JP2009245112A - 整圧器システム - Google Patents

Abstract

【課題】既存の整圧器に対しても容易に設置することができ、また地震時において確実にガスの供給を停止できる整圧器システムを提供する。
【解決手段】主整圧器３とパイロット整圧弁１３とを有し、主整圧器３内のガス圧力を抜くことにより作動させるアンローディング型整圧器において、主整圧器３とパイロット整圧弁１３を繋ぐ第２パイロット経路１１に設けられた操作弁１５と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器１９と、地震感知器１９の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに操作弁１５を閉止する制御装置１７とを備えたことを特徴とする整圧器システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば都市ガスなどの管路系に設けられて、一次側の流体圧力を二次側の流体圧力に減圧し、流量変動に対して二次側の圧力の変動を抑制する整圧器システムに関する。

都市ガスを供給する配管系では、ガス圧力を複数段階に分けて供給するため、ガス圧力を高圧側である一次側から低圧側である二次側に減圧する箇所には整圧器が設置される。このような整圧器は、ガバナとも呼ばれ、ガスの流量が変動しても二次側での圧力の変動は小さくなるように、弁の開度を自動的に調整する機構を備える。
このような整圧器の上流側には緊急のために流路を遮断する緊急遮断弁が設けられており、地震時には、人間が地震の大きさを確認の上、現地による手動操作により、緊急遮断弁を閉止するようにしている（例えば、特許文献１の図３参照）。
特開２００８−３９０６２号公報

前述のように整圧器の上流側には緊急遮断弁が設けられているが、地震時のような緊急時の操作は人間による現地操作が原則である。
もっとも、高圧のガバナステーションでは、上流側に設ける緊急遮断弁を遠隔操作弁として地震時等には、遠隔にて遮断操作を出来るようにしているものもあるが、高価であり、数の上では大多数を占める中圧整圧器には普及していないのが現状である。

そして、整圧器の多くはコンパクトなボックスに収められており、新たに遠隔操作型の緊急遮断弁を設置するようなスペースはない。
このような現状において、地震によって整圧器の下流側導管が被害を受けて圧力が低下
すると、整圧器の機構上より多くのガスを下流側に供給してしまい危険であるという問題がある。

本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、既存の整圧器に対しても容易に設置することができ、また地震時において確実にガスの供給を停止できる整圧器システムを提供することを目的としている。

（１）本発明に係る整圧器システムは、主整圧器とパイロット整圧弁とを有し、前記主整圧器内のガス圧力を抜くことにより作動させるアンローディング型整圧器において、主整圧器とパイロット整圧弁を繋ぐパイロット経路に設けられた操作弁と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器と、該地震感知器の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに前記操作弁を閉止する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。

（２）また、主整圧器とパイロット整圧弁とを有し、前記主整圧器内にガス圧力を導入することにより作動させるローディング型整圧器において、上流側とパイロット整圧弁と繋ぐパイロット経路に設けられた操作弁と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器と、該地震感知器の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに前記操作弁を閉止する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、整圧器の開度を検出する開度検出器を有し、制御装置は前記開度検出器の開度信号と感知信号とに基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とするものである

（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、下流側流路に流量を検出する流量検出器を有し、制御装置は前記開度検出器の開度信号と感知信号とに基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、制御装置に対して操作弁の開閉を指示する信号を送信する遠隔監視装置を有し、制御装置は前記遠隔監視装置の信号に基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とするものである。

本発明においては、主整圧器とパイロット整圧弁とを有し、前記主整圧器内のガス圧力を抜くことにより作動させるアンローディング型整圧器において、主整圧器とパイロット整圧弁を繋ぐパイロット経路に設けられた操作弁と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器と、該地震感知器の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに前記操作弁を閉止する制御装置とを備えたことにより、地震時において地震の規模が所定の規模を超えていた場合には、整圧器が自動的に閉止されるので、仮に下流側のガス導管が損傷を受けていた場合であっても、整圧器が閉止することでガスが下流側に流れることがなく、ガス漏れを確実に防止できる。

