(57)【要約】【課題】気体配管系において、簡易な手段によって需要家ごとに対応可能な振動防止装置を得る。また、このような振動防止装置を備えた圧力調整装置を得る。【解決手段】気体が流れる配管系の振動防止装置であって、前記配管系に前記気体が流通可能な複数の容量要素としてのタンク１３を設け、該複数のタンク１３への気体の流通を制御する開閉弁１５を設けた。【選択図】  図１
2008038918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が流れる配管系の振動防止装置であって、前記配管系に前記気体が流通可能な複数の容量要素を設け、該複数の容量要素への気体の流通を制御する制御手段を設けたことを特徴とする気体配管系における振動防止装置。
【請求項２】
気体の需要者側においてその使用量が変化する配管系に設けられて圧力を調整する圧力調整機構と、該圧力調整機構の下流側に設けられた複数の容量要素と、該複数の容量要素のそれぞれと前記配管系との連通を開閉制御する開閉手段と、を備えたことを特徴とする気体配管系における振動防止装置。
【請求項３】
圧力調整機構は、自力式減圧弁であることを特徴とする請求項２に記載の気体配管系における振動防止装置。
【請求項４】
気体配管系に設けられて圧力を調整する自力式減圧弁を備えた圧力調整装置であって、前記自力式減圧弁の下流側に設けられた複数の容量要素と、該複数の容量要素のそれぞれと前記下流側との連通を開閉制御する開閉手段と、を備えたことを特徴とする圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば都市ガスを用いた発電プラントに都市ガスを供給するガス配管系で使用される気体配管係の振動防止装置および振動防止機能を備えた圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、天然ガスの需要家は小口需要家が主であったことから、供給配管ラインは高圧導管から中圧導管網を介して多数の小口需要家に供給されるのが一般的であった。
しかし、近年、エネルギー利用の規制緩和により、特定の需要家において自らが発電できるようになったことから、発電プラントを有する大口需要家が増えつつある。このような大口需要家に対しては、高圧導管から中圧導管網を介さず、需要家近傍の高圧幹線から需要家に直接供給する要請が出てきた。
【０００３】
高圧幹線から直接需要家にガスを供給する場合には、高圧幹線と特定の需要家側ガス配管ラインとの間に、例えば自力式減圧弁を設けることになる。
この場合、特定の需要家における使用量の変化が直接自力式減圧弁に伝わるために、それを原因とした配管系に振動が生ずることがある。このような配管系の振動メカニズムは、自力式減圧弁の絞り要素が引き起こす流体の圧力脈動、配管系の固有周期・剛性等が複雑に関連し、定量的に把握するのが難しいとされている。
しかも、需要家ごとに使用量の変動幅や変化率等も異なり、一概に振動防止対策を取ることが難しい。
また、気体配管系における振動の発生は、上記の例に限られず、種々の要因に起因して発生する。
【０００４】
このような、配管系の振動防止装置として、以下のものが提案されている。
配管に生じた振動を振動検知器で検知し、検知された信号を用いて前記配管に生じた振動を打ち消すような加振信号を演算制御器で求め、この加振信号に応答して振動発生器で前記配管の振動を防止するように構成した配管振動防止装置（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５-１４１５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された装置は、振動検知器、演算制御器および振動発生器という機器が必要であり、また制御システムも複雑なことから、高価なものとなる。
【０００６】
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、気体配管系において、簡易な手段によって需要家ごとに対応可能な振動防止装置を得ることを目的としている。
また、このような振動防止装置を備えた圧力調整装置を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明に係る気体配管系における振動防止装置は、気体が流れる配管系の振動防止装置であって、前記配管系に前記気体が流通可能な複数の容量要素を設け、該複数の容量要素への気体の流通を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
（２）また、気体が流れる配管系の振動防止装置であって、気体の需要者側においてその使用量が変化する配管系に設けられて圧力を調整する圧力調整機構と、該圧力調整機構の下流側に設けられた複数の容量要素と、該複数の容量要素のそれぞれと前記配管系との連通を開閉制御する開閉手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、圧力調整機構は、自力式減圧弁であることを特徴とするものである。
