JPH0210323B2 - - 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
う缶水中の不純物濃度の増大傾向を連続的に自動
計測するための缶水濃縮度計測装置に係わり、特
に、１回の断続制御でもつてボイラに給水される
期間が缶水の濃縮化に伴つて増大する現象に基づ
いて缶水の濃縮度合いを計測するようにした缶水
濃縮度計測装置に関するものである。

一般に、ボイラ系を長期間運転すると、缶水が
濃縮化されるので、缶水中に含まれる溶解固形分
等の不純物の濃度が増大して、缶水表面に気泡を
生ずるものである。そして、かかる気泡が気水境
界面を離れて蒸気中に混入してキヤリーオーバー
を生じ、ボイラ系に接続されたバルブ等の関連機
器の損傷を招くことが知られている。

而して、キヤリーオーバーを防ぐためには、給
水あるいは蒸気の流量を流量計でもつて計測する
こと等により、缶水濃縮度を推量して、これがあ
る程度増大したときには、缶水の吹き出し（以下
ブローという）を行つて、新しい缶水と置換する
ことが行われてはいるものの、小形のボイラ系で
は、流量計を装備することの経済的負坦が相対的
に大きくなるので、その採用が一般的に困難であ
り、而して、流量計による計測に代えて、ボイラ
系の累積燃料消費量を貯蔵容器、典型的には、ド
ラム缶の単位でもつて計測することにより、ある
いは、缶水の一部を抽出してその電気伝導度を計
測することにより、缶水濃縮度を推量することが
しばしば行われている。

しかしながら、累積燃料消費量に基づいて累積
蒸気消費量を推量し、更に、累積蒸気消費量に基
づいて缶水濃縮度を推量する場合には、ボイラ系
の効率が蒸気消費量（負荷）に従つて変化するの
で、高精度の計測は期待し難いものであつた。

加えて、ドラム缶等の貯蔵容器の計数に基づい
て計測する場合には、計量の最小単位が極めて大
きく、計測に際して多大の量子化誤差を伴うの
で、連続量による計測にはほど遠いものであつ
た。

その上、ドラム缶等による累積燃料消費量の計
測は、消費した燃料が貯蔵されていたドラム缶等
の数量をいちいち計数して、これを記録するとい
う煩雑な作業を伴うので、往往にして実行され
ず、累積蒸発量、ひいては缶水濃縮度を全く把握
できなくなつてしまうこともしばしばであつた。

また、缶水の電気伝導度に基づいて缶水濃縮度
を推量する場合には、間歇的な計測しかできず、
しかも、実際上計測回路が制約されるために、缶
水濃縮度の増大傾向を連続的に計測することがで
きなかつた。

而して、かかる従前のボイラ系では、ブローを
実行すべき時期を正確に把握することができず、
缶水を著しい濃縮状態に至らしめ、キヤリーオー
バーを頻発させ、関連機器の損傷を招く危険性が
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缶水濃
縮度の推量の問題点に鑑み、１回の断続制御でも
つて供給される給水量、すなわち、給水期間が、
缶水の濃縮化の進行に伴つて増大する現象に基づ
いて、給水期間の増大傾向を計測することによ
り、上記欠点を除去し、高精度に、しかも、連続
的に缶水濃縮度を計測することができる優れたボ
イラ系における缶水濃縮度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、水管の上下
端部を連通する連通管に上下限水位センサを配設
して水位検出部を形成し、上下限水位センサの
各々からの出力信号に応答して、水管に缶水を供
給する給水ポンプを始動あるいは停止させる給水
制御部を設けて、蒸気消費に伴う缶水水位の降下
に応じて連通管の水位が降下し、下限水位に到達
したときには、下限水位センサがこれを検出して
下限水位信号を給水制御部に送つて給水ポンプを
始動させ、給水の開始に伴う缶水水位の上昇に応
じて連通管の水位が上昇し、上限水位に到達した
ときには、上限水位センサがこれを検出して上限
水位信号を給水制御部に送つて給水ポンプを停止
させるようにした断続制御の給水制御系を備えた
ボイラ系において、給水期間計測部を付設して、
給水ポンプが始動してから停止するまでの給水期
間を計測し、更に、缶水濃縮度演算部を付設し
て、給水期間計測部でもつて計測された給水期間
から缶水濃縮のない状態における基準給水期間を
減算することにより、給水開始時における連通管
の水位低下変動幅が缶水の濃縮化の進行に伴つて
増大する現象に起因する給水期間の増大傾向を演
算し、その演算結果を缶水濃縮度信号として出力
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６ａ〜６
ｃが延びて電動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポンプ
６ｄ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６ａを通じて電動機
１ｆを始動させて、ブロア１ｇでもつて風道１ｈ
を空気パージしてから制御信号線６ｂ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６ｃを通じて燃料ポンプ６ｄ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６ｃ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６ａを通じて電動機１ｆ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
１ｄ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中の缶水水位の変化
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中の缶水を加熱
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４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図は第１図における水位検出部２及び給水
制御部３の構成を抽出して示すブロツク図であ
る。

