JPH0229921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は貯湯槽や浴槽等へ目的に応じて種々の
温度と流量の負荷液体を循還するための、減圧ボ
イラにおける自動抽気方法及び自動抽気装置に関
し、減圧ボイラ内気相部に溜まる非凝縮気体を抽
気する場合に、抽気装置の誤動作と無駄な抽気を
なくして抽気頻度を減らすことによつて、抽気に
伴なう熱ロス及び熱媒液のロスを解消することを
目的とする。

≪従来技術≫ 減圧ボイラでは、その気相部に溜まる非凝縮気
体を真空ポンプで抽気するか又は熱媒液を加熱し
て多量の蒸気を発生させて非凝縮気体を排出する
ことにより、減圧状態にして低沸点で運転するの
であるが、熱媒蒸気の分解で発生する水素ガスや
機器接続部分及び溶接継手部分から侵入する空気
などの非凝縮気体がボイラ気相部に少しずつ溜ま
つて、ボイラの能力低下及びボイラ効率の低下の
原因となる。

これを防ぐために、この非凝縮気体を抽気する
自動抽気方法及び自動抽気装置には各種のものが
ある。

例えば、特公昭52−47083号公報に示すように、
気相部の頂部に連通させたガス検出室に温度セン
サーを設け、このガス検出室に非凝縮気体が溜つ
て、この温度センサーで検出される温度が、熱媒
液の液温センサーの温度よりも一定温度以上低下
した場合には、抽気用真空ポンプを作動させて抽
気することによつて、非凝縮気体を排出するもの
である。そして、この装置では、非凝縮気体が測
温箇所を上下することに起因して、抽気の作動が
頻繁に断続することを防ぐため、抽気が開始する
と一定時間継続するように構成されている。

≪発明が解決しようとする問題点≫ 上記従来構成では、ガス検出室が気相部頂部に
連通しているため、熱媒液の蒸気より軽い水素ガ
スのみがガス検出室に溜り、侵入した空気等の重
いガスは気相部で蒸気との混合状態にあるので、
これらを検出することができない。しかも、ボイ
ラ気相部に殆んど非凝縮気体が溜つていなくて
も、ボイラ気相部に比べて小容量のガス検出に多
少の非凝縮気体が溜れば必ず一定量抽気すること
になることから、抽気に伴なう多量の熱ロス及び
熱媒液のロスが避けられないという欠点がある。

そこで、上記の欠点を改善するものとして、熱
交換器の出口側の負荷液体の液温を温度センサー
で検出し、この温度が一定値以上低下した場合
に、抽気する方法が考えられる。

しかし、この方法では、負荷液体の循還開始初
期や循還流量の増加による温度低下と非凝縮気体
による温度低下とを判別出来ない結果、非凝縮気
体の滞溜がないのに、抽気を繰り返えすという誤
動作が避けられない。

≪問題点を解決するための手段≫ 本発明は、上記の諸欠点を解決する為めに、加
熱装置で熱媒液を加熱状態にし、熱媒液と負荷液
体との液温差が設定液温差以上になつた場合に抽
気装置を作動させることを特徴とするもである。

≪実施例≫ 次に、本発明の実施例及び実施手順例を図に基
づき説明する。

第１図は、装置の全体構成を示す概略系統図、
第２図は上記装置のシーケンス制御回路図を示
す。

減圧ボイラ１には加熱装置２のバーナーが付設
され、ボイラ本体１ａ内下部には、熱媒液が収容
され液相部を形成し、上部には気相部が形成さ
れ、加熱装置２で熱媒液を加熱蒸発させて気相部
に循環して供給し、気相部には負荷液体を加熱す
る熱交換器３が付設されている。熱交換器３に連
通連結されている循環路３ａには循環ポンプ３ｂ
が介装され、その他端は加熱負荷器４である貯湯
槽内に開端している。加熱負荷器４内の負荷液体
は循環ポンプ３ｂで熱交換器３内へ圧送され、熱
交換器３内で熱媒液の蒸気（約90℃）で加熱され
て、加熱負荷器４に戻る。

ここで、加熱負荷器４の種類によつては、加熱
負荷器４内で循環路３ａの他端に熱交換器を接続
し、循環路３ａを閉路する場合もある。

ボイラ本体１ａ内気相部の非凝縮気体を抽気す
る為の抽気路５がボイラ本体１ａの頂部から導出
され、この抽気路５には、ボイラ側から順に逆止
弁５ｃ・三方切換電磁弁の抽気弁５ａ・抽気用の
真空ポンプ５ｂが介装され、ここで、抽気弁５ａ
と真空ポンプ５ｂとで抽気装置Ｅが形成される。

