JP2003185405A - ガバナ開閉量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガバナ装置の弁体の開閉量を安全に且つ正確
に計測することができるガバナ開閉量測定装置を提供す
ること。 【解決手段】 流入側流路１４及び流出側流路１６を有
するガバナハウジング８と、これら流路１６，１８の間
に配設された弁座部１８と、弁座部１８の開口を制御す
るための弁体２０と、弁体２０との開閉量を測定するた
めの開閉量測定手段７３と、を備えたガバナ開閉量測定
装置。開閉量測定手段７３は、ガバナハウジング８に取
り付けられたコイル体７４と、弁体２０と一体的にコイ
ル体７４に対して移動する金属部材９２と、コイル体に
高周波発振信号を送給するための高周波発振手段と、高
周波発振手段の出力信号を処理して前記弁体の開閉量に
対応する測定信号として出力するための信号処理手段と
を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガバナ装置の弁体
の開閉量を測定するガバナ開閉量測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、燃料用ガスとしての都市ガス
は、ガス製造所から高圧（例えば、４．０ＭＰａ）で供
給され、その後中圧（例えば、０．５ＭＰａ）に減圧さ
れ、更に低圧（例えば、２．０ＫＰａ）に減圧され、低
圧に減圧された都市ガスが各家庭に供給される。このよ
うな都市ガス供給ラインでは、例えば高圧から中圧に減
圧する部位に、減圧弁としてのガバナ装置が配設され
る。即ち、高圧の都市ガスが流れる一次側配管（一次側
流路）と、中圧の都市ガスが流れる二次側配管（二次側
流路）との間にガバナ装置が配設される。

【０００３】このようなガバナ装置は、ガバナハウジン
グを備え、このガバナハウジングには、一次側流路に接
続される流入側流路と、二次側流路に接続される流出側
流路とが設けられている。また、流入側流路と流出側流
路との間には弁座部が設けられ、この弁座部に、その開
口を開閉制御するための弁体が配設されている。このガ
バナ装置においては、弁体が弁座部から離れる方向に移
動すると、弁座部と弁体との間を通して流れる都市ガス
の流量が多くなり、一方弁体が弁座部に近接する方向に
移動すると、弁座部と弁体との間を通して流れる都市ガ
スの流量が少なくなり、このように都市ガスの流量を制
御することによって、一次側流路を流れる都市ガスが高
圧から所定の中圧に減圧されてして二次側流路に送給さ
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような都市ガス供
給ラインを管理するガス供給業者は、管理センターから
ガバナ装置の弁体の開閉量を監視しており、このことに
関連して、ガバナ装置には、ガバナ開閉量を測定するた
めのガバナ開閉量測定装置が付設され、この測定装置の
測定信号が管理センターに送給されるように構成されて
いる。

【０００５】従来のこの種の測定装置は、弁体と一体的
に移動するスケール板と、発光素子及び受光素子の組合
せからなる光学センサとを備ている。スケール板には間
隔をおいて複数個のスリットが設けられ、光学センサの
発光素子はスケール板の片側に配設され、その受光素子
はスケール板の他側に配設され、発光素子からの光がス
ケール板のスリットを通して受光素子に受光されるよう
に構成されている。

【０００６】ところが、上述した構成の測定装置では、
弁体の開閉量が急激に変化したとき等においては、光学
的センサがスケール板の移動量に対応するスリット数を
正確に検知することができないおそれがあり、このよう
なことから、弁体の開閉量を正確に測定することができ
る測定装置の実現が望まれていた。

【０００７】本発明の目的は、ガバナ装置の弁体の開閉
量を安全に且つ正確に計測することができるガバナ開閉
量測定装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、圧力の高い流
体が流れる一次側流路に接続される流入側流路及び圧力
が低い流体が流れる二次側流路に接続される流出側流路
を有するガバナハウジングと、前記流入側流路と前記流
出側流路の間に配設された弁座部と、前記弁座部の開口
を制御するための弁体と、前記弁体との開閉量を測定す
るための開閉量測定手段と、を備えたガバナ開閉量測定
装置であって、前記開閉量測定手段は、前記ガバナハウ
ジングに取り付けられたコイル体と、前記弁体と一体的
に前記コイル体に対して移動する金属部材と、前記コイ
ル体に高周波発振信号を送給するための高周波発振手段
と、前記高周波発振手段の出力信号を処理して前記弁体
の開閉量に対応する測定信号として出力するための信号
処理手段とを備え、前記弁体の開閉動によって前記コイ
ル体に対する前記金属部材の相対的位置が変位すると、
前記金属部材に発生する渦電流損が変動して前記高周波
発振手段の前記出力信号が変化し、前記信号処理手段
は、前記出力信号の変化を利用して前記弁体の開閉量に
対応する測定信号を生成することを特徴とする。

