(57)【要約】【課題】気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、流量、圧力等を調節されるべき気体の供給が正常に行われている限り連続制御が可能であり、かつ、メンテナンス面、コスト面でも優れた気体駆動式自動調節弁の駆動方法を提供する。【解決手段】（１）気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、調節される気体自身を弁駆動用気体として用いることを特徴とする気体駆動式自動調節弁の駆動方法、（２）前記弁駆動用気体を気体駆動式自動調節弁の上流配管から分岐して駆動装置に導くことを特徴とする（１）の気体駆動式自動調節弁の駆動方法、（３）前記弁駆動用気体が不燃性であって、かつ毒劇性を有しない物質であり、実質的に乾燥、ダスト除去が行われた気体であることを特徴とする（１）、（２）の気体駆動式自動調節弁の駆動方法【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、調節される気体自身を弁駆動用気体として用いることを特徴とする気体駆動式自動調節弁の駆動方法。
【請求項２】
前記弁駆動用気体を気体駆動式自動調節弁の上流配管から分岐して駆動装置に導くことを特徴とする請求項１に記載の気体駆動式自動調節弁の駆動方法。
【請求項３】
前記弁駆動用気体が不燃性であって、かつ毒劇性を有しない物質であり、実質的に乾燥、ダスト除去が行われた気体であることを特徴とする請求項１または２に記載の気体駆動式自動調節弁の駆動方法。
【請求項４】
前記弁駆動用気体が圧縮空気、圧縮窒素、圧縮酸素またはこれらの混合気体である請求項１から３のいずれかに記載の気体駆動式自動調節弁の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
気体駆動式自動調節弁は一般的に広く用いられている。この駆動用気体は、加圧された乾燥空気を用いる場合が多く、外部の空気圧縮機により圧縮された空気をドライアー・フィルター等で処理し清浄で乾燥した計装用空気として一括して供給する方法、空気を高圧で封入したボンベを用意して供給する方法等が取られる。この方法では、外部から供給される駆動用気体の圧力喪失時には、流量、圧力等を自動調節されるべき流体の制御が不可能となるため、通常は設備が安全側となる方向へ弁の開閉方向を持っていく、または現在の弁の開度をロックするなどの機能を持たせて安全性に対応している。
【０００３】
一方で、非常に重要な調節弁の場合、制御用の気体の圧力喪失時でも、遮断や脱圧目的の弁の開閉動作を保証するように、各々の弁について数回分の駆動用バックアップ気体をホルダーとして持たせることも一般的に行われている。この場合も、安全に対する配慮としては一定の水準を保てるが、連続制御が出来ないという点で不満足である。
【０００４】
さらに、気体の圧力喪失時にも継続して自動制御が行われることを目的に、駆動用気体の供給を２重化し、一方の圧力が喪失した場合に自動的に切替えが行われる気体駆動制御弁の考案もされている。この方法では、主たる駆動用気体である計装用圧縮空気の圧力喪失時には、圧力の切替器で予め用意された窒素ボンベの気体圧によって連続制御を可能としている。しかし、常にバックアップされるべき窒素ボンベの残ガス量や供給圧力を管理しなくてはならない点や、圧力の切替器の故障時には制御が不可能となる点で、さらなる改善が求められていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１３９６５９公報（第１頁〜第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる状況において、本発明は、気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、流量、圧力等を調節されるべき気体の供給が正常に行われている限り連続制御が可能であり、かつ、メンテナンス面、コスト面でも優れた気体駆動式自動調節弁の駆動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明は、
