JPH09504452A - パイプラインにおいて炎を上げてまたは上げずに燃焼する粒子による火災の危険を避けるための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ばらばらに形成されたプロセス材料が第１ユニット（１）において製造され、受け取りのための第２ユニット（２）に輸送され、第１ユニットにおける材料の処理が、少なくとも第２ユニット中における火災および／または爆発を引き起こすのに十分高い温度をもつ危険な１個または複数個の粒子を生成するおそれがあるプロセスにおいて使用される予防安全システムに関する。ばらばらに形成された材料の第１ユニットおよび第２ユニットの間における必要とされる輸送は、安定化領域（７）、危険な高温の粒子の存在を指示すべく作動する指示領域（９）、および消火領域（９）によって実行され、指示領域（８）は１つまたは複数の危険粒子センサーを有しており、センサーは指示および作動ユニット（１２）と協同することにより、危険な高温の粒子の存在が指示および作動ユニット（１２）のセンサー（１０）によって検出されたとき、消火領域に配置され、消火剤を放出しおよび／または危険な粒子をシステムから除去すべく機能する装置（１５）が作動せしめられる。検出に依存する強度が作動ユニット（１２）において評価され、その時点で最も適切な測定または処置が、指示および作動ユニット（１２）において、多数の利用可能な安全測定および安全処置（１９、２０、２１）から選択される。

Description

【発明の詳細な説明】 パイプラインにおいて炎を上げてまたは上げずに燃焼する 粒子による火災の危険を避けるための装置 技術分野 本発明は、予防安全システム、特に、限定的ではないが、ばらばらに形成され た材料が第１ユニットにおいて製造され、前記ユニットから受け取る第２ユニッ トまで輸送されるようなプロセス、通常、工業プロセスにおいて適用され得るシ ステムに関するものである。 ばらばらに形成された材料により、ガス媒体によって、あるいはガスまたはガ ス状混合物、通常は、空気中を、その粒子が互いに分離して輸送され得るすべて の材料形態が意味される。 ここに意味される種類の材料は、非常に微細な塵状粒子から形成され得る。そ れはまた、粉末状材料または粒状粒子、そしてまた、木の小片、ペレット、わら 、そして同様の輸送可能な材料から形成され得る。 本発明が基礎をおくコンセプトは、第１ユニット内の材料の小片が、選択され た輸送経路、および／または少なくとも第２ユニット内において火災、および／ または爆発を引き起こすほど十分高温に加熱された個々の粒子または数個の分離 した粒子を生じるおそれがあるということを要請する。 ばらばらに形成された材料が第１ユニットおよび第２ユニットの間を輸送され る経路は、典型的には、安定化領域（または外乱領域）、危険な高温の粒子の存 在を示すべく作動し得る指示領域、始動領域、消火領域、および危険領域を有し ている。 安定化領域は、低エネルギーを有し、下流領域、特に危険領域において火災ま たは爆発の危険を生じさせない粒子が、すぐ下流側に配置された指示領域によっ て指示されないように、そのエネルギーを減少させることができるように意図さ れている。 １つまたはそれ以上のセンサまたは検出器が指示領域内に配置され、下流領域 、特に危険領域に到達したとき、燃焼、すなわち火災を引き起こすほど十分高い エネルギーをもつ粒子の存在を指示するように意図されている。センサーは指示 および作動ユニットと協同すべく配置され、センサーのうちの１つがかかる高温 粒子の存在を検出したとき、消火剤を放出し、および／または前記粒子をシステ ムから取り除き、消火領域と協同する装置が作動せしめられる。 指示領域の次には始動領域が連なっており、始動領域の長さは消火領域におい て装置が作動せしめられたとき、当該装置が、１個または複数個の粒子の前記領 域への到達の直前または到達時に、消火バリヤを形成するための時間をもつよう に適合せしめられている。 消火領域は、前記高温粒子を含む粒子の集合を危険領域に至る輸送経路から逸 らせるべく機能するバルブの形態を有し得る。