JPS5818004A - ボイラ系における缶水濃縮度計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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易ζ伴う缶水
中の不純物濃度の増大傾向を連続的に水 輸される期間が缶水の濃縮化に伴って増大する現象に基
づいて缶水の濃縮度合いを計測するようにした缶水濃縮
度計測装置に関するも、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、缶水中に含まれる溶解固形分等の不純物の濃
度が増大して、缶水表面魯ζ気泡を生ずるものである。

そして、かかる気泡が気水境界面を離れて蒸気中に混入
してキャリーオーバーを生じ、ボイラ系に接続されたパ
ルプ等の関連機器の損傷を招くことが知られている。

而して、キャリーオーバーを防ぐため番こは、給水ある
いは蒸気の流量を流量計でもって計測すること岬により
、缶水濃縮度を推量して、これがある′程度増大したと
きには、缶水の吹き出しく以下ブローという）を行って
、新しい缶水と置換することが行われてはいるものの、
小形のボイラ系では、流量計を装備することの経済的負
担が相対的に太き（なるので、その採用が一般に困難で
あり、而して、流量針による計測修こ代えて、ボイラ系
の累積燃料消費量を貯蔵容器、典型的には、ドラム缶の
単位でもって計測することにより、あるいは、缶水の一
部を抽出してその電気伝導度を計測すること番こより、
缶水濃縮度を推量することがしばしば行われている。

しかしながら、累積燃料消費量に基づいて累積蒸気消費
量を推量し、更に、累積蒸気消費量に基づいて缶水濃縮
度を推量する場合には、ボイラ系の効率が蒸気消費量（
負荷）に従って変化するので、高精度の計測は期待し難
いものであった。

加えて、ドラム缶等の貯蔵容器の計数に基づいて計測す
る場合には、計量の最小単位が極めて大きく、計測に際
して多大の量子化誤差を伴うので、連続量による計測に
はほど遠いものであった。

その上、ドラム缶等による累積燃料消費量の計測は、消
費した燃料が貯蔵されていたドラム缶等の数量をいちい
ち計数して、これを記録するという煩雑な作業を伴うの
で、在住にして実行されず、累積蒸発量、ひいては缶水
濃縮度を全（把握できなくなりでしまうこともしばしば
であった。

また、缶水の電気伝導度に基づいて缶水濃縮度を推量す
る場合には、間歇的な計測しかできず、しかも、実際上
計測回数が制約されるために、缶水濃縮度の増大傾向を
連続的に計測ずろことができなかった。

而して、かかる従前のボイラ系では、ブローを実行すべ
き時期を正確に把握することができず、缶水を著しい濃
縮状態に至らしめ、キャリーオーバーを頻発させ、関連
機器の損傷を招（危険性が極めて大であるという欠点が
あった。

この発明の目的は上記従来技術に基づく缶水濃縮度の推
量の問題点に鑑み、１回の断続制御でもって供給される
給水量、すなわち、給水期間が、缶水の濃縮化の進行に
伴って増大する現象に基づいて、給水期間の増大傾向を
計測することにより、上記欠点を除去し、高精度に、し
かも、連続的に缶水濃縮度を計測することができる優れ
たボイラ系における缶水濃縮度計測装置、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、水管の上下端部を連
通する連通管に上下限水位センサを配設して水位検出部
を形成し、上下限水位センサの各々からの出力信号に応
答して、水管に缶水を供給する給水ポンプを始動あるい
は停止させる給水制御部を設けて、蒸気消費に伴う缶水
水位の降下に応じて連通管の水位が降下し、下限水位に
到達したときには、下限水位センサがこれを検出して下
限水位信号を給水制御部に送って給水ポンプを始動させ
、・給水の開始番ζ伴う缶水水位の上昇に応じて連通管
の水位が上昇し、上限水位に到達したときには、上限水
位センナがこれを検出して上限水位信号を給水制御部に
送って給水ポンプを停止させるようにした断続制御の給
水制御系を備えたボイラ系において、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、缶水濃縮度演算部を付設して、
給水期間計測部でもって計測された給水期間から缶水濃
縮のない状態における基準給水期間を減算するこ象に起
因する給′水期間の増大傾向を演算し、その演算結果を
缶水濃縮度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。

さて、後続する゛この発明の詳細な説明に先がけて、こ
の発明の構成を付設することができる典型的な小形ボイ
ラ系の構成及び動作を説明すれば以下の通りである。。

第１図（３）は、かかるボイラ系の構成を示すブロック
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図人）におけるＡ−入断面図である。

