(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側配管と下流側配管との間に開閉可能に設けられた弁体を有し、前記弁体の開閉動作によって前記上流側配管から下流側配管へ流れる流体の圧力を調整する整圧手段と、
前記整圧手段による弁体の開閉動作に基づいて当該弁体の実変位量を計測する変位量計測手段と、
少なくとも前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記弁体が開かれたときの前記下流側配管の流体の圧力変化を検出可能な下流側圧力検出手段と、
前記変位量計測手段によって計測され、前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記下流側圧力検出手段によって所定の圧力変化が検出されるまでの前記弁体の実変位量を基準変位量として特定する基準変位量特定手段と、
前記基準変位量特定手段によって特定された基準変位量を、下流側配管の流体の推定流量を算出するときに前記変位量計測手段によって計測される実変位量から差し引いて前記弁体の開度を特定する開度特定手段と、
前記開度特定手段によって特定された弁体の開度に基づいて前記下流側配管の流体の推定流量を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする流量計測装置。
【請求項２】
上流側配管と下流側配管との間に設けられた弁体の開閉動作によって調整される流体の推定流量を計測する流量計測方法であって、
前記弁体の開閉動作に基づいて当該弁体の実変位量を計測する工程と、
前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記弁体が開かれるときの前記下流側配管の流体の圧力変化を検出する工程と、
前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記下流側配管において所定の圧力変化が検出されるまでの前記弁体の実変位量を基準変位量として特定する工程と、
前記特定された基準変位量を、下流側配管の流体の推定流量を算出するときに前記変位量計測手段によって計測される実変位量から差し引いて前記弁体の開度を特定する工程と、
前記特定された弁体の開度に基づいて前記下流側配管の流体の推定流量を演算する工程と、を含むことを特徴とする流量計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の圧力を調整する整圧手段が設けられた配管の推定流量を計測する装置、および、流体の推定流量を計測する計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上流側配管と下流側配管との間に設けられたメインバルブの開度を計測するとともに、計測したメインバルブの開度から下流側配管を流通する流体の推定流量を算出する流量計測装置が知られている。
特許文献１に示される流量計測装置は、メインバルブの移動量を物理的に検知する光開度計を備えており、この光開度計によって検知されたメインバルブの移動量に基づいて、上流側配管と下流側配管との連通開度すなわちメインバルブの開度を求めている。
【０００３】
しかしながら、メインバルブの移動量と、メインバルブの実際の開度との間には、整圧手段（整圧装置）ごとに固有の関係が見られるという実態がある。具体的には、整圧手段ごとの個体差により、実際にメインバルブが開弁するまでに必要となる移動量、言い換えれば、メインバルブが閉塞した状態からどれだけ移動したところでメインバルブが実際に開弁するのかが、整圧手段ごとに微妙に異なっている。したがって、より高精度に推定流量を算出するためには、整圧手段ごとの個体差を考慮したうえで、メインバルブの開度を特定することが望ましい。
【０００４】
