(57)【要約】【課題】工場に影響を与える地震等を早期かつ確実に検知することができる地震対処システムを提供する。【解決手段】地震等の際に、設備を緊急停止させるシステムであって、互いに離間した位置に設置された３台以上の加速度計２と、加速度計２からの信号に基づいて、設備を緊急停止させる緊急停止指令部１０と、を備えており、緊急停止指令部１０は、３台以上の加速度計２のうち、２台以上の加速度計２で衝撃を検知した際に、設備を緊急停止させるものである。地震等以外の振動を地震等による振動等と誤認する可能性を低くできるので、地震等が発生した際に、迅速かつ確実に設備を緊急停止させることができる。【選択図】図２
2017044506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震等の際に、設備を緊急停止させるシステムであって、
互いに離間した位置に設置された３台以上の加速度計と、
該加速度計からの信号に基づいて、設備を緊急停止させる緊急停止指令部と、を備えており、
該緊急停止指令部は、
前記３台以上の加速度計のうち、２台以上の加速度計で衝撃を検知した際に、設備を緊急停止させるものである
ことを特徴とする地震対処システム。
【請求項２】
前記緊急停止指令部は、
所定の時間内に、３台以上の加速度計で衝撃を検知した際に、設備を緊急停止させるものである
ことを特徴とする請求項１記載の地震対処システム。
【請求項３】
前記緊急停止指令部は、
前記設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替える緊急停止回路を備えており、
該緊急停止回路は、
前記加速度計が発信する信号が供給され、該信号に応じた電圧を発信するリレー回路を備えている
ことを特徴とする請求項１または２記載の地震対処システム。
【請求項４】
前記緊急停止回路は、
前記加速度計が測定した加速度が２５０ｇａｌ未満から２５０ｇａｌ以上へ変わったときに設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替える
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の地震対処方法。
【請求項５】
前記設備が、ガス発生装置を備えており、
前記加速度計が、ガス発生装置の近傍に設置されており、
前記緊急停止指令部は、
前記設備の操業状態が通常操業から緊急停止に切り替わると、前記ガス発生装置に対してガスの発生を減少させる操業状態となるように指示する機能を備えている
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の地震対処システム。
【請求項６】
前記ガス発生装置が、
自熔炉、転炉、および精製炉からなる群から選ばれる１以上の装置である
ことを特徴とする請求項５記載の地震対処システム。
【請求項７】
前記ガス発生装置で発生するガスが、
二酸化硫黄、二酸化炭素、および塩素からなる群から選ばれる１以上の物質を含む
ことを特徴とする請求項５または６記載の地震対処システム。
【請求項８】
前記設備が、非鉄製錬プロセスである
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の地震対処システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震対処システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、銅製錬では、図４に示すような設備を使用して、図３に示す一連の工程（以下、銅製錬プロセス）によりを銅製錬が行われている。
【０００３】
まず、図３に示すように、銅精鉱（ＣｕＦｅＳ２など）を、粉砕した珪石（ＳｉＯ２）と調合し、気流乾燥装置（フラッシュドライヤー）２で乾燥した後、空気および酸素とともにマット溶錬炉である自熔炉４に装入する。自熔炉４では、銅精鉱を酸化し、銅精鉱中の鉄分（Ｆｅ）をスラグ（ＦｅＯ・ＳｉＯ２）として分離し、銅精鉱中の銅分（Ｃｕ）を硫化物のマット（Ｃｕ２Ｓ、ＦｅＳ）として濃縮する。
なお、自熔炉４では、マットが生成される際に、二酸化硫黄（ＳＯ２）も大量に生じる。このＳＯ２は排ガスとして、煙道を通して硫酸工場１２に送られる。そして、硫酸工場１２において、硫酸として回収されるか、中和により無害化されて排出される。
【０００４】
自熔炉４において生成されたマットは、転炉１４へ移し替えられて処理が進められて、転炉粗銅（Ｃｕ約９８％）が生成される。具体的には、転炉１４では、マットに空気および酸素が吹き込まれて、マット中のＦｅが酸化されてスラグとして除去された白かわが製造される（造かん期）。製造された白かわが酸化されて、転炉粗銅（Ｃｕ約９８％）が生成される（造銅期）。
なお、転炉１４でも、自熔炉４と同様に、大量のＳＯ２が発生する。このＳＯ２も、排ガスとして煙道を通して硫酸工場１２に送られる。そして、硫酸工場１２において、硫酸として回収されるか、中和により無害化されて排出される。
【０００５】
転炉粗銅は、精製炉１６に移し替えられて処理が進められて、精製粗銅（Ｃｕ約９９％）が生成される。具体的には、精製炉１６では、転炉粗銅中に空気が吹き込まれて転炉粗銅中の硫黄（Ｓ）が酸化され、可燃ガスが吹き込まれて転炉粗銅中の酸素（Ｏ）が還元される。すると、転炉粗銅中の不純物が除去されて、精製粗銅（Ｃｕ約９９％）が生成される。
なお、精製炉１６でもＳＯ２が発生するので、発生したＳＯ２は排ガスとして煙道を通して硫酸工場１２に送られる。そして、硫酸工場１２において、硫酸として回収されるか、中和により無害化されて排出される。
