JPS5913804A - ボイラ系における缶水濃縮状態制御装置 - 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に伴う缶水中
の不純物濃度の増大傾向を連続的に自動計測するための
缶水濃縮度計測装置に係わシ、特に加熱制御のだめの加
熱期間と加熱停止期間とに基づいて、缶水の濃縮度合い
を表わす評価値を算出し、その結果に基づいてブロー弁
を自動制御することによシ缶水の濃縮の自動制御を行う
ボイラ系の缶水濃縮状態制御装置に関する。

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、缶水表面に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バル
ブ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には、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等により、
缶水濃縮度を推量して、こオし／バ・ちる程度増大した
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
担が相対的に大きくなるので、その採用が一般に困難で
あり、而して、流量計による計測に代えて、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により、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ヤ計測す
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、往々にして実行されず、累積蒸発量、ひいては缶水
濃縮度を全く把握できなくなって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
連続的に計測する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
機器の損傷を招く危険性が極めて犬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
計の問題点に鑑み、加熱制御のだめの加熱期間と加熱停
止期間とに基づいて、蒸気負荷に係わりなく、缶水の濃
縮度合いを表わす評価値を算出し、濃縮状態評価値信号
として出力することによシ、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監視し、缶水濃縮度
がボイラー系に許容されるレベルを超えた場合に缶水を
除去し、新しい缶水を置換することにより、常時缶水の
状態を許容レベル以下に維持することのできるボイラ系
における缶水濃縮状態制御装置６を提供せスッとするも
のである。

上記目的に沿うこの発明の構成は、自動制御により缶水
をブローするブロー弁を設け、ボイラ中の蒸気圧が上限
蒸気圧から下限蒸気圧に到達するまでの基準圧力降下期
間と、該蒸気圧が上限蒸気圧から下限蒸気圧に至り、更
に、これを通過して反転上昇を開始するまでの全圧力降
下期間、即ち、加熱停止期間と、該蒸気圧が反転上昇を
開始してから上限蒸気圧に到達するまでの全圧力上昇期
間、即ち、加熱期間の各々を、基準圧力降下期間計測部
と、全圧力降下期間計測部と、全圧力」二昇期間計測部
の各々でもって計測し、これらの期間に基づいて、該蒸
気圧が下限蒸気圧から上限蒸気圧に到達するまでの基準
圧力上昇期間を基準圧力上昇期間演算部でもつや算出し
、評価値演算部でもって基準圧力降下期間と基準圧力上
昇期間とを用いて に、＝ （１／１１）＋（ｔ／１２） 但し　ｔｉ＝基準圧力上昇期間 り濃縮状態評価信号を出力し、濃縮状暢判定部でもって
上記濃縮状態評価値信号Ｓθをボイラー系に評容される
参照評価値と比較して濃縮状態を判定し、作動手段でも
って上記判定部からの濃縮状態信号に応答して上記ブロ
ー弁を作動するようにしたことを特徴とする。

第１図以Ｆに基づいてこの発明の実施例の構成及び動作
を説明すれば以Ｆの通りである。

第１図はこの発明の実施例における蒸気圧検出部と加熱
制御部の構成を示すブロック図である。

同図において、ボイラＡは側壁ａで囲まれ、その内周に
活って多数の水管すが立設され、該水管１７の上部は環
状に連結されて上部管寄せＣを形成する。

ボイラＡの上壁ｄには、モータｅに駆動されるブロアｆ
と、燃料パルプｇを介して図示しない燃料タンクに連通
ずる燃料管１１に接続された燃料噴出棒菫と、電極ｊと
、ＣｄＳ等から成る火炎センサにとが隣接配置され、こ
れらをプロア「に連通する風道ｌでもって囲んで燃焼室
ｍに開口するノクーナＢが形成される。

上部管寄せＣからは、連通管ｎが延びて、圧力センサ１
ａに接続される。

さらに、−Ｌ部管寄せＣからは蒸気管Ｏが延びて気水分
離器Ｕに接続される。気水分離器内の蒸気は蒸気管Ｔを
通して図示しない蒸気負荷に送られる。気水分離器内の
水は戻し管Ｗを通して水管の下部管寄せｂに戻される。

