JPH07317993A - スチームトラップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水位の急激な変化を抑えるよう復水の排出量を
制御してコントロール弁の開閉頻度を低く抑えられるス
チームトラップを提供する。 【構成】復水と蒸気が流入する流入口２と復水を排出す
る排出口３を有する復水タンク１に、復水タンク１内の
水位を検出して水位検出信号Ｌを出力する水位センサ５
を設ける。排出口３に、排出される復水の排出量を調節
するコントロール弁４を設ける。水位検出信号Ｌが示す
水位の基準範囲を設定する基準範囲設定手段１２と、水
位検出信号Ｌのレベルが基準範囲に基づいて定められた
一定の範囲を外れて所定のレベルに達するまでの到達時
間を計時する計時手段１０と、計時された到達時間ｔｓ
と所定のレベルとに基づいて水位が基準範囲内に復帰す
るようコントロール弁４の開度を調整する弁開度調整手
段６０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば蒸気使用機器の
熱交換器で発生する復水を、復水タンクにおける排出口
よりも上方のほぼ一定の水位に保つよう排出量を制御し
て、蒸気を復水タンク内における復水の水面より上方の
空間にトラップするスチームトラップに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種のスチームトラップは、復水タン
クへの復水流入量に対して、復水の水位を常に排出口よ
りも上方の一定レベルに保持するよう復水を排出するこ
とが要求される。そこで、本出願人は、復水の水位検出
手段として静電容量プローブを用いることにより、既存
の水位センサが有していたガラスチューブの汚れや光フ
ァイバの損傷、或いはプローブへの水滴の付着などの影
響による水位検出の信頼性の低下を解消して、復水の水
位を正確に検出し、復水の水位をほぼ一定レベルに制御
できるスチームトラップを提案している（特願平１−２
３９３９０号参照）。

【０００３】このスチームトラップでは、基準範囲を設
定する上限水位と下限水位を個々に検出する静電容量プ
ローブを設けて、水位が上限水位より上昇したときに、
制御部から駆動信号を出力して、排出口に設けたコント
ロール弁の開度を大きくして排出量を増すよう制御し、
逆に、水位が下限水位よりも低下したときに、コントロ
ール弁の開度を小さくして排出量を減らすよう制御して
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記スチームトラップ
は、復水タンクへの復水の流入量、あるいは復水タンク
内での復水の発生量に急激で大きな変動がなければ、コ
ントロール弁の開閉動作を頻繁に行わなくても水位をほ
ぼ一定に保つことができる。しかし、水位が急激に上昇
または低下した場合には、一定開度によるコントロール
弁の開動作または閉動作を数回繰り返すことになる。ま
た、水位を所望の基準範囲内に保つために、コントロー
ル弁の一定開度による開動作または閉動作を数回繰り返
すと、コントロール弁が復水の変動に対して開き過ぎ、
または閉じ過ぎの状態になることがあり、そのような場
合には、水位が反対方向に急激に変化するので、コント
ロール弁をさらに反対方向に動作させる必要が生じる。
すなわち、復水の水位が急激に変化した場合には、水位
を検出しながらコントロール弁の開閉制御を数回行う必
要があり、水位を基準範囲内に戻すのに時間がかかる。
さらに、コントロール弁の開閉動作の頻度が高くなる結
果、寿命が短縮される課題もある。

【０００５】そこで本発明は、水位の急激な変化を抑え
るよう復水の排出量を適切に制御して、コントロール弁
の開閉頻度を低く抑えられるスチームトラップを提供す
ることを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の請求項１に係るスチームトラップは、
復水と蒸気が流入する流入口と復水を排出する排出口を
有する復水タンクと、前記復水タンク内の水位を検出し
て水位検出信号を出力する水位センサと、前記排出口か
ら排出される復水の排出量を調節するコントロール弁
と、前記水位検出信号が示す水位の基準範囲を設定する
基準範囲設定手段と、前記水位検出信号のレベルが前記
基準範囲に基づいて定められた一定の範囲を外れて所定
のレベルに達するまでの到達時間を計時する計時手段
と、計時された到達時間と前記所定のレベルとに基づい
て水位が前記基準範囲内に復帰するよう前記コントロー
ル弁の開度を調整する弁開度調整手段とを備えている。
ここで、前記基準範囲は、好ましい水位の変動範囲であ
り、水位がこの範囲内にあるときは、コントロール弁の
制御によって水位を調節する必要はない。

【０００７】また、請求項２に係るスチームトラップ
は、請求項１の構成に加えて、前記計時手段に、前記水
位検出信号のレベルが前記所定のレベルまたは前記基準
範囲を外れて、基準範囲内に復帰するまで、または前記
弁開度調整手段による弁開度の調整が行われるまでの非
調整時間を計時する補助計時部を付加し、さらに、前記
弁開度調整手段が、計時された非調整時間が一定の設定
時間に達したとき、前記コントロール弁の開度を一定時
間のみ水位のレベルが前記基準範囲に復帰する方向に調
整する割込み処理手段を備えている。

