特開 2015-203691 電極棒の動作判定方法及び液体収容装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-203691(P2015-203691A)

(43)【公開日】2015年11月16日

(54)【発明の名称】電極棒の動作判定方法及び液体収容装置

(51)【国際特許分類】

   G01F 23/24 20060101AFI20151020BHJP

【ＦＩ】

   G01F23/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2014-84975(P2014-84975)

(22)【出願日】2014年4月16日

(71)【出願人】

【識別番号】000175272

【氏名又は名称】三浦工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100126000

【弁理士】

【氏名又は名称】岩池 満

(74)【代理人】

【識別番号】100145713

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 竜太

(72)【発明者】

【氏名】田中 直樹

【テーマコード（参考）】

2F014

【Ｆターム（参考）】

2F014AA07

2F014AC03

2F014DA01

(57)【要約】

【課題】それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置において、電極棒が検出する液位の位置に関わらず、動作不良を正確に検出できる電極棒の動作判定方法を提供すること。
【解決手段】液位検出装置４は、高液位電極棒４２により液位が検出されるまで液位を調整する液位調整工程と、液位調整工程が終了した後、液体を供給する液体供給工程と、液体供給工程において供給される液体の量を測定する供給量測定工程と、供給量測定工程において測定された液体の量が、高液位電極棒４２よりも高い液位を検出するバックアップ電極棒４１と高液位電極棒４２との液位の差に対応する量を超えてもバックアップ電極棒４１により液位が検出されなかった場合にバックアップ電極棒４１の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定を行う。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置における前記電極棒の動作判定方法であって、
第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、
前記液位調整工程が終了した後、液体を供給する液体供給工程と、
前記液体供給工程において供給される液体の量を測定する供給量測定工程と、
前記供給量測定工程において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも高い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒により液位が検出されなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定方法。

【請求項2】

前記第２の電極棒は、最も高い液位を検出する電極棒であり、
前記第１の電極棒は、２番目に高い液位を検出する電極棒である請求項１に記載の電極棒の動作判定方法。

【請求項3】

それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置における前記電極棒の動作判定方法であって、
第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、
前記液位調整工程が終了した後、液体を排出する液体排出工程と、
前記液体排出工程において排出される液体の量を測定する排出量測定工程と、
前記排出量測定工程において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも低い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒による液位の検出が非検出とならなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定方法。

【請求項4】

前記第２の電極棒は、最も低い液位を検出する電極棒であり、
前記第１の電極棒は、２番目に低い液位を検出する電極棒である請求項３に記載の電極棒の動作判定方法。

【請求項5】

液体が収容される液体収容容器と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有し前記液体収容容器の液位を測定する液位検出装置と、を備える液体収容装置であって、
前記液体収容容器に供給される液体の量を測定する供給流量測定部を更に備え、
前記液位検出装置は、
第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部と、
前記液位調整部により液位が調整された後、前記液体収容容器に液体を供給する液体供給指示部と、
前記供給流量測定部において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも高い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒により液位が検出されなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定部と、を備える液体収容装置。

【請求項6】

液体が収容される液体収容容器と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有し前記液体収容容器の液位を測定する液位検出装置と、を備える液体収容装置であって、
前記液体収容容器から排出される液体の量を測定する排出流量測定部を更に備え、
前記液位検出装置は、
第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部と、
前記液位調整部により液位が調整された後、前記液体収容容器から液体を排出する液体排出指示部と、
前記排出流量測定部において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも低い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒による液位の検出が非検出とならなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定部と、を備える液体収容装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置における電極棒の動作判定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、液体が収容される液体収容容器と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有し液体収容容器の液位を測定する液位検出装置が知られている。この種の液位検出装置を開示するものとして、例えば特許文献１がある。特許文献１には、ボイラ装置の水管の液位を検出するための液位検出装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８−１３５９０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、複数の電極棒を有する液位検出装置において、経年劣化等を原因として電極棒に絶縁不良や導通不良が生じることがある。このような電極棒の動作不良の検出方法としては、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒の検出結果を組み合せる方法がある。例えば、低い液位を検出する低液位電極棒と、低液位電極棒よりも高い液位を検出する中液位電極棒と、中液位電極棒よりも高い液位を検出する高液位電極棒と、を有する液位検出装置の場合、中液位電極棒の導通不良の検出は以下のように行われている。即ち、低液位電極棒のみが液位を検出している状態から、液位を上昇させて高液位電極棒によって液位が検出されるまでに、中液位電極棒によって液位が検出されない場合に中液位電極棒に導通不良が発生していると判断する。また、中液位電極棒の絶縁不良の検出は以下のように行われている。即ち、高液位電極棒が液位を検出している状態から液位を下降させて低液位電極棒によって液位が検出されなくなった状態で、中液位電極棒が液位を検出している場合は、中液位電極棒に絶縁不良が発生していると判断するのである。

