(57)【要約】      （修正有）【課題】  蒸気ボイラと蒸気使用装置を組み合わせた蒸気供給システムにおいて、蒸気使用装置が大量に蒸気を使用する場合にも蒸気圧力の大幅な低下を防止する。【解決手段】  蒸気ボイラ１と蒸気使用装置４からなり、蒸気ボイラ１は発生させた蒸気の圧力を検出し、蒸気圧力低下時には燃焼を開始する制御を行うようにしている蒸気供給システムにおいて、蒸気ボイラ１から蒸気使用装置４へ供給する蒸気流量を変更する蒸気供給量制御装置９を設けておき、蒸気使用装置４にて大量の蒸気を使用する場合は、蒸気供給量制御装置９による小流量に制限した蒸気供給を行い、その後に蒸気供給量を増加する制御を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気ボイラと蒸気使用装置からなり、蒸気ボイラは発生させた蒸気の圧力を検出し、蒸気圧力低下時には燃焼を開始する制御を行うようにしている蒸気供給システムにおいて、蒸気ボイラから蒸気使用装置へ供給する蒸気流量を変更する蒸気供給量制御装置を設けておき、蒸気使用装置にて大量の蒸気を使用する場合は、蒸気供給量制御装置による小流量に制限した蒸気供給を行い、その後に蒸気供給量を増加する制御を行うようにしたことを特徴とする蒸気供給量制御装置を持った蒸気供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の蒸気供給量制御装置を持った蒸気供給システムにおいて、小流量に制限して蒸気供給を行うのは、蒸気ボイラ内の蒸気圧力が低下して蒸気ボイラによる蒸気供給が開始されるころまでをめどとしたことを特徴とする蒸気供給量制御装置を持った蒸気供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気供給量制御装置を持った蒸気供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
蒸気ボイラの運転は、蒸気発生によって蒸気圧力値が上限値以上になると燃焼を停止し、燃焼停止中に蒸気圧力値が下限値未満となると燃焼を開始するサイクルを繰り返す。燃焼中には燃焼量を段階的あるいは比例的に増減する制御が行われることもあるが、いずれの場合であっても燃焼を停止する上限値と燃焼を開始する下限値を定めておき、蒸気圧力値が下限値まで低下したことを検出して燃焼要求を出力し、燃焼準備の工程を行った後で燃焼を開始して蒸気の供給を行うようにしている。上記の制御を行うことによって蒸気圧力を下限値と上限値の間に保つのであるが、ボイラの燃焼を停止している状態から蒸気供給を開始するまでには、燃焼準備に要する一定の時間が必要であり、燃焼要求指令を出力してもすぐには蒸気供給を開始することはできない。
【０００３】
また、蒸気使用装置の場合、通常運転中には少量の蒸気しか使用しないが、起動時には通常運転時に比べてはるかに大量の蒸気が必要というものがある。例えば蒸気使用装置がレトルト殺菌装置であった場合、起動時には殺菌に使用する熱水を製造し、室温程度の被殺菌物を殺菌温度まで加熱するため、大量の蒸気が必要である。この場合、蒸気使用装置起動時には大流量の蒸気供給行うため、短時間に大量の蒸気が使用される。
【０００４】
蒸気使用装置の起動前には、蒸気ボイラ内の蒸気圧力を上限値まで高めて蒸気をできるだけ多く準備しておくが、蒸気使用装置を起動すると蒸気を大量に使用するために蒸気圧力は急速に低下する。蒸気圧力値が下限値まで低下すると、蒸気ボイラの燃焼要求を出力して蒸気の供給を行うのであるが、燃焼要求の出力から蒸気供給を開始するまでの準備工程中にも蒸気圧力の低下が継続することになる。蒸気圧力の低下速度が速いことで、準備工程中に蒸気圧力値が大幅に低下した場合、圧力低下によって蒸気ボイラ内の缶水が持ち上げられる現象が発生し、缶水が蒸気配管を通して蒸気使用装置へ流れ込むことがあった。
【０００５】
そのため、特許第３５３１９０１号では、蒸気使用装置にて大量の蒸気を使用する場合には、蒸気使用装置からの信号に基づき、蒸気圧力値が下限値未満となる前にプレパージ（燃焼準備工程）を開始する蒸気ボイラの提案が行われている。この発明によると、蒸気圧力が下限値に低下する前から燃焼準備工程を開始しておくことで、蒸気圧力値が下限値に達した時点で燃焼を開始することができるため、蒸気圧力の大幅な低下防止に有効である。しかし、本発明を実施するためには特別な制御を行える蒸気ボイラが必要であり、既設の蒸気ボイラで簡単に実施するということはできなかった。