管ＷＯＦ方部には、後述するように水管内の缶水が所定
の濃度に達した場合に作動して缶水を外部ヘブローする
電磁プロー弁ｙが取り伺けられる。

下部管寄せ１〕には給水管Ｘを通して給水ポンプ２によ
り適宜水が供給される。即ち、給水ポンプ２は図示しな
い上限、下限水位センサーを含む公知の給水制御装置に
より制御され、水管内の缶水がＦ限水位レベルまで下降
すると、下限水位センサーが動作して給水が開始し、缶
水が上限水位レベルに達すると上限水位センサーが動作
して給水が完了するごとく断続的に給水制御される。

蒸気圧検出部１は圧力センサ１ａと、これに後続する第
一、第二のコンパレータ１ｂ、ＩＣと、参照電圧源１ｄ
、１ｅとから成る。加熱制御部２は、そのセット端子が
第一のコンノ（レータｌｂに接続され、そのリセット端
子がインバータ２ａを介して第二のコンパレータＩＣに
接続された第一のフリップフロップ２１）と、該ソリツ
ブフロップ２１）の正相出力端子にドライバ２Ｃを介し
て接続された第一のリレー２ｄと、第一のコンパレータ
１１）に接続された単安定マルチバイブレータ２ｅと、
そのセット端子が該マルチバイブレータ２ｅの出力端子
に接続され、そのリセット端子がインバータ２ａの出力
端子に接続された第二のフリップフロップ２ｒと、該フ
リップフロップ２ｆの正相出力端子にドライバ２ｇを介
して１妾続された第二のリレー２１１と、その非反転入
力端子が抵抗器２１を通じて電源２Ｊに接続され、その
反転入力端子がポテンショメータ２ｋを介して図示しな
い電源に接続されたコンパレータ２１とから成り、匿抗
器２１とコンパレータ２■の非反転入力端子の接続点は
信号線ｐを：ｍじて火炎センサ゛ｋに接続される。

更に、モータｅ、電極棒ｊ、燃料パルプｇから延びる給
電線ｑ、ｓ、ｔはそれぞれ第一のリレー２ｄのメーク接
点ｒ１ｒ１′、第二のリレー２１１のメーク接点ｒ２を
通じて図示しない電源に接続される。

尚、２　ｍ、２ｎ、２０はそれぞれ制御信号出力端子で
ある。

第２図は連通管ｎ内の蒸気圧、即ち、圧力センサ１ａが
出力する蒸気圧信号の経時変化（Ａ　）と、火炎センサ
にのオンオフ状態（Ｂ）と、第一のフリップフロップ２
ｂの１１」　「０」状態（Ｃ）と、第二のフリップフロ
ップ２ｆのｒｌＪ　　ｒＯＪ状態（Ｊ））とを対比して
示す波形図である。

上記の構成において、連通管ｎ内の蒸気圧、即ち、上部
管寄せＣ内の蒸気圧が上限蒸気圧に到達し、圧カセンザ
１ａが出力する蒸気圧信号８１が第２図（Ａ　）　ａに
示すように、上限蒸気圧に対応する上限設定値１１に到
達すると、第二のコンパレータＩＣに供給される蒸気圧
信号Ｓ１が参照電圧源１ｅから供給される上限設定値Ｈ
に対応する参照電圧に到達するので、該コンパレータ１
ｃの出力は「１」に反転して上限蒸気圧信号Ｓ２を供給
し、かかる「０」から「１」への反転・１ｇ号を受けて
インバータ２ａは「１」から「Ｏ」への反転信号を第一
のフリッフロップ２１）のリセット端子に供給し、第２
図（ｃ）ｂに示すように、これをリセットする。

而して、該フリップフロップ２１〕のＩＥ相出力はｒＯ
Ｊとなり、インバータ２ｃを介して第一のリレー２ｄは
非励磁状態に移行するので、ｊ妾点ｒ１ｒ　１’が開成
し、給電線ｑ、ｓを通じての電源供給が断たれ、ブロア
ｆは送風を停止し、電極棒」は火花放電を停止する。こ
のとき、インバータ２ａからの反転信号は第二のノリツ
ブフロップ２ｆのリセット端子にも供給され、第２図（
１））ｃＫ示すように、これをリセットする。

而して、該フリツ７°フロップ２ｆの正相出力は「０」
とな９、インバータ２ｇを介して第二のリレー２ｈも非
励磁状態に移行するので、接点Ｉ“２が開成し、給電線
ｔを通じての電源供給が断たれ燃料ポンプｇが停止する
。

かかる状態では、プロアｆによる送風も、火花放電によ
る着火も行われず、燃料供給も断たれ、バーナＢが消火
状態となるので火炎センサにとしてのＣｄＳ素子には、
火炎からの光線の照射がなく、第２図（Ｂ）ｄに示すよ
うに、該素子はオフ状態となる。

