特開 2023-8637 給水装置及び給水方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023008637

(43)【公開日】2023-01-19

(54)【発明の名称】給水装置及び給水方法

(51)【国際特許分類】

   C02F 5/00 20230101AFI20230112BHJP

   B01D 63/02 20060101ALI20230112BHJP

   C02F 1/44 20230101ALI20230112BHJP

   C02F 1/20 20230101ALI20230112BHJP

   B01D 19/00 20060101ALI20230112BHJP

【ＦＩ】

C02F5/00 610B

B01D63/02

C02F1/44 Z

C02F1/20 A

C02F5/00 610A

C02F5/00 620A

B01D19/00 H

【審査請求】有

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021112353

(22)【出願日】2021-07-06

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2022-04-12

(71)【出願人】

【識別番号】591203118

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ汎用ボイラ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】河岡 幸伸

(72)【発明者】

【氏名】神木 哉

(72)【発明者】

【氏名】安達 耕一

【テーマコード（参考）】

4D006

4D011

4D037

【Ｆターム（参考）】

4D006GA32

4D006HA01

4D006MA01

4D006PA01

4D006PB02

4D006PB07

4D006PB62

4D006PB63

4D006PC80

4D011AA17

4D011AD03

4D037AA01

4D037AA08

4D037AB11

4D037AB12

4D037BA23

4D037CA04

4D037CA05

(57)【要約】

【課題】被処理水を従来よりも効果的に浄化することが可能な給水装置及び給水方法を提供する。
【解決手段】給水路の上流側に設けられ、中空糸膜を用いて被処理水に脱気処理を施して第１処理済水を調整する膜脱気装置と、給水路の下流側に設けられ、電磁気を用いて第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整する電磁水処理装置と備え、第２処理済水を供給先に給水する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

給水路の上流側に設けられ、中空糸膜を用いて被処理水に脱気処理を施して第１処理済水を調整する膜脱気装置と、
前記給水路の下流側に設けられ、電磁気を用いて前記第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整する電磁水処理装置とを備え、
前記第２処理済水を供給先に給水することを特徴とする給水装置。

【請求項2】

前記給水路において前記膜脱気装置と前記電磁水処理装置との間に設けられ、前記第１処理済水を貯留する給水タンクと、
前記供給先に給水された前記第２処理済水の一部を前記給水タンクに回収する回収路と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。

【請求項3】

前記供給先に圧縮機が設けられている場合、
前記第１処理済水を前記圧縮機の冷却水として前記供給先に給水する第２給水路をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の給水装置。

【請求項4】

前記第２給水路は、クーリングタワを備えることを特徴とする請求項３に記載の給水装置。

【請求項5】

前記膜脱気装置は、給水時における所定の初期期間だけ作動することを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の給水装置。

【請求項6】

中空糸膜を用いて被処理水に施す脱気処理と、
電磁気を用いて前記被処理水にスケールの付着抑制処理を施す電磁水処理とを有し、
前記脱気処理と前記電磁水処理とを個別の装置で行うことを特徴とする給水方法。

【請求項7】

前記脱気処理は、給水時における所定の初期期間だけ実施されることを特徴とする請求項６記載の給水方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、給水装置及び給水方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、給配水系の水質浄化方法及び装置が開示されている。この水質浄化方法及び装置は、給配水管や冷温水管内の付着スケールの原因となる溶存鉱物質（ミネラル）を、薬品を用いることなく物理的に除去する技術であり、処理タンク内を減圧状態とすると共に処理タンク内において被処理水を散水することによって被処理水中の空気を脱気し、かつ、処理タンク内に設けた電極対に交番電圧を印加することにより被処理水中の溶存鉱物質を金属塩（析出物）として分離除去するものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平６－３８９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記背景技術は、特許文献１の第１図に示されているように、処理タンク内の上部空間に散水器を設けて被処理水の脱気処理を行い、また処理タンク内の下部空間に電極及び裸電極を設けて溶存鉱物質の分離除去処理を行い、さらに処理タンクの下部に接続する復水用接続管を介して水質浄化処理水を給水タンクに回収するものである。

【0005】

すなわち、この背景技術は、被処理水の脱気処理と溶存鉱物質の分離除去処理とを一つの処理タンク内で常時行うものである。このような背景技術では、被処理水の脱気処理と溶存鉱物質の分離除去処理とを各々に最適化することが困難であり、給水タンク１に回収される水質浄化処理水が十分に浄化されていない虞がある。

