(57)【要約】【課題】工場での空気配管網への混入を防止すべき所定ガスの混入を効果的に防ぐことが可能な、工場での空気配管網による空気供給システムを提供する。【解決手段】本発明の空気供給システムでは、工場に空気を供給するための空気配管網１２に圧縮空気を供給するコンプレッサ１４に吸い込まれる外気の所定ガスの濃度をガス検出器２８で測定し、当該所定ガスが検出されたときに、制御監視装置３０が、吐出弁２２を閉めるとともに放散弁２６を開くか、又は、コンプレッサ１４を停止させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工場に空気を供給するための空気配管網と、
コンプレッサと、
先端に集塵機が設けられ、前記コンプレッサの空気吸込口に接続され、前記コンプレッサに吸い込まれる外気が通過する吸込配管と、
前記コンプレッサの空気吐出口と前記空気配管網とを接続し、前記コンプレッサから吐出され前記空気配管網に供給される圧縮空気が通過する吐出配管と、
前記吐出配管に設けられ、前記圧縮空気の前記空気配管網への供給とその遮断を切り替え可能な吐出弁と、
前記吐出弁よりも前記コンプレッサに近い位置で前記吐出配管から分岐し、先端が外気へと通じる放散配管と、
前記放散配管に設けられ、前記コンプレッサから吐出される圧縮空気を外気へ放散可能な放散弁と、
前記集塵機の近傍の外気中の所定ガスの濃度を測定するガス検出器と、
前記ガス検出器から測定濃度の入力を受けて、前記所定ガスが検出されたときに、前記吐出弁を閉めるとともに前記放散弁を開くか、又は、前記コンプレッサを停止させる制御監視装置と、
を有することを特徴とする工場での空気配管網による空気供給システム。
【請求項２】
前記ガス検出器によって前記所定ガスの濃度がモニタリングされた前記コンプレッサが複数個、前記空気配管網に接続されており、
前記制御監視装置は、あるコンプレッサにおいて前記所定ガスが検出されたときに、当該所定ガスが検出されておらず、かつ待機状態にある他のコンプレッサを起動して、前記空気配管網への圧縮空気の供給を継続する、請求項１に記載の空気供給システム。
【請求項３】
工場に空気を供給するための空気配管網と、
コンプレッサと、
先端に集塵機が設けられ、前記コンプレッサの空気吸込口に接続され、前記コンプレッサに吸い込まれる外気が通過する吸込配管と、
前記コンプレッサの空気吐出口と前記空気配管網とを接続し、前記コンプレッサから吐出され前記空気配管網に供給される圧縮空気が通過する吐出配管と、
前記吐出配管に設けられ、前記圧縮空気の前記空気配管網への供給とその遮断を切り替え可能な吐出弁と、
前記吐出弁よりも前記コンプレッサに近い位置で前記吐出配管から分岐し、先端が外気へと通じる放散配管と、
前記放散配管に設けられ、前記コンプレッサから吐出される圧縮空気を外気へ放散可能な放散弁と、
前記集塵機の近傍の外気中の所定ガスの濃度を測定するガス検出器と、
を有する空気供給システムにおいて、
前記ガス検出器によって前記所定ガスが検出されたときに、前記吐出弁を閉めるとともに前記放散弁を開くか、又は、前記コンプレッサを停止させることを特徴とする工場での空気配管網による空気供給方法。
【請求項４】
前記ガス検出器によって前記所定ガスの濃度がモニタリングされた前記コンプレッサが複数個、前記空気配管網に接続されており、
あるコンプレッサにおいて前記所定ガスが検出されたときに、当該所定ガスが検出されておらず、かつ待機状態にある他のコンプレッサを起動して、前記空気配管網への圧縮空気の供給を継続する、請求項３に記載の空気供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工場での空気配管網による空気供給システム及び空気供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所、化学工場等の種々の工場では、機械装置の駆動及び冷却や、劣環境下での作業時の作業員への空気送気などへの使用を目的として、空気配管網を工場構内全域に布設している場合がある。それらの多くは、配管による圧力損失や各空気配送先設備での空気の使用量等を考慮して、空気配管網の複数箇所にコンプレッサを設置して、圧縮空気を供給している。
【０００３】
一方で、例えば製鉄所においては製鉄過程で発生する副生ガスも、ガス配管網によって所内各所に送られ、加熱炉燃料などに利用されている。この副生ガスには多くのＣＯガスが含まれている。そのため、ガス配管網からＣＯガスが漏洩し、しかも、漏洩箇所の近くに空気配管網用のコンプレッサがある場合には、漏洩したＣＯガスをコンプレッサが吸い込んでしまい、ＣＯガスを含んだ空気が空気配管網に混入してしまう可能性がある。
