CN103813834A - 集尘装置及集尘装置的火灾检测方法 - Google Patents

集尘装置及集尘装置的火灾检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够在内部发生火灾时迅速且可靠地检测火灾的集尘装置及集尘装置的火灾检测方法。集尘装置（1）利用鼓风机抽吸含有粉尘的含尘空气并使该含尘空气通过过滤器，由此从含尘空气中分离出粉尘，该集尘装置（1）的特征在于包括：含尘空气室（10），被抽吸的含尘空气被导入至该含尘空气室（10）；清洁空气室（16），其利用包括过滤器（4）的隔离部件与含尘空气室隔离开，由过滤器过滤后的清洁空气被导入至该清洁空气室（16）；和粉尘检测传感器（24），其配置在清洁空气室侧。

Description

集尘装置及集尘装置的火灾检测方法
技术领域
本发明涉及一种集尘装置及集尘装置的火灾检测方法，详细而言，涉及一种能够在集尘装置内部发生火灾时迅速且可靠地检测该火灾的集尘装置及集尘装置的火灾检测方法。
背景技术
对于用于在干燥的环境下进行集尘的干式集尘装置，在将含有火星等高温物质的粉尘吸入时，有可能会在内部发生火灾。为了预防这样的火灾，采取了如下的措施：在集尘装置的前段设置用于掸落火星等的装置，或者设置用于检测火星等的传感器并在检测到火星时使集尘装置停止运转等。
但是，即使采取上述措施，也难以完全预防在集尘装置内发生的火灾，因此期望能够迅速且可靠地检测已发生的火灾。
在此，作为检测在集尘装置内发生的火灾的方法，通常采用使用传感器的方法。作为这样的传感器，能够采用烟雾传感器或者用于检测集尘装置内的温度的温度传感器。
然而，在火灾初期，集尘装置内的空气的温度上升较小，因此无法利用用于检测集尘装置内的温度的温度传感器检测出火灾初期的温度上升。其结果，存在这样的问题点：无法利用用于检测集尘装置内的温度的温度传感器在早期检测出集尘装置内的火灾。
另外，对于烟雾传感器，在检测部配置有光电传感器，但光电传感器只要有少量污垢，其灵敏度便会下降。因此，为了使烟雾传感器正常工作，需要定期对检测部进行清扫。其结果，烟雾传感器存在维护费工夫这样的问题。
另一方面，虽也公知使用温度传感器和烟雾传感器的集尘装置（专利文献1），但即使搭载有两传感器也无法完全弥补彼此的缺陷，因此不是有效的手段。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-202005号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于解决上述现有技术的问题点并提供一种集尘装置及集尘装置的火灾检测方法，该集尘装置能够在内部发生火灾时迅速且可靠地检测火灾。
用于解决问题的方案
本发明提供一种集尘装置，其利用鼓风机抽吸含有粉尘的含尘空气并使该含尘空气通过过滤器，由此从上述含尘空气中分离出上述粉尘，其特征在于，
该集尘装置包括：
含尘空气室，被抽吸的上述含尘空气被导入至该含尘空气室；
清洁空气室，其利用包括上述过滤器的隔离部件与上述含尘空气室隔离开，由上述过滤器过滤后的清洁空气被导入至该清洁空气室；和
粉尘检测传感器，其配置在上述清洁空气室侧。
对于上述结构的集尘装置，若集尘装置正常，则位于过滤器下游侧的清洁空气室内不存在粉尘。但是，在集尘装置内发生火灾时，因火灾而将过滤器烧坏等，从而粉尘流入位于过滤器下游侧的清洁空气室内。
在具有上述结构的本发明中，在利用配置在空气清洁室侧的粉尘检测传感器检测到粉尘时，判断为该粉尘是由于因火灾将过滤器烧坏而产生的，由此能够在早期检测到火灾的发生。其结果，也能够将由火势蔓延所造成的损失抑制到最小限度。
根据本发明的其他的优选技术方案，
上述粉尘检测传感器为以从摩擦电荷方式、光散射方式及光透射方式中选择出的任意一种方式来检测粉尘的传感器。
根据这样的结构，所使用的传感器的因粉尘而导致的灵敏度降低较少，因此不需要如烟雾传感器方式那样的频繁的维护。