【特許文献１】特許第３５３１９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、蒸気ボイラと蒸気使用装置を組み合わせた蒸気供給システムにおいて、蒸気使用装置が大量に蒸気を使用する場合にも蒸気圧力の大幅な低下を防止することのできる蒸気供給システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、蒸気ボイラと蒸気使用装置からなり、蒸気ボイラは発生させた蒸気の圧力を検出し、蒸気圧力低下時には燃焼を開始する制御を行うようにしている蒸気供給システムにおいて、蒸気ボイラから蒸気使用装置へ供給する蒸気流量を変更する蒸気供給量制御装置を設けておき、蒸気使用装置にて大量の蒸気を使用する場合は、蒸気供給量制御装置による小流量に制限した蒸気供給を行い、その後に蒸気供給量を増加する制御を行うようにしたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、前記の蒸気供給量制御装置を持った蒸気供給システムにおいて、小流量に制限して蒸気供給を行うのは、蒸気ボイラ内の蒸気圧力が低下して蒸気ボイラによる蒸気供給が開始されるころまでをめどとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明を実施することによって、蒸気使用装置が大量の蒸気を使用する場合であっても蒸気圧力の大幅な低下を防止することができ、蒸気ボイラの缶水が蒸気使用装置内へ流れ込むなどの不具合発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明装置の１実施例におけるフロー図、図２は１実施例での蒸気圧力値の変化と運転状況の説明図、図３は図２と対比するための従来例における蒸気圧力値変化の説明図である。
【００１１】
図１は、蒸気ボイラ１と蒸気使用装置４からなる蒸気供給システムであり、蒸気ボイラ１で発生した蒸気を蒸気使用装置４へ供給するため、蒸気ボイラ１と蒸気使用装置４の間を蒸気配管５によって接続している。蒸気ボイラ１には、ボイラの運転を制御するボイラ運転制御装置３と、蒸気ボイラ１で発生した蒸気の圧力値を検出する圧力検出装置２を設けている。ボイラ運転制御装置３は、圧力検出装置２で検出した蒸気圧力値に基づいて蒸気ボイラ１の運転を制御する。
【００１２】
蒸気ボイラ１と蒸気使用装置４を結ぶ蒸気配管５は、途中で分岐することで並列部を設けており、並列部の蒸気配管には大流量用蒸気弁６と小流量用蒸気弁７を並列に設置している。大流量用蒸気弁６及び小流量用蒸気弁７の開閉制御は、蒸気使用装置４からの信号を受けて蒸気供給を制御する蒸気弁制御装置８によって行うようにしておく。大流量用蒸気弁６、小流量用蒸気弁７、蒸気弁制御装置８が、蒸気供給量制御装置９であり、大流量用蒸気弁６及び小流量用蒸気弁７の開閉を制御することで、蒸気使用装置４への蒸気供給量を制御する。なお、ここでは、大流量用蒸気弁６と小流量用蒸気弁７により蒸気流量を制御しているが、流量変更可能な蒸気弁を使用して蒸気流量の変更を行うものであってもよい。
【００１３】
蒸気ボイラ１の運転制御は、圧力検出装置２にて検出している蒸気圧力値が上限値まで上昇すると燃焼を停止し、下限値まで低下すると燃焼を開始する。ボイラ運転制御装置３は、圧力検出装置２にて検出されている蒸気圧力が下限値未満であるとの情報が入力されると、まず送風機（図示せず）の稼働を開始して燃焼室内を換気するプレパージを行い、その後に蒸気ボイラ１のバーナ（図示せず）を着火して燃焼を開始し、蒸気ボイラ１内の缶水を加熱することで蒸気を発生する。蒸気ボイラ１での蒸気発生は、これらの準備工程が行われた後で始まり、蒸気の発生によって蒸気圧力が上昇する。蒸気圧力が上限値以上まで上昇したことを圧力検出装置２によって検出すると、ボイラ運転制御装置３はバーナへの燃料供給を停止して燃焼を停止し、燃焼室内を換気するポストパージを行い、ポストパージが終了すると送風機も停止してボイラの運転を停止させる。
【００１４】
蒸気使用装置４は、殺菌槽内に被殺菌物を収容し、被殺菌物に熱水を噴射することで被殺菌物を加熱して殺菌するレトルト殺菌装置など、起動時には大量の蒸気を使用するものが適している。レトルト殺菌装置の場合、運転初期には噴射する熱水を加熱するために大量の蒸気が必要であり、被殺菌物が殺菌温度まで昇温した以降は一定温度に保つだけであるため、必要な蒸気量は大幅に少なくなる。
【００１５】
大流量用蒸気弁６と小流量用蒸気弁７は、蒸気使用装置４からの信号を受けている蒸気弁制御装置８にて開閉を制御する。蒸気使用装置４への蒸気供給を停止しておく場合は、大流量用蒸気弁６及び小流量用蒸気弁７を閉じ、蒸気使用装置４へ小流量の蒸気を供給する場合は小流量用蒸気弁７のみ開き大流量用蒸気弁６は閉じておき、蒸気使用装置４へ大流量の蒸気を供給する場合は大流量用蒸気弁６と小流量用蒸気弁７を開く。蒸気弁制御装置８は、蒸気を大量に使用する初期加熱を２段階に分け、最初は小流量用蒸気弁７のみを開く小流量の蒸気供給を行い、その後に大流量用蒸気弁６を開いて大流量の蒸気を供給する制御を行うように設定しておく。
