特許 7533262 ボイラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】ボイラ

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/38 20060101AFI20240806BHJP

   F22B 37/42 20060101ALI20240806BHJP

   F22D 5/26 20060101ALI20240806BHJP

   F22B 21/06 20060101ALN20240806BHJP

【ＦＩ】

F22B37/38 C

F22B37/42 A

F22D5/26 Z

F22B21/06 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021019873

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122556

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2023-11-07

(73)【特許権者】

【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】100142365

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 宏紀

(72)【発明者】

【氏名】吉野 孝平

【審査官】柳本 幸雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－５７８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－７５２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－３００２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実公平６－４５１２８（ＪＰ，Ｙ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ ３７／３８

Ｆ２２Ｂ ３７／４２

Ｆ２２Ｄ ５／２６

Ｆ２２Ｂ ３５／００

Ｆ２２Ｂ ２１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水管を加熱して蒸気を生成するボイラであって、
生成した蒸気の圧力を検出する圧力検出手段と、
ボイラ内における所定位置の温度を検出する温度検出手段と、
前記水管内の水位が第１の水位に達しているか否かを検出する第１水位検出手段と、
特定条件が成立している場合に前記圧力検出手段が故障していると判定する判定手段とを備え、
前記特定条件は、前記圧力検出手段により検出された圧力が第１の値以下で前記温度検出手段により検出された温度が第２の値以上となる状況であって、さらに前記第１水位検出手段により前記第１の水位に達していると判定されている特定の状況となることにより成立し得る条件である、ボイラ。

【請求項2】

前記水管内の水位が前記第１の水位よりも高い第２の水位に達しているか否かを検出する第２水位検出手段と、
前記ボイラに給水する給水手段とを備え、
前記特定条件は、前記特定の状況下であってさらに前記第２水位検出手段により前記第２の水位に達していないと判定されてから、前記給水手段により給水されているにもかかわらず前記第２水位検出手段により前記第２の水位に達していると判定されずに所定時間が経過することにより成立し得る条件である、請求項１に記載のボイラ。

【請求項3】

前記第２の水位は、ボイラにおける給水制御に用いられる水位である、請求項２に記載のボイラ。

【請求項4】

前記第１の水位は、ボイラにおいて燃焼を停止するときの水位として定められている燃焼停止水位である、請求項１～請求項３のいずれかに記載のボイラ。

【請求項5】

燃焼量を制御する燃焼量制御手段を備え、
前記第２の値は、前記燃焼量制御手段により制御されている燃焼量に応じた値である、請求項１～請求項４のいずれかに記載のボイラ。

【請求項6】

前記所定位置は、前記水管の表面であって、前記第１の水位以下となる水位に対応する位置である、請求項１～請求項５のいずれかに記載のボイラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラに関する。

【背景技術】

【0002】

燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラにおいては、生成した蒸気の圧力を計測し、計測された圧力値をフィードバックしてボイラの運転を制御することが行われている。そのため、蒸気の圧力を計測する装置（一例として、蒸気圧センサ）の故障は素早く検知して適切に対応することが求められる。これに対して、例えば、蒸気圧力センサから異常な値が出力されている場合であって、蒸気圧力センサにより計測される蒸気圧力と、蒸気温度値から算出した蒸気圧力との差が一定の値よりも大きくなった場合には、これらの蒸気圧力のうちの高い方の圧力に基づいてボイラの運転を制御するボイラがあった（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５６６５４３８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、従来のボイラにおいては、蒸気圧力センサが実際に故障している場合であっても、当該蒸気圧力センサから異常とはいえず平常時に取り得る値が出力されている場合には、当該蒸気圧力センサが故障していることを特定できない虞があった。また、例えば缶水の水位が低水位である場合には、蒸気圧センサにより計測される蒸気圧力が低くなる一方で蒸気圧温度値が高くなり、蒸気圧センサにより計測される蒸気圧力と、蒸気温度値から算出した蒸気圧力との差が一定の値よりも大きくなる状況となり得る。このような場合には、蒸気圧センサの異常を正しく検知できない虞があった。