【０００８】

【作用および効果】請求項１のスチームトラップによれ
ば、水位センサで復水タンク内の復水の水位を検出し、
この水位センサの水位検出信号のレベルが、基準範囲設
定手段で設定した基準範囲に基づき定められた一定の範
囲を外れたときに、計時手段が計時を開始する。計時手
段は、水位検出信号のレベルが一定範囲を外れて所定の
レベルに達するまでの到達時間を計時する。つぎに、弁
開度調整手段は、水位検出信号のレベルが所定のレベル
に達したときに、計時された到達時間と所定レベルとに
基づいてコントロール弁の開度を調整する。すなわち、
到達時間が長い緩やかな変動の場合には、それに応じた
小さな開度変更量でコントロール弁の開度を調整し、到
達時間が短い急激な変動の場合には、それに応じた大き
な開度変更量でコントロール弁の開度を調整する。

【０００９】したがって、上記スチームトラップでは、
復水の水位が急激に変動し始めたときに、その変動の大
きさに応じた大きな開度変更量でコントロール弁の開度
を調整する。そのため、復水の水位は、大きく変動しよ
うとするのを阻止されて、緩やかな変動に変えられる。
一方、復水の水位が緩やかに変動しながら一定範囲を外
れた場合には、コントロール弁の開度を小さな開度変更
量で調整して、復水の水位をその緩やかな変動状態を保
ちながら基準範囲内に復帰させる。すなわち、コントロ
ール弁の開度は、復水の水位の変動速度に合わせて調整
されるので、復水の水位は、基準範囲内に安定状態に落
ち着いて一定範囲から外れることが少なくなる。したが
って、コントロール弁は、その開閉動作の頻度が低くな
る。

【００１０】また、請求項２のスチームトラップによれ
ば、水位検出信号のレベルが前記所定のレベルに達して
コントロール弁の開度が調整されたとき、または前記基
準範囲を外れたときに、補助計時部が計時を開始し、水
位検出信号のレベルが基準範囲内に復帰するまで、また
は、水位検出信号が再び所定のレベルに達して前記弁開
度調整手段による弁開度の調整が行われるまでの時間
を、非調整時間として計時する。この非調整時間が一定
の設定時間に達したとき、つまり、弁開度の調整による
水位の変動が遅過ぎるとき、弁開度調整手段の割込み手
段は、コントロール弁の開度を、比較的短い一定時間の
み水位のレベルが基準範囲に復帰する方向にシフトする
よう割込み処理を行う。したがって、水位が前記基準範
囲外で安定してしまうのを防止できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について図面
を参照しながら詳述する。図１は本発明の一実施例の構
成を示す概略図である。同図において、熱交換器などの
下流側に設置される復水タンク１には、復水と蒸気が流
入する流入口２が上部に、復水を排出する排出口３が下
部にそれぞれ設けられている。排出口３には、この排出
口３から排出される復水の排出量を調節するアクチュエ
ータ付きのコントロール弁４が取り付けられている。こ
のコントロール弁４は、たとえば１〜５Ｖの範囲の電圧
をアクチュエータに印加することにより弁開度をリニア
に制御できるものであり、１Ｖの電圧において全閉し、
５Ｖの電圧で全開する。

【００１２】また、復水タンク１内には、内部の復水Ｄ
の水位を検出する水位センサ５が設けられている。この
水位センサ５は、絶縁被膜を施した垂直な棒状の電極５
ａと、この電極５ａの外周に空間を存して配設されて電
極５ａの外周を覆う保護管５ｂとを備えた周知の静電容
量方式のものである。復水タンク１内に存在する復水Ｄ
の量、つまり復水Ｄの水位に対応して、中央電極５ａと
タンク壁１ａとの間の静電容量が変化するので、この静
電容量を水位検出信号ｃとして出力する。制御部（弁開
度調整手段の一種）６は、水位センサ５から入力された
水位検出信号ｃに基づいてコントロール弁４の開度を制
御する。

【００１３】図２は上記実施例の信号処理系のブロック
図を示す。上記水位センサ５から出力された静電容量に
よる水位検出信号ｃは、制御部６に内蔵されたＣ−Ｖ変
換部７において電圧値に変換され、さらに、この電圧値
の水位検出信号ｖは、Ａ／Ｄ変換部８においてデジタル
信号に変換される。この変換方法の一例として、電極５
ａとタンク壁１ａ間に形成される静電容量（水位検出信
号ｃ）を示すキャパシタンスに対して、Ｃ−Ｖ変換部７
の内部で、基準の静電容量を持つキャパシタンスを並列
接続して、両静電容量のバランスから、前者の静電容量
に対応した、つまり水位に対応した電圧信号を得る方法
がある。さらに、この電圧値の水位検出信号ｖは、Ａ／
Ｄ変換部８においてデジタル信号に変換され、このデジ
タル信号による水位検出信号Ｌは、弁開度調整手段６０
の第１の比較手段６１および第２の比較手段６２に入力
される。

