(57)【要約】【課題】簡易な構成で所望量のブローを確実に実行でき、それにより缶体内の水の濃縮度の管理をより正確に行うことができるボイラを提供する。【解決手段】缶体２内から濃縮ブロー水を外部へ排出するブローライン８に、ブロー弁１１とオリフィス１２とを順に設ける。缶体２内の圧力を第一圧力センサ５で検出する一方、オリフィス１２の前後の差圧を第二圧力センサ１５で検出する。缶体２内の圧力とオリフィス１２の前後の差圧との差に基づき、ブロー弁１１の開放時間を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶体内から濃縮ブロー水を外部へ排出するブローラインに、ブロー弁とオリフィスとを順に設け、
前記缶体内の圧力と前記オリフィス前後の差圧との差に基づき、前記ブロー弁の開放時間を調整する
ことを特徴とするボイラ。
【請求項２】
濃縮ブロー率と前記缶体内の圧力とを含む条件により、前記ブロー弁の開放時間が設定され、
前記缶体内の圧力と前記オリフィス前後の差圧との差に基づき、この圧力差による流量差分を補うよう前記ブロー弁の開放時間を延長する
ことを特徴とする請求項１に記載のボイラ。
【請求項３】
前記ブロー弁の閉鎖時における前記オリフィス前後の差圧に基づき、前記ブロー弁の漏れを検知する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラ。
【請求項４】
前記ブローラインには、前記ブロー弁より上流側にストレーナが設けられ、
前記ブロー弁の開放時における前記オリフィス前後の差圧に基づき、前記ストレーナの詰まりを検知する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ、特にその濃縮ブロー制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ボイラは、通常、給水として硬度分を除去した軟水が用いられるが、それでも蒸発が進むに連れ、缶体内の水は不純物が増加し濃縮する。そして、水の濃縮が進むと、フォーミング（泡立ち）やキャリオーバ（蒸気中への不純物の混入）などの不都合を生じる。そこで、ブローと呼ばれる濃縮水の排水が適宜行われ、これに伴い缶体内へ新水が給水されることで、缶体内の水の濃縮度が調整される。この際、ブロー水と給水とを熱交換して、ブロー水の熱で給水の予熱を図ってもよい。また、ブローラインに設けたオリフィス前後の差圧により、ブローラインの異常を検知してもよい（下記特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、給水のタイミングは、水位検出器により制御されるので、必ずしもブローのタイミングと一致しない。そのため、ブローの有無を切り替えるブロー弁の二次側で、ブロー水がフラッシュすることもあり、ブロー弁の二次側の圧力は安定しない。また、ブロー弁より下流の配管は、ボイラの設置箇所に応じて様々で、圧力損失にも差がある。従って、ブロー弁を設定時間だけ開けても、実際のブロー量は、ブロー弁の二次側背圧の影響を受け、所望量をブローできておらず、缶体内の水の濃縮度を適正に管理できていないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１０１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、簡易な構成で所望量のブローを確実に実行でき、それにより缶体内の水の濃縮度の管理をより正確に行うことができるボイラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、缶体内から濃縮ブロー水を外部へ排出するブローラインに、ブロー弁とオリフィスとを順に設け、前記缶体内の圧力と前記オリフィス前後の差圧との差に基づき、前記ブロー弁の開放時間を調整することを特徴とするボイラである。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、缶体内の圧力とオリフィス前後の差圧との差に基づきブロー弁の開放時間を調整することで、ブロー弁の二次側背圧の影響を緩和することができる。これにより、所望量のブローを実行し、缶体内の水の濃縮度の管理をより正確に行うことができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、濃縮ブロー率と前記缶体内の圧力とを含む条件により、前記ブロー弁の開放時間が設定され、前記缶体内の圧力と前記オリフィス前後の差圧との差に基づき、この圧力差による流量差分を補うよう前記ブロー弁の開放時間を延長することを特徴とする請求項１に記載のボイラである。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、缶体内の圧力とオリフィス前後の差圧との差に基づく流量差分を補うようにブロー弁開放時間を延長することで、ブロー弁の二次側背圧の影響によらず、所望量のブローを確実に実行することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記ブロー弁の閉鎖時における前記オリフィス前後の差圧に基づき、前記ブロー弁の漏れを検知することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のボイラである。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、閉鎖状態であるはずのブロー弁からの漏れを検知することができる。