ここで、特許文献１に示される流量計測装置においては、計測されたメインバルブの開度と実際のメインバルブの開度との誤差を補正する機能を備えている。具体的には、メインバルブが完全に閉塞するときに下流側配管に一時的に生じる圧力上昇（いわゆるロックアップ）を検出するとともに、当該圧力上昇を検出したときのメインバルブの開度を新たな基準位置として特定して、以後の推定流量の演算を行うようにしている。こうした補正機能を用いれば、整圧手段ごとに有する個体差が吸収され、メインバルブが実際に開弁する点を正確な基準位置として特定することができ、より高精度に推定流量を算出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１２１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示される流量計測装置は、メインバルブが完全に閉塞したときに下流側配管に一時的に生じるロックアップを検出することによって、メインバルブが実際に開閉する位置を特定するようにしている。ところが、下流側配管内の流体の圧力状況や、配管の敷設状況などによっては、上記したロックアップが生じず、基準位置を特定することができないおそれがある。
【０００７】
例えば、下流側配管に多数の整圧手段が並列して接続されているような場合には、メインバルブを閉弁させて１つの整圧手段の稼働を停止させても、他の稼働中の整圧手段によって下流側配管内の圧力が維持されてしまい、当該下流側配管内において圧力変化が生じにくい。こうした状況では、メインバルブを閉弁させても、急激な圧力変化が生じにくくロックアップが生じない可能性がある。このように、従来の流量計測装置においては、配管の敷設状況や流体の使用状況などの外部的な要因により、整圧手段ごとの個体差を吸収して高精度に推定流量を算出することができない場合があった。
【０００８】
本発明の目的は、配管の敷設状況や流体の使用状況に関わらず、弁体の正確な開度を容易に特定することができる流量計測装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、上流側配管と下流側配管との間に開閉可能に設けられた弁体を有し、前記弁体の開閉動作によって前記上流側配管から下流側配管へ流れる流体の圧力を調整する整圧手段と、前記整圧手段による弁体の開閉動作に基づいて当該弁体の実変位量を計測する変位量計測手段と、少なくとも前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記弁体が開かれたときの前記下流側配管の流体の圧力変化を検出可能な下流側圧力検出手段と、前記変位量計測手段によって計測され、前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記下流側圧力検出手段によって前記所定の圧力変化が検出されるまでの前記弁体の実変位量を基準変位量として特定する基準変位量特定手段と、前記基準変位量特定手段によって特定された基準変位量を、下流側配管の流体の推定流量を算出するときに前記変位量計測手段によって計測される実変位量から差し引いて前記弁体の開度を特定する開度特定手段と、前記開度特定手段によって特定された弁体の開度に基づいて前記下流側配管の流体の推定流量を演算する演算手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、上流側配管と下流側配管との間に設けられた弁体の開閉動作によって調整される流体の推定流量を計測する流量計測方法であって、前記弁体の開閉動作に基づいて当該弁体の実変位量を計測する工程と、前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記弁体が開かれるときの前記下流側配管の流体の圧力変化を検出する工程と、前記上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から前記下流側配管において所定の圧力変化が検出されるまでの前記弁体の実変位量を基準変位量として特定する工程と、前記特定された基準変位量を、下流側配管の流体の推定流量を算出するときに前記変位量計測手段によって計測される実変位量から差し引いて前記弁体の開度を特定する工程と、前記特定された弁体の開度に基づいて前記下流側配管の流体の推定流量を演算する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から弁体が開かれる過程において、下流側配管に所定の圧力変化が生じるまでの弁体の実変位量が基準変位量として特定される。そして、基準変位量が設定された後に推定流量を算出するにあたっては、推定流量の算出時に計測される弁体の実際の変位量と、設定された基準変位量とによって弁体の真の開度が補正される。したがって、整圧手段ごとに生じる個体差や整圧手段の取り付け誤差などが吸収され、より正確な推定流量の算出が可能となる。
