特開 2015-206494 蒸気発生装置

(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2015-206494(P2015-206494A)

(43)【公開日】2015年11月19日

(54)【発明の名称】蒸気発生装置

(51)【国際特許分類】

   F22B 27/16 20060101AFI20151023BHJP

   F22B 37/38 20060101ALI20151023BHJP

   F22D 1/18 20060101ALI20151023BHJP

【ＦＩ】

   F22B27/16

   F22B37/38 C

   F22D1/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-85786(P2014-85786)

(22)【出願日】2014年4月17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

(57)【要約】

【課題】出力値が一定になる故障が蒸気圧測定部に生じても、その故障を適切に検出することができる蒸気発生装置を提供すること。
【解決手段】蒸気発生装置１が備える制御部３０は、温度センサ４０により測定される温水の温度が第１温度以上であることが測定され、かつ、噴霧水圧センサ４５により測定される噴霧水の圧力が第１圧力以上であることが測定された時点において蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する第１圧力取得部３１と、第１圧力取得部３１により蒸気の圧力が取得されてから第１時間経過後に蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する第２圧力取得部３２と、第２圧力取得部３２により取得された蒸気の圧力と第１圧力取得部３１により取得された蒸気の圧力との差が設定された基準値以下であった場合に蒸気圧センサ２１の不動作を判定する不動作判定部３３と、を含んで構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部において蒸気が生成される蒸発タンク、及び該蒸発タンクの下方に設けられ、前記蒸発タンクの内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダを有するタンク部と、
前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源となる熱源流体が流通するチューブと、
前記チューブに供給される熱源流体の温度を測定する温度測定部と、
前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、
前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水供給ラインと、
前記噴霧水供給ラインを流通する噴霧水の圧力を測定する噴霧水圧測定部と、
前記タンク部の内部の蒸気の圧力を測定する蒸気圧測定部と、を備える蒸気発生装置であって、
前記蒸気圧測定部の動作を判定する動作判定部を更に備え、
前記動作判定部は、
前記温度測定部により測定される熱源流体の温度が第１温度以上であることが測定され、かつ、前記噴霧水圧測定部により測定される噴霧水の圧力が第１圧力以上であることが測定された時点において前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する第１圧力取得部と、
前記第１圧力取得部により蒸気の圧力が取得されてから第１時間経過後に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する第２圧力取得部と、
前記第２圧力取得部により取得された蒸気の圧力と前記第１圧力取得部により取得された蒸気の圧力との差が設定された基準値以下であった場合に前記蒸気圧測定部の不動作を判定する不動作判定部と、を備える蒸気発生装置。

【請求項2】

前記チューブに供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁を更に備え、
前記動作判定部は、前記流量調整弁の開度を取得する開度取得部を更に備え、
前記第１圧力取得部は、前記流量調整弁の開度が前記チューブに熱源流体が供給される開度であった場合に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する請求項１に記載の蒸気発生装置。

【請求項3】

前記噴霧水供給ラインに設けられる噴霧水ポンプを更に備え、
前記第１圧力取得部は、前記噴霧水ポンプが運転されていた場合に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する請求項１又は２に記載の蒸気発生装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蒸気発生装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、蒸気発生装置としては、燃料を燃焼させて水を沸騰させるボイラが広く用いられている。一方、工場等で発生する排熱のエネルギーを効率よく回収することを可能にするために、燃料を用いずに蒸気を発生させることができるエネルギー効率の高い蒸気発生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された蒸気発生装置によれば、約９０℃と、比較的低い温度の温水から蒸気を取り出すことができる。