［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態に係る整圧器システムの説明図である。図１に示す例は、整圧器内のガスの圧力を抜くことにより作動させるアンローディング型の整圧器を用いたものである。
本実施の形態に係る整圧器システムは、ガス導管１に設置された主整圧器３と、主整圧器３の圧力感知室５とガス導管１の１次側１ａ（上流側）を繋ぐ第１パイロット経路７に設置されたリストリクタ９と、圧力感知室５とガス導管１の２次側１ｂ（下流側）を繋ぐ第２パイロット経路１１に設置されたパイロット整圧弁１３と、第２パイロット経路１１に設置された操作弁１５と、操作弁１５を操作する制御信号を出力する制御装置１７と、制御装置１７に地震の感知信号を出力する地震感知器１９と、遠隔監視装置２１と、遠隔監視装置２１から送信される信号を受信して制御装置１７に出力する通信手段２３とを備えている。
なお、図１に示されるように、第１パイロット経路７と第２パイロット経路１１は途中で合流して、主整圧器３の圧力感知室５に繋がっている。
各構成のうち主な構成についてさらに詳細に説明する。

＜操作弁＞
操作弁１５は、圧力感知室５とガス導管１の２次側１ｂ（下流側）を繋ぐ第２パイロット経路１１に設置されて、第２パイロット経路１１の開閉を行なう。
開閉動作は制御装置１７から出力される制御信号を入力し、該信号に基づいて行われる。

＜制御装置＞
制御装置１７は、地震感知器１９からの感知信号を入力し、該感知信号が予め設定した値よりも大きいかどうかを判断し、大きい場合には操作弁１５に対して弁を閉止する信号を出力する。感知信号における予め設定した値とは、ガス導管１の損傷が予想されるとして予め設定した地震の規模に相当する感知信号の値である。
また、制御装置１７は、地震感知器１９から入力された感知信号や操作弁１５の開閉状態を示す信号などを通信手段２３を介して遠隔監視装置２１に送信する。
さらに、制御装置１７は、遠隔監視装置２１から送信された信号を、通信手段２３を介して入力し、該信号に基づいて操作弁１５に対して制御信号を出力する。

＜遠隔監視装置＞
遠隔監視装置２１は、通信手段２３を介して送信される地震感知器１９の感知信号や操作弁１５の開閉状態を示す信号を受信し、モニタに表示する。
また、遠隔監視装置２１は、操作弁１５の操作信号を通信手段２３に対して送信する。
遠隔監視装置２１は、通常、ガバナステーションから離れた場所にある監視室に設けられ、モニタ等に情報を表示することで監視者によって監視できるようになっている。

以上のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
まず、地震が発生していない通常の状態において、本実施の形態に係るアンローディング型の基本的な動作について説明する。なお、この通常の状態では操作弁１５は開状態になっている。

＜開動作＞
２次側圧力Ｐ２がパイロット整圧弁１３の設定圧より下がると、パイロット整圧弁１３が開き、第２パイロット経路１１に２次側１ｂに向かってガスが流れる。第２パイロット経路１１にガスが流れることによる流量変化が、レストリクタによって制御圧力Ｐｃの圧力変化に置き換えられ、制御圧力Ｐｃが低くなる。制御圧力Ｐｃが低くなると、スリーブ２５の張力と制御圧力Ｐｃの合成力からなる締切力が１次側圧力Ｐ１より小さくなるため、スリーブ２５が押し広げられ、クロージャ２７とスリーブ２５の隙間からガスが流れる。

＜閉動作＞
２次側１ｂの圧力Ｐ２がパイロット整圧弁１３の設定圧力より高くなると、パイロット整圧弁１３が閉じ、制御圧力Ｐｃが高くなって、１次側圧力Ｐ１と締切力が同じになり、下流側のクロージャ２７にスリーブ２５が押し付けられて完全閉塞の状態になる。

以上のように、アンローディング型の整圧器においては、圧力感知室５内の圧力を抜くことにより主整圧器３を開くという方式を基本とし、２次側１ｂの圧力変動に伴ってパイロット整圧弁１３を開閉することによって主整圧器３の開度が調整されて２次側１ｂの圧力を一定に保つように作動する。

次に、地震時の動作について説明する。
地震が発生すると、地震感知器１９の感知信号が制御装置１７に入力される。制御装置１７は感知信号が入力されると、該信号が予め設定した値を超えているかどうかを判断する。そして、超えている場合には、操作弁１５に対して閉止信号を出力し、これによって操作弁１５が閉止する。操作弁１５が閉止されると、上述したパイロット整圧弁１３が閉止した状態と同様になり、主整圧器３が完全閉止する。