【００１３】
本発明の変位量計測手段は、弁体の物理的な開度を計測することができれば、その具体的な構成は特に限定されない。例えば、弁体の動作を光学的に検出するものであってもよいし、弁体に形成されたラックにピニオンを噛み合わせるとともに、ピニオンの回転量から弁体の開度を検出することとしてもよい。また、弁体の動作を直接検出するようにしてもよいし、弁体の動作を増幅させた後に検出するようにしても構わない。
また、本発明の下流側圧力検出手段は、下流側配管の圧力を常時検出するものであってもよいし、上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から弁体が開かれた場合、すなわち基準変位量を特定する場合にのみ検出するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上流側配管と下流側配管との連通が遮断された状態から弁体を開くだけで、弁体の正確な開度を容易に特定することができる。これにより、配管の敷設状況や流体の使用状況に関わらず、しかも、特に煩雑な作業を要することなく、整圧手段ごとの個体差を考慮して高精度に流量計測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施形態の整圧装置の構成を示す模式図である。
【図２】開度計測装置の説明図である。
【図３】流量計測装置の処理機構を示すブロック図である。
【図４】推定流量の演算処理を示すフローチャートである。
【図５】推定流量を演算するための基準変位量を設定する処理を示すフローチャートである。
【図６】他の実施形態の整圧装置の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の流量計測装置をガス用の配管に適用した実施形態について図１〜図５を用いて説明する。
図１は、上流側配管１から下流側配管２へ流れるガスＧの圧力を調整する整圧装置１０の概略構成を模式的に示した図である。この整圧装置１０は、上流側配管１と下流側配管２との間に接続されたメインガバナ１１と、調整管３を介して互いに連結された中圧補助ガバナ１２、低圧補助ガバナ１３およびオキジャリボール１４と、を備えている。
なお、中圧補助ガバナ１２は、一次圧調整管４を介して上流側配管１に接続され、低圧補助ガバナ１３は、二次圧調整管５を介して下流側配管２に接続されている。
【００１７】
メインガバナ１１は、上流側配管１と下流側配管２とを連通したり、あるいはその連通を遮断したりするメインバルブ１１Ｖを備えている。このメインバルブ１１Ｖは、開閉動作によって上流側配管１から下流側配管２へ流れるガスＧの流量を調整することにより、そのガスＧの圧力を調整するものである。
中圧補助ガバナ１２は、圧力調整用の設定スプリング１２ａおよびトックルバルブ１２ｂを備えており、調整管３を流れるガスＧの中間圧力ＰＭを所定の圧力に維持することにより、メインガバナ１１の圧力調整動作を補助するものである。
低圧補助ガバナ１３は、圧力調整用の設定ウエイト１３ａおよびトックルバルブ１３ｂを備えており、下流側配管２の二次圧力Ｐ２が低下した際に、中間圧力ＰＭを有するガスＧを調整管３から下流側配管２に供給するものである。
オキジャリボール１４は、中間圧力ＰＭの変化に応じて作動するダイヤフラム１４ａを備えており、図示のように吊棒１５および揺動部材１６を介してメインガバナ１１に連結されている。
【００１８】
