JPS5913807A - ボイラ系における缶水濃縮状態制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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
もってボイラに給水される期間が缶水の濃縮化に伴って
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、ボイラ系を長時間運転すると１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
てキャリーオーバーを生じ、ボイラ系に接続されたパル
プ等の関連機器の損傷を招くことが知られている。

而して、キャ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っ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、缶水の吹き出しく以下ブローという）を行って、新
しい缶水と置換することが行われてはいるものび）、小
形σ）ボイラ系では、流量計を装備することの経済的負
担が相対的に大きくなるので、その採用が一般に困難で
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
位でもっ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）に従って変化するσ）で、高精度の計測は期待し
難いものであった。

加えて、ドラム缶等の貯蔵容器の計数に埜づいて計測す
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５連続量による計測に
はほど遠いものであ：′）友。

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へ・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、在住に１〜で実行されず、累積蒸発量、ひいては
缶水濃縮度？全く把握できなくなってしまうこともしば
しばであったっまた、缶水の電気伝導度に基づいて缶水
濃縮度を１．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Ｒ４測回数が制約されるために５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
つたつ 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、缶水な著しい残
線状態に至らしめ、キャ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
あった。

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、缶水の給水時点に関しオーバーシュ
ート及び缶水の液面揺動が缶水の濃縮化の進行に伴って
増大する現象に基づいて、缶水のオーバーシュートの量
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監視し、判定して適宜自
動的に缶水を除去して缶水濃度をボイラ系の許容範囲内
に維持するようにしたボイラ系における缶水濃度制御装
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、ボイラ缶体の上下端
部を連通ず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σ）各々がらＱ）出
力信号に応答して、缶内に水を供給する給水ポンプを始
動あるいは停止させろ給水匍１１１１１部乞設けて、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
下に応じて連通管の水位が降下し、下限水位に到達した
とぎには、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っ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、」二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って給水
ポンプを停止１ユ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、自動制御により作動され
て缶水促ノロ−するプローするブロー弁を設け、上記下
限水位から上限水位までの水位範囲外の水位位置に少゛
なくとも１つのオーバーシュート水位センサーを配置し
、オーバーシュート水位センサーからグ〕検出信号に基
いて上記メロ−弁を作動するようにしたことを特徴とす
るっ 以下５本発明の実施例を図面に従って説明するう第１図
（Ａ＞はボイラ系の構成を示す縦断面図であり、ボイラ
１はその断面が示されているっ第１図（Ｂ）は第１図（
Ａｌ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の内周面に沿って
多数の水管１ｂが立設され、水管１ｂは中孕筒状体から
成り、その下端部は環状の下部管寄せＩＣ（水室）に、
そして、その上端部シま同じく環状の上部管寄せＩｄ（
蒸気室）にそれぞれ連通し、下部管寄せ１Ｃ及び水管１
ｂの下部には、缶水が収納されるっ 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で駆動されろノ
ロア１ｇに連通ずる風道１ｈが設けられ、風道１１〕内
に（・ま、ノズル棒！Ｉと電極棒１Ｊが垂設されろう 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に連通ずる。上部管寄せ１ｄがらは、連通管１
ｔが壁１ａ外に延びて下部管寄せ１Ｃに連通ずるっ 連通管１ｔ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が介装されるっ水位検
出部２には、給水制御部６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に連通ずる。

更に、連通管１ｔ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に接続されるっ燃焼制御
部６から；ま、制御信号線６ａ〜６ｃが延びて電動機１
ｆ、電極棒１Ｊ、燃料ポンプ６ｄのそれぞれに接続され
る。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１１に連通ずる。そして
、下部管寄せ１ｃからはブロー管１ｎが延びて、手動の
ブローコック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が延びて気水分離管１
ｒに接続されろっ気水分離管１「内の蒸気は蒸気管１Ｓ
を通して図示しない所望の蒸気負荷１（送られる、分離
された水は戻し管１ｔを通して下部管寄せに戻されるっ
戻し管１ｔの下方部には５後述する自動制御により、適
宜水管内の缶水をブローするブロー弁１ｕが取り付けら
れる。

