JP2004169939A

JP2004169939A - 室内の防爆制御方法

Info

Publication number: JP2004169939A
Application number: JP2002333141A
Authority: JP
Inventors: Hisataka Yoshizawa; 尚隆吉沢; Hiroyoshi Tamagawa; 弘義玉川; Makoto Kurosawa; 信黒沢; Makoto Tomita; 信富田; Kazunari Inoue; 和成井上
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2002-11-18
Filing date: 2002-11-18
Publication date: 2004-06-17

Abstract

【課題】爆発性物質封入機器を配置する室内に爆発性物質が漏出した場合でも、効率的に爆発を防止することが可能な、室内の防爆制御方法を提供する。
【解決手段】自動販売機２等の爆発性物質封入機器が配置される試験室１０内の防爆制御方法であって、爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定しておき、試験室１０内における爆発性物質の濃度レベルに応じて、試験室１０の給排気量を段階的に増減させる。また、試験室１０内における爆発性物質の濃度が、爆発性物質の爆発限界下限の一定割合を越えた場合には、試験室１０の給排気手段３４，３６に対する電力の供給を除いて、試験室１０内への電力の供給を停止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は室内の防爆制御方法に係り、特に爆発性物質封入機器に対する試験室内の防爆制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
缶ビールや缶コーヒーなどの自動販売機には、製品を所定温度および／または所定湿度に保持する性能が必要である。すなわち、真夏でも所定温度に製品を冷却し、真冬でも所定温度に製品を加熱する必要がある。そこで、空調可能な試験室内に自動販売機を配置して、上記性能の試験を実施している。すなわち、試験室内を真夏相当の温度および湿度として、自動販売機の冷却性能を試験している。また、試験室内を真冬相当の温度および湿度として、自動販売機の加熱性能を試験している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−１２９６７２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２９１９８９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在、自動販売機の冷媒として、塩素を含まないフロンが主流である。この塩素を含まないフロンは、オゾン層破壊係数が小さいものの、地球温暖化係数が小さくないという点で問題がある。そのため、地球環境にやさしい自然冷媒であるプロパンが、一部の家庭用冷蔵庫の冷媒として使用されはじめている。そして、自動販売機の冷媒としても、プロパンの使用が検討されている。
【０００５】
ところで、プロパンを冷媒に使用した自動販売機について、上述した性能試験を実施する場合には、自動販売機からのプロパンの漏出を考慮する必要がある。上述した性能試験は試験室内を高温にして実施するため、漏出したプロパンが爆発するおそれがあるからである。また、試験室内に配置された計測機器などの運転スイッチの切り替えによっても、プロパンに着火して爆発するおそれがあるからである。
【０００６】
ところが、フロンは爆発性を有しないため、従来の試験室には防爆手段が設けられていない。そのため、爆発性を有するプロパンを冷媒に使用した自動販売機につき、従来の試験室で試験を行う場合には、漏出したプロパンの爆発を防止することができないという問題がある。
【０００７】
一方、試験室において所定の温度および湿度に調整された空気は高価であり、これを無制限に排気して試験室内を換気するのは効率が悪いという問題がある。
そこで本発明は、爆発性物質封入機器を配置する室内に爆発性物質が漏出した場合でも、効率的に爆発を防止することが可能な、室内の防爆制御方法の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
一般に、爆発性物質には爆発限界下限が存在する。爆発限界下限とは、爆発性物質が爆発しうる最低の濃度である。本発明は、室内における爆発性物質の濃度が爆発限界下限に達するのを防止するものである。
【０００９】
本発明に係る室内の防爆制御方法は、爆発性物質封入機器が配置される室内の防爆制御方法であって、前記爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定しておき、前記室内における前記爆発性物質の濃度レベルに応じて、前記室の給排気量を段階的に増減させることを特徴とする。
【００１０】
また、爆発性物質封入機器が配置される室内の防爆制御方法であって、前記室内における前記爆発性物質の濃度が爆発限界下限の場合に、前記室の給排気量が最大となるように、前記室内における前記爆発性物質の濃度に比例して、前記室の給排気量を増減させることを特徴とする。
