JP3702404B2 - Equipment with internal pressure explosion-proof structure - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内圧防爆構造を備えた装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の内圧防爆構造を備えた装置は、電気機器を内包する内圧容器、内圧容器に保護気体を供給する気体供給手段、内圧容器の外側に設置されて内圧容器の内側と外側との差圧が所定の圧になったことを検出する圧力検出手段、そして電気機器、送風機、圧力検出手段などに電気的に接続された制御手段などを備えている。従来の内圧防爆構造を備えた装置では、安全のため、圧力検出手段に通電した状態で内圧容器の内部に十分な量の保護気体を圧入し、内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上になっているときに、内圧容器内の電気機器に通電するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、圧力検出手段は内圧容器の外側に設けられているため、圧力検出手段と制御部とを電気的に接続する場合、圧力検出手段への通電によって装置周囲のガスなどに引火しないように本質安全防爆構造に対応する必要がある。したがって、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、圧力検出手段は、本質安全防爆用リレーすなわちバリアリレーなどの機器類を介して制御手段と接続されている。このように、従来の内圧防爆構造を備えた装置では、本質安全防爆構造に対応するためのバリアリレーなどの機器類を必要とするため、装置コストの上昇を招いている。
【0004】
バリアリレーなどの機器類を用いずに電気防爆に対応する構成として、圧力検出手段に耐圧防爆構造を有する圧力検出手段を用いることが考えられる。しかし、このような圧力検出手段は高価であり、装置コストの上昇を招くことには変わりがない。
【0005】
本発明の課題は、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の内圧防爆構造を備えた装置は、電気機器を内包する内圧容器と、この内圧容器の内側と外側との差圧を検出するする圧力検出手段と、内圧容器に保護気体を供給する気体供給手段と、電気機器を制御する制御手段とを含み、圧力検出手段が内圧容器内に設けられ、制御手段は、気体供給手段が所定量の保護気体を前記内圧容器内に送った後に圧力検出手段に通電し、この圧力検出手段への通電により検出された内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに電気機器に通電することにより上記課題を解決する。
【0007】
このような構成とすれば、圧力検出手段は、内圧容器内に位置しており、内圧容器内に所定量の保護気体が送られた後に通電されるため、圧力検出手段へ通電時のガスなどへの引火を防止できる。さらに、内圧容器内の電気機器は、圧力検出手段により検出された内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに通電される。したがって、圧力検出手段と制御手段とを電気的に接続する際にバリアリレーなどの機器類を介して接続を行う必要なしに内圧防爆構造に対応した装置を構成できるため、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することができる。
【0008】
さらに、上記の内圧防爆構造を備えた装置であり、内圧容器は、電気機器を内包する電気機器室と、この電気機器室からの保護気体と燃料とにより燃焼を行う燃焼室と、燃焼室に連通して燃焼室内の気体を排気する排気流路とを有し、気体供給手段は、電気機器室内に前記保護気体を供給してなる燃焼装置とすれば、内圧防爆構造に対応する燃焼装置のコストを低減できるので好ましい。加えて、上記の燃焼装置を備えてなる液化ガス蒸発装置とすれば、液化ガス蒸発装置のコストを低減できるので好ましい。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用してなる燃焼装置の一実施形態について図1及び図2を参照して説明する。図1は、本発明を適用してなる内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置とこの燃焼装置を備えた液化ガス蒸発装置の概略構成を示す図である。図2は、液化ガス蒸発装置運転時の各部の動作のタイムチャートを示す図である。なお、本実施形態の内圧防爆構造を備えた装置は、通風式内圧防爆構造を備えた燃焼装置であり、本実施形態の燃焼装置を液化ガス蒸発装置の燃焼部として用いる場合を一例として説明する。
【0010】
本実施形態の燃焼装置1は、図1に示すように、内圧容器である電気機器室3及び燃焼室5、電気機器室3及び燃焼室5などに保護気体を供給する気体供給手段である送風機7、排気管9、燃料を供給する燃料供給管11、燃料供給管11に設けられた電磁弁からなるガス弁13及び調整弁14、燃料に着火させるためのイグニッション15、フレームロッド16、そして燃焼を制御するための制御部17などを備えている。電気機器室3と燃焼室5とは、空気室19を介して連通している。電気機器室3と空気室19とは、電気機器室3と空気室19とを仕切る隔壁21の一部分に形成された開口部23で連通している。電気機器室3と空気室19内には、燃料供給管11が挿通されており、燃料供給管11の燃料を噴出する側の端部25は、燃焼室5内で開口している。
【0011】
電気機器室3内には、圧力検出手段であり、電気機器室3の内側と外側の差圧が予め設定された差圧以上になった場合に作動して信号を出力する圧力スイッチ26、ガス弁13などが配設されている。空気室19と燃焼室5とは、空気室19と燃焼室5とを仕切る隔壁27の燃料供給管11の端部25周囲部分に形成された連通部29で連通している。制御部17は、耐圧防爆構造を有する箱体である電装ボックス30内に設置されている。
【0012】
