JPH0364761B2 - - Google Patents

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
う水管中のスケール付着状態及びボイラ缶体に付
着するススの付着状態を自動計測するためのス
ス、スケールの発生の判別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、缶水が
濃縮化されるので、缶水中に含まれるカルシウ
ム、マグネシウム、シリカ等の不純物濃度が増大
し、これが水管内面に析出付着してスケールに成
長するものである。そしてスケールが熱の不良導
体であるために、スケールの付着はボイラ系の熱
交換の効率を低下させるばかりか、水管を高温度
に至らしめ、ついには焼損をも招くことが知られ
ている。

かかる不都合に対処するためには、水管中のス
ケール付着状態を定期的な目視観測により確認
し、スケール付着がある程度進行したときには、
水管に通薬してスケールを溶解除去することが行
われている。

しかしながら、スケール付着状態を目視観測す
るためには、ボイラ系の運転を停止させ、一旦、
缶水をブローしてから水管内部を観測しなければ
ならず、手間のかかる作業を伴うものであつた。

そうしてこのような作業は往々にして懈怠さ
れ、結果的に、スケールの異常な成長を見過し、
ついには水管を焼損するに至らしめ、復旧に多大
の時間と労力を費すことがしばしばであつた。

また、ボイラ系の運転停止を伴う作業である以
上、スケール付着状態の目視観測作業は、その頻
度において著して制約を受けるので、計測のサン
プリング周期が長大なものとなり、スケール付着
の進行を正確に把握することは困難であつた。

又、ススの付着も付着状態を確認するためには
目視観測する必要があつた。排ガス温度で判別す
るやり方もあるが燃焼がON−OFFしている場
合、正しい排ガス温度を測定することができず、
やはり目視に頼らざるを得ない場合があつた。

この場合も、ボイラ系の運転を停止させて、ボ
イラの燃焼室等を点検しなければならず手間のか
かる作業を伴うものであつた。

従つて、従前のボイラ系では水管中のスス、ス
ケール付着状態を高精度に、かつ、連続的に自動
計測することができず、而して、スス、スケール
を除去すべき時期を正確に把握することができ
ず、スケールの異常な成長を許し、水管の焼損を
招く危険性が極めて大であり、又、スス付着によ
り熱損失が増大するという欠点があつた。

この発明の目的は、上記従来技術に基づくボイ
ラ系の問題点に鑑み、給水制御系及び加熱制御系
の断続制御における給水期間及び加熱期間又は加
熱停止期間を計測し、その計測結果に基づいて蒸
発量を算出しボイラの効率低下状況を算出してス
ケール及びススの付着程度を判別してボイラの保
全を行うスス、スケールの判別装置を提供せんと
するものである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、 １ 缶水水位を検出して下限上限水位信号を出力
する水位検出手段と、下限水位信号に応答して
ボイラ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ポンプを停止させ
る断続制御の給水制御手段及び缶内蒸気圧を検
出して下限蒸気圧上限蒸気圧信号を出力する蒸
気圧検出手段と、下限蒸気圧信号に応答して加
熱装置を始動させ上限蒸気圧信号に応答して加
熱装置を停止させる加熱制御手段とを備えたボ
イラ系において、前記給水制御手段に給水期間
計測部を付設して、給水ポンプが始動してから
停止するまでの給水期間を計測し、更に、蒸発
量演算部を付設して、給水制御系における断続
制御でもつて蓄積される各ボイラ系固有の水量
を、給水期間計測部でもつて計測された給水期
間で割つて商を算出し、これを給水ポンプの吐
出量から減算する演算を実行し、その演算結果
を蒸発量信号として出力し、一方、加熱制御手
段に加熱期間計測部を付設して、加熱装置が始
動してから停止するまでの加熱期間を計測し、
更に、蒸発量演算部を付設して、前記上下限蒸
気圧に従つて定まる各ボイラ系個有の定数を上
記加熱期間計測部でもつて計測された加熱期間
で割つて商を算出し、その商を各ボイラ系個有
の最大蒸気量から減算する演算を実行し、その
演算結果を蒸発量信号として出力し、ボイラの
給水制御装置に付設した給水期間計測部と蒸発
量演算部を用いて計算した前記蒸発量信号と、
加熱制御装置に付設した加熱期間計測部と蒸発
量演算部を用いて計算した蒸発量信号を比較し
てその差によりボイラのスケールの発生のスス
付着を知ることを特徴とするボイラのスス、ス
ケールの発生の判別装置。

２ 缶水水位を検出して下限上限水位信号を出力
する水位検出手段と、下限水位信号に応答して
ボイラ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ポンプを停止させ
る断続制御の給水制御手段及び缶内蒸気圧を検
知して下限蒸気圧上限蒸気圧信号を出力する蒸
気圧検出手段と、下限蒸気圧信号に応答して加
熱装置を始動させ上限蒸気圧信号に応答して加
熱装置を停止させる加熱制御手段とを備えたボ
イラ系において、前記給水制御手段に給水期間
計測部を付設して、給水ポンプが始動してから
停止するまでの給水期間を計測し、更に、蒸発
量演算部を付設して、給水制御系における断続
制御でもつて蓄積される各ボイラ系固有の水量
を、給水期間計測部でもつて計測された給水期
間で割つて商を算出し、これを給水ポンプの吐
出量から減算する演算を実行し、その演算結果
を蒸発量信号として出力し、一方、加熱制御手
段に加熱停止期間計測部を付設して、加熱装置
が停止してから始動するまでの加熱停止期間を
計測し、更に、蒸発量演算部を付設して、前記
上下限蒸気圧に従つて定まる各ボイラ系固有の
定数を蒸気加熱停止期間計測部でもつて計測さ
れた加熱停止期間で割つて商を算出し、その商
から各ボイラ系固有の定数を減算する演算を実
行し、その演算結果を蒸発量信号として出力
し、ボイラの給水制御装置に付設した給水期間
計測部と蒸発量演算部を用いて計算した前記蒸
発量信号と、加熱制御装置に付設した加熱停止
期間計測部と蒸発量演算部を用いて計算した蒸
発量信号を比較してその差によりボイラのスケ
ールの発生ススの付着を知ることを特徴とする
ボイラのスス、スケールの発生の判別装置。

である。

第１図Ａは、本発明の適用されるボイラ系の構
成を示すブロツク説明図であり、ボイラ１はその
断面が示されている。第１図Ｂは第１図Ａ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
に沿つて多数の水管１ｂが立設され、水管１ｂは
中空筒状体から成り、その下端部は環状の下部管
寄せ１ｃ（水室）に、そして、その上端部は同じ
く環状の上部管寄せ１ｄ（蒸気室）にそれぞれ連
通し、下部管寄せ１ｃ及び水管１ｂの下部には、
缶水が収納される。

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
で駆動されるブロア１ｇに連通する風道１ｈが設
けられ、風道１ｈ内には、ノズル棒１ｉと電極棒
１ｊが垂設される。