具体的には、吊棒１５は、その一端がダイヤフラム１４ａに連結され、ダイヤフラム１４ａに連動して軸方向に進退するように設けられている。また、揺動部材１６は、その一端が支持軸１７ａを介してメインガバナ１１に固定され、他端が連結部１７ｂを介して上記の吊棒１５に連結されており、さらに連結部１７ｃを介してメインバルブ１１Ｖに連結されている。
そして、オキジャリボール１４のダイヤフラム１４ａが中間圧力ＰＭの変動により作動すると、当該ダイヤフラム１４ａに連動して吊棒１５が軸方向に進退する。吊棒１５が軸方向に進退すると、この吊棒１５の動作に連動して揺動部材１６が支持軸１７ａを支点として揺動するとともに、この揺動部材１６の揺動によってメインバルブ１１Ｖが開閉動作することとなる。
なお、吊棒１５および揺動部材１６には、主ウエイト１８および補助ウエイト１９がそれぞれ設けられており、吊棒１５の進退や揺動部材１６の揺動動作が安定するようにしている。
【００１９】
上記の整圧装置１０によれば、下流側配管２から供給されるガスＧが消費されていない場合には、中圧補助ガバナ１２および低圧補助ガバナ１３の全てが停止して、図１に示すようにメインガバナ１１のメインバルブ１１Ｖが閉じる。したがって、上流側配管１と下流側配管２との連通が遮断され、上流側配管１から下流側配管２へのガスＧの供給が停止されることとなる。
一方、ガスＧが消費されて二次圧力Ｐ２が低下すると、中圧補助ガバナ１２および低圧補助ガバナ１３が稼働するとともに、二次圧調整管５を介して調整管３から下流側配管２へとガスＧが流通してオキジャリボール１４内の圧力が低下する。オキジャリボール１４内の圧力が低下すると、ダイヤフラム１４ａが作動して吊棒１５が図中下方に移動するとともに、この吊棒１５の移動にともなって揺動部材１６が下方に押し下げられ、この揺動部材１６の揺動によってメインバルブ１１Ｖが開かれる。このようにしてメインバルブ１１Ｖが開かれると、上流側配管１から下流側配管２へガスＧが供給され、下流側配管２内の二次圧力Ｐ２が調整されることとなる。
【００２０】
上記のようにしてメインバルブ１１Ｖを開閉させる吊棒１５には、当該吊棒１５の移動量を検出する開度計測装置２０が設けられている。この開度計測装置２０について、図２を用いて説明する。
図２は、開度計測装置２０を簡略化して示した図であり、図２（ａ）は開度計測装置２０の側面図、図２（ｂ）は開度計測装置２０の上面図である。この開度計測装置２０は、吊棒１５の位置情報からメインバルブ１１Ｖの開度を光学的に検出するものであり、主ウエイト１８に取り付けられて吊棒１５と一体となって上下に移動するスケール板２１と、オキジャリボール１４に固定された検出部２２とを備えている。
【００２１】
スケール板２１は、吊棒１５の移動方向に等間隔で配列された複数のスリット２１ａを備えている。一方、検出部２２は、オキジャリボール１４に固定された固定具２３と、この固定具２３に固定された一対の支持部材２４ａ，２４ｂを備えている。これら一対の支持部材２４ａ，２４ｂは、所定の間隔を維持して対面配置されており、これら一対の支持部材２４ａ，２４ｂの間隔にスケール板２１が非接触状態で位置するようにしている。
そして、支持部材２４ａには、保持部材２５ａによって上下方向に配列された２つの送光ケーブル２６が保持されるとともに、支持部材２４ｂには、保持部材２５ｂによって上下方向に配列されるとともに送光ケーブル２６に対面配置された２つの受光ケーブル２７が保持されている。
【００２２】
送光ケーブル２６は、スケール板２１の変位量を検出するための検出光を受光ケーブル２７に向けて送光するものであり、受光ケーブル２７は、送光ケーブル２６から送光された検出光を受光するものである。すなわち、送光ケーブル２６から送光された検出光は、スケール板２１の位置に応じて、スリット２１ａを通過して受光ケーブル２７により受光されたり、あるいはスケール板２１によって遮断されて受光ケーブル２７により受光されなかったりするようになっている。なお、一対の送光ケーブル２６（受光ケーブル２７）間の間隔と、隣り合うスリット２１ａ間の距離とは互いに異なるようにしている。
【００２３】