【0005】

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、蒸気の圧力を計測する装置の故障を精度よく判定できるボイラを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うボイラは、水管を加熱して蒸気を生成するボイラであって、生成した蒸気の圧力を検出する圧力検出手段と、ボイラ内における所定位置の温度を検出する温度検出手段と、前記水管内の水位が第１の水位に達しているか否かを検出する第１水位検出手段と、特定条件が成立している場合に前記圧力検出手段が故障していると判定する判定手段とを備え、前記特定条件は、前記圧力検出手段により検出された圧力が第１の値以下で前記温度検出手段により検出された温度が第２の値以上となる状況であって、さらに前記第１水位検出手段により前記第１の水位に達していると判定されている特定の状況となることにより成立し得る条件である。

【0007】

上記の構成によれば、温度が第２の値以上であるにもかかわらず圧力が第１の値以下であっても、水管内の水位が第１の水位に達していないときには圧力検出手段が故障しているとは判定せず、温度が第２の値以上であるにもかかわらず圧力が第１の値以下であってさらに水管内の水位が第１の水位に達している特定の状況下において圧力検出手段が故障していると判定され得る。このため、圧力検出手段の故障を精度よく判定することができる。

【0008】

好ましくは、前記水管内の水位が前記第１の水位よりも高い第２の水位に達しているか否かを検出する第２水位検出手段と、前記ボイラに給水する給水手段とを備え、前記特定条件は、前記特定の状況下であってさらに前記第２水位検出手段により前記第２の水位に達していないと判定されてから、前記給水手段により給水されているにもかかわらず前記第２水位検出手段により前記第２の水位に達していると判定されずに所定時間が経過することにより成立し得る条件である。

【0009】

上記の構成によれば、特定の状況下となっても所定時間が経過するまでに第２の水位に達していると判定されたときには圧力検出手段が故障しているとは判定せず、特定の状況下となり第２の水位に達していないと判定されてから第２の水位に達していると判定されずに所定時間が経過することにより圧力検出手段が故障していると判定され得る。このため、特定の状況下となっても即座に圧力検出手段が故障しているとは判定しないため、圧力検出手段の故障をより一層精度よく判定することができる。

【0010】

好ましくは、前記第２の水位は、ボイラにおける給水制御に用いられる水位である。

【0011】

上記の構成によれば、特定の状況下となっても所定時間が経過するまでに給水制御に用いられる第２の水位（例えば、給水開始水位、基準水位など）に達していると判定されたときには圧力検出手段が故障しているとは判定されないため、精度を向上させることができる。

【0012】

好ましくは、前記第１の水位は、ボイラにおいて燃焼を停止するときの水位として定められている燃焼停止水位である。

【0013】

上記の構成によれば、単なる水管の過熱を圧力検出手段の故障と判定してしまうことを防止でき、精度を向上させることができる。

【0014】

好ましくは、燃焼量を制御する燃焼量制御手段を備え、前記第２の値は、前記燃焼量制御手段により制御されている燃焼量に応じた値である。

【0015】

上記の構成によれば、燃焼量を考慮して圧力検出手段の故障を判定するため、精度を向上させることができる。

【0016】

好ましくは、前記所定位置は、前記水管の表面であって、前記第１の水位以下となる水位に対応する位置である。

【0017】

上記の構成によれば、水管内の水温を考慮して圧力検出手段の故障を判定するため、精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】ボイラの制御装置の概略構成を模式的に示す図である。

【図2】蒸気圧センサ故障関連処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

＜概略構成について＞
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るボイラの概略構成について説明する。

【0020】

ボイラ１は、図１に示すように、燃料を燃焼させて蒸気を生成するボイラ本体２と、水位検出装置３と、圧力検出部（蒸気圧センサ）４と、ボイラ１の運転・動作を制御する制御装置５と、ボイラ本体２に給水を行う給水ライン６と、温度検出部（温度センサ、スケールモニタ）７と、空気供給路２ｅを介してボイラ本体２の燃焼室内に空気を送り込む送風機８と、気水分離器９と、ボイラ本体２からの排ガスを導出する排気通路（図示せず）と、ボイラ本体２に燃料を供給する燃料供給ライン（図示せず）とを備えている。なお、燃料は、油である例について説明するが、油などの液体に限らず、ガスなどの気体であってもよい。