燃焼室１ｅの下端部は、多数の水管１ｂ間の中
空部を経て煙道１ｋに連通する。上部管寄せ１ｄ
からは、連通管１ｌが壁１ａ外に延びて下部管寄
せ１ｃに連通する。

連通管１ｌ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。水位検出部２には、給水制御部３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に連通する。

更に、連通管１ｌの上部には、圧力検出部５が
接続され、その出力端子は加熱制御部６に接続さ
れる。加熱制御部６からは、制御信号線６′ａ〜
６′ｃが延びて電動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポ
ンプ６′ｄのそれぞれに接続される。燃料ポンプ
６′ｄ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１ｉに連通する。そして、
下部管寄せ１ｃからはブロー管１ｎが延びて、ブ
ローコツク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が延びて図
示しない所望の蒸気負荷に連通する。

上記ボイラ系の構成では、蒸気を発生させるに
際しては、電動機１ｆでもつてブロア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１ｉの先端から噴射さ
れる燃料を着火させ、これを燃焼室１ｅ内で燃焼
させる。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の中間部に
進入し、これを通過して煙道１ｋに至り排気され
る。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
にて集収、蓄積され、蒸気管１ｑを通じて蒸気負
荷に供給されるものである。

そして、加熱制御に関しては、上部管寄せ１ｄ
内の蒸気圧を連通管１ｌ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、上限蒸気圧信号を加熱制御部６に送る。

加熱制御部６は、蒸気の消費が続行して上部管
寄せ１ｄ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６′ａを通じて電動
機１ｆを始動させて、ブロア１ｇでもつて風道１
ｈを空気パージしてから制御信号線６′ｂを通じ
て電極棒１ｊに高電圧を印加するとともに、制御
信号線６′ｃを通じて燃料ポンプ６′ｄを始動させ
て、ノズル棒１ｉ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、制御信号線６′ｃを通じて燃料
ポンプ６′ｄ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、燃焼ガスの排出
を待つて制御信号線６′ａ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つて上部管寄せ１
ｄ内の蒸気圧を上下限蒸気圧として予め設定され
た両圧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つてもよい。

更に、給水系に関しては、連通管１ｌ内の気水
境界面、すなわち、水管１ｂ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、下限水位信号を、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３に送る。

給水制御部３は、蒸気の消費により水管中の管
水水位が降下し、水位検出部２から下限水位信号
を受けたときには、電動機４ａを始動させて給水
ポンプ４でもつて下部管寄せ１ｃ通じて水管１ｂ
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から上限水位信号を受けた
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、給水の続行制御でもつて、水管１ｂ内
の缶水水位を上下限水位として予め選定された両
水位値の間の水位値に保つことができるものであ
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ブローコツク１
ｐを開くことにより、排水管１ｎ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、ブロア１ｇ、風道１ｈ、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
して蒸気を発生させ得れば足りるので、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、加熱制御部６も加熱装置を断
続するものであればよい。

続いて、第２図〜第１０図に基づいて、この発
明の一実施例の構成及び動作を説明する。

第２図は断続給水により蒸発量を求める構成を
示すブロツク図である。そして、第１図の構成と
の対比において、連通管１ｌ中の水位は水管１ｂ
中の缶水水位にほぼ等しいので、説明の便宜上、
連通管１ｌを、給水ポンプ４でもつて直接的に給
水される単純な形状の連通管１l′に置き換えて表
わしたものである。

水位検出部２は、缶水の下限水位Ｌにその先端
が位置するように配設された下限水位プローブ２
ａと、缶水の上限水位Ｈにその先端が位置するよ
うに配設された上限水位プローブ２ｂと、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
と下限水位プローブ２ａとの間に挿入された第一
の電流検出器２ｅと、交流電源２ｄの他端と上限
水位プローブ２ｂとの間に挿入された第二の電流
検出器２ｆとから成る。

給水制御部３は、第一の電流検出器２ｅの出力
端子がそのセツト端子に接続され、第二の電流検
出器２ｆの出力端子がインバータ３ａを通じて、
そのリセツト端子に接続されたフリツプフロツプ
３ｂと、フリツプフロツプ３ｂの正相出力端子が
ドライバ３ｃを通じてその一端に接続され、その
他端が電源３ｄに接続されたリレー３ｅとから成
り、リレー３ｅ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に挿入される。

給水期間計測部７は、クロツクパルス発振器７
ａと、一つの入力端子がクロツクパルス発振器７
ａの出力端子に接続され、他の一つの入力端子が
給水制御部３（フリツプフロツプ３ｂの正相出力
端子）に接続されたアンドゲート７ｂと、アンド
ゲート７ｂの出力端子がその入力端子に接続され
たカウンタ７ｃと、その入力端子がフリツプフロ
ツプ３ｂの正相出力端子に接続され、その出力端
子がカウンタ７ｃのクリア端子に接続された単安
定マルチバイブレータ７ｄとから成る。

蒸発量演算部８は、一つの入力端子がカウンタ
７ｃの出力端子に接続され、その制御端子がフリ
ツプフロツプ３ｂの正相出力端子に接続された演
算器８ａと、その出力端子が演算器８ａの他の入
力端子に接続された水量設定器８ｂ、吐出量設定
器８ｃとから成る。９は蒸発量演算部８に接続さ
れた表示部である。

比較演算器１２は二つの入力側が演算器８ａ及
び後述する第５図に示される演算器８ａ−１に接
続されており、演算器８ａ及び演算器８ａ−１か
らの入力信号を比較してその差を出力側にて出力
して表示部１３にて表示するようになつている。

第３図は缶水水位、すなわち、連通管１ｌの水
位の変化(A)と、第一第二の電流検出器２ｅ，２ｆ
の出力信号(C)(B)と、フリツプフロツプ３ｂの正相
出力信号(D)(E)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３
に関して、給水制御の動作を説明すれば以下の通
りである。

いま、第３図Aaに示すように水位が下限水位
Ｌよりも高い位置にある場合には、下限水位プロ
ーブ２ａが水中に水没して、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２
ａ、水中電極２ｃか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３図Cbに
示すように「１」を出力する。

そして、水位が降下して、第３図Acに示すよ
うに、下限水位Ｌ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、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、第一の電流検出器２ｅは第３図Cdに示すよ
うに「０」を出力する。

かかる第一の電流検出器２ｅの出力信号の
「１」から「０」への反転をセツト端子に受けて
フリツプフロツプ３ｂが「１」にセツトされ、そ
の正相出力信号は、第３図Deに示すように「０」
から「１」に反転する。この信号を受けて、ドラ
イバ３ｃが導通状態となり、リレー３ｅが励磁さ
れて、接点３e′が閉成し、電動機４ａに電源が供
給されるので、ボイラへの缶水の供給が行われ
る。

而して、フリツプフロツプ３ｂが「１」になつ
ている期間中、給水が続行し、第３図Afに示す
ように水位が上昇し続ける。

やがて、第３図Agに示すように、水位が上限
水位Ｈに達すると、上限水位プローブ２ｂが水没
し、いままで、これが水面から離れていたため
に、第３図Bh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３図Bi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
「０」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
リツプフロツプ３ｂのリセツト端子に供給され、
これを「０」にリセツトする。

