JP2006326726A - 内圧防爆システム及びその掃気方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】気密室を備えたマニピュレータ3と、気密室に不活性気体を導入する気体供給部2と、気密室からの気体を封止または開放する気体排気部4と、これらを制御するコントローラ1とからなる内圧防爆システムにおいて、掃気動作コントローラ1に、気体供給部2と気体排気部4による掃気動作の時間を計測するタイマーを備えた。
【選択図】図1
Description
まず、気密室は、掃気に関する装置として以下の構成を有している。すなわち、気密室には、その排気管路に圧力スイッチが2つ接続されている。これら圧力スイッチは、掃気中に気密室の圧力が所定の圧力以上になったことを検知する第1の圧力スイッチと、常用中に気密室の圧力低下を検知する第2の圧力スイッチである。また、更に第3の圧力スイッチが、同じく排気管路に設置され、気密室の圧力が高くなりすぎた場合を検知しているものもある。
そして、掃気の際はまず、気密室の排気管路途中に設置された排気用自動開閉弁を閉じた状態で、気体供給部から気密室へ不活性ガスを供給する。これにより、気密室の内部圧力は上昇する。そして、気密室の圧力が予め設定した圧力値を超えれば、第1の圧力スイッチから信号がコントローラに送出される。この信号をうけたコントローラは、気体供給部に掃気を開始させるとともに、掃気時間のカウントを始める。気体供給部は、このとき排気用自動開閉弁を開放する。これにより、掃気が始まる。
コントローラで予め定められた時間がカウントされ終わると、コントローラは気体供給部に排気用自動開閉弁を閉じさせ、掃気が完了する。
このように、従来の内圧防爆システムにおける掃気は、まず、排気用自動開閉弁を閉じた状態で気密室へ気体供給を開始し、気密室に接続された第1の圧力スイッチを監視することで、気密室が所定の圧力以上となったことを確認するまでの掃気準備時間と、その後、排気用自動開閉弁を開放し、掃気を開始してから、所定の流量の気体が気密室に流れ終わるまでの掃気時間とからなっており、掃気時間の管理は、上記のようにコントローラによる時間のカウントまたは排気管路途中に設けられたフロースイッチ(流量計)の信号などによって行われている。掃気準備時間は、気密室の内圧を、内部機器が故障しない程度まで高めることによって、気密室の内部気体を確実に掃気できるようにし、気密室の常用圧力よりも高い圧力で掃気を行うために設けられている。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、気密室に接続される圧力スイッチの個数を削減できる内圧防爆システムおよびその掃気方法を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、危険雰囲気に設置され、内部に気密室を有する内圧防爆構造のマニピュレータと、非危険雰囲気に設置され、前記マニピュレータを制御するコントローラと、前記気密室にエアを供給する気体供給部と、前記気密室に供給されたエアを封止または開放する気体排気部と、を備える内圧防爆システムにおいて、前記コントローラが、前記気密室の掃気時間を計測するタイマーを備えた内圧防爆システムとするものである。
また、請求項2に記載の発明は、前記タイマーは、前記気体排気部がエアを封止している状態で、前記気体供給部がエアの供給を開始してから、前記気密室の内部圧力が所定値を超えるまでの掃気準備時間を計測する第1のタイマーと、前記掃気準備時間が経過した後、前記気体排気部がエアの開放を開始してから、所定量のエアが前記気密室に流入するまでの掃気時間を計測する第2のタイマーと、を備えた請求項1記載の内圧防爆システムとするものである。
また、請求項3に記載の発明は、請求項2記載の内圧防爆システムにおける掃気方法であって、前記気体排気部にエアを封止させた状態で、前記気体供給部からエアの供給を開始させるとともに、前記第1のタイマーのカウント動作を開始させ、前記第1のタイマーが所定の時間をカウントした後、前記気体排気部に前記気密室のエアを開放させるとともに、前記第2のタイマーのカウント動作を開始させ、前記第2のタイマーが所定の時間をカウントした後、前記気体排気部に前記気密室のエアを封止させ、掃気を完了させる内圧防爆システムの掃気方法とするものである。