【００１６】
図２に基づき、蒸気使用装置４の運転状況と蒸気ボイラ１の運転状況を説明する。図２はあらかじめ蒸気ボイラ内の圧力を上限値まで上昇させており、蒸気ボイラ１と蒸気使用装置４は停止している状態から始まっている。蒸気使用装置４の運転は時間Ａで開始する。蒸気弁制御装置８は、時間Ａの時点で小流量用蒸気弁７を開く制御を行い、蒸気使用装置４へ小流量の蒸気供給を開始する。この時、蒸気弁制御装置８では小流量での蒸気供給開始からの経過時間を検出しておき、経過時間があらかじめ定めておいた設定時間Ｔになるまでは小流量の蒸気供給を継続する。
【００１７】
設定時間Ｔは、蒸気ボイラ内の蒸気圧力が低下して蒸気ボイラによる蒸気供給が開始されるころまでをめどに設定しておく。設定時間Ｔは、蒸気ボイラが保有している蒸気量や蒸気使用装置への蒸気供給速度によって異なるが、一般的には１〜２分程度が適当である。なお、小流量で蒸気供給を行うのは、必ずしも設定時間Ｔによる制御である必要はない。蒸気圧力値の変化を検出しておき、蒸気圧力値が下限値よりも低下した後に再び下限値に回復するまでとしたり、蒸気ボイラ１の運転状態等を検出しておき、蒸気ボイラが燃焼を開始するまでとしてもよい。
【００１８】
蒸気ボイラ１の燃焼を停止している状態で、蒸気使用装置４へ小流量の蒸気供給を開始すると、蒸気圧力は徐々に低下していく。時間Ｂで蒸気圧力値が下限値まで低下すると、ボイラ運転制御装置３はボイラの燃焼指令を出力し、燃焼準備の工程を開始する。燃焼準備工程の間も蒸気圧力は低下し続けているが、この時の蒸気供給は小流量であるために蒸気圧力の低下は緩やかであり、蒸気圧力値が大幅に低下する前に燃焼準備の工程は終了し、時間Ｃより蒸気供給を開始する。蒸気供給を開始すると蒸気圧力値は上昇に転じており、時間Ａから設定時間Ｔ経過後である時間Ｄになると、蒸気弁制御装置８は大流量用蒸気弁６を開いて大流量の蒸気供給を開始する。
【００１９】
大流量の蒸気供給は、殺菌槽内の温度が殺菌用の設定温度に達するまで行われ、時間Ｅにて設定温度に到達後は温度を維持するための温調制御に必要な蒸気量のみを供給する。温調制御の間は、大流量用蒸気弁６を閉じておき、蒸気使用装置の温度変化に合わせて小流量用蒸気弁７を開閉する。その後は、蒸気圧力値が上限値まで上昇すると蒸気ボイラの燃焼を停止し、蒸気圧力値が下限値まで低下すると蒸気ボイラの燃焼を開始する制御を行い、蒸気使用装置は一定時間殺菌温度を維持し、殺菌が終了すると冷却する制御を行うが、以降の制御は通常の制御と同じであるため記載を省略する。
【００２０】
図３に記載の初期加熱時に最初から大流量の蒸気供給を行っていた従来例の場合、蒸気供給を開始する時間ａから大流量の蒸気供給を行っているため、蒸気圧力値は急激に低下する。蒸気圧力値が下限値に到達した時間ｂで燃焼準備の工程を開始するのは図２の場合と同じであり、準備工程に要する時間も同じであるが、大流量の蒸気供給を行っているために蒸気圧力低下速度が速い図３の場合、時間ｂから時間ｃまでの燃焼準備の工程中に蒸気圧力値が大幅に低下することになっていた。蒸気圧力が大幅に低下すると、蒸気ボイラの缶水が持ち上げられ、蒸気配管５を通して蒸気使用装置内へ送られることもあったが、本発明を実施することで蒸気圧力値の低下幅を抑えることができるため、缶水が蒸気使用装置内へ送られることを防止できる。
【００２１】
また、本発明は蒸気使用量の多い起動時に蒸気の供給量を制限するだけの簡単な手段で、蒸気圧力値の大幅な低下を防止することができ、既存ボイラの改造や入替えといった大掛かりな対応をしなくてもよいため、容易に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明装置の１実施例におけるフロー図
【図２】１実施例での蒸気圧力値の変化と運転状況の説明図
【図３】従来例における蒸気圧力値変化の説明図
【符号の説明】
【００２３】
１  蒸気ボイラ
２  圧力検出装置
３  ボイラ運転制御装置
４  蒸気使用装置
５  蒸気配管
６  大流量用蒸気弁
７  小流量用蒸気弁
８  蒸気弁制御装置
９  蒸気供給量制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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