ドレン回収の歴史

ドレン回収とは

「ドレン回収の意義」は、蒸気の省エネ策として非常に有効な、ドレン回収の意義・メリットについて説明しましたが、今回はドレン回収の歴史について解説します。

ドレン回収はスチームトラップから排出されたドレンを回収・再利用し、蒸気の省エネ促進と水資源の節減を図ることを目的としています。

蒸気を多く使用する設備ではドレンも多量に発生します。ドレンを再利用する先は、ボイラー給水や温水を使う洗浄工程などですが、都合よくドレン発生源の近くにあることは少なく、多くの場合何らかの方法で遠方までドレンを移送しなければなりません。

ドレン回収の歴史は、より経済的に、効率よくドレンを回収するための方法の改善、装置開発の歴史と言えます。

最も古典的なドレン回収方法は、スチームトラップが発明された1800年前半から既に行われていました。それは、スチームトラップ入口の蒸気圧力を利用してドレンを再利用先まで移送する方法で、自圧回収とも呼ばれます。

特別な機器が不要であり、手軽に始められるドレン回収方法と言えますが、スチームトラップの入口側蒸気圧力の大きさでドレンの移送可能な高さや距離が決まり、スチームトラップの入口圧力よりも高い圧力のところにドレンを回収することはできません。

スチームトラップの一次側蒸気圧力に左右されず、より遠方・より高所へ回収することができるよう、1900年代前半に開発されたのが渦巻きポンプを組み合わせたドレン回収です。ドレンを一旦ドレンタンクに集め、ここから渦巻きポンプによってドレンを遠く離れた再利用先まで移送します。

この方法では渦巻きポンプの容量・揚程次第で、大量のドレンをより高い圧力の回収先へ回収することができます。高揚程のポンプを使用すれば回収ドレンをボイラーへ直接給水することができるようになります。

しかし渦巻きポンプは、押し込み水頭が不足するとポンプ内部でキャビテーションが発生して圧送不能になるため、高温のドレンを圧送するためには、常温の水を圧送する時よりも大きな、3～5mもの押し込み水頭が必要です。

渦巻きポンプのキャビテーション問題を解決するために1950年頃に開発されたのが、駆動源として蒸気や圧縮空気などの気体を使ってドレンを圧送するメカニカルポンプです。

渦巻きポンプと異なり遠心力を利用しないためキャビテーションの心配がありません。また、電気を必要としないため防爆エリアでの使いやすさというメリットもあります。

近年ではトラップ機能を内蔵した物や、小容量～大容量の物まで種類が豊富になっており、現在のドレン回収方法の主流の一つとして広まっています。

渦巻きポンプのキャビテーション問題を解決するためにメカニカルポンプとほぼ同時期に開発されたのが、エゼクターを渦巻きポンプの入口に配したドレン回収専用のポンプです。

このポンプはエゼクターの作用によって高温ドレンを加圧した状態で渦巻きボンプに押し込むことにより、1m程の流入水頭でもキャビテーションを起こさず運転することが可能です。

ボイラーへ高温ドレンを直接回収できる上、高所に設置するタンクが不要等、省スペース・省工事によるメリットも大きく、1970年代のオイルショック時期を機に、非常に有効な省エネ策として広く普及しました。現在も高温ドレンを直接ボイラーに回収するクローズドシステムで主流のドレン回収方法です。