上記ボイラ系の構成では、蒸気を発生させるに際して警
ま、電動機１ｆでもってブロア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１１の先端から噴射されろ燃料を着火させ、これ
を燃焼室１ｅ内で燃焼させろう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
れるっ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にて集成、
蓄積され、蒸気管１ｑ、気水分離器１ｒ、蒸気管１ｓ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１ｔ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に送ろ
う燃焼制御部６は５蒸気の消費が続行して上部管寄せ１
ｄ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でもって風４１　＋１を空気〕ξ−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、ｌ’Ｊ　！ｆＩＩＩ信号線６Ｃを通じて燃
料ポンプ６ｄを始動させて、ノズル棒１１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＃Ｊ６Ｃを通じて燃料ポ
ンプ６ａ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（７）排出を侍って、
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って、上部管寄ぜ１ｄ内の
蒸気圧を上下限蒸気圧として予め設定された両川力値の
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
時的に行ってもよいっ 更に、給水系に関しては、連通管１を内の気水境界面、
すなわち、水管１１〕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５下限水位信
号を５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ろに送る。

給水制御部６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かも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でもって下部
管寄せ１Ｃを通じて水管１１〕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かも上限
水６＋、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って、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ろものである。

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後述の自動制御される電
磁ブロー弁１ｕ以外に、手動でブローコック１ｐを開く
ことにより、排水管Ｉｎ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、電磁プロー弁１ｕは手動ブローコック１ｐと並置
して取り利けでもよい。

なお５ブロア１ｇ、風道１　ｈ、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
、化させ得れば足りるので５一般的には、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。

第２図は第１図における水位検出部２及び給水制御部６
の構成を抽出して示すブロック図である。

そして、導管１ｔ’、ｌ“は第１図の連通管１ｔに接続
されており、この連通管１ｔはボイラ缶体の上下端部に
接続されているので水位検出部２には、水管１ｂ中の缶
水の一部が抽出されて導かれているう 水位検出部２は、連通管１ｔの水位が下限水位りに達し
たことを検知する下限水位グローブ２３５オーバーシユ
ート下限位置グローブ２ａ−１，連通管１ｔ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
及びオーバーシュート上限位置プローブ２ｂ−１とがそ
れぞれ下限水位Ｌ１オーバーシュート下限位置し。、上
限水位Ｈ。

オーバーシュート上限位置Ｈ６（で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２ｄと、交
流電源２ｄの他端と下限水位プロー７’２ａ、オーバー
シュート下限位置グローブ２ａ−１、上限水位プローブ
２１〕、オーバーシュート上限位置プローブ２ｂ−１夫
々との間に挿入された第一乃至第四の電流検出器２ｅ＋
２ｅ−１＋２ｆ、２’ｆ−１を具備している。

ここに５上限水位Ｈ及び下限水位りは、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
あり、オーバーシュート下限位置Ｌｏは缶水の濃液によ
るオーバーシュートによる機器を破損しないように定め
たオーバーシュート時の泡を除いた水位であって、オー
バーシュート上限位置Ｈ８は缶水の濃縮による水位上昇
の上限を定めるものである。

給水制御部６は、第一の電流検出器２ｅの出方端子がそ
のセット端子に接続され、第三の電流検出器２ｆの出力
端子がインバータ６ａを通じて、そのリセット端子に接
続されたフリップフロップ６ｂと、フリップフロップろ
１〕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３ｅ
とから成り、リレー６ｅ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に挿入されろっ濃
縮度判別制御部は第二の電流検出器２ｅ−１の出力端子
が増幅器５ｅの入力端子に接続され、第四の電流検出器
２ｆ−１の出力端子が増幅器５ｆの入力端子に接続され
、増幅器５ｅ、５ｆの出力端に連結されたリレーＲｅ、
　Ｒｆを駆動する如くなっている。リレーＲｅが消勢さ
れると１番地のリレーＲｅの常閉接点Ｒｅ−１が閉じて
リレーＲ１は附勢され、２番地のリレーＲ１の接点Ｒ１
−１が閉じ自己保持され、６番地のリレーＲ１の接点Ｒ
１−２が閉じてランプＬｅが点灯するようになっている
。そして接点）？ｅ−１が閉じている状態で押ボタンス
イッチＰＢｅを開くとリレーＲ１は消勢され、接点Ｒ１
−１が開いてリレーＲ１の自己保持は解かれ、接点Ｒ１
−２が開いてランプＬｅは消灯する。リレーＲｆが附勢
されると４番地のリレーＲ１の接点Ｒ（−１が閉じてリ
レーＲ２が附勢され、５番地、６番地のリレーＲ２の接
点Ｒ２−１・Ｒ２−２が閉じリレーＲ２は自己保持され
、ランプＬ［が点灯する。そして接点Ｒ４−１が開いて
いる状態で押ボタンスイッチＰＢｆ　を開くとリレーＲ
２は消勢され、接点Ｒ２−１が開いてリレーＲ２の自己
保持が解かれ、接点Ｒ２−２が開いてランプＬ［は消灯
するようになっている。