【００１４】一方、基準範囲設定手段１２は、水位検出
信号Ｌが示す水位の基準範囲を設定するもので、基準範
囲の上限値と下限値を外部からの操作により入力したと
き、これら上限値と下限値に対応した上限設定値Ｌ_RHと
下限設定値Ｌ_RLの両信号を出力する。この両信号Ｌ_RH，
Ｌ_RLは、Ａ／Ｄ変換部８でデジタル信号に変換されたの
ちに第１の比較手段６１に入力される。なお、復水タン
ク１における復水の許容水位範囲は、Ａ／Ｄ変換部８か
ら出力される水位検出信号Ｌの電圧レベルにおいて上限
が４．５Ｖで下限が１．５Ｖに設定されており、これよ
りも狭い基準範囲を設定する上限設定値Ｌ_RHと下限設定
値Ｌ_RLは、上記許容水位範囲の中間となるように、各々
３．２Ｖおよび２．８Ｖに設定されている。

【００１５】第１の比較手段６１は、水位検出信号Ｌの
レベルを上限設定値Ｌ_RHおよび下限設定値Ｌ_RLの各信号
レベルとそれぞれ比較して、水位検出信号Ｌの信号レベ
ルが基準範囲内であるか否かを比較判別するとともに、
水位検出信号Ｌのレベルが基準範囲を外れたと判別した
ときにセット信号ｓを出力する。タイマ９Ａは、第１の
比較手段６１からセット信号ｓが入力された時に計時動
作を開始する。このとき同時に、第１の比較手段６１か
ら比較判別信号が調整信号生成手段６５に入力され、こ
の調整信号生成手段６５が、指令信号を第２の比較手段
６２に出力する。第２の比較手段６２は、判別手段６５
からの前記指令信号を受け作動を開始して、この時点か
らの水位検出信号Ｌのレベルの変化量が変位量設定手段
６３に設定された所定の変位量に達したか否かを比較判
別する。

【００１６】上記第２の比較手段６２は、水位検出信号
Ｌのレベルの変化量が所定の変位量に達したと判別した
ときに、リセット信号ｒを出力してタイマ９Ａをリセッ
トするとともに、到達時間検知手段６４に作動を指令す
る。タイマ９Ａと共に計時手段１０を構成する到達時間
検知手段６４は、タイマ９Ａから出力される計時に適し
た周期（例えば１０ｍｓｅｃ）を持つ計時信号ｔｏに基
づいて水位検出信号Ｌのレベルの変化量が所定の変位量
に達するまでの時間を検知する。

【００１７】調整信号生成手段６５は、到達時間検知手
段６４からの時間検知信号ｔｓと、第２の比較手段６２
から出力される水位の所定レベル（Ｌ_RH＋所定の変位
量）を示す信号とに基づいて、コントロール弁４の開度
変更量を示す電圧値を演算し、その演算した弁開度調整
信号Ｖ_C をコントロール弁４に対し出力する。第１の比
較手段６１は、水位検出信号Ｌのレベルが基準範囲内に
復帰したと比較判別したときに、クリア信号ｃｒを出力
してタイマ９Ａの計時動作を停止させる。

【００１８】第１と第２の比較手段６１，６２、変位量
設定手段６３および判別手段６５が本発明の弁開度調整
手段６０を構成する。また、前記Ｃ−Ｖ変換部７，Ａ／
Ｄ変換部８、計時手段１０および弁開度調整手段６０が
制御部６を構成している。

【００１９】つぎに、上記実施例の動作を、図３のフロ
ーチャートならびに図４のタイミングチャートを参照し
ながら詳述する。なお、図４（ａ）は水位検出信号Ｌの
レベルを示し、同図（ｂ）はタイマ９Ａの作動状態、同
図（ｃ）は調整信号生成手段６５からコントロール弁４
に対し出力される弁開度調整信号Ｖ_C のレベルをそれぞ
れ示している。

【００２０】第１の比較手段６１は、水位検出信号Ｌが
入力される（ステップＳ１）と、この水位検出信号Ｌの
レベルが上限設定値Ｌ_RHよりも大きいか否かを判別し
（ステップＳ２）、つづいて、水位検出信号Ｌのレベル
が下限設定値Ｌ_RLよりも小さいか否か（ステップＳ１
２）を常に比較判別している。水位検出信号Ｌのレベル
が上限設定値Ｌ_RHと下限設定値Ｌ_RLとの間、つまり基準
範囲内に維持されている場合は、タイマ９Ａがクリア状
態を保持する（ステップＳ２２）。

【００２１】復水の水位が上昇して、図４（ａ）のＴ１
時に、水位検出信号Ｌのレベルが上限設定値Ｌ_RHを越え
ると、第１の比較手段６１からの比較判別信号を受けて
調整信号生成手段６５は、今、初めて上限設定値Ｌ_RHを
越えたところであるか否かを判断する（ステップＳ
３）。この場合、Ｔ１時に初めて上限設定値Ｌ_RHを越え
たので、第１の比較手段６１からセット信号ｓが出力さ
れて、図４（ｂ）に示すように、タイマ９Ａが計時動作
を開始する（ステップＳ４）。