根据本发明的其他的优选技术方案，
上述粉尘检测传感器为用于检测因火灾而被烧坏的过滤器的烟尘或过滤器已捕捉到的粉尘的传感器。
根据本发明的其他的优选技术方案，
上述集尘装置具备排气管，该排气管与用于将过滤后的空气排出的排出口连接，
上述粉尘检测传感器配置在上述排气管内。
根据这样的结构，上述粉尘检测传感器配置在粉尘浓度被均匀化了的排气管内，因此不会受粉尘浓度偏差的影响，能够进行稳定的检测。
根据本发明的其他的优选技术方案，
上述鼓风机配置在上述清洁空气室内，
上述粉尘检测传感器安装于上述鼓风机。
根据本发明的其他的优选技术方案，
上述集尘装置具备显示部件或警报部件，该显示部件用于显示基于上述粉尘检测传感器的火灾检测情况，该警报部件根据基于上述粉尘检测传感器的火灾检测情况进行工作。
根据本发明的其他的技术方案，提供一种火灾检测方法，该火灾检测方法为集尘装置的火灾检测方法，在该集尘装置中，利用鼓风机抽吸含有粉尘的含尘空气并使该含尘空气通过过滤器，由此从上述含尘空气中分离出上述粉尘，其中，
在该火灾检测方法中，利用粉尘检测传感器检测粉尘，由此检测集尘装置内的火灾，该粉尘检测传感器配置在清洁空气室内，该清洁空气室利用包括上述过滤器的隔壁与含有粉尘的含尘空气所导入到的含尘空气室隔离开。
根据本发明的其他的优选技术方案，
在利用上述粉尘检测传感器检测到火灾之后，使集尘装置停止运转，并向装置内吹入非活性气体。
发明的效果
根据这样的结构，能够提供一种能够在内部发生火灾时迅速且可靠地检测火灾的集尘装置及集尘装置的火灾检测方法。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的集尘装置的结构的示意图。
图2是说明图1中的集尘装置所使用的粉尘检测传感器的一例的附图。
图3是说明图1中的集尘装置所使用的粉尘检测传感器的另一例的附图。
图4是说明图1中的集尘装置所使用的粉尘检测传感器的另一例的附图。
图5是表示图1中的集尘装置的应用例的示意图。
图6是表示本发明的第2实施方式的集尘装置的结构的示意图。
图7是用于说明本发明的第2实施方式的集尘装置的传感器安装位置的鼓风机部分的示意性的俯视图。
图8是表示本发明的实施例所使用的集尘装置的结构的示意图。
图9是表示本发明的实施例的结果的图表。
具体实施方式
以下，根据附图，说明本发明的第1实施方式的集尘装置。
图1是实施方式的具备火灾检测功能的集尘装置1的示意图。
集尘装置1在内部具备收容有鼓风机2和过滤器4的壳体6。
集尘装置1具备将壳体6的内部空间分成两部分的隔板8。隔板8的周缘与壳体6的内壁面连接并形成气密状态。
隔板8下侧的空间10收容有过滤器4，且利用进气口12和安装于进气口12的进气管14与外部空间连通。
另一方面，隔板8上侧的空间16收容有鼓风机2，且利用排气口18和安装于排气口18的排气管20与外部空间连通。
在集尘装置1中，过滤器4为由纸或布等可燃性材料构成的筒状过滤器，该过滤器4的上端与形成于隔板8的开口连接并形成气密状态，由此该过滤器4以垂下的方式配置在隔板8下侧的空间10内。在集尘装置1中，隔板8下侧的空间10与隔板8上侧的空间16借助由过滤器4和隔板8构成的隔离部件而气密地隔离开。而且成为：筒状的过滤器4的外周面面向隔板8下侧的空间10，内周面侧的空间与隔板8上侧的空间16连通。
在集尘装置1中，在鼓风机2内的叶轮叶片2'被电动机22驱动而进行旋转时，含有粉尘的外部空气即含尘空气如箭头A所示那样经由进气管14和进气口12而被导入至隔板8下侧的空间10内，之后如箭头B所示那样以从外周面侧朝向内周面侧的方式通过过滤器4，被过滤器4过滤。
之后，该过滤后的清洁空气如箭头C所示那样从过滤器4的内部空间穿过鼓风机出口2a被导入至隔板8上侧的空间16内，最终如箭头D所示那样穿过排气口18和排气管20被排出至集尘装置1外。
其结果，隔板8下侧的空间10成为含尘空气室10，含有粉尘的含尘空气被导入至该含尘空气室10，隔板8上侧的空间16成为清洁空气室16，由过滤器4过滤后的清洁吸气被导入至该清洁空气室16。