而して、第３図Djに示すように、フリツプフ
ロツプ３ｂの正相出力信号が「０」となるので、
リレー３ｅが非励磁状態になり、接点３e′が開成
し、給水が停止する。

このようにして、給水ポンプが始動してから停
止するまでの期間T₁（以下給水期間という）は、
フリツプフロツプ３ｂが「１」になつている期間
でもつて特定され、更に、給水ポンプが停止して
から始動するまでの期間T₂（以下給水停止期間と
いう）は、フリツプフロツプ３ｂが「０」になつ
ている期間でもつて特定されるものである。

そして、かかる給水ポンプの断続制御では、一
つの給水期間中にボイラに蓄積される水量Ｖは下
限下位Ｌと上限水位Ｈの差Ｇ、及びその間の水管
断面積に基づいて各ボイラ系固有の値に特定され
るものであり、かかる水量Ｖが、ボイラへの流入
量、すなわち、給水ポンプ４の吐出量と、ボイラ
からの流出量、すなわち、蒸発量との平衡によつ
て定まることを示す説明図が第４図である。

同図を参照しつつ一つの給水期間T₁について、
ボイラに対する流入流出量を考察すると、給水ポ
ンプ固有の吐出量Ｑ〔Kg／Ｈ〕でもつて缶水が流
入し、これが蒸発量Ｗ〔Kg／Ｈ〕でもつて蒸気に
変換されて流出し、そして、そのような状態、つ
まり、流入流出量の差（Ｑ−Ｗ）〔Kg／Ｈ〕でも
つて缶水を蓄積して行く状態で、一つの給水期間
T₁を経過したときには、ボイラに水量Ｖ〔Kg〕が
蓄積されていることがわかる。

したがつて、水量Ｖは Ｖ＝T₁（Ｑ−Ｗ） 〔Kg〕 で表わされるので、上式より蒸発量Ｗを求めれ
ば、 Ｗ＝Ｑ−Ｖ／T₁ 〔Kg／Ｈ〕 となる。

ここに、吐出量Ｑ、水量Ｖは各ボイラ系固有の
定数であるので、給水期間T₁を計測してこれを
特定すれば、上式に従つて蒸発量Ｗを算出するこ
とができるものである。

第３図にもどつて、給水を停止した後は同図
Akに示すように、水位は再び降下し、これが第
３図Alに示すように、下限水位Ｌに到達するま
では、フリツプフロツプ３ｂが「０」に留まつ
て、しかる後、第３図Dmに示すように、「１」
に反転して給水停止期間T₂が形成される。

以下、同様の動作が繰返し行われて、水位は上
限水位Ｈと下限水位Ｌの間に保たれる。

そして、例えば、蒸発量Ｗが増大した場合に
は、第３図Af′に示すように、水位の上昇率が減
少し、換言すれば、吐出量Ｑと蒸発量Ｗの差（Ｑ
−Ｗ）が減少し、いま仮りに第３図Acに示す時
点で、同時に、第３図Ee′に示すように、給水期
間に移行したと仮定すると、第３図Ag′に示す時
点で第３図Ej′に示すように、フリツプフロツプ
３ｂが「０」に反転することとなるので、給水期
間T₁よりは長期間の給水期間T₁′が形成される。

なお、付言するならば、一般的に吐出量Ｑは全
負荷状態における蒸発量Ｗよりも相当大に設定さ
れるので、全負荷状態においても、１回の水量Ｖ
は確保され、給水系の断続制御に支障をきたすこ
とはない。

続いて、給水期間計測部７と蒸発量演算部８の
動作を説明すれば以下の通りである。

給水ポンプの断続制御に際して、フリツプフロ
ツプ３ｂの正相出力信号は、例えば、第３図Ｄに
示すように、給水期間T₁の間「１」となる。か
かる正相出力信号を受けて、給水期間中に限り、
アンドゲート７ｂが開いて、クロツクパルス発振
器７ａからのクロツクパルスをカウンタ７ｃに導
き、これを計数させる。

そして、第３図Djに示すように、フリツプフ
ロツプ３ｂが「１」から「０」に反転すると、そ
の正相出力信号は「１」から「０」に反転し、ア
ンドゲート７ｂが閉じてカウンタ７ｃへのクロツ
クパルスの供給が断たれ、カウンタ７ｃには、給
水期間T₁を表わすデイシタル符号か成生され、
給水期間信号s₁として出力される。

このとき同時に、フリツプフロツプ３ｂの正相
出力信号の「１」から「０」への反転を制御端子
に受けて演算器８ａは後述の演算処理を実行す
る。

上記演算器８ａによる演算処理が完了した後
に、前述したフリツプフロツプ３ｂの正相出力信
号の「１」から「０」への反転に際して、トリガ
され、準安定状態に移行していた単安定マルチバ
イブレータ７ｄが安定状態に復帰して、クリアパ
ルスをカウンタ７ｃのクリア端子に送るので、カ
ウンタ７ｃはクリアされ、次回の計測に備えられ
る。

この間、すなわち、カウンタ７ｃがクリアされ
る前に演算器８ａは、デイジタルスイツチ等より
成る水量設定器８ｂに予め設定されている水量Ｖ
を表わす水量信号S₂を、カウンタ７ｃが出力して
いる給水期間信号S₁で割つて商を算出し、更に、
同じくデイジタルスイツチ等より成る吐出量設定
器８ｃに予め設定されている吐出量Ｑを表わす吐
出量信号S₃を読み込んで、これから上記商を減算
して、その演算結果を蒸発量信号S₄として出力す
る。

このようにして得られた蒸発量信号S₄は、 Ｗ＝Ｑ−Ｖ／Ｔ 〔Kg／Ｈ〕 の算出結果であるので、前述にように蒸発量を表
わすものである。

表示部９は演算器８ａから蒸発量信号S₄を受け
て、これを蒸発量Ｗとして目視可能に表示する。
比較演算器１２は後述する加熱期間より計測する
蒸発量演算部８ａ−１から発する蒸発量信号S₅と
上述の給水量にもとずく蒸発量演算部８の蒸発量
信号S₄を受けてその差を演算し表示部１３に表示
する。又、蒸発量信号の差S₅−S₄を設定器１２ａ
にて設定し、比較演算器１２に入力するようにな
つている。

なお、上記実施例では、上下限水位プローブ２
ｂ，２ａと水中電極２ｃ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２ｂ，２ａ等の構成に
代えて、上下限水位に対応する位置に発光素子と
受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水位に対応する位置に
配設された磁気センサでもつて検出する磁気的水
位センサ等を含む上下限水位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
つて検出する構成としてもよい。

上記構成のように、唯一のハードウエアでもつ
て、上下限水位センサー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
上限水位センサは必ずしも別個独立のハードウエ
アとして実現される構成に限定されるものではな
い。