送風機7は、防爆型の送風機であり、送風機7の送風管31は、電気機器室3の空気室19と反対側部分、すなわち電気機器室3の保護気体の流れに対して上流側に連通している。送風機7の吸気口33は、吸気管35に連通している。排気管9は、燃焼室5の空気室19と反対側部分、すなわち燃焼室5の保護気体の流れに対して下流側に連通している。なお、吸気管35の吸気口部37と排気管9の排気口部39は、各々非危険場所41に開口している。したがって、本実施形態では、保護気体として清浄な空気を使用しており、また、この空気を燃焼用空気としても利用している。
【0013】
本実施形態の燃焼装置1の燃焼室5は、熱媒42が収容されている温水槽43内に配設されており、また、この温水槽43内には、液化ガスが通流する管からなる熱交換器45が設置されている。本実施形態の液化ガス蒸発装置は、熱交換器45内を通流する液相の液化ガス、例えば液化石油ガス(LPG)や液化天然ガス(LNG)などを、燃焼装置1により熱せられた熱媒47の熱により蒸発させて気相のLPGやLNGを得るものである。また、燃焼装置1は、燃料としてLPGやLNGなどを用いている。したがって、液化ガス蒸発装置を構成する燃焼装置1、すなわち電気機器室3、燃焼室5、送風機7、そして電装ボックス30などは危険場所48に在り、電装ボックス30と、送風機7、そして電気機器室3などの内圧容器中に在るガス弁13、イグニッション15、フレームロッド16などとを電気的に接続する配線49は、防爆配線となっている。また、配線49は、電気機器室3などの内圧容器内の、配線49と電気的に接続された通常の配線である配線51を介してガス弁13やイグニッション15、フレームロッド16などと電気的に接続されている。
【0014】
このような構成の燃焼装置1の動作と本発明の特徴部について説明する。すなわち、通風式内圧防爆構造となっている燃焼装置1では、図2に示すように、運転を開始する際、制御部17に備えられた、または制御部17に電気的に接続された図示していない電源スイッチや運転指令スイッチなどがオンされ、運転開始指令により発停入力がオンになると、最初に制御部17が送風機7をオンして電気機器室3への清浄空気の送風を開始する。制御部17は、十分な掃気量、例えば内圧容器の容積の5倍以上の清浄空気で内圧容器内を掃気する。このとき制御部17は、掃気量を掃気時間Tにより管理する。例えば、内圧容器の容積の5倍以上の掃気を行うために必要な掃気時間Tを、送風機7の流量と、内圧容器の容積、すなわち送風機7の送風管31、電気機器室3、空気室19、燃焼室5、そして排気管9の容積を足した容積とから算出しておき、この算出した掃気時間Tを制御部17に設定または記憶させておくことで管理されている。送風機7の流量は、例えば、流量と内圧容器内の圧力との関係を予め求めておき、この流量と内圧容器内の圧力との関係に基づいて電気機器室3や空気室19などの内圧容器内の圧力が所定の圧力、例えば内圧容器の外側に対して内側が49Pa以上高く保持されるように設定されている。
【0015】
続いて制御部17は、所定の掃気時間Tが経過した時点で、圧力スイッチ26に通電し、圧力スイッチ26の出力を確認する。このとき、電気機器室3の内側と外側の差圧が予め圧力スイッチ26に設定されている値以上になっている場合、圧力スイッチ26がオンになり制御部17に信号が出力される。圧力スイッチ26から制御部17に信号が入力されている状態であれば、電気機器室3の内側は、清浄空気によって電気機器室3や空気室19などの内圧容器の内側と外側の差圧が所定の値以上に保たれていることになる。
【0016】
このような圧力スイッチ26からの信号が入力されている状態で、制御部17は、電気機器室3や空気室19内などに電気火花が発生する可能性がある部分などを有する電気機器類であるガス弁13、イグニッション15、フレームロッド16などに通電する。すなわち、制御部17は、圧力スイッチ26からの信号が入力されている状態で、ガス弁13に通電しオン状態つまり開状態にして燃料ガスを燃料供給管11の端部25に向けて通流させ、イグニッション15に所定時間通電して燃料ガスに点火し、フレームロッド16に通電しオン状態にして炎の有無を検出する。また、燃焼を停止する場合などにおいては、制御部17は、圧力スイッチ26からの信号が入力されている状態で、ガス弁13、フレームロッド16への通電を遮断しオフ状態にして燃焼を停止させた後、送風機7と圧力スイッチ26への通電を遮断しオフ状態にする。なお、再度燃焼を開始する場合には、上記と同様の動作により制御部17に圧力スイッチ26からの信号が入力されている状態で各電気機器に通電を行うが、電気機器室3や空気室19内などの清浄空気が引火性のガスなどに入れ替わり難い条件であれば、送風機7をオンしてから圧力スイッチ26をオンするまでの2回目の掃気時間tは、最初に運転を開始する場合の掃気時間Tよりも短くすることもできる。
【0017】
このように、本実施形態の内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置1では、圧力検出手段である圧力スイッチ26は、内圧容器である電気機器室3内に位置しており、送風機7により電気機器室3や空気室19内などに所定量の保護気体、つまり非危険場所41からの清浄空気が送られ始めてから掃気時間T経過したときに通電される。このため、圧力スイッチ26へ通電時のガスなどへの引火を防止できる。さらに、電気機器室3内や空気室19内などに電気火花などが発生する部分を有する電気機器つまりガス弁13、イグニッション15、フレームロッド16などは、制御部17へ圧力スイッチ26からの入力がある状態、すなわち、電気機器室3や空気室19などの内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上に在る状態のときに通電される。したがって、圧力スイッチ26と制御部17とを電気的に接続するためにバリアリレーなどの機器類を介する必要なしに内圧防爆構造に対応した装置を構成できるため、装置のコストを低減することができる。
【0018】
