(57)【要約】【課題】既存の定量ポンプを使用しながら定量ポンプからのガス抜きを実現して、定量ポンプを含む設備の低コスト化を図る。【解決手段】制御装置１２は、ヘッド２２の往復移動により液室２５の容積が増減する定量ポンプ１１に用いるものであり、定量ポンプの吐出口１１Ｂに接続された配管７内を流れる液体に関する第一物理量が目的の値になるように、ヘッドのストローク量を変えるストローク可変器２４にストローク量を指示する第一ストローク制御部４２と、ストローク可変器に最大ストローク量を指示する第二ストローク制御部４３と、配管内を流れる液体に関する物理量であって、定量ポンプ内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量が、ガスの有りを示す状態になると、第一ストローク制御部による物理量制御モードから第二ストローク制御部によるガス抜きモードに変更する制御切換部４４と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドの往復移動により液室の容積が増減する往復式定量ポンプ用の制御装置であって、
前記往復式定量ポンプの吐出口に接続された配管内を流れる液体に関する第一物理量が目的の値になるように、前記ヘッドのストローク量を変えるストローク可変器にストローク量を指示する第一ストローク制御部と、
前記ストローク可変器に最大ストローク量を指示する第二ストローク制御部と、
前記配管内を流れる液体に関する物理量であって、前記液室を含む前記往復式定量ポンプ内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量が、前記ガスの有りを示す状態になると、前記第一ストローク制御部による物理量制御モードから前記第二ストローク制御部によるガス抜きモードに変更する制御切換部と、
を備えることを特徴とする往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項２】
前記制御切換部は、前記ガス抜きモードで前記ヘッドが予め定められた回数往復移動すると、前記ガス抜きモードから前記物理量制御モードに変更することを特徴とする請求項１に記載の往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項３】
前記第一物理量と前記第二物理量とは、同一の物理量であり、
前記第一物理量及び前記第二物理量は、前記往復式定量ポンプから前記配管中に吐出された液体の濃度に相関する物理量であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項４】
前記第二物理量は、前記往復式定量ポンプの吐出口から吐出されて流れる液体の圧力であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項５】
前記制御切換部は、予め設定された所定時間毎に、前記物理量制御モードから前記ガス抜きモードに変更することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項６】
ヘッドの往復移動により液室の容積が増減し、吐出口が配管に接続される往復式定量ポンプ用の制御装置であって、
前記ヘッドのストローク量を変えるストローク可変器に所定のストローク量を指示する第一ストローク制御部と、
前記ストローク可変器に最大ストローク量を指示する第二ストローク制御部と、
予め設定された所定時間毎に、前記第一ストローク制御部による定常制御モードから前記第二ストローク制御部によるガス抜きモードに変更する制御切換部と、
を備えることを特徴とする往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項７】
前記制御切換部は、前記ガス抜きモードで前記ヘッドが予め定められた回数往復移動すると、前記ガス抜きモードから前記定常制御モードに変更することを特徴とする請求項６に記載の往復式定量ポンプの制御装置。
【請求項８】
ヘッドが液室内で往復移動する往復式定量ポンプと、
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の制御装置と、
を備えることを特徴とするポンプ設備。
【請求項９】
ヘッドの往復移動により液室の容積が増減する往復式定量ポンプ用の制御方法であって、
前記往復式定量ポンプの吐出口に接続された配管内を流れる液体に関する第一物理量が目的の値になるように、前記ヘッドのストローク量を制御する物理量制御モード工程と、
前記ヘッドのストローク量を最大ストローク量とするガス抜きモード工程と、
前記配管内を流れる液体に関する物理量であって、前記液室を含む前記往復式定量ポンプ内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量が、前記ガスの有りを示す状態になると、前記物理量制御モード工程から前記ガス抜きモード工程に変更する切換工程と、
を含むことを特徴とする往復式定量ポンプの制御方法。
【請求項１０】
ヘッドの往復移動により液室の容積が増減し、吐出口が配管に接続される往復式定量ポンプ用の制御方法であって、
前記ヘッドのストローク量を所定のストローク量に制御する定常制御モード工程と、