【０００９】本発明に従えば、弁体の開閉量を測定する
ための開閉量測定手段は、ガバナハウジングに取り付け
られたコイル体と、このコイル体に対して移動する金属
部材とを備え、この金属部材が弁体と一体的に移動され
る。コイル体には高周波発振手段からの出力信号、即ち
高周波発振信号が供給され、信号処理手段は、高周波発
振手段からの出力信号の変化を利用して弁体の開閉量に
対応する所定の測定信号を生成する。金属部材を近接さ
せた状態でコイル体に高周波発振信号を供給すると、発
生した磁界に直交する方向に金属部材内に起電力が誘起
され、この誘起される電流はコイル体に流れる電流に比
例する。このことは、磁束を介して結合された金属部材
に供給される高周波発振電流（電圧）のレベルが一定で
あると、金属部材に誘起される電圧（或いは電流）がコ
イル体から損失したことになる（渦電流損が発生す
る）。このようなことから、コイル体に対する金属部材
の相対的位置によって渦電流損が変化し、弁体の開閉動
によって金属部材が例えばコイル体の基部側に位置する
ときには、高周波発振手段の出力信号のレベル、例えば
電圧が小さくなるに対し、この金属部材が例えばコイル
体の先端側に位置するときには、高周波発振手段の出力
信号のレベルが大きくなり、この出力信号の変化を利用
して弁体の開閉量を正確に測定することができる。

【００１０】また、本発明では、前記金属部材はリング
状又はスリーブ状に形成され、前記コイル体は円筒状に
形成され、前記金属部材が前記コイル体の外周面に対向
してその軸線方向に移動されることを特徴とする。

【００１１】本発明に従えば、金属部材がリング状又は
スリーブ状に形成され、この金属部材がコイル体の外周
面に対向して移動される。このように配置することによ
って、コイル体に高周波発振信号を送給すると、外周側
の金属部材に渦電流損が発生するようになる。また、金
属部材をコイル体の外側に配設することによって、コイ
ル体から外側に拡がるように発生する磁界が金属部材に
作用し、それ故に、金属部材の磁化が抑えられる。金属
部材は、例えば鉄、ステンレス鋼等から形成することが
できる。

【００１２】また、本発明では、前記金属部材はリング
状又は円筒状に形成され、前記コイル体は円筒スリーブ
状に形成され、前記金属部材が前記コイル体の内周面に
対向してその軸線方向に移動されることを特徴とする。

【００１３】本発明に従えば、コイル体がリング状に形
成され、金属部材はリング状コイル体の内周面に対向し
て移動される。このように配置することによって、コイ
ル体に高周波発振信号を送給すると、内周側の金属部材
に渦電流損が発生するようになる。

【００１４】また、本発明では、前記コイル体はその軸
線方向に延びるコイルを備え、前記コイルを覆うように
保護カバーが設けられているとともに、前記保護カバー
内に合成樹脂材料が充填されていることを特徴とする。

【００１５】本発明に従えば、高周波発振手段からの出
力信号が送給されるコイルが保護カバーにより覆われて
いるので、コイルを所要の通りに保護することができ
る。この保護カバーは、例えば、非磁性の金属材料、例
えば非磁性ステンレス鋼等から形成することができる。
また、保護カバー内に合成樹脂材料が充填されるので、
内部に収容されたコイルは、充填された合成樹脂材料に
より固められて所定の形状に保持され、これによって、
弁体の開閉量を正確に測定することができる。尚、充填
される合成樹脂材料は、例えばエポキシ樹脂等でよい。

【００１６】また、本発明では、前記金属部材と対向す
る前記保護カバーの表面の少なくとも一部は、合成樹脂
材料でコーティングされている。本発明に従えば、金属
部材と対向する保護カバーの表面の少なくとも一部が合
成樹脂材料でコーティングされているので、保護カバー
と金属部材との直接的接触が確実に回避され、金属接触
による火花の発生をなくすことができる。