従来技術の説明 前述のような予防安全システムは、すでに知られており、スウェーデン国 フ ッディンゲのファイヤーフライ アクティエ ボラーグによって市場に出されて いる。この予防安全システムの目的は、火の粉、および炎を上げずに燃焼する粒 子の存在を指示し、そして、炎を上げずに燃焼する粒子が燃焼および／または爆 発を引き起こし得る下流の処理ユニット、例えば、フィルタ、サイロ、またはそ れに類する装置に到達することを防ぐ消火剤または窒息消火剤 を適用することにある。 現代の工業プロセスにおいて、火災および爆発の危険性が、製造速度の増大に 伴って、そしてより巨大化する製造プラント内において高まっているという事実 がまた、目下の技術的視点に関係している。 輸送される材料の体積が連続的により増大するに連れて、実際の経験から、現 在の処理プラント内において発生する大抵の火災および爆発が、火の粉、炎を上 げずに燃焼する粒子、および空気伝送燃焼破片等々によって引き起こされている ということが既にわかっている。これらの火の粉、炎を上げずに燃焼する粒子等 々は、非常に小さなエネルギーしかもたないにもかかわらず、そのエネルギー量 は火災および／または爆発を引き起こすのに十分高いものである。 火災および爆発の引金となるこれらの粒子のみをできるだけ迅速に指示し、そ れらによる影響を抑制するとができるようにするために、ある種の測定または処 置をとることが知られている。 本発明が関係する多くの応用分野の１つは、紙パルプがセルロースフラフ(cel lulose fluff)に粉砕され、空気輸送システムの助けによってサイロまで輸送さ れるような場合が挙げられる。 この点については、すでに知られた安全システムの輸送ライン中に安定化領域 を含ませ、それによって、センサーまたは検出器が、製造ユニットから、発生し た危険な粒子および／または火の粉のすべてが安全なものにされ、あるいは消化 されるように距離をあけて配置される必要があった。 また、センサーを有する指示領域および始動領域を設けて、センサーと消火装 置との間の距離が十分に長くとられ、消火領域が、検出された危険な粒子が下流 の危険領域に到達する前に始動され得るようにしなければならないことが既に知 られている。 消火領域を設け、その長さを、発生し、検出された危険な粒子のすべてが、危 険領域に達する前に無害なものにされ得るように適合せしめることがまた提案さ れている。 空気輸送手段を閉鎖し、危険領域の近傍に不活性ガスを発生させる可能性がま た提案されている。 第２ユニット、すなわち受け取りユニットはまた、危険領域として規定され得 る。なぜならば、このユニットは、輸送された製造物または材料が、重大な火災 および爆発の危険を生じさせる程度に密集せしめられる容器から形成され得るか らである。発明の要約 技術的課題 上述した従来技術の技術水準を考えたとき、技術的課題は、危険因子が、火災 および／または爆発の発生が少なくとも第２ユニット内において予想されるよう な温度まで加熱された前記個々のまたは数個の粒子の強さに基づいて評価される ように構成されたセンサを用いること、そして、得られた危険因子に基づき、ユ ニット内に含まれる回路の助けによって評価を行い、適当な測定または処理を適 当に選択し、火災の発生を除去することにある。 導入部において規定したような予防安全システムの場合に、技術的課題は、そ れによってさらに別の条件が生み出され得る条件を、指示および作動ユニットの 助けによって与え、そして、個々のまたは数個の危険な粒子または火災が、必要 な消火のための測定および処置および／または当該消火のための測定および処理 の必要な継続の効果をさほど大きく越え、材料に害を及ぼす必要なく、効果的に 消火せしめられ、または除去され得るようにすることにある。 技術的課題は、評価され、選択された測定または処置が、複数の利用可能な装 置からとられ、および／または存在する装置を多かれ少なかれ使用することがで きるようにすることにある。 また、技術的課題は、指示および作動ユニットの助けによって、適当な測定ま たは処置が、プロセスそれ自体の特性に依存し、それによって異なる状況に対し て同一の装置が使用され得るようにすることにある。 