更に、上記説明では、給水時間計測部７は１回
の給水に関して、給水期間を計測して一つの給水
期間信号S₁を出力し、これに基づいて蒸発量演算
部８は一つの蒸発量信号S₄を出力しているが、複
数回の給水に関して、給水期間を計測し、これら
の平均値を算出して、一つの給水期間信号S₁とし
て処理してもよい。

そのようにすれば、ボイラ系の瞬時的変動に起
因する給水期間信号のバラツキを回避でき、より
安定で正確な蒸発量を把握できるという実益があ
る。

第５図はボイラの加熱期間より蒸発量を求める
構成を示すブロツク図であり、第２図と合せて一
つの図となる。図中、第１図における符号と同一
の符号で表わされる構成要素はそれぞれ第１図の
ものに対応している。

圧力検出部５は、連通管１ｌを通じて上部管寄
せ１ｄ内の蒸気圧が導かれる圧力センサ５ａと、
圧力センサ５ａの出力端子にそれぞれの第一の入
力端子が接続された第一、第二のコンパレータ５
ｂ，５ｃと、第一、第二のコンパレータ５ｂ，５
ｃの第二の入力端子にそれぞれ接続された基準電
圧限５ｄ，５ｅとから成る。

加熱制御部６は、第一のコンパレータ５ｂの出
力端子がそのセツト端子に接続され、第二のコン
パレータ５ｃの出力端子がインバータ６ａを通じ
てそのリセツト端子に接続されたフリツプフロツ
プ６ｂと、フリツプフロツプ６ｂ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６ｅとから
成り、リレー６ｅの接点６e′，６e″，６ｅは電
動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポンプ６′ｄを制御
するための制御信号線６′ａ，６′ｂ，６′ｃのそ
れぞれと電源の間に挿入される。

加熱期間計測部７−１は、クロツクパルス発振
器７ａ−１と、一つの入力端子がクロツクパルス
発振器７ａ−１の出力端子に接続され、他の一つ
の入力端子がフリツプフロツプ６ｄの正相出力端
子に接続されたアンドゲート７ｂ−１と、アンド
ゲート７ｂ−１の出力端子がその入力端子に接続
されたカウンタ７ｃ−１と、その入力端子がフリ
ツプフロツプ６ｂの正相出力端子に接続され、そ
の出力端子がカウンタ７ｃ−１のクリア端子に接
続された単安定マルチバイブレータ７ｄ−１とか
ら成る。

蒸発量演算部８−１は、一つの入力端子がカウ
ンタ７ｃ−１の出力端子に接続され、その制御端
子がフリツプフロツプ６ｂの正相出力端子に接続
された演算器８ａ−１と、その出力端子が演算器
８ａ−１の他の入力端子に接続された定数設定器
８ｂ−１、最大蒸発量設定器８ｃ−１とから成
る。９−１は蒸発量演算部８−１に接続された表
示部である。

第６図、第８図は、連通管１ｌに抽出された上
部管寄せ１ｄ内の蒸気圧の変化(A)と、第一第二の
コンパレータ５ｂ，５ｃが出力する上下限蒸気圧
信号(B)(C)と、フリツプフロツプ６ｂの正相出力信
号(D)(E)とを対比して示す波形図である。

上記構成において、先ず、圧力検出部５、加熱
制御部６の動作を説明すれば以下の通りである。

圧力センサ５ａは連通管１ｌを通じて導かれた
上部管寄せ１ｄ内の蒸気圧に応答して、これに対
応する蒸気圧信号s₀を出力するものであるとこ
ろ、いま、第６図Aa−１に示すように蒸気圧が
下限蒸気圧P_Lよりも高い場合には、基準電圧源
５ｄから供給される下限蒸気圧P_Lに対応する蒸
気圧信号s₀の下限設定値に等しい基準電圧V_Lよ
りも蒸気圧信号s₀の方が大きくなるので、これを
検出して第一のコンパレータ５ｂは第６図Cb−
１に示すように「１」を出力する。

そして、蒸気の消費あるいは温度低下に伴つて
蒸気圧が低下し、第６図Bc−１に示すように、
下限蒸気圧P_Lに達すると、蒸気圧信号s₀が基準電
圧V_Lよりも小さくなるので、これを検出して第
一のコンパレータ５ｂは第６図Cd−１に示すよ
うに「０」を出力する。

かかる第一のコンパレータ５ｂの出力信号の
「１」から「０」への反転をセツト端子に受けて
フリツプフロツプ６ｂが「１」にセツトされ、そ
の正相出力信号は、第６図De−１に示すように
「０」から「１」に反転する。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′，６e″，６ｅが閉成し、電
動機１ｆ、電極棒１ｊ、燃料ポンプ６′ｄに電源
が供給されるので、缶水の加熱が行われる。

而して、フリツプフロツプ６ｂが「１」になつ
ている期間中、加熱が続行し、第６図Af−１に
示すように、蒸気圧が上昇し続ける。

やがて、第６図Ag−１に示すように蒸気圧が
上限蒸気圧P_Hに達すると、いままで、蒸気圧信
号S₀が、基準電圧源５ｅから供給される上限蒸気
圧に対応する蒸気圧信号S₀の上限設定値に等しい
基準電圧V_Hよりも小さかつたために、第６図Bh
−１に示すように、「０」を出力していた第二の
コンパレータ５ｃが第６部Bi−１に示すように、
「１」を出力するようになる。

かかる第二のコンパレータ５ｃの出力信号の
「０」から「１」への反転はインバータ６ａによ
り、「１」から「０」への反転に変換されて、フ
リツプフロツプ６ｂのリセツト端子に供給され、
これを「０」にリセツトする。

而して、第６図Dj−１に示すように、フリツ
プフロツプ６ｂの正相出力信号が「０」となるの
で、リレー６ｅが非励磁状態となり、接点６e′，
６e″，６ｅが開成し、缶水の加熱が停止する。

このようにして、加熱装置が始動してから停止
するまでの期間T_h1（以下加熱期間という）はフ
リツプフロツプ６ｂが「１」になつている期間で
もつて特定され、更に、加熱装置が停止してから
始動するまでの期間T_h2（以下加熱停止期間とい
う）は、フリツプフロツプ６ｂが「０」になつて
いる期間でもつて特定されるものである。

加熱を停止した後は第６図Ak−１に示すよう
に、蒸気の消費あるいは温度低下に伴つて蒸気圧
が再び低下し、下限蒸気圧P_Lに達するまでは、
フリツプフロツプ６ｂが「０」に留まつて、加熱
停止期間T_h2が形成され、しかる後、同様の動作
が繰返し行われて、蒸気圧は上限蒸気圧PHと下限
蒸気圧P_Lの間に保たれる。

そして、例えば、蒸気圧の上昇工程で蒸発量
（蒸気負荷）が増大した場合には、缶水の加熱、
缶水の供給によつてボイラ系に流入する熱量と、
放熱によつてボイラ系から流出する熱量が定常運
転中の加熱期間について略々一定であるところ、
缶水の蒸発によつてボイラ系から流出する熱量が
蒸発量に応じて増大するので、ボイラ系からより
多くの熱量が奪われることとなり、第６図Af′−
１に示すように、蒸気圧の上昇勾配が鈍化するも
のである。