そして、第１図の構成との対比において、導管
１l′，１l″は上部管寄せ１ｄと下部管寄せ１ｃに
それぞれ接続されており、連通管１ｌには、水管
１ｂ中の缶水の一部が抽出されて導かれている。

水位検出部２は、連通管１ｌの水位が下限水位
Ｌに達したことを検知する下限水位プローブ２ａ
と、連通管１ｌの水位が上限水位Ｈに達したこと
を検知する上限水位プローブ２ｂとがそれぞれ下
限水位Ｌ、上限水位Ｈにその先端が位置するよう
に配設され、また、水中に埋没した水中電極２ｃ
と、水中電極２ｃに一端が接続された交流電源２
ｄと、交流電源２ｄの他端と下限水位プローブ２
ａとの間に挿入された第一の電流検出器２ｅと、
交流電源２ｄと上限水位プローブ２ｂとの間に挿
入された第二の電流検出器２ｆとを具備してい
る。

ここに、上限水位Ｈ及び下限水位Ｌは、水位検
出部２の連通管１ｌ中に、給水の断続制御におけ
る缶水の上下限水位として予め設定された水位で
ある。

そして、△Ｌは、連通管１ｌ中の下限水位Ｌの
給水開始時における水位低下変動幅である。

給水制御部３は、第一の電流検出器２ｅの出力
端子がそのセツト端子に接続され、第二の電流検
出器２ｆの出力端子がインバータ３ａ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
３ｂと、フリツプフロツプ３ｂの正相出力端子が
ドライバ３ｃを通じてその一端に接続され、その
他端が電源３ｄに接続されたリレー３ｅとから成
り、リレー３ｅの接点３e′は給水ポンプ４を駆動
する電動機４ａの電源供給線４ｂに挿入される。

第３図は水位検出部２内の連通管１ｌの水位変
化Ａと、第一、第二の電流検出器２ｅ，２ｆの出
力信号Ｃ，Ｂと、フリツプフロツプ３ｂの正相出
力信号Ｄとを対比して示す波形図である。

上記構成から成る水位検出部２、給水制御部３
に関して、先ず、缶水濃縮のない状態、典型的に
は、ブロー後の給水直後の状態での給水制御の動
作を説明すれば以下の通りである。

いま、第３図Aaに示すように連通管１ｌの水
位が下限水位Ｌよりも高い位置にある場合には、
下限水位プローブ２ａが水没して、水中電極２ｃ
との間が水を通じて導通状態となり、交流電源２
ｄに対して第一の電流検出器２ｅ、下限水位プロ
ーブ２ａ、水中電極２ｃから成る負荷回路が形成
されるので、第一の電流検出器２ｅに電流が流
れ、これを検出して第一の電流検出器２ｅは第３
図Cbに示すように「１」を出力する。

そして、水位が降下して、第３図Acに示すよ
うに、下限水位Ｌに達すると、下限水位プローブ
２ａの先端が水面から離れ、交流電源２ｄに対す
る負荷回路が遮断されるので、第一の電流検出器
２ｅを通過する電流が零となり、これを検出し
て、第一の電流検出器２ｅは第３図Cdに示すよ
うに「０」を出力する。かかる第一の電流検出器
２ｅ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３ｂが
「１」にセツトされ、その正相出力端子には、第
３図Deに示すように「０」から「１」への反転
信号が現われる。この信号を受けて、ドライバ３
ｃが導通状態となり、リレー３ｅが励磁されて、
接点３e′が閉成し、電動機４ａに電源が供給され
るので、給水ポンプ４による給水が行われる。