図において、ボイラ１の内部は壁１ａの内周面に沿って
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ｌｃ（氷室）に、
そして、その上端部は同じく環状の上部管寄せｌｄ（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、′：その上部番ζは、電動機１１で駆動さ
れるプロア１ｇに連通する風道１ｈが設けられ、風道１
ｈ内１ζは、ノズル棒１１と電極棒ＩＪが垂設さｊる。

燃焼室１ｅの下端部は、多数の水管１ｂの中空筒を経て
煙道１ｋに連通ずる。上部管寄せ１ｄからは、連通管１
Ｋが壁１ａ外に延びて下部管寄せ１Ｃに連通ずる。

連通管１１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４ｍ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に連通ずる。

更に、連通管１１の上部には、圧力検出部５が接続され
、その出力端子は燃焼制御部６に接続される゛。燃焼制
御部６からは、制御信号線６８〜６Ｃが延びて電動機１
ｆ、＠極棒１３、燃料ポンプ６ｄのそれぞれに接続され
る。燃料ポンプ６ｄ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１＝ｌ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
ーコック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、蒸気を発生させる書と際して
は、電動機１ｆでもってプロア１ｇを駆動して風道１ｈ
内・ζ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
の中空部に進入し、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にて集取、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、燃焼制御に関しては、上部管寄せ１ｄ内の蒸気
圧を連通管１１を通じて抽出して圧力検出部Ｓ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、上限蒸気圧信号を燃焼制御部６に送る
。

燃焼制御部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赤には
、制御信号線６ａを通じて電動機１ｆを始動させて、プ
ロア１ｇでもうて風道１ｈを空気パージしてから制御信
号線＠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６Ｃを通じて燃料ポンプ６ｄを始動させ
て、ノズル棒１１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６Ｃを通じて燃料ポンプ６ｄ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
焼ガスの排出を待って、制御信号線６ａを通じて電動機
１ｆを停止させてプロア１ｇからの送風を断つ。

而して、燃焼の断続制御でもって、上部管寄せ１ｄ内の
蒸気圧を上下限蒸気圧として予め設定された両正力値の
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
時的に行ってもよい。

更に、給水系に関しては、連通管１１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
　Ｋ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１．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缶水水位が
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でもって下部
管寄せ１εを通じて水管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、給水の断続制御でもって、水、管１ｂ内の缶水
水位を上下限水位として予め設定された両水位値の間の
水位値、に保っ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ック１ｐ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。

ナオ、フロア１ｇ、風道１ｈ、ノズル棒１１、Ｋｍ棒１
ｊ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、一般的基ζ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、燃焼制御部６も加熱装置を断続する加
熱制御部であればよい。

続いて、第２図〜第４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れば以下の通りである。

第２図は第１図における水位検出部２及び給水制御部３
の構成を抽出して示すブロック図である。

そして、第１図の構成との対比において、導管１１．１
１は上部管寄せ１ｄと下部管寄せ１Ｃにそれぞれ接続さ
れており、連通管１１には、水管１ｂ中の缶水の一部が
抽出されて導かれている。

水位検出部２は、連通管１１の水位が下限水位りに達し
たことを検知する下限水位プローブ２ａと、連通管１１
の水位が上限水位Ｈに達したことを検知する上限水位プ
ローブ２ｂとがそれぞれ下限水位Ｌ、上限水位Ｈにその
先端が位置するように配設され、また、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２
ａとの間に挿入゛された第一の電流検出器２ｅと、交流
電源２ｄ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とを具備している。

ここに、上限水位Ｈ及び下限水位りは、水位検出部２の
連通管１１中に、給水の断続制御における缶水の上下限
水位として予め設定された水位である。

そして、△Ｌは、連通管１１中の下限水位りの給水開始
時における水位低下変動幅である。

給水制御部３は、第一の電流検出器２ｅの出力端子がそ
のセット端子に接続され、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、そのリセット端子に接
続されたフリップフロップ３ｂと、フリップフロップ３
ｂ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３８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４１の電源供給線４ｂに挿入される。