【０００６】
精製粗銅が製造されると、精製粗銅を鋳造して陽極（「アノード」ともいう）が製造される。そして、この陽極を電解槽１８で電解精製することによって、高純度の電気銅を得ることができる。
【０００７】
以上のように、銅製錬プロセスでは、連続した一連のプロセスによって銅製錬が実施されており、上述したように、自熔炉４や転炉１４、精製炉１６は、順次熔体（マットや転炉粗銅）が受け渡される関係にある。すると、各工程の操業状況、例えば、各工程の処理速度等は、独立して設定されるのではなく、前工程や後工程を考慮して設定される。そして、最終的に製造される電気銅の適切な品質を維持するには、互い（前工程や後工程となる炉）の状況に応じて、各工程の処理速度等を調節しなければならない関係にある。
【０００８】
ところで、近年では、地震による工場などの設備が受ける被害に対して、どのように対処するかが注目されている。上述したような銅製錬プロセスでは、地震等により各炉４，１４，１６や硫酸工場１２、それらの付帯装置、煙道などの設備が損壊する恐れがある。上述したように、これら設備は相互に関係しあっているため、いずれかの設備が損壊すると、他の設備にも影響が生じ、各工程での製品品質が低下したり、ガス漏れなどによる環境汚染などの問題が生じたりする可能性がある。したがって、いずれかの設備が損壊した場合には、損傷が生じていない工程の設備であっても、その処理速度の大幅調節や操業の緊急停止が必要になる場合がある。
【０００９】
また、大地震でなくても、乾式製錬工場等では、設備等の誤った取り扱いにより、水素爆発や水蒸気爆発などの大きな衝撃が生じることがある。このような場合も、爆発による大きな衝撃によりいずれかの設備が損壊すると、損傷が生じていない工程であっても、その処理速度の大幅調節や操業の緊急停止が必要になる場合がある。
【００１０】
以上の状況で設備等を緊急停止させる場合には、通常の操業時の操作とは異なる複雑な操作を要する場合がある。複雑な操作を行う場合には、操作ミスが生じやすくなり、また、操作に時間がかかることもあり、迅速な対応ができない可能性がある。
【００１１】
そこで、緊急停止時などにおける複雑な操作の手間を軽減するための技術が開発されている。例えば、特許文献１には、地震等が生じた場合に転炉が非常傾転しても、溶湯が送風管に逆流することを防ぐことができるようにした技術が開示されている。この技術の場合、転炉が非常傾転したことを検出すると、送風圧力調整弁が自動で作動するので、操作ミスなく迅速に溶湯の逆流を防止することができる。
【００１２】
つまり、特許文献１の技術のように、地震等が生じたことを検出して、自動で設備等の操業状況を調整したり、自動で設備等を緊急停止させたりすることができれば、操作ミスなく迅速な対応が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第５３５６９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
自動で設備等の操業状況を調整したり、自動で設備等を緊急停止させたりする上では、地震などが生じたことを迅速かつ正確に検出することが必要である。地震を検出する方法としては、加速度計等を用いて、工場内の振動を測定する方法と、工場から離れた地震観測地点で振動を測定する方法がある。
【００１５】
まず、前者の方法は、銅製錬プロセスが設けられているような工場敷地で実施することは難しい。なぜなら、銅製錬プロセスが設けられているような工場敷地内では、装置や重機の運転による振動が頻繁に生じており、これらの振動と地震の震動とを判別することが難しいからである。例えば、転炉では、重量物の移動やガスの吹き込み、炉の回転などによる振動が常時生じており、これらの振動と地震の震動とを判別することは難しい。
【００１６】
また、後者の方法の場合には、工場敷地内の振動の影響は受けないが、地震に対する早期の対応ができないという問題がある。まず、地震観測地点が工場から離れているので情報に遅れが生じる。また、工場から離れた地震観測地点における振動を解析して、工場敷地内での地震規模を予測しなければならない。なぜなら、地震観測地点の振動が大きくても工場敷地内の振動がそれほど大きくない場合には、設備等の操業状況を調整したり設備等を緊急停止させたりする必要が無いからである。すると、工場における振動の大きさの解析や工場設備に与える影響の解析に要する時間だけ対応が遅れる。したがって、後者の方法の場合には、地震に対して迅速に対応することができないという問題が生じる。
【００１７】
以上のごとき事情もあり、工場内の設備に影響を与える地震等を早期かつ確実に検知することができるシステムの開発が求められている。
【００１８】
本発明は上記事情に鑑み、工場に影響を与える地震等を早期かつ確実に検知することができる地震対処システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、ガスを発生する装置を有する設備において、地震などが発生しても、ガスによる環境への影響を小さくすることができる地震対処システム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】
【００１９】
第１発明の地震対処システムは、地震等の際に、設備を緊急停止させるシステムであって、互いに離間した位置に設置された３台以上の加速度計と、該加速度計からの信号に基づいて、設備を緊急停止させる緊急停止指令部と、を備えており、該緊急停止指令部は、前記３台以上の加速度計のうち、２台以上の加速度計で衝撃を検知した際に、設備を緊急停止させるものであることを特徴とする。
