液位制御システム
【課題】 アナログ出力式水位センサの劣化による水位制御の不具合を解決すること。
【解決手段】 水位制御システムであって、特定の高水位および低水位を検出する第一水位センサ１６Ｂ，１６Ｃと、連続的に水位を検出する第二水位センサ１６Ａとから構成される水位センサ１６と、第一水位センサ１６Ｂ，１６Ｃが高水位および低水位を検出した時の第二水位センサ１６Ａの水位検出結果の差が設定値以下の時、第二水位センサ１６Ａが異常と判定し、第二水位センサ１６Ａによる水位制御を中止する制御器１７とを備える。
【解決手段】 水位制御システムであって、特定の高水位および低水位を検出する第一水位センサ１６Ｂ，１６Ｃと、連続的に水位を検出する第二水位センサ１６Ａとから構成される水位センサ１６と、第一水位センサ１６Ｂ，１６Ｃが高水位および低水位を検出した時の第二水位センサ１６Ａの水位検出結果の差が設定値以下の時、第二水位センサ１６Ａが異常と判定し、第二水位センサ１６Ａによる水位制御を中止する制御器１７とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体を貯留する槽における液位制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を貯留する槽には、液位の制御を行うことなどを目的として、液位検出手段が設けられている。液位検出手段としては、たとえば前記槽の液位検出部位に設けられた電極と液面との接触，不接触による導通状態の変化により、特定液位を検出する電極式レベルスイッチなどのように、前記槽内の特定液位における出力状態の変化に基づいて、前記特定液位を検出する接点出力式液位検出手段が知られている。また、たとえば前記槽の液位検出部位に設けられた電極を用いて測定された静電容量に基づいて、前記槽内の液位を連続して検出する静電容量式レベルセンサなどのように、前記槽内の液位を連続して検出する伝送出力式液位検出手段が知られている。
【０００３】
そして、接点出力式液位検出手段と伝送出力式液位検出手段とを備え、接点出力式液位検出手段を用いて伝送出力式液位検出手段の異常を検出する技術も知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５５７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の伝送出力式液位検出手段の異常検出は、伝送出力式液位検出手段によって検出した液位が、接点出力式液位検出手段によって検出した液位に対して所定の誤差範囲を超える場合には、伝送出力式液位検出手段の異常と判断するものである。
【０００６】
この出願の発明者等は、図２に示すように、接点出力式液位検出手段（Ｌ電極，Ｈ電極）が高液位および低液位を検出した時の伝送出力式液位検出手段（水位センサ）の液位検出結果を結んだ直線から槽の許容液位制御帯の下限液位または上限液位を求め、伝送出力式液位検出手段による下限液位と上限液位との間で槽内の液位を制御する液位制御システムを開発した。この開発過程において、特許文献１に記載の異常判定だけでは適切な液位制御ができず、伝送出力式液位検出手段の劣化による液位制御に関して、つぎの課題を見出した。前記許容液位制御帯とは、この制御帯を越えて液位を制御するとシステムにおいて不都合が生ずる制御帯を意味する。
【０００７】
第一の課題として、図３に示すように、伝送出力式液位検出手段の液位変化に対する出力変化の勾配が小さくなると液位検知の分解能が低下し、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御を行う場合、液位が安定しなかったり、安定するまでに時間がかかる。第二の課題として、図５または図６に示すように、接点出力式液位検出手段が高液位および低液位を検出した時の伝送出力式液位検出手段の液位検出結果（出力）を結んだ直線から槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する伝送出力式液位検出手段の出力を求めると、この出力が伝送出力式液位検出手段の定格出力範囲外となり、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出することができず、給液や排液のタイミングや量を正しく制御できない。その結果、装置の性能低下につながる。
【０００８】
この発明は、伝送出力式液位検出手段の劣化による前記第一の課題および／または前記第二の課題を解決する液位制御システムを提供することである。また、伝送出力式液位検出手段の劣化による異常が判定されても液位制御を継続できる液位制御システムを提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、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、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の状態で液位制御を行うことが防止され、液位検知の分解能低下による液位制御の不良を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となることが防止され、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出して、液位制御を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、槽内の液位を検出する液位検出手段，前記槽へ液体を供給する給液手段および前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制
御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の状態で液位制御を行うことが防止され、液位検知の分解能低下による液位制御の不良を防止することができるとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となることが防止され、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出して、液位制御を行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３において、前記制御手段は、前記第二液位検出手段が異常と判定された時、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３に記載の発明による効果に加えて、前記第一液位検出手段により液位制御を継続することができるという効果を奏する。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記制御手段は、前記第一液位検出手段の異常を判定し、前記第一液位検出手段の異常が判定されないという条件下で、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明による効果に加えて、異常な前記第一液位検出手段によるバックアップ制御を防止することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、第二液位検出手段の液位検知の分解能が低下による液位制御不良や、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御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】
【００２０】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、タワー型脱気装置，ボイラ，蒸気滅菌装置などの液位制御システムに好適に実施される。
【００２１】
（実施の形態１）
この実施の形態１を具体的に説明する。この実施の形態１は、図３に示すような、前記第二液位検出手段の性能劣化により、液位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するものである。
【００２２】
この実施の形態１は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位
検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果（出力）の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００２３】
この発明の実施の形態１においては、前記制御手段は、定期的に前記第二液位検出手段の異常判定を行う。この異常判定は、前記第一液位検出手段が前記高液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力と前記第一液位検出手段が前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力との差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段の性能劣化による異常と判定する。そして、異常と判定すると、前記第二液位検出手段による液位制御を中止する。こうして、前記差が設定値以下の状態，すなわち液位検知の分解能が低い状態での液位制御が防止される。
【００２４】
ここで、この発明の実施の形態１を構成する構成要素を説明する。前記槽は、何らかの液体（典型的には水）を貯留する容器であればよく、特定の構造のものに限定されない。この槽は、この実施の形態１が適用される装置がタワー型脱気装置であれば、処理槽が該当し、ボイラであれば、缶体が該当する。この槽には、前記許容液位制御帯が設定される。この許容液位制御帯とは、前述のように、この制御帯を越えて液位を制御するとシステムにおいて不都合が生ずる制御帯を意味する。たとえば、タワー型脱気装置の許容液位制御帯の下限値は、脱気水を連続的に供給可能とするために処理槽内に最低限必要な下限液位であり、液位がこの下限液位まで低下すると、排液ポンプがエアかみ等を起こし、それ以降ポンプが正常に機能しなくなる。また、上限値は前記処理槽に設けた液体噴霧ノズルが液体中に没しないように設定される上限液位である。
【００２５】
前記給液手段は、前記槽内へ液体を供給する手段であり、好ましくは、給液ポンプとする。前記排液手段は、前記槽内の液体を外部へ排出する手段であり、好ましくは、排液ポンプとする。
【００２６】
前記第二液位検出手段は、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで，すなわち前記槽内の液位を前記許容液位制御帯を越えて広い範囲で連続して検出するレベルセンサ（液位センサ）であり、伝送出力式液位検出手段またはアナログ出力式液位検出手段と称することができる。この第二液位検出手段は、前記槽内の液体が導電性か非導電性かにより、また前記槽の容器の材質が金属かどうかで、構成を異にするが、この実施の形態１は、どのような構成の第二液位検出手段でも適用可能である。また、第二液位検出手段は、好ましくは、静電容量式レベルセンサとするが、前記の課題を同じくするものであれば、これに限定されないものであり、水頭圧を検知して液位を測定する圧力センサや、フロート式の水位センサ、超音波式の水位センサなどとすることができる。
【００２７】
前記第一液位検出手段は、前記許容液位制御帯の内側において、前記槽内の特定液位における出力状態の変化に基づいて、前記特定液位を検出するレベルセンサであり、接点出力式液位検出手段と称することができ、好ましくは、特定液位を検出する電極式レベルスイッチとするが、フロート式レベルスイッチなどとすることができる。この実施の形態１においては、好ましくは、前記高液位を検出する高液位レベルスイッチと前記低液位を検出する低液位レベルスイッチとの二つのレベルスイッチとから構成する。
【００２８】
前記制御手段による制御手順は、少なくとも前記槽内の液位制御プログラムと、前記第二式液位検出手段が正常かどうかを判定する第一異常判定プログラムとを含んで構成される。そして、前記制御手順は、好ましくは、前記第一液位検出手段が正常かどうかを判定する第二異常判定プログラムを更に含んで構成される。
【００２９】
前記第一異常判定プログラムは、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定するように構成される。前記「液位検出出力の差」は、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結ぶ直線の勾配と言い換えることができ、この勾配を含む概念である。さらに、前記「液位検出出力の差」は、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位に対応する出力と前記許容液位制御帯の上限液位に対応する出力との差をも含む概念である。この第一異常判定プログラムは、意図的に液位を変化させてチェックを行う必要があるために、定期的（たとえば、１日１回や付１月１回）に実行される。