さらに別の技術的課題は、危険な粒子を含む粒子の集合をシステムから取り除 くように機能するバルブの組み合わされた動作を生成するために必要な条件を実 現させることにある。 さらに別の技術的課題は、前記指示および／または作動ユニットの助けにより 、水に基づいた消火システムの全体、または選択された部分のみを作動させ、消 火ガス、または炎を上げずに燃焼する粒子を窒息消火するガス、例えば、不活性 ガスあるいはその他の適当なガスの供給を、センサーによって検出された危険度 に依存して、完全にあるいは部分的に作動させる始動プロセスを生成することに ある。 さらに別の技術的課題は、指示および作動ユニットがプログラムされ、それに よってプロセスに関係する条件がプログラム制御され得るときにもたらされる効 果を実現することにある。 さらに別の技術的課題は、指示および作動ユニットが、消火装置の構造および 作動方法を観察する間にプログラムされ、消火領域が、危険な１個または複数個 の粒子が危険領域に入るのに先立って、消火領域に到達する直前および／または 到達した時に、形成され得るようにし、さらに、粒子の輸送の瞬間的な速度を観 測することができるようにされたときにもたらされる効果を達成することにある 。 解決方法 本発明は、前述の技術的課題の１つまたは複数に対する解決方法を与え、そし て、その始めとして、導入部において規定されたような周知の予防安全システム を考慮に入れる。 本発明によれば、危険な粒子の検出に依存する強度は、指示および作動ユニッ トにおいて評価され、適当な測定または処置の選択が、前記ユニット中において 前記指示および作動ユニット内に記憶された条件または前提条件に従ってなされ る。 本発明の構成の範囲内において提案された実施例によれば、ユニットによって 選択された測定または処置は、複数の利用可能な装置のうちの１つからなってお り、および／または多かれ少なかれ同一の装置を使用することにある。 本発明によれば、適当な処理または測定の選択は、プロセスの特性に従って、 そしてまた、予防安全システムが使用され、適当な種々のプロセスに適合せしめ られることを可能にする別の規準に従って実行され得る。 前記測定または処置のうちの１つは、危険な粒子を含む材料の集合を危険領域 に至る通常の輸送経路から逸らせるように機能するバルブを作動させることにあ る。 本発明の別の実施例によれば、単一のまたは複数のセンサーが前記第１ユニッ トから距離をあけて配置され、危険のない低いエネルギーをもつ製造された粒子 が、前記ユニット内において安全プロセスを始動させることなく、それぞれのセ ンサーを通り過ぎることができるようになっている。 選択された測定または処置はまた、水に基づく消火システムを完 全にまたは部分的に作動せしめることにある。 測定または処置はまた、ガス、水蒸気、またはそれに類する消火システムを完 全にまたは部分的に作動せしめることにある。 ユニットはプロセスに関係する条件を観測することができるようにプログラム され得ることが、また提案される。 別の実施例によれば、ユニットは適合せしめられた消火装置の構成および作動 方法を考慮し、効果的な消火領域が危険な粒子の危険領域への侵入の直前に形成 され、粒子の輸送速度に関係する情報が必要とされるようにプログラムされ得る 。 効果 本発明による予防安全システムによって主としてもたらされる効果は、装置の 単一のピースが幾つかのセンサーの検出強度に応答して多数の異なるプロセスに 適合せしめられ得る条件がもたらされ、指示および作動ユニットが、幾つかの利 用可能な適当な測定または処置のうちの１つを選択して、水に基づく消火システ ムを完全にまたは部分的に作動せしめ、あるいはガス、水蒸気、あるいはそれに 類するシステムを完全にまたは部分的に作動させることができるということにあ る。 本発明による予防安全システムの主たる特徴は、以下に続く請求の範囲の請求 項１の特徴部分に記載されている。図面の簡単な説明 例示されたプロセスにおいて、使用され得る本発明による予防安 全システムの実施例が、次に添付図面を参照してより詳細に説明される。 図１は、本発明によって指示および作動ユニットが使用されるプロセスを概略 的に示したブロック線図である。 