(57)【要約】【課題】ボイラ等の外部機器からの水を給水タンクに回収する場合であっても補給水ラインに異常が発生したときは迅速にユーザに異常発生を知らせることができるようにする。【解決手段】給水タンクは、Ｈ水位とＬ水位を有し、システムの正常動作時は、に上昇すると、給水タンクの水位がＬ水位に低下すると給水を開始し、Ｈ水位に上昇すると給水は停止する。また、給水タンクの水位がＨ水位に上昇しても、補給水ラインからの給水が停止しないときは給水が継続され、給水タンクの水位がオーバーフロー水位（OF水位）を超えると、オーバーフローする。そして、給水タンクの水位がＨ水位に達してから所定時間ｔ継続して流量検出されたときは、補給水供給側に異常が生じていると判断し、警報が発せられる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器に給水される補給水と該外部機器から回収される回収水を貯留する給水タンクと、該給水タンクに給水される補給水の流量を検出する流量検出手段と、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する制御手段とを備えた給水制御システムにおいて、
前記給水タンクには上限水位が設定されると共に、
前記制御手段が、前記水位検出手段の検出結果に基づき前記給水タンク内の水位が前記上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記上限水位を超えていると判断された場合に前記流量検出手段が所定時間継続して流量検出したときは警報を発する警報手段とを有していることを特徴とする給水制御システム。
【請求項２】
外部機器に給水される補給水と該外部機器から回収される回収水を貯留する給水タンクと、該給水タンクに給水される補給水の流量を検出する流量検出手段と、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する制御手段とを備えた給水制御システムにおいて、
前記給水タンクには、第１の上限水位と該第１の上限水位よりも上方に位置する第２の上限水位が設定されると共に、
前記制御手段が、前記水位検出手段の検出結果に基づいて前記給水タンク内の水位が前記第２の上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記第２の上限水位を超えていると判断されたときに前記流量検出手段が流量検出したときは直ちに警報を発する警報手段とを備えていることを特徴とする給水制御システム。
【請求項３】
前記流量検出手段は、前記給水タンクに給水される補給水が通過する管路上に介装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給水制御システム。
【請求項４】
前記流量検出手段は、前記給水タンクに給水するための補給水を生産する給水装置に内蔵されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の給水制御システム。
【請求項５】
前記外部機器はボイラであり、前記回収水は前記ボイラで発生した蒸気が凝縮して生成したドレン水であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の給水制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は給水制御システムに関し、より詳しくは給水タンクに補給水を供給する補給水ラインの異常を検出する給水制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボイラ等の外部機器への水の供給は、原水を給水装置で所定の水質となるように処理した水を給水タンクに一旦貯留し、該給水タンクから外部機器に給水することにより行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図８に示すように、給水タンク１０１と給水装置１０２とが補給水ライン１０３を介して接続され、さらに補給水ライン１０３には給水タンク１０１内の水位に応じて開閉する給水弁１０４を介装した給水制御システムが提案されている。
【０００４】
この給水制御システムでは、給水弁１０４をバイパスするバイパスライン１０５が給水タンク１０１に接続され、かつ該バイパスライン１０５には弁機構１０６が介装されている。
【０００５】
この特許文献１では、給水タンク１０１内での水位を４段階（ＬＬ水位、Ｌ水位、Ｈ水位、ＨＨ水位）で検出する水位検出器１０７が設けられており、Ｌ水位で給水を開始し、Ｈ水位で給水を停止し、また、ＬＬ水位で低水位警報を発し、ＨＨ水位で高水位警報を発するように構成されている。
【０００６】
そして、弁機構１０６は給水タンク１０１内の水位がＬ水位まで低下したときには自動的に開くようになっており、これにより停電等の不測の事態が生じて給水弁１０４が作動しなくてもバイパスライン１０５を介して給水タンク１０１に水を補給することができる。また、断水等により給水タンク１０１への給水ができなくなり、給水タンク１０１の水位がＬＬ水位にまで低下したときは、ブザー等で警報を発するように構成されている。さらに、給水装置１０２の故障等により給水タンク１０１の水位がＨ水位に上昇しても補給水の供給が停止しないときは前記水位がＨＨ水位に達したときにブザー等で警報を発するように構成されている。