而して、フリツプフロツプ３ｂが「１」になつ
ている期間中、給水が続行し、第３図Afに示す
ように、水位が上昇し続ける。

やがて、第３図Agに示すように、水位が上限
水位Ｈに達すると、いままで上限水位プローブ２
ｂが水没していなかつたために、第３図Bhに示
すように、「０」を出力していた第二の電流検出
器２ｆが第３図Biに示すように、「１」を出力す
るようになる。かかる第二の電流検出器２ｆの出
力信号の「０」から「１」への反転はインバータ
３ａ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３ｂのリセツト端子に供給
されて、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３ｂの正相出力が「０」となるので、リレ
ー３ｅが非励磁となり、接点３e′が開成し、給水
が停止する。

このようにして、給水ポンプ４が始動してから
停止するまでの期間T₁（以下給水期間という）は
フリツプフロツプ３ｂが「１」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、かかる給水ポンプの断続制御では、一
つの給水期間中に水管１ｂに蓄積される水量は下
限水位Ｌと上限水位Ｈとの差Ｗに基づいて各ボイ
ラ系固有の値に特定されるものである。

給水を停止した後は、第３図Akに示すように、
水位は再び降下して下限水位Ｌに達し、更に、同
様の動作が繰返し行われて、水位が下限水位Ｌと
上限水位Ｈとの間の水位に保たれる。

次に缶水の濃縮化が進行した状態での給水制御
動作を説明すれば以下の通りである。

缶水の濃縮化が進行した状態では、缶水の物性
の変化に起因して、高温下における水管１ｂ中で
の缶水の泡立ちが激しくなるので、その泡立ちの
反作用を受けて、連通管１ｌの水位が押し上げら
れて、水管１ｂの缶水水位よりも高くなり、しか
も、給水開始時には、缶水の温度が低下して、泡
立ちが抑制されるので、上記反作用も消滅して、
連通管１ｌの水位が水管１ｂの缶水水位に等しく
なるという現象が観測される。

而して、第３図Acに示すように、連通管１ｌ
の水位が下限水位Ｌに達すると、前記動作に従つ
て、水管１ｂへの給水が開始されて、水管１ｂ中
の缶水の温度が低下し、缶水の泡立ちが慎静化
し、泡立ちによる反作用が消滅するので、連通管
１ｌの水位は第３図Ac′に示すように、急激に降
下して、泡立ち消滅後における水管１ｂの缶水水
位に等しくなる。

すなわち、缶水の泡立ちの反作用により押し上
げられた連通管１ｌの水位が下限水位に達した時
点では、水管１ｂ中の泡立つた缶水の気泡層を除
く缶水水面は、下限水位Ｌよりも△Ｌだけ下方に
存在しており、給水開始に伴う気泡層の消滅に際
して、連通管１ｌの水位は缶水水面に向つて、水
位変化変動幅△Ｌだけ低下するものである。

そして、缶水の供給が続行されると、水管１ｂ
中の缶水水位の上昇に対応して連通管１ｌの缶水
も第３図Af′に示すように上昇して、第３図
Ag′に示す時点で、上限水位センサＨに達し、給
水が停止する。

このとき、同時点で開始した水位上昇工程で
も、第３図Af′に示すような缶水が濃縮された状
態での水位上昇工程では、第３図Ac′に示すよう
に、水位低下変動幅△Ｌだけ下方を起点としてい
るので、第３図Ag，g′に示すように、上限水位
Ｈに到達する時点が△T₁だけ遅れることとなる。

而して、上限水位プローブ２ｂの出力信号が
「０」から「１」に反転する時点も、第３図Bi′に
示すように、△T₁だけ遅れ、結局、フリツプフ
ロツプ３ｂがリセツトされる時点も第３図Dj′に
示すように、△T₁だけ遅れるので、給水期間T₁
が△T₁だけ増大するものである。

