(57)【要約】【課題】常用の計装空気の圧力低下時にバックアップ用としての計装空気を安定的に供給することができる計装空気供給設備を提供する。【解決手段】本発明の計装空気供給設備１は、第１の空気供給源１０と、第１の空気供給源１０からの計装空気を機器５０に供給する第１の空気配管１１と、第２の空気供給源２０と、第１の空気配管１１に連結され、第２の空気供給源２０からの計装空気を機器５０に供給する第２の空気配管２１とを備える。第１の空気配管１１には、第１の空気供給源１０から供給される計装空気圧を計測する圧力計１５と、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁１６とが設けられている。そして、圧力計１５による圧力値が所定値を下回った場合に、空気遮断弁１６により第１の空気供給源１０からの計装空気の供給が遮断されるとともに、第２の空気供給源２０が稼働し第２の空気配管２１より計装空気が機器５０に供給される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器に計装空気を供給する計装空気供給設備であって、
第１の空気供給源と、
前記第１の空気供給源と前記機器とを接続し、該第１の空気供給源からの計装空気を該機器に供給するための第１の空気配管と、
第２の空気供給源と、
所定の位置で前記第１の空気配管に連結され、前記第２の空気供給源からの計装空気を前記機器に供給するための第２の空気配管と、を備え、
前記第１の空気配管には、
前記第１の空気供給源から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計と、
前記第２の空気配管との連結点よりも上流側に位置し、前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁と、が設けられ、
前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合に、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給が遮断されるとともに、前記第２の空気供給源が稼働して前記第２の空気配管を介して該第２の空気供給源から計装空気が前記機器に供給される
ことを特徴とする計装空気供給設備。
【請求項２】
前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給が遮断されるとともに前記第２の空気供給源が稼働する、前記計装空気の圧力の所定値が、０．４ＭＰａＧ〜０．７ＭＰａＧの範囲内の値である
請求項１に記載の計装空気供給設備。
【請求項３】
前記第１の空気配管には、前記圧力計が設けられた箇所より下流側の位置に、計装空気貯蔵槽が設けられている
請求項１又は２に記載の計装空気供給設備。
【請求項４】
前記第２の空気配管には、計装空気貯蔵槽が設けられている
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の計装空気供給設備。
【請求項５】
機器に接続された計装空気供給設備により該機器に計装空気を供給する計装空気供給方法であって、
前記計装空気供給設備は、
第１の空気供給源と、
前記第１の空気供給源と前記機器とを接続し、該第１の空気供給源からの計装空気を該機器に供給するための第１の空気配管と、
第２の空気供給源と、
所定の位置で前記第１の空気配管に連結され、前記第２の空気供給源からの計装空気を前記機器に供給するための第２の空気配管と、を備え、
前記第１の空気配管には、
前記第１の空気供給源から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計と、
前記第２の空気配管との連結点よりも上流側に位置し、前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁と、が設けられており、
通常作動時においては、
前記第２の空気供給源を停止し、前記第１の空気供給源を稼働させ、該第１の空気供給源からの計装空気を前記第１の空気配管を介して前記機器に供給し、
前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合においては、
前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断するとともに、前記第２の空気供給源を稼働させ、該第２の空気供給源からの計装空気を前記第２の空気配管内を通過させて前記機器に供給する
ことを特徴とする計装空気供給方法。
【請求項６】
前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合においては、
前記第２の空気供給源を稼働させて該第２の空気供給源からの計装空気の供給を開始した後、所定の時間をおいて、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する
請求項５に記載の計装空気供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計装空気供給設備に関するものであり、配管の破損やその他の非常事態が生じた場合であっても、安定的に計装空気を計装機器に供給することができる計装空気供給設備及びその設備を用いた計装空気の供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、乾式の銅製錬プロセスにおいては、熔錬時に、硫黄酸化物や窒素酸化物を含む酸性ガスが発生する。発生した酸性ガスは各所で引き込まれ、除害設備での除害処理を経て無害化された状態で大気に放出される。
