(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを備えたボイラ本体に蒸気管及び降水管を介して気水分離器が接続され、この気水分離器に高水位電極と低水位電極を有する水柱管が２本の水平連通管を介して接続され、ボイラ本体に排ガス導管を介してエコノマイザが接続され、エコノマイザに給水ポンプ及び給水リターン弁を備えた給水ラインが接続され、バーナに燃料流量調節弁を備えた燃料ラインが接続されたボイラであって、
高水位電極及び低水位電極は水位検出器及び燃焼量検出器で検出された燃焼量により給水ポンプをオンオフする状態と、給水リターン弁を開閉する状態との回路の切替器を介して給水ポンプ及び給水リターン弁に電気的又は空気的に接続され、気水分離器に設けられた圧力検出器は圧力調節器、前記燃焼量検出器及びコントロールモータを介して前記燃料流量調節弁に電気的又は空気的に接続され、さらに、燃焼量検出器は検出された燃焼量により前記給水ポンプをオンオフする状態と、前記給水リターン弁を開閉する状態とを判別する判別器を介して前記切替器に電気的又は空気的に接続されており、燃焼量が、高燃焼域設定値で給水をオンオフするとエコノマイザでウォータハンマを起こし始める少し手前の燃焼量より大となった後、燃焼量が、低燃焼域設定値で給水をオフしないと気水分離器水位が上昇し続ける燃焼量より少し多目の燃焼量より小になるまでは、給水ポンプは連続運転とし、水位検出器による高水位検出で給水リターン弁を開弁し、水位検出器による低水位検出で給水リターン弁を閉弁し、燃焼量が、低燃焼域設定値で給水をオフしないと気水分離器水位が上昇し続ける燃焼量より少し多目の燃焼量より小となった後、燃焼量が、高燃焼域設定値で給水をオンオフするとエコノマイザでウォータハンマを起こし始める少し手前の燃焼量より大となるまでは、給水リターン弁は閉弁のままとし、前記高水位検出で給水ポンプをオフ、前記低水位検出で給水ポンプをオンするようにしたことを特徴とするボイラの給水制御装置。
【請求項２】
バーナを備えたボイラ本体に蒸気管及び降水管を介して気水分離器が接続され、この気水分離器に高水位電極と低水位電極を有する水柱管が２本の水平連通管を介して接続され、ボイラ本体に排ガス導管を介してエコノマイザが接続され、エコノマイザに給水ポンプ、オリフィス及び給水バイパス弁を備えた給水ラインが接続され、バーナに燃料流量調節弁を備えた燃料ラインが接続されたボイラであって、
高水位電極及び低水位電極は水位検出器及び燃焼量検出器で検出された燃焼量により給水ポンプをオンオフする状態と、給水バイパス弁を開閉する状態との回路の切替器を介して給水ポンプ及び給水バイパス弁に電気的又は空気的に接続され、気水分離器に設けられた圧力検出器は圧力調節器、前記燃焼量検出器及びコントロールモータを介して前記燃料流量調節弁に電気的又は空気的に接続され、さらに、燃焼量検出器は検出された燃焼量により前記給水ポンプをオンオフする状態と、前記給水バイパス弁を開閉する状態とを判別する判別器を介して前記切替器に電気的又は空気的に接続されており、燃焼量が、高燃焼域設定値で給水をオンオフするとエコノマイザでウォータハンマを起こし始める少し手前の燃焼量より大となった後、燃焼量が、低燃焼域設定値で給水をオフしないと気水分離器水位が上昇し続ける燃焼量より少し多目の燃焼量より小になるまでは、給水ポンプは連続運転とし、水位検出器による高水位検出で給水バイパス弁を閉弁し、水位検出器による低水位検出で給水バイパス弁を開弁し、燃焼量が、低燃焼域設定値で給水をオフしないと気水分離器水位が上昇し続ける燃焼量より少し多目の燃焼量より小となった後、燃焼量が、高燃焼域設定値で給水をオンオフするとエコノマイザでウォータハンマを起こし始める少し手前の燃焼量より大となるまでは、給水バイパス弁は開弁のままとし、前記高水位検出で給水ポンプをオフ、前記低水位検出で給水ポンプをオンするようにしたことを特徴とするボイラの給水制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォータハンマを防止するボイラの給水制御方法及び装置、詳しくは、燃焼量を連続的に制御する場合において、バーナの燃焼量を検出して、ウォータハンマを生じやすい高燃焼量時には、給水をオフさせないように制御するボイラの給水制御方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボイラにおいては、水位検出器で給水ポンプをオンオフしてボイラの水位を制御している。バーナは圧力調節器の指令で蒸気圧力によって燃焼量が制御される。このように、給水制御と燃焼制御は独立しているので、燃焼中でも給水停止する場合があり、その時、エコノマイザ内の給水がより強く加熱され、わずかに蒸発する。給水を再開した時、蒸発した気泡がつぶれて異常音を発する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、断続給水により水位制御を行うエコノマイザ付きボイラにおいて、バーナの燃焼中に給水がオフした時、エコノマイザ内の給水が加熱されて気泡が発生し、再給水時にそれがつぶれてウォータハンマを生じることがある。連続給水により水位を制御すれば、この問題は生じないが、コストが高くなる。
