JP2014232013A - 重油の漏洩検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外での長期間の連続運用に耐えうる高信頼性を備えた防爆仕様の重油の漏洩検知装置の提供。【解決手段】防爆仕様の検知部と、監視部と、検知部および監視部を接続する光ファイバとを備えた重油の漏洩検知装置であって、検知部が、下部開口を有する漏斗部と、漏斗部の下部開口の下に傾斜をつけて配置された透明板と、透明板を挟んで対向して設けられた投光部および受光部を有する光センサ装置と、漏斗部が上部に配設され、底部に排出口が設けられた筐体とを備え、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１が、漏斗部の下端と透明板との距離Ｄ２以下であることを特徴とする重油の漏洩検知装置。【選択図】図１

Description

本発明は、防爆仕様の検知部を備えた重油の漏洩検知装置に関する。

オイルバーナガン（以下、「バーナガン」という）は、ボイラ焚口に設置され、高圧の重油および圧縮空気等をボイラ燃焼室へ導き、先端部に設けられたチップで噴霧し、燃焼させる噴霧機械である。外部から供給される重油や圧縮空気等の流路は、その接続部にガスケットが設けられているが、このガスケットの劣化などを原因とする漏油の問題がある。バーナガンから漏洩した重油は火災の原因となるため、常時監視を行うための手段が必要とされていた。

特許文献１では、監視対象物を画像により監視して該監視対象物の状態を把握する画像監視システムであって、監視対象物を撮影する撮像手段と、撮影手段から入力された画像データおよび撮像手段に関する情報に基づいて監視対象物を監視する画像監視部と、画像監視部により生成された監視画像を出力する表示手段と、画像監視部内のデータベース情報の追加、更新、又は削除を操作する入力手段と、を備え、画像監視部が、表示手段上に、監視対象物の撮像画像と共に、監視対象物の配置を示す見取り図と、撮影された監視対象物ごとの監視着眼点とを表示し、見取り図上に監視対象物と撮像手段との位置関係を表示する画像監視システムが提案されており、同文献の段落［００２３］には監視対象設備が重油バーナ装置の場合の記載がある。

特開２００９−０４４４５５号公報

バーナガンからの漏油の検知装置は、火災の原因とならないように防爆仕様とする必要がある。また、屋外での長期間の連続運用に耐えうる信頼性の高さが必要である。さらには、屋外設置時に生じる雨水や流入ゴミの問題を解決する必要がある。

本発明は、屋外での長期間の連続運用に耐えうる高信頼性を備えた防爆仕様の重油の漏洩検知装置を提供することを目的とする。

発明者は、漏斗部と透明板および光センサ装置を備える検知部（比較例１）により漏油検知の試験運用を行ったところ、降雨時の流入ゴミにより誤検知が発生した。そこで、屋外に設置した場合の流入ゴミの問題を解決すべく改良を加え、本発明を創作した。すなわち、本発明は、以下の技術手段から構成される。

第１の発明は、防爆仕様の検知部と、監視部と、検知部および監視部を接続する光ファイバとを備えた重油の漏洩検知装置であって、検知部が、下部開口を有する漏斗部と、漏斗部の下部開口の下に傾斜をつけて配置された透明板と、透明板を挟んで対向して設けられた投光部および受光部を有する光センサ装置と、漏斗部が上部に配設され、底部に排出口が設けられた筐体とを備え、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１が、漏斗部の下端と透明板との距離Ｄ２以下であることを特徴とする重油の漏洩検知装置に関する。

第２の発明は、第１の発明において、さらに、漏斗部を覆う網であって、前記受光部の検知有効径よりも目の細かい網を備えることを特徴とする。
第３の発明は、第２の発明において、前記網の網目の最大幅ｄが、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１未満であることを特徴とする。
第４の発明は、第２または３の発明において、前記網の網目が０．１〜３．０ｍｍであることを特徴とする。
第５の発明は、第１ないし４のいずれかの発明において、前記投光部が、前記透明板の下方に配置されることを特徴とする。

第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明において、前記光センサ装置が、上流に設けられた第一の投光部および受光部と、下流に設けられた第二の投光部および受光部とを備えることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記監視部が、前記光センサ装置の受光量が設定値以下である状態が設定時間以上継続した場合に漏油であると判定することを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし７のいずれかの発明において、前記検知部を複数台備えることを特徴とする。

本発明によれば、屋外での長期間の連続運用に耐えうる高信頼性を備えた防爆仕様の重油の漏洩検知装置を提供することが可能となる。

実施例１に係る重油の漏洩検知装置の構成図である。 実施例１に係る検知部の構成を示す側面断面図である。 実施例１に係る検知部の構成を示す平面図である。 （ａ）比較例１に係る試験運用の結果を示すグラフ、（ｂ）実施例１に係る試験運用の結果を示すグラフである。 実施例２に係る重油の漏洩検知装置の構成図である。

