特開 2024-136188 ボイラ

(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】P2024136188

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ボイラ

(51)【国際特許分類】

   F22D 5/00 20060101AFI20240927BHJP

   F22D 5/26 20060101ALI20240927BHJP

   G01F 23/24 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F22D5/00 B

F22D5/26 Z

G01F23/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023047215

(22)【出願日】2023-03-23

(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】110001139

【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】100130328

【弁理士】

【氏名又は名称】奥野 彰彦

(74)【代理人】

【識別番号】100130672

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 寛之

(72)【発明者】

【氏名】岡本 裕介

(72)【発明者】

【氏名】東瀬 平幹

(72)【発明者】

【氏名】吉武 淳

【テーマコード（参考）】

2F014

【Ｆターム（参考）】

2F014AA07

2F014AC03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】バックアップに用いる水位検知手段の水無し判定不良を検知可能とするボイラを提供する。
【解決手段】水管４と給水ポンプ１２と第１水位検知手段１７と第２水位検知手段１８と制御手段１９を備えたボイラ１で、給水ポンプは水管に給水し、第１水位検知手段は水管の第１水位を検知、第２水位検知手段は水管の第１水位より低水位の第２水位を検知し、制御手段は第１又は第２制御モードで給水ポンプを制御し、第１制御モードで、制御手段は第１水位検知手段が第１水位を不検知又は第２水位検知手段が第２水位を不検知となった後に給水ポンプを駆動し、第１水位検知手段が第１水位を検知した後且つ第２水位検知手段が第２水位を検知した後に給水ポンプを停止し、第２制御モードで、制御手段は、第１水位検知手段が第１水位を検知しなくなっても給水ポンプの停止を継続し、第１時間経過後も第２水位検知手段が第２水位を検知している場合に異常と判定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水管と、給水ポンプと、第１水位検知手段と、第２水位検知手段と、制御手段とを備えたボイラであって、
前記給水ポンプは、前記水管に給水するよう構成され、
前記第１水位検知手段は、前記水管の第１水位を検知するよう構成され、
前記第２水位検知手段は、前記水管の前記第１水位より低水位である第２水位を検知するよう構成され、
前記制御手段は、第１制御モード又は第２制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御するよう構成されており、
前記第１制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなった後又は前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知しなくなった後に前記給水ポンプを駆動し、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知した後且つ前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知した後に前記給水ポンプの駆動を停止する制御を実行し、
前記第２制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなっても前記給水ポンプの停止を継続し、第１時間経過後も前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知している場合に異常と判定する制御を実行する、ボイラ。

【請求項2】

請求項１に記載のボイラであって、
前記第１制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなってから第２時間経過後又は前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知しなくなってから第３時間経過後に前記給水ポンプを駆動し、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知してから第４時間経過後且つ前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知してから第５時間経過後に前記給水ポンプの駆動を停止させ、
前記第１時間は前記第２時間よりも長い時間である、ボイラ。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のボイラであって、
前記制御手段は、前記第２制御モードにおいて、前記第１時間経過後までに前記第２水位を検知しなくなった場合に、前記給水ポンプを駆動するとともに前記第１制御モードに移行する、ボイラ。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載のボイラであって、
前記制御手段は、前記ボイラの初期起動時に前記第２制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御する、ボイラ。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載のボイラであって、
前記制御手段は、前記第１制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御するとともに、予め定めた期間又は予め定めた運転回数ごとに前記第２制御モードに移行する、ボイラ。

【請求項6】

請求項１又は請求項２に記載のボイラであって、
前記第１水位検知手段及び前記第２水位検知手段はそれぞれ電極棒である、ボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水位検知手段を備えたボイラに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、缶体内の水管に連結された水位制御計内に配置された複数の電極棒の検知信号に基づいて水位を検知し、水位制御を行うボイラがある。例えば、特許文献１には、低水位を検知する電極棒が水無しを検知することでポンプを駆動し、高水位を検知する電極棒が水有りを検知することでポンプの駆動を停止するボイラが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５８－９０２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に開示されるボイラでは、２本の電極棒のうち１本でも不良があると制御ができなくなり、運転を継続することができない。

