JPH0749210Y2 - ボイラシステムにおける水位制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、ボイラシステムにおける水位制御装置に関
するものである。

［従来の技術及びその問題点］ 従来の多管式貫流ボイラ装置（21）は、第２図に示すよ
うに、環状の下部ヘッダー（23）と環状の上部ヘッダー
（24）とを所定の間隔をおいて多数の水管（25）で連通
したボイラ本体（22）を備えており、下部ヘッダー（2
3）に連通する給水ポンプ（26）によって水管（25）内
に水を供給し、水管（25）内の水をガスバーナ機構（2
7）によって加熱し、温水または蒸気として上部ヘッダ
ー（24）から配管（28）を介して負荷に供給する構成の
ものである。この多管式貫流ボイラ（21）は、水管内へ
の水の供給ならびに負荷利用量に関連して、前記ガスバ
ーナ機構（27）の燃焼・停止制御がなされる。したがっ
て、この種の多管式貫流ボイラ（21）では、前記給水ポ
ンプ（26）により水管（25）内に供給される水の量及び
負荷利用の量、すなわち水管内における水位の制御が重
要視されている。従来、水管内における水位の制御に関
連して二連水位制御システムが知られている。この二連
水位制御システムは、前記ボイラ本体（22）に対して、
該ボイラ本体（22）の外側に水管（25）と連通する水位
制御筒（29）と、上部ヘッダー（24）内において水管
（25）内の水位を直接検知する水位検知器（30）とを備
えたものからなっている。前記水位制御筒（29）は、相
互に異なる下端高さを有するたとえば三本の第１、第２
及び第３の電極棒（31）、（32）および（33）を備え、
各電極棒の下端とボイラ水管に連通する水位制御筒（2
9）内における水位液面との接触により、それぞれの水
位を検知して、ON信号を出力する。図に示す例によれ
ば、水面が第１の電極棒（31）に達すると、給水ポンプ
OFFの信号を出力し、水面が第２の電極棒（32）を切れ
ば、給水ポンプONの信号を出力し、水面が第３の電極棒
（33）を切れば低水位としてガスバーナ機構（27）をカ
ットし、かつ警報ブザーを作動する信号を出力する。一
方、前記水位検知器（30）は、下端高さが前記水位制御
筒（29）における第１の電極（31）より高い位置に検出
位置をもつ電極棒（34）からなり、水管（25）内の水面
が当該電極棒（34）に達した際に給水ポンプOFF信号を
出力し、水面が当該電極棒（34）を切った際に給水ポン
プONの信号を出力する。この二連水位制御システムは、
水位制御筒（29）内における水位が第１の電極棒（31）
に達し、かつ水管（25）内における水位が電極棒（34）
に達すると給水ポンプ（26）を停止し、水位制御筒（2
9）内における水位が第２の電極棒（32）を切るか水管
（25）内における水位が電極棒（34）を切ると給水ポン
プ（26）を起動するように制御している。通常、上記各
制御タイミングには、あらかじめON、OFFディレイタイ
ムが設定されている。従来の装置において、前記水位検
出器（30）は、水管（25）内の水位が電極棒（34）の検
出端に達してから、たとえば約15秒（予め設定される一
定値）のOFFディレイタイムが設定されていて、当該デ
ィレイタイム経過後に給水ポンプ（26）をOFFにしてい
た。しかしながら、上記するボイラシステムにおける水
管（25）内の水位は、冷態起動時（水管温度が低い状態
での起動時）と、定常燃焼中における加熱時とでは缶水
中の気泡量が異なるため、実際の水管中水量と異なる水
位レベルをとる。すなわち、前者の場合は、非加熱状態
であるため水位が安定しているのに対し、後者の場合
は、加熱状態であるため水管中に気泡が多量に生じ、実
際の水位より高いレベルにおいて電極（34）を導通す
る。したがって、水位検知器（30）の電極棒（34）によ
って給水ポンプ（26）をON・OFF制御する際、冷態起動
時における電極棒（34）のONによる給水ポンプOFFディ
レイタイムt₁と、加熱時における電極棒（34）のONによ
る給水ポンプOFFデイレイタイムt₂とを上記するように
一定に設定しておくと、特に、加熱時において、実際の
給水量が減り、水面が通常より低い位置にきて、水管の
上が水で満たされない状態が発生する。この場合、上記
状態を放置してボイラを運転すると水管が加熱し、変形
し、破損するという事態を招く。この点を考慮して、前
記給水ポンプのOFFデイレイタイムを上限側（安全
側）、すなわち長時間設定すると水が入りすぎて乾き度
の低下を招き、下限側にぎりぎりに設定するとボイラ保
護上の意味をなさなくなる。