付言すれば、缶水が濃縮されている場合でも、
給水が続行し、連通管１ｌの水位が上限水位Ｈに
達するまでには、温度低下により泡立ちが消滅し
て、連通管１ｌの水位は缶水水位に等しくなり、
結局、給水停止時における水管１ｂ中の缶水保有
量は、缶水が濃縮されていない場合のそれに等し
くなるので、給水期間の増大に伴つて、１回の断
続制御でもつて供給される水量が増大することと
なる。

かかる給水期間の増大傾向は、給水開始直前に
おける水管１ｂ中の缶水の泡立ちに起因する連通
管１ｌの水位低下変動幅△Ｌに依存しているので
あるが、一般に、缶水の濃縮化の進行に伴つて、
給水開始直前における泡立ちが激化する傾向にあ
るので、缶水の濃縮化の進行に応じて、水位低下
変動幅△Ｌが増大し、而して、給水期間T₁も増
大するものである。

したがつて、給水期間の増大傾向が缶水の濃縮
度合いを表わしているので、これを計測すること
により、缶水濃縮度を推量することができるわけ
である。

更に、付言すれば、缶水が濃縮されている状態
で、第３図Ag′に示すように、連通管１ｌの水位
が上限水位Ｈに到達し、給水が停止されると、缶
水の蒸発に伴つて、連通管１ｌの水位は第３図
Ak′に示すように、湾曲部を有する曲線に沿つて
降下する。

そして、かかる湾曲部は、給水期間中に泡立ち
が消滅していた缶水が、給水の停止により、再び
泡立ちを生じ始め、連通管１ｌの水位が缶水水位
に対して押し上げられることに起因するものであ
る。

なお、上記実施例では、上下限水位プローブ２
ｂ２ａと水中電極２ｃ間の電導性を利用して、水
位を検出しているが、これに限られるものではな
く、上下限水位プローブ２ｂ２ａ等の構成に代え
て、上下限位置に発光素子と受光素子を対向配置
して成る光学的水位センサ、磁気を帯びた浮子を
上下限位置に配設された磁気センサでもつて検出
する磁気的水位センサ等を含む上下限水位センサ
を採用することは随意である。

あるいは、唯一の圧力センサから缶水水位に比
例する水圧信号を得て、この信号が上下限設定値
に達したことをコンパレータでもつて検出する構
成としてもよい。上記構成のように、唯一のハー
ドウエアでもつて、上下限水位センサを一体に実
現することもできるので、この明細書にいう下限
水位センサと上限水位センサは必ずしも別個独立
のハードウエアとして実現される構成に限定され
るものではない。

第４図は、給水期間計測部と缶水濃縮度演算部
の構成を示すブロツク図である。同図において、
給水期間計測部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給
水制御部３（フリツプフロツプ３ｂの正相出力端
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７ｃと、その入力端子がフリツプフロツ
プ３ｂの正相出力端子に接続され、その出力端子
がカウンタ７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。

缶水濃縮度演算部８は、一つの入力端子がカウ
ンタ７ｃの出力端子に接続され、その制御端子が
フリツプフロツプ３ｂの正相出力端子に接続され
た演算器８ａと、その出力端子が演算器８ａの他
の入力端子に接続された基準給水期間設定器８ｂ
とから成る。９は演算部８ａに接続された表示部
である。

上記構成からなる給水期間計測部７と缶水濃縮
度演算部８の動作を説明すれば以下の通りであ
る。

給水制御部３のフリツプフロツプ３ｂの正相出
力端子から信号を受けて、これが第３図Deに示
すように、「１」になると、フリツプフロツプ３
ｂが「１」である期間中、すなわち、給水期間中
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７
ｃに導き、これを計数させる。

そして、第３図Dj′に示すように、フリツプフ
ロツプ３ｂが「１」から「０」に反転すると、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、
缶水の濃縮度に応じて増大した給水期間、第３図
Ｄに示す例に従えば、（T₁＋△T₁）なる給水期間
を表わすデイジタル符号が成生され、カウンタ７
ｃはこれを給水期間信号S₁として出力する。この
ときに、同時に、フリツプフロツプ３ｂの「１」
から「０」への反転を制御端子に受けて演算器８
ａは後述の演算処理を実行する。

上記演算器８ａによる演算処理が完了した後
に、前述のフリツプフロツプ３ｂの「１」から
「０」への反転に際して、トリガされ、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
が安定状態に復帰して、クリアパルスをカウンタ
７ｃのクリア端子に送るので、カウンタ７ｃはク
リアされ、次回の計測に備えられる。