【０００３】
その除害設備での除害処理では、酸性ガスに対して苛性ソーダや水酸化マグネシウム等のアルカリ水溶液を添加することで中和除害し、続けて設けられている湿式電気集塵機等により除塵した後に、大気放出している。
【０００４】
さて、このような除害設備等に設けられた、アルカリ水溶液を添加するための添加弁は、一般的には逆作動式の空気作動自動弁で構成されており、引き込む酸性ガスの濃度に応じてアルカリ水溶液の添加量を調節している。
【０００５】
空気作動自動弁を作動させる計装空気は、圧縮機及び除湿装置（以下、これらを合わせて「計装空気製造装置」と呼ぶ）にて製造される。計装空気製造装置で製造された計装空気は、計装空気配管を通って工場各所の設備に供給されるが、その計装空気製造装置や常用の計装空気配管が破損して計装空気圧が低下すれば、計装空気を必要とする弁や計装機器は動作不能となる。特に、上述した除害処理で用いられるような、アルカリ水溶液の添加弁の場合には、一般的に逆作動式の空気作動自動弁であるため、計装空気圧の低下により弁が全閉となり、アルカリ水溶液の供給が不能となる。これにより、酸性ガスを中和除害することができなくなり、短時間であっても、酸性ガスが系外に排出される可能性を齎してしまう。このような事態になった場合には、製錬プロセス等の操業自体を停止せざるを得ず、操業効率が著しく低下する。
【０００６】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１には、常用の自給空気経路にＮ２バックアップガス供給経路を接続し、常用の自給空気圧が特定値よりも低下した場合に、そのバックアップガス供給経路に設けた三方弁を自動で切り替え、このことによって、下流に計装空気を供給する方法が開示されている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示されているような供給系統においては、自給空気圧の低下に基づきＮ２バックアップガス供給経路にて計装空気を供給する際に、常用の自給空気経路に設けられた逆止弁に異常が発生すると、下流より圧力が低い自給空気経路の上流側にＮ２バックアップガスが逆流してしまう。一般的に、上流側の配管は下流の配管よりも太く構成されているため、Ｎ２バックアップガスの逆流が生じるとその大部分が逆流してしまい、下流側の目的物に対してガス又は計装空気を供給できないことになる。
【０００８】
さらに、そのような自給空気経路に設けられた逆止弁では、通常運転中にメンテナンスや動作確認を行って正常性を確認することが困難であるため、弁体の固渋等があっても発見できず修理や交換の機会がなく、空気圧低下時に逆止弁としての役割をなさずにＮ２バックアップガスが逆流してしまうという問題が発生する頻度が高くなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２７５４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、逆流を生じさせることなく、常用の計装空気の圧力低下時にバックアップ用としての計装空気を安定的に供給することができる計装空気供給設備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】
【００１１】
（１）本発明の第１の発明は、機器に計装空気を供給する計装空気供給設備であって、第１の空気供給源と、前記第１の空気供給源と前記機器とを接続し、該第１の空気供給源からの計装空気を該機器に供給するための第１の空気配管と、第２の空気供給源と、所定の位置で前記第１の空気配管に連結され、前記第２の空気供給源からの計装空気を前記機器に供給するための第２の空気配管と、を備え、前記第１の空気配管には、前記第１の空気供給源から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計と、前記第２の空気配管との連結点よりも上流側に位置し、前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁と、が設けられ、前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合に、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給が遮断されるとともに、前記第２の空気供給源が稼働して前記第２の空気配管を介して該第２の空気供給源から計装空気が前記機器に供給されることを特徴とする計装空気供給設備である。
【００１２】
（２）本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給が遮断されるとともに前記第２の空気供給源が稼働する、前記計装空気の圧力の所定値が、０．４ＭＰａＧ〜０．７ＭＰａＧの範囲内の値である、計装空気供給設備である。
【００１３】
（３）本発明の第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記第１の空気配管には、前記圧力計が設けられた箇所より下流側の位置に、計装空気貯蔵槽が設けられている、計装空気供給設備である。
