(57)【要約】【課題】本発明は、小型の防爆電源装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の防爆電源装置１は、外部機器Ｄに電力を供給する防爆電源装置１であって、電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替える切替手段５と、装置１外部に独立して設けられた操作手段７からの指示を受け付けると、切替手段５を制御する制御手段６と、を装置１内部に備えることを特徴とする。【選択図】図１
2019013105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器に電力を供給する防爆電源装置であって、
電源から外部機器への電力の供給と遮断とを切り替える切替手段と、
装置外部に独立して設けられた操作手段からの指示を受け付けると、前記切替手段を制御する制御手段と、
を装置内部に備える、
防爆電源装置。
【請求項２】
前記電源は、外部電源である、請求項１に記載の防爆電源装置。
【請求項３】
前記電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換手段を装置内部に備える、請求項１または２に記載の防爆電源装置。
【請求項４】
前記切替手段が、複数備えられ、
複数の前記切替手段のそれぞれが、前記電源から複数の前記外部機器のそれぞれへの電力の供給と遮断とを切り替え可能に構成される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の防爆電源装置。
【請求項５】
前記電源から供給される電力を他の防爆電源装置に供給可能な請求項１〜４のいずれか１項に記載の防爆電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部機器に電源を供給する防爆電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
爆発性雰囲気では、ガス検知器などの電気機器には、電力の供給と遮断を機械的に切り替える防爆スイッチ（たとえば特許文献１）を介して電力が外部から供給される。このような防爆スイッチは、たとえば、スイッチング部の接点切り替え時のスパークにより防爆スイッチ内部で爆発しても、その爆発の影響が防爆スイッチの外部に及ぶことのない耐圧防爆構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１５４０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような機械的に操作される防爆スイッチは、耐圧防爆構造を実現するために、「工場電気設備防爆指針」に準拠した基準を満たす必要があり、大型化を避けることができない。特に、爆発性雰囲気では、複数の電気機器が用いられることが多く、その場合に複数の電気機器のそれぞれのために大型の防爆スイッチを配置することで、電気機器や配電ケーブルなどを含めた装置全体の配置の自由度が低下する。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、小型の防爆電源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】
【０００６】
本発明の防爆電源装置は、外部機器に電力を供給する防爆電源装置であって、電源から外部機器への電力の供給と遮断とを切り替える切替手段と、装置外部に独立して設けられた操作手段からの指示を受け付けると、前記切替手段を制御する制御手段と、を装置内部に備えることを特徴とする。
【０００７】
また、前記電源は、外部電源であることが好ましい。
【０００８】
また、前記電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換手段を装置内部に備えることが好ましい。
【０００９】
また、前記切替手段が、複数備えられ、複数の前記切替手段のそれぞれが、前記電源から複数の前記外部機器のそれぞれへの電力の供給と遮断とを切り替え可能に構成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記電源から供給される電力を他の防爆電源装置に供給可能であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、小型の防爆電源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る防爆電源装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１の防爆電源装置の操作手段および被操作手段の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る防爆電源装置を説明する。ただし、本発明の防爆電源装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
本実施形態の防爆電源装置１は、図１に示されるように、爆発性雰囲気において使用され、防爆電源装置１の外部にある外部機器Ｄに電力を供給する防爆式の電源装置である。防爆電源装置１は、爆発性雰囲気内で使用可能なように、防爆容器２を備えた防爆構造を有している。防爆電源装置１は、本実施形態では、「工場電気設備防爆指針」において定義される耐圧防爆構造を有している。ただし、防爆電源装置１は、周囲の爆発性雰囲気に着火しないような防爆構造を有していればよく、たとえば内圧防爆構造など、他の防爆構造を有していてもよい。