第６図は水位検出部２内の連通管１ｔの水位変化（Ａ）
と、第一、第三の電流検出器２ｅ、２ｒの出力信号（Ｃ
：）　、　（Ｂ）と、フリップフロップ６１）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６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６図（Ａ）　ａに示すように連通管１ｔの水位
が下限水位り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２ｄに対して第一の電流
検出器２ｅ、下限水位プローブ２ａ１水中電極２ｃがら
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６図（Ｑｂに示すように「１」を出力する。

そして、水位が降下して、第６図（Ａ）　ｃに示すよう
に、下限水位りに達すると、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５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５第一の電流検出器２ｅは第
５図（Ｃ）　ｄに示すように、ｒＯＪを出力するっかか
る第一の電流検出器２ｅの出力信号の［月からＩ’ＤＪ
への反転をセット端子に受けてフリップフロップ６ｂが
「１」にセットされ、その正相出力端子には、第６図（
Ｄ）　ｅに示すような「０］からＦ月　への反転信号が
現われるっこの信号を受けて、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′が閉成し
、亀割機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、フリップフロップろｂが「１」になっている期
間中、給水が続行し、第６図（Ａｌ　ｆに示すように、
水位が上昇し続けるっ やがて、第６図（Ａ）　ｇに示すように、水位が上限水
位Ｈに達すると５いままで上限水位プローブ２１）が水
没していなかったために、第６図（Ｂ）　ｈ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６
図（Ｂ）１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「咀から「
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、フリップフロップ６ｂのリセッ
ト端子に供給されて、これを「Ｏ」にリセットする。

而して、第６図（Ｄ）　ｊに示すように、フリップフロ
ップ６ｂの正相出力が１０」となるので、リレー６ｅが
非励磁となり、接点３ｅ′が開成し、給水が停止するっ 給水を停止した後は、第６図（Ａｌ　ｋに示すように、
水位は再び降下して下限水位りに達し、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っ 缶水の濃縮化が進行した状態では、缶水の物性の変化に
起甲して、高温下における水管１１〕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１ｔの水位が押し一ヒげられて、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１ｔの水位が水管１ｂの缶水水位にほぼ等しくな
るという現象が観測される。

而して、第５図（Ａ）　ｃに示すように、連通管１ｔの
水位が下限水位りに達すると、前記動作に従って、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１缶水の泡立ちが鎮静化し、泡立ちによる反作用
が消滅するので、連通管１ｔの水位は第６図（Ａ）　ｃ
’　　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の缶水水位にほぼ等しくなる。

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１ｔの水位が下限水位に達した時点では、水ｇ１
ｂ中の泡立った缶水の気泡層を除く缶水水面は、下限水
位りよりも△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１ｔの水位は缶水水面
に向って、水位低下変動幅△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」１昇に対応して連通管１ｔの水位も第６図（Ａ
）　ｒ’に示すように上昇して、第５図（Ａ）　ｇ’に
示す時点で、上限水位Ｈに達し、給水が停］トするう このとき、同時点で開始した水位上昇工程でも、第６図
（Ａｌ’ｆ’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６図（Ａ）　ｃ’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６
図（Ａｌ　ｇ・ｇ′に示すように、上限水位Ｈに到達す
る時点がΔＴ、たけ遅れることとなる。

イロして、上限水位プローブ２ｂの出力信号が「０」か
ら１１」に反転する時点も、第６図（Ｂ）ｉ’に示すよ
うに、ΔＴ１だけ遅れ、結局、フリップフロップろｂが
リセットされる時点も第６図（Ｄ）ｊ’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
［７、給水期間の増大に伴って、１回の断続制御でもっ
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σ）缶水の泡立ちに起因する連通管１ｔの水位
低下変動幅△Ｌに依存しているのであるが、一般に１缶
水の濃縮化の進行に伴って、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。

