JP2021089104A - 熱交換器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜図3を参照して、温水供給システム1の構成について説明する。温水供給システム1は、発電と、発電により生じた排熱の回収と、回収された熱による高温水の生成とを行えるように構成されている。温水供給システム1は、図1に示されるように、ボイラ2と、需要家施設3と、熱交換器10とを備える。
続いて、図4を参照して、水位制御部M3が液面レベルLを自動的に上昇させる制御(液面レベル上昇制御)について説明する。液面レベル上昇制御の実行中は、圧力制御部M2による本体容器11内の圧力Pの制御(圧力制御)も継続して実行されている。
続いて、図5を参照して、水位制御部M3が液面レベルLを自動的に下降させる制御(液面レベル下降制御)について説明する。液面レベル下降制御の実行中は、圧力制御部M2による本体容器11内の圧力Pの制御(圧力制御)が継続して実行されている。
続いて、図6を参照して、停止制御部M4が熱交換器10をスタンバイ状態とする制御(スタンバイ制御)について説明する。
続いて、図7を参照して、起動制御部M5が熱交換器10をスタンバイ状態から復帰させる制御(復帰制御)について説明する。
続いて、図8を参照して、熱交換器10の起動時(スタンバイ状態からの復帰を含む)における、起動制御部M5による水撃防止制御について説明する。
以上の例によれば、本体容器11内の圧力Pは、温度制御部M1の出力に基づいて設定される目標圧力P0に追従するように継続的に制御される。一方、本体容器11内の液面レベルLは、温度制御部M1の出力と所定の閾値との比較に基づいて設定される目標レベルL0に追従するように制御されるので、温度制御部M1の出力と所定の閾値との比較の結果、目標レベルL0が変更されなければ、液面レベルLが変化しない。しかも、目標レベルL0が変更されたときには、その後、所定時間が経過するまで再び目標レベルL0が変更されない。すなわち、液面レベルLが一定の条件のもとで段階的に変更されるので、高温水の温度Tにハンチングが生じ難くなる。したがって、応答速度が比較的速い本体容器11内の圧力Pの制御と、応答速度が比較的遅い本体容器11内の液面レベルLの制御とを通じて高温水の温度Tを所定の目標温度T0に制御する場合であっても、高温水の温度Tを安定的に制御することが可能となる。
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。
Claims (16)
- 本体容器と、
前記本体容器に蒸気を供給するように構成された供給部と、
前記本体容器内の液体の液面レベルを調節可能に構成されたレベル調節部と、
前記本体容器内を上下方向に縦断するように前記本体容器に対して貫通して配置されており、被加熱流体が流通するように構成された伝熱管と、
前記本体容器内の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記伝熱管のうち前記本体容器よりも下流側を流通する被加熱流体の温度を計測するように構成された温度計測部と、
前記本体容器内の液体の液面レベルを計測するように構成されたレベル計測部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記温度計測部の出力に基づいて、前記本体容器内の圧力の目標値である目標圧力を設定することと、
前記圧力計測部で計測される圧力が前記目標圧力に近づくように、前記供給部を制御することと、
前記温度計測部の出力と所定の閾値との比較に基づいて、前記本体容器内における液面レベルの目標値である目標レベルを設定することと、
前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように、前記レベル調節部を制御することと、
前記本体容器内の液面レベルを変更するために前記レベル調節部が制御された場合に、所定時間が経過するまで前記目標レベルの変更を禁止することとを実行するように構成されている、熱交換器。 - 前記目標レベルを設定することは、前記温度計測部の出力が所定の下限値を下回った場合に前記目標レベルをより大きな値に設定することを含み、
前記レベル調節部を制御することは、前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように前記本体容器内に液体を供給することを含む、請求項1に記載の熱交換器。 - 前記温度計測部の出力が所定の下限値を下回ることは、前記温度計測部の出力が所定の下限値を所定時間継続して下回ることを含む、請求項2に記載の熱交換器。
- 前記目標レベルを設定することは、前記温度計測部の出力が所定の上限値を上回った場合に前記目標レベルをより小さな値に設定することを含み、
前記レベル調節部を制御することは、前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように前記本体容器内から液体を排出することを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記温度計測部の出力が所定の上限値を上回ることは、前記温度計測部の出力が所定の上限値を所定時間継続して上回ることを含む、請求項4に記載の熱交換器。
- 前記目標レベルを設定することは、前記制御部による前記目標レベルの設定変更が許容されている場合に限り、前記目標レベルを設定することを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記制御部は、前記目標レベルが所定の最大値に設定されており、前記温度計測部の出力が所定の最低値以下となる場合に、前記供給部及び前記レベル調節部を停止することをさらに実行するように構成されている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記温度計測部の出力が所定の最低値以下となることは、所定時間継続して前記温度計測部の出力が所定の最低値以下となることを含む、請求項7に記載の熱交換器。
- 前記供給部及び前記レベル調節部を停止することは、前記制御部による前記供給部及び前記レベル調節部の自動制御が許容されている場合に限り、前記供給部及び前記レベル調節部を停止することを含む、請求項7又は8に記載の熱交換器。
- 前記制御部は、前記供給部及び前記レベル調節部が停止されており、前記温度計測部の出力が所定の起動値を上回った場合に、前記供給部及び前記レベル調節部の自動制御を許容する設定に変更することをさらに実行するように構成されている、請求項7〜9のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記温度計測部の出力が所定の起動値を上回ることは、前記温度計測部の出力が所定の起動値を所定時間継続して上回ることを含む、請求項10に記載の熱交換器。
- 前記本体容器内に空気を供給するように構成された空気供給部をさらに備え、
前記制御部は、
起動信号が入力された場合に、前記本体容器内に空気を導入するように前記空気供給部を制御することと、
前記空気供給部を制御することに続いて、前記本体容器内に蒸気を供給するように前記供給部を制御することとさらに実行するように構成されている、請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱交換器。 - 前記空気供給部を制御することは、前記温度計測部で計測された被加熱流体の温度が所定温度よりも低い場合に、前記本体容器内に空気を導入するように前記空気供給部を制御することを含む、請求項12に記載の熱交換器。
- 前記制御部は、起動信号が入力された場合に、前記本体容器内の液体の少なくとも一部を前記本体容器から排出するように前記レベル調節部を制御することをさらに実行するように構成されている、請求項12又は13に記載の熱交換器。
- 前記本体容器内に蒸気が満たされるまでは前記本体容器からの排気を許容し、前記本体容器内に蒸気が満たされた場合に前記本体容器からの排気を停止するように構成された排気部を更に備える、請求項12〜14のいずれか一項に記載の熱交換器。
- 前記空気供給部は、ボイラからの空気又は蒸気を前記本体容器内に供給するように構成された前記供給部を含む、請求項12〜15のいずれか一項に記載の熱交換器。
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