さらに、市販のバリアリレーを用いる場合、バリアリレー側の端子形状が単一であるため、誤配線を行わないように配線作業を行う必要があり、配線作業を効率的に行えなかったが、本実施形態では、バリアリレーが不要になるため、配線に種々の形状端子を用いることができ、容易に誤配線を防止できるため、配線作業を効率的に行うことができる。加えて、バリアリレーを介した配線がなくなるため、配線数が減り組み立て工数を低減できる。また、バリアリレーなどの機器類を用いるい場合、制御部などとバリアリレーなどの機器類とを1つの電装ボックスに納めた場合、電装ボックスが大型化してしまうが、本実施形態では、バリアリレーが不要になるため、制御部17のみを電装ボックス30に納めればよく、電装ボックスを小型化できる。
【0019】
さらに、本実施形態では、圧力スイッチ26が電気機器室3内に在るため、圧力スイッチ26が、燃焼装置1の外側、つまり危険場所48の雰囲気中の粉塵や塵埃などの影響を受けないため、圧力検出手段の寿命を延ばし、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置1の信頼性を向上することができる。加えて、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置1やこの燃焼装置1を備えた液化ガス蒸発装置の組立、保守や点検作業などにおいて、圧力スイッチに工具や燃焼装置1や液化ガス蒸発装置の構成部品部材などがぶつかることなどによる衝撃を受けることがないことでも、圧力検出手段の寿命が延び、内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置1の信頼性を向上することができる。
【0020】
ところで、液化ガス蒸発装置では、熱媒42の温度などを検出するための温度センサーや熱媒の液面位置を検出するための液面センサーなどが設けられている場合がある。これらのセンサー類が耐圧防爆構造などに対応したものでなければ、各々のセンサーなどを制御部17と電気的に接続する場合バリアリレーなどの機器類を介して接続する必要がある。しかし、圧力センサー26を制御部17に接続するためのバリアリレーなどの機器類は不要になるため、バリアリレーなどの機器類の数を減らすことができ、装置のコストを低減することができる。なお、温度センサーや液面センサーなどのセンサー類などを耐圧防爆構造などに対応した構成とすれば、液化ガス蒸発装置からバリアリレーなどの機器類を除くことができ、装置のコストを一層低減することができる。
【0021】
また、本実施形態では、ガス弁13に通電してオンし、ガス弁13が開状態で燃焼ガスに直接イグニッション15で点火しているが、燃料ガスの流路に比例弁を設けるような構成などにすることもできる。さらに、燃料ガスのメイン燃焼流路とパイロット燃焼流路、そしてメイン燃焼流路とパイロット燃焼流路との切替弁などを設け、待機状態では常時パイロット燃焼させておき、燃焼状態に移行する場合、制御部17へ圧力スイッチ26からの入力がある状態で、電気機器室3などの内圧容器内にある切替弁に通電し、パイロット燃焼からメイン燃焼へ切り換える構成とすることもできる。
【0022】
また、本実施形態では、制御部17は、危険場所内に設けられた1個の筐体からなる電装ボックス30に納められた構成であるが、このような制御部17に限らず、制御手段は、非危険場所41に設けることもでき、また、制御手段は、複数の筐体、例えば各機能に対応した回路や機器などを個別に納めた複数の筐体を有する構成にすることもできる。
【0023】
また、本実施形態では、内圧防爆構造を備えた装置として液化ガス蒸発装置の燃焼部として用いられている燃焼装置1を一例として説明したが、本発明はこれに限らず、例えばボイラや乾燥器などの内圧防爆構造を備えた燃焼部を有する様々な機器や装置類に備えられる様々な構成の燃焼装置に適用できる。さらに、燃焼装置に限らず様々な内圧防爆構造を備えた装置に適用できる。加えて、本実施形態は、通風式の内圧防爆構造を備えた装置であるが、本発明は、封入式の内圧防爆構造を備えた装置にも適用できる。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、内圧防爆構造を備えた装置のコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用してなる内圧防爆構造を備えた装置である燃焼装置と、この燃焼装置を備えた液化ガス蒸発装置の一実施形態の概略構成を示す図である。
【図2】液化ガス蒸発装置運転時の各部の動作のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
1 燃焼装置
3 電気機器室
5 燃焼室
7 送風機
13 電磁弁
15 イグニッション
16 フレームロッド
17 制御部
26 圧力スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus having an internal pressure explosion-proof structure.
[0002]
[Prior art]
A conventional apparatus having an internal pressure explosion-proof structure includes an internal pressure vessel containing electric equipment, a gas supply means for supplying a protective gas to the internal pressure vessel, and a differential pressure between the inside and outside of the internal pressure vessel that is installed outside the internal pressure vessel. Pressure detection means for detecting that a predetermined pressure has been reached, and control means electrically connected to an electrical device, a blower, pressure detection means, and the like. In a conventional apparatus equipped with an internal pressure explosion-proof structure, for safety, a sufficient amount of protective gas is injected into the internal pressure vessel while the pressure detection means is energized, and the differential pressure between the inside and outside of the internal pressure vessel is predetermined. When the value is greater than or equal to the value, the electrical equipment in the internal pressure vessel is energized.