前記ヘッドのストローク量を最大ストローク量とするガス抜きモード工程と、
予め設定された所定時間毎に、前記物理量制御モード工程から前記ガス抜きモード工程に切り換える切換工程と、
を含むことを特徴とする往復式定量ポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復式定量ポンプの制御装置、ポンプ設備、及び、往復式定量ポンプの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、配管等に液体（例えば化学薬液）を注入するための定量ポンプには、ポンプ室内にガス（気体）が混在しないように、自動でガスを外部（系外）に排出する自動ガス抜き機構を備えるものがある。
例えば特許文献１には、定量ポンプの自動ガス抜き機構として、吸込口からポンプ室に向かう吸込通路の途中に、吸込通路から分岐するガス抜き通路等の構造を設けたものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３６０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の定量ポンプは自動ガス抜き機構を備えるため、ガスを定量ポンプの外部に排出するためには、既存の定量ポンプを自動ガス抜き機構付きの定量ポンプに交換したり、既存の定量ポンプを改造したりする必要がある。このため、定量ポンプを含む設備のコストが高くなってしまう。
また、上記従来の定量ポンプでは、ガスを系外に排出するため、高圧の定量ポンプに適用することが困難である。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みたものであって、既存の往復式定量ポンプを使用しながらガス抜きを実現して、設備の低コスト化を図ることが可能な往復式定量ポンプの制御装置、ポンプ設備、及び、往復式定量ポンプの制御方法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】
【０００６】
この課題を解決するために、本発明に係る一態様としての制御装置は、ヘッドの往復移動により液室の容積が増減する往復式定量ポンプ用の制御装置であって、前記往復式定量ポンプの吐出口に接続された配管内を流れる液体に関する第一物理量が目的の値になるように、前記ヘッドのストローク量を変えるストローク可変器にストローク量を指示する第一ストローク制御部と、前記ストローク可変器に最大ストローク量を指示する第二ストローク制御部と、前記配管内を流れる液体に関する物理量であって、前記液室を含む前記往復式定量ポンプ内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量が、前記ガスの有りを示す状態になると、前記第一ストローク制御部による物理量制御モードから前記第二ストローク制御部によるガス抜きモードに変更する制御切換部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明に係る一態様としてのポンプ設備は、ヘッドが液室内で往復移動する往復式定量ポンプと、前記制御装置と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
さらに、本発明に係る一態様としての制御方法は、ヘッドの往復移動により液室の容積が増減する往復式定量ポンプ用の制御方法であって、前記往復式定量ポンプの吐出口に接続された配管内を流れる液体に関する第一物理量が目的の値になるように、前記ヘッドのストローク量を制御する物理量制御モード工程と、前記ヘッドのストローク量を最大ストローク量とするガス抜きモード工程と、前記配管内を流れる液体に関する物理量であって、前記液室を含む前記往復式定量ポンプ内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量が、前記ガスの有りを示す状態になると、前記物理量制御モード工程から前記ガス抜きモード工程に変更する切換工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
上記した制御装置や制御方法によれば、前記第二物理量が「往復式定量ポンプ内にガスが無い」ことを示している状態では、配管内を流れる液体の第一物理量が目的の値となるように、第一ストローク制御部の指示に基づいてヘッドのストローク量を制御する物理量制御モード（工程）が実施される。物理量制御モード（工程）では、往復式定量ポンプによって配管内に注入される注入液体の量が調整され、前記液体の第一物理量が目的の値となるように調整される。
【００１０】
一方、前記第二物理量が「往復式定量ポンプ内にガスがある」ことを示すと、制御切換部（制御切換工程）によって、前記物理量制御モード（工程）から、ヘッドのストローク量が最大となるように制御するガス抜きモード（工程）に変更される。ガス抜きモード（工程）では、往復式定量ポンプの出力が最大となるため、液室の容積を最小にして、液室を含む往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管側に排出することができる。