【００１０】
（４）本発明に係る圧力調整装置は、気体配管系に設けられて圧力を調整する自力式減圧弁を備えた圧力調整装置であって、前記自力式減圧弁の下流側に設けられた複数の容量要素と、該複数の容量要素のそれぞれと前記下流側との連通を開閉制御する開閉手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、気体配管系に気体が流通可能な複数の容量要素を設け、該複数の容量要素への気体の流通を制御する制御手段を設けたので、配管系の圧力脈動、固有振動数に対応して気体を流通させる容量要素の数を選択することにより、配管系の圧力脈動、固有振動数を変化させて振動を防止できるので、配管のレイアウトからの制約を受けることなく極めて簡易な手段によって需要家ごとの振動防止が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態に係る振動防止装置を含む気体配管系の説明図である。図１の気体配管系は都市ガスを需要家に供給するガス供給ラインであり、図示した部分は、都市ガスの高圧側幹線である高圧側ガス配管と需要家側の減圧後ガス配管の接続部における配管ラインである。
【００１３】
図１に示した配管ラインは、都市ガスの高圧側幹線である高圧側ガス配管１と、高圧側ガス配管１に設けられたフィルタ３と、フィルタ３の下流側に設けられて高圧ガスを減圧する自力式減圧弁５と、自力式減圧弁５の下流側に設けられて減圧されたガスをガスタービン、ガスエンジン、その他の機器を有する需要家側７に供給する減圧後ガス配管９と、を備えている。
そして、本実施の形態の振動防止装置１１は、減圧後ガス配管９に連通可能に連結された複数の容量要素に相当する４本のタンク１３と、それぞれのタンク１３と減圧後ガス配との間にあってタンク１３と減圧後ガス配管９との連通を開閉する開閉弁１５とを備えてなるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。
【００１４】
＜自力式減圧弁＞
自力式減圧弁５は、弁下流側の圧力をアクチュエータに導入してダイヤフラムとバネを用いて自ら開度を調整することによって、高圧側のガス圧力を予め設定した圧力になるように圧力調整する減圧弁である。
【００１５】
＜タンク＞
タンク１３は本発明の容量要素に相当するものであり、各タンク１３は配管１７によって減圧後ガス配管９に連通している。各タンク１３と減圧後ガス配管９とは開閉弁１５によって連通が制御される。
なお、容量要素としてのタンク１３の数は４個に限られず、また、各タンクの容量が異なるようにしてもよい。
また、本発明の容量要素は、タンク１３のような槽形式のものに限られず、一定の容量のあるものであれば、例えば配管のようなものでもよい。
【００１６】
＜開閉弁＞
開閉弁１５は各タンク１３と減圧後ガス配管９との連通の開閉を行う。開閉弁１５は手動弁を基本とするが、アクチュエータによる自動弁としてもよい。
【００１７】
上記のように構成された振動防止装置１１の動作について説明する。
高圧側幹線から供給される高圧の都市ガスは自力式減圧弁５によって設定圧力に減圧されて減圧後ガス配管９に供給され、需要家側７の各機器に使用される。需要家側７の各機器の使用状況によってガス流量が変化した場合には、自力式減圧弁５が減圧後の圧力変動に応じて自ら弁開度を調整して、減圧後ガス配管９の圧力が設定圧力になるように調整する。
【００１８】
需要家側７の流量が急激に変化した場合には、この変化に追従するべく自力式減圧弁５が短時間に開閉を繰り返し、配管内の気体に脈動が生じる。そして、それが配管系の固有振動数と一致した場合には共振により、振動が増幅される。
そこで、このような事態が生じた場合には、配管１７に設けた開閉弁１５を開にすることにより、配管系の圧力脈動、固有振動数を変化させ、振動を抑制する。この例では４個のタンク１３を設けていることから、４個のタンク１３のうち当該配管系の振動を抑制するのに最も適切な数のタンクと減圧後ガス配管９とを連通させる。つまり、振動が発生したときに、まず１個の開閉弁１５を開にして様子を見て、振動抑制がされないようであれば、さらに１個の開閉弁１５を開にして様子を見、最も振動抑制効果の高い数のタンク１３と減圧後ガス配管９の連通をさせるようにする。
【００１９】
以上のように、本実施の形態によれば、需要家側７のガス使用量が急激に変化した場合に、自力式減圧弁５の動作に起因して生ずる配管系の振動を、極めて簡易な装置によって抑制することができる。
なお、上記の実施の形態においては、振動の発生源として、需要家側７のガス使用量の急激な変化に基づく自力式減圧弁５の作動に起因するものを例に挙げたが、本発明の振動防止装置１１はその他の振動源に対しても適用でき、同様の振動抑制の効果があることは言うまでもない。