【００３０】
前記第二異常判定プログラムは、好ましくは、前記第二液位検出手段の液位検出出力に基づき、検出されるべき液位が検出されない時、異常と判定する第一判定と、前記第一液位検出手段の出力の論理に矛盾が有る時、異常と判定する第二判定とを含んで構成される。前記第二判定は、たとえば、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成される場合、前記高液位レベルスイッチが液有りを検出しているのに、前記低液位レベルスイッチが液無しを検出するようなレベルスイッチ間の出力にあり得ない関係が生じている場合、異常と判定する。しかしながら、この第二異常判定プログラムは、前記第一判定と前記第二判定とのいずれか一方を行うように構成することができる。この第二異常判定プログラムは、意図的な液位の変化を必要としないので、常時実行されるが、定期的に実行するように構成することができる。
【００３１】
前記液位制御プログラムは、前記第二液位検出手段の異常が判定されない時、前記第二液位検出手段の検出液位に基づき、前記給液手段または前記排液手段を制御することにより、前記槽内の液位を設定液位（目標液位）に制御する。この液位制御プログラムは、ＰＩＤなどのフィードバック制御にて行われる。ＰＩＤ制御を行う場合、ＰＩＤ制御機能を前記制御手段に持たせるか、前記制御手段により制御されるインバータに持たせるかは任意である。前記設定液位は、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成される場合、好ましくは、両レベルスイッチの検出液位の丁度中間に設定する。
【００３２】
前記第二液位検出手段の異常が判定されると、前記液位制御プログラムは、前記第二液位検出手段による液位制御を中止する。そして、好ましくは、前記第一液位検出手段の検出液位に基づき、液位制御を行う。この液位制御は、好ましくは、前記第一液位検出手段を、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成し、前記給液手段により液位を制御する場合は、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチにより液有りが検出されると前記給液手段の作動を停止し、前記低液位レベルスイッチによる液無しが検出されると前記給液手段を作動させる制御を行う。前記排液手段により液位を制御する場合は、前記高液位レベルスイッチにより液有りが検出されると前記排液手段を作動させ、前記低液位レベルスイッチによる液無しが検出されると前記排液手段の作動を停止する制御を行う。こうした制御により、前記槽内の液位は、前記高液位レベルスイッチの検出液位と前記低液位レベルスイッチの検出液位との間で制御される。前記丁度中間が目標水位となるように設定しておけば、前記第一液位検出手段による液位制御に切り換えると、液位は変動するが、タワー型脱気装置においては、脱気装置としての性能に支障はない。しかしながら、前記給液手段および前記排液手段の発停回数が増加する。
【００３３】
この第一液位検出手段による液位制御に切り換えるに際して、好ましくは、前記第二異常プログラムを実行し、前記第一液位検出手段の異常が判定されない時、前記第一液位検出手段による液位制御に切り換え、異常が判定されると、前記第一液位検出手段による液位制御を行わず、液位制御自体を中止するように構成する。この中止に際しては、前記第
二液位検出手段および前記第一液位検出手段の異常を報知するものとする。
【００３４】
また、前記第一液位検出手段が複数のレベルスイッチから構成される場合において、前記第一液位検出手段の異常が判定されても、正常なレベルスイッチが確認されるならこのレベルスイッチに基づき前記液位制御を行うように構成することができる。
【００３５】
この発明は前記の発明の実施の形態１に限定されるものではなく、つぎの実施の形態２，３を含む。
【００３６】
（実施の形態２）
この実施の形態２は、図５，６に示すような、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御を防止するものである。
【００３７】
この実施の形態２は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００３８】
この発明の実施の形態２において、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００３９】
この実施の形態２の異常判定は、前記制御手段の第一異常判定プログラムにより実行される。この第一異常判定プログラムは、つぎのように構成される。前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二式液位検出手段の液位検出出力（２点）を直線で結び、その延長線上において前記許容液位制御帯の下限および上限に対応する前記第二液位検出手段の出力値を求める。そして、この出力値が図５または図６に示すように前記第二液位検出手段の定格出力範囲（４mA〜２０mA）外となる時、前記第二液位検出手段が異常であると判定する。
【００４０】
（実施の形態３）
この実施の形態３は、図３に示すような、前記第二液位検出手段の性能劣化により、液位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するとともに、図４，５に示すような、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御を防止するものである。
【００４１】
この実施の形態３は、槽内の液位を検出する液位検出手段，前記槽へ液体を供給する給液手段および前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液
位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００４２】
この発明の実施の形態３においては、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００４３】
この実施の形態３の異常判定は、前記制御手段の第一異常判定プログラムにより実行される。この第一異常判定プログラムは、前記実施の形態１の第一異常判定プログラムと同じ第一条件と前記実施の形態２の第一異常判定プログラムと同じ第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定するように構成される。前記第一条件は、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という条件である。また、前記第二条件は、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位における前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる条件である。
【実施例１】
【００４４】
（実施例１の構成）
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施例１に係る脱気装置の概略構成図を示し、図２は、初期状態における水位センサの水位−出力特性を示す図であり、図３は、初期状態および劣化状態にある水位センサの水位−出力特性を示す図であり、図４は、本実施例１の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００４５】
本実施例１に係る脱気装置は、たとえば蒸気ボイラや排ガスボイラ等の熱機器，あるいはビルやマンション等の建造物などの給水系統に設置され、伝熱管や給水配管の防食を目的として給水中の溶存酸素を低減する場合に適用される。図１において、脱気装置１は、処理槽２と、ノズル３と、真空吸引手段４とを主に備えている。
【００４６】
前記処理槽２は、垂直に立設された筒状の胴部５を有しており、下端開口部を底板６で封鎖するとともに、上端開口部を天板７で封鎖することにより、一体化された密閉容器を構成している。ここにおいて、前記処理槽２は、耐圧性，耐熱性および耐食性を確保する観点から、通常、ステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ３０４など）を使用して形成される。
【００４７】
前記底板６には、被処理水の供給口８と処理水の排出口９とがそれぞれ設けられており、前記供給口８は、前記底板６の中央部，すなわち前記底板６のほぼ中心部に設けられている。一方、前記天板７には、排気口１０が設けられており、この排気口１０には、前記真空吸引手段４が接続されている。この真空吸引手段４の詳細については、後述する。
【００４８】
前記処理槽２内において、前記供給口８には、上方へと延びる供給管１１の一端側が液密に接続されており、この供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が上向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理水が前記天板７へ向かって噴出さ
れるように構成されている。
【００４９】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも上方の空間は、被処理水の脱気部１２に設定されている。この脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理水が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の水滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。一方、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、処理水の貯留部１３に設定されている。ここにおいて、前記処理槽２の上部には、脱気効率を高めるため、前記ノズル３からの噴出水と前記脱気部１２から落下水とを衝突させ、被処理水の前記貯留部１３への落下を遅延させる脱気促進部１４が設けられていてもよい。この脱気促進部１４の具体的な構成と作用については、本願出願人らによる特願２００６−１３５５２号に記載されている。
【００５０】
前記胴部５の側方には、処理水の水位を検出する水位検出筒１５が併設されており、この水位検出筒１５の上部が前記脱気部１２と連通されているとともに、前記水位検出筒１５の下部が前記貯留部１３と連通されている。前記水位検出筒１５には、前記処理槽２内の水位を検知する水位センサ（第二液位検出手段）１６Ａが挿入されており、この水位センサ１６Ａは、前記脱気装置１の運転を制御する制御部１７と接続されている。
【００５１】
前記水位センサ１６Ａは、減圧状態下で前記処理槽２内の水位を連続的に検知可能なものであって、この実施例１では、絶縁被覆した金属電極と金属製胴部５と間の静電容量の変化に基づき水位を検出する静電容量式のセンサとしている。
【００５２】
また、前記水位検出筒１５には、前記処理槽２内の水位を検知する第一電極（第一液位検出手段で、以下、Ｌ電極という。）１６Ｂ，第二電極（第一液位検出手段で、以下、Ｈ電極という。）１６Ｃが挿入されており、これらの電極１６Ｂ，１６Ｃも、前記制御部１７と接続されている。前記Ｌ電極１６Ｂおよび前記Ｈ電極１６Ｃは、補助電極，出力補正用電極またはバックアップ制御用電極と称することができる。前記水位センサ１６Ａと前記電極１６Ｂ，１６Ｃとで、水位検出手段１６を構成する。
【００５３】
ここにおいて、前記処理槽２には、図２に示すように、下限水位（位置）ＬＬ（例えば、５０mm）〜上限水位（位置）ＨＨ（例えば、２５０mm）の間の許容水位制御帯御帯が設定されている。この許容水位制御帯とは、この制御帯を越えて水位が制御されると実施例１の脱気装置において不都合が生ずる制御帯である。前記下限位置ＬＬは、脱気水を連続的に供給可能とするために前記処理槽２内に最低限必要な下限水位であり、上限位置ＨＨは、前記処理槽２ノズル３が水中に没しないように設定される上限水位である。
【００５４】
前記水位センサ１６Ａは、前記許容水位制御帯の下限位置ＬＬよりも低い水位から前記許容水位制御帯の上限位置ＨＨよりも高い水位まで，連続して検出することが可能となるように構成されている。
【００５５】
前記Ｌ電極１６Ｂおよび前記Ｈ電極１６Ｃは、前記許容水位制御帯の内側において、前記処理槽２内の水位の変化に基づいて、それぞれＬ位置，Ｈ位置を検出する。後述のように、前記処理槽２内の水位は設定水位（目標水位）に制御されるが、前記設定水位は、前記Ｌ位置とＨ位置の丁度中間に設定している。