このように、地震時において地震の規模が所定の規模を超えていた場合には、整圧器が自動的に閉止されるので、仮に下流側のガス導管１が損傷を受けていた場合であっても、整圧器が閉止することでガスが下流側に流れることがなく、ガス漏れを防止できる。
しかも、既存設備に対して第２パイロット経路１１に操作弁１５を追加するという簡易な改造で済むので改造する場合には改造に要する設備コストも低減できる。

また、整圧器が設置されている場所において地震が発生したことが、通信手段２３を介して遠隔監視装置２１に送信され、その際に操作弁１５の開閉状況も同時に送信されるので、遠隔監視装置２１が設置された場所で操作弁１５の開閉状況を把握できる。
そして、上述したように操作弁１５が自動的に閉止されたとしても、ガス導管１の下流側に損傷がないことが確認できれば、遠隔監視装置２１から操作弁１５を開にする信号を送信すれば、制御装置１７がこれを受信して操作弁１５を開にすることができ、通常の運転状態に容易に復旧できる。

［実施の形態２］
図２は本発明の実施の形態２に係る整圧器システムの説明図である。本実施の形態に係る整圧器システムも、実施の形態１と同様に、アンローディング型の整圧器を用いたものであり、実施の形態１を示した図１と同一部分及び相当する部分には同一の符号が付してあり、これらについては説明を省略する。
なお、本実施の形態に係る整圧器システムの主整圧器３のメインバルブは、ダイアフラム２８ａと、該ダイアフラム２８ａを保持するダイアフラムサポート２８ｂと、ダイアフラム２８ａを締切方向に付勢するダイアフラムばね２８ｃから構成されている。

本実施の形態においては、主整圧器３に開度計２９を設けると共に、該開時計の開度状態を検出して制御装置３３に開度信号として送信する開度検出器３１を設けている。
そして、本実施の形態に係る制御装置３３は、開度検出器３１の開度信号を入力して、該開度信号と地震感知器１９の感知信号に基づいて操作弁１５を操作する。
以下、通常時及び地震時の動作を具体的に説明する。

＜通常時＞
通常の動作時においては、開度検出器３１の開度信号が制御装置３３に入力され、該開度信号が通信手段２３を介して遠隔監視装置２１に送信される。
遠隔監視装置２１では、開度信号を受信して整圧器の開度状況をモニタなどに表示する。これによって、遠隔監視装置２１が設定されている場所において監視者が整圧器の動作状況を常時把握できる。
そして、仮に開度信号が異常値を示すような場合には、監視者は操作弁１５を閉にする信号を遠隔監視装置２１に入力する。この信号が通信手段２３を介して制御装置３３に入力されることにより、整圧器を閉止することができる。
開度信号が異常値を示すような場合とは、例えば整圧器の開度が急変するような場合や、整圧器が全開になってその状態が所定の時間以上継続するような場合である（以下において同じ）。

＜地震時＞
地震が発生すると、地震感知器１９の感知信号が制御装置３３に入力され、感知信号が入力されると、制御装置３３は実施の形態１の場合と同様に、該信号が予め設定した値を超えているかどうかを判断する。
そして、感知信号が所定値を超えている場合には、さらに開度信号が異常値を示しているかどうかを判断し、開度信号が異常値を示している場合には、操作弁１５に対して閉止信号を出力し、これによって操作弁１５が閉止する。操作弁１５が閉止されると、上述したパイロット整圧弁１３が閉止した状態と同様になり、整圧器が完全閉止する。

このように、本実施の形態においては、地震時において地震の規模が所定の規模を超えていた場合において、さらに整圧器の開度状況を把握したうえで整圧器を閉止するかどうかを判断するようにしたので、地震時における破損時にのみ整圧器を閉止でき、適正な操作が可能になる。