【００１１】
また、上述した室内の防爆制御方法であって、前記室内における前記爆発性物質の濃度が、前記爆発性物質の爆発限界下限の一定割合を越えた場合には、前記室の給排気手段に対する電力の供給を除いて、前記室内への電力の供給を停止することを特徴とする。
【００１２】
【作用】
このように室内に漏出した爆発性物質の換気を行うことにより、室内における爆発性物質の濃度が爆発限界下限に達するのを防止することができる。また、室内の爆発性物質の濃度に応じて給排気量を調整するので、高価な空調空気を無駄に排気することがなくなる。したがって、効率的に爆発を防止することができる。
【００１３】
また、前記室の給排気手段に対する電力の供給を除いて、前記室内への電力の供給を停止するので、室内の換気を継続しつつ、爆発性物質への着火原因を除去することが可能となる。したがって、確実に爆発を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る室内の防爆制御方法の好ましい実施の形態を、添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１および図２に防爆制御手段を備えた空調試験室の説明図を示す。なお、図１は斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線における側面断面図である。本実施形態に係る空調試験室１は、爆発性物質封入機器（自動販売機２）が配置される試験室１０と、その試験室１０の上方に配置された多孔板１４と、その多孔板１４の上方に形成された給気チャンバ１２と、前記試験室１０の側方に配置された仕切り板２４と、その仕切り板２４と試験室１０の床面との間に形成された還気取入れ口２０と、その還気取入れ口２０から空調器６を介して前記給気チャンバ１２に通じる通風路２２とを備えた空調試験室１であって、前記試験室１０内に配置された前記爆発性物質の濃度センサ３２と、試験室１０の給排気手段３４，３６と、濃度センサ３２が検出した爆発性物質の濃度に応じて給排気手段３４，３６の運転を制御する制御部３０とを有するものである。
【００１６】
本実施形態に係る空調試験室１には、爆発性物質の封入機器が配置される試験室１０を設ける。爆発性物質の封入機器とは、例えばプロパンを冷媒に使用した自動販売機２である。試験室１０は、例えば４台の自動販売機２が所定距離をおいて配置できる程度の大きさに形成する。
【００１７】
また、試験室１０の上方に多孔板１４を配置して、その上方に給気チャンバ１２を形成する。多孔板１４は、多数の貫通孔１５を有するパンチングメタル等によって構成する。また、給気チャンバ１２の一方端部には、空調器６を配置する。空調器６は、後述する通風路２２等に配置した温度湿度センサ８による検出結果と、設定された温度および湿度とを比較し、試験室１０内の空気を設定された温度および湿度に一致させるべく空調を行う。さらに空調器６は、空調された空気を給気チャンバ１２に吐き出し、多孔板１４の貫通孔１５を通して試験室１０の各部に供給する。
【００１８】
ところで、空調器６により給気チャンバ１２の一方端部から他方端部に向かって空気を吐き出すと、給気チャンバ１２内の動圧は一方端部から他方端部にかけて高くなる。そこで、多孔板１４の開口率は、空調器６を配置した給気チャンバ１２の一方端部から他方端部にかけて、順次小さくするのが好ましい。例えば、空調器６の近傍における給気チャンバ１２の一方端部では開口率を６〜８％とし、給気チャンバ１２の他方端部では開口率を４〜６％とする。これにより、試験室１０の各部に対して均等に空気を供給することができる。なお、試験室内における温度および湿度の分布は風速の分布にリンクするため、試験室内における温度および湿度の分布も均等化することができる。
【００１９】
一方、試験室１０の側方に仕切り板２４を配置して、試験室１０の床面との間に還気取入れ口２０を形成する。また、還気取入れ口２０から空調器６を介して給気チャンバ１２に通じる通風路２２を、仕切り板２４と試験室１０の側壁との間に形成する。試験室１０上方の多孔板１４から吹き出された空気は、試験室１０下方の還気取入れ口２０から吸い込まれるので、その間に試験室１０の内部を循環する。これにより、多孔板１４から吹き出された空気が試験室１０の内部を循環することなく還気取入れ口２０に吸い込まれる、いわゆるショートサーキットを防止することができる。なお、空調器はダクトを介して試験室外に設置してもよい。また、還気取入れ口を試験室の床面や壁面などに形成し、ダクトを介して空調器に連結してもよい。
【００２０】
なお、還気取入れ口２０の高さは、試験室１０の床面から多孔板１４までの高さの１／３〜１／２とする。また、仕切り板２４の下半部を、多孔板で構成してもよい。これにより、還気取入れ用の開口面積が拡大されて、還気取入れ口２０における風速を低減することができる。なお、仕切り板２４の上半部は開口しないので、ショートサーキットを防止することができる。
【００２１】
