JP2017150747A - 燃料弁監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の燃料弁それぞれの開閉状態が適切な状態であるかを判定する。【解決手段】燃料弁監視装置１００が、燃焼装置への燃料の供給経路８，９に配置された複数の燃料弁と、複数の燃焼ステージから選択される現在の燃料ステージに対応するように複数の燃料弁の各々の開閉状態を変化させることにより、燃焼装置へ供給する燃料の供給量を調整する制御手段１２と、複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態を監視し、該監視した複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態となっているか否かを判定する監視手段１１と、を備え、制御手段１２は、監視手段１１により監視された複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態となっているか否かを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料の供給路に設けられた燃料弁の監視を行うための燃料弁監視装置に関する。

従来、燃料としてガスを用いるボイラ等の燃焼装置の燃料供給路には、燃焼装置に対して供給する燃料の供給量を調整することや、ガス漏れの危険を防止することを目的として、複数の燃料弁が設けられている。
例えば、段階的な複数の燃焼位置から選択される所定の燃焼位置（以下、適宜「燃焼ステージ」という）に応じて燃焼量を段階的に増減可能な段階値制御ボイラでは、各燃焼ステージに対応した燃焼量とするために、各燃料ステージに対応した複数の燃料弁が設けられる。そして、制御部がこれら複数の燃料弁の開閉状態を制御することによって燃料の供給量も制御し、各燃焼ステージに対応した燃焼量を実現する。

例えば、いわゆる４位置制御と呼ばれる制御方法であれば、以下に記載するように４段階燃焼ステージに対応する４つの燃焼量に変化させる必要がある。そのため、制御部は、これら４つの燃焼量に対応した燃料供給量となるように燃料弁の開閉状態を制御する。
１）燃焼停止位置（第１燃焼位置：０％）
２）低燃焼位置Ｌ（第２燃焼位置：例えば最大燃焼量の５〜３５％で設定される）
３）中燃焼位置Ｍ（第３燃焼位置：例えば最大燃焼量の４０〜７０％で設定される）
４）高燃焼位置Ｈ（第４燃焼位置：１００％（最大燃焼量））。

このような燃料弁の制御に関する技術が、例えば特許文献１で提案されている。特許文献１で提案された技術では、ガス漏れによる危険を少なくするために、ガス供給路に二重遮断弁を設けている。そして、上流側の遮断弁によるガス漏れを検出するために、ガスが使用されていない燃焼停止時に、上流側の遮断弁の閉から所定時間経過後に下流側の遮断弁を閉じて、両遮断弁間の圧力の上昇がある場合に上流側の遮断弁に漏れが生じていると判定する。
つまり、特許文献１で提案された技術では、同時通電型の二重遮断弁であっても上流側の遮断弁のガス漏れ判定を行うことを可能としている。

特開２００６−１７６５７号公報

しかしながら、上述した特許文献１で提案された技術等だけでは、遮断弁自体が正常に動作していない場合にはガス漏れを検知することができない。また、各燃焼ステージにおいて、各燃焼ステージに対応した燃料弁が開かない場合や、各燃焼ステージに対応していない他の燃料弁が開いた場合には、異常燃焼等の原因となる。そのため、燃料ステージに対応して正常に燃料弁が開閉しているか否かを判定することが求められている。

従って、本発明は、複数の燃料弁それぞれの開閉状態が適切な状態であるかを判定することが可能な燃料弁監視装置を提供することを目的とする。

本発明は、燃焼装置への燃料の供給経路に配置された複数の燃料弁と、複数の燃焼ステージから選択される現在の燃料ステージに対応するように前記複数の燃料弁の各々の開閉状態を変化させることにより、前記燃焼装置へ供給する燃料の供給量を調整する制御部と、前記複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態を監視する監視部と、を備え、前記制御部は、前記監視部により監視された前記複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態が、前記現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態となっているか否かを判定する燃料弁監視装置に関する。

また、前記制御部は、前記監視部からの信号によって、前記複数の燃料弁の内のいずれかの燃料弁の現在の開閉状態が、前記現在の燃料ステージに対応する正常時の開閉状態にないことが検知された場合に、前記燃焼装置への燃料の供給を停止させることが好ましい。