（１）気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、調節される気体自身を弁駆動用気体として用いることを特徴とする気体駆動式自動調節弁の駆動方法、
（２）前記弁駆動用気体を気体駆動式自動調節弁の上流配管から分岐して駆動装置に導くことを特徴とする（１）の気体駆動式自動調節弁の駆動方法、
（３）前記弁駆動用気体が不燃性であって、かつ毒劇性を有しない物質であり、実質的に乾燥、ダスト除去が行われた気体であることを特徴とする（１）、（２）の気体駆動式自動調節弁の駆動方法、
（４）前記弁駆動用気体が圧縮空気、圧縮窒素、圧縮酸素またはこれらの混合気体である（１）、（２）、（３）の気体駆動式自動調節弁の駆動方法、
に係るものである。
【発明の効果】
【０００８】
気体の流量、圧力等を調節するための気体駆動式自動調節弁において、調節される気体自身を弁駆動用気体として用いる本発明により、流量、圧力等を調節されるべき気体の供給が正常に行われている限り連続制御が可能であり、かつ、外部に特別な追加設備の準備を必要としないためメンテナンス面、コスト面でも優れた気体駆動式自動調節弁の駆動方法の提供が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、気体の流量や圧力を調節する自動制御弁において、調節されるべき気体自身を調節する自動弁の駆動気体として用いることを特徴としている。調節されるべき気体の圧力は、気体式自動調節弁のメーカーが指定する弁の駆動に必要な最低圧力以上であることが必要である。弁の駆動を調節されるべき気体の圧力で行うからである。温度は、弁および弁体の駆動部のメーカーが指定する設計温度範囲内であることが好ましい。
【００１０】
気体駆動式自動調整弁を制御するための駆動用気体は制御されるべき気体の制御弁上流の配管近傍から分岐して駆動装置に計装用導管で導くことがよい。制御弁の下流であると弁の閉動作時に駆動源である気体圧力が失われ、また駆動装置と計装用導管の配管側取り合い位置が離れていると、無駄な導管長さが必要となるばかりか、配管振動や外部からの物理的衝撃等で予期せぬトラブル、例えば配管接合部の外れや破損の可能性が増すためである。さらに、設備の構造上、メンテナンス上問題の生じない最短で配管することで最適化をはかることが好ましい。さらに必要であれば、弁体や駆動部と一体のサポートで振れ止めをすることも効果的である。
【００１１】
導管は銅管、被覆銅管、ステンレスチューブ、ビニールチューブ等一般に計装用空気に用いられるものを用いれば良いが、駆動装置のメーカーが指定する材質を用いることが好ましい。
【００１２】
本発明で用いる気体は、不燃性であって、かつ毒劇性を有しない物質であり、実質的に乾燥、ダスト除去が行われた気体であることが好ましい。可燃性ガスである場合、排気されたガスが排気口付近で爆発混合気体を形成する可能性があり、毒劇性を有する場合、外部漏洩させないための設備や、無害化の設備が実質必要となるなどの対策が必要となるためである。凝縮成分が存在すると、弁駆動装置に凝縮液が溜まるなど、弁の動作が保証されないことがある。
【００１３】
また、メーカーの許容値以上のダストを含む場合、駆動気体の吸排気部に詰まりを生じたり、駆動部にダストが挟まって損傷したりするため、設備の信頼性や寿命を著しく損なうことがある。さらに、凝縮成分が存在すると弁駆動装置に凝縮液が溜まるなど、弁の動作が保証されないことがある。
【００１４】
具体的には、本発明の実施に最も好適である気体は、圧縮空気、圧縮窒素、圧縮酸素またはこれらの混合気体であって、必要に応じてドライアー・フィルター等による処置が行われた気体であり、特に好ましいガスとして加圧窒素が挙げられるが、駆動装置メーカーの仕様条件の範囲であれば、これらに限定されるものではない。
【００１５】
