JP2013088035A - 燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料遮断弁漏れの回避または検知を、安全性と利便性を両立して行うことができる、燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ガス供給源と、火炎検出器を備えたバーナとを連通する、ガス通路のガス供給源側に設けた元弁と、前記ガス通路のバーナ側に設けたバーナ前弁と、前記ガス通路の前記元弁と前記バーナ前弁の間に設けられ、一方が大気開放であり、他方が前記ガス通路に連通するベント弁と、前記各弁の開閉ならびに前記バーナ前弁の漏れ検出を行う制御装置とを具備し、該制御装置は、前記バーナを燃焼中から消火させるにあたって、前記元弁を開いたまま、前記バーナ前弁を閉じ、火炎検出器が前記バーナの火炎を検出しつづける場合には、前記バーナ前弁が漏れていると判定し、前記元弁を閉じるときには、前記ベント弁を開く。
【選択図】図１

Description

本発明は、気体燃料を燃焼させるバーナ毎に燃料を遮断するバーナ前弁と火炎検出器を有する燃焼装置に関し、さらに詳しくは、ガス漏れ逃がしベント弁を下流に有する元弁と、ベント弁よりも下流に位置し、各バーナに連通するバーナ前弁と、そのバーナには火炎検出器を有し、バーナ前弁を閉じても燃料が遮断できなかった場合の漏れ検出機能を有する、燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置に関するものである。

気体燃料を燃焼させるバーナに燃料を供給・停止する燃料遮断弁を有する燃焼装置においては、その燃料遮断弁が漏れた場合には、ガス中毒や爆発の危険がある。このため、燃料遮断弁の漏れを回避または検知するという目的で、これまで様々な技術が開示されている。

例えば、特許文献１には、バーナへのガス通路に２個の電磁弁を配し、火炎検出回路が火炎を検出しない時に、両方の電磁弁を閉じることで、ガス漏れの危険を回避する技術が開示されている。

また、特許文献２には、ガス供給経路に２個のシール弁を有し、点火時に片方の弁を開きイグナイタをオンさせることで、火炎検知器の信号により、開いていないシール弁の漏れを知る構成が示されている。

さらに、特許文献３には、ガス漏れをガス検出器によって検出し、ガスが検出されたとき、バーナの点火を禁止する構成が示されている。

特開昭５９−１８３１３号公報 特開平７−３３２６６４号公報 特開２０１０−３２１２４号公報

上述した特許文献１に記載の構成では、２個の電磁弁が同時に漏れる可能性は、実質的にゼロなので、ガス漏れを確実に防止できる。しかしながら、長年使っている間に片方の電磁弁が漏れる状態になったとしても、漏洩検知の機能を有していないため、片方の電磁弁が漏れる状態になった後は、１個の電磁弁だけでガス通路を閉止していることになってしまい、漏洩防止には万全とはいえないという問題がある。

また、上述した特許文献２の構成では、点火時に弁の漏れを検出しているので、特許文献１の欠点は解消できるものの、使用開始時に検出できても、安全のため、漏洩を検出したその回の使用は断念せざるを得ず、利便性に難があるという問題がある。

さらに、上述した特許文献３の構成では、ガス検出器を使用しているので、任意のタイミングでガス漏れの検出が可能であるものの、燃焼装置とは別にガス検出器を追加しなければならないため、コストが高くつくという問題がある。

本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、燃料遮断弁漏れの回避または検知を、安全性と利便性を両立して行うことができる、燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置を提供することを目的とする。

上記課題は、以下の発明によって解決できる。

［１］ 燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置であって、
ガス供給源と、火炎検出器を備えたバーナとを連通する、ガス通路のガス供給源側に設けた元弁と、
前記ガス通路のバーナ側に設けたバーナ前弁と、
前記ガス通路の前記元弁と前記バーナ前弁の間に設けられ、一方が大気開放であり、他方が前記ガス通路に連通するベント弁と、
前記各弁の開閉ならびに前記バーナ前弁の漏れ検出を行う制御装置とを具備し、
該制御装置は、
前記バーナを燃焼状態から消火させるにあたって、前記元弁を開いたまま、前記バーナ前弁を閉じ、前記バーナに設けられた火炎検出器において火炎不検出が確認されたら前記バーナ前弁には漏れがないと判定し、前記火炎検出器が前記バーナの火炎を検出しつづける場合には、前記バーナ前弁が漏れていると判定し、
前記元弁を閉じるときには、前記ベント弁を開くことを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