【0006】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、被処理水を従来よりも効果的に浄化することが可能な給水装置及び給水方法の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、本発明では、給水装置に係る第１の解決手段として、給水路の上流側に設けられ、中空糸膜を用いて被処理水に脱気処理を施して第１処理済水を調整する膜脱気装置と、前記給水路の下流側に設けられ、電磁気を用いて前記第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整する電磁水処理装置とを備え、前記第２処理済水を供給先に給水する、という手段を採用する。

【0008】

本発明では、給水装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記給水路において前記膜脱気装置と前記電磁水処理装置との間に設けられ、前記第１処理済水を貯留する給水タンクと、前記供給先に給水された前記第２処理済水の一部を前記給水タンクに回収する回収路とをさらに備える、という手段を採用する。

【0009】

本発明では、給水装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記供給先に圧縮機が設けられている場合、前記第１処理済水を前記圧縮機の冷却水として前記供給先に給水する第２給水路をさらに備える、という手段を採用する。

【0010】

本発明では、給水装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記第２給水路は、クーリングタワを備える、という手段を採用する。

【0011】

本発明では、給水装置に係る第５の解決手段として、上記第１～第４のいずれかの解決手段において、前記膜脱気装置は、給水時における所定の初期期間だけ作動する、という手段を採用する。

【0012】

本発明では、給水方法に係る第１の解決手段として、中空糸膜を用いて被処理水に施す脱気処理と、電磁気を用いて前記被処理水にスケールの付着抑制処理を施す電磁水処理とを有し、前記脱気処理と前記電磁水処理とを個別の装置で行う、という手段を採用する。

【0013】

本発明では、給水方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記脱気処理は、給水時における所定の初期期間だけ実施される、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、被処理水を従来よりも効果的に浄化することが可能な給水装置及び給水方法を提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態に係る給水装置Ａの構成を示す系統図である。

【図2】本発明の一実施形態においてボイラ水における全鉄値の経時変化を示す特性図である。

【図3】本発明の第２実施形態に係る給水装置Ａ１の構成を示す系統図である。

【図4】本発明の第３実施形態に係る給水装置Ａ２の構成を示す系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第１実施形態〕

【0017】

最初に、本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態に係る給水装置Ａは、図１に示すように、原水Ｘ０を浄化処理して水利用設備Ｂに給水する装置であり、軟水装置１、膜脱気装置２、軟水タンク３、給水ポンプ４、電磁水処理装置５、逆止弁６、給水戻り管７及び復水管８を備えている。

【0018】

ここで、給水装置Ａのこれら構成要素のうち、軟水装置１、膜脱気装置２、軟水タンク３、給水ポンプ４、電磁水処理装置５及び逆止弁６は配管によって一列に接続されており、全体として給水路Ｓを構成している。すなわち、第１実施形態における軟水装置１、膜脱気装置２、軟水タンク３、給水ポンプ４、電磁水処理装置５及び逆止弁６は、本発明における給水路を構成している。

【0019】

このような給水路Ｓでは、例えば軟水タンク３を挟んで上流側と下流側とに区分している。すなわち、軟水タンク３よりも原水Ｘ０の受入口に近い方を上流側とし、軟水タンク３よりも水利用設備Ｂへの給水口に近い方を下流側とする。この給水路Ｓでは、後述するように上流側から下流側位に向かって原水Ｘ０あるいは各種の調製水が流通し、最終的に水利用設備Ｂに給水される。

【0020】

さて、給水装置Ａにおいて、軟水装置１は、給水路Ｓの上流側に設けられ、原水Ｘ０から溶存鉱物質を除去することにより原水Ｘ０を軟水化する装置である。周知のように、水は溶存鉱物質の溶存量の指標である硬度に応じて軟水と硬水とに分類される。軟水は、硬水よりも硬度が低い、つまり溶存鉱物質の溶存量が軟水よりも少ない水である。

【0021】

給水装置Ａにおける軟水装置１は、軟水の硬度に相当するレベルまで原水Ｘ０から溶存鉱物質を除去することにより、原水Ｘ０を軟水化する。すなわち、この軟水装置１は、原水Ｘ０から調整した軟水Ｘ１を成果物として膜脱気装置２に供給する。