さらに、本発明において、調節されるべきプロセス条件を検知する流量や圧力等の指示計からコントローラーに入力される信号は信号電流や信号空気圧が利用されるが、特に信号空気圧を用いる現場タイプのコントローラーを用いる場合、信号空気圧に用いられる計装用空気に変えて、自身の気体圧を用いた場合も本発明の範囲に含まれる。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明を具体的な実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
実施例１
本発明による窒素供給ラインの圧力制御における、気体駆動式自動調節弁の駆動方法を図１に示す。窒素を供給するライン１１に圧力調節弁１２を設置する。計装用気体供給配管１３は圧力調節弁の上流より分岐し、ポジショナー１４へ導き、ダイアフラム１５の駆動ガス１６として使用する。制御されるべき窒素の圧力は、圧力調節弁１２の下流配管に設置された圧力計１７により検知され、圧力値は信号電流１８ａにより圧力コントローラー１９に入力され、さらに弁操作の出力は信号電流１８ｂによりポジショナー１４に入力される。
これにより、弁体駆動用の計装用空気を使用することなく、窒素ガスの圧力を制御でき、従来問題であった計装用空気が喪失した場合に調節弁の機能が失われることを回避することができる。すなわち、制御されるべき窒素ガスが正常に供給されている間は、調節弁の機能を損なうことが無くなる。
【００１７】
実施例２
本発明による窒素供給ラインの圧力制御において、実施例１に示した圧力コントローラーを現場タイプに変更し、制御されるべきプロセス圧力計の圧力値は信号電流に替えて信号空気圧とし、さらにコントローラーからポジショナ-に入力される弁操作信号も信号電流から信号空気圧に変更した気体駆動式自動調節弁の駆動方法を図２に示す。
窒素を供給するライン２１に圧力調節弁２２を設置した。気体供給配管２３は圧力調節弁の上流より分岐し、ポジショナー２４へ導き、ダイアフラム２５で駆動ガス２６として使用した。
制御されるべき窒素の圧力は、圧力調節弁２２の下流配管に設置された圧力計２７により検知され、圧力値は信号気体圧２８ａにより圧力コントローラー２９に入力され、さらに弁操作の出力は信号気体圧２８ｂによりポジショナー２４に入力された。信号気体圧は自身の窒素圧を使用した。
圧力調節弁２２の上流における窒素ガスの圧力は約９００ｋＰａＧであった。圧力コントローラー貢献２８の設定圧力を３５０ｋＰａＧとし、弁体駆動用の計装用空気を使用することなく、窒素ガスの圧力を制御した。このことにより、従来問題であった計装用空気が喪失した場合に調節弁の機能が失われることを回避することができた。すなわち、制御されるべき窒素ガスが正常に供給されている間は調節弁の機能を損なわず、加えて、信号電流に変えて自身の窒素圧による信号空気圧を制御信号等に使用することで、電気系統にも依存することなく制御可能となった。
【００１８】
比較例１
従来の方法による窒素供給ラインの圧力制御における、気体駆動式自動調節弁の駆動方法を図３に示す。この場合、外部の計装用圧縮空気が失われた場合、制御弁の機能が失われてしまう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施例１における自動調節弁の駆動方法を示した流れ図
【図２】実施例２における自動調節弁の駆動方法を示した流れ図
【図３】従来の方法による自動調節弁の駆動方法を示した流れ図
【符号の説明】
【００２０】
１１…窒素ガスライン、１２…圧力調節弁、１３…計装用気体供給配管、１４…ポジショナー、１５…ダイアフラム、１６…駆動ガス、１７…圧力計、１８ａ…信号電流、１８ｂ…信号電流、１９…圧力コントローラー
２１…窒素ガスライン、２２…圧力調節弁、２３…計装用気体供給配管、２４…ポジショナー、２５…ダイアフラム、２６…駆動ガス、２７…圧力計、２８ａ…気体圧、２８ｂ…信号気体圧、２９…圧力コントローラー
３１…窒素ガスライン、３２…圧力調節弁、３３…計装用圧縮空気供給配管、３４…ポジショナー、３５…ダイアフラム、３６…駆動ガス、３７…圧力計、３８ａ…信号電流、３８ｂ…信号電流、３９…圧力コントローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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