(57)【要約】【課題】  現場弁の開閉検知に外部電源を必要としない現場弁監視装置を提供することである。【解決手段】  ディスク１４は、現場弁１１のハンドル１２に連動して回転し表面にスリットを有している。第１の圧電センサ１６ａは、弁棒１３のストロークの全開位置でディスク１４と接触し、現場弁１１のハンドル１３が全開位置と全閉位置との間で回転操作されたときにディスク１４のスリットで振動が与えられながら全開位置と全閉位置との間を移動する。また、第２の圧電センサ１６ｂは、弁棒１３のストロークの全閉位置でディスク１４と接触し、現場弁１１のハンドル１２が全閉位置で回転操作されたときにディスク１４のスリットで振動が与えられる。開閉判定装置１８は、第１の圧電センサ１６ａおよび第２の圧電センサ１６ｂで発生する電力に基いて、現場弁１１の開閉状態を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現場に設置される現場弁のハンドルに連動して回転し表面にスリットを有したディスクと、弁棒のストロークの全開位置で前記ディスクと接触し現場弁のハンドルが全開位置と全閉位置との間で回転操作されたときに前記ディスクのスリットで振動が与えられながら全開位置と全閉位置との間を移動する第１の圧電センサと、弁棒のストロークの全閉位置で前記ディスクと接触し現場弁のハンドルが全閉位置で回転操作されたときに前記ディスクのスリットで振動が与えられる第２の圧電センサと、前記第１の圧電センサおよび前記第２の圧電センサで発生する電力に基いて現場弁の開閉状態を判定する開閉判定装置とを備えたことを特徴とする現場弁監視装置。
【請求項２】
前記第１の圧電センサおよび前記第２の圧電センサで発生した電力を蓄える蓄電池を備えたことを特徴とする請求項１に記載の現場弁監視装置。
【請求項３】
前記蓄電池に蓄電された電力により駆動され、前記開閉判定装置の開閉判定結果を無線通信にて中継基地局へ伝送する無線通信装置を備えたことを特徴とする請求項２に記載の現場弁監視装置。
【請求項４】
前記無線通信装置は、現場弁ごとに異なる通信周波数を用いて無線通信することを特徴とする請求項３に記載の現場弁監視装置。
【請求項５】
現場弁の設置場所や弁番号などの現場弁の情報を記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の現場弁監視装置。
【請求項６】
前記開閉判定装置の開閉判定結果を表示する開閉状態表示装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現場弁監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現場に設置される現場弁の開閉状態を監視する現場弁監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所をはじめとする各種プラントでは制御に流体を用いるため、多くの弁を使用しているが、ニードル弁など手動で操作を行う弁の開閉状態は見た目では判断することが難しい。そのため、現状では弁の開閉操作を行った際に現在の開閉状態を表した札をつるす方式が用いられている。この方式では点検員や作業員の見落としにより間違って弁操作を行う場合も考えられ、安全上の観点から弁の開閉状態を確実に判定する方式の導入が望まれている。
【０００３】
弁開閉を検知し管理するものとして、手動弁の弁棒に円盤を取付け、その円盤が無接点方式の圧力スイッチを押圧することにより弁の開閉状態を監視するとともに、太陽電池を設け、その電力を用いて各装置を駆動させるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１８８７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、現場弁が設置されている場所は暗室の場合もあり、暗室の場合には十分に光量を確保できないので、太陽電池で充電を行うことができないことがある。その場合には、各装置を駆動することができなくなることがある。
【０００５】
