JP2015017750A - 地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置 - Google Patents

Abstract

【課題】地震の揺れが近づいていることの警報に基づいて、地震到来前に燃焼を停止することによって安全性を高め、かつ稼働率の低下は最小限に抑える。【解決手段】火炎を発生させるボイラ１などの燃焼装置であって、燃焼装置には、燃焼装置の運転を制御するための運転制御装置２と、燃焼装置が一定度以上揺れた場合に作動する感震器３を設けており、感震器３が作動したことの信号は運転制御装置２へ出力するようにしておき、運転制御装置２では、感震器作動の信号を受信した場合には、燃焼禁止動作を行うようにしている燃焼装置において、運転制御装置２は地震の揺れが近づいていることの警報も受信し、前記警報を受信した場合にも燃焼禁止動作を行うようにしているものであって、運転制御装置２は、前記警報の受信によって燃焼禁止とした時より所定時間が経過しても感震器３が作動しなかった場合には、前記警報に基づく燃焼禁止動作を自動解除する。【選択図】図１

Description

本発明は、地震の揺れが近づいていることの警報に基づいて安全に燃焼を停止し、かつ稼働率の低下は可能な限り抑えるようにしている地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置に関するものである。

ボイラなど火炎を発生させる燃焼装置では、地震発生時には、火災の原因となる火炎を消失させることが被害拡大の防止に重要である。多くの燃焼装置では、ある程度以上の揺れを検出した場合に作動する感震器を設けておき、感震器が作動すると燃焼禁止動作を行う。燃焼禁止動作では、火炎への燃料供給を遮断することで、燃焼を緊急停止するということを行っている。感震器が作動した場合、運転制御装置はロックを掛けた状態としておき、安全性を確認し、手動操作でリセットした後でないと再起動はできないようにしておく。

また気象庁では、多数の観測点において、地震発生時に揺れの大きさや伝達時間を計測し、その情報を集計することによって各地の震度を予測しておき、強い揺れが発生すると予想される場合には緊急地震速報を発することを行っている。各地において、地震到達前に地震の揺れが近づいていることの警報である緊急地震速報を受信することができれば、地震到達までの時間に地震に備えた動作を行うことができる。そのため、特許５１１７８４０号公報に記載があるように、気象庁より発せられる緊急地震速報を利用し、地震の揺れが到達する前に燃焼禁止動作を行って燃焼装置への燃料供給を停止し、燃焼を停止することも行われている。

この場合、揺れが到達する前に火炎を消失させるので、実際に揺れが発生した後に火炎を消失させる場合よりも、安全性を高くすることができる。ただし、緊急地震速報は広いエリアを対象に出されるものであり、緊急地震速報を受けて燃焼を停止したが、実際には燃焼装置に影響を与えるほどの強い揺れは来なかったということも多く発生していた。安全のためには、揺れが発生する前に燃焼を停止することは有効であるが、結果的には燃焼を停止する必要はなかったという場合にも燃焼を停止することになる。そしてその場合でも異常が発生したということになっているため、安全性を確認して異常発生のリセットするまでの間は燃焼装置の運転を停止し続けることになり、燃焼装置の稼働率が低下することになっていた。

特許５１１７８４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、地震発生時には地震の揺れが近づいていることの警報に基づいて、地震到来前に燃焼を停止することによって安全性を高め、かつ稼働率の低下は最小限に抑えることのできる燃焼装置を提供することにある。

請求項１に記載の発明は、火炎を発生させる燃焼装置であって、燃焼装置には、燃焼装置の運転を制御するための運転制御装置と、燃焼装置が一定度以上揺れた場合に作動する感震器を設けており、感震器が作動したことの信号は運転制御装置へ出力するようにしておき、運転制御装置では、感震器作動の信号を受信した場合には、燃焼禁止動作を行うようにしている燃焼装置において、運転制御装置は地震の揺れが近づいていることの警報も受信し、前記警報を受信した場合にも燃焼禁止動作を行うようにしているものであって、運転制御装置は、前記警報の受信によって燃焼禁止とした時より所定時間が経過しても感震器が作動しなかった場合には、前記警報に基づく燃焼禁止動作を自動解除するようにしていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、前記の地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置において、燃焼装置は送風機を用いて空気供給を行うようにしたものであり、前記警報に基づき燃焼禁止とした場合でも燃焼装置への空気供給は継続するようにしていることを特徴とする。

地震の揺れが近づいていることの警報に基づいて、地震到来前に燃焼を停止するので、実際に揺れが発生した後に燃焼を停止する場合よりも安全性を高めることができる。そして燃焼を停止したが燃焼停止が必要なほど強い揺れは発生しなかったという場合には、自動で燃焼を再開するものであるため、稼働率の低下は低く抑えることができる。