此外，集尘装置1还具备配置在排气管20内的粉尘检测传感器24。
粉尘检测传感器24能够在集尘装置1内发生火灾时检测到流入清洁空气室16侧的、烧坏的过滤器4的烟尘或过滤器4已捕捉到的粉尘，该粉尘检测传感器24为摩擦电荷方式、光散射方式、光透射方式等方式的传感器。
如图2所示，作为粉尘检测传感器24的一例的摩擦电荷方式的粉尘检测传感器26利用如下现象：在废气流中所含有的固体颗粒与检测用探针26a接触或穿过该检测用探针26a时，产生电荷的移动。并且，将该电荷量换算成电流信号，输出与粉尘量成比例的DC4mA～20mA的仪表信号。近年来，该方式的传感器被大幅小型化，维护性和性价比优异。
如图3所示，作为粉尘检测传感器24的一例的光散射方式的粉尘检测传感器28利用如下现象：从照射部28a射出激光光线，在自开口部28b进入的粉尘横穿激光光线时，激光光线被分散。
分散了的光被导入至感光部28c，测量分散光的强度，根据分散光的强度测量粉尘浓度。
如图4所示，作为粉尘检测传感器24的一例的光透射方式的粉尘检测传感器30构成为：利用反射器30b使从照射器/感光器30a照射出的光线反射，之后再利用照射器/感光器30a对光进行接收。并且，该粉尘检测传感器30利用如下现象：在粉尘进入该光线的路径时，光线因粉尘而被吸收、分散，从而光线衰减。
粉尘检测传感器30根据反射光的衰减率与粉尘浓度之间的相关性来检测粉尘浓度。另外，通过在照射器/感光器30a和反射器30b的、与粉尘通过部之间设置透明板，能够抑制由传感器污渍所导致的灵敏度降低。
在具有这样的结构的集尘装置1中，在集尘装置1的工作中发生火灾时，在初期阶段，过滤器4或者其跟前的上游侧和下游侧因火焰而被烧坏。其结果，集尘装置1的含尘空气室10内的粉尘和过滤器4成为初期的燃烧物。若燃烧进一步发展，则过滤器4被烧坏而在过滤器4上形成孔。其结果，附着于过滤器表面的粉尘、烧坏了的过滤器4的烟尘等从形成于过滤器4的孔流入到不存在粉尘的清洁空气室16内。
在清洁空气室16内的空气流的作用下，在流入至排气管20的空气中粉尘、烟尘与空气被搅拌并混合而大致均匀地分布于空气中。因此，在排出管20内，位置的不同所导致的粉尘浓度的不均匀较少，能够可靠地确认到粉尘、烟尘。
因此，通过在排气管20设置粉尘检测传感器24，能够可靠地进行稳定的火灾检测。
在这样的粉尘检测传感器的方式中，通过对由过滤器破损所造成的微量的粉尘的泄漏或烧坏了的过滤器4的烟尘进行检测，从而不会如温度传感器那样需要在检测到粉尘或烟尘之前花费较长的时间。并且，因与粉尘接触而导致检测灵敏度降低的情况也较少。
也可以构成为：在如图5所示那样利用粉尘检测传感器24检测到火灾时，在借助控制器34与该粉尘检测传感器24连接的显示器等显示部件36上显示火灾发生情况，并利用蜂鸣器、警铃等警报部件38发出警报。
另外，优选这样的结构：在利用粉尘检测传感器24检测到火灾时，停止集尘装置的运转，向集尘装置1内输入N2气体、CO2气体等非活性气体来防止火势蔓延。
接下来，说明本发明的第2实施方式的集尘装置40。
图6是表示本发明的第2实施方式的集尘装置40的结构的与图1同样的附图。
对于第2实施方式的集尘装置40，除粉尘检测传感器42的设定位置之外，具有与第1实施方式的集尘装置1相同的结构。因此，以下，仅说明不同点。
如图6所示，在集尘装置40中，粉尘检测传感器42配置在鼓风机出口2a跟前的下游侧。
如图7所示，叶轮叶片2'以在上下方向上延伸的旋转轴为中心沿箭头B所示的方向旋转，如箭头A所示那样从进气管14抽吸外部空气，从鼓风机出口2a向箭头C所示的方向进行排气，该鼓风机出口2a沿旋转的叶轮叶片2'的切线方向水平延伸。其结果，在鼓风机出口2a处，粉尘颗粒在离心力的作用下以偏向鼓风机出口2a的径向外侧的方式不均匀分布。
因此，粉尘检测传感器42安装在沿旋转的叶轮叶片2'的切线方向水平延伸的鼓风机出口2a的径向外侧位置。在此情况下，粉尘检测传感器42采用摩擦电荷方式传感器。
