JPH076642U - 熱媒ボイラにおける熱媒の温度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼作動を制御する一方の温度センサが故障
しても、他方の正常な温度センサにより燃焼作動を制御
し、熱媒ボイラの運転停止の防止を図る。 【構成】 燃焼制御部８が、第二温度センサ７の正常作
動時、この第二温度センサ７の検出温度Ｂの値に応じて
燃焼装置２の制御信号を出力し、第二温度センサ７の故
障時、データ記憶手段１３に記憶した温度データに基づ
いて第一温度センサ６の検出温度Ａの値に応じて燃焼装
置２の制御信号を出力する機能を備えている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、化学反応作業やプラスチック成型作業等、比較的高温の作業状態 の下において使用される油等の熱媒を加熱するボイラ，いわゆる熱媒ボイラにお ける熱媒の温度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、熱媒ボイラにおける熱媒（一般的には油）の温度制御は、熱媒ボイラの ボイラ本体からの熱媒出口に熱電対等の出口センサを設け、この出口センサの検 出に基づいて、熱媒の温度を制御するとともに、熱媒ボイラの安全運転を行って いる。たとえば、出口センサによる熱媒温度の検出に基づいて、熱媒ボイラの燃 焼装置の停止あるいは作動開始の制御を行い、熱媒温度を一定に維持している。 また、出口センサを熱媒の高温異常検出にも兼用させており、高温による熱媒の 劣化を未然に防止するようになっている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような構成の熱媒ボイラにおいて、出口部分の熱媒温度を検出する出口セ ンサが故障（電気回路の断線等）すると、熱媒ボイラの燃焼装置が制御不能にな り、非常に危険な状態になる。誤った燃焼制御を行うと、熱媒ボイラ自体の破損 だけでなく、化学反応装置等のシステム全体に重大な事故が生じる危険性がある とともに、熱媒の劣化を速めてしまう。そこで、通常は、出口センサが故障した 場合、熱媒ボイラの運転を強制的に停止させて安全性，経済性等を図るようにし ている。しかしながら、熱媒ボイラの運転が突然停止すると、熱媒による化学反 応作業等が停止してしまい、そのシステム全体に重大な影響を与えることになる 。また、出口センサの故障を修復するまでは、熱媒ボイラの運転を再開すること ができず、短時間で修復することができればまだしも、出口センサの交換が必要 な場合、長時間の修復期間が必要となり、その間はシステム全体を稼動させるこ とができない。これは、化学反応プラント等においては、全く致命的な状態とな る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

この考案は、前記課題を解決するためになされたものであって、燃焼装置を備 えたボイラ本体に循環ポンプを備えた熱媒循環ラインを接続し、該熱媒循環ライ ン中の熱媒を前記燃焼装置により加熱するように構成した熱媒ボイラにおいて、 前記ボイラ本体の熱媒入口部に熱媒入口温度を検出する第一温度センサを設ける とともに、前記ボイラ本体の熱媒出口部に熱媒出口温度を検出する第二温度セン サを設け、該両温度センサの各検出温度に基づいて前記燃焼装置の燃焼作動を制 御する燃焼制御部を設けるとともに、該燃焼制御部に前記第二温度センサの所定 の検出温度に対応する前記第一温度センサの検出温度の温度データを記憶するデ ータ記憶手段を設け、前記燃焼制御部が、前記第二温度センサの正常作動時、当 該第二温度センサの検出温度の値に応じて前記燃焼装置の制御信号を出力し、前 記第二温度センサの故障時、前記データ記憶手段に記憶した温度データに基づい て前記第一温度センサの検出温度の値に応じて前記燃焼装置の制御信号を出力す る機能を備えたことを特徴としている。

【０００５】

【作用】

この考案によれば、第二温度センサの故障時、燃焼装置の燃焼制御を行うため の基準温度を第一温度センサの検出温度に切り替え、データ記憶手段に記憶して いる温度データに基づいて、第一温度センサの検出温度の値に応じて燃焼装置へ 燃焼制御信号を出力する。これにより、第二温度センサの故障時においても、燃 焼作動が停止することなく、熱媒ボイラの運転が継続する。