熱媒液の液温を検出する温度検出装置６をボイ
ラ本体１ａに付設する。上記温度検出装置６には
温度設定自在の温度調節器６ａが付いており、こ
の温度調節器６ａは、熱媒液の温度が設定温度
T₀（約90℃）以上となつたときに接点ＡがON（オ
ン）となるように設定される。但し、本実施例に
おいては、説明を容易にするため、この設定温度
T₀を約90℃としたが、負荷液体が浴槽への給湯
等、低温（約42℃）にも使用される場合には、使
用温度範囲内で最も低い負荷液体温度に対応する
熱媒液温度が設定される。また、ボイラ本体１ａ
内液相部の熱媒液の液温と熱交換器３から出た負
荷液体の液温差を検出する為の差温検出装置１０
の検出端子１０ａ，１０ｂを各々ボイラ本体１ａ
及び循環器３ａに付設する。上記検出端子１０
ａ，１０ｂで検出する液温差が、差温検出装置１
０に設定した設定液温差△Ｔ（例えば、△Ｔ＝５
℃）以上になると、差温検出装置１０の接点１０
ｃがON（オン）となるように設定される。

上記温度検出装置６及び差温検出装置１０から
の入力回路が抽気制御装置８へ導設されると共
に、この抽気制御装置８から、抽気弁５ａ及び真
空ポンプ５ｂ及び循環ポンプ３ｂ及び燃料供給路
２ａの電磁弁２ｂへの操作回路が導設される。

上記の温度検出装置６・差温検出装置１０・抽
気制御装置８及び抽気装置Ｅによつて、非凝縮気
体の自動抽気は次のように行なわれる。

即ち、第１図に示すように、ボイラ１の正常運
転状態においては、熱媒液の液温は温度調節器６
ａに設定した設定温度T₀（約90℃）以上となつて
おり、加熱負荷器４内の液温が所定温度以下にな
ると循環ポンプ３ｂが作動し、負荷液体を一定時
間加熱する。

ここで、ボイラ気相部にかなりの量の非凝縮気
体が溜つて熱交換器３への入熱が損なわれる場合
には、負荷液体の加熱が十分になされないので、
熱媒液の液温が高い状態に保たれるとともに負荷
液体の液温が低い状態に保たれ、これら両液体の
液温差が設定液温差△Ｔ（約５℃）以上となる状
態がかなりの時間に亘つて続くことになる。従つ
て、このような状態がタイマーTM₁で設定する
設定時間t₁以上続く場合には、抽気装置Ｅを作動
させて抽気する。また、抽気開始後、タイマー
TM₂に設定した設定時間t₂経過しない場合でも、
非凝縮気体の抽気が済み、熱交換器３の熱交換効
率が向上して熱交換器３への吸熱が増加すると、
熱媒液の液温が低下し始めるので、熱媒液の液温
が設定温度T₀より低温になつた時には、抽気装
置Ｅを停止させ、抽気を止めるものとする。

次に、上記のことを、第２図で詳しく説明す
る。

温度検出装置６で検出する熱媒液の液温が設定
温度T₀（約90℃）以上になると、温度調節器６ａ
の接点ＡがONとなる。また、循環ポンプ３ｂが
作動することにより循環ポンプ用電磁開閉器の接
点MSがONとなる。

この状態において、差温検出装置１０で検出す
る液温差が設定液温差△Ｔ（約５℃）以上となる
と、接点１０ｃがONとなりタイマTM₁に通電さ
れる。この状態がタイマTM₁に設定した設定時
間t₁（t₁＝約１〜２分）の間継続した後には接点
tm₁がONとなり、継電器Ｘに通電し、この結果
自己保持回路接点X₁が通電して継電器Ｘに通電
し続け、タイマTM₂がONとなると共に、抽気装
置Ｅの入力用スイツチ接点X₂がONとなる。これ
により、抽気装置Ｅの真空ポンプ５ｂ及び抽気弁
５ａが抽気作動し、抽気を開始する。そして、こ
の抽気継続時間はタイマTM₂に設定されており、
抽気設定時間t₂経過後接点tm₂がOFFとなり、接
点X₁及び接点X₂がOFFとなつて、真空ポンプ５
ｂが停止すると共に、抽気弁５ａが閉じる。