第３図は水位検出部２内の連通管１１の水位変化囚と、
第一、第二の電流検出器２ｅ、２ｆの出力信号（Ｃ）、
（Ｂ）と、フリップフロップ３ｂの正相出力信号（Ｄ）
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
、先ず、缶水濃縮のない状態、典型的には、ブロー後の
給水直後の状態での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（Ａ）　ａに示すように連通管１１の水位
が下限水位り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ｉ！Ｌ＃２ｄに対して第一の
電流検出器２ｅ、下限水位プローブ２ａ、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２
ｅは第３図（ｅ）　ｂ番と示すように「１」を出力する
。

そして、水位が降下して、第３９７（Ａ）　ｃ　ｌζ示
すように、下限水位りに達すると、下限水位プローブ２
ａ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、第一の一流検出器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２
ｅは第３図（ｃ）　ｄに示すように、「Ｏ」を出力する
。かかる第一の電流検出器２Ｃの出力信号の「１」から
ｒ（ＩＪへの反転をセット端子に受けて、フリップ７０
ツブ３ｂが「１」にセットされ、その正相出力端子には
、第３図（Ｄ）ｅに示すようなｒＯＪから「１」への反
転信号が現ねれる。この信号を受けて、ドライバ３ｃが
導通状態となり、リレー３０が励磁されて、接点３６’
が閉成し、電動機４ａに電源が供給されるので、給水ポ
ンプ４による給水が行われる。

而して、フリップフロップ３ｂが「１」になっている期
間中、給水が続行し、第３図（Ａ）　ｆに示すように、
水位が上昇し続ける。

やがて、第３図（Ａ）ｇに示すように、水位が上限水位
Ｈに達すると、いままで上限水位プローブ２ｂが水没し
ていなかったために、第５Ｅ（Ｂ）ｈＩＣ示すよう１ζ
、ｒＪを出力していた第二の電流検出器２ｆが第３図（
Ｂ）　ｉに示すよう番と、「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４に号の「◎」か
ら「１」への反転はインバータ３３により「１」からｒ
ＱＪへの反転に変換されて、７リツプフロツプ３ｂのリ
セット−子に供給されて、これを「Ｏ」にリセットする
。

而して、第３図（Ｄ目に示すように、フリップフロップ
３ｂの正相出力が「０」となるので、リレーＳｅが非励
磁となり、接点恥′が開成し、給水が停止する。

このようにして、給水ポンプ４が始動してから停止する
までの期間Ｔｌ（以下給水期間という）はフリップ７０
ツブ３ｂが、「１」になっている期間でもって特定され
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
期間中に水管１ｂ、に蓄！される木蓋は下限水位りと上
限水位Ｈとの差Ｗに基づいて各ボイラ系固有の値に特定
されるものである。

給水を停止した後は、第３図（Ａ）ｋに示すように、水
位・は再び降下して下限水位りに達し、更に、同様の動
作が繰返し行われて、水位が下限水位りと上限水位Ｈと
の間の水位に保たれる。

次に缶水の濃縮化が進行した状態での給水制御動作を説
明すれば以下の通りである。

缶水の濃縮化が進行した状態では、缶水の物性の変化に
起因して、高温下における水管１ｂ中での缶水の泡立ち
が激しくなるので、その泡立ちの反５作用を受けて、連
通管１１の水位が押し上げられて、水管１ｂの缶水水位
よりも高くなり、しかも、給水開始時には、缶水の温度
が低下して、泡立ちが抑制されるので、上記反作用も消
滅して、連通管１１の水位が水管１ｂの缶水水位ＳＣ等
しくなるという現象が観測される。

而して、第３図囚Ｃに示すように、連通管ＩＫの水位が
下限水位りに達すると、前記動作に従って、水管１ｂへ
の給水が開始されて、水管１ｂ中の缶水の温度が低下し
、缶水の泡立ちが慎静化し、泡立ちによる反作用が消滅
するので、連通管１にの水、位は第８１ｇＩ（Ａ）Ｃ’
に示すように、急激に降下して、泡立ち消滅後における
水管１ｂの缶水水位に等しくなる。

すなわち、缶水の泡立ちの反作用により押し上げられた
連通管１１の水位が下限水位に達した時点では、水管１
ｂ中の泡立った缶水の気泡層を除く缶水水面は、下限水
位りよりもΔＬだけ下方に存在しており、給水開始◆ζ
伴う気泡層の消滅に際して、連通管１にの水位は缶氷水
面番と向って、水位低下変動幅△Ｌだけ低下するもので
ある。