すなわち、上記した制御装置や制御方法を採用するだけで、既存の往復式定量ポンプを使用しながらガス抜きを実現することができる。したがって、往復式定量ポンプを含む設備の低コスト化を図ることができる。
【００１１】
また、上記した制御装置や制御方法では、往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管（系内）に排出し、従来のように系外に排出しないため、これら制御装置や制御方法は高圧の往復式定量ポンプにも適用可能である。
【００１２】
そして、前記制御装置において、前記制御切換部は、前記ガス抜きモードで前記ヘッドが予め定められた回数往復移動すると、前記ガス抜きモードから前記物理量制御モードに変更してもよい。
【００１３】
この場合には、ガス抜きモードにおいて配管に注入される注入液体の注入量を所定量に抑え、配管内を流れる液体の第一物理量が、ガス抜きモードにおいて注入された注入液体によって大きく変化することを抑制できる。
【００１４】
また、前記制御装置において、前記第一物理量と前記第二物理量とは、同一の物理量であり、前記第一物理量及び前記第二物理量は、前記往復式定量ポンプから前記配管中に吐出された液体の濃度に相関する物理量であってもよい。
【００１５】
この場合には、物理量制御モードでのヘッドのストローク量の制御、及び、物理量制御モードからガス抜きモードへの切換制御を実施するために、液体の濃度を検知する一つの物理量検知部（濃度計）だけを用意すればよい。したがって、ポンプ設備の簡素化を図ることができる。
【００１６】
さらに、前記制御装置において、前記第二物理量は、前記往復式定量ポンプの吐出口から吐出されて流れる液体の圧力であってもよい。
【００１７】
上記制御装置によれば、往復式定量ポンプから吐出されて流れる液体の圧力は、ガスの有無に応じて大きく変動するため、より的確なタイミングでガス抜きモードに切り換えることが可能となり、定量ポンプ内のガスを効果的に排出することができる。
【００１８】
また、前記制御装置においては、前記制御切換部は、予め設定された所定時間毎に、前記物理量制御モードから前記ガス抜きモードに変更してもよい。
【００１９】
上記制御装置によれば、定期的（例えば一日一回、数時間に一回）にガス抜きモードとなることで、往復式定量ポンプ内におけるガスが少量で、前記第二物理量の変化に影響を与えなくても、往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管側に排出することができる。
【００２０】
また、本発明に係る一態様としての制御装置は、ヘッドの往復移動により液室の容積が増減し、吐出口が配管に接続される往復式定量ポンプ用の制御装置であって、前記ヘッドのストローク量を変えるストローク可変器に所定のストローク量を指示する第一ストローク制御部と、前記ストローク可変器に最大ストローク量を指示する第二ストローク制御部と、予め設定された所定時間毎に、前記第一ストローク制御部による定常制御モードから前記第二ストローク制御部によるガス抜きモードに変更する制御切換部と、を備えることを特徴とする。
【００２１】
さらに、本発明に係る一態様としての制御方法は、ヘッドの往復移動により液室の容積が増減し、吐出口が配管に接続される往復式定量ポンプ用の制御方法であって、前記ヘッドのストローク量を所定のストローク量に制御する定常制御モード工程と、前記ヘッドのストローク量を最大ストローク量とするガス抜きモード工程と、予め設定された所定時間毎に、前記物理量制御モード工程から前記ガス抜きモード工程に切り換える切換工程と、を含むことを特徴とする。
【００２２】
上記制御装置及び制御方法によれば、定期的（例えば一日一回、数時間に一回）にガス抜きモードとなって往復式定量ポンプの出力が最大となるため、往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管側に排出することができる。すなわち、上記した制御装置を採用するだけで、既存の往復式定量ポンプを使用しながらガス抜きを実現することができる。したがって、往復式定量ポンプを含む設備の低コスト化を図ることができる。
【００２３】
さらに、上記制御装置及び制御方法では、往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管（系内）に排出し、従来のように系外に排出しないため、これら制御装置や制御方法は高圧の往復式定量ポンプにも適用可能である。
また、上記制御装置及び制御方法によれば、配管内に流れる液体に関する物理量（第一、第二物理量）を検知できなくても、往復式定量ポンプ内のガスを吐出口から配管側に排出することができる利点も有する。
【００２４】
そして、前記制御装置において、前記制御切換部は、前記ガス抜きモードで前記ヘッドが予め定められた回数往復移動すると、前記ガス抜きモードから前記定常制御モードに変更してもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、既存の往復式定量ポンプを使用しながら往復式定量ポンプからのガス抜きを実現でき、往復式定量ポンプを含む設備の低コスト化を図ることができる。