［考案の目的］ そこで、この考案は、ボイラシステムにおける水管内の
水位を直接的に検知して給水ポンプをON・OFF制御する
システムにおいて、二連水位制御の利点をそのまま適用
し、従来、冷態起動時及び加熱時における給水ポンプOF
Fディレイタイムを一定にしておいたことによる問題を
解決するべくなしたものがあり、常時、ボイラ本体の水
管温度あるいは缶内圧力を測定してボイラ本体が冷態時
にあるかあるいは加熱時にあるかを検知し、その検知信
号によって給水ポンプのOFFデイレイタイムを制御する
ようにしなしたボイラシステムにおける水位制御装置を
提供することにある。

［考案の構成］ この考案は、上記する目的を達成するにあたって、具体
的には、下部ヘッダー（３）と上部ヘッダー（４）とを
多数の水管（５）で連通してなるボイラ本体（２）と、
下部ヘッダー（３）に連通する給水ポンプ（６）と、下
部ヘッダー（３）と上部ヘッダー（４）を介して水管
（５）に連通連結され、内部に水位レベルを検知して給
水ポンプOFF信号を出力する第１の電極棒（11）を備え
た水位制御筒（９）と、上部ヘッダー（４）内にあっ
て、第１の電極棒（11）より高い位置に検出位置を有し
ていて、水管（５）内の水位を検知して給水ポンプOFF
信号を出力する電極棒（14）を備えた水位検知器（10）
と、水位検知器（10）の信号を受けて給水ポンプ（６）
を制御する遅延タイマー機構（16）を含む制御器（15）
とを備え、水位制御筒（９）内の水位が第１の電極棒
（11）に達し、かつ水管（５）内の水位が電極棒（14）
に達して遅延タイマー機構（16）が作動してからディレ
イタイムｔ経過後に制御器（15）が給水ポンプ（６）を
停止させるようになしたボイラシステムにおいて、ボイ
ラ本体（２）における水管温度あるいは缶内圧力を測定
し、該測定値を予め設定した設定値と比較してボイラ本
体（２）の冷態時及び加熱時を検知する検知手段（19）
を備え、検知手段（19）における出力信号を制御器（1
5）における遅延タイマー機構（16）に入力して、冷態
時のディレイタイムt₁が加熱時のディレイタイムt₂より
短くなるようにディレイタイムｔを制御するようになし
たボイラシステムにおける水位制御装置である。

［本考案の実施例］ 以下、この考案になるボイラシステムにおける水位制御
装置について、図面に示す具体的な実施例にもとづいて
詳細に説明する。

第１図に示すように、多管式貫流ボイラ装置（１）は、
環状の下部ヘッダー（３）と、環状の上部ヘッダー
（４）とを多数の水管（５）によって連通したボイラ本
体（２）を有している。前記ボイラ本体（２）における
下部ヘッダー（３）は、給水ポンプ（６）に接続されて
いて、前記水管（５）内に水が供給されるようになって
いる。前記水管（５）内に供給された水は、ガスバーナ
機構（７）によって加熱され、温水または蒸気として上
部ヘッダー（４）から配管（８）を介して外部負荷に供
給される。一方、当該多管式貫流ボイラ（１）における
二連水位制御システムは、ボイラ本体（２）に対して、
該ボイラ本体（２）の外側に水管（５）と連通する水位
制御筒（９）と、上部ヘッダー（４）内において、水管
（５）内の水位を直接検知する水位検知器（10）とを備
えたものからなっている。前記水位制御筒（９）は、相
互に異なる下端高さを有するたとえば３本の第１、第２
及び第３の電極棒（11）、（12）、（13）を備え、各電
極棒の下端と、ボイラ水管に連通する水位制御筒（９）
内における水位面との接触により、それぞれの水位を検
知してON信号を出力する。第１図に示す実施例によれ
ば、水面が第１の電極棒（11）に達すると、給水ポンプ
OFFの信号を出力し、水面が第２の電極棒（12）を切れ
ば、給水ポンプONの信号を出力し、水面が第３の電極棒
（13）を切れば、低水位としてガスバーナ機構（７）を
カットし、かつ警報ブザーを作動する信号を出力する。
一方、水位検出器（10）は、下端高さが前記水位制御筒
（９）における第１の電極棒（11）より高い位置に検出
位置をもつ電極棒（14）を有し、水管（５）内の水面が
当該電極棒（14）に達した際に給水ポンプOFFの信号を
出力し、水面が当該電極棒（14）を切った際に給水ポン
プONの信号を出力する。この考案では、前記水位検知器
（10）の出力信号は、遅延タイマー機構（16）を含む制
御器（15）に接続されている。たとえば、図に示す例に
おいて、前記水管（５）内の水面が、前記水位検出器
（10）における電極棒（14）に達すると、その検知信号
が制御器（15）に入力し、遅延タイマー機構（16）を介
して給水ポンプ（６）へのOFF信号を出力する。前記遅
延タイマー機構（16）は、前記水位検出器（10）の出力
を受けて作動するタイマー（17）と、前記給水ポンプ
（６）の電源回路中に設けたタイマー接点（18）とから
なっている。水位制御筒（９）内の水位が第１の電極棒
（11）に達し、かつ水管（５）内の水位が電極棒（14）
に達して遅延タイマー機構（16）が作動してからディレ
イタイムｔ経過後に制御器（15）が給水ポンプ（６）を
停止させ、水位制御筒（９）内の水位が第２の電極棒
（12）を切るかあるいは水管（５）内の水位が電極棒
（14）を切ると制御器（15）が給水ポンプ（６）を起動
する。