【００１７】また、本発明では、前記保護カバーと対向
する前記金属部材の表面の少なくとも一部は、合成樹脂
材料でコーティングされていることを特徴とする。本発
明に従えば、保護カバーと対向する金属部材の表面の少
なくとも一部が合成樹脂材料でコーティングされている
ので、このように構成することによっても、保護カバー
と金属部材との直接的接触が確実に回避される。

【００１８】更に、本発明では、前記信号処理手段は、
前記高周波発振手段の出力信号を検波してその検波信号
を検波直流信号として出力する検波手段と、前記検波直
流信号に基づいて前記弁体の開閉量に対応する測定信号
を出力する出力手段とを備えていることを特徴とする。

【００１９】本発明に従えば、検波手段が高周波発振手
段の出力信号を検波して検波直流信号として出力し、出
力手段は、この検波直流信号に基づいて弁体の開閉量に
対応する測定信号を出力するので、弁体の開閉量を正確
に測定することができる。出力手段により出力される測
定信号は、電圧レベルで出力される電圧信号でもよく、
電流レベルで出力される電流信号でもよい。尚、検波手
段と出力手段との間に直線補正手段を設け、この直線補
正手段により検波直流信号を、弁体の位置と検波直流信
号のレベルとの関係が直線的関係になるように補正する
ようにしてもよい。また、温度補正手段を設け、高周波
発振手段から出力される出力信号、即ち高周波発振信号
を温度補正するようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明に従うガバナ開閉量測定装置の一実施形態について説
明する。図１は、本発明に従うガバナ開閉量測定装置の
一実施形態を備えたガス供給系の一部を簡略的に示す断
面図であり、図２は、図１のガス供給系のガバナ装置を
示す断面図であり、図３は、図２のガバナ装置に付設さ
れたガバナ開閉量測定装置の要部を示す断面図であり、
図４は、ガバナ開閉量測定装置の金属部材の変形形態を
示す平面図であり、図５は、金属部材の他の変形形態を
示す断面図であり、図６は、図４のガバナ開閉量測定装
置を簡略的に示すブロック図であり、図７は、図４のガ
バナ開閉量測定装置における高周波発振信号の検波を説
明するための図であり、図８は、図４のガバナ開閉量測
定装置の高周波発振手段により生成される高周波発振信
号を示す図であり、図９は、図４のガバナ開閉量測定装
置の検波回路による検波直流信号を示す図であり、図１
０は、図４のガバナ開閉量測定装置における直線補正回
路による補正を説明するための図であり、図１１は、図
４のガバナ開閉量測定装置における電圧出力回路による
電圧出力を説明するための図である。

【００２１】図１において、流体としての例えば燃料用
ガス（例えば都市ガス）のガス供給系は、一次側流路２
（一次側配管により構成される）及び二次側流路４（二
次側配管により構成される）を備え、一次側流路２と二
次側流路４との間にガバナ装置６が配設されている。一
次側流路２には、例えばガス製造所からの高圧の燃料用
ガスが矢印で示すように流れ、この高圧の燃料用ガスが
ガバナ装置６により中圧に減圧され、中圧に減圧された
燃料用ガスが矢印で示すように二次側流路４を通して流
れる。

【００２２】図２をも参照して、この実施形態では、ガ
バナ装置６はガバナハウジング８を備え、ガバナハウジ
ング８が、下部ハウジング１０と、この下部ハウジング
１０の上端部に取り付けられた上部ハウジング１２とか
ら構成されている。下部ハウジング１０の一端側（図１
及び図２において左側）には流入側流路１４が設けら
れ、その他端側（図１及び図２において右側）には流出
側流路１６が設けられ、流入側流路１４に一次側流路２
が接続され、流出側流路１６に二次側流路４が接続され
ている。

【００２３】流入側流路１４と流出側流路１６との間に
は環状の弁座部１８が設けられ、弁座部１８の開口を通
してこれら流路１４，１６が連通される。弁座部１８に
は弁体２０が配設され、この弁体２０は図２に二点鎖線
２０Ａで示す閉位置と図２に二点鎖線２０Ｂで示す全開
位置との間を移動自在である。上記閉位置においては、
弁体２０が弁座部１８に着座してその開口を閉塞し、流
入側流路１４から流出側流路１６への燃料用ガスが流れ
ることはないが、上記閉位置から全開位置に向けて移動
すると、弁座部１８と弁体２０との間に間隙が生じ、流
入側流路１４からこの間隙を通して流出側流路１６に燃
料用ガスが流れる。