また、本発明の制御装置や制御方法は、高圧の往復式定量ポンプにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第一、第二実施形態に係るポンプ設備を含む蒸気タービン設備を示す模式図である。
【図２】図１の蒸気タービン設備に備える第一実施形態のポンプ設備を示す模式図である。
【図３】図２のポンプ設備において、濃度計で検知された薬液の検知濃度の時間履歴、及び、検知濃度に基づいて制御装置により制御されるダイヤフラムのストローク量の時間履歴を示すグラフである。
【図４】図１の蒸気タービン設備に備える第二実施形態に係るポンプ設備を示す模式図である。
【図５】図４のポンプ設備において、圧力計で検知された液体の検知圧力の時間履歴、及び、検知圧力に基づいて制御装置により制御されるダイヤフラムのストローク量の時間履歴を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第一実施形態〕
以下、図１〜３を参照して本発明の第一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係るポンプ設備１０Ａは、蒸気タービン設備１に設けられる。
蒸気タービン設備１は、蒸気のエネルギーを回転動力として取り出す外燃機関であり、発電所の発電機等に連結して用いられる装置である。蒸気タービン設備１は、節炭器２と、ボイラ３と、蒸気タービン４と、復水器５と、循環ポンプ６と、を備える。これらの構成は、上記した順番で配管により接続されている。
節炭器２は、水を加熱して温水とする。ボイラ３は、節炭器２からの温水をさらに加熱して高圧の蒸気とする。蒸気タービン４は、ボイラ３から供給された蒸気を回転動力として取り出す。復水器５は、蒸気タービン４から排気された蒸気を冷却として水に戻す。循環ポンプ６は、復水器５からの水を再び節炭器２に送出する。
【００２８】
ポンプ設備１０Ａは、上記した蒸気タービン設備１のうち、循環ポンプ６と節炭器２とを接続する配管７に設けられている。ポンプ設備１０Ａは、蒸気タービン設備１における配管等の腐食を防ぐために配管内を流れる水に薬液を注入する。以下の説明では、水、薬液のことを液体と呼ぶことがある。
ポンプ設備１０Ａは、往復式定量ポンプ１１と、制御装置１２と、濃度計（物理量検知部）１３と、薬液タンク１４と、を備える。
【００２９】
図２に示すように、往復式定量ポンプ１１（以下、定量ポンプ１１と呼ぶ）は、ヘッドの往復移動により液室の容積が増減するものである。定量ポンプ１１には、従来周知のものを任意に使用できるが、本実施形態の定量ポンプ１１は、ポンプヘッド２１と、ダイヤフラム（ヘッド）２２と、駆動部２３と、ストローク可変器２４と、を備える。
ポンプヘッド２１は、ダイヤフラム２２との間に液室２５を形成する。ダイヤフラム２２は、可撓性を有する膜であり、ダイヤフラム２２の周縁部がポンプヘッド２１に保持されている。
【００３０】
ポンプヘッド２１には、液室２５から個別に延びる吸込通路２６及び吐出通路２７が形成されている。吸込通路２６の延在方向先端は定量ポンプ１１の吸込口１１Ａである。また、吐出通路２７の延在方向先端は定量ポンプ１１の吐出口１１Ｂである。吸込通路２６のうち液室２５と吸込口１１Ａとの間には第一逆止弁２８Ａが設けられている。第一逆止弁２８Ａは薬液等の液体が液室２５側から吸込口１１Ａ側に逆流することを防ぐ。吐出通路２７のうち液室２５と吐出口１１Ｂとの間には第二逆止弁２８Ｂが設けられている。第二逆止弁２８Ｂは薬液等の液体が吐出口１１Ｂ側から液室２５側に逆流することを防ぐ。
定量ポンプ１１の吸込口１１Ａには、薬液を貯留する薬液タンク１４が接続されている。定量ポンプ１１の吐出口１１Ｂは、接続配管１５を介して循環ポンプ６と節炭器２とを接続する配管７に接続されている。
【００３１】
駆動部２３は、ダイヤフラム２２を往復移動させる。駆動部２３は、プランジャ３１と、カム３２と、モータ３３とを備える。
プランジャ３１は、棒状に形成されている。プランジャ３１の第一端はダイヤフラム２２に固定されている。プランジャ３１の第二端は、コイルスプリング等の付勢部材３４によってカム３２の外周面（カム面）に押し付けられる。カム３２は、その回転軸３２Ａが中心軸に対してずれて位置する偏心カムである。また、カム３２は、中心軸に対する回転軸３２Ａのずれ量が、回転軸３２Ａ方向に沿って漸次変化する。モータ３３は、カム３２の回転軸３２Ａに接続され、カム３２を回転駆動する。
【００３２】
ストローク可変器２４は、ダイヤフラム２２のストローク量を変える。本実施形態のストローク可変器２４は、後述する制御装置１２から出力されるストローク量のデータに基づいて、カム３２を回転軸３２Ａ方向に移動させるアクチュエータ２４Ａである。
図１，２に示すように、濃度計１３は、配管７内で循環ポンプ６から節炭器２に向けて流れる液体において薬液の濃度を検知する。濃度計１３は、配管７のうち定量ポンプ１１との接続部分よりも下流側（節炭器２側）に設けられている。
【００３３】
制御装置１２は、定量ポンプ１１のダイヤフラム２２のストローク量を制御する。制御装置１２は、入力部４１と、第一ストローク制御部４２と、第二ストローク制御部４３と、制御切換部４４と、出力部４５と、を備える。