以上の構成からなる開度計測装置２０は、メインガバナ１１が停止してメインバルブ１１Ｖが閉まっているときの、スケール板２１の変位位置を計測開始点（仮０点）として設定する。そして、メインバルブ１１Ｖの開閉動作に連動してスケール板２１が変位すると、このスケール板２１の変位によって受光ケーブル２７が検出光を検出する。したがって、受光ケーブル２７の検出光の検出回数などをカウントすることにより、メインバルブ１１Ｖの開度を光学的に検出することが可能となる。
【００２４】
なお、図１において、符号２８は、一次圧調整管４に設けられた中圧補助ガバナ取り出しコック、符号２９は、中圧補助ガバナ１２近傍の調整管３に設けられ、中圧補助ガバナ１２により圧力調整されたガスＧの流量を絞るニードルバルブ、符号３０は、二次圧調整管５に設けられた低圧ストップバルブを示している。
また、符号３１は、上流側配管１内のガスＧの一次圧力Ｐ１を検出する一次圧力計、符号３２は、下流側配管２内のガスＧの二次圧力Ｐ２を検出する二次圧力計、符号調整管３３は、調整管３内のガスＧの中間圧力ＰＭを検出する中間圧力計を示している。
【００２５】
図３は、流量計測装置の処理機構を示すブロック図である。この図に示すように、流量計測装置は、プログラムを読み出して各種の演算処理を実行するＣＰＵ１０１ａ、各種のプログラムが記憶されたＲＯＭ１０１ｂ、および演算処理を実行する際にデータの処理領域として機能するＲＡＭ１０１ｃを有する制御装置１０１を備えている。
この制御装置１０１の入力側には、一次圧力計３１、二次圧力計３２、中間圧力計３３、開度計測装置２０および基準変位量設定スイッチ４０が接続されている。制御装置１０１は、一次圧力計３１から出力される圧力信号に基づいてガスＧの一次圧力Ｐ１を検出し、二次圧力計３２から出力される圧力信号に基づいて二次圧力Ｐ２を検出し、中間圧力計３３から出力される圧力信号に基づいて中間圧力ＰＭを検出する。なお、詳しくは後述するが、基準変位量設定スイッチ４０が操作されて制御装置１０１に操作信号が入力すると、制御装置１０１において推定流量を演算する際の基準変位量ａを特定する処理モードに移行する。
また、制御装置１０１の出力側には、中圧補助ガバナ取り出しコック２８、ニードルバルブ２９、低圧ストップバルブ３０、および算出した推定流量やガスＧの各圧力を出力する出力装置４１が接続されている。
以下に、制御装置１０１によって実行される処理のうち、推定流量を演算するための基準変位量ａを設定する処理、および推定流量の演算処理について、図４および図５を用いてそれぞれ説明する。
【００２６】
本実施形態の流量計測装置は、例えば、各配管を敷設した際に、初期設定処理として推定流量を演算するのに必要となる基準変位量ａを設定する。この処理は、基準変位量設定スイッチ４０を操作することによって開始するが、この処理は、メインバルブ１１Ｖを完全に閉塞させたうえで開始する必要があるため、ここではメインバルブ１１Ｖが完全に閉塞した状態で基準変位量設定スイッチ４０が操作されたことを前提として説明する。
なお、メインバルブ１１Ｖは、低圧ストップバルブ３０を閉弁して、調整管３と下流側配管２との連通を遮断することで閉塞することができる。調整管３から下流側配管２へのガスＧの流出が停止すると、調整管３内の中間圧力ＰＭによってダイヤフラム１４ａが作動するとともに、このダイヤフラム１４ａに連動する吊棒１５を介して揺動部材１６が押し上げられ、メインバルブ１１Ｖが完全に閉塞することとなる。
【００２７】
（ステップＳ１）
基準変位量設定スイッチ４０から制御装置１０１に操作信号が入力すると、ＣＰＵ１０１ａは、ＲＯＭ１０１ｂに記憶されたプログラムにしたがって、スケール板２１の変位量の計測を開始する。
【００２８】
（ステップＳ２）
次に、ＣＰＵ１０１ａは、二次圧力計３２から出力される圧力信号に基づいて二次圧力Ｐ２の検出を開始する。
【００２９】
（ステップＳ３）