【0021】

ボイラ本体２は、略円筒状に形成されており、その内部にバーナ２ａ、複数の水管２ｂ、上部ヘッダ２ｃ、および、下部ヘッダ２ｄなどを備えている。複数の水管２ｂは、ボイラ本体２の内部に収容されており、ボイラ本体２の円周方向に所定の間隔で立設されている。これにより、ボイラ本体２の略中央部に、燃焼室が形成される。

【0022】

バーナ２ａは、燃焼室の上方に設けられている。バーナ２ａは、複数の水管２ｂの内部に導入された缶水を加熱して、蒸気を生成する。また、バーナ２ａは、燃料供給ラインを介して燃料タンク（図示せず）と接続されている。燃料供給ラインには、流量調整弁が設けられている。ボイラ１の燃焼量は、制御装置５により流量調整弁の開度が制御されることにより、連続的又は段階的に調整される。例えば、高燃焼時には、流量調整弁の開度が１００％に制御され、低燃焼時には、流量調整弁の開度が５０％に制御される。

【0023】

下部ヘッダ２ｄは、ボイラ本体２の下部に設けられ、複数の水管２ｂの下部と連結されている。下部ヘッダ２ｄは、給水ライン６と接続されている。給水ライン６には、給水ポンプ６１と逆止弁６２が設けられている。給水ポンプ６１から給水ライン６を介して下部ヘッダ２ｄへ給水され、給水された水は水管２ｂにおいて加熱される。

【0024】

上部ヘッダ２ｃは、ボイラ本体２の上部に設けられ、複数の水管２ｂの上部と連結されている。上部ヘッダ２ｃは、複数の水管２ｂにおいて生成した蒸気を集め、蒸気出口通路を介して気水分離器９へ導出する。

【0025】

気水分離器９は、上部ヘッダ２ｃからの蒸気を乾き蒸気と水分とに分離する。気水分離器９により分離された乾き蒸気は、蒸気供給通路を介して所定の機器に送り出される。一方、気水分離器９により分離された水分は、気水分離器９と下部ヘッダ２２とを連結する降水通路を介して下部ヘッダ２ｄに戻される。

【0026】

水位検出装置３は、導通可能な金属により形成される水位制御筒３０と、複数の電極棒３１とを備える。水位制御筒３０は、両端が封止された略円筒形状に形成されている。水位制御筒３０の上端部は、上部ヘッダ２ｃと連通している。また、水位制御筒３０の下端部は、下部ヘッダ２ｄと連通している。このため、水位制御筒３０内の水位は、ボイラ本体２内の水管２ｂの水位と略一致する。水位制御筒３０には、複数の電極棒３１が設けられている。本実施の形態では、Ｌ棒３１Ｌ、Ｍ棒３１Ｍ、Ｓ棒３１Ｓを備えている。Ｌ棒３１Ｌ、Ｍ棒３１Ｍ、Ｓ棒３１Ｓは、それぞれの先端（下端）が、上下方向に互いに間隔をあけて配置されており、水位制御筒３０内の複数の水位を、段階的に検出可能に構成されている。Ｌ棒３１Ｌは、最も低い水位となる水位Ｌを検出し、Ｍ棒３１Ｍは、水位Ｌよりも高い水位Ｍを検出し、Ｓ棒３１Ｓは、水位Ｍよりも高い水位Ｓを検出する。

【0027】

水位Ｌは、燃焼状態において必要となる最低水位であり、当該水位Ｌ未満の状態が所定時間以上継続することにより燃焼停止する水位、つまりボイラにおいて燃焼を強制的に停止する制御に用いられる燃焼停止水位である。