本発明の目的は、現場弁の開閉検知に外部電源を必要としない現場弁監視装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の現場弁監視装置は、現場に設置される現場弁のハンドルに連動して回転し表面にスリットを有したディスクと、弁棒のストロークの全開位置で前記ディスクと接触し現場弁のハンドルが全開位置と全閉位置との間で回転操作されたときに前記ディスクのスリットで振動が与えられながら全開位置と全閉位置との間を移動する第１の圧電センサと、弁棒のストロークの全閉位置で前記ディスクと接触し現場弁のハンドルが全閉位置で回転操作されたときに前記ディスクのスリットで振動が与えられる第２の圧電センサと、前記第１の圧電センサおよび前記第２の圧電センサで発生する電力に基いて現場弁の開閉状態を判定する開閉判定装置とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第１の圧電センサおよび第２の圧電センサを用いて現場弁の開閉状態を監視し、その際、開閉操作に伴う第１の圧電センサおよび第２の圧電センサでの発電による電力により、開閉状態の判定を行うので、外部電源を一切必要とせずに現場弁を監視することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる現場弁監視装置の構成図である。現場弁１１はハンドル１２を回転させて弁棒１３のストロークを変化させて全開および全閉の操作が行われる。ハンドル１２の下部の弁棒１３にはハンドル１２に連動して回転するディスク１４が取り付けられており、このディスク１４の表面にはスリットが形成されている。
【０００９】
また、ディスク１４と対面する位置に設けられた保持台１５には、第１の圧電センサ１６ａと第２の圧電センサ１６ｂとが保持されている。第１の圧電センサ１６ａは保持台１５に弾性体１７を介して取り付けられており、ハンドル１２が回転操作され全開位置と全閉位置との間を移動したときに、第１の圧電センサ１６ａはディスク１４を介してハンドル１２と連動し全開位置と全閉位置との間を移動する。
【００１０】
すなわち、弾性体１７が伸びきった状態では、第１の圧電センサ１６ａは弁棒１３のストロークの全開位置にありディスク１４と接触している。この状態からハンドル１２を全閉方向に回転させたときは、回転するディスク１４と接触状態を保ちながらディスク１４により押圧力を受けて弾性体１７は圧縮され、第１の圧電センサ１６ａは全閉方向に移動する。逆に全閉位置から全開方向には弾性体１７の圧縮が開放されながら、第１の圧電センサ１６ａは全開方向に移動することになる。これにより、第１の圧電センサ１６ａはディスク１４のスリットで振動が与えられながら全開位置と全閉位置との間を移動することになる。
【００１１】
一方、第２の圧電センサ１６ｂは弁棒１３のストロークの全閉位置に設けられ、弁棒１３のストロークの全閉位置でディスク１４と接触する。そして、現場弁１１のハンドル１２が全閉位置で回転操作されたときにディスク１４のスリットで振動が与えられる。
【００１２】
このように、第１の圧電センサ１６ａ、第２の圧電センサ１６ｂは、それぞれ弁棒１３のストロークの最大、最小箇所で弁棒１３に取り付けられたディスク１４に接触するように設置されている。その際、弁棒１３のストロークが最大では現場弁１１は全開となり、最小では全閉となる。現場弁１１のハンドル１２を回転させると弁棒１３に固定したディスク１４も連動して回転し、スリットにより第１の圧電センサ１６ａまたは第２の圧電センサ１６ｂに振動を与えることになる。
【００１３】
第１の圧電センサ１６ａ、第２の圧電センサ１６ｂは振動が与えられると、微弱電流を発生させるものであり、開閉判定装置１８は、第１の圧電センサ１６ａおよび第２の圧電センサ１６ｂで発生する電力を入力し、この電力に基いて現場弁の開閉状態を判定する。また、蓄電池１９は第１の圧電センサ１６ａおよび第２の圧電センサ１６ｂで発生した電力を蓄えるものであり、現場に配置される開閉判定装置１８や無線通信装置２０や記憶装置２１等に駆動電源を供給する。
【００１４】
現場弁１１が設置されている場所は、外部電源が用いることができない場合があるので、第１の圧電センサ１６ａおよび第２の圧電センサ１６ｂで発生した電力を蓄電池１９に蓄えて、現場に配置される開閉判定装置１８や無線通信装置２０や記憶装置２１等の駆動電源として使用する。例えば、蓄電池１９ではなく充電池の場合は定期的に交換する必要があり、充電池の残量にばらつきがあるため交換時期を判定することが難しい。一方、太陽電池を用いて電源を供給することも考えられるが、太陽電池の場合は現場弁１１が設置されている場所は必ずしも明るい場所だけではなく、また、発電に十分な光量を確保することも難しい。そこで、第１圧電センサ１６ａ、第２の圧電センサ１６ｂで発電した電力を蓄電池１９に充電することとした。
【００１５】
無線通信装置２０は、開閉判定装置１８の開閉判定結果を無線通信にて中継基地局２２へ伝送するものであり、記憶装置２１は、現場弁１１の設置場所や弁番号などの現場弁１１の情報を記憶するものである。
【００１６】
無線通信装置２０は、蓄電池１９に蓄電された電力により駆動され、開閉判定装置１８の開閉判定結果を無線通信にて中継基地局２２へ伝送する。この場合、無線通信装置２０は、現場弁１１ごとに異なる通信周波数を用いて無線通信する。これは、現場に設けられた複数個の現場弁１１からの開閉判定結果を同時通信できるようにするためである。