【０００６】

【実施例】

以下、この考案の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示し た実施例は、一例として、熱媒吸込み型の熱媒ボイラについての説明である。

【０００７】 図１に示すように、油等の熱媒を加熱する熱媒ボイラ１は、バーナ等の燃焼装 置２を備えたボイラ本体３と、このボイラ本体３に接続され、加熱された熱媒を 所要の負荷側へ循環させる循環ポンプ４を備えた熱媒循環ライン５とから構成さ れている。この構成により、熱媒循環ライン５中の熱媒は、ボイラ本体３内にお いて燃焼装置２によって加熱され、循環ポンプ４により熱媒循環ライン５中を循 環し、負荷側において熱交換を行う。この熱媒の循環流量は、負荷側の負荷状況 に応じて制御される。

【０００８】 前記熱媒循環ライン５におけるボイラ本体３の熱媒入口には、この入口部にお ける熱媒入口温度を検出する熱電対等の第一温度センサ６が設けられており、ま たボイラ本体３の熱媒出口には、この出口部における熱媒出口温度を検出する熱 電対等の第二温度センサ７が設けられている。第一温度センサ６は、負荷側にお いて熱交換を終了した熱媒がボイラ本体３内へ入るときの温度を検出し、その検 出信号を燃焼装置２を制御する燃焼制御部８へ出力する構成となっている。また 、第二温度センサ７は、ボイラ本体３内において燃焼装置２により加熱された熱 媒がボイラ本体３から出るときの温度を検出し、その検出信号を同じく燃焼制御 部８へ出力する構成となっている。

【０００９】 この実施例における燃焼装置２の基本的な制御は、第二温度センサ７による燃 焼制御部８への検出信号，すなわち検出温度Ｂに基づいて行われる。すなわち、 第二温度センサ７が予め設定した燃焼作動を開始するための設定温度Ｂ₁ を検出 したときは、その検出信号を燃焼制御部８へ出力する。この検出信号を受けた燃 焼制御部８は、燃焼装置２へ燃焼作動のＯＮ信号を出力し、このＯＮ信号により 燃焼装置２が燃焼作動を開始する。また、第二温度センサ７が予め設定した燃焼 作動を停止させるための設定温度Ｂ₂ を検出したときは、その検出信号を燃焼制 御部８へ出力する。この検出信号を受けた燃焼制御部８は、燃焼装置２へ燃焼作 動のＯＦＦ信号を出力し、このＯＦＦ信号により燃焼装置２が燃焼作動を停止す る。これに加えて、第二温度センサ７は、ボイラ本体３の出口部における熱媒出 口温度が異常に高い場合，すなわち設定温度Ｂ₃ を検出したときも、その検出信 号を燃焼制御部８へ出力するように構成されており、この場合も燃焼制御部８は 燃焼装置２へ燃焼作動のＯＦＦ信号を出力し、燃焼装置２の燃焼作動を停止させ る。これにより、ボイラ本体３内における熱媒循環ライン５の損傷を未然に防止 するとともに、熱媒の劣化を未然に回避する。

【００１０】 また、この実施例において、前記第一温度センサ６は、前記のとおり、前記燃 焼装置２の燃焼作動を制御するために、前記燃焼制御部８への検出信号，すなわ ち検出温度Ａを出力する構成となっているが、これに加えて、安全性，効率性の 点から、ボイラ本体３の入口部における熱媒入口温度が異常に高い場合，すなわ ち検出温度Ａ₀ を検出したとき、その検出信号を燃焼制御部８へ出力するように 構成されており、第二温度センサ７について説明したと同様な制御により、燃焼 装置２の燃焼作動を停止させる。したがって、熱媒循環ライン５の損傷を未然に 防止するとともに、熱媒の劣化を未然に回避することになる。また、この検出温 度Ａ₀ の検出による燃焼装置２の停止により、負荷側に異常があった場合等につ いても適切な対応が可能となる。

