(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、各整圧器の開度を検出する開度検出器１Ａ、１Ｂ、１Ｃと、各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５Ａ、５Ｂ、５Ｃと、該パイロット整圧弁５Ａ、５Ｂ、５Ｃの設定圧力を調節する調節器７Ａ、７Ｂ、７Ｃ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他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように調節器に指示する制御手段１１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
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【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、各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の設定圧力を調節する調節器と、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他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように前記調節器に指示する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】
制御手段は、作動状態にある整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力と同じ設定圧力になるように他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように前記調節器に指示することを特徴とする請求項１記載の複数系列整圧器制御システム。
【請求項３】
制御手段は、作動中の整圧器の開度が他の複数の作動中の整圧器の開度と予め定めた開度以上の差が生じたときに、当該整圧器の開度を他の複数の整圧器の開度と同じになるように調節器の設定圧力を調節することを特徴とする請求項１又は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。
【請求項５】
複数系列は、通常動作する常用系列と、通常は待機し、常用系列が動作を停止すると動作を開始する予備系列とを含み、制御手段は設定圧力の設定又は変更によって常用系列と予備系列を切り換えることができることを特徴とする請求項１〜４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、各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の設定圧力を調節する調節器と、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他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように前記調節器に指示する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、制御手段は、作動状態にある整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力と同じ設定圧力になるように他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように前記調節器に指示することを特徴とするものである。
【０００９】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、制御手段は、作動中の整圧器の開度が他の複数の作動中の整圧器の開度と予め定めた開度以上の差が生じたときに、当該整圧器の開度を他の複数の整圧器の開度と同じになるように調節器の設定圧力を調節す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。
【００１１】
（５）また、上記（１）〜（４）のいずれかに記載のものにおいて、複数系列は、通常動作する常用系列と、通常は待機し、常用系列が動作を停止すると動作を開始する予備系列とを含み、制御手段は設定圧力の設定又は変更によって常用系列と予備系列を切り換えることができることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
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、各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の設定圧力を調節する調節器と、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他の整圧器のパイロット整圧弁の設定圧力を調節するように前記調節器に指示する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】
【００１３】
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については機器を示す符号にＡを付けて表示し、同様にＢ、Ｃラインに付属する機器については機器を示す符号にそれぞれＢ、Ｃを付けて表示している。
【００１４】
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、整圧器本体部３Ａの開度を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５Ａと、パイロット整圧弁５Ａの設定圧力を調節する調節器７Ａと、Ａラインへのガスの通流を遮断する遮断弁９Ａ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、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調節器７Ａ、７Ｂ、７Ｃの設定圧力を設定又は変更し、また各ラインに設置された遮断弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの駆動制御をする制御装置１１と、制御装置１１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１３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。
【００１５】
＜整圧器本体部＞
本実施の形態の整圧器は、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１１に出力できるようになっている。
【００１６】
＜パイロット整圧弁＞
パイロット整圧弁５Ａは、整圧器本体部３Ａ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の開度を調整するものである。
パイロット整圧弁５Ａ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。また、パイロット整圧弁の設定圧力を、二次側の圧力よりも十分に低い圧力、例えばＰLowに設定すると二次側圧力がＰLowになるまで弁を閉じているので、実質的には常時閉状態となる。
パイロット整圧弁５Ａ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。
【００１７】
＜調節器＞
調節器７Ａは、パイロット整圧弁５Ａの設定圧力を調節する。この調節は制御装置１１から調節器７Ａに対して制御信号を出力することによって行われる。
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５Ａ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、ＰLow、Ｐsetのように予め決めておき、制御装置１１の制御信号によりこれらの値に調節する方法や、予め決めた値ではなく、制御装置１１が開度検出器１Ａに基づいて送信する制御信号により指示された任意の値に調節する方法がある。