【００１４】
（４）本発明の第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記第２の空気配管には、計装空気貯蔵槽が設けられている、計装空気供給設備である。
【００１５】
（５）本発明の第５の発明は、機器に接続された計装空気供給設備により該機器に計装空気を供給する計装空気供給方法であって、前記計装空気供給設備は、第１の空気供給源と、前記第１の空気供給源と前記機器とを接続し、該第１の空気供給源からの計装空気を該機器に供給するための第１の空気配管と、第２の空気供給源と、所定の位置で前記第１の空気配管に連結され、前記第２の空気供給源からの計装空気を前記機器に供給するための第２の空気配管と、を備え、前記第１の空気配管には、前記第１の空気供給源から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計と、前記第２の空気配管との連結点よりも上流側に位置し、前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁と、が設けられており、通常作動時においては、前記第２の空気供給源を停止し、前記第１の空気供給源を稼働させ、該第１の空気供給源からの計装空気を前記第１の空気配管を介して前記機器に供給し、前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合においては、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断するとともに、前記第２の空気供給源を稼働させ、該第２の空気供給源からの計装空気を前記第２の空気配管内を通過させて前記機器に供給することを特徴とする計装空気供給方法である。
【００１６】
（６）本発明の第６の発明は、第５の発明において、前記圧力計により計測される前記第１の空気配管内の計装空気の圧力が所定値を下回った場合においては、前記第２の空気供給源を稼働させて該第２の空気供給源からの計装空気の供給を開始した後、所定の時間をおいて、前記空気遮断弁により前記第１の空気供給源からの計装空気の供給を遮断する、計装空気供給方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、上流側への逆流を生じさせることなく、常用の計装空気の圧力低下時にバックアップ用としての計装空気を安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】計装空気供給設備の構成の一例を示す図である。
【図２】計装空気供給設備の構成の一例を示す図である。
【図３】計装空気供給設備を用いた計装空気の供給方法の流れ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】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２０】
≪１．計装空気供給設備≫
本実施の形態に係る計装空気供給設備は、例えば除害設備等に設けられた、計装空気により作動する自動弁（空気自動作動弁）を備える各種機器に計装空気を供給するためのものである。以下、その空気自動作動弁を備える機器を、単に「機器」又は「計装機器」という。
【００２１】
図１は、本実施の形態に係る計装空気供給設備の構成の一例を示す図である。図１に示すように、計装空気供給設備１は、第１の空気供給源１０と、その第１の空気供給源１０と機器（計装機器）５０とを接続して計装空気を供給するための第１の空気配管１１と、第２の空気供給源２０と、所定の位置で第１の空気配管１１に連結されて第２の空気供給源２０からの計装空気を供給するための第２の空気配管２１とを備える。
【００２２】
また、計装空気供給設備１では、第１の空気配管１１において、第１の空気供給源１０から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計１５と、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁１６とが設けられている。
【００２３】
さらに、計装空気供給設備１は、圧力計１５と、空気遮断弁１６と、第２の空気供給源２０とに、電気的に接続された制御装置１７が設けられている。
【００２４】
［第１の空気供給源］
第１の空気供給源１０は、機器５０が使用する計装空気を発生させ、その機器５０に対して発生させた計装空気を供給する空気発生供給源である。この第１の空気供給源１０は、通常作動時において当該計装空気供給設備１から計装空気を発生させ機器５０に供給する空気供給源であり、すなわち常用の空気供給源である。
【００２５】
なお、本明細書でいう計装空気の発生とは、機器の動作に適したガスを得ることを意味しており、その発生手段としては公知の手段を用いることができる。例えば、大気を圧縮し、必要に応じて除塵や除湿を行うことによって生じさせることができる。
【００２６】
第１の空気供給源１０には、後述する第１の空気配管１１が連結されており、その第１の空気配管１１を介して、計装空気の供給先の機器５０と接続されている。
【００２７】
［第１の空気配管］
第１の空気配管１１は、第１の空気供給源１０と機器５０とを接続し、その第１の空気供給源１０から発生した計装空気を通過させ、機器５０に供給するための配管である。この第１の空気配管１１は、通常作動時において当該計装空気供給設備１から機器５０に対して計装空気を供給するための配管であり、すなわち常用の空気供給配管である。