［２］ ［１］に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
前記元弁の下流で前記ガス通路を分岐し、分岐したガス通路それぞれに、独立した、バーナ前弁および火炎検出器を備えたバーナを具備する場合は、複数の前記バーナを燃焼中から消火させるにあたって、
複数の前記バーナ前弁を個別に閉止し、閉止したバーナ前弁に対応するバーナの火炎検出器の信号に基づき、漏れているバーナ前弁を特定することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

［３］ ［１］または［２］に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
前記ベント弁の下流で、前記バーナ前弁の上流のガス通路に設置した、安全弁を具備することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

［４］ ［１］ないし［３］のいずれかに記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
前記バーナ前弁が漏れていると判定されたときには、警報を発することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

［５］ ［２］または［３］に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
特定のバーナ前弁が漏れていると判定されたときには、特定されたバーナ情報を表示することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

本発明によれば、燃焼装置の使用を終了するときに、バーナ前弁の漏れを確認するので、漏れを確認した場合には、再使用するまでの間に弁の漏れを修理することができ安全性と利便性を両立させることができる。

また、元弁が漏れた場合であっても、漏れたガスはベント弁から屋外に排出されるため、安全である。さらに、前記ベント弁の下流でかつ前記バーナ前弁の上流のガス通路に安全弁を設置した構成とすれば、元弁とバーナ前弁の両方が漏れるといった場合であっても、漏れたガスは安全弁によって遮断され、バーナ前弁から流出することなく、ベント弁から屋外に排出されるため、建屋内や工業炉設備にガスが漏れることがなく、さらに安全である。

さらに、複数のバーナ前弁のうち、どの弁が漏れているかを遠隔で特定できるので、漏れの修理が迅速・確実に実施できる。

本発明を実施するための一実施形態を示す図である。 本発明を実施するための別の実施形態を示す図である。 本発明の一実施例を示す図である。 本発明の別の実施例を示す図である。

図１は、本発明を実施するための一実施形態を示す図である。１は元弁、２はベント弁、４はバーナ前弁、５はバーナ、および６は制御装置をそれぞれ表している。

本発明に係る燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置は、ガス通路のほか、元弁１、ベント弁２、バーナ前弁４、バーナ５、および制御装置６から構成される。

図示しないガス供給源から供給されたガスは、まず、元弁１をとおり、ベント弁２との接続部を通って、バーナ前弁４に行く。

元弁１は、下流配管へのガスの供給・遮断を大元で行う弁である。また、ベント弁（vent valve）２は、配管内の圧力が高くなりすぎたときに、閉止から開放に変えて内部のガスを外に排気（ベント; vent）・放散する目的、あるいは、全てのバーナ前弁と元弁とが閉じているときに、その間のガス管内空間が密閉されることに伴い、ガス温度変化によるガス管内圧力の上昇または低下を予防するために、閉止から開放に変えてガス管内圧力が大気圧と平衡する目的で設置される弁である。

ベント弁２の下流のガス通路は、バーナ前弁４に接続されて、そして最終的にバーナ５へと燃料のガスを供給する。バーナ前弁４の閉止・開放により、バーナ５へと燃料のガスの供給・遮断を行い、バーナ前弁を本発明では燃料遮断弁とも称している。バーナ５は、図示しない火炎検出器を内蔵し、バーナにおける火炎検出機能を有している。

制御装置６は、上述の各弁の開閉ならびにバーナ前弁の漏れ検出を行うものであり、バーナから離れたところに置くことにより遠隔で各弁の開閉ならびにバーナ前弁の漏れ検出を行うことができる。バーナ前弁の漏れ検出については、後述の実施例にて説明を行う。

なお、ベント弁２の下流で、かつ、バーナ前弁４の上流に、安全弁３を設置することができる。この安全弁３は、元弁やバーナ前弁が漏れた場合にも、確実に閉止するために設けている弁である。バーナ前弁が漏れない状態で安全弁を閉止した場合には、その間のガス管内空間が密閉されることに伴い、ガス温度変化によるガス管内圧力の上昇または低下する可能性があるので、安全弁とバーナ前弁の間にもベント弁を設けることが望ましい。

