JP5663107B1 - 小型貫流ボイラー制御装置及び小型貫流ボイラー制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止することができる小型貫流ボイラー制御装置などを提供する。【解決手段】小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止すべき旨を通知する通知部を備えた小型貫流ボイラー制御装置であって、前記所定の時間が小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーごとに予め前記通知部に設定される小型貫流ボイラー制御装置である。【選択図】なし

Description

小型貫流ボイラー制御装置及び小型貫流ボイラー制御方法に関する。

近年は、様々なタイプのボイラーが開発され使用されているが（非特許文献１参照）、ボイラーの制御方法はボイラーのタイプごとに異なっており、各タイプのボイラーの制御方法は各種の協会などにより解説されている。例えば、連続ブロー装置が付属していない小型貫流ボイラーの制御方法は、公益社団法人日本小型貫流ボイラー協会が発行する非特許文献２において解説されているが、非特許文献２によると、小型貫流ボイラーにおいては、定期的にボイラー水を排出するものとされており、そのとき（すなわち排出時には）、ボイラー水を採水し水質分析を行い適正であるかどうかを確認するものとされている（非特許文献２の４４頁参照）。

フリー百科事典「ウィキペディア（Ｗｉｋｉｐｅｄｉａ）」、ボイラー、［平成２６年５月２９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／ボイラー＞ "小型貫流ボイラーのてびき"、平成２５年１０月１日発行、二十二刷、公益社団法人日本小型貫流ボイラー協会

個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止することができる小型貫流ボイラー制御装置及び小型貫流ボイラー制御方法を提供することを目的とする。

上記の課題は、次の手段により解決することができる。

小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止すべき旨を通知する通知部を備えた小型貫流ボイラー制御装置であって、前記所定の時間が小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーごとに予め前記通知部に設定されることを特徴とする小型貫流ボイラー制御装置。

小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーのボイラー水として使用される水を水質分析することにより、前記小型貫流ボイラーの運転を開始してからボイラー水が所定の水質に達するまでの時間を所定の時間として算出する工程と、前記小型貫流ボイラーの運転を開始する工程と、前記小型貫流ボイラーの運転開始から前記所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止する工程と、を有することを特徴とする小型貫流ボイラー制御方法。

上記の小型貫流ボイラー制御装置及び小型貫流ボイラー制御方法によれば、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止することが可能となり、個々の小型貫流ボイラーにおいて、運転時間を短縮することなく、スケール障害や腐食障害などを許容レベル以下に抑えることができるようになる。

［実施形態に係る小型貫流ボイラー制御装置］
実施形態に係る小型貫流ボイラー制御装置は、小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に小型貫流ボイラーの運転を停止すべき旨を通知する通知部を備えた小型貫流ボイラー制御装置であって、所定の時間が小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーごとに通知部に設定される小型貫流ボイラー制御装置である。実施形態に係る小型貫流ボイラー制御装置によれば、所定の時間が小型貫流ボイラーごとに通知部に設定されるため、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止することが可能となり、個々の小型貫流ボイラーにおいて、運転時間を短縮することなく、スケール障害や腐食障害などを許容レベル以下に抑えることができるようになる。以下、詳細に説明する。

（小型貫流ボイラー）
小型貫流ボイラーは加熱管を有している。ボイラー水は加熱管の一端から加熱管内に送り込まれ、加熱管内にて加熱され蒸気となり、加熱管の他端から取り出される。なお、加熱管の他端から主として蒸気ではなく温水が取り出されるボイラーは本実施形態の小型貫流ボイラーから除かれる。

小型貫流ボイラーは単管式であってもよいし多管式であってもよい。単管式の小型貫流ボイラーは単一の加熱管で構成され、多管式の小型貫流ボイラーは２本以上の加熱管および管寄せで構成される。多管式である場合、管寄せの内径は１５０ｍｍ以下であることが好ましい。