【0005】

この点、例えば、高水位を検知する電極棒が水無しを検知してから第１経過時間後にポンプを駆動し、同電極棒が水有りを検知してから第２経過時間後にポンプの駆動を停止することにより、基本的に高水位の電極棒１本のみで水位を制御し、低水位を検知する電極棒はバックアップとして用いることも考えられる。この場合、主に使用される高水位を検知する電極棒の短絡（つまり、水無しの判定不良）は、低水位を検知する電極棒のみが水無しを検知するという論理的な矛盾から検知可能である。しかしながら、この場合も、低水位を検知する電極棒の短絡を検知することができなかった。

【0006】

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、バックアップに用いる低水位を検知する低水位検知手段の水無しの判定不良を検知することの可能なボイラを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明によれば、以下の発明が提供される。
［１］水管と、給水ポンプと、第１水位検知手段と、第２水位検知手段と、制御手段とを備えたボイラであって、前記給水ポンプは、前記水管に給水するよう構成され、前記第１水位検知手段は、前記水管の第１水位を検知するよう構成され、前記第２水位検知手段は、前記水管の前記第１水位より低水位である第２水位を検知するよう構成され、前記制御手段は、第１制御モード又は第２制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御するよう構成されており、前記第１制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなった後又は前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知しなくなった後に前記給水ポンプを駆動し、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知した後且つ前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知した後に前記給水ポンプの駆動を停止する制御を実行し、前記第２制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなっても前記給水ポンプの停止を継続し、第１時間経過後も前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知している場合に異常と判定する制御を実行する、ボイラ。
［２］［１］に記載のボイラであって、前記第１制御モードにおいて、前記制御手段は、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知しなくなってから第２時間経過後又は前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知しなくなってから第３時間経過後に前記給水ポンプを駆動し、前記第１水位検知手段が前記第１水位を検知してから第４時間経過後且つ前記第２水位検知手段が前記第２水位を検知してから第５時間経過後に前記給水ポンプの駆動を停止させ、前記第１時間は前記第２時間よりも長い時間である、ボイラ。
［３］［１］又は［２］に記載のボイラであって、前記制御手段は、前記第２制御モードにおいて、前記第１時間経過後までに前記第２水位を検知しなくなった場合に、前記給水ポンプを駆動するとともに前記第１制御モードに移行する、ボイラ。
［４］［１］～［３］のいずれかに記載のボイラであって、前記制御手段は、前記ボイラの初期起動時に前記第２制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御する、ボイラ。
［５］［１］～［３］のいずれかに記載のボイラであって、前記制御手段は、前記第１制御モードで前記給水ポンプの駆動を制御するとともに、予め定めた期間又は予め定めた運転回数ごとに前記第２制御モードに移行する、ボイラ。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載のボイラであって、前記第１水位検知手段及び前記第２水位検知手段はそれぞれ電極棒である、ボイラ。

【0008】

本発明によれば、制御手段が上記第２制御モードを実行することで、論理的矛盾から検知可能な第１水位検知手段の水無し判定不良に加え、バックアップに用いる第２水位検知手段の水無し判定不良も検知することが可能となっている。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るボイラ１の概略構成を示す説明図である。

【図2】図１のボイラ１の制御手段１９による第１制御モードＭ１における水位制御を示すフローチャートである。

【図3】第１制御モードＭ１における高水位タイマ制御と低水位タイマ制御について説明するための表である。

【図4】図１のボイラ１の制御手段１９による第２制御モードＭ２における水位制御を示すフローチャートである。

【図5】図１のボイラ１の制御手段１９による初期起動時の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。