【0022】

膜脱気装置２は、上記軟水装置１と同様に給水路Ｓの上流側に設けられ、軟水Ｘ１（被処理水）に脱気処理を施して第１処理済水Ｘ２を調整する処理装置である。すなわち、この膜脱気装置２は、周知の中空糸膜を用いることにより軟水Ｘ１に含まれる空気等の気体成分つまり窒素及び酸素を主成分とする気体成分を効果的に除去する。このような膜脱気装置２は、第１処理済水Ｘ２を軟水タンク３に順次供給する。

【0023】

上記気体成分のうち、酸素は、給水路Ｓ、給水戻り管７及び復水管８等、原水Ｘ０に基づいて調整された各種の水が流通する流通経路の腐食の原因となる。流通経路の防食という観点から酸素は除去されるべき最も重要な気体成分である。膜脱気装置２は、このように防食上最も重要な気体成分である酸素を特に除去し、軟水Ｘ１における酸素の混入量を予め決められた所定レベルまで低下させた第１処理済水Ｘ２を調整する。

【0024】

軟水タンク３は、給水路Ｓにおいて上記膜脱気装置２と後述する電磁水処理装置５との間に設けられた所定容量の液体容器である。この軟水タンク３は、膜脱気装置２から供給される第１処理済水Ｘ２に加え、水戻り管７から供給される第２処理済水Ｘ４及び復水管８から供給される復水Ｘ５を一次的に貯留する。なお、このような軟水タンク３は、本発明の給水タンクに相当する。

【0025】

このような軟水タンク３では、第１処理済水Ｘ２、第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５が混合することによって混合水Ｘ３が調整される。ここで、第１処理済水Ｘ２、第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５のうち、第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５は、第１処理済水Ｘ２に基づいて調整された調整水である。したがって、混合水Ｘ３は、酸素の混入量が所定レベルまで低下した処理済水である。

【0026】

給水ポンプ４は、軟水タンク３から混合水Ｘ３を汲み出して電磁水処理装置５に供給する動力装置である。この給水ポンプ４は、予め設定された所定の回転数で回転することにより、所定流量の混合水Ｘ３を軟水タンク３から安定的に汲み出して電磁水処理装置５に順次供給する。

【0027】

電磁水処理装置５は、図示するように給水路Ｓの下流側に設けられ、電磁気を用いることにより混合水Ｘ３にスケールの付着抑制処理を行う処理装置である。すなわち、この電磁水処理装置５は、第１処理済水を含む混合水Ｘ３の流場に電極あるいは／及び磁石を配置することにより混合水Ｘ３に電磁気を作用させ、以って混合水Ｘ３に残存する溶存鉱物質の結晶化等を促進させることにより、給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等に対するスケールの付着を抑制あるいは防止し得る第２処理済水Ｘ４を調整する。

【0028】

ここで、このような電磁水処理装置５としては、例えば特許文献１に開示されている方式のもの、あるいは特許第２９１２８０９号公報にに開示されている方式のものを採用することができる。いずれの方式を採用する場合であっても、電磁水処理装置５は、特許文献１のものとは異なり個別の装置として構成されているので、電極あるいは／及び磁石の配置または混合水Ｘ３の流場の形状を最適化することが可能であり、よってスケールの付着抑制処理の性能を従来よりも向上させることができる。

【0029】

すなわち、電磁水処理装置５は、混合水Ｘ３に薬剤を添加する化学的な処理ではなく、混合水Ｘ３に電磁気を作用させる物理的な処理によって混合水Ｘ３に残存する溶存鉱物質を固形物として析出させる。このような溶存鉱物質の析出によって、溶存鉱物質の溶解量が所定レベルまで低減した第２処理済水Ｘ４が調整される。電磁水処理装置５は、このような第２処理済水Ｘ４を逆止弁６を介して水利用設備Ｂに供給する。

【0030】

逆止弁６は、電磁水処理装置５と水利用設備Ｂとの間に設けられており、第２処理済水Ｘ４の逆流を防止する安全弁である。すなわち、第２処理済水Ｘ４の正常な流通方向（正方向）は、電磁水処理装置５から水利用設備Ｂに向かう方向である。逆止弁６は、このような正方向に対して、何らかの異常によって第２処理済水Ｘ４が水利用設備Ｂから電磁水処理装置５に向かう方向（逆方向）に流通することを防止する。

【0031】

水利用設備Ｂは、第２処理済水Ｘ４（処理済水）を利用する設備であり、給水装置Ａにおける第２処理済水Ｘ４の供給先である。この水利用設備Ｂは、図示するように水熱管に各々流入する第２処理済水Ｘ４を加熱かつ蒸発させて水蒸気を発生させる複数のボイラｂ１、ｂ２、……を備えている。このような水利用設備Ｂは、例えば各種の工場や流通設備である。