【００２４】上部ハウジング１２にはダイヤフラム空間
２２が設けられ、このダイヤフラム空間２２内にダイヤ
フラム２４が取り付けられ、このダイヤフラム２４はダ
イヤフラム空間２２を下ダイヤフラム室２６と上ダイヤ
フラム室２８に区画する。下ダイヤフラム室２６及び上
ダイヤフラム室２８を貫通してステム３０が配設され、
このステム３０がガバナハウジング８に移動自在に装着
されている。このステム３０の一端部（図１及び図２に
おいて下端部）には弁体２０が取り付けられ、その軸線
方向中間部にはダイヤフラム２４の中央部が取り付けら
れている。更に、ダイヤフラム２４の上側面（上ダイヤ
フラム室２８側の面）には下ばね受け部材３２が装着さ
れ、また上部ハウジング１２の上端部には上ばね受け部
材３４が装着され、下ばね受け部材３２と上ばね受け部
材３４との間に、ステム３０を被嵌してコイルばね３６
が介在されている。このコイルばね３６はダイヤフラム
２４（及びステム３０、弁体２０）を下ダイヤフラム室
２６側（図１及び図２において下側）に向けて弾性的に
偏倚する。

【００２５】主として図１を参照して、このガバナ装置
６にはパイロット弁４２が付設される。図示のパイロッ
ト弁４２は弁ハウジング４４を備え、弁ハウジング４４
内に間隔をおいて第１及び第２ダイヤフラム４６，４８
が装着され、これらダイヤフラム４６，４８によって、
下ダイヤフラム室５０、中間ダイヤフラム室５２及び上
ダイヤフラム室５４が規定されている。下ダイヤフラム
室５０内にはコイルばね５７が配設され、このコイルば
ね５７は第１ダイヤフラム４６を第２ダイヤフラム４８
に向けて（即ち中間ダイヤフラム室５２側に）弾性的に
偏倚する。

【００２６】パイロット弁４２の中間ダイヤフラム室５
４は、パイロット圧導入流路５８を介してガバナ装置６
の下ダイヤフラム室２６に連通されている。また、パイ
ロット弁４２の上ダイヤフラム室５６は、圧力導入流路
６０を介してガバナ装置６の上ダイヤフラム室２８に連
通されている。ガバナ装置６の上ダイヤフラム室２８
は、また、二次圧導入流路６２を介して二次側流路４に
接続されている。従って、二次側流路４を流れる燃料用
ガスの二次圧力は、二次圧導入流路６２を通してガバナ
装置６の上ダイヤフラム室２８に作用するとともに、圧
力導入流路６０を通してパイロット弁４２の上ダイヤフ
ラム室５６に作用する。更に、ガバナ装置６の下ダイヤ
フラム室２６はリリーフ流路６４が接続され、このリリ
ーフ流路６４が二次圧導入流路６０に連通されている。
リリーフ流路６４には、ガバナ装置６の下ダイヤフラム
室２６と上ダイヤフラム室２８の差圧が所定値以上、例
えば３ｋｇｆ／ｃｍ^２以上になると開状態になるリリー
フ弁６６が配設されている。従って、上下ダイヤフラム
室２６，２８の差圧が所定値以上になると、下ダイヤフ
ラム室２６内の燃料用ガスがリリーフ流路６４及びリリ
ーフ弁６６を通して二次側流路４にブリードし、これに
よって、異常圧力によるダイヤフラム２４の破損を防止
する。

【００２７】再び図２をも参照して、このガバナ装置６
においては、パイロット弁４２のパイロット圧力がパイ
ロット導入流路５８を通して下ダイヤフラム室２６に作
用する。このパイロット圧力は、コイルばね５７の偏倚
力と第２ダイヤフラム４８に作用する二次側流路４の二
次圧力とが釣り合う二次圧力であり、例えば、二次側流
路４の二次圧力がパイロット圧力より低く（又は高く）
なると、コイルばね５７の偏倚力がこの二次圧力よりも
大きく（又は小さく）なり、第２ダイヤフラム４８が上
方（又は下方）に変位し、これによりパイロット弁４２
の弁部が開弁方向（又は閉弁方向）に移動してパイロッ
ト圧力が上昇（又は低下）する。

