JP2006285665A - 整圧装置およびその特性調整方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 パイロット経路を、応答特性が良好な状態とすることができる整圧装置およびその特性調整方法を提供する。
【解決手段】 整圧装置20は、一次管路21側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次管路22側に供給する。一次側と二次側との間に設けられる主整圧器23の弁開度は、パイロット経路40のパイロット整圧器27からのローディング圧でアクチュエータ24を駆動して制御する。パイロット整圧器27とアクチュエータ24との間のアクチュエータ下部管40cには、流体抵抗を調整可能な可変絞り41が設けられる。可変絞り41は、流体抵抗を大きくすれば、ローディング圧の変化を抑えることができ、流体抵抗を小さくすれば、ローディング圧を二次圧などの変化に追従して迅速に変化させることができる。設置場所などで要求される特性が得られるように、可変絞り41による流体抵抗を調整する。
【選択図】 図1
【解決手段】 整圧装置20は、一次管路21側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次管路22側に供給する。一次側と二次側との間に設けられる主整圧器23の弁開度は、パイロット経路40のパイロット整圧器27からのローディング圧でアクチュエータ24を駆動して制御する。パイロット整圧器27とアクチュエータ24との間のアクチュエータ下部管40cには、流体抵抗を調整可能な可変絞り41が設けられる。可変絞り41は、流体抵抗を大きくすれば、ローディング圧の変化を抑えることができ、流体抵抗を小さくすれば、ローディング圧を二次圧などの変化に追従して迅速に変化させることができる。設置場所などで要求される特性が得られるように、可変絞り41による流体抵抗を調整する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、流量が変化しても圧力の変動を抑えて流体を供給するための整圧装置およびその特性調整方法に関する。
従来から、都市ガスなどの流体を輸送する配管路では、輸送の効率化と安定化のため、複数段階で、圧力を低下させている。各段階の圧力低下は、ガバナと呼ばれる整圧器を含む整圧装置によって行われる。整圧装置の整圧器では、配管系統の上流側から供給される一次圧を、予め設定される二次圧に減圧する。
図3は、都市ガスの配管路に設ける整圧装置の概略的な構成を示す(たとえば、特許文献1参照)。整圧装置では、一次管路1と二次管路2との間に主整圧器3が設けられる。主整圧器3は、アクチュエータ4内のダイヤフラム5およびばね6から作用する力に応じて開閉される。アクチュエータ4でダイヤフラム5によって仕切られる下側の区画へは、一次圧と二次圧との間のローディング圧がパイロット整圧器7から導入される。ダイヤフラム5の上側の区画には、二次圧が導入される。ダイヤフラム5は、上側と下側との圧力差とばね6の付勢とに応じて、上下に変位し、主ガバナ3の開度を変化させる。ローディング圧と二次圧との間には、オリフィスなどの絞り8が設けられる。一次圧をパイロット整圧器7に導く経路には、減圧弁9が設けられ、パイロット整圧器7に供給する流体の圧力を調整することが可能になる。パイロット整圧器7は、パイロット経路10に配置され、二次管路2には、二次圧検知管10aで接続され、アクチュエータ4には、アクチュエータ上部管10bおよびアクチュエータ下部管10cで接続される。
パイロット整圧器7は、連動する上ダイヤフラム11および下ダイヤフラム12を有し、上ダイヤフラム11および下ダイヤフラム12の間の空間の流体がローディング圧となり、アクチュエータ下部管10cを介してアクチュエータ4のダイヤフラム5の下側の区画に導入される。減圧弁9を介する一次管路1からの流体は、ノズル13の上端の開口から上ダイヤフラム11および下ダイヤフラム12の間の空間に導入される。ノズル13の開口の上方には、サプライバルブ14が配置される。サプライバルブ14は、エキゾーストバルブ15の下端に接合され、サプライバルブ14およびエキゾーストバルブ15は、一体的に上下動する。ノズル13の下方には、下ダイヤフラム12が配置され、下ダイヤフラム12は下方からばね16によって付勢される。下ダイヤフラム12は、上ダイヤフラム11と一定の間隔を保って上下に連動する。上ダイヤフラム11には、エキゾーストバルブ15が弁体となる弁座17が設けられ、ローディング圧の流体を二次圧側に流出させる。パイロット整圧器7は、主整圧器3の弁開度を変化させるアクチュエータ4を駆動するローディング圧を、二次圧の変動を抑制する方向で発生するように動作する。