缶水が濃縮されている状態で給水し第６図（Ａ）ｇ’に
示すように缶水の泡立ちは納まっており、連通管１ｔの
水位が上限水位Ｈを表示するっそして給水を停止すると
缶水は再び泡立ち始めて上限水位Ｈより上の曲ｉｎのよ
うに連通管１ｔの水位は上昇するうこの曲線のｎの最高
位Ｈ６と上限水位Ｈとの差つまり水位上昇変動幅△Ｈは
缶水の濃縮度に依存する。即も、缶水の濃縮度が大きい
程大きくなる。連通管１ｔの水位が上限水位Ｈに到達し
、給水が停止されると５缶水の蒸発に背って、連通・Ｈ
ｌｔの水位は第６図の（Ａ）　ｎに続いてに′に示すよ
うに降下する。

そして、かがる曲ａｎは５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１ｔ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σ）である。

今水位低下変動幅Δし、水位上昇変動幅△Ｈが缶水の濃
縮度に従って増加することを説明したつそこで缶水の濃
縮により生ずるキャリーオーバーを生じない濃縮度の安
全限界をボイラーの使用状態より定めるため、該濃縮度
に対応して水位低下変動幅ΔＬ、水位上昇変動幅八Ｈへ
既述した従来例σ）濃縮度計測方法により求めておく。

そして水位低下変動幅△Ｌを下限水位プローブ２ａの先
端とオーバーシュート下限位置プローブ２ａ−１の先端
との高さの差にとり水位低下変動幅△Ｌを濃縮度よりみ
た安全限界設定し、水位上昇変動幅ΔＨは上限水位プロ
ーブ２ｂの先端とオーバーシュート上限位置プローブ２
ｂ−１の先端との高さの差にとり、水位上昇変動幅△Ｈ
を濃縮度よりみた安全限界に定める。

そこで缶水の劇縮度が予め定められた値よりも太きいと
缶水の水位が低下し、給水が開始され泡立ちが消滅して
連通管１を中の水位が下るとその水位はオーバーシュー
ト下限位置プローブ２ａ−１の先端を離れるから５缶水
化分してオーバーシュート下限位置グローブ２ａ−１、
第二の電流検出器２ｅ−１、電諒２ｄ、水中電極２Ｃと
閉成されていた回路が開かれ、第二の電流検出器２ｅ−
１の出力電流は消滅するので増幅器５ｅも機能せずリレ
ーＲｅは消勢されるから既にのべたように過濃縮を警告
するランプＬｅが点灯する。かくしてブローを行ない缶
水を入替えて濃縮度を低下させる。

缶水の濃縮度が予め定められた値よりも大きくなってい
ると給水が終つ友達通管１を内の水位がしばらくすると
上限水位を越えて更に水位−Ｆ昇変動幅△Ｈが予め定め
られている以上に上昇し、オーバーシュート上限位置プ
ローブ２１）−１と缶水は接して導通し５缶水を介して
オーバーシュート上限位置グローブ２ｂ−１、第四の電
流検出器２Ｆ−１，電源２ｄ、水中電極２Ｃと閉成され
ろ。

第四の電流検出器２ｆ−１の出力電流は増幅器５ｆにて
増幅され、リレーＲｆは附勢されるので既述したように
過濃縮を警告するランプＬｆが点灯する。かくしてブロ
ーを行い缶水化入替えて濃縮度を低下させろ。

」二連グ〕作用の説明では缶水水面は揺動しないで蒸発
、給水に伴って次第に下降し、上昇するものとして説明
しであるが、缶水が濃縮されろと液面が揺動するため缶
水水位は一定しないっ従ってオーパーンニート下限位置
プローブ２ａ−１、オーツζ−シュー１−１限泣置プロ
ー’ｌ；’　２１）　−１は液面の揺動を考慮に入れて
水位低下上昇変動幅△Ｌ・△Ｈを大きくとろう なお、上記実施例では、上下限水位プローブ２ｂ、２ａ
、オーバーシュート上下限位置プローブ２ｂ−１，２，
１−１と水中電極２０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２１）　ｌ　２ａ　＋オーバーシュート上下
限位置プローブ２ｂ−１。