而して、いま仮りに、第６図Ac−１に示す時
点で、同時に、第６図Ee′−１に示すように、フ
リツプフロツプ６ｂが「１」に反転して加熱期間
に移行したと仮定すると、蒸発量が増大した場合
には、第６図Ag′−１に示す時点で、第６図Ej′−
１に示すようにフリツプフロツプ６ｂが「０」に
反転することとなるので、蒸発量が増大する以前
の加熱期間T_h1よりも長時間の加熱期間T_h1が形
成される。

かかる蒸発量の変化に依存する加熱期間T_h1の
変化を定量的に考察すると以下の通りである。

一般に、ボイラ系が保有する内部熱エネルギー
の変化dUは、 dU＝ηB・Hu・dt＋Gw・Iw・dt−G_S
・I_S・dt−Q_R・dt……(1) で表わされる。

ただし、 η……ボイラ効率（放熱損失を除く） Ｂ……燃料の発熱量 Hu……燃料消費量（流量） G_W……ボイラへの給水量（流量） I_W……給水のエンタルピ G_S……蒸発量（流量） I_S……蒸気のエンタルピ Q_R……ボイラの放熱量（熱流量） である。

そして、(1)式右辺について、第１項は缶水の加
熱によりボイラ系に流入する熱量を、第２項は缶
水の供給によりボイラ系に流入する熱量を、第３
項は缶水の蒸発により、ボイラ系から流出する熱
量を、第４項は放熱によりボイラ系から流出する
熱量を、それぞれ表わしたものである。

ところで、一般に、ボイラ系では、運転中の歩
有缶水量に比べて、給水系の断続制御でもつて補
充する変動缶水良は小量である。したがつて、運
転中の保有缶水量は各ボイラ系個有の一定値であ
るとみなすことができるので、下限蒸気圧P_Lに
対応して加熱期間T_h1の開始時点においてボイラ
系が保有する内部熱エネルギーU_Lと、更に、上
限蒸気圧P_Hに対応して加熱期間T_h1の終了時点に
おいてボイラ系が保有する内部熱エネルギーU_H
のそれぞれが各ボイラ系個有の値に特定されるも
のである。

そこで、(1)式に基づいて一つの加熱期間T_h1の
経過に伴つて、ボイラ系に生ずる内部熱エネルギ
ーの増分（U_H−U_L）は U_H−U_L＝（η・Ｂ・H_U）T_h1＋I_w∫^Th1 ₀Gwd
t−G_S∫^Th1 ₀Isdt−Q_R・T_h1……(2) で近似される。

実際上、上下限蒸気圧P_H、P_Lの差は大きくは
ないので、簡便のために、上下限蒸気圧に対応す
るエンタルピの平均値I_sloを算出してIs＝I_sloとお
くと、(2)式は U_H−U_L＝（η・Ｂ・H_U）T_h1＋I_w∫^Th1 ₀Gwd
t−（G_S・Isin）T_h1−Q_R・T_h1……(3) となる。

更に、加熱期間T_h1について考察してみると、
一つの加熱期間T_h1内では、加熱制御とは独立に
行われる給水の断続制御により、蒸発量に応じた
回数の給水が行われるので、給水期間中は蒸発量
（流量）を上回る給水量（流量）がボイラ内に流
入し、一方、給水停止期間中は給水が全く行われ
ず、ボイラ内に流入する給水量（流量）は零とな
る。

しかしながら、保有缶水量は、下限と上限水位
間の容積よりはるかに大きく、保有缶水量は一定
として計算しても実用的な誤差は生じない。

又、加熱期間T_h1は横軸に時間をとつたタイム
チヤートの第１２図に示すように加熱期間T_h1は
下限蒸気圧P_Lの信号により加熱が開始され、上
限蒸気圧P_Hの信号により停止するものである。
他方、一回の加熱期間T_h1の間に数回の給水ポン
プ４の断続運転がくり返される。１回の断続給水
量（第１２図、第３図ejのフリツプフロツプ３ｂ
の正相出力信号間の給水量）も２〜３程度と加
熱期間T_h1中の蒸発量に比べて極めて小さい。こ
の断続給水で缶水水位がほぼ一定に保たれている
訳であるから、加熱期間T_h1間に給水された量は
ほとんど蒸気として流出し、給水量と蒸発量はほ
ぼ平衡している。

したがつて、 ∫^Th1 ₀Gwdt＝G_ST_h1 ……(4) が成立する。

そして、(3)式と(4)式から蒸発量G_Sを求めると、 G_S＝C_B−C_R−CV／T_h1 ……(5) となる。

ただし、 C_B＝η・Ｂ・Hu／Is1n−I_W……（5a） C_R＝Q_R／Isin−I_W ……（5b） C_V＝U_H−U_L／Is1n−I_W ……（5c） であり、給水エンタルピーが一定ならいずれも各
ボイラ系個有の定数である。

而して、(5)式において Ｃ＝C_B−C_R ……(6) とおくと、蒸発量G_Sは G_S＝Ｃ−C_V／T_h1 ……(7) で表わされる。

そして、Ｃは加熱期間T_h1が無限大（連続加
熱）の場合の蒸発量、すなわち、各ボイラ系個有
の最大蒸発量を表わす。

また、G_S＝０における加熱期間T₁₀は T₁₀＝C_V／Ｃ ……(8) となり、かかる加熱期間T₁₀は蒸発量（蒸気負
荷）が零であつても、主にボイラからの放熱によ
り流出する熱エネルギーを補つて、ボイラ系を運
転状態に維持するために必要な最小の加熱期間で
ある。

そして、前記(7)式で表わされる加熱期間T_h1と
蒸発量G_Sの関係を例示するグラフが第７図であ
る。

このように、ボイラ系の加熱期間T_h1は蒸発量
G_Sに従つて各ボイラ系個有の値に特定されるの
で、加熱期間T_h1を計測してこれを特定すれば、
前記(5)〜(7)式に従つて蒸発量G_Sを算出すること
ができるものである。

次に、例えば、蒸気圧の下降工程で蒸発量（蒸
気負荷）が増大した場合には、缶水の加熱によつ
てボイラ系に流入する熱量がなく、更に、缶水の
供給によつてボイラ系に流入する熱量と、放熱に
よつてボイラ系から流出する熱量が定常運転中の
加熱停止期間中について略々一定であるところ、
缶水の蒸発によつてボイラ系から流出する熱量が
蒸発量に応じて増大するので、蒸気圧の上昇工程
の場合と同様に、ボイラ系からより多くの熱量が
奪われることとなり、第６図に対応する第８図
Ak′−１に示すように、蒸気圧の下降勾配が急峻
化するものである。