第２発明の地震対処システムは、第１発明において、前記緊急停止指令部は、所定の時間内に、３台以上の加速度計で衝撃を検知した際に、設備を緊急停止させるものであることを特徴とする。
第３発明の地震対処システムは、第１または第２発明において、前記緊急停止指令部は、前記設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替える緊急停止回路を備えており、該緊急停止回路は、前記加速度計が発信する信号が供給され、該信号に応じた電圧を発信するリレー回路を備えていることを特徴とする。
第４発明の地震対処システムは、第１、第２または第３発明において、前記緊急停止回路は、前記加速度計が測定した加速度が２５０ｇａｌ未満から２５０ｇａｌ以上へ変わったときに設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替えることを特徴とする。
第５発明の地震対処システムは、第１、第２、第３または第４発明において、前記設備が、ガス発生装置を備えており、前記加速度計が、ガス発生装置の近傍に設置されており、前記緊急停止指令部は、前記設備の操業状態が通常操業から緊急停止に切り替わると、前記ガス発生装置に対してガスの発生を減少させる操業状態となるように指示する機能を備えていることを特徴とする。
第６発明の地震対処システムは、第５発明において、前記ガス発生装置が、自熔炉、転炉、および精製炉からなる群から選ばれる１以上の装置であることを特徴とする。
第７発明の地震対処システムは、第５または第６発明において、前記ガス発生装置で発生するガスが、二酸化硫黄、二酸化炭素、および塩素からなる群から選ばれる１以上の物質を含むことを特徴とする。
第８発明の地震対処システムは、第１乃至第７発明のいずれかにおいて、前記設備が、非鉄製錬プロセスであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
第１、第２発明によれば、地震等以外の振動を地震等による振動等と誤認する可能性を低くできるので、地震等が発生した際に、迅速かつ確実に設備を緊急停止させることができる。
第３、第４発明によれば、加速度計の信号がリレー回路に供給されれば、設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替えることができるので、地震等が発生してから迅速に操業状態を変更することができる。したがって、操業状態の変更の遅れに起因する設備などの損傷を防止することができる。
第５発明によれば、ガスによる周囲環境への影響を小さくできる。
第６〜第８発明によれば、地震等が発生しても設備の損傷や周囲環境に与える影響を小さくできる。また、ガスを発生する装置を有する場合でも、ガスによる周囲環境への影響を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】（Ａ）は本発明の地震対処システム１の概略説明図であり、（Ｂ）は緊急停止回路を備えた地震対処システム１の概略説明図である。
【図２】本発明の地震対処システム１のシステムロジックの一例を示す概略図である。
【図３】一般的な銅製錬プロセスの工程概略図である。
【図４】銅の製錬装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の地震対処システムは、地震等の際に、地震を検出して設備等を緊急停止させるシステムであって、振動や衝撃を、地震等に起因するものと地震以外に起因するものとを判別して地震等を的確に検出できるようにしたことに特徴を有している。
【００２３】
本発明の地震対処システムは、どのような設備にも適用できる。例えば、本発明の地震対処システムが採用される設備として、銅製錬プロセス等の非鉄製錬工場や石油化学コンビナート、輸送システムの設備を挙げることができる。
とくに、ガス発生装置を備えた非鉄製錬工場のように、地震等の際に、工場や工場周囲の環境にガスが漏洩することを防ぐことが要求される設備に適している。
【００２４】
以下では、ガス発生装置を備えた非鉄製錬工場である銅製錬工場（銅精錬プロセス）に、本発明の地震対処システムを採用した場合を代表として説明する。
【００２５】
なお、銅精錬プロセスの設備等に損傷を生じさせるような振動や衝撃には、地震以外にも、水素爆発や水蒸気爆発などに起因する振動や衝撃が考えられる。そこで、本明細書において、「地震等」という場合には、地震以外にも、水素爆発や水蒸気爆発、その他の銅精錬プロセスの設備等に損傷を生じさせるような振動や衝撃を発生させる原因を含むものとする。また、本明細書において、単に「地震等」という場合には、銅精錬プロセスの設備等に損傷を生じさせない程度の地震や水素爆発や水蒸気爆発も含み、「大規模地震等」という場合には、銅精錬プロセスの設備等に損傷を生じさせない程度の地震や水素爆発や水蒸気爆発などは含まないものとする。
【００２６】
（本発明の地震対処システム１）
図１に示すように、本発明の地震対処システム１は、複数台の加速度計２と、この複数台の加速度計２と接続された緊急停止指令部１０と、を備えている。
【００２７】
複数台の加速度計２は、地震等によって設備等に加わる振動を検出するものである。複数台の加速度計２は、検出した振動の大きさや強度を緊急停止指令部１０に送信するようになっている。緊急停止指令部１０は、複数台の加速度計２が検出した振動の大きさや強度に基づいて、地震等が発生したか否かを判断する機能を有している。そして、緊急停止指令部１０は、地震等が発生したと判断した場合には、設備を緊急停止させる信号を、設備の各装置等に送信する機能を有している。
【００２８】