そして、缶水の供給が続行されると、水管１ｂ中の缶水
水位の上昇に対応して連通管ＩＩの水位も第３図（Ａ）
ｆ’に示すように上昇して、第３図（Ａ）ｇ′に示す時
点で、上限水位Ｈに達し、給水が停止する。

このとき、同時点で開始した水位上昇工程でも、第３図
囚ｆ′に示すような缶水が濃縮された状態での水位上昇
工程では、第３図（Ａ）ｃ’に示すように、水位低下変
動幅△Ｌだけ下方を起点としているので、第３図（Ａ）
ｇ、ｇに示すよう番ζ上限水位Ｈ４ζ到達する時点がΔ
Ｔ１だけ遅れることとなる。

而して、上限水位プローブ２ｂの出力信号が「０」から
「１」に反転する時点も、第３図（Ｂｌ　１にボすよう
に、ΔＴ、だけ遅れ、結局、７リツプフロツプ３ｂがリ
セットされる時点も第３図（Ｄｌｊ’に示すように、△
Ｔ、だけ遅れるので、給水期間ｌ１１１がΔＴ、だけ増
大す条シのである。

付言すれば、缶水が濃縮されている場合でも、給水が続
行し、連通管１置の水位が上限水位Ｈに達するまで薯ζ
は、温度低下により泡立ちが消滅して、連通管１１の水
位は缶水水位に等しくなり、結局、給水停止時番ζ招け
る水管１ｂ中の缶水保有量は、缶水が濃縮されていない
場合のそれに等しくなるので、給水期間の増大に伴って
、１回の断続制御でもって供給される水量が増大するこ
ととなる。

がかる給水期間の増大傾向は、給水開始直前番とおける
水管１″ｂ中の缶水の麺立ち答こ起因する連通管１Ｎの
水位低下変動幅ΔＬに依存しているのであるが、一般に
、缶水の濃縮化の進行に伴って、給水開始直前における
泡立ちが激化する傾向にあるので、缶水の濃縮化の進行
に応じて、水位低下変動幅ΔＬが増大し、而して、給水
期間Ｔ１も増大するものである。

したがって、給水期間の増大傾向が缶水の濃縮度合いを
表わしているので、これを計測することにより、缶水濃
縮度を推量することができるわけである。

更ｉζ、付言すれば、缶水が濃縮されている状態で、第
３図（Ａ）ｇ’ｉζ示すよう番ζ、連通管１１の水位が
上限水位Ｈに到達し、給水が停止されると、缶水の蒸発
に伴って、連通管１ｔの水位は第３図（Ａ）ｋ’に示す
ように、湾曲部を有する曲線に沿って一降下する。

そして、かかる湾曲部は、給水期間中に泡立ちが消滅し
ていた缶水が、給水の停止により、再び泡立ちを生じ始
め、連通管１１の水位が缶水水位に対して押し上げられ
ることに起因するものである。

なお、上記実施例では、上下限水位プローブ２ｂ　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、これ番と限られるものではなく、上下限水位
プローブ２ｂ２ａ等の構成に代えて、上下限位置に発光
素子と受光素子を対向配置して成る光学的水位センナ、
磁気を帯びた浮子を上下限位置に配設された磁気センサ
でもっ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
コンパレータでもって検出する構成としてもよい。上記
構成のように、唯一のハードウェアでもって、上下限水
位センサ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
個独立のハードウェアとして実現される構成に限定され
るものではない。

第４図は、給水期間計測部と缶水濃縮度演算部の構成を
示すブロック図である。同図において、給水期間計測部
１は、クワ９２フ 器７ａと、一つの入力端子がクロックＩ櫂ルス発振器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（フリップフロップ３ｂの正相出力端子）に接続
されたアンドゲート７ｂと、アントゲ−）７ｂの出力端
子がその入力端子に接続さｎたカウンタ７Ｃと、その入
力端子が７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。

缶水濃縮度演算部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ｉＪ　Ｉｌｌ　Ｍｌ　ａが
フリップフロップ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
に接続された基準給水期間設定器８ｂとから成る。９は
演算部８ａに接続された表示部である。

上記構成から成る給水期間計測部Ｔと缶水濃縮度演算部
−の動作を説明すれば以下の通りである。

給水制御部３のフリップフロップ３ｂの正相出力端子か
ら信号を受けて、これが第３図（Ｄ）　ｅに示すように
、「１」になると、フリップフロップ３ｂが「１」であ
る期間中、すなわち、給水期間中に限り、アンドゲート
ｙｂが開いてクロックパルス発振器１ａからのクロック
パルスをカウンタＩＣに導き、これを計数させる。