【0003】

このような、比較的低い温度の温水から蒸気を取り出すことができる蒸気発生装置としては、タンクとこのタンクの内部を貫通するように配置されるチューブとを備えるシェルアンドチューブ型の熱交換器を用いた蒸気発生装置も知られている。シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いれば、例えば、ガスエンジンのジャケット冷却水（約９０℃）を熱源としてチューブに流通させると共に、タンクの内部において、約８０℃の温水をチューブに噴霧することによって、ガスエンジンによって発電機を駆動させるのと同時に蒸気を発生させることが可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１６４２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、蒸気発生装置では、蒸気圧を発生させるタンク内部の圧力を蒸気圧センサ（蒸気圧測定部）によって検出することによってタンク内部の圧力異常を検出している。この蒸気圧センサが故障した場合、タンク内部の状況を正確に把握できなくなるため、その故障はできるだけ早く検出する必要がある。しかし、蒸気圧センサの出力値が異常な値を示す場合は、その異常値に基づいて故障を検出できるものの、蒸気圧センサの出力値が、タンク内部の状況に関係なく、一定の値を出力し続ける故障の場合、出力値は通常の範囲にあるため、蒸気圧センサの故障を検出することができずに、蒸気発生装置がそのまま稼動し続けることがある。この状況では、タンク内部の圧力を適切に把握できないので、不要に蒸気が生成されたり、圧力が上昇し続けてタンクに設けられた安全弁が頻繁に作動してしまったりするおそれがある。この点、従来の技術には、蒸気圧センサの出力値が一定となる故障が生じた場合における蒸気発生装置のより適切な運転制御という観点から改善の余地があった。

【0006】

本発明は、出力値が一定になる故障が蒸気圧測定部に生じても、その故障を適切に検出することができる蒸気発生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】

本発明は、内部において蒸気が生成される蒸発タンク、及び該蒸発タンクの下方に設けられ、前記蒸発タンクの内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダを有するタンク部と、前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源となる熱源流体が流通するチューブと、前記チューブに供給される熱源流体の温度を測定する温度測定部と、前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水供給ラインと、前記噴霧水供給ラインを流通する噴霧水の圧力を測定する噴霧水圧測定部と、前記タンク部の内部の蒸気の圧力を測定する蒸気圧測定部と、を備える蒸気発生装置であって、前記蒸気圧測定部の動作を判定する動作判定部を更に備え、前記動作判定部は、前記温度測定部により測定される熱源流体の温度が第１温度以上であることが測定され、かつ、前記噴霧水圧測定部により測定される噴霧水の圧力が第１圧力以上であることが測定された時点において前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する第１圧力取得部と、前記第１圧力取得部により蒸気の圧力が取得されてから第１時間経過後に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得する第２圧力取得部と、前記第２圧力取得部により取得された蒸気の圧力と前記第１圧力取得部により取得された蒸気の圧力との差が設定された基準値以下であった場合に前記蒸気圧測定部の不動作を判定する不動作判定部と、を備える蒸気発生装置に関する。

【0008】

また、蒸気発生装置は、前記チューブに供給される熱源流体の流量を調整する流量調整弁を更に備え、前記動作判定部は、前記流量調整弁の開度を取得する開度取得部を更に備え、前記第１圧力取得部は、前記流量調整弁の開度が前記チューブに熱源流体が供給される開度であった場合に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得することが好ましい。

【0009】

また、蒸気発生装置は、前記噴霧水供給ラインに設けられる噴霧水ポンプを更に備え、前記第１圧力取得部は、前記噴霧水ポンプが運転されていた場合に前記蒸気圧測定部により測定される蒸気の圧力を取得することが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明の蒸気発生装置によれば、出力値が一定になる故障が蒸気圧測定部に生じても、その故障を適切に検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の好ましい一実施形態に係る蒸気発生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。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の蒸気発生装置の好ましい一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の蒸気発生装置１は、図１に示すように、ガスエンジン２００のジャケット冷却水の排熱等の比較的低温の熱源流体を利用して蒸気を発生させる。この蒸気発生装置１は、タンク部１１と、タンク部１１の内部に配置されるチューブ１２及び噴霧ノズル１３と、熱源流体供給ラインとしての温水供給ライン１４と、熱源流体排出ラインとしての温水排出ライン１５と、噴霧水供給ライン１６と、補給水ライン１７と、バイパスライン１８と、流量調整弁としての三方弁１９と、蒸気供給ライン２０と、動作判定部としての制御部３０と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