【0011】

１．ボイラ１の構成
本発明の一実施形態に係るボイラ１は、図１に示すように、略環状の上部ヘッダ２及び下部ヘッダ３を水管としての複数本の水管４で連結して構成した缶体５を備えた小型の簡易ボイラとされる。上部ヘッダ２の上部には、水管４を加熱するバーナ６が設置され、このバーナ６には、電磁弁７が設けられた燃料供給ライン８と、燃焼用空気を供給する送風機（図示せず）が接続される。また、上部ヘッダ２には蒸気弁９を備えた蒸気流出管１０が接続され、水管４内で発生した蒸気は蒸気流出管１０を介して各機器に供給される。一方、下部ヘッダ３には、逆止弁１１及び給水ポンプ１２が接続された給水ライン１３と、排水弁１４を備えた排水ライン１５が接続される。

【0012】

また、本実施形態に係るボイラ１は、缶体５の外側に、上部ヘッダ２及び下部ヘッダ３と連通して、水位制御筒１６を備えている。水位制御筒１６は、導電性材料により形成された中空容器である。そして、水位制御筒１６内には、第１水位としての高水位を検知する第１水位検知手段としての高水位電極棒（Ｓ棒）１７及び第２水位としての低水位を検知する第２水位検知手段としての低水位電極棒（Ｌ棒）１８の２本の電極棒が挿入される。

【0013】

高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８は、それぞれ絶縁体（図示省略）により水位制御筒１６の上端部に保持されており、水位制御筒１６外において一端側に外部接続端子１７ａ，１８ａが取り付けられ、水位制御筒１６内において他端側は電極部１７ｂ，１８ｂとされる。また、水位制御筒１６と絶縁された外部接続端子１７ａ，１８ａは所定の電源部（図示省略）の一方側に接続され、導電性の水位制御筒１６は電源部の他方側に接続されるか、又はアースされる。

【0014】

したがって、高水位電極棒１７は、電極部１７ｂが水位制御筒１６内の水と接触すると、外部接続端子１７ａと水位制御筒１６との間が通電状態（ＯＮ状態とも呼ぶ）となり、高水位の水有りを検知する。また、高水位電極棒１７は、電極部１７ｂが水位制御筒１６内の水と接触しなくなると、外部接続端子１７ａと水位制御筒１６との間が非通電状態（ＯＦＦ状態とも呼ぶ）となり、高水位の水無しを検知する。一方、低水位電極棒１８は、電極部１８ｂが水位制御筒１６内の水と接触すると、外部接続端子１８ａと水位制御筒１６との間が通電状態（ＯＮ状態）となり、これによって低水位の水有りを検知する。また、低水位電極棒１８は、電極部１８ｂが水位制御筒１６内の水と接触しなくなると、外部接続端子１８ａと水位制御筒１６との間が非通電状態（ＯＦＦ状態）となり、これによって低水位の水無しを検知する。

【0015】

制御手段１９は、高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８の検知信号に基づいて給水ポンプ１２の駆動を制御し、これにより水管４の水位を制御するよう構成される。本実施形態に係る制御手段１９は、具体的には、後述する第１制御モードＭ１及び第２制御モードＭ２で給水ポンプ１２の駆動を制御する。制御手段１９は、例えば、ＣＰＵ、メモリ（例えばフラッシュメモリ）、入力部及び出力部を備えた情報処理装置により構成することができる。そして、情報処理装置により構成された制御手段１９の上述した各構成要素による処理は、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが読み出して実行することで行われる。情報処理装置としては、例えば、パーソナルコンピュータ、ＰＬＣ（プログラマラブルロジックコントローラ）あるいはマイコンが用いられる。ただし、制御手段１９の一部の機能を、任意の通信手段により接続されたクラウド上で実行されるよう構成しても良い。

【0016】

２．ボイラ１の動作
以下、本実施形態のボイラ１の動作について説明する。本実施形態のボイラ１において、制御手段１９は、第１制御モードＭ１と第２制御モードＭ２とを切り替えて実行するよう構成される。以下、図２、図４及び図５のフローチャート及び図３の表を用いて、各モードにおける動作及びボイラ１の初期起動時の動作について詳細に説明する。なお、以下に示す第１時間Ｔ１～第５時間Ｔ５は、予め定めた時間とされる。

