JPH06323507A - 蒸気供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷側に供給される蒸気の設定温度が異なる
場合でも、常に一定温度幅のもとで、蒸気過熱などに影
響されることなく、減圧弁の正確な制御を行って、蒸気
温度を安定して一定に維持する。 【構成】 負荷４に供給される蒸気の温度を設定する温
度設定手段３１と、蒸気供給管１の蒸気圧力を検出する
圧力センサ２０と、圧力センサ２０の検出圧力値Ｐ２を
その飽和温度値Ｔ(P2)に変換する変換手段３２と、飽和
温度値Ｔ(P2)と設定手段３１で設定された設定温度Ｔ０
とを比較して、飽和温度値Ｔ(P2)が設定温度Ｔ０を含む
一定温度範囲△Ｔの幅から外れたとき、減圧弁３を設定
温度Ｔ０に復帰する方向に作動させる減圧弁制御手段３
３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、塗料や食品などの加
熱源として使用され、真空蒸気の潜熱を利用してたとえ
ば１００℃以下で被加熱物を加熱するための蒸気を発生
させ、この蒸気を消費用負荷側に供給する蒸気供給装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の蒸気供給装置において、被加熱
物を確実かつ良好に加熱するためには、負荷側に供給す
る蒸気の温度を常に所定の目標温度（設定温度）に維持
する必要がある。

【０００３】そこで、従来では、 負荷側に至る蒸気供給管内の蒸気温度を温度センサで
検出して、その検出温度と設定温度とを比較し、その比
較値に基づいて減圧弁の設定圧力を制御することによ
り、前記蒸気供給管内の蒸気温度を所定の設定温度に維
持する手段、または、 前記蒸気供給管内の蒸気圧力を圧力センサで検出し
て、その検出圧力値と前記設定温度に対応する飽和圧力
値とを比較し、その比較値に基づき前記減圧弁の設定圧
力を制御することにより蒸気温度を設定温度に維持する
手段、が採用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、の手段に
よれば、前記蒸気供給管内の蒸気が設定温度（飽和状
態）に対し上昇して過熱状態（スーパーヒート）になる
と、蒸気圧力は適正であるにもかかわらず、前記減圧弁
が蒸気温度を下げようとして蒸気圧力を降下させる方向
に作動してしまうため、正確な温度制御ができなくな
る。従って、この場合には、前記蒸気供給管内に冷却水
を常時供給するなどの方法により、スーパーヒートの発
生を未然に防止するための対策を別途講じる必要があ
る。

【０００５】また、の手段では、前記圧力センサで検
出される圧力値と前記設定温度に対応する飽和圧力値と
の比較に基づいて減圧弁を制御するから、圧力変化を伴
わない蒸気過熱などに影響されることなく、前記減圧弁
の制御が行われるため、の手段による前記問題点は解
決できるが、次のような問題が発生する。すなわち、こ
の場合、前記減圧弁のチャタリングなどを防止するた
め、前記飽和圧力値に一定の圧力範囲（マージン）を設
けて、この圧力範囲から前記圧力センサで検出される圧
力値が外れたとき、前記減圧弁の制御を行うのが一般的
であるが、前記圧力範囲に対応する温度範囲は、前記設
定温度によって大きく異なるため、設定温度の高低によ
って制御温度精度がそれぞれ異なるという問題があっ
た。

【０００６】つまり、図３の圧力−飽和温度グラフに示
すように、設定温度に対応する飽和圧力値に一定の圧力
範囲ΔＰを設けた場合、前記設定温度が異なると、この
圧力範囲ΔＰに対応する温度範囲ΔＴ１，ΔＴ２はそれ
ぞれ範囲が大幅に異なる。従って、前記設定温度が異な
ると、前記減圧弁により制御される温度の精度が異なっ
てしまう。

【０００７】この発明は、以上のような実情に鑑みてな
されたもので、その目的は、設定温度に係わりなく、常
に一定温度幅のもとで、蒸気過熱などに影響を受けるこ
となく、安定して正確な温度制御を行うことができる蒸
気供給装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる蒸気供給装置は、負荷に供給され
る温度を設定する温度設定手段と、負荷に供給される蒸
気圧力を検出する圧力センサと、この圧力センサで検出
した圧力値をその飽和温度値に変換する変換手段と、こ
の変換手段で変換された飽和温度値と前記設定手段で設
定された設定温度とを比較して、前記飽和温度値が設定
温度を含む一定温度範囲から外れたとき、前記減圧弁を
前記設定温度に復帰する方向に作動させる減圧弁制御手
段とを備えている。

【０００９】

【作用】この発明によれば、前記負荷側に至る蒸気供給
管の蒸気圧力が圧力センサで検出され、その圧力値が変
換手段で飽和温度値に変換されて、この飽和温度値と前
記設定温度とが比較され、その比較値が前記設定温度を
含む一定範囲から外れたときに、減圧弁制御手段によっ
て減圧弁を前記設定温度に復帰する方向に作動させる。