バーナＢが消火状態となった後、時間が経過すると、蒸
気圧は熱的な過渡現象によシ僅かに上昇してからボイラ
の温度低下に伴って減少するので、蒸気圧信号Ｓ１は第
２図（ｋ　）　ｅに示すように、−，５増大してから、
同図（Ａ　）　ｆに示すように、直線的に減少する。

そして、第２図（Ａ　）　ｇに示すように、蒸気圧信号
Ｓ１が下限設定値りまで減少すると、今度は、第一のコ
ンパレータ１ｂに供給される蒸気圧信号Ｓ１が参照電圧
源１ｄから供給される下限設定値りに対応する参照電圧
に到達するので、該コンパレータ１ｂの出力は「ｏ」に
反転して下限蒸気圧信号Ｓ３を供給し、第２図（Ｃ）　
ｈに示すように、第一のフリップフロップ２　ｂがセッ
トされ、第一のリレー２ｄが励磁状態に移ｆ１シ、ブロ
ア「を始動させて、風道１内を空気パージする。

かかる動作において、第一のフリップフロップ２ｂが「
０」になっている期間ｔ２は第２図（Ａ）”％　ｅｓ　
　Ｆ　ｇに示すように、蒸気圧が上限蒸気圧を越えて上
昇した後に降下して下限蒸気圧に至るまでに要する時間
を表わすものであるが、同図（Ａ　）　ｅに示す圧力上
昇分は一般に借上であるので、該期間ｔ２は蒸気圧が予
め設定されたボイラ系固有の上下限蒸気圧の間を降Ｆす
るのに要する基準圧力降下期間ｔ２に実質的に等しい。

プロアｆが始動する際における第一のコンパレータ１ｂ
からの反転信号、即ち、Ｆ限蒸気圧信号Ｓ３は単安定マ
ルチバイブレータ２ｅにも供給されて、これをトリガし
、準安定状軸に移行さぜ、該マルチバイブレーク２ｅが
安定状態に復帰する時点で、第２図（Ｄ）１に示すよう
に、第二のノリツブフロップ２ｆがセットされる。

すると、第二のリレー２１１が励磁状態となり、接点ｒ
２が閉成して、燃料パルプｇに給電＋ｉ’Ｓ　Ｌを通じ
て電源が供給されるので、該パルプｇが開いて、燃料噴
出棒１から燃料が噴出し、バーナＩ３が燃焼状態に移行
する。

上記動作において、ブロアｆが始動してから燃料パルプ
ｇが開くまで期間ｔ、は風道１内部に空気をパージして
、バーナ１３を確実に着火させるために必要なプリバー
ジ期間である。

しかるところ、かかるプリパージ期間ｔ、中にも、第２
図（Ａ　）　ｊに示すように、蒸気圧信号８１は減少し
、バーナ１３が燃焼状態に移行するまでには、第２図（
Ａ　）　ｋに示すように、最小値Ｌ　Ｌ、まで減少し、
しかる後、バーナＢが燃焼を開始すると、ボイラの温度
上昇に伴って、＄２図（）〜）１に示すように直線的に
増大する。

このとさ、バーナＩ３の火炎からの光線照射を受けて、
第２図（１３）　ｍに示すように、火炎センサにはオン
状態となる。

上記動作において、火炎センサｋがオフ状態になってい
る期間はバーナＢが消火状態である期間、即ち、加熱停
止期間に相当し、第２図（１〜）ａ。

ｅ、「、ｇ、ｋに示すように、蒸気圧がに限蒸気圧から
ド限蒸気圧′まで降Ｆし、更ｖ（１、反転上昇するまで
の全圧力降下期間【“２を表イつすイ）のである。

バーナＩ３の燃焼状態が継続すると、蒸気圧は上昇し続
け、蒸気圧信号Ｓ１はやがて、第２図（ｌ＼）１１に示
すように、上限設定値１１に到達し、第２図１〕、ｃ、
ｄを参照した前記説明と同Ｉ子に作動し、第２図１）／
、　ｃ’ｌ、　ｄ／に示すように、第一、第二のノリツ
ブ７０ツブ２＋）、２Ｆがリセットされ、火炎センサｋ
がオフ状態に復帰する。