【００２２】ここでは、基準範囲Ｌ_RL〜Ｌ_RHが、タイマ
９Ａの計時開始時点を決める一定の範囲となる。この一
定の範囲は、後述するように、基準範囲よりも上下に広
がることがある。調整信号生成手段６５は、この時点で
の水位検出信号Ｌのレベルを前回の信号レベルＬ_PRとし
て設定する（ステップＳ５）。この場合は、上限設定値
Ｌ_RHが前回の信号レベルＬ_PRとして設定される。つづい
て、水位表示などの他の処理に移る。

【００２３】つぎに、ふたたびステップ１からの処理を
始める。水位検出信号Ｌのレベルが依然として上限設定
値Ｌ_RHを越えている場合、調整信号生成手段６５は、水
位検出信号Ｌのレベルが上限設定値Ｌ_RHに達したのが今
初めてでないと判別して（ステップＳ３）、第２の比較
手段６２に対し作動を指令する。第２の比較手段６２
は、水位検出信号Ｌのレベルの前回設定したレベルＬ_PR
に対する上昇量Ｌ−Ｌ_PRが変位量設定手段６３に設定さ
れた所定の変位量ΔＬ_R に達したか否かを比較判別する
（ステップＳ６）。第２の比較手段６２は水位検出信号
の上昇量が変位量ΔＬ_R に達するまで比較判別動作を継
続する。上記変位量ΔＬ_R としては、水位検出信号Ｌの
信号レベルに対応してたとえば０．１Ｖが設定されてい
る。

【００２４】図４（ａ）に示すように、Ｔ２時に水位検
出信号の上昇量が変位量ΔＬ_R に達すると、それを比較
判別した第２の比較手段６２は、到達時間検知手段６４
に作動を指令する。到達時間検知手段６４は、タイマ９
Ａの計時した計時信号ｔｏに基づいて水位検出信号Ｌの
レベルが上限設定値Ｌ_RHを越えてから、つまり、基準範
囲Ｌ_RL〜Ｌ_RHを外れてから変位量ΔＬ_R だけ上昇するま
でに要した到達時間ｔｓを検知し、その検知した到達時
間ｔｓを調整信号生成手段６５に入力する（ステップＳ
７）。この場合の到達時間ｔｓを、図４（ｂ）に示すよ
うに、ｔ１とする。

【００２５】調整信号生成手段６５は、到達時間ｔ１に
対するコントロール弁４の開度変更量ΔＶ_L （ｔ１）を
演算する。到達時間ｔｓに対する開度変更量ΔＶ_L は予
め、たとえば表１のとおり設定されている。

【００２６】表 １ 到達時間ｔｓ 開度変更量ΔＶ_L ５ｓｅｃ＞ のとき ０．５Ｖ １５ｓｅｃ＞のとき ０．４Ｖ ３０ｓｅｃ＞のとき ０．３Ｖ ６０ｓｅｃ＞のとき ０．２Ｖ ６０ｓｅｃ≦のとき ０．１Ｖ すなわち、到達時間ｔｓが短くなるにしたがって開度変
更量ΔＶ_L が大きくなる。

【００２７】つぎに、調整信号生成手段６５は、演算し
た開度変更量ΔＶ_L （ｔ１）に基づいて新たな弁開度調
整信号Ｖｃ＝Ｖｃ＋ΔＶ_L を演算する（ステップＳ８）
とともに、算出した弁開度調整信号Ｖｃをコントール弁
４に対し出力する（ステップＳ９）。これとほぼ同時
に、図４（ｂ）に示すように、第２の比較手段６２から
出力されるリセット信号ｒによってタイマ９Ａがリセッ
トされて（ステップＳ１０）、再び計時動作を開始す
る。新たな弁開度調整信号Ｖｃによって開度を大きくな
るよう調整された時点での水位検出信号Ｌのレベルを前
回の信号レベルＬ_PRとして設定し直した（ステップＳ１
１）のちに、水位表示など他の処理に移る。

【００２８】上記到達時間ｔ１は、図４（ｂ）から明ら
かなように、水位検出信号Ｌのレベルが急激に上昇した
ことから、比較的短い。コントロール弁４は、短い到達
時間ｔ１に対応する比較的大きな開度変更量ΔＶ_L （ｔ
１）分だけ開度を大きくなるように調整される。したが
って、水位検出信号Ｌのレベルは、急激に上昇し続けよ
うとするのを阻止されて、図４（ａ）に示すように、コ
ントロール弁４の開度の調整後に緩やかに基準範囲Ｌ_RL
〜Ｌ_RH内に向かうよう調整され、Ｔ３時に基準範囲内に
入る。それを比較判別した第１の比較手段６１からのク
リア信号ｃｒにより、図４（ｂ）に示すように、タイマ
９Ａがクリア（次のセット信号が入るまで停止）され
る。