入力部４１は、濃度計１３で検知された薬液の濃度（検知濃度）を制御装置１２内に入力し、第一ストローク制御部４２、及び、制御切換部４４に出力する。
【００３４】
第一ストローク制御部４２は、配管７内を流れる液体において薬液の濃度（第一物理量）が目的の値（濃度の目的値）になるように、ダイヤフラム２２のストローク量を変えるストローク可変器２４にストローク量を指示する。濃度の目的値は、予め設定されたものであり、例えば制御装置１２の記憶部（不図示）に記憶されている。第一ストローク制御部４２が指示するダイヤフラム２２のストローク量は、任意であってもよいが、例えば最大ストローク量よりも小さくてもよい。第一ストローク制御部４２が指示するストローク量は、例えば最大ストローク量の４０％〜６０％程度でもよい。
本実施形態の第一ストローク制御部４２は、入力部４１から入力された薬液の検知濃度に応じて、ストローク可変器２４に指示するストローク量のデータを制御切換部４４に出力する。
【００３５】
第二ストローク制御部４３は、ストローク可変器２４に最大ストローク量を指示する。本実施形態の第二ストローク制御部４３は、ストローク可変器２４に指示する最大ストローク量のデータを制御切換部４４に出力する。
【００３６】
制御切換部４４は、第一ストローク制御部４２による濃度制御モード（物理量制御モード）と、第二ストローク制御部４３によるガス抜きモードとに切り換える。
制御切換部４４は、濃度制御モードを選択した状態で、第一ストローク制御部４２から入力されたストローク量のデータを出力部４５に出力する。また、制御切換部４４は、ガス抜きモードを選択した状態で、第二ストローク制御部４３から入力された最大ストローク量のデータを出力部４５に出力する。
【００３７】
さらに、制御切換部４４は、配管７内を流れる液体に関する物理量であり、液室２５を含む定量ポンプ１１内におけるガスの有無に応じて変化する薬液の濃度（第二物理量）が、「定量ポンプ１１内にガスがある」ことを示す状態になった際に、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。
本実施形態の制御切換部４４は、濃度計１３で検知されて入力部４１から出力された配管７中の薬液の検知濃度が閾値よりも小さくなった際に「定量ポンプ１１内にガスがある」と判定し、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。濃度の閾値は、上述の予め設定される濃度の目的値よりも小さい値であり、例えば制御装置１２の記憶部（不図示）に記憶されている。
【００３８】
また、制御切換部４４は、ガス抜きモードでダイヤフラム２２が予め定められた回数（例えば１〜１０回）往復移動した後に、ガス抜きモードから濃度制御モードに変更する。
さらに、制御切換部４４は、予め設定された所定時間毎（例えば一日毎、数時間毎）に、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。
【００３９】
出力部４５は、制御切換部４４から入力されたデータ（濃度制御モードのストローク量データ、あるいは、ガス抜きモードの最大ストローク量データ）をストローク可変器２４に出力する。
【００４０】
次に、本実施形態におけるポンプ設備１０Ａの動作、特に、定量ポンプ１１の制御方法について説明する。
濃度計１３で検知される薬液の検知濃度（第二物理量）が「定量ポンプ１１内にガスが無い」ことを示す状態（図３のグラフにおいて薬液の検知濃度が閾値ＤＶｔよりも高い状態）の場合、制御切換部４４は、第一ストローク制御部４２による濃度制御モードＭ１（図３参照）を選択し、濃度制御モードＭ１のストローク量データをストローク可変器２４に出力する。すなわち、配管７内を流れる液体における薬液の濃度（第一物理量）が目的の値（濃度の目的値ＤＶｐ）となるように、ダイヤフラム２２のストローク量を制御する濃度制御モード工程（物理量制御モード工程）が実施される。
【００４１】
濃度制御モード工程では、第一ストローク制御部４２からの指示に基づいてダイヤフラム２２が往復移動し、液室２５の容積が増減することで、所定量の薬液が薬液タンク１４から配管７に供給される。
また、濃度制御モード工程では、図３のグラフに示すように、濃度計１３で検知される薬液の検知濃度が濃度の目的値ＤＶｐよりも低くなると、第一ストローク制御部４２からの指示に基づいてダイヤフラム２２のストローク量が増加する。その後、濃度計１３で検知される薬液の検知濃度が濃度の目的値ＤＶｐに戻ると、第一ストローク制御部４２からの指示に基づいてダイヤフラム２２のストローク量が減少する。濃度制御モード工程において制御するダイヤフラム２２のストローク量は、任意であってよいが、例えば最大ストローク量Ｓｍａｘよりも小さくてもよい。
【００４２】
そして、濃度計１３で検知される薬液の濃度（第二物理量）が「定量ポンプ１１内にガスがある」ことを示す状態（図３において薬液の検知濃度が閾値ＤＶｔ以下である状態）の場合、制御切換部４４は、第一ストローク制御部４２による濃度制御モードＭ１から第二ストローク制御部４３によるガス抜きモードＭ２に変更する（図３参照）。すなわち、濃度制御モード工程から後述するガス抜きモード工程に変更する第一切換工程が実施される。
【００４３】
