JPS59153158A

JPS59153158A - ボイラにおける濃度検出部異常検出方法及び装置

Info

Publication number: JPS59153158A
Application number: JP2838183A
Authority: JP
Inventors: Tadao Fujita; 藤田　忠男
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1984-09-01
Also published as: JPH0254897B2

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】この発明はボイラにおける缶水の濃度検出装置の診断方
法及び装置に関する。

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、缶水中に含まれるカルシウム、マグネシウム
、シリカ等の不純物濃度が増大し、これが水管内に析出
付着してスケールに成長するものである。

そして、スケールが熱の不良導体であるために、スケー
ルの付着はボイラ系の熱交換の効率を低下させるばかり
か、水管を高温度に至らしめ、ついには、焼損をも招く
ことが知られている。

また、同様に、清缶剤等の不純物濃度も増大し、これが
缶水中に気泡層を誘発し、而して、該気泡層の気泡が水
となって、蒸気中に混入してキャリーオーバを生じ、ボ
イラ系に接続されたバルブ等の関連機器に損傷を招くこ
とも知られている。かかるスケールの成長やキャリーオ
ーバを防ぐためには、缶水の濃度化がある程度、進行し
たときに、缶水を全ブロー（缶水を完全に排泄すること
をいう）して給水し新しい缶水と置換することが行われ
ている。

電極を用いた濃度検出装置は実用されているが、この濃
度検出は電極とアース間の缶水の抵抗値で濃度を検出し
ている。ところがこの電極間又は電極とアース間の絶縁
劣化や断線で、誤信号を出すことがあった。電極間又は
電極とアース間の絶縁劣化が生じると缶水の完全な排泄
が行われて新鮮な缶水となっていても濃度検出装置の電
極間又は電極とアース間に濃縮化された状態を検知する
ための設定電流以上の電流が流れ濃度検出装置は缶水が
濃縮化されるという信号を出し、この信号を受けて完全
ブローを行うと他に何等かの防止手段を講じない限り不
必要な完全ブローが行われるおそれがある。これと逆に
濃度検出装置の電極又はアースに到る回路に断線がある
と缶水が濃縮されても缶水濃度は新鮮な缶水と同じ信号
が送られ濃度検出装置は缶水濃度が低いことを知らせる
ため部分的なブローも行われない。

本発明は缶水濃度検出装置を備えたボイラにおける濃度
検出装置が正しく動作しているかどうかを判断する診断
方法と装置を提供することを目的とする。

本発明は缶水の濃縮度に応じて缶水の電導度に比例して
電流の増加する閉回路を備え該電流値を計測して電流値
に応じた濃度信号を出力する濃度検出装置ｌこ、おいて
、濃度信号を少くとも二個の濃度信号°レベル比較手段
に導いて該比較手段の出力信号の真理値より濃度検出装
置の状態が正常か異常かを判断する方法であり、次にの
べる装置によりこれを実行する。

本発明は缶体内に濃度検出用電極と接地電極を間隔をお
いて設け、該両電極間に通電する電源を含む閉回路中に
電流電圧変換器を設けて濃度に比例する電流値を電圧値
に変換する缶水濃度検出部を備え、該電圧を少くとも二
つのコンパレータにて設定電圧と比較して判断を行うも
のであってボイラを全ブロー後の給水程度の缶水濃度で
動作する設定、全ブロー後のボイラ給水程度の缶水濃度
では動作しないが缶水の濃縮が許容値以内の定められた
濃度で動作する設定、ボイラ缶水の濃度がある許容値を
越えたら動作する設定のように設定電圧値で動作するコ
ンパレータを並列し、各コンパレータの出力信号の真理
値を判断して濃度検出装置の診断を行う判断回路を備え
、全ブローが行われたことを検出する手段及び全プロー
後缶水水位が濃度検出を行うべき一定水位になったこと
を検出する手段を備えてこの検出手段により前述の判断
回路を動作させる如くしたものである。

この濃度検出を行うべき一定水位となったことを検出す
る手段は特に設備されるものではな〈実施例に示すよう
に全ブロー検出装置が備える計測水位プローブもしくは
缶水の下限水位以下に缶水水位が低下した場合に缶水の
加熱を行わせないようにしたいわゆるインターロックの
ための水位センサであってもよいものである。

以下、本発明の実施例についてのべる。

第１図はボイラ缶水の濃度検出部異常検出方法を示す説
明図である。ボイラ缶体に連通して缶水が導かれている
容器／Ｘ内部の缶水はボイラ缶体と同一挙動を示すもの
とする。容器／Ｘとは絶縁して濃度検出用電極７ａが缶
水に接するようにして容器／Ｘに固定され、−力水中電
極、２（１は缶水中に設けられ、濃度検出用電極７ａ、
水中電極２ｄ間には交流電源２ｅ、流れる電流値を電圧
値に変換する電流電圧変換器７ｂを直列に配し電流電圧
変換器７ｂの出力電圧を出力とした濃度検出部とする。

一方濃度検出装置の診断を一定水位で動作させるための
濃度検出部異常検出用の水位計測電極７ｘを設け、該電
極７Ｘが着水すると缶水を介して水中電極２ｄと導通し
て閉回路となるようにし、該閉回路中に電源コθ、電流
検出器２ｘを備える。電流検出器コＸの出力電圧は信号
Ｓ２を出力するようにしておく。

