ボイラ装置
【課題】比例制御方式ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量に関わらず、安定した給水や流量測定を行なうことが可能なボイラ装置を提供すること。
【解決手段】缶体と、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体に水を供給する給水部と、制御部と、を備えたボイラ装置であって、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードと、を備えることを特徴とする。
【解決手段】缶体と、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体に水を供給する給水部と、制御部と、を備えたボイラ装置であって、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードと、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、比例制御式ポンプを用いて、缶体に安定して給水することが可能なボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ボイラ装置への給水量を制御する場合に、給水ポンプの「ＯＮ−ＯＦＦ」を繰り返す間欠制御方式と、燃焼量、ライン圧力等の各種パラメータに基づいて、インバータの周波数出力により、連続的に給水する比例制御方式の給水技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。比例制御方式による給水は、缶体で濃縮された水をブローする際の熱効率向上に好適である。
【０００３】
一方、ボイラ装置のターンダウン比（定格燃焼量／最小燃焼量）が大きくなると、給水ポンプの供給水量比（最大給水量／最小給水量）を大きくする必要があり、例えば、１０倍程度を確保することが好ましく、給水量を測定する流量計についても同様のことが必要とされる。そこで、比例制御式ポンプを用いて、缶体に安定して給水するための技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７８２０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１８８５４０号公報
【特許文献３】特許第４０７１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃焼量が所定の燃焼位置を有するボイラ装置の場合には、燃焼位置毎の給水制御を適用することが可能であるが、供給水量比が大きなボイラ装置や比例制御燃焼ボイラ装置におけるゼロ〜１００％の燃焼量（又は蒸発量）に対応して、比例制御式ポンプにより適切な給水を安定して行なうことは困難である。そこで、比例制御式ポンプにより、安定した給水が可能なボイラ装置に対する強い技術的要請がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、比例制御方式のポンプにより缶体に給水する場合に、供給水量の大小に関わらず、安定した給水が可能なボイラ装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、缶体と、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体に水を供給する給水部と、制御部と、を備えたボイラ装置であって、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードとを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御式の給水ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量が閾値より大きい場合には連続的に給水し、給水量が閾値以下の場合には間欠的に給水するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプが安定して運転可能な最小限の水量を確保することで、安定した給水を行なうことができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のボイラ装置であって、前記給水部から前記缶体への給水量を調節する流量調節部を備え、前記制御部は、前記連続モードの場合に、前記流量調節部で前記給水量を調節することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るボイラ装置によれば、連続モードの場合に、流量調節部で給水量を調節することが可能とされているので、給水ポンプの負荷を一定にして、給水量を調整することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のボイラ装置であって、前記給水部から前記缶体への給水量を測定する流量測定部を備え、前記制御部は、前記流量測定部が測定した給水量に基づいて、前記連続モード又は前記間欠モードを実施することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るボイラ装置によれば、流量測定部が測定した給水量に基づいて、連続モード又は間欠モードの切換を実施するので、給水制御パラメータ等に基づいて給水量が変化しても、給水ポンプによる給水量を確実に検出することで、給水ポンプを連続モード駆動、間接モード駆動のいずれかに適切に制御することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記制御部は、前記給水部から前記缶体への給水量を、前記燃焼部の燃焼量に応じて設定することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部の燃焼量に応じて給水量を設定するので、缶体内で蒸発する水に対応する量の水を、缶体内に確実に供給することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記制御部は、前記給水部から前記缶体への給水量を、前記缶体からの蒸発量に応じて設定することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部の蒸発量に応じて給水量を設定するので、缶体における蒸発量と対応する量の水を、缶体内に確実に供給することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記閾値は、前記連続モードから前記間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、前記間欠モードから前記連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係るボイラ装置によれば、連続モードから間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、間欠モードから連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値とを備えているので、モード切換えにおけるハンチングを抑制して、モード切換えをスムースに行なうことができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記缶体から水を排出する排水部を備え、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記排水部から連続的に排水させることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記排水部から連続的に排水させるので、容易かつ効率的に濃縮水を排出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御式の給水ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量が閾値より大きい場合には連続的に給水し、給水量が閾値以下の場合には間欠的に給水するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプが安定して運転可能な最小限の水量を確保することで、安定した給水を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラの概略構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係るボイラ装置の作用を説明するフロー図である。