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional apparatus having the internal pressure explosion-proof structure, the pressure detection means is provided outside the internal pressure vessel. Therefore, when the pressure detection means and the controller are electrically connected, the pressure detection means is energized. It is necessary to support an intrinsically safe explosion-proof structure so as not to ignite the gas around the device. Therefore, in a conventional apparatus having an internal pressure explosion-proof structure, the pressure detection means is connected to the control means via devices such as an intrinsically safe explosion-proof relay, that is, a barrier relay. As described above, a device having a conventional internal pressure explosion-proof structure requires equipment such as a barrier relay to cope with the intrinsically safe explosion-proof structure, which causes an increase in device cost.
[0004]
As a configuration corresponding to electric explosion-proof without using devices such as a barrier relay, it is conceivable to use pressure detection means having a pressure-proof explosion-proof structure as pressure detection means. However, such a pressure detection means is expensive, and there is no change in incurring an increase in apparatus cost.
[0005]
The subject of this invention is reducing the cost of the apparatus provided with the internal pressure explosion-proof structure.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An apparatus having an internal pressure explosion-proof structure according to the present invention includes an internal pressure vessel that encloses an electrical device, pressure detection means that detects a differential pressure between the inside and outside of the internal pressure vessel, and a gas that supplies a protective gas to the internal pressure vessel. A pressure detection means is provided in the internal pressure vessel, and the control means detects the pressure after the gas supply means sends a predetermined amount of protective gas into the internal pressure vessel. The above-mentioned problem is solved by energizing the means and energizing the electrical equipment when the pressure difference between the inside and outside of the internal pressure vessel detected by energizing the pressure detecting means is equal to or greater than a predetermined value.