【００５６】
さて、前記供給口８には、被処理水供給ライン１８が接続されており、この被処理水供給ライン１８には、上流側から順にストレーナ１９，第一ポンプ２０，開閉弁２１および第一流量センサ２２が設けられている。前記第一ポンプ２０は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過された被処理水を前記ノズル３へ供給するためのものであって、第一インバータ２３と接続され、その回転数が前記第一インバータ２３からの出力周波数に応じて可
変されるように構成されている。また、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００５７】
前記開閉弁２１は、脱気運転の停止時に、前記ノズル３への被処理水の供給を遮断するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。さらに、前記第一流量センサ２２は、前記ノズル３への被処理水の供給流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記第一流量センサ２２から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第一インバータ２３への指令信号の生成に利用される。
【００５８】
前記排出口９には、処理水排出ライン２４が接続されており、この処理水排出ライン２４には、上流側から順に第一逆止弁２５および第二ポンプ２６が設けられている。前記第二ポンプ２６は、前記処理槽２内から処理水を排出するためのものであって、第二インバータ２７と接続され、その回転数が前記第二インバータ２７からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。ここにおいて、前記水位センサ１６Ａから前記制御部１７へ入力される水位検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００５９】
つぎに、前記真空吸引手段４について詳細に説明する。前記真空吸引手段４は、水封式の真空ポンプ２８と、封水回収タンク２９と、封水還流ポンプ３０とを主に備えている。前記真空ポンプ２８は、前記排気口１０と真空吸引ライン３１で接続され、この真空吸引ライン３１には、前記排気口１０側から順に第二逆止弁３２および真空センサ３３が設けられている。
【００６０】
前記真空ポンプ２８は、前記処理槽２内を減圧し、被処理水から分離された気体を排気するものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。前記真空センサ３３は、前記処理槽２内の真空度を検知するものであって、前記制御部１７と接続されている（図示省略）。ここにおいて、前記真空センサ３３から前記制御部１７へ入力される真空度検知信号は、前記真空ポンプ２８への指令信号の生成に利用される。
【００６１】
また、前記真空ポンプ２８は、前記開閉弁２１の下流側の前記被処理水供給ライン１８と封水供給ライン３４で接続されている。この封水供給ライン３４は、被処理水の一部を封水として前記真空ポンプ２８へ供給するためのものであって、前記封水供給ライン３４には、上流側から順に第三逆止弁３５および定流量弁３６が設けられている。前記定流量弁３６は、前記脱気装置１の運転中に、前記真空ポンプ２８へ封水を一定流量で供給することにより、封水の温度上昇を抑制し、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で運転するためのものである。
【００６２】
さらに、前記真空ポンプ２８は、前記封水回収タンク２９と封水回収ライン３７で接続されており、前記真空ポンプ２８からの使用済みの封水が前記封水回収タンク２９内へ回収されるように構成されている。前記封水回収タンク２９は、前記ストレーナ１９の上流側の前記被処理水供給ライン１８と封水還流ライン３８で接続されており、この封水還流ライン３８には、上流側から順に前記封水還流ポンプ３０および第四逆止弁３９が設けられている。前記封水還流ポンプ３０は、前記封水回収タンク２９内に回収された封水を被処理水として返送するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００６３】
前記制御部１７は、その制御手順として、前記処理槽２内の水位制御プログラムと、前
記水位センサ１６Ａが正常かどうかを判定する第一異常判定プログラムと、前記Ｌ電極１６ＢおよびＨ電極１６Ｃが正常かどうかを判定する第二異常判定プログラムを含む。
【００６４】
前記第一異常判定プログラムは、図３に示すように、前記Ｌ電極１６Ｂが前記Ｌ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果（出力）と前記Ｈ電極１６Ｃが前記Ｈ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果（出力）とを直線で結び、この直線の延長線上に位置する前記許容液位制御帯の下限液位に対応する出力と前記許容液位制御帯の上限液位に対応する出力との差が設定値（たとえば、５）（mA）以下の時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定するように構成されている。この第一異常判定プログラムは、定期的（たとえば、１日１回）に実行される。
【００６５】
前記第二異常判定プログラムは、前記水位センサ１６ＡがＬ位置を下回る水位を検出しているのに前記Ｌ電極１６Ｂが水無しを出力しているとき、前記電極１６Ｂを異常と判定し、前記水位センサ１６ＡがＨ位置を上回る水位を検出しているのに前記Ｈ電極１６Ｃが水無しを出力しているとき、前記Ｈ電極１６Ｃを異常と判定する第一判定を含む。この実施例１では、前記Ｌ電極１６Ｂ，前記Ｈ電極１６Ｃのいずれかが異常の時、補助電極異常と判定するように構成している。また、前記第二異常判定プログラムは、前記Ｈ電極１６Ｃが水有りを検出しているのに、前記Ｌ電極１６Ｂが液無しを検出している場合、異常と判定する第二判定を含んでいる。この第二異常判定プログラムは、常時実行される。
【００６６】
前記水位制御プログラムは、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの異常が判定されない時、前述のように基本的には前記水位センサ１６Ａの検出水位に基づき、前記第二ポンプ２６を作動または作動停止とすることにより、前記処理槽２内の水位を前記設定水位に制御するように構成されている。
【００６７】
なお、この実施例１においては、前記制御部１７と接続され、前記封水回収タンク２９に同タンク２９内の水位を一定に維持するためのフロートスイッチ４２を備え、このフロートスイッチ４２を用いてつぎの基本動作と異常判定の制御を行うように構成している。前記基本動作制御は、脱気装置１が運転している時は、常時封水供給を行い、前記フロートスイッチ４２の接点がＯＦＦ→ＯＮとなってから、第一設定時間後、前記封水還流ポンプ３０を運転し、前記接点がＯＦＦとなると、前記封水還流ポンプ３０を停止する。
【００６８】
前記異常判定制御は、脱気装置１運転中において、（１）前記接点不良、封水供給不良と（２）封水供給不足と（３）前記接点不良、前記封水還流ポンプ３０動作不良に関する判定である。
（１）前記接点不良、封水供給不良
前記接点がＯＦＦ（前記封水還流ポンプ３０停止）となってから、第二設定時間経過しても前記接点がＯＮとならない場合は、前記封水回収タンク２９への封水供給しか無い条件で、水面上昇検知が行えないということであり、前記接点不良もしくは封水供給が行われていない封水供給不良と判定する。
（２）封水供給不足
前記封水還流ポンプ３０運転開始後第三設定時間以内に前記接点がＯＦＦとなった場合、前記封水回収タンク２９の水位下降は封水排出量と封水供給量の差で起こる為、前記第三設定時間以上の時間で下降する場合は封水供給量が少ない、封水供給不足と判定する。（３）前記接点不良、前記封水還流ポンプ３０動作不良
前記封水還流ポンプ３０運転開始後、第四設定時間経過しても前記接点がＯＦＦとならない場合、前記封水回収タンク２９の水位下降条件で、前記第四設定時間内に水面下降検知が行えないことは、前記接点不良もしくは前記封水還流ポンプ３０動作不良（封水排水不良）と判定する。
【００６９】
（実施例１の基本動作）
以下、実施例１に係る前記脱気装置１の脱気運転の基本動作について説明する。この脱気運転は、たとえば前記脱気装置１の下流側に設置された処理水タンク（図示省略）の水位情報に基づく運転開始信号の入力によって開始される。あるいは、前記脱気運転は、たとえば運転開始時刻および運転終了時刻がそれぞれ設定されたタイマ部（図示省略）からの運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００７０】
前記脱気運転において、被処理水は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理水供給ライン１８および前記供給管１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理水は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記天板７へ向かって上向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理水は、水滴として前記脱気部１２を上昇しながら脱気される。
【００７１】
つぎに、被処理水の水滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、前記処理槽２の中央部へ向かう落下水となる。落下水となった被処理水は、後続の噴出水と衝突することにより、前記処理槽２の上部に押し上げられ、前記脱気促進部１４に所定量が保有されながらさらに脱気される。
【００７２】
前記脱気促進部１４での落下水の保有量が所定量を超え、噴出水で押し上げることができなくなった落下水の一部は、前記脱気促進部１４の下部から押し出される。押し出された被処理水は、流下水として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。
【００７３】
前記胴部５の側壁に沿って下降した流下水は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理水は、前記貯留部１３において、水面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理水として確保される。そして、この処理水は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００７４】
さて、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能（Ｐ制御：比例制御，Ｉ制御：積分制御，Ｄ制御：微分制御）を使用し、被処理水の供給流量が予め設計された基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。なお、前記ＰＩＤ制御機能は、前記制御部１７にて行うように構成することができる。
【００７５】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００７６】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理水の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの水滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００７７】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記水位制御プログラムにより、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、前記処理槽２内における処理水の水位が予め設定された設定水位と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００７８】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、まず前記制御部１７が前記水位センサ１６Ａからの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記設定水位に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００７９】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記処理槽２内における処理水の水位が一定となるように，すなわち前記第一ポンプ２０による被処理水の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理水の排出流量とが等しくなるように運転される。したがって、前記ノズル３からの水滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００８０】
