JPH0670491A - 移動式防爆機器用給電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 周辺の付設物への電磁誘導による火花発生の
おそれのない非接触でコンパクトな移動式防爆機器用給
電装置を提供すること。 【構成】 防爆機器２の移動経路３に沿って変流器２
０、３０の１次巻線となる給電ケーブルを支持するケー
ブル支持構体上を防爆機器２とともに走行し得る台車１
２、１３を設け、該台車１２、１３に変流器２０、３０
を搭載し、該変流器２０、３０の環状鉄心に前記給電ケ
ーブルをゆるく貫通させ、変流器２０、３０の２次巻線
から得られる電力を防爆機器２に給電するように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は移動式防爆機器用給電装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスプラントや石油化学プラントなどで
使用される設備や機器には防爆対策を施すことが義務付
けられており、特に電気機器は接点や静電気による火花
を発出し易いことから防爆機器が使用されている。

【０００３】このような環境において資材を運搬した
り、運転状況を監視したりするのに搬送車や監視用ロボ
ットなどの移動機器が用いられるが、この種の移動機器
も当然防爆式のものでなければならない。

【０００４】従来、この種の防爆機器への給電方式とし
て、キャプタイヤケーブルと呼ばれる電力ケーブルをレ
ールに沿ってゆったり張り、防爆機器の移動にともなっ
てケーブルをたるませたり張ったりしてこのケーブルか
ら防爆機器に給電する方式で知られているが、この方式
はキャプタイヤケーブルの長さで防爆機器の移動距離が
制限されることになり、実用的には精々数１０ｍから１
００ｍ程度が限界である。

【０００５】これとは別に、防爆機器内にバッテリーを
内臓させ、このバッテリーから給電する方式も知られて
いる。この方式はバッテリーの重量も問題になるが、バ
ッテリーの容量で連続稼動時間が決まってしまい（一般
的には１〜３時間程度）、継続的に使用するには充電が
必要になる。しかし使用環境が特殊なために充電も簡単
にはいかず、防爆上の配慮が必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、防爆機器ではな
いが、電流変成器（ＣＴ）を利用した非接触の給電方式
も知られている。この方式は、２次巻線を複数回巻回し
た環状鉄心を移動機器に搭載し、この環状鉄心に１本の
ケーブル（１次巻線として使用する）を貫通させ、この
１次巻線に供給した電力を電磁誘導を利用して２次巻線
から取り出して移動機器に給電するものである。この方
式は、移動機器の移動にともない環状鉄心が１次ケーブ
ルをこすることがあるため静電火花を発生するおそれが
あるとともに、１次ケーブルに沿って金属パイプや長尺
物が付設されていると、電磁誘導により付設物の長手方
向に電位差（たとえば１００ｍの金属パイプで数Ｖ）を
生じ、これが火花発生の原因となることがある。これら
の理由でこの方式は防爆機器の給電には使えない。そこ
で給電ケーブルの往路一条と復路一条とを近接して配置
することにより電磁誘導の影響を相殺してこの問題を解
決している。

【０００７】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、周辺の付設物への電磁誘導による火花発生のおそ
れのない非接触でコンパクトな移動式防爆機器への給電
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】防爆機器の移動経路に沿
って変流器の１次巻線となる給電ケーブルを支持するケ
ーブル支持構体上を防爆機器とともに走行し得る台車を
設け、該台車に変流器を搭載し、該変流器の環状鉄心に
前記給電ケーブルをゆるく貫通させ、変流器の２次巻線
から得られる電力を防爆機器に給電するように構成し
た。

【０００９】

【作用】給電ケーブルに通電すると台車に搭載された変
流器において電磁誘導により２次巻線に電流が得られる
ので、この電流を移動式防爆機器に給電することにより
防爆機器が所定の移動路に沿って走行する。防爆機器の
移動にともない台車が引かれて移動し、給電ケーブル
は、変流器の環状鉄心をゆるく貫通する。こうして防爆
機器の移動中台車も移動し、その上に搭載された変流器
から電力が得られ、防爆機器に給電される。

【００１０】

【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明による移動式防爆機器用給電
装置の一実施例を示す。図１において、給電装置１を実
線で示し、この給電装置１により給電される防爆機器
（たとえばガスプラントの監視用ロボット）２を鎖線で
示す。この実施例では、防爆装置２にはカメラやセンサ
などの監視用機器のほかに、走路３上を走行するための
駆動源および駆動機構が搭載されているが、これらの機
構は本発明の要旨ではないので図示せず、説明も省略す
る。

