(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気機器を内包する内圧容器と、該内圧容器の内側と外側との差圧を検出するする圧力検出手段と、前記内圧容器に保護気体を供給する気体供給手段と、前記電気機器を制御する制御手段とを含む内圧防爆構造を備えた装置であり、
前記圧力検出手段が前記内圧容器内に設けられ、前記制御手段は、前記気体供給手段が所定量の保護気体を内圧容器内に送った後に前記圧力検出手段に通電し、該圧力検出手段への通電により検出された前記内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに前記電気機器に通電してなることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内圧防爆構造を備えた装置であり、前記内圧容器は、電気機器を内包する電気機器室と、該電気機器室からの前記保護気体と燃料とにより燃焼を行う燃焼室と、前記燃焼室に連通して前記燃焼室内の気体を排気する排気流路とを有し、前記気体供給手段は、前記電気機器室内に前記保護気体を供給してなる燃焼装置。
【請求項３】
請求項２に記載の燃焼装置を備えてなる液化ガス蒸発装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内圧防爆構造を備えた装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内圧防爆構造を備えた装置は、電気機器を内包する内圧容器、内圧容器に保護気体を供給する気体供給手段、内圧容器の外側に設置されて内圧容器の内側と外側との差圧が所定の圧になったことを検出する圧力検出手段、そして電気機器、送風機、圧力検出手段などに電気的に接続された制御手段などを備えている。従来の内圧防爆構造を備えた装置では、安全のため、圧力検出手段に通電した状態で内圧容器の内部に十分な量の保護気体を圧入し、内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上になっているときに、内圧容器内の電気機器に通電するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、圧力検出手段は内圧容器の外側に設けられているため、圧力検出手段と制御部とを電気的に接続する場合、圧力検出手段への通電によって装置周囲のガスなどに引火しないように本質安全防爆構造に対応する必要がある。したがって、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、圧力検出手段は、本質安全防爆用リレーすなわちバリアリレーなどの機器類を介して制御手段と接続されている。このように、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、本質安全防爆構造に対応するためのバリアリレーなどの機器類を必要とするため、装置コストの上昇を招いている。
【０００４】
バリアリレーなどの機器類を用いずに電気防爆に対応する構成として、圧力検出手段に耐圧防爆構造を有する圧力検出手段を用いることが考えられる。しかし、このような圧力検出手段は高価であり、装置コストの上昇を招くことには変わりがない。
【０００５】
本発明の課題は、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の内圧防爆構造を備えた装置は、電気機器を内包する内圧容器と、この内圧容器の内側と外側との差圧を検出するする圧力検出手段と、内圧容器に保護気体を供給する気体供給手段と、電気機器を制御する制御手段とを含み、圧力検出手段が内圧容器内に設けられ、制御手段は、気体供給手段が所定量の保護気体を前記内圧容器内に送った後に圧力検出手段に通電し、この圧力検出手段への通電により検出された内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに電気機器に通電することにより上記課題を解決する。
【０００７】
このような構成とすれば、圧力検出手段は、内圧容器内に位置しており、内圧容器内に所定量の保護気体が送られた後に通電されるため、圧力検出手段へ通電時のガスなどへの引火を防止できる。さらに、内圧容器内の電気機器は、圧力検出手段により検出された内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに通電される。したがって、圧力検出手段と制御手段とを電気的に接続する際にバリアリレーなどの機器類を介して接続を行う必要なしに内圧防爆構造に対応した装置を構成できるため、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することができる。