【0005】

しかし、上述の電極棒を組み合せて導通不良を検出する方法では、最も高い液位を検出する電極棒（上述の液位検出装置では高液位電極棒）に対して導通不良を検出することができなかった。同様に、絶縁不良を検出する方法においても、最も低い液位を検出する電極棒（上述の液位検出装置では低液位電極棒）に対して絶縁不良を検出できなかった。電極棒の動作判定は、全ての電極棒に対して行うことが好ましい。この点において、従来の液位検出装置における電極棒の動作判定方法には、改善の余地があった。

【0006】

本発明は、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置において、電極棒が検出する液位の位置に関わらず、動作不良を正確に検出できる電極棒の動作判定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】

【0007】

本発明は、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置における前記電極棒の動作判定方法であって、第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、前記液位調整工程が終了した後、液体を供給する液体供給工程と、前記液体供給工程において供給される液体の量を測定する供給量測定工程と、前記供給量測定工程において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも高い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒により液位が検出されなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定方法に関する。

【0008】

前記第２の電極棒は、最も高い液位を検出する電極棒であり、前記第１の電極棒は、２番目に高い液位を検出する電極棒であることが好ましい。

【0009】

また、本発明は、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置における前記電極棒の動作判定方法であって、第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、前記液位調整工程が終了した後、液体を排出する液体排出工程と、前記液体排出工程において排出される液体の量を測定する排出量測定工程と、前記排出量測定工程において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも低い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒による液位の検出が非検出とならなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定方法に関する。

【0010】

前記第２の電極棒は、最も低い液位を検出する電極棒であり、前記第１の電極棒は、２番目に低い液位を検出する電極棒であることが好ましい。

【0011】

また、本発明は、液体が収容される液体収容容器と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有し前記液体収容容器の液位を測定する液位検出装置と、を備える液体収容装置であって、前記液体収容容器に供給される液体の量を測定する供給流量測定部を更に備え、前記液位検出装置は、第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部と、前記液位調整部により液位が調整された後、前記液体収容容器に液体を供給する液体供給指示部と、前記供給流量測定部において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも高い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒により液位が検出されなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定部と、を備える液体収容装置に関する。

【0012】

また、本発明は、液体が収容される液体収容容器と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有し前記液体収容容器の液位を測定する液位検出装置と、を備える液体収容装置であって、前記液体収容容器から排出される液体の量を測定する排出流量測定部を更に備え、前記液位検出装置は、第１の前記電極棒により液位が検出されるまで、又は前記第１の電極棒により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部と、前記液位調整部により液位が調整された後、前記液体収容容器から液体を排出する液体排出指示部と、前記排出流量測定部において測定された液体の量が、前記第１の電極棒よりも低い液位を検出する第２の電極棒と前記第１の電極棒との液位の差に対応する量を超えても前記第２の電極棒による液位の検出が非検出とならなかった場合に前記第２の電極棒の動作不良を判定する判定部と、を備える液体収容装置に関する。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有する液位検出装置において、電極棒が検出する液位の位置に関わらず、動作不良を正確に検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の好ましい一実施形態に係るボイラ装置の構成を示す図である。

【図2】制御部の構成を示す機能ブロック図である。

【図3】バックアップ電極棒の動作判定を行うときの液位制御筒内部の様子を示す模式図である。

【図4】低液位電極棒の動作判定を行うときの液位制御筒内部の様子を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の動作判定方法を用いる液位検出装置及びこの液位検出装置を備えるボイラ装置の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の好ましい一実施形態に係るボイラ装置１の構成を示す図である。

【0016】

図１に示すように、液体収容装置としてのボイラ装置１は、液体収容容器としてのボイラ本体２と、気水分離器３と、液位検出装置４と、を主体に構成されている。

【0017】

ボイラ本体２は、ボイラ缶体２０と、複数の水管２１と、下部ヘッダ２２と、上部ヘッダ２３と、ガスバーナ２４と、を備えて構成されている。

【0018】

ボイラ缶体２０は、矩形箱状に形成されている。ボイラ缶体２０は、ボイラ本体２の外観を構成する。ボイラ本体２の内部には、複数の水管２１が所定の間隔で離間した状態で立設されている。複数の水管２１は、ボイラ缶体２０の内部に収容されている。

【0019】

下部ヘッダ２２は、ボイラ缶体２０の下部に設けられ、複数の水管２１の下端に連結されている。下部ヘッダ２２には、給水ライン８ａの下流側の端部が接続されている。この給水ライン８ａの上流側には、給水タンク（図示省略）が接続されている。

【0020】

給水ライン８ａには、給水ポンプ８と、逆止弁８ｂと、供給流量測定部としての供給流量センサ６０と、が設けられている。給水ポンプ８は、給水タンクに貯留された水を下部ヘッダ２２に供給するためのものであり、この給水ポンプ８の駆動によって、下部ヘッダ２２に給水ライン８ａを通じて給水タンクの水が供給される。下部ヘッダ２２に供給された水は、該下部ヘッダ２２に連結された複数の水管２１に供給される。このように、本実施形態に係るボイラ装置１は、いわゆる貫流ボイラを構成する。逆止弁８ｂは、下部ヘッダ２２から給水ポンプ８側へ水が逆流することを防止する。供給流量センサ６０は、給水ライン８ａを通過する水の給水量を測定するためのものであり、後述の液位検出装置４が備える制御部９に電気的に接続されている。