したがって、本発明の地震対処システム１を、銅精錬プラントなどの工場設備に設置すれば、大規模地震等が発生した際に、安全かつ迅速に設備を緊急停止させることができるのである。
【００２９】
以下、図２に基づいて、本発明の地震対処システム１によって、緊急停止動作が実施される例を説明する。なお、図２の例では、４台の加速度計２を有する場合を説明する。
【００３０】
まず、地震等によって、銅精錬プラントなどの工場設備に振動が加わると、この振動を４台の加速度計（Ｎｏ．１〜４加速度計２）が検出する。すると、その測定結果１〜４は緊急停止指令部１０に送信される。
【００３１】
すると、緊急停止指令部１０では、任意の３台の加速度計２の測定結果が所定の値（例えば、２５０ｇａｌ（後述する判断閾値に相当する））以上であれば、大規模地震等が発生したと判断する。例えば、任意の３台の加速度計２から同時または５分以内に伝送された測定結果が２５０ｇａｌ以上の場合には、大規模地震等が発生したと判断する。つまり、測定結果を示す信号が各加速度計２から緊急停止指令部１０に同時に届かなくても、１台目の加速度計２から信号が送信された後、５分以内に少なくとも他の２台の加速度計２から判断閾値以上の測定結果を示す信号が届いていれば、大規模地震等が発生したと判断される。
【００３２】
大規模地震等が発生したと判断すると、緊急停止指令部１０は、大規模地震等が発生したことを知らせる信号を、自溶炉４や転炉１４、精製炉１６を監視する集中監視盤や、液化塩素貯蔵容器を監視する集中監視盤等に送信する。または、自溶炉４等や液化塩素貯蔵容器を緊急停止させる信号を集中監視盤（または各設備）に送信する。すると、自溶炉４等や液化塩素貯蔵容器は緊急停止される。
【００３３】
以上のように、本発明の地震対処システム１では、複数台の加速度計２の測定結果に基づいて、自溶炉４や転炉１４、精製炉１６、液化塩素貯蔵容器などの設備（これらはいずれも請求項におけるガス発生装置に相当する）を緊急停止させることができる。しかも、複数台の加速度計２の測定結果を利用して、検出した振動などが地震等に起因するものであるか否か、また、大規模地震等であるか否かを適切に判断する。したがって、誤って設備を緊急停止させて操業効率が低下したり、大規模地震等の際に緊急停止が遅れて設備が損傷したりすることを防ぐことができる。
【００３４】
なお、上記例では、緊急停止指令部１０が、任意の３台の加速度計２の測定結果が所定の値以上の場合に大規模地震等が発生したと判断する場合を説明した。しかし、任意の２台の加速度計２の測定結果が所定の値以上の場合に大規模地震等が発生したと判断するようにしてもよい。この場合でも、検出した振動などが地震等に起因するものであるか否か、また、大規模地震等であるか否かを適切に判断することができる。
【００３５】
（本発明の地震対処システム１の詳細な説明）
以下、本発明の地震対処システム１の加速度計２および緊急停止指令部１０について、詳細に説明する。
【００３６】
（加速度計２）
まず、加速度計２は、振動や衝撃等を検出することができるものである。つまり、この加速度計２は、一般的に、地面や建造物に加わる振動や衝撃等を検出することができるものである。
【００３７】
複数台の加速度計２は、銅精錬プロセスの設備において、互いに離間した場所に設置されている。例えば、一の加速度計２から他の加速度計２までの距離が、１０ｍ以上、好ましくは１００ｍ以上離れるように、複数台の加速度計２は設置されている。
【００３８】
このように複数台の加速度計２を離して設置すれば、地震等以外に起因する振動等の影響を、複数の加速度計２が同時に受けることを防止することができる。すると、地震等以外に起因する振動等を、地震等による振動等と誤検出することを抑制することができる。
【００３９】
例えば、地震等による振動の場合、非常に広範囲で大きな振動が発生するので、複数台の加速度計２を離して設置しても、全ての加速度計２で大きな振動を検出する。したがって、複数台の加速度計２が大きな振動を検出した場合には、地震等が発生したと判断することができる。一方、工場設備の操業に伴う振動や重機による振動等のように局所で大きな振動が発生したとする。この場合、その場所近傍に位置する加速度計２は大きな振動を検出するが、他の加速度計２は振動を検出しないかまたは弱い振動しか検出しない。すると、1台の加速度計２が大きな振動を検出しても、他の加速度計２との比較によって、地震等が発生していないと判断することができる。
【００４０】
また、複数台の加速度計２を離して設置すれば、複数台の各加速度計２が設置されている場所の環境を変えることができる。すると、地震等の影響、また、その他の環境要因によって、同時に、複数台の加速度計２が故障する可能性が低くなる、すると、1台または数台の加速度計２が故障したとしても、他の加速度計２によって、測定を継続することができる。
【００４１】
なお、本発明の地震対処システム１において、加速度計２を設ける数はとくに限定されない。上記例（図２参照）では、加速度計２を４台設けた場合を説明したが、加速度計２は少なくとも３台以上設けておけばよい。これは、上述したように、1台または数台の加速度計２が地震などの影響によって故障した場合でも、少なくとも離間した位置に設置された２台以上の加速度計２によって測定を継続できるからである。
【００４２】
また、４台以上の加速度計２を設ければ、1台または数台の加速度計２の測定値が、外的要因（例えば局所の振動など）や故障等によって適切な測定ができない場合でも、残りの２台以上の測定結果に基づいて、地震等の判断を実施することができる。
【００４３】