【００１２】給電装置１は、アルミまたは樹脂のような
非磁性材料で作られたダクト１０の内部に、給電用の５
０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流を流す２本のキャプタ
イヤケーブル１１ａ、１１ｂがダクト１０の底部の溝１
０ａ、１０ｂに沿ってそれぞれただ上から置かれてお
り、ダクト１０内を変流器２０と３０を搭載した２台の
車輪付き台車１２、１３が走行し得るようになってい
る。変流器２０および３０は機械的衝撃による破損防止
のために外面をゴムで覆ったり樹脂でモールドしてあ
り、変流器２０の環状鉄心の中心孔２０ａにはケーブル
１１ａがゆるく挿通され、変流器３０の環状鉄心の中心
孔３０ａにはケーブル１１ｂがゆるく挿通されている。
２台の台車１２と１３は連結器１４によりゆるく連結さ
れるとともに、各台車の反対端には移動用のガイドワイ
ヤー１５、１６がつながれていて、下の防爆機器２の上
板に設けられた金具２ａ、２ｂに結ばれている。

【００１３】変流器２０と３０の２次巻線はワイヤー１
７により電気的に直列に接続されており、変流器２０か
らは給電ワイヤー１８が導出され、保護チューブで包ま
れて下の防爆装置２に導かれている。

【００１４】図２（ａ）は図１に示した給電装置１をダ
クトの長手方向から見た端面図、図２（ｂ）はダクトの
断面図である。

【００１５】図２からわかるように、台車１２には車輪
１２ａ、１２ａが取り付けられており、台車１２上の変
流器２０の上部から引き出された給電ワイヤ１８は保護
チューブで包まれてダクト１０の底面の溝１０ａと１０
ｂの間に設けられたギャップ１０ｃを通して下の防爆装
置２に導かれている。同様に、台車１２の一端に取り付
けられたガイドワイヤー１５もギャップ１０ｃを通して
下の防爆装置２に導かれている。ダクト１０にこのよう
なギャップ１０ｃを形成することにより地絡事故などに
不要なうず電流が流れるのを防止することができる。ダ
クト１０の底面および溝１０ａ、１０ｂには静電火花防
止の目的とキャプタイヤケーブル１１ａ、１１ｂが溝１
０ａ、１０ｂに安定して納まり易くするために導電性グ
リスが塗布されている。

【００１６】図３（ａ）は図１に示した給電装置１の平
面図、図３（ｂ）は同装置の側面図である。

【００１７】両図からわかるように、台車１２および１
３の一端に図４（ａ）に示すようなケーブル２本用のガ
イドローラ２１および２２が取り付けられ、さらに、変
流器２０の環状鉄心の中心孔２０ａの近傍と、台車１２
上のほぼ同じ位置には図４（ｂ）に示すようなケーブル
１本用のガイドローラ２３、２４が取り付けられてい
る。同様に台車１３にも、ケーブル１本用のガイドロー
ラ２５および２６が取り付けられている。

【００１８】これらのガイドローラ２１〜２６はいずれ
も台車の移動にともなってキャプタイヤケーブル１１
ａ、１１ｂが変流器２０および３０と台車１２および１
３上を通過していく際にケーブルの表面がこすれて損傷
したり、静電気が発生したりするのを防止するためのも
のであり、図４（ａ）、図４（ｂ）いずれのガイドロー
ラもステンレスまたは真鍮などの非磁性材料で作られた
円形または楕円形の軸芯２１ａまたは２３ａを軸として
複数のベアリング内蔵ローラ２１ｂまたは２３ｂを配し
たものである。軸芯２１ａ、２３ａはケーブルの１次電
流によるうず電流の発生を防止するために完全な円形ま
たは楕円形でなく一部が切れているような形状とするの
が好ましく、ローラ２１ｂ、２３ｂのまわりには導電性
グリスが塗ってある。

【００１９】次に、上記給電装置による防爆機器への給
電について説明する。

【００２０】いま、キャプタイヤケーブル１１ａ、１１
ｂに５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの単相交流を流すと、変流
器２０および３０の２次巻線に発生した電流が直列に加
算されて給電ワイヤー１８を介して防爆機器２に供給さ
れる。これにより防爆機器２では駆動源であるモータに
給電され、駆動機構を介して走路３上を矢印方向に走行
する。防爆機器２の走行にともないガイドワイヤー１５
により台車１２および台車１３が同方向に引かれると、
変流器２０はキャプタイヤケーブル１１ａを挿通しなが
ら、また変流器３０はキャプタイヤケーブル１１ｂを挿
通しながら走行する。この間変流器２０、３０の２次巻
線には電磁誘導により電流が誘起されるので、防爆機器
２への給電は継続して行なわれる。