図3に示すような整圧装置では、各構成部品の寸法、形状、強度(ばね強度)等は、整圧性能に大きな影響を及す。特に、パイロット経路10を構成する二次圧検知管10a、アクチュエータ上部管10bおよびアクチュエータ下部管10cなどの管抵抗も影響が大きい。たとえば、各管の径を充分に大きくしておいて、管抵抗を低下させると、主整圧器3の弁開度は二次圧の変化に追従して変化しやすくなり、この弁開度の変化が二次圧の変化に帰還し、二次圧の安定性が悪くなってしまう。パイロット経路の管抵抗を大きくすると、主整圧器3の弁開度は二次圧の変化の影響を受けにくくなり、二次圧は安定するけれども、負荷の急変時などでの応答性は低下してしまう。
本発明の目的は、パイロット経路を、応答特性が良好な状態とすることができる整圧装置およびその特性調整方法を提供することである。
本発明は、一次側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次側に供給するように、一次側と二次側との間に設けられる主整圧器の弁開度を、パイロット経路のパイロット整圧器からのローディング圧でアクチュエータを駆動して制御する整圧装置において、
パイロット整圧器とアクチュエータとの間の流体経路に設けられ、流体抵抗を調整可能な可変絞りを含むことを特徴とする整圧装置である。
パイロット整圧器とアクチュエータとの間の流体経路に設けられ、流体抵抗を調整可能な可変絞りを含むことを特徴とする整圧装置である。
本発明に従えば、整圧装置は、可変絞りを含み、一次側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次側に供給する。整圧装置には、一次側と二次側との間に主整圧器が設けられ、主整圧器の弁開度を、パイロット経路のパイロット整圧器からのローディング圧でアクチュエータを駆動して制御する。可変絞りは、パイロット整圧器とアクチュエータとの間の流体経路に設けられるので、流体抵抗を大きくすれば、ローディング圧の変化を抑えることができる。可変絞りによる流体抵抗を小さくすれば、ローディング圧を二次圧などの変化に追従して迅速に変化させることができる。整圧装置の設置場所などで要求される特性が得られるように、可変絞りによる流体抵抗を調整して、パイロット経路を、応答性が良好な状態とすることができる。
また本発明で、前記可変絞りは、前記パイロット整圧器からアクチュエータに前記ローディング圧の流体を導く経路、またはパイロット整圧器からアクチュエータに前記二次圧の流体を導く経路いずれかに設けられることを特徴とする。
本発明に従えば、パイロット整圧器からアクチュエータにローディング圧の流体を導く経路、またはパイロット整圧器からアクチュエータに二次圧の流体を導く経路のいずれかに可変絞りを設けるので、流体抵抗の変化で整圧特性を容易に変えることができ、整圧装置の設置場所などに適合する状態に調整することができる。
また本発明で、前記パイロット整圧器から前記二次側との間のパイロット経路は、該パイロット経路に流れることが想定される流体の流量に比較して充分に流体抵抗が低下するように、大きい径の管で構成されることを特徴とする。
本発明に従えば、パイロット経路のうち、パイロット整圧器から二次側との間のパイロット経路は、パイロット整圧器が二次圧を検知する機能を有するので、径が大きく、流体抵抗がパイロット経路に流れることが想定される流体の流量に比較して充分に低下するような管で構成する。パイロット整圧器と二次側との間の流体抵抗が小さくなるので、パイロット整圧器には二次圧の変化を迅速に反映させて、主整圧器に対するローディング圧の発生を行わせることができる。
さらに本発明は、前述のいずれかに記載の整圧装置で、前記可変絞りでの調整が終了した後、該可変絞りが設けられている管を、調整後の可変絞りの流体抵抗と等価な流体抵抗を有する管に置換えることを特徴とする整圧装置の特性調整方法である。
本発明に従えば、整圧装置のパイロット経路に可変絞りを設けて、整圧性能が良好になるように調整した後、調整後の可変絞りの流体抵抗と等価な流体抵抗を有する管に置換えるので、整圧装置の設置から一定期間は可変絞りを用いて整圧性能の調整を行い、調整後は可変絞りを固定した管に置換えて、安定した動作を継続させることができる。使用しなくなった可変絞りは、他の整圧装置を設置する際に、再度使用することができる。
本発明によれば、整圧装置は、パイロット整圧器とアクチュエータとの間の流体経路に可変絞りが設けられるので、流体抵抗を大きくすれば、ローディング圧の変化を抑えることができ、流体抵抗を小さくすれば、ローディング圧を二次圧などの変化に追従して迅速に変化させることができる。整圧装置の設置場所などで要求される特性が得られるように、可変絞りによる流体抵抗を調整して、パイロット経路を、応答性が良好な状態とすることができる。
また本発明によれば、パイロット整圧器とアクチュエータとの間に可変絞りを設けるので、流体抵抗の変化で整圧特性を容易に変えることができ、整圧装置の設置場所などに適合する状態に調整することができる。
また本発明によれば、パイロット整圧器から二次側との間のパイロット経路は、径を大きくして管抵抗が充分に低下するような管で構成するので、パイロット整圧器には二次圧の変化を迅速に反映させて、主整圧器に対するローディング圧の発生を行わせることができる。