【００２８】
なお、第１の空気配管１１としては、第１の空気供給源１０と機器５０とを接続させて、その機器５０に計装空気を供給できるものであればよく、末端部で分岐したものであってもよい。例えば、機器５０として複数の機器を設置しておき、第１の空気配管１１においては、それら複数の機器５０に接続される直前の位置（第１の空気配管１１の末端部）を分岐させた構成として、第１の空気供給源１０からそれぞれの機器５０に計装空気が供給されるようにしてもよい。また、このような場合、分岐した第１の空気配管１１において、分岐箇所からそれぞれの機器５０に接続されるまでの位置に弁を設けて、機器５０への計装空気の供給制御（ＯＮ／ＯＦＦ制御等）を行うようにしてもよい。
【００２９】
ここで、第１の空気配管１１においては、上述したように、第１の空気供給源１０から供給される計装空気の圧力を計測する圧力計１５と、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を遮断する空気遮断弁１６とが、それぞれ所定の位置に設けられている。
【００３０】
（圧力計）
圧力計１５は、第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の圧力、すなわちその第１の空気配管１１内を通過する計装空気の圧力を計測するものである。この圧力計１５は、第１の空気配管１１における、後述する第２の空気配管２１と第１の空気配管１１との連結点（図１中の「Ｐ」部。以下、「連結点Ｐ」という）よりも上流側、すなわち第１の空気供給源１０が位置する側に設けられている。さらには、この圧力計１５は、第１の空気配管１１における、後述する空気遮断弁１６が位置する箇所よりも上流側に設けられている。
【００３１】
圧力計１５としては、配管内の空気の圧力を計測できるものであれば特に限定されず、通常の工場設備の配管等に設けられた圧力計と同様のものを用いることができる。
【００３２】
圧力計１５は、連続的に又は断続的に、あるいは一定の時間経過毎に、第１の空気配管１１内を通過する計装空気の圧力を計測し、機器５０に第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の圧力の経時的な変化を認識できるようにしている。
【００３３】
計装空気供給設備１においては、詳しくは後述する制御装置１７が設けられており、圧力計１５をその制御装置１７に電気的に接続させ、圧力計１５にて計測された計装空気の圧力値に関する信号をその制御装置１７に送信可能に構成されている。
【００３４】
（空気遮断弁）
空気遮断弁１６は、第１の空気供給源１０からの第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の流れを遮断する弁である。この空気遮断弁１６は、第１の空気配管１１における、後述する第２の空気配管２１と第１の空気配管１１の連結点Ｐよりも上流側にであって、第１の空気配管１１上の圧力計１５が設けられた位置よりも下流側に設けられる。
【００３５】
空気遮断弁１６としては、弁の開／閉のみの動作を行い、第１の空気配管１１内の計装空気の通過のＯＮ／ＯＦＦのみを制御するＯＮ／ＯＦＦ弁の構成とすることができる。
【００３６】
空気遮断弁１６は、上述した圧力計１５により計測された、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の圧力値に基づいて、「開」状態又は「閉」状態の制御を行って、第１の空気配管１１を介して計装空気を通過させる。あるいは、計装空気の通過を遮断する。空気遮断弁１６の開閉に基づく計装空気の供給制御の流れについては、後で詳しく説明する。
【００３７】
計装空気供給設備１においては、上述のように制御装置１７が設けられており、空気遮断弁１６をその制御装置１７に電気的に接続させ、制御装置１７から空気遮断弁１６に対して開閉の制御に関する信号を送信可能に構成されている。
【００３８】
また、空気遮断弁１６としては、ＯＮ／ＯＦＦ弁の構成とすることに限られず、例えば弁の開閉度３０％、５０％、７０％（なお、開閉度１００％は弁が全開の状態、開閉度０％は弁が全閉の状態とする）等の、弁の開閉の程度もコントロールすることが可能なコントロール弁の構成としてもよい。このように空気遮断弁１６をコントロール弁で構成することによって、その弁の開閉度合いの制御に基づいて、第１の空気供給源１０からの第１の空気配管１１を介した計装空気の供給量をも制御することが可能になる。
【００３９】
なお、空気遮断弁１６は、逆作動式とすることが好ましい。逆作動式の弁であることにより、詳しくは後述するような常用の計装空気が低下して非常時となった際に駆動力が不足しても、「閉」側に動作するため、低圧となった常用の計装空気の流れを確実に遮断することができる。さらに、逆作動式であることにより、制御装置１７が故障した場合や、制御装置１７と空気遮断弁１６との間の信号系統に不具合が生じた場合でも、その「閉」動作を容易に行えるため、計装空気を確実に遮断することができる。
【００４０】
［第２の空気供給源］