電流電圧変換器７ｂの出力端をコンパレータ７Ａ、　７
Ｂ、　７０の正入力端子に並列にして結合する。コンパ
レータ７Ａの動作電圧はボイラーの給水程度の缶水の電
導度によって電流電圧変換器りｂが出力する電圧によっ
ても動作するように設定し、コンパレータ７Ｂはボイラ
ー給水程度の缶水の電導度では動作しないがボイラー缶
水が濃縮されて濃度が犬となる許容値以下の濃度で動作
する設定とし、コンパレータ７Ｃはボイラー缶水の濃度
が大きくなり定められた許容値を越えたら動作する設定
とする。

缶水が減縮され缶水濃度が大きくなると缶水の電導度は
下るので濃度検出用電極７ａと水中電極２ｄ間の抵抗は
下り、電流電圧変換器７ｂ中を流れる電流は増加しその
出力電圧も増加する。又濃度検出用電極？ａ、水中電極
２ｄ、電源２ｅ、電流電圧変換器７ｂからなる濃度検出
部が断線すると缶水濃度が上っても缶水が濃縮された信
号は出てこない。

さて全ブローが行われた後に缶水水位が上昇し濃度検出
部異常検出水位計測電極？Ｘが着水すると電流検出器２
ｘは電流を検知して信号Ｓ２を出す。この信号を例えば
表示器で知る。この状態において電流電圧変換器？ｂは
濃度検出用電極７ａ、水中電極２ｄ間の抵抗が最も大き
いので低い電圧を出力してコンパレータ７Ａを動作させ
出力は／である。そしてコンパレータ７Ｅ、７０は出力
０である。処が絶縁部のよごれなどにより濃度検出用電
極７ａの絶縁抵抗が下るとあたかも缶水の濃度が上昇し
たときと同じく濃度検出部には全プロー後給水時にもか
＼わらず大なる電流が流れるので電流電圧変換器７ｂは
大きい電圧を出力する。この電圧によりコンパレータク
Ｂもしくはコンパレータ７Ｂ及び７Ｃを動作させる。

全ブローし且つ信号Ｓ２が入ったときにはコンパレータ
７Ａの出力が７１　コンパレータクＢ。

７Ｃの出力がＯであるべきであるが、濃度検出部に断線
があると電流電圧変換器７ｂには電流は流れず出力電圧
も０であるからコンパレータ７Ａは出力Ｏである。かく
して濃度検出部の断線が判断できる。

以上の動作をまとめるとの如くである。従ってコンパレータクＡ、７Ｂ、’７０
の出力を夫々表示するようにすると濃度検出部の異常が
判明する。これらの判断は論理回路によって結果のみを
出力するようにしてもよい。

尚上記真理値以外の場合はコンパレータ７Ａ。

’７Ｂ　、　７０の異常と判断できる。

上記実施例はコンパレータを３個用いたが、複数個であ
ればよい。即ちコンパレータ７Ａは必ず備えるが最低限
としてはコンパレータ７Ｂ又は７Ｃを加えた二個でもよ
い。更に又コンパレータを３個以上として濃度検出部の
絶縁不良の程度をより細かく診断するためにコンパレ−
タフＡから７０までの間の動作電圧において順次番こ動
作電圧の異なるコンパレータを配するようにしてもよい
。

このように濃度検出部を備えたボイラにおいて濃度検出
部の出力信号を全ブロー後の一定水位の缶水位置におい
てコンパレータによって比較することにより濃度検出部
の異常を検出できる。

さて、後続するこの発明の装置の実施例の説明に先がけ
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２図（Ａ）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ｌはその断面が示されている。第
２図ω）は第２図（Ａ）におけるＡ　−Ａ断面図である
。

図において、ボイラｌの内部には、壁／ａの内周面に泊
って多数の水管／ｂが立設され、水管／ｂは中空筒状体
から成り、その下端部は環状の下部管寄せ１０’（氷室
）に、そして、その上端部は同じく環状の上部管寄せ／
ｄ（蒸気室）にそれぞれ連通し、下部管寄せ／Ｃ及び水
管／ｂの下部には、缶水が収納される。

水管／ｂで囲まれたボイラ／の中心部には、燃焼室／θ
が形成され、その上部には、電動機／ｆで駆動されるブ
ロア／ｇに連通ずる風道／ｈが設けられ、風道ｌｈ内に
は、ノズル棒１１と電極棒ｌｊが垂設される。

燃焼室／θの下端部は、多数の水管／ｂの中空部を経て
煙道／ｋに連通ずる。上部管寄せ／ｄからは、連通管１
１が壁ｌａ外に延びて下部管寄せ／Ｃ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／ｍと水位検出部コが介装される。水位検
出部コには、給水制御部３が接続され、その出力端子は
給水ポンプダを駆動する電動機ｐａに接続される。給水
ポンプグ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／Ｃに連通ずる。

更に、連通管／１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基に接続される。燃焼制御
部６からは、制御信号線Ａａ％４０が延びて電動機／ｆ
１電極棒／ｊ、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に連通する。

そして、下部管寄せ／Ｃからはブロー管／ｎが延びて、
ブローコック／ｐを介して図示しない排水路に連通し、
上部管寄せ／ｄがらは蒸気管／ｑが延びて図示しない所
望の蒸気負荷に連通ずる。

上記ボイラ系の構成では、蒸気を発生させるに際しては
、電動機／ｆでもってブロア／ｇを駆動して風道ｌｈ内
に空気を圧送しつつ電極棒／ｊに高電圧を印加してノズ
ル棒１１の先端から噴射される燃料を着火させ、これを
燃焼室／θ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／ｅ下端部から水管／ｂの中
空部に進入し、これを通過して煙道／ｋに至り排気され
る。この間に熱交換が行ゎれて水管／ｂ中の缶水が加熱
されて蒸気となり、これが上部管寄せ／ｄにて収集、蓄
積され、蒸気管／ｑ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ｌｄ内の蒸気
圧を連通管／１を通じて抽出して圧力検出部Ｓに供給し
、圧力検出部Ｓは上部管寄せｌｄ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基に送る
。