【図３】一実施形態に係るボイラ装置におけるインバータ出力と給水量の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１、図３を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る多管式のボイラ装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、ボイラ装置１０の作用を説明するフロー図を、図３は、ボイラ装置におけるインバータ出力と給水量Ｑの関係を示している。
示している。
【００２４】
以下、一実施形態に係るボイラ装置１０について、図１を参照して説明する。
ボイラ装置１０は、図１に示すように、水が貯留される缶体１と、缶体１を加熱する燃焼部２と、缶体１に水を供給する給水部３と、缶体１内の水位を検知する水位検出部４と、缶体１からの排水量を調節して濃縮水をブローする排水部５と、制御部６とを備えている。
【００２５】
缶体１は、上部ヘッダ７と、下部ヘッダ８と、上部ヘッダ７と下部ヘッダ８を連通し円環状に配置された複数の水管９とを備え、水管９により構成される円環内方には燃焼室１１が形成され、燃焼部２が燃焼室１１内で発生する燃焼熱により缶体１の缶水を加熱するようになっている。また、缶体１は、外部に対して液密に形成され、筐体１Ａ内に配置されている。
【００２６】
上部ヘッダ７は、缶体１の上部に配置され、複数の水管９の上端と接続されていて、水管９内で生成した蒸気が貯留されるようになっている。また、上部ヘッダ７は気水ライン１３を介して気水分離部１４と接続されており、気水ライン１３を通して蒸気が上部ヘッダ７から気水分離部１４に流れるようになっている。
【００２７】
下部ヘッダ８は、缶体１の下部に配置されていて、複数の水管９の下端と接続されるとともに給水ライン１２を介して給水源（不図示）と接続され、給水源から給水ライン１２を通じて給水部３で調整された量の水が缶体１に供給されるようになっている。
【００２８】
気水分離部１４は、気水ライン１３、気送出ライン１８及び降水ライン１９と接続され、気水ライン１３を介して移送された蒸気から水分を分離して蒸気送出ライン１８に乾き蒸気を送り出すとともに、気水分離部１４で分離・回収された水分を下部ヘッダ８へ戻すようになっている。また、降水ライン１９には排水ライン２０が接続され、排水ライン２０には排水部５が設けられ、缶体１で濃縮された缶水を排水部５を介して外部に排出するようになっている。なお、蒸気送出ライン１８には流量調整弁（不図示）が設けられ、気水分離部１４から送られた乾き蒸気の送出量を調整して、例えば、蒸気消費設備に送るようになっている。
【００２９】
燃焼部２は、燃焼室１１の上方に配置されたバーナ２７と、燃料供給ライン２８に設けられた燃料調整弁２９とを備え、燃料調整弁２９により燃料供給量を制御することでバーナ２７の燃焼量を無段階で調整し、缶体１内の缶水を加熱するようになっている。また、バーナ２７の燃焼量に応じてボイラ装置１０の蒸発量が調整されるようになっている。
【００３０】
給水部３は、給水ライン１２に設けられた給水ポンプ１５と、給水ポンプ１５を制御するインバータ１６とを備え、インバータ１６の出力を制御して給水ポンプ１５の給水量Ｑを調整するようになっている。
また、給水ライン１２には、ポンプ１５と下部ヘッダ８間に流量計（流量測定部）１７が設けられ、缶体１への給水量Ｑを測定するようになっている。
【００３１】
水位検出部４は、第１水位センサ２２と、第２水位センサ２３と、水位検出器本体２４と、上部接続管２５と、下部接続管２６とを備え、水位検出器本体２４は上部ヘッダ７と上部接続管２５により接続されるとともに下部ヘッダ８と下部接続管２６により接続されることで水管９と連通管を構成しており、水管９と水位が一致するようになっている。
【００３２】
第１水位センサ２２、第２水位センサ２３は互いに異なる長さに形成され、水位検出器本体２４の上部から下方に向けて挿入され、第１水位センサ２２は第１設定水位（例えば、上限水位）ＷＬ１を、第２水位センサ２３は第２設定水位（例えば、下限水位）ＷＬ２を検出するようになっている。また、第１水位センサ２２、第２水位センサ２３の検出信号は制御部６に入力されて、制御部６により水管９の水位を第１設定水位ＷＬ１と第２設定水位ＷＬ２間に維持するようになっている。
【００３３】
排水部５は、例えば、排水ライン２０に並列に設けられた複数の排水弁２１（２１Ａ、２１Ｂ）を備え、排水弁２１Ａは、排水弁２１Ｂよりも流量が大きく設定され、燃焼部２が最上位燃焼位置にある場合に、給水部３からの単位時間当たりの給水量を１００％とした場合に、排水弁２１Ａにより単位時間あたり１２％、排水弁２１Ｂにより８％（合計２０％）の水量を排水するようになっている。なお、この実施形態において、排水部５は、燃焼部２により缶体１が加熱状態のときには、連続的に排水して濃縮水をブローするようになっている。
【００３４】
制御部６は、圧力センサ１Ｓ、燃焼部２の燃料調整弁２９、給水部３のインバータ１６、水位検出部４、排水部５の排水弁２１Ａ、２１Ｂ、流量計１７と接続され、圧力センサ１Ｓ、水位検出部４、流量計１７から入力された圧力、水位、給水量に基づき、燃焼部２による燃焼量、給水部３による給水量、排水部５によるブロー量を算出し、燃料調整弁２９、インバータ１６、排水弁２１に制御信号を出力するようになっている。
【００３５】
また、制御部６は、圧力センサ１Ｓの圧力に基づきバーナ２７の燃焼量と、バーナ２７の燃焼量に基づき排水部５による排水量（ブロー量）と、給水制御パラメータに基づき給水部３による給水量を設定するようになっている。
この実施形態において、給水制御パラメータは、例えば、燃焼量に加え、給水温度、給水ライン１２に設けられた圧力計（不図示）による給水圧力、水位等が対象である。なお、給水制御パラメータとして、いずれの要因を設定するかは、任意に設定することができる。
【００３６】
また、制御部６は、給水制御に関して、缶体１が燃焼部２により加熱状態であるときは、流量計１７が検出した缶体１への給水量と給水量の閾値に基づいて、給水ポンプ１５を連続モード駆動（連続モード）と間欠モード駆動（間接モード）のいずれで駆動するかを設定するようになっている。この実施形態では、制御部６は、例えば、缶体１への給水量が閾値以下の場合には連続モード駆動を、給水部３から間欠的に給水させる間欠モード駆動を選択するようになっており、具体的には、以下に示す二つの閾値（第１閾値Ｑ１と第２閾値Ｑ２）に基づいて制御するようになっている。
【００３７】
