JPH0210322B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はボイラ系における缶水の濃縮化に伴
う水管中のスケール付着状態を連続的に自動計測
するためのスケール付着状態計測装置に係わり、
特に、加熱制御のための断続制御における１回の
加熱期間が、水管中のスケール付着の進行に伴つ
て増大するという現象に基づいて、水管中のスケ
ール付着状態を計測するようにしたスケール付着
状態計測装置に関するものである。

一般に、ボイラ系を長時間運転すると、缶水が
濃縮化されるので、缶水中に含まれるカルシユウ
ム、マグネシユウム、シリカ等の不純物濃度が増
大し、これが水管内面に析出付着してスケールに
成長するものである。そして、スケールが熱の不
良導体であるために、スケールの付着はボイラ系
の熱交換の効率を低下させるばかりか、水管を高
温度に至らしめ、ついには、焼損をも招くことが
知られている。

而して、かかる不都合に対処するためには、水
管中のスケール付着状態を定期的な目視観測によ
り確認し、スケール付着がある程度進行したとき
には、水管に通薬してスケールを溶解除去するこ
とが行われている。

しかしながら、スケール付着状態を目視観測す
るためには、ボイラ系の運転を停止させ、一旦、
缶水をブローしてから水管内部を観測しなければ
ならず、手間のかかる作業を伴うものであつた。

而して、かかる作業は往々にして懈怠され、結
果的に、スケールの異常な成長を見過し、ついに
は、水管を焼損に至らしめ、復旧に多大の時間と
労力を費すことがしばしばであつた。

また、ボイラ系の運転停止を伴う作業である以
上、スケール付着状態の目視観測作業は、その頻
度において著しい制約を受けるので、連続計測に
はほど遠いものであり、スケール付着の進行を正
確に把握することは困難であつた。

したがつて、従前のボイラ系では、水管中のス
ケール付着状態を高精度に、かつ、連続的に自動
計測することができず、而して、スケールを除去
すべき時期を正確に把握することができず、スケ
ールの異常な成長を許し、水管の焼損を招く危険
性が極めて大であるという欠点があつた。

この発明の目的は、上記従来技術に基づく水管
中のスケール付着状態の計測の問題点に鑑み、加
熱制御のための断続制御における１回の加熱期間
が、缶水の濃縮化の進行に伴つて水管中に付着す
るスケールの影響を受けて増大する傾向を算出す
ることにより、上記欠点を除去し、高精度に、し
かも、連続的に水管中のスケール付着状態を推定
により自動計測することができる優れたボイラ系
におけるスケール付着状態計測装置を提供せんと
するものである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、水管中の蒸
気圧に対応する蒸気圧信号を出力する圧力センサ
と、蒸気圧信号が上下限蒸気圧に対応する上下限
設定値に到達したことを検出する第一第二のコン
パレータとを配設して、蒸気圧検出部を形成し、
第一第二のコンパレータの各々からの出力信号に
応答して水管を加熱するための加熱装置、典型的
には、バーナを始動あるいは停止させる加熱制御
部を設けて、蒸気の消費に伴い水管内の蒸気圧が
低下して下限蒸気圧に到達したときには、第一の
コンパレータがこれを検出して、下限蒸気圧信号
を加熱制御部に送つて加熱装置を始動させ、加熱
の開始に伴い水管中の蒸気圧が上昇して上限蒸気
圧に到達したときには、第二のコンパレータがこ
れを検出して上限蒸気圧信号を加熱制御部に送つ
て、加熱装置を停止させるようにした断続制御の
加熱制御系を備えたボイラ系において、加熱停止
期間計測部を付設して、加熱装置が停止してから
始動するまでの加熱停止期間を計測し、加熱期間
計測部を付設して、加熱装置が始動してから停止
するまでの加熱期間を計測し、更に、スケール付
着状態演算部を付設して、加熱停止期間計測部で
もつて計測された加熱停止期間に対応する、スケ
ール付着がない状態における加熱期間、すなわ
ち、基準加熱期間を検索し、加熱期間計測部でも
つて計測された加熱期間から上記検索された基準
加熱期間を減算することにより、スケール付着の
進行に伴つて、水管における熱交換の効率が低下
し、而して、特定の蒸気負荷の下で特定の蒸気圧
を発生させるためには、より多くの熱量を要する
ことに起因する加熱期間の増大傾向を演算して、
その演算結果をスケール付着状態信号として出力
するようにしたことを特徴とするものである。