【００１２】
さらに、請求項４に記載の発明は、前記ブローラインには、前記ブロー弁より上流側にストレーナが設けられ、前記ブロー弁の開放時における前記オリフィス前後の差圧に基づき、前記ストレーナの詰まりを検知することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラである。
【００１３】
請求項４に記載の発明によれば、ストレーナの詰まりを検知することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な構成で所望量のブローを確実に実行でき、それにより缶体内の水の濃縮度の管理をより正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のボイラの一実施例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のボイラの一実施例を示す概略図である。
【００１７】
ボイラ１は、缶体２およびバーナ３を主要部として備える。本実施例のボイラ１は、多管式の貫流ボイラである。この場合、缶体２は、周知のとおり、上部管寄せと下部管寄せとの間を多数の水管で接続して構成される。缶体２は、その形状を特に問わないが、図示例では円筒状とされ、その上部中央に下方へ向けてバーナ３が設けられる。また、缶体２の周囲は、断熱材や缶体カバーで覆われる。
【００１８】
缶体２には、下部管寄せに給水ライン４を介して水（軟水）が供給され、缶体２内の水位は所望に維持される。缶体２内の水は、バーナ３からの燃焼ガスで加熱され、蒸気化される。缶体２内の蒸気圧（または水圧）を検出するために、缶体２には第一圧力センサ５が設けられている。通常、ボイラ１は、蒸気圧を所望に維持するようにバーナ３の燃焼量が調整される。
【００１９】
缶体２からの蒸気は、上部管寄せから気水分離器６を介して、各種の蒸気使用設備へ送られる。気水分離器６と缶体２の下部管寄せとは、降水管７で接続されており、気水分離器６で分離された水は、缶体２へ戻される。
【００２０】
缶体２には、濃縮ブロー水を外部へ排出するためのブローライン８が接続される。ブローライン８は、缶体２に直接に接続してもよいが、本実施例では、気水分離器６からの降水管７の下部に接続されている。
【００２１】
ブローライン８には、缶体２の側から順に、熱交換器９、ストレーナ１０、ブロー弁１１およびオリフィス１２が設けられる。一方、前記給水ライン４には、缶体２の側へ向けて順に、給水ポンプ１３、給水弁１４および前記熱交換器９が設けられる。
【００２２】
熱交換器９は、缶体２からのブロー水（つまり排水）と、缶体２への給水との熱交換器である。この熱交換器９において、ブロー水と給水とを熱交換することで、ブロー水の冷却と、給水の加温とを図ることができる。
【００２３】
給水ライン４を介した缶体２への給水は、給水ポンプ１３を作動させた状態で、電磁弁からなる給水弁１４を開くことで行われる。この給水のタイミングは、缶体２内の水位を検出する水位検出器（図示省略）の検出信号に基づきなされる。すなわち、下限水位を下回ると缶体２への給水が開始され、上限水位を上回ると缶体２への給水が停止される。
【００２４】
ブローライン８を介した缶体２からのブローは、電磁弁からなるブロー弁１１を開くことで行われる。ブロー時、ブロー水はストレーナ１０を通され、ブロー水中のゴミなどはストレーナ１０に捕捉される。
【００２５】
ブローライン８には、ブロー弁１１より下流に、オリフィス１２が設けられる。このオリフィス１２の前後の差圧は、第二圧力センサ１５で検出される。
【００２６】
ブロー弁１１の他、第一圧力センサ５および第二圧力センサ１５などは、制御器１６に接続される。この制御器１６は、各センサ５，１５の検出圧力などに基づき、以下のとおり、ブロー弁１１の開閉や開放時間を制御する。
【００２７】
本実施例では、濃縮ブロー制御は、設定時間（たとえば１０分）を１サイクルとして、その設定時間の内のどれだけの時間、ブロー弁１１を開けるかで制御される。つまり、設定時間ごとブロー制御が開始され、ブロー弁１１を何分開けるかが制御される（間欠ブロー制御）。
【００２８】
ブロー弁１１の開放時間は、濃縮ブロー率と缶内圧力とを含む条件により決定される。本実施例では、高燃焼換算時間、濃縮ブロー率および缶内圧力によって決定される。