【０００４】
万が一ガス配管網からＣＯガスが漏洩したとしても、外気とともにコンプレッサに吸い込まれるため、空気配管網でのＣＯガス濃度は問題となるほど高くはならない。しかしながら、ＣＯガスを含んだ空気が空気配管網に混入すれば、空気配送先の機械装置や作業員に多少なりとも悪影響を及ぼす可能性が懸念される。そのため、本発明者は、製鉄所での空気配管網による空気供給システムにおいて、ＣＯガスの混入を防止するための対策を行うことを想起した。また、製鉄所における空気配管網へのＣＯガスの混入に限らず、化学工場等の種々の工場においても、空気配管網への混入を防止すべき種々のガスが空気配管網に混入することを効果的に防止することは重要である。
【０００５】
空気供給システムにおいてＣＯガスを検知する方法として、特許文献１がある。特許文献１は、携帯型ＣＯ検出警報装置及び潜水士への空気供給システムに関する技術であり、コンプレッサから排出された空気を潜水士に送るためのホースの途中にＣＯガス検出器を設け、これで当該空気を分析し、ＣＯが検出されたときに警報信号を出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２８１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１は、工場での空気配管網といった大規模な設備においてＣＯガスを検出して、その混入を防ぐといったものではない。また、特許文献１の方法は、コンプレッサから排出された空気中のＣＯガスを検知するものであり、しかも警報を発するに過ぎない。そのため、特許文献１からは、工場での空気配管網といった大規模な設備において、ＣＯ等のガスの混入を効果的に防ぐための手段について示唆を得ることはできない。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、工場での空気配管網への混入を防止すべき所定ガスの混入を効果的に防ぐことが可能な、工場での空気配管網による空気供給システム及び空気供給方法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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の要旨は以下のとおりである。
（１）工場に空気を供給するための空気配管網と、
コンプレッサと、
先端に集塵機が設けられ、前記コンプレッサの空気吸込口に接続され、前記コンプレッサに吸い込まれる外気が通過する吸込配管と、
前記コンプレッサの空気吐出口と前記空気配管網とを接続し、前記コンプレッサから吐出され前記空気配管網に供給される圧縮空気が通過する吐出配管と、
前記吐出配管に設けられ、前記圧縮空気の前記空気配管網への供給とその遮断を切り替え可能な吐出弁と、
前記吐出弁よりも前記コンプレッサに近い位置で前記吐出配管から分岐し、先端が外気へと通じる放散配管と、
前記放散配管に設けられ、前記コンプレッサから吐出される圧縮空気を外気へ放散可能な放散弁と、
前記集塵機の近傍の外気中の所定ガスの濃度を測定するガス検出器と、
前記ガス検出器から測定濃度の入力を受けて、前記所定ガスが検出されたときに、前記吐出弁を閉めるとともに前記放散弁を開くか、又は、前記コンプレッサを停止させる制御監視装置と、
を有することを特徴とする工場での空気配管網による空気供給システム。
【００１０】
（２）前記ガス検出器によって前記所定ガスの濃度がモニタリングされた前記コンプレッサが複数個、前記空気配管網に接続されており、
前記制御監視装置は、あるコンプレッサにおいて前記所定ガスが検出されたときに、当該所定ガスが検出されておらず、かつ待機状態にある他のコンプレッサを起動して、前記空気配管網への圧縮空気の供給を継続する、上記（１）に記載の空気供給システム。
【００１１】
（３）工場に空気を供給するための空気配管網と、
コンプレッサと、
先端に集塵機が設けられ、前記コンプレッサの空気吸込口に接続され、前記コンプレッサに吸い込まれる外気が通過する吸込配管と、
前記コンプレッサの空気吐出口と前記空気配管網とを接続し、前記コンプレッサから吐出され前記空気配管網に供給される圧縮空気が通過する吐出配管と、
前記吐出配管に設けられ、前記圧縮空気の前記空気配管網への供給とその遮断を切り替え可能な吐出弁と、
前記吐出弁よりも前記コンプレッサに近い位置で前記吐出配管から分岐し、先端が外気へと通じる放散配管と、
前記放散配管に設けられ、前記コンプレッサから吐出される圧縮空気を外気へ放散可能な放散弁と、
前記集塵機の近傍の外気中の所定ガスの濃度を測定するガス検出器と、