この間、すなわち、カウンタ７ｃがクリアされ
る前に、演算器８ａは、カウンタ７ｃが出力する
給水期間信号S₁から、デイジタルスイツチ等より
成る基準給水期間設定器８ｂに予め設定されてい
る缶水濃縮のない状態における給水期間（以下基
準給水期間という）を表わす基準給水期間信号S₂
を減算して、その減算結果、すなわち、第３図Ｄ
に示す例に従えば、給水期間（T₁＋△T₁）の基
準給水期間T₁に対する増分△T₁を表わす缶水濃
縮度信号S₃を出力する。

このようにして得られた缶水濃縮度信号S₃は、
缶水の濃縮化の進行に応じて増大する傾向にある
ので、この信号に基づいて缶水濃縮度を推量する
ことができるものである。

表示部９は、演算器８ａから缶水濃縮度信号S₃
を受けて、これを直接的に、あるいは、実験式に
従つて現実の缶水濃縮度を表わす数値に変換し
て、計数表示管でもつて目視可能に表示する。

この発明に牽連する第二の発明の構成は、前記
この発明の構成における水位検出部２と給水制御
部３に加えて、給水回数計測部を付設して、特定
期間中の給水回数を計測し、更に、缶水濃縮度演
算部を付設して、予め設定された缶水濃縮のない
状態における基準給水回数から給水回数計測部に
て計測された給水回数を減算して、給水回数の基
準給水回数に対する減分を算出することにより、
特定期間中の給水回数の減少傾向を演算して、そ
の演算結果を缶水濃縮度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。

第５図に基づいて、この発明に牽連する第二の
発明の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５図は、この発明に牽連する第二の発明の実
施例における給水回数計測部と、缶水濃縮度演算
部の構成を抽出して示すブツク図である。

なお、他の構成要素は第２図に示す構成要素と
同一である。

第５図において、給水回数計測部１０は、その
入力端子が給水制御部３に接続されたカウンタ１
０ａと、カウンタ１０ａに接続されたラツチ１０
ｂと、その出力端子がラツチ１０ｂのクロツク端
子に接続されたタイマ１０ｃと、その入力端子が
タイマ１０ｃの出力端子に接続され、その出力端
子がカウンタ１０ａのクリア端子に接続された単
安定マルチバイブレータ１０ｄとから成る。

缶水濃縮度演算部１１は、一つの入力端子がラ
ツチ１０ｂに接続され、その制御端子にタイマ１
０ｃの出力端子が接続された演算器１１ａと、演
算器１１ａのもう一つの入力端子に接続された基
準給水回数設定器１１ｂとから成る。１２は演算
器１１ａに接続された表示部である。

上記構成では、給水制御部３に含まれるフリツ
プフロツプ３ｂの正相出力端子から給水期間中
「１」となる信号の供給を受けて、カウンタ１０
ａはその信号の「１」から「０」への反転回数、
すなわち、給水が停止された回数を計数する。そ
の間、タイマ１０ｃは経時動作を続け、予め設定
された特定期間の経過を検出した際に、出力信号
をラツチ１０のクロツク端子に送り、その時点で
のカウンタ１０ａの内容、すなわち、特定期間中
の給水停止回数を表わすデイジタル符号をラツチ
１０ｂに一旦記憶させる。

そして、この時点でトリガされ準安定状態に移
行した単安定マルチバイブレータ１０ｄでもつ
て、上記ラツチ１０ｂによる記憶が完了するのを
待つて、直ちに、カウンタ１０ａをクリアする。

而して、カウンタ１０ａは特定期間の給水停止
回数を計数した後、直ちに、次の特定期間につい
ての給水停止回数の計数が可能な状態で待期する
ことができる。

なお、上記実施例では、カウンタ１０ａは給水
停止回数を計数しているが、給水制御部３に含ま
れるフリツプフロツプ３ｂの補相出力端子をカウ
ンタ１０ａの入力端子に接続する構成とすれば、
カウンタ１０ａでもつて給水停止回数を計数する
ことができる。