【００１１】 そして、燃焼装置２の基本的な制御のバックアップとして、この実施例におい ては、熱媒循環ライン５を熱媒が循環していること，すなわち熱媒の適切な流量 があるか否かを監視し、この監視結果を前提として燃焼装置２を制御するように 構成しており、具体的にはボイラ本体３の入口側と出口側における熱媒の圧力差 を検出し、その検出信号に基づいて燃焼装置２を制御している。すなわち、圧力 差が大きいときは熱媒の流量が多く、また圧力差が小さいときは熱媒の流量が少 ないことになるから、この圧力差を検出するために、第一温度センサ６の設置部 と第二温度センサ７の設置部との間に差圧スイッチ９を設けている。この差圧ス イッチ９が予め設定した圧力差Ｃを検出したときは、その検出信号を燃焼制御部 ８へ出力する。この検出信号を受けた燃焼制御部８は、燃焼装置２へ燃焼作動の ＯＦＦ信号を出力し、このＯＦＦ信号により燃焼装置２が燃焼作動を停止する。 ここにおいて、予め設定する圧力差Ｃは、熱媒の劣化温度やボイラ本体３内にお ける熱媒循環ライン５の耐熱強度等に基づいて決定される数値である。

【００１２】 さらに、図１に示した実施例において、前記第二温度センサ７の設置部には、 熱膨張した熱媒を密閉回路である熱媒循環ライン５から吸収するための膨張熱媒 吸収タンク１０が接続されている。また、熱媒循環ライン５内の熱媒が減少した 場合に、ボイラ本体３内に位置する熱媒循環ライン５および熱媒循環ライン５に 設けたストレーナ１１へ熱媒を補給するための熱媒供給タンク１２が設けられて いる。そして、この熱媒供給タンク１２は、適宜な接続管路（符号省略）を介し て膨張熱媒吸収タンク１０と接続されている。

【００１３】 さて、この考案においては、前記燃焼制御部８には、前記第一および第二温度 センサ６，７の各検出温度Ａ，Ｂに関する温度データを記憶するデータ記憶手段 １３が設けられている。このデータ記憶手段１３は、第一温度センサ６の検出温 度Ａと第二温度センサ７の検出温度Ｂとの相関関係に関する温度データを記憶す るようになっている。これは、第二温度センサ７の検出温度Ｂの値に応じて燃焼 制御部８が燃焼装置２へＯＮ−ＯＦＦ信号を出力したとき、第一温度センサ６の 対応する検出温度Ａをデータ記憶手段１３が記憶する構成となっている。具体的 には、第二温度センサ７の検出温度Ｂが、燃焼作動を開始する設定温度Ｂ₁ であ ることを検出し、その検出信号を燃焼制御部８へ出力する。この検出信号を受け た燃焼制御部８は、燃焼装置２へ燃焼作動のＯＮ信号を出力するが、このときデ ータ記憶手段１３は、第一温度センサ６がこの時点で検出し、その検出信号を燃 焼制御部８へ出力している熱媒入口温度を判別し、この検出温度をＡ₁ として記 憶する。以下、同様にして、燃焼作動を停止する設定温度Ｂ₂ に対応してＡ₂ と して、また高温異常に対する設定温度Ｂ₃ に対応してＡ₃ としてそれぞれ記憶す る。