燃焼制御部基は、蒸気の消費が続行して上部管寄せ／（
ｌ内の蒸気圧が降下し、圧力検出部Ｓから下限蒸気圧信
号を受けたときには、制御信号線６ａを通じて電動機／
ｆを始動させて、ブロア／ｇでもって風道／ｈを空気パ
ージしてから制御信号線Ａｂを通じて電極棒／ｊ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／１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Ｓから上限蒸気圧信号を
受けたときには、制御４８号線Ａｃ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６
ａを通じて電動機／ｆを停止させてブロア／ｇ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／ｄ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／ｆ、燃料ポンプ６ｄの
始動・停止制御、及び電・極棒／ｊへの高電圧の印加を
同時的に行ってもよい。

更に、給水制御に関しては、連通管ｌＪ内の気水境界面
、すなわち、水管／１）中の缶水水位の変化を水位検出
部コに伝達し、水位検出部λ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、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、水位検出部コから下限水位信号を受けたときに
は、電動機ｐａを始動させて給水ポンプグでもって下部
管寄せＩＣを通じて水管／ｂ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λから上限水
位信号を受けたときには、電動機９ａを停止させて水管
／ｂへの給水を断つ。

而して、給水の断続制御でもって、水管／ｋｌ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
水位値に保つ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フック／ｐを開く
ここにより、排水管／ｎを通じて下部管寄せＩＣ及び水
管／ｂ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。

なお、ブロア／ｇ、風道／ｈ、ノズル捧／１、電極棒／
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／ｂ中の缶水を加熱して蒸気を発生させ得
れば足りるので、一般的には、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３図〜第Ｓ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３図は、この発明の一実施例の構成を示すブロック図
であり、図中、水位検出部コの缶水水位ＷＬは、連通管
ｌｉにおける水位を、それに対応する水管中の缶水水位
に置き換えて表わしたものであり、簡便のために、水管
としては、仮想上の単純な形状の水管ｌｂｌが示されて
いる。

また、水管／ｂ’の下部に形成された拡張部ＩＣ′は、
下部管寄せ１０を仮想上の単純な形状で等測的に表わし
たものである。

水位検出部コは給水の断続制御における缶水の下限設定
位置りにその先端が位置するように配設された下限水位
プローブ２ａと、全ブローを検知するため及び濃度検出
部異常検出用の計測電極として下限設定位置りの下方の
計測設定位置Ｂにその先端が位置するように配設された
計測水位プローブ２ｂと、缶水の上限位置Ｈにその先端
が位置するように配設された上限水位プローブ２Ｃと、
缶水中ｌこ埋没した水中電極２ｄと、水中電極、２ｄに
その一端が接続された交流電源２ｅと、交流電源スｅの
他端と、下限水位プローブλａ１計測水位プローブ２ｂ
、上限水位プローブ２Ｃのそれぞれとの間に挿入された
電流検出器コｆ、コｇ、、２ｈとから成る。

給水制御部３は、電流検出器、ｔｆの出力端子がそのセ
ット端子に接続され、電流検出器２ｈ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、？ｂと、フリップフロップ３ｂ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３０とから成り
、リレー３ｅの接点、７　ｅ　Ｉは給水ポンプグを駆動
する電動機ｐａの電源供給線ｇｂに挿入される。

空缶状態検出部ざは、その人力端子が給水指命スイッチ
ｇａに接続された単安定マルチバイブレータｒｂと、単
安定マルチバイブレータｇｂの正相出力端子にその人力
端子が接続された単安定マルチバイブレータｇｃと、一
つの入力端子が電流検出器２ｇの出方端子に接続され、
もう一つの入力端子が単安定マルチバイブレータｇｂの
正相出力端子に接続されたナントゲートｇｄと、その人
力端子が単安定マルチバイブレータｇｃの正相出力端子
に接続された単安定マルチバイブレータざθと、そのセ
ット端子がナントゲートｇｄの出方端子に接続され、そ
のリセット端子が単安定マルチバイブレータｇθの補相
出力端子に接続されたフリップフロップＩｆと、一つの
人力端子がフリップフロップｇｆの補相出力端子に接続
され、もう一つの入力端子が単安定マルチバイブレータ
ｇｃの正相出力端子に接続されたナントゲートＩｒｇと
から成り、給水指命スイッチｇａに連動する給水指命ス
イッチｇ　ａ　ｌが給水ポンプグを駆動するための電動
機ｐａの電源供給線ｐｂに挿入される。

表示部ｌｌは、その入力端子がナントゲートｇｇの出力
端子に接続されたカウンタ／／ＦＬと、カウンタ／／Ｉ
ＦＬに順次に後続するドライバ／／ｂ１表示管／／Ｃと
から成る。

下部管寄せｔ　ｃ　Ｉには濃度検出用電極７ａが水位検
出用の電極例えば計測水位プローブ、２ｂの影響のない
比較的下方に絶縁して固定せられており、濃度検出用電
極７ａ１電流値を電圧値に変換を行う電流電圧変換器７
ｂ、交流電源２ｅ、水中電極２ｄと缶水にて閉回路が作
られており缶水の電導度によりこの閉回路を流れる電流
が変化するようになっており、電流電圧変換器７ｂが該
電流値を電圧値に変換する缶水濃度検出部が構成されて
いる。電流電圧変換器りｂの電圧を出力する出力端子は
コンパレータ７Ａ。