さて、後続するこの発明の実施例の説明に先が
けて、この発明の構成を付設することができる典
型的な小形ボイラ系の構成及び動作を説明すれば
以下の通りである。

第１図Ａは、かかるボイラ系の構成を示すブロ
ツク説明図であり、ボイラ１はその断面が示され
ている。第１図Ｂは第１図ＡにおけるＡ−Ａ断面
図である。

図において、ボイラ１の内部は壁１ａの内周面
に沿つて多数の水管１ｂが立設され、水管１ｂは
中空筒状体から成り、その下端部は環状の下部管
寄せ１ｃ（水室）に、そして、その上端部は同じ
く環状の上部管寄せ１ｄ（蒸気室）にそれぞれ連
通し、下部管寄せ１ｃ及び水管１ｂの下部には、
缶水が収納される。

水管１ｂで囲まれたボイラ１の中心部には、燃
焼室１ｅが形成され、その上部には、電動機１ｆ
で駆動されるブロア１ｇに連通する風道１ｈが設
けられ、風道１ｈ内には、ノズル棒１ｉと電極棒
１ｊが垂設される。

燃焼室１ｅの下端部は、多数の水管１ｂの中空
部を経て煙道１ｋに連通する。上部管寄せ１ｄか
らは、連通管１ｌが壁１ａ外に延びて下部管寄せ
１ｃに連通する。

連通管１ｌの中間部には、缶水水位を目視可能
に表示する水位ゲージ１ｍと水位検出部２が介装
される。水位検出部２には、給水制御部３が接続
され、その出力端子は給水ポンプ４を駆動する電
動機４ａに接続される。給水ポンプ４の導入管は
図示しない水源に連通し、その吐出管は下部管寄
せ１ｃに連通する。

更に、連通管１ｌの上部には、圧力検出部５が
接続され、その出力端子は燃焼制御部６に接続さ
れる。燃焼制御部６からは、制御信号線６′ａ〜
６′ｃが延びて電動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポ
ンプ６′ｄのそれぞれに接続される。燃料ポンプ
６′ｄの導入管は図示しない燃料タンクに連通し、
その吐出管はノズル棒１ｉに連通しする。そし
て、下部管寄せ１ｃからはブロー管１ｎが延び
て、ブローコツク１ｐを介して図示しない排水路
に連通し、上部管寄せ１ｄからは蒸気管１ｑが延
びて図示しない所望の蒸気負荷に連通する。

上記ボイラ系の構成では、蒸気を発生させるに
際しては、電動機１ｆでもつてブロア１ｇを駆動
して風道１ｈ内に空気を圧送しつつ電極棒１ｊに
高電圧を印加してノズル棒１ｉの先端から噴射さ
れる燃料を着火させ、これを燃焼室１ｅ内で燃焼
させる。かかる燃焼により生じた高温度の燃焼ガ
スは、燃焼室１ｅ下端部から水管１ｂの中空部に
進入し、これを通過して煙道１ｋに至り排気され
る。この間に熱交換が行われて水管１ｂ中の缶水
が加熱されて蒸気となり、これが上部管寄せ１ｄ
にて集収、蓄積され、蒸気管１ｑを通じて蒸気負
荷に供給されるものである。

そして、燃焼制御に関しては、上部管寄せ１ｄ
内の蒸気圧を連通管１ｌを通じて抽出して圧力検
出部５に供給し、圧力検出部５は上部管寄せ１ｄ
内の蒸気圧が予め設定された下限蒸気圧に達した
ことを検出したときには、下限蒸気圧信号を、同
様に、上限蒸気圧に達したことを検出したときに
は、上限蒸気圧信号を燃焼制御部６に送る。