【００１４】 したがって、燃焼制御部８による燃焼装置２の通常の制御においては、前記の とおり、第二温度センサ７の検出温度Ｂにおける各設定温度Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ を 基準温度として燃焼制御を行っているが、この第二温度センサ７が断線等により 故障したときは、燃焼制御部８は、燃焼装置２を制御する基準温度を、他方の第 一温度センサ６の検出温度Ａの値に切り替えて制御する機能を備えている。すな わち、燃焼制御部８が、第二温度センサ７の検出温度Ｂの値（すなわち、各設定 温度Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ ）に応じて燃焼装置２を制御しているとき、この第二温度 センサ７が故障した場合は、燃焼装置２を制御するための基準温度を第一温度セ ンサ６の検出温度Ａの値に切り替え、データ記憶手段１３が記憶している温度デ ータに基づいて第一温度センサ６の検出温度Ａの値（すなわち、第二温度センサ ７の各設定温度Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，Ｂ₃ に対応するＡ₁ ，Ａ₂ ，Ａ₃ ）に応じて燃焼装 置２への制御信号を出力する。これにより、第二温度センサ７が故障した場合も 、第一温度センサ６の検出温度Ａの値を基準温度として燃焼装置２を制御するこ とになり、熱媒ボイラ１の運転が停止することなく継続する。

【００１４】 以上、図１に示した実施例について説明したが、この考案は、この実施例に限 定されるものではなく、実施に応じて適宜変更が可能なものである。たとえば、 前記実施例においては、燃焼装置２の基本的な制御として、第二温度センサ７に よる燃焼制御部８への検出信号，すなわち検出温度Ｂに基づいて行うようにして いるが、第一温度センサ６の検出信号，すなわち検出温度Ａに基づいて行うよう に構成することも好適である。この場合において、第一温度センサ６が故障した ときは、第二温度センサ７の検出温度Ｂの値に応じて燃焼装置２を制御すること になる。

【００１５】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、燃焼作動を制御するための一方の温度セン サが断線等により故障した場合においても、他方の正常な温度センサの検出温度 に基づいて燃焼作動を制御することができるものであるから、一方の温度センサ が故障しても燃焼作動を停止する必要はなく、他方の温度センサにより燃焼作動 を継続することができ、したがって熱媒ボイラの運転を停止することなく、所定 温度の熱媒を安定して循環させることができる。この結果、化学反応プラント等 において、システム全体としての致命的な状態を確実，かつ効果的に回避するこ とができる。さらに、簡単な構成で熱媒ボイラの運転停止と云う事態を確実に防 止することができるので、この種の温度制御装置としては頗る効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の全体構成を説明する概略
説明図である。

【符号の説明】

１ 熱媒ボイラ ２ 燃焼装置 ３ ボイラ本体 ４ 循環ポンプ ５ 熱媒循環ライン ６ 第一温度センサ ７ 第二温度センサ ８ 燃焼制御部 ９ 差圧スイッチ １０ 膨張熱媒吸収タンク １１ ストレーナ １２ 熱媒供給タンク １３ データ記憶手段

フロントページの続き (72)考案者 田ノ内 康夫 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内 (72)考案者 重松 敬 愛媛県松山市堀江町７番地 三浦工業株式 会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼装置２を備えたボイラ本体３に循環
   ポンプ４を備えた熱媒循環ライン５を接続し、該熱媒循
   環ライン５中の熱媒を前記燃焼装置２により加熱するよ
   うに構成した熱媒ボイラ１において、前記ボイラ本体３
   の熱媒入口部に熱媒入口温度を検出する第一温度センサ
   ６を設けるとともに、前記ボイラ本体３の熱媒出口部に
   熱媒出口温度を検出する第二温度センサ７を設け、該両
   温度センサ６，７の各検出温度Ａ，Ｂに基づいて前記燃
   焼装置２の燃焼作動を制御する燃焼制御部８を設けると
   ともに、該燃焼制御部８に前記第二温度センサ７の所定
   の検出温度Ｂに対応する前記第一温度センサ６の検出温
   度Ａの温度データを記憶するデータ記憶手段１３を設
   け、前記燃焼制御部８が、前記第二温度センサ７の正常
   作動時、当該第二温度センサ７の検出温度Ｂの値に応じ
   て前記燃焼装置２の制御信号を出力し、前記第二温度セ
   ンサ７の故障時、前記データ記憶手段１３に記憶した温
   度データに基づいて前記第一温度センサ６の検出温度Ａ
   の値に応じて前記燃焼装置２の制御信号を出力する機能
   を備えたことを特徴とする熱媒ボイラにおける熱媒の温
   度制御装置。