【００２９】
高燃焼換算時間とは、ボイラ１の燃焼時間を高燃焼に換算した時間である。たとえば、高燃焼（１００％燃焼）、低燃焼（５０％燃焼）および停止の三位置制御のボイラの場合、高燃焼状態の燃焼時間はそのまま積算し、低燃焼状態の燃焼時間は半分の時間として積算し、全体としての積算時間を高燃焼換算時間とする。つまり、高燃焼換算時間とは、すべての燃焼が高燃焼（定格燃焼）であったとした場合の燃焼時間である。
【００３０】
濃縮ブロー率とは、給水量に対するブロー水量の比率であり、次式によって求められる。
【００３１】
［数１］  濃縮ブロー率＝濃縮ブロー量／給水量
【００３２】
濃縮ブロー率は、原水の性状などに応じて予め設定される。また、給水量は、給水ライン４による給水量を直接に計測したり、給水時間から算出したりすることもできるが、本実施例では、高燃焼換算時間から求められる。すなわち、高燃焼換算時間×ボイラ定格蒸発量から蒸発量を把握して、ひいては給水量を求めることも可能となる。給水は蒸発に伴ってなされるからであり、また一旦ブローが開始された後は、給水は蒸発およびブローに伴ってなされるが、その既になされたブロー量は既知だからである。
【００３３】
いずれにしても、制御器１６は、ブロー制御の各サイクルの開始に伴い、それまでの給水量（たとえば直前サイクルにおける給水量）と、予め設定されている濃縮ブロー率とから、［数１］を用いて濃縮ブロー量を算出する。そして、缶内圧力（第一圧力センサ５の検出圧力）などを考慮して、濃縮ブロー量を確保するためのブロー弁１１の開放時間を算出する。ところが、ブロー弁１１の二次側背圧の影響により、同じ時間だけブロー弁１１を開けていても、実際のブロー量が異なることになるので、制御器１６は、以下のとおり、ブロー弁１１の開放時間を補正する。
【００３４】
つまり、制御器１６は、ブロー弁１１の開放時間中、オリフィス１２の前後の差圧の平均値を演算する。そして、缶内圧力とオリフィス前後の差圧（平均値）とを比較し、缶内圧力がオリフィス前後の差圧よりも大きいか設定以上大きい場合には、所望のブロー量が流れていないため、その流量差分を演算し、ブロー弁１１の開放時間を延長する。つまり、第一圧力センサ５による缶体２内の圧力と、第二圧力センサ１５によるオリフィス１２前後の差圧との差を求め、この圧力差による流量差分を補うように、ブロー弁１１の開放時間を延長する。これにより、ブロー弁１１の二次側背圧の影響を緩和することができ、所望量のブローを確実に実行し、缶体２内の水の濃縮度の管理を正確に行うことができる。
【００３５】
缶体２からオリフィス１２までのブローライン８の圧力損失を無視して考えると、仮にオリフィス１２の二次側が大気圧であるとすると、缶内圧力（ゲージ圧）とオリフィス１２の前後の差圧とは同一になる。この場合、高燃焼換算時間、濃縮ブロー率および缶内圧力に基づき決定された設定時間だけブロー弁１１を開ければ、所期のブローを行うことができる。しかし、オリフィス１２の二次側の配管状況などによって、この理想的な関係が成り立たないことがある。そこで、缶内圧力とオリフィス前後の差圧との差に基づき、オリフィス１２の二次側背圧の影響を把握し、それによる流量差分を補うように、ブロー弁１１の開放時間を延長するのである。
【００３６】
また、制御器１６は、ブロー弁１１の閉鎖時におけるオリフィス前後の差圧に基づき、ブロー弁１１の漏れを検知できる。つまり、ブロー弁１１を閉鎖させているはずであるのに、ブロー弁１１に漏れがあると、オリフィス１２に水が流れるので、オリフィス前後の差圧からブロー弁１１の漏れを検知することができる。
【００３７】
さらに、制御器１６は、ブロー弁１１の開放時におけるオリフィス前後の差圧に基づき、ストレーナ１０の詰まりを検知できる。つまり、仮にストレーナ１０に詰まりが生じていると、ブロー弁１１を開放させても、オリフィス１２に流れる水量が少ないので、オリフィス前後の差圧が小さくなるので、ストレーナ１０の詰まりを検知することができる。
【００３８】
本発明のボイラ１は、前記実施例の構成に限らず適宜変更可能である。特に、ブローライン８にブロー弁１１とオリフィス１２とを順に設け、缶内圧力とオリフィス前後の差圧との差に基づきブロー弁１１の開放時間を調整する構成であれば、缶体２など、その他の構成は適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ボイラ
２  缶体
３  バーナ
４  給水ライン
５  第一圧力センサ
６  気水分離器
７  降水管
８  ブローライン
９  熱交換器
１０  ストレーナ
１１  ブロー弁
１２  オリフィス
１３  給水ポンプ
１４  給水弁
１５  第二圧力センサ
１６  制御器
【図１】
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