【0021】

また、下部ヘッダ２２には、ブローライン２２ａが接続されている。ブローライン２２ａには、ブローバルブ２２ｂと、排出流量測定部としての排出流量センサ６１と、が設けられている。下部ヘッダ２２は、ブローバルブ２２ｂを開放することにより、ボイラ本体２内部の缶水を全量又は所定量、排出可能に構成されている。排出流量センサ６１は、ブローライン２２ａを通過する水の排水量を測定するためのものであり、後述の液位検出装置４が備える制御部９に電気的に接続されている。

【0022】

上部ヘッダ２３は、ボイラ缶体２０の上部に設けられ、複数の水管２１の上端に連結されている。

【0023】

また、上部ヘッダ２３には、気水ライン２３ａの一方側が接続されている。気水ライン２３ａの他方側には、気水分離器３が接続されている。上部ヘッダ２３は、ガスバーナ２４により複数の水管２１で生成された気水混合気（蒸気）を集め、気水ライン２３ａを介して気水分離器３へ送り出す。

【0024】

ガスバーナ２４は、ボイラ缶体２０の側面に設けられ、ボイラ缶体２０の側面から複数の水管２１を加熱するように構成されている。ガスバーナ２４は、複数の水管２１を加熱することにより内部に導入された缶水を沸騰させ、気水混合気（蒸気）を生成させる。また、ガスバーナ２４は、燃料ライン２４ａを介して燃料タンク（図示省略）と接続されている。燃料ライン２４ａには、流量調整弁２４ｂが設けられている。ガスバーナ２４の燃焼量は、流量調整弁２４ｂの開度調整により連続的又は段階的に調整されるように構成されている。

【0025】

気水分離器３は、気水ライン２３ａを介して上部ヘッダ２３と接続されている。気水分離器３は、ガスバーナ２４により生成され上部ヘッダ２３から送り出された気水混合気（蒸気）を、乾き蒸気と水分とに分離させる。また、気水分離器３は、所定の蒸気使用機器（図示省略）に接続された蒸気連絡ライン３１ａに接続されている。気水分離器３により分離された乾き蒸気は、蒸気連絡ライン３１ａを介して所定の蒸気使用機器に送り出される。なお、所定の蒸気使用機器への乾き蒸気の送り出しの量は、蒸気連絡ライン３１ａに設けられる開閉バルブ３１ｂの開閉により調整される。

【0026】

一方、気水分離器３により分離された水分は、気水分離器３と下部ヘッダ２２とを連結する降水ライン３２ａを介して、下部ヘッダ２２に送り出される。ここで、降水ライン３２ａには、濃縮ブローライン３３ａが接続されている。濃縮ブローライン３３ａには、濃縮ブローバルブ３３ｂが設けられている。ボイラ装置１は、濃縮ブローバルブ３３ｂを開放することにより気水分離器３により分離された所定の水（高濃度缶水等）及び／又はボイラ装置１の起動時における水等を排水可能に構成されている。また、降水ライン３２ａにおける濃縮ブローライン３３ａの下流側には、電気伝導度測定センサ３４が設けられている。電気伝導度測定センサ３４は、ボイラ装置１の起動時に給水する水の電気伝導度及びボイラ装置１の長時間運転等により濃縮した缶水の濃縮度等を測定する。

【0027】

次に、液位検出装置４について説明する。液位検出装置４は、液位制御筒４０と、高液位電極棒４２と、中液位電極棒４３と、低液位電極棒４４と、バックアップ電極棒４１と、制御部９と、を備える。

【0028】

液位制御筒４０は、両端が封止された略円筒形状に導通可能な金属により形成される。液位制御筒４０の上端部には、連通パイプ４ａが接続されている。連通パイプ４ａは、上部ヘッダ２３に接続されている。また、液位制御筒４０の下端部には、連通パイプ４ｂが接続されている。連通パイプ４ｂは、下部ヘッダ２２に接続されている。液位制御筒４０は、その上端部及び下端部が上部ヘッダ２３及び下部ヘッダ２２を介して複数の水管２１と連通することにより、複数の水管２１に導入される缶水と同様の管内液位を液位制御筒４０の内部に実現させる。

【0029】

高液位電極棒４２は、液位制御筒４０の内部における高液位を検出する。なお、高液位とは、ボイラ本体２の通常運転時に給水する場合の目標液位である。即ち、液位検出装置４は、高液位電極棒４２と缶水とが接触すると、高液位を検出し、給水ポンプ８による給水を停止させる。