第２の空気供給源２０は、第１の空気供給源１０と同様に、機器５０が使用する計装空気を発生させ、その機器５０に対して発生させた計装空気を供給する空気発生供給源である。この第２の空気供給源２０は、例えば常用の空気供給配管である第１の空気配管１１の破損等、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給が何らかの理由で減少等した場合に、その計装空気の圧力の低下に基づいて稼働される非常用の空気供給源である。なお、第２の空気供給源２０の稼働までの流れについては、後で詳述する。
【００４１】
第２の空気供給源２０には、後述する第２の空気配管２１が連結されており、その第２の空気配管２１を介して、計装空気の供給先の機器５０へと計装空気が供給される構成となっている。なお、より具体的には、第２の空気供給源２０から発生した計装空気は、先ず、第２の空気配管２１を通過し、次に、その第２の空気配管２１と所定の位置で連結した第１の空気配管１１を通過して、その第１の空気配管１１に接続された機器５０へと供給される。
【００４２】
計装空気供給設備１においては、上述のように制御装置１７が設けられており、第２の空気供給源２０をその制御装置１７に電気的に接続させ、上述した圧力計１５にて計測される圧力値や空気遮断弁１６における弁の開閉動作に応じて、第２の空気供給源２０の稼働又は停止を自動的に制御可能に構成されている。
【００４３】
［第２の空気配管］
第２の空気配管２１は、一端が、第２の空気供給源２０に接続され、他端が、第１の空気配管１１における所定の位置で連結（連結点Ｐ）されている。したがって、第２の空気供給源２０から発生した計装空気は、第２の空気配管２１を通過した後、連結点Ｐの地点から第１の空気配管１１を介して、機器５０へと供給される。このように、この第２の空気配管２１は、非常用の空気供給源である第２の空気供給源２０からの計装空気を機器５０へと送り出すための配管であり、すなわち非常用の空気供給配管である。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、第２の空気配管２１が連結点Ｐにおいて第１の空気配管１１と連結した構成の例を示したが、これに限られるものではない。例えば、第２の空気配管２１の他端を直接機器５０に接続させることによって第２の空気配管２１のみにより第２の空気供給源２０と機器５０とをつなげ、第２の空気供給源２０からの計装空気を第２の空気配管２１を介して直接機器５０に供給するようにしてもよい。
【００４５】
［制御装置］
制御装置１７は、第１の空気供給源１０から機器５０に供給される計装空気の供給量の低下や供給圧力の低下に基づいて、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を制御する。
【００４６】
計装空気供給設備１において、制御装置１７は、第１の空気配管１１上の圧力計１５と、空気遮断弁１６とのそれぞれ電気的に接続されている。これにより、制御装置１７は、第１の空気配管１１内を通る、第１の空気供給源１０からの計装空気の圧力の計測値に関する信号を受信し、また、その圧力の計測値に基づいて空気遮断弁１６の開閉を指示するための信号を空気遮断弁１６に送信することができる。
【００４７】
具体的には、制御装置１７は、圧力計１５にて計測される計装空気の圧力値に関する信号を受信すると、連続的に又は断続的に、あるいは一定の時間経過毎に送信されてくるその経時的な圧力値データを記録することができる。制御装置１７は、その経時的な圧力値データに基づいて圧力値変動を監視し、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の圧力が所定値を下回ったか否か（低圧になったか否か）を判断する。そして、制御装置１７は、計装空気の圧力が所定値を下回ったと判断すると、次に、第１の空気配管１１を介した計装空気の流れを遮断するために、空気遮断弁１６に対して弁を閉状態とするように指示信号を送信する。
【００４８】
また、制御装置１７は、第２の空気供給源２０と電気的に接続されている。これにより、制御装置１７は、非常用の空気供給源である第２の空気供給源２０の稼働又は停止を制御することができる。
【００４９】
具体的には、例えば上述したように、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介して供給される計装空気の圧力値が低下する非常事態となったとき、制御装置１７は、圧力計１５からの圧力値に基づいて空気遮断弁１６を閉状態とすると、次に、第２の空気供給源２０に対して計装空気の発生及び供給を開始する信号を送信し、第２の空気供給源２０を稼働させる。これにより、機器５０に対して計装空気が供給されなくなる事態を回避することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態においては、第１の空気配管１１内の計装空気の圧力値に応じて空気遮断弁１６の開閉を自動的に制御し、また第２の空気供給源２０の稼働を自動的に制御するように構成されていることにより、その非常用の第２の空気供給源２０からの計装空気を、上流側への逆流を生じさせることなく、十分な量で機器５０に供給することができる。これにより、常用の計装空気が低圧となって、従来では機器５０に対して必要な量の計装空気を供給できなかったような非常時においても、継続的に安定して計装空気を供給し続けることができる。
【００５１】
［その他の構成］
（計装空気貯蔵槽）