また、３台以上の加速度計２を設けておけば、以下のような手法で地震等を判断できるので、地震等の判断をより的確に行うことができる。つまり、３台以上の加速度計２のうち、少なくとも２台（好ましくは３台以上）が振動を検出してから、所定の期間内に、少なくとも1台または数台の他の加速度計２が振動などを検出した場合には、加速度計２が検出する振動が地震等であると判断できる。一方、３台以上の加速度計２のうち、少なくとも２台（好ましくは３台以上）が振動を検出してから、所定の期間内に他の加速度計２が振動などを検出しない場合には、加速度計２が検出する振動が地震等以外の要因で発生した振動であると判断することができる。この場合、たまたま２台の加速度計２が大きな振動をほぼ同時に検出したような場合において、大規模地震等であると誤認する可能性を低くすることができる。
【００４４】
なお、加速度計２は、可能であれば、４台以上の加速度計２を設置することが望ましい。加速度計２の数が多くなるほど、地震等以外の要因で発生した振動を、地震等と判断する可能性を低くできる。
【００４５】
加速度計２は、上述したように、ある程度離して設置すればよく、設置場所はとくに限定されない。とはいえ、加速度計２は、大規模地震等の際に被害が特に懸念される設備の近傍に設置することが望ましい。すると、被害が懸念される設備を迅速に停止させたり、被害の有無を迅速に検査したりできる。また、損害が生じた場合にも、迅速に復旧処置をすることができる。かかる設備としては、銅精錬プロセスの設備であれば、自熔炉４、転炉１４、精製炉１６、液化塩素貯蔵容器、発電設備、排ガスの処理設備（例えば硫酸工場１２等）などを挙げることができる。
【００４６】
また、加速度計２は、腐食性ガスや風雨による損傷を防ぐ上では、設備の建屋内に設置することが好ましい。とくに、加速度計２は、通常は、普段は電磁波や振動の影響を受けない場所に設置することが好ましい。
【００４７】
（緊急停止指令部１０）
緊急停止指令部１０は、複数の加速度計２と接続されており、複数の加速度計２からの信号に基づいて、地震等であるか否か、また、大規模地震等であるか否かを判断する地震判断機能を有している。また、緊急停止指令部１０は、大規模地震等であるか否かの判断に基づいて、設備を緊急停止させる機能、つまり、設備の操業状態を通常操業から緊急停止に切り替える操業切換機能を有している。
【００４８】
（操業切換機能）
まず、操業切換機能は、後述する地震判断機能が大規模地震等と判断した場合に、設備の各装置等に通常操業から緊急停止に切り替える信号を送信する機能である。この操業切換機能によって信号が送信されれば、設備の各装置等は自動で通常操業から緊急停止状態となるように作動する。
【００４９】
なお、緊急停止状態から通常操業への切り替えは、緊急停止指令部１０を作業者が手動で操作して、緊急停止状態から通常操業に切り替える信号を発信するようにすることが望ましい。手動で操作するようにすれば、各設備の点検が完了してから設備を再度稼働するので、安全確認をしないまま設備が稼働されることを防ぐことができる。
【００５０】
また、図２に示すように、集中監視盤を設けた場合には、緊急停止指令部１０は必ずしも操業切換機能を備えていなくてもよい。この場合には、図２に示すように、地震判断機能が大規模地震等と判断した信号を集中監視盤に送信し、集中監視盤が操業切換機能を果たすようにすればよい。
【００５１】
（地震判断機能）
緊急停止指令部１０の地震判断機能は、複数の加速度計２から送信される信号に基づいて、地震等であるか否か、また、大規模地震等であるか否かを判断する機能である。つまり、緊急停止指令部１０の地震判断機能は、複数の加速度計２が検出した振動の大きさに基づいて、大規模地震等であるか否かを判断する機能を有している。
【００５２】
この地震判断機能では、加速度計２の測定値が一定の値（判断閾値）よりも大きいか小さいかを基準に大規模地震等かどうかを判断している。ただし、地震判断機能は、上述したように、複数の加速度計２が判断閾値を超えた場合に、大規模地震等であると判断するので、大規模地震等と局所的な振動（例えば重機の作業や操業などに伴う振動）とを的確に判別することができる。
【００５３】
例えば、地震判断機能は、複数の加速度計２の測定値がほぼ同時に判断閾値以上となった場合には、大規模地震等が発生していると判断する。また、各加速度計２が同時に判断閾値以上の測定値を検出しない場合でも、複数の加速度計２が所定の時間内に判断閾値以上となった場合にも、大規模地震等が発生していると判断する。
【００５４】
一方、地震判断機能は、複数の加速度計２から送信される信号を解析して、全ての加速度計２の測定値が判断閾値未満の場合には、設備に損害を与えるほどの地震等ではないと判断するように構成されている。
また、地震判断機能は、１台の加速度計２の測定値のみが判断閾値以上であるが他の加速度計２の測定値が判断閾値未満の場合も同様に判断する。
さらに、複数台の加速度計２の測定値が判断閾値以上となったが、各加速度計２が判断閾値以上の測定値を検出するタイミングが所定の時間を超えて離れているような場合にも同様に判断する。
【００５５】
以上のように判断すれば、適切に大規模地震等を検出でき、また、局所的な振動（例えば重機の作業や操業などに伴う振動）を地震等と誤認することを防ぐことができる。
【００５６】
（判断閾値）
判断閾値は、設備の設置場所や建屋等に合わせて、適宜設定すればよい。例えば、本発明の地震対処システム１を銅精錬プラントなどの工場設備に設けた場合、判断閾値は、加速度計２が検出する測定値で２５０ｇａｌとすることが望ましい。これは、工場設備を制御するコンピュータシステムに使われるハードディスクが、一般的に、２５０ｇａｌ以上の振動が加わっている状況では作動の信頼性が乏しくなるからである。
