JPH10281853A - ボイラの水位検出容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水位検出容器１内の水位の変動により、水位
検出電極５の絶縁部材７が水没するのを防止すること。 【解決手段】 ボイラ２内の気相部に連通する気相側通
路３およびボイラ２内の液相部に連通する液相側通路４
を介してボイラ２に接続され、水位検出電極５を絶縁部
材７を介して取り付けた水位検出容器１において、前記
気相側通路３を前記絶縁部材７よりも下方に開口させた
構成である。さらに、前記水位検出容器１内の上方空間
を前記絶縁部材７よりも下方に延びる隔壁１４によって
区画し、この隔壁１４によって区画された一方の空間に
前記絶縁部材７を位置させるとともに他方の空間に前記
気相側通路３を開口させた構成である。さらに、前記水
位検出容器１に、前記水位検出容器１内の絶縁部材７を
囲む空間と連通する真空破壊弁１２を接続した構成であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラの水位を
検出するための水位検出電極を取り付けた水位検出容器
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ボイラの水位の検出は、ボイラに水位検
出容器を接続し、この水位検出容器内の水位を検出する
ことによって行っている。この水位検出容器内の水位の
検出は、ボイラの缶水の導電性を利用して検出する電極
式のものが用いられている。

【０００３】このような水位検出容器は、図４に示すよ
うな構成となっている。図４において、水位検出容器１
は、ボイラ２内の気相部に連通する気相側通路３および
ボイラ２内の液相部に連通する液相側通路４を介してボ
イラ２に接続されている。この水位検出容器１の上部に
は、水位検出電極５を取付部材６を介して取り付けてあ
る。図示する例において、水位検出電極５は、前記取付
部材６を貫通させて取り付けてあり、この水位検出電極
５と取付部材６との間には絶縁部材７を介在させて両者
を電気的に絶縁している。すなわち、前記水位検出容器
１は、通常、金属製であるため、前記絶縁部材７によっ
て、この水位検出容器１と水位検出電極５とを電気的に
絶縁している。この水位検出電極５は、図示する例で
は、１つの水位を検出する構成のため、１本としている
が、検出しようとする水位の数に対応させて所定の本数
を取り付ける。また、前記ボイラ２内の気相部とは、蒸
気や空気などの気体が存在する部分であり、液相部と
は、缶水のような液体が存在する部分である。

【０００４】この水位検出容器１内の水位を検出する場
合について説明する。前記水位検出電極５を、水位検出
容器１に取り付けた状態において、水位検出電極５は、
水位検出容器１の内側において、水位検出電極５の先端
を所望の水位に位置させてある。そして、水位検出電極
５の水位検出容器１外側の端部と水位検出容器１とを適
宜の測定装置８に接続し、前記水位検出電極５と水位検
出容器１との間で導通状態の変化を検出することによ
り、水位検出容器１内の水位が前記水位検出電極５の先
端に達したかどうかを検出する。すなわち、水位検出容
器１内の水位が、水位検出電極５の下端よりも下方の場
合には、前記水位検出電極５と水位検出容器１との間に
は導通を介在するものが無く、両者は非導通状態となっ
ている。水位が前記水位検出電極５の下端に達すると、
前記水位検出電極５と水位検出容器１とはこの缶水を介
して導通状態となる。したがって、この際の導通状態の
変化を監視することにより、水位が水位検出電極５の先
端に達したかどうかを判別することができる。

【０００５】また、以上のように金属製の水位検出容器
１と水位検出電極５との間の導通状態を検出するほか、
前記水位検出容器１の代わりに、検出しようとする水位
以下の位置にも水位検出電極５を取り付け、これら２つ
の水位検出電極５の導通状態を検出する場合もある。

【０００６】ところで、このような水位検出容器１にお
いて、ボイラ２の水位制御のタイミングによっては、水
位が図中二点鎖線で図示する水位（水位Ａ）まで上昇
し、前記水位検出電極５の絶縁部材７を水没させること
がある。ボイラ２の缶水には、ボイラ２の腐食防止のた
めの薬品や、そのほか種々の不純物を含んでおり、その
ため、この水没が繰り返されると、絶縁部材７による絶
縁性が損なわれ、絶縁不良を生じてしまう。そうなる
と、水位を検出するに際して、誤った信号が出力される
ことになり、これは制御上においても安全上においても
問題である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、前述の水
位検出容器において、水位検出電極の絶縁部材の水没を
防止することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、前述の課題
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、ボイラ内の気相部に連通する気相側通路およびボ
イラ内の液相部に連通する液相側通路を介してボイラに
接続され、水位検出電極を絶縁部材を介して取り付けた
水位検出容器において、前記気相側通路を前記絶縁部材
よりも下方に開口させたことを特徴としている。