ところで、試験室内を高温に設定する場合には、多孔板１４から高温の空気を吹き出すことになる。加えて、試験室内に配置される爆発性物質封入機器に対する気流の影響を少なくしたい場合には、多孔板１４からの吹出し量を少なくする必要がある。すると、多孔板１４から吹き出された空気が、下方の還気取入れ口２０まで到達できずに、試験室内の上方で温度成層化するおそれがある。この場合、試験室内の温度および湿度の分布が不均等になるという問題がある。そこで、試験室１０の床面に加熱手段４０（図２参照）を設けるのが好ましい。これにより、上記場合でも温度成層化を防止することが可能となり、試験室内の温度および湿度の分布を均等化することができる。
【００２２】
一方、試験室１０の外部との給排気手段３４，３６を設ける。給気手段３４として、外部から給気チャンバ１２への給気路および電動ダンパ３５を設ける。一方、排気手段３６として、試験室内から外部への排気路および電動ダンパ３７を設け、さらに強制排気手段として排気ファン３８を設ける。なお、空気より比重が重いプロパンなどの爆発性物質を取り扱う場合には、図１に示すように給気口を上方に設け排気口を下方に設ける。逆に、空気より比重が軽い爆発性物質を取り扱う場合には、給気口を下方に設け排気口を上方に設ける。これにより、試験室内に漏れ出した爆発性物質を、迅速に外気と置換することができる。
【００２３】
また、爆発性物質の濃度センサ３２を試験室１０の内部に配置する。なお、空気より比重が重いプロパンなどの爆発性物質を取り扱う場合には、図１に示すように濃度センサ３２を試験室の床面上に配置する。逆に、空気より比重が軽い爆発性物質を取り扱う場合には、濃度センサを試験室の天井付近に配置する。これにより、試験室内に漏出した爆発性物質を、迅速に検出することができる。
【００２４】
さらに、濃度センサ３２が検出した爆発性物質の濃度に応じて給排気手段３４，３６の運転を制御する制御部３０を設ける。制御部３０は、爆発性物質の濃度が高い場合には、給排気手段３４，３６の電動ダンパ３５，３７の開度を大きくするとともに排気ファン３８の回転数を上げて、迅速に爆発性物質を排気し爆発を未然に防止する。一方、爆発性物質の濃度が低い場合には、給排気手段３４，３６の電動ダンパ３５，３７の開度を小さくするとともに排気ファン３８の回転数を下げて、高価な空調空気が大量に外部へ排気されるのを抑制する。
【００２５】
次に、上述した空調試験室における防爆制御方法について説明する。
一般に、爆発性物質には爆発限界下限および上限が存在する。そのうち爆発限界下限とは、爆発性物質が爆発しうる最低の濃度であり、例えばプロパン（Ｃ_３Ｈ_８）の爆発限界下限は２．０体積％である。また、プロパンと同じ炭化水素系冷媒であるイソブタン（ｉ−Ｃ_４Ｈ_１０）の爆発限界下限は、１．５体積％である。そこで、本実施形態に係る空調試験室内の防爆制御方法は、試験室内に漏出した爆発性物質の濃度が爆発限界下限に達することがないように、試験室内を換気することによって行う。
【００２６】
具体的な防爆制御方法の第１として、段階的制御を行う。まず、爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定する。また、各濃度レベルに対応する給排気量を設定し、その給排気量を実現しうる電動ダンパ３５，３７の開度および排気ファン３８の回転数を算出する。なお、爆発性物質の濃度レベルが爆発限界下限の場合には、給排気量を最大とすべく、電動ダンパ３５，３７を全開に設定するとともに、排気ファン３８の回転数を最大に設定する。そして、あらかじめこれらの設定値を制御部３０に記憶させておく。一方、制御部３０は、濃度センサ３２が検出した爆発性物質の濃度がどの濃度レベルに属するのかを判断し、その濃度レベルに対応する電動ダンパ３５，３７の開度および排気ファン３８の回転数を求める。これにしたがって、給排気手段３４，３６の電動ダンパ３５，３７の開度および排気ファン３８の回転数を調節する。このように、試験室内における爆発性物質の濃度レベルに応じて、試験室１０の給排気量を段階的に増減させる。
【００２７】
具体的な防爆制御方法の第２として、リニア制御を行う。まず、爆発性物質濃度と給排気量との関係式を導出する。これに給排気量と電動ダンパ３５，３７開度および排気ファン３８回転数との関係式を加えて、爆発性物質濃度と電動ダンパ３５，３７開度および排気ファン３８回転数との関係式を導出する。なお、爆発性物質濃度が爆発限界下限の場合には、電動ダンパ３５，３７開度が全開となり、なおかつ排気ファン３８回転数が最大となるように、境界条件を与える。そして、あらかじめこの関係式を制御部３０に記憶させておく。一方、制御部３０は、濃度センサ３２が検出した爆発性物質濃度をこの関係式に代入して、対応する電動ダンパ３５，３７開度および排気ファン３８回転数を算出する。これにしたがって、給排気手段３４，３６の電動ダンパ３５，３７開度および排気ファン３８回転数を調節する。このように、試験室１０内における爆発性物質の濃度に比例して、試験室１０の給排気量を増減させる。
【００２８】
なお、制御部３０による自動的な電動ダンパ３５，３７の開度調整に代えて、手動で電動ダンパの開度調節を行ってもよい。例えば、爆発性物質の濃度が所定の低濃度を超えた場合に、制御部が回転警告灯（パトライト）や警報音により警告を発する。これを感知した作業員が、手動で排気ファンの運転および電動ダンパの開度調整を行えばよい。なお、所定の低濃度とは、例えば爆発限界下限の２５％程度の濃度である。