ｔＢ、’１０の正入力端子に結合され、コンパレータ７
Ａ、７Ｂ、７０の負入力端子は一方がアースされた可変
抵抗を介して定電圧を加えられている。

コンパレータ７Ａ、７Ｂ、７０の出力端子は判断回路７
ｄの入力端子に結合されている。電流検出器２ｇの出力
端子はナンド回路ｇ（ｉの一つの入力端子と並列して判
断回路７ｄの入力端子に結合されている。空缶状態検出
部ｇの出力信号を得るようにナンド回路ｇｇ、の出力端
子はカウンタ／／ｌＬの入力端子と並列に判断回路７ｄ
の入力端子に結合されている。

判断回路７ｄはナンド回路ｆｆｇよりの出力信号Ｓ、を
受けそれに続いて電流検出器、２ｇからの信号Ｓ２を受
けるとｌｌｉｂ作してコンパレータ？Ａ。

？Ｅ、ＴＯの出力信号の真理値を比較して缶水の濃度検
出部の正常かどうかの判断を行うものであり、缶水の濃
度検出部が正常な場合には缶水の濃縮に対応する信号を
受けて全ブロー或は一部ブローを行う信号８１１　ｔ　
８１□を出力するものであって、判断回路？（Ｌの該缶
水の濃度検出部の異常信号出力端子は濃度検出部異常警
報器９１Ｂに結線され、判断回路？ｄの全ブロー信号出
力端子はドライバー７ｇの入力端子に結ばれ、ドライバ
ー７ｇの出力端子はリレーＲＬ２に配線される。リレー
ＲＬ２の接点ＲＬ、２’−／　　はブローコック／ｐの
開閉回路に設けである。又判断回路７ｄの部分ブロー信
号出力端子はドライバー７１の入力端子に結合され、ド
ライバー７１の出力端子はタイマーリレーＴに配線され
、タイマーリレーＴの接点Ｔ−／はブローコック／ｐの
開閉回路に接点ＲＬ　２Ｌ−７と並列して配されている
。

第９図は缶水水位の変化（Ａ）と、電流検出器２ｈ、、
２ｆの出力信号（Ｂ）　（０）と、フリップフロップ３
ｂの正相出力信号（ロ）とを対比して示す波形図である
。先ず、上記構成における水位検出部コ、給水制御部３
に関して、給水制御の動作を説明すれば以下の通りであ
る。

いま、第ｑ図（Ａ）　ａに示すように、缶水水位が下限
設定位置りよりも高い位置にある場合には、下限水位プ
ローブＪａが缶水中に水没して、水中電極２ｄとの間が
缶水を通じて導通状態となり、交流電涼コθに対して電
流検出器コｆ１下限水位プローブ２ａ１水中電極２ｄか
ら成る負荷回路が形成されるので、電流検出器２ｆに電
流が流れ、これを検出して電流検出器２ｆは第７図（ａ
）　ｂに示すように「／」を出力する。

そして、缶水水位が降下して、第７図（Ａ）　ｃに示す
ように、下限設定位置りに達すると、下限水位プローブ
２ａの先端が缶水水面から離れ、交流電源コθに対する
負荷回路が遮断されるので、電流検出器２ｆを通過する
電流が零となり、これを検出して、電流検出器２ｆは第
９図（０）　ｄに示すように「θ」を出力する。

かかる電流検出器、２での出力信号の「／」から１０」
への反転をセット端子に受けて、フリップフロップ３ｂ
が「／」にセットされ、その正相出力信号は、第７図（
Ｄ）θに示すように同から「／」に反転する。この信号
を受けて、ドライバ３Ｃが導通状態となり、リレー３ｅ
が励磁されて、接点３θ１が閉成し、この時点では閉成
されている給水指令スイッチｇ　ａ　ｌを通じて電動機
ｐａに電力が供給されるので、水管／ｂ“への缶水の供
給が行われる。

而して、フリップフロップ３ｂが「ｌ」になっている期
間中、給水が続行し、第７図（Ａ）　ｆに示すように缶
水水位が上昇し続ける。

やがて、第７図（Ａ）　ｇに示すように、缶水水位が上
限設定位置Ｈに達すると、上限水位プローブ２Ｃが水没
し、いままで、これが水面から離れていたために、第９
図０３）ｈに示すように、「θ」を出力していた電流検
出器２ｈが第７図（Ｂ）　ｉに示すように、ｒ／Ｊを出
力するようになる。

かかる電流検出器２ｈの出力信号の同からｒ／Ｊへの反
転はインバータ３ａにより、「ｌ」から「Ｏ」への反転
に変換されて、フリップフロップ３ｂのリセット端子に
供給され、これを「Ｏ」にリセットする。

而して、第ｑ図、ＣＤ）　ｊに示すように、フリップフ
ロップ３ｂの正相出力信号が「Ｏ」となるので、リレー
３θが非励磁状態になり、接点３θ１が開成し、給水が
停止するー。

このようにして、給水ポンプが始動してから停止す２ま
での給水期間Ｔ、は、フリップフロ゛ンプ３ｂが「／」
になっている期間でもって特定され、更に、給水ポンプ
が停止してから始動するまでの給水停止期間Ｔ２は、フ
リップフロ゛ンプ３ｂが「０」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、給水を停止した後は、第９図（Ａ）　ｋに示す
ように、缶水水位は蒸発量に応じた降下率でもって再び
降下し、これが第９図（Ａ）　Ｊに示すように、下限設
定位置りに到達するまでは、フリップフロップ３ｂが「
０」に留才って、しかる後、第１図ＣＤ）ｍに示すよう
にｒ／Ｊに反転して、給水停止期間Ｔ２が形成される。