【０００４】
上記の現象は、燃焼量の大きい時に生じ、燃焼量の小さい時、又は給水量がある程度確保されている時は現れない。
本発明の目的は、これを利用し、燃焼量を連続的に制御する場合において、バーナの燃焼量を検出して、ウォータハンマを生じやすい高燃焼量時には、給水をオフさせないように制御する方法及び装置、すなわち、高負荷域でエコノマイザのハンマ音が発生するため、高燃焼量時には、給水ポンプを連続運転して連続給水し、水位制御を給水リターン弁の開閉により行うボイラの給水制御方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のボイラの給水制御方法は、水位検出器でボイラ本体に接続された気水分離器の水位を検出して給水ポンプをオンオフし、ボイラ本体で発生した蒸気の圧力を検出して、バーナの燃焼量を連続的に制御するボイラの給水制御方法において、バーナの燃焼量を検出して、ウォータハンマを生じやすい高燃焼量時には、給水をオフさせないように、すなわち、給水を連続供給するように、制御する。
【０００６】
本発明のボイラの給水制御装置は、バーナを備えたボイラ本体に蒸気管及び降水管を介して気水分離器が接続され、この気水分離器に高水位電極と低水位電極を有する水柱管が２本の水平連通管を介して接続され、ボイラ本体に排ガス導管を介してエコノマイザが接続され、エコノマイザに給水ポンプ及び給水リターン弁を備えた給水ラインが接続され、バーナに燃料流量調節弁を備えた燃料ラインが接続されたボイラであって、高水位電極及び低水位電極は水位検出器及び切替器を介して給水ポンプ及び給水リターン弁に電気的又は空気的に接続され、気水分離器に設けられた圧力検出器は圧力調節器、燃焼量検出器及びコントロールモータを介して前記燃料流量調節弁に電気的又は空気的に接続され、さらに、燃焼量検出器は判別器を介して前記切替器に電気的又は空気的に接続されていることを特徴としている（図１参照）。
【０００７】
また、本発明のボイラの給水制御装置は、バーナを備えたボイラ本体に蒸気管及び降水管を介して気水分離器が接続され、この気水分離器に高水位電極と低水位電極を有する水柱管が２本の水平連通管を介して接続され、ボイラ本体に排ガス導管を介してエコノマイザが接続され、エコノマイザに給水ポンプ、オリフィス及び給水バイパス弁を備えた給水ラインが接続され、バーナに燃料流量調節弁を備えた燃料ラインが接続されたボイラであって、高水位電極及び低水位電極は水位検出器及び切替器を介して給水ポンプ及び給水バイパス弁に電気的又は空気的に接続され、気水分離器に設けられた圧力検出器は圧力調節器、燃焼量検出器及びコントロールモータを介して前記燃料流量調節弁に電気的又は空気的に接続され、さらに、燃焼量検出器は判別器を介して前記切替器に電気的又は空気的に接続されていることを特徴としている（図３参照）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。本発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではなく、適宜変更して実施することができるものである。  図１は本発明の実施の第１形態によるボイラの給水制御装置を示している。１０はボイラ本体で、バーナ１２を備えている。ボイラ本体１０には蒸気管１４及び降水管１６を介して気水分離器１８が接続されている。この気水分離器１８には、高水位電極（高水位検出電極）２０及び低水位電極（低水位検出電極）２２を有する水柱管２４が２本の水平連通管２６、２８を介して接続されている。
【０００９】
ボイラ本体１０には排ガス導管３０を介してエコノマイザ３２が接続され、このエコノマイザ３２にカスケードポンプからなる給水ポンプ３４及び給水リターン弁３６を備えた給水ライン３８が接続されている。また、バーナ１２に燃料流量調節弁４０を備えた燃料ライン４２が接続されている。
高水位電極２０及び低水位電極２２は水位検出器４４及び切替器４６を介して給水ポンプ３４及び給水リターン弁３６に電気的又は空気的に接続されている。また、気水分離器１８に接続された圧力検出器４８は、圧力調節器５０、燃焼量検出器５２及びコントロールモータ５４を介して前記燃料流量調節弁４０に電気的又は空気的に接続されている。さらに、燃焼量検出器５２は判別器５６を介して前記切替器４６に電気的又は空気的に接続されている。