而して、いま仮りに、第８図Ag−１に示す時
点で、同時に、第８図Ej′−１に示すように、フ
リツプフロツプ６ｂが「０」に反転して加熱停止
期間に移行したと仮定すると、蒸発量が増大した
場合には、第８図Al′−１に示す時点で、第８図
Em′−１に示すうに、フリツプフロツプ６ｂが
「１」に反転することとなるので、蒸発量が増大
する以前の加熱停止期間T_h2よりも短期間の加熱
停止期間T_h2′が形成される。

かかる蒸発量の変化に依存する加熱停止期間
T_h2の変化を定量的に考察すると以下の通りであ
る。

加熱停止期間では、缶水の加熱がなく、(1)式右
辺の第１項は零となり、内部熱エネルギーの変化
dUは dU＝G_W・I_Wdt−G_S・I_S・dt−Q_Rdt ……(9) で表わされ、而して、一つの加熱停止期間T_h2の
経過に伴う内部熱エネルギーの減分（U_L−U_H）
は U_L−U_H＝I_W∫^Th2 ₀G_Wdt−（G_S・I_s
1o）T_h2−Q_RT_h2……(10) で表わされる。

(10)式において ∫^Th2 ₀Gwdt＝G_ST_h2 とおいて、蒸発量G_Sを求めると G_S＝C′V／T_h2−C_R ……（11） となる。

ただし、 C′_V＝U_H−U_L／I_s1o−I_W＝C_V ……（11a） C_R＝Q_R／I_s1o−I_W ……（11b） そして、G_S＝０における加熱停止期間T₂₀は T₂₀＝C′_V／C_R となり、かかる加熱停止期間T₂₀は蒸発量（蒸気
負荷）が零であつても、主にボイラからの放熱に
よる熱エネルギーの流出のために、上限蒸気圧か
ら下限蒸気圧に至るまでに要する最大の加熱停止
期間である。

而して、蒸気負荷が無負荷の場合でもボイラ系
の加熱装置は加熱期間T₁₀、加熱停止期間T₂₀で
もつて断続制御されることとなる。

そして、前記（11）式で表わされる加熱停止期
間T_h2と蒸発量G_Sの関係を例示するグラフが第９
図である。

このように、ボイラ系の加熱停止期間T_h2も蒸
発量G_Sに従つて各ボイラ系固有の値に特定され
るので、加熱停止期間T_h2を計測して、これを特
定すれば前記（11）式に従つて蒸発量G_Sを算出
することができるものである。

続いて、第５図、第６図にもどつて、加熱期間
計測部７−１、蒸発量演算部８ａ−１の動作を説
明すれば以下の通りである。

加熱装置の断続制御に際して、フリツプフロツ
プ６ｂの正相出力信号は、例えば、第６図Ｄに示
すように、加熱期間T_h1の間「１」となる。かか
る正相出力信号を受けて、加熱期間中に限り、ア
ンドゲート７ｂ−１が開いて、クロツクパルス発
振器７ａ−１からのクロツクパルスをカウンタ７
ｃ−１に導き、これを計数させる。

そして、第６図Dj−１に示すように、フリツ
プフロツプ６ｂが「１」から「０」に反転する
と、その正相出力信号は「１」から「０」に反転
し、アンドゲート７ｂ−１が閉じてカンウンタ７
ｃ−１へのクロツクパルスの供給が断たれ、カウ
ンタ７ｃ−１には、加熱期間T_h1を表わすデイジ
タル符号が成生され、加熱期間信号S_1-1として出
力される。

このとき同時に、フリツプフロツプ６ｂの正相
出力信号の「１」から「０」への反転を制御端子
に受けて演算器８ａ−１は後述の演算処理を実行
する。

上記演算器８ａ−１による演算処理が完了した
後に、前述したフリツプフロツプ６ｂの正相出力
信号の「１」から「０」への反転に際して、トリ
ガされ、準安定状態に移行していた単安定マルチ
バイブレータ７ｄ−１が安定状態に復帰して、ク
リアパルスをカウンタ７ｃ−１のクリア端子に送
るので、カウンタ７ｃ−１はクリアされ、次回の
計測に備えられる。

この間、すなわち、カウンタ７ｃ−１がクリア
される前に演算器８ａ−１は、デイジタルスイツ
チ等より成る定数設定器８ｂ−１に予め設定され
ている定数C_Vを表わす定数信号S₃−１を、カウ
ンタ７ｃ−１が出力している加熱期間信号S₂で割
つて商を算出し、更に、同じくデイジタルスイツ
チ等より成る最大蒸発量設定器８ｃ−１に予め設
定されている最大蒸発量Ｃを表わす最大蒸発量信
号S₄−１を読み込んで、これから上記商を減算し
て、その演算結果を蒸発量信号S₅として出力す
る。

このようにして得られた蒸発量信号S₅は、 G_S＝Ｃ−C_V／T_h1 〔Kg／Ｈ〕 の算出結果であるので、(7)式に示したように蒸発
量を表わすものである。

表示部９−１は演算器８ａ−１から蒸発量信号
S₅を受けて、これを蒸発量G_Sとして目視可能に
表示する。

比較演算器１２は前述した第２図に示されたも
ので蒸発量信号S₄と第５図の蒸発量信号S₅を入力
し、その差S₅−S₄もしくは比S₄／S₅を演算し表示
部１３に表示する。そしてS₅−S₄設定器で予め設
定してあるボイラの効率低下に対応する蒸発量信
号の差S₅−S₄を比較演算器１２で算出された蒸発
量信号の差S₅−S₄が越えると比較演算器１２は別
途表示部１３に信号を送り、表示部１３にてボイ
ラの保全限界を示す表示をする。

ボイラの負荷が一定の場合について考えると、
ボイラの伝熱面にススが付着し、ボイラの缶内に
スケールが生成すると加熱装置が発生する熱量と
缶水に伝わる熱量の差が大きくなる。即ち、ボイ
ラの効率が低下する。従つて、スス、スケールの
発生しない状態とスス、スケールの発生した状態
において、同一の加熱を行うとスス、スケールの
発生しない状態におけるボイラの蒸発量はスス、
スケールの発生した状態におけるボイラの蒸発量
よりも大きい。逆にスス、スケールの発生しない
状態におけるボイラの蒸発量とスス、スケールの
発生した状態におけるボイラの蒸発量を等しくす
るためには、加熱装置の単位時間当りの発熱量を
一定とするとスス、スケールの発生した状態にお
けるボイラに対する加熱期間はスス、スケールの
発生しない状態におけるボイラに対する加熱期間
より長くしなければならない。

一方、給水期間より求めたボイラの蒸発量はボ
イラにおけるスス、スケールの発生の有無に関係
しない。

従つて、ボイラにスス、スケールが発生しない
状態において、上記蒸発量信号の差S₅−S₄（当初
０と設定が好適）、もしくは比S₄／S₅（当初１と設
定が好適）を基準とすると、スス、スケールの発
生の増加につれて蒸発量信号の差S₅−S₄が拡大
し、比S₄／S₅が小さくなるので、逆にボイラにス
ス、スケールが付着して加熱期間が増大している
ことを知り、ボイラの効率が低下したこを知るも
のである。