さらに本発明によれば、可変絞りを設けて、整圧性能が良好になるように調整した後、調整後の可変絞りの流体抵抗と等価な流体抵抗を有する管に置換えるので、整圧装置の設置から一定期間は可変絞りを用いて整圧性能の調整を行い、調整後は可変絞りを固定した管に置換えて、安定した動作を継続させることができる。
図1は、本発明の実施の一形態としての整圧装置20の概略的な配管構成を示す。この整圧装置20は、図3に示す整圧装置と基本的に同等の構成を有する。すなわち、整圧装置20では、一次管路21と二次管路22との間に主整圧器23が設けられる。主整圧器23の弁は、アクチュエータ24内のダイヤフラム25およびばね26から作用する力に応じて開閉される。アクチュエータ24でダイヤフラム25によって仕切られる下側の区画へは、一次圧と二次圧との間のローディング圧がパイロット整圧器27を介して導入される。ダイヤフラム25の上側の区画には、二次圧が導入される。ダイヤフラム25は、上側と下側との圧力差とばね26の付勢とに応じて、上下に変位し、主整圧器23の弁の開度を変化させる。パイロット圧と二次圧との間には、オリフィスなどの絞り28が設けられる。パイロット整圧器27には、供給用減圧弁29を介して流体が供給される。
パイロット整圧器27では、ケーシング内に上ダイヤフラム31、下ダイヤフラム32、ノズル33、サプライバルブ34、エキゾーストバルブ35、ばね36および弁座37がそれぞれ設けられる。これらは、図3のパイロット整圧器7の上ダイヤフラム11、下ダイヤフラム12、ノズル13、サプライバルブ14、エキゾーストバルブ15、ばね16および弁座17とそれぞれ同等である。
さらに、パイロット整圧器27は、絞り38および供給用減圧弁39とともにパイロット経路40に設置される。絞り38および供給用減圧弁39は、図3の絞り8および供給用減圧弁9とそれぞれ同等である。整圧装置20では、パイロット経路40として、パイロット整圧器27に二次側からの二次圧を導く二次圧検知管40a、上ダイヤフラム31の上方で、二次圧検知管40aに接続される区画とアクチュエータ24のダイヤフラム25の上側の空間とを接続するアクチュエータ上部管40b、およびダイヤフラム31および下ダイヤフラム32の間に生成されるローディング圧の流体をアクチュエータ24のダイヤフラム25の下側の区画に導くアクチュエータ下部管40cとが設けられる。
アクチュエータ下部管40cには、可変絞り41が設けられ、流体抵抗を変化させることができる。可変絞り41は、アクチュエータ上部管40b側に設けることもできる。両方に設けることもできる。
すなわち、整圧装置20は、一次側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次側に供給するように、一次側と二次側との間に設けられる主整圧器23の弁開度を、パイロット経路のパイロット整圧器27からのローディング圧でアクチュエータ24を駆動して制御するために、パイロット整圧器27とアクチュエータ24との間の流体経路に設けられ、流体抵抗を調整可能な可変絞り41を含む。可変絞り41は、パイロット整圧器27とアクチュエータ24との間の流体経路に設けられるので、流体抵抗を大きくすれば、ローディング圧の変化を抑えることができる。可変絞り41による流体抵抗を小さくすれば、ローディング圧を二次圧などの変化に追従して迅速に変化させることができる。整圧装置20の設置場所などで要求される特性が得られるように、可変絞り41による流体抵抗を調整して、パイロット経路40を、応答性が良好な状態とすることができる。
また可変絞り41は、パイロット整圧器27からアクチュエータ24にローディング圧の流体を導く経路であるアクチュエータ下部管40c、またはパイロット整圧器27からアクチュエータ24に二次圧の流体を導く経路であるアクチュエータ上部管40bのいずれかに設けられることが好ましい。パイロット管路40の各管は、管抵抗の影響が相互に及び、たとえば可変絞り41を複数箇所に設けると、調整結果が相互に影響して、調整を収束させることが困難となる。パイロット整圧器27からアクチュエータ24にローディング圧の流体を導くアクチュエータ下部管40c、またはパイロット整圧器27からアクチュエータ24に二次圧の流体を導くアクチュエータ上部管40bのいずれかに可変絞り41を設けるので、流体抵抗の変化で整圧特性を容易に変えることができ、整圧装置20の設置場所などに適合する状態に調整することができる。
また、パイロット整圧器27から二次側との間のパイロット経路である二次圧検知管40aは、一般的にパイロット経路を流れる流体の流量に対応して設定される管径よりも充分に管径を大きくしておく。二次圧検知管40aを、径を大きくして管抵抗が充分に低下するような管で構成するので、パイロット整圧器27には二次圧の変化を迅速に反映させて、主整圧器23に対するローディング圧の発生を行わせることができる。