【0013】

タンク部１１は、蒸気発生装置１における本体部分を構成する。このタンク部１１は、蒸発タンク１１１と、水ヘッダ１１２と、を備える。蒸発タンク１１１は、蒸気を発生させる。水ヘッダ１１２は、蒸発タンク１１１の下方に配置される。水ヘッダ１１２は、蒸発タンク１１１の内部で蒸気にならなかった水を貯留する。
タンク部１１の内部は負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持され、蒸発タンク１１１の内部において蒸気が生成される。蒸発タンク１１１の上部には、後述の蒸気供給ライン２０の基端部が接続される。
また、蒸発タンク１１１には、安全弁１１３が設けられる。安全弁１１３は、タンク部１１の内部の圧力が所定の圧力を超えた場合に、蒸気を外部に放出してタンク部１１の内部の圧力を低下させる。
蒸発タンク１１１の内部には、蒸気圧測定部としての蒸気圧センサ２１が配置される。蒸気圧センサ２１は、蒸発タンク１１１の内部における蒸気の圧力を測定する。
以上の蒸発タンク１１１と水ヘッダ１１２とは、配管１１４を介して接続される。より具体的には、配管１１４の上端部は、蒸発タンク１１１の下面に接続される。また、配管１１４の下端部は、水ヘッダ１１２の上部に接続される。

【0014】

チューブ１２は、蒸発タンク１１１の内部に水平方向に延びて配置される。より具体的には、チューブ１２は、蒸発タンク１１１の内部において、水平方向に所定間隔をあけて複数本配置されると共に、高さ方向にも所定間隔をあけて複数本配置される。このチューブ１２の内部には、熱源流体としての温水が流通する。

【0015】

噴霧ノズル１３は、蒸発タンク１１１の内部におけるチューブ１２よりも上方に配置される。この噴霧ノズル１３は、チューブ１２に向けて水を噴霧する。
温水供給ライン１４は、チューブ１２に熱源となる温水を供給する。温水供給ライン１４の上流側は、熱源となる温水を供給するガスエンジン２００等に接続される。温水供給ライン１４の下流側は、チューブ１２の一端部に接続される。

【0016】

温水供給ライン１４には、温度測定部としての温度センサ４０が配置される。温度センサ４０は、チューブ１２に供給される熱源流体としての温水の温度を測定するためのものであり、温水供給ライン１４の内部の温水の温度を測定する。本実施形態では、温度センサ４０は、後述する三方弁１９の下流側に配置される。

【0017】

温水排出ライン１５は、チューブ１２の内部を流通し、熱源として利用された温水を外部に排出する。温水排出ライン１５の上流側は、チューブ１２の他端部に接続される。温水排出ライン１５の下流側は、ガスエンジン２００等に接続される。
噴霧水供給ライン１６は、水ヘッダ１１２と噴霧ノズル１３とを接続し、水ヘッダ１１２の下部に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル１３に供給する。噴霧水供給ライン１６には、噴霧水ポンプ１６１と、噴霧水圧センサ４５と、が配置されている。
噴霧水ポンプ１６１は、水ヘッダ１１２に貯留された水を噴霧ノズル１３まで汲み上げる。
噴霧水圧センサ４５は、噴霧水供給ライン１６を流通する噴霧水の圧力を測定する。

【0018】

補給水ライン１７は、水ヘッダ１１２と水を貯留している貯留槽等（図示せず）とを接続する。補給水ライン１７は、水ヘッダ１１２に補給水を供給する。この補給水ライン１７には、補給水ポンプ１７１が配置される。
補給水ポンプ１７１は、貯留槽等から供給された水を昇圧して水ヘッダ１１２の内部に供給する。

【0019】

バイパスライン１８は、温水供給ライン１４と温水排出ライン１５とを接続する。
三方弁１９は、温水供給ライン１４とチューブ１２との接続部分の近傍に配置され、温水供給ライン１４、チューブ１２及びバイパスライン１８を接続する。三方弁１９は、温水供給ライン１４からチューブ１２側に流れる温水の量及びバイパスライン１８側に流れる温水の流量を調整する。即ち、三方弁１９により温水供給ライン１４からバイパスライン１８への流路を閉止した状態（全開状態）では、温水供給ライン１４を流通する温水は、全量チューブ１２側に流れる。この状態からバイパスライン１８への流路を開くように三方弁１９の開度を調整すると、温水供給ライン１４を流通する温水の一部は、バイパスライン１８側に流れる。また、三方弁１９により温水供給ライン１４からチューブ１２への流路を閉止した状態（全閉状態）では、温水供給ライン１４を流通する温水は、全量バイパスライン１８側に流れる。このように、三方弁１９の開度を調整することで、チューブ１２側に流れる温水の流量を調整できる。