【0030】

高液位電極棒４２は、その一端側に設けられる外部接続端子４２ａと、その他端側に設けられる電極部４２ｂと、を備えて構成されている。高液位電極棒４２は、外部接続端子４２ａが液位制御筒４０の外部に突出し、電極部４２ｂが液位制御筒４０の内部に収容されるように配置されている。高液位電極棒４２は、筒状の絶縁体（図示省略）により、液位制御筒４０の上端部に保持されている。

【0031】

高液位電極棒４２においては、外部接続端子４２ａは、所定の電源部（図示省略）の一方側に接続されており、電極部４２ｂは、ステンレスにより棒状に形成されている。所定の電源部の他方側は液位制御筒４０に接続されている。そのため、例えば、液位制御筒４０の内部の水が高液位に達し、電極部４２ｂが缶水と接触すると、外部接続端子４２ａと液位制御筒４０との間の通電状態が変化する。これにより、高液位が検出される。

【0032】

中液位電極棒４３は、液位制御筒４０の内部における中液位を検出する。なお、中液位とは、中液位電極棒４３と缶水とが接触しなくなる（液位制御筒４０の内部の缶水が中液位を満たさなくなる）ことを条件に、ボイラ缶体２０に給水を開始させる制御が行われる液位である。

【0033】

中液位電極棒４３は、その一端側に設けられる外部接続端子４３ａと、その他端側に設けられる電極部４３ｂと、を備えて構成されている。中液位電極棒４３は、外部接続端子４３ａが液位制御筒４０の外部に突出し、電極部４３ｂが液位制御筒４０の内部に収容されるように配置されている。中液位電極棒４３は、筒状の絶縁体（図示省略）により、液位制御筒４０の上端部に保持されている。

【0034】

中液位電極棒４３においては、外部接続端子４３ａは、所定の電源部（図示省略）の一方側に接続されており、電極部４３ｂは、ステンレスにより棒状に形成されている。所定の電源部の他方側は液位制御筒４０に接続されている。そのため、例えば、液位制御筒４０の内部の水が中液位よりも減少し、電極部４３ｂが缶水と接触しなくなると、外部接続端子４３ａと液位制御筒４０との間の通電状態が変化する。これにより、中液位が検出される。

【0035】

低液位電極棒４４は、液位制御筒４０の内部における低液位を検出する。なお、低液位とは、低液位電極棒４４と缶水とが接触しなくなる（液位制御筒４０の内部の水が低液位を満たさなくなる）ことを条件に、ボイラ本体２にインターロック等をかけ、ボイラ本体２の稼動を停止させる制御が行われる液位である。

【0036】

低液位電極棒４４は、その一端側に設けられる外部接続端子４４ａと、その他端側に設けられる電極部４４ｂと、を備えて構成されている。低液位電極棒４４においては、外部接続端子４４ａは、液位制御筒４０の外部に突出しており、電極部４４ｂは、液位制御筒４０の内部に収容されるように配置されている。低液位電極棒４４は、筒状の絶縁体（図示省略）により、液位制御筒４０の上端部に保持されている。

【0037】

低液位電極棒４４においては、外部接続端子４４ａは、所定の電源部（図示省略）の一方側に接続されており、電極部４４ｂは、ステンレスにより棒状に形成されている。所定の電源部の他方側は液位制御筒４０に接続されている。そのため、例えば、液位制御筒４０の内部の水が低液位よりも減少し、電極部４４ｂが缶水と接触しなくなると、外部接続端子４４ａと液位制御筒４０との間の通電状態が変化する。これにより、低液位が検出される。

【0038】

バックアップ電極棒４１は、高液位遮断を行うための高液位電極棒４２のバックアップであり、高液位電極棒４２よりも高い位置の最高液位を検出する。本実施形態の最高液位は、液位検出装置４が備える複数の電極棒（バックアップ電極棒４１、高液位電極棒４２、中液位電極棒４３及び低液位電極棒４４）が検出する液位のうち、もっとも高い液位である。液位検出装置４は、バックアップ電極棒４１と缶水とが接触すると、最高液位を検出し、給水ポンプ８による給水を略瞬時に停止させる。

【0039】

バックアップ電極棒４１は、その一端側に設けられる外部接続端子４１ａと、その他端側に設けられる電極部４１ｂと、を備えて構成されている。バックアップ電極棒４１は、外部接続端子４１ａが液位制御筒４０の外部に突出し、電極部４１ｂが液位制御筒４０の内部に収容されるように配置されている。バックアップ電極棒４１は、筒状の絶縁体（図示省略）により、液位制御筒４０の上端部に保持されている。

【0040】

バックアップ電極棒４１においては、外部接続端子４１ａは、所定の電源部（図示省略）の一方側に接続されており、電極部４１ｂは、ステンレスにより棒状に形成されている。所定の電源部の他方側は液位制御筒４０に接続されている。そのため、例えば、液位制御筒４０の内部の水が最高液位に達し、電極部４１ｂが缶水と接触すると、外部接続端子４１ａと液位制御筒４０との間の通電状態が変化する。これにより、最高液位が検出される。