燃焼制御部６は、蒸気の消費が続行して上部管
寄せ１ｄ内の蒸気圧が降下し、下限蒸気圧信号を
受けたときには、制御信号線６′ａを通じて電動
機１ｆを始動させて、ブロア１ｇでもつて風道１
ｈを空気パージしてから制御信号線６′ｂを通じ
て電極棒１ｊに高電圧を印加するとともに、制御
信号線６′ｃを通じて燃料ポンプ６′ｄを始動させ
て、ノズル棒１ｉから噴射される燃料に点火し燃
焼を開始させ、更に、蒸気の発生が続行して蒸気
圧が上昇し、圧力検出部５から上限蒸気圧信号を
受けたときには、制御信号線６′ｃを通じて燃料
ポンプ６′ｄを停止させて、燃料供給を断つこと
により燃焼を停止させるとともに、燃焼ガスの排
出を待つて、制御信号線６′ａを通じて電動機１
ｆを停止させてブロア１ｇからの送風を断つ。

而して、燃焼の断続制御でもつて上部管寄せ１
ｄ内の蒸気圧を上下限蒸気圧として予め設定され
た両圧力値の間の圧力値に保つことができるもの
である。

なお、簡便な装置では、電動機１ｆ、燃料ポン
プ６ｄの始動・停止制御、及び電極棒１ｊへの高
電圧の印加を同時に行つてもよい。

更に、給水系に関しては、連通管１ｌ内の気水
境界面、すなわち、水管１ｂ内の缶水水位の変化
を水位検出部２に伝達し、水位検出部２は缶水水
位が予め設定された下限水位に達したことを検出
したときには、下限水位信号を、同様に、上限水
位に達したことを検出したときには、上限水位信
号を給水制御部３に送る。

給水制御部３は、蒸気の消費により水管中の缶
水水位が降下し、水位検出部２から下限水位信号
を受けたときには、電動機４ａを始動させて給水
ポンプ４でもつて下部管寄せ１ｃを通じて水管１
ｂへの給水を開始させ、給水が続行して缶水水位
が上昇し、水位検出部２から上限水位信号を受け
たときには、電動機４ａを停止させて水管１ｂへ
の給水を断つ。

而して、給水の断続制御でもつて、水管１ｂ内
の缶水水位を上下限水位として予め設定された両
水位値の間の水位値に保つことができるものであ
る。

そして、かかる給水の断続制御と、前記燃焼の
断続制御は互いに別個独立に行われるものであ
る。

また、缶水のブローに際してはブローコツク１
ｐを開くことにより、排水管１ｎを通じて下部管
寄せ１ｃ及び水管１ｂ中の缶水の一部あるいは全
部をブローすることができるものである。

なお、ブロア１ｇ、風道１ｈ、ノズル棒１ｉ、
電極棒１ｊから成るバーナは、これに限られるも
のではなく、要すれば、水管１ｂ内の缶水を加熱
して蒸気を発生させ得れば足りるので、一般的に
は、電気ヒータ等をも含む加熱装置であればよ
い。

而して、同様に、燃焼制御部６も加熱装置を断
続する加熱制御部であればよい。

続いて、第２図〜第５図に基づいて、この発明
の一実施例の構成及び動作を説明すれば以下の通
りである。

第２図は、この発明の一実施例の構成を示すブ
ロツク図であり、図中、第１図における符号と同
一の符号で表わされる構成要素はそれぞれ第１図
のものに対応している。

圧力検出部５は、連通管１ｌを通じて上部管寄
せ１ｄ内の蒸気圧が導かれる圧力センサ５ａと、
圧力センサ５ａの出力端子にそれぞれの第一の入
力端子が接続された第一、第二のコンパレータ５
ｂ，５ｃと、第一、第二のコンパレータ５ｂ，５
ｃの第二の入力端子にそれぞれ接続された基準電
圧源５ｄ，５ｅとから成る。

加熱制御部６は、第一のコンパレータ５ｂの出
力端子がそのセツト端子に接続され、第二のコン
パレータ５ｃの出力端子がインバータ６ａを通じ
てそのリセツト端子に接続されたフリツプフロツ
プ６ｂと、フリツプフロツプ６ｂの正相出力端子
がドライバ６ｃを通じてその一端に接続され、そ
の他端が電源６ｄに接続されたリレー６ｅとから
成り、リレー６ｅの接点６e′，６e″，６ｅは電
動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポンプ６′ｄを制御
するための制御信号線６′ａ，６′ｂ，６′ｃのそ
れぞれと電源の間に挿入される。