【００１０】
上記のように、水位制御装置として、高水位電極２０と低水位電極２２を設け、検出水位によって給水ポンプ３４をオンオフする回路と、給水リターン弁３６を開閉する回路を設けている。給水リターン弁３６は、給水ポンプ３４出口から吸込み口側へ給水を戻すように、リターンライン５８に取り付けられる。
また、バーナの燃焼量検出器５２を設け、その燃焼量により給水ポンプ３４をオンオフする状態と、給水リターン弁３６を開閉する状態との回路の切替器４６を設ける。燃焼量＞Ｂ１となった後、燃焼量＜Ｂ２になるまでは、給水ポンプ３４は連続運転とし、高水位検出で給水リターン弁３６を開弁し、低水位検出で給水リターン弁３６を閉弁する。また、燃焼量＜Ｂ２となった後、燃焼量＞Ｂ１となるまでは、給水リターン弁３６は閉弁のままとし、高水位検出で給水ポンプ３４をオフ、低水位検出で給水ポンプ３４をオンする。ここで、Ｂ１は、高燃焼域設定値で給水をオンオフするとエコノマイザでウォータハンマを起こし始める少し手前の燃焼量であり、Ｂ２は、低燃焼域設定値で給水をオフしないと気水分離器水位が上昇し続ける燃焼量より少し多目の燃焼量である。
【００１１】
これらの動作をまとめると表１のようになる。なお、Ｗｓは燃焼量検出器５２で検出された燃焼量で、この燃焼量Ｗｓは判別器５６へ入力される。Ｗｓ、Ｈ、Ｌの切替えは、デファレンシャルを設けて行う。
【００１２】
【表１】
0004738587.tif 000002
【００１３】
図２は、一例として燃焼量Ｗｓ＞７５％、Ｗｓ＜２５％の場合について、カスケードポンプを用いる場合の制御フローを示している。この図２のフローに基づいて、上記の表１に示すような制御運転が行われる。６０はＯＲ判別器、６２はＮＯＴ判別器、６４はＡＮＤ判別器である。
【００１４】
図３は本発明の実施の第２形態によるボイラの給水制御装置を示し、図４はその制御フローを示している。本実施形態は、給水ライン６６がタービンポンプからなる給水ポンプ６８、オリフィス７０及び給水バイパス弁７２を備え、高水位電極２０及び低水位電極２２が水位検出器４４及び切替器４６を介して給水ポンプ６８及び給水バイパス弁７２に電気的又は空気的に接続されるように構成されている。
このように、給水ポンプ６８がタービンポンプの場合は、給水ポンプ６８出口に給水絞りオリフィス７０とオリフィス７０をバイパスする給水バイパス弁７２を設ける。この給水バイパス弁７２は、高水位検出時と低水位検出時で、実施の第１形態（図１）における給水リターン弁３６とは逆の動作で制御される。すなわち、図４に示すフローに従い、高水位検出で給水バイパス弁７２閉弁、低水位検出で給水バイパス弁７２開弁とする。他の構成及び作用は実施の第１形態の場合と同様である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されているので、つぎのような効果を奏する。
（１）  バーナの燃焼量を検出して、ウォータハンマを生じやすい高燃焼量時には、給水をオフさせないように制御するので、エコノマイザにおけるスチーミングが防止され、ウォータハンマの発生を防ぐことができる。
（２）  給水ポンプのオンオフ回数を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態によるボイラの給水制御装置を示す系統的概略構成図である。
【図２】図１に示す装置における制御フロー図である。
【図３】本発明の実施の第２形態によるボイラの給水制御装置を示す系統的概略構成図である。
【図４】図３に示す装置における制御フロー図である。
【符号の説明】
１０  ボイラ
１２  バーナ
１４  蒸気管
１６  降水管
１８  気水分離器
２０  高水位電極
２２  低水位電極
２４  水柱管
２６、２８  水平連通管
３０  排ガス導管
３２  エコノマイザ
３４  給水ポンプ（カスケードポンプ）
３６  給水リターン弁
３８  給水ライン
４０  燃料流量調節弁
４２  燃料ライン
４４  水位検出器
４６  切替器
４８  圧力検出器
５０  圧力調節器
５２  燃焼量検出器
５４  コントロールモータ
５６  判別器
５８  リターンライン
６０  ＯＲ判別器
６２  ＮＯＴ判別器
６４  ＡＮＤ判別器
６６  給水ライン
６８  給水ポンプ（タービンポンプ）
７０  オリフィス
７２  給水バイパス弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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