連続モードは、給水ポンプ１５を連続駆動しながら、インバータ１６の周波数制御により給水量Ｑを調整するようになっており、給水ポンプ１５が連続モード駆動されている場合には給水量Ｑが第１閾値Ｑ１以上の場合に設定され、給水ポンプ１５が間欠モード駆動されている場合には給水量Ｑが第２閾値Ｑ２以上の場合に切換えられるようになっている。
なお、給水ポンプ１５を連続モード駆動する場合、インバータ１６により給水量に対応する周波数が出力されるようになっており、この周波数出力は、単純な比例（一定量を含む）、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御等に基づき任意に設定することができる。
【００３８】
間欠モードは、例えば、インバータ１６をＰＷＭ出力させることにより給水ポンプ１５を間欠駆動して、給水ポンプ１５が正確に作動する最小流量を確保しつつ単位時間当たりの給水量Ｑを調整するようになっている。また、給水ポンプ１５が間欠モード駆動されている場合には給水量Ｑが第２閾値Ｑ２未満の場合に設定され、給水ポンプ１５が連続モード駆動されている場合には給水量Ｑが第１閾値Ｑ１未満の場合に切換えられるようになっている。なお、給水ポンプ１５を間欠モード駆動する場合、インバータ１６によるＰＷＭ出力は、給水量に対応するようになっている。
すなわち、第１閾値Ｑ１以上かつ第２閾値Ｑ２未満の場合には、給水ポンプ１５の駆動モードは、維持されて、制御部６の指示に基づいて、維持されたモードにおいて流量が調整されるようになっている。
【００３９】
次に、図２を参照して、給水部３による缶体１への給水について説明する。
１）まず、ボイラ装置１０が運転中かどうか判断する（Ｓ１）。運転中の場合にはＳ２に移行し、運転中でない場合は制御を終了する。
２）次に、制御部６は、必要蒸発量を算出する（S２）。必要蒸発量は、例えば、圧力センサ１Ｓが検出した圧力に基づいて算出する。
３）次いで、制御部６は、燃焼部２に対して、バーナ２７が必要蒸発量と対応する燃焼量となるように信号を出力する（Ｓ３）。
４）次に、制御部６は、排水弁２１の開度を調整する信号を出力して排水部５によるブロー量を調整する（Ｓ４）。ここで、ブロー量は、例えば、燃焼部２によるボイラ装置１０の燃焼量と対応する蒸発量に比例して設定される。
５）次に、ブロー量に加えて、給水制御パラメータ（例えば、給水温度、圧力、水位検出器本体２４内の水位等）を検出する（S５）。
６）ボイラ装置１０が加熱中かどうか判断する（S６）。加熱中の場合はS７に移行し、加熱中でない場合はＳ１に移行する。ボイラ装置１０が加熱中かどうかは、例えば、バーナ２７が燃焼しているかどうかにより判断する。
７）次いで、流量計１７により、缶体１への給水量Ｑを検出する（Ｓ７）。
８）制御部６は、給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１、であるかどうかを判断する（Ｓ８）。給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１である場合はＳ９に移行し、給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１である場合はＳ１２に移行する。
９）制御部６は、給水ポンプ１５が連続モード駆動かどうかを判断する（Ｓ９）。給水ポンプ１５の駆動が連続モードの場合はＳ１０に移行し、連続モードでない場合はＳ１１に移行する。
１０）制御部６は、給水ポンプ１５を間欠モード駆動に切換える（Ｓ１０）。
１１）制御部６は、ブロー量、給水制御パラメータに基づいて給水量Ｑを算出し、給水ポンプ１５に間欠モードに対応する信号（例えば、ＯＮ−ＯＦＦそれぞれの時間）を出力する（Ｓ１１）。Ｓ１１を実行したらＳ１に移行する。
１２）制御部６は、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２、であるかどうかを判断する（Ｓ１２）。給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２である場合はＳ１３に移行し、給水量Ｑ＜第２閾値Ｑ２である場合はＳ１４に移行する。
１３）制御部６は、給水ポンプ１５の駆動が連続モードかどうかを判断する（Ｓ１３）。給水ポンプ１５が連続モード駆動の場合はＳ１６に移行し、連続モード駆動でない場合はＳ１１に移行する。
１４）制御部６は、給水ポンプ１５が間接モード駆動かどうかを判断する（Ｓ１４）。給水ポンプ１５が間接モード駆動の場合はＳ１５に移行し、間欠モード駆動でない場合はＳ１６に移行する。
１５）制御部６は、給水ポンプ１５を間欠モード駆動に切換える（Ｓ１５）。
１６）制御部６は、ブロー量、給水制御パラメータに基づいて給水量Ｑを算出し、給水ポンプ１５に連続モード駆動に対応する信号（例えば、インバータ周波数）を出力する（Ｓ１６）。Ｓ１１を実行したらＳ１に移行する。
上記１）から１６）を繰り返して実行する。
【００４０】
ボイラ装置１０によれば、給水部３から缶体１への給水量Ｑの大小に関わらず、安定した給水をすることができる。
【００４１】
次に、図３を参照して、ボイラ装置１０における給水部３から缶体１への給水量制御について説明する。
図３において、横軸は時間軸を、縦軸は流量計１７が検出した給水量Ｑ及び給水ポンプ１５に対するインバータ１６の出力を示している。なお、図３において、簡便のため、流量計１７が検出する給水量Ｑを給水ポンプ１５が給水するものとする。
【００４２】
１）時間ゼロ〜Ｔ１では、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２であるため、給水ポンプ１５は連続モード駆動され、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
２）時間Ｔ１〜Ｔ２では、給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は連続モード駆動が維持され、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
３）時間Ｔ２〜Ｔ３では、給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は連続モードから間欠モード駆動に切換えられ、給水量Ｑに応じてインバータ１６は間欠（ＯＮ−ＯＦＦ（例えば、ＰＷＭ））出力する。
４）時間Ｔ３〜Ｔ４では、第２閾値Ｑ２＞給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は間欠モード駆動が維持され、インバータ１６は給水量Ｑの増加に応じてＯＮ時間が長く出力する。
５）時間Ｔ４〜Ｔ５では、第２閾値Ｑ２＞給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は間欠モード駆動が維持され、インバータ１６は給水量Ｑの減少に応じてＯＮ時間を短かく出力する。なお、Ｔ５に到達する直前は、給水量Ｑが増加しているがインバータ１６の出力に反映されていない。
６）時間Ｔ５以降は、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２であるため、給水ポンプ１５は間欠モードから連続モード駆動に切換えられ、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
【００４３】
ボイラ装置１０によれば、給水量Ｑと閾値に基づいて、給水ポンプ１５を間欠モード駆動するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプ１５が安定して運転可能な最小限の水量を確保して、安定した給水を行なうことができる。