第一切換工程が実施されると、第二ストローク制御部４３によりダイヤフラム２２のストローク量を最大ストローク量Ｓｍａｘとするガス抜きモード工程が実施される。
ガス抜きモード工程では、定量ポンプ１１の出力が最大となるため、液室２５の容積を最小にして、液室２５を含む定量ポンプ１１内のガスを吐出口１１Ｂから配管７側に排出することができる。これにより、定量ポンプ１１内のガスに起因する配管７への薬液の供給低下や停止を抑え、薬液の検知濃度を濃度の目的値ＤＶｐに向けて戻すことができる（図３参照）。
【００４４】
また、上記したガス抜きモード工程においてダイヤフラム２２が予め定められた回数（例えば１〜１０回）往復移動した後には、制御切換部４４がガス抜きモードＭ２から濃度制御モードＭ１に変更する（図３参照）。すなわち、ガス抜きモード工程から濃度制御モード工程に変更する第二切換工程が実施される。
また、本実施形態の制御方法では、配管７中の薬液の濃度に関係なく、予め設定された所定時間毎に、濃度制御モードＭ１からガス抜きモードＭ２に変更する第三切換工程も実施される。第三切換工程は制御切換部４４により実施される。第三切換工程の実施後には、前述したガス抜きモード工程及び第二切換工程が順次実施される。
【００４５】
以上説明した本実施形態のポンプ設備１０Ａにおいて使用可能な薬液は、配管７中の液体に含まれる薬液の濃度を検知できるものであればよく、例えばヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）、次亜塩素酸ソーダ（２ＮａＣｌＯ）が挙げられる。ヒドラジンの場合には例えば濃度計１３においてヒドラジン濃度を検知すればよく、次亜塩素酸ソーダの場合には例えば濃度計１３において残留塩素濃度を検知すればよい。
これらヒドラジンや次亜塩素酸ソーダ等の薬液は、液室２５内で自己分解反応によって窒素（Ｎ２）ガスや酸素（Ｏ２）ガスが発生するが、上記した本実施形態のように定量ポンプ１１内のガス抜きを実施することで、配管７への薬液の注入が阻害されることを防止できる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態の制御装置１２及び制御方法によれば、定量ポンプ１１に備えるダイヤフラム２２のストローク量を制御するだけで、配管７中における薬液の濃度を制御でき、さらに、往復式定量ポンプ１１内で発生した窒素ガスや酸素ガス等のガスを吐出口１１Ｂから配管７側に排出することもできる。したがって、従来のようなガス抜き通路等の特別な構造を備えない既存の定量ポンプ１１を使用しながらガス抜きを実現することができる。したがって、定量ポンプ１１を含むポンプ設備１０Ａの低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、定量ポンプ１１内のガスを吐出口１１Ｂから配管７（系内）に排出し、従来のように系外に排出しないため、本実施形態の制御装置１２や制御方法は高圧の定量ポンプ１１にも適用可能である。
【００４７】
さらに、本実施形態によれば、ガス抜きモードでダイヤフラム２２が予め定められた回数だけ往復移動した後に濃度制御モードに復帰するため、ガス抜きモードにおいて配管７に注入される薬液の注入量を所定量に抑え、配管７内を流れる液体における薬液の濃度が、ガス抜きモードにおいて注入された薬液によって大きく変化することを抑制できる。
【００４８】
また、本実施形態によれば、濃度制御モードでのダイヤフラム２２のストローク量の制御、及び、濃度制御モードからガス抜きモードへの切換制御の両方が、薬液の濃度に基づいて実施されるため、一つの濃度計１３だけを用意すればよい。したがって、ポンプ設備１０Ａの簡素化を図ることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態によれば、配管７中の薬液の濃度に関係なく、定期的（例えば一日一回、数時間に一回）に濃度制御モードからガス抜きモードに変更するため、定量ポンプ１１内におけるガスが少量で、配管７中の薬液の濃度変化に影響を与えなくても、定量ポンプ１１内のガスを吐出口１１Ｂから配管７側に排出することができる。
【００５０】
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について、図４，５を参照して、第一実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５１】
図４に示すように、本実施形態のポンプ設備１０Ｂは、第一実施形態と同様の往復式定量ポンプ１１、制御装置１２、及び、濃度計（第一物理量検知部）１３、を備える。さらに、本実施形態のポンプ設備１０Ｂは圧力計（第二物理量検知部）１６も備える。
圧力計１６は、吐出口１１Ｂから吐出される薬液の圧力を検知する。圧力計１６は、定量ポンプ１１の作動による圧力の脈動を良好に検知できるように、吐出口１１Ｂの近くに配されるとよい。本実施形態では、圧力計１６が定量ポンプ１１の吐出口１１Ｂと配管７とを接続する接続配管１５に設けられている。
【００５２】
本実施形態の制御装置１２は、第一実施形態と同様に、入力部４１、第一ストローク制御部４２、第二ストローク制御部４３、制御切換部４４、及び、出力部４５、を備える。第一ストローク制御部４２、第二ストローク制御部４３及び出力部４５は第一実施形態と同様である。