必須の態様ではないが、計装空気供給設備１においては、所定の箇所に計装空気貯蔵槽（エアーレシーバータンク）を設けるようにしてもよい。
【００５２】
例えば、常用の空気供給配管である第１の空気配管１１に破損が生じ、その破損の程度が大きいような場合や、機器５０において多量の計装空気を消費するような場合には、第１の空気供給源１０からの計装空気の圧力が急激に低下することがある。このようなときに備えて、計装空気貯蔵槽を所定の箇所に設けておくことにより、あらかじめ、その計装空気貯蔵槽に計装空気を貯めておくことが可能となり、計装空気の圧力が低下した直後であっても、あるいは上述のように空気遮断弁１６が閉状態となった直後であっても、一定時間の間は安定して継続的に機器５０に計装空気を供給し続けることができる。
【００５３】
図２は、計装空気貯蔵槽を設置した計装空気供給設備１の構成の一例を示した図である。例えば、図２の構成図に示すように、計装空気供給設備１において、計装空気貯蔵槽３０を、第１の空気配管１１の経路上であって、圧力計１５が設けられた箇所より下流側の位置に設けることができる。
【００５４】
設置箇所に関して、図２に示す構成例では、圧力計１５が設けられた箇所より下流側であって、さらに空気遮断弁１６が設けられた箇所よりも下流側に計装空気貯蔵槽３０を設けているが、これに限られず、例えば、第１の空気配管１１の経路上であって、圧力計１５と空気遮断弁１６との間の箇所に設けるようにしてもよい。なお、図２の構成図において、第１の空気配管１１の経路上であって、第２の空気配管２１との連結点Ｐよりも下流側の位置、すなわち計装空気を使用する機器５０に隣接する位置に、計装空気貯蔵槽を設置することも可能であるが、このような場合、設置した計装空気貯蔵槽を迂回する配管を設けなければ、その計装空気貯蔵槽を補修、交換等する際に計装空気の供給が途絶する可能性がある。
【００５５】
また、計装空気貯蔵槽３０を、第２の空気配管２１の経路上に設けるようにしてもよい。このように第２の空気配管２１の経路上に計装空気貯蔵槽を設けることで、上述の圧力の急激な低下だけでなく、第２の空気供給源２０から送り出される際に生じる圧力変動を吸収することもできる。
【００５６】
計装空気供給設備１において、計装空気貯蔵槽３０の設置数は特に限定されず、例えば図２の構成図に示した箇所に１つだけ設置してもよく、その他の箇所にも同様にして設置して、合計で複数の計装空気貯蔵槽３０を設けてもよい。また、計装空気貯蔵槽３０の容量としては、特に限定されず、計装空気の供給先である機器５０の使用空気量の合計から算出した必要空気量に基づいて適宜決定することが好ましい。なお、例えば、容量０．４ｍ３のタンクを計装空気貯蔵槽３０として設置することができる。
【００５７】
また、計装空気貯蔵槽３０を設ける場合、その計装空気貯蔵槽３０の補修や交換等の作業を考慮して、その設置箇所の前後のそれぞれに遮断弁を併せて設けてもよい。図２の構成図において、第１の空気配管１１の経路上に設置した計装空気貯蔵槽３０の前後に設けた遮断弁３１ａ，３１ｂが、計装空気貯蔵槽３０の補修や交換等の際に計装空気の流れを遮断するための弁である。このように、計装空気貯蔵槽３０の設置箇所の前後に遮断弁３１ａ，３１ｂを設けることで、計装空気の漏れを防ぎながら、補修や交換等の作業を効率的に行うことができる。なお、このとき、第２の空気供給源２０を使用して機器５０への計装空気の供給を継続することができる。
【００５８】
≪２．計装空気供給設備による計装空気供給方法≫
次に、上述した計装空気供給設備１を用いて、計装空気を使用する機器５０に計装空気を供給する計装空気の供給方法について具体的に説明する。
【００５９】
［制御フローについて］
計装空気供給設備１から計装空気を使用する機器５０に対して計装空気を供給するに際しては、その計装空気の一定量を安定的に供給することが求められる。計装空気を使用する機器５０は、例えば、計装空気により作動する自動弁（空気作動弁）を備えた各種の設備機器である。具体的には、硫黄酸化物や窒素酸化物等を含む酸性ガスを中和して除害するための除害設備に設けられた、アルカリ水溶液等の薬剤添加機器等が挙げられる。
【００６０】
このような除害設備に設けられた薬剤添加機器等に対して、安定的に計装空気を供給することにより、空気作動弁が適切に作動し、その空気作動弁の開閉によって安定的に薬剤の添加制御が行われることになる。しかしながら一方で、空気作動弁に対して安定的に計装空気が供給されない事態が生じると、薬剤の添加制御が行われなくなる結果、除害対象である酸性ガスに対する処理が十分に施されず、酸性ガスが大気中に放出される可能性も生じる。
【００６１】
そこで、計装空気供給設備１では、機器５０に対して安定的に計装空気が供給されるようにするために、第２の空気配管２１を接続させた第２の空気供給源２０を備えるとともに、常用の空気供給配管である第１の空気配管１１において、圧力計１５と、空気遮断弁１６とを備えるようにしている。このような構成を備える計装空気供給設備１によれば、例えば常用の第１の空気配管１１において破損等の障害が生じた場合でも、安定的に計装空気を供給することができる。
【００６２】
図３は、計装空気供給設備１を用いて機器５０に対して計装空気を供給する制御フローを説明するためのフローチャートである。
【００６３】
（通常時における作動）