そして、抽気開始後で抽気設定時間t₂経過前で
あつても、抽気後の熱交換効率の向上により熱媒
液の温度がその設定温度T₀より低くなると、温
度調節器６ａの接点ＡがOFFになるので、抽気
装置Ｅの真空ポンプ５ｂが停止し、抽気弁５ａが
抽気路５を閉じる。

尚、抽気作動時には、三方切換電磁弁の抽気弁
５ａは抽気路５を開くと共に、抽気路５を大気に
連通して、ガスバラスト用空気が真空ポンプ５ｂ
に吸入される。そして、このガスバラスト用空気
により、真空ポンプ５ｂの吐出側で熱媒液蒸気の
凝縮が防止される。

ここで、抽気完了後、真空ポンプ５ｂ内に付着
し又は滞溜する熱媒液等の凝縮液を除去する為、
抽気弁５ａで抽気路５を閉じた後も、所定時間の
間ガスバラスト用空気のみを真空ポンプ５ｂで吸
入するように構成することが出来る。

この場合の回路図を第３図に示す。即ち、接点
X₂では抽気弁５ａのみを作動させるようにし、
継電器Ｘへの通電により接点X₃及び接点X₄が
ONして、継電器Ｙへ通電し、これが自己保持回
路接点y₁で通電し続けると共に、真空ポンプ５ｂ
が作動し始める。継電器Ｙへの通電により、接点
y₂がONし、タイマTM₃に通電する。このタイマ
TM₃には、真空ポンプ５ｂが作動すべき設定時
間t₃が設定されており、この設定時間t₃経過後に
接点tm₃を介して真空ポンプ５ｂが停止する。

尚、上記実施例において、温度検出装置６の温
度調節器６ａ及び差温検出装置１０は抽気制御装
置８に付設してもよい。

また、第２図・第３図の回路図において、循環
ポンプ用電磁開閉器の接点MSは省略しても良
い。

尚、上記実施例の変形例として、その一部を次
のように構成することが出来る。

(A) 熱媒液の液温と気相部の圧力は一定の相関関
係にあるので、熱媒液の液温の代りに、気相部
の圧力を用いる。即ち、第１図に示すように、
圧力スイツチ２０をボイラ本体１ａに付設し
て、気相部の圧力を検出可能にし、この圧力ス
イツチ２０からの入力回路を抽気制御装置８に
接続し、この圧力スイツチ２０で検出した気相
部の圧力が、圧力スイツチ２０へ設定したその
設定圧力P₀以上になつたときに、第２図・第
３図の接点ＡをONするように構成する。

(B) 抽気装置Ｅに真空ポンプ５ｂを用いずに、抽
気装置Ｅを、抽気路５に介装した抽気弁５ａと
加熱装置２とで形成し、抽気作動するときには
抽気弁５ａを作動させて抽気路５を開路にする
とともに、加熱装置２で加熱することにより、
熱媒液の蒸気を多量に発生させ、この蒸気で又
は蒸気と共に気相部に溜つた非凝縮気体をボイ
ラ本体１ａ外へ排出する。

≪発明の効果≫ 本発明は上記のように構成されるので、次の効
果を奏する。

(1) 熱媒液の液温と、熱交換器の出口側の負荷液
体の液温との液温差が設定液温差以上になつた
ときに、抽気装置を作動させて抽気するので、
非凝縮気体の影響を受けて熱交換器の熱交換機
能が悪化したことを確認してから抽気作動が開
始されることになる。

しかも、負荷液体の循環流量の増減等、熱交
換効率の低下以外の原因で負荷液体の温度が低
下する場合、これに対応して熱媒液温度も低下
し、両者の温度差はほとんど変化しないため、
誤つて抽気することがないだけでなく、差温の
設定も最初に一度行うだけの簡単な調整です
む。

このように、本発明によれば、かなり多くの
非凝縮気体が気相部に溜つて、熱交換機能を損
なうようになつた場合にのみ抽気することにな
るので、ボイラ本体内の気相部の温度検出に基
づいて熱交換機能の悪化を間接的に検出して抽
気する前記従来例のように、安全サイドで早め
に抽気作動させる必要がなくなり、抽気の頻度
が大幅に少なくなる。従つて、抽気に伴なう熱
ロス及び熱媒液のロスが格段に少なくなつて、
ボイラ運転コストが安価になる。