また、燃料弁監視装置は、前記複数の燃料弁を開閉するための駆動部へ電圧を供給するための経路に配置される接点部を更に備え、前記制御部は、前記接点部を制御することにより前記複数の燃料弁を閉状態として、前記燃焼装置への燃料の供給を停止させることが好ましい。

また、燃料弁監視装置は、前記接点部の上流側に配置される補助接点部を更に備えることが好ましい。

また、前記監視部は、前記複数の燃料弁への各々の端子電圧に基づいて前記複数の燃料弁の現在の開閉状態を燃料弁毎に独立して検知することが好ましい。

また、前記監視部は、前記制御部が前記複数の燃料弁に対して燃料弁の開閉状態を切り換えるための信号を出力したことに応じて前記監視を開始すると共に、その後前記現在の燃料ステージが他の燃料ステージに切り替わるまでの間前記監視を継続し、該監視を、前記現在の燃料ステージが切り替わったことに応じて前記制御部が前記複数の燃料弁に対して燃料弁の開閉状態を切り替えるための信号を出力するたびに行うことが好ましい。

本発明によれば、複数の燃料弁それぞれの開閉状態が適切な状態であるかを判定することが可能となる。

本発明の実施形態全体の基本的構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態における制御回路の基本的構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態におけるリレー回路の構成を表すブロック図である。 本発明の実施形態の基本的動作を表すフローチャートである。 本発明の実施形態の第１の変形例における基本的構成の一例を表すブロック図である。 本発明の実施形態の第１の変形例における基本的構成の他の一例を表すブロック図である。 本発明の実施形態の第３の変形例における基本的動作を表すフローチャートである。

まず、本発明の実施形態の概略を説明する。本発明の実施形態は、段階値制御ボイラ等に設けられた複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態を監視するものである。また、本発明の実施形態は、監視により検知された複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する複数の燃料弁各々の正常時の開閉状態と相違している場合には異常が発生していると判定して、段階値制御ボイラの動作を緊急停止させるというものである。

次に、図１を参照して本発明の実施形態による段階値制御ボイラシステム全体の構成について説明をする。
図１を参照すると、本実施形態による段階値制御ボイラシステムは、燃料弁監視装置としての制御回路１００、段階値制御ボイラ２００、電源３００及び複数の燃料弁を備える。ここで、複数の燃料弁としては、遮断弁１、遮断弁２、パイロットバルブ３、中燃移行弁４、中燃弁５、高燃移行弁６及び高燃弁７を備える。以下の説明において「各燃料弁」とは、これら遮断弁１、遮断弁２、パイロットバルブ３、中燃移行弁４、中燃弁５、高燃移行弁６及び高燃弁７を指すものとする。

ここで、制御回路１００は、本実施形態による段階値制御ボイラシステム全体を制御する部分であり、特に燃焼ステージに応じて各燃料弁の開閉状態を変化させることにより、段階値制御ボイラ２００における燃焼量を制御するための部分である。制御回路１００は、一般的な電子回路により実現されてもよいが、例えば、マイクロコンピュータや、必要に応じて、その他の周辺回路により実現されてもよい。なお、制御回路１００の詳細な構成については、図２を参照して後述する。

段階値制御ボイラ２００は、内部に、ガスバーナ等の燃焼装置と、燃焼装置による燃焼に伴い加熱される水を蓄える缶体等を備える。
段階値制御ボイラ２００の燃焼装置は、第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９に接続されている。そして、段階値制御ボイラ２００の燃焼装置は、第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９から供給されるガス又は液体等の燃料により燃焼する。

電源３００は、制御回路１００を介して各燃料弁の駆動部に電圧を供給する部分である。各燃料弁の駆動部とは、例えば、各燃料弁に備わるソレノイドである。各燃料弁は、電磁弁により実現される。また、各燃料弁は、プランジャに連結された弁とそれを駆動するソレノイドとを備える。そして、各燃料弁は、自身に電圧が供給されると、自身が備えるソレノイドへ通電することにより磁力を生じさせてプランジャを動作させる。かかる動作に伴い弁を開閉することにより、段階値制御ボイラ２００の燃焼装置に供給される燃料の搬送、遮断を制御して燃料の流量を調整する。