そして、特定期間中における両者の発生回数
は、一般に等しいので、給水回数として給水停止
回数を計測するか、給水始動回数を計測するかは
随意である。

さて、この間に、演算器１１ａは、経時動作完
了時のタイマ１０ｃからの出力信号に応答して、
基準給水回数設定器１１ｂが出力している基準給
水回数信号S₂′、すなわち、基準給水期間に対応
する給水回数を表わす信号からラツチ１０ｂが出
力している給水回数信号S₁′を減算して、その減
算結果、すなわち、特定期間中における給水回数
の基準給水回数に対する減分を表わす缶水濃縮度
信号S₃′を出力する。

このようにして得られた缶水濃縮度信号S₃′は
缶水の濃縮化の進行に応じて減少するところにあ
るので、この信号に基づいて缶水濃縮度を推量す
ることができるものである。

表示部１２は演算器１１ａからの缶水濃縮度信
号S₃′を受けて、これを直接的に、あるいは、実
験式に従つて現実の缶水濃縮度を表わす数値に変
換して、計数表示管等でもつて、目視可能に表示
する。

なお、この発明及びこの発明に牽連する第二の
発明の上記実施例では、給水期間計測部３、給水
回数計測部１０は、１回の給水に関して給水期間
を、また、一つの特定期間に関して給水回数を計
測して、それぞれ、一つの給水期間信号S₁、一つ
の給水回数信号S₁′を出力し、これらに基づいて、
缶水濃縮度演算部８，１１は一つの缶水濃縮度信
号S₃S₃′を算出しているが、複数回の給水に関し
て給水期間を計測して、これらの平均値を算出し
て、一つの給水期間信号として処理し、あるい
は、複数の特定期間に関して給水回数を計測し
て、これらの平均値を算出して、これを一つの給
水回数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給
水期間信号、給水回数信号のバラツキを回避で
き、より安定で正確な判断が得られるという実益
がある。

また、この発明及びこの発明に牽連する第二の
発明の上記実施例では、基準給水期間設定器８
ｂ、基準給水回数設定器１１ｂを設けて、基準給
水期間、基準給水回数を予め手動操作により設定
する構成を採用しているが、設定は手動操作によ
る設定に限られるものではなく、ブロー後の給水
直後に給水期間計測部７、給水回数計測部１０に
て得られる給水期間信号、給水回数信号を基準給
水期間設定器８ｂ、基準給水回数設定器１１ｂに
転送してこれを記憶させることにより、基準給水
期間、基準給水回数を自動的に設定できる構成と
してもよい。

このようにすれば、簡便な操作でもつて、ボイ
ラ系個有の基準給水期間、基準給水回数を正確に
設定することができるという実益がある。

特に、この発明及びこの発明に牽連する第二の
発明の構成では、蒸気負荷によつて基準給水期
間、基準給水回数が変化するので、各蒸気負荷ご
との基準値を自動的に設定できるという上記実益
は大である。

以上のように、この発明は連通管で缶水が導か
れた水位検出部と給水制御部を備えて、連通管の
水位が下限水位に到達したときに給水ポンプを始
動させ、連通管の水位が上限水位に到達したとき
に給水ポンプを停止させるようにしたボイラ系に
おいて、給水期間計測部と缶水濃縮度演算部とを
付設して、給水期間を計測し、これと基準給水期
間との差を算出することにより、給水開始直前の
高温下では、缶水の濃縮化の進行に応じた度合い
で水管中に気泡が発生し、その反作用を受けて連
通管の水位が押し上げられ、給水開始に際して
は、水管中の気泡が消滅して連通管の水位が、缶
水の濃縮化の進行に応じた水位低下変動幅だけ低
下して、水管中の缶水水位に等しくなり、そし
て、給水期間中は連通管の水位が缶水水位に特し
く保たれるために、缶水の濃縮化が進むにつれて
給水開始時の缶水水位の位置と給水停止時の缶水
水面の位置との差が増大することに起因する給水
期間の増大傾向を缶水濃縮度信号として出力する
ように構成されている。

更に、この発明に牽連する第二の発明は、この
発明の水位検出部と給水制御部に加えて、給水回
数計測部と缶水濃縮度演算部とを付設して、特定
期間中の給水回数を計数し、これと基準給水回数
との差を検出することにより、特定期間中の給水
回数の減少傾向を缶水濃縮度製信号として出力す
るように構成されている。