【００５７】
また、加速度計２が検出する測定値をそのまま判断閾値と比較してもよいが、測定値に含まれる誤差要因などを除去してから、判断閾値と比較するようにしてもよい。
【００５８】
例えば、設備が通常稼働している状態において、各加速度計２の測定値（通常値）を保存しておく。そして、加速度計２が検出する測定値から通常値を除去した補正値を判断閾値と比較するようにすれば、より正確に大規模地震等の発生を検出することができる。
【００５９】
また、地震判断機能は、加速度計２から送信される測定値に関する信号を一定の期間保持する機能を有していることが望ましい。一定の期間保持するようにしておけば、保存されている信号に基づいて補正値を得ることができるので、補正値を判断閾値と比較することでより正確に、大規模地震等の発生を判断することができる。例えば、一定期間の測定値の平均値や、一定期間の測定値をメジアンなどの統計量に変換して得られる値を、判断閾値と比較する補正値として使用することができる。
【００６０】
さらに、地震判断機能が、一定の期間、測定値に関する信号を保持するようにしておけば、振動等を検出したタイミングを誤認する可能性を低くできる。例えば、加速度計２によって緊急停止指令部１０まで伝送距離が加速度計２によって異なる場合、複数の加速度計２が同じ時間に振動を検出しても、各加速度計２からの信号が緊急停止指令部１０に到達する時間にズレが生じる可能性がある。すると、地震等と判断すべき場合でも、信号到達時間のズレのせいで、地震等であると判断されない可能性がある。しかし、一定期間、地震判断機能が測定値を保持しておくようにすれば、最初に信号が到達した加速度計２の信号を保持している間に、他の加速度計２の信号を受信できる。すると、各加速度計２から緊急停止指令部１０に信号が到達する時間にズレがある場合でも、地震判断機能は地震等であると適切に判断することができる。
【００６１】
なお、上述したように、地震判断機能が測定値に関する信号を保持しておく期間は、各加速度計２から緊急停止指令部１０までの距離や、工場敷地内において重機や操業などによる振動が発生する頻度などから決定すればよい。例えば、一般的な工場であれば、せいぜい５分間ほど信号を保持するようにしておけば、上述したような補正値の算出や、地震等の判断を適切に行うことができる。
【００６２】
（地震等の判断手法について）
本発明の地震対処システム１では、加速度計２は３台以上設けられるが、多数の加速度計２を使用する場合には、加速度計２で振動を検出した時刻を比較して、地震等であるかを判断するようにしてもよい。つまり、加速度計２が計測する振動の大きさに加えて、加速度計２が振動を検出する時間やタイミングを利用して、地震等であるか否かを判断するようにしてもよい。すると、より適切に、加速度計２が検出した振動が地震等に起因するものであるか否かを判断することができる。
【００６３】
例えば、加速度計２が振動を検出した時刻を比較すれば、地震等の初期微動のタイミングを判断することができる。すると、初期微動に基づいて地震等の発生を判断できるので、大規模地震等の際には、迅速に設備を緊急停止させることができ、緊急停止するまでの時間を大幅に短縮できる。
【００６４】
また、加速度計２が振動を検出した時刻が把握できれば、どの加速度計２が最も早く振動を検出したのかを把握できる。すると、加速度計２が振動を検出する順番に応じて、地震等か否かを判断することも可能となる。例えば、工場外周部と内部に加速度計２を配置した場合、工場外周部の加速度計２が振動を検出する前に、工場内部の加速度計２が振動を検出すれば、その振動は工場内に起因すると考えられる。そして、工場内部の加速度計２が検出する振動が小さければ、地震等による振動ではないと判断することができる。
【００６５】
さらに、複数の加速度計２で検出した振動について、加速度計２間の距離を検出時刻の差で除して、見かけ伝播速度を求めることができる。すると、見かけ伝播速度に基づいて、加速度計２が検出した振動が地震等に起因する振動か否かを判断することもできる。例えば、見かけ伝播速度が、地震波として想定される伝播速度より大きい場合には、そのときの振動は地表ではなく地中を伝わったものであるから、加速度計２が検出した振動が地震等に起因すると判断することができる。なお、地震波として想定される伝播速度は、あらかじめ工場敷地内で測定しておくか、一般的な値（Ｐ波は５〜７ｋｍ／秒、Ｓ波は３〜４ｋｍ／秒）を用いればよい。
【００６６】
上述した伝播速度を利用する方法を採用する場合には、３台以上の加速度計２を組にして、各組の加速度計２を、工場敷地内において水平方向に伸びる略直線上に、おおむね等間隔に並ぶように設置することが望ましい。このように加速度計２を設置すれば、隣り合う加速度計２（ただし、最初に振動を検出した加速度計２ものを除く）が振動を測定した時間から、見かけ伝播速度を簡便に求めることができる。
【００６７】
また、加速度計２の組は、複数組用意して異なる方向に沿って並ぶように設置することが望ましい。すると、いずれかの組の加速度計２の並びを振動の伝播方向と沿わせるようにできるから、振動の伝播速度を適切に求めることができる。なお、このように複数組の加速度計２の測定値に基づいて伝播速度を求める場合には、全ての組のうち、見かけ伝播速度が最も小さい組の伝播速度を採用することが望ましい。すると、地震等による振動ではないものを、地震等による振動と誤認する可能性を低くすることができる。
【００６８】
（複数の加速度計２と緊急停止指令部１０の接続）