なお、本実施形態における各燃料弁は、特に停電時の安全を考慮して、通電時開型であるとする。すなわち、燃料弁の駆動部に電圧が供給されているのであれば燃料弁を開状態とし、燃料弁の駆動部に電圧が供給されていないのであれば燃料弁を閉状態とする燃料弁であるとする。

第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９は、段階値制御ボイラ２００の燃焼装置に対して燃料を供給するための経路であり、図外の燃料供給源に接続されている。なお、第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９は、それぞれ別々に燃料供給源に接続されてもよいし、図外の１つの燃料供給源に接続された１つの燃料供給経路が、図外で２つに分岐することにより第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９の２つの燃料供給経路を実現するようにしてもよい。なお、第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９については、図中において実線で記載する。

一方で、制御回路１００と各構成要素間の接続については図中において破線で記載する。かかる接続は、例えば、電源３００からの電圧を供給するための経路として利用される。

以上、本実施形態全体の構成について説明した。この点、上述した構成要素は、本実施形態の要旨に関連する部分のみである。本実施形態は、上述した構成要素以外にも例えば、段階値制御ボイラ２００内部の缶体に水を供給する給水ポンプや、圧力センサや温度センサといったセンサや、これらの測定結果に応じた制御をするための信号線等を含んでいてもよい。しかしながら、これら構成要素は、本実施形態の要旨ではなく、また当業者にとってよく知られているので、図示や詳細な説明を省略する。

次に、図２を参照して、制御回路１００の詳細な構成について説明をする。図２を参照すると、制御回路１００は、マイクロコンピュータ１０、監視部１１及びリレー回路２０を備える。制御回路１００として、例えば、マイクロコンピュータとリレーやタイマ等を含むＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）を利用してもよい。

マイクロコンピュータ１０は、本実施形態全体を制御するための処理を行う部分であり、演算処理装置や記憶装置等を搭載した半導体チップにより実現される。ここで、マイクロコンピュータ１０は機能ブロックとして制御部１２を備える。かかる制御部１２は、マイクロコンピュータ１０の演算処理装置が、マイクロコンピュータ１０の内部又は外部にある記録媒体から読み出した所定のソフトウェアに基づいた演算処理を行い、演算結果に基づいて各ハードウェアを制御することにより実現される。

監視部１１は、各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧を測定する部分である。かかる端子電圧の測定結果は、フィードバック信号として各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧を測定した監視部１１から、制御部１２に対して送信されるものとする。

制御部１２は、本実施形態による段階値制御ボイラシステム全体を制御する。具体的には、段階値制御ボイラ２００の燃焼状況等に応じて、現在の燃焼ステージを選択し、選択した燃焼ステージに移行するために燃料弁の開閉状態を変化させるという処理を行う。ここで、制御部１２は、リレー回路２０に制御信号を出力することにより各燃料弁の開閉状態を変化させる。この点については図３を参照して後述する。

また、燃焼ステージの選択であるが、本実施形態では、４位置制御を行うので、燃焼ステージは、「燃焼停止位置（第１燃焼位置：０％）」、「２）低燃焼位置（第２燃焼位置：最大燃焼量の２５％とする）、中燃焼位置（第３燃焼位置：最大燃焼量の５０％とする）及び高燃焼位置Ｈ（第４燃焼位置：制御回路１００％（最大燃焼量））の何れかから選択される。
まず、現在の燃焼ステージが、燃焼停止位置であるならば、全ての燃料弁を閉状態とする。なお、この際、監視部１１が、各燃料弁が閉状態であるか否かを監視するのみならず、段階値制御ボイラ２００内部の点火トランスが停止状態であるか否かも監視するようにしてもよい。この場合には、点火トランスへの端子電圧をフィードバック信号として、制御部１２に送るようにするとよい。

次に、燃焼停止位置が現在の燃焼ステージであり、低燃焼位置に移行するのであれば、まず、制御部１２は、段階値制御ボイラ２００内の燃焼装置の１つであるパイロットバ―ナへ点火動作を行うイグニッショントライアルを行う。そのために、まずパイロットバーナに燃料を供給するための第２の燃料供給経路９に設けられているパイロットバルブ３を開状態とすると共に、段階値制御ボイラ２００内部の点火トランスを動作させることにより、パイロットバーナを着火させ、いわゆる種火を作る。