【００１０】従って、前記設定温度が異なる場合でも、
常に一定温度幅のもとで、蒸気過熱などに影響を受ける
ことなく、前記減圧弁の正確な制御ができて、前記蒸気
供給管内の蒸気温度を安定して設定温度に維持すること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、この発明にかかる蒸気供給装置の一例
を示す配管系統図であり、同図において、蒸気供給管１
には、この蒸気供給管１を開閉する蒸気供給弁２と、一
次側の高圧蒸気を減圧して二次側に流す減圧弁３とを設
けるとともに、この減圧弁３の下流側には二次側蒸気の
潜熱を利用して被加熱物を加熱する蒸気消費用負荷４を
設けている。また、この負荷４の下流側の回収配管６に
は、蒸気と復水とを分離する気水分離器５を設けるとと
もに、この気水分離器５の下流側には、その復水５ａ側
を吸引するエジェクタ式吸引・圧送装置７を設けてい
る。

【００１２】前記エジェクタ式吸引・圧送装置７は、前
記気水分離器５の復水５ａ側を配管８を介して吸引する
エジェクタ９と、このエジェクタ９により吸引した復水
が送り込まれる復水タンク１０と、この復水タンク１０
内の復水を底部側から吸入して昇圧し、前記エジェクタ
９にジェット流として送った後、この水を前記復水タン
ク１０に還流させるポンプ１１とを備えている。このポ
ンプ１１は、インバータ１２により回転速度が可変制御
される。つまり、前記気水分離器５にレベルセンサＬ１
を設けて、このセンサＬ１からの検出信号Ｓ１を受けて
コントローラ３０が制御信号ＣＳ１を出力し、前記イン
バータ１２を制御することで前記ポンプ１１の回転数を
制御することにより、気水分離器５内の水位を適正レベ
ルに保持している。

【００１３】また、前記蒸気供給管１における減圧弁３
の上流、下流側にはそれぞれセパレータ１３，１４を設
け、下流側セパレータ９と前記減圧弁３との間に減温器
１５を設けている。

【００１４】さらに、前記蒸気供給管１に圧力センサ２
０を設けるとともに、コントローラ３０によって、前記
減圧弁３に内蔵されたばね体のような圧力調整部材を調
整して設定圧力を制御する。このコントローラ３０に
は、前記負荷４側で使用する蒸気温度（設定温度）を設
定する温度設定手段３１と、前記圧力センサ２０で検出
した圧力値をその飽和温度値に変換する変換手段３２
と、この変換手段３２で変換された飽和温度値と前記温
度設定手段３１で設定された設定温度とを比較して、前
記飽和温度値が設定温度を含む一定温度範囲から外れた
とき、前記減圧弁３を前記設定温度に復帰する方向に作
動させる減圧弁制御手段３３とが設けられている。

【００１５】図２は、前記コントローラ３０の具体的な
構成を示すブロック図であって、前記圧力センサ２０に
よる検出信号を入力し、この検出信号を圧力信号Ｐ２に
変換して出力する入力部１６と、圧力信号Ｐ２をその飽
和温度値Ｔ(P2)に変換する前記変換手段３２と、前記温
度設定手段３１で設定される設定温度Ｔ０が入力され、
この設定温度Ｔ０に所定のマージンを付与して、第１マ
ージン信号Ｔ０＋β１，第２マージン信号Ｔ０−β１，
第３マージン信号Ｔ０＋β２，第４マージン信号Ｔ０−
β２として出力する演算部１８とを備えている。なお、
β１はβ２よりも大きな値に設定される（β１＞β
２）。

【００１６】また、前記変換手段３２と前記演算部１８
の出力側には、それぞれ第１〜第４比較器１９〜２２を
設けて、これら各比較器１９〜２２に、前記変換手段３
２から出力される飽和温度値Ｔ(P2)と、前記演算部１８
から出力される第１〜第４マージン信号Ｔ０＋β１，Ｔ
０−β１，Ｔ０＋β２，Ｔ０−β２とをそれぞれ入力さ
せるとともに、前記第１および第２比較器１９，２０の
出力側にはＯＲ回路２３を、前記第３および第４比較器
２１，２２の出力側にはＡＮＤ回路２４をそれぞれ設け
ている。

【００１７】さらに、前記ＯＲ回路２３とＡＮＤ回路２
４の出力側には、セット端子Ｓとリセット端子Ｒおよび
出力端子Ｏをもつラッチ回路２５を設ける。そして、前
記第１および第２比較器１９，２０からの出力に基づ
き、前記ＯＲ回路２３から前記ラッチ回路２５のセット
端子Ｓに出力信号が出力されたとき、前記出力端子Ｏか
ら前記減圧弁３に制御信号ＣＳ２を出力して、前記減圧
弁３を蒸気圧力が低圧又は高圧となる方向に制御するよ
うにしている。また、前記第３および第４比較器２１，
２２からの出力に基づき、前記ＡＮＤ回路２４から前記
リセット端子Ｒに出力信号が出力されたときには、前記
減圧弁３の制御を停止するようになっている。