【００１５】
外部機器Ｄは、爆発性雰囲気において使用され、防爆電源装置１などの機器Ｄ外部から電力が供給されて動作する機器である。外部機器Ｄとしては、特に限定されることはなく、たとえば公知のガス検知器、圧力発信機、照明器具などが用いられる。また本実施形態では、防爆電源装置１に外部機器Ｄを４つ接続できる例を示しているが、接続される外部機器Ｄの数はこれに限られず、１つ以上接続できればよい。
【００１６】
防爆電源装置１は、図１に示されるように、電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替える切替手段５と、装置１外部に独立して設けられた操作手段７からの指示を受け付けると、切替手段５を制御する制御手段６とを装置１内部に備えている。防爆電源装置１は、防爆電源装置１の外部に独立して設けられた操作手段７により、外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替えることができるので、大型化が不可避な機械式防爆スイッチと比べて装置の小型化を実現できる。
【００１７】
電源３は、外部機器Ｄに供給する電力の供給源である。電源３は、本実施形態では、図１に示されるように、防爆電源装置１の外部（防爆容器２の外部）にある外部電源である。外部電源３は、防爆電源装置１の内部（防爆容器２の内部）に収容された電圧変換手段４に電力供給可能に接続されている。外部電源３としては、たとえば、非爆発性雰囲気にある、商用交流電源などの交流電源を用いることができる。その場合、外部電源３と電圧変換手段４とは、交流電力供給用ケーブルを介して接続される。交流電力供給用ケーブルは、直流電力供給用ケーブルと比べて細く形成可能であるので、爆発性雰囲気内でスペースを占有することなく自在に配索することができる。したがって、防爆電源装置１は、外部電源３として交流電源を用いることで、非爆発性雰囲気から遠く離れて外部機器Ｄの近傍に配置することが可能となり、そのことは、ケーブル配索性の観点から、また、防爆電源装置１および外部機器Ｄの操作性の観点から有利である。また、電源３として外部電源を用いる場合、従来の機械式防爆スイッチであれば、装置内において内部接点での配線が必要で、その配線のためのスペースを確保する必要がある。しかし、防爆電源装置１は、以下でも述べるように、操作手段７が装置外部に独立して設けられているので、電源３として外部電源を用いても、機械式防爆スイッチと比べて配線のためのスペースを削減できるので、装置の小型化を図ることができる。ただし、電源は、外部機器Ｄに供給する電力の供給源となれば、交流電力供給用の外部電源に限定されることはなく、たとえば防爆電源装置の外部に設けられた直流電力供給用の外部電源であってもよいし、防爆電源装置の内部に設けられた直流電力供給用の内部電源（たとえばリチウムイオン電池など）であってもよい。
【００１８】
防爆電源装置１は、上述したように、電源３から供給される交流電圧を直流電圧に変換する電圧変換手段４を装置１内部に備えている。電圧変換手段４は、防爆電源装置１の内部（防爆容器２の内部）に収容され、交流電力を受け取り可能に電源３に接続され、直流電力を供給可能に切替手段５および制御手段６に接続される。電圧変換手段４としては、特に限定されることはないが、公知のＡＣ／ＤＣコンバータを用いることができる。防爆電源装置１が電圧変換手段４を装置１内部に備えることで、外部機器Ｄに電圧変換手段を設ける必要がないので、外部機器Ｄの大型化および高コスト化を抑えることができる。ただし、防爆電源装置は、たとえば、上述したように直流電力供給用電源を電源３として用いる場合には、電圧変換手段４を備えていなくてもよいし、外部機器Ｄが電圧変換手段を備えている場合には、交流電力を外部機器Ｄに供給すればよいので、電圧変換手段４を備えていなくてもよい。
【００１９】
切替手段５は、制御手段６からの指示を受けて、電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替える。切替手段５は、図１に示されるように、電源３と外部機器Ｄとの間で、防爆容器２の内部に設けられ、通信可能に制御手段６と接続されている。本実施形態では、切替手段５は、電圧変換手段４と外部機器Ｄとの間に設けられ、電圧変換手段４から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断を切り替える。ただし、切替手段は、電源３と外部機器Ｄとの間に設けられて電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替えることができれば、本実施形態に限定されることはなく、たとえば、電源３と電圧変換手段４との間に設けられて、電源３から電圧変換手段４への電力の供給と遮断とを切り替えるように構成されてもよい。
【００２０】