実施形態例に係る本発明の重油の漏洩検知装置は、防爆仕様の検知部と、監視部と、検知部および監視部を接続する光ファイバとを備えている。この検知部は、下部開口を有する漏斗部と、漏斗部の下部開口の下に傾斜をつけて配置された透明板と、透明板を挟んで対向して設けられた投光部および受光部を有する光センサ装置と、漏斗部が上部に配設され、底部に排出口が設けられた筐体とを備えて構成される。実施形態例に係る本発明の検知部は屋外設置用であり、雨水や流入ゴミの問題を解決するための次の特徴を有する。

第一の特徴は、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１が、漏斗部の下端と透明板との距離Ｄ２以下であることである。これにより、漏斗部の下端と透明板との間にゴミが詰まることを防いでいる。
第二の特徴は、漏斗部を覆う網であって、受光部の検知有効径よりも目の細かい網を備えることである。網により大粒のゴミの侵入が阻止されることにより、受光部が完全に遮蔽されることを防いでいる。
第三の特徴は、網の網目の最大幅ｄが、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１未満であることである。これにより、検知部にゴミが侵入しても容易に排出されるようにしている。
第四の特徴は、監視部が、光センサ装置の受光量が設定値以下である状態が設定時間以上継続した場合に漏油であると判定することである。小さなゴミが１つ流入しても受光部が遮蔽されることはないが、複数のゴミが光路上に重なった場合、誤検知に至るおそれがある。しかし、雨水と共に流入するゴミは数秒で光路上を通過するため、例えば５秒以上にわたり受光が遮断された場合を漏油と判定することで、誤検知を防ぐことができる。
第五の特徴は、上流と下流に配置される二つの光センサ装置を備えることである。重油による遮蔽の場合は、二つの光センサ装置の受光量低下が一定時間継続するので、ゴミとの判別が可能となる。

本発明の検知部は、光ファイバにより監視部と接続されるため、検知部を監視部から数百ｍ離れた距離に設置することも可能である。また、検知原理がシンプルであり、監視に伴う情報量も少ないため、数百台以上の検知部を設置することも可能である。

以下では、本発明の詳細を実施例により検討するが、本発明は何ら実施例に限定されるものではない。

実施例１の重油の漏洩検知装置は、一台又は複数台の検知部と、検知部と光ファイバで接続される監視部とを主要な構成要素とする。
図１は、実施例１に係る重油の漏洩検知装置の構成図である。図１に示すように、検知部１０Ａ〜Ｎは、重油の漏洩のおそれがあるバーナガン１Ａ〜Ｎの近くに（通常は直下に）配置される。バーナガン１Ａ〜Ｎは、重油を燃料とする重油バーナーであり、屋外（風雨が侵入する屋根付きの場所を含む）に設置される。監視部は、監視装置２０と制御装置３０とから構成される。

［検知部］
図２は、実施例１に係る検知部１０の構成を示す断面図である。この検知部１０は、漏斗部１１と、漏斗部の下部開口の下に傾斜をつけて配置された透明板１２と、光センサ装置（１３，１４）と、底部に排出口が設けられた筐体１５と、網１９とを備える。

漏斗部１１は、略立方体形状の筐体１５の上部に着脱自在に配設される。光センサ装置に太陽光が入射しないようにするためには、漏斗部１１を遮光性の材料で構成する必要があり、また雨水による錆を防ぐ必要があることから、本実施例ではステンレス鋼により構成している。バーナガン１からの漏油は、高圧により周辺に飛散するため、漏斗部１１の面積は数十センチ四方あれば足りる。

図３は、実施例１に係る検知部１０の構成を示す平面図である。
漏斗部１１は、上面視正方形であり、四辺から中央部に向かう傾斜面が形成されており、最深部となる中央部には下部開口１６が設けられている。下部開口１６は、透明板１２と対向するように、図２に示すように略水平方向に向かって形成されているので、太陽光の入射は最小限である。下部開口１６の最大幅Ｄ１（実施例１では上下方向の開口長）は、透明板１２と漏斗部１１下端との距離Ｄ２以下となるようになっている。このような構成とすることで、下部開口１６を通過したゴミが、漏斗部１１の下端と透明板１２との間に詰まることを防いでいる。

透明板１２は、例えば、アクリル板、ガラス板により構成される。透明板１２は、定期的に交換または洗浄ができるように着脱自在に取り付けられている。透明板１２は、その表面にゴミや雨水が残留しないように、例えば、３５〜５５度、好ましくは４５度の傾斜をつけて設置する。