また、請求項4に記載の発明は、危険雰囲気に設置され、内部に気密室を有する内圧防爆構造のマニピュレータと、非危険雰囲気に設置され、前記マニピュレータを制御するコントローラと、前記気密室にエアを供給する気体供給部と、前記気密室に供給されたエアを封止または開放する気体排気部と、を備える内圧防爆システムの掃気方法において、前記気体排気部がエアを封止している状態で、前記気体供給部からエアの供給を開始させ、前記気密室の内部圧力が所定値を超えるまでの掃気準備時間を前記コントローラに計測させ、前記掃気準備時間が経過した後、前記気体排気部にエアの開放を開始させ、更に前記気体供給部から所定量のエアが前記気密室に流入するまでの掃気時間を前記コントローラに計測させ、前記掃気時間が経過した後、再び前記気体排気部にエアを封止させ、掃気動作を完了させる内圧防爆システムの掃気方法とするものである。
内圧防爆とは、通常運転時に危険雰囲気中の可燃性気体が気密室に侵入しない様にするため、モータ等の発火源のある気密室を危険雰囲気中の圧力より若干高い圧力にして侵入を防ぐものである。よって、気密室内の圧力が危険雰囲気中の圧力と同じ圧力になった場合、気密室内部には可燃性気体が侵入した可能性がある。このため、気密室内の気体を危険性の無い空気または、不活性気体に入れ替える動作が必要であって、これが内圧防爆システムの掃気である。
次に、本発明の内圧防爆システムの詳細な構成を図1で説明する。図1は、図2の詳細図である。図1と同等個所については、同番号を付している。図2において、気体供給部2には、外部の圧力気体発生源より圧縮空気が導入され、空気はフィルタ12を通って、3経路に分岐され、それぞれ圧力調整器13と19と20に接続されている。空気は圧力調整弁13により、危険雰囲気の圧力より若干高い圧力に調整される。また、同じく、空気は圧力調整器19により、圧力調整器13よりも更に高い圧力に調整される。これら圧力調整器13と19で調整された空気は、ソレノイドバルブ14を介して配管5に接続され、マニピュレータ3の気密室に伝達される。一方、マニピュレータ3には配管6の一端が接続され、他端にはソレノイドバルブ15が接続されている。配管6とソレノイドバルブ15の間には、圧力スイッチ16、フロースイッチ17(取り付けられない場合もある)、圧力調整弁18が設けられている。圧力スイッチ16にはケーブル9aの一端が接続され、他端はコントローラ1に接続される。フロースイッチ17にはケーブル9bの一端が接続され、他端はコントローラ1に接続される。圧力スイッチ16は、マニピュレータ3の気密室の圧力が所定値よりも低くなるとコントローラ1に信号を送出する。また、フロースイッチ17は、所定の空気量が通過すると、コントローラ1に信号を送出する。一方、フィルタ12を通った空気の3経路のうち1経路の空気は、圧力調整器20により、ソレノイドバルブ15を動作させることができる程度の圧力に調整され、ソレノイドバルブ21と配管7を介してソレノイドバルブ15に接続されている。
また、コントローラ1には、圧力スイッチ16とフロースイッチ17からの信号を伝達するケーブル9a、9bが接続される本質安全防爆バリア21が設置されている。本質安全防爆バリア21は、コントローラの命令部23に接続されている。命令部23には、後述する掃気において、掃気準備時間を計測する第1のタイマー24と、掃気時間を計測する第2のタイマー25が備えられている。また、命令部23は、気体供給部2内のソレノイドバルブ14と21を制御する。
以上によって構成される本システムにおいて、まず通常運転について説明する。
通常運転は、後述する掃気が終了してから行われる。つまり、気密室の内部から、危険雰囲気の可燃性気体を排除したのちに通電され、運転が開始される。通常運転の場合、ソレノイドバルブ15は、閉の状態であって、気密室には、圧力調整器13によって調整された危険雰囲気よりも若干高い圧力の空気が導入されている。このため、マニピュレータ3の気密室は、危険雰囲気より若干高い圧力に保たれる。また配管6に接続された圧力検出スイッチ16は、気密室の圧力が危険雰囲気より若干高い圧力より低くなった場合を検知し、圧力調整弁18は、気密室の圧力が所定値より高くなりすぎた場合に圧力を開放する。
次に掃気動作について図2と図3を用いて説明する。図3は、システムの掃気動作における時間と気密室の圧力の関係を示す図である。横軸が経過時間を、縦軸が気密室の圧力を示している。