そして、第３図（ＤＪ丁に示すように、フリップフロッ
プ３ｂか「１」からｒｏＪ　ｌζ反転すると、アントゲ
−）７ｂが閉じて、カウンタＩＣへのクロックパルスの
供給が断たれ、カウンタＴｃには、缶水の濃縮度に応じ
て増大した給水期間、第３図（ＤＪに示す例に従えば、
（Ｔ１＋△Ｔｔ）なる給水期間を表わすディジタル符号
が成虫され、力炒ンタ７Ｃはこれを給水期間信号Ｓ１と
して出力する。このときに、同時に、フリップフロップ
３ｂの「１」からｒｏ」への反転を制御端子番と受けて
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、前述あ
フリップフロップ３ｂの「１」からｒＯＪ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１ｄが安定状態に復帰して、クリアパ
ルスをカウンタＩＣ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ｒｃがクリアされる前に、
演算器８ａは、カウンタ７ｃが出力する給水期間信号Ｓ
ｌから、ディジタルスイッチ等より成る基準給水期間設
定器ａｂに予め設定されている缶水濃縮のない状態にお
ける給水期間（以下基準給水期間という）を表わす基準
給水期間信号Ｓ２を減算して、その減算結果、すなわち
、第３図（Ｄ）に示す例に従えば、給水期間（’ｌ’ｔ
＋ｔ＼Ｔ＋）４。

の基準給水期間Ｔｌに対する増分ΔＴ１を表わす缶水濃
縮度信号Ｓ３を出力する。

このようにして得られた缶水濃縮度信号Ｓ３は、缶水の
濃縮化の進行に応じて増大する傾向にあるので、この信
号に基づいて缶水濃縮度を推量することができるもので
ある。

表示部９は、演算器８ａから缶水濃縮度信号Ｓ３を受け
て、これを直接的に、あるいは、実験式に従って現実の
缶水濃縮度を表わす数値に変換して、計数表示管等でも
って目視可能に表示する。

この発明に牽連する第二の発明の構成は、前記この発明
の構成に＄ける水位検出部２と給水制御部３に加えて、
給水回数計測部を付設して、特定期間中の給水回数を計
測し、更に、缶水濃縮度演算部を付設して、予め設定さ
れた缶水濃縮のない状態における基準給水回数から給水
回数計測部にて計測された給水回数を減算して。

給水回数の基準給水回数に対する減分を算出することに
より、特定期間中の給水回数の減小傾向を演算して、そ
の演算結果を缶水濃縮度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５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５図は、この発明に牽連する第二の発明の実施例にお
ける給水回数計測部と、缶水濃縮度演算部の構成を抽出
して示すブロック図である。

なお、他の構成要素は第２図に示す構成要素と同一であ
る。

第５図において、給水口、数計測部１０は、その入力端
子が給水制御部３に接続されたカウンタｔｅａと、カウ
ンタ１０ａに接続されたラッチ１０ｂと、その出力端子
がラッチ１０ｂのクロック端子に接続されたタイマ１０
ｃと、その入力端子がタイマ１０Ｃの出力端子に接続さ
れ、その出力端子がカウンタ１０ａ０）クリア端子に接
続された単安定マルチバイブレータ１０ｄとから成る。

缶水濃縮度演算部１１は、一つの入力端子がラッチ１０
ｂに接続され、その制御端子にタイマ１０ｃの出力端子
が接続された演算器１１ａと、演算器１１ａのもう一つ
の入力端子に接続された基準給水回数設定器１１ｂとか
ら成る。１２は演算器１１ａに接続された表示部である
。

上記構成では、給水制御部３に含まれるフリップフロッ
プ３ｂの正相出力端子から給水期間中「１」となる信号
の供給を受けて、カウーンタ１０ａはその信号の「１」
から「０」への反転回数、すなわち、給水が停止された
回数を計数する。その間、タイマ１０ｃは経時動作を続
け、予め設定された特定期間の経過を検出した際に、出
力信号をラッチ１０ｂのクロック端子に送り、その時点
でのカウンタ１０ａの内容、すなわち、特定期間中の給
水停止回数を表わす７７サジタル符号をラッチ１０ｂに
一旦記憶させる。