さらに、前記脱気運転中には、前記被処理水供給ライン１８を流れる被処理水の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理水は、封水として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封水回収ライン３７を介して前記封水回収タンク２９へ回収される。前記封水回収タンク２９内では、封水と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封水回収タンク２９内の封水が所定水位を超えると、前記封水還流ポンプ３０が駆動され、回収された封水は、前記封水還流ライン３８を介して前記被処理水供給ライン１８へ返送される。
【００８１】
ここにおいて、前記真空ポンプ２８では、封水が連続的に入れ替えられているため、封水の温度上昇が生じない。したがって、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で安定して運転することができる。また、前記封水回収タンク２９では、封水が連続的に入れ替えられながら、封水と気体とが分離されているため、吸引した気体の濃縮が生じない。したがって、前記封水回収タンク２９の腐食を効果的に抑制することができる。さらに、回収された封水は、被処理水として再利用されるので、無駄な廃水も生じない。
【００８２】
（水位センサ１６Ａの異常時の動作）
つぎに前記水位センサ１６Ａの異常が判定された時の動作を図２〜図４に基づき説明する。前記水位センサ１６Ａの初期状態（劣化が生じていない状態）では、図２に示すように、前記許容水位制御帯における水位変化（５０mm〜２５０mm）に対して、前記水位センサ１６Ａの水位検出結果，すなわち出力はＬＬmA〜ＨＨmAと変化する。この前記水位センサ１６Ａの出力に基づき、前述のように前記処理槽２内の水位を目標水位に制御する。この制御が、図４の処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）に相当する。
【００８３】
ところが、前記水位センサ１６Ａの経年変化による劣化や前記水位センサ１６Ａにゴミが付着すると、図３に示すように、前記数位センサ１６Ａの出力の前記Ｌ電極１６Ｂが水位を検出した時の前記水位センサ１６Ａの出力点と、前記Ｈ電極１６Ｃが水位を検出した時の前記水位センサ１６Ａの出力点とを結ぶ直線の傾斜が緩やかになる。これは、前記水位センサ１６Ａの水位検知分解能が低下したことを意味している。
【００８４】
まず、Ｓ２にて前記第二異常判定プログラムにより、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの異常が判定される。異常と判定されると、Ｓ５へ移行して、水位制御を中止して、脱気運転を中止する。
【００８５】
Ｓ２でＹＥＳが判定されると、Ｓ３へ移行する。前述の水検知の分解能低下の状態が悪化すると、Ｓ３において、前記第一異常判定プログラムにより前記水位センサ１６Ａの異常が判定される。この判定は、図３において、前記水位センサ１６Ａの水位５０mmに対応する出力ＬＬと水位２５０mmに対応する出力ＬＬとの差が前記設定値以下の時、異常と判定される。
【００８６】
Ｓ３にて異常が判定されると、Ｓ４へ移行して、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの検出水位に基づき、水位制御を行う。すなわち、前記Ｈ電極１６Ｃにより水有りが検出されると前記第二ポンプ２６を作動させ、前記Ｌ電極１６Ｂによる水無しが検出されると前記第二ポンプ２６の作動を停止する制御を行う。こうした制御により、前記処理槽２内の水位は、変動はあるものの、前記Ｈ電極１６Ｃの検出水位と前記Ｌ電極１６Ｂの検出水位との間で制御される。
【００８７】
Ｓ３において、ＮＯが判定されるとＳ１に戻り、前述の基本動作が実行される。
【００８８】
以上の実施例１によれば、前記第一異常判定プログラムにより、前記水位センサ１６Ａの水位検知の分解能が低い状態での水位制御が防止され、前記処理槽２の水位を安定的に制御することができる。そして、前記水位センサ１６Ａが異常と判定されると、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの検出水位に基づき、バックアップ水位制御が行われるので、むやみに脱気装置の運転停止を避けることができる。さらに、前記電極１６Ｂ，１６Ｃのバックアップ水位制御に切り換えるに際しては、前記第二異常判定プログラムにより、前記電極１６Ｂ，１６Ｃが正常かどうかを判定するので、確実なバックアップ制御を行うことができる。
【００８９】
また、この実施例１によれば、被処理水の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、この実施例１によれば、被処理水の供給流量および処理水の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【実施例２】
【００９０】
つぎにこの発明に係る実施例２を図５〜図７に基づき説明する。図５，６は、所期状態および劣化状態にある水位検出手段の水位−出力特性を示す図であり、図７は、本実施例２の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００９１】
この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記水位センサ１６Ａの異常判定（第一異常判定プログラム）のみであり、その他は同様であるので、同じ処理ステップには、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９２】
この実施例２の第一異常判定プログラムは、つぎのように構成されている。まず、前記電極１６Ｂ，１６Ｃが前記Ｌ位置および前記Ｈ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果，すなわち出力（２点）を直線で結び、その延長線上において前記許容液位制御帯の下限（５０mm）および上限（２５０mm）に対応する前記水位センサ１６Ａの出力値を求める。そして、前記上限に対応する出力値が図５に示すように前記水位センサ１６Ａの定格出力範囲（２０mA）を越える大きい値となる時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定する。また、前記下限に対応する出力値が図６に示すように前記水位センサ１６Ａの定格出力範囲（４mA）を越えて、小さい値となる時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定する。
【００９３】
この実施例２における前記制御部１７による制御手順は、図７にて示される。この制御手順において、前記実施例１の図４に示す制御手順と異なるのは、Ｓ１の後に実行される前記第一異常判定プログラム（図７のＳ６）のみであるので、その動作説明を省略する。
【００９４】
この実施例２によれば、前記処理槽２内の許容液位制御帯のＬＬ位置またはＨＨ位置に対応する前記水位センサ１６Ａの出力が定格出力範囲外（４〜２０mA）となる異常な水位制御を防止することができるという効果を奏する。その他の作用効果は、前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例３】
【００９５】
つぎにこの発明に係る実施例３を図８に基づき説明する。図８は、本実施例３の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００９６】
この発明の実施の形態３においては、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００９７】
この実施例３の第一異常判定プログラムは、前記実施例１の第一異常判定プログラムと同じ第一条件と前記実施例２の第一異常判定プログラムと同じ第二条件とのいずれかを満たした時、前記水位センサ１６Ａを異常と判定するように構成されている。この制御手順は、図８に示され、図８のＳ３にて前記第一条件が判定され、図８のＳ６にて前記第二条件が判定される。
【００９８】
この実施例３によれば、図３に示すような、前記水位センサ１６Ａの性能劣化により、水位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するとともに、図４，５に示すような、前記処理槽２内の許容液位制御帯のＬＬ位置またはＨＨ位置に対応する前記水位センサ１６Ａの出力が前記定格出力範囲外となる異常な水位制御を防止することができるという効果を奏する。その他の作用効果は、前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９９】
この発明は、前記実施例１〜３に限定されるものではなく、例えば、ボイラの缶体の水位制御システムに適用可能である。また、前記実施例１〜３において、処理ステップＳ５を省略して、Ｓ２でＮＯが判定されたとき、Ｓ１に戻すように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明の実施例１に係る脱気装置の概略構成図。
【図２】初期状態における水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図３】劣化状態にある水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図４】本実施例１の制御手順を説明するフローチャート図。
【図５】劣化状態にある水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図６】劣化状態にある水位センサ１６Ａの他の水位−出力特性を示す図。
【図７】本実施例２の制御手順を説明するフローチャート図。
【図８】本実施例３の制御手順を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 脱気装置
２ 処理槽
１６ 水位検出手段（液位検出手段）
１６Ａ 水位センサ（第二液位検出手段）
１６Ｂ Ｌ電極（第一液位検出手段）
１６Ｃ Ｈ電極（第一液位検出手段）
１７ 制御部（制御手段）
２０ 第一ポンプ（給液手段）
２６ 第二ポンプ（排液手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液体を貯留する槽における液位制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を貯留する槽には、液位の制御を行うことなどを目的として、液位検出手段が設けられている。液位検出手段としては、たとえば前記槽の液位検出部位に設けられた電極と液面との接触，不接触による導通状態の変化により、特定液位を検出する電極式レベルスイッチなどのように、前記槽内の特定液位における出力状態の変化に基づいて、前記特定液位を検出する接点出力式液位検出手段が知られている。また、たとえば前記槽の液位検出部位に設けられた電極を用いて測定された静電容量に基づいて、前記槽内の液位を連続して検出する静電容量式レベルセンサなどのように、前記槽内の液位を連続して検出する伝送出力式液位検出手段が知られている。
【０００３】
そして、接点出力式液位検出手段と伝送出力式液位検出手段とを備え、接点出力式液位検出手段を用いて伝送出力式液位検出手段の異常を検出する技術も知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５５７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の伝送出力式液位検出手段の異常検出は、伝送出力式液位検出手段によって検出した液位が、接点出力式液位検出手段によって検出した液位に対して所定の誤差範囲を超える場合には、伝送出力式液位検出手段の異常と判断するものである。
【０００６】