次に、ＣＰＵ１０１ａは、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされたかを判定する。ここで、二次圧力Ｐ２を上昇させるためには、低圧ストップバルブ３０を開弁する必要がある。低圧ストップバルブ３０が開弁すると、調整管３と下流側配管２とが二次圧調整管５を介して連通することとなり、調整管３から下流側配管２へとガスＧが流出する。これにより、整圧装置１０が稼働するとともに、下流側配管２内が設定圧となるようにメインバルブ１１Ｖが開閉動作することとなる。このように、メインバルブ１１Ｖを開いた結果として、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされたと判定した場合にはステップＳ４に処理を移す。一方、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされていないと判定した場合には、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされるまで当該ステップＳ３の判定処理を繰り返して待機する。
【００３０】
（ステップＳ４）
上記ステップＳ３において、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされたと判定した場合には、ＣＰＵ１０１ａは、二次圧力Ｐ２が所定の圧力上昇をもたらされたときのスケール板２１の変位量をメインバルブ１１Ｖの基準変位量ａとしてＲＡＭ１０１ｃに記憶させる。
【００３１】
以上のように、メインバルブ１１Ｖが閉塞された状態から開く過程では、メインバルブ１１Ｖが実際に開いたところで下流側配管２の二次圧力Ｐ２が上昇する。この二次圧力Ｐ２が上昇するタイミングは、メインバルブ１１Ｖが開動作してスケール板２１の変位が最初に検出されるタイミングと異なる場合がある。言い換えれば、スケール板２１の変位が検出されたとしても、メインバルブ１１Ｖが開かれておらず、上流側配管１と下流側配管２との連通がいまだ遮断された状態となっている場合がある。特に、本実施形態のように、メインバルブ１１Ｖの変位を直接検出するのではなく、メインバルブ１１Ｖの変位を増幅して吊棒１５に出力する場合には、こうした誤差が現れやすくなる。そこで、本実施形態においては、計測開始点（仮０点）から二次圧力Ｐ２の上昇が検出されるまでのスケール板２１の変位量を基準変位量ａとして記憶するようにしている。そして、この基準変位量ａに基づいて、推定流量を計測する際のメインバルブ１１Ｖの実変位量を補正することにより、メインバルブ１１Ｖの正確な開度に基づいて推定流量が演算されることとなる。
【００３２】
なお、上記の基準変位量設定処理において要求されるメインバルブ１１Ｖの開閉操作は、手動で行うものであってもよいし、ＣＰＵ１０１ａが所定のタイミングで低圧ストップバルブ３０を開閉することで実現してもよい。例えば、基準変位量設定スイッチ４０を操作すると、ＣＰＵ１０１ａが、まず低圧ストップバルブ３０を閉弁制御した後に、上記ステップＳ１およびステップＳ２の処理を実行する。その後、低圧ストップバルブ３０を開弁させながら、上記ステップＳ３およびステップＳ４の処理を実行するといった具合に、ＣＰＵ１０１ａが、基準変位量設定処理に必要となる一連の操作を全て実行するようにしてもよい。
【００３３】
次に、図５を用いて、推定流量の演算処理について説明する。なお、この処理は、整圧装置１０の稼働中、上記の基準変位量設定処理が行われている場合を除いて、制御装置１０１が所定の間隔で行っている。
【００３４】
（ステップＳ１１）
まず、ＣＰＵ１０１ａは、一次圧力計３１から出力される圧力信号に基づいてガスＧの一次圧力Ｐ１を検出するとともに、ＲＡＭ１０１ｃに検出した一次圧力Ｐ１を記憶する。
【００３５】
（ステップＳ１２）
次に、ＣＰＵ１０１ａは、受光ケーブル２７からの受光信号の入力に基づいて、計測開始点（仮０点）からのスケール板２１の実変位量ｂを検出する。
【００３６】
（ステップＳ１３）
次に、ＣＰＵ１０１ａは、上記ステップＳ１１で検出した一次圧力Ｐ１および上記ステップＳ１２で検出したスケール板２１の実変位量ｂを、以下の演算式にあてはめて推定流量Ｑを算出する。
推定流量Ｑ（ｍ3 ／ｈ）＝α×ｆ（ｘ）×Ｐ１
ｆ（ｘ）＝（ｂ−ａ＋ｃ）×β
「α」「β」「ｃ」＝整圧装置ごとに決定される定数
「ａ」＝基準変位量（計測開始点から下流側配管２において所定の圧力上昇が見られるまでのスケール板２１の変位量）
「ｂ」＝スケール板２１の計測開始点（仮０点）からの実変位量