図2は、図1の整圧装置20の可変絞り41の流体抵抗の小さい場合と大きい場合とでの二次圧変化の状態を定性的に比較して示す。図2(a)に示すように、時刻t1までは二次側の流量Q=0で、時刻t1から時刻t2まで一定の流量Q=Q0となり、時刻t2以降は再び流量Q=0となる場合を想定する。図2(b)は、可変絞り41の流体抵抗が小さい場合を示し、図2(c)は流体抵抗が大きい場合を示す。図2(b)に示すように、可変絞り41の流体抵抗が小さい場合は、応答性が良好であるけれども、過度に応答し、二次圧の小さな変動が比較的長く続いてしまう。可変絞り41の流体抵抗を大きくすると、図2(c)に示すように、二次圧の変化は遅れるけれども、二次圧の上下変動は小さくなる。
図1のように可変絞り41を設ける整圧装置20で、可変絞り41での調整が終了した後、可変絞り41が設けられている管を、調整後の可変絞り41の流体抵抗と等価な流体抵抗を有する管に置換えることもできる。整圧装置20の設置から一定期間は可変絞り41を用いて整圧性能の調整を行い、調整後は可変絞り41を固定した管に置換えて、安定した動作を継続させることができる。このような置換を現場で容易に行わせるためには、可変絞り41の操作部に目盛などを表示しておき、管径に直接対応させるようにしておけばよい。なお、使用しなくなった可変絞り41は、他の整圧装置を設置する際に、再度使用することができる。
20 整圧装置
21 一次管路
22 二次管路
23 主整圧器
24 アクチュエータ
25 ダイヤフラム
27 パイロット整圧器
31 上ダイヤフラム
32 下ダイヤフラム
40 パイロット経路
40a 二次圧検知管
40b アクチュエータ上部管
40c アクチュエータ下部管
41 絞り
21 一次管路
22 二次管路
23 主整圧器
24 アクチュエータ
25 ダイヤフラム
27 パイロット整圧器
31 上ダイヤフラム
32 下ダイヤフラム
40 パイロット経路
40a 二次圧検知管
40b アクチュエータ上部管
40c アクチュエータ下部管
41 絞り
Claims (4)
- 一次側から供給される流体を、一次圧よりも低く設定される二次圧を保ちながら二次側に供給するように、一次側と二次側との間に設けられる主整圧器の弁開度を、パイロット経路のパイロット整圧器からのローディング圧でアクチュエータを駆動して制御する整圧装置において、
パイロット整圧器とアクチュエータとの間の流体経路に設けられ、流体抵抗を調整可能な可変絞りを含むことを特徴とする整圧装置。 - 前記可変絞りは、前記パイロット整圧器からアクチュエータに前記ローディング圧の流体を導く経路、またはパイロット整圧器からアクチュエータに前記二次圧の流体を導く経路いずれかに設けられることを特徴とする請求項1記載の整圧装置。
- 前記パイロット整圧器から前記二次側との間のパイロット経路は、該パイロット経路に流れることが想定される流体の流量に比較して充分に流体抵抗が低下するように、大きい径の管で構成されることを特徴とする請求項2記載の整圧装置。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の整圧装置で、前記可変絞りでの調整が終了した後、該可変絞りが設けられている管を、調整後の可変絞りの流体抵抗と等価な流体抵抗を有する管に置換えることを特徴とする整圧装置の特性調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005105043A JP2006285665A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 整圧装置およびその特性調整方法 |
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JP2005105043A JP2006285665A (ja) | 2005-03-31 | 2005-03-31 | 整圧装置およびその特性調整方法 |
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JP2006285665A true JP2006285665A (ja) | 2006-10-19 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012149833A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Katsura Seiki Seisakusho:Kk | ガスガバナ |
-
2005
- 2005-03-31 JP JP2005105043A patent/JP2006285665A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012149833A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Katsura Seiki Seisakusho:Kk | ガスガバナ |
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