この出願の発明者等は、図２に示すように、接点出力式液位検出手段（Ｌ電極，Ｈ電極）が高液位および低液位を検出した時の伝送出力式液位検出手段（水位センサ）の液位検出結果を結んだ直線から槽の許容液位制御帯の下限液位または上限液位を求め、伝送出力式液位検出手段による下限液位と上限液位との間で槽内の液位を制御する液位制御システムを開発した。この開発過程において、特許文献１に記載の異常判定だけでは適切な液位制御ができず、伝送出力式液位検出手段の劣化による液位制御に関して、つぎの課題を見出した。前記許容液位制御帯とは、この制御帯を越えて液位を制御するとシステムにおいて不都合が生ずる制御帯を意味する。
【０００７】
第一の課題として、図３に示すように、伝送出力式液位検出手段の液位変化に対する出力変化の勾配が小さくなると液位検知の分解能が低下し、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御を行う場合、液位が安定しなかったり、安定するまでに時間がかかる。第二の課題として、図５または図６に示すように、接点出力式液位検出手段が高液位および低液位を検出した時の伝送出力式液位検出手段の液位検出結果（出力）を結んだ直線から槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する伝送出力式液位検出手段の出力を求めると、この出力が伝送出力式液位検出手段の定格出力範囲外となり、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出することができず、給液や排液のタイミングや量を正しく制御できない。その結果、装置の性能低下につながる。
【０００８】
この発明は、伝送出力式液位検出手段の劣化による前記第一の課題および／または前記第二の課題を解決する液位制御システムを提供することである。また、伝送出力式液位検出手段の劣化による異常が判定されても液位制御を継続できる液位制御システムを提供す
ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、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、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の状態で液位制御を行うことが防止され、液位検知の分解能低下による液位制御の不良を防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となることが防止され、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出して、液位制御を行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、槽内の液位を検出する液位検出手段，前記槽へ液体を供給する給液手段および前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制
御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、前記制御手段により、前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の状態で液位制御を行うことが防止され、液位検知の分解能低下による液位制御の不良を防止することができるとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となることが防止され、前記下限液位または前記上限液位を正常に検出して、液位制御を行うことができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３において、前記制御手段は、前記第二液位検出手段が異常と判定された時、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜請求項３に記載の発明による効果に加えて、前記第一液位検出手段により液位制御を継続することができるという効果を奏する。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記制御手段は、前記第一液位検出手段の異常を判定し、前記第一液位検出手段の異常が判定されないという条件下で、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明による効果に加えて、異常な前記第一液位検出手段によるバックアップ制御を防止することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、第二液位検出手段の液位検知の分解能が低下による液位制御不良や、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御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】
【００２０】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、タワー型脱気装置，ボイラ，蒸気滅菌装置などの液位制御システムに好適に実施される。
【００２１】
（実施の形態１）
この実施の形態１を具体的に説明する。この実施の形態１は、図３に示すような、前記第二液位検出手段の性能劣化により、液位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するものである。
【００２２】
この実施の形態１は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位
検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果（出力）の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００２３】
この発明の実施の形態１においては、前記制御手段は、定期的に前記第二液位検出手段の異常判定を行う。この異常判定は、前記第一液位検出手段が前記高液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力と前記第一液位検出手段が前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力との差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段の性能劣化による異常と判定する。そして、異常と判定すると、前記第二液位検出手段による液位制御を中止する。こうして、前記差が設定値以下の状態，すなわち液位検知の分解能が低い状態での液位制御が防止される。
【００２４】
ここで、この発明の実施の形態１を構成する構成要素を説明する。前記槽は、何らかの液体（典型的には水）を貯留する容器であればよく、特定の構造のものに限定されない。この槽は、この実施の形態１が適用される装置がタワー型脱気装置であれば、処理槽が該当し、ボイラであれば、缶体が該当する。この槽には、前記許容液位制御帯が設定される。この許容液位制御帯とは、前述のように、この制御帯を越えて液位を制御するとシステムにおいて不都合が生ずる制御帯を意味する。たとえば、タワー型脱気装置の許容液位制御帯の下限値は、脱気水を連続的に供給可能とするために処理槽内に最低限必要な下限液位であり、液位がこの下限液位まで低下すると、排液ポンプがエアかみ等を起こし、それ以降ポンプが正常に機能しなくなる。また、上限値は前記処理槽に設けた液体噴霧ノズルが液体中に没しないように設定される上限液位である。
【００２５】
前記給液手段は、前記槽内へ液体を供給する手段であり、好ましくは、給液ポンプとする。前記排液手段は、前記槽内の液体を外部へ排出する手段であり、好ましくは、排液ポンプとする。
【００２６】
前記第二液位検出手段は、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで，すなわち前記槽内の液位を前記許容液位制御帯を越えて広い範囲で連続して検出するレベルセンサ（液位センサ）であり、伝送出力式液位検出手段またはアナログ出力式液位検出手段と称することができる。この第二液位検出手段は、前記槽内の液体が導電性か非導電性かにより、また前記槽の容器の材質が金属かどうかで、構成を異にするが、この実施の形態１は、どのような構成の第二液位検出手段でも適用可能である。また、第二液位検出手段は、好ましくは、静電容量式レベルセンサとするが、前記の課題を同じくするものであれば、これに限定されないものであり、水頭圧を検知して液位を測定する圧力センサや、フロート式の水位センサ、超音波式の水位センサなどとすることができる。
【００２７】
前記第一液位検出手段は、前記許容液位制御帯の内側において、前記槽内の特定液位における出力状態の変化に基づいて、前記特定液位を検出するレベルセンサであり、接点出力式液位検出手段と称することができ、好ましくは、特定液位を検出する電極式レベルスイッチとするが、フロート式レベルスイッチなどとすることができる。この実施の形態１においては、好ましくは、前記高液位を検出する高液位レベルスイッチと前記低液位を検出する低液位レベルスイッチとの二つのレベルスイッチとから構成する。
【００２８】
前記制御手段による制御手順は、少なくとも前記槽内の液位制御プログラムと、前記第二式液位検出手段が正常かどうかを判定する第一異常判定プログラムとを含んで構成される。そして、前記制御手順は、好ましくは、前記第一液位検出手段が正常かどうかを判定する第二異常判定プログラムを更に含んで構成される。
【００２９】
前記第一異常判定プログラムは、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定するように構成される。前記「液位検出出力の差」は、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結ぶ直線の勾配と言い換えることができ、この勾配を含む概念である。さらに、前記「液位検出出力の差」は、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出結果を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位に対応する出力と前記許容液位制御帯の上限液位に対応する出力との差をも含む概念である。この第一異常判定プログラムは、意図的に液位を変化させてチェックを行う必要があるために、定期的（たとえば、１日１回や付１月１回）に実行される。
【００３０】
前記第二異常判定プログラムは、好ましくは、前記第二液位検出手段の液位検出出力に基づき、検出されるべき液位が検出されない時、異常と判定する第一判定と、前記第一液位検出手段の出力の論理に矛盾が有る時、異常と判定する第二判定とを含んで構成される。前記第二判定は、たとえば、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成される場合、前記高液位レベルスイッチが液有りを検出しているのに、前記低液位レベルスイッチが液無しを検出するようなレベルスイッチ間の出力にあり得ない関係が生じている場合、異常と判定する。しかしながら、この第二異常判定プログラムは、前記第一判定と前記第二判定とのいずれか一方を行うように構成することができる。この第二異常判定プログラムは、意図的な液位の変化を必要としないので、常時実行されるが、定期的に実行するように構成することができる。
【００３１】
前記液位制御プログラムは、前記第二液位検出手段の異常が判定されない時、前記第二液位検出手段の検出液位に基づき、前記給液手段または前記排液手段を制御することにより、前記槽内の液位を設定液位（目標液位）に制御する。この液位制御プログラムは、ＰＩＤなどのフィードバック制御にて行われる。ＰＩＤ制御を行う場合、ＰＩＤ制御機能を前記制御手段に持たせるか、前記制御手段により制御されるインバータに持たせるかは任意である。前記設定液位は、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成される場合、好ましくは、両レベルスイッチの検出液位の丁度中間に設定する。
【００３２】
前記第二液位検出手段の異常が判定されると、前記液位制御プログラムは、前記第二液位検出手段による液位制御を中止する。そして、好ましくは、前記第一液位検出手段の検出液位に基づき、液位制御を行う。この液位制御は、好ましくは、前記第一液位検出手段を、前記高液位レベルスイッチと前記低液位レベルスイッチとから構成し、前記給液手段により液位を制御する場合は、前記第一液位検出手段が、前記高液位レベルスイッチにより液有りが検出されると前記給液手段の作動を停止し、前記低液位レベルスイッチによる液無しが検出されると前記給液手段を作動させる制御を行う。前記排液手段により液位を制御する場合は、前記高液位レベルスイッチにより液有りが検出されると前記排液手段を作動させ、前記低液位レベルスイッチによる液無しが検出されると前記排液手段の作動を停止する制御を行う。こうした制御により、前記槽内の液位は、前記高液位レベルスイッチの検出液位と前記低液位レベルスイッチの検出液位との間で制御される。前記丁度中間が目標水位となるように設定しておけば、前記第一液位検出手段による液位制御に切り換えると、液位は変動するが、タワー型脱気装置においては、脱気装置としての性能に支障はない。しかしながら、前記給液手段および前記排液手段の発停回数が増加する。
