(57)【要約】【課題】  導管網への設置後の性能変化を抑えることができる整圧器のダイヤフラム特性安定化方法を提供する。【解決手段】  一次管路１１から供給される都市ガスを、二次圧に減圧し、二次管路１２に供給し、流量が変動しても二次圧の変動を抑える整圧器１には、ダイヤフラム２が組み込まれる。ダイヤフラム２は、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持するので、保持の間に初期変形を生じさせることができる。使用圧力での保持後にダイヤフラム２の性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラム２を使用するので、初期変形が生じている状態で性能を確認されたダイヤフラム２を整圧器２に使用することができ、使用後の変形を抑えて導管網への設置後の性能変化を抑えることができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次圧で供給される流体を、予め設定される二次圧に減圧し、流体の流量が変動しても二次圧の変動を抑える整圧器に組み込まれ、圧力を力に変換するために使用されるダイヤフラムを、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持し、
保持後にダイヤフラムの性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを使用することを特徴とする整圧器のダイヤフラム特性安定化方法。
【請求項２】
前記保持および前記性能検査は、前記ダイヤフラムを整圧器に組み込んだ状態で行うことを特徴とする請求項１記載の整圧器のダイヤフラム特性安定化方法。
【請求項３】
前記ダイヤフラムはゴム製であり、
前記保持は、熱を加えてゴムの塑性変形を加速して行うことを特徴とする請求項１または２記載の整圧器のダイヤフラム特性安定化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を供給するために敷設される導管網などに設けられる整圧器のダイヤフラム特性安定化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、都市ガスや水道水などの流体を需用者に供給するために、需用者が分布する地域に導管網が敷設されている。流体の導管網では、流体に対する流路抵抗があり、圧力低下は避けられない。しかし顧客には、所定の圧力で流体を供給する必要がある。たとえば都市ガスでは、大気圧より約２ｋＰａ程度高い圧力で顧客に供給する必要がある。この圧力は、供給する流量が変化しても一定に保たれることも必要である。そこで、導管網には、整圧器と呼ばれる減圧弁が設けられ、上流側の一次圧を下流側の二次圧に減圧している。
【０００３】
整圧器は、ガバナとも呼ばれ、種々の形式のものが使用圧力、流量などに応じて使用されているけれども、ダイヤフラムで圧力を力に変換して弁の開度を調整する形式であるものが多い（たとえば、特許文献１参照。）。特許公報１の図１には、メインガバナの制御用のパイロット圧を得るためのパイロットガバナにダイヤフラムを用いる構成が開示されている。特許公報１の図５には、メインガバナの弁体をダイヤフラムの変位で開閉する構成が開示されている。そのようなダイヤフラムには、ゴム膜を用いる場合が多い。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３７９２５号公報（図１、図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４は、ゴム製ダイヤフラムを使用している整圧器の整圧特性の例を示す。実線は出荷時の特性を示す。一点鎖線および二点鎖線は、数年間使用後の特性を示す。整圧特性を表す直線は、傾斜は余り変化しないけれども、全体的に二次圧が上がるものと下がるものとが生じる。したがって、出荷直後の整圧器を導管網に設置して二次圧を設定しても、時間経過とともに設定圧が変化して、再調整が必要になるおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、導管網への設置後の性能変化を抑えることができる整圧器のダイヤフラム特性安定化方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、一次圧で供給される流体を、予め設定される二次圧に減圧し、流体の流量が変動しても二次圧の変動を抑える整圧器に組み込まれ、圧力を力に変換するために使用されるダイヤフラムを、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持し、
保持後にダイヤフラムの性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを使用することを特徴とする整圧器のダイヤフラム特性安定化方法である。
【０００８】
本発明に従えば、一次圧で供給される流体を、予め設定される二次圧に減圧し、流体の流量が変動しても二次圧の変動を抑える整圧器には、ダイヤフラムが組み込まれる。ダイヤフラムは、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持するので、保持の間に初期変形を生じさせることができる。使用圧力での保持後にダイヤフラムの性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを使用するので、初期変形が生じている状態で性能を確認されたダイヤフラムを整圧器に使用することができ、使用後の変形を抑えて導管網への設置後の性能変化を抑えることができる。
【０００９】