その後、制御部１２は、主バーナに燃料を供給する第１の燃料供給経路８に設けられている遮断弁１及び遮断弁２を開状態にする。これにより、主バーナに燃料が供給されると共に、パイロットバーナの種火が引火することにより、主バーナの燃焼が開始し、現在の燃料ステージが低燃焼位置に移行する。

次に、燃焼ステージを中燃焼位置に移行するのであれば、制御部１２は、中燃移行弁４を開状態にし、その後、中燃弁５を開状態とする。これにより、主バーナに供給する燃料量が増加し、これに伴い燃焼量も増加することから、現在の燃料ステージが中燃焼位置に移行する。

次に、燃焼ステージを高燃焼位置に移行するのであれば、制御部１２は、高燃移行弁６を開状態にし、その後、高燃弁７を開状態とする。これにより、主バーナに供給する燃料量が増加し、これに伴い燃焼量も増加することから、現在の燃料ステージが高燃焼位置に移行する。

その後、高燃焼位置から他の位置に現在の燃料ステージを移行するのであれば、制御部１２は、各燃料ステージに対応するように、各燃料弁の開閉状態を変化させる。このように、制御部１２が燃料ステージの移行を行うので、当然のことながら制御部１２は現在の燃料ステージがどの燃料ステージであるかということを認識している。
なお、各燃料ステージにおける燃料弁の開閉状態は本実施形態が実装される機種によって異なる。例えば、現在の燃料ステージが中燃焼位置に移行後、中燃移行弁４を開状態のままとする場合や、中燃移行弁４を閉状態とする場合があり得る。同様に、現在の燃料ステージが高燃焼位置に移行後、高燃移行弁６を開状態のままとする場合や、高燃移行弁６を閉状態とする場合があり得る。

つまり、各燃料ステージにおいて、各燃料弁の内のどの燃料弁が開状態にあるべきなのか、そして、どの燃料弁が閉状態にあるべきなのかということは、本実施形態が実装される機種の種別により決定されるものである。

制御部１２は、適切な監視を行うために、本実施形態が実装される機種に適合している「現在の燃料ステージに対応する開閉状態」を予め把握しているものとする。また、制御部１２は、プレパージやポストパージ中は、各燃料弁が閉状態にあるべきであることも把握しているものとする。これらの予め把握しておくものは、マイクロコンピュータ１０の内部又は外部にある記録媒体に記録しておき、利用時にそこから読み出す。

また、第１の燃料供給経路８における各分岐点（図中では黒丸で表す。）から下流の分岐された各燃料供給経路それぞれの径は、これも機種によるが、一般的に異なっている。例えば、高燃弁７が設置されている分岐された経路の径と、例えば、中燃弁５が設置されている分岐された経路の径とは異なっている。そして、異なる径の燃料供給路を組み合わせて用いることにより、所望の燃料量で燃料を供給し、所望の燃焼量を実現する。

また、制御部１２は、燃焼ステージに対応する燃料弁を制御する処理を行うのみならず、各燃料弁に異常が発生した場合に、段階値制御ボイラ２００を緊急停止するための処理を行う。この点について説明を行う。
制御部１２は、監視部１２から受信するフィードバック信号に基づいて現在の各燃料弁の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態と一致するか否かを監視する。この点、上述したように、本実施形態における各燃料弁は、通電時開型である。そのため、本実施形態では、基準電圧（例えば接地電圧）に対して各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧があれば燃料弁が開状態であると判定し、各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧がなければ燃料弁を閉状態と判定する。
ここで、現在の各燃料弁の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態と一致するのであれば、各燃料弁の開閉状態は正常であるので、特に異常処理を行うことなく、監視を継続する。一方で、現在の各燃料弁の開閉状態が、現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態と一致しないのであれば、正常な開閉状態にない（すなわち、不一致の開閉状態にある）燃料弁に異常が発生していることが検知できる。