そして、火炎センサｋがオン状態になっている期間はバ
ーナＢが燃焼状態である１０１間、即ち、加熱期間に相
当し、第２図（）〜）ｋ、１、＋１に示すように、蒸気
圧が反転−上昇を開始してから１−限蒸気圧に達するま
での全圧力上昇期間ｔ□〃を表わすものである。

尚、第２図（Ａ　）　ｋ、１、ｎに示すように、蒸気圧
が下限蒸気圧から上限蒸気圧に達するまでの期間は基準
圧力上昇期間ｔ１である。

一般に、基準圧力降下期間ｔ２、基準圧力上昇期間【１
のように、蒸気圧が予めボイラ系固有に設定された上下
限蒸気圧間を変化する際には、該期間［２、ｔｌの各々
の始点、終点におけるボイラ系の内部エネルギーの差は
一定であり、蒸気負荷の影響を受けることはない。しか
るに、蒸気負荷が変動すると、第２図（Ａ）「に示す蒸
気圧の降下勾配が変化し、プリパージ期間ｔ、中の蒸気
圧変化分も増減するので、全圧力降下期間（２／ｌ、全
圧力上昇期間１１′の各々の始点、終点におけるボイラ
系の内部エネルギーの差は、蒸気負荷に従って増減する
ものである。そして、基準圧力降下期間ｔ２、全圧力降
下期間ｔ“２、全圧力上昇期間ｔ“１に基づいて基準圧
力、上昇期間ｔ１を算出し、しかる後、共に蒸気負荷の
影響を受けることのない基準圧力降下期間ｔ１と基準圧
力上昇期間ｔ２を用いて缶水濃縮状態の評価値を算出す
るだめの実施例の構成を示すブロック図が第６図である
。

同図において、基準圧力降下期間計測部６、全圧力降下
期間計測部４、全圧力上昇期間計測部５の各々はクロッ
クパルス発振器と、ゲートと、カウンタとを含むタイム
インターバル計数回路から成り、該計測部３．４．５の
入力端子は、それぞれ、加熱制御部゛２の制御信号出力
端子２ｎ、２０．２　Ｉｎに接続される。

該計測部３．４．５の各出力ｙｉＡｉ＋は基準圧力上昇
期間演算部６の入力端子に接続され、該計測部３．４．
５及び該演算部６と制御部７の間には、制御信号線７ａ
７ｂ７ｃが結線され、更に、該制御部７と加熱制御部２
の制御信号出力端子２ｎとの間には、制御信号線７ｄが
結線される。

基準圧力上昇期間演算部６と基準圧力降下期間計測部３
には、評価値演算部８が後続し、該演算部６、該計測部
３の出力端子はそれぞれ評価値演算部８０入力端子に接
続され、該演算部６からは、評価値演算部８に対して制
御信号線６ａが延びる。

評価値演算部８には、ディジタルアナログ変換部９が後
続し、該演算部８からは、該変換部９に対して制御信号
線８ａが延びる。

ディジタルアナログ変換部９には、濃縮状態判定部１０
が後続し、該判定部１０は、その非反転入力端子がディ
ジタルアナログ変換部９の出力端子に接続され、その反
転°入力端子がボイラ系に許容される参照Ｊ゛ｒｒ価値
めるポテンショメータ１０ａを介して電源に接続された
コンパレータ１０ｂから成る。そしてｄ亥コンパレータ
ｔｏｂの出力端子は警報表示部１１及び濃縮信号リレ一
部１２に接続される。濃縮信号リレ一部１２は濃縮状態
判定部のコンパレータｉｏｂの出力に応答するドライバ
１２ａ及びこのドライバにより励磁される濃縮状態検出
リレー１２ｂから成る。後述するように濃縮状態検出リ
レー１２ｂはその動作時において第１図に示す電磁ブロ
ー弁ｙを作動して水管内の缶水をブローせしめる。

上記構成において、先ず、バーナＢが消火状態に移行す
る際には、第一のフリップフロップ２１）が「０」とな
るので、その補相出力が１１」となシ、第２図（Ｃ）に
示す波形の反転波形を持つ制御信号Ｃ１が制御端子ｚｎ
、制御信号線７ｄを介して制御部７に供給され、これを
初期状態にリセットする。このとき、同じ制御信号Ｃ１
が基準圧力降下期間計測部３にも供給されるので、該計
測部３は該制御信号Ｃ１がｒｌＪである期間、即ち、基
準圧力降下期間ｔ２にわたって、内蔵するゲートを開き
、クロックパルスをカウンタでもって計数し、該期間ｔ
２をディジノル符号で表わして成る基準圧力降下期間信
号Ｓ４を出力する。