２ａ−１等の構成に代えて、上下限位置に発光素子を対
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って検出する磁
気的水位センサ等を含む上下限水位並びにオーバーシュ
ート位置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
コンパレータでもって検出する構成としてもよいっ上記
構成のように、唯一のノ・−１ウエアでもって、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」１限水位センサは必ずし
も別個独立のハードウェアとして実現されろ構成に限定
されろものではないっ 次にこの発明に従い、上記のオーバーシュート水位セン
サー（オーバーシュート上限位置グローブ２１）　−１
、オーバーシュート下限グローブ）からの映出信号に基
いて自動的に電磁ノロ−弁を作動する構成について説明
する。この構成の例示回路を第４図と第５図に示すっ 第４図はブローの終了をタイマーを用いて行う方式で、
濃縮が検出された場合に、所定時間だけ電磁ブロー弁を
作動して缶水な一部ブローするものであり、第５図は水
位センサーのみを用いろ方式でｍｌ縮が検出された場合
に水管内の缶水があるレベルに達するまで電磁ブロー弁
を作動するものであろっ 以下、第４図と第５図について詳述すれば次の通り。

第４図において、Ｒｆ−２は第２図の濃縮度判定開側１
部の濃縮検出リレーＦ（２（ＳＯ）の第２の接点である
。この濃縮検出リレー接点Ｆ（ｆ−２と並列に自己保持
用のリレー液力Ｘ、−１を接続し、これらの両接点と直
列にタイマー接点Ｔ　、−１を接続し、タイマー接点Ｔ
−１と直タリにタイマーＴ、第２図に示す電磁弁１ｕの
コイルＳ■及び自己保持用リレーＸを並列接続した構成
であるつしたがって、オーバーシュート上限水位プロー
グ２　ｂ　’１からの信号により濃縮が検出されてリレ
ーＲ２（第２図）が励磁されると、自己保持用リレーＸ
により、その接点ｘ−１が閉成して、電磁ブロー弁コイ
ルＳ■が励磁されて電磁ブロー弁１ｕ（第１図Ａ）が作
動し、水管の市水のブローが開始される。ブローの開始
後、所定時間が経過するとタイマーＴの接点Ｔ−１が開
成して電磁ブロー弁コイルＳ■が釈放され、ブローが終
了する。

接点と直列に水位センサーの接点ＥＬを接続、水位セン
サーの接点と直列に並列構成の電磁ブロー弁の操作コイ
ルＳ■と自己保持リレーＸを接続したものである。した
がって、オーバーシュート上限水位プローブ２ｂ−１に
より、缶水の濃縮状態が検出されてリレーＲｆの第２の
接点Ｒ（−２が閉成されると、電磁ブロー弁の操作コイ
ルｓＶが励磁されて、缶水のブローが開始するっ缶水の
ブローに伴ないその水位が低下し、水位センサーの検出
レベルに達すると、その信号により接点ＥＬが開いて操
作コイルが釈放され、電磁ブロー弁が閉じブローが終了
する。ここで接点ＥＬに関連する水位センサーとしては
５オーバーシユート上限センサー２ｂ−１より下方位置
にあるセンサー、例えば、第２図に示す下限水位センサ
ー２ａが使用できる。もちろん、所望なら、接点ＥＬ専
用の水位センサーを設けてもよい。

以上の缶□水のブロー及びそれに続く、給水ポンプ４（
第２図）の水管への給水により、水管内の缶水の濃度は
薄められる。

第８図はこのブロー給水制側１により、缶水濃度がどの
ように制御されるかを概略的に示したものである。第６
図において、縦軸は水の濃縮度を示し、横軸は時間を示
す。線に５は第２図のオーバーシュート水位センサー２
ｂ−１又は２ａ−１の検出位置に対応する缶水の濃度レ
ベル（平均）を示すものであり、使用するボイラー系の
許容範囲内にあるものである。曲線ａにより示されるよ
うに、水管内の缶水は運転時間の経過とともにその濃縮
度が増大するっこの発明によれば、缶水の濃シ１ 縮度が点すに示すように設定レベルに、に致達したら自
動的に缶水のブローがなされ、続く給水により、その濃
度は点Ｃで概略的に示されるように低下させられるっ缶
水のブローがなされないとすると、水管内の缶水の濃度
は破線Ｃで示すように、増加し続け、ボイラー系に損傷
を与える危険な状態となって行く。