【００２８】ガバナ装置６においては、ダイヤフラム２
４、即ちこれと一体に移動するステム３０及び弁体２０
は、ガバナ装置６の下ダイヤフラム室２６に作用するパ
イロット弁４２からのパイロット圧力と、その上ダイヤ
フラム室２８に作用する二次側流路４の二次圧力及びコ
イルばね３６の偏倚力とが釣り合う位置に保持されてい
る。このようなダイヤフラム２４の釣り合い状態におい
て、パイロット弁４２からのパイロット圧力が例えば上
昇（又は低下）すると、ガバナ装置６の下ダイヤフラム
室２６の圧力が上昇（又は低下）し、ダイヤフラム２４
及びステム３０を介して弁体２０が上方に全開位置２０
Ｂ側に（又は下方に閉位置２０Ａ側に）変位する。かく
すると、ガバナ装置６の弁座部１８と弁体２０との間の
間隙が大きく（又は小さく）なり、この間隙を通しての
一次側流路２から二次側流路４への燃料用ガスの流量が
多く（又は少なく）なり、二次側流路４の燃料用ガスの
圧力が上昇（又は低下）し、このようにして二次側流路
４を流れる燃料用ガスの圧力が所定の二次圧力に保たれ
る。

【００２９】このガバナ装置６には、弁体２０の開閉位
置を測定する、即ちガバナ開閉量を測定するためのガバ
ナ開閉量測定装置７２が装備されている。図示のガバナ
開閉量測定装置７２は、コイル体７４と移動体７６の組
合せから構成される開閉量測定手段７３を備え、後述す
るように、移動体７６にて発生する渦電流損の変動を利
用して弁体２０の位置、換言するとガバナ開閉量を測定
する。

【００３０】図２とともに図３を参照して、図示のコイ
ル体７４は、基部ハウジング７８と、基部ハウジング７
８に固定された保護カバー８０と、保護カバー８０内に
収容されたコイル８２とを備えている。基部ハウジング
７８は、例えば固定用ねじ８４（図２参照）によってガ
バナハウジング８の上部ハウジング１２に取り付けら
れ、保護カバー８０はこの基部ハウジング７８からステ
ム３０に実質上平行に上方に延びている。コイル８２は
コイル部８２ａを有し、このコイル部８２ａが保護カバ
ー８０内をコイル体７４の軸線方向、図２及び図３にお
いて上下方向に延びている。このように保護カバー８０
で覆うことにより、内部のコイル８２を保護することが
できる。この保護カバー８０は、非磁性の金属材料、例
えば非磁性ステンレス鋼等から形成することができる。

【００３１】この保護カバー８０内には、図３に示すよ
うに、合成樹脂材料８６を充填するのが望ましい。この
ように構成することによって、充填固化した合成樹脂材
料８６がコイル８２を所定の形状の保持し、コイル８４
がステム３０の移動方向（図２及び図３において上下方
向）に長くなる場合においても所定の形状に保持するこ
とができ、ガバナ開閉量を正確に測定することができ
る。この合成樹脂材料としては、例えばエポキシ樹脂等
を用いることができる。

【００３２】開閉量測定手段７３は、更に、電気制御測
定装置８８を含み、コイル８２の出力側は、基部ハウジ
ング７８を通して外部に導出され、電気制御測定装置８
８に電気的に接続され、電気制御測定装置８８は、後述
する如く信号処理してガバナ開閉量を測定する。この電
気制御測定装置８８については、後述する。

【００３３】図示の移動体７６は取付部材９０及び金属
部材９２を備え、これらが接続部９４（図２参照）を介
して接続されている。この実施形態では、ステム３０の
他端部は上部ハウジング１２を貫通して上方に突出し、
この突出端部に移動体７６の取付部材９０が固定されて
いる。金属部材９２はリング状に形成され、この金属部
材９２はコイル体７２の保護カバー８０、換言するとコ
イル８２のコイル部８２ａを被嵌するように配置され
る。このように構成されるので、移動体７６は弁体２０
及びステム３０と一体的に移動し、ガバナ装置６の弁体
２０が上記閉位置に２０Ａあるときには、移動体７６の
金属部材９２は、図２に二点鎖線９２Ａで示す下降位置
（コイル部８２ａの基部側の位置）に位置し、弁体２０
が上記全開位置２０Ｂに位置するときには、その金属部
材９２は図２に二点鎖線９２Ｂで示す上昇位置（コイル
部８２ａの先端側の位置）に位置し、下降位置９２Ａと
上昇位置９２Ｂとの間をコイル体７４を被嵌した状態で
その軸線方向に移動する。金属部材９２がこのように移
動するので、後述する記載から理解される如く、コイル
８２のコイル部８２ａは、金属部材９２の移動範囲を越
えて延びている、即ちその一端側は金属部材９２の下降
位置９２Ａを越えて延び、その他端側は金属部材９２の
上昇位置９２Ｂを越えて延びている。このような金属部
材９２は、例えば鉄、ステンレス鋼等から形成すること
ができる。