加熱停止期間計測部７は、クロツクパルス発振
器７ａと、一つの入力端子がクロツクパルス発振
器７ａの出力端子に接続され、他の一つの入力端
子がフリツプフロツプ６ｂの補相出力端子に接続
されたアンドゲート７ｂと、アンドゲート７ｂの
出力端子がその入力端子に接続されたカウンタ７
ｃと、その入力端子がフリツプフロツプ６ｂの補
相入力端子に接続され、その出力端子がカウンタ
７ｃのクリア端子に接続された単安定マルチバイ
ブレータ７ｄとから成る。

加熱期間計測部８は、加熱停止期間計測部７と
全く同様に接続されたアンドゲート８ｂ、カウン
タ８ｃ、単安定マルチバイブレータ８ｄとから成
り、アンドゲート８ｂの一つの入力端子はクロツ
クパルス発振器７ａの出力端子に、そして、他の
入力端子はフリツプフロツプ６ｂの正相出力端子
にそれぞれ接続される。

スケール付着状態演算部９は、データバス９
ａ、アドレスバス９ｂ、コントロールバス９ｃで
もつて相互接続されたマイクロプロセツサ９ｄ、
メモリ９ｅ、第一第二の入力ポート９ｆ，９ｇ、
出力ポート９ｈと、第一第二の割込入力線９ｉ，
９ｊのそれぞれにその補相出力端子が接続された
単安定マルチバイブレータ９ｋ，９ｍとから成
り、第一第二の入力ポート９ｆ，９ｇの入力端子
はカウンタ７ｃ，８ｃの出力端子にそれぞれ接続
され、単安定マルチバイブレータ９ｋ，９ｍの入
力端子はフリツプフロツプ６ｂの正相出力端子及
び補相出力端子にそれぞれ接続される。

なお、１０は出力ポート９ｈに接続された表示
部である。

第３図は、連通管１ｌに抽出された上部管寄せ
１ｄ内の蒸気圧の変化Ａと、第一第二のコンパレ
ータ５ｂ，５ｃが出力する上下限蒸気圧信号Ｂ，
Ｃと、フリツプフロツプ６ｂの正相出力信号Ｄ，
Ｅとを対比して示す波形図である。

上記構成において、先ず、スケール付着がない
状態での加熱制御のための圧力検出部５、加熱制
御部６の動作を説明すれば以下の通りである。

圧力センサ５ａは連通管１ｌを通じて導かれた
上部管寄せ１ｄ内の蒸気圧に応答して、これに対
応する蒸気圧信号S₁を出力するものであるとこ
ろ、いま、第３図Aaに示すように蒸気圧が下限
蒸気圧Ｌよりも高い場合には、基準電圧源５ｄか
ら供給される、下限蒸気圧Ｌに対応する蒸気圧信
号S₁の下限設定値に等しい基準電圧V_Lよりも蒸
気圧信号S₁の方が大きくなるので、これを検出し
て第一のコンパレータ５ｂは第３図Cbに示すよ
うに「１」を出力する。

そして、蒸気の消費あるいは温度低下に伴つて
蒸気圧が低下し、第３図Acに示すように、下限
蒸気圧Ｌに達すると、蒸気圧信号S₁が基準電圧
V_Lよりも小さくなるので、これを検出して第一
のコンパレータ５ｂは第３図Cdに示すように
「０」を出力する。

かかる第一のコンパレータ５ｂの出力信号の
「１」から「０」への反転をセツト端子に受けて
フリツプフロツプ６ｂが「１」にセツトされ、そ
の正相出力信号は、第３図Deに示すように「０」
から「１」に反転する。この信号を受けてドライ
バ６ｃが導通状態となり、リレー６ｅが励磁され
て、接点６e′，６e″，６ｅが閉成し、電動機１
ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポンプ６′ｄに電源が供給
されるので、缶水の加熱が行われる。

而して、フリツプフロツプ６ｂが「１」になつ
ている期間中、加熱が続行し、第３図Afに示す
ように、蒸気圧が上昇し続ける。

やがて、第３図Agに示すように蒸気圧が上限
蒸気圧Ｈに達すると、いままで、蒸気圧信号S₁
が、基準電源５ｅから供給される、上限蒸気圧に
対応する蒸気圧信号S₁の上限設定値に等しい基準
電圧V_Hよりも小さかつたために、第３図Bhに示
すように、「０」を出力していた第二のコンパレ
ータ５ｃが第３図Biに示すように、「１」を出力
するようになる。