防爆電源装置１は、図１に示されるように、切替手段５が複数備えられており、複数の切替手段５のそれぞれが、電源３から複数の外部機器Ｄのそれぞれへの電力の供給と遮断とを切り替え可能に構成される。複数の切替手段５のそれぞれは、互いに並列に、電源３（図示された例では電圧変換手段４）と複数の外部機器Ｄのそれぞれとの間に設けられている。防爆電源装置１は、切替手段５を複数（図示された例では４つ）備えることにより、複数（図示された例では４つ）の外部機器Ｄのそれぞれに対して、互いに独立して電力の供給と遮断とを切り替えることができる。外部機器Ｄ毎に電力の供給と遮断を切り替えることが可能なので、たとえば１つの外部機器Ｄがメンテナンスのための電力遮断が必要な場合などにおいて、他の外部機器Ｄの動作を停止することなく、その１つの外部機器Ｄだけを切り離してメンテナンスすることができる。ただし、切替手段は、少なくとも１つ備えられていれば、特にその数は限定されることはない。
【００２１】
切替手段５は、本実施形態では、公知のリレースイッチが用いられる。リレースイッチは、制御手段６からリレー制御信号を受け取って、オン／オフを切り替えて、電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替える。切替手段５としてリレースイッチを採用することは、電力の供給と遮断とを安定して切り替えることができる点で好ましい。ただし、切替手段は、電源３から外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替えることができれば、リレースイッチに限定されることはなく、たとえば公知のスイッチング回路を用いることもできる。
【００２２】
操作手段７は、防爆電源装置１の内部（防爆容器２の内部）に設けられた被操作手段８に対して防爆電源装置１の外部（防爆容器２の外部）から作用することにより、遠隔操作で被操作手段８を介して制御手段６に指示を送る。操作手段７は、図１に示されるように、防爆電源装置１から独立して防爆電源装置１の外部に設けられる。より具体的には、操作手段７は、操作手段７が作用する対象である被操作手段８から離間して、被操作手段８と接触することなく、防爆容器２の外部に設けられる。防爆電源装置１は、操作手段７が防爆容器２の外部に独立して設けられているので、機械式防爆スイッチのように内部接点での配線が必要なく、それによって配線のためのスペースを削減できるので、装置の小型化を図ることができる。
【００２３】
本実施形態では、図２に示されるように、操作手段７は、磁界を発生する磁石であり、被操作手段８は、磁石の磁界による作用を検知する磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃである。操作手段７である磁石は、防爆容器２の外部において、被操作手段８である磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃに対して進退自在に構成されている。一方、被操作手段８である磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃは、防爆容器２の内部に収容され、通信可能に制御手段６と接続されている。磁石を磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃに近づけることで、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃは、磁気透過可能な防爆容器壁２ａを貫通して作用する磁気を感知してオン状態となって、磁気感知信号を制御手段６に送信する。また、磁石を磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃから遠ざけることで、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃは、磁気を感知しなくなりオフ状態となって、制御手段６への磁気感知信号の送信を停止する。操作手段７として磁石を用い、被操作手段８として磁気センサを用いることで、離間して作用する磁気を利用することができるので、操作手段７を装置外部から装置内部の被操作手段８に直接接続する必要がなく、直接接続することにより生じる配線の必要性を排除することができ、装置の小型化を実現できる。
【００２４】
本実施形態では、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃは、複数（図示された例では４つ）の切替手段５のいずれかを制御対象として選択するための、それぞれが各切替手段５に対応した複数（図示された例では４つ）の切替手段選択用磁気センサ８ａと、選択された切替手段５の電力の遮断状態から供給状態へと切り替えるための供給切替用磁気センサ８ｂと、選択された切替手段５の電力の供給状態から遮断状態へと切り替えるための遮断切替用磁気センサ８ｃとを備えている。外部機器Ｄへの電力の供給と遮断との切り替えが必要な場合には、切り替えの必要な切替手段５に対応する切替手段選択用磁気センサ８ａに対して磁石を近づけることで、その切替手段選択用磁気センサ８ａが磁石の磁気を感知してオン状態となって、切り替えの必要な切替手段５を制御対象として選択するための信号を制御手段６に送信する。つぎに、たとえば外部機器Ｄに電力を供給する場合は、磁石を供給切替用磁気センサ８ｂに近づけることで、その供給切替用磁気センサ８ｂが磁石の磁気を感知してオン状態となって、電力の遮断状態から供給状態に切り替えるための信号を制御手段６に送信する。あるいは、外部機器Ｄへの電力を遮断する場合は、磁石を遮断切替用磁気センサ８ｃに近づけることで、その遮断切替用磁気センサ８ｃが磁石の磁気を感知してオン状態となって、電力の供給状態から遮断状態に切り替えるための信号を制御手段６に送信する。このようにして、防爆電源装置１では、複数の切替手段５のそれぞれを互いに独立して操作し、複数の外部機器Ｄのそれぞれへの電力の供給と遮断とを独立して切り替えることができる。また、防爆電源装置１では、切替手段５の切り替えを、切り替えが必要な切替手段５を制御対象として選択するステップと、選択された切替手段５の電力の供給と遮断との切り替えを行なうステップとを２段階で実施することにより、切替手段５の誤操作を抑制し、切り替えをより確実に行なうことができる。