を有する空気供給システムにおいて、
前記ガス検出器によって前記所定ガスが検出されたときに、前記吐出弁を閉めるとともに前記放散弁を開くか、又は、前記コンプレッサを停止させることを特徴とする工場での空気配管網による空気供給方法。
【００１２】
（４）前記ガス検出器によって前記所定ガスの濃度がモニタリングされた前記コンプレッサが複数個、前記空気配管網に接続されており、
あるコンプレッサにおいて前記所定ガスが検出されたときに、当該所定ガスが検出されておらず、かつ待機状態にある他のコンプレッサを起動して、前記空気配管網への圧縮空気の供給を継続する、上記（３）に記載の空気供給方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の工場での空気配管網による空気供給システム及び空気供給方法によれば、混入を防止すべきガスの混入を効果的に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】工場で用いられる空気配管網の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態による空気供給システム１００の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
図１は、工場１０で用いられる空気配管網の一例を示す。空気配管網１２の各所に複数台のコンプレッサ１４が設置され、これらのコンプレッサ１４から空気配管網１２に圧縮空気が供給され、空気配管網１２から供給された空気を複数の工場１０が使用する。
【００１７】
図２を参照して、図１に示すような工場での空気配管網に適用可能な、本発明の一実施形態による空気供給システム１００を説明する。工場に空気を供給するための空気配管網１２には、複数のコンプレッサ１４が接続され、図２ではそのうちの１つを図示する。各コンプレッサ１４は、以下のような構成を有する。
【００１８】
コンプレッサ１４が空気吸込みを行うために、吸込配管１８がコンプレッサ１４の空気吸込口に接続されている。吸込配管１８の末端には、大気中の粉塵等を除去するための集塵機１６が設置され、ここから大気中の空気を吸込んでいる。コンプレッサ１４の空気吐出口と空気配管網１２とは吐出配管２０で接続されている。集塵機１６を通して吸込まれた空気は、吸込配管１８を通過してコンプレッサ１４で圧縮される。コンプレッサ１４から吐出された圧縮空気は、吐出配管２０を通過して、空気配管網１２に供給される。
【００１９】
吐出配管２０には、圧縮空気の空気配管網１２への供給とその遮断を切り替え可能な吐出弁２２が設置されている。また、放散配管２４は、吐出弁２２よりもコンプレッサ１４に近い位置で吐出配管２０から分岐し、その先端は外気へと通じている。また、放散配管２４には、コンプレッサ１４から吐出される圧縮空気を外気へ放散可能な放散弁２６が設けられている。すなわち、放散弁２６の開閉によりコンプレッサ１４から吐出される圧縮空気の外気への放散を制御可能である。吐出弁２２及び放散弁２６は、コンプレッサ１４を運転監視するための制御監視装置３０により遠隔で開閉することができる。
【００２０】
集塵機１６の近傍にはＣＯガス検出器２８（以下、単に「検出器」とも称する。）を設置する。検出器２８は、集塵機１６の近傍の外気中のＣＯガスの濃度を常時測定する。なお、集塵機１６が高所に設置されていて、検知器２８の本体を集塵機１６の高さに設置することが困難な場合は、検知器２８の本体を地表面に設置し、当該本体に測定用空気を送るサンプリング配管の吸込口のみを集塵機１６の近傍に設置してもよい。この場合、サンプリング配管に接続した検出器２８のさらに下流に追加配管を配置し、追加配管の途中に吸引ポンプを設けることが好ましい。吸引ポンプによってサンプリング配管から測定用空気を吸引して迅速に検出器２８に供給し、その後、当該空気は追加配管の末端から外気に放出される。
【００２１】
各コンプレッサ１４には制御監視装置３０が設置されている。集塵機１６が吸込む空気中のＣＯガス濃度は、検出器２８で常時測定され、検知器２８から制御監視装置３０へ伝送される。
【００２２】
ここで、制御監視装置３０は、検出器２８から測定濃度の入力を受けて、以下のようにして吐出弁２２及び放散弁２６の開閉を制御する。まず、通常の操業時には、吐出弁２２を開き、放散弁２６を閉じた状態で、圧縮空気を空気配管網１２に供給する。そして、ＣＯガスが検出されたとき、具体的には測定されたＣＯ濃度が既定の閾値を超えたときには、制御監視装置３０は、吐出弁２２に閉指令を出して吐出弁２２を閉めて、空気配管網１２へのＣＯガス混入を防止するとともに、放散弁２６に開指令を出して放散弁２６を開けて、ＣＯガスが混在した圧縮空気を放散配管２４の先端から外気へ放散させる。