【0017】

２．１ 第１制御モードＭ１
第１制御モードＭ１は、ボイラ１の通常の燃焼運転時に実行されるモードである。第１制御モードＭ１において、制御手段１９は、基本的には水管４の水位を高水位の近傍で増減させる高水位タイマ制御を実行し、バックアップとして、水管４の水位を低水位の近傍で増減させる低水位タイマ制御を実行する。以下、図２のフローチャートを用いて、制御手段１９による第１制御モードＭ１の具体的な制御を説明する。なお、以下の説明において、第１制御モードＭ１が開始される際、すなわち図２のフローチャートの開始時には、給水ポンプ１２が駆動した状態、すなわち、異常がない限り水管４の水位は上昇中であるものとする。給水ポンプ１２が停止している状態で第１制御モードＭ１が開始される場合には、ステップＳ３から処理を開始すれば良い。

【0018】

まず、第１制御モードＭ１が開始されると、ステップＳ１において、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知する（ＯＦＦからＯＮの論理反転が生じる）まで待機し、高水位電極棒１７が高水位を検知したタイミングで経過時間のカウントを開始する。そして、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知してから第４時間Ｔ４が経過したか否かを判定し、高水位電極棒１７が高水位を検知してから第４時間Ｔ４が経過するまでは、ステップＳ１を繰り返す。そして、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知してから第４時間Ｔ４が経過したと判定すると、次のステップＳ２に進む。

【0019】

次に、ステップＳ２において、制御手段１９は、低水位電極棒１８が低水位を検知する（ＯＦＦからＯＮの論理反転が生じる）まで待機し、低水位電極棒１８が低水位を検知したタイミングで経過時間のカウントを開始する。そして、低水位電極棒１８が低水位を検知してから第５時間Ｔ５が経過したか否かを判定する。ここで、低水位電極棒１８が低水位を検知するのは、基本的に高水位電極棒１７の短絡異常が生じ、低水位タイマ制御が実行される場合のみである。正常である場合、すなわち、高水位タイマ制御が実行される場合は、低水位電極棒１８はすでに低水位を検知した状態（一度ＯＦＦからＯＮの論理反転が生じた状態）となっているため、ステップＳ２において制御手段１９は、すぐに第５時間Ｔ５が経過したと判定し、次のステップＳ３に進む。

【0020】

一方、正常でない場合（低水位タイマ制御が実行されている場合）には、ステップＳ２において初めて低水位電極棒１８が低水位を検知される（ＯＦＦからＯＮの論理判定が生じる）ため、制御手段１９は、低水位電極棒１８が低水位を検知してから第５時間Ｔ５が経過したか否かを判定する。そして、制御手段１９は、低水位電極棒１８が低水位を検知してから第５時間Ｔ５が経過しない間はステップＳ１とステップＳ２を繰り返し、低水位電極棒１８が低水位を検知してから第５時間Ｔ５が経過したと判定すると、次のステップＳ３に進む。

【0021】

次に、ステップＳ３において、制御手段１９は、給水ポンプ１２を停止させる。これにより、水管４の水位は減少することになる。

【0022】

次に、ステップＳ４において、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなる（ＯＦＦとなる）まで待機し、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。そして、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２が経過したと判定すると、ステップＳ６に進み、給水ポンプ１２を駆動する。給水ポンプ１２を駆動した後は、ステップＳ１に戻り、ボイラ１がユーザの操作等により停止となるまで制御を継続する。