本発明を実施しているボイラの概要図 現地での揺れが大きかった場合の一実施例でのタイムチャート 現地での揺れが小さかった場合の一実施例でのタイムチャート

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。図１は本発明を実施しているボイラの概要図、図２と図３は本発明の実施例でのタイムチャートであって、図２は現地での揺れが大きかった場合のもの、図３は現地での揺れが小さかった場合のものである。ボイラ１は、運転制御装置２からの指令に基づいて運転を行う。ボイラには一定度以上の振動があった場合に作動する感震器３を設けており、感震器３が作動した場合には感震器作動の信号が運転制御装置２に入る。運転制御装置２の運転制御回路７では、感震器作動の信号に基づいて燃焼禁止動作を行うように設定しており、感震器３が作動したことの信号が運転制御装置２に入ると、ボイラ１に対する燃料供給を停止して、ボイラの燃焼を緊急停止する。

また運転制御装置２は、緊急地震速報を受けた場合にも燃焼禁止動作を行うようにしている。気象庁４では、地震発生時に震源近くの地震計でキャッチした地震波に基づき、震源の規模や予想される揺れの強さを自動計算して、強い揺れが予想される場合には緊急地震速報を発報している。地震は、震源地で発生した地震波が周囲へ伝達していくことによって順次振動していくものであるため、揺れの発生は場所によって時間差がある。緊急地震速報は、震源からの距離が近い場合には発報が間に合わないこともあるが、地震発生からごく短時間で発報するようにしているため、震源からある程度以上離れた地域では、揺れが発生する前に緊急地震速報を受信することができる。実際に揺れが発生する数秒前から数十秒前に緊急地震速報を受けることができると、その間に揺れに対する様々な準備を行うことができるため、地震における被害を低減することが期待されている。

運転制御装置２には、緊急地震速報を受ける通信装置６を設けており、通信装置６が緊急地震速報を受信した場合も燃焼禁止動作を行う。燃焼禁止動作では、ボイラへの燃料供給を停止してボイラの燃焼を停止する。緊急地震速報を受けた時点で燃焼を停止することで、火炎を消した状態で揺れを迎えることになる。強い揺れが発生する前に火炎を消すことで、揺れが発生してから火炎を消す場合よりも安全性を高めることができる。なお、燃焼禁止動作を行うことの判断は、運転制御回路７で行うものであってもよいが、通信装置６にて燃焼禁止の指令を出力するようにしておいてもよい。通信装置６が緊急地震速報を受信した時点で直ちに燃焼禁止動作を開始するようにしておくことで、燃焼停止までの時間を短縮することも考えられる。また、ボイラの運転制御装置２には、個々のボイラに設ける運転制御装置と、複数台のボイラを対象として必要台数分のボイラに対して燃焼指令を出力するようにしている運転制御装置がある。感震器３の作動によってボイラの運転を停止させたり、緊急地震速報に基づいてボイラの燃焼禁止動作を行うのは、個々のボイラに設ける運転制御装置であっても、複数台のボイラを対象として運転制御を行う運転制御装置であってもよい。

ボイラの運転状態を図２及び図３のタイムチャートに基づいて説明する。図２及び図３では、ボイラの燃焼を行っている状態から始まっている。タイムチャートの最初の段階では、運転制御装置２は燃料供給を行っており、また送風機を作動させることで燃焼用空気の供給も行っている。燃料供給を行っている時間帯が燃焼を行っている時間帯であり、火炎有無の欄は火炎がある時間帯を表している。この状態で運転制御装置２に緊急地震速報が入ると、運転制御装置２では直ちに燃料供給を停止する。ボイラでは燃料供給を停止すると、火炎を維持することはできないため、ここで火炎は消失する。

ただし、緊急地震速報にて燃焼を停止した場合でも、送風機の稼働は継続しておく。ボイラなど燃焼室内に燃料と燃焼用空気を供給して燃焼を行っている燃焼装置では、燃焼を停止する場合、燃焼室内に未燃ガスが残ることを防止するため、燃焼室内の換気を行うようにしている。燃焼室内の換気は、燃料供給を停止して火炎を消失させた後にも一定時間の間は送風を継続しておくことで行っている。地震発生時、火炎は火災の原因となるために可能な限り早期に消失させているが、送風機の稼働のみであれば火炎ほどの危険性はない。そのため、通常停止の場合と同じように燃料供給停止後も送風機は稼働させることで換気を行っている。

図２の実施例では、緊急地震速報によって燃焼を停止した後、実際に大きな揺れが発生することで感震器が作動している場合のものである。運転制御装置２では、緊急地震速報を受けて燃料の供給を停止しており、燃料の供給が止まると火炎はすぐに消失する。緊急地震速報に基づいて燃料供給を停止することで、実際に揺れが発生する前に火炎を消失させておくことができる。感震器が働くほどの揺れが発生した場合には、送風機の作動も停止するが、感震器が働くまでの間は送風機の作動を継続するようにしているため、運転制御装置２では緊急地震速報を受信した以降も送風機の作動を継続している。その後に大きな揺れが到達し、感震器が作動している。感震器が作動した場合は送風機の作動も停止し、ボイラの運転を完全に停止させる。