以下同様の動作が繰返し行われ、て、缶水水位は上限設
定位置Ｈと下限設定位置りの間に保たれるものである。

続いて、第Ｓ図をも参照しつつブロ一作業における完全
ブロー検出のための動作を説明すれば以下の通りである
。

第５図は缶水水位の変化（Ａ）と、電流検出器ｕｆ　、
　、２ｇの出力信号、すなわち、下限、計測水□位信号
（Ｂ）　（０）と、フリップフロップｇｆの補相出力信
号中）と、単安定マルチバイブレータｒｂの正相出力信
号（Ｅ）と、ナントゲートｇｄの出力信号（Ｆ）と、ナ
ンドゲー）ｆｆｇの出力信号（Ｇ）と、単安定マルチバ
イブレータｇｃの正相出力信号（ロ）とを対比して示す
波形図である。

ブロ一作業に際して、作業者がブローコック／ｐを開く
とともに給水指令スイッチｇａ　、　ｇａ“を開成させ
て、給水制御部３におけるリレー接点３θ１の断続動作
に係わりなく、電動機４ｔａへの電源供給を断って給水
ポンプグを停止させると、水管ｉ　ｂ　ｌ中の缶水は、
排水管／ｎを通じて大流量で排泄されるので、第５図（
Ａ）　ａに示すように、缶水水位は急速度の降下を開始
する。

そして、第５図（Ａ）ｂに示すように、下限設定位置り
に到達すると、下限水位プローブ２ａが水面から離れる
ので、電流検出器コｆの出力信号が第夕図ω）Ｃに示す
ように、「ｌ」から「θ」に反転して、下限水位信号Ｓ
１が出力される。

この間、缶水水位は、第Ｓ図（Ａ）θに示すように、急
速度の降下を続行し、第５図（Ａ）　ｆに示すように、
計測設定位置Ｂに到達すると、今度は、計測水位プロー
ブ、２１）が水面から離れるので、電流検出器２ｇ、の
出力信号が第Ｓ図（０）　ｇに示すように、「／」から
「θ」に反転して、計測水位信号Ｓ２が出力される。

完全ブローを実行した後、会費に応じて、ボイラ内の点
検保守を行ってから、作業者がブローコック／ｐを閉じ
、更に、給水指令スイッチｇｈ、ｇａ’を閉成させるこ
とにより給水指令信号Ｓｏを与えると給水ポンプｑを駆
動するための電動機ｐａに対する給電がリレー接点３　
ｅ　ｌの開閉に支配されるようになり、給水の断続制御
動作が開始される。

この時点では、給水の断続制御に関しては、下限設定位
ｆｆ１Ｌを遥かに下回わった缶水水位となっているので
、断続制御動作が行われて、リレー接点３ｅ　ｌが閉成
し、ボイラへの缶水供給が開始される。

このとき同時に、給水指命スイッチｇａが閉成して、単
安定マルチバイブレータｔｂの入力端子を接地すること
により給水指命信号Ｓ。が与えられるので、第Ｓ図（ト
））ｊに示すように、単安定マルチバイブレータＩｒｂ
がトリガされて準安定状態に移行する。

一方、給水が開始されると、缶水水位は第Ｓ図（Ａ）　
ｋに示すように、給水流量に応じて緩速度で上昇するの
であ名が、特に、給水初期には、水管／ｂ′の拡張部ｉ
　ｃ　ｌとして等測的に表わされるような広い断面積を
有する下部管寄せＩＣに缶水を充満させるので、その上
昇速度は極めて緩やかであり、缶水水位の上昇に長時間
を要するものである。

下部管寄せＩＣが缶水で充満された後は、断面積のより
小さな水管／ｂを充満させることさなるので、缶水水位
は、第５図（Ａ）１に示すように、比較的速い速度で上
昇する。

そして、缶水水位が第Ｓ図（Ａ）　ｍに示すように、計
測設定位置Ｂに到達すると、第Ｓ図（０）　ｎに示すよ
うに、電流検出器２ｇの出力信号が「Ｏ」からｒ／Ｊに
反転して計測水位信号Ｓ２を出力する。

しかるに、完全ブロー後の給水では、下部管寄せＩＣの
充満に長時間を要するために缶水水位が計測設定位置Ｂ
に到達する以前に、給水開始に際して、給水指令信号Ｓ
。に応答して準安定状態に移行していた単安定マルチバ
イブレータｇｂが第５図（Ｅ）　Ｉ）に示すように安定
状態に復帰することとなる。

従って、ナントゲートｇｄの二つの入力端子には、同時
的なｒ／Ｊの供給がないので、第Ｓ図（Ｆ）に示すよう
に、該ゲートＪ（ｌは継続的に［ｌ］を出力する。

而して、フリップフロップｇｆのセット端子の電圧には
変化がなく、フリップフロップｇｆの正相出力信号は第
Ｓ図の）に示すように、「θ」のままに留まる。

かくして該フリップフロップＩｆの補相出力端子からは
、空缶状態検出信号Ｓ４としてのし」がナントゲートｇ
ｇの一つの入力端子に供給され続ける。

而して、単安定マルチバイブレークｇｂが安定状態に復
帰すると、後続の単安定マルチバイブレータｇＣがトリ
ガされて準安定状態に移行し、ナントゲートｇｇ・のも
う一つの入力端子に「／」が供給される。