本実施形態の入力部４１は、第一実施形態と同様に、濃度計１３で検知された薬液の検知濃度を制御装置１２内に入力するが、第一ストローク制御部４２にのみ出力する。また、本実施形態の入力部４１は、圧力計１６で検知された薬液の圧力（検知圧力）を制御装置１２内に入力し、制御切換部４４に出力する。
【００５３】
制御切換部４４は、第一実施形態と同様に、第一ストローク制御部４２による濃度制御モード（物理量制御モード）と、第二ストローク制御部４３によるガス抜きモードとに切り換え、選択されたモードに応じて、第一ストローク制御部４２あるいは第二ストローク制御部４３からのデータを出力部４５に出力する。
【００５４】
本実施形態の制御切換部４４は、配管７内を流れる液体に関する物理量であり、液室２５を含む定量ポンプ１１内におけるガスの有無に応じて変化する薬液の圧力（第二物理量）が、「定量ポンプ１１内にガスがある」ことを示す状態になった際に、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。
本実施形態の制御切換部４４は、圧力計１６で検知される薬液の検知圧力が所定の閾値よりも小さくなった際に「定量ポンプ１１内にガスがある」と判定し、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。図５のグラフに示すように、圧力の閾値ＰＶｔは、定量ポンプ１１の動作によって薬液が吐出口１１Ｂから吐出されたときにおける薬液の最大圧力が、ガスが無い状態における圧力値と比較して低い圧力値であり、「定量ポンプ１１内にガスがある」と判定される圧力値である。この閾値ＰＶｔは、予め設定されるものであり、例えば制御装置１２の記憶部（不図示）に記憶されている。
【００５５】
また、制御切換部４４は、第一実施形態と同様に、ガス抜きモードでダイヤフラム２２が予め定められた回数往復移動した後に、ガス抜きモードから濃度制御モードに変更する。
さらに、制御切換部４４は、第一実施形態と同様に、予め設定された所定時間毎に、濃度制御モードからガス抜きモードに変更する。
【００５６】
次に、本実施形態におけるポンプ設備１０Ｂの動作、特に、定量ポンプ１１の制御方法について説明する。
本実施形態では、第一実施形態と同様の濃度制御モード工程、第一切換工程、ガス抜きモード工程、第二切換工程、第三切換工程が適宜実施される。ただし、本実施形態の第一切換工程では、図５のグラフに示すように、圧力計１６で検知される薬液の検知圧力（第二物理量）が「定量ポンプ１１内にガスがある」ことを示す状態（図５において検知圧力が閾値ＰＶｔ以下である状態）になると、制御切換部４４が、第一ストローク制御部４２による濃度制御モードＭ１から第二ストローク制御部４３によるガス抜きモードＭ２に変更する。
上記した第一切換工程後には、第一実施形態と同様のガス抜きモード工程が実施される。また、ガス抜きモード工程においてダイヤフラム２２が予め定められた回数（例えば１〜１０回）往復移動した後には、制御切換部４４がガス抜きモードＭ２から濃度制御モードＭ１に変更する。すなわち、第一実施形態と同様の第二切換工程が実施される。
以上説明した本実施形態のポンプ設備１０Ｂにおいて使用可能な薬液は、第一実施形態と同様である。
【００５７】
本実施形態の制御装置１２及び制御方法によれば、第一実施形態と同様の効果を奏する。
また、本実施形態によれば、定量ポンプ１１から吐出されて流れる薬液の圧力に基づいて濃度制御モードからガス抜きモードに切り換える。定量ポンプ１１から吐出されて流れる薬液の圧力は、配管７中における薬液の濃度と比較して、ガスの有無に応じて大きく変動するため、より的確なタイミングでガス抜きモードに切り換えることが可能となり、定量ポンプ１１内のガスを効果的に排出することができる。
【００５８】
〔第三実施形態〕
次に、本発明の第三実施形態について、第一、第二実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第一、第二実施形態と共通する構成については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
本実施形態に係るポンプ設備は、図２，４に示すポンプ設備１０Ａ，１０Ｂから濃度計１３、圧力計１６を除いて構成される。
このため、本実施形態のポンプ設備に備える制御装置１２において、第二ストローク制御部４３及び出力部４５は第一、第二実施形態と同様であるが、入力部４１は、例えば備えなくてもよいし、例えばダイヤフラム２２のストローク量を手動で入力する機能を有してもよい。
また、本実施形態の第一ストローク制御部４２は、ストローク可変器２４に所定のストローク量を指示する。所定のストローク量は、例えば入力部４１に手動で入力されたダイヤフラム２２のストローク量、あるいは、予め設定されたダイヤフラム２２のストローク量である。所定のストローク量は、例えば制御装置１２の記憶部（不図示）に記憶される。第一ストローク制御部４２がストローク可変器２４に指示するダイヤフラム２２のストローク量の大きさは任意であってよいが、例えば最大ストローク量よりも小さくてもよい。