上述したように、複数の加速度計２は、緊急停止指令部１０に接続されているが、両者を接続する方法はとくに限定されない。複数の加速度計２の測定結果を緊急停止指令部１０に送信できるように接続されていればよい。
【００６９】
例えば、加速度計２と緊急停止指令部１０を光ファイバーや電線等の信号線によって接続すれば、電気信号や光信号によって加速度計２から緊急停止指令部１０に信号を送信できる。かかる光ファイバーや電線等を通して電気信号や光信号によって測定結果を送信するようにすれば、複数の加速度計２から緊急停止指令部１０への信号の送信が速い。すると、複数の加速度計２による測定結果に基づく迅速な対応が可能となり、地震等の発生から設備の緊急停止などまでの時間を短縮することができる。
【００７０】
（リレー回路による切換）
緊急停止指令部１０は、上述したように、地震判断機能が複数の加速度計２から送信される信号に基づいて大規模地震等が生じていることを判断してから、操業切換機能が設備に対して、操業状態を通常操業から緊急停止に切り替えるように指示するような構成としてもよい。
【００７１】
一方、緊急停止指令部１０に緊急停止回路１１を設けて、この緊急停止回路１１が上述した地震判断機能および操業切換機能を発揮するようにしてもよい。つまり、複数の加速度計２から送信される信号が所定の状態になると（つまり大規模地震等が検出されると）、通常操業から緊急停止に切り替える信号（例えば所定の電圧等）が設備に送信されるように構成された緊急停止回路１１を、緊急停止指令部１０に設けてもよい。
【００７２】
例えば、図１（Ｂ）に示すように、加速度計２と緊急停止指令部１０とを電気的に接続する信号線の間に、緊急停止回路１１の一部としてリレー回路１１ａを設けて、複数の加速度計２が発信した信号の大きさに応じて、リレー回路１１ａが信号線に供給する電圧（つまり、リレー回路１１ａの出力側の電圧）が切り替わるようにしてもよい。つまり、加速度計２からの信号が、電圧値（リレー回路１１ａの出力側の電圧）として緊急停止指令部１０の緊急停止回路１１に供給されるようにする。この場合、加速度計２が発信する信号が所定の値以上になると（つまり加速度計２が検出する加速度が判断閾値以上となると）、リレー回路１１ａの出力側の電圧が特定の電圧値を示し、その電圧値が緊急停止指令部１０の緊急停止回路１１に供給される。そして、緊急停止回路１１に供給された電圧が特定の電圧値の範囲内に入ると、緊急停止回路１１が、通常操業から緊急停止に切り替える信号を設備に送信するように構成しておく。すると、複数の加速度計２から送信される信号が所定の状態になりさえすれば、瞬時に、設備に操業状態を緊急停止に切り替える信号が送信される。つまり、緊急停止指令部１０において、複数の加速度計２からの信号を解析する必要がないので、迅速な操業切換を実現できる。
【００７３】
また、リレー回路１１ａの出力側の電圧は、数種類（一般的には、２種類）の電圧値しか取れないように調整できる。つまり、リレー回路１１ａから緊急停止回路１１に供給される電圧を、数種類の電圧値に制限することができる。これによって、信号線が長く、電圧値が変動や減衰する場合にも、緊急停止回路１１は、受信した電圧値からリレー回路１１ａの出力側の電圧を正確に復元できる。つまり、緊急停止回路１１は、加速度計２が検出する加速度が判断閾値以上となったかどうかを誤りなく判断することができるので、正確な操業切換を実現できる。なお、リレー回路１１ａの出力側の電圧は、交流でも直流でもよい。
【００７４】
なお、上記例では、緊急時に、緊急停止回路が緊急停止させる信号を設備に送信する場合を説明した。逆に、通常時に、運転継続信号を発信しておき、緊急時に、運転継続信号の送信が停止されるようにしてもよい。このようにすれば、緊急停止回路１１から設備までの信号線が断線するような大規模地震等にも安全に対応できる。
【００７５】
（反応停止操作）
設備の各装置等における緊急停止動作は、設備の各装置等を安全に停止でき、かつ、緊急停止後に各装置の操業を容易に再開できるようになっていることが望ましい。とくに、設備がガス発生装置を有する場合には、緊急停止動作が実行された際にガス発生装置において生成されるガスの量が減少するように、緊急停止動作が行われることが望ましい。このように緊急停止動作が行われれば、ガス発生装置において発生したガスの漏れ等による周囲の環境汚染を防ぐことができる。
【００７６】
例えば、銅精錬プロセスにおける自熔炉４の緊急停止動作では、銅精鉱などの原料の装入量を減少させ、反応用酸素（または空気）の供給量を減少させる。すると、自熔炉におけるＳＯ２ガスの発生量を減少させることができる。
【００７７】
なお、原料の装入量や反応用酸素の供給量を急激に減少させた場合には、自熔炉４内のマットの温度が急激に低下する。すると、この温度変化によって、自熔炉４の炉体レンガが破損する可能性がある。したがって、緊急停止動作でも、原料の装入量や反応用酸素の供給量は完全に停止せずに、供給量を段階的に減少させるほうがよい。一方、急激な温度変化が生じても自熔炉４の炉体レンガが破損する恐れが小さければ、緊急停止動作として、原料や反応用酸素の供給を直ちに停止してもよい。
【００７８】
また、銅精錬プロセスにおける転炉１４の緊急停止動作では、反応用酸素（または空気）の供給量を減少させる。すると、転炉１４におけるＳＯ２ガスの発生量を減少させることができる。
【００７９】
なお、転炉１４では、反応が生じている状態において、反応用酸素の供給を停止すると、熔体が反応用酸素の供給管に逆流して固化して供給管を閉塞したり、熔体によって供給管が熔損したりしてしまう可能性がある。したがって、転炉１４の緊急停止動作では、反応用酸素の供給を停止する前に、転炉１４を回転させて供給管を熔体より上方に位置するように配置し、熔体が供給管に逆流することを防止することが必要である。
