(57)【要約】【課題】整圧器を複数の系列に分けて設置する複数系列整器において、各整圧器の破損の危険を可及的に防止できる複数系列整圧器制御システムを提供する。【解決手段】複数系列に配置された複数の整圧器を制御するシステムであって、各整圧器３Ａ、３Ｂ、３Ｃの開度を検出する開度検出器１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、複数の整圧器３Ａ、３Ｂ、３Ｃの開度を設定圧力及び二次側圧力に基づいて調整するパイロット整圧弁７と、パイロット整圧弁７から各整圧器３Ａ、３Ｂ、３Ｃに至る各流路にそれぞれ設けられて該流路を開閉操作する操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃと、作動状態にある整圧器の開度検出器の信号を入力して該入力値に基づいて前記操作弁の開閉制御を行なう制御手段１３とを備えたことを特徴とする複数系列整圧器制御システム。【選択図】  図１
2009301257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数系列に配置された複数の整圧器を制御するシステムであって、各整圧器の開度を検出する開度検出器と、前記複数の整圧器の開度を設定圧力及び二次側圧力に基づいて調整するパイロット整圧弁と、該パイロット整圧弁から前記各整圧器に駆動圧力を導入する各流路にそれぞれ設けられて該流路を開閉操作する操作弁と、作動状態にある整圧器の開度検出器の信号を入力して該入力値に基づいて前記操作弁の開閉制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とする複数系列整圧器制御システム。
【請求項２】
パイロット整圧弁の設定圧力を調整する調節器を有し、該調節器は制御手段の制御信号によって前記パイロット整圧弁の設定圧力を調節することを特徴とする請求項１に記載の複数系列整圧器制御システム。
【請求項３】
パイロット整圧弁を複数設け、制御手段によってこれら複数のパイロット整圧弁のうちのいずれかを作動可能に選択できることを特徴とする請求項１または２に記載の複数系列整圧器制御システム。
【請求項４】
制御手段に入力されている開度検出器の情報を取得して各整圧器の作動状態を監視する遠隔監視装置を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の複数系列整圧器制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば都市ガスなどの管路系に設けられて、一次側の流体圧力を二次側の流体圧力に減圧し、流量変動に対して二次側の圧力の変動を抑制する整圧器に関し、より具体的には整圧器を複数の系列に分けて設置する複数系列整圧器の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ガスを供給する配管系では、ガス圧力を複数段階に分けて供給するため、ガス圧力を高圧側である一次側から低圧側である二次側に減圧する箇所には整圧器が設置される。このような整圧器は、ガバナとも呼ばれ、ガスの流量が変動しても二次側での圧力の変動は小さくなるように、弁の開度を自動的に調整する機構を備える。
【０００３】
そして、単独の整圧器では流量が不足する場合には、整圧器を複数系列設け、複数の整圧器の下流圧力設定値を同じ値に設定することにより、複数の整圧器を作動させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４１１９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
整圧器は、パイロット減圧弁による設定圧力Ｐになる様に自動的に制御されるため、設定圧力Ｐ１の常用系が作動していれば、Ｐ１より低い設定圧力Ｐ２の予備系は停止している。また、１台の整圧器で、能力（流量）が不足する場合には、複数（常用２台以上）の整圧器を設け、複数台の常用整圧器の設定圧力を同じにすることで、大流量に対応している。
【０００５】
しかしながら、複数の整圧器の設定圧力を同じ圧力に設定することは現実には難しく、また経時的な設定圧力の狂い等も生じるため、複数の整圧器の開度に差が生じ、極端な場合には特定の整圧器が全開となってしまうことも考えられる。