小型貫流ボイラーは、伝熱面積が１０ｍ^２以下であることが好ましく、最高使用圧力が１ＭＰａ以下であることが好ましい。また、汽水分離器を有する場合は、汽水分離器の内径が３００ｍｍ以下であり、かつ、その内容積が０．０７ｍ^３以下であることが好ましい。また、小形貫流ボイラーの蒸発量は、例えば、４９９ｋｇ／ｈ以下、５００ｋｇ／ｈ以上２０００ｋｇ／ｈ以下、２００１ｋｇ／ｈ以上３０００ｋｇ／ｈ以下であるが、特に、５００ｋｇ／ｈ以上２０００ｋｇ／ｈ以下であることが好ましい。

小型貫流ボイラーが設置される場所は限定されない。小型貫流ボイラーは工場や店舗などの様々な場所に設置される。また、同時に使用される小型貫流ボイラーの台数は特に限定されない。台数は１台であってもよいし（単缶設置）、２台以上であってもよい（多缶設置）。

小型貫流ボイラーで使用される燃料としては、例えば、ガスや油などを用いることができる。

（通知部）
通知部は、小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に小型貫流ボイラーの運転を停止すべき旨を通知する。この通知により、小型貫流ボイラーの管理者は、小型貫流ボイラーの運転を停止してボイラー水をブローすべきであることを知る。

所定の時間は、小型貫流ボイラーごとに通知部に設定される。これにより、小型貫流ボイラーごとに異なるタイミングで通知を行うことが可能となり、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止できるようになる。

例えば、小型貫流ボイラーの型は同じであるがボイラー水として使用する水の水質が異なる工場Ａ（例：東京にある工場）と工場Ｂ（例：大阪にある工場）とがある場合を一例として説明すると、この場合、工場Ａと工場Ｂとにおいては、ボイラー水として使用する水の水質が異なるため、小型貫流ボイラーの運転を開始してからスケール障害や腐食障害などが許容レベルを超えるまでの時間が異なってくる。したがって、工場Ａの小型貫流ボイラーと工場Ｂの小型貫流ボイラーとに同じ所定の時間を設定すると、小型貫流ボイラーの運転停止前に、工場Ａ及び工場Ｂの一方あるいは双方においてスケール障害や腐食障害などが許容レベルを超えてしまうという問題が生じる。また、同じ工場内に同じ型の小型貫流ボイラーを２台以上設置する場合であっても、各小型貫流ボイラーでボイラー水として使用する水の水質が異なると、小型貫流ボイラーの運転を開始してからスケール障害や腐食障害などが許容レベルを超えるまでの時間が異なってくる。したがって、個々の小型貫流ボイラーに同じ所定の時間を設定すると、小型貫流ボイラーの運転を停止する前に、いずれか一台の小型貫流ボイラーあるいはすべての小型貫流ボイラーにおいてスケール障害や腐食障害などが許容レベルを超えてしまうという問題が生じる。しかしながら、本実施形態によれば、上記のとおり、小型貫流ボイラーごとに異なるタイミングで通知を行うことが可能であるため、上記いずれの場合においても、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止できるようになる。したがって、個々の小型貫流ボイラーにおいて、運転時間を短縮することなく、スケール障害や腐食障害などを許容レベル以下に抑えることが可能となる。

１台の小型貫流ボイラーを設置して使用する場合は、その１台の小型貫流ボイラーについての所定の時間を通知部に設定する。２台以上の小型貫流ボイラーを設置して同時に使用する場合は、各小型貫流ボイラーについての所定の時間をそれぞれ通知部に設定する。なお、２台以上の小型貫流ボイラーで同一の水をボイラー水として使用する場合は、個々の小型貫流ボイラーについての所定の時間の設定を、一の所定の時間の設定でもって済ませることができるが、この場合は、各小型貫流ボイラーの運転開始前に各小型貫流ボイラーで使用される水が同一であることを確認することが好ましい。

所定の時間は、小型貫流ボイラーの運転開始前に通知部に設定される。このように小型貫流ボイラーの運転開始後ではなく小型貫流ボイラーの運転開始前に所定の時間を通知部に設定することにより、小型貫流ボイラーの初回運転から個々の小型貫流ボイラーの運転を適切なタイミングで停止できるようになる。