【００３４】一次側流路２及び二次側流路４を通して流
れる流体が燃料用ガスである場合、ガバナ装置６及びそ
れに関連する部材について防爆対策を講ずるのが望まし
く、このことに関連して、次のように構成するのがよ
い。例えば、図４に示す形態では、金属部材９２の内周
面に周方向に間隔をおいて複数個（図示では４個）の内
突起９６が設けられ、このような内突起９６は、所定部
位に樹脂コーティングを施すことによって形成すること
ができる。このように内突起９６を設けることによっ
て、コイル体７４の保護カバー８０と移動体７６の金属
部材９２との直接接触を回避し、接触による火花の発生
をなくすことができる。このような樹脂コーティング
は、金属部材９２の内周面の全域に施すようにしてもよ
い。

【００３５】図５は、金属部材部材の他の形態を示して
いる。この形態では、金属部材９２Ａの内周面は、幅方
向（図５において上下方向）中央部に向けて内方に突出
しており、またその内周面全域に樹脂コーティング９８
が施されている。このように構成することによって、防
爆対策を施すことができるとともに、金属部材９２Ａの
移動をスムースにすることができる。尚、金属部材９２
（９２Ａ）に施す樹脂材料として、例えばテフロン（登
録商標）樹脂等を用いることができる。

【００３６】図４及び図５の形態では、金属部材９２
（９２Ａ）の内周面に樹脂のコーティングを施している
が、これとは反対に、金属部材９２（９２Ａ）と対向す
る保護カバー８０の外周面に、周方向に間隔をおいて又
はその全域に樹脂コーティングを施すようにしてもよ
い。

【００３７】次に、主として図６を参照して、開閉量測
定手段７３の電気制御測定装置８８について説明する。
図示の電気制御測定装置８８は、高周波発振手段１０２
と、この高周波発振手段１０２の出力信号を検波して所
要の通りに処理する信号処理手段１０３とから構成さ
れ、信号処理手段１０３は、検波回路１０４（検波手段
を構成する）、増幅回路１０５、直線補正回路１０６
（直線補正手段を構成する）、オートゼロ回路１０７及
び電圧出力回路１０８（出力手段を構成する）を含んで
いる。また、高周波発振手段１０２は、水晶発振子１０
９、緩衝増幅器１１０及び温度補償回路１１１を含み、
例えば図８に示すような所定周波数、例えば５００ｋＨ
ｚの高周波を発振し、この高周波発振信号がコイル体７
４のコイル８２に送給される。このように緩衝増幅器１
１０を設けることによって、水晶発振子１０９の発振を
安定させ、所定の高周波発振信号をコイル８２に送給す
ることができる。この高周波発振手段１０２の出力信
号、この形態では出力電圧が検波回路１０４により検波
される。検波回路１０４は、高周波発振手段１０２から
の高周波発信信号を検波し、検波した信号を検波直流信
号に変換し、変換された直流信号が増幅回路１０５で増
幅された後に直線補正回路１０６に送給される。直線補
正回路１０６は、増幅された直流信号を後述する如くし
て直線補正し、その後、オートゼロ回路１０７は直線補
正された直流信号をオートゼロ補正し、電圧出力回路１
０８はこのように処理された出力信号に基づいてガバナ
開閉量、即ち弁体２０の開閉量に対応する電圧測定信号
を出力し、この電圧測定信号を用いてガバナ開閉量を知
ることができる。例えば、この電圧測定信号は有線、無
線等によって管理センターに伝送され、管理センター側
にて伝送された電圧測定信号がガバナ開閉量に変換さ
れ、変換した測定値を表示装置（図示せず）に表示する
ことによって、ガバナ開閉量を知ることができる。尚、
ガバナ開閉量を電圧レベルの測定信号として出力するの
ではなく、電流レベルの測定信号として出力するように
してもよい。