【0041】

制御部９は、液位制御筒４０の内部において、高液位電極棒４２、中液位電極棒４３及び低液位電極棒４４により間接的に検出される複数の水管２１の管内液位に基づいて、給水ポンプ８の起動及び停止等の各種の制御を行う。例えば、制御部９は、液位制御筒４０の内部において、中液位電極棒４３と缶水とが接触しなくなることを条件に、給水ポンプ８を起動し、ボイラ缶体２０に給水を開始させる。そして、給水により液位制御筒４０の液位が上昇し、高液位電極棒４２と缶水とが接触すると、給水ポンプ８を停止させ、給水を停止させる。また、制御部９は、低液位電極棒４４と缶水とが接触しなくなることを条件に、ボイラ本体２にインターロック等をかけ、ボイラ本体２の稼動を停止させる制御を行う。

【0042】

本実施形態の液位検出装置４は、制御部９による上述の各種の制御と共に、電極棒の動作判定を行う。この動作判定は、例えば、起動時又は１週間に１度、月に１度等の予め設定された周期で行われる。次に、液位検出装置４による電極棒の動作判定のうち、バックアップ電極棒４１と低液位電極棒４４の動作判定の詳細について説明する。図２は、制御部９の構成を示す機能ブロック図である。図３は、バックアップ電極棒４１の動作判定を行うときの液位制御筒４０内部の様子を示す模式図である。図４は、低液位電極棒４４の動作判定を行うときの液位制御筒４０内部の様子を示す模式図である

【0043】

制御部９は、バックアップ電極棒４１の動作判定を行うバックアップ電極動作判定と、低液位電極棒４４の動作判定を行う低液位電極動作判定と、を行う。図２に示すように、制御部９は、液位調整部７１と、液体供給指示部７２と、液体排出指示部７３と、判定部７４と、を含んで構成される。

【0044】

液位調整部７１は、電極棒の動作判定を行うために、動作判定開始と共に、液位制御筒４０内部の液位を予め設定された基準液位にする液位調整制御を行う。なお、本実施形態では、バックアップ電極動作判定と、低液位電極動作判定と、では基準液位が異なっている。バックアップ電極動作判定では、基準液位は高液位電極棒４２が液位の検出を開始する位置である。低液位電極動作判定では、基準液位は中液位電極棒４３が液位の検出を開始する位置である。

【0045】

液体供給指示部７２は、バックアップ電極動作判定において、液位調整部７１による液位調整の後、給水ポンプ８を駆動してボイラ本体２に給水を行う液体供給制御を行うものである。図３に示すように、この液体供給指示部７２の液体供給制御によって、バックアップ電極棒４１に液位が検出される判定目標液位（最高液位以上の液位）まで液位制御筒４０内部の液位が上昇する。

【0046】

液体排出指示部７３は、低液位電極動作判定において、液位調整部７１による液位調整の後、ブローバルブ２２ｂを開放し、ボイラ本体２から排水を行う液体排出制御を行うものである。図４に示すように、この液体排出制御によって、低液位電極棒４４に液位が検出されない判定目標液位（低液位よりも低い液位）まで液位制御筒４０内部の液位が下降する。

【0047】

判定部７４は、バックアップ電極動作判定においては、バックアップ電極棒４１による液位の検出結果と、供給流量センサ６０の出力値から演算される給水量と、に基づいてバックアップ電極棒４１の動作判定を行う。一方、低液位電極動作判定においては、判定部７４は、低液位電極棒４４による液位の検出結果と、排出流量センサ６１の出力値から演算される排水量と、に基づいて低液位電極棒４４の動作判定を行う。この判定部７４によって、対象となる電極棒の動作判定が行われる。判定部７４の各動作判定の詳細については後述する。

【0048】

以上の構成で、液位検出装置４は、バックアップ電極棒４１の動作判定及び低液位電極棒４４の動作判定を行う。次に、バックアップ電極動作判定と、低液位電極動作判定と、の場合に分けて、電極棒の動作判定の流れについて説明する。

【0049】

まず、液位検出装置４がバックアップ電極棒４１の動作判定を行う場合について説明する。バックアップ電極動作判定では、第１の電極棒としての高液位電極棒４２及び第２の電極棒としてのバックアップ電極棒４１のそれぞれの液位の検出結果に基づいてバックアップ電極棒４１の導通不良が判定される。

【0050】

バックアップ電極動作判定が開始されると、液位調整部７１による液位調整制御（液位調整工程）によって、液位制御筒４０内部の液位が基準液位に調整される。上述したように、バックアップ電極動作判定における基準液位は、高液位電極棒４２によって検出される高液位である。

【0051】

本実施形態の液位調整制御は、判定開始時の液位によって異なる制御を行う。より具体的には、液位調整部７１は、判定開始時において、高液位電極棒４２によって液位が検出されていない場合は、高液位電極棒４２によって液位が検出されるまで給水ポンプ８を駆動して給水を行う。高液位電極棒４２によって液位が検出された時点で給水ポンプ８の駆動を止めて給水を停止する。