そして、この時点でトリガされ準安定状態に移行した単
安定マルチバイブレータ１０ｄでもって、上記ラッチ１
０ｂによる記憶が完了するのを待って、直ちに、カウン
タ１０ａをクリアする。

而して、カウンタ１０ａは特定期間の給水停止回ができ
る。

なお、上記実施例では、カウンタ１０ａは給水停止回数
を計測しているが、給水制御部３に含まれるフリップフ
ロップ３ｂの補相出力端子をカウンタ１０ａの入力端子
に接続する構成とすれば、カウンタ１０ａでもって給水
始動回数を計数することがで舎−１る。

そして、特定期間中における両者の発生回数は、一般に
等しいので、給水回数として給水停止回数を計測するか
、給水始動回数を計測するかは随意である。

さて、この間に、演算器１１ａは、経時動作完了時のタ
イマ１０ｃからの出力信号に応答して、基準給水回数設
定器１１ｂが出力している基準給水回数信号Ｓ２、すな
わち、基準給水期間に対応する給水回数を表わす信号か
らラッチ１０ｂが出力している給水回数信号Ｓｌ′を減
算して、その減算結果、すなわち、特定期間中における
給水回数の基準給水回数に対する減分を表わす缶水濃縮
度信号８３′を出力する。

このよう番こして得られた缶水濃縮度信号８３′は缶水
の濃縮化の進行に応じて減少する傾向にあるので、この
信号に基づいて缶水濃縮度を推量することができるもの
である。

表示部１２は演算器１１ａからの、缶水濃縮度信号Ｓ３
を受けて、これを直接的に、あるいは、実験式に従って
現実の缶水濃縮度を表わす数値に変換して、計数表示管
等でもって、目視可能に表示する。

なお、この発明及びこの発明に牽連する第二の発明の上
記実施例では、給水期間計測部３、給水回数計測部１０
は、１回の給水に関して給水期間を、また、一つの特定
期間に関して給水回数を計測して、それぞれ、一つの給
水期間信号８１％一つの給水回数信号８１′を出力し、
これらに基づいて、缶水濃縮度演算部８．１１は一つの
缶水濃縮度信号５３Ｓ３′を算出しているが、複数回の
給水に関して給水期間を計測して、これら、の平均値を
算出して、一つの給水期間信号と−して処理し、あるい
は、複数の特定期間に関して給水回数を計測して、これ
らの平均値を算出して、これを一つの給水回数信号とし
て処理することもできる。そのようにすれば、ボイラ系
の瞬時的変動に起因する給水期間信号、給水回数信号の
バラツキを回避でき、より安定で正確な判断が得られる
という実益がある。

また、この発明及びこの発明に牽連する第二の発明の上
記実施例では、基準給水期間設定器ｓｂ、基準給水回数
設定器１１ｂを設けて、基準給水期間、基準給水回数を
予め手動操作により設定する構成を採用しているが、設
定は手動操作による設定に限られるものではな（、ブロ
ー後の給水直後に給水期間計測部Ｔ、給水回数計測部１
０にて得られる給水期間信号、給水回数信号を基準給水
期間設定器８ｂ、基準給水回数設定器１１ｂに転送して
これを記憶させることにより、基準給水期間、基準給水
回数を自動的に設定できる構成としてもよい。

このようにすれば、簡便な操作でもって、ボイラ系個有
の基準給水期間、基準給水回数を正確に設定することが
できるという実益がある。

特に、この発明及びこの発明に牽連する第二の発明の構
成では、蒸気負荷によって基準給水期間、基準給水回数
が変化するので、各蒸気負荷ごとの基準値を自動的に設
定できるという上記実益は大である。

以上のように、この発明は連通管で缶水が導かれた水位
検出部と給水制御部を備えて、連通管の水位か下階水位
に到達したときに給水ポンプを始動させ、連通管の水位
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一″１給水期間計測部と缶水
濃縮度演算部とを付設して、給水期間を計測し、これと
基準給水期間との差を算出することにより、給水開始直
前の高温下では、缶水の濃縮化の進行に応じた度合いで
水管中に気泡が発生し、その反作用を受けて連通管の水
位が押し上げられ、給水開始に際しては、水管中の気泡
が消滅して連通管の水位が、缶水の濃縮化の進行に応じ
た水位低下変動幅だけ低下して、水管中の缶水水位に等
しくなり、モして゛、給水期間中は連通管の水位が缶水
水位に等しく保たれるために、缶水の濃縮化が進むにつ
れて給水開始時の缶水水面の位置と給水停止時の缶水水
面の位置との差が増大することに起因する給水期間の増
大傾向を缶水濃縮度信号として出力するように構成され
ている。