【0032】

また、この水利用設備Ｂは、図示するように余剰な処理済水を給水装置Ａに返送する機能に加え、各ボイラｂ１、ｂ２、……の復水を給水装置Ａに返送するように機能構成されている。すなわち、この水利用設備Ｂは、各ボイラｂ１、ｂ２、……に対して処理済水を分配供給する供給管の先端が上記給水戻り管７の一端に接続されおり、また各ボイラｂ１、ｂ２、……から排出された復水を回収する回収管の先端が上記復水管８の一端に接続されている。

【0033】

給水戻り管７は、水利用設備Ｂと軟水タンク３との間に敷設された配管であり、水利用設備Ｂで余剰となって一端から流入した第２処理済水Ｘ４が軟水タンク３に向かって流通する。すなわち、給水戻り管７は、電磁水処理装置５から水利用設備Ｂ（供給先）に給水された第２処理済水Ｘ４の一部を軟水タンク３に回収する回収路である。なお、このような給水戻り管７の先端には散水器が取り付けられている。

【0034】

復水管８は、上記給水戻り管７と同様に水利用設備Ｂと軟水タンク３との間に敷設された配管である。各ボイラｂ１、ｂ２、……では、第２処理済水Ｘ４が気化して発生した水蒸気の一部が再凝縮することによって復水Ｘ５が発生する。この復水管８は、このような復水Ｘ５を水利用設備Ｂから軟水タンク３に回収する。なお、このような復水管８の先端にも散水器が取り付けられている。

【0035】

このように、第１実施形態に係る給水装置Ａは、個別の装置として設けられた膜脱気装置２及び電磁水処理装置５を備える。また、た膜脱気装置２及び電磁水処理装置５のうち、膜脱気装置２は給水路Ｓの上流側に設けられ、電磁水処理装置５は給水路Ｓの下流側に設けられている。すなわち、この給水装置Ａは、軟水Ｘ１に脱気処理を施した後に混合水Ｘ３にスケールの付着抑制処理を施す給水方法を実施するものである。

【0036】

次に、第１実施形態に係る給水装置Ａの動作つまり給水装置Ａを用いた給水方法について、図２をも参照して詳しく説明する。

【0037】

この給水装置Ａでは、原水Ｘ０が軟水装置１において軟水Ｘ１に調整され、当該軟水Ｘ１が膜脱気装置２において第１処理済水Ｘ２に調整されて軟水タンク３に貯留される。すなわち、給水装置Ａでは、軟水Ｘ１について脱気処理が施されることにより、給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等の防食の観点から有害な酸素が除去される。

【0038】

ここで、膜脱気装置２は、中空糸膜を用いて軟水Ｘ１に含まれる酸素等の気体成分を除去するものであり、よって酸素の混入量を所定レベルまで低下させた第１処理済水Ｘ２を調整する。したがって、本第１実施形態に係る給水装置Ａによれば、中空糸膜を用いた単独の装置としての膜脱気装置２を備えるので、防食の観点で第１処理済水Ｘ２における酸素の混入量を効果的に低減することが可能であり、以って給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等における錆の発生を効果的に抑制することが可能である。

【0039】

このような膜脱気装置２で調整された第１処理済水Ｘ２は、軟水タンク３において第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５と混合して混合水Ｘ３となる。給水戻り管７及び復水管８の先端には散水器が設けられているので、第１処理済水Ｘ２、第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５は、軟水タンク３において効果的に混合される。

【0040】

そして、上記混合水Ｘ３は、給水ポンプ４によって電磁水処理装置５に供給され、当該電磁水処理装置５においてスケールの付着抑制処理が施される。すなわち、混合水Ｘ３は、電磁水処理装置５によって溶存鉱物質の結晶化等が促進することにより、給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等に対するスケールの付着を抑制あるいは防止し得る第２処理済水Ｘ４に調整される。

【0041】

上記電磁水処理装置５は、上述した膜脱気装置２とは別体の単独の装置として、電磁気を用いてスケールの付着抑制処理を行う。このような電磁水処理装置５を備える給水装置Ａによれば、給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等におけるスケールの発生を効果的に抑制することが可能である。

【0042】

また、電磁水処理装置５は、混合水Ｘ３に電磁気を作用させる物理的な処理によって混合水Ｘ３にスケールの付着抑制処理を施すので、混合水Ｘ３に薬剤を添加する化学的なスケールの付着抑制処理に比べて環境汚染を発生させない。すなわち、本第１実施形態によれば、環境負荷が小さい給水装置Ａを提供することが可能である。