更に、このとき、第２図（１３）に示す火炎センサにの
オンオフ状態はコンパレータ２１の非反転入力端子の電
位に変換され、これをポテンショメータ２ｋから反転入
力端子に供給されろ参照電圧と比較することにより、該
コンパレータ２１は火炎センサにのオンオフ状態に対応
してそれぞれｒＯＪ　　ｒｌＪに反転する制御信号Ｃ２
を制御信号出力端子２ｍを介して全圧力降下期間計測部
４に供給するので、該計測部４は該制御信号Ｃ２が「１
」である明間、即ち、全圧力降Ｆ期間［“２にわたって
前記同様に計数動作を実行し、該期間１“２をディジタ
ル符号で表わして成る全圧）月′４Ｆ期間信号Ｓ５を出
力する。

続いて、バーナＢが燃焼状態に移行する際には、第二の
フリップフロップ２ｆが「１」となるので、その正相出
力も「１」となり、第２図（Ｄ）に示す波形を持つ制御
信号Ｃ３が制御１ｇ号出力端子２゜を介して全圧力上昇
期間計測部５に供給され歪。

これを受けて該計測部５は、該制御信号Ｃ３が「１」で
ある期間、即・・、全圧力上昇期間ｔ“１にわたって前
記同様に計数動作を実行し、該期間ｔ”１をディジタル
符号で表わして成る全圧力上昇期間信号８ｅｉ出力する
とともに、該期間ｔ“１の終了時点にて制御信号線７ｃ
を通じて計数完了信号Ｃ４を制御部７に対して供給する
。

制御部７は旧教完了信号Ｃ４を受けると、制御信号線７
ａを通じて入力指令信号Ｃ５を基準圧力上昇期間演算部
６と評価値演算部７に送る。

これを受けて該演算部６は、すでに計数動作を完了した
各期間計測部３．４．５に記憶されている基準圧力降下
期間信号Ｓ４、全圧力降下期間信号Ｓ５、全圧力上昇期
間信号Ｓ６をロードして後述の演算処理を開始する。

更に、これを受けて評価値演算部７　（ｒＪ−１基準圧
力降下期間計測部３から基準圧力降下期間信号Ｓ４をロ
ードする。かかるロードのだめの動作時間を待って制御
部７は、制御信号線７１〕を通じて各計測部３．４．５
にリセットパルスＣ６を送り、これらを初期状態に復帰
させて次周期の計測に備える。

続いて、基準圧力降下期間演算部６はロードされた基準
圧力降下期間信号Ｓ４、全圧力降下期間信号Ｓ５、全圧
力上昇期間信号Ｓ６ｆ変数として、ｔ“１　×　１２ ｔｌ＝　　　　　　　　・・・山・・・・・・・・川・
（１）ｔ″２ 但し、ｔｌ＝基準圧力上昇期間 ｔｌ”＝全圧力上昇期間 ｔ２＝基準基準降下期間 ｔ２“−全圧力降Ｆ期間 なる演算式に従って演算処理を実行して、基準圧力上昇
期間ｔ１を算出し、該演眸処理が完了したときは、これ
をディジタル符号で表わして成る基準圧力上昇期間信号
Ｓ７を出力するとともに、制御信号線６ａを通じて演算
完了信号Ｃ７を評価値演算部８に送る。

」−記演算式（１）は第２図（／Ｘ）から明らかなよう
に、蒸気圧の上昇降下が直線的であるために成立するｔ
２：ｔ２“：ｔｌ：ｔｌ“ なる関係から導出されるものである。

評価値演算部８は演算完了信号Ｃ７を受けると、基準圧
力上昇期間信号Ｓ７をロードし、該信号Ｓ７とすでにロ
ードされている基準圧力降下期間信号Ｓ４とを変数とし
て、 なる演算式に従って演算処理を実行し、評価値Ｋを痺出
し、演算処理が終了したときは、これをディジタル符号
で表わして成る濃縮状態評価値信号Ｓ８を出力するとと
もに、制御信号線８ａを通じて演算完了信号Ｃ８をディ
ジタルアナログ変換部９に送る。