この発明に牽連する第二の発明の構成は、この
発明の構成における加熱期間計測部に代えて、加
熱停止期間計測部を付設して、加熱装置が停止し
てから始動するまでの加熱停止期間を計測し、更
に、蒸発量演算部では、上下限蒸気圧に従つて定
まる各ボイラ系個有の同一の定数を上記加熱停止
期間計測部でもつて計測された加熱停止期間で割
つて商を算出し、その商から、ボイラの放熱量に
従つて定まる各ボイラ系個有の第二の定数を減算
する演算を実行し、その演算結果を蒸発量信号と
して出力するようにしたことを特徴とするもので
ある。

第１０図に基づいて、この発明に牽連する第二
の発明の実施例の構成及び動作を説明すれば以下
の通りである。

第１０図は上記第二の発明の実施例の構成を示
すブロツク図であり、図中、加熱停止期間計測部
１０は第５図における加熱期間計測部７−１と同
様に構成され、アンドゲート１０ｂの一つの入力
端子がフリツプフロツプ６ｂの補相出力端子に接
続される。更に、図中、蒸発量演算部１１は第５
図における蒸発量演算部８と同様に構成され、定
数設定器８ｂ−１に代えて、第一定数設定器１１
ｂが、そして、最大蒸発量設定器８ｃ−１に代え
て、第二定数設定器１１ｃが設けられている。

他の構成要素は、第５図において同一の符号が
示す構成要素とそれぞれ同一である。

上記構成における加熱停止期間計測部１０と蒸
発量演算部１１の動作を第８図をも参照しつつ説
明すれば、以下の通りである。

加熱装置の断続制御に際して、フリツプフロツ
プ６ｂの正相出力信号は、例えば、第８図Ｄに示
すように、加熱停止期間T_h2の間「０」となるの
で、その補相出力信号は加熱停止期間T_h2の間
「１」となる。かかる補相出力信号を受けて、加
熱停止期間中に限り、アンドゲート１０ｂが開い
て、クロツクパルス発振器１０ａからのクロツク
パルスをカウンタ１０ｃに導き、これを計数させ
る。

そして、第８図Dm−１に示すように、フリツ
プフロツプ６ｂが「０」から「１」に反転する
と、その補相出力信号は「１」から「０」に反転
し、アンドゲート１０ｂが閉じてカウンタ１０ｃ
へのクロツクパルスの供給が断たれ、カウンタ１
０ｃには、加熱停止期間T_h2を表わすデイジタル
符号が成生され、加熱停止期間信号S′₁−１とし
て出力される。

このとき同時に、フリツプフロツプ６ｂの補相
出力信号の「１」から「０」への反転（フリツプ
フロツプ６ｂの「０」から「１」への反転）を制
御端子に受けて演算器１１ａは後述の演算処理を
実行する。

上記演算器１１ａによる演算処理が完了した後
に、前述したフリツプフロツプ６ｂの補相出力信
号の「１」から「０」への反転に際して、トリガ
され、準安定状態に移行していた単安定マルチバ
イブレータ１０ｄが安定状態に復帰して、クリア
パルスをカウンタ１０ｃのクリア端子に送るの
で、カウンタ１０ｃはクリアされ、次回の計測に
備えられる。

この間、すなわち、カウンタ１０ｃがクリアさ
れる前に演算器１１ａは、デイジタルスイツチ等
より成る第一定数設定器１１ｂに予め設定されて
いる第一の定数C′_Vを表わす第一定数信号S′₃−１
を、カウンタ１０ｃが出力している加熱期間停止
信号S′₁−１で割つて商を算出し、更に、同じく
デイジタルスイツチ等より成る第二定数設定器１
１ｃに予め設定されている第二定数C_Rを表わす
第二定数信号S′₄−１を読み込んで、これを上記
商から減算して、その演算結果を蒸発量信号S′₅
として出力する。

このようにして得られた蒸発量信号S′₅は、 G_S＝C′_V／T_h2−C_R の算出結果であるので、（11）式に示したように
蒸発量を表わすものである。

表示部９′−１は演算器１１ａから蒸発量信号
S′₅を受けて、これを蒸発量G_Sとして目視可能に
表示する。

なお、上記この発明及びこれに牽連する第二の
発明の説明では、加熱期間計測部７−１、加熱停
止期間計測部１０は１回の断続制御に関して加熱
期間T_h1、加熱停止期間T_h2を計測して、それぞ
れ一つの加熱期間信号S₁−１、一つの加熱停止期
間信号S′₁−１を出力し、各々に基づいて蒸発量
を算出しているが、複数回の断続制御に関して加
熱期間、加熱停止期間を計測して、これらの平均
値を算出して一つの加熱期間信号、一つの加熱停
止期間信号として処理することもできる。

そのようにすれば、ボイラ系の瞬時的変動、特
に、給水の断続制御に起因する加熱期間信号、加
熱停止期間信号のバラツキを回避でき、より安定
で正確な蒸発量が得られるという実益がある。

また、上記加熱期間計測部７−１、加熱停止期
間計測部１０は加熱制御部６のフリツプフロツプ
６ｂの「１」「０」状態に応答して作動するよう
に構成されているが、これに限られるものではな
く、要すれば、加熱装置が始動してから停止する
までの期間、あるいは加熱装置が停止してから始
動するまでの期間を計測すれば足りるので、上記
のように加熱装置を始動・停止させるための信
号、すなわち、フリツプフロツプ６ｂの「１」
「０」状態に対して直接的に応答するようにして
もよいし、その信号に基づいて制御された結果と
しての加熱装置の動作状態、例えば、燃料ポンプ
６′ｄの断続状態、電極棒１ｊへの高電圧の印加
状態等に応答して加熱期間、加熱停止期間を計測
する構成としてもよい。

更に付言すれば、この明細書にいう第一のコン
パレータ５ｂは別個独立のハードウエアとして実
現される構成に限定されるものではなく、第一の
コンパレータと第二のコンパレータを唯一のバー
ドウエアとして一体に実現する構成としてもよ
い。

かくしてボイラの伝熱部の新しい良好なときに
加熱期間もしくは加熱停止期間を計測してそれら
に基づいて演算して求めた蒸発量と給水期間と給
水停止期間を計測し、それらに基づいて演算して
求めた蒸発量を一致するようにしておく。

第１１図はボイラの効率曲線を示す図であつて
横軸に負荷を縦軸にボイラの効率をとるとボイラ
の効率は負荷により変化し、ボイラの缶壁がスケ
ール、ススがなく良好なときは実線で示す効率曲
線１９の如くボイラの効率は変化し、ボイラの缶
壁にスケール、ススが附着するとボイラの効率は
スケール、ススが缶壁にない場合よりも低下して
ボイラの効率曲線は点線（符号２０で示すように
なる。従つて上宛したように流量計を用いないで
給水の断続制御時間より求めた蒸発量Ｗと燃焼の
断続制御時間より求めた蒸発量G_Sを比較すると
蒸発量Ｗ、G_Sに差が生ずる。この差又は比率を
高めると逆にスケール、ススの状態を判別でき
る。