【0028】

水位Ｍは、高燃焼時の給水制御に用いられる水位である。制御装置５は、例えば給水ポンプをＯＮ／ＯＦＦ制御する場合、水位Ｍは、高燃焼時における給水開始水位であり、水位が水位Ｍを下回ると給水を開始し、水位Ｍを検知してから所定時間経過後に給水を停止するように制御する。これに対して、水位一定制御（基準水位になるように連続的に給水を行う制御）の場合、水位Ｍは、高燃焼時における基準となる水位となり、常時水位Ｍとなるように給水制御が行われる。

【0029】

水位Ｓは、燃焼開始時や低燃焼時の給水制御に用いられる水位である。制御装置５は、例えば燃焼開始時において、水位が当該水位Ｓを下回るときには給水を開始し、水位Ｓを上回っていることを条件として燃焼を開始する。また、制御装置５は、例えば給水ポンプをＯＮ／ＯＦＦ制御する場合、水位Ｓは、低燃焼時における給水開始水位であり、水位が水位Ｓを下回ると給水を開始し、水位Ｓを検知してから所定時間経過後に給水を停止するように制御する。これに対して、水位一定制御の場合、水位Ｓは、低燃焼時における基準となる水位となり、常時水位Ｓとなるように給水制御が行われる。

【0030】

電極棒３３（Ｄ棒）は、上部ヘッダ２ｃから水管２ｂ内へ向けて配置されている。Ｄ棒３３の先端が位置する設定水位を水位Ｄとする。水位Ｄは、過熱防止用の水位であり、例えば水位Ｓよりも高い位置に定められている。

【0031】

圧力検出部４は、気水分離器９の蒸気供給通路（蒸気出口）側に設けられ、ボイラ１で生成した蒸気の圧力を検出する蒸気圧センサである。生成した蒸気の圧力は、ボイラ本体２内の水管２ｂの圧力と相関関係を有している。このため、制御装置５は、蒸気圧センサ４により検出された蒸気の圧力に基づいてボイラの運転状態（燃焼状態）を制御する。例えば、検出された蒸気圧の値が燃焼量に応じて予め定められた蒸気圧よりも高い場合には、給水量の増大や低燃焼に移行等の制御が行われる。蒸気圧センサ４の故障判定については後述する。

【0032】

制御装置５は、内部にメモリ、タイマ、および演算処理部を含むコンピュータにより実現され、ボイラ１の運転・動作等を制御するものであり、例えば、着火時および停止時の動作、燃焼量が異なる複数種類の燃焼状態（例えば、低燃焼、高燃焼）を制御する。

【0033】

温度検出部７は、ボイラ本体２内の水管２ｂの温度を検出する温度センサであり、例えばスケールモニタを用いることができる。スケールモニタ７は、水管のスケールの付着を監視するために水管の温度を検出するものであるが、水管内の圧力と相関関係があり、水管の圧力をある程度特定可能となる。スケールモニタ７は、水管２ｂの表面に取り付けられるが、水位Ｌよりも下方の位置に取り付けることが好ましい。ボイラ１が運転状態のときには、正常であれば水管２ｂの水位が水位Ｌよりも高い位置に維持される。このため、スケールモニタ７を水位Ｌよりも下方の位置に設けることにより、水管２ｂ内の水の温度をより確実に把握可能となる。

【0034】

＜蒸気圧センサ故障の判定＞
蒸気圧センサ４が正常に動作しており測定された蒸気圧が正しい値である場合、制御装置５は、蒸気圧センサ４の測定値に基づいてボイラを制御することにより、ボイラを正常に運転可能となる。また、蒸気圧センサ４が故障している場合であっても、故障していること自体を制御装置５が判定できれば、測定された蒸気圧に基づく制御を行わずにボイラを運転することにより、ボイラの継続運転が可能となる。制御装置５は、例えば、蒸気圧センサ４が故障していると判定できた場合、蒸気圧センサ４の測定値に代えて、所定の比較的高い値（例えば、ボイラの仕様における最高蒸気圧の９割程度の値等）に基づいてボイラを継続運転することができる。