上記演算式（２）は以下の関係から導出され命ものごあ
る。

即ち、一般に、断続制御のボイラ系では、蒸気負荷（蒸
発量）Ｗと基準圧力上昇期間ｔ１、基準圧力降下期間ｔ
２との間には、 ｔｌ　　　　１２ 但し、Ｗｍａｘ−ボイラ系固有の最大蒸発計゛Ｕｈ＝上
限蒸気圧におけるボイラ系 の内部エネルギ Ｕ＋＝下限蒸気圧におけるボイラ系 の内部エネルギ ｌ５ｒｎ　＝蒸気のエンタルピの平均値Ｉｗ＝給水のエ
ンタルピ Ｑｒ＝ボイラの放熱量（熱流量） で表わされることが知られており、上記（３）式の導出
過程は、例えば、特願昭５６−１４５８９５号に開示さ
れている。

上記（３）式から基準圧力上昇期間ｔ１、基準圧力降下
期間【２を求めると、 なる関係が得られる。

しかるところ、Ｃｖは該期間ｔ１、ｔ２の各始点、終点
におけるボイラ系の内部エネルギの変化分（Ｕ’ｈ−Ｕ
ｌ）に応じて変化する量であるけれども、予めボイラ系
固有に設定された上下限蒸気圧の間を変化するに要する
基準上昇期間ｔ１、基準圧力降下期間ｔ２に関しては、
その始点、終点における内部エネルギの変化分が一定値
となるので、Ｃｖをボイラ系固有の定数として取り扱う
ことができるものである。そして、Ｗｍａｘ、Ｃｒはボ
イラ系固有の定数であるので、かくして、なる評価値を
定義して該（８）式に（６）、（力式を代入すると、 となり、蒸気負荷Ｗに無関係であることがわかる。

一般に、ボイラ系では、缶水が濃縮されると、キャリー
オーバを生じ、多量の熱が系外に持ち去られるので、加
熱期間中の蒸気圧の一上昇勾配が鈍化し、而して、基準
圧力上昇期間ｔ１が顕著に増大する反面、蒸気負荷を除
けば、専ら放熱量に支配される基準圧力降下期間ｔ２は
缶水濃縮の影響をほとんど受けないので、評価値１ぐは
缶水の濃縮度合いに応じて増大傾向を示すものである。

第６図にもどって、評価値演算部８から演算完了信号Ｃ
８の供給を受けると、ディジタルアナログ変換部９はこ
の時点で該演算部８から供給されている濃縮状態評価値
信号Ｓ８をこれに対応するアナログ信号Ｓ８に変換して
コンパレータ１０１〕の非反転入力端子に供給する。該
コンパレータｘｏｂは該信号Ｓ８と、ポテンショメータ
１０ａでもって設定され、反転入力端子に供給されてい
る参照評価値信号Ｓ９との大小関係を比較判定し、評価
値Ｋが該信号Ｓ９でもって表わされる参照評価値Ｋ　ｓ
に到達したときに「０」から「１」への反転レ一部１２
にも送られ、ドライバ１２ａを介して濃縮状態検出リレ
ー１ｚｂ（ｓｃ）を駆動する。

これに応答して第１図の電磁ブロー弁１ｙが作動されて
、水管内の缶水をブローする。

この電磁ブロー弁１ｙ（ｓｖ）を作動する例示回路を第
４図と第５図に示す。

第４図はタイマーを用いる方式で、濃縮が検出された場
合に、所定時間だけ電磁ブロー弁を作動して缶水を一部
ブローするものであり、第５図は水位センサーを用いる
方式で濃縮が検出された場合に水管内の缶水があるレベ
ルに達するまで電脳ブロー弁を作動するものである。

以下、第４図と第５図について詳述すれば次の通り。

第４図において、５ｃ−ｉは第６図の濃縮信号リレ一部
１２の濃縮検出リレー１２ｂ（ｓｃ）の接点である。こ
の濃縮検出リレー接点Ｓ　Ｃ−１と並列に自己保持用の
リレー接点ｘ　−ｉを接続し、これらの両接点と直列に
タイマー接点ｔ−１を接続し、タイマー接点ｔ−１と直
列にタイマーｔ、第１図に示す電磁弁１ｙのコルクｓｖ
及び自己保持リレーＸを並列接続した構成である。した
がって、濃縮が検出されてリレー１２ｂ（第３図）が励
磁されると、自己保持用リレーＸによりその接点ｘ−１
が閉成して、電磁ブロー弁コイルｓｖが励磁されて電磁
ブロー弁が作動し、水管の缶水のブローが開始される。