上述した第４図と第５図に示す回路はいずれも水管内の
缶水を全てではなく一部ブローする制御を与えろもので
あるっ原理的には可能であるが、缶水２全て自動ブロー
する方式を採用する場合にければならない。これに対し
、上述の実施例に係る一部プロ一方式には、ボイラーの
運転を継続できる利点があり、長期間にわたって蒸気を
必要とする場合に好適である。

なお第４図と第５図ではオーバーシュート水位上限セン
サー２ｂ−１からの検出信号に応答して、直接的にブロ
ー弁を始動しているが、これに代えて、オーツζ−シュ
ート水位下限センサー２ａ−１からの検出信号に基いて
ブロー弁を始動することができる。ただし、この場合に
は給水ポンプによる次の給水動作完了後にブロー弁を始
動させるよう、ブロー弁作動回路を構成するのが望まし
いっ例えば適当な記憶回路にオーバーシュート下限水位
センサー２３−１からの検出信号をいったん一時記憶さ
せ、しかる後給水ポンプの給水動作の完Ｔが給水ポンプ
停止用の上限水位センサー２ｂからの検出信号により与
えられる際、この検出信号なトリガー信号として用いて
電磁フロー弁が作動されろように構成する。

また、第２図の濃縮度判別制御部は学にオーバーシュー
ト上限又は下限水位センサーからの検出信号を以って直
接的に濃縮状態を判別しているのであるが、より正確な
判定を行うことが所望される場合には、これらの検出信
号を前提条件のひとつとして使用することが考えられる
。例えば、周期的にクリアされるカウンタの入力にオー
パーンニート水位センサーからの検出信号を入力し、−
周期内九所定数の検出信号が供給された場合にカウンタ
出力がでるように構成し７、このカウンタ出力を電磁ブ
ロー弁の作動条件信号として使用する。

このようにすれば、所定時間内に発生するオーバーシュ
ート現象を平均化して監視することになるのでより正確
な缶水濃度制御な与えることができるっ 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５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、缶水が濃縮時に生ずる泡層
に応じた水位下変動幅もしくは水位上昇変動幅の間隔で
上下限水位検出手段の設定位置より夫々下側及び上側に
オーバーシュート上下限位置の検出手段を備えているの
で２缶水が所定の濃縮状態に達したときに直に検出する
ことができろう缶体より導いた連通管に既にある缶水の
高低両水位の水位検出手段及び給水制御部に加えて、缶
水のオーバーシュートに関する水位検出手段を上又は（
及υ・）下に附設して簡易な制御装置により表示するよ
うにしたので装置は簡潔であり、安価である。

加えて、自動的に缶水濃縮度の許容限界の信号が得られ
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、計数記録の惇怠もなく、正確なブロ一時期におい
て自動的に缶水なブローできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａｌ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ック図、第１図ＣＢ＋は
第１図（Ａ）におけるボイラ１のＡ−Ａ断面図、第２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及び濃縮度判別制御部の構成を示す
ブロック図、第６図は第２図の構成における要部の波形
図、第４図はタイマ一方式によるブロー弁作動回路側口
、第５図は水位センサ方式によるブロー弁作動回路側口
、第６図はこの発明による缶水濃度制御を説明するため
の図であるっ １・・・ボイラ、　　２・・・水位検出部、　　ろ・・
・給水制御部、　４・・・給水ポンプ、　５・・・圧力
検出部、６・・・燃焼制御部、　２ａ・・・下限水位プ
ローブ、２ａ−１・・・オーバーシュート下限位置グロ
ーブ、２ｂ・・・上限水位プローブ、　２ｂ−１・・・
オーバーシュート上限位置プローブ、　　１ｕ・・・電
磁ブロー弁っ 特許出願人　株式会社荏原製作所 ン　　−１ 代理人　弁理士　湯　浅　恭　三−１６ｊ（外２名）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボイラ缶体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缶内に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；ドンプを停止さ
   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、自動制御により作動されて缶水をブローするブロー
   弁を設け、上記下限水位から上限水位までの水位範囲外
   の水位位置に少なくとも１つのオーバーシュート水位セ
   ンサーを配置し、オーバーシュート水位センサーからの
   検出信号に基いて上記ブロー弁を作動するようにしたこ
   とを特徴とするボイラ系における缶水濃縮状態制御装置
   。