【0035】

一方、蒸気圧センサ４が故障している場合であって故障していること自体を判定できない場合には、誤った測定値に基づいてボイラを制御することになるため、ボイラを正常に運転できなくなる虞がある。例えば、実際の蒸気圧が高い場合には、給水が行われるべきであるが、蒸気圧センサ４の故障により、実際よりも低い値が測定されてしまい、行われるべき給水が行われず、その結果、水管２ｂ内の水位が上がらず所定の水位（例えば、水位Ｌ、水位Ｍ、水位Ｓのいずれか）に達しないことなどにより、ボイラの運転を強制停止させることとなる。ボイラの強制停止は、蒸気圧センサ４以外の要因でも発生し得るが、燃焼効率の低下や再稼働の手間等を考慮すると、極力回避することが望ましい。

【0036】

そこで、発明者は、ボイラが強制停止された場合にその原因が蒸気圧センサの故障であった場合の検証を行った。具体的には、ボイラの運転が強制停止された際の蒸気圧センサの測定値と温度センサの測定値とをサンプリングして集計した。その結果、蒸気圧センサの故障が原因となって強制停止されたケースが、例えば、温度センサにより測定された温度が１３０℃以上であり、蒸気圧センサにより測定された圧力が０ＭＰａ以下となる範囲に集中していることを確認した。つまり、温度が１３０℃以上の高温であるということは、生成される蒸気の圧力も比較的高くなっているべきところ、蒸気圧センサの故障のために蒸気圧センサにより検出された圧力値が０ＭＰａ以下となり実際に生成されている蒸気の圧力に比べて極めて低くなっており、検出された低い圧力に基づく給水制御が行われる結果、水管内の水位が上昇せずに、強制停止に至ったものと推定される。さらに、発明者は、検証を進めた結果、蒸気圧センサが故障していない場合であっても、水管内の水位が例えば水位Ｌなどの低水位に達しておらず単に水管が過熱されている状況下においても、温度センサにより測定された温度が１３０℃以上で蒸気圧センサにより測定された圧力が０ＭＰａ以下となる状況になり得ることを確認した。

【0037】

以上の検証結果を踏まえて、本実施の形態におけるボイラ１では、蒸気圧センサ４の故障を、温度と圧力の条件に加え、水位の条件も考慮することで、蒸気圧センサの故障を精度よく判定可能となった。具体的には、蒸気圧センサ４により検出された圧力が低圧力となる第１の値以下で、スケールモニタ７により検出された温度が高温となる第２の値以上となる状況であって、さらに水位が低水位となる第１の水位に達していると判定されている特定の状況となることにより、蒸気圧センサ４の故障を判定可能とするようにした。

【0038】

第１の値は、低圧力値であればよく、例えば、大気圧に対して０ＭＰａと設定されることが好ましい。第２の値としては、１００℃以上の高温であればよく、例えば１３０℃～２００℃の範囲内（例えば、１５０℃）に設定されることが好ましい。また、第２の値は、制御装置５が設定している燃焼量や、制御装置５が制御している燃焼状態に応じた値であることが好ましい。燃焼量や燃焼状態により水管の温度が変動するため、ボイラの運転状態において基準となる蒸気の圧力も変動し、より高い燃焼量・燃焼状態のときには第２の温度としてより高い数値が設定される。例えば、低燃焼の場合は１３０℃（または１５０℃）、高燃焼の場合は２００℃が設定される。

【0039】

また、第１の水位は、低水位であればよく、例えば水位Ｌ（例えば、燃焼停止水位）を用いることが好ましい。水位が水位Ｌ未満の状態が所定時間以上継続するときは、燃焼停止することから、通常運転中であるときには水位Ｌ以上となる。それにもかかわらず、水位が水位Ｌ未満である一方で温度が第２の温度以上となっている状況は、単なる水管の過熱である可能性が高いこととなる。第１の水位として水位Ｌを用いることにより、単なる水管の過熱により、蒸気圧センサの故障と誤検知することを防止できる。

【0040】

また、本実施の形態におけるボイラ１では、蒸気圧センサ４の故障を判定する条件に、前述した特定の状況下であってその時の水位が第１の水位よりも高い第２の水位に達していないと判定されてから、給水されているにもかかわらず第２の水位に達していると判定されずに所定時間が経過することを加えることが好ましい。つまり、水位が十分に確保されている場合や、確保されていないときでも給水されて所定時間が経過するまでに第２の水位に達して事後的に水位が十分に確保された場合には、蒸気圧センサの故障とは判定せず、水位が十分に確保されていないときにおいて所定時間に亘って給水したが未だに第２の水位に達していない場合に蒸気圧センサの故障を判定可能とするものである。所定時間が経過するまでに第２の水位に達したならば、十分な給水が行われていることが推測されるため、故障とは認定しない。ここで、第２の水位は、第１の水位よりも高い水位であればよく、例えば、低燃焼時において低燃焼時の給水制御に用いられる水位Ｓ、高燃焼時においては高燃焼時の給水制御に用いられる水位Ｍを例示するが、これに限らず、水位Ｄであってもよい。

【0041】

＜蒸気圧センサ故障関連処理について＞
図２は、蒸気圧センサ故障関連処理の一例を説明するためのフローチャートである。蒸気圧センサ故障関連処理は、ボイラ１の蒸気圧センサ４の故障を判定するための処理であり、制御装置５により実行される。

【0042】

ステップＳ０１では、蒸気圧センサ４に基づく圧力が０ＭＰａ以下であるか否かが判定される。蒸気圧センサ４に基づく圧力が０ＭＰａ以下であると判定された場合には、ステップＳ０２に進み、０ＭＰａを超えると判定された場合にはステップＳ０１に戻る。

【0043】

ステップＳ０２では、スケールモニタ７に基づく温度が燃焼量に応じた温度（例えば、低燃焼の場合は１３０℃、高燃焼の場合は２００℃）以上であるか否かが判定される。燃焼量に応じた温度以上であると判定された場合には、ステップＳ０３に進み、燃焼量に応じた温度未満であると判定された場合にはステップＳ０１に戻る。

【0044】

ステップＳ０３では、水管内の水位が第１の水位（例えば、水位Ｌ）以上であるか否かが判定される。水位Ｌ以上であると判定された場合には、ステップＳ０４に進み、水位Ｌ未満であると判定された場合にはステップＳ０１に戻る。

【0045】

ステップＳ０４では、水管内の水位が第２の水位（例えば、低燃焼時においては水位Ｓ、高燃焼時においては水位Ｍ）未満であるか否かが判定される。第２の水位未満であると判定された場合には、ステップＳ０５に進み、第２の水位以上であると判定された場合にはステップＳ０１に戻る。

【0046】

ステップＳ０５では、給水中であるか否かが判定される。給水中であると判定された場合には、ステップＳ０６に進み、給水中ではないと判定された場合にはステップＳ０１に戻る。

【0047】

ステップＳ０６～Ｓ０９は、ステップＳ０４において水管内の水位が第２の水位未満であると判定されてから、時間の計測を開始し、所定時間（例えば６０秒）経過するまでに第２の水位に達しているか否かを判定する。具体的に、ステップＳ０６では、カウントタイマの値に１を加算する。ステップＳ０７では、水管内の水位が第２の水位未満であるか否かが判定される。第２の水位未満であると判定された場合には、ステップＳ０８に進み、第２の水位以上であると判定された場合には、水位を十分に確保できているため、蒸気圧センサ故障関連処理を終了する。

【0048】

ステップＳ０８では、カウントタイマの値が所定時間（例えば６０秒）以上に相当する値に到達したか否かが判定される。例えば、ステップＳ０６～Ｓ０９の繰り返しが２ｍ秒ごとに行われる場合、６０秒に相当する値とは、例えば、ステップＳ０６～Ｓ０９の処理が２ｍ秒ごとに行われる場合には３００００（＝６０秒／２ｍ秒）となる。ステップＳ０８において、カウントタイマの値が所定時間以上に相当する値に到達していないと判定された場合、すなわち所定時間が経過していない場合には、ステップＳ０９に進む。