【0020】

蒸気供給ライン２０は、蒸発タンク１１１の内部において発生した蒸気を導出する。蒸気供給ライン２０の下流側は、エゼクタや蒸気圧縮機等（図示せず）に接続される。

【0021】

以上の蒸気発生装置１によれば、三方弁１９により温水供給ライン１４からバイパスライン１８への流路を閉止した状態では、まず、ガスエンジン２００等から熱源となる温水（例えば、約９０℃）が、温水供給ライン１４を通じてチューブ１２に供給される。チューブ１２に供給された温水は、蒸発タンク１１１の内部に配置されたチューブ１２に導入される。
一方、蒸発タンク１１１の内部においては、噴霧ノズル１３からチューブ１２に向けて、噴霧水が噴霧される。また、タンク部１１の内部は、負圧もしくは低圧（例えば、−０．０５ＭＰａＧ〜０．１ＭＰａＧ程度）に維持されている。これにより、チューブ１２を流通する温水は、噴霧水によって熱を奪われて８５℃程度まで降温し、温水排出ライン１５を通じて排出される。

【0022】

また、温水が流通するチューブ１２には、噴霧ノズル１３から８０℃程度の水が噴霧されることで、表面に薄い液膜が形成される。このように、タンク部１１の内部が負圧に維持された状態において、チューブ１２の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ１２の内部を流通する温水と、噴霧ノズル１３によって噴霧される水との温度差が比較的小さい場合（例えば、約１０℃）であっても効率的に蒸気を生成することが可能になる。

【0023】

蒸発タンク１１１の内部で発生した蒸気は、蒸気供給ライン２０を通って導出される。
蒸発タンク１１１の内部で蒸気にならなかった水は、蒸発タンク１１１の下方に配置された水ヘッダ１１２に貯留される。水ヘッダ１１２に貯留された水は、噴霧水供給ライン１６を通じて、噴霧水ポンプ１６１によって噴霧ノズル１３まで汲み上げられ、再びチューブ１２に噴霧される。
水ヘッダ１１２に貯留される水が少なくなった場合には、補給水ライン１７から水ヘッダ１１２に補給水が補給される。

【0024】

制御部３０は、上述の各種ポンプの動作や弁の開閉を制御することで蒸気発生装置１の動作を制御する。制御部３０は、三方弁１９、噴霧水ポンプ１６１及び補給水ポンプ１７１に電気的に接続されており、接続される各構成を制御可能になっている。また、制御部３０には、蒸気圧センサ２１、温度センサ４０及び噴霧水圧センサ４５が電気的に接続されており、各センサの出力値が取得可能になっている。また、制御部３０は、蒸気圧センサ２１により測定される圧力が予め設定された異常判定圧力を超えた場合、蒸気発生装置１を緊急停止させる。

【0025】

ところで、例えば、蒸気供給ライン２０の下流側において蒸気が使用されない場合、蒸気発生装置１による蒸気の生成が継続されると、蒸気供給ライン２０を流通する蒸気の圧力は上昇していく。このような場合において、蒸気圧センサ２１が一定の出力値を示し続けた場合、その蒸気圧センサ２１に故障が発生していると考えられる。即ち、現実の蒸気圧の状態を反映することなく、制御部３０に送られる出力値が一定になってしまう故障が蒸気圧センサ２１に発生していると考えられるのである。この状況では、安全弁１１３によってタンク部１１の内部の圧力が下げられるまで圧力が上昇し続けてしまい、そのまま異常判定圧力が検出されなければ、安全弁１１３が作動し続けるおそれもある。

【0026】

そこで、本実施形態では、制御部３０が、蒸気圧センサ２１が正常に動作しているか否かを判定する制御を行う構成とした。次に、制御部３０による蒸気圧センサ２１の不動作の判定の詳細について説明する。図２は、動作判定部としての制御部３０の構成を示す機能ブロック図である。

【0027】

図２に示すように、制御部３０は、第１圧力取得部３１と、第２圧力取得部３２と、不動作判定部３３と、開度取得部３４と、含んで構成される。

【0028】

第１圧力取得部３１は、蒸気圧センサ２１の故障判定を行う場合に、蒸気圧センサ２１の出力値を取得するものである。第２圧力取得部３２は、第１圧力取得部３１の出力値と比較するために、第１圧力取得部３１が出力値を取得した一定時間後に、蒸気圧センサ２１の出力値を取得するものである。不動作判定部３３は、第１圧力取得部３１の出力値と、第２圧力取得部３２の出力値と、に基づいて蒸気圧センサ２１が正常に動作しているか否を判定するものである。開度取得部３４は、三方弁１９の開度（開閉状況）を取得するものであり、この開度は第１圧力取得部３１が蒸気圧センサ２１の出力値を取得する条件の１つとなっている。