【００２９】つぎに、第１の比較手段６１が、図４のＴ
４時に水位検出信号Ｌのレベルが下限設定値Ｌ_RLを下ま
わったのを比較判別する（ステップＳ１２）と、調整信
号生成手段６５は、今、初めて下限設定値Ｌ_RLに下まわ
ったところであると判断して（ステップＳ１３）、第１
の比較手段６１に対してセット信号ｓを出力し、タイマ
９Ａの計時動作の開始を指令する（ステップＳ１４）。
さらに、調整信号生成手段６５は、この時点での水位検
出信号Ｌのレベルである下限設定値Ｌ_RLを前回の信号レ
ベルＬ_PRとして設定する（ステップＳ１５）。つづい
て、水位表示など他の処理に移る。

【００３０】つぎに、ふたたびステップ１からの処理を
始め、調整信号生成手段６５は、水位検出信号Ｌのレベ
ルが下限設定値Ｌ_RLを下まわったのが今初めてでないと
判別して（ステップＳ１３）、第２の比較手段６２に対
し作動を指令する。第２の比較手段６２は、水位検出信
号Ｌのレベルの前回設定したレベルＬ_PRに対する低下量
が設定変位量ΔＶ_R （０．１Ｖ）に達したと判別するま
で、その比較動作を継続する（ステップＳ１６）。図４
（ａ）のＴ５時に、水位検出信号Ｌのレベルの低下量が
設定変位量ΔＶ_R に達すると、それを比較判別した第２
の比較手段６２により作動を指令された到達時間検知手
段６４は、タイマ９Ａの計時信号ｔｏに基づいて、水位
検出信号が下限設定値Ｌ_RLから変位量ΔＬ_R だけ低下す
るのに要した到達時間ｔｓを検知し、この場合の到達時
間ｔｓであるｔ２を調整信号生成手段６５に入力する
（ステップＳ１７）。

【００３１】調整信号生成手段６５は、到達時間ｔ２に
対するコントロール弁４の開度変更量ΔＶ_L （ｔ２）を
演算したのちに、演算した開度変更量ΔＶ_L （ｔ２）に
基づいて新たな弁開度調整信号Ｖｃ＝ｖｃ−ΔＶ_L （ｔ
２）を演算（ステップＳ１８）するとともに、算出した
弁開度調整信号Ｖｃをコントール弁４に対し出力する
（ステップＳ１９）。これとほぼ同時に、第２の比較手
段６２から出力されるリセット信号ｒによってタイマ９
Ａが一旦リセットされ（ステップＳ２０）、その後に再
び計時動作を開始する。新たな弁開度調整信号Ｖｃによ
って開度を小さくするよう調整された時点での水位検出
信号Ｌのレベルを、前回の信号レベルＬ_PRとして設定し
直した（ステップＳ２１）のちに、他の処理に移る。

【００３２】上記到達時間ｔ２は、図４（ｂ）から明ら
かなように、水位検出信号Ｌのレベルが緩やかに低下し
たことから、比較的長い。コントロール弁４は、長い到
達時間ｔ２に対応する比較的小さな開度変更量ΔＶ
_L （ｔ２）分だけ開度が小さくなるよう調整される。し
たがって、水位検出信号Ｌのレベルは、図４（ａ）に示
すように、開度を小さくし過ぎることによる急激な上昇
を防止して、緩やかに基準範囲内に向かうよう調整さ
れ、Ｔ６時に基準範囲内に入ってタイマ９Ａがクリアさ
れる。

【００３３】こうして上昇し始めた水位検出信号Ｌのレ
ベルが、図４（ａ）に示すように、Ｔ７時に上限設定値
Ｌ_RHに達し、この時点からｔ３の時間経過後のＴ８時に
設定変位量ΔＶ_R だけ上昇すると、この経過時間ｔ３に
対応して演算された開度変更量ΔＶ_L （ｔ３）分だけコ
ントロール弁４の開度を大きくする。Ｔ８時に、タイマ
９Ａは一旦リセットされたのちに再び計時動作を継続す
る。

【００３４】一方、タンク内への復水流入が続いている
場合、このような弁開度の調整にもかかわらず、水位が
緩やかに上昇し続けることがある。このような場合、調
整信号生成手段６５が前回の信号レベルＬ_PRとしてＬ_RH
＋ΔＶ_R を設定した（ステップＳ１１）のち、第２の比
較手段６２は、水位検出信号Ｌのレベルにおける前回の
信号レベルＬ_PR＝Ｌ_RH＋ΔＶ_R からの変化量が設定変位
量ΔＶ_R に達したか否かを比較判別する（ステップＳ
６）。すなわち、到達時間の計時を開始する時点となる
一定の範囲の上限が、上限設定値Ｌ_RHからＬ_RH＋ΔＬ_R
に自動的に変更される。つまり一定の範囲が基準範囲よ
りもΔＬ_R だけ上に広がる。