ブローの開始後、所定時間が経過するとタイマーＴの接
点Ｔ−１が開成して電磁ブロー弁コイルｓｖが釈放され
、ブローが終了する。

第５図の回路は、濃縮検出リレー接点Ｓ　Ｃ−１と自己
保持用リレー接点Ｘ−１を並列接続し、これらの両接点
と直列に水位センサーの接点ＥＬを接続、水位センサー
の接点と直列に並列構成の電磁ブロー弁の操作コイルｓ
ｖと自己保持リレーＸを接続したものである。したがっ
て、濃縮検出リレーにより、缶水の濃縮状態が検出され
てその接点５Ｃ−１が閉成すると、電磁ブロー弁の操作
コイルｓｕが励磁されて、缶水のブローが開始する。

缶水のブローに伴ないその水位が低下し、水位センサー
の検出レベルに達すると、その信号により接点ＥＬが開
いて操作コイルが釈放され、電磁ブロー弁が閉じブロー
が終了する。ここで接点ＥＬに関連する水位センサーと
しては、例えば、給水ポンプＺ（第１図）の制御に用い
られる下限水位センサーが使用できる。もちろん、所望
なら、接点ＥＬ専用の水位センサーを設けてもよい。

かかる缶水のブロー及びそれに続く給水ポンプＺ（第１
図）の水管への給水により、水管内の缶水の濃度は薄め
られる。

第６図はこのブロー給水制御により、缶水濃度がどのよ
うに制御されるかを概略的に示したものである。第６図
において、縦軸は水の濃縮度を示し、横軸はボイラーの
運転時間を示す。

線Ｋｓは第６図の濃度状態判定部１０のコンパレータ１
０ｂに設定される缶水の濃度レベルを示すものであり、
使用するボイラー系の許容範囲内にあるものである。曲
線ａにより示されるように、水管内の缶水は運転時間の
経過とともにその濃縮度が増大する。この発明によれば
、缶水の濃縮度が点すに示すように設定レベルＫ　ｓに
致達したら自動的に缶水のブローがなされ、続く給水に
より、その濃度は点Ｃで概略的に示されるように低下さ
せられる。缶水のブローがなされｌ″！いとすると、水
管内の缶水の濃度は破線ｄで示すように増加し続はボイ
ラー系に損傷を与える危険な状態となって行く。

上述した第４図と第５図に示す回路はいずれも、水管内
の缶水を全てではなく一部ブローする制御を与えるもの
である。原理的には可能であるが、缶水を全て自動ブロ
ーする方式を採用する場合には、バーナ、給水ポンプに
インターロックをがける必要があり、必然的にボイラー
運転を中断しなければならない。これに対し、上述の実
施例に係る一部ブロ一方式には、ボイラーの運転を維続
できる利点があり、長期間にわたって蒸気を必要とする
場合に好適である。

以上のように、この発明は基準圧力降下期間ｔ２と、全
圧力降下期間ｔ“２と、全圧力上昇期間ｔ“１を計測し
、これらの期間に基づいて基準圧力上昇期間ｔ１を算出
し、しかる後、基準圧力上昇期間【１と基準圧力降下期
間ｔ２とを変数として、１ぐ＝ （１／ｌ　ｔ　）＋（ｔ／ｌ　ｚ　） なる演算式に従って評価値Ｉ（を演算し、その演算結果
を濃縮状態評価値信号として出力し、この出力を検出入
力とする濃縮状態判別部において濃縮状態を判別し、そ
の検出時にブロー弁を自動作動して缶水をブローするよ
うに構成されているので、評価値にと缶水濃縮度合いと
の強い相関関係を直接的に利用することにより、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と
して計量する場合に比べれば、はるかに高精度に缶水濃
縮度を監視することができ、正確なブロ一時期において
自動的に缶水をブローすることができるという優れた効
果がある。

しかも、評価値Ｉ（は、蒸気負荷の影響を除去するよう
に構成されているので、上記効果全達成するに際して、
蒸気負荷を計測して評価値を補正するというような作業
を伴９ことがない。

更に、基準圧力降下期間ｔ２、全圧力降下期間ｔ“２、
全圧力上昇期間ｔ“１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評価値の演算処理を実行して
いるので、缶水濃縮度を実質的に連続監視できるという
優れた効果もある。

特に缶水の一部を自動的にブローする方式を採用する場
合にはボイラ系の他の要素（例えばバーナ、給水ポンプ
）との協調を特別にとる必要がなく、ボイラを長期にわ
たり連続運転できるという利点がある。