給水及び燃焼の断続制御より求めるのはほぼ同
時的に少くとも夫々一回断続制御動作によること
もできるし、又、一定時間内の給水及び燃焼の断
続制御のくり返した累計もしけは平均の蒸発量の
比較によつてもよい。これらは比較演算器１２に
より行われ比較演算器１２は記憶装置を備える。
かくして第１１図に示すように実線の良好な缶体
の効率曲線１９と例えば点線のスケール、ススの
ついた場合をボイラ保全の限界の効率曲線２０と
すると効率の差が両曲線の縦座標の差を越える部
分でもつてスケール、ススの除去清掃を行うよう
にする。

以上のように、給水の断続制御による蒸発量計
測装置は水位検出部と給水制御部を備えて、缶水
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、缶水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、給水期間計測部と蒸発量演算部とを付
設して、給水期間を計測し、１回の断続制御でも
つてボイラに蓄積される水量を給水期間で割つて
商を算出し、更に、その商を給水ポンプの吐出量
から減算してその演算結果を蒸発量信号として出
力するように構成してボイラ系における蒸発量を
自動的に計測し、一方加熱期間、加熱停止期間を
計測してその各々に基づいて蒸発量を演算するよ
うにして構成してボイラ系における蒸発量を自動
的に計測し両蒸発量の差又は比を求めることによ
りスケールの発生、ススの附着の程度が判別でき
る。

又、この発明によれば格別高価な計測計器を用
いることなく、伝熱面のスケール及びススの付着
状況がボイラの効率の低下に応じて把握できるの
でスケール及びススの付着により伝熱面の損傷を
防止し、加うるに高効率のボイラの運転が達成で
きる。

ボイラに従来から備えている給水生後装置及び
加熱制御装置をそつくりそのまま利用して、給水
制御吹から得られる給水ポンプの始動停止信号を
処理するための構成、及び加熱制御吹から得られ
る加熱装置の始動停止信号を処理するための構成
を付設すれば足りるので、構成が簡潔で無駄がな
く、低コストで実現できるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ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ツク図、第１
図Ｂは第１図Ａにおけるボイラ１のＡ−Ａ断面
図、第２図乃至第１０図はこの発明の実施例に関
するものであり、第２図、第５図はその構成を示
すブロツク図、第３図は要部の波形図、第４図は
給水期間中のボイラにおける水の流入と蒸気の流
出との関係を示す説明図、第６図、第８図は第５
図における加熱制御部の要部の波形図、第７図は
加熱期間T_h1と蒸発量G_Sの関係を示すグラフ、第
９図は加熱停止期間T_h2と蒸発量G_Sの関係を示す
グラフ、第１０図はこの発明の他の実施例の構成
を示すブロツク図、第１１図はボイラの効率曲線
を示す線図、第１２図は加熱期間と給水の断続制
御の関係を示すタイムチヤートである。 １……ボイラ、２……水位検出部、３……給水
制御部、４……給水ポンプ、５……圧力検出部、
６……加熱制御部、７……給水期間計測部、７−
１……加熱期間計測部、８，８−１……蒸発量演
算部、９，９−１……表示部、１０……加熱停止
期間計測部、１１……蒸発量演算部、１２……比
較演算器、１３……表示部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 缶水水位を検出して下限上限水位信号を出力
   する水位検出手段と、下限水位信号に応答してボ
   イラ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ポンプを停止させる断続
   制御の給水制御手段及び缶内蒸気圧を検知して下
   限蒸気圧上限蒸気圧信号を出力する蒸気圧検出手
   段と、下限蒸気圧信号に応答して加熱装置を始動
   させ上限蒸気圧信号に応答して加熱装置を停止さ
   せる加熱制御手段とを備えたボイラ系において、
   前記給水制御手段に給水期間計測部を付設して、
   給水ポンプが始動してから停止するまでの給水期
   間を計測し、更に、蒸発量演算部を付設して、給
   水制御系における断続制御でもつて蓄積される各
   ボイラ系固有の水量を、給水期間計測部でもつて
   計測された給水期間で割つて商を算出し、これを
   給水ポンプの吐出量から減算する演算を実行しそ
   の演算結果を蒸発量信号として出力し、一方、加
   熱制御手段に加熱期間計測部を付設して、加熱装
   置が始動してから停止するまでの加熱期間を計測
   し、更に、蒸発量演算部を付設して、前記上下限
   蒸気圧に従つて定まる各ボイラ系固有の定数を上
   記加熱期間計測部でもつて計測された加熱期間で
   割つて商を算出し、その商を各ボイラ系固有の最
   大蒸発量から減算する演算を実行し、その演算結
   果を蒸発量信号として出力し、ボイラの給水制御
   装置に付設した給水期間計測部と蒸発量演算部を
   用いて計算した前記蒸発量信号と、加熱制御装置
   に付設した加熱期間計測部と蒸発量演算部を用い
   て計算した蒸発量信号を比較してその差によりボ
   イラのスケールの発生ススの付着を知ることを特
   徴とするボイラのスス、スケールの発生の判別装
   置。 ２ 缶水水位を検出して下限上限水位信号を出力
   する水位検出手段と、下限水位信号に応答してボ
   イラ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ポンプを停止させる断続
   制御の給水制御手段及び缶内蒸気圧を検知して下
   限蒸気圧上限蒸気圧信号を出力する蒸気圧検出手
   段と、下限蒸気圧信号に応答して加熱装置を始動
   させ上限蒸気圧信号に応答して加熱装置を停止さ
   せる加熱制御手段とを備えたボイラ系において、
   前記給水制御手段に給水期間計測部を付設して、
   給水ポンプが始動してから停止するまでの給水期
   間を計測し、更に、蒸発量演算部を付設して、給
   水制御系における断続制御でもつて蓄積される各
   ボイラ系固有の水量を、給水期間計測部でもつて
   計測された給水期間で割つて商を算出し、これを
   給水ポンプの吐出量から減算する演算を実行し、
   その演算結果を蒸発量信号として出力し、一方、
   加熱制御手段に加熱停止期間計測部を付設して、
   加熱装置が停止してから始動するまでの加熱停止
   期間を計測し、更に、蒸発量演算部を付設して、
   前記上下限蒸気圧に従つて定まる各ボイラ系固有
   の定数を上記加熱停止期間計測部でもつて計測さ
   れた加熱停止期間で割つて商を算出し、その商か
   ら各ボイラ系固有の定数を減算する演算を実行
   し、その演算結果を蒸発量信号として出力し、ボ
   イラの給水制御装置に付設した給水期間計測部と
   蒸発量演算部を用いて計算した前記蒸発量信号
   と、加熱制御装置に付設した加熱停止期間計測部
   と蒸発量演算部を用いて計算した蒸発量信号を比
   較してその差によりボイラのスケールの発生スス
   の付着を知ることを特徴とするボイラのスス、ス
   ケールの発生の判別装置。