【００３５】なお、詳述はしないが、水位検出信号Ｌの
レベルが基準範囲の下限設定値Ｌ_RLの下方の所定レベル
Ｌ_RL−ΔＬ_R よりも低下した場合もやはり、弁開度の調
整にもかかわらず、水位が緩やかに下降し続けることが
ある。このような場合、上記と同様に、到達時間の計時
を開始する時点となる一定の範囲の下限が、下限設定値
Ｌ_RLからＬ_RL−ΔＬ_R に自動的に変更される。つまり一
定の範囲が基準範囲よりもΔＬ_R だけ下に広がる。こう
して、「一定の範囲」は、基準範囲よりも±Ｌ_R だけ上
下に広がる

【００３６】Ｔ８時からｔ４の時間経過後のＴ９時に、
第２の比較手段６２が水位検出信号Ｌのレベルの変化量
が設定変位量ΔＬ_R に達した、つまり水位検出信号Ｌの
レベルがＬ_RH＋２ΔＶ_R に達したのを比較判別すると、
この経過時間ｔ４に対応して演算された開度変更量ΔＶ
_L （ｔ４）分だけコントロール弁４の開度を大きくなる
よう調整する。それにより、図４（ａ）に示すように、
水位検出信号Ｌのレベルが緩やかに低下し始めて、Ｔ１
０時に基準範囲内に入る。この場合、水位検出信号Ｌの
レベルは、図４（ａ）に示すように、緩やかに上昇し続
けているため、前述の２回にわたり演算された各開度変
更量ΔＶ_L （ｔ３）、ΔＶ_L （ｔ４）は、図４（ｃ）か
ら明らかなように、最初の開度調整量ΔＶ_L （ｔ１）と
比較して、いずれも小さいものとなり、それによりコン
トロール弁４の開度が調整されるので、水位検出信号Ｌ
は緩やかに低下する。

【００３７】上記実施例によれば、つぎの効果がある。
すなわち、図１の復水タンク１内の復水Ｄの上昇が極め
て緩やか、または極めて急激である場合、一定値に設定
した開度変更量によりコントロール弁４の開度を調整す
ると、その開度が過大または過小となって、開度の調整
後に再び開度調整する必要が生じることになる。これに
対し、前記実施例のスチームトラップでは、水位検出信
号Ｌのレベルが基準範囲Ｌ_RL〜Ｌ_RHに基づいて定められ
た一定の範囲を外れて所定のレベルに達するまでの到達
時間に対応して、つまり、復水タンク１内の復水Ｄの水
位の変動速度に対応して、コントロール弁４の開度調整
量を変化させて復水Ｄの排出量を制御しているため、復
水Ｄの水位が基準範囲から外れる頻度が少なくなる。そ
れに伴ってコントロール弁４の開閉動作の頻度が著しく
低減される。

【００３８】図５は本発明の他の実施例に係るスチーム
トラップのブロック図を示す。この実施例では、計時手
段１１として、前記実施例のタイマ９Ａと到達時間検知
手段６４に加えて、タイマ（補助計時部の一例）９Ｂを
設け、さらに、弁開度調整手段６０に、レベルシフト量
設定手段６６、割込み処理手段６７およびオアゲート６
８を付加している。

【００３９】前記タイマ９Ｂは、予め計時時間がたとえ
ば２分に設定されており、計時中にこの設定時間に達し
たとき、割り込み処理手段６７に対し割込み信号ＩＲを
出力するプログラマブルタイマである。割り込み処理手
段６７は、割り込み信号ＩＲの入力により、前記レベル
シフト量設定手段６６に設定されたレベルシフト量に基
づいて、弁開度調整信号Ｖ_C のレベルを瞬間的にシフト
するとともに、オアゲート６８を経て、タイマ９Ａ，９
Ｂにリセット信号ｒを出力する。

【００４０】この実施例の作用を、そのフローチャート
の一部を示した図６およびタイミングチャートを示した
図７を参照しながら詳述する。たとえば、図７（ａ）に
示すように、水位検出信号ＬのレベルがＴ１１時に上限
設定値Ｌ_RHに達した時点からｔ５の時間経過後のＴ１２
時に設定変位量ΔＶ_Rだけ上昇し、Ｔ１２時に、到達時
間ｔ５から演算した開度変更量ΔＶ_L （ｔ５）だけコン
トロール弁１４を開度が大きくなるよう調節したにもか
かわらず、復水の流入量と排水量がほぼバランスした結
果、水位検出信号Ｌのレベルが、Ｌ_RH＋２ΔＬ_R のレベ
ルとＬ_RH＋ΔＬ_R の間において殆ど変化しない安定状態
ＳＴに落ち着くことがある。このような事態が発生する
と、水位検出信号Ｌのレベルを基準範囲内に復帰させる
のに時間を要する不都合が発生する。