したがつて、この発明及びこの発明に牽連する
第二の発明によれば、給水期間の増大傾向、及び
特定期間中の給水回数の減少傾向と缶水濃縮度と
の強い相関関係を直接的に利用しているので、従
前における累積燃料消費量をドラム缶等の貯蔵容
器を単位として計量する場合に比べれば、高精度
に缶水濃縮度を計測でき、ブロー時期を正確に把
握できるという効果がある。

更に、給水期間及び特定期間中の給水回数とい
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、缶水濃縮度
を実質的に連続計測できるという効果もある。

加えて、自動的に缶水濃縮度信号が得られるの
で、従前のように、ドラム缶等の貯蔵容器をいち
いち計数して記録するという煩雑な作業が不要と
なり、而して、計数記録の懈怠もなく、ブロー時
期を失する危険性が極めて少なくなるという効果
もある。

しかも、この発明及びこの発明に牽連する第二
の発明の構成における水位検出部と給水制御部
は、給水の断続制御には不可欠の構成要素であ
り、これらをそつくりそのまま利用して、給水制
御部から得られる給水ポンプ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Ａはこの発明の構成を付設することがで
きる小形ボイラ系の構成を示すブロツク図、第１
図Ｂは第１図Ａにおけるボイラ１のＡ−Ａ断面
図、第２図〜第４図はこの発明の実施例に関する
ものであり、第２図は水位検出部と給水制御部の
構成を示すブロツク図、第３図は第２図の構成に
おける要部の波形図、第４図は給水期間計測部と
缶水濃縮度演算部の構成を示すブロツク図、第５
図はこの発明に牽連する第二の発明の実施例の構
成を示すブロツク図である。 １……ボイラ、２……水位検出部、３……給水
制御部、４……給水ポンプ、７……給水期間計測
部、８……蒸発量演算部、９，１２……表示部、
１０……給水回数計測部、１１……缶水濃縮度計
測部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水管の上下端部を連通し、缶水の一部を抽出
   する連通管と、連通管の水位が下限水位であるこ
   とを検出して下限水位信号を出力する下限水位セ
   ンサと、連通管の水位が上限水位であることを検
   出して上限水位信号を出力する上限水位センサと
   から成る水位検出手段と、下限水位信号に応答し
   て水管に管水を供給する給水ポンプを始動させ、
   上限水位信号に応答して給水ポンプを停止させる
   断続制御の給水制御手段とを備えたボイラ系にお
   いて、給水ポンプが始動してから停止するまでの
   期間を計測して、その計測結果を給水期間信号と
   して出力する給水期間計測手段と、給水期間信号
   に基づいて缶水濃縮度を計測するための演算を実
   行し、その演算結果を缶水濃縮度信号として出力
   する缶水濃縮度演算手段とを付設して成り、上記
   缶水濃縮度演算手段は給水期間から缶水濃縮のな
   い状態における基準給水期間を減算する演算を実
   行することを特徴とするボイラ系における缶水濃
   縮度計測装置。 ２ 水管の上下端部を連通し、缶水の一部を抽出
   する連通管と、連通管の水位が下限水位であるこ
   とを検出して下限水位信号を出力する下限水位セ
   ンサと、連通管の水位が上限水位であることを検
   出して上限水位信号を出力する上限水位センサと
   から成る水位検出手段と、下限水位信号に応答し
   て水管中に缶水を供給する給水ポンプを始動さ
   せ、上限水位信号に応答して給水ポンプを停止さ
   せる断続制御の給水制御手段とを備えたボイラ系
   において、特定期間中の給水ポンプの始動回数若
   しくは停止回数を計数して、その計数結果を給水
   回数信号として出力する給水回数計測手段と、給
   水回数信号に基づいて缶水濃縮度を計測するため
   の演算を実行し、その演算結果を缶水濃縮度信号
   として出力する缶水濃縮度演算手段とを付設して
   成り、上記缶水濃縮度演算手段は缶水濃縮のない
   状態における基準給水回数から給水回数を減算す
   る演算を実行することを特徴とするボイラ系にお
   ける缶水濃縮度計測装置。