【００４４】
また、ボイラ装置１０によれば、流量計１７が測定した給水量Ｑに基づいて、連続モード又は間欠モードの切換を実施するので、給水制御パラメータ等に基づいて給水量が変化しても、給水ポンプ１５による給水量を確実に検出して、給水ポンプ１５を連続モード駆動、間接モード駆動のいずれかに適切に制御することができる。
【００４５】
また、ボイラ装置１０によれば、給水量Ｑを燃焼部２の燃焼量に応じて設定するので、缶体１内で蒸発する水に対応する量の水を、缶体１に確実に供給することができる。
【００４６】
また、ボイラ装置１０によれば、連続モードから間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値Ｑ１と、間欠モードから連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値Ｑ２とを備えているので、モード切換えにおけるハンチングを抑制して、モード切換えをスムースに行なうことができる。
【００４７】
また、ボイラ装置１０によれば、燃焼部２が缶体１を加熱している状態で、排水部５から連続的に排水させるので、容易かつ効率的に濃縮水を排出することができ、缶水の濃縮に起因するスケール付着、腐食及びキャリーオーバーを確実に効率的に防止するとともにブローに関わる熱効率の低下を抑制して省エネルギーを図ることができる。
【００４８】
また、排水部５が、複数の排水弁２１Ａ、２１Ｂを備えているので、これら排水弁２１Ａ、２１Ｂを選択的に開閉することにより、缶体１からの排水量を容易かつ高精度に調節することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記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可能である。
【００５０】
例えば、上記実施の形態においては、給水ポンプを連続モードから間欠モードに切換える際の第１閾値Ｑ１と間欠モードから連続モードに切換える際の第２閾値Ｑ２との間に、デファレンシャルが設定される場合について説明したが、ひとつの閾値を設定してデファレンシャルを設けない構成としてもよい。また、デファレンシャルに代えて、遅延時間を設定した構成とすることもできる。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、ボイラ装置１０がバーナ２７の比例制御燃焼により、燃焼量が無段階で調整可能である場合について説明したが、燃焼量を段階的に制御可能（例えば、高燃焼、中燃焼、低燃焼、及び燃焼停止状態に制御可能な４位置制御等）ボイラに適用してもよく、かかる場合、例えば、大きなターンダウン比５（高燃焼における燃焼量を１００％とした場合に低燃焼が２０％）以上の多位置制御ボイラ装置で、特に優れた効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、排水部５が、２つの排水弁２１Ａ、２１Ｂを備えている場合について説明したが、排水弁２１の数はこれに限定されることなく、例えば、排水弁２１を１つとしてもよいし、又は３つ以上の排水弁を設けてブロー量を燃焼位置等に対応して高精度に調整してもよい。また、排水弁２１に代えて、缶体１の缶水を排水するポンプを設けて排水量を調整してもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態においては、水管が環状に配列された多管式のボイラ装置１０である場合について説明したが、小型貫流型の蒸気ボイラ装置、炉筒煙管ボイラ等、種々の構造のボイラ装置に適用してもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、缶体１が加熱状態である場合に、排水部５が連続的に排水する場合について説明したが、例えば、排水時間の累積値、排水量の累積値（例えば、排水弁２１開度及び排水時間により算出）等に基づいて間欠で排水制御してもよい。
また、上記実施の形態においては、缶体１に対する給水量Ｑをバーナ２７の燃焼量に基づいて設定する場合について説明したが、燃焼量に代えて、蒸発量に応じて設定してもよい。
【００５５】
また、給水部３による給水を、給水ポンプ１５に加えて給水ライン１２に流量調整バルブ（流量調整部）（不図示）を設けて、流量調整バルブの開度により給水量Ｑを調整してもよく、その場合、供給水量比を大きく設定することが可能となり給水精度を向上することができる。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、缶体１への給水量Ｑを給水ポンプ１５により調整する場合について説明したが、給水ポンプ１５とともに、例えば、流量制御弁（流量調整部）のバルブ開度により給水量調整してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、ボイラ装置１０の運転に関する一例の概略構成をフロー図として示したが、他のフロー図に係る方法（アルゴリズム）を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御方式ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量Ｑに関わらず、安定した給水や流量測定を行なうことができるので、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 缶体
２ 燃焼部
３ 給水部
５ 排水部
６ 制御部
１０ ボイラ装置
１５ 給水ポンプ
１６ インバータ
１７ 流量計（流量測定部）
２７ バーナ（燃焼部）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、比例制御式ポンプを用いて、缶体に安定して給水することが可能なボイラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ボイラ装置への給水量を制御する場合に、給水ポンプの「ＯＮ−ＯＦＦ」を繰り返す間欠制御方式と、燃焼量、ライン圧力等の各種パラメータに基づいて、インバータの周波数出力により、連続的に給水する比例制御方式の給水技術が開示されている（例えば、特許文献１、２参照。）。比例制御方式による給水は、缶体で濃縮された水をブローする際の熱効率向上に好適である。
【０００３】
一方、ボイラ装置のターンダウン比（定格燃焼量／最小燃焼量）が大きくなると、給水ポンプの供給水量比（最大給水量／最小給水量）を大きくする必要があり、例えば、１０倍程度を確保することが好ましく、給水量を測定する流量計についても同様のことが必要とされる。そこで、比例制御式ポンプを用いて、缶体に安定して給水するための技術が開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−０７８２０４号公報
【特許文献２】特開２００８−１８８５４０号公報