【００４１】この実施例は、上述のような不都合をも解
消できるものである。両タイマ９Ａ，９Ｂは、図５から
明らかなように、計時の開始、リセット（停止後再計
時）およびクリア（停止し、つぎのセット信号で再計時
開始）を共に同時に行い、その動作は図７（ｂ）に示す
ように、同一である。つまり、両タイマ９Ａ，９Ｂは、
基準範囲Ｌ_RL〜Ｌ_RH内にあった水位検出信号Ｌがその上
限値Ｌ_RHもしくは下限値Ｌ_RLに達したときにセットさ
れ、基準範囲外にあった水位検出信号Ｌがその上限値Ｌ
_RHもしくは下限値Ｌ_RLに達したときにクリアされ、また
は所定のレベルＬ_RH＋ΔＬ_R ，Ｌ_RH＋２ΔＬ_R ，Ｌ_RL−
ΔＬ_R ，Ｌ_RL−２ΔＬ_R に達したときリセット（計時再
開）がなされる。

【００４２】両タイマ９Ａ，９Ｂは、図７（ｂ）に示す
ように、水位検出信号Ｌが所定のレベルＬ_RH＋２ΔＬ_R
に達したＴ１２時にリセットされて計時動作を再開す
る。こうして、タイマ９Ｂは、Ｔ１２時点から計時を開
始し、水位検出信号Ｌが所定のレベルＬ_RH＋ΔＬ_R に達
して、弁開度調整が行われるまでの非調整時間を計時す
る。この計時中に、Ｔ１３時点で設定時間ｔ_S に達した
とき、計時を終了して、割り込み処理手段６７に対し割
込み信号ＩＲを出力する。

【００４３】図６において、調整信号生成手段６５は、
割込み信号ＩＲによる割込み処理中であるか否かを判別
し（ステップＳ２５）、割込み処理中でない場合には、
割込み処理手段６７を不作動にして、図３に示したフロ
ーチャートに基づく処理を行う。前述のＴ１３時には、
割込み処理が行われており、この場合、調整信号生成手
段６５は、コントロール弁４に対し開度変更量△Ｖ_L を
出力していないのを判別し（ステップＳ２６）、水位検
出信号Ｌのレベルが下限設定値Ｌ_RLよりも低いか否かを
判別する（ステップＳ２７）。すなわち、水位検出信号
Ｌのレベルが基準範囲の上限または下限の何れ側に外れ
ているかを判別する。

【００４４】この場合、上限側に外れているため、Ｔ１
３時において、図７（ｃ）に示すように、その時点の弁
開度調整信号ＬのレベルＶ_C に、レベルシフト量設定手
段６６に設定されているレベルシフト量Ｖ_sfを加算し
て、算出した弁開度調整信号Ｖ_C ＋Ｖ_sfをコントロール
弁４に対し出力し（ステップＳ２８）、両タイマ９Ａ，
９Ｂをリセットする（ステップＳ３０）。なお、レベル
シフト量Ｖ_sfとして、たとえば０．４Ｖが設定され、レ
ベルシフト時間ｔ_C として、たとえば１０秒が設定され
る。

【００４５】つづいて、再びステップ２５からの処理を
始め、調整信号生成手段６５は、前述のように弁開度調
整信号Ｖ_C を出力中であるのを判別した（ステップＳ２
６）のちに、タイマ９Ａが計時中の時間ｔを到達時間検
知手段５４を介して取り込む（ステップＳ３１）ととも
に、この時間ｔが設定時間ｔ_c に達した否かを判別し
（ステップＳ３２）、この判別動作をｔ＝ｔ_c になるま
で継続する。このとき、水位検出信号Ｌのレベルは、コ
ントロール弁４の開度がレベルシフト量Ｖ_sfの０．４Ｖ
相当分だけ大きく調整されたことから、図７（ａ）に示
すように、急激に低下し始める。

【００４６】図７のＴ１４時に、調整信号生成手段６５
は、レベルシフト量Ｖ_sf相当分だけコントロール弁４の
開度を大きくした状態が設定時間ｔ_c 継続されたのを判
別した（ステップＳ３２）のちに、水位検出信号Ｌのレ
ベルが下限設定値Ｌ_RLよりも高い状態で割込み処理が行
われたのを判別して（ステップＳ３３）、その時点の弁
開度調整信号ＬのレベルＶ_C に、レベルシフト量設定手
段６６に設定されているレベルシフト量Ｖ_sfを減算し
て、算出した弁開度調整信号Ｖ_C をコントロール弁４に
対し出力する（ステップＳ３４）。

【００４７】すなわち、図７（ｃ）に示すように、Ｔ１
４時に、コントロール弁４の弁開度をＴ１３時の元の開
度に戻しており、コントロール弁４の開度は、短い設定
時間ｔ_c （この例では１０秒）の間のみ０．４Ｖのレベ
ルシフト量Ｖ_sfに相当する開度分だけ大きくなるよう調
整されただけである。これは、実質的にコントロール弁
４の開度を変えることなく水位検出信号Ｌのレベルのみ
を瞬間的に低下させることにより、水位検出信号Ｌのレ
ベルが殆ど変化しない安定状態を保持しながら水位検出
信号Ｌのレベルを基準範囲内に移すことを図ったもので
ある。