そして、制御部１２は、各燃料弁での異常の発生を検知した場合には、後述するリレー回路２０内の緊急停止用リレー２１に対して制御信号を出力して、リレー回路２０内の緊急停止用リレー２１を非導通状態に切り換える。これにより、各燃料弁への電源の供給を取り止められる。なぜならば、電源３００から供給された電圧は、リレー回路２０内の緊急停止用リレー２１を介して各燃料弁に対して供給されるからである。

そして、本実施形態における各燃料弁は通電時開型であることから、電圧の供給が取り止められると各燃料弁は閉状態となる。これにより、第１の燃料供給経路８及び第２の燃料供給経路９は遮断され、段階値制御ボイラ２００への燃料供給が行なわれなくなり、段階値制御ボイラ２００の緊急停止を実現することができる。

なお、制御部１２は、これ以外にも例えば、段階値制御ボイラ２００の缶体内の水位を所定の水位に保つために、給水ポンプを制御する処理や、その他の一般的なボイラ制御のための処理も行う。

次に、図３を参照して、リレー回路２０の詳細な説明を行う。図３を参照すると、リレー回路２０は、緊急停止用リレー２１、第１のリレー２２−１、第２のリレー２２−２、第３のリレー２２−３、第４のリレー２２−４、第５のリレー２２−５、第６のリレー２２−６及び第７のリレー２２−７を備える。なお、第３のリレー２２−３から第６のリレー２２−６までについては図示を省略する。

ここで、緊急停止用リレー２１は、緊急停止を行うためのリレーであり、電源３００から電圧の供給を受ける。なお、緊急停止用リレー２１は、本発明の「補助接点部」に相当する。
また、第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までは、それぞれが、何れかの燃料弁に対応するリレーである。なお、緊急停止用リレー２１は、本発明の「接点部」に相当する。例えば、第１のリレー２２−１は、符号の末尾が共通する遮断弁１に対応しており、他のリレーも符号の末尾が共通する燃料弁に対応している。
第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までは、緊急停止用リレー２１を介して電圧の供給を受ける。

リレー回路２０に含まるこれら各リレーは、制御部１２が出力する制御信号に基づいて、導通状態であるか、非導通状態であるかが切り替えられる。
この点について、通常時と緊急停止時のそれぞれとについて説明をする。

まず、通常時について説明する。通常時、制御部１２は、緊急停止用リレー２１を導通状態とする。また、開状態とすべき燃料弁に対応するリレー（第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までの何れかに相当。）についても導通状態とする。これにより、開状態とすべき燃料弁には、緊急停止リレー２１及び自燃料弁に対応するリレーを介して電圧が供給される。ここで、本実施形態の燃料弁は、通電時開型であることから、電圧が供給された燃料弁は開状態となる。

一方で、制御部１２は、閉状態とすべき燃料弁に対応するリレー（第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までの何れかに相当。）については非導通状態とする。これにより、閉状態とすべき燃料弁には、電圧が供給されないこととなる。ここで、本実施形態の燃料弁は、通電時開型であることから、かかる電圧が供給されない燃料弁は閉状態となる。

次に、緊急停止時について説明をする。制御部１２は、監視部１１から受信したフィードバック信号に基づいて燃料弁の開閉状態に異常が発生した旨を検知すると、段階値制御ボイラ２００を緊急停止するために、全ての燃料弁を閉状態とするための処理を行う。この場合に、第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までの全てを非導通状態とすることにより、全ての燃料弁を閉状態とすることができる。しかしながら、燃料弁の開閉状態に異常が発生した原因が第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までの内の何れかのリレーの故障であった場合には、この故障したリレーが非導通状態とならず、この故障したリレーに対応する燃料弁が閉状態とならない可能性がある。

そこで、制御部１２は、緊急停止時には、緊急停止リレー２１を非導通状態とする。これにより、仮に第１のリレー２２−１から第７のリレー２２−７までの内の何れかのリレーが故障していたとしても、全ての燃料弁を閉状態とすることが可能となり、より確実に緊急停止を行うことが可能となる、という効果を奏する。
また、図３に示すように各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧は、フィードバック信号として制御部１２に対して送信される。