そして、このとき、前述のように、空缶状態が検出され
ていて、フリップフロップｆｆから空缶状態信号Ｓ４が
継続的に出力されていれば、ナントゲートｔｇの両入力
端子に「／」が供給されるので、ナントゲートざｇの出
力信号は第５図（Ｇ）　ｑに示すように、「／」から「
ｏ」に反転して、完全ブロー検出信号Ｓ、が出力される
。

続いて、第Ｓ図（Ｈ）　ｇに示すように単安定マルチバ
イブレータｇｃが安定状態に復帰すると、第Ｓ図（Ｇ）
　ｒに示すように、ナントゲートｆｆｇの出力信号は「
Ｏ」から「／」に反転し、このとき同時に単安定マルチ
バイブレータｇθがトリガされて準安定状態に移行し、
その補相出力信号の「／」から「Ｏ」への反転をリセッ
ト端子に受けて、フリップフロップｇｆが「θ」にリセ
ットされる。

いま仮りに、何らかの理由で、完全ブローとならずに第
Ｓ図（Ａ）１に示すように、缶水水位が零でない状態、
すなわち、缶水が残留する状態から給水を開始した場合
を仮定すると、第Ｓ図（Ａ）ｋ’に示すように、下部管
寄せ／Ｃを充満するための期間の一部著しくは全部を欠
いた状態で缶水水位が上昇するので、計測設定位置Ｂま
で上昇するために要する時間が短縮する。

而して、第５図（Ａ）　ｍ　’に示すように、缶水水位
が計測設定位置Ｂに到達して、第Ｓ図（０）ｎ’に示す
ように、電流検出器−２ｇの出力信号が「θ」からｒ／
Ｊに反転する時点では、第Ｓ図（ト））Ｕに示すように
、単安定マルチバイブレータｒｂはいまだ準安定状態に
あるので、ナントゲートｇｄの一つの入力端子には、電
流検出器λｇからのｒ／Ｊが、そして、もう一つの入力
端子には、単安定マルチバイブレータｆｆｂからのｒ／
Ｊが供給されることとなり、第Ｓ図ＣＦ）　Ｖに示すよ
うに、ナンドゲー）ｆｄの出力信号は「／」からｆ−Ｏ
Ｊに反転する。この反転信号−をセット端子に受けて、
第Ｓ図（Ｄ）　Ｗに示すように、フリップフロップｇｆ
が「／」にセットされ、その補相出力はＩ−ＯＪとなり
、空缶状態検出信号Ｓ４が消滅する。

したがって、このような場合には、第５図（尊ｐに示す
ように、単安定マルチバイブレークｇｂがやがて安定状
態に復帰して、後続の単安定マルチバイブレータｇＱが
準安定状態に移行しても、ナントゲートｆｇの一つの入
力端子に供給されているフリップフロップｇｆの補相出
力信号が「０」となっている以上、ナンドゲー）ｇｇの
出力信号は第Ｓ図（Ｇ）　ｘに示すように、「／」にと
ど才り、完全ブロー検出信号Ｓｆｆか出力されることは
ない。

そして、単安定マルチバイブレークｇｂが安定状態に復
帰すると、第５図（Ｆ）　ｙに示すように、ナントゲー
トｇｄの出力信号は再び「／」にもどる。

続いて、単安定マルチバイブレークｇＱが第Ｓ図（→２
に示すように、安定状態に復帰すると、前述のように、
単安定マルチバイブレータｇθがトリガされて準安定状
態に移行し、その補相出力信号のｒ／Ｊから「θ」への
反転をリセット端子に受けて、第５図ＣＤ）　８に示す
ようにフリップフロップｇｆが「Ｏ」にリセットされる
。

このようにして、空缶状態検出部ｇは単安定マルチバイ
ブレークｇｂの準安定時間として予め設定された特定の
期間内に缶水水位が計測設定位置Ｂまで上昇するか否か
を判定することにより、完全ブロー後の給水作業に際し
て、必ず、必要とされる下部管寄せ／Ｃに缶水を充満す
るための給水時間の経過を検出して、完全ブロー検出信
号Ｓ、を出力するものである。

完全ブロー検出信号Ｓ、が出力されると、これに応答し
てカウンタｌ／ａは完全ブローの累積回数を計数し、ド
ライバ／／ｂを通じて表示管ｉｉａを駆動して、完全ブ
ローの累積回数を目視可能に表示する。

このようなナンド回路ｆｇからの全ブロー検出信号Ｓ、
はカウンタ／／ａの入力端子と並列している判断回路？
（１の入力端子に入る。同時に計測水位プローブ２ｂの
着水により電流検出器、２ｇからの出力信号Ｓ２−／も
判断回路りｄに入るとこれを受けてコンパレータクＡ、
７Ｂ、りＣからの出力信号８６　ｓ　Ｓ？　ｙ　Ｓ８の
真理値の比較が行われる。缶水の濃度検出部が正常であ
ると濃度検出用電極７ａと水中電・極Ｊ（ｉ間の抵抗は
最も大きく電流電圧変換器７ｂに流れる電流は小さく電
流電圧変換器７ｂはコンパレータ７Ａのみを動作させＳ
、−／を出力し、コンパレータ７Ｂ。