【0043】

そして、電磁水処理装置５で調整された第２処理済水Ｘ４は、逆止弁６を介して水利用設備Ｂに給水されて各ボイラｂ１、ｂ２、……で水蒸気の発生に利用される。そして、水利用設備Ｂに給水された第２処理済水Ｘ４の一部つまり水利用設備Ｂで余剰となる第２処理済水Ｘ４は、給水戻り管７によって軟水タンク３に回収される。

【0044】

この軟水タンク３に回収された第２処理済水Ｘ４は、給水ポンプ４によって電磁水処理装置５に再度供給されてスケールの付着抑制処理が施される。すなわち、本第１実施形態に係る給水装置Ａによれば、給水路Ｓと給水戻り管７とによって第２処理済水Ｘ４の循環経路が形成されているので、第２処理済水Ｘ４におけるスケールの付着抑制能力をより効果的に向上させることが可能であり、これによっても給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等におけるスケールの発生を効果的に抑制することが可能である。

【0045】

ここで、図２は、各ボイラｂ１、ｂ２、……の全稼働期間におけるボイラ水への鉄成分の溶解量（全鉄値）の経時変化を示す特性図である。第１実施形態に係る給水装置Ａによれば、図２（ａ）に示すように、各ボイラｂ１、ｂ２、……におけるボイラ水の全鉄値を各ボイラｂ１、ｂ２、……の稼働初期から稼働終了期までの全稼働期間に亘って基準値以下に抑えることが可能である。

【0046】

すなわち、各ボイラｂ１、ｂ２、……のボイラ水として給水装置Ａが給水する第２処理済水Ｘ４を用いることにより、つまり膜脱気装置２を備えることにより、各ボイラｂ１、ｂ２、……の稼働期間における全稼働期間に亘って鉄成分のボイラ水中への溶解量（全鉄値）を基準値以下とすることができる。

【0047】

なお、図２（ａ）では全鉄値が時間の経過とともに徐々に低下する現象が見て取れるが、この現象は給水路Ｓ、水利用設備Ｂ、給水戻り管７及び復水管８等における第２処理済水Ｘ４の流通面にマグネタイトの保護被膜が時間の経過とともに徐々に形成されることに起因するものである。

【0048】

これに対して、図２（ｂ）は、膜脱気装置２を設けない場合を示す比較例である。この図２（ｂ）が示すように、膜脱気装置２を設けない場合、マグネタイトの保護被膜の形成に起因して全鉄値が稼働時間の経過とともに徐々に低下するものの、稼働初期の約１２ヶ月において全鉄値が基準値を超えている。

【0049】

このような全鉄値の経時変化を考慮すると、膜脱気装置２を設けるものの各ボイラｂ１、ｂ２、……の稼働初期だけ膜脱気装置２を作動させることにより、稼働初期における全鉄値を基準値以下に抑えることが考えられる。すなわち、給水装置Ａの水利用設備Ｂへの給水時における所定の初期期間だけ膜脱気装置２を作動させることにより、各ボイラｂ１、ｂ２、……の全稼働期間に亘って全鉄値を基準値以下とすることが考えられる。例えば、図２（ｂ）の場合、全鉄値が基準値を超える初期の約１２ヶ月だけ膜脱気装置２を作動させる。

【0050】

このような第１実施形態によれば、給水路Ｓの上流側に設けられ、中空糸膜を用いて軟水Ｘ１（被処理水）に脱気処理を施して第１処理済水Ｘ２を調整する膜脱気装置２と、給水路Ｓの下流側に設けられ、電磁気を用いて第１処理済水Ｘ２を含む混合水Ｘ３にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水Ｘ４を調整する電磁水処理装置５を備えるので、被処理水を従来よりも効果的に浄化することが可能である。

【0051】

〔第２実施形態〕
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態に係る給水装置Ａ１は、図３に示すように水利用設備Ｂ１を給水先とする装置である。この水利用設備Ｂ１は、第１実施形態における複数のボイラｂ１、ｂ２、……に加えて、コンプレッサＣをさらに備える。

【0052】

上記コンプレッサＣは、空気等のガスを機械的に圧縮することにより圧縮空気等の圧縮ガスを発生させる圧縮機であり、強制冷却を必要とする要冷却機械である。すなわち、このコンプレッサＣは、冷却用流体を外部から取り込むことによって成果物である圧縮ガスを発生させることができる。