【００２５】
なお、操作手段７および被操作手段８としては、本実施形態では磁石および磁気センサが用いられるが、被操作手段８に対して操作手段７が作用して、操作手段７が被操作手段８を介して制御手段６に指示を送ることができれば、特にこれらに限定されることはなく、たとえば、無線ＬＡＮや赤外線通信などの信号発信装置および信号受信装置であっても構わない。
【００２６】
制御手段６は、操作手段７から被操作手段８を介して指示を受け付けると、切替手段５に制御信号を送信して切替手段５を制御する。制御手段６は、図１に示されるように、電力を受け取り可能に電圧変換手段４に接続され、切替手段５および被操作手段８にそれぞれ通信可能に接続されている。本実施形態では、制御手段６は、操作手段７である磁石が被操作手段８である磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃに近づけられたときに、磁石の磁気の作用を感知した磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃから磁気感知信号を受信し、切替手段５であるリレースイッチにリレー制御信号を送信して、それによって、リレースイッチのオン／オフを切り替えて、外部機器Ｄへの電力の供給と遮断とを切り替える。本実施形態では、制御手段６は、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃから磁気感知信号を所定時間継続して受信した後に、リレースイッチにリレー制御信号を送信するように構成されている。したがって、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃに磁石が不意に瞬間的に（所定時間以内）で近づけられるようなことがあっても、ただちにリレースイッチが切り替えられることがないので、リレースイッチの誤操作を抑制することができる。所定時間は、磁気センサ８ａ、８ｂ、８ｃの磁気検知範囲内に磁石を配置してから、制御手段６が磁気検知信号を受信するまでの時間よりも長い時間で適宜設定可能であり、たとえば０．５秒以上、好ましくは１秒以上、さらに好ましくは２秒以上に設定可能である。制御手段６としては、特に限定されることはなく、公知の中央処理装置（ＣＰＵ）などを用いることができる。また、制御手段６は、本実施形態では電圧変換手段４を介して電力が供給されるが、バッテリなどの他の電源から電力が供給されてもよい。
【００２７】
防爆電源装置１は、図１に示されるように、切替手段５の状態を表示する表示手段９を備えていてもよい。表示手段９は、防爆容器２の外部から視認可能に防爆容器２の内部に収容され、制御手段６と通信可能に接続される。表示手段９は、たとえば、複数あるうちのどの切替手段５が制御対象として現在選択されているかや、選択された切替手段５が電力の供給状態または遮断状態のいずれであるかなどを表示することができる。表示手段９としては、たとえば公知のＬＥＤディスプレイや表示ランプを採用することができる。
【００２８】
防爆電源装置１はさらに、図１に示されるように、電源３から供給される電力を他の防爆電源装置１０に供給可能に構成されていてもよい。本実施形態では、防爆電源装置１は、外部電源から装置１内に供給される交流電圧を、電圧変換手段４により直流電圧に変換することなく、装置１外にある他の防爆電源装置１０に供給する。また他の防爆電源装置１０は、防爆電源装置１と同様に構成される。防爆電源装置１が他の防爆電源装置１０へ電力を供給することができるので、非爆発性雰囲気にある外部電源から爆発性雰囲気内の複数の拠点に電力を供給する必要がある場合であっても、防爆電源装置１を用いることで、複数の拠点ごとに並列して電源ケーブルを配索する必要がなく、防爆電源装置１を介して複数の拠点を直列で接続して、電源ケーブルの配索スペースを小さくすることができる。また他の防爆電源装置１０にも外部機器Ｄを接続できるので、多くの外部機器Ｄへの電力の供給と遮断を容易におこなうことができる。防爆電源装置は、電源から供給される電力を他の防爆電源装置に供給可能であれば、本実施形態に限定されることはなく、たとえば、外部電源から供給される交流電圧を直流電圧に変換して、他の防爆電源装置に直流電力を供給してもよいし、内部電源から供給される直流電力を他の防爆電源装置に供給してもよい。また他の防爆電源装置は、防爆電源装置と異なる構造であってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１  防爆電源装置
２  防爆容器
２ａ  防爆容器壁
３  電源
４  電圧変換手段
５  切替手段
６  制御手段
７  操作手段
８  被操作手段
８ａ  切替手段選択用磁気センサ
８ｂ  供給切替用磁気センサ
８ｃ  遮断切替用磁気センサ
９  表示手段
１０  他の防爆電源装置
Ｄ  外部機器
【図１】
2019013105.tif 000003
【図２】
2019013105.tif 000004