【０００９】さらに、請求項２に記載の発明は、ボイラ
内の気相部に連通する気相側通路およびボイラ内の液相
部に連通する液相側通路を介してボイラに接続され、水
位検出電極を絶縁部材を介して取り付けた水位検出容器
において、前記水位検出容器内の上方空間を前記絶縁部
材よりも下方に延びる隔壁によって区画し、この隔壁に
よって区画された一方の空間に前記絶縁部材を位置させ
るとともに他方の空間に前記気相側通路を開口させたこ
とを特徴としている。

【００１０】さらに、請求項３に記載の発明は、前記水
位検出容器に、前記水位検出容器内の絶縁部材を囲む空
間と連通する真空破壊弁を設けたことを特徴としてい
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明は、ボイラに接続した水
位検出容器において実施される。この水位検出容器は、
ボイラ内の気相部に連通する気相側通路およびボイラ内
の液相部に連通する液相側通路を介して接続される。そ
して、絶縁部材を介して水位検出電極を取り付けてあ
る。前記水位検出容器において、前記気相側通路を前記
絶縁部材よりも下方に開口させてある。この構成によ
り、前記水位検出容器の内部上方には、少なくとも前記
絶縁部材を囲む気体溜り部が形成される。また、この気
体溜り部は、前記気相側通路の開口部よりも上方に位置
する。

【００１２】このように水位検出容器の内部上方に気体
溜り部を設けることにより、前記水位検出容器内の水位
が、前記気相側通路の開口部よりも上昇しようとして
も、この気体溜り部内の気体が水の侵入を阻止する。し
たがって、この発明の水位検出容器においては、前記気
体溜り部内の水位の上昇を防止できるため、前記絶縁部
材の水没による問題を回避できる。

【００１３】ここで、以上の説明では、ボイラの圧力が
ほぼ一定の場合であるが、ボイラの負荷変動などによ
り、ボイラの圧力が上昇すると、前記気体溜り部内の気
体が圧縮されるため、気体溜り部内の水位が上昇する。
そのため、前記気体溜り部の高さは、ボイラの圧力の上
昇により水位が上昇したとしても、絶縁部材が水没しな
いような高さに設定しておくのが好ましい。

【００１４】ここで、前記水位検出電極は、水位検出容
器の外側に、水位検出電極の他端をそのまま導出した構
造のものであっても、別の電極部材を前記絶縁部材を介
して水位検出容器に取り付け、この電極部材の先端に前
記水位検出電極を接続した構造であってもよい。すなわ
ち、この発明における水位検出電極は、絶縁部材によっ
て水位検出容器と電気的に絶縁して取り付けた構造のも
のである。

【００１５】ここで、前記気相側通路を前記水位検出容
器の上部壁に設ける場合には、この気相側通路を前記水
位検出容器の上部壁を貫通させ、前記絶縁部材よりも下
方に開口させることで、この開口部と前記上部壁との間
に前記気体溜り部を形成することができる。さらに、前
記気相側通路を前記水位検出容器の側壁に設ける場合に
は、この気相側通路を、前記絶縁部材よりも下方の位置
に接続して開口させることで、この開口部と前記上部壁
との間に前記気体溜り部を形成することができる。

【００１６】さらに、この発明は、前記水位検出容器内
の上方空間を前記絶縁部材よりも下方の位置まで延びる
隔壁によって区画し、この隔壁によって区画された一方
の空間に前記絶縁部材を位置させるとともに他方の空間
に前記気相側通路を開口させたものである。すなわち、
前記隔壁によって気体溜り部を形成したものである。こ
の隔壁は、前記絶縁部材を取り囲むように設けるほか、
前記水位検出容器内の上方空間を縦に二分するするよう
に設けることもできる。さらに、前記気相側通路の開口
部を取り囲むように隔壁を設けることによっても、前記
気体溜り部を形成することができる。