また本発明で、前記保持および前記性能検査は、前記ダイヤフラムを整圧器に組み込んだ状態で行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明に従えば、ダイヤフラムに初期変形を生じさせるための保持と、保持後の性能検査とは、ダイヤフラムを整圧器に組み込んだ状態で行うので、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを、特性を損ねることなく、そのまま整圧器に使用することができる。
【００１１】
また本発明で、前記ダイヤフラムはゴム製であり、
前記保持は、熱を加えてゴムの塑性変形を加速して行うことを特徴とする。
【００１２】
本発明に従えば、ダイヤフラムはゴム製であるので、使用圧を加えると塑性変形が生じて、初期変形が大きくなる。保持は、熱を加えてゴムの塑性変形を加速して行うので、実際の保持時間は数時間程度で短くても、ダイヤフラムとしての特性を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、整圧器に組み込まれるダイヤフラムは、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持するので、保持の間に初期変形を生じさせることができる。保持後に性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを使用するので、使用後の性能変化を抑えることができる。
【００１４】
また本発明によれば、ダイヤフラムを整圧器に組み込んだ状態で、長期使用後の性能劣化を防ぐための使用圧力での保持と、性能検査とを行い、良好な特性であると確認されたダイヤフラムを、特性を損ねることなく、そのまま整圧器に使用することができる。
【００１５】
また本発明によれば、ダイヤフラムはゴム製であるので、使用圧を加えると塑性変形が生じて、初期変形が大きくなるけれども、熱を加えてゴムの塑性変形を加速し、実際の保持時間は数時間程度で短くても、ダイヤフラムとしての特性を安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、本発明の実施の一形態として、整圧器１およびその特性安定化処理のための構成を示す。整圧器１は、都市ガスを顧客に一定の圧力範囲、たとえば大気圧よりも２ｋＰａ程度高い圧力、すなわち２ｋＰａＧ、図４に示すような特性で安定して供給するために用いられる。整圧器１は、パイロット駆動式ではなく、直動式であり、ダイヤフラム２が設定圧と二次圧との差の圧力を力に変換し、弁体３を弁棒４を介して変位させて、差圧が小さくなるように駆動する。弁体３は、整圧器１のケーシング５内に設けられる。ケーシング５内は、一次側と二次側とに仕切られ、境界には弁座６が設けられる。ケーシング５には、駆動部７が付加される。
【００１７】
駆動部７にはダイヤフラム室８が設けられ、ダイヤフラム２が収納される。ダイヤフラム２は、ゴム製である。ダイヤフラム室８は、ダイヤフラム２によって仕切られ、一方側はケーシング５の二次側に連通する。この一方側には、弁棒４も収納される。弁棒４は、先端が弁体３に接続され、基端がダイヤフラム２の中央部分に接続される。ダイヤフラム室８で、ダイヤフラム２によって仕切られる他方側は、ばね９を収納する。ばね９は、ダイヤフラム２の中央付近を押圧する。ばね９によるダイヤフラム２への押圧力は、調整ねじ１０で調整することができる。
【００１８】
ダイヤフラム室８で、ダイヤフラム２の一方側の表面には二次圧が印加され、他方側の表面にはばね９の付勢力が印加される。弁棒４を介する弁体３は、ダイヤフラム２の一方側の表面に作用する力と、他方側の表面に作用する力との差の力で変位駆動される。弁体３と弁座６との関係を、二次圧によってダイヤフラム２の一方側の表面に与えられる力が、他方側への付勢力よりも大きくなると、開度が減少し、一方側の力が他方側の付勢力よりも小さくなると開度が増加するようにしておくと、図４に示すような整圧特性が得られる。ダイヤフラム２の他方側へのばね９の付勢力を、調整ねじ１０で変化させれば、二次圧も変化させることができる。すなわち、調整ねじ１０で、二次圧を設定することができる。
【００１９】
このような二次圧を設定し、流量が変動しても圧力変動を抑えることが可能な整圧器１は、たとえば都市ガスの配管網で、一次管路１１と二次管路１２との間に設置される。整圧器１を接続する一次管路１１および二次管路１２には、開閉弁１３，１４がそれぞれ設けられる。開閉弁１３，１４を閉じれば、整圧器１を取付けたり、取外したりする作業を、配管網の他の部分への影響が少ない状態で行うことができる。
【００２０】
整圧器１の二次側には、開閉弁１４との間を接続する連結管１５が設けられる。連結管１５は、二次管路１２と同等の内径を有する。連結管１５の途中から、連結管１５よりも小径の接続管１６が分岐する。接続管１６には、圧力計１７が接続され、接続管１６を介して、連結管１５内の圧力を計測することができる。接続管１６の先端にはコック１８が設けられ、大気に開放される状態と、手動のポンプ１９に連通する状態と、閉止する状態とを切換えることができる。ポンプ１９は、たとえば二連ゴム球式のものであり、大気を加圧して送込むことができる。このような直動式の整圧器１は、製造工場で出荷テストを行って二次圧を設定し、設置現場で簡単な作動テストを行っている。作動テストは、ポンプ１９で二次圧を印加し、整圧器１としての作動状態を確認することによって行う。
【００２１】