図２は、本発明を実施するための別の実施形態を示す図であり、安全弁３を具備した場合の実施形態を示す図である。１は元弁、２はベント弁、３は安全弁、４はバーナ前弁、５はバーナ、および６は制御装置をそれぞれ表している。

本発明に係る燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置は、配管のほか、元弁１、ベント弁２、安全弁３、バーナ前弁４、バーナ５、および制御装置６から構成される。

ベント弁２の下流で、かつ、バーナ前弁４の上流に安全弁３を具備する場合には、元弁とバーナ前弁との両方が漏れていた場合でも、安全弁３を閉じることにより、燃料のガスがバーナ方向へ流れるのを防ぐことができる。

図３は、本発明の一実施例を示す図である。図２との相違点は、図３においては安全弁３の下流のガス通路が３系統に分岐し、それぞれ、バーナ前弁４ａ〜４ｃおよびバーナ５ａ〜５ｃに接続される点である。

この実施例は、本発明に係る燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置を熱処理炉に適用した場合である。熱処理炉において図示しない鋼板を昇温している間は、元弁１、安全弁３、バーナ前弁４ａ〜４ｃが開いており、ベント弁２が閉じている。

バーナ５ａ〜５ｃにガスが供給されて、熱処理炉内で燃焼するが、熱処理炉内温度が規定される温度に到達した後、鋼板温度が目標値以上になるまで炉温を維持するように燃焼を継続し、しかる後に消火する。

消火の動作ならびに漏洩検知は、以下のように順次行う。

先ず、元弁１と安全弁３を開いたままで、バーナ前弁４ａを閉じ、その後バーナ５ａの火炎検出器が火炎不検出となることを確認する。バーナ５ａにおいて火炎不検出となることが確認されたら、バーナ前弁４ａには漏れがないものと判定される。このとき、制御装置６は、所定の時間が経っても火炎検出器が火炎を検出し続けた場合には、バーナ前弁４ａが漏れていると判定して、このバーナ前弁４ａに対応するバーナ５ａの番号などのバーナ情報を制御装置に記憶し、表示し、および／または警報を発する。

次に、元弁１と安全弁３を開いたままで、バーナ前弁４ｂを閉じ、その後バーナ５ｂの火炎検出器が火炎不検出となることを確認する。バーナ５ｂにおいて火炎不検出となることが確認されたら、バーナ前弁４ｂには漏れがないものと判定される。このとき、制御装置６は、所定の時間が経っても火炎検出器が火炎を検出し続けた場合には、バーナ前弁４ｂが漏れていると判定して、このバーナ前弁４ｂに対応するバーナ５ｂの番号などのバーナ情報を制御装置に記憶し、表示し、および／または警報を発する。

さらに同様に、元弁１と安全弁３を開いたままで、バーナ前弁４ｃを閉じ、その後バーナ５ｃの火炎検出器が火炎不検出となることを確認する。バーナ５ｃにおいて火炎不検出となることが確認されたら、バーナ前弁４ｃには漏れがないものと判定される。このとき、制御装置６は、所定の時間が経っても火炎検出器が火炎を検出し続けた場合には、バーナ前弁４ｃが漏れていると判定して、このバーナ前弁４ｃに対応するバーナ５ｃの番号などのバーナ情報を制御装置に記憶し、表示し、および／または警報を発する。

なお、バーナ前弁４ａなどが漏れていると判定する基準となる前記所定の時間は、バーナ形状や配管配置などの設備仕様に依存するので、予備試験などを通じて、バーナ毎にあらかじめ設定しておく。また、複数のバーナ前弁の閉動作とそれに対応する火炎検出器の信号処理を並行して扱える場合には、一連の消火の動作ならびに漏洩検知処理を複数のバーナに対して同時に行ってもよい。

このようにして、バーナ前弁が漏れていた場合には、どの弁が漏れているかをバーナ前弁から離れた制御装置で知ることができるため、速やかに弁の修理に取り掛かることができる。

バーナ前弁４ａ〜４ｃにおける漏れの有無を確認した後に、元弁１を閉じると共にベント弁２を開く。元弁１を閉じるのは、燃料のガスがガス通路に供給されるのを停止するためである。元弁１を閉じると共にベント弁２を開くのは、ガス通路内に残留する燃料のガスを屋外に放散させるためである。