［実施の形態３］
図３は本発明の実施の形態３に係る整圧器システムの説明図である。本実施の形態に係る整圧器システムにおいてはローディング型の整圧器を用いたものである。
本実施の形態に係る整圧器システムは、ガス導管１に設置された主整圧器４１と、主整圧器４１の圧力感知室４３に設けられて圧力感知室４３を上下に分割するように配置されたダイアフラム４５と、一端側がガス導管１の１次側１a（上流側）に連通し他端側がパイロット整圧弁４７に接続された第１パイロット経路４９と、一端側がガス導管１の２次側１ｂ（下流側）に連通して他端側がパイロット整圧弁４７に接続された第２パイロット経路５１と、一端側がパイロット整圧弁４７に接続され他端側が圧力感知室４３の下側に連通する第１ガス導入路５３と、一端側がパイロット整圧弁４７に接続され他端側が圧力感知室４３の上側に連通する第２ガス導入路５５と、第１パイロット経路４９に設置された操作弁１５と、操作弁１５を操作する制御信号を出力する制御装置５７と、制御装置５７に地震の感知信号を出力する地震感知器１９と、遠隔監視装置２１と、遠隔監視装置２１から送信される信号を受信して制御装置５７に出力する通信手段２３と、下流側のガス導管１に設けられてガス流量を検出して制御装置５７に出力する流量検出器５９とを備えている。

各構成のうち、ガス導管１、１次側１a、２次側１ｂ、操作弁１５、地震感知器１９、通信手段２３、遠隔監視装置２１については実施の形態１、２のものと同様であり、開度検出器３１は実施の形態２のものとそれぞれ同様であるので、実施の形態１、２に付した符号と同じ符号を付してその説明は省略し、他の主な構成について以下において詳細に説明する。

＜制御装置＞
制御装置５７には、地震感知器１９の感知信号、開度検出器３１の開度信号、流量検出器５９の流量信号が入力される。
そして、制御装置５７は、地震感知器１９からの感知信号が入力されると、該感知信号が予め設定した値よりも大きいかどうかを判断する。そして、感知信号が予め設定した値よりも大きい場合には、開度検出器３１の開度信号に異常があるかどうか、及び流量検出器５９の流量信号に異常があるかどうか判断し、開度信号に異常があるか、または流量検出器５９の流量信号に異常がある場合には、操作弁１５に対して弁を閉止する信号を出力する。
流量信号に異常がある場合とは、例えば流量が急増した場合や、所定の流量以上の流量が所定の時間以上継続しているような場合である。

さらに、制御装置５７は、地震感知器１９から入力された感知信号、操作弁１５の開閉状態を示す信号、開度検出器３１から入力された開度信号、流量検出器５９から入力された流量信号などを通信手段２３を介して遠隔監視装置２１に送信する。
さらに、制御装置５７は、遠隔監視装置２１から送信された信号を、通信手段２３を介して入力し、該信号に基づいて操作弁１５に対して制御信号を出力する。

以上のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
まず、地震が発生していない通常の状態において、本実施の形態に係るローディング型の基本的な動作について説明する。なお、この通常の状態では操作弁１５は開状態になっている。

＜開動作＞
下流側の２次圧力がパイロット整圧弁４７の設定圧力よりも低い場合には、パイロット整圧弁４７側から第１導入路にガスが流れ、ダイアフラム４５の下側にかかるローディング圧力が、アクチュエータスプリング６１およびダイアフラム４５の上側にかかる圧力より大きくなった時ダイアフラム４５はバルブプラグ６３を開くように上に動き、整圧器が開になる。

＜閉動作＞
下流圧力が上昇してパイロット整圧弁４７の設定値を越えると、パイロット整圧弁４７側から第１導入路へのガスの流れが停止され、ダイアフラム４５の下側にかかる過剰なローディング圧力がリストリクタ６４を通って下流側に放出される。その結果、ダイアフラム４５の下側にかかるローディング圧力が下がり、アクチュエータスプリング６１がメインバルブプラグ６３を押し上げて、閉動作となり下流への流れを減少させる。

以上のように、ローディング型の整圧器においては、圧力感知室４３内の下側に圧力を導入することにより主整圧器４１を開くという方式を基本とし、２次側１ｂの圧力変動に伴ってパイロット整圧弁４７を開閉することによって主整圧器４１の開度が調整されて２次側１ｂの圧力を一定に保つように作動する。

次に、上記のように構成された本実施の形態の通常時及び地震時の動作について説明する。
＜通常時＞
通常の動作時においては、開度検出器３１の開度信号及び流量検出器５９の流量信号が制御装置５７に入力され、該開度信号が通信手段２３を介して遠隔監視装置２１に送信される。
遠隔監視装置２１では、開度信号及び流量信号を受信して整圧器の開度状況や流量状況をモニタなどに表示する。これによって、遠隔監視装置２１が設定されている場所において監視者が整圧器の動作状況を常時把握できる。
そして、仮に開度信号が異常値を示したり、流量信号が異常値を示したりしたような場合には、監視者は操作弁１５を閉にする信号を遠隔監視装置２１に入力する。この信号が通信手段２３を介して制御装置５７に入力されることにより、整圧器を閉止することができる。