投光部１３は、透明板１２の下方かつ漏洩した重油が通過する流路と重なる位置に設置されるレンズ手段である。受光部１４は、投光部１３からの投光を受光するレンズ手段であって、透明板１２を挟んで投光部１３と対向するように設置される。受光部１４を透明板の下方に置かず、投光部１４を透明板１２の下方に置いたのは、太陽光の影響を受けないようにするためである。投光部１３は投光用光ファイバ３に、受光部１４は受光用光ファイバ４にそれぞれ接続される。

筐体１５は、遮光性の材料で構成された箱であり、透明板１２や光センサ装置に日光や風雨が到達するのを防ぐカバーの役割を奏するものである。実施例１では筐体１５をステンレス鋼により構成した。筐体１５の底面には、透明板１２の斜面下端となる位置に、ゴミや雨水を排出するための排出口１７が設けられている。また、筐体１５の底面には、排出されたゴミや雨水が筐体１５内に戻ってこないように脚部を設けた。筐体１５の側面にはコネクタ１８が配設されており、コネクタ１８から外部に光ファイバ３，４が延出されている。

網１９は、受光部１４の検知有効径（φＲ）よりも網目ｄが細かく、かつ、一定以上の網目を有する金網である（ｄ<Ｒ）。一定以上の網目が必要であるのは、重油の粘性により重油が金網を通過しなかったり、通過に著しい遅延が生じたりする場合があるからである。例えば、不織布を用いた実験では、重油が不織布を通過しないことが確認された。さらに、発明者は、複数種類の網目の大きさの金網を準備し、重油の通過時間を測定する実験を行った。この実験は、異なる編み目の金網Ａ〜Ｋの上に重油を垂らし、１０ｃｍ下方の受け皿に落下するまでの時間をストップウォッチで測定することにより行った。実験環境の気温は１４．５℃である。実験の結果を表１および表２に示す。

表１から、常温では、網目の大きさ（０．１〜３．０ｍｍ）に応じて重油が金網を透過する時間に８〜１２５秒のバラツキが生じることが確認できた。
表２から、重油の温度が６０℃前後である場合には、網目の大きさ（０．１〜３．０ｍｍ）により透過時間に多少の差は生じるものの、いずれも数秒以内に重油は金網を透過した。
バーナガン１から漏洩する重油は高温であり、網１９到達時でも６０℃程度はあると想定される。従って、網目の大きさ（目開きまたは開き目という場合もある）が０．１〜３．０ｍｍであれば充分実用に耐えうる速さで漏油を検知することができると考えられ、特に０．５〜３．０ｍｍであれば遅延時間は全く問題にならないと考えられる。他方、バーナガン１の設置場所では１ｃｍ四方程度の鉄錆片が散見されるところ、網目の大きさは２．０ｍｍ以下とすることが好ましい。以上より、網目の大きさの最も好ましい実用範囲は、０．５〜２．０ｍｍであると考える。

［監視装置］
監視装置２０は、光電センサ２１と、シーケンサ２２と、通信部２３とを備える。
光電センサ２０は、光ファイバ３，４と接続されており、０〜４０００の数値で受光量を表示する。光電センサ２０は、投光部１３から透明板１２に向かって投光させるための投光素子と、受光部１４が受光した光を受光する受光素子を備えており、受光素子から出力される検出受光信号はシーケンサ２２に送信される。

シーケンサ２２は、演算装置と、主記憶装置と、外部記憶装置とを備え、受光素子からの検出信号を外部記憶装置に連続記録する。シーケンサー２２は、ユーザが設定した受光量を下回った場合には、漏油があったと判定する判定部を備える。この判定部は、受光量のみならず、受光量の低下が一定時間以上継続した場合にのみ漏油があったと判定する機能も備えている。後述するように、阿南発電所での試験運用では、網目２．０ｍｍの金網を設置し、受光量１０以下を５秒継続すると警報を発する設定としたところ、５ヶ月以上にわたり誤検知が生じなかった。
通信部２３は、無線または有線の通信装置である。判定部が漏油があったと判定した場合は、通信部２３を介して漏油検知情報が制御装置３０に送信される。

［制御装置］
制御装置３０は、監視装置２０と通信を行うための専用ソフトウェアがインストールされたパネルＰＣである。制御装置３０は、警報を発報するためのブザーと、ブザーからの発報を停止するためのブザー停止ボタンを備えている。制御装置３０は、無線または有線で監視装置２０と通信し、画面上にリアルタイムで各検知部１０Ａ〜Ｎにおける受光量を表示することができる。