【００１８】
＜遮断弁＞
遮断弁９Ａ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１１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。
【００１９】
＜制御装置＞
制御装置１１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、各ラインに設置された調節器７Ａ、７Ｂ、７Ｃの設定圧力を調節し、また各ラインに設置された遮断弁９Ａ、９Ｂ、９Ｃの駆動制御をする。
調節器７Ａ、７Ｂ、７Ｃの設定圧力の調節方法は種々の方法が考えられ、例示すると以下の方法である。
（１）あるラインに設置された整圧器の開度検出器の開度信号により、当該整圧器の開度が予め設定した開度を超えたときに、他のラインに設置された調節器の設定圧力を非作動状態である圧力ＰLowから作動状態となる圧力Ｐsetに設定する方法。
具体的に説明すると、Ａラインに設置された整圧器の開度検出器１Ａの開度信号により、Ａラインの整圧器の開度が予め設定した開度を超えたときに、Ｂラインに設置された調節器７Ｂの設定圧力を非作動状態である圧力ＰLowから作動状態となる圧力Ｐsetに設定する。
【００２０】
（２）あるラインに設置された整圧器の開度検出器の開度信号により、整圧器の開度が予め設定した開度を超えたときに、他のラインに設置された調節器の設定圧力を非作動状態である圧力ＰLowから徐々に高くし、高くする過程であるライン及び他のラインの整圧器の開度信号を入力して両ラインの整圧器の開度が概略同一となるように設定する方法。
具体的に説明すると、Ａラインに設置された整圧器の開度検出器１Ａの開度信号により、Ａラインの整圧器の開度が予め設定した開度を超えたときに、Ｂラインに設置された調節器７Ｂの設定圧力を非作動状態である圧力ＰLowから徐々に高くし、高くする過程でＡライン及びＢラインの整圧器の開度信号を入力して両ラインの整圧器の開度が概略同一となるように設定する。
【００２１】
＜遠隔監視装置＞
遠隔監視装置１３は、制御装置１１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１１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１１に対しては、各ラインに設置された７Ａ、７Ｂ、７Ｃの設定、調節の指示や、遮断弁９の制御の指示などができるようになっている。
【００２２】
＜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、この場合には下流圧力がＰsetとなるようにＡラインのパイロット整圧弁５Ａを設定する。そして、Ｂライン、Ｃラインの整圧器は、パイロット整圧弁５Ｂ、５Ｃの設定圧力をＰsetよりも十分に低い圧力ＰLowに設定して作動しないようにしておく。
各ラインのパイロット整圧弁５Ａ、５Ｂ、５Ｃの設定は、パイロット整圧弁５Ａ、５Ｂ、５Ｃに対して手動によって直接設定してもよいし、制御装置１１に対する信号入力により調節器７Ａ、７Ｂ、７Ｃに対して信号を出力することによって設定してもよいし、あるいは遠隔監視装置１３に対して入力し、これによって制御装置１１へ信号を送信することによって設定してもよい。
【００２３】
上記のように設定されると、Ａラインのパイロット整圧弁５Ａ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ラインの整圧器の弁のみが開き、Ｂ、Ｃラインの整圧器の弁は閉じたままとなり、整圧器の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５Ａからの駆動圧が大きくなり整圧器の開度が徐々に大きくなる。
制御装置１１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ラインの調節器７Ｂに対してパイロット整圧弁５Ｂの設定圧力をＰsetに変更する信号を出力する。調節器７Ｂはこの信号を入力してパイロット整圧弁５Ｂの設定圧力をＰLowからＰsetに変更する（Ｓ３）。これにより、Ｂラインの整圧器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。
【００２４】
さらに、ガス流量が増えた場合には、Ａ、Ｂラインの整圧器の開度が徐々に大きくなる。そして、制御装置１１は、整圧器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ラインの調節器７Ｃに対してパイロット整圧弁５Ｃの設定圧力をＰsetに変更する信号を出力する。調節器７Ｃはこの信号を入力してパイロット整圧弁５Ｃの設定圧力をＰLowからＰsetに変更する（Ｓ６）。これにより、Ｃラインの整圧器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。
【００２５】
Ｓ５の判断において、２台の整圧器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１１は、整圧器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ラインの整圧器の２台運転を継続する（Ｓ４）。（Ｓ８）の判断において、整圧器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には、Ｂラインの整圧器の調節器７Ｂの設定圧力をＰLowに変更し（Ｓ９）、再びＡラインの１台運転とする（Ｓ１）。
【００２６】
（Ｓ７）の３台運転中において、制御装置１１は、３台の整圧器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には、Ｃラインの整圧器の調節器７Ｃの設定圧力をＰLowに変更し（Ｓ１２）、再びＡ、Ｂラインの２台運転とする（Ｓ４）。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
また、上記の説明においては、制御装置１１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１３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の制御を補充的に行なえるようにしてもよい。
【００３１】
また、複数系列にて運転中に何らかの原因によりあるラインの整圧器の開度が他のラインの整圧器の開度と予め定めた以上の差が生じた場合には、その差が生じている調節器に対して制御装置１１から設定圧力の調節信号を出力して設定圧力を調節することにより、自動的に当該整圧器の開度を調整するようにしてもよい。
【００３２】
また、複数台の整圧器を運転している時には、先に述べた様に、全ての整圧器の開度がほぼ同じになる様に各調節器を微調整するが、このとき、このような調整によっても整圧器の開度をほぼ同じに合わせることが出来ない場合や、あるいは予め測定（設定）したＰsetと調節器の関係に比べて著しく調節器の値が異なるような場合には、当該整圧器を異常とみなして、当該整圧器の上流に設けた遮断弁を閉めるようにしてもよい。
【００３３】
また、上記の実施の形態においては、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３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１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１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】本発明の一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  パイロット整圧弁
７Ａ、７Ｂ、７Ｃ  調節器
９Ａ、９Ｂ、９Ｃ  遮断弁
１１  制御装置
１３  遠隔監視装置
【図１】
2009238028.tif 000003
【図２】
2009238028.tif 000004
【図３】
2009238028.tif 000005