更に、この発明に牽連する第二の発明は、この発明の水
位検出部と給水制御部に加えて、給水回数計測部と缶水
濃縮度演算部とを付設して、特定期間中の給水回数を計
数し、これと基準給水回数との差を算出することにより
、特定期間中の給水回数の減少傾向を缶水濃縮度信号と
して出力するように構成されている。

したがって、この発明及びこの発明番こ（連する第二の
発明によれば、給水期間の増大傾向、及び特定期間中の
給水回数の減少傾向と缶水濃縮度との強い相関関係を直
接的に利用しているので、従前における累積燃料消費量
をドラム缶等の貯蔵容器を単位へして計量する場合に比
べれば、高精度に缶水濃縮度を計測でき、ブロ一時期を
正確に把握できるという効果がある。

更に、給水期間及び特定期間中の給水回数という比較的
短期間の計測でもって得られる情報に基づいて演算処理
を実行しているので、缶水−縮度を実質的に連続計測で
きるという効果もある。

加えて、自動的に缶水濃縮度信号が得られるので、従前
のように、ドラム缶等の貯蔵容器をいちいち計数して記
録するという煩雑な作業が不要となり、而して、計数記
録の悔怠もなく、ブロ一時期を失する危険性が極めて少
なくなるという効果もある。

しかも、この発明及びこの発明に牽連する第二の発明の
構成における水位検出部と給水制御部は給水の断続制御
には不可欠の構成要素であり、これらをそっくりそのま
ま利用して、給水制御部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要素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
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（３）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ック図、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
〜第４図はこの発明の実施例に関するものであり、第２
図は水位検出部と給水制御部の構成を示すブロック図、
第３図は第２図の構成における要部の波形図、第４図は
給水期間計測部と缶水濃縮度演算部の構成を示すブ“　
ロック図、第５図はこの発明に牽連する第二の発明の実
施例の構成を示すブロック図である。 １・・・・・・ボイラ　　　　２・・・・・・水位検出
部３・・・・・・給水制御部　　４・・・・・・給水ポ
ンプＴ・・・・・・給水期間、計測部 ８・・・・・・缶水濃縮度演算部 ９．１２・・・・・・表示部　　１ｏ・・・・・・給水
回数計測部１１・・・・・・缶水濃縮度計測部 特許出願人　株式会社　荏原製作所

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）水管の上下一端部を連通し、缶水の一部を抽出す
   る連通管と、連通管の水位が下限水位であることを検出
   して下限水位信号を出力する下限水位センサと、連通管
   の水位が上限水位であることを検出して上限水位信号を
   出力する上限水位センサとから成る水位検出手段と、下
   限水位信号に応答して水管に管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とを備えたボイラ系にお
   いて、給水ポンプが始動してから停止するまでの期間を
   計測して、その計測結果を給水期間信号として出力する
   給水期間計測手段と、給水期間信号に基づいて缶水濃縮
   度を計測するための演算を実行し、その演算結果を缶水
   濃縮度信号として出力する缶水濃縮度演算手段とを付設
   して成り、上記缶水濃縮度演算手段は給水期間から缶水
   濃縮のない状態における基準給水゛期間を減−算する演
   算を実行することを特徴とするボイラ系における缶水濃
   縮度計測装置。
2. （２）水管の上下端部を連通し、缶水の一部を抽出する
   連通管と、連通管の水位が下限水位であることを検出し
   て下限水位信号を出力する下限水゛位センサと、連通管
   の水位が上限水位であることを検出して上限水位信号を
   出力する上限水位センサとから成る水位検出手段と、下
   限水位信号に応答して水管中に缶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とを備えたボイラ系に
   おいて、特定期間中の給水ポンプの始動回数若しくは停
   止回数を計数して、その計数結果を給水回数信号として
   出力する給水回数計測手段と、給水回数信号に基づいて
   缶水濃縮度を計測するための演算を実行し、その演算結
   果を缶水濃縮度信号として出力する缶水濃縮度演算手段
   とを付設して成り、上記缶水濃縮度演算手段は缶水濃縮
   のない状態における基準給水回数から給水回数を減算す
   る演算を実行することを特徴とするボイラ系における缶
   水濃縮度計測装置う