【００３３】
この第一液位検出手段による液位制御に切り換えるに際して、好ましくは、前記第二異常プログラムを実行し、前記第一液位検出手段の異常が判定されない時、前記第一液位検出手段による液位制御に切り換え、異常が判定されると、前記第一液位検出手段による液位制御を行わず、液位制御自体を中止するように構成する。この中止に際しては、前記第
二液位検出手段および前記第一液位検出手段の異常を報知するものとする。
【００３４】
また、前記第一液位検出手段が複数のレベルスイッチから構成される場合において、前記第一液位検出手段の異常が判定されても、正常なレベルスイッチが確認されるならこのレベルスイッチに基づき前記液位制御を行うように構成することができる。
【００３５】
この発明は前記の発明の実施の形態１に限定されるものではなく、つぎの実施の形態２，３を含む。
【００３６】
（実施の形態２）
この実施の形態２は、図５，６に示すような、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御を防止するものである。
【００３７】
この実施の形態２は、槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００３８】
この発明の実施の形態２において、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００３９】
この実施の形態２の異常判定は、前記制御手段の第一異常判定プログラムにより実行される。この第一異常判定プログラムは、つぎのように構成される。前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二式液位検出手段の液位検出出力（２点）を直線で結び、その延長線上において前記許容液位制御帯の下限および上限に対応する前記第二液位検出手段の出力値を求める。そして、この出力値が図５または図６に示すように前記第二液位検出手段の定格出力範囲（４mA〜２０mA）外となる時、前記第二液位検出手段が異常であると判定する。
【００４０】
（実施の形態３）
この実施の形態３は、図３に示すような、前記第二液位検出手段の性能劣化により、液位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するとともに、図４，５に示すような、前記槽内の許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が定格出力範囲外となる異常な液位制御を防止するものである。
【００４１】
この実施の形態３は、槽内の液位を検出する液位検出手段，前記槽へ液体を供給する給液手段および前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において特定の高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液
位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システムである。
【００４２】
この発明の実施の形態３においては、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００４３】
この実施の形態３の異常判定は、前記制御手段の第一異常判定プログラムにより実行される。この第一異常判定プログラムは、前記実施の形態１の第一異常判定プログラムと同じ第一条件と前記実施の形態２の第一異常判定プログラムと同じ第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定するように構成される。前記第一条件は、前記第一液位検出手段が前記高液位および低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という条件である。また、前記第二条件は、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位における前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる条件である。
【実施例１】
【００４４】
（実施例１の構成）
以下、この発明の実施例１を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施例１に係る脱気装置の概略構成図を示し、図２は、初期状態における水位センサの水位−出力特性を示す図であり、図３は、初期状態および劣化状態にある水位センサの水位−出力特性を示す図であり、図４は、本実施例１の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００４５】
本実施例１に係る脱気装置は、たとえば蒸気ボイラや排ガスボイラ等の熱機器，あるいはビルやマンション等の建造物などの給水系統に設置され、伝熱管や給水配管の防食を目的として給水中の溶存酸素を低減する場合に適用される。図１において、脱気装置１は、処理槽２と、ノズル３と、真空吸引手段４とを主に備えている。
【００４６】
前記処理槽２は、垂直に立設された筒状の胴部５を有しており、下端開口部を底板６で封鎖するとともに、上端開口部を天板７で封鎖することにより、一体化された密閉容器を構成している。ここにおいて、前記処理槽２は、耐圧性，耐熱性および耐食性を確保する観点から、通常、ステンレス鋼（たとえば、ＳＵＳ３０４など）を使用して形成される。
【００４７】
前記底板６には、被処理水の供給口８と処理水の排出口９とがそれぞれ設けられており、前記供給口８は、前記底板６の中央部，すなわち前記底板６のほぼ中心部に設けられている。一方、前記天板７には、排気口１０が設けられており、この排気口１０には、前記真空吸引手段４が接続されている。この真空吸引手段４の詳細については、後述する。
【００４８】
前記処理槽２内において、前記供給口８には、上方へと延びる供給管１１の一端側が液密に接続されており、この供給管１１の他端側には、前記ノズル３が接続されている。すなわち、前記ノズル３は、前記処理槽２の軸方向の中央部に噴出方向が上向きになるように配設され、前記供給管１１を介して供給された被処理水が前記天板７へ向かって噴出さ
れるように構成されている。
【００４９】
前記処理槽２内において、前記ノズル３の噴出口よりも上方の空間は、被処理水の脱気部１２に設定されている。この脱気部１２の高さは、前記ノズル３から被処理水が所定角度で噴出されたとき、噴出コーン裾部の水滴が前記胴部５の側壁まで到達可能な高さが確保されている。一方、前記ノズル３の噴出口よりも下方の空間は、処理水の貯留部１３に設定されている。ここにおいて、前記処理槽２の上部には、脱気効率を高めるため、前記ノズル３からの噴出水と前記脱気部１２から落下水とを衝突させ、被処理水の前記貯留部１３への落下を遅延させる脱気促進部１４が設けられていてもよい。この脱気促進部１４の具体的な構成と作用については、本願出願人らによる特願２００６−１３５５２号に記載されている。
【００５０】
前記胴部５の側方には、処理水の水位を検出する水位検出筒１５が併設されており、この水位検出筒１５の上部が前記脱気部１２と連通されているとともに、前記水位検出筒１５の下部が前記貯留部１３と連通されている。前記水位検出筒１５には、前記処理槽２内の水位を検知する水位センサ（第二液位検出手段）１６Ａが挿入されており、この水位センサ１６Ａは、前記脱気装置１の運転を制御する制御部１７と接続されている。
【００５１】
前記水位センサ１６Ａは、減圧状態下で前記処理槽２内の水位を連続的に検知可能なものであって、この実施例１では、絶縁被覆した金属電極と金属製胴部５と間の静電容量の変化に基づき水位を検出する静電容量式のセンサとしている。
【００５２】
また、前記水位検出筒１５には、前記処理槽２内の水位を検知する第一電極（第一液位検出手段で、以下、Ｌ電極という。）１６Ｂ，第二電極（第一液位検出手段で、以下、Ｈ電極という。）１６Ｃが挿入されており、これらの電極１６Ｂ，１６Ｃも、前記制御部１７と接続されている。前記Ｌ電極１６Ｂおよび前記Ｈ電極１６Ｃは、補助電極，出力補正用電極またはバックアップ制御用電極と称することができる。前記水位センサ１６Ａと前記電極１６Ｂ，１６Ｃとで、水位検出手段１６を構成する。
【００５３】
ここにおいて、前記処理槽２には、図２に示すように、下限水位（位置）ＬＬ（例えば、５０mm）〜上限水位（位置）ＨＨ（例えば、２５０mm）の間の許容水位制御帯御帯が設定されている。この許容水位制御帯とは、この制御帯を越えて水位が制御されると実施例１の脱気装置において不都合が生ずる制御帯である。前記下限位置ＬＬは、脱気水を連続的に供給可能とするために前記処理槽２内に最低限必要な下限水位であり、上限位置ＨＨは、前記処理槽２ノズル３が水中に没しないように設定される上限水位である。
【００５４】
前記水位センサ１６Ａは、前記許容水位制御帯の下限位置ＬＬよりも低い水位から前記許容水位制御帯の上限位置ＨＨよりも高い水位まで，連続して検出することが可能となるように構成されている。
【００５５】
前記Ｌ電極１６Ｂおよび前記Ｈ電極１６Ｃは、前記許容水位制御帯の内側において、前記処理槽２内の水位の変化に基づいて、それぞれＬ位置，Ｈ位置を検出する。後述のように、前記処理槽２内の水位は設定水位（目標水位）に制御されるが、前記設定水位は、前記Ｌ位置とＨ位置の丁度中間に設定している。
【００５６】
さて、前記供給口８には、被処理水供給ライン１８が接続されており、この被処理水供給ライン１８には、上流側から順にストレーナ１９，第一ポンプ２０，開閉弁２１および第一流量センサ２２が設けられている。前記第一ポンプ２０は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過された被処理水を前記ノズル３へ供給するためのものであって、第一インバータ２３と接続され、その回転数が前記第一インバータ２３からの出力周波数に応じて可
変されるように構成されている。また、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００５７】
前記開閉弁２１は、脱気運転の停止時に、前記ノズル３への被処理水の供給を遮断するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。さらに、前記第一流量センサ２２は、前記ノズル３への被処理水の供給流量を検知するためのものであって、前記制御部１７と接続されている。ここにおいて、前記第一流量センサ２２から前記制御部１７へ入力される流量検知信号は、前記第一インバータ２３への指令信号の生成に利用される。
【００５８】
前記排出口９には、処理水排出ライン２４が接続されており、この処理水排出ライン２４には、上流側から順に第一逆止弁２５および第二ポンプ２６が設けられている。前記第二ポンプ２６は、前記処理槽２内から処理水を排出するためのものであって、第二インバータ２７と接続され、その回転数が前記第二インバータ２７からの出力周波数に応じて可変されるように構成されている。また、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７と接続され、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。ここにおいて、前記水位センサ１６Ａから前記制御部１７へ入力される水位検知信号は、前記第二インバータ２７への指令信号の生成に利用される。
【００５９】
つぎに、前記真空吸引手段４について詳細に説明する。前記真空吸引手段４は、水封式の真空ポンプ２８と、封水回収タンク２９と、封水還流ポンプ３０とを主に備えている。前記真空ポンプ２８は、前記排気口１０と真空吸引ライン３１で接続され、この真空吸引ライン３１には、前記排気口１０側から順に第二逆止弁３２および真空センサ３３が設けられている。
【００６０】
前記真空ポンプ２８は、前記処理槽２内を減圧し、被処理水から分離された気体を排気するものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。前記真空センサ３３は、前記処理槽２内の真空度を検知するものであって、前記制御部１７と接続されている（図示省略）。ここにおいて、前記真空センサ３３から前記制御部１７へ入力される真空度検知信号は、前記真空ポンプ２８への指令信号の生成に利用される。