【特許文献３】特許第４０７１３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、燃焼量が所定の燃焼位置を有するボイラ装置の場合には、燃焼位置毎の給水制御を適用することが可能であるが、供給水量比が大きなボイラ装置や比例制御燃焼ボイラ装置におけるゼロ〜１００％の燃焼量（又は蒸発量）に対応して、比例制御式ポンプにより適切な給水を安定して行なうことは困難である。そこで、比例制御式ポンプにより、安定した給水が可能なボイラ装置に対する強い技術的要請がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、比例制御方式のポンプにより缶体に給水する場合に、供給水量の大小に関わらず、安定した給水が可能なボイラ装置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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、缶体と、前記缶体を加熱する燃焼部と、前記缶体に水を供給する給水部と、制御部と、を備えたボイラ装置であって、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードとを備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御式の給水ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量が閾値より大きい場合には連続的に給水し、給水量が閾値以下の場合には間欠的に給水するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプが安定して運転可能な最小限の水量を確保することで、安定した給水を行なうことができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載のボイラ装置であって、前記給水部から前記缶体への給水量を調節する流量調節部を備え、前記制御部は、前記連続モードの場合に、前記流量調節部で前記給水量を調節することを特徴とする。
【００１０】
この発明に係るボイラ装置によれば、連続モードの場合に、流量調節部で給水量を調節することが可能とされているので、給水ポンプの負荷を一定にして、給水量を調整することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載のボイラ装置であって、前記給水部から前記缶体への給水量を測定する流量測定部を備え、前記制御部は、前記流量測定部が測定した給水量に基づいて、前記連続モード又は前記間欠モードを実施することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るボイラ装置によれば、流量測定部が測定した給水量に基づいて、連続モード又は間欠モードの切換を実施するので、給水制御パラメータ等に基づいて給水量が変化しても、給水ポンプによる給水量を確実に検出することで、給水ポンプを連続モード駆動、間接モード駆動のいずれかに適切に制御することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記制御部は、前記給水部から前記缶体への給水量を、前記燃焼部の燃焼量に応じて設定することを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部の燃焼量に応じて給水量を設定するので、缶体内で蒸発する水に対応する量の水を、缶体内に確実に供給することができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記制御部は、前記給水部から前記缶体への給水量を、前記缶体からの蒸発量に応じて設定することを特徴とする。
【００１６】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部の蒸発量に応じて給水量を設定するので、缶体における蒸発量と対応する量の水を、缶体内に確実に供給することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記閾値は、前記連続モードから前記間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、前記間欠モードから前記連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値とを備えることを特徴とする。
【００１８】
この発明に係るボイラ装置によれば、連続モードから間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、間欠モードから連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値とを備えているので、モード切換えにおけるハンチングを抑制して、モード切換えをスムースに行なうことができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、前記缶体から水を排出する排水部を備え、前記制御部は、前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記排水部から連続的に排水させることを特徴とする。
【００２０】
この発明に係るボイラ装置によれば、燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、前記排水部から連続的に排水させるので、容易かつ効率的に濃縮水を排出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御式の給水ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量が閾値より大きい場合には連続的に給水し、給水量が閾値以下の場合には間欠的に給水するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプが安定して運転可能な最小限の水量を確保することで、安定した給水を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラの概略構成を示す図である。
【図２】一実施形態に係るボイラ装置の作用を説明するフロー図である。
【図３】一実施形態に係るボイラ装置におけるインバータ出力と給水量の関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図１、図３を参照し、この発明の一実施形態について説明する。
図１は、一実施形態に係る多管式のボイラ装置１０の概略構成を示す図であり、図２は、ボイラ装置１０の作用を説明するフロー図を、図３は、ボイラ装置におけるインバータ出力と給水量Ｑの関係を示している。
示している。
【００２４】
以下、一実施形態に係るボイラ装置１０について、図１を参照して説明する。
ボイラ装置１０は、図１に示すように、水が貯留される缶体１と、缶体１を加熱する燃焼部２と、缶体１に水を供給する給水部３と、缶体１内の水位を検知する水位検出部４と、缶体１からの排水量を調節して濃縮水をブローする排水部５と、制御部６とを備えている。
【００２５】
缶体１は、上部ヘッダ７と、下部ヘッダ８と、上部ヘッダ７と下部ヘッダ８を連通し円環状に配置された複数の水管９とを備え、水管９により構成される円環内方には燃焼室１１が形成され、燃焼部２が燃焼室１１内で発生する燃焼熱により缶体１の缶水を加熱するようになっている。また、缶体１は、外部に対して液密に形成され、筐体１Ａ内に配置されている。
【００２６】
上部ヘッダ７は、缶体１の上部に配置され、複数の水管９の上端と接続されていて、水管９内で生成した蒸気が貯留されるようになっている。また、上部ヘッダ７は気水ライン１３を介して気水分離部１４と接続されており、気水ライン１３を通して蒸気が上部ヘッダ７から気水分離部１４に流れるようになっている。
【００２７】
下部ヘッダ８は、缶体１の下部に配置されていて、複数の水管９の下端と接続されるとともに給水ライン１２を介して給水源（不図示）と接続され、給水源から給水ライン１２を通じて給水部３で調整された量の水が缶体１に供給されるようになっている。