一方、この考案では、前記ボイラ本体（２）に対して、
ボイラの冷態起動時及び加熱時を検知する検知手段（1
9）を設けてある。前記検知手段（19）は、ボイラ本体
（２）の水管温度を測定する温度センサー、あるいはボ
イラ本体（２）の缶内圧力を測定する圧力センサーによ
って構成される。温度センサーによって構成される検出
手段（19）は、常時、水管温度を測定して、その測定値
を出力する。前記測定値は、予め設定される設定値（冷
態時か加熱時かを判別するに適した設定温度：たとえば
100℃）と比較され、当該ボイラが冷態時であるか、あ
るいは加熱時であるかを判別し、制御器（15）における
タイマー機構（16）の給水ポンプOFFディレイタイムｔ
を制御する。この考案では、冷態起動時における給水ポ
ンプOFFディレイタイムt₁と、加熱時における給水ポン
プOFFデイレイタイムt₂との関係をt₁＜t₂に設定する。
具体的実施例において、前記冷態起動時における給水ポ
ンプOFFディレイタイムt₁は２秒であり、前記加熱時に
おける給水ポンプOFFディレイタイムt₂は15秒である。

［考案の効果］ 以上の構成になるこの考案のボイラシステムにおける水
位制御装置は、水管内の水位を直接的に検知して給水ポ
ンプをON-OFF制御する二連水位制御システムにおいて、
ボイラ本体に対して、水管温度あるいは缶内圧力を測定
してボイラの冷態起動時及び加熱時を検出する検出手段
を設け、前記検知手段における出力信号によって、制御
器における遅延タイマー機構の給水ポンプOFFディレイ
タイムを制御し、冷態起動時及び加熱時に見合った給水
ポンプOFFディレイタイムを設定することができ、水管
への水の入りすぎによる乾き度低下を防ぎ、かつボイラ
保護の面において適性な水位幅をもたせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案になるボイラシステムにおける水位
制御装置の具体的な実施例を示す概略的説明図、 第２図は、従来の多管式貫流ボイラ装置を示す概略的説
明図である。 （１）……多管式貫流ボイラ （２）……ボイラ本体 （３）……下部ヘッダー （４）……上部ヘッダー （５）……水管 （６）……給水ポンプ （９）……水位制御筒 （10）……水位検出器 （11）、（12）、（13）、（14）……電極棒 （15）……制御器 （16）……遅延タイマー機構 （19）……検出手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】下部ヘッダー（３）と上部ヘッダー（４）
   とを多数の水管（５）で連通してなるボイラ本体（２）
   と、下部ヘッダー（３）に連通する給水ポンプ（６）
   と、下部ヘッダー（３）と上部ヘッダー（４）を介して
   水管（５）に連通連結され、内部に水位を検知して給水
   ポンプOFF信号を出力する第１の電極棒（11）を備えた
   水位制御筒（９）と、上部ヘッダー（４）内にあって、
   第１の電極棒（11）より高い位置に検出位置を有してい
   て、水管（５）内の水位を検知して給水ポンプOFF信号
   を出力する電極棒（14）を備えた水位検知器（10）と、
   水位検知器（10）の信号を受けて給水ポンプ（６）を制
   御する遅延タイマー機構（16）を含む制御器（15）とを
   備え、水位制御筒（９）内の水位が第１の電極棒（11）
   に達し、かつ水管（５）内の水位が電極棒（14）に達し
   て遅延タイマー機構（16）が作動してからディレイタイ
   ムｔ経過後に制御器（15）が給水ポンプ（６）を停止さ
   せるようになしたボイラシステムにおいて、 ボイラ本体（２）における水管温度あるいは缶内圧力を
   測定し、該測定値を予め設定した設定値と比較してボイ
   ラ本体（２）の冷態時及び加熱時を検知する検知手段
   （19）を備え、検知手段（19）における出力信号を制御
   器（15）における遅延タイマー機構（16）に入力して、
   冷態時のディレイタイムt₁が加熱時のディレイタイムt₂
   より短くなるようにディレイタイムｔを制御するように
   なしたことを特徴とするボイラシステムにおける水位制
   御装置。