かかる第二のコンパレータ５ｃの出力信号の
「０」から「１」への反転はインバータ６ａによ
り、「１」から「０」への反転に変換されて、フ
リツプフロツプ６ｂのリセツト端子に供給され、
これを「０」にリセツトする。

而して、第３図Djに示すように、フリツプフ
ロツプ６ｂの正相出力信号が「０」となるので、
リレー６ｅが非励磁状態となり、接点６e′，６
e″，６ｅが開成し、缶水の加熱が停止する。

このようにして、加熱装置が始動してから停止
するまでの期間（以下加熱期間という）はフリツ
プフロツプ６ｂが「１」になつている期間でもつ
て特定され、更に、加熱装置が停止してから始動
するまでの期間（以下加熱停止期間という）は、
フリツプフロツプ６ｂが「０」になつている期間
でもつて特定されるものである。

そして、かかる加熱装置の断続制御では、スケ
ール付着がない場合の加熱期間T₁（以下基準加熱
期間という）は蒸気負荷に応じて各ボイラ系個有
の値に特定されるものである。

加熱を停止した後は第３図Akに示すように、
蒸気の消費あるいは温度低下に伴つて蒸気圧が再
び低下し、下限蒸気圧Ｌに達するまでは、フリツ
プフロツプ６ｂが「０」に留まつて、加熱停止期
間T₂が形成され、しかる後、同様の動作が繰返
し行われて、蒸気圧は上限蒸気圧Ｈと下限蒸気圧
Ｌの間に保たれる。

次に、スケール付着が進行した状態での加熱制
御のための圧力検出部５、加熱制御部６の動作を
説明すれば以下の通りである。

スケール付着が進行した状態では、スケールが
熱の不良導体であるために、水管１ｂの熱伝導率
が減退し、熱交換の効率が低下する。

而して、加熱期間中、加熱装置から供給される
熱量が一定である以上、第３図Af′に示すように、
蒸気圧の上昇勾配が鈍化し、上限蒸気圧Ｈに達す
る時点は第３図Ag′に示すように、△T₁だけ遅れ
ることとなり、結局、フリツプフロツプがリセツ
トされる時点も第３図Ej′に示すように、△T₁だ
け遅れるので、加熱期間がT₁′に増大する。

このように、加熱期間はスケール付着の進行に
伴つて増大傾向を示すものであるが、加熱停止期
間の方は専ら蒸気の消費、すなわち、蒸気負荷に
よつて支配されるものであり、スケール付着の影
響を受けることはないので、蒸気圧が上限蒸気圧
Ｈに達した後は第３図Ak′に示すように、スケー
ル付着がない場合の勾配と同じ勾配でもつて下限
蒸気圧Ｌに達するまで低下し、第３図Em′に示す
ように、スケール付着がない場合の加熱停止期間
と同一の加熱停止期間T₂が形成されるものであ
る。

さて、このようにして、加熱期間と加熱停止期
間はフリツプフロツプ６ｂの状態でもつて特定さ
れるものの、加熱期間は蒸気負荷によつても変化
し、蒸気負荷の増大に従つて増大する傾向にある
ので、加熱期間の増大傾向から直接的にスケール
付着状態を推定することはできない。

そこで、専ら蒸気負荷に支配される加熱停止期
間T₂を計測し、その計測結果に基づいて、その
蒸気負荷における基準加熱期間T₁を検索し、更
に加熱期間を計測し、基準加熱期間に対する加熱
期間の増大傾向を算出し、これにより、スケール
付着状態を推定すべく協動するところの、加熱停
止期間計測部７、加熱期間計測部８、スケール付
着状態演算部９の動作を説明すれば以下の通りで
ある。

いま、加熱装置の断続制御に際して、フリツプ
フロツプ６ｂの正相出力信号は第３図Ｅに示すよ
うに加熱停止期間T₂の間「０」となるので、そ
の補相出力信号は加熱停止期間T₂の間「１」と
なる。かかる補相出力信号を受けて、加熱停止期
間中に限り、アンドゲート７ｂが開いて、クロツ
クパルス発振器７ａからのクロツクパルスをカウ
ンタ７ｃに導き、これを計数させる。