【0052】

一方、判定開始時において、高液位電極棒４２によって液位が既に検出されている状態では、液位が基準液位（高液位）よりも高くなっている場合も考えられる。そのため、液位調整部７１は、判定開始時において、高液位電極棒４２によって液位が既に検出されている場合は、ブローバルブ２２ｂを開放して高液位電極棒４２によって検出されなくなるまで液位を一旦下降させる。次に、高液位電極棒４２によって液位が再び検出されるまで給水ポンプ８を駆動する。これによって、基準液位（高液位）よりも高い液位にある場合でも、液位を基準液位に正確に調整することができる。

【0053】

液位調整部７１による液位調整制御の後、液体供給指示部７２は、給水ポンプ８を駆動してボイラ本体２に給水する液体供給制御（液体供給工程）を行う。液体供給指示部７２は、それと共に、供給流量センサ６０の出力値をカウントし、給水量を演算する液体供給量測定制御（供給量測定工程）を行う。本実施形態の液体供給指示部７２は、液位制御筒４０内部の液位が最高液位以上の高さの判定目標液位になるように、給水ポンプ８を駆動する。基準液位から判定目標液位までの必要給水量は、ボイラ本体２の容量及び液位制御筒４０の容量等によって予め設定されているので、供給流量センサ６０の出力値をカウントすることで、液位を判定目標液位まで正確に上昇させることが可能になっている。このように、液体供給指示部７２による液体供給制御によって、液位制御筒４０内部の液位は、最高液位以上の高さの判定目標液位に調整される（図３参照）。

【0054】

判定部７４は、液体供給指示部７２による液体供給量測定制御によって、液位制御筒４０内部の液位が判定目標液位に達したと判断すると、バックアップ電極棒４１の液位の検出結果を参照する判定制御（判定工程）を行う。この判定制御において、判定部７４は、液位が検出された場合はバックアップ電極棒４１が正常に動作していると判定する。図３に示す判定目標液位にある状態では、液位が最高液位よりも高い液位になっているので、バックアップ電極棒４１が正常に動作していれば液位が検出されるためである。一方、判定部７４は、液位が検出されていない場合はバックアップ電極棒４１に動作不良が生じていると判定する。図３に示す状態で、バックアップ電極棒４１によって液位が検出されないということは、バックアップ電極棒４１に導通不良が生じていると考えられるからである。即ち、本実施形態のバックアップ電極動作判定によれば、最も高い液位を検出するバックアップ電極棒４１の導通不良を検出することができるのである。

【0055】

次に、液位検出装置４が低液位電極棒４４の動作判定を行う場合について説明する。低液位電極動作判定では、第１の電極棒としての中液位電極棒４３及び第２の電極棒としての低液位電極棒４４のそれぞれの液位の検出結果に基づいて低液位電極棒４４の絶縁不良が検出される。

【0056】

低液位電極動作判定が開始されると、液位調整部７１による液位調整制御（液位調整工程）によって、液位制御筒４０内部の液位が基準液位に調整される。上述したように、低液位電極動作判定における基準液位は、中液位電極棒４３が液位を検出する中液位である。

【0057】

液位調整部７１は、判定開始時において、中液位電極棒４３によって液位が検出されていない場合は、中液位電極棒４３によって液位が検出されるまで給水ポンプ８を駆動して給水を行う。中液位電極棒４３によって液位が検出された時点で給水ポンプ８の駆動を止めて給水を停止する。

【0058】

一方、判定開始時において、中液位電極棒４３によって液位が既に検出されている状態では、液位が基準液位（中液位）よりも高くなっている場合も考えられる。そのため、液位調整部７１は、判定開始時において、中液位電極棒４３によって液位が既に検出されている場合は、ブローバルブ２２ｂを開放して中液位電極棒４３によって検出されなくなるまで液位を一旦下降させる。次に、中液位電極棒４３によって液位が再び検出されるまで給水ポンプ８を駆動して給水を行う。これによって、基準液位（中液位）よりも高い液位にある場合でも、液位を基準液位に正確に調整することができる。

【0059】

液位調整部７１による液位調整制御の後、液体排出指示部７３は、ブローバルブ２２ｂを開放してボイラ本体２から排水する液体排出制御（液体排出工程）を行う。液体排出指示部７３は、それと共に、排出流量センサ６１の出力値をカウントし、排水量を演算する液体排出量測定制御（排出量測定工程）を行う。本実施形態の液体排出指示部７３は、液位制御筒４０内部の液位が低液位よりも低い判定目標液位になるように、ブローバルブ２２ｂを開放する。基準液位から判定目標液位までの必要排水量は、ボイラ本体２の容量及び液位制御筒４０の容量等によって予め設定されているので、排出流量センサ６１の出力値をカウントすることで、液位を判定目標液位まで正確に下降させることが可能になっている。このように、液体排出指示部７３による液体排出制御によって、液位制御筒４０内部の液位は、低液位よりも低い判定目標液位に調整される（図４参照）。