通知部は、例えば、小型貫流ボイラーから出力された燃焼信号や給水信号などを用いて小型貫流ボイラーの連続運転時間を計測し、この計測した連続運転時間を予め設定された所定の時間と比較することにより、小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過したかどうかを判断する。通知部は、例えば可変タイマーなどを用いることにより、このような時間の経過を計測することができる。通知は、例えば、文字の表示、数字の表示、記号の表示、音声の出力、音の出力などにより行うことができ、通知部は、例えば液晶ディスプレイやスピーカーなどを用いてこのような通知を行うことができる。

所定の時間は、小型貫流ボイラーの運転を開始してからボイラー水が所定の水質に達するまでの時間であって、小型貫流ボイラーのボイラー水として使用される水を小型貫流ボイラーごとに水質分析することにより算出された値であることが好ましい。これにより、小型貫流ボイラーの運転を停止する時期が個々の小型貫流ボイラーで用いられるボイラー水の水質に応じて求められる。なお、所定の時間の算出方法は特に限定されるものではないが、例えば、ボイラー水が濃度限界（ｐＨ、電気伝導率、塩化物イオン、硫酸イオン、シリカ）のいずれか１つに達するまでの時間を計測や予測することにより行うことができる。ボイラー水として使用される水を水質分析することにより算出される値は、具体的には、水道水、井水、工業用水、またはこれらの水にドレン回収水が混合されたものなどの原水それ自体や、これらの原水それ自体が軟水処理されたものを水質分析することにより算出された値であることが好ましく、特に、原水それ自体と原水それ自体が軟水処理されたものとの双方を水質分析することにより算出された値であることが好ましい。

所定の時間は、小型貫流ボイラーからブローされたボイラー水を水質分析することにより補正され、小型貫流ボイラーの運転再開前に通知部に再設定されることが好ましい。これにより、より一層、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止できるようになる。また、小型貫流ボイラーの運転開始後再開前における原水水質の季節変動や取水地の変更などによる変化にも対応できることになる。

所定の時間は、例えば、１０時間以上１００時間以下であることが好ましい。

（ブロー）
本実施形態に係るブローは、小型貫流ボイラーの運転を停止してから行なわれる。全ブローや半ブローは本実施形態に係るブローの好ましい一例である。本実施形態のブローは、小型貫流ボイラーのスケール障害や腐食障害を防止する役割と、小型貫流ボイラーの内部に堆積している釜泥を排出する役割と、を有している。ブローは自動で行ってもよいし手動で行ってもよい。なお、言うまでもなく、小型貫流ボイラーを運転しながら行う連続ブローは、本実施形態に係るブローに含まれていない。

ブローは、小型貫流ボイラーの運転を停止した後に直ちに行ってもよいし、直ちに行なわなくてもよい。ただし、小型貫流ボイラーの運転を停止した日において、ブロー後に直ちに給水を行うことができない場合や、給水を行うことはできるが給水後に小型貫流ボイラーを所定の時間（例：２時間）連続して運転することができない場合には、小型貫流ボイラーの運転を停止する一方で、給水や連続運転が可能となる日（例えば翌営業日）までブローの実行を延期することが好ましい。このようにすれば、小型貫流ボイラー内が、常時、所定の水質条件を満たすボイラー水で満たされた状態となるため、小型貫流ボイラーの運転停止後における小型貫流ボイラーのスケール障害や腐食障害などを防止することができる。したがって、小型貫流ボイラーの運転を適切なタイミングで停止したことのメリットを十分に享受することができる。

［実施形態に係る小型貫流ボイラー制御方法］
次に、実施形態に係る小型貫流ボイラー制御方法について説明する。実施形態に係る小型貫流ボイラー制御方法によれば、所定の時間が小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーごとに算出されるため、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止することが可能となり、個々の小型貫流ボイラーにおいて、運転時間を短縮することなく、スケール障害や腐食障害などを許容レベル以下に抑えることができるようになる。以下、詳細に説明する。