【００３７】
上記のように、推定流量Ｑは、メインバルブ１１Ｖの開度と比例する関係を有するが、推定流量Ｑを演算する際には、スケール板２１の計測開始点（仮０点）からの実変位量ｂから、基準変位量ａを差し引いてメインバルブ１１Ｖの開度としている。これにより、メインバルブ１１Ｖの正確な開度を特定することが可能となり、より正確な推定流量Ｑを算出することが可能となる。
【００３８】
（ステップＳ１４）
最後に、ＣＰＵ１０１ａは、上記ステップＳ１３で算出した演算値（推定流量Ｑ）を出力装置４１に出力して、推定流量演算処理を終了する。
【００３９】
以上のように、本実施形態の流量計測装置によれば、煩雑な作業を必要とすることなく、容易に正確な推定流量を算出することが可能となるが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
具体的には、上記実施形態における整圧装置の構成は一例に過ぎず、整圧装置は、例えば、図６に示す整圧装置５０のような構成としても構わない。以下に、本発明の変形例について、図６を用いて説明する。なお、上記実施形態と同様の構成については、上記と同様の符号を付するとともにその詳細な説明は省略する。
【００４０】
この整圧装置５０は、上流側配管１と下流側配管２との間に、メインバルブ５１Ｖを有するメインガバナ５１が接続されている。このメインバルブ５１Ｖは、ダイヤフラム５２に接続されており、当該ダイヤフラム５２に連動して開閉動作する。ダイヤフラム５２は、連通管６を介して下流側配管２に連通する二次圧力室５３と、大気に連通する大気圧室５４とを区画するように設けられており、大気圧室５４に設けられた設定スプリング５５の弾性力が、大気圧室５４側から二次圧力室５３側へと常時付与されている。ダイヤフラム５２は、設定スプリング５５のバネ力と、二次圧力室５３内の二次圧力Ｐ２とのバランスによって作動するものであり、二次圧力Ｐ２が設定スプリング５５のバネ力によって設定される圧力以上になると図中上方に作動し、二次圧力Ｐ２が設定圧より低くなると、設定スプリング５５の弾性力によって図中下方に作動する。したがって、下流側配管２内の二次圧力Ｐ２が設定圧以上になると、メインバルブ５１Ｖによって上流側配管１と下流側配管２との連通が遮断され、下流側配管２内の二次圧力Ｐ２が設定圧より低くなるとメインバルブ５１Ｖによって上流側配管１と下流側配管２とが連通する。このようにしてメインバルブ５１Ｖが開閉動作することにより、下流側配管２内の流体の圧力が二次圧力Ｐ２に維持されるようになっている。
【００４１】
そして、この変形例においては、メインバルブ５１Ｖに上記の開度計測装置２０が直接取り付けられており、メインバルブ５１Ｖの変位量を増幅せずに直接検出するようにしている。
また、メインバルブ５１Ｖには、設定スプリング５５の弾性力に抗して強制的にメインバルブ５１Ｖを閉弁させるアクチュエータ５６が接続されている。このアクチュエータ５６は、上記の制御装置１０１の出力側に接続されており、基準変位量設定スイッチ４０から操作信号が入力すると、まず、制御装置１０１がメインバルブ５１Ｖを閉弁させるように制御する。そして、図４に示すステップＳ１およびステップＳ２と同様の処理を行った後に、閉弁速度よりも低速で徐々にメインバルブ５１Ｖを開弁させながら、ステップＳ３およびステップＳ４と同様の処理を行う。このように、この変形例においては、アクチュエータ５６によってメインバルブ５１Ｖを直接開閉動作させて、基準変位量ａを設定するようにしている。
以上のように、この変形例によっても上記実施形態と同様の作用効果を実現することができる。
【００４２】
なお、この変形例で説明したように、本発明の整圧装置は、上流側配管と下流側配管との間に開閉可能に設けられた弁体を有し、この弁体の開閉動作によって上流側配管から下流側配管へ流れる流体の圧力を調整するものであれば、その具体的な構成は特に限定されない。
また、上記実施形態における推定流量Ｑの演算式や、基準変位量ａを設定する処理などは一例に過ぎない。いずれにしても、推定流量Ｑの演算において必須となるバルブの開度を、開度計測装置によって計測される実変位量ｂと基準変位量ａとから算出するものであればよい。