次に、図４のフローチャートを参照して本実施形態の動作について説明する。
まず、燃焼装置への点火動作を実行するに先立って、プレパージを開始する（ステップＳ１０１）。具体的には、点火動作に先立って、段階値制御ボイラ２００が備える送風機を所定時間時間運転し、残留ガスを炉外に排気する。これは、前回燃焼停止時の炉内残留ガスを排気するためである。

プレパージが開始されると監視部１１は、各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧を表すフィードバック信号を制御部１２に対して送信する。そして、制御部１２は監視部１１から受信したフィードバック信号に基づいて各燃料弁の開閉状態を監視する（ステップＳ１０２）。ここで、プレパージ中は、各燃料弁は閉状態である必要がある。そして、監視の結果、各燃料弁は閉状態であるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が正常であるならば（ステップＳ１０２においてＹｅｓ）、ステップＳ１０３に進む。

一方で、監視の結果、何れかの燃料弁が開状態であるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が異常であるならば（ステップＳ１０２においてＮｏ）、ステップＳ１０８に進む。そして、ステップＳ１０８では、各燃料弁の開閉状態に異常が発生した旨を検知した制御部１２が、段階値制御ボイラ２００を緊急停止させる（ステップＳ１０８）。緊急停止は、上述したようにリレー回路２０の緊急停止用リレー２１に対して制御信号を出力して、リレー回路２０の緊急停止用リレー２１を非導通状態に切り換えることにより実現される。これにより、本実施形態では、異常発生時にも関わらず、燃焼ステージに移行してしまうことを防止することが可能となる、という効果を奏する。

ステップＳ１０３では、プレパージが終了したか否かを判定する。終了していない場合には（ステップＳ１０３においてＮｏ）、再度ステップＳ１０２に戻り、燃料弁の監視を行うことを繰り返す。

一方で、プレパージが終了した場合には（ステップＳ１０３においてＹｅｓ）、ステップＳ１０４に進み、燃焼ステージの移行を行う。プレパージが終了した状態であるので、現在の燃焼ステージは、燃焼停止位置である。そこで、低燃焼位置に燃焼ステージの移行を行う。かかる移行のための制御部１２の処理内容は、図２を参照して制御部１２の説明として上述した処理内容となる。

また、監視部１１は、各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧を表すフィードバック信号を制御部１２に対して送信する。そして、制御部１２は監視部１１から受信したフィードバック信号に基づいて各燃料弁の開閉状態を監視する。監視の結果、各燃料弁の開閉状態が低燃焼位置に対応する状態であるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が正常であるならば（ステップＳ１０５においてＹｅｓ）、ステップＳ１０６に進む。

一方で、監視の結果、各燃料弁の開閉状態が低燃焼位置に対応する状態でないのであるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が異常であるならば（ステップＳ１０５においてＮｏ）、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８では、上述したように制御部１２が段階値制御ボイラ２００を緊急停止させる（ステップＳ１０８）。これにより、本実施形態では、燃焼ステージ移行時に、燃料弁に異常が発生しているにも関わらず、他の燃焼ステージに移行してしまうことを防止することが可能となる、という効果を奏する。

ステップＳ１０６では、制御部１２が、現在の燃焼ステージから、他の燃焼ステージに移行すべきか否かを判定する。他の燃焼ステージに移行すべきタイミングである場合には（ステップＳ１０６においてＹｅｓ）、再度ステップＳ１０４に戻り、現在の燃焼ステージを新たな燃焼ステージに移行して（ステップＳ１０４）、ステップＳ１０５以降の処理を継続する。一方で、他の燃焼ステージに移行すべきタイミングでない場合には（ステップＳ１０６においてＮｏ）、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、制御部１２が、段階値制御ボイラ２００の燃焼を終了するべきか否かの判定を行う。なお、ステップＳ１０６の及びステップＳ１０７の判定は、ユーザからの操作の有無や、段階値制御ボイラ２００に要求される負荷（蒸気量）等の所定の条件に基づいて行なわれる。

段階値制御ボイラ２００の燃焼を終了しない場合は（ステップＳ１０７においてＮｏ）、現在の燃焼ステージでの燃焼を継続したまま、再度ステップＳ１０５に戻り、ステップＳ１０５以降の処理を継続する。