全開状態では、弁体が弁座から最も上方に離れた状態になり、この状態は弁体をストッパーによって機械的に拘束することによって行われる。そのため、弁体の全開状態が頻繁に行なわれたり、あるいは急速に行なわれたりすると弁体がストッパーに衝突することで破損する可能性がある。このため、一般に整圧器を選定する場合には、選定流量における開度を８０％程度とすることが推奨され、容量の大きな整圧器を用いることで対応しているのが現状である。
【０００６】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、整圧器を複数の系列に分けて設置する複数系列整器において、各整圧器の破損の危険を可及的に防止できる複数系列整圧器制御システムを提供す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）本発明に係る複数系列整圧器制御システムは、複数系列に配置された複数の整圧器を制御するシステムであって、各整圧器の開度を検出する開度検出器と、前記複数の整圧器の開度を設定圧力及び二次側圧力に基づいて調整するパイロット整圧弁と、該パイロット整圧弁から前記各整圧器に駆動圧力を導入する各流路にそれぞれ設けられて該流路を開閉操作する操作弁と、作動状態にある整圧器の開度検出器の信号を入力して該入力値に基づいて前記操作弁の開閉制御を行なう制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
なお、パイロット整圧弁の設定圧力の調整というときの、「調整」は設定、変更を含む概念である。
【０００８】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、パイロット整圧弁の設定圧力を調整する調節器を有し、該調節器は制御手段の制御信号によって前記パイロット整圧弁の設定圧力を調節することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、パイロット整圧弁を複数設け、制御手段によってこれら複数のパイロット整圧弁のうちのいずれかを作動可能に選択できることを特徴とするものである。
【００１０】
（４）また、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のものにおいて、制御手段に入力されている開度検出器の情報を取得して各整圧器の作動状態を監視する遠隔監視装置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、各整圧器の開度を検出する開度検出器と、複数の整圧器の開度を設定圧力及び二次側圧力に基づいて調整するパイロット整圧弁と、該パイロット整圧弁から前記各整圧器に駆動圧力を導入する各流路にそれぞれ設けられて該流路を開閉操作する操作弁と、作動状態にある整圧器の開度検出器の信号を入力して該入力値に基づいて前記操作弁の開閉制御を行なう制御手段とを備えたことにより、複数系列の整圧器を、ガス流量が増減した場合において、作動している整圧器の開度を全てほぼ同じ開度に保ちながら運転することが可能となり、特定の整圧器の開度が全開になることを防止でき、全開になることに起因する損傷を防止できる。
【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複数系列整圧器制御システムの説明図である。本実施の形態に係る複数系列整圧制御システムは、複数系列に配置された複数の整圧器を制御するシステムであり、系列数は特に特に限定されないが、図１においては３系列（Ａ、Ｂ、Ｃライン）を図示している。なお、図１において、Ａラインに付属する機器及びＡラインに付属する機器に関連する機器についてはこれを示す符号にＡを付けて表示し、同様にＢ、Ｃラインに付属する機器等についてはこれらを示す符号にそれぞれＢ、Ｃを付けて表示している。
【００１３】
本実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムのＡラインには、開度検出器１Ａを有する整圧器本体部３Ａと、Ａラインへのガスの通流を遮断する遮断弁５Ａとを備えている。
Ｂライン、Ｃラインについても、図１に示されるように、Ａラインに設置されている機器と同様の機器が設置されている。
また、本実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムは、整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの開度を、それぞれの設定圧力及び圧力計４によって検出される二次側圧力Ｐ１に基づいて調整するパイロット整圧弁７と、パイロット整圧弁７から整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃに駆動圧力を導入するための各流路９Ａ、９Ｂ、９Ｃと、各流路９Ａ、９Ｂ、９Ｃのそれぞれ設けられて該流路９Ａ、９Ｂ、９Ｃを開閉操作する操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃとを備えている。