【００４３】
また、上記実施形態においては、ガスの流量計測に関して本発明を適用する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、ガス以外の他の流体、例えば水道水などの流量計測に関して本発明を適用するようにしてもよい。
さらには、上記実施形態においては、下流側配管２に二次圧力計３２を設けるとともに、二次圧力Ｐ２を直接検出することとしたが、例えば二次圧力計は、二次圧調整管５や連通管６に設けてもよいし、あるいは、二次圧力Ｐ２に連動して変化する圧力を検出することにより、二次圧力Ｐ２を間接的に検出することとしても構わない。
また、上記実施形態においては、配管の敷設時などの初期設定時に基準変位量ａを設定する場合、すなわち、基準変位量ａを人為的に設定する場合について説明したが、何らかの操作を行った場合に限らず、例えば、メインバルブが閉弁したことを契機として、自動で基準変位量ａを設定するようにしても構わない。
【００４４】
また、上記実施形態においては、基準変位量ａを設定するときに、低圧ストップバルブ３０を開閉して整圧装置１０を稼働または稼働停止することとした。このとき、基準変位量ａを設定するためには、低圧ストップバルブ３０を開くことによって、メインバルブ１１Ｖが開弁しなければならない。しかしながら、例えば、下流側配管２に並列して接続された他の整圧装置が稼働している場合や、下流側配管２に接続される需要家がガスを使用していない場合などには、下流側配管２内の二次圧力Ｐ２が低下しないことがある。このように、二次圧力Ｐ２が低下しない場合、すなわち二次圧力Ｐ２が設定圧に維持されている場合には、整圧装置１０が稼働してもメインバルブ１１Ｖがなかなか開弁せず、基準変位量ａをすぐに特定することができないことがある。
【００４５】
このような場合には、低圧補助ガバナ１３の設定ウエイト１３ａを変更するなどして、下流側配管２の設定圧を一時的に高めればよい。下流側配管２の設定圧を高くすれば、調整管３から二次圧調整管５に流れが生じ、メインバルブ１１Ｖが開弁するように作動するからである。
そして、上記の基準変位量ａを特定する作業を、例えば、遠隔操作によって行うような場合には、制御装置１０１が、二次圧力Ｐ２の設定変更をも行えるようにしておくことが望ましい。この場合には、例えば図４に示す処理において、低圧ストップバルブ３０を開いたときに計時を開始するとともに、所定時間経過してもいまだ二次圧力Ｐ２の上昇が見られない場合に、設定圧を高くする処理を行えばよい。
【００４６】
なお、上記実施形態におけるメインバルブ１１Ｖおよびメインバルブ５１Ｖが本発明の弁体に相当する。
また、上記実施形態における整圧装置１０および整圧装置５０が本発明の整圧手段に相当する。
また、上記実施形態における開度計測装置２０が本発明の変位量計測手段に相当する。
また、上記実施形態における二次圧力計３２が本発明の下流側圧力検出手段に相当する。
また、上記実施形態において、図４に示す処理を実行する制御装置１０１が本発明の基準変位量特定手段に相当する。
また、上記実施形態において、図５に示す処理を実行する制御装置１０１が本発明の演算手段に相当し、特に、ステップＳ１３における推定流量の演算において、「ｂ−ａ」の演算処理を実行する制御装置１０１が本発明の開度特定手段に相当する。
【符号の説明】
【００４７】
１        上流側配管
２        下流側配管
１０      整圧装置
１１Ｖ    メインバルブ
１３      低圧補助ガバナ
２０      開度計測装置
３２      二次圧力計
１０１    制御装置
１０１ａ  ＣＰＵ
１０１ｂ  ＲＯＭ
１０１ｃ  ＲＡＭ
【図１】
0005502616.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005502616.tif 000004
【図４】
0005502616.tif 000005
【図５】
0005502616.tif 000006
【図６】
0005502616.tif 000007