【0023】

一方、ステップＳ４において高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２が経過していない場合は、次のステップＳ５において、低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなる（ＯＮからＯＦＦの論理判定が生じる）まで待機し、低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなってから第３時間Ｔ３が経過したか否かを判定する。ここで、上記第２時間Ｔ２は、給水ポンプ１２が停止した状態でボイラ１の燃焼を継続させた場合に水管４の水位が高水位から低水位まで低下する時間よりも短い時間に設定される。したがって、高水位タイマ制御を実行し、ボイラ１に異常がない場合は、水管４の水位が低水位まで低下することはない。低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなるのは、基本的に高水位電極棒１７の短絡異常（水無し検知不良）が生じ、低水位タイマ制御が実行される場合のみである。正常である場合は、高水位タイマ制御として、低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなるよりも前に、ステップＳ４における「高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２が経過する」条件により、ステップＳ６に進むことになる。一方、低水位タイマ制御が実行される場合は、制御手段１９は、低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなってから第３時間Ｔ３が経過するまでステップＳ４とステップＳ５を繰り返し、低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなってから第３時間Ｔ３が経過したと判定すると、ステップＳ６に進み、給水ポンプ１２を駆動する。給水ポンプ１２を駆動した後は、ステップＳ１に戻り、ボイラ１がユーザの操作等により停止となるまで制御を継続する。

【0024】

なお、上記フローチャートにて説明した制御は、まとめると、図３の表に示すように、通常時の高水位タイマ制御とバックアップとしての低水位タイマ制御とを組み合わせた制御となる。具体的には、高水位タイマ制御としては、制御手段１９は、ステップＳ１において高水位電極棒１７が高水位を検知してから第４時間Ｔ４が経過するとステップＳ３において給水ポンプ１２を停止し、ステップＳ４において高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２が経過するとステップＳ６において給水ポンプ１２を駆動する。一方、低水位タイマ制御としては、制御手段１９は、ステップＳ２において低水位電極棒１８が低水位を検知してから第５時間Ｔ５が経過するとステップＳ３において給水ポンプ１２を停止し、ステップＳ５において低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなってから第３時間Ｔ３が経過するとステップＳ６において給水ポンプ１２を駆動する。

【0025】

以上のような制御により、本実施形態に係るボイラ１は、高水位電極棒１７の短絡異常（水無し判定不良）により高水位タイマ制御ができない場合であっても、低水位タイマ制御により燃焼運転を継続することが可能となっている。なお、図３に示すように、給水ポンプ１２の駆動条件がＯＲ条件である一方、給水ポンプ１２の停止条件がＡＮＤ条件となっているのは、水管４が満水となることは許容する一方、水管４の空焚きを確実に防止するためである。

【0026】

２．２ 第２制御モードＭ２
第２制御モードＭ２は、低水位電極棒１８の短絡（水無し判定不良）を検知するために実行されるモードである。なお、本実施形態において、第２制御モードＭ２の開始時には、水管４の水位は高水位以上となっており、高水位電極棒１７が高水位を検知した状態、且つ低水位電極棒１８が低水位を検知した状態であるものとする。第２制御モードＭ２の開始時において水管４の水位が高水位を下回っている場合は、高水位電極棒１７が高水位を検知するまで一度給水ポンプ１２を駆動させる。以下、図４のフローチャートを用いて、制御手段１９による第２制御モードＭ２の具体的な制御を説明する。

【0027】

まず、第２制御モードＭ２が開始されると、ステップＳ１１において、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなる（ＯＮからＯＦＦの論理反転が生じる）まで待機する。そして、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなったタイミングで、経過時間のカウントを開始するとともに次のステップＳ１２に進む。

【0028】

次に、ステップＳ１２において、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第１時間Ｔ１が経過するまでに低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなるか否かを判定する。

【0029】

ここで、第１時間Ｔ１は、給水ポンプ１２が停止した状態でボイラ１の燃焼を継続させた場合に水管４の水位が高水位から低水位まで低下する時間と同じまたはそれよりも長い時間とされる。つまり、第１時間Ｔ１は、高水位タイマ制御において高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから給水ポンプ１２を駆動するまでの時間である第２時間Ｔ２より長い時間となる。したがって、第２制御モードＭ２においては、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２を経過しても給水ポンプ１２の停止を継続し、水管４の水位を低水位まで低下させることになる。