【００２０】
［実施の形態２］
実施の形態１において説明したように、高圧基幹の高圧側ガス配管１から直接特定の大口需要家に都市ガスを供給するガス供給ラインには、圧力調整のために自力式減圧弁５が取り付けられ、このような自力式減圧弁５を取付けた設備をガバナステーションと言う。
このようなガバナステーションにおいては、実施の形態１で説明したように、自力式減圧弁５によって圧力調整する場合、自力式減圧弁５の作動に起因する振動が発生する可能性がある。
そこで、本実施の形態では、実施の形態１で示した振動防止装置１１を自力式減圧弁５と併用することで、種々の需要家に対して振動を抑制できる機能を備えた圧力調整装置を提供するものである。
【００２１】
図２は実施の形態２に係る圧力調整装置の説明図、図３は図２における矢印Ａの方向から見た状態を示す図である。なお、図１に示した機器と同一の機器には同一の符号を付してある。
本実施の形態に係る圧力調整装置は、高圧ガス配管へ接続するための高圧側フランジ１９、自動開閉弁２１、自動開閉弁２１のアクチュエータ２３、フィルタ３、自力式減圧弁５、開閉弁２５、需要家側配管へ接続するための減圧後フランジ２７、減圧後のラインに接続された４個のタンク１３を備えている。
なお、自動開閉弁２１、自動開閉弁２１のアクチュエータ２３、フィルタ３、自力式減圧弁５、開閉弁２５はそれぞれ一対設けられており、常用と予備として使用される。
【００２２】
これらの各機器の接続レイアウトは以下のようにされている。高圧側側フランジから上方に配管２９を立ち上げ、配管２９の上端にフィルタ３の入り側を連結し、フィルタ３の出側から水平方向に配管３１を延出させ、配管３１の先端に入側と出側が直角になっているアングルフロー型の自力式減圧弁５を取り付ける。自力式減圧弁５の出側を下にして減圧後ガス配管９を連結し、減圧後ガス配管９の端部に需要家側のラインと接続する減圧後フランジ２７を設けている。そして、４個のタンク１３は、図２、図３に示されるように、フィルタ３と減圧後ガス配管９の水平部とで囲まれる空間に配置する。
【００２３】
上記の構成機器を有し、上記のように配管レイアウトがされてユニット化された圧力調整装置は、ガバナステーションとして一つのボックス内に収納される。
上述したような配管レイアウトにすることによって、ガバナステーションの平面的スペースは従来より画期的に省スペースとすることができる。
【００２４】
上記のように構成された圧力調整装置は、都市ガスを特定の大口需要家に供給するガス供給ラインに設置される。以下においては、圧力調整装置の設置とこれによる振動防止機能の説明をする。
圧力調整装置における高圧側フランジ１９に高圧側ガス配管１を連結し、減圧後フランジ２７に需要家側の配管を連結する。そして、自力式減圧弁５の設定圧力を需要家の要求圧力に設定する。
【００２５】
上記のように自力式減圧弁５の設定が完了したら、高圧側幹線の高圧ガスを、自力式減圧弁５を介して減圧後ガス配管９に供給し、当該需要家のガス使用状況に合わせて振動防止機能を発揮させるための試運転を行う。すなわち、当該需要家の使用状況を観察して、例えば需要家側のガス使用量に急激な変化があった場合に振動が生じないかどうかを確認する。そして、需要家の使用状況により、実施の形態１で説明した原因により、配管系に振動が生じた場合には、タンク１３と減圧後ガス配管９の間に設けた開閉弁１５を開にすることにより、配管系の圧力脈動、固有振動数を変化させる。そして、当該需要家について、４個のタンク１３のうちの何個のタンクを低圧側ガス配管９と連通させるのが最も振動防止効果が高いかを確認する。そして、最も振動防止効果の高い本数のタンクと減圧後ガス配管９を連通させる。
【００２６】
以上のように、本実施の形態によれば、各需要家側の使用状況に合わせた振動防止が簡易な構成で実現できる。
なお、タンク１３の数は４個に限られず、１個、２個、３個、５個以上であってもよい。また、タンク１３のような槽タイプのものに限らず、配管のようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る振動防止装置の説明図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る振動防止装置の配管レイアウトの説明図である。
【図３】図２の矢印Ａ方向から見た説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  高圧側ガス配管
３  フィルタ
５  自力式減圧弁
７  需要家側
９  低圧側ガス配管
１１  振動防止装置
１３  タンク
１５  開閉弁
１７  配管
【図１】
2008038918.tif 000003
【図２】
2008038918.tif 000004
【図３】
2008038918.tif 000005