しかも、この発明の構成における加熱制御部はボイラ加
熱の断続制御には、不可欠の構成要素であり、これをそ
っくりそのまま利用できるように構成されているので、
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】

図はこの発明の実施例に関するもので１、第１図は蒸気
圧検出部と加熱制御部の構成を示すブロック図、第２図
は蒸気圧と加熱制御部２中の要部波形を対比して示す波
形図、第６図は他の部分の構成を示すブロック図、第４
図はタイマ一方式によるブロー弁の作動回路例図、第５
図は水位センサ一方式によるブロー弁の作動回路例図、
第６図は缶水の濃縮度の制御を説明するだめの図である
。 １・・・・・・蒸気圧検出部　　　２・・・・・・加熱
制御図ろ・・・・・・基準圧力降下期間計測部４・・・
・・・全圧力降下期間計測部 ５・・・・・・全圧力上昇期間計測部 ６・・・・・・基準圧力上昇期間演算部７・・・・・・
制御部　　　８・・・・・・評価値演算部９・・・・・
・ディジタルアナログ変換部１０・・・・・・濃縮状態
判定部 １１・・・・・・警報表示部 Ｙ・・−・・・・・・電磁ブロー弁 Ｚ−・・・・・・・・給水ポンプ 特許出願人　株式会社　荏原製作所− 代理人弁理士湯浅恭三 （外２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 缶水の所定の水位間において給水を制御する給水ポンプ
   を含む給水制御手段と、ボイラの蒸気圧に対応する蒸気
   圧信号Ｓ１を出力する圧力センサ１ａと、蒸気圧信号Ｓ
   １が下限蒸気圧に対応する下限設定値であることを検出
   して下限蒸気圧信号Ｓ３を出力する第一のコンパレータ
   １ｂと、蒸気圧信号Ｓ１が上限蒸気圧に対応する上限設
   定値であることを検出して上限蒸気圧信号Ｓ２を出力す
   る第二のコンパレータ１ｃとから成る蒸気圧検出手段１
   と、下限蒸気圧信号Ｓ３に応答して、ボイラを加熱する
   だめの加熱装置を始動させ、上限蒸気圧信号Ｓ２に応答
   して加熱装置を停止させる断続制御の加熱制御手段２と
   を備えたボイラ系において、自動制御により缶水をブロ
   ーするブロー弁と、降下中の蒸気圧に対応する蒸気圧信
   号Ｓｌが上限設定値に到達してから下限設定値に到達す
   るまでの基準圧力降下期間ｔ２を計測し、その計測結果
   を基準圧力降下期間信号Ｓ４として出力する基準圧力降
   下期間計測手段３と、降下中の蒸気圧に対応する蒸気圧
   信号Ｓ１が上限設定値に到達してから再び上昇を開始す
   るまでの全圧力降下期間ｔ２を計測し、その計測結果を
   全圧力降下期間信号Ｓ５として出力する全圧力降下期間
   計測手段４と、上昇中の蒸気圧に対応する蒸気圧信号Ｓ
   １が上昇を開始してから上限設定値に到達するまでの全
   圧力上昇期間ｔ１“を計測し、その計測結果を全圧力上
   昇期間信号Ｓ６として出力する全圧力上昇期間計測手段
   ５と、基準圧力ＩＩ小上下期間信号４と、全圧力降下期
   間信号Ｓ５と、全圧力上昇期間信号Ｓ６とに基づいて、
   上昇中の蒸気圧信号Ｓ１が下限設定値に到達してから上
   限設定値に到達するまでの基準圧力上昇期間ｔ１を演算
   し、その演算結果を基準圧力上昇期間信号Ｓ７として出
   力する基準圧力上昇期間演算手段６と、基準圧力降下期
   間信号Ｓ４と基準圧力上昇期間信号Ｓ７とを用いて ｌぐ二 （１／ｌｔ）＋（、ｉ／ｌｚ） 但し　ｔ１＝基準基準上昇期間 り濃縮状態評価値信号Ｓ８を出力する評価値演算手段８
   と、上記濃縮状態評価信号Ｓ９をボイラー系に評定され
   る参照評価値と比較して濃縮状態を判定する濃縮状態判
   定手段１０と、上記判定手段からの濃縮状態信号Ｓ１０
   に応答して上記ブロー弁を作動する作動手段とを設ける
   ことにより、缶水を評容される濃縮レベル以下に維持す
   るようにしたことを特徴とするボイラ系における缶水濃
   縮状態制御装置。