【００１７】さらに、この発明は、前記水位検出容器
に、前記水位検出容器内の絶縁部材を囲む空間と連通す
る真空破壊弁を設けたものである。すなわち、前記水位
検出容器に、前記気体溜り部と連通する真空破壊弁を設
けた構成である。この真空破壊弁は、水位検出容器内が
予め定めた圧力よりも低下した場合に、外気を水位検出
容器内に導入するものである。すなわち、前記水位検出
容器内の気相部には、最初は空気が存在しているが、こ
の空気はボイラの運転中に蒸気で置換される。したがっ
て、水位検出容器からの放熱などにより、この蒸気が凝
縮すると、前記気体溜り部における気体の容積は減少す
るため、水位は気体溜り部を上昇し、場合によっては絶
縁部材を水没させてしまう。しかし、この発明において
は、前記気体溜り部に真空破壊弁を接続することによ
り、前記気体溜り部内の圧力の低下を所定の圧力までに
制限することにより、気体溜り部内の水位の上昇を防止
し、前記絶縁部材の水没を防止している。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の具体的な実施例について図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明の第一実
施例の構成を示す説明図である。以下に説明する第一実
施例は、この発明を、図４に示す形式の水位検出容器に
実施したものである。

【００１９】第一実施例の水位検出容器１は、図１に示
すように、前記気相側通路３をその上部壁９に接続して
ある。そして、この気相側通路３を水位検出容器１の内
部に延長し、前記上部壁９よりも所定距離下方の位置に
開口させてある。前記水位検出電極５は、前記水位検出
容器１の上部壁９に絶縁部材７を介在させた状態で取り
付けてある。前記気相側通路３の開口部１０の位置は、
前記絶縁部材７よりも下方の位置である。したがって、
この上部壁９から水位検出容器１内に突出する気相側通
路３の回りには、前記開口部１０より上方側に気体溜り
部１１が形成されることになる。さらに、この第一実施
例においては、前記気相側通路３の開口部１０を前記水
位検出電極５の中程の位置とし、水位検出電極５によっ
て水位制御を行う際に、水位の検出の支障の無い位置と
してある。

【００２０】さらに、この第一実施例においては、前記
水位検出容器１の上部壁９には、真空破壊弁１２を備え
た配管１３を接続してある。この真空破壊弁１２は、あ
る一定の圧力以下になると、気体を導通させる構成の制
御弁である。

【００２１】以上構成の第一実施例において、ボイラ２
の水位は、前述のようにボイラ２の運転状況とこの状況
に対応する水位制御によって、ある制御幅で上下し、こ
の際には、前記絶縁部材７が水没することはない。しか
し、ボイラ２の蒸気圧力が低下するなどの要因や制御の
タイミングによって、前記気相側通路３の開口部１０よ
りも上方まで水位が上昇する場合がある。この場合、気
相側通路３の内部の水位は、開口部１０よりも上方まで
上昇するが、この気相側通路３の外側においては、気体
溜り部１１内の気体によって水位の上昇が防止され、水
位は気相側通路３の開口部１０の位置（水位Ｂ）からほ
とんど上昇しない。そのため、前記絶縁部材７に缶水が
付着することによる絶縁性の劣化を防止することができ
る。

【００２２】さらに、この構成においては、ボイラ２の
圧力が上昇すると、前記気体溜り部１１の気体は圧縮さ
れて気体溜り部１１内の水位も上昇する。そのため、こ
の気体溜り部１１の深さを、ボイラ２の圧力が最大限ま
で上昇した場合の気体溜り部１１内の水位（水位Ｃ）が
前記絶縁部材７には達しないように設定する。

【００２３】さらに、前記水位検出容器１内の気相部に
は、最初は空気が存在しているが、この空気はボイラ２
の運転中に蒸気で置換される。したがって、ボイラ２の
停止時などにおいて、水位検出容器１からの放熱などに
より気体溜り部１１の蒸気が凝縮すると、気体溜り部１
１内が負圧になり、水位を引き上げようとする。しか
し、この気体溜り部１１内が一定の圧力まで低下する
と、前記真空破壊弁１２が機能し、外気が水位検出容器
１内に流入するため、水位は、前記気相側通路３の開口
部１０の傍に維持される。