【0049】

ステップＳ０９では、蒸気圧センサ４に基づく圧力が０ＭＰａ以下であるか否か（つまり測定値に変化があったか否か）が判定される。蒸気圧センサ４に基づく圧力が０ＭＰａ以下であると判定された場合には、ステップＳ０６に戻り、０ＭＰａを超えると判定された場合には、測定値が変動していることから、蒸気圧センサ４の故障である可能性が低いため、蒸気圧センサ故障関連処理を終了する。一方、特定の状況下であってさらに第２の水位に達していないと判定されてステップＳ０６におけるカウントタイマの加算が開始された以降において、例えば、検出された温度が第２の値（燃焼量に応じた温度）未満となった場合や、水位が第１の水位（水位Ｌ）を下回った場合は、所定時間の計測を中止せず継続して行う。一時的に温度や水位が特定の状況を満たさなくなるケースが生じ得るためである。

【0050】

一方、ステップＳ０８において、カウントタイマの値が所定時間以上に相当する値に到達したと判定された場合、すなわち第２の水位に到達することなく所定時間が経過した場合には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、所定時間が経過するまでに第２の水位以上とならなかった状況であり、蒸気圧センサ４が故障している可能性が高くかつ水位を十分に確保できていないため、蒸気圧センサ故障時の制御に切り替えるとともに、蒸気圧センサが故障している旨を報知する。蒸気圧センサ故障時の制御としては、測定された蒸気圧の値に基づく制御を行わず、例えば、蒸気圧センサ４の測定値に代えて、所定の比較的高い値（例えば、仕様において最高蒸気圧の９割程度の値等）に基づいてボイラを継続運転することである。これにより、蒸気圧センサ４が故障している可能性が高い場合であっても、ボイラ１の運転を継続することができる。

【0051】

以上のように、本実施の形態では、図２のステップＳ０１～Ｓ０３で示すように、温度が第２の値以上であるにもかかわらず圧力が０ＭＰａ以下であっても、水管内の水位が水位Ｌに達していないときには蒸気圧センサ４が故障しているとは判定せず、温度が第２の値以上であるにもかかわらず圧力が０ＭＰａ以下であってさらに水管内の水位が水位Ｌに達している特定の状況下において蒸気圧センサ４が故障していると判定され得る。このため、蒸気圧センサ４の故障を精度よく判定することができる。

【0052】

また、本実施の形態では、特定の状況下となっても、図２のステップＳ０４～Ｓ０９で示すように、所定時間が経過するまでに第２の水位に達していると判定されたときには、蒸気圧センサ４が故障しているとは判定せず、特定の状況下となり第２の水位に達していないと判定されてから第２の水位に達することなく所定時間が経過することにより、蒸気圧センサ４が故障していると判定され得る。このため、特定の状況下となっても即座に蒸気圧センサ４が故障しているとは判定しないため、蒸気圧センサ４の故障をより一層精度よく判定することができる。

【0053】

また、本実施の形態では、ステップＳ０７における判定基準となる水位として、ボイラ１における給水制御に用いられる第２の水位（例えば、給水開始水位、基準水位など）が定められているため、特定の状況下となっても所定時間が経過するまでに第２の水位（低燃焼時においては水位Ｓ、高燃焼時においては水位Ｍ）に達していると判定されたときには蒸気圧センサ４が故障しているとは判定されないため、精度を向上させることができる。

【0054】

また、本実施の形態では、ステップＳ０３における判定基準となる水位として、ボイラにおいて燃焼を停止するときの水位として定められている燃焼停止水位（水位Ｌ）が定められているため、単なる水管の過熱を蒸気圧センサの故障と検知してしまうことを防止でき、精度を向上させることができる。

【0055】

また、本実施の形態では、ステップＳ０２における判定基準となる温度として、制御装置５により制御されている燃焼量に応じた温度が定められている。燃焼量の高低に応じて水管内の水の温度が変動し得るが、当該燃焼量を考慮して蒸気圧センサ４の故障を判定することにより、精度を向上させることができる。