【０００７】
また、特許文献２には、図９に示すように、給水を加熱して蒸気を生成するボイラ１０８と、このボイラ１０８に補給水を供給する給水タンク１０９と、前記ボイラ１０８で生成した蒸気を負荷機器１１０に供給する蒸気ライン１１１と、前記負荷機器１１０から出力される凝縮水が通過する凝縮水ライン１１２と、凝縮水ライン１１２を通過する凝縮水の水温を測定する水温測定装置１１３と、水温測定装置１１３の測定結果に応じて凝縮水を排水ライン１１４又は復水ライン１１５のいずれか一方に切り換える切換弁１１６とを備えたボイラ装置の復水供給システムが提案されている。
【０００８】
この特許文献２では、凝縮水の水温を一定時間毎に測定し、水温測定装置１１３で測定された水温が所定温度（例えば、８０℃）以上のときは凝縮水を復水ライン１１５を介して給水タンク１０９に回収し、所定温度未満のときは排水ライン１１４を介して外部に排水することにより、復水の熱回収を高効率で行うようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−７３７６３号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１では、給水タンクの水位がＨＨ水位に達すると、給水装置の故障等により補給水ラインに異常が生じたと判断し、ブザー等で警報を発し、ユーザにシステム異常を知らせている。
【００１１】
しかしながら、特許文献１と特許文献２とを組み合わせたようなシステム構成の場合、すなわち、補給水ラインからの補給水と復水ラインからの復水の双方を給水タンクに貯留し、該給水タンクに貯留された水を使用して外部機器への給水を行う場合、補給水ラインに異常が生じていなくても、復水ラインからの復水により給水タンクの水位がＨＨ水位に達すると、警報を発することとなる。
【００１２】
この場合、復水ラインからの復水により給水タンクの水位がＨＨ水位に上昇しても、補給水ラインに異常が生じているわけではないので、警報を発する必要はなく、無意味な警報となる。
【００１３】
一方、このような無意味な警報発生を回避するために、ＨＨ水位での警報発信を停止するように電気系統を処理し、Ｈ水位とＬ水位とで補給水の給水を制御しようとすると、補給水ラインに異常が生じた場合、ユーザにシステム異常を知らせることができなくなる。
【００１４】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、ボイラ等の外部機器からの水を給水タンクに回収する場合であっても補給水ラインに異常が発生したときは迅速にユーザに異常発生を知らせることができる給水制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明に係る給水制御システムは、外部機器に給水される補給水と該外部機器から回収される回収水を貯留する給水タンクと、該給水タンクに給水される補給水の流量を検出する流量検出手段と、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する制御手段とを備えた給水制御システムにおいて、前記給水タンクには上限水位が設定されると共に、前記制御手段が、前記水位検出手段の検出結果に基づき前記給水タンク内の水位が前記上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記上限水位を超えていると判断された場合に前記流量検出手段が所定時間継続して流量検出したときは警報を発する警報手段とを有していることを特徴としている。
【００１６】
さらに、本発明に係る給水制御システムは、外部機器に給水される補給水と該外部機器から回収される回収水を貯留する給水タンクと、該給水タンクに給水される補給水の流量を検出する流量検出手段と、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する制御手段とを備えた給水制御システムにおいて、前記給水タンクには、第１の上限水位と該第１の上限水位よりも上方に位置する第２の上限水位が設定されると共に、前記制御手段が、前記水位検出手段の検出結果に基づいて前記給水タンク内の水位が前記第２の上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記第２の上限水位を超えていると判断されたときに前記流量検出手段が流量検出したときは直ちに警報を発する警報手段とを備えていることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の給水制御システムは、前記流量検出手段が、前記給水タンクに給水される補給水の通過する管路上に介装されていることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の給水制御システムは、前記流量検出手段が、前記給水タンクに給水するための補給水を生産する給水装置に内蔵されていることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る給水制御システムは、前記外部機器はボイラであり、前記回収水は前記ボイラで発生した蒸気が凝縮して生成したドレン水であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の給水制御システムによれば、外部機器に給水される補給水と該外部機器から回収される回収水を貯留する給水タンクと、該給水タンクに給水される補給水の流量を検出する流量検出手段と、前記給水タンクの水位を検出する水位検出手段と、前記給水タンクへの給水量を制御する制御手段とを備えた給水制御システムにおいて、前記給水タンクには上限水位が設定されると共に、前記制御手段が、前記水位検出手段の検出結果に基づき前記給水タンク内の水位が前記上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記上限水位を超えていると判断された場合に前記流量検出手段が所定時間継続して流量検出したときは警報を発する警報手段とを有しているので、給水タンクの水位が上限水位を超えていても所定時間継続して流量が検出されないときは、警報が発せられることはない。すなわち、給水タンク内の水位が上限水位を超えていても、流量検出手段により所定時間継続して流量検出されたときに警報を発するので、補給水の供給側に異常が生じたときのみ警報が発せられることとなる。したがって、補給水と回収水の双方を給水タンクに貯留する場合であっても、ユーザは補給水供給側の異常を容易に知ることができ、システム異常を迅速に把握することができる。
【００２１】
また、給水タンクには、第１の上限水位と該第１の上限水位よりも上方に位置する第２の上限水位が設定されると共に、制御手段が、水位検出手段の検出結果に基づいて前記給水タンク内の水位が前記第２の上限水位を超えているか否かを判断する判断手段と、該判断手段により前記水位が前記第２の上限水位を超えていると判断されたときに前記流量検出手段が流量検出したときは直ちに警報を発する警報手段とを備えているので、給水タンクの水位が第２の上限水位を超えていても流量検出手段で流量が検出されないときは、警報は発せられることはない。すなわち、上述と同様、給水タンク内の水位が上限水位を超えていても、流量検出手段により流量検出されたときに警報を発するので、補給水の供給側に異常が生じたときのみ警報が発せられることとなる。したがって、補給水と回収水の双方を給水タンクに貯留する場合であっても、ユーザは補給水供給側の異常を容易に知ることができ、システム異常を迅速に把握することができる。
【００２２】
また、記流量検出手段は、前記給水タンクに給水される補給水が通過する管路上に介装されている場合、前記給水タンクに給水するための補給水を生産する給水装置に内蔵されている場合のいずれにおいても、給水タンクが上限水位又は第２の上限水位に達しておりかつ流量検出手段により流量が検出された場合にユーザは迅速に異常発生を知ることができる。
【００２３】
また、本発明に係る給水制御システムは、前記外部機器はボイラであり、前記回収水は前記ボイラで発生した蒸気が凝縮して生成したドレン水である場合でも、ドレン水の回収により給水タンクが上限水位又は第２の上限水位に達したときはシステムに異常が生じたわけではなく、警報が発せられることはない。そして、給水異常が生じた場合のみ警報が発し、ユーザはシステム異常を迅速に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る給水制御システムの一実施の形態（第１の実施の形態）を示すシステム構成図である。
【図２】給水タンクの水位設定の一例を示す図である。
【図３】上記給水制御システムにおける給水制御の一例を示すタイムチャートである。
【図４】給水タンクの水位設定の変形例を示す図である。
【図５】上記給水制御システムにおける給水制御の変形例のタイムチャートである。
【図６】本発明に係る給水制御システムの第２の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図７】本発明に係る給水制御システムの第３の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図８】特許文献１に記載された給水制御システムの概略システム構成図である。
【図９】特許文献２に記載されたボイラ装置の復水供給システムの概略システム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、本発明の実施の形態を図面に基づき詳説する。
【００２６】
図１は本発明に係る給水制御システムの一実施の形態（第１の実施の形態）を示すシステム構成図である。
【００２７】
この給水制御システムは、補給水ライン１上に給水装置２及び流量計（流量検出手段）３が介装されると共に、該補給水ライン１は給水タンク４に接続されている。また、給水タンク４は、給水ライン５を介して外部機器としてのボイラ（不図示）に接続されると共に、該給水タンク４には、ボイラからのドレン水を復水として回収する復水ライン６が接続されている。すなわち、ボイラで発生した蒸気は熱交換器等の負荷機器を通過することにより潜熱が奪われて凝縮水となる。そして、凝縮水の通過する凝縮水ライン７は切換弁８で復水ライン６と排水ライン９とに分岐されている。斯かる凝縮水の水温を水温測定装置（不図示）で定期的に測定し、凝縮水が所定温度（例えば、８０℃）以上の場合のみ給水タンク４に復水として回収し、所定温度未満の凝縮水は排水ライン９からそのまま外部に排水し、これにより熱回収の高効率化を図っている。