また、二次側の圧力Ｐ１、各ラインに設置された開度検出器１Ａ、１Ｂ、１Ｃの開度情報を入力して、各ラインに設置された操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの開閉を制御する制御装置１３と、制御装置１３と信号の送受信ができるように設置された遠隔監視装置１５を備えている。
以下、各装置の構成をさらに詳細に説明する。なお、各ラインに設置された機器は同一の機能のものであることから、以下の説明ではＡラインに設置された機器を例に挙げて説明する。
【００１４】
＜整圧器本体部＞
本実施の形態の整圧器本体部３Ａは、いわゆるローディングタイプの整圧器であり、駆動圧力が増大すると、二次側圧力と主スプリングの合成力からなる締切力を駆動圧力が上回り、弁の開度が増大するタイプのものである。
整圧器本体部３Ａには、開度を検出する開度検出器１Ａが設けられており、開度検出器１Ａの開度信号が制御装置１３に出力できるようになっている。
【００１５】
＜パイロット整圧弁＞
パイロット整圧弁７は、整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの開度を設定圧力及び二次側圧力に基づいて駆動圧力を調整し、これによって整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの開度を調整するものである。
パイロット整圧弁７は、設定圧力を例えばＰsetに設定すると、二次側の圧力がＰsetになるように駆動圧力を自律的に調整する。
パイロット整圧弁７の圧力設定は、一般的にはバネの付勢力を調整することによって行なうが、これに限られるものではない。
なお、パイロット整圧弁７には一次圧力が導入されるが、その導入流路には開閉弁１６が設けられている。
【００１６】
＜遮断弁＞
遮断弁５Ａは、Ａラインに設けた整圧器に異常が生じた場合などに、制御装置１３の制御信号に基づいてＡラインの流路を閉止するものである。
【００１７】
＜制御装置＞
制御装置１３は、二次側の圧力Ｐ１、各ラインに設置された開度検出器１Ａ、１Ｂ、１Ｃの開度情報を入力して、各流路９Ａ、９Ｂ、９Ｃに設置された操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの開閉を制御する。
操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの開閉制御方法としては、例えば当初操作弁１１Ａを開、操作弁１１Ｂ、１１Ｃを閉にしておき、開度検出器１Ａの開度信号により、整圧器本体部３Ａの開度が予め設定した開度を超えたときに、操作弁１１Ｂを開にする。
【００１８】
＜遠隔監視装置＞
遠隔監視装置１５は、制御装置１３との信号の送受信ができるように設置されるものであって、通常は整圧器が設置されているガバナステーションから離れた遠隔地に配置されている。制御装置１３からは、各ラインに設置された整圧器の開度信号、設定圧力などの情報を受け取り、制御装置１３に対しては、各操作弁１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃの制御指示ができるようになっている。
【００１９】
＜動作説明＞
図２は本実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムの動作を説明するフローチャートである。以下、図２に基づいて本実施の形態の複数系列整圧器制御システムの動作を説明する。
ガスの流量が少ないときには、複数系列の整圧器のうちのどれか１台のみ（例えばＡラインの整圧器）を作動させればよく、この場合にはパイロット整圧弁７を下流圧力がＰsetとなるように設定すると共に操作弁１１Ａを開とし、操作弁１１Ｂ、１１Ｃを閉とする。
【００２０】
上記のように設定されると、パイロット整圧弁７は二次圧力Ｐ１がＰsetとなるように駆動圧力を自律的に調整して作動し、Ａラインの整圧器本体部３Ａの弁のみが開き、Ｂ、Ｃラインの整圧器本体部３Ｂ、３Ｃの弁は閉じたままとなり、整圧器本体部３Ａの１台運転となる（Ｓ１）。