【００６１】
また、前記真空ポンプ２８は、前記開閉弁２１の下流側の前記被処理水供給ライン１８と封水供給ライン３４で接続されている。この封水供給ライン３４は、被処理水の一部を封水として前記真空ポンプ２８へ供給するためのものであって、前記封水供給ライン３４には、上流側から順に第三逆止弁３５および定流量弁３６が設けられている。前記定流量弁３６は、前記脱気装置１の運転中に、前記真空ポンプ２８へ封水を一定流量で供給することにより、封水の温度上昇を抑制し、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で運転するためのものである。
【００６２】
さらに、前記真空ポンプ２８は、前記封水回収タンク２９と封水回収ライン３７で接続されており、前記真空ポンプ２８からの使用済みの封水が前記封水回収タンク２９内へ回収されるように構成されている。前記封水回収タンク２９は、前記ストレーナ１９の上流側の前記被処理水供給ライン１８と封水還流ライン３８で接続されており、この封水還流ライン３８には、上流側から順に前記封水還流ポンプ３０および第四逆止弁３９が設けられている。前記封水還流ポンプ３０は、前記封水回収タンク２９内に回収された封水を被処理水として返送するためのものであって、前記制御部１７と接続され（図示省略）、前記制御部１７からの指令信号によって作動するように構成されている。
【００６３】
前記制御部１７は、その制御手順として、前記処理槽２内の水位制御プログラムと、前
記水位センサ１６Ａが正常かどうかを判定する第一異常判定プログラムと、前記Ｌ電極１６ＢおよびＨ電極１６Ｃが正常かどうかを判定する第二異常判定プログラムを含む。
【００６４】
前記第一異常判定プログラムは、図３に示すように、前記Ｌ電極１６Ｂが前記Ｌ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果（出力）と前記Ｈ電極１６Ｃが前記Ｈ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果（出力）とを直線で結び、この直線の延長線上に位置する前記許容液位制御帯の下限液位に対応する出力と前記許容液位制御帯の上限液位に対応する出力との差が設定値（たとえば、５）（mA）以下の時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定するように構成されている。この第一異常判定プログラムは、定期的（たとえば、１日１回）に実行される。
【００６５】
前記第二異常判定プログラムは、前記水位センサ１６ＡがＬ位置を下回る水位を検出しているのに前記Ｌ電極１６Ｂが水無しを出力しているとき、前記電極１６Ｂを異常と判定し、前記水位センサ１６ＡがＨ位置を上回る水位を検出しているのに前記Ｈ電極１６Ｃが水無しを出力しているとき、前記Ｈ電極１６Ｃを異常と判定する第一判定を含む。この実施例１では、前記Ｌ電極１６Ｂ，前記Ｈ電極１６Ｃのいずれかが異常の時、補助電極異常と判定するように構成している。また、前記第二異常判定プログラムは、前記Ｈ電極１６Ｃが水有りを検出しているのに、前記Ｌ電極１６Ｂが液無しを検出している場合、異常と判定する第二判定を含んでいる。この第二異常判定プログラムは、常時実行される。
【００６６】
前記水位制御プログラムは、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの異常が判定されない時、前述のように基本的には前記水位センサ１６Ａの検出水位に基づき、前記第二ポンプ２６を作動または作動停止とすることにより、前記処理槽２内の水位を前記設定水位に制御するように構成されている。
【００６７】
なお、この実施例１においては、前記制御部１７と接続され、前記封水回収タンク２９に同タンク２９内の水位を一定に維持するためのフロートスイッチ４２を備え、このフロートスイッチ４２を用いてつぎの基本動作と異常判定の制御を行うように構成している。前記基本動作制御は、脱気装置１が運転している時は、常時封水供給を行い、前記フロートスイッチ４２の接点がＯＦＦ→ＯＮとなってから、第一設定時間後、前記封水還流ポンプ３０を運転し、前記接点がＯＦＦとなると、前記封水還流ポンプ３０を停止する。
【００６８】
前記異常判定制御は、脱気装置１運転中において、（１）前記接点不良、封水供給不良と（２）封水供給不足と（３）前記接点不良、前記封水還流ポンプ３０動作不良に関する判定である。
（１）前記接点不良、封水供給不良
前記接点がＯＦＦ（前記封水還流ポンプ３０停止）となってから、第二設定時間経過しても前記接点がＯＮとならない場合は、前記封水回収タンク２９への封水供給しか無い条件で、水面上昇検知が行えないということであり、前記接点不良もしくは封水供給が行われていない封水供給不良と判定する。
（２）封水供給不足
前記封水還流ポンプ３０運転開始後第三設定時間以内に前記接点がＯＦＦとなった場合、前記封水回収タンク２９の水位下降は封水排出量と封水供給量の差で起こる為、前記第三設定時間以上の時間で下降する場合は封水供給量が少ない、封水供給不足と判定する。（３）前記接点不良、前記封水還流ポンプ３０動作不良
前記封水還流ポンプ３０運転開始後、第四設定時間経過しても前記接点がＯＦＦとならない場合、前記封水回収タンク２９の水位下降条件で、前記第四設定時間内に水面下降検知が行えないことは、前記接点不良もしくは前記封水還流ポンプ３０動作不良（封水排水不良）と判定する。
【００６９】
（実施例１の基本動作）
以下、実施例１に係る前記脱気装置１の脱気運転の基本動作について説明する。この脱気運転は、たとえば前記脱気装置１の下流側に設置された処理水タンク（図示省略）の水位情報に基づく運転開始信号の入力によって開始される。あるいは、前記脱気運転は、たとえば運転開始時刻および運転終了時刻がそれぞれ設定されたタイマ部（図示省略）からの運転開始信号の入力によって開始される。そして、運転開始信号が入力されると、前記制御部１７は、前記開閉弁２１を開状態にするとともに、前記第一ポンプ２０，前記第二ポンプ２６および前記真空ポンプ２８を作動させる。
【００７０】
前記脱気運転において、被処理水は、前記ストレーナ１９で懸濁物質が濾過されたのち、前記第一ポンプ２０で加圧されながら、前記被処理水供給ライン１８および前記供給管１１を介して前記ノズル３へ供給される。前記ノズル３へ供給された被処理水は、前記処理槽２の軸方向の中央部から前記天板７へ向かって上向きに噴出される。前記処理槽２内は、前記真空センサ３３からの真空度検知信号に基づいて、前記真空ポンプ２８の運転を制御することによって、所定真空度の減圧状態に維持されており、前記ノズル３からの被処理水は、水滴として前記脱気部１２を上昇しながら脱気される。
【００７１】
つぎに、被処理水の水滴は、前記胴部５の側壁に衝突すると、前記処理槽２の中央部へ向かう落下水となる。落下水となった被処理水は、後続の噴出水と衝突することにより、前記処理槽２の上部に押し上げられ、前記脱気促進部１４に所定量が保有されながらさらに脱気される。
【００７２】
前記脱気促進部１４での落下水の保有量が所定量を超え、噴出水で押し上げることができなくなった落下水の一部は、前記脱気促進部１４の下部から押し出される。押し出された被処理水は、流下水として前記胴部５の側壁に沿って下降しながらさらに脱気される。
【００７３】
前記胴部５の側壁に沿って下降した流下水は、前記処理槽２の下部に順次貯留される。貯留された被処理水は、前記貯留部１３において、水面付近に存在しているときに、さらに脱気され、最終的に処理水として確保される。そして、この処理水は、前記第二ポンプ２６によって前記処理槽２内から排出される。
【００７４】
さて、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御機能（Ｐ制御：比例制御，Ｉ制御：積分制御，Ｄ制御：微分制御）を使用し、被処理水の供給流量が予め設計された基準処理流量と一致するように、前記第一インバータ２３の出力周波数を制御する。なお、前記ＰＩＤ制御機能は、前記制御部１７にて行うように構成することができる。
【００７５】
前記第一インバータ２３のＰＩＤ制御では、まず前記制御部１７が前記第一流量センサ２２からの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第一インバータ２３へ出力する。つぎに、前記第一インバータ２３は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記基準処理流量に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第一ポンプ２０は、前記第一インバータ２３の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００７６】
前記第一ポンプ２０の定流量制御によれば、被処理水の供給流量が前記基準処理流量と一致するように運転される。したがって、前記ノズル３からの水滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記第一ポンプ２０の消費電力が低減される。
【００７７】
また、前記脱気運転中には、前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに、前記第二ポンプ２６の定流量制御が行われる。この定流量制御は、前記水位制御プログラムにより、前記第一インバータ２３と同様に、前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御機能を使用し、前記処理槽２内における処理水の水位が予め設定された設定水位と一致するように、前記第二インバータ２７の出力周波数を制御する。
【００７８】
前記第二インバータ２７のＰＩＤ制御では、まず前記制御部１７が前記水位センサ１６Ａからの流量検知信号を受けて指令信号（たとえば、４〜２０mAの電流値，もしくは１〜５Ｖの電圧値）を生成し、この指令信号を前記第二インバータ２７へ出力する。つぎに、前記第二インバータ２７は、前記制御部１７からの指令信号をフィードバック値として目標値（すなわち、前記設定水位に対応する電流値または電圧値）と比較を行い、これらの値の間に偏差があると、この偏差をゼロにするように出力周波数を制御する。そして、前記第二ポンプ２６は、前記第二インバータ２７の出力周波数に応じてその回転数が変更される。
【００７９】
前記第一ポンプ２０の定流量制御とともに行われる前記第二ポンプ２６の定流量制御によれば、前記処理槽２内における処理水の水位が一定となるように，すなわち前記第一ポンプ２０による被処理水の供給流量と前記第二ポンプ２６による処理水の排出流量とが等しくなるように運転される。したがって、前記ノズル３からの水滴の大きさが一定となるように、前記第一ポンプ２０の運転圧力が自動的に調整されるとともに、前記処理槽２内での脱気時間が一定となるように、前記第二ポンプ２６の運転圧力が自動的に調整されることになり、所定の脱気効率を維持しながら、前記両ポンプ２０，２６の消費電力が同時に低減される。
【００８０】
さらに、前記脱気運転中には、前記被処理水供給ライン１８を流れる被処理水の一部が前記封水供給ライン３４を介して前記真空ポンプ２８へ供給される。この被処理水は、封水として前記真空ポンプ２８で利用されたのち、前記処理槽２内から吸引された気体とともに、前記封水回収ライン３７を介して前記封水回収タンク２９へ回収される。前記封水回収タンク２９内では、封水と気体とが分離され、分離された気体は、大気中へ放出される。そして、前記封水回収タンク２９内の封水が所定水位を超えると、前記封水還流ポンプ３０が駆動され、回収された封水は、前記封水還流ライン３８を介して前記被処理水供給ライン１８へ返送される。
【００８１】
ここにおいて、前記真空ポンプ２８では、封水が連続的に入れ替えられているため、封水の温度上昇が生じない。したがって、前記真空ポンプ２８を所定の到達真空度で安定して運転することができる。また、前記封水回収タンク２９では、封水が連続的に入れ替えられながら、封水と気体とが分離されているため、吸引した気体の濃縮が生じない。したがって、前記封水回収タンク２９の腐食を効果的に抑制することができる。さらに、回収された封水は、被処理水として再利用されるので、無駄な廃水も生じない。
【００８２】
（水位センサ１６Ａの異常時の動作）