【００１７】
このように、開閉判定装置１８によって得た現場弁１１の開閉情報を無線通信装置２０により無線通信を用いて中継基地局２２へ伝送する。現場弁１１の設置場所は、有線を引くことができない場所も考えられるので、開閉判定装置１８で得た現場弁１１の開閉情報を同じ室内に設置した中継基地局２２へ無線通信装置２０を用いて伝送する。中継基地局２２で受信した開閉情報は有線により監視室へ伝送される。これにより、中継基地局２２から離れた場所に現場弁１１がある場合でも、その現場弁の開閉状態を伝送することができる。なお、無線通信方式には、無線ＬＡＮや特定小電力などの方式を用いても良い。
【００１８】
複数の現場弁１１に対しても同時に開閉状態を検知することができるようにするため、無線通信装置２０による無線通信では、限られたエリアであれば通信周波数を変えることにより複数の対象と通信を行うことができるので、本発明の実施の形態では、同一室内に複数の現場弁１１が設置されている場合でも、通信周波数をそれぞれずらして設定することにより複数の現場弁と同時通信を行う。
【００１９】
ここで、記憶装置２１には、現場弁１１の設置場所や弁番号、現在の開閉状態などの情報が記憶されている。現場弁１１にはそれぞれ弁番号があり、点検員や作業員への現場弁の開閉指示は弁番号を用いて行われる。そこで、この弁番号などの情報を記憶装置２１に記憶しておき、無線通信で現場弁１１の開閉状態を伝送する際に、この記憶装置２１に記憶している弁番号なども併せて伝送する。
【００２０】
次に、現場には開閉状態表示装置２３が設けられており、開閉判定装置１８の開閉判定結果を表示する。例えば、開閉状態表示装置２３は表示部とボタンとを有し、現場弁１１の現在の開閉状態を表示するときは、ボタンを押すことにより現場弁１１の現在の開閉状態を表示部に表示する。現場弁の現在の開閉状態は見た目では判断が難しいが、本発明の実施の形態では、現在の開閉状態は記憶装置２１に記憶されているので、その情報を用いて表示する。また、ボタンを押したときのみ表示し消費電力を抑制している。また、記憶装置２１に記憶されている開閉状態を読み出すことにより、現在の開閉状態を現場でも確認することが可能である。なお、記憶装置２１にはＲＡＭなどのデバイスを用いても良い。
【００２１】
次に、開閉判定装置１８の判定処理について説明する。図２は開閉判定装置１８の判定処理内容を示すフローチャートである。まず、第１の圧電センサ１６ａは発電状態か否かを判定する（Ｓ１１）。発電状態であるときはディスク１４のスリットにより第１の圧電センサ１６ａに振動が加えられている状態であり、ハンドル１２が操作されている状態である。
【００２２】
そこで、第１の圧電センサ１６ａが発電しているときは第２の圧電センサ１６ｂは発電状態か否かを判定する（Ｓ１２）。第１の圧電センサ１６ａおよび第２の圧電センサ１６ｂが共に発電状態であるときは、ハンドル１２が全閉位置に到達した状態であるので、全閉情報を無線通信装置２０や記憶装置２１に伝送する（Ｓ１３）。一方、第１の圧電センサ１６ａだけが発電状態であるときは開閉動作中であると判定し（Ｓ１４）、第１の圧電センサ１６ａが発電を停止したか否かを判定する（Ｓ１５）。第１の圧電センサ１６ａが発電状態から発電を停止したときは、ハンドル１２が全開位置に到達した状態であるので、全開情報を無線通信装置２０や記憶装置２１に伝送する（Ｓ１６）。これにより、開閉判定装置１８により現場弁１１の開閉状態を検知することができる。
【００２３】
本発明の実施の形態によれば、現場弁１１の開閉状態を第１圧電センサ１６ａ、第２の圧電センサ１６ｂで検知し、開閉操作時に、第１圧電センサ１６ａ、第２の圧電センサ１６ｂで発電した電力を蓄電池１９に充電し、その電力を用いて開閉判定装置１８や無線通信装置２０を駆動させて開閉情報を室内の中継基地局２２へ伝送する。これにより、現場弁１１の開閉状態を外部電源を一切使用せずに検知可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係わる現場弁監視装置の構成図。
【図２】本発明の実施の形態における開閉判定装置の判定処理内容を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００２５】
１１…現場弁、１２…ハンドル、１３…弁棒、１４…ディスク、１５…保持台、１６…圧電センサ、１７…弾性体、１８…開閉判定装置、１９…蓄電池、２０…無線通信装置、２１…記憶装置、２２…中継基地局、２３…開閉状態表示装置
【図１】
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【図２】
2007032771.tif 000004