図２は、幾つかの利用可能な装置のうちから、このシステムによって選ばれた 幾つかのノズルを備えた水に基づく消火システムの形態を有する装置を示した図 である。 図３は、爆発によって解除され得るシステム閉鎖プレートを有する水に基づく 消火システムの形態を有する前記利用可能な装置の別のものを示した図である。 図４は、霧のカーテンおよび／またはガス放出の形態を有する前記利用可能な 装置のうちの１つの第３の実施例を示した図である。 図５は、異なるエネルギーレベルをもつ粒子が如何にしてセンサー内において 異なる強度を示すか、そして、それによって適当な測定または処置の選択に対す る条件が生成されるのかを示した図である。 図６は、材料逸らせバルブの一実施例を示した図である。好ましい実施例の説明 図１は、ばらばらに形成されたプロセス材料が第１ユニット１において製造さ れ、そして、コンベア３によって受け取りのための第２ユニット２に輸送される ようなプロセス、すなわり工業的プロセスにおいて使用され得る予防安全システ ムを示したものである。 本発明は、ユニット１において処理される材料が、火災および／または爆発を 引き起こすおそれがある温度まで加熱される個々のまたは数個の粒子を製造する という仮定に基づいている。この点に関 する１例として、ミル１が矢印４の方向に入れられ、そこから最終的なセルロー スフラフが、気流６の助けによって導管系７、８、９を有する輸送経路３上をサ イロの形状の第２ユニット２まで輸送されるような紙パルプの分解プロセスが挙 げられる。ユニット１における紙パルプの分解は、少なくとも第２の部分または 第２ユニット２、そしてまた粒子輸送システム３において、火災および／または 爆発を引き起こすのに十分高い温度まで加熱される個々の粒子または数個の分離 した粒子を生成し得る。 実施例は、気流の助けによってサイロまで輸送される紙パルプの分解を参照し て説明されているが、本発明は、他の分野において、そして他の目的のためにも 適用され得ることは明らかである。 別の要件として、前記分解から生じる粒子はガスまたはガス混合物、通常は空 気によって分離した材料として輸送されることが挙げられる。 さらに別の要件として、ユニット１において実行される処理の特性は、それの 有する熱が、導管系または貯蔵スペース、すなわちあらゆる危険領域において火 災の危険を構成し得る粒子を生み出すおそれがあるということが挙げられる。 本発明によれば、導管５内に存在するばらばらに形成された材料が、第１ユニ ットおよび第２ユニットの間において輸送されるようなシステム３は、とりわけ 安定化領域７、危険な高温の粒子を指示すべく機能する指示領域８、および第２ ユニット、すなわち危険領域（２）、先行する消火領域９を有している。 指示領域８は、まず最初、複数のすでに知られたセンサー１０、例えば、スウ ェーデン国の公開された特許明細書第３６４，５８８号に記載されたようなセン サー、またはこのような粒子の存在を検出し得る別のタイプのセンサーを有して いる。 複数のセンサー１０は、ライン１１を介して、指示および作動ユニット１２に 接続され得る。 センサー１０によって指示された高温の粒子は、消火領域９に関係し、消火剤 を放出し、および／または危険な高温の粒子を取り除く装置１５を作動させるユ ニット１２に到達する。 本発明によれば、１つまたは複数のセンサー１０によって検出された検出に依 存する強度が、指示および作動ユニット１２内に含まれる回路１６において評価 され、そして、複数の利用可能な指示された適当な測定または処置のうちの１つ が、回路１８を通じて計算回路１７によって実行され得る。 こうして実行される測定または処置は、ライン１９ａ、２０ａ、または２１ａ 上の作動シグナルの特性に依存して、多数の利用可能な装置のうちの１つ、例え ば３つの装置１９、２０、および２１のうちの１つを含み得る。 あるいは、同一の装置がラインのうちの１つのシグナルを変更することによっ て多かれ少なかれ使用され得る。 本発明はまた、計算回路１７をプログラミングすることにより、実行されるべ き測定または処置がプロセスの特性に従って回路によって選択され、そしてそれ がユニット１２に結合された回路２５を通じて与えられ得る可能性を与える。 