感震器が作動するほどの揺れが発生した場合、ボイラが自動で再起動することは禁止としておき、運転制御装置２にはロックを掛けておく。ボイラを再起動する場合には、ボイラ及びその周辺に異常がないことの確認を必須としておく。ボイラの管理者は、ボイラが正常であることを確認した後に、リセットスイッチ５の操作を行い、異常のリセットを行う。運転制御装置２は異常のリセットを行った以降にボイラを再起動する。なお、ボイラでは燃焼を開始する場合にも、燃焼室内の換気等を行うプレパージなどの工程が必要とされている。そのため、異常のリセットを行ってボイラの運転を開始させる操作を行った場合、運転制御装置２はまず送風機のみ作動を行って燃焼室内の換気を行い、プレパージを行う。燃焼室内の換気が終了すると、点火装置の作動と燃料供給を開始することで燃焼を再開している。

図３の実施例は、緊急地震速報によって燃焼は停止したが、実際にはあまり大きくは揺れなかったという場合のものである。緊急地震速報が報じられてボイラの燃焼を停止したとしても、実際にそのボイラが揺れた程度によって、燃焼を停止すべきであったケースと、停止する必要はないものであったケースがある。緊急地震速報に基づいて燃焼を停止したが、実際には燃焼を停止するほどの揺れは発生しなかった、という場合について図３に基づいて説明する。

実際に揺れが来るまでは、どの程度の揺れになるのかを正確に判定することはできないため、安全側となるよう燃焼を停止することは意義がある。しかしその場合にも、ボイラ管理者がリセットスイッチ５によって異常のリセットを行うまでの間は、ボイラは運転することができないとなると、ボイラの稼働率が低下することになる。状況によっては、ボイラが停止したことによって工場全体が操業できなくなることもあり、操業が止まることで仕掛品の品質が低下し、仕掛品を破棄しなければならないなどということになると、その場合の経済的損失は大きなものとなる。

本発明では、緊急地震速報によって燃焼を停止した時からの経過時間が所定時間に達しても感震器が作動しなかった場合、自動で再起動するようにしている。ボイラにおいて、実際に大きな揺れが発生したか否かは、感震器が作動したか否かで判断することができる。感震器が作動した場合は大きな揺れが発生したことが分かり、感震器が作動しなければ、大きな揺れは発生しなかったということが分かる。感震器の本来の機能は、燃焼中に作動した場合には燃焼を停止するためのものであるが、逆から考えると、感震器が作動しない程度の振動であれば燃焼の停止は必要ないということである。そのため、地震の到来前に発せられる緊急地震速報に基づいて燃焼を停止した場合において、燃焼停止から所定時間内に感震器が作動しなかった場合には、燃焼を再開するものとしている。

またこの場合、送風機の作動は緊急地震速報に基づく燃焼停止後にも行っていたものであるため、この送風機が作動していた時間は燃焼開始前に燃焼室内の換気を行うプレパージの時間に組み入れることができる。送風機のみが稼働していた時間がプレパージ時間よりも長かった場合は、自動再起動開始の時点で既にプレパージは終了していることになるため、すぐに着火を行って燃焼を開始することができる。

このようにすることで、揺れが大きくなかった場合には燃焼を自動復帰させることができる。そのことにより、稼働率の低下は低く抑えることができるようになるため、念のために燃焼を停止するということが抵抗なく行えるようになる。このような仕組みがなかった場合、緊急地震速報によってボイラの燃焼を停止すると、ボイラではロックが掛かった状態となり、この場合には、異常がないことを人が確認し、異常をリセットした後に燃焼を再開することになるため、燃焼を停止している時間が長くなる。そのため、燃焼を停止したくないとの心理が働き、緊急地震速報による念のための燃焼停止が普及しづらいということが考えられる。しかし、緊急地震速報によって燃焼を停止しても、大きな振動がなければ自動で復帰する仕組みであれば、稼働率低下に対する不満は小さくなる。そのため、念のために事前に燃焼を停止するということが普及することで、より安全な社会になることが期待できる。

なお、本発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。

１ ボイラ
２ 運転制御装置
３ 感震器
４ 気象庁
５ リセットスイッチ
６ 通信装置
７ 運転制御回路

Claims (2)

1. 火炎を発生させる燃焼装置であって、燃焼装置には、燃焼装置の運転を制御するための運転制御装置と、燃焼装置が一定度以上揺れた場合に作動する感震器を設けており、感震器が作動したことの信号は運転制御装置へ出力するようにしておき、運転制御装置では、感震器作動の信号を受信した場合には、燃焼禁止動作を行うようにしている燃焼装置において、
   運転制御装置は地震の揺れが近づいていることの警報も受信し、前記警報を受信した場合にも燃焼禁止動作を行うようにしているものであって、運転制御装置は、前記警報の受信によって燃焼禁止とした時より所定時間が経過しても感震器が作動しなかった場合には、前記警報に基づく燃焼禁止を自動解除するようにしていることを特徴とする地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置。
2. 請求項１に記載の地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置において、燃焼装置は送風機を用いて空気供給を行うようにしたものであり、前記警報に基づき燃焼禁止とした場合でも燃焼装置への空気供給は継続するようにしていることを特徴とする地震到来前に燃焼を停止する燃焼装置。
   
   
   

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