【００２８】
また、給水装置２としては、原水を処理して所望の高水質・高純度の生産水を生成するものであれば、特に限定されるものではなく、原水（硬水）を軟水化する軟水装置等のイオン交換装置、逆浸透膜装置やナノろ過装置等の膜ろ過装置、膜脱気装置等を単独で、あるいはこれらの二つ以上の装置の組み合わせを使用することができる。
【００２９】
給水タンク４の下部には圧力検知式の水位センサ（水位検出手段）１０が挿着され、給水タンク４内の水頭を検知して、その検知信号を制御部１１に送信する。
【００３０】
制御部１１は、上記各構成要素との間でインターフェース動作を司る入出力部と、所定のデータや演算プログラム等が格納されたＲＯＭと、演算結果を記憶したりワークエリアとして使用されるＲＡＭと、タイマ１１ａが内蔵されると共にシステム全体の制御を司るＣＰＵとを備えている。
【００３１】
図２は給水タンク４の水位設定の一例を示す図であって、Ｈ水位とＬ水位が設定されている。そして、水位センサ１０がＬ水位を検出すると、その検出信号が制御部１１に送信され、給水装置２に給水停止信号を送信し、水位センサ１０がＨ水位を検出すると、その検出信号が制御部１１に送信され、給水装置２に給水開始信号を送信する。
【００３２】
そして、本実施の形態では、制御部１１は、流量計３からの検出信号に基づき、給水タンク４の水位が水位Ｈに到達後に流量を検出したか否かを判断し、流量検出が所定時間ｔ（例えば、１０秒）継続してなされたときはブザーや警報ランプ等の警報信号を発信し、これによりシステム異常を検出している。
【００３３】
図３は上述した給水制御を示すタイムチャートである。
【００３４】
システムの正常動作時は、給水タンク４の水位がＨ水位に上昇すると、補給水ライン１からの給水が停止し、流量検出はなされない。そして、給水タンク４の水位がＬ水位に低下すると、補給水ライン１から給水を開始し、流量検出がされる。システムの正常動作時は、Ｌ水位とＨ水位との間でこの動作を繰り返す。
【００３５】
また、給水タンク４の水位がＨ水位に上昇しても、給水装置２からの給水が停止しないときは給水が継続され、給水タンク４の水位がオーバーフロー水位（OF水位）を超えると、オーバーフローする。そして、給水タンク４の水位がＨ水位に達してから所定時間ｔ（例えば、１０秒）継続して流量検出されたときは、給水装置２やバルブ類（不図示）に異常が生じていると判断し、警報が発せられる。
【００３６】
このように本実施の形態では、給水タンク４の水位が水位Ｈの到達後に流量が検出されるか否かを流量計３からの検出信号で判断し、流量検出が所定時間ｔ継続してなされなかったときは、復水の回収により給水タンク４の水位が上昇したと判断し、流量検出が所定時間ｔ継続してなされたときのみ警報を発している。したがって、給水タンク４の水位が上限水位を超えていても所定時間ｔ継続して流量が検出されないときは、警報が発せられることはなく、補給水の供給側に異常が生じたときのみ警報が発せられることとなる。
【００３７】
このように給水タンク４の水位がＨ水位を超えても流量計３で流量検出がされないときは警報を発しないので、無意味な警報を発するのを回避できる一方、流量計３で流量が検出されたときは給水装置２及びバルブ類を含む補給水供給側に異常が生じていると判断して警報を発するので、ユーザはシステム異常を迅速に把握することができる。
【００３８】
図４は給水タンクの水位設定の変形例を示す図であって、Ｈ水位（第１の上限水位）及びＬ水位の他、Ｈ水位の上方にさらに上限水位（第２の上限水位）（以下、「ＺＦ水位」とういう。）が設定されている。そして、水位センサ１０がＬ水位を検出し、その検出信号が制御部１１に送信されると、給水装置２は給水停止信号を送信する。また、水位センサ１０がＨ水位を検出すると、その検出信号が制御部１１に送信され、給水装置２に給水開始信号を送信する。
【００３９】
また、給水タンク４の水位がＺＦ水位に到達した場合に流量計３で流量を検出したか否かを判断し、流量検出がなされたときは直ちにブザーや警報ランプ等の警報信号を発信し、これによりシステム異常を検出している。
【００４０】
図５は上記変形例の給水制御を示すタイムチャートである。
【００４１】
システムの正常動作時は、図３のタイムチャートと同様、給水タンク４の水位がＨ水位に上昇すると、補給水ライン１からの給水が停止し、流量検出はされない。そして、給水タンク４の水位がＬ水位に低下すると、補給水ライン１からの給水を開始し、流量検出がされる。システムの正常動作時はＬ水位とＨ水位との間でこの動作を繰り返す。
【００４２】
また、給水タンク４の水位がＨ水位よりも上側のＺＦ水位まで上昇した場合に流量計３で流量検出がされたときは、給水装置２及びバルブ類を含む補給水供給側に異常が発生したと判断し、直ちに警報を発する。
【００４３】