図３のフローチャートに示すように、通常作動時、すなわち計装空気を供給する配管（第１の空気配管１１）に破損等の障害が生じていないような通常の作動時においては、ステップＳ１１として、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を開始し、第１の空気配管１１を介して、第１の空気供給源１０から発生した計装空気を機器５０に供給する。
【００６４】
なお、このとき、第２の空気供給源２０は停止状態となっており、第２の空気供給源２０からの第２の空気配管２１を介した機器５０への計装空気の供給は行われない。
【００６５】
次に、ステップＳ１２として、第１の空気供給源１０から供給され、第１の空気配管１１内を通過する計装空気の圧力を圧力計１５により計測する。計装空気供給設備１においては、圧力計１５により計測された圧力値の信号が制御装置１７に送信され、計装空気の圧力変動が監視される。
【００６６】
次に、ステップＳ１３において、制御装置１７が、圧力計１５により計測された計装空気の圧力値の変動に基づいて、その圧力値が所定の値を下回ったか否かを判断する。そして、制御装置１７が、計装空気の圧力値が所定の値を下回っていないと判断した場合（「ＮＯ」の場合）には、再びステップＳ１３の操作の繰り返し、引き続き供給されている計装空気の圧力の測定を行う。
【００６７】
このように、通常作動時においては、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を通って機器５０へ計装空気が供給され、その計装空気の圧力値も所定の値以上の値を維持して安定的に供給されている。
【００６８】
（非常時における作動）
ここで、経時的な変動が監視されている計装空気の圧力値が、ある時点において所定の値を下回った場合、それは、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を通って供給される計装空気の供給量が消費量を下回り、これにより圧力値が低圧となっていることを意味する。例えば、第１の空気配管１１において破損等の障害が生じて、機器５０において必要な量の計装空気を安定的に供給することができなくなった状態や、第１の空気供給源１０の故障が発生して必要量の計装空気を発生させることができなくなった状態等が該当する。
【００６９】
このような障害が生じたことにより、上述したステップＳ１３において、制御装置１７が、圧力計１５により計測された計装空気の圧力値が所定の値を下回ったと判断した場合（「ＹＥＳ」の場合）には、次にステップＳ１４に進む。
【００７０】
ステップＳ１４においては、計装空気供給設備１に備えられた第２の空気供給源２０を稼働させ、次に、ステップＳ１５において、稼働した第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を開始する。第２の空気供給源２０から発生した計装空気は、第２の空気配管２１を通過して、機器５０に供給される。
【００７１】
続いて、ステップＳ１６では、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給開始に伴って、第１の空気配管１１上に設けられた空気遮断弁１６を閉状態とし、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介した計装空気の流れを遮断する。また、ステップＳ１７において、第１の空気供給源１０を停止させ、第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を停止させる。
【００７２】
なお、ステップＳ１８では、ステップＳ１５に引き続き、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を継続し、機器５０に対して安定的に計装空気を供給し続ける。
【００７３】
このように、計装空気供給設備１においては、第２の空気供給源２０を備えるようにしている。また、それとともに、常時、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を通過する計装空気の圧力を計測し、その圧力値が所定の値を下回ったか否かを判断している。そして、第１の空気供給源１０からの計装空気の圧力が低圧となったことを検知したときに、第２の空気供給源２０を稼働させて、その第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を開始するようにしている。このような計装空気供給設備１及びそれを用いた計装空気の供給方法によれば、配管の破損等が生じた場合であっても、逆流を生じさせることなく、機器５０に対して常時安定的に計装空気を供給することができる。
【００７４】
なお、上述の説明では、ステップＳ１４において第２の空気供給源２０を稼働させ、ステップＳ１５において第２の空気供給源２０からの機器５０への計装吸気の供給を開始した後に、ステップＳ１６において空気遮断弁１６を閉状態として第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介した計装空気の供給を停止させる態様とした。
【００７５】
この点において、図３のフローチャート中のステップＳ１３からの点線の流れに示すように、ステップＳ１４における第２の空気供給源２０の稼働とほぼ同時に、ステップＳ１６において空気遮断弁１６を閉状態とする動作を行うようにしてもよい。このようにすることで、配管の破損等が著しい場合に空気の流失を最小限にすることができる。
