸素システムの概略構成図である。
【図４】同実施例２の待機運転を説明するタイムチャート図である。
【図５】同実施例１の台数制御のパターンを説明する図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ 脱酸素装置
２ 蒸気ボイラ（負荷機器）
５ 給水タンク
１８ 第一ポンプ
１９ 第二ポンプ
２６ 真空ポンプ
２７ 脱酸素制御器（制御手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、
前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、
前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする脱酸素装置。
【請求項２】
前記第二制御状態が、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの全部または一部を間欠的に運転することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の脱酸素装置。
【請求項１】
処理槽と、この処理槽内へ被処理液を散布する散布手段と、この散布手段へ被処理液を供給する第一ポンプと、前記処理槽内から取り出した処理液を負荷機器へ供給する第二ポンプと、真空ポンプを含む前記処理槽内の減圧手段と、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを制御する制御手段とを備える脱酸素装置であって、
前記制御手段は、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプを第一制御状態で運転する通常運転と、
前記第一制御状態よりも前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの使用電力量を削減するとともに、通常運転開始後、所定の脱酸素性能を得るまでの時間を短縮する第二制御状態で運転する待機運転とを行うように構成したことを特徴とする脱酸素装置。
【請求項２】
前記第二制御状態が、前記第一ポンプ，前記第二ポンプおよび前記真空ポンプの全部または一部を間欠的に運転することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の脱酸素装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００７−３１３４１３（Ｐ２００７−３１３４１３Ａ）
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４４９３９（Ｐ２００６−１４４９３９）
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月６日（２００７．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
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