【0060】

判定部７４は、液体排出指示部７３による液体排出量測定制御によって、液位制御筒４０内部の液位が判定目標液位に達したと判断すると、低液位電極棒４４の液位の検出結果を参照する判定制御（判定工程）を行う。この判定制御において、判定部７４は、液位が検出されてない場合は低液位電極棒４４が正常に動作していると判定する。図４に示す判定目標液位にある状態では、液位が低液位よりも低い液位になっているので、低液位電極棒４４が正常に動作していれば液位が検出されない非検出の結果を示すためである。一方、判定部７４は、液位が検出され続けている場合は低液位電極棒４４に動作不良が生じていると判定する。図４に示す状態で、低液位電極棒４４によって液位が検出されるということは、低液位電極棒４４に絶縁不良が生じていると考えられるからである。即ち、本実施形態の低液位電極動作判定によれば、最も低い液位を検出する低液位電極棒４４の絶縁不良を検出することができるのである。

【0061】

このように、本実施形態のボイラ装置１は、液位検出装置４によって、複数の電極棒のうち、最も高い液位を検出するバックアップ電極棒４１の導通不良等の動作不良を検出することができると共に、最も低い液位を検出する低液位電極棒４４の絶縁不良等の動作不良を検出することが可能になっている。特に、バックアップ電極棒４１の場合、ボイラ装置１の通常運転では、液位制御筒４０内部の液位はバックアップ電極棒４１が検出する最高液位まで達しないように制御されているため、動作不良を判断するためのタイミングが少ない。しかし、バックアップ電極棒４１に導通不良が生じていた場合は、高液位電極棒４２のバックアップを失ってしまうことになる。また、バックアップ電極棒４１の動作不良が生じている場合、高液位電極棒４２の導通不良を検出することもできなくなり、ボイラ装置１は、高液位遮断が不可能な状態で稼動し続けるおそれもある。この点、本実施形態のボイラ装置１によれば、液位検出装置４によってバックアップ電極棒４１の動作不良を検出することができるので、ボイラ装置１のより安全な運転制御が実現されるのである。

【0062】

以上説明した本実施形態の液位検出装置４における電極棒の動作判定方法によれば、以下のような効果を奏する。
本実施形態の液位検出装置４は、高液位電極棒４２により液位が検出されるまで、又は高液位電極棒４２により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、液位調整工程が終了した後、液体を供給する液体供給工程と、液体供給工程において供給される液体の量を測定する供給量測定工程と、供給量測定工程において測定された液体の量が、高液位電極棒４２よりも高い液位を検出するバックアップ電極棒４１と高液位電極棒４２との液位の差に対応する量を超えてもバックアップ電極棒４１により液位が検出されなかった場合にバックアップ電極棒４１の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定を行う。これにより、検出する液位の異なる２本の電極棒（高液位電極棒４２及びバックアップ電極棒４１）のうち、高い液位を検出するバックアップ電極棒４１の動作判定を、その電極棒が検出する最高液位に実際に液位を上昇させて行うので、導通不良を正確に検出できる。

【0063】

バックアップ電極棒４１は、最も高い液位を検出する電極棒であり、高液位電極棒４２は、２番目に高い液位を検出する電極棒である。これにより、最も高い液位を検出するバックアップ電極棒４１であっても、２番目に高い液位を検出する高液位電極棒４２を利用して導通不良を検出することができる。また、２番目に高い液位を検出する高液位電極棒４２を利用するので、液位の調整幅も少なく済み、バックアップ電極棒４１の動作判定を効率的に行うことができる。

【0064】

本実施形態の液位検出装置４は、中液位電極棒４３により液位が検出されるまで、又は中液位電極棒４３により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整工程と、液位調整工程が終了した後、液体を排出する液体排出工程と、液体排出工程において排出される液体の量を測定する排出量測定工程と、排出量測定工程において測定された液体の量が、中液位電極棒４３よりも低い液位を検出する低液位電極棒４４と中液位電極棒４３との液位の差に対応する量を超えても低液位電極棒４４による液位の検出が非検出とならなかった場合に低液位電極棒４４の動作不良を判定する判定工程と、を備える電極棒の動作判定を行う。これにより、検出する液位の異なる２本の電極棒（低液位電極棒４４及び中液位電極棒４３）のうち、低い液位を検出する低液位電極棒４４の動作判定を、その電極棒が検出する液位よりも低い液位まで実際に液位を下降させて行うので、絶縁不良を正確に検出できる。

【0065】

低液位電極棒４４は、最も低い液位を検出する電極棒であり、中液位電極棒４３は、２番目に低い液位を検出する電極棒である。これにより、最も低い液位を検出する低液位電極棒４４であっても、２番目に低い液位を検出する中液位電極棒４３を利用して絶縁不良を検出することができる。また、２番目に低い液位を検出する中液位電極棒４３を利用するので、液位の調整幅も少なく済み、低液位電極棒４４の動作判定を効率的に行うことができる。