この点に関し、選択された測定または処置は、バルブの作動を構成し得る。こ のバルブは導管部９に取り付けられ、図６に示したように、前記危険な粒子を有 する粒子の集合を逸らせるべく機能する。図６は、破線で示した位置６０’に傾 けられたバルブフラップ６０を示しており、そして、この位置で、フラップは粒 子を排出管６１内に向かって逸らせるべく機能する。 排出管６１は、別のバルブフラップ６２を有しており、このバル ブフラップ６２はまた、開放位置に向かって動かされ得る。また、消火システム ６３が示されている。 センサー１０は、第１ユニット１から距離をおいて配置され、低エネルギーの 生成粒子はユニット１２を作動させることなく、それぞれのセンサーを通過し、 それによってユニット１８を通じて安全装置または処理を始動させることはない 。 前述の安全測定または安全処理はまた、図２に示したような水に基づく消火シ ステムの全体の作動あるいは前記システムの部分のみの作動を含んでいる。そし て、この場合、システム３０の種々のノズルがライン１９ａおよび２０ａ上を到 達するシグナルの助けによって作動せしめられる。 ライン２０ａ上のシグナルは、２つのソレノイドバルブ３１および３２を作動 させる。そして、それに応答して輸送中の材料は、放水システム３３中において 加圧水を吹き付けられる。 ライン１９ａ上のシグナルは、単一の別のソレノイドバルブ３４を作動させる 。 放水システムは、ライン２１ａ上のシグナルに応答して閉鎖される。 このはあい、計算ユニット１７は、安全測定または安全処理を選択し、それが 継続する間、安全測定または安全処理は簡単なプログラム可能な方法でその効果 を及ぼし続ける。 また、ユニット１２は、回路２６を通じてプロセス内条件、例えば、選択され た材料の特性材料が、輸送される瞬間速度に依存する必要な時間遅延を考慮する ためにプログラムされ得る。そして、この場合、瞬間速度はセンサー１０ａによ って評価され、そして、この速度に対応するシグナルがライン１１ａ上を回路１ ７まで伝送される。 ユニット１２はまた、消火装置の構成および作動方法を考慮すべくプログラム され、その結果、消火領域は、１個または複数個の危険な粒子が消火領域内に侵 入する直前に作動するようになっている。 図３は爆発阻止プレートリリースを有する水に基づく消火システムを示したも のである。 ソレノイドバルブは、ライン２０ａ上のシグナルに応答して開かれ、阻止プレ ート４１、４２、および４３は、ライン１９ａ上のシグナルに応答して解除され 、その結果、システムのノズルが作動せしめられる。ライン２０ａ上のシグナル が存在しないとき、バルブは閉じられる。 図４は、水が消火領域において消火剤として使用されることができないときに 用いられる本発明の別の実施例を示したものである。この場合、危険な高温の粒 子の消火は、ＣＯ₂、Ｎ₂、または飽和蒸気、またはそれに類するものを放出する ことによってなされる。 ライン１９ａ上のシグナルは蒸気放出装置を作動させ、一方、ライン２０ａ上 のシグナルはガスボトルのバルブを開き、ライン２１ａ上のシグナルは別のガス ボトルのバルブを開く。 バルブはそれぞれのライン上のシグナルが継続している間、開かれたままにな っている。 本発明によれば、検出された強度のレベルおよび選択された強度のレベルに従 って、回路１８の助けによって前述の安全測定または安全処理の１つまたは複数 を選択することが可能である。 図５は、センサー１０によって検出された与えられたシグナルレベルに対する リミットバルブを概略的にプロセスの特性に依存して、上下に変化し得ることを 示したものである。 与えられたレベル５１より弱いシグナル強度は、例えばシグナル５０は無視さ れる。 シグナル５２の強度はレベル５３を越えており、例えば、図２のノズル３４を 作動させ、図４に示したように、蒸気を放出させ、または類似の測定を実行する ことによって、制限された消火の選択を引き起こすべく考慮され得る。 シグナル５４の強度はレベル５５を越えており、完全な効果および良くバラン スのとれた作動時間を要求する。 