【００１８】次に、以上のように構成された蒸気供給装
置の作用について説明する。先ず、図１の負荷４側で被
加熱物の加熱を行うときには、この負荷４側での目標温
度に基づき、前記コントローラ３０の温度設定手段３１
で所定の設定温度Ｔ０が設定される。この設定温度Ｔ０
には図２の演算部１８で所定のマージンが付与されて、
第１〜第４マージン信号Ｔ０＋β１，Ｔ０−β１，Ｔ０
＋β２，Ｔ０−β２として前記第１〜第４比較器１９〜
２２に出力される。また、図１の蒸気供給管１内の蒸気
圧力が前記圧力センサ２０で検出され、その圧力値Ｐ２
が前記変換手段３２で飽和温度値Ｔ(P2)に変換されて、
この飽和温度値Ｔ(P2)が図２の第１〜第４比較器１９〜
２２に入力される。

【００１９】前記第１および第２比較器１９，２０にお
いて、前記第１，第２マージン信号Ｔ０＋β１，Ｔ０−
β１と前記飽和温度値Ｔ(P2)とが比較され、Ｔ１＞Ｔ０
＋β、又はＴ１＜Ｔ０−β１であるとき、つまり、飽和
温度値Ｔ(P2)が第１マージン幅Ｔ０−β１〜Ｔ０＋β１
内に入っていないとき、前記ＯＲ回路２３から前記ラッ
チ回路２５のセット端子Ｓに出力信号が入力されて、こ
れに伴い前記減圧弁３に制御信号ＣＳ２が出力される。
ここで、たとえば前記飽和温度値Ｔ(P2)が前記第１マー
ジン信号Ｔ０＋β１よりも高いときには、前記第１比較
器１９からの出力信号に基づき前記減圧弁３が蒸気圧力
を低圧とする方向に制御される。また、逆に、前記飽和
温度値Ｔ(P2)が前記第２マージン信号Ｔ０−β１よりも
低いときには、前記第２比較器２０からの出力信号に基
づき前記減圧弁３が蒸気圧力を高圧とする方向に制御さ
れる。

【００２０】さらに、前記第３および第４比較器２１，
２２において、前記第３，第４マージン信号Ｔ０＋β
２，Ｔ０−β２と前記飽和温度値Ｔ(P2)とが比較され、
Ｔ０−β２＜Ｔ＜Ｔ０＋β２であるとき、つまり、飽和
温度値Ｔ(P2)が第１マージン幅よりも狭い第２マージン
幅Ｔ０−β２〜Ｔ０＋β２内に入っているとき、飽和温
度値Ｔ(P2)が適正範囲内にあると判断されて、前記ＡＮ
Ｄ回路２４から前記ラッチ回路２５のリセット端子Ｒに
出力信号が入力されて、出力端子Ｏからの制御信号ＣＳ
２がリセットされ、前記減圧弁３の高低圧側への制御が
停止される。

【００２１】ここで、蒸気過熱（スーパーヒート）状態
となったとき、蒸気圧力Ｐ２は変化しないから、変換さ
れた飽和温度値Ｔ(P2)も変化しないので、蒸気弁は制御
されることがない。この場合は、例えば図１の減温器１
０から冷却水を流すような方法で蒸気過熱が抑制され
る。

【００２２】図３から明らかなように、設定温度に一定
マージンの温度範囲ΔＴ（＝２β１）を設けた場合で、
この設定温度が異なるとき、前記温度範囲ΔＴに対応す
る圧力範囲ΔＰ１，ΔＰ２はそれぞれ範囲が異なるもの
の、前記減圧弁３の制御は、前記各圧力範囲ΔＰ１，Δ
Ｐ２とは関係なく、前記温度範囲ΔＴに基づいて行われ
る。従って、前記減圧弁３を制御するときの温度精度を
常に一定として、この減圧弁３を正確に安定して制御す
ることができる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、負荷
側での目標温度に基づいて設定される設定温度が異なる
場合でも、常に一定温度幅のもとで、蒸気過熱などに影
響を受けることなく、減圧弁の正確な制御ができて、負
荷に供給される蒸気温度を安定して一定に維持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる蒸気供給装置の一
例を示す配管系統図である。

【図２】同装置に設けるコントローラの具体的な構成を
示すブロック図である。

【図３】同装置における蒸気温度と飽和圧力との関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

１…蒸気供給管、３…減圧弁、４…負荷、１１…圧力セ
ンサ、３１…温度設定手段、３２…変換手段、３３…減
圧弁制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一次側蒸気を減圧して二次側に供給する
   減圧弁を備え、二次側の蒸気をこの蒸気の熱を利用する
   負荷に供給する蒸気供給装置であって、 二次側の蒸気温度を設定する温度設定手段と、 前記減圧弁から負荷側に至る蒸気供給管の蒸気圧力を検
   出する圧力センサと、 この圧力センサで検出した圧力値をその飽和温度値に変
   換する変換手段と、 この変換手段で変換された飽和温度値と前記設定温度と
   を比較して、前記飽和温度値が設定温度を含む一定温度
   範囲から外れたとき、前記減圧弁を前記設定温度に復帰
   する方向に作動させる減圧弁制御手段とを備えた蒸気供
   給装置。