【0056】

また、本実施の形態では、図１に示すように、スケールモニタ７は、水管の表面であって、水位Ｌ以下となる水位に対応する位置の温度を検出する。ボイラ１が運転状態のときには、水管２ｂの水位が水位Ｌよりも高い位置にあるため、水管内の水温を考慮して蒸気圧センサ４の故障を判定するため、精度を向上させることができる。

【0057】

本発明は、上記の実施の形態に限られず、種々の変形、応用が可能である。以下、本発明に適用可能な上記の実施の形態の変形例などについて説明する。

【0058】

上記実施形態では、蒸気圧センサ４の故障判定の一例を図２に基づいて説明したが、これに限らず、例えば、ステップＳ０１～Ｓ０３の処理を行うものであって、ステップＳ０３において水位が水位Ｌ以上でありＹＥＳと判定された場合に、蒸気圧センサ４の故障と判定してステップＳ１０へ移行するものであってもよい。また、ステップＳ０１～ステップＳ０４の処理を行うものであって、ステップＳ０４において水位が水位Ｓ未満であってＹＥＳと判定された場合に、蒸気圧センサ４の故障と判定してステップＳ１０へ移行するものであってもよい。また、ステップＳ０１～ステップＳ０５の処理を行うものであって、ステップＳ０５において給水中であってＹＥＳと判定された場合に、蒸気圧センサ４の故障と判定してステップＳ１０へ移行するものであってもよい。

【0059】

また、図２のステップＳ０４およびステップＳ０７においては、判定基準として、第２の水位（低燃焼時においては水位Ｓ、高燃焼時においては水位Ｍ）が定められている例について説明したが、これに限らず、判定基準として水位Ｄが定められているものであってもよい。また、低燃焼時においては水位Ｓ／高燃焼時においては水位Ｍを判定基準とした判定と、水位Ｄを判定基準とした判定を併用してもよく、少なくとも一方の判定基準を満たしたときに故障と判定するようにしてもよいし、双方の判定基準を満たしたときに故障と判定するようにしてもよい。

【0060】

また、図２のステップＳ０８における所定時間として６０秒を例示したが、これに限らず、例えば、電極棒Ｓの断線判定時間を基準とし、当該断線判定時間よりも例えば２０秒短い時間であってもよい。

【0061】

また、温度検出手段（スケールモニタ）７を用いて水管２ｂの温度から間接的に水管２ｂ内の圧力を特定する例を示したが、温度検出手段に代えて、例えば、ゲージ抵抗等により水管２ｂ内の圧力の度合いを特定する管内圧力検出手段を用いるようにしてもよい。この場合、圧力検出手段（蒸気圧センサ）が故障していると判定することとなる特定条件は、圧力検出手段（蒸気圧センサ）により検出された圧力が第１の値以下で管内圧力検出手段（ゲージ抵抗等）により検出された圧力が第２の値（水管の温度が例えば１３０℃となる場合に対応する管内圧力）以上となる状況であって、さらに水位Ｌに達していると判定されている所定の状況となることにより成立し得るものであってもよく、また、所定の状況下であってさらに第２の水位に達していないと判定されてから、給水されているにもかかわらず第２の水位に達していると判定されずに所定時間が経過することにより成立し得るものであってもよい。

【0062】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0063】

１ ボイラ
２ ボイラ本体
２ａ バーナ
２ｂ 水管
２ｃ 上部ヘッダ
２ｄ 下部ヘッダ
２ｅ 空気供給路
３ 水位検出装置
３０ 水位制御筒
３１ 電極棒
３１Ｌ Ｌ棒
３１Ｍ Ｍ棒
３１Ｓ Ｓ棒
３３ 電極棒（Ｄ棒）
４ 圧力検出部
５ 制御装置
６ 給水ライン
７ 温度検出部
８ 送風機
９ 気水分離器

【図1】

【図2】