７Ｃの出力信号Ｓ７．Ｓ８は夫々０である。処がボイラ
缶水のよごれが濃度検出用電極？ａの絶縁材に耐着して
該電極’７ａと下部管寄せｔ　ｃ　ｌ　　間の抵抗値が
下り、濃度検出用電極７ａとアース間又は濃度検出用電
極７ａと水中電極２ｄ間の抵抗値が下るのであたかも缶
水が濃縮したときと同じように電流電圧変換器７ｂに電
流が流れるのでその出力電圧も缶水の濃縮度の許容値以
内の一定値を越えてコンパレータクＢを動作させコンパ
レータ７Ａがｔｂ　力信号Ｓａ　＝　／　、コンパレー
タ７Ｂが出力信号５７＝＝／を出力するか、更に缶水の
濃縮度が許容値を越えると電流電圧変換器７ｂの出力電
圧も犬となりコンパレータ’７Ｂ、７０共に動作させ、
コンパレータクＡ、７Ｂ。

７０の出力信号Ｓ６　＊　”’７　＊　８８を総て／に
する。従ってこのような缶水の全ブロー後の給水により
水位が針側水位プローブ、２ｂが着水する状態ではコン
パレータ７Ａの出力信号Ｓ、のみが／でなければならな
いから判断（９）路７ｄは濃度検出部異常信号Ｓ９を出
力し警報器７ｅにＣ表示し、濃度検出部の回路の濃度検
出用電極７ａと水中電極２ｄ間もしくは濃度検出用電極
７ａと接地間の抵抗減少があり、絶縁抵抗が低下してい
ることを知らせる。又全ブロー信号Ｓ、及び計測水位プ
ローブ２ｂの着水を見る電流検出器２ｇからの信号Ｓ２
を判断回路が受けた際にコンパレータ７Ａ　、　７Ｂ　
、、？Ｃの何れもが動作しないときは濃度検出用電極７
ａ、缶水、水中電極２ｄ１交流電源コθ、電流電圧変換
器７１）を直列にした閉回路の濃度検出部の断線である
か、交流電源、２ｅが附勢されていないか、電流電圧変
換器７ｂが故障して出力電圧がでていないか等であるの
で判断回路７ｄはこのようなとき濃度検出異常信号Ｓ、
。を発して濃度検出装置の上述の異常を警報器７ｆに表
示する。

全ブロー信号Ｓ、と計測水位プローブ２ｂの着水の信号
Ｓ２を受けて判断回路７ｄがコンパレータ７Ａの出力信
号Ｓ、が１１コンパレータクＢ。

７Ｃの出力信号Ｓ７．Ｓ８が共にＯである場合は正常で
あるからその後はボイラ運転による缶水の濃縮による濃
度検出用電極７ａと水中電極２６間の缶水の抵抗が低下
し電流電圧変換器？ｂの出力電圧がコンパレータ？Ｂを
動作させると判断回路７ｄは部分的ブローを行う信号ｓ
１２を出力し、ドライバー７１にて増幅してタイマーリ
レーＴを附勢して接点Ｔ−／を閉じてブローコック／Ｐ
を漸時開く。缶水が一層濃縮されると濃度検出用電極７
ａと水中電極２４間の缶水の電導度は低下するので電流
電圧変換器７ｂを流れる電流は増大して出力電圧は許容
値を越え、コンパレータ？Ａ　、　７Ｂ　、　７０は総
て動作し信号ｓ６゜Ｓ７　ｐ　”ａが総て／にて判断回
路に入るので判断回路は全ブロー信号Ｓ１１を出し、ド
ライバー７ｇにて増幅してリレーＲＬ、２を動作させて
接点ＲＬ、２−７を閉じブローコック／ｐは開いて全ブ
ローを行う。そして水位が濃度検出用電極’７ａもしく
は水中電極Ｕａ以下になると濃度検出回路には電流は流
れなくなるので電流電圧変換器７ｂは電圧を出力しない
のでコンパレータ７Ａ　、　７Ｂ。

７Ｃは非動作となり、信号Ｓ６　＋　Ｓ？　＋　”＠　
’ま全部θとなるので、それを受けて判断回路７ｄは信
号Ｓ、１を０にしてリレーＲＬ２を消勢し全ブローを終
る。そこで給水指令スイッチｇａ、ｇａ’を投入すると
既にり・レー３０は附勢されて接点３　ｅ　ｌは閉じて
いるのでモータｐａは附勢されてポンプグを運転してボ
イラに給水が行われる。缶水水位が計測水位プローブ２
ｂに達すると計測水位プローブ２ｂの着水による電流検
出器コｇの信号Ｓ２が／となり、既にのべたように空缶
状態検出部のナンド回路ｌｒｇの出力信号Ｓ、はｌを出
力するので判断回路７ｄは既にのべたように濃度検出用
電極７ａと水中電極２ｄ間の缶水濃度で定まる電流が電
流電圧変換器７ｂに流れその出力電圧はコンパレータ’
７Ａ、７Ｂ、７０に入力され、コンパレータ？Ａ、’７
Ｂ、７０の出力信号Ｓ６　＃　Ｓ７　ｙＳ８を判断回路
７ｄは判断して結果を表示する。

この実施例では全ブロー信号Ｓ、を得るために第３図に
示すような空缶状態検出部ｇを設けた。

然し乍ら本発明では全ブローが行われたことを知り得れ
ばよいのであり、このために缶水水位が全ブローされた
ような低い水位を検出するような全ブロー確認用低水位
検出プローブを缶内に備えてもよく、或は缶水ｌこ連通
可能となっている目視の水位針によってもよい。そして
このような缶水水位が全ブローによる極めて低下した水
位を検出した信号を手動又は自動で判断回路りｄに入力
してもよい。