【0053】

第２実施形態に係る給水装置Ａ１は、第１実施形態に係る給水装置Ａと同様に第２処理済水Ｘ４（ボイラ水）を水利用設備Ｂ１に給水することに加え、混合水Ｘ３を冷却水として水利用設備Ｂ１に給水する。このような給水装置Ａ１は、第１実施形態の軟水装置１、膜脱気装置２、軟水タンク３、給水ポンプ４、電磁水処理装置５、逆止弁６、給水戻り管７及び復水管８に加え、第２給水ポンプ９及び第２逆止弁１０をさらに備える。

【0054】

第２給水ポンプ９は、軟水タンク３から混合水Ｘ３を汲み出し、第２逆止弁１０を介して水利用設備Ｂ１に供給する動力装置である。この第２給水ポンプ９は、予め設定された所定の回転数で回転することにより、所定流量の混合水Ｘ３を軟水タンク３から汲み出して水利用設備Ｂ１に順次供給する。

【0055】

第２逆止弁１０は、第２給水ポンプ９と水利用設備Ｂ１のコンプレッサＣとの間に設けられており、混合水Ｘ３の軟水タンク３への逆流を防止する安全弁である。すなわち、混合水Ｘ３の正常な流通方向（正方向）は、第２給水ポンプ９（軟水タンク３）からコンプレッサＣに向かう方向である。第２逆止弁１０は、このような正方向に対して、何らかの異常によって混合水Ｘ３が水利用設備Ｂ（コンプレッサＣ）から第２給水ポンプ９（軟水タンク３）に向かう方向（逆方向）に流通することを防止する。

【0056】

このような第２給水ポンプ９及び第２逆止弁１０は、図示するように軟水タンク３と水利用設備Ｂ１とを相互接続する循環路の途中部位に設けられている。すなわち、第２給水ポンプ９の作動によって軟水タンク３から水利用設備Ｂ１に給水された混合水Ｘ３は、水利用設備Ｂ１から軟水タンク３に循環する。なお、第２給水ポンプ９及び第２逆止弁１０を含む上記循環路は、本発明の第２給水路に相当する。

【0057】

この給水装置Ａ１では、第２処理済水Ｘ４がボイラ水として水利用設備Ｂ１に給水され、またこれと並行して混合水Ｘ３が冷却水として水利用設備Ｂ１に給水される。このような給水装置Ａ１によれば、水利用設備Ｂ１における複数のボイラｂ１、ｂ２、……について見ると、第２処理済水Ｘ４が給水されることによって水熱管の腐食が効果的に抑制されると共に水熱管におけるスケールの発生を効果的に抑制することが可能である。

【0058】

一方、水利用設備Ｂ１におけるコンプレッサＣについて見ると、給水装置Ａ１によれば、当該冷却水が流通する冷却管の腐食を効果的に抑制することが可能である。なお、混合水Ｘ３には、電磁水処理装置５でスケールの付着抑制処理が施された第２処理済水Ｘ４及び復水Ｘ５を含むので、冷却管におけるスケールの発生をある程度抑制することが可能である。

【0059】

さらに、第２実施形態に係る給水装置Ａ１では、冷却水である混合水Ｘ３がコンプレッサＣと軟水タンク３の間で循環するので、軟水タンク３に貯留された混合水Ｘ３の温度が徐々に上昇する。すなわち、軟水タンク３の混合水Ｘ３は、コンプレッサＣを熱源として加熱（予熱）される。

【0060】

そして、電磁水処理装置５は、このように加熱（予熱）された混合水Ｘ３を用いて第２処理済水Ｘ４を調整するので、当該第２処理済水Ｘ４は、第１実施形態における第２処理済水Ｘ４よりも高温となる。そして、この第２実施形態では、このような高温の第２処理済水Ｘ４が各ボイラｂ１、ｂ２、……にボイラ水として給水される。

【0061】

このような第２実施形態によれば、第２処理済水Ｘ４（ボイラ水）を予熱するので、各ボイラｂ１、ｂ２、……の熱効率を第１実施形態よりも向上させることが可能である。また、第２実施形態によれば、水利用設備Ｂ１におけるコンプレッサＣの排熱を利用して第２処理済水Ｘ４（ボイラ水）を予熱するので、予熱コストを最小限に抑えることが可能である。