つぎに前記水位センサ１６Ａの異常が判定された時の動作を図２〜図４に基づき説明する。前記水位センサ１６Ａの初期状態（劣化が生じていない状態）では、図２に示すように、前記許容水位制御帯における水位変化（５０mm〜２５０mm）に対して、前記水位センサ１６Ａの水位検出結果，すなわち出力はＬＬmA〜ＨＨmAと変化する。この前記水位センサ１６Ａの出力に基づき、前述のように前記処理槽２内の水位を目標水位に制御する。この制御が、図４の処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮは、単にＳＮと称する。）に相当する。
【００８３】
ところが、前記水位センサ１６Ａの経年変化による劣化や前記水位センサ１６Ａにゴミが付着すると、図３に示すように、前記数位センサ１６Ａの出力の前記Ｌ電極１６Ｂが水位を検出した時の前記水位センサ１６Ａの出力点と、前記Ｈ電極１６Ｃが水位を検出した時の前記水位センサ１６Ａの出力点とを結ぶ直線の傾斜が緩やかになる。これは、前記水位センサ１６Ａの水位検知分解能が低下したことを意味している。
【００８４】
まず、Ｓ２にて前記第二異常判定プログラムにより、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの異常が判定される。異常と判定されると、Ｓ５へ移行して、水位制御を中止して、脱気運転を中止する。
【００８５】
Ｓ２でＹＥＳが判定されると、Ｓ３へ移行する。前述の水検知の分解能低下の状態が悪化すると、Ｓ３において、前記第一異常判定プログラムにより前記水位センサ１６Ａの異常が判定される。この判定は、図３において、前記水位センサ１６Ａの水位５０mmに対応する出力ＬＬと水位２５０mmに対応する出力ＬＬとの差が前記設定値以下の時、異常と判定される。
【００８６】
Ｓ３にて異常が判定されると、Ｓ４へ移行して、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの検出水位に基づき、水位制御を行う。すなわち、前記Ｈ電極１６Ｃにより水有りが検出されると前記第二ポンプ２６を作動させ、前記Ｌ電極１６Ｂによる水無しが検出されると前記第二ポンプ２６の作動を停止する制御を行う。こうした制御により、前記処理槽２内の水位は、変動はあるものの、前記Ｈ電極１６Ｃの検出水位と前記Ｌ電極１６Ｂの検出水位との間で制御される。
【００８７】
Ｓ３において、ＮＯが判定されるとＳ１に戻り、前述の基本動作が実行される。
【００８８】
以上の実施例１によれば、前記第一異常判定プログラムにより、前記水位センサ１６Ａの水位検知の分解能が低い状態での水位制御が防止され、前記処理槽２の水位を安定的に制御することができる。そして、前記水位センサ１６Ａが異常と判定されると、前記電極１６Ｂ，１６Ｃの検出水位に基づき、バックアップ水位制御が行われるので、むやみに脱気装置の運転停止を避けることができる。さらに、前記電極１６Ｂ，１６Ｃのバックアップ水位制御に切り換えるに際しては、前記第二異常判定プログラムにより、前記電極１６Ｂ，１６Ｃが正常かどうかを判定するので、確実なバックアップ制御を行うことができる。
【００８９】
また、この実施例１によれば、被処理水の供給流量の調整作業を容易化するとともに、供給側のポンプの消費電力を低減することができる。また、この実施例１によれば、被処理水の供給流量および処理水の排出流量の調整作業を容易化するとともに、供給側および排出側の両ポンプの消費電力を同時に低減することができる。この結果、脱気性能の維持とランニングコストの低減とが同時に実現され、とくに伝熱管や給水配管などの防食を確実，かつ低コストで行うことができる。
【実施例２】
【００９０】
つぎにこの発明に係る実施例２を図５〜図７に基づき説明する。図５，６は、所期状態および劣化状態にある水位検出手段の水位−出力特性を示す図であり、図７は、本実施例２の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００９１】
この実施例２において、前記実施例１と異なるのは、前記水位センサ１６Ａの異常判定（第一異常判定プログラム）のみであり、その他は同様であるので、同じ処理ステップには、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９２】
この実施例２の第一異常判定プログラムは、つぎのように構成されている。まず、前記電極１６Ｂ，１６Ｃが前記Ｌ位置および前記Ｈ位置を検出した時の前記水位センサ１６Ａの水位検出結果，すなわち出力（２点）を直線で結び、その延長線上において前記許容液位制御帯の下限（５０mm）および上限（２５０mm）に対応する前記水位センサ１６Ａの出力値を求める。そして、前記上限に対応する出力値が図５に示すように前記水位センサ１６Ａの定格出力範囲（２０mA）を越える大きい値となる時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定する。また、前記下限に対応する出力値が図６に示すように前記水位センサ１６Ａの定格出力範囲（４mA）を越えて、小さい値となる時、前記水位センサ１６Ａが異常と判定する。
【００９３】
この実施例２における前記制御部１７による制御手順は、図７にて示される。この制御手順において、前記実施例１の図４に示す制御手順と異なるのは、Ｓ１の後に実行される前記第一異常判定プログラム（図７のＳ６）のみであるので、その動作説明を省略する。
【００９４】
この実施例２によれば、前記処理槽２内の許容液位制御帯のＬＬ位置またはＨＨ位置に対応する前記水位センサ１６Ａの出力が定格出力範囲外（４〜２０mA）となる異常な水位制御を防止することができるという効果を奏する。その他の作用効果は、前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【実施例３】
【００９５】
つぎにこの発明に係る実施例３を図８に基づき説明する。図８は、本実施例３の制御手順を説明するフローチャート図である。
【００９６】
この発明の実施の形態３においては、前記実施の形態１と異なるのは、前記第二液位検出手段の異常判定のみであり、その他は同様であるので、その説明を省略する。
【００９７】
この実施例３の第一異常判定プログラムは、前記実施例１の第一異常判定プログラムと同じ第一条件と前記実施例２の第一異常判定プログラムと同じ第二条件とのいずれかを満たした時、前記水位センサ１６Ａを異常と判定するように構成されている。この制御手順は、図８に示され、図８のＳ３にて前記第一条件が判定され、図８のＳ６にて前記第二条件が判定される。
【００９８】
この実施例３によれば、図３に示すような、前記水位センサ１６Ａの性能劣化により、水位検知の分解能が低下することによる不適切な液位制御を防止するとともに、図４，５に示すような、前記処理槽２内の許容液位制御帯のＬＬ位置またはＨＨ位置に対応する前記水位センサ１６Ａの出力が前記定格出力範囲外となる異常な水位制御を防止することができるという効果を奏する。その他の作用効果は、前記実施例１と同様であるので、その説明を省略する。
【００９９】
この発明は、前記実施例１〜３に限定されるものではなく、例えば、ボイラの缶体の水位制御システムに適用可能である。また、前記実施例１〜３において、処理ステップＳ５を省略して、Ｓ２でＮＯが判定されたとき、Ｓ１に戻すように構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】この発明の実施例１に係る脱気装置の概略構成図。
【図２】初期状態における水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図３】劣化状態にある水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図４】本実施例１の制御手順を説明するフローチャート図。
【図５】劣化状態にある水位センサ１６Ａの水位−出力特性を示す図。
【図６】劣化状態にある水位センサ１６Ａの他の水位−出力特性を示す図。
【図７】本実施例２の制御手順を説明するフローチャート図。
【図８】本実施例３の制御手順を説明するフローチャート図。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 脱気装置
２ 処理槽
１６ 水位検出手段（液位検出手段）
１６Ａ 水位センサ（第二液位検出手段）
１６Ｂ Ｌ電極（第一液位検出手段）
１６Ｃ Ｈ電極（第一液位検出手段）
１７ 制御部（制御手段）
２０ 第一ポンプ（給液手段）
２６ 第二ポンプ（排液手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項２】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、
前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項３】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、
前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第二液位検出手段が異常と判定された時、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液位
制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一液位検出手段の異常を判定し、
前記第一液位検出手段の異常が判定されないという条件下で、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の液位制御システム。
【請求項１】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下の時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項２】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、
前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項３】
槽内の液位を検出する液位検出手段と、前記槽へ液体を供給する給液手段および／または前記槽から液体を排出する排液手段と、前記液位検出手段の検出液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御する制御手段を備える液位制御システムであって、
前記液位検出手段は、前記槽内の許容液位制御帯の内側において高液位および低液位を検出する第一液位検出手段と、前記許容液位制御帯の下限値よりも低い液位から前記許容液位制御帯の上限値よりも高い液位まで連続的に液位を検出する第二液位検出手段とから構成され、
前記制御手段は、前記第二液位検出手段による液位に基づき前記給液手段および／または前記排液手段を制御するとともに、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力の差が設定値以下という第一条件と、前記第一液位検出手段が前記高液位および前記低液位を検出した時の前記第二液位検出手段の液位検出出力を結んだ直線から求められる前記許容液位制御帯の下限液位または上限液位に対応する前記第二液位検出手段の出力が同第二液位検出手段の定格出力範囲外となる第二条件とのいずれかを満たした時、前記第二液位検出手段が異常と判定し、前記第二液位検出手段による液位制御を中止することを特徴とする液位制御システム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第二液位検出手段が異常と判定された時、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の液位
制御システム。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第一液位検出手段の異常を判定し、
前記第一液位検出手段の異常が判定されないという条件下で、前記第一液位検出手段による液位制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の液位制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−５３８９２（Ｐ２００９−５３８９２Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１９３６１（Ｐ２００７−２１９３６１）
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（０００１７５２７２）三浦工業株式会社 (1,055)
【出願人】（５０４１４３５２２）株式会社三浦プロテック (488)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]