【0029】

次に、制御部３０による蒸気圧センサ２１の不動作判定の流れについて説明する。この不動作判定は、例えば、蒸気発生装置１の起動時に行われる。第１圧力取得部３１は、温度センサ４０により測定される温水供給ライン１４を流れる温水の温度を監視すると共に、噴霧水圧センサ４５により測定される噴霧水供給ライン１６を流れる噴霧水の水圧を監視する。また、第１圧力取得部３１は、開度取得部３４が取得する開度を監視すると共に、噴霧水ポンプ１６１の動作状況を監視する。

【0030】

第１圧力取得部３１は、上記の各センサの出力値、開度及び噴霧水ポンプ１６１の動作状況を監視しつつ、所定の条件を満たしたときの蒸気圧センサ２１の出力値を取得する。本実施形態の第１圧力取得部３１は、以下の４つの条件を満たしたときに蒸気圧センサ２１の出力値を取得する。

【0031】

第１の条件は、チューブ１２に供給される温水の温度が、予め設定された第１温度以上であることである。チューブ１２に供給される温水の温度が所定温度以上であることが蒸気発生装置１による蒸気生成の条件の１つである。第１温度は、蒸気発生装置１が蒸気を生成するために必要な温水の温度に基づいて設定される。

【0032】

第２の条件は、噴霧水供給ライン１６を流れる噴霧水の水圧が、予め設定された第１圧力以上であることである。本実施形態の蒸気発生装置１では、蒸気生成のためには噴霧水が蒸発タンク１１１の内部で適切に噴霧されている必要がある。第１圧力は、蒸気生成のために噴霧水が適切に噴霧される水圧の値に基づいて設定される。

【0033】

第３の条件は、三方弁１９の開度が予め設定されている値を超えていることである。蒸気発生装置１によって蒸気を生成するためには、適切な温度の温水がチューブ１２に必要量供給されている必要がある。本実施形態では、蒸気生成する条件が整ったか否かをより適切に判断するために、蒸気圧を取得する条件の１つとして三方弁１９の開度を設定し、これにより、チューブ１２に温水が適切に供給されているか否かを判断している。

【0034】

第４の条件は、噴霧水ポンプ１６１が稼動していることである。噴霧水ポンプ１６１が稼動していなければ、噴霧水が噴霧ノズル１３に供給されなくなり、蒸気生成が行われなくなる。本実施形態では、蒸気生成する条件が整ったか否かをより適切に判断するために、蒸気圧を取得する条件の１つとして噴霧水ポンプ１６１の稼動状況を設定している。

【0035】

第１圧力取得部３１は、温度センサ４０の出力値に基づいて第１の条件である温水の温度が第１温度以上であるか否かを判定し、噴霧水圧センサ４５の出力値に基づいて第２の条件である噴霧水の水圧が第１圧力以上であるか否かを判定する。また、第１圧力取得部３１は、開度取得部３４が取得する三方弁１９の開度に基づいて第３の条件を判定し、噴霧水ポンプ１６１の稼動状況に基づいて第４の条件を判定する。そして、第１圧力取得部３１は、以上の４条件を満たしたときの蒸気圧センサ２１の出力値を取得する。即ち、蒸気発生装置１が蒸気生成する条件が整った時点における蒸気圧センサ２１の出力値を取得する。

【0036】

第２圧力取得部３２は、第１圧力取得部３１が蒸気圧センサ２１の出力値を取得してから所定時間（第１時間）後の蒸気圧センサ２１の出力値を取得する。この所定時間は、装置構成等によって設定されており、本実施形態では３秒程度に設定される。

【0037】

不動作判定部３３は、第１圧力取得部３１が取得した出力値と、第２圧力取得部３２が取得した出力値と、に基づいて蒸気圧センサ２１が動作しているか否かの不動作判定を行う。より具体的には、不動作判定部３３は、第１圧力取得部３１が取得した出力値と、第２圧力取得部３２が取得した出力値と、の差が設定された基準値以下である場合に、蒸気圧センサ２１が正常に動作していないと判定する。以上の構成により、出力値が固定されてしまう蒸気圧センサ２１の故障を検出することが可能になっている。