【0030】

そして、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第１時間Ｔ１が経過するまでに低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなった場合は、低水位電極棒１８は正常に機能していると判断して第２制御モードＭ２を終了する。一方、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第１時間Ｔ１が経過しても低水位電極棒１８が低水位を検知している場合は、次のステップＳ１３において低水位電極棒１８に短絡等の異常があると判定する。なお、ステップＳ１３において異常と判定された場合には、アラームやランプ等で異常をユーザに報知するようにすることが好ましい。

【0031】

なお、制御手段１９は、上記説明した制御に加えて、高水位タイマ制御の異常を検知するロジックとして、高水位電極棒１７が予め定めた時間継続して高水位を検知しない状態（ＯＦＦ状態）となった場合に異常と判定するロジックを備えていても良い。

【0032】

また、制御手段１９は、上記説明した制御に加えて、低水位タイマ制御の異常を検知するロジックとして、低水位電極棒１８が予め定めた時間継続して低水位を検知しない状態（ＯＦＦ状態）となった場合に異常と判定するロジックを備えていても良い。

【0033】

さらに、制御手段１９は、上記説明した制御に加えて、高水位電極棒１７の短絡（水無し判定不良）を検知するロジックとして、高水位電極棒１７が高水位を検知した状態で低水位電極棒１８が低水位を検知しなくなる論理矛盾が予め定めた時間継続した場合に異常と判定するロジックを備えていても良い。加えて、制御手段１９は、高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８の短絡や水位制御筒１６の閉塞を検知するロジックとして、高水位電極棒１７が高水位を検知し、且つ低水位電極棒１８が低水位を検知した状態が予め定めた時間継続した場合に異常と判定するロジックを備えていても良い。

【0034】

２．３ ボイラ１の初期起動時の動作
次に、図５を用いて、ボイラ１の初期起動時の動作について説明する。本実施形態において、制御手段１９は、ステップＳＳ１においてボイラ１を起動すると、まず、ステップＳＳ２において上記第２制御モードＭ２を実行し、その後、ステップＳＳ３において上記第１制御モードＭ１を実行するようになっている。ここで、第２制御モードＭ２において低水位電極棒１８の異常と判定された場合には、ボイラ１を停止させ、第１制御モードＭ１の実行を中止するようにしてもよく、高水位電極棒１７は機能していると判断して、ステップＳＳ３の第１制御モードＭ１に移行して高水位タイマ制御を実行しても良い。

【0035】

なお、本実施形態において、「ボイラ１の初期起動」とは、ボイラ１の電源をオンにすることのほか、これに伴って順次行われる、給水ポンプ１２を駆動して水管４内の水を満水（高水位以上）にすること、燃焼スイッチをオンにすること、送風機をオンにすること、着火源をオンにすること、燃料供給ライン８の電磁弁７を開くこと、火炎を検知すること、等を含むこととする。ステップＳＳ２における第２制御モードＭ２の実行は、少なくとも水管４内の水が高水位以上となっていれば、初期起動の全工程を完了させる前であっても良い。

【0036】

３ 作用効果

【0037】

（１）本実施形態に係るボイラ１において、制御手段１９は、第１制御モードＭ１において、通常時の高水位タイマ制御とバックアップとしての低水位タイマ制御とを組み合わせた制御を実行するようになっている。これにより、高水位電極棒１７に異常があった場合でも、即時にボイラ１の燃焼運転ができなくなることを避け、修理等により異常が解消されるまで、バックアップ運転を継続させることが可能となっている。

【0038】

（２）本実施形態の第１制御モードＭ１では、基本的には水管４の水位を高水位の近傍で増減させる高水位タイマ制御が実行され、水管４の水位が低水位まで低下することはないため、低水位電極棒１８の異常に気づくことができない。この点、本実施形態に係るボイラ１において、制御手段１９は、ボイラ１の初期起動時に、まず第２制御モードＭ２を実行するようになっている。そして、第２制御モードＭ２において、制御手段１９は、高水位電極棒１７が高水位を検知しなくなってから第２時間Ｔ２を経過しても給水ポンプ１２を停止したままとし、水管４の水位が低水位を下回るまであえて給水ポンプ１２による給水の停止を継続する。このような制御により、積極的に低水位電極棒１８の異常判定を行うことで、確実に低水位電極棒１８の短絡（水無し判定不良）を検知することが可能となっている。