【００７６】
ただし、機器５０への計装空気の供給が完全に停止してしまうことを防止する観点からすると、図３のフローチャートの実線の流れに示すように、第２の空気供給源２０を稼働させて（ステップＳ１４）、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を開始し（ステップＳ１５）、その後所定の時間をおいて、空気遮断弁１６による第１の空気供給源１０からの計装空気の供給を遮断する（ステップＳ１６）ことが好ましい。また、第２の空気供給源２０の型式によってはその起動に時間を要することがあるため、このような観点からも、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給開始後、時間をおいてから、空気遮断弁１６を遮断することが好ましい。
【００７７】
［計装空気の圧力の所定値について］
上述した制御フローにおける、ステップＳ１３では、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を通過する計装空気の圧力値が所定の値を下回ったか否かを判断するが、その計装空気の圧力の所定の値としては、特に限定されず、機器５０において動作に必要な計装空気の量に応じて適宜設定すればよい。
【００７８】
より具体的には、機器５０において空気作動弁の動作に必要な計装空気の量に応じた圧力よりも高い圧力値を設定することが好ましい。例えば、０．４ＭＰａＧ〜０．７ＭＰａＧの範囲内の値、より好ましく０．６ＭＰａＧ〜０．８ＭＰａＧの範囲内の値を、所定の値として設定することができる。
【００７９】
［復旧時における挙動］
なお、上述したように、例えば第１の空気配管１１に破損等が生じたことにより、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給に切り替えたのち、その第１の空気配管１１の修復や交換が終了した場合には、常用の計装空気供給経路に切り替える復旧作業を行う。
【００８０】
具体的に、復旧作業における操作として、第２の空気供給源２０を稼働させた状態のまま、第１の空気供給源１０を稼働させ、計装空気を第１の空気配管１１内に供給する。そして、その第１の空気配管１１上に設けた圧力計１５にて計装空気の圧力値を監視しながら、計装空気の圧力値が安定してきたことを確認した後、その第１の空気配管１１上に設けた空気遮断弁１６を開状態とする。これにより、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介した計装空気の供給が再開する。そしてその後、圧力計１５の計測値を適宜確認しながら、第２の空気供給源２０を停止し、第２の空気供給源２０からの計装空気の供給を停止させる。なお、復旧後においては、ステップＳ１２から再開する制御フローを実行することができる。
【００８１】
このような復旧作業における操作は、自動で行っても、作業者の手動で行ってもよい。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明の実施例を示してより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００８３】
（実施例１）
図１に示す構成の計装空気供給設備１を用いて、酸性ガスの除害設備に設けられた１０台のアルカリ水溶液供給弁（図１の「機器５０」に相当）に対して計装空気を供給した。なお、このアルカリ水溶液供給弁は、乾式の銅製錬で生じた酸性ガスを除害するために用いられる苛性ソーダ及び水酸化マグネシウムを供給するためのものであり、計装空気により作動する空気自動作動弁である。
【００８４】
計装空気供給設備１においては、通常作動時には、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１を介して、アルカリ水溶液供給弁に計装空気を供給させた。一方、計装空気供給設備１に設けた制御装置１７において、アルカリ水溶液供給弁の作動に必要な最低限の計装空気量に相当する圧力値よりも高い圧力値を「基準圧力値」として記録設定しておき、第１の空気供給源１０から第１の空気配管１１内を通過する計装空気の圧力を経時的に監視した。
【００８５】
そして、第１の空気配管１１内の計装空気の圧力値が変動し、記録設定しておいた基準圧力値を下回ったとき、第２の空気供給源２０を稼働させてその第２の空気供給源２０から第２の空気配管２１を介した計装空気の供給を開始させ、一方で、第１の空気配管１１上に設けた空気遮断弁１６を閉じるように作動させた。
【００８６】
このような作動制御を行いながら所定の期間に亘って操業を行ったところ、異常なく通常通りの除害処理が進行し、それぞれのアルカリ水溶液供給自動弁に対して計装空気が継続的に且つ安定的に供給されていることが確認できた。
【符号の説明】
【００８７】
１    計装空気供給設備
１０    第１の空気供給源
１１    第１の空気配管
１５    圧力計
１６    空気遮断弁
１７    制御装置
２０    第２の空気供給源
２１    第２の空気配管
３０    計装空気貯蔵槽（エアーレシーバータンク）
３１ａ，３１ｂ    遮断弁
５０    機器（計装機器）
【図１】
2017096380.tif 000003
【図２】
2017096380.tif 000004
【図３】
2017096380.tif 000005