[0007]
With such a configuration, the pressure detection means is located in the internal pressure vessel and is energized after a predetermined amount of protective gas is sent into the internal pressure vessel. Can prevent ignition. Furthermore, the electrical equipment in the internal pressure vessel is energized when the differential pressure between the inside and outside of the internal pressure vessel detected by the pressure detection means is equal to or greater than a predetermined value. Therefore, when the pressure detection means and the control means are electrically connected, a device corresponding to the internal pressure explosion-proof structure can be configured without the need to connect via a device such as a barrier relay. The cost of the apparatus can be reduced.
[0008]
Furthermore, the apparatus is provided with the above-described internal pressure explosion-proof structure, and the internal pressure vessel includes an electrical equipment chamber containing electrical equipment, a combustion chamber that burns with protective gas and fuel from the electrical equipment room, and a combustion chamber. An exhaust passage that exhausts the gas in the combustion chamber in communication, and the gas supply means is a combustion device that supplies the protective gas into the electrical equipment chamber. This is preferable because the cost can be reduced. In addition, a liquefied gas evaporation device provided with the above combustion device is preferable because the cost of the liquefied gas evaporation device can be reduced.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a combustion apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a combustion apparatus that is an apparatus having an internal pressure explosion-proof structure to which the present invention is applied and a liquefied gas evaporation apparatus that includes this combustion apparatus. FIG. 2 is a diagram showing a time chart of the operation of each part during operation of the liquefied gas evaporator. The apparatus having the internal pressure explosion-proof structure of the present embodiment is a combustion apparatus having a ventilated internal pressure explosion-proof structure, and a case where the combustion apparatus of the present embodiment is used as a combustion unit of a liquefied gas evaporation apparatus will be described as an example. .
[0010]
As shown in FIG. 1, the
[0011]
In the
[0012]
The
[0013]
The
[0014]
The operation of the
[0015]
Subsequently, the
[0016]
In a state where the signal from the
[0017]
Thus, in the
[0018]
Furthermore, when using a commercially available barrier relay, the terminal shape on the barrier relay side is single, so it is necessary to perform wiring work so as not to perform incorrect wiring. In the embodiment, since a barrier relay is not required, various shaped terminals can be used for wiring, and erroneous wiring can be easily prevented, so that wiring work can be performed efficiently. In addition, since there is no wiring through the barrier relay, the number of wirings can be reduced and the number of assembly steps can be reduced. In addition, when devices such as a barrier relay are used, if the control unit and the devices such as a barrier relay are stored in one electrical box, the electrical box becomes larger. In this embodiment, the barrier relay Therefore, only the
[0019]
Furthermore, in the present embodiment, since the
[0020]
By the way, the liquefied gas evaporation apparatus may be provided with a temperature sensor for detecting the temperature of the
[0021]
In this embodiment, the
[0022]
Further, in the present embodiment, the
[0023]
Moreover, in this embodiment, although the
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the cost of a device having an internal pressure explosion-proof structure can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a combustion apparatus which is an apparatus having an internal pressure explosion-proof structure to which the present invention is applied, and a liquefied gas evaporation apparatus including the combustion apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a time chart of the operation of each part during operation of the liquefied gas evaporator.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記圧力検出手段が前記内圧容器内に設けられ、前記制御手段は、前記気体供給手段が所定量の保護気体を内圧容器内に送った後に前記圧力検出手段に通電し、該圧力検出手段への通電により検出された前記内圧容器の内側と外側との差圧が所定の値以上のときに前記電気機器に通電してなることを特徴とする装置。An internal pressure vessel containing the electrical device, a pressure detection means for detecting a differential pressure between the inside and the outside of the internal pressure vessel, a gas supply means for supplying a protective gas to the internal pressure vessel, and a control for controlling the electrical device A device having an internal pressure explosion-proof structure including means,
The pressure detection means is provided in the internal pressure vessel, and the control means energizes the pressure detection means after the gas supply means sends a predetermined amount of protective gas into the internal pressure vessel, and supplies the pressure detection means to the pressure detection means. An apparatus comprising: energizing the electrical device when a differential pressure between the inside and outside of the internal pressure vessel detected by energization is equal to or greater than a predetermined value.
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