根据这样的结构，通过在鼓风机出口2a跟前的下游侧设置粉尘检测传感器42，能够可靠地进行稳定的火灾检测。
实施例
接下来，对作为本发明的实施例而进行的火灾实验进行说明。
图8是实验中所使用的集尘装置50的与图1同样的附图。对于集尘装置50，其基本的结构与第2实施方式的集尘装置40相同，集尘装置50与集尘装置40的不同点在于：在设置于鼓风机出口2a跟前的下游侧的粉尘检测传感器42的基础上，温度传感器52、54分别安装于鼓风机的入口和鼓风机出口2a。
使用这样的集尘装置50进行火灾实验。
作为集尘装置50的运转条件，抽吸风量为30m3/min，过滤面积为36m3，过滤速度为0.83m/min，在该条件下的运转过程中，使过滤器4着火而发生火灾，利用数据记录器记录来自粉尘检测传感器42及温度传感器52、54的输出。利用温度传感器52测量鼓风机的入口温度，利用温度传感器54测量鼓风机的出口温度。基于温度传感器52、54的温度检测结果表示在图9中。
如图9所示，确认出了：在利用温度传感器52、54的情况下，在着火后经过约12秒～13秒的时刻才检测到温度上升。
相对于此，在利用粉尘检测传感器42的情况下，在着火后约1秒就能够检测到粉尘从而检测到火灾，其优越性是显而易见的。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式的集尘装置，能够广泛应用于具备可燃性的过滤器的集尘装置。
附图标记说明
1、集尘装置；2、鼓风机；4、过滤器；6、壳体；8、隔板；10、含尘空气室；16、清洁空气室；18、排气口；20、排气管；24、粉尘检测传感器。

Claims (8)

1.一种集尘装置，其利用鼓风机抽吸含有粉尘的含尘空气并使该含尘空气通过过滤器，由此从上述含尘空气中分离出上述粉尘，其特征在于，
该集尘装置包括：
含尘空气室，被抽吸的上述含尘空气被导入至该含尘空气室；
清洁空气室，其利用包括上述过滤器的隔离部件与上述含尘空气室隔离开，由上述过滤器过滤后的清洁空气被导入至该清洁空气室；和
粉尘检测传感器，其配置在上述清洁空气室侧。
2.根据权利要求1所述的集尘装置，其中，
上述粉尘检测传感器为以从摩擦电荷方式、光散射方式及光透射方式中选择出的任意一种方式来检测粉尘的传感器。
3.根据权利要求1或2所述的集尘装置，其中，
上述粉尘检测传感器为用于检测因火灾而被烧坏的过滤器的烟尘或过滤器已捕捉到的粉尘的传感器。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的集尘装置，其中，
上述集尘装置具备排气管，该排气管与用于将过滤后的空气排出的排出口连接，
上述粉尘检测传感器配置在上述排气管内。
5.根据权利要求1～3中的任意一项所述的集尘装置，其中，
上述鼓风机配置在上述清洁空气室内，
上述粉尘检测传感器安装于上述鼓风机。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的集尘装置，其中，
上述集尘装置具备显示部件或警报部件，该显示部件用于显示基于上述粉尘检测传感器的火灾检测情况，该警报部件根据基于上述粉尘检测传感器的火灾检测情况进行工作。
7.一种火灾检测方法，其为集尘装置的火灾检测方法，在该集尘装置中，利用鼓风机抽吸含有粉尘的含尘空气并使该含尘空气通过过滤器，由此从上述含尘空气中分离出上述粉尘，其中，
在该火灾检测方法中，利用粉尘检测传感器检测粉尘，由此检测集尘装置内的火灾，该粉尘检测传感器配置在清洁空气室，该清洁空气室利用包括上述过滤器的隔壁与含有粉尘的含尘空气所导入到的含尘空气室隔离开。
8.根据权利要求7所述的火灾检测方法，其中，
在利用上述粉尘检测传感器检测到火灾之后，使集尘装置停止运转，并向装置内吹入非活性气体。
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