【００８０】
銅精錬プロセスにおける精製炉１６の緊急停止動作は、上述した転炉１４と同様の要領で行う。つまり、精製炉１６に供給する反応用酸素（または空気）の供給量を減少させて、ＳＯ２ガスの発生量を減少させる。
【００８１】
自熔炉４、転炉１４、精製炉１６において発生したＳＯ２ガスは、通常、自熔炉４等と硫酸工場１２とを連通する煙道に設けられたＳＯ２ブロアーによって硫酸工場１２に送られている。このＳＯ２ブロアーは、自熔炉４、転炉１４、精製炉１６の反応停止操作に際して、ＳＯ２ガスが希薄になるため、停止する方がよい。ＳＯ２ブロアーを停止することで、希薄なＳＯ２ガスの移動を抑制できるので、硫酸工場１２で製造される硫酸品質を高く維持できる。しかも、冷えたガスの流入を抑制できるので、自熔炉４等の炉内温度や硫酸工場１２の触媒温度を高く維持できる。なお、ＳＯ２ブロアーの停止により、希薄になったＳＯ２ガスは自熔炉４等の内部に押しとどめられるので、漏れガスの無害化に要する中和剤も少なくすむというメリットもある。
【００８２】
なお、緊急停止動作では、銅精錬プロセスにおける他の設備も停止される。例えば、
塩素ガスを貯蔵しておく液化塩素貯蔵容器もその運転が停止される。具体的には、液化塩素貯蔵容器の出口側にある弁が閉鎖される。
【００８３】
上述したような設備も含めて緊急停止動作を実施すれば、緊急停止中において、銅精錬プロセスにおける各設備から発生する有毒ガス、例えば、二酸化硫黄、二酸化炭素、塩素の発生を抑制できる。すると、かかる有毒ガスの漏洩等を防ぐことができるので、緊急停止動作を実施した際に、有毒ガスによる周囲環境の汚染等が生じることを防止することができる。
【実施例】
【００８４】
本発明の地震対処システムを実際の工場に設置して、その有効性を確認した。
本発明の地震対処システムを設置した工場は、ガス発生装置を備えた銅製錬工場である。この銅製錬工場の以下の地点に加速度計４台を設置した。
１）排ガスの処理設備のある建屋内に１台（加速度計１）
２）発電設備のある動力センター建屋内に１台（加速度計２）
３）液化塩素貯蔵容器の近くの建屋内に１台（加速度計３）
４）自熔炉のある建屋内に１台（加速度計４）
１）〜３）の３台の加速度計間の距離は、直線距離で、加速度計１−２間が約４００ｍ、加速度計２−３間が約４００ｍ、加速度計１−３間が約７００ｍであった。なお、加速度計４は、加速度計２−３間の略線分上（略直線上）に設置した。
【００８５】
実験では、任意の３台の加速度計から５分以内に伝送された測定結果が２５０ｇａｌ（判断閾値）以上を示していれば、「大規模地震等発生」と判断するように設定した。つまり、測定結果を示す信号が各加速度計から同時に届かなくても、１台目から５分以内に他の２台（合計３台）から判断閾値以上の信号が届いていれば、大規模地震等発生と判断するように設定した。
【００８６】
（実施例１）
実験では、上記４台の加速度計１〜４のうち、２台の加速度計を人為的に振動させて２５０ｇａｌ以上の測定値を記録させた。なお、このとき振動させた加速度計は、加速度計１〜４のうち、１と２である。
【００８７】
上記のように加速度計を振動させても、ガス発生装置は定常運転を継続した。つまり、本発明の地震対処システムは、局所的に大きな振動が生じても、その振動を適切に判断して、大規模地震等と誤認しないことが確認された。
【００８８】
（実施例２）
実施例２では、大規模地震等を模擬するために、実施例１と同様に、加速度計２台を人為的に振動させて２５０ｇａｌ以上の測定値を記録した後、５分以内に、３台目の加速度計を人為的に振動させて２５０ｇａｌ以上の測定値を記録させた。
【００８９】
なお、このとき振動させた加速度計は、最初に振動させた２台は、加速度計１〜４のうち、１と２であり、その後振動させた加速度計は、３である。
【００９０】
上記のように加速度計を振動させた場合、本発明の地震対処システムは、大規模地震が発生したと判断して、ガス発生装置の反応停止操作が行われた。つまり、本発明の地震対処システムは、大規模地震等を適切に判断してガス発生装置を反応停止できる可能性があることが確認された。
【００９１】
（実施例３）
上述した４台の加速度計を設置した本発明の地震対処システムを１年間使用して、本発明の地震対処システムの有効性を確認した。
【００９２】
上記期間中には、工場敷地内において重機作業等が行われており局所的に大きな振動は生じていたが、大規模地震に相当する地震は発生しなかった。そして、上記期間の間に、本発明の地震対処システムが「大規模地震発生」と判断することはなく、ガス発生装置の反応停止操作も行われなかった。
【００９３】
つまり、本発明の地震対処システムは、局所的な大きな振動を大規模地震等と誤認せず、大規模地震等を適切に判断してガス発生装置を反応停止させることできる可能性があることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明の地震対処システムは、ガス発生装置を備えた設備、例えば、非鉄製錬プロセスや石油化学コンビナート、輸送システム等の設備に適している。
【符号の説明】
【００９５】
１      銅製錬プロセス
２      加速度計
１０    緊急停止指令部
４      自熔炉
１１    緊急停止回路
１１ａ  リレー回路
１２    硫酸工場
１４    転炉
１６    精製炉
【図１】
2017044506.tif 000003
【図２】
2017044506.tif 000004
【図３】
2017044506.tif 000005
【図４】
2017044506.tif 000006