【００２１】台車１２、１３が走行するにつれてダクト
１０の底部の溝１０ａ、１０ｂに置かれているキャプタ
イヤケーブル１１ａ、１１ｂが溝から順次持ち上げら
れ、まずケーブル２本用のガイドローラ２１で案内され
た後別々に分かれ、一方のケーブル１１ａはケーブル１
本用のガイドローラ２３で案内されて変流器２０の中心
孔２０ａを貫通し、反対側においてもう１つのガイドロ
ーラ２３で案内された後、今度は台車１３上のガイドロ
ーラ２５、２５で案内される。他方のケーブル１１ｂは
まず台車１２上のケーブル１本用のガイドローラ２４、
２４で案内された後、台車１３上のガイドローラ２６で
案内されて変流器３０の中心孔３０ａを貫通し、反対側
においてガイドローラ２６で案内された後、再びもう１
本のケーブル１１ａと一緒になってケーブル２本用のガ
イドローラ２２で案内され、ダクト１０の底に設けられ
た溝１０ａおよび１０ｂにそれぞれ落ち込んで納まる。
こうして台車１２および１３は防爆機器２の移動にとも
ないガイドワイヤ１５および１６により引かれながらダ
クト１０内を走行していき、この間防爆機器２に給電し
続ける。

【００２２】上記実施例においては、２個の変流器を用
い直列に接続して給電するようにしたが、２個の変流器
を並列に接続して用いてもよい。使用する変流器の数を
多くすることにより給電電力を増すことができる。

【００２３】さらに、同方向に電流を流すキャプタイヤ
ケーブルの本数を増すことにより電磁誘導の影響を少な
くすることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、防爆機器の移動経路に沿って変流器の１次巻線とな
る給電ケーブルを支持するケーブル支持構体上を防爆機
器とともに走行し得る台車を設け、該台車に変流器を搭
載し、該変流器の環状鉄心に前記給電ケーブルをゆるく
貫通させ、変流器の２次巻線から得られる電力を防爆機
器に給電するように構成したので、周辺の付設物に対し
て電磁誘導による火花発生のおそれもなくコンパクトな
構成で且つ非接触式で移動式防爆機器への給電が可能に
なる。従来のキャプタイヤケーブルをたるませたり張っ
たりする方式ではないので防爆機器の移動距離が制限さ
れることもなく、また、バッテリー内蔵式でもないので
重量や容量の問題もなく、従って連続稼動時間の制約も
ない。このため化学プラントの自動監視などに好適であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による給電装置を使用状態で示す部分切
欠き斜視図である。

【図２】（ａ）は図１に示した給電装置をダクトの長手
方向から見た端面図、（ｂ）はダクトの断面図である。

【図３】（ａ）は図１に示した給電装置のダクトの一部
を除いて示す平面図、（ｂ）は同側面図である。

【図４】（ａ）は本発明による給電装置において用いら
れるケーブル２本用のガイドローラの正面図、（ｂ）は
ケーブル１本用のガイドローラの正面図である。

【符号の説明】

１ 給電装置 １０ ダクト １１ａ、１１ｂ 給電用キャプタイヤケーブル １２、１３ 台車 ２０、３０ 変流器 ２ 防爆機器 ３ 走路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 防爆機器の移動経路に沿って変流器の１
   次巻線となる給電ケーブルを支持するケーブル支持構体
   上を防爆機器とともに走行し得る台車を設け、該台車に
   変流器を搭載し、該変流器の環状鉄心に前記給電ケーブ
   ルをゆるく貫通させ、変流器の２次巻線から得られる電
   力を防爆機器に給電することを特徴とする移動式防爆機
   器用給電装置。
2. 【請求項２】 ２個の変流器が直列に接続された請求項
   １に記載の移動式防爆機器用給電装置。
3. 【請求項３】 前記給電ケーブルが往路１条と復路１条
   の２条から成り、往路１条が一方の変流器の環状鉄心に
   貫通し、復路１条が他方の変流器の環状鉄心に貫通した
   請求項２に記載の移動式防爆機器用給電装置。
4. 【請求項４】 前記ケーブル支持構体がダクトであり、
   前記台車がダクト内部を走行するようになった請求項１
   に記載の移動式防爆機器用給電装置。
5. 【請求項５】 前記変流器から導出される給電ワイヤー
   が前記ダクトの底面に長手方向に形成されたギャップを
   通して防爆機器に導かれる請求項４に記載の移動式防爆
   機器用給電装置。