【００２８】
気水分離部１４は、気水ライン１３、気送出ライン１８及び降水ライン１９と接続され、気水ライン１３を介して移送された蒸気から水分を分離して蒸気送出ライン１８に乾き蒸気を送り出すとともに、気水分離部１４で分離・回収された水分を下部ヘッダ８へ戻すようになっている。また、降水ライン１９には排水ライン２０が接続され、排水ライン２０には排水部５が設けられ、缶体１で濃縮された缶水を排水部５を介して外部に排出するようになっている。なお、蒸気送出ライン１８には流量調整弁（不図示）が設けられ、気水分離部１４から送られた乾き蒸気の送出量を調整して、例えば、蒸気消費設備に送るようになっている。
【００２９】
燃焼部２は、燃焼室１１の上方に配置されたバーナ２７と、燃料供給ライン２８に設けられた燃料調整弁２９とを備え、燃料調整弁２９により燃料供給量を制御することでバーナ２７の燃焼量を無段階で調整し、缶体１内の缶水を加熱するようになっている。また、バーナ２７の燃焼量に応じてボイラ装置１０の蒸発量が調整されるようになっている。
【００３０】
給水部３は、給水ライン１２に設けられた給水ポンプ１５と、給水ポンプ１５を制御するインバータ１６とを備え、インバータ１６の出力を制御して給水ポンプ１５の給水量Ｑを調整するようになっている。
また、給水ライン１２には、ポンプ１５と下部ヘッダ８間に流量計（流量測定部）１７が設けられ、缶体１への給水量Ｑを測定するようになっている。
【００３１】
水位検出部４は、第１水位センサ２２と、第２水位センサ２３と、水位検出器本体２４と、上部接続管２５と、下部接続管２６とを備え、水位検出器本体２４は上部ヘッダ７と上部接続管２５により接続されるとともに下部ヘッダ８と下部接続管２６により接続されることで水管９と連通管を構成しており、水管９と水位が一致するようになっている。
【００３２】
第１水位センサ２２、第２水位センサ２３は互いに異なる長さに形成され、水位検出器本体２４の上部から下方に向けて挿入され、第１水位センサ２２は第１設定水位（例えば、上限水位）ＷＬ１を、第２水位センサ２３は第２設定水位（例えば、下限水位）ＷＬ２を検出するようになっている。また、第１水位センサ２２、第２水位センサ２３の検出信号は制御部６に入力されて、制御部６により水管９の水位を第１設定水位ＷＬ１と第２設定水位ＷＬ２間に維持するようになっている。
【００３３】
排水部５は、例えば、排水ライン２０に並列に設けられた複数の排水弁２１（２１Ａ、２１Ｂ）を備え、排水弁２１Ａは、排水弁２１Ｂよりも流量が大きく設定され、燃焼部２が最上位燃焼位置にある場合に、給水部３からの単位時間当たりの給水量を１００％とした場合に、排水弁２１Ａにより単位時間あたり１２％、排水弁２１Ｂにより８％（合計２０％）の水量を排水するようになっている。なお、この実施形態において、排水部５は、燃焼部２により缶体１が加熱状態のときには、連続的に排水して濃縮水をブローするようになっている。
【００３４】
制御部６は、圧力センサ１Ｓ、燃焼部２の燃料調整弁２９、給水部３のインバータ１６、水位検出部４、排水部５の排水弁２１Ａ、２１Ｂ、流量計１７と接続され、圧力センサ１Ｓ、水位検出部４、流量計１７から入力された圧力、水位、給水量に基づき、燃焼部２による燃焼量、給水部３による給水量、排水部５によるブロー量を算出し、燃料調整弁２９、インバータ１６、排水弁２１に制御信号を出力するようになっている。
【００３５】
また、制御部６は、圧力センサ１Ｓの圧力に基づきバーナ２７の燃焼量と、バーナ２７の燃焼量に基づき排水部５による排水量（ブロー量）と、給水制御パラメータに基づき給水部３による給水量を設定するようになっている。
この実施形態において、給水制御パラメータは、例えば、燃焼量に加え、給水温度、給水ライン１２に設けられた圧力計（不図示）による給水圧力、水位等が対象である。なお、給水制御パラメータとして、いずれの要因を設定するかは、任意に設定することができる。
【００３６】
また、制御部６は、給水制御に関して、缶体１が燃焼部２により加熱状態であるときは、流量計１７が検出した缶体１への給水量と給水量の閾値に基づいて、給水ポンプ１５を連続モード駆動（連続モード）と間欠モード駆動（間接モード）のいずれで駆動するかを設定するようになっている。この実施形態では、制御部６は、例えば、缶体１への給水量が閾値以下の場合には連続モード駆動を、給水部３から間欠的に給水させる間欠モード駆動を選択するようになっており、具体的には、以下に示す二つの閾値（第１閾値Ｑ１と第２閾値Ｑ２）に基づいて制御するようになっている。
【００３７】
連続モードは、給水ポンプ１５を連続駆動しながら、インバータ１６の周波数制御により給水量Ｑを調整するようになっており、給水ポンプ１５が連続モード駆動されている場合には給水量Ｑが第１閾値Ｑ１以上の場合に設定され、給水ポンプ１５が間欠モード駆動されている場合には給水量Ｑが第２閾値Ｑ２以上の場合に切換えられるようになっている。
なお、給水ポンプ１５を連続モード駆動する場合、インバータ１６により給水量に対応する周波数が出力されるようになっており、この周波数出力は、単純な比例（一定量を含む）、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御等に基づき任意に設定することができる。
【００３８】
間欠モードは、例えば、インバータ１６をＰＷＭ出力させることにより給水ポンプ１５を間欠駆動して、給水ポンプ１５が正確に作動する最小流量を確保しつつ単位時間当たりの給水量Ｑを調整するようになっている。また、給水ポンプ１５が間欠モード駆動されている場合には給水量Ｑが第２閾値Ｑ２未満の場合に設定され、給水ポンプ１５が連続モード駆動されている場合には給水量Ｑが第１閾値Ｑ１未満の場合に切換えられるようになっている。なお、給水ポンプ１５を間欠モード駆動する場合、インバータ１６によるＰＷＭ出力は、給水量に対応するようになっている。
すなわち、第１閾値Ｑ１以上かつ第２閾値Ｑ２未満の場合には、給水ポンプ１５の駆動モードは、維持されて、制御部６の指示に基づいて、維持されたモードにおいて流量が調整されるようになっている。
【００３９】
次に、図２を参照して、給水部３による缶体１への給水について説明する。
１）まず、ボイラ装置１０が運転中かどうか判断する（Ｓ１）。運転中の場合にはＳ２に移行し、運転中でない場合は制御を終了する。
２）次に、制御部６は、必要蒸発量を算出する（S２）。必要蒸発量は、例えば、圧力センサ１Ｓが検出した圧力に基づいて算出する。
３）次いで、制御部６は、燃焼部２に対して、バーナ２７が必要蒸発量と対応する燃焼量となるように信号を出力する（Ｓ３）。
４）次に、制御部６は、排水弁２１の開度を調整する信号を出力して排水部５によるブロー量を調整する（Ｓ４）。ここで、ブロー量は、例えば、燃焼部２によるボイラ装置１０の燃焼量と対応する蒸発量に比例して設定される。
５）次に、ブロー量に加えて、給水制御パラメータ（例えば、給水温度、圧力、水位検出器本体２４内の水位等）を検出する（S５）。
６）ボイラ装置１０が加熱中かどうか判断する（S６）。加熱中の場合はS７に移行し、加熱中でない場合はＳ１に移行する。ボイラ装置１０が加熱中かどうかは、例えば、バーナ２７が燃焼しているかどうかにより判断する。
７）次いで、流量計１７により、缶体１への給水量Ｑを検出する（Ｓ７）。
８）制御部６は、給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１、であるかどうかを判断する（Ｓ８）。給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１である場合はＳ９に移行し、給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１である場合はＳ１２に移行する。