【0039】

（３）本実施形態の制御手段１９は、ボイラ１の初期起動時に第２制御モードＭ２を実行するようになっている。これにより、ボイラ１の通常運転中（第１制御モードＭ１による運転中）には別途の制御を行う必要はなく、好適に低水位電極棒１８の短絡（水無し判定不良）を検知することが可能となっている。

【0040】

４．変形例
なお、本発明は、以下の形態でも実施することができる。

【0041】

上記実施形態では、ボイラ１は小型の簡易ボイラとしていたが、水位制御を行うボイラである限り、ボイラの種類は特に限定されない。

【0042】

上記実施形態において、高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８は缶体５の外側の水位制御筒１６に設置されていた。しかしながら、高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８を水管４内に設けることも可能である。また、上記実施形態において、高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８は１つの水位制御筒１６内に挿入されていたが、電極棒ごとに別途水位制御筒を用いても良い。

【0043】

上記実施形態のボイラ１は、第１水位検知手段としての高水位電極棒１７と第２水位検知手段としての低水位電極棒１８とを備えて構成されていた。しかしながら、第１水位検知手段として、水位を連続的に検知する水位センサ（圧力センサ）を用い、これを第２水位検知手段としての低水位電極棒１８と併用することも可能である。

【0044】

上記実施形態において、ボイラ１の燃焼モードについては何ら言及していなかったが、ボイラ１は、燃焼量の異なる複数の燃焼モードを有するものであっても良い。また、燃焼モードに応じて、長さの異なる３本以上の電極棒を有する構成とすることも可能である。例えば、低燃焼モードとこれより燃焼量の多い高燃焼モードとを備えたボイラとする場合、高水位電極棒、中水位電極棒、低水位電極棒の３本の電極棒を備え、低燃焼モードでは高水位電極棒によるタイマ制御、高燃焼モードでは中水位電極棒によるタイマ制御を行い、低水位電極棒はバックアップとして用いることが考えられる。この場合であっても、高水位電極棒又は中水位電極棒を特許請求の範囲における第１水位検知手段とし、低水位電極棒を第２水位検知手段として、上記実施形態に準じた第２制御モードを実行することで、通常は用いない低水位電極棒の異常を検知することが可能である。

【0045】

上記実施形態において、第１水位検知手段及び第２水位検知手段はそれぞれ高水位電極棒１７及び低水位電極棒１８であったが、水位を検知する手段は電極棒に限定されない。例えば、第１水位検知手段及び第２水位検知手段として、フロートを用いることも可能である。

【0046】

上記実施形態において、制御手段１９は、第２制御モードＭ２を初期起動時に実行するようにしていたが、初期起動時にはすぐに第１制御モードＭ１を実行し、予め定めた期間又は予め定めた運転回数ごとに第２制御モードＭ２に移行するようにすることも好適である。

【符号の説明】

【0047】

１ ：ボイラ
２ ：上部ヘッダ
３ ：下部ヘッダ
４ ：水管
５ ：缶体
６ ：バーナ
７ ：電磁弁
８ ：燃料供給ライン
９ ：蒸気弁
１０ ：蒸気流出管
１１ ：逆止弁
１２ ：給水ポンプ
１３ ：給水ライン
１４ ：排水弁
１５ ：排水ライン
１６ ：水位制御筒
１７ ：高水位電極棒（第１水位検知手段）
１７ａ ：外部接続端子
１７ｂ ：電極部
１８ ：低水位電極棒（第２水位検知手段）
１８ａ ：外部接続端子
１８ｂ ：電極部
１９ ：制御手段
Ｍ１ ：第１制御モード
Ｍ２ ：第２制御モード

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】