【００６０】
さらに、本実施形態の制御切換部４４は、予め設定された所定時間毎に、第一ストローク制御部４２による定常制御モード（上記した所定のストローク量をストローク可変器２４に指示するモード）から第二ストローク制御部４３によるガス抜きモードに変更する。
また、本実施形態の制御切換部４４は、第一、第二実施形態の場合と同様に、ガス抜きモードでダイヤフラム２２が予め定められた回数往復移動した後に、ガス抜きモードから定常制御モードに変更する。
【００６１】
次に、本実施形態における定量ポンプ１１の制御方法について説明する。
本実施形態の制御方法では、例えば定量ポンプ１１により薬液を配管７に定常的に供給する定常状態において、制御切換部４４が第一ストローク制御部４２による定常制御モードを選択し、定常制御モードのストローク量データをストローク可変器２４に出力する。すなわち、定常状態では、ダイヤフラム２２のストローク量を所定のストローク量に制御する定常制御モード工程が実施される。
そして、本実施形態の制御方法では、予め設定された所定時間毎に、定常制御モードからガス抜きモードに変更する第一切換工程が実施される。第一切換工程は制御切換部４４により実施される。第一切換工程の実施後には、第一、第二実施形態と同様のガス抜きモード工程が実施される。また、ガス抜きモード工程においてダイヤフラム２２が予め定められた回数（例えば１〜１０回）往復移動した後には、制御切換部４４がガス抜きモードから定常制御モードに変更する。すなわち、ガス抜きモード工程から定常制御モード工程に変更する第二切換工程が実施される。
【００６２】
本実施形態の制御装置１２及び制御方法によれば、配管７内を流れる液体に関する物理量（例えば濃度や圧力）を検知できなくても、定量ポンプ１１内のガスを定期的（例えば一日一回、数時間に一回）に吐出口１１Ｂから配管７側に排出することができる。したがって、本実施形態の制御装置１２や制御方法を採用するだけで、既存の定量ポンプ１１を使用しながらガス抜きを実現することができ、定量ポンプ１１を含む設備の低コスト化を図ることができる。すなわち、第一、第二実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
以上、本発明の詳細について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、第一、第二実施形態では、定量ポンプ１１内におけるガスの有無に応じて変化する第二物理量として、配管７内を流れる液体中における薬液の濃度や、定量ポンプ１１から吐出されて流れる薬液の圧力を採用しているが、これに限ることはなく、例えば配管７内を流れる液体の電気伝導率等、配管内７を流れる液体に関する他の物理量を採用してもよい。
【００６４】
また、第一、第二実施形態では、配管７内を流れる液体中における薬液の濃度（第一物理量）が目的の値となるように、ダイヤフラム２２のストローク量を制御するが、これに限ることはなく、例えば配管７内を流れる液体の電気伝導率等、配管内７を流れる液体に関する他の物理量（第一物理量）が目的の値となるように、ダイヤフラム２２のストローク量を制御してもよい。すなわち、第一、第二実施形態のポンプ設備１０Ａ，１０Ｂは、濃度計１３、圧力計１６を備えることに限らず、少なくとも第一物理量や第二物理量を検出する物理量検知部を備えればよい。
【００６５】
さらに、第一、第二実施形態の制御切換部４４は、ガス抜きモードでダイヤフラム２２が予め定められた回数往復移動した後に、ガス抜きモードから物理量制御モード（濃度制御モード、圧力制御モード）に変更するが、これに限ることはない。第一、第二実施形態の制御切換部４４は、例えば物理量制御モードからガス抜きモードに切り換える場合と同様に、第二物理量が「定量ポンプ１１内にガスが無い」ことを示す状態になる（例えば濃度や圧力が閾値以上になる）と、ガス抜きモードから物理量制御モードに切り換えてもよい。
【００６６】
そして、本発明の制御装置１２及び制御方法は、ダイヤフラム２２を備える定量ポンプ１１に適用されることに限らず、少なくともヘッドの往復移動により液室の容積が増減する往復式定量ポンプに適用することが可能である。ヘッドの他の例としては、シリンダ内を往復移動するピストンが挙げられる。
また、本発明のポンプ設備１０Ａ，１０Ｂやこれに備える制御装置１２及び制御方法は、蒸気タービン設備１に適用されることに限らず、各種設備に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
７…配管、１０Ａ，１０Ｂ…ポンプ設備、１１…往復式定量ポンプ、１１Ｂ…吐出口、１２…制御装置、１３…濃度計（物理量検知部、第一物理量検知部）、１６…圧力計（第二物理量検知部）、２２…ダイヤフラム（ヘッド）、２４…ストローク可変器、２５…液室、４２…第一ストローク制御部、４３…第二ストローク制御部、４４…制御切換部、Ｍ１…濃度制御モード（物理量制御モード）、Ｍ２…ガス抜きモード
【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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