ユニット１２は、もちろんまた、周知の方法でライン３２を通じてアラームシ ステムに接続され得る。 センサー１０は、本出願と同時に出願された「検出装置」という表題の特許出 願中に記載されたセンサー装置の形態を有し得る。 本発明は、前述の実施例に限定されるものではなく、以下に続く請求の範囲に 記載された本発明の構成の範囲内で変更が可能であることが理解されるだろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 価され、その時点で最も適切な測定または処置が、指示 および作動ユニット（１２）において、多数の利用可能 な安全測定および安全処置（１９、２０、２１）から選 択される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ばらばらに形成されたプロセス材料が第１ユニット（１）において製造され 、受け取りのための第２ユニット（２）に輸送され得るプロセスにおいて使用さ れる予防安全システムであって、前記プロセスにおいて前記第１ユニットにおけ る材料の処理が、少なくとも前記第２ユニット中における火災および／または爆 発を引き起こすのに十分高い温度をもつ危険な１個または複数個の粒子を生成す るおそれがあり、前記ばらばらに形成された材料の前記第１ユニットおよび前記 第２ユニットの間における必要とされる輸送が、安定化領域（７）、危険な高温 の粒子の存在を指示すべく作動する指示領域（９）、および消火領域（９）によ って実行され、前記指示領域（８）は１つまたは複数の危険粒子センサーを有し ており、前記センサーは指示および作動ユニット（１２）と協同することにより 、危険な高温の粒子の存在が前記指示および作動ユニット（１２）のセンサー（ １０）によって検出されたとき、前記消火領域に配置され、消火剤を放出しおよ び／または前記危険な粒子をシステムから除去すべく機能する装置（１５）が作 動せしめられるようにしたシステムにおいて、 前記指示および作動ユニット（１２）は、検出に依存する粒子温度の強度を 評価すべく機能し、前記指示および作動ユニット（１２）は多数の利用可能な安 全測定および安全処置（１９）、（２０）、（２１）から、その時点で最も適切 な安全測定または安全処置を選択すべく機能することを特徴とするシステム。 ２．前記測定または処置は、複数の利用可能な安全装置から１つの安全装置を選 択すること、そして、前記装置を多かれ少なかれ用いることを選択することを含 んでいることを特徴とする請求項１ に記載のシステム。 ３．前記安全測定または安全処置は、関係するプロセスの特性に従って選択され ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ４．前記選択された安全処置は、前記危険な粒子を含む粒子の集合を逸らせるべ く機能するバルブを作動させることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ５．前記センサーは前記第１ユニット（１）から距離をあけて配置され、低エネ ルギーの生成粒子が、前記指示および作動ユニット（１２）を作動させることな く、それぞれのセンサーを通過するようになっていることを特徴とする請求項１ に記載のシステム。 ６．前記選択された処置は、水に基づく消火システムの全体または一部を作動さ せることからなっていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ７．前記安全処置は、水蒸気、ガス、またはそれに類するものを放出するための システムを完全にまたは部分的に作動させることからなっていることを特徴とす る請求項１に記載のシステム。 ８．前記指示および作動ユニットは、プロセスに関係する条件を観測するように プログラムされ得ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 ９．前記指示および作動ユニットは、前記消火装置の構成および作動方法を観測 すべくプログラムされていることにより、前記消火領域は、危険な粒子が前記消 火領域内に入る直前または入ったときに作動するようになっていることを特徴と する請求項１記載のシステム。