まず、コントローラ1の電源を供給すると、圧力調整弁19により通常運転時の圧力より高い圧力に調整された空気が、コントローラ1よりソレノイドバルブ14の切り換え命令がだされ、配管5を介して、マニピュレータ3に導入される。このとき、コントローラ1内の第1のタイマーは時間のカウントを開始する。また、このとき、ソレノイドバルブ15は閉の状態である。図3においては、「掃気準備開始」の状態である。そして、第1のタイマーが所定の時間を計測し終わると、コントローラ1からソレノイドバルブ21に切り換え命令がだされ、ソレノイドバルブ15を開の状態にする。図3では、「掃気開始」にあたる。ここで、第1のタイマーの計測する時間は、気密室の圧力が所望の圧力になるまでの時間であって、予め試験等で計測しておく。この時間が掃気準備時間である。
そして、ソレノイドバルブ15の開放と同時に第2のタイマーにより、開放時間(掃気時間)のカウントを開始する。掃気時間においても、圧力スイッチ16は、気密室の圧力が危険雰囲気より若干高い圧力より低くなった場合を検知し、圧力調整弁18は、気密室の圧力が高くなりすぎた場合に圧力を開放する。また、フロースイッチ17は掃気時の空気の流量を検出する。フロースイッチ17が設けられない場合には、圧力スイッチ16の掃気時の圧力監視において、気密室の圧力が危険雰囲気より若干高い圧力より低くならないことで代用する場合も有る。第2のタイマーのカウントが終了すると、コントローラ1よりソレノイドバルブ21へ切り換え命令が停止され、ソレノイドバルブ15が閉の状態になり、掃気が完了する。図3では「掃気完了」にあたる。そして、上述した通常運転状態になり、モータへの電源供給が可能となり、ロボット動作ができる。
以上説明したように、従来掃気動作においては、掃気の準備が完了したこと、すなわち気密室の圧力が所定の圧力値以上になったことを確認するための圧力スイッチが必要であったが、本発明のように、コントローラにタイマーを備えることによって、掃気準備が完了したことが確認できるようになったので、圧力スイッチを備えることが不要となった。これにより、コスト低減となるとともに、配線と配管が簡単となり、気体排気部の小型化も可能となる。
2 気体供給部
3 マニピュレータ(気密室)
4 気体排気部
16 圧力スイッチ
23 命令部
24 第1のタイマー
25 第2のタイマー
Claims (4)
- 危険雰囲気に設置され、内部に気密室を有する内圧防爆構造のマニピュレータと、
非危険雰囲気に設置され、前記マニピュレータを制御するコントローラと、
前記気密室にエアを供給する気体供給部と、
前記気密室に供給されたエアを封止または開放する気体排気部と、を備える内圧防爆システムにおいて、
前記コントローラが、前記気密室の掃気時間を計測するタイマーを備えたことを特徴とする内圧防爆システム。 - 前記タイマーは、
前記気体排気部がエアを封止している状態で、前記気体供給部がエアの供給を開始してから、前記気密室の内部圧力が所定値を超えるまでの掃気準備時間を計測する第1のタイマーと、
前記掃気準備時間が経過した後、前記気体排気部がエアの開放を開始してから、所定量のエアが前記気密室に流入するまでの掃気時間を計測する第2のタイマーと、を備えたことを特徴とする請求項1記載の内圧防爆システム。 - 請求項2記載の内圧防爆システムにおける掃気方法であって、
前記気体排気部にエアを封止させた状態で、前記気体供給部からエアの供給を開始させるとともに、前記第1のタイマーのカウント動作を開始させ、
前記第1のタイマーが所定の時間をカウントした後、前記気体排気部に前記気密室のエアを開放させるとともに、前記第2のタイマーのカウント動作を開始させ、
前記第2のタイマーが所定の時間をカウントした後、前記気体排気部に前記気密室のエアを封止させ、掃気を完了させることを特徴とした内圧防爆システムの掃気方法。 - 危険雰囲気に設置され、内部に気密室を有する内圧防爆構造のマニピュレータと、
非危険雰囲気に設置され、前記マニピュレータを制御するコントローラと、
前記気密室にエアを供給する気体供給部と、
前記気密室に供給されたエアを封止または開放する気体排気部と、を備える内圧防爆システムの掃気方法において、
前記気体排気部がエアを封止している状態で、前記気体供給部からエアの供給を開始させ、前記気密室の内部圧力が所定値を超えるまでの掃気準備時間を前記コントローラに計測させ、
前記掃気準備時間が経過した後、前記気体排気部にエアの開放を開始させ、
更に前記気体供給部から所定量のエアが前記気密室に流入するまでの掃気時間を前記コントローラに計測させ、
前記掃気時間が経過した後、再び前記気体排気部にエアを封止させ、掃気動作を完了させることを特徴とした内圧防爆システムの掃気方法。
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