また、抽気開始後、熱媒液の液温が設定温度
より低くなつたら、抽気作動を停止するように
構成する場合には、上記の効果が一層発揮され
る。

(2) 自動抽気装置は簡単な構造の温度検出装置や
差温検出装置及び抽気制御装置等から構成され
るので、安価に実施できる。

又、既存の設備へも簡単に装備することが出
来る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示し、第１図は全体構成
を示す概略系統図、第２図は制御系統のシーケン
ス制御回路図、第３図は別実施例の第２図相当図
である。 １……減圧ボイラ、１ａ……ボイラ本体、２…
…加熱装置、３……熱交換器、３ａ……液体循環
路、３ｂ……循環ポンプ、４……加熱負荷器、５
……抽気路、５ａ……抽気弁、５ｂ……真空ポン
プ、６……温度検出装置、８……抽気制御装置、
１０……差温検出装置、２０……圧力スイツチ、
Ｅ……抽気装置、X₂……抽気装置の入力用スイ
ツチ接点、P₀……設定圧力、t₁，t₂……各々タイ
マーTM₁，TM₂の設定時間、T₀……温度検出装
置６の設定温度、△Ｔ……設定液温差。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 減圧ボイラ１のボイラ本体１ａ内の液相部の
   熱媒液を加熱装置２で加熱蒸発させて、その蒸気
   を気相部に循環して供給し、気相部に設けた熱交
   換器３に加熱負荷器４内の負荷液体を循環して、
   気相部の蒸気の熱で負荷液体を加熱し、また、ボ
   イラ本体１ａ内の気相部に非凝縮気体が所定量以
   上に溜つたときに、抽気装置Ｅを作動させて、非
   凝縮気体をボイラ本体１ａ外に排出するようにし
   た減圧ボイラの自動抽気方法において、加熱装置
   ２で熱媒液を加熱状態にし、熱媒液の液温と熱交
   換器３から出た負荷液体の液温との液温差が、設
   定液温差△Ｔ以上になつたときに、抽気装置Ｅを
   作動させることを特徴とする減圧ボイラの自動抽
   気方法。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載した減圧ボイラ
   の自動抽気方法において、熱媒液の温度と熱交換
   器３から出た負荷液体の液温との液温差が、設定
   時間t₁の間連続して設定液温差△Ｔ以上になつた
   ときに、抽気装置Ｅを作動させることを特徴とす
   る減圧ボイラの自動抽気方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載し
   た減圧ボイラの自動抽気方法において、前記の液
   温差が設定液温差△Ｔ以上となり、しかも熱媒液
   の液温が設定温度T₀以上であるときに、抽気装
   置Ｅを抽気作動させる方法。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   に記載した減圧ボイラの自動抽気方法において、
   前記の液温差が設定液温差△Ｔ以上のときに、抽
   気装置Ｅを抽気作動させて、設定時間t₂の間抽気
   し、上記抽気作動する設定時間t₂の経過前であつ
   ても、熱媒液の液温が設定温度T₀より低くなつ
   たときには、抽気作動を停止させる方法。 ５ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載し
   た減圧ボイラの自動抽気方法において、前記の液
   温差が設定液温差△Ｔ以上となり、しかも気相部
   の圧力が設定圧力P₀以上であるときに、抽気装
   置Ｅを抽気作動させる方法。 ６ 特許請求の範囲第１項、第２項または第５項
   に記載した減圧ボイラの自動抽気方法において、
   前記の液温差が設定液温差△Ｔ以上となつたとき
   に、抽気装置Ｅを抽気作動させて、設定時間t₂の
   間抽気し、上記抽気作動する設定時間t₂の経過前
   であつても、気相部の圧力が設定圧力P₀より低
   くなつたときには、抽気作動を停止させる方法。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第６項のうちのど
   れか一項に記載した減圧ボイラの自動抽気方法に
   おいて、抽気装置Ｅの抽気作動を抽気弁５ａの開
   弁と真空ポンプ５ｂの作動で行なう方法。 ８ 特許請求の範囲第１項乃至第６項のうちのど
   れか一項に記載した減圧ボイラの自動抽気方法に