ガス流量が増加した場合は、パイロット整圧弁７からの駆動圧が大きくなり整圧器本体部３Ａの開度が徐々に大きくなる。
制御装置１３は、整圧器の開度があらかじめ定めた開度（Ｘmax）に達しているかどうかを判断し（Ｓ２）、開度（Ｘmax）に達していると判断した場合には、他のライン、例えばＢラインの操作弁１１Ｂを開にする信号を出力し、操作弁１１Ｂを開にする（Ｓ３）。
これにより、流路９Ｂを介してパイロット整圧弁７と整圧器本体部３Ｂが連通し、整圧器本体部３Ｂに駆動圧力が導入され、Ｂラインの整圧器本体部３Ｂの開度が徐々に増大し、ガスがＢラインにも流れ、これによってＡラインの整圧器本体部３Ａの開度が徐々に小さくなり、Ａ、Ｂラインの整圧器の２台運転となる（Ｓ４）。
【００２１】
さらに、ガス流量が増えた場合には、Ａ、Ｂラインの整圧器本体部３Ａ、３Ｂの開度が徐々に大きくなる。そして、制御装置１３は、整圧器本体部３Ａ、３Ｂの何れかの開度があらかじめ定めた最大開度（Ｘmax）に達しているかどうかを判断し（Ｓ５）、整圧器本体部３Ａ、３Ｂの何れかの開度が開度（Ｘmax）に達していると判断したときには、Ｃラインの操作弁１１Ｃを開にする信号を出力し、操作弁１１Ｃを開にする（Ｓ６）。これにより、Ｃラインの整圧器本体部３Ｃの開度が徐々に増大し、ガスがＣラインにも流れ、これによってＡ、Ｂラインの整圧器の開度が徐々に小さくなり、Ａ、Ｂ、Ｃラインの整圧器の３台運転となる（Ｓ７）。
【００２２】
Ｓ５の判断において、２台の整圧器本体部３Ａ、３Ｂの何れの開度も開度（Ｘmax）に達していないと判断された場合には、制御装置１３は、整圧器本体部３Ａ、３Ｂの何れかの開度が予め設定した最小開度（Ｘmin）以下であるかどうかを判断し（Ｓ８）、いずれの整圧器本体部の開度も最小開度（Ｘmin）を超えている場合（ＮＯ判断の場合）には、Ａ、Ｂラインの整圧器３Ａ、３Ｂの２台運転を継続する（Ｓ４）。（Ｓ８）の判断において、整圧器３Ａ、３Ｂの何れかの開度が最小開度（Ｘmin）以下であると判断された場合（ＹＥＳの判断の場合）には、操作弁１１Ｂを閉にして（Ｓ９）、再びＡラインの１台運転とする（Ｓ１）。
【００２３】
（Ｓ７）の３台運転中において、制御装置１３は、３台の整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの何れかの開度が予め設定した最小開度（Ｘmin）以下であるかどうかを判断し（Ｓ１１）、いずれの整圧器本体部の開度も最小開度（Ｘmin）を超えている場合（ＮＯ判断の場合）には、整圧器の３台運転を継続する（Ｓ７）。（Ｓ１１）の判断において、整圧器本体部３Ａ、３Ｂ、３Ｃの何れかの開度が最小開度（Ｘmin）以下であると判断された場合（ＹＥＳの判断の場合）には、操作弁１１Ｃを閉にして（Ｓ１２）、再びＡ、Ｂラインの２台運転とする（Ｓ４）。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、最大で３台運転となることを前提としているので、（Ｓ７）の３台運転中において整圧器本体部の何れかの開度があらかじめ定めた最大開度（Ｘmax）に達しているかどうかを判断する動作はないが、４台以上の運転を前提とする場合には前述した（Ｓ５）と類似の判断を行うことになる。
【００２５】
以上のように、本実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムによれば、複数系列の整圧器を、ガス流量が増減した場合において、作動している整圧器本体部の開度を全てほぼ同じ開度に保ちながら運転することが可能となり、特定の整圧器本体部の開度が全開になることを防止でき、全開になることに起因する損傷を防止できる。
【００２６】
なお、上記の説明においては、Ａ、Ｂ、Ｃの３つのラインを設ける例を示したが、本発明においては設けるライン数は特に限定されない。
また、仮にｎライン設けた場合には、ｎ−１ラインを常用ラインとし、ｎラインを予備ラインとして使用してもよい。予備ラインを設ける場合には、いずれのラインを予備ラインにするかを固定してもよいし、運転状況に応じて常用と非常を切り替えるようにしてもよい。
【００２７】
また、上記の説明においては、制御装置１３に入力される開度情報や圧力情報に基づいて自動制御が行なわれる例を示したが、遠隔監視装置１５から制御装置に指示信号を入力できるようにし、これに基づいて各ラインの整圧器本体部の制御を補充的に行なえるようにしてもよい。
【００２８】