【００２４】さて、この発明に係る水位検出容器の他の
実施例について、図２および図３を参照しながら説明す
る。図２は、この発明の第二実施例の構成を示す説明
図、図３は、この発明の第三実施例の構成を示す説明図
である。以下に説明する各実施例においては、前記第一
実施例と同一構成部材には同一参照番号を附し、その詳
細説明を省略する。また、以下の各実施例について、気
体溜り部１１の作用効果については前記第一実施例と同
様であるのでその説明を省略する。

【００２５】まず、図２に示す第二実施例は、前記気相
側通路３を前記水位検出容器１の側壁に設けたもので、
この気相側通路３を、前記絶縁部材７よりも下方の位置
に接続して開口させてある。したがって、この開口部１
０と前記上部壁９との間の空間が気体溜り部１１として
構成される。

【００２６】つぎに、図３に示す第三実施例は、前記水
位検出容器１内の上方空間を隔壁１４によって区画する
ことによって、気体溜り部１１を形成したものである。
この第三実施例の隔壁１４は、前記絶縁部材７を取り囲
むように設けた、ほぼ環状の部材である。さらに、この
第三実施例においては、前記真空破壊弁１２を配管１３
を介して接続してあるため、前記隔壁１４はこの配管１
３の開口部１０も取り囲むように配置する必要がある。

【００２７】以上の第一乃至第三実施例においては、前
記水位検出電極５と水位検出容器１との導通状態を監視
することよって水位を検出するものとしているが、この
発明の水位検出容器１では、検出しようとする水位以下
の位置にも水位検出電極５を取り付け、これら２つの水
位検出電極５の導通状態を監視することによって水位を
検出するものにも同様に適用できる。

【００２８】さらに、以上の各実施例において、前記水
位検出電極５は、前記上部壁９を貫通する構成としてあ
るが、この発明においては、前記水位検出電極５とは別
の電極部材を前記絶縁部材７を介して水位検出容器１に
取り付け、この電極部材の先端に前記水位検出電極５を
接続した構造とすることもできる。すなわち、この発明
は、水位検出容器１に、絶縁部材７によって電気的に絶
縁して水位検出電極５を取り付けた構造のものに適用す
ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る水
位検出容器においては、この水位検出容器内の上部に、
少なくとも絶縁部材を囲む空間（気体溜り部）が形成さ
れるため、前記水位検出容器内の水位の変動によって前
記絶縁部材が水没するのを防止できる。したがって、前
記絶縁部材の絶縁不良による前記水位検出電極の不具合
を防止できる。さらに、この発明によれば、前記絶縁部
材を囲む空間（気体溜り部）に連通するように真空破壊
弁を接続してあるため、前記絶縁部材を囲む空間内の空
気が蒸気に置換し、さらにこの蒸気の凝縮により、絶縁
部材を囲む空間が負圧になっても、前記真空破壊弁によ
り外気を導入して減圧状態を解除し、水位の上昇を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一実施例の構成を示す説明図であ
る。

【図２】この発明の第二実施例の構成を示す説明図であ
る。

【図３】この発明の第三実施例の構成を示す説明図であ
る。

【図４】従来の水位検出容器の一例の構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１ 水位検出容器 ２ ボイラ ３ 気相側通路 ４ 液相側通路 ５ 水位検出電極 ７ 絶縁部材 １０ 開口部 １１ 気体溜り部 １２ 真空破壊弁 １４ 隔壁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラ２内の気相部に連通する気相側通
   路３およびボイラ２内の液相部に連通する液相側通路４
   を介してボイラ２に接続され、水位検出電極５を絶縁部
   材７を介して取り付けた水位検出容器１において、前記
   気相側通路３を前記絶縁部材７よりも下方に開口させた
   ことを特徴とするボイラの水位検出容器。
2. 【請求項２】 ボイラ２内の気相部に連通する気相側通
   路３およびボイラ２内の液相部に連通する液相側通路４
   を介してボイラ２に接続され、水位検出電極５を絶縁部
   材７を介して取り付けた水位検出容器１において、前記
   水位検出容器１内の上方空間を前記絶縁部材７よりも下
   方に延びる隔壁１４によって区画し、この隔壁１４によ
   って区画された一方の空間に前記絶縁部材７を位置させ
   るとともに他方の空間に前記気相側通路３を開口させた
   ことを特徴とするボイラの水位検出容器。
3. 【請求項３】 前記水位検出容器１に、前記水位検出容
   器１内の絶縁部材７を囲む空間と連通する真空破壊弁１
   ２を接続したことを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載のボイラの水位検出容器。