【0062】

〔第３実施形態〕
さらに、本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態に係る給水装置Ａ２は、図４に示すように、第２実施形態に係る給水装置Ａ１にクーリングタワ１１、第３逆止弁１２及び第４逆止弁１３を付加した構成を備える。

【0063】

クーリングタワ１１は、流入口に第３逆止弁１２の一端が接続され、出力口に第４逆止弁１３の一端が接続されており、混合水Ｘ３が第３逆止弁１２を介して流入口に流入すると共に、混合水Ｘ３が出力口から第４逆止弁１３に向けて流出する。このようなクーリングタワ１１は、混合水Ｘ３を大気（外気）と直接または間接的に接触させることによって混合水Ｘ３を強制冷却（自然冷却）する一種の熱交換器であり、冷却塔とも言われるものである。

【0064】

第３逆止弁１２は、一端がクーリングタワ１１の流入口に接続され、他端が第２給水ポンプ９の吐出口及び第２逆止弁１０の一端に接続されている。また、第４逆止弁１３は、一端がクーリングタワ１１の流出口に接続され、他端が第２逆止弁１０の他端及びコンプレッサＣの流入口に接続されている。これら第３、第４逆止弁１２、１３は、クーリングタワ１１における混合水Ｘ３の逆流を防止する安全弁である。

【0065】

このような第３実施形態に係る給水装置Ａ２では、混合水Ｘ３がクーリングタワ１１によって強制冷却される。給水装置Ａ２では、混合水Ｘ３がコンプレッサＣの排熱によって加熱されるが、同時にクーリングタワ１１によって強制冷却される。例えば、複数のボイラｂ１、ｂ２、……が稼働を停止し、コンプレッサＣのみが稼働した場合、混合水Ｘ３は、コンプレッサＣの排熱によって温度上昇し易くなる。

【0066】

このような事態に対して、第３実施形態に係る給水装置Ａ２によれば、混合水Ｘ３がクーリングタワ１１によって強制冷却されるので、混合水Ｘ３の過度な温度上昇を抑制することが可能である。また、混合水Ｘ３は外気によって自然冷却されるので、冷却コストの削減が可能である。したがって、第３実施形態によれば、水利用設備Ｂ１の稼働状態に依らず混合水Ｘ３の過度な温度上昇を低コストで抑制することが可能である。

【0067】

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記各実施形態では複数のボイラｂ１、ｂ２、……を少なくとも備える水利用設備Ｂ、Ｂ１を供給先としたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明における供給先はボイラを備える設備に限定されず、配管の防食やスケールの発生が懸念される全ての設備に適用可能である。

【0068】

（２）上記各実施形態では、給水路Ｓにおいて膜脱気装置２と電磁水処理装置５との間に設けられた軟水タンク３（給水タンク）に給水戻り管７（回収路）を介して第２処理済水Ｘ４の一部を回収した。すなわち、上記各実施形態では、電磁水処理装置５で調整された第２処理済水Ｘ４の一部が電磁水処理装置５を循環するように構成し、膜脱気装置２を循環するように構成していない。

【0069】

この理由は、膜脱気装置２における脱気処理については循環させることによる効果が期待できず、中空糸膜をいたずらに劣化させるだけになることを考慮したものである。これに対して、電磁水処理装置５におけるスケールの付着抑制処理については、第２処理済水Ｘ４の一部を循環させることによって、スケールの付着のさらなる抑制効果が期待でき、また電極等の劣化を招来させる虞がない。

【0070】

しかしながら、本発明は上記各実施形態に限定されない。すなわち、必要に応じて軟水タンク３（給水タンク）を軟水装置１と膜脱気装置２との間に設けることによって、第２処理済水Ｘ４の一部を膜脱気装置２及び電磁水処理装置５の両方に循環させてもよい。

【0071】

（３）上記各実施形態では軟水装置１を備えたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、上記各実施形態は軟水装置１において原水Ｘ０に分離除去処理を施し、当該分離除去処理の後に電磁水処理装置５で混合水Ｘ３に対してスケールの付着抑制処理を施す。しかしながら、例えば電磁水処理装置５に分離除去処理を補うスケールの付着抑制能力が備わっている場合には、軟水装置１を削除してもよい。

【0072】

（４）上記各実施形態では、給水戻り管７を設けることによって複数のボイラｂ１、ｂ２、……で余剰となった第２処理済水Ｘ４（ボイラ水）を軟水タンク３（給水タンク）に回収したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電磁水処理装置５における１回のスケールの付着抑制処理のみによって十分なスケールの付着抑制効果が得られる場合には、給水戻り管７を削除してもよい。