【０００８】
さらに、上記の内圧防爆構造を備えた装置であり、内圧容器は、電気機器を内包する電気機器室と、この電気機器室からの保護気体と燃料とにより燃焼を行う燃焼室と、燃焼室に連通して燃焼室内の気体を排気する排気流路とを有し、気体供給手段は、電気機器室内に前記保護気体を供給してなる燃焼装置とすれば、内圧防爆構造に対応する燃焼装置のコストを低減できるので好ましい。加えて、上記の燃焼装置を備えてなる液化ガス蒸発装置とすれば、液化ガス蒸発装置のコストを低減できるので好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる燃焼装置の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明を適用してなる内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置とこの燃焼装置を備えた液化ガス蒸発装置の概略構成を示す図である。図２は、液化ガス蒸発装置運転時の各部の動作のタイムチャートを示す図である。なお、本実施形態の内圧防爆構造を備えた装置は、通風式内圧防爆構造を備えた燃焼装置であり、本実施形態の燃焼装置を液化ガス蒸発装置の燃焼部として用いる場合を一例として説明する。
【００１０】
本実施形態の燃焼装置１は、図１に示すように、内圧容器である電気機器室３及び燃焼室５、電気機器室３及び燃焼室５などに保護気体を供給する気体供給手段である送風機７、排気管９、燃料を供給する燃料供給管１１、燃料供給管１１に設けられた電磁弁からなるガス弁１３及び調整弁１４、燃料に着火させるためのイグニッション１５、フレームロッド１６、そして燃焼を制御するための制御部１７などを備えている。電気機器室３と燃焼室５とは、空気室１９を介して連通している。電気機器室３と空気室１９とは、電気機器室３と空気室１９とを仕切る隔壁２１の一部分に形成された開口部２３で連通している。電気機器室３と空気室１９内には、燃料供給管１１が挿通されており、燃料供給管１１の燃料を噴出する側の端部２５は、燃焼室５内で開口している。
【００１１】
電気機器室３内には、圧力検出手段であり、電気機器室３の内側と外側の差圧が予め設定された差圧以上になった場合に作動して信号を出力する圧力スイッチ２６、ガス弁１３などが配設されている。空気室１９と燃焼室５とは、空気室１９と燃焼室５とを仕切る隔壁２７の燃料供給管１１の端部２５周囲部分に形成された連通部２９で連通している。制御部１７は、耐圧防爆構造を有する箱体である電装ボックス３０内に設置されている。
【００１２】
送風機７は、防爆型の送風機であり、送風機７の送風管３１は、電気機器室３の空気室１９と反対側部分、すなわち電気機器室３の保護気体の流れに対して上流側に連通している。送風機７の吸気口３３は、吸気管３５に連通している。排気管９は、燃焼室５の空気室１９と反対側部分、すなわち燃焼室５の保護気体の流れに対して下流側に連通している。なお、吸気管３５の吸気口部３７と排気管９の排気口部３９は、各々非危険場所４１に開口している。したがって、本実施形態では、保護気体として清浄な空気を使用しており、また、この空気を燃焼用空気としても利用している。
【００１３】
本実施形態の燃焼装置１の燃焼室５は、熱媒４２が収容されている温水槽４３内に配設されており、また、この温水槽４３内には、液化ガスが通流する管からなる熱交換器４５が設置されている。本実施形態の液化ガス蒸発装置は、熱交換器４５内を通流する液相の液化ガス、例えば液化石油ガス（ＬＰＧ）や液化天然ガス（ＬＮＧ）などを、燃焼装置１により熱せられた熱媒４７の熱により蒸発させて気相のＬＰＧやＬＮＧを得るものである。また、燃焼装置１は、燃料としてＬＰＧやＬＮＧなどを用いている。したがって、液化ガス蒸発装置を構成する燃焼装置１、すなわち電気機器室３、燃焼室５、送風機７、そして電装ボックス３０などは危険場所４８に在り、電装ボックス３０と、送風機７、そして電気機器室３などの内圧容器中に在るガス弁１３、イグニッション１５、フレームロッド１６などとを電気的に接続する配線４９は、防爆配線となっている。また、配線４９は、電気機器室３などの内圧容器内の、配線４９と電気的に接続された通常の配線である配線５１を介してガス弁１３やイグニッション１５、フレームロッド１６などと電気的に接続されている。
【００１４】