【0066】

また、本実施形態のボイラ装置１は、液体が収容されるボイラ本体２と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有しボイラ本体２の液位を測定する液位検出装置４と、を備えるボイラ装置１であって、ボイラ本体２に供給される液体の量を測定する供給流量センサ６０を更に備え、液位検出装置４は、高液位電極棒４２により液位が検出されるまで、又は高液位電極棒４２により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部７１と、液位調整部７１により液位が調整された後、ボイラ本体２に液体を供給する液体供給指示部７２と、供給流量センサ６０において測定された液体の量が、高液位電極棒４２よりも高い液位を検出するバックアップ電極棒４１と高液位電極棒４２との液位の差に対応する量を超えてもバックアップ電極棒４１により液位が検出されなかった場合にバックアップ電極棒４１の動作不良を判定する判定部７４と、を備える。これにより、検出する液位の異なる２本の電極棒のうち、高い液位を検出するバックアップ電極棒４１の動作判定を、その電極棒が検出する最高液位に実際に液位を上昇させて行うので、導通不良を正確に検出できる。ボイラ装置１において、通常の運転制御では検出するタイミングの少ないバックアップ電極棒４１の導通不良を検出できるので、より安全なボイラ装置１の運転制御を実現することができる。

【0067】

また、本実施形態のボイラ装置１は、液体が収容されるボイラ本体２と、それぞれ異なる液位を検出する複数の電極棒を有しボイラ本体２の液位を測定する液位検出装置４と、を備えるボイラ装置１であって、ボイラ本体２から排出される液体の量を測定する排出流量センサ６１を更に備え、液位検出装置４は、中液位電極棒４３により液位が検出されるまで、又は中液位電極棒４３により液位が検出されなくなるまで液位を調整する液位調整部７１と、液位調整部７１により液位が調整された後、ボイラ本体２から液体を排出する液体排出指示部７３と、排出流量センサ６１において測定された液体の量が、中液位電極棒４３よりも低い液位を検出する低液位電極棒４４と中液位電極棒４３との液位の差に対応する量を超えても低液位電極棒４４による液位の検出が非検出とならなかった場合に低液位電極棒４４の動作不良を判定する判定部７４と、を備える。これにより、検出する液位の異なる２本の電極棒のうち、低い液位を検出する低液位電極棒４４の動作判定を、その電極棒が検出する液位よりも低い液位まで実際に液位を下降させて行うので、絶縁不良を正確に検出できる。

【0068】

以上、本発明の電極棒の動作判定方法を用いる液位検出装置４及びこの液位検出装置４を備えるボイラ装置１の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

【0069】

例えば、本実施形態においては、ボイラ缶体２０の側面にガスバーナ２４を配置させ、立設される複数の水管２１の側方からそれぞれの水管２１を加熱する構成としたが、本発明においてはこれに限らない。例えば、複数の水管２１をボイラ缶体２０の円周方向に所定の間隔で立設させると共に、略中央部に燃焼室を設け、燃焼室の上方にガスバーナ２４を配置させる構成としてもよい。

【0070】

また、本実施形態では、動作判定を行う電極棒をバックアップ電極棒４１及び低液位電極棒４４としたが、動作判定を行う対象及びその組み合わせは適宜変更することができる。例えば、高液位電極棒４２と中液位電極棒４３との組合せで、高液位電極棒４２の導通不良を動作判定することもできるし、中液位電極棒４３の絶縁不良を動作判定することもできる。また、バックアップ電極棒４１と低液位電極棒４４との組合せで導通不良及び絶縁不良の動作判定を行うことも可能である。このように、電極棒の組合せは、事情に応じて適宜変更することができる。

【0071】

また、本実施形態では、供給流量センサ６０は給水ライン８ａに配置されているが、供給流量センサ６０の配置場所やその構成は、供給される液体の量を測定できる場所に適宜変更することができる。同様に、排出流量センサ６１は、ブローライン２２ａに配置されているが、排出流量センサ６１の配置場所やその構成は、排出される液体の量を測定できる場所に適宜変更することができる。

【0072】

また、本実施形態では、液体収容装置としてボイラ装置１を例として説明したが、本実施形態のボイラ装置１の構成と異なる種々のボイラ装置に適用することができる。また、本発明は、ボイラ装置に制限されるわけではなく、種々の液体収容装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１ ボイラ装置（液体収容装置）
２ ボイラ本体（液体収容容器）
４ 液位検出装置
４１ バックアップ電極棒（第２の電極棒）
４２ 高液位電極棒（第１の電極棒）
４３ 中液位電極棒（第１の電極棒）
４４ 低液位電極棒（第２の電極棒）
６０ 供給流量センサ（供給流量測定部）
６１ 排出流量センサ（排出流量測定部）
７１ 液位調整部
７２ 液体供給指示部
７３ 液体排出指示部
７４ 判定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】