９）制御部６は、給水ポンプ１５が連続モード駆動かどうかを判断する（Ｓ９）。給水ポンプ１５の駆動が連続モードの場合はＳ１０に移行し、連続モードでない場合はＳ１１に移行する。
１０）制御部６は、給水ポンプ１５を間欠モード駆動に切換える（Ｓ１０）。
１１）制御部６は、ブロー量、給水制御パラメータに基づいて給水量Ｑを算出し、給水ポンプ１５に間欠モードに対応する信号（例えば、ＯＮ−ＯＦＦそれぞれの時間）を出力する（Ｓ１１）。Ｓ１１を実行したらＳ１に移行する。
１２）制御部６は、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２、であるかどうかを判断する（Ｓ１２）。給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２である場合はＳ１３に移行し、給水量Ｑ＜第２閾値Ｑ２である場合はＳ１４に移行する。
１３）制御部６は、給水ポンプ１５の駆動が連続モードかどうかを判断する（Ｓ１３）。給水ポンプ１５が連続モード駆動の場合はＳ１６に移行し、連続モード駆動でない場合はＳ１１に移行する。
１４）制御部６は、給水ポンプ１５が間接モード駆動かどうかを判断する（Ｓ１４）。給水ポンプ１５が間接モード駆動の場合はＳ１５に移行し、間欠モード駆動でない場合はＳ１６に移行する。
１５）制御部６は、給水ポンプ１５を間欠モード駆動に切換える（Ｓ１５）。
１６）制御部６は、ブロー量、給水制御パラメータに基づいて給水量Ｑを算出し、給水ポンプ１５に連続モード駆動に対応する信号（例えば、インバータ周波数）を出力する（Ｓ１６）。Ｓ１１を実行したらＳ１に移行する。
上記１）から１６）を繰り返して実行する。
【００４０】
ボイラ装置１０によれば、給水部３から缶体１への給水量Ｑの大小に関わらず、安定した給水をすることができる。
【００４１】
次に、図３を参照して、ボイラ装置１０における給水部３から缶体１への給水量制御について説明する。
図３において、横軸は時間軸を、縦軸は流量計１７が検出した給水量Ｑ及び給水ポンプ１５に対するインバータ１６の出力を示している。なお、図３において、簡便のため、流量計１７が検出する給水量Ｑを給水ポンプ１５が給水するものとする。
【００４２】
１）時間ゼロ〜Ｔ１では、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２であるため、給水ポンプ１５は連続モード駆動され、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
２）時間Ｔ１〜Ｔ２では、給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は連続モード駆動が維持され、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
３）時間Ｔ２〜Ｔ３では、給水量Ｑ＜第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は連続モードから間欠モード駆動に切換えられ、給水量Ｑに応じてインバータ１６は間欠（ＯＮ−ＯＦＦ（例えば、ＰＷＭ））出力する。
４）時間Ｔ３〜Ｔ４では、第２閾値Ｑ２＞給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は間欠モード駆動が維持され、インバータ１６は給水量Ｑの増加に応じてＯＮ時間が長く出力する。
５）時間Ｔ４〜Ｔ５では、第２閾値Ｑ２＞給水量Ｑ≧第１閾値Ｑ１であるため、給水ポンプ１５は間欠モード駆動が維持され、インバータ１６は給水量Ｑの減少に応じてＯＮ時間を短かく出力する。なお、Ｔ５に到達する直前は、給水量Ｑが増加しているがインバータ１６の出力に反映されていない。
６）時間Ｔ５以降は、給水量Ｑ≧第２閾値Ｑ２であるため、給水ポンプ１５は間欠モードから連続モード駆動に切換えられ、給水量Ｑに応じたインバータ周波数が出力される。
【００４３】
ボイラ装置１０によれば、給水量Ｑと閾値に基づいて、給水ポンプ１５を間欠モード駆動するので、給水量が小さい場合でも、給水ポンプ１５が安定して運転可能な最小限の水量を確保して、安定した給水を行なうことができる。
【００４４】
また、ボイラ装置１０によれば、流量計１７が測定した給水量Ｑに基づいて、連続モード又は間欠モードの切換を実施するので、給水制御パラメータ等に基づいて給水量が変化しても、給水ポンプ１５による給水量を確実に検出して、給水ポンプ１５を連続モード駆動、間接モード駆動のいずれかに適切に制御することができる。
【００４５】
また、ボイラ装置１０によれば、給水量Ｑを燃焼部２の燃焼量に応じて設定するので、缶体１内で蒸発する水に対応する量の水を、缶体１に確実に供給することができる。
【００４６】
また、ボイラ装置１０によれば、連続モードから間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値Ｑ１と、間欠モードから連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値Ｑ２とを備えているので、モード切換えにおけるハンチングを抑制して、モード切換えをスムースに行なうことができる。
【００４７】
また、ボイラ装置１０によれば、燃焼部２が缶体１を加熱している状態で、排水部５から連続的に排水させるので、容易かつ効率的に濃縮水を排出することができ、缶水の濃縮に起因するスケール付着、腐食及びキャリーオーバーを確実に効率的に防止するとともにブローに関わる熱効率の低下を抑制して省エネルギーを図ることができる。
【００４８】
また、排水部５が、複数の排水弁２１Ａ、２１Ｂを備えているので、これら排水弁２１Ａ、２１Ｂを選択的に開閉することにより、缶体１からの排水量を容易かつ高精度に調節することができる。
【００４９】
なお、本発明は上記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可能である。
【００５０】
例えば、上記実施の形態においては、給水ポンプを連続モードから間欠モードに切換える際の第１閾値Ｑ１と間欠モードから連続モードに切換える際の第２閾値Ｑ２との間に、デファレンシャルが設定される場合について説明したが、ひとつの閾値を設定してデファレンシャルを設けない構成としてもよい。また、デファレンシャルに代えて、遅延時間を設定した構成とすることもできる。
【００５１】
また、上記実施の形態においては、ボイラ装置１０がバーナ２７の比例制御燃焼により、燃焼量が無段階で調整可能である場合について説明したが、燃焼量を段階的に制御可能（例えば、高燃焼、中燃焼、低燃焼、及び燃焼停止状態に制御可能な４位置制御等）ボイラに適用してもよく、かかる場合、例えば、大きなターンダウン比５（高燃焼における燃焼量を１００％とした場合に低燃焼が２０％）以上の多位置制御ボイラ装置で、特に優れた効果を得ることができる。
【００５２】
また、上記実施の形態においては、排水部５が、２つの排水弁２１Ａ、２１Ｂを備えている場合について説明したが、排水弁２１の数はこれに限定されることなく、例えば、排水弁２１を１つとしてもよいし、又は３つ以上の排水弁を設けてブロー量を燃焼位置等に対応して高精度に調整してもよい。また、排水弁２１に代えて、缶体１の缶水を排水するポンプを設けて排水量を調整してもよい。
【００５３】