このような構成の燃焼装置１の動作と本発明の特徴部について説明する。すなわち、通風式内圧防爆構造となっている燃焼装置１では、図２に示すように、運転を開始する際、制御部１７に備えられた、または制御部１７に電気的に接続された図示していない電源スイッチや運転指令スイッチなどがオンされ、運転開始指令により発停入力がオンになると、最初に制御部１７が送風機７をオンして電気機器室３への清浄空気の送風を開始する。制御部１７は、十分な掃気量、例えば内圧容器の容積の５倍以上の清浄空気で内圧容器内を掃気する。このとき制御部１７は、掃気量を掃気時間Ｔにより管理する。例えば、内圧容器の容積の５倍以上の掃気を行うために必要な掃気時間Ｔを、送風機７の流量と、内圧容器の容積、すなわち送風機７の送風管３１、電気機器室３、空気室１９、燃焼室５、そして排気管９の容積を足した容積とから算出しておき、この算出した掃気時間Ｔを制御部１７に設定または記憶させておくことで管理されている。送風機７の流量は、例えば、流量と内圧容器内の圧力との関係を予め求めておき、この流量と内圧容器内の圧力との関係に基づいて電気機器室３や空気室１９などの内圧容器内の圧力が所定の圧力、例えば内圧容器の外側に対して内側が４９Ｐａ以上高く保持されるように設定されている。
【００１５】
続いて制御部１７は、所定の掃気時間Ｔが経過した時点で、圧力スイッチ２６に通電し、圧力スイッチ２６の出力を確認する。このとき、電気機器室３の内側と外側の差圧が予め圧力スイッチ２６に設定されている値以上になっている場合、圧力スイッチ２６がオンになり制御部１７に信号が出力される。圧力スイッチ２６から制御部１７に信号が入力されている状態であれば、電気機器室３の内側は、清浄空気によって電気機器室３や空気室１９などの内圧容器の内側と外側の差圧が所定の値以上に保たれていることになる。
【００１６】
このような圧力スイッチ２６からの信号が入力されている状態で、制御部１７は、電気機器室３や空気室１９内などに電気火花が発生する可能性がある部分などを有する電気機器類であるガス弁１３、イグニッション１５、フレームロッド１６などに通電する。すなわち、制御部１７は、圧力スイッチ２６からの信号が入力されている状態で、ガス弁１３に通電しオン状態つまり開状態にして燃料ガスを燃料供給管１１の端部２５に向けて通流させ、イグニッション１５に所定時間通電して燃料ガスに点火し、フレームロッド１６に通電しオン状態にして炎の有無を検出する。また、燃焼を停止する場合などにおいては、制御部１７は、圧力スイッチ２６からの信号が入力されている状態で、ガス弁１３、フレームロッド１６への通電を遮断しオフ状態にして燃焼を停止させた後、送風機７と圧力スイッチ２６への通電を遮断しオフ状態にする。なお、再度燃焼を開始する場合には、上記と同様の動作により制御部１７に圧力スイッチ２６からの信号が入力されている状態で各電気機器に通電を行うが、電気機器室３や空気室１９内などの清浄空気が引火性のガスなどに入れ替わり難い条件であれば、送風機７をオンしてから圧力スイッチ２６をオンするまでの２回目の掃気時間ｔは、最初に運転を開始する場合の掃気時間Ｔよりも短くすることもできる。
【００１７】
このように、本実施形態の内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置１では、圧力検出手段である圧力スイッチ２６は、内圧容器である電気機器室３内に位置しており、送風機７により電気機器室３や空気室１９内などに所定量の保護気体、つまり非危険場所４１からの清浄空気が送られ始めてから掃気時間Ｔ経過したときに通電される。このため、圧力スイッチ２６へ通電時のガスなどへの引火を防止できる。さらに、電気機器室３内や空気室１９内などに電気火花などが発生する部分を有する電気機器つまりガス弁１３、イグニッション１５、フレームロッド１６などは、制御部１７へ圧力スイッチ２６からの入力がある状態、すなわち、電気機器室３や空気室１９などの内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上に在る状態のときに通電される。したがって、圧力スイッチ２６と制御部１７とを電気的に接続するためにバリアリレーなどの機器類を介する必要なしに内圧防爆構造に対応した装置を構成できるため、装置のコストを低減することができる。
【００１８】