【0073】

（５）上記各実施形態では、復水管８を設けることによって復水Ｘ５を軟水タンク３（給水タンク）に回収したが、本発明はこれに限定されない。例えば復水Ｘ５に何らかの原因で不純物が混入した場合には、復水管８に設けた開閉弁を閉じることによって復水Ｘ５の軟水タンク３（給水タンク）への回収を遮断してもよい。なお、この場合、各ボイラｂ１、ｂ２、……の復水Ｘ５は、別途設けられた排水路を用いて排水される。

【符号の説明】

【0074】

Ａ、Ａ１、Ａ２ 給水装置
Ｂ、Ｂ１ 水利用設備
Ｓ 給水路
１ 軟水装置
２ 膜脱気装置
３ 軟水タンク（給水タンク）
４ 給水ポンプ
５ 電磁水処理装置
６ 逆止弁
７ 給水戻り管
８ 復水管
９ 第２給水ポンプ
１０ 第２逆止弁
１１ クーリングタワ
１２ 第３逆止弁
１３ 第４逆止弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2021-11-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

給水路の上流側に設けられ、中空糸膜を用いて被処理水に脱気処理を施して第１処理済水を調整する膜脱気装置と、
前記給水路の下流側に設けられ、電磁気を用いて前記第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整し、前記第２処理済水を供給先に給水する電磁水処理装置と、
前記給水路において前記膜脱気装置と前記電磁水処理装置との間に設けられ、前記第１処理済水を貯留する給水タンクと、
前記供給先で余剰となった前記第２処理済水を前記給水タンクに回収する回収路と
を備えることを特徴とする給水装置。

【請求項2】

前記供給先に圧縮機が設けられている場合、
前記第１処理済水を前記圧縮機の冷却水として前記供給先に給水する第２給水路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。

【請求項3】

前記第２給水路は、クーリングタワを備えることを特徴とする請求項２に記載の給水装置。

【請求項4】

前記膜脱気装置は、給水時における所定の初期期間だけ作動することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の給水装置。

【請求項5】

中空糸膜を用いて被処理水に施して第１処理済水を調整する脱気処理と、
前記第１処理済水を所定の給水タンクに貯留する貯留処理と、
電磁気を用いて前記第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整する電磁水処理と、
前記第２処理済水を供給先に給水する給水処理と、
前記供給先で余剰となった前記第２処理済水を前記給水タンクに回収する回収処理と
を有することを特徴とする給水方法。

【請求項6】

前記脱気処理は、給水時における所定の初期期間だけ実施されることを特徴とする請求項５記載の給水方法。

【手続補正書】

【提出日】2022-01-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

給水路の上流側に設けられ、中空糸膜を用いて被処理水に脱気処理を施して第１処理済水を調整する膜脱気装置と、
前記給水路の下流側に設けられ、前記第１処理済水の流場に電極あるいは／及び磁石を配置することにより前記第１処理済水にスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整し、前記第２処理済水を供給先に給水する電磁水処理装置と、
前記給水路において前記膜脱気装置と前記電磁水処理装置との間に設けられ、前記第１処理済水を貯留する給水タンクと、
前記供給先で余剰となった前記第２処理済水を前記給水タンクに回収する回収路と
を備えることを特徴とする給水装置。

【請求項2】

前記供給先に圧縮機が設けられている場合、
前記第１処理済水を前記圧縮機の冷却水として前記供給先に給水する第２給水路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。

【請求項3】

前記第２給水路は、クーリングタワを備えることを特徴とする請求項２に記載の給水装置。

【請求項4】

前記膜脱気装置は、給水時における所定の初期期間だけ作動することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の給水装置。

【請求項5】

中空糸膜を用いて被処理水に施して第１処理済水を調整する脱気処理と、
前記第１処理済水を所定の給水タンクに貯留する貯留処理と、
前記貯留処理後の前記第１処理済水に電磁気を用いてスケールの付着抑制処理を施して第２処理済水を調整する電磁水処理と、
前記第２処理済水を供給先に給水する給水処理と、
前記供給先で余剰となった前記第２処理済水を前記給水タンクに回収する回収処理とを有し、
前記脱気処理と前記電磁水処理とを個別の装置で行うことを特徴とする給水方法。

【請求項6】

前記脱気処理は、給水時における所定の初期期間だけ実施されることを特徴とする請求項５記載の給水方法。