＜地震時＞
地震が発生すると、地震感知器１９の感知信号が制御装置５７に入力され、感知信号が入力されると、制御装置５７は実施の形態１の場合と同様に、該信号が予め設定した値を超えているかどうかを判断する。
そして、感知信号が所定値を超えている場合には、さらに開度信号が異常値を示しているかどうか、及び流量信号が異常値を示しているかどうかを判断し、開度信号または流量信号のいずれかが異常値を示している場合には、操作弁１５に対して閉止信号を出力し、これによって操作弁１５が閉止する。操作弁１５が閉止されると、上述したパイロット整圧弁４７が閉止した状態と同様になり、整圧器が完全閉止する。

このように、本実施の形態においては、地震時において地震の規模が所定の規模を超えていた場合において、さらに整圧器の開度状況及び流量状況を把握し、いずれかに異常がある場合に整圧器を閉止するようにしたので、仮に開度検出器３１や流量検出器５９に故障があった場合であっても地震時には確実に整圧器を閉止できるので信頼性が高い。
もっとも、上記の操作に代えて、地震時において開度信号と流量信号の両方が異常値の場合に操作弁１５を閉止するようにしてもよく、これらは適宜変更できる。

なお、実施の形態３においては、開度検出器３１と流量検出器５９の両方を設けた例を示したが、流量検出器５９のみを設けて、地震時において地震検出器の感知信号と流量検出器５９の流量信号に基づく制御を行なうようにしてもよい。

本発明の実施の形態１に係る整圧器システムの説明図である。 本発明の実施の形態２に係る整圧器システムの説明図である。 本発明の実施の形態３に係る整圧器システムの説明図である。

符号の説明

１ ガス導管
３ 主整圧器
５ 圧力感知室
７ 第１パイロット経路
９ リストリクタ
１１ 第２パイロット経路
１３ パイロット整圧弁
１５ 操作弁
１７ 制御装置
１９ 地震感知器
２１ 遠隔監視装置
２３ 通信手段
２５ スリーブ
２７ クロージャ
２８ａ ダイアフラム
２８ｂ ダイアフラムサポート
２８ｃ ダイアフラムばね
２９ 開度計
３１ 開度検出器
３３ 制御装置
４１ 主整圧器
４３ 圧力感知室
４５ ダイアフラム
４７ パイロット整圧弁
４９ 第１パイロット経路
５１ 第２パイロット経路
５３ 第１ガス導入路
５５ 第２ガス導入路
５７ 制御装置
５９ 流量検出器
６１ アクチュエータスプリング
６３ バルブプラグ
６４ リストリクタ

Claims (5)

1. 主整圧器とパイロット整圧弁とを有し、前記主整圧器内のガス圧力を抜くことにより作動させるアンローディング型整圧器において、
   主整圧器とパイロット整圧弁を繋ぐパイロット経路に設けられた操作弁と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器と、該地震感知器の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに前記操作弁を閉止する制御装置とを備えたことを特徴とする整圧器システム。
2. 主整圧器とパイロット整圧弁とを有し、前記主整圧器内にガス圧力を導入することにより作動させるローディング型整圧器において、
   上流側とパイロット整圧弁と繋ぐパイロット経路に設けられた操作弁と、地震を感知したときに感知信号を発信する地震感知器と、該地震感知器の発信する感知信号を入力し、該感知信号が予め設定された値を超えていると判断されたときに前記操作弁を閉止する制御装置とを備えたことを特徴とする整圧器システム。
3. 整圧器の開度を検出する開度検出器を有し、制御装置は前記開度検出器の開度信号と感知信号とに基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とする請求項１又は２に記載の整圧器システム。
4. 下流側流路に流量を検出する流量検出器を有し、制御装置は前記開度検出器の開度信号と感知信号とに基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の整圧器システム。
5. 制御装置に対して操作弁の開閉を指示する信号を送信する遠隔監視装置を有し、制御装置は前記遠隔監視装置の信号に基づいて操作弁の制御を行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の整圧器システム。

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