さらに、市販のバリアリレーを用いる場合、バリアリレー側の端子形状が単一であるため、誤配線を行わないように配線作業を行う必要があり、配線作業を効率的に行えなかったが、本実施形態では、バリアリレーが不要になるため、配線に種々の形状端子を用いることができ、容易に誤配線を防止できるため、配線作業を効率的に行うことができる。加えて、バリアリレーを介した配線がなくなるため、配線数が減り組み立て工数を低減できる。また、バリアリレーなどの機器類を用いるい場合、制御部などとバリアリレーなどの機器類とを１つの電装ボックスに納めた場合、電装ボックスが大型化してしまうが、本実施形態では、バリアリレーが不要になるため、制御部１７のみを電装ボックス３０に納めればよく、電装ボックスを小型化できる。
【００１９】
さらに、本実施形態では、圧力スイッチ２６が電気機器室３内に在るため、圧力スイッチ２６が、燃焼装置１の外側、つまり危険場所４８の雰囲気中の粉塵や塵埃などの影響を受けないため、圧力検出手段の寿命を延ばし、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置１の信頼性を向上することができる。加えて、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置１やこの燃焼装置１を備えた液化ガス蒸発装置の組立、保守や点検作業などにおいて、圧力スイッチに工具や燃焼装置１や液化ガス蒸発装置の構成部品部材などがぶつかることなどによる衝撃を受けることがないことでも、圧力検出手段の寿命が延び、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置１の信頼性を向上することができる。
【００２０】
ところで、液化ガス蒸発装置では、熱媒４２の温度などを検出するための温度センサーや熱媒の液面位置を検出するための液面センサーなどが設けられている場合がある。これらのセンサー類が耐圧防爆構造などに対応したものでなければ、各々のセンサーなどを制御部１７と電気的に接続する場合バリアリレーなどの機器類を介して接続する必要がある。しかし、圧力センサー２６を制御部１７に接続するためのバリアリレーなどの機器類は不要になるため、バリアリレーなどの機器類の数を減らすことができ、装置のコストを低減することができる。なお、温度センサーや液面センサーなどのセンサー類などを耐圧防爆構造などに対応した構成とすれば、液化ガス蒸発装置からバリアリレーなどの機器類を除くことができ、装置のコストを一層低減することができる。
【００２１】
また、本実施形態では、ガス弁１３に通電してオンし、ガス弁１３が開状態で燃焼ガスに直接イグニッション１５で点火しているが、燃料ガスの流路に比例弁を設けるような構成などにすることもできる。さらに、燃料ガスのメイン燃焼流路とパイロット燃焼流路、そしてメイン燃焼流路とパイロット燃焼流路との切替弁などを設け、待機状態では常時パイロット燃焼させておき、燃焼状態に移行する場合、制御部１７へ圧力スイッチ２６からの入力がある状態で、電気機器室３などの内圧容器内にある切替弁に通電し、パイロット燃焼からメイン燃焼へ切り換える構成とすることもできる。
【００２２】
また、本実施形態では、制御部１７は、危険場所内に設けられた１個の筐体からなる電装ボックス３０に納められた構成であるが、このような制御部１７に限らず、制御手段は、非危険場所４１に設けることもでき、また、制御手段は、複数の筐体、例えば各機能に対応した回路や機器などを個別に納めた複数の筐体を有する構成にすることもできる。
【００２３】
また、本実施形態では、内圧防爆構造を備えた装置として液化ガス蒸発装置の燃焼部として用いられている燃焼装置１を一例として説明したが、本発明はこれに限らず、例えばボイラや乾燥器などの内圧防爆構造を備えた燃焼部を有する様々な機器や装置類に備えられる様々な構成の燃焼装置に適用できる。さらに、燃焼装置に限らず様々な内圧防爆構造を備えた装置に適用できる。加えて、本実施形態は、通風式の内圧防爆構造を備えた装置であるが、本発明は、封入式の内圧防爆構造を備えた装置にも適用できる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用してなる内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置と、この燃焼装置を備えた液化ガス蒸発装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図２】液化ガス蒸発装置運転時の各部の動作のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
１  燃焼装置
３  電気機器室
５  燃焼室
７  送風機
１３  電磁弁
１５  イグニッション
１６  フレームロッド
１７  制御部
２６  圧力スイッチ
【図１】
0003702404.tif 000002
【図２】
0003702404.tif 000003