一方で、段階値制御ボイラ２００の燃焼を終了するタイミングである場合には（ステップＳ１０７においてＹｅｓ）、各燃料弁を閉状態とする等して処理を終了する。

以上説明した本実施形態では、プレパージ開始時のみならず、段階値制御ボイラ２００の燃焼ステージの移行時又は移行直後に（すなわち、燃焼ステージの移行を契機として）、監視部１１及び制御部１２による監視を開始すると共に、他の燃焼ステージに移行するまで監視を継続する。
そのため、段階値制御ボイラ２００を制御中に、燃料弁に異常が発生したならば、即座に異常を検知できるのみならず、即座に段階値制御ボイラ２００を緊急停止することができる。従って、段階値制御ボイラ２００を安全に動作させることが可能となる、という効果を奏する。

また、各燃料弁のそれぞれについて独立して監視を行っているので、異常の発生している燃料弁が、どの燃料弁であるのかを特定することができる、という効果も奏する。

更に、各燃料弁が開状態であるべきときに開状態であるのかということと、各燃料弁が閉状態であるべきときに閉状態であるのかということの双方を監視している。そのため、各燃料弁が制御部１２制御信号に関わらず開状態になってしまうという故障と、各燃料弁が制御部１２制御信号に関わらず閉状態になってしまうという故障の何れの故障であっても検知することが可能となる、という効果も奏する。

＜第１の変形例＞
次に、上述の実施形態を変形した第１の変形例について説明をする。上述したように本実施形態が実装される機種の種別により、燃料弁の開閉状態等は異なる。この点、図１に示した構成のように、４位置制御を行ったり、移行弁を有していたりする構成以外の構成にも本実施形態を適用することは可能である。

例えば、図５に表すように、中燃弁５や各移行弁が存在しない、３位置制御を採用した構成にも本実施形態を適用することができる。
また、図６に表すような低燃弁２と高燃弁７が分岐した燃料供給経路に並列に接続された構成であっても本実施形態を適用することができる。
なぜならば、本実施形態は、フィードバック信号や制御信号の送受信ができるのであれば、監視を実行できるからである。
なお、図５や図６のような構成にした場合の、制御回路１００の動作等は、上述した本実施形態と同様であるので説明を省略する。

＜第２の変形例＞
第２の変形例について説明をする。上述の実施形態では、各燃料弁の開閉状態に異常が発生した場合に、制御部１２が、リレー回路２０の緊急停止用リレー２１を非導通状態にすることにより、段階値制御ボイラ２００の緊急停止を行っていた。
本変形例では、これを変形して異常検知時に、制御部１２が、遮断弁１又は遮断弁２の何れかと、パイロットバルブ３とを少なくとも閉状態とすることにより、緊急停止を行う。例えば、遮断弁１を閉状態にする。これにより、段階値制御ボイラ２００の緊急停止を行うことができる。

このようにすれば、遮断弁１又は遮断弁２の何れかと、パイロットバルブ３とが故障していないのであれば、燃料弁が通電時開型以外の、例えば通電時閉型であっても、ステップＳ１０８における緊急停止を実現することが可能となる、という効果を奏する。なお、この場合、リレー回路２０の緊急停止用リレー２１を省略するようにしてもよい。

＜第３の変形例＞
第３の変形例では、プレパージ時や燃料ステージ移行時のみならず、ポストパージの際も監視部１１による監視を行う。この点について図７のフローチャートを参照して説明する。

ステップＳ１０７にて各燃料弁を閉状態とした後、制御部１２はポストパージを行ない、残留ガスを炉外に排気する（ステップＳ１０９）。これは、今回の燃焼停止時の炉内残留ガスを排気するためである。

また、監視部１１は、各燃料弁へ給電をする制御回路１００の端子電圧を表すフィードバック信号を制御部１２に対して送信する。そして、制御部１２は監視部１１から受信したフィードバック信号に基づいて各燃料弁の開閉状態を監視する（ステップＳ１１０）。ここで、ポストパージ中は、各燃料弁は閉状態である必要がある。監視の結果、各燃料弁は閉状態であるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が正常であるならば（ステップＳ１１０においてＹｅｓ）、ステップＳ１１１に進む。そして、ポストパージが終了するまで（ステップＳ１１０においてＹｅｓ）、ステップＳ１１０の判定を継続する（ステップＳ１１０においてＮｏ）。