また、複数台の整圧器本体部を運転している時には、先に述べた様に、全ての整圧器本体部の開度がほぼ同じになるはずであるが、整圧器本体部の開度がほぼ同じにならずに特定の整圧器本体部の開度が他の整圧器本体部に比較して予め定めた範囲を超えて異なっているような場合には、当該整圧器本体部を異常とみなして、当該整圧器本体部の上流に設けた遮断弁を閉めるようにしてもよい。
【００２９】
パイロット整圧弁７の設定は、パイロット整圧弁７に対して手動によって直接設定してもよいし、パイロット整圧弁７に調節器（図示なし）を設置し、制御装置１３から調節器に制御信号を出力して設定してもよいし、あるいは遠隔監視装置１５に対して設定圧力値を入力し、この設定圧力値の信号を制御装置１３へ送信し、さらに制御装置１３から調節器に制御信号を出力して設定して設定してもよい。
なお、調節器による調節方法は、特に限定されないが、一般的にはパイロット整圧弁７のバネの付勢力を調整することで行なう。また、調節による設定圧力の決め方については、例えば、Ｐsetのように予め決めておき、制御装置１３の制御信号によりこれらの値に調節するようにすればよい。
【００３０】
［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係る複数系列整圧器制御システムの説明図であり、実施の形態１を示した図１と同一部分には同一の符号を付してある。本実施の形態に係る複数系列整圧制御システムは、実施の形態１に示したものに対してパイロット整圧弁１７を追加して、パイロット整圧弁を２台にしたものである。
具体的には、一次圧力を導入する流路を２系列とし、各流路にパイロット選択弁１９、２１をそれぞれ設けたものである。そして、パイロット選択弁１９、２１は制御装置１３の制御信号により、各流路を開閉する。
【００３１】
上記のように構成された本実施の形態においては、常時はパイロット選択弁１９を開、パイロット選択弁２１を閉にすることにより、パイロット整圧弁７を常用とし、パイロット整圧弁１７を予備として使用することができる。もっとも、制御装置１３の制御信号により、パイロット選択弁１９、２１の開閉を所定の間隔で切り換えることにより、常用と予備の平準化を図ることができる。
【００３２】
また、２台のパイロット整圧弁７、１７の設定圧力を異なる値にしておき、パイロット選択弁１９、２１によって所望の設定圧力のパイロット整圧弁を選択することで、調節器を用いないで、下流圧力を切り替えることも出来る。
【００３３】
なお、上記の実施の形態１、２においては、いわゆるローディングタイプの整圧器について説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、いわゆるアンローディングタイプの整圧器であっても同様に適用できる。アンローディングタイプの整圧器の場合には、駆動圧力が増大すると、駆動圧力とスリーブの張力との合成力からなる締切力がスリーブを開口させようとする一次側圧力を上回り、開度が減少するという動作が行なわれる。
図４はアンローディングタイプの場合において本発明を適用した実施の形態の構成を示したものであり、図３と同一又は相当する部分には同じ符号を付してあり、各構成機器は図３に示したものと同様であり、その動作、機能も同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムの説明図である。
【図２】図１に示した複数列整圧器制御システムの動作説明図である。
【図３】本発明の他の実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムの説明図である。
【図４】図３に示した他の実施の形態に係る複数系列整圧器制御システムの他の態様の説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  開度検出器
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  整圧器本体部
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  遮断弁
７、１７パイロット整圧弁
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ  操作弁
１３  制御装置
１５  遠隔監視装置
【図１】
2009301257.tif 000003
【図２】
2009301257.tif 000004
【図３】
2009301257.tif 000005
【図４】
2009301257.tif 000006