表示部／ｌの構成としては、完全ブロー検出信号Ｓ、を
完全ブローの実行を表わす情報としてそのまま点灯表示
する構成を採用してもよいし、表示管／／Ｃ等に代えて
出力信号処理装置とタイプライタを付設して完全ブロー
が実行されるたびに、その累積回数に併わせで実行の日
時を作表印字する構成を採用してもよい。

更には、演算処理装置を付設して、完全ブロー検出信号
Ｓ、の出力時点から起算した累積蒸発量を算出してブロ
ーコック／ｐの開閉、給水指令スイッチ＆ａ　、　ｆｆ
ａ’の開閉等を自動制御する構成としてもよい。

なお、上記実施例では、下限及び計測水位プローブ２ａ
　、　、２ｂと水中電極２ｄ間の電導性を利用して、缶
水表面を検出しているが、これに限られるものではなく
、缶水と蒸気の境界面を検出すれば足りるので、下限、
計測水位プローブ２ａ、２ｂ等の構成に代えて、下限、
計測設定位置に発光素子と受光素子を対向配置して成る
光学的水位センサ、磁気を帯びた浮子を下限、計測設定
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
位センサ等を含む下限、計測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、この信号が下限、計測設
定位置に対応する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。

更には、針側水位センサは、下限水位以下に缶水水位が
低下した場合に、缶水の加熱を行わせないようにしたい
わゆるインターロックのための水位センサでもって共用
しているが、これらを別個独立に設ける構成としてもよ
い。

以上のように、この発明はボイラ中の缶水のブローを制
御するブローコックと、ボイラに缶水を供給する給水ポ
ンプと、缶水水位を検出して給水ポンプの運転制御を行
う制御装置と、缶水中に二つの電極を置き該電極間をボ
イラ外部において結合して閉回路を構成し閉回路中に直
列に電源と該閉回路中を流れる電流を検出しその出力電
圧により缶水の濃縮度を検出する濃度検出部と、全ブロ
ーを行ったことを検出する手段を備えたものにおいて、
全ブローを行った信号と全ブローを行った後の給水によ
り缶水が一定水位に到達したことを検知する手段の信号
と濃度検出部の出力信号レベルを判断する複数のコンパ
レータの出力信号とを受けて濃度検出部の診断を行う判
断回路と該判断回路より少くとも濃度検出部が異常であ
るときに信号を出力する外部表示装置を備えたボイラに
おける濃度検出部異常検出装置を備えたから缶水濃度検
出部の異常か正常かの判断ができるので濃度検出部の異
常に気すかず缶水が映縮されていないのに全ブローを行
ったり、逆に缶水が濃縮されているのに全ブローを行わ
ずスケールを成長させボイラの熱効率を低下させたり、
キャリーオーバによりボイラに接続するバルブ等の関連
機器を損傷させるトラブルを避・けることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濃度検出方法の説明図、第２図以下は
本発明の濃度検出部異常検出装置の実施例を示すもので
、第２図（Ａ）はボイラの縦断面図、第２図（Ｂ）は第
２図（Ａ）のＡ−Ａ断面図、第３図は本発明の実施例の
構成を示すブロック図、第Ｖ図、第５図は要部の波形図
である。ｉ　ｃ　ｌ・・下部缶寄せ　／ｐ・・ブローコック／Ｘ
・・容器　、２ｂ・・計測水位プローブ　２ｄ・・水中
電極　コθ・・交流電源　、２ｇ　、　２ｘ・・電流検
出器　３・・給水制御部　グ・・給水ポンプ　７ａ・・
濃度検出用電極　７ｂ・・電流電圧変換器　７ｘ・・濃
度検出部異常検出水位計測電極　７ｄ・・判断回路　？
Ａ、７Ｂ、７０・・コンパレータ　ざ・・空缶状態検出
部。特許出願人　株式会社荏原製作所代理人　新　井　−部

Claims

【特許請求の範囲】ｌ　ボイラにおいて全排泄を行った後に給水を行ない缶
水の水位が上昇した一定位置を検知する手段を設けてそ
の信号を受けて、ボイラに備える缶水の電導性の変化を
とらえる濃度検出手段の出力する信号レベルを咳信号の
比較器を用いて検出して比較器の示す濃度が給水時の濃
度になっていることにより濃度検出装置が正常と判断し
、比較器の示す濃度が給水時の濃度以上の濃度である場
合は濃度検出手段の濃度検出用電極の絶縁不良と判断し
、濃度検出手段の出力信号が無い場合は濃度検出手段の
断線と判断するボイラにおける濃度検出部異常検出方法
。ユ　少くとも、ボイラ中の缶水の排泄を制御するブロー
コック手段と、給水指令信号Ｓ。に応答してボイラに缶
水を供給する給水手段と缶水の濃度に応じた濃度信号を
発生する検出部とを備えたものにおいて、給水制御手段
の下位水位検出手段の検知水位よりも下方の水位の濃度
判断開始信号を発する全ブロー後の濃度判断のための水
位検出手段と全ブローが行われたことを知る空缶状態検
出手段と該濃度検出部の信号を受けて該濃度検出部の信
号の大きさより全ブロー後の給水状態における最も低濃
度の缶水に対応する濃度検出部の信号により動作するコ
ンパレータと全ブロー後の給水状態における濃度よりも
高い缶水の濃度における濃度検出部の信号により動作す
る単数又は異なる大きさの濃度信号により動作する二個
以上のコンパレータを含む複数のコンパレータ群を備え
、全ブロー後の濃度判断のための水位検出手段の信号及
び全ブロー検出信号を受けて動作し、複数のコンパレー
タ群の出力信号を比較して判断しその結果を出力する判
断回路を備えたボイラにおける濃度検山部異常検出装置
。