そして、第３図Ee′に示すように、フリツプフ
ロツプ６ｂが「０」から「１」に反転すると、そ
の補相出力信号は「１」から「０」に反転し、ア
ンドゲート７ｂが閉じて、カウンタ７ｃへのクロ
ツクパルスの供給が断たれ、カウンタ７ｃには、
加熱停止期間T₂を表わすデイジタル符号が成生
され、加熱停止期間信号S₂として出力される。

このとき同時に、フリツプフロツプ６ｂの補相
出力信号の「１」から「０」への反転により、単
安定マルチバイブレータ９ｋがトリガされて準安
定状態に移行し、第一の割込制御線９ｉを「０」
にして、マイクロプロセツサ９ｄに第一の割込指
令信号を与える。

かかる第一の割込指令信号を受けて、マイクロ
プロセツサ９ｄが実行する演算処理のフローを示
すものが第４図のフローチヤートである。

第一の割込指令信号を受けたマイクロプロセツ
サ９ｄは、先ず、第４図ａの工程を実行し、アド
レスバス９ｂに入力ポート９ｆを指定するアドレ
ス信号を送出するとともに、コントロールバス９
ｃに制御信号を送出して、カウンタ７ｃが出力す
る加熱停止期間T₂を表わす加熱停止期間信号S₂
を入力ポート９ｆから読み込み、これをデータバ
ス９ａを通じてマイクロプロセツサ９ｄ内に転送
する。

次に、第４図ｂの工程に移行し、転送された加
熱停止期間信号S₂に特定の数値を加算することに
より、この加熱停止期間信号S₂で表わされる加熱
停止期間に対応する基準加熱期間信号S₃が記憶さ
れているメモリ９ｅのアドレスを算出し、第４図
ｃの工程に移行し、算出されたメモリのアドレス
をマイクロプロセツサ９ｄ内の第一のレジスタ
に、一旦、記憶させてから第４図ｄの工程に移行
し、停止状態となる。

そして、上記演算処理のために、カウンタ７ｃ
が出力する加熱停止期間信号S₂がマイクロプロセ
ツサ９ｄに読み込まれた後、フリツプフロツプ６
ｂの補相出力信号の「１」から「０」への反転に
より、トリガされて準安定状態に移行していた単
安定マルチバイブレータ７ｄが安定状態に複帰
し、カウンタ７ｃをクリアし、これを次回の加熱
停止期間の計測に備える。一つの加熱停止期間が
終了すると、第３図Ee′に示すように、フリツプ
フロツプ６ｂの正相出力信号が「０」から「１」
に反転して、加熱期間T₁が開始する。

かかるフリツプフロツプ６ｂの正相出力信号を
受けて、加熱期間中に限り、今度は、アンドゲー
ト８ｂが開いてクロツクパルス発振器７ａからの
クロツクパルスをカウンタ８ｃに導く。カウンタ
８ｃは前述のカウンタ７ｃと同様に作動し、第３
図Ej′に示すように、フリツプフロツプ６ｂの正
相出力信号が「１」から「０」に反転して加熱期
間T₁′が終了した時点で、加熱期間T₁′を表わす加
熱期間信号S₄を出力する。

このとき同時に、単安定マルチバイブレータ９
ｍがトリガされて準安定状態に移行し、第二の割
込制御線９ｊを「０」にして、マイクロプロセツ
サ９ｄに第二の割込指令信号を与える。第二の割
込指令信号を受けたマイクロプロセツサ９ｄは、
今度は、第４図ｅの工程を実行し、入力ポート９
ｇを通じて加熱期間T₁′を表わす加熱期間信号S₄
を読み込んで、第４図ｆの工程にて、これをマイ
クロプロセツサ９ｄ内の第二のレジスタに、一
旦、記憶させてから第４図ｇの工程に移行し、前
述した第一の割込指令信号に基づく演算処理でも
つて、第一のレジタに記憶されているメモリのア
ドレスをアドレスバス９ｂを通じてメモリ９ｅに
転送してそのアドレスを指定するとともに、コン
トロールバス９ｃを通じて制御信号をメモリ９ｅ
に送つてこれを読み出しモードで作動させること
により、指定されたアドレスに記憶されている基
準加熱期間信号S₃を読み出して、データバス９ａ
を通じてこれをマイクロプロセツサ９ｄ内に取り
込む。