【００４８】なお、水位検出信号Ｌのレベルは、図７
（ａ）に示すように、Ｔ１３時からＴ１４時におけるレ
ベルシフト処理を行っても基準範囲内に低下していな
い。そのため、水位検出信号Ｌのレベルが基準範囲内に
低下するまでレベルシフト処理が行われる。すなわち、
Ｔ１４時に、両タイマ９Ａ，９Ｂは、リセットされた
（ステップＳ３５）のちに、共に計時動作を開始し、Ｔ
１５時に、タイマ９Ｂが計時する非調整時間設定時間ｔ
_S に達したとき、計時を終了して、前述と同様のレベル
シフト処理が行われる。水位検出信号Ｌのレベルは、こ
の時点で基準範囲内に入り、かつ基準範囲内において殆
ど変化しない安定状態に落ち着く。

【００４９】水位検出信号Ｌのレベルが上昇して上限設
定値Ｌ_RHを越えたのち安定してしまい、所定のレベルＬ
_RH＋△Ｌ_R に達しない場合も同様に、割込み処理手段６
７が作動して弁開度が調整される。

【００５０】一方、図７（ａ）に示すように、Ｔ１６時
に、水位検出信号Ｌのレベルが下限設定値Ｌ_RLより下方
に外れて殆ど変化しない安定状態に落ち着いた場合も、
前述とほぼ同様の割込み処理が行われる。すなわち、水
位検出信号Ｌのレベルを上方にシフトする点が異なるの
みであり、レベルシフトするための弁開度調整信号Ｖ_C
は、その時点の弁開度調整信号ＬのレベルＶ_C に、レベ
ルシフト量設定手段６６のレベルシフト量Ｖ_sfを減算し
て算出され、その弁開度調整信号Ｖ_C がコントロール弁
４に対し出力される（ステップＳ２９）。また、コント
ロール弁４の開度を元に戻す場合には、その時点の弁開
度調整信号ＬのレベルＶ_C にレベルシフト量Ｖ_sfを加算
して、算出した弁開度調整信号Ｖ_C をコントロール弁４
に対し出力する（ステップＳ３６）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るスチームトラップの全
体を示す概略構成図である。

【図２】同上実施例のブロック構成図である。

【図３】同上実施例の処理内容を示すフローチャートで
ある。

【図４】同上実施例のタイミングチャートであって、
（ａ）は水位検出信号のレベルの変化を示し、（ｂ）は
タイマの動作状態を示し、（ｃ）はコントロール弁に出
力される弁開度調整信号のレベルの変化を示す。

【図５】本発明の他の実施例に係るスチームトラップの
ブロック構成図である。

【図６】同上実施例の処理内容を示すフローチャートで
ある。

【図７】同上実施例のタイミングチャートであって、
（ａ）は水位検出信号のレベルの変化を示し、（ｂ）は
タイマの動作状態を示し、（ｃ）はコントロール弁に出
力される弁開度調整信号のレベルの変化を示す。

【符号の説明】

１…復水タンク、２…流入口、３…排出口、４…コント
ロール弁、５…水位センサ、６…制御部、６０…弁開度
調整手段、９Ｂ…プログラマブルタイマ（補助計時
部）、１０，１１…計時手段、１２…基準範囲設定手
段、Ｌ…水位検出信号、ｔｓ…到達時間、Ｌ_RL〜Ｌ_RH…
基準範囲、Ｌ_RL〜Ｌ_RH，Ｌ_RL−△Ｌ_R 〜Ｌ_RH＋△Ｌ_R …
一定の範囲。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復水と蒸気が流入する流入口と復水を排
   出する排出口を有する復水タンクと、 前記復水タンク内の水位を検出して水位検出信号を出力
   する水位センサと、 前記排出口から排出される復水の排出量を調節するコン
   トロール弁と、 前記水位検出信号が示す水位の基準範囲を設定する基準
   範囲設定手段と、 前記水位検出信号のレベルが前記基準範囲に基づいて定
   められた一定の範囲を外れて所定のレベルに達するまで
   の到達時間を計時する計時手段と、 計時された到達時間と前記所定のレベルとに基づいて水
   位が前記基準範囲内に復帰するよう前記コントロール弁
   の開度を調整する弁開度調整手段とを備えたスチームト
   ラップ。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記計時手段はさら
   に、前記水位検出信号のレベルが前記所定のレベルまた
   は前記基準範囲を外れて、基準範囲内に復帰するまで、
   または前記弁開度調整手段による弁開度の調整が行われ
   るまでの非調整時間を計時する補助計時部を備えてお
   り、 前記弁開度調整手段は、計時された非調整時間が一定の
   設定時間に達したとき、前記コントロール弁の開度を一
   定時間のみ水位のレベルが前記基準範囲に復帰する方向
   に調整する割込み処理手段を備えたスチームトラップ。