［試験運用］
図４（ａ）は比較例１に係る試験運用の結果を示すグラフ、（ｂ）は実施例１に係る試験運用の結果を示すグラフである。
（比較例１）
比較例１は、漏斗部と透明板および光センサ装置を備える検知部であるが、上述した流入ゴミの問題を解決するための第一ないし第五の特徴を備えていない。
平成２４年６月１８日から６月２９日まで、比較例１の検知部を阿南発電所のバーナコーナー周辺に設置し、光センサ装置の受光量を継続記録した。その結果、降水時に４度の誤検知が生じた。

（実施例１）
平成２４年８月２９日から９月１０日まで、実施例１の検知部１０を阿南発電所のバーナコーナー周辺に設置し、光センサ装置の受光量を継続記録した。その結果、降水量の多い日が何日もあったにもかかわらず、誤検知は生じなかった。
以上の結果から、実施例１の重油の漏洩検知装置が、ノーメンテナンスで誤検知を生じること無く運用可能であることが確認された。

実施例２の重油の漏洩検知装置は、二組の投光部および受光部を備える点で実施例１の重油の漏洩検知装置と相違する。以下では、実施例１と異なる構成について説明し、共通する構成についての説明は割愛する。

図５は、実施例２に係る検知部１０の構成を示す断面図である。図５に示すように、実施例の検知部１０は、上流に設けられた投光部１３Ａおよび受光部１４Ａ、下流に設けられた投光部１３Ｂおよび受光部１４Ｂを備える。投光部１３Ａおよび受光部１４Ａと投光部１３Ｂおよび受光部１４Ｂは、重油が流下する流路上（透明板１２の中心線上）に設けられている。漏洩した重油の量が少ない場合、下流側の投光部１３Ｂに到達する油の量が少なくなるおそれがあるため、投光部１３Ａおよび投光部１３Ｂはできるだけ近接配置することが好ましい。他方で、投光部１３Ａおよび投光部１３Ｂ間の距離Ｌを短くしすぎると、両投光部が流入ゴミによりほぼ同時に遮蔽される場合が想定される。よって、投光部１３Ａおよび投光部１３Ｂ間の距離Ｌは、１５〜３０ｍｍ程度に設定するのが現実的であると考えられる。

実施例２の漏洩検知装置も、実施例１と同様に、監視装置２０および制御装置３０とを備えている。実施例２の監視装置２０は、受光部１４Ａが受光量の低下を検知した後、一定時間経過後に受光部１４Ｂが受光量の低下を検知した場合に漏油があったと判定する。この際、設定する距離Ｌが短い場合などには、受光部１４Ａが受光量の低下を検知した後、受光部１４Ａおよび１４Ｂの受光量が一定時間以上低下することを漏油判定の付加的条件としてもよい。

以上に説明した実施例２の重油の漏洩検知装置によれば、実施例１の重油の漏洩検知装置と比べ、流入ゴミによる誤判定の問題をより高精度に解消することが可能である。

１ バーナガン
２ 重油
３ 投光用光ファイバ
４ 受光用光ファイバ
１０ 検知部
１１ 漏斗
１２ 透明板
１３ 受光部
１４ 投光部
１５ 筐体
１６ 下部開口
１７ 排出口
１８ コネクタ
１９ 網
２０ 監視装置
２１ 光電センサ
２２ シーケンサ
２３ 通信部
３０ 制御装置

Claims (8)

1. 防爆仕様の検知部と、監視部と、検知部および監視部を接続する光ファイバとを備えた重油の漏洩検知装置であって、
   検知部が、下部開口を有する漏斗部と、漏斗部の下部開口の下に傾斜をつけて配置された透明板と、透明板を挟んで対向して設けられた投光部および受光部を有する光センサ装置と、漏斗部が上部に配設され、底部に排出口が設けられた筐体とを備え、
   漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１が、漏斗部の下端と透明板との距離Ｄ２以下であることを特徴とする重油の漏洩検知装置。
2. さらに、漏斗部を覆う網であって、前記受光部の検知有効径よりも目の細かい網を備えることを特徴とする請求項１の重油の漏洩検知装置。
3. 前記網の網目の最大幅ｄが、漏斗部の下部開口の最大幅Ｄ１未満であることを特徴とする請求項２の重油の漏洩検知装置。
4. 前記網の網目が０．１〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項２または３の重油の漏洩検知装置。
5. 前記投光部が、前記透明板の下方に配置されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかの重油の漏洩検知装置。
6. 前記光センサ装置が、上流に設けられた第一の投光部および受光部と、下流に設けられた第二の投光部および受光部とを備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかの重油の漏洩検知装置。
7. 前記監視部が、前記光センサ装置の受光量が設定値以下である状態が設定時間以上継続した場合に漏油であると判定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの重油の漏洩検知装置。
8. 前記検知部を複数台備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかの重油の漏洩検知装置。