【００２３】
このように、本実施形態では、検出器２８を集塵機１６の近傍に設けることによって、コンプレッサから排出された空気ではなく、コンプレッサに吸い込まれる空気のＣＯ濃度を測定する。加えて、放散配管２４を吐出配管２０から分岐させることによって、ＣＯガスを圧縮空気に含まれた状態で放散する。これらの構成により、ＣＯガスが検出されたときに、上記の吐出弁２２及び放散弁２６の開閉によって、ＣＯガスが混在した空気を確実に放散し、空気配管網１２への混入を確実に防止できる。また、高い圧力の圧縮空気が通過する吐出配管２０の内部にＣＯ検出器を設置しようとすると、当該検出器を内蔵する筐体に高い強度が求められる上に、筐体が圧力損失の原因になり得るため好ましくない。本実施形態であれば、そのような不利益がない。
【００２４】
その後、測定されたＣＯ濃度が既定の閾値以下になったときには、制御監視装置３０は、吐出弁２２に開指令を出して吐出弁２２を開けるとともに、放散弁２６に閉指令を出して放散弁２６を閉じて、通常の操業に戻ればよい。
【００２５】
なお、ＣＯガスが検出されたときに、制御監視装置３０は、弁の開閉に替えて、コンプレッサ１４を停止させるようにしてもよい。この方法でも、空気配管網１２へのＣＯガス混入を防止できる。しかし、コンプレッサ１４の再起動には１０分以上要することから、操業効率の観点からは弁の開閉の方が好ましい。
【００２６】
また、同様にして検出器２８によってＣＯガス濃度がモニタリングされたコンプレッサ１４が複数個、空気配管網１２に接続されている。図２に示すように、各コンプレッサ１４に設置されている制御監視装置３０は、空気配管網１２に接続されている全てのコンプレッサ１４を統括制御監視するための中央制御監視装置３２へ接続され、運転状態に関する情報（ＣＯ濃度の測定値、弁の開閉状態、コンプレッサの作動状態等）を常に中央制御監視装置３２へ伝送している。
【００２７】
中央制御監視装置３２は、あるコンプレッサにおいてＣＯガスが検出されたときに、ＣＯガスが検出されておらず、かつ待機状態にある（つまり運転していない）他のコンプレッサに運転指令を出して起動させて、空気配管網１２への圧縮空気の供給を継続させる。これにより、空気配管網１２へのＣＯガスの混入は防止しつつ、圧縮空気の供給量を維持することができる。
【００２８】
上記実施形態では、ＣＯガスの混入を防止する例を紹介したが、本発明はＣＯガスの混入に限定されず、工場での空気配管網への混入を防止すべき任意のガスに適用できる。すなわち、本発明は、空気の主成分である窒素及び酸素を除く任意のガスに適用できる。本発明は、空気配送先の環境に影響を与える可能性のあるガスに適用することが好ましく、ＣＯガス以外には例えば、メタン、アセチレン等の可燃性ガス、硫化水素、及びフッ素系ガスなどのガスが挙げられる。その場合、ＣＯ検出器２８を他のガスを対象にした検出器にすればよい。なお、混入と判断される濃度はガスの種類にも依るが適宜設定すればよい。
【００２９】
また、上記実施形態の空気供給システム１００では、制御監視装置３０によって、吐出弁２２及び放散弁２６の開閉、又は、コンプレッサ１４の停止を自動制御する例を示したが、本発明の空気供給方法はこれに限定されない。制御監視装置３０が閾値を超えたＣＯ濃度を検出した際に、モニターに測定値を表示したり、警報装置を作動させたりして、オペレータにＣＯ検出を知らしめ、オペレータが遠隔操作によって、吐出弁２２及び放散弁２６の開閉、又は、コンプレッサ１４の停止を行うことでもよい。また、待機状態にある他のコンプレッサの起動を、オペレータによる遠隔操作によって行ってもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、各コンプレッサ１４を制御監視する制御監視装置３０とは別に、全てのコンプレッサ１４を統括制御監視するための中央制御監視装置３２を設けた例を示した。しかし、これらの機能を統合した一台の制御監視装置によって、全てのコンプレッサの運転と弁の開閉を制御してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１００  空気供給システム
１０  工場
１２  空気配管網
１４  コンプレッサ
１６  集塵機
１８  吸込配管
２０  吐出配管
２２  吐出弁
２４  放散配管
２６  放散弁
２８  ＣＯガス検出器
３０  制御監視装置
３２  中央制御監視装置
【図１】
2017219267.tif 000003
【図２】
2017219267.tif 000004