また、上記実施の形態においては、水管が環状に配列された多管式のボイラ装置１０である場合について説明したが、小型貫流型の蒸気ボイラ装置、炉筒煙管ボイラ等、種々の構造のボイラ装置に適用してもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態においては、缶体１が加熱状態である場合に、排水部５が連続的に排水する場合について説明したが、例えば、排水時間の累積値、排水量の累積値（例えば、排水弁２１開度及び排水時間により算出）等に基づいて間欠で排水制御してもよい。
また、上記実施の形態においては、缶体１に対する給水量Ｑをバーナ２７の燃焼量に基づいて設定する場合について説明したが、燃焼量に代えて、蒸発量に応じて設定してもよい。
【００５５】
また、給水部３による給水を、給水ポンプ１５に加えて給水ライン１２に流量調整バルブ（流量調整部）（不図示）を設けて、流量調整バルブの開度により給水量Ｑを調整してもよく、その場合、供給水量比を大きく設定することが可能となり給水精度を向上することができる。
【００５６】
また、上記実施の形態においては、缶体１への給水量Ｑを給水ポンプ１５により調整する場合について説明したが、給水ポンプ１５とともに、例えば、流量制御弁（流量調整部）のバルブ開度により給水量調整してもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態においては、ボイラ装置１０の運転に関する一例の概略構成をフロー図として示したが、他のフロー図に係る方法（アルゴリズム）を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明に係るボイラ装置によれば、比例制御方式ポンプにより缶体に給水する場合に、給水量Ｑに関わらず、安定した給水や流量測定を行なうことができるので、産業上利用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 缶体
２ 燃焼部
３ 給水部
５ 排水部
６ 制御部
１０ ボイラ装置
１５ 給水ポンプ
１６ インバータ
１７ 流量計（流量測定部）
２７ バーナ（燃焼部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
缶体と、
前記缶体を加熱する燃焼部と、
前記缶体に水を供給する給水部と、
制御部と、を備えたボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、
前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、
前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードと、を備えることを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボイラ装置であって、
前記給水部から前記缶体への給水量を調節する流量調節部を備え、
前記制御部は、
前記連続モードの場合に、前記流量調節部で前記給水量を調節することを特徴とするボイラ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボイラ装置であって、
前記給水部から前記缶体への給水量を測定する流量測定部を備え、
前記制御部は、
前記流量測定部が測定した給水量に基づいて、前記連続モード又は前記間欠モードを実施することを特徴とするボイラ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記給水部から前記缶体への給水量を、前記燃焼部の燃焼量に応じて設定することを特徴とするボイラ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記給水部から前記缶体への給水量を、前記缶体からの蒸発量に応じて設定することを特徴とするボイラ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記閾値は、
前記連続モードから前記間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、
前記間欠モードから前記連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値と、を備えることを特徴とするボイラ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記缶体から水を排出する排水部を備え、
前記制御部は、
前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、
前記排水部から連続的に排水させることを特徴とするボイラ装置。
【請求項１】
缶体と、
前記缶体を加熱する燃焼部と、
前記缶体に水を供給する給水部と、
制御部と、を備えたボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、
前記給水部から前記缶体への給水量が閾値より大きい場合に、前記給水部から連続的に給水させる連続モードと、
前記給水部から前記缶体への給水量が閾値以下の場合に、前記給水部から間欠的に給水させる間欠モードと、を備えることを特徴とするボイラ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のボイラ装置であって、
前記給水部から前記缶体への給水量を調節する流量調節部を備え、
前記制御部は、
前記連続モードの場合に、前記流量調節部で前記給水量を調節することを特徴とするボイラ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のボイラ装置であって、
前記給水部から前記缶体への給水量を測定する流量測定部を備え、
前記制御部は、
前記流量測定部が測定した給水量に基づいて、前記連続モード又は前記間欠モードを実施することを特徴とするボイラ装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記給水部から前記缶体への給水量を、前記燃焼部の燃焼量に応じて設定することを特徴とするボイラ装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記制御部は、
前記給水部から前記缶体への給水量を、前記缶体からの蒸発量に応じて設定することを特徴とするボイラ装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記閾値は、
前記連続モードから前記間欠モードに移行する場合に用いられる第１閾値と、
前記間欠モードから前記連続モードに移行する場合に用いられる第２閾値と、を備えることを特徴とするボイラ装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のボイラ装置であって、
前記缶体から水を排出する排水部を備え、
前記制御部は、
前記燃焼部が前記缶体を加熱している状態で、
前記排水部から連続的に排水させることを特徴とするボイラ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−２６８１（Ｐ２０１３−２６８１Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２２４０（Ｐ２０１１−１３２２４０）
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１４日（２０１１．６．１４）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
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