かかる検索処理に関しては、メモリ９ｅ内に
は、アドレス（達）と各アドレスに記憶されてい
る記憶内容（達）との関係に従つてテーブルが形
成されるので、ある加熱停止期間信号に基づいて
メモリ９ｅのアドレスを指定し、その加熱停止期
間信号に対応する基準加熱期間信号をその指定さ
れたアドレスに予め記憶しておけば、種々の加熱
停止期間信号S₂のそれぞれに対応する基準加熱期
間信号S₃をテーブルに従つて検索することができ
るものである。

第５図は、上記テーブルにおける加熱停止期間
T₂と基準加熱期間T₁との関係の一例を示すグラ
フであり、このような関係は各ボイラ系について
実測により容易に決定できるものである。

第５図のグラフに基づいて上記検索処理につい
て更に説明すれば、この処理は加熱停止期間計測
部７にて実測された加熱停止期間信号S₂に基づい
て同図ａに示すように、グラフの横軸上に表わさ
れた加熱停止期間T₂の値を特定し、同図ｂに示
すように、その横軸上の値に対応して、縦軸上に
表わされた基準加熱期間T₁の特定の値を検索す
ることにより、特定の蒸気負荷におけるスケール
付着がない状態での基準加熱期間を求めるように
したものである。

基準加熱期間の検索処理の実行が完了すると、
マイクロプロセツサ９ｄは第４図ｈの工程に移行
し、同図ｆの工程で第二のレジスタに記憶された
加熱期間T₁′を表わす加熱期間信号S₄から同図ｇ
の工程で検索した基準加熱期間T₁を表わす基準
加熱期間信号S₃を減算して、加熱期間T₁′の基準
加熱期間T₁に対する増分△T₁を算出し、続いて
同図ｉの工程に移行し、その増分△T₁をスケー
ル付着状態信号S₅として出力ポート９ｈを通じて
表示部１０に転送する。

しかる後、マイクロプロセツサ９ｄは第４図ｊ
の工程にて停止状態となり、第一の割込指令信号
に応答する次回の演算処理に備えられる。

このようにして得られたスケール付着状態信号
S₅は、水管内のスケール付着の進行に伴つて増大
する傾向にあり、しかも、蒸気負荷に応じた基準
加熱信号S₃に対する加熱期間信号S₄の増分を表わ
しているので、この信号に基づいて蒸気負荷に係
わりなく、スケール付着状態を推定することがで
きるものである。

表示部１０はスケール付着状態演算部９からス
ケール付着状態信号S₅を受けて、これを直接的
に、あるいは、実験式に従つてスケール付着を表
わす指数等に変換して目視可能に表示するもので
ある。

なお、上記実施例では、加熱停止期間計測部
７、加熱期間計測部８は１回の断続制御に関し
て、加熱停止期間T₂、加熱期間T₁′を計測して、
それぞれ一つの加熱停止期間信号S₂、一つの加熱
期間信号S₄を出力し、これに基づいてスケール付
着状態演算部９は一つのスケール付着状態信号S₅
を算出しているが、複数回の断続制御に関して、
加熱停止期間、加熱期間を計測して、これらの平
均値を算出して、一つの加熱停止期間信号、一つ
の加熱期間信号として処理することもできる。

そのようにすれば、ボイラ系の瞬時的変動に起
因する加熱停止期間信号、加熱期間信号のバラツ
キを回避でき、より安定で正確な推量が得られる
という実益がある。

また、上記実施例の動作では、基準加熱期間信
号S₃はメモリ９ｅの所定のアドレスに予め記憶さ
れているものとして説明されているが、水管の清
浄直後に、加熱停止期間計測部７、加熱期間計測
部８でもつて種々の蒸気負荷に対応する加熱停止
期間と加熱期間を計測して、これをマイクロプロ
セツサ９ｄを通じてメモリ９ｅに書き込むことに
より、自動的にテーブルを作成する構成としても
よい。

そのようにすれば、簡便な操作でもつて、各ボ
イラ系固有の加熱停止期間と基準加熱期間との関
係を表わすテーブルをメモリ内に自動的に形成で
きるという実益がある。更に付言すれば、この明
細書にいう第一のコンパレータ５ｂと第二のコン
パレータ５ｃは別個独立のハードウエアとして実
現される構成に限定されるものではなく、第一の
コンパレータと第二のコンパレータを唯一のハー
ドウエアとして一体に実現する構成としてもよ
い。