   おいて、抽気装置Ｅの抽気作動を抽気弁５ａの開
   弁と、加熱装置２による熱媒液の加熱とで行なう
   方法。 ９ 減圧ボイラ１のボイラ本体１ａ内の液相部の
   熱媒液を加熱装置２で加熱可能に構成し、ボイラ
   本体１ａ内の気相部に設けた熱交換器３に加熱負
   荷器４を液体循環路３ａで連通連結し、ボイラ本
   体１ａ内の気相部に溜る非凝縮気体を抽気装置Ｅ
   でボイラ本体１ａ外に排出可能に構成した減圧ボ
   イラの自動抽気装置において、ボイラ本体１ａ内
   の熱媒液の液温と熱交換器３から出た負荷液体の
   液温との液温差を差温検出装置１０で検出可能に
   し、差温検出装置１０を抽気制御装置８に入力回
   路として接続し、抽気制御装置８の出力部を抽気
   装置Ｅの入力用スイツチ接点X₂に接続し、抽気
   制御装置８は、差温検出装置１０で検出した液温
   差が差温検出装置１０に設定した設定液温差△Ｔ
   以上になつたときに、抽気装置Ｅの入力用スイツ
   チ接点X₂をONして抽気装置Ｅを抽気作動するよ
   うに構成した事を特徴とする減圧ボイラの自動抽
   気装置。 １０ 特許請求の範囲第９項に記載した減圧ボイ
   ラの自動抽気装置において、抽気制御装置８は、
   差温検出装置１０で検出した液温差が設定時間t₁
   の間連続して、差温検出装置１０に設定した設定
   液温差△Ｔ以上になつたときに、抽気装置Ｅの入
   力用スイツチ接点X₂をONして抽気装置Ｅを抽気
   作動するように構成したもの。 １１ 特許請求の範囲第９項または第１０項に記
   載した減圧ボイラの自動抽気装置において、ボイ
   ラ本体１ａ内の液相部の熱媒液の液温を温度検出
   装置６で検出可能にし、この温度検出装置６を抽
   気制御装置８に入力回路として接続し、温度検出
   装置６で検出した熱媒液の液温が、温度検出装置
   ６に設定した設定温度T₀以上のときにだけ、前
   記抽気装置Ｅの入力用スイツチ接点X₂がONされ
   るように構成したもの。 １２ 特許請求の範囲第１１項に記載した減圧ボ
   イラの自動抽気装置において、抽気作動開始後、
   抽気制御装置８に設定した設定時間t₂の間だけ抽
   気作動するように抽気制御装置８を構成し、上記
   設定時間t₂経過前であつても、温度検出装置６で
   検出した熱媒液の液温が温度検出装置６に設定し
   た設定温度T₀より低くなつたときには、抽気装
   置Ｅの入力用スイツチ接点X₂がOFFされるよう
   に構成したもの。 １３ 特許請求の範囲第９項または第１０項に記
   載した減圧ボイラの自動抽気装置において、ボイ
   ラ本体１ａに圧力スイツチ２０を付設して気相部
   の圧力を検出可能に構成し、この圧力スイツチ２
   ０を抽気制御装置８に入力回路として接続し、圧
   力スイツチ２０で検出した気相部の圧力が、圧力
   スイツチ２０に設定した設定圧力P₀以上のとき
   にだけ、前記抽気装置Ｅの入力用スイツチ接点
   X₂がONされるように構成したもの。 １４ 特許請求の範囲第９項または第１０項に記
   載した減圧ボイラの自動抽気装置において、抽気
   作動開始後、抽気制御装置８に設定した設定時間
   t₂の間だけ抽気作動するように抽気制御装置８を
   構成し、上記設定時間t₂経過前であつても、圧力
   スイツチ２０で検出した気相部の圧力が圧力スイ
   ツチ２０に設定した設定圧力P₀より低くなつた
   ときには、抽気装置Ｅの入力用スイツチ接点X₂
   がOFFされるように構成したもの。 １５ 特許請求の範囲第９項乃至第１４項のうち
   のどれか一項に記載した減圧ボイラの自動抽気装
   置において、気相部に連通する抽気路５に抽気弁
   ５ａと真空ポンプ５ｂを介装して抽気装置Ｅを構
   成したもの。 １６ 特許請求の範囲第９項乃至第１４項のうち
   のどれか一項に記載した減圧ボイラの自動抽気装
   置において、気相部に連通する抽気路５に介装し
   た抽気弁５ａと加熱装置２とで抽気装置Ｅを構成
   したもの。 １７ 特許請求の範囲第９項乃至第１６項のうち
   のどれか一項に記載した減圧ボイラの自動抽気装
   置において、ボイラ本体１ａ内の気相部に設けた
   熱交換器３に加熱負荷器４を循環ポンプ３ｂを介
   して液体循環路３ａで連通連結して構成したも
   の。