整圧器１に使用するダイヤフラム２はゴム膜を成形して形成するので、力が作用すると変形する。変形は、力に応じて変形し、力が解除されれば元に戻る弾性変形の成分と、力が解除されても変形状態が元に戻らない塑性変形の成分とを含む。ダイヤフラム２の使用状態では、二次圧側には前面に均等な圧力が印加されるのに対し、ばね９による付勢側には中央のばね付勢部分に集中して力が印加される。したがって、ダイヤフラム２の中央を除く部分には、ダイヤフラム室８のばね９を収納側の圧力と二次圧との差圧が印加される。図４に示すような整圧特性の変化は、この差圧による塑性変形によって生じるものと推定される。
【００２２】
図２は、ダイヤフラム２に一定の差圧を印加した状態での経過時間と変形量との関係を、経過時間を対数にして示す。変形量は、経過時間の対数に対してほぼ直線的な関係を有することが判明している。したがって、初期には比較的短時間で変形量が大きくなり、時間経過とともに変形量が小さくなる。たとえば、数日程度使用圧をダイヤフラム２に印加して保持すれば、以降の経年変化を小さくし、整圧器１の整圧特性を安定化させることが可能となる。
【００２３】
図３は、図１の構成で、整圧器１を新たに設置する際に、整圧特性を安定化させる概略的な手順を示す。ステップｓ０では、一次管路１１および二次管路１２を敷設し、開閉弁１３，１４を閉止するなどの準備を行って、手順を開始する。ステップｓ１では、整圧器１を設置する。整圧器１の二次圧は、製造工程の最後の出荷テストで設定されているものとする。ステップｓ２では、一次側の開閉弁１３を開く。ケーシング５の一次側には、都市ガスが導入される。同時に二次側にもガスが導入され、二次側が設定圧付近となれば弁が閉止する。一次圧は、たとえば数１００ｋＰａである。ステップｓ３では、コック１８を開いて、ポンプ１９を連結管１５に接続する状態とする。さらに、ポンプ１９もしくはコック１８によって連結管１５を介し、ケーシング５の二次側を調整する。圧力は、圧力計７で確認することができる。圧力が使用圧である二次圧に達すると、ステップｓ４で一定時間、たとえば数日間保持される。ステップｓ５では、性能検査として、従来と同様な作動テストが行われる。ステップｓ６では、作動テストの結果、特性良好であるか否かを判断する。特性良好でないと判断されれば、ステップｓ７で整圧器１を交換し、ステップｓ１に戻る。ステップｓ６で特性良好と判断されれば、ステップｓ８で、コック１８を大気に開放される状態に切換え、ポンプ１９によって導入される大気を、都市ガスでパージする。パージ終了後、ステップｓ９では、コック１８を閉止し、ステップｓ１０で二次側の開閉弁１４を開放し、ステップｓ１１で手順を終了する。
【００２４】
すなわち、本実施形態では、一次圧で供給される都市ガスを、予め設定される二次圧に減圧し、都市ガスの流量が変動しても二次圧の変動を抑える整圧器１には、ダイヤフラム２が組み込まれる。ダイヤフラム２は、使用圧と同等な圧力を加えた状態で保持するので、保持の間に初期変形を生じさせることができる。使用圧力での保持後にダイヤフラム２の性能検査を行って、良好な特性であると確認されたダイヤフラム２を使用するので、初期変形が生じている状態で性能を確認されたダイヤフラム２を整圧器２に使用することができ、使用後の変形を抑えて導管網への設置後の性能変化を抑えることができる。
【００２５】
また、保持および性能検査は、ダイヤフラム２を整圧器１に組み込んだ状態で行うので、良好な特性であると確認されたダイヤフラム２を、特性を損ねることなく、そのまま整圧器１に使用することができる。
【００２６】
ダイヤフラム２はゴム製であるので、使用圧を加えると塑性変形が生じて、初期変形が大きくなる。整圧器１は、常温での使用を想定している。ただし、日射に曝される道路に埋設されるような場合、５０℃程度まで使用温度が上昇することも考えられる。したがって、３０〜６０℃程度に温度を上昇させることが考えられる。いずれにしても、より高温にすれば、ゴムの塑性変形を加速させることができる。使用圧での保持を、熱を加えてゴムの塑性変形を加速して行うようにすれば、実際の保持時間は数時間程度で短くても、ダイヤフラム２としての特性を安定させることができる。温度の上昇は、たとえば図１のように設置した整圧器１に温風を吹付けたり、ヒータを設けて加温したりすることで可能となる。また、製造工程で、整圧器１に組込む前のダイヤフラム２のみに対して、治具を用いて使用圧を印加し、加温して保持するようにすることもできる。
【００２７】
以上のような実施の形態では、ダイヤフラム２を直動式の整圧器１に使用しているけれども、特許文献１のようなパイロットガバナのダイヤフラムであっても、本発明を適用することができるのはもちろんである。また、流体は都市ガスである場合について説明しているけれども、水などの液体を供給する導管網であっても、同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の一形態として、整圧器１およびその特性安定化処理のための構成を示す概略的な断面図である。
【図２】図１のダイヤフラム２に一定の差圧を印加した状態での経過時間と変形量との関係を、経過時間を対数にして示すグラフである。
【図３】図１の構成で、整圧器１を新たに設置する際に、整圧特性を安定化させる概略的な手順を示すフローチャートである。
【図４】ゴム製ダイヤフラムを使用している整圧器の整圧特性の例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２９】
１  整圧器
２  ダイヤフラム
３  弁体
９  ばね
１１  一次管路
１２  二次管路
１７  圧力計
１９  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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