【0038】

本実施形態の制御部３０は、蒸気圧センサ２１が正常に動作していないと判定した場合は、噴霧水ポンプ１６１を停止させると共に、チューブ１２に温水が供給されないように三方弁１９を制御する。
ここで、蒸気発生装置１は、蒸発に用いられなかった水が貯留される水ヘッダ１１２をチューブ１２が配置される蒸発タンク１１１の下方に配置しているので、チューブ１２への水の噴霧を停止させ、チューブ１２の内部への温水の供給を停止させることで、蒸気の生成を速やかに停止させられる。

【0039】

このように、本実施形態では、蒸気圧センサ２１の出力値が一定になる故障が生じても、その故障を検出し、より安全に制御できる蒸気発生装置１が実現されている。特に、低圧蒸気を用いる蒸気発生装置１においては、高圧蒸気を用いる蒸気発生装置に比べ、タンク部１１の内部の正常な圧力範囲が狭く設定されているため、圧力が上昇する異常が発生した場合に、安全弁１１３が作動するまでの時間が短い。この点、本実施形態の蒸気発生装置１によれば、低圧蒸気を用いる場合でも、安全弁１１３が作動する前に、蒸気圧センサ２１の故障を適切かつ迅速に検出することができるので、より好適な蒸気発生装置１の運転が実現されているのである。

【0040】

以上説明した本実施形態の蒸気発生装置１によれば、以下のような効果を奏する。

【0041】

（１）内部において蒸気が生成される蒸発タンク１１１、及び該蒸発タンク１１１の下方に設けられ、蒸発タンク１１１の内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダ１１２を有するタンク部１１と、蒸発タンク１１１の内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源となる温水（熱源流体）が流通するチューブ１２と、チューブ１２に供給される温水の温度を測定する温度センサ４０と、蒸発タンク１１１の内部におけるチューブ１２よりも上方に配置され、該チューブ１２に水を噴霧する噴霧ノズル１３と、水ヘッダ１１２の内部に貯留された水を噴霧水として噴霧ノズル１３に供給する噴霧水供給ライン１６と、噴霧水供給ライン１６を流通する噴霧水の圧力を測定する噴霧水圧センサ４５と、タンク部１１の内部の蒸気の圧力を測定する蒸気圧センサ２１と、を含んで構成した蒸気発生装置１であって、蒸気圧センサ２１の動作を判定する制御部３０を更に備え、制御部３０は、温度センサ４０により測定される温水の温度が第１温度以上であることが測定され、かつ、噴霧水圧センサ４５により測定される噴霧水の圧力が第１圧力以上であることが測定された時点において蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する第１圧力取得部３１と、第１圧力取得部３１により蒸気の圧力が取得されてから第１時間経過後に蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する第２圧力取得部３２と、第２圧力取得部３２により取得された蒸気の圧力と第１圧力取得部３１により取得された蒸気の圧力との差が設定された基準値以下であった場合に蒸気圧センサ２１の不動作を判定する不動作判定部３３と、を含んで構成した。

【0042】

これにより、蒸気圧センサ２１の出力値が固定される故障を検出することができる。従って、蒸気圧が上昇する状況において、その蒸気圧の上昇を検出することができないために、蒸気圧が上昇し続ける事態を効果的に防止でき、蒸気発生装置１の適切な運転制御が実現される。

【0043】

（２）また、蒸気発生装置１は、チューブ１２に供給される温水の流量を調整する三方弁１９を更に備え、制御部３０は、三方弁１９の開度を取得する開度取得部３４を更に備え、第１圧力取得部３１は、三方弁１９の開度がチューブ１２に温水が供給される開度であった場合に蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する。

【0044】

これにより、蒸気発生装置１が三方弁１９を備える構成において、蒸気圧が変動する条件の１つである蒸発タンク１１１内部に導入される温水の状況をより適切に反映して蒸気圧センサ２１の故障をより正確に検出することができる。

【0045】

（３）また、蒸気発生装置１は、噴霧水供給ライン１６に設けられる噴霧水ポンプ１６１を更に備え、第１圧力取得部３１は、噴霧水ポンプ１６１が運転されていた場合に蒸気圧センサ２１により測定される蒸気の圧力を取得する。