このように本変形例では、給水タンク４の水位がＺＦ水位に到達しても流量検出がされなかったときは、復水の回収により給水タンク４の水位が上昇したと判断し、流量検出がなされなかったときのみ警報を発しているので、給水タンク４の水位がＺＦ水位を超えても流量計３で流量が検出されないときは、警報が発せられることはなく、補給水の供給側に異常が生じたときのみ警報が発せられることとなる。
【００４４】
すなわち、給水タンク４の水位がＺＦ水位を超えても流量計３により流量が検出されないときは警報を発しないので、無意味な警報を発するのを回避する一方、流量検出がされたときは給水装置２及びバルブ類を含む補給水供給側に異常が生じていると判断し、警報を発するので、ユーザはシステム異常を迅速に把握することができる。
【００４５】
図６は第２の実施の形態を示すシステム構成図である。
【００４６】
すなわち、上記第１の実施の形態では、流量計３が補給水ライン１上に介装されていたが、本第２の実施の形態では、流量計３が給水装置２に内蔵されている。
【００４７】
このように流量計３を給水装置２に内蔵させた場合であっても、給水タンク３の水位がＨ水位に上昇した後所定時間ｔ継続して流量が検出されたか否か、又は給水タンク３の水位がＺＦ水位に上昇したときに流量が検出されたか否かを判断し、流量が検出された場合のみ警報を発することにより、無意味な警報を発することなく、給水装置２及びバルブ類を含む補給水供給側の異常を迅速に把握することが可能となる。
【００４８】
図７は第３の実施の形態を示すシステム構成図である。
【００４９】
本第３の実施の形態では、第１及び第２の実施の形態における圧力検知式水位センサ１０に代えて、第１及び第２のフロートレススイッチ１２、１３が設けられ、このうち第２のフロースイッチ１３はリレーボックス１４を介してフロースイッチ１５に接続され、かつフロースイッチ１５が流量計３に接続されている。
【００５０】
この第３の実施の形態では、第１のフロートレススイッチ１２が長さの異なる３本の電極棒１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有して制御部１１に接続されている。そして、最も長い電極棒１２ａよりも短いが最も短い電極棒１２ｃよりも長い電極棒１２ｂが水面に接することによりＬ水位が検出され、最も短い電極棒１２ｃが水面に接することによりＨ水位が検出され、それぞれその検出信号が制御部１１に送信され、給水制御が行われる。
【００５１】
また、第２のフロートレススイッチ１３は長さの異なる２本の電極棒１３ａ、１３ｂを有し、この２本の電極棒１３ａ、１３ｂが共に水と接することにより、例えばＺＦ水位を検出する。そして、このＺＦ水位を検出したときに、フロースイッチ１５が流量を検出していれば、警報を発するように構成されている。
【００５２】
本第３の実施の形態は、既存の給水制御システムに対し、保守・点検時等に、別途、第２のフロートレススイッチ１３、リレーボックス１４及びフロースイッチを一組とするキットを後付けする場合に有用であり、このように既存の給水制御システムについても、前記一組のキットを後付けすることにより、無意味な警報発信を回避しつつ、システム異常の検出を迅速に把握することができる。
【００５３】
また、本第３の実施の形態では、給水タンク４が第２のフロートレススイッチ１３でＺＦ水位を検出した場合にフロースイッチ１５で流量検出すると、リレーボックス１４でブザー等の警報を発信しているが、リレーボックス１４にタイマを内蔵させ、給水タンク４が第２のフロートレススイッチ１３でＨ水位を検出した場合にフロースイッチ１５で所定時間ｔ継続して流量検出すると、リレーボックス１４でブザー等の警報を発信するようにしてもよい。
【００５４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
【００５５】
例えば、図２、３の実施の形態では、給水タンク４の水位がＨ水位を超え、かつ所定時間継続して流量が検出された場合にシステム異常と判断しているが、Ｈ水位の上側に、更にＨＨ水位を設け、給水タンク４の水位がＨＨ水位を超え、かつ所定時間継続して流量が検出された場合にシステム異常と判断してもよい。
【００５６】
また、上記実施の形態では、外部機器としてボイラを使用した場合を例示したが、ボイラ以外でも適用可能であるのはいうまでもなく、外部機器に供給された水を給水タンク内に回収するような水処理系に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
給水装置からの補給水と外部機器からの回収水を給水タンクに貯留する場合、給水タンクの水位が所定の上限水位を超えても、その原因が回収水によるものか、補給水供給側の異常発生により給水されているのか、迅速に把握でき、システム異常を早期に把握することが可能となる。
【符号の説明】
【００５８】
１  補給水ライン（管路）
２  給水装置
３  流量計（流量検出手段）
４  給水タンク
１０  水位センサ（水位検出手段）
１１  制御部（制御手段）
１３  第２のフロートレススイッチ（水位検出手段）
１４  リレーボックス（制御手段）
１５  フロースイッチ（流量検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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