これにより、大元に設置した元弁が漏れた場合であっても、漏れた燃料のガスはベント弁から屋外に排出されるため、安全である。

そして、本実施例のように安全弁３を具備する場合は、バーナ前弁４ａ〜４ｃにおける漏れの有無を確認した後に、元弁１を閉じると共にベント弁２を開く際に、安全弁３を閉じることが好ましい。これにより、元弁とバーナ前弁の両方が漏れるといった場合であっても、漏れた燃料のガスは安全弁によって遮断され、バーナ前弁から流出することなく、ベント弁から屋外に排出されるため、建屋内や工業炉設備に燃料のガスが漏れることがなく、さらに安全である。

図４は、本発明の別の実施例を示す図である。図３との相違点は、図４においては安全弁とバーナ前弁の間にもベント弁２ａ、２ｂ、２ｃを設けた点である。なお、図４において、制御装置との接続を示す点線の表示は割愛している。

バーナ前弁が漏れない状態で安全弁を閉止した場合には、その間のガス管内空間が密閉されることに伴い、ガス温度変化によるガス管内圧力の上昇または低下する可能性があるところ、この実施例によれば、ベント弁２ａ、２ｂ、２ｃを適宜開くことにより、ガス管内圧力を調整することが可能となるので、いっそう安全である。

本発明は、元々バーナに備えられている火炎検出器を用いて弁のガス漏れを検出するようにしたので、専用のガス漏れ検出器が不要であり、コストの上昇を回避できる。また、燃焼装置を使用終了する消火時に漏洩検出を実施し、検出後に速やかにどの弁が漏れているかを表示および／または警報を発することができる。このため、燃焼装置を次回使用するまでの停止期間中に弁の漏れを修理することができ、ガス漏れ検知を目的とした燃焼装置の定期的停止などは必要としないので、利便性を損なうことがない。

１ 元弁
２ ベント弁
３ 安全弁
４ バーナ前弁
５ バーナ
６ 制御装置
２ａ、２ｂ、２ｃ ベント弁(３分岐)
４ａ、４ｂ、４ｃ バーナ前弁(３分岐)
５ａ、５ｂ、５ｃ バーナ(３分岐)

Claims (5)

1. 燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置であって、
   ガス供給源と、火炎検出器を備えたバーナとを連通する、ガス通路のガス供給源側に設けた元弁と、
   前記ガス通路のバーナ側に設けたバーナ前弁と、
   前記ガス通路の前記元弁と前記バーナ前弁の間に設けられ、一方が大気開放であり、他方が前記ガス通路に連通するベント弁と、
   前記各弁の開閉ならびに前記バーナ前弁の漏れ検出を行う制御装置とを具備し、
   該制御装置は、
   前記バーナを燃焼状態から消火させるにあたって、前記元弁を開いたまま、前記バーナ前弁を閉じ、前記バーナに設けられた火炎検出器において火炎不検出が確認されたら前記バーナ前弁には漏れがないと判定し、
   前記火炎検出器が前記バーナの火炎を検出しつづける場合には、前記バーナ前弁が漏れていると判定し、
   前記元弁を閉じるときには、前記ベント弁を開くことを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。
2. 請求項1に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
   前記元弁の下流で前記ガス通路を分岐し、分岐したガス通路それぞれに、独立した、バーナ前弁および火炎検出器を備えたバーナを具備する場合は、複数の前記バーナを燃焼中から消火させるにあたって、
   複数の前記バーナ前弁を個別に閉止し、閉止したバーナ前弁に対応するバーナの火炎検出器の信号に基づき、漏れているバーナ前弁を特定することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。
3. 請求項1または２に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
   前記ベント弁の下流で、前記バーナ前弁の上流のガス通路に設置した、安全弁を具備することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。
4. 請求項1ないし３のいずれかに記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
   前記バーナ前弁が漏れていると判定されたときには、警報を発することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。
5. 請求項２または３に記載の燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置において、
   特定のバーナ前弁が漏れていると判定されたときには、特定されたバーナ情報を表示することを特徴とする燃料遮断弁漏れ検出機能を有する燃焼装置。

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