【0046】

これにより、蒸気発生装置１が噴霧水ポンプ１６１を備える構成において、蒸気圧が変動する条件の１つである蒸発タンク１１１内部に導入される噴霧水の状況をより適切に反映して蒸気圧センサ２１の故障をより正確に検出することができる。

【0047】

以上、本発明の蒸気発生装置１の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した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。
例えば、本実施形態では、タンク部１１を、一つの蒸発タンク１１１及び一つの水ヘッダ１１２により構成したが、これに限らない。即ち、タンク部を、複数の蒸発タンクと、１つの水ヘッダとを含んで構成し、水ヘッダに、複数の蒸発タンクで蒸発しなかった水を貯留させてもよい。これにより、一つの水ヘッダに貯留された水の量を監視することで、蒸気発生装置における水の供給等を制御できる。よって、複数の蒸発タンクにより蒸気発生装置を構成した場合であっても、蒸気発生装置の管理を容易に行える。

【0048】

また、本実施形態では、蒸発タンク１１１と水ヘッダ１１２とを異なる容器により構成し、これらを配管１１４により接続したが、これに限らない。即ち、タンク部を一つの容器により構成し、水に浸からない上部にチューブを配置してこの上部を蒸発タンクとし、下部を水ヘッダとして構成してもよい。

【0049】

また、本実施形態では、熱源流体として温水を用いたが、これに限らない。即ち、熱源流体として、排ガスや空気等の他の流体を用いてもよい。

【0050】

また、本実施形態では、流量調整弁を三方弁１９により構成したが、これに限らない。即ち、流量調整弁を、複数の弁を組み合わせて構成してもよい。また、三方弁１９及びバイパスライン１８を省略する構成とすることもできる。

【0051】

また、本実施形態では、温度センサ４０を三方弁１９の下流側に配置したが、三方弁１９の上流側に配置する等、その配置場所は適宜変更することができる。

【0052】

また、本実施形態では、第１圧力取得部３１が蒸気圧センサ２１の出力値を取得する条件を４つの条件としたが、この条件は変更することができる。例えば、第１圧力取得部３１は、温水の温度が予め設定された第１温度以上であり、噴霧水の水圧が設定された第１圧力以上である場合に、蒸気圧センサ２１の出力値を取得することもできる。また、第１圧力取得部３１は、温水の温度が予め設定された第１温度以上であり、噴霧水の水圧が設定された第１圧力以上であり、更に、三方弁１９の開度が予め設定されている値を超えている場合に、蒸気圧センサ２１の出力値を取得することもできる。また、第１圧力取得部３１は、温水の温度が予め設定された第１温度以上であり、噴霧水の水圧が設定された第１圧力以上であり、更に、噴霧水ポンプ１６１が稼動している場合に、蒸気圧センサ２１の出力値を取得することもできる。

【0053】

また、本実施形態では、第３の条件は、三方弁１９の開度が予め設定されている値を超えていることとしたが、三方弁１９がチューブ１２側に閉じていないことを条件としてもよい。同様に、第４の条件は、噴霧水ポンプ１６１が稼動していることであるが、噴霧水ポンプ１６１が所定以上の速度で噴霧水を噴霧ノズル１３に送りこんでいることを条件とすることもできる。

【0054】

また、本実施形態では、第１圧力取得部３１は、蒸気圧センサ２１の出力値を取得する条件が予め設定されている値（温度、圧力及び開度等）に基づいて決められているが、制御部が運転状況に応じてその設定値を変更及び生成する構成とすることもできる。

【0055】

このように、第１圧力取得部３１が蒸気圧センサ２１の出力値を取得する条件は、事情に応じて適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 蒸気発生装置
１１ タンク部
１２ チューブ
１３ 噴霧ノズル
１６ 噴霧水供給ライン
１９ 三方弁（流量調整弁）
２１ 蒸気圧センサ（蒸気圧測定部）
３０ 制御部（動作判定部）
３１ 第１圧力取得部
３２ 第２圧力取得部
３３ 不動作判定部
３４ 開度取得部
４０ 温度センサ（温度測定部）
４５ 噴霧水圧センサ（噴霧水圧測定部）
１１１ 蒸発タンク
１１２ 水ヘッダ
１６１ 噴霧水ポンプ

【図1】

【図2】