以上のように、この発明は、蒸気圧検出部と加
熱制御部を設けて、加熱装置を断続制御するボイ
ラ系において、加熱停止期間計測部と加熱期間計
測部を付設して加熱停止期間と加熱期間を計測
し、更に、スケール付着状態演算部を付設して、
蒸気負荷を表わす加熱停止期間に基づいて、その
蒸気負荷におけるスケール付着がない状態での基
準加熱期間を検索し、検索された基準加熱期間と
加熱期間計測部でもつて計測された加熱期間との
大小関係に基づいて、水管中のスケール付着の進
行に伴う蒸気負荷ごとの加熱期間の増大傾向を算
出してこれをスケール付着状態信号として出力す
るように構成されているので、この発明によれ
ば、水管中のスケール付着状態を高精度に推定
し、しかも自動的に実行することにより、従前の
手間のかかる目視観測作業を廃して、スケールを
除去すべき時期を正確に把握でき、而して、スケ
ールの異常な成長に起因する水管の焼損を未然に
防止できるという優れた効果がある。

更に、加熱停止期間と加熱期間という比較的短
期間の計測でもつて得られる情報に基づいて演算
処理を実行しているので、スケール付着状態を実
質上、連続的に推定でき、而して、スケール付着
の進行を正確に把握できるばかりか、スケール付
着の要因分析に極めて有効なデータを確保できる
という効果もある。

しかも、この発明の構成における蒸気圧検出部
と加熱制御部は、加熱装置の断続制御には不可欠
の構成要素であり、これをそのまま利用して、加
熱制御部から得られる加熱装置の始動停止信号を
処理するための構成要素を付設すれば足りるの
で、構成が簡潔で無駄がなく、低コストで実現で
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はボイラ系の構成を示すブロツク図、第
２図〜第５図はこの発明の実施例に関するもので
あり、第２図はそのブロツク図、第３図は要部の
波形図、第４図は第２図中のスケール付着状態演
算部９における演算処理の手順を示すフローチヤ
ート、第５図は加熱停止期間と基準加熱期間の関
係を示すグラフである。 ５……圧力検出部、５ａ……圧力センサ、５
ｂ，５ｃ……コンパレータ、６……加熱制御部、
７……加熱停止期間計測部、８……加熱期間計測
部、９……スケール付着演算部、１０……表示
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラの蒸気圧に対応する蒸気圧信号を出力
   する圧力センサと、蒸気圧信号が下限蒸気圧に対
   応する下限設定値であることを検出して下限蒸気
   圧信号を出力する第一のコンパレータと、蒸気圧
   信号が上限蒸気圧に対応する上限設定値であるこ
   とを検出して上限蒸気圧信号を出力する第二のコ
   ンパレータとから成る蒸気圧検出手段と、下限蒸
   気圧信号に応答して、ボイラを加熱するための加
   熱装置を始動させ、上限蒸気圧信号に応答して加
   熱装置を停止させる断続制御の加熱制御手段とを
   備えたボイラ系において、加熱装置が停止してか
   ら始動するまでの期間を計測してその計測結果を
   加熱停止期間信号として出力する加熱停止期間計
   測手段と、加熱装置が始動してから停止するまで
   の期間を計測してその計測結果を加熱期間信号と
   して出力する加熱期間計測手段と、加熱停止期間
   信号と加熱期間信号とに基づいて水管中のスケー
   ル付着状態を推定するための演算を実行し、その
   演算結果をスケール付着状態信号として出力する
   スケール付着状態演算手段とを付設して成り、上
   記スケール付着状態演算手段は、予め記憶された
   水管にスケール付着のない状態における加熱停止
   期間とそれに対応する基準加熱期間の関係を表わ
   すテーブルに従つて加熱停止期間信号により表わ
   される加熱停止期間に対応する基準加熱期間を検
   索し、加熱期間信号により表わされる加熱期間と
   基準加熱期間との大小関係に基づいて、加熱期間
   の、基準加熱期間に対する増大傾向を算出する演
   算を実行することを特徴とするボイラ系における
   スケール付着状態計測装置。