一方で、監視の結果、何れかの燃料弁が開状態であるならば、すなわち、各燃料弁の開閉状態が異常であるならば（ステップＳ１１０においてＮｏ）、ステップＳ１０８に進む。ここで、制御部１２は、ポストパージに先立って、各燃料弁を閉状態にするための制御信号をすでに出力している。つまり、現状は、制御信号を出力しているにも関わらず、何れかの燃料弁が開状態にあることになる。そこで、制御部１２は、制御信号の出力を継続すると共に、警告を出力する。警告は、ユーザが検知できるものであればよく、例えば、警告音の出力や警告メッセージの表示出力により実現する。

これにより、本変形例では、燃焼停止後であってもポストパージの途中に異常が発生したならば検知することが可能となる、という効果を奏する。
なお、かかる警告は、ステップＳ１０２でＮｏの場合や、ステップＳ１０５でＮｏの場合にも出力するようにしてもよい。

上記の制御回路は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。また、上記の制御回路等により行なわれる燃料弁監視方法も、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組み合わせにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。

プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば、光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM)、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM)、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(random access memory）)を含む。

また、上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態ではあるが、上記実施形態のみに本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を施した形態での実施が可能である。
例えば、上述の実施形態では、リレー回路を利用していた。この点リレー等の機械的接点を用いるのみならず、トライアックやＦＥＴ（Field effect transistor）等の半導体接点を有する回路を利用するようにしても良い。

１ 遮断弁
２ 遮断弁（低燃弁）
３ パイロットバルブ
４ 中燃移行弁
５ 中燃弁
６ 高燃移行弁
７ 高燃弁
８ 第１の燃料供給経路
９ 第２の燃料供給経路
１０ マイクロコンピュータ
１１ 監視部
１２ 制御部

Claims (6)

1. 燃焼装置への燃料の供給経路に配置された複数の燃料弁と、
   複数の燃焼ステージから選択される現在の燃料ステージに対応するように前記複数の燃料弁の各々の開閉状態を変化させることにより、前記燃焼装置へ供給する燃料の供給量を調整する制御部と、
   前記複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態を監視する監視部と、を備え、
   前記制御部は、前記監視部により監視された前記複数の燃料弁の各々の現在の開閉状態が、前記現在の燃料ステージに対応する正常な開閉状態となっているか否かを判定する燃料弁監視装置。
2. 前記制御部は、前記監視部からの信号によって、前記複数の燃料弁の内のいずれかの燃料弁の現在の開閉状態が、前記現在の燃料ステージに対応する正常時の開閉状態にないことが検知された場合に、前記燃焼装置への燃料の供給を停止させる請求項１に記載の燃料弁監視装置。
3. 前記複数の燃料弁を開閉するための駆動部へ電圧を供給するための経路に配置される接点部を更に備え、
   前記制御部は、前記接点部を制御することにより前記複数の燃料弁を閉状態として、前記燃焼装置への燃料の供給を停止させる請求項２に記載の燃料弁監視装置。
4. 前記接点部の上流側に配置される補助接点部を更に備える請求項３に記載の燃料弁監視装置。
5. 前記監視部は、前記複数の燃料弁への各々の端子電圧に基づいて前記複数の燃料弁の現在の開閉状態を燃料弁毎に独立して検知する請求項１〜４のいずれかに記載の燃料弁監視装置。
6. 前記監視部は、前記制御部が前記複数の燃料弁に対して燃料弁の開閉状態を切り換えるための信号を出力したことに応じて前記監視を開始すると共に、その後前記現在の燃料ステージが他の燃料ステージに切り替わるまでの間前記監視を継続し、
   該監視を、前記現在の燃料ステージが切り替わったことに応じて前記制御部が前記複数の燃料弁に対して燃料弁の開閉状態を切り替えるための信号を出力するたびに行う請求項１〜５のいずれかに記載の燃料弁監視装置。

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