（第１工程）
まず、小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーのボイラー水として使用される水を水質分析することにより、小型貫流ボイラーの運転を開始してからボイラー水が所定の水質に達するまでの時間を所定の時間として算出する。これにより、小型貫流ボイラーの運転を停止して行うブローの適切な時期が個々の小型貫流ボイラーで用いられるボイラー水の水質に応じて求められる。

（第２工程）
次に、小型貫流ボイラーの運転を開始する。

（第３工程）
次に、小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に小型貫流ボイラーの運転を停止する。なお、前述のとおり、ボイラー水のブローは、小型貫流ボイラーの運転を停止した後に直ちに行ってもよいし、直ちに行なわなくてもよい。

（第４工程）
次に、小型貫流ボイラーからブローされたボイラー水を水質分析することにより所定の時間を補正する。

（第５工程）
次に、小型貫流ボイラーの運転再開から補正された所定の時間が経過した場合に小型貫流ボイラーの運転を停止する。なお、この場合においても、ボイラー水のブローは、小型貫流ボイラーの運転を停止した後に直ちに行ってもよいし、直ちに行なわなくてもよい。

実施形態に係る小型貫流ボイラー制御方法は、第４工程と第５工程を有していなくてもよいが、有していることが好ましい。第４工程と第５工程を有する場合には、より一層、個々の小型貫流ボイラーの運転を個々の小型貫流ボイラーごとに適切なタイミングで停止できるようになる。また、小型貫流ボイラーの運転開始後再開前における原水水質の季節変動や取水地の変更などによる変化にも対応できることになる。

なお、本実施形態では、ボイラー水に薬品を添加することなく小型貫流ボイラーを無薬品で運転することができるが、小型貫流ボイラーで用いるボイラー水には薬品を添加してもよい。無薬品運転の場合、小型貫流ボイラー用給水水質制御装置は、例えば、磁場処理装置、電磁場処理装置、静電気活水装置、セラミックおよびトルマリンなどを使用した水質改善装置、電気分解型水質改善装置、逆浸透膜を利用した脱気装置、逆浸透膜を利用した水質改善装置、窒素封入による脱気装置、加熱脱気装置などを備える。

以上、実施形態について説明したが、これらの説明は、一例に関するものであり、特許請求の範囲に記載された構成は、これらの説明によって何ら限定されるものではない。

Claims (4)

1. 小型貫流ボイラーの運転開始から所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止すべき旨を通知する通知部を備えた小型貫流ボイラー制御装置であって、
   前記所定の時間は、
   前記小型貫流ボイラーの運転を開始してからボイラー水が所定の水質に達するまでの時間であって、小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーのボイラー水として使用される水を小型貫流ボイラーごとに水質分析することにより算出された値であり、
   小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーごとに前記通知部に設定され、
   前記小型貫流ボイラーからブローされたボイラー水を水質分析することにより補正され、前記小型貫流ボイラーの運転再開前に前記通知部に再設定される、
   ことを特徴とする小型貫流ボイラー制御装置。
2. 前記所定の時間は１０時間以上１００時間以下であることを特徴とする請求項１に記載の小型貫流ボイラー制御装置。
3. 小型貫流ボイラーの運転開始前に小型貫流ボイラーのボイラー水として使用される水を水質分析することにより、前記小型貫流ボイラーの運転を開始してからボイラー水が所定の水質に達するまでの時間を所定の時間として算出する工程と、
   前記小型貫流ボイラーの運転を開始する工程と、
   前記小型貫流ボイラーの運転開始から前記所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止する工程と、
   前記小型貫流ボイラーからブローされたボイラー水を水質分析することにより前記所定の時間を補正する工程と、
   前記小型貫流ボイラーの運転再開から前記補正された所定の時間が経過した場合に前記小型貫流ボイラーの運転を停止する工程と、
   を有することを特徴とする小型貫流ボイラー制御方法。
4. 前記所定の時間は１０時間以上１００時間以下であることを特徴とする請求項３に記載の小型貫流ボイラー制御方法。