【００２９】
一方、爆発を防止する手段として、爆発性物質の濃度管理のほか、着火原因の除去がある。例えば、試験室内に配置された試験対象機器や計測機器、空調器などの運転スイッチの切り替えが着火原因となる場合があり、これを回避することで爆発を防止することができる。そこで、前記第１および第２のいずれの防爆制御方法においても、爆発性物質の濃度が所定の高濃度となった場合には、制御部３０によって試験室内への電力の供給を切断する。具体的には、試験対象機器や計測機器、空調器などへの電力の供給を切断する。なお所定の高濃度とは、例えば爆発限界下限の７５％程度の濃度である。その際、給排気手段３４，３６への電力の供給は切断することなく、試験室内の換気を継続する。これにより、確実に爆発を防止することができる。
【００３０】
逆に、爆発性物質の濃度が所定の高濃度以下の場合には、直ちに爆発する危険性は少ないことから、試験室１０内部への電力の供給を切断しない。この場合、試験を遂行してデータを保存することができる。また、空調器が運転を継続するので、試験室内の空調状態を維持することができる。
【００３１】
以上に詳述したように、本実施形態に係る室内の防爆制御方法は、爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定しておき、試験室内における爆発性物質の濃度レベルに応じて、試験室の給排気量を段階的に増減させる構成とした。また、試験室内における爆発性物質の濃度が爆発限界下限の場合に、試験室の給排気量が最大となるように、試験室内における爆発性物質の濃度に比例して、試験室の給排気量を増減させる構成とした。このように試験室内に漏出した爆発性物質の換気を行うことにより、試験室内における爆発性物質の濃度が爆発限界下限に達するのを防止することができる。また、試験室内の爆発性物質の濃度に応じて給排気量を調整するので、高価な空調空気を無駄に排気することがなくなる。したがって、効率的に爆発を防止することができる。
【００３２】
また、試験室内における爆発性物質の濃度が、爆発性物質の爆発限界下限の一定割合を越えた場合には、試験室の給排気手段に対する電力の供給を除いて、試験室内への電力の供給を停止する構成とした。これにより、試験室内の換気を行いつつ、爆発性物質への着火原因を除去することが可能となる。したがって、確実に爆発を防止することができる。
【００３３】
なお、試験室内の電気計測機器を耐圧防爆仕様としたり、配線を防爆仕様としたりして、着火原因を除去する場合がある。しかし、上述した本実施形態では、試験室内への電力の供給を停止するので、必ずしも電気計測機器や配線を防爆仕様とする必要はない。したがって、試験設備のコストを低減することができる。
【００３４】
【発明の効果】
爆発性物質封入機器が配置される室内の防爆制御方法であって、前記爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定しておき、前記室内における前記爆発性物質の濃度レベルに応じて、前記室の給排気量を段階的に増減させる構成としたので、室内に爆発性物質が漏出した場合でも、効率的に爆発を防止することができる。
【００３５】
また、前記室内における前記爆発性物質の濃度が、前記爆発性物質の爆発限界下限の一定割合を越えた場合には、前記室の給排気手段に対する電力の供給を除いて、前記室内への電力の供給を停止する構成としたので、確実に爆発を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】防爆制御手段を備えた空調試験室の斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における側面断面図である。
【符号の説明】
１………空調試験室、２………自動販売機、６………空調器、８………温度湿度センサ、１０………試験室、１２………給気チャンバ、１４………多孔板、２０………還気取入れ口、２２………通風路、２４………仕切り板、３０………制御部、３２………濃度センサ、３４………給気手段、３５………電動ダンパ、３６………排気手段、３７………電動ダンパ、３８………排気ファン。

Claims

爆発性物質封入機器が配置される室内の防爆制御方法であって、
前記爆発性物質の爆発限界下限を上限とする段階的な濃度レベルを設定しておき、前記室内における前記爆発性物質の濃度レベルに応じて、前記室の給排気量を段階的に増減させることを特徴とする室内の防爆制御方法。
爆発性物質封入機器が配置される室内の防爆制御方法であって、
前記室内における前記爆発性物質の濃度が爆発限界下限の場合に、前記室の給排気量が最大となるように、前記室内における前記爆発性物質の濃度に比例して、前記室の給排気量を増減させることを特徴とする室内の防爆制御方法。
請求項１または請求項２に記載の室内の防爆制御方法において、
前記室内における前記爆発性物質の濃度が、前記爆発性物質の爆発限界下限の一定割合を越えた場合には、前記室の給排気手段に対する電力の供給を除いて、前記室内への電力の供給を停止することを特徴とする室内の防爆制御方法。