【００３８】この実施形態では、高周波発振手段１０２
は、温度補償回路１１１を含んでいるので、温度補償回
路１１１は、周囲の温度に対応した温度補償信号を生成
し、この温度補償信号に基づいて水晶発振子１０９から
発振される水晶発振信号が補償され、周囲温度が例えば
低い（又は高い）ときには、高周波発振手段１０２から
発振される高周波発振信号の信号レベル、即ちその出力
電圧が幾分高く（又は幾分低く）なるように補償され
る。このように温度補償することによって、周囲温度の
影響を実質上受けることなく、ガバナ開閉量を正確に測
定することができる。尚、周囲温度の影響をほとんど受
けない場合、この温度補償回路１１１を省略することが
できる。

【００３９】次に、図３及び図６〜図１１を参照して、
上述したガバナ開閉量測定装置７２によるガバナ開閉量
の測定について説明する。ガバナ開閉量を計測する、即
ち弁体２０の位置を計測するときには、電気制御測定装
置８８が作動し、高周波発振手段１０２は、図８に示す
所定レベルの高周波発振信号を生成し、この高周波発振
信号がコイル体７４のコイル８２に送給される。また、
検波回路１０４は、高周波発振手段１０２の高周波発振
信号を検波する。

【００４０】検波回路１０４の検波信号（この信号は交
流信号となる）の信号レベルは、ガバナ装置６の弁体２
０と一体的に移動する移動体７６の位置、即ちその金属
部材９２の位置と密接な関係があり、金属部材９２が図
７に実線で示す位置（弁体２０が図２に二点鎖線２０Ａ
で示す閉位置にあるとき、金属部材９２はこの位置に位
置する）にあるときには、検波回路１０４の検波交流信
号は図９に破線で示すように信号レベルが小さく、また
金属部材９２が図７に二点鎖線で示す位置（弁体２０が
図２に二点鎖線２０Ｂで示す全開位置にあるとき、金属
部材９２はこの位置に位置する）にあるときには、検波
回路１０４の検波交流信号は図９に実線で示すように信
号レベルが大きくなる。これは、コイル体７４に高周波
発振信号を送給すると、コイル体７４に磁界が発生し、
このように磁界が発生することよって、金属部材９２内
に起電力が誘起され、金属部材９２により渦電流損が生
じるためである。この渦電流損は、コイル体７４のコイ
ル８２と金属部材９２の相対的位置によって変動し、金
属部材８２がコイル８２の基部側（図７に実線で示す
側）に位置するときには、渦電流損が大きくなって高周
波発振手段１０２の出力信号のレベルが小さくなり、金
属部材８２がコイル８２の先端側（図７に二点鎖線で示
す側）に位置するときには、渦電流損が小さくなって高
周波発振手段１０２の出力信号のレベルが大きくなる。
このようなことから、高周波発振手段１０２の出力信号
の検波交流信号は、金属部材９２の位置、即ち弁体２０
の位置に対応し、弁体２０が閉位置に位置するときに最
も小さく、弁体２０が全開位置に位置するときに最も大
きくなる。

【００４１】この検波交流信号は、この実施形態では、
検波回路１０４によって、放絡線の直流検波信号に変換
される。例えば、図９に破線で示す検波交流信号は、図
９に実線Ａで示す放絡線直流検波信号に変換され、その
出力レベルはガバナ開閉量に対応して小さく、図９に実
線で示す検波交流信号は、図９に実線Ｂで示す放絡線直
流検波信号に変換され、その出力レベルはガバナ開閉量
に対応して大きくなる。

【００４２】この検波直流信号は、増幅回路１０５によ
り増幅された後、直線補正回路１０６により補正され
る。金属部材９２の位置（図７に実線で示す位置からの
距離）と検波回路１０４の検波直流信号の出力レベルと
は、図１０の実線Ｃで示す関係にあり、金属部材９２が
図７に実線で示す位置付近にあるとき、また図７に二点
鎖線で示す位置付近にあるとき、検波直流信号の出力レ
ベルの変化割合が小さくなるが、直線補正回路１０６
は、このような出力レベルの関係を図１０に実線Ｄで示
す直線的な関係になるように補正する。従って、直線補
正回路１０６は、図１０に実線Ｄで示す関係に基づいて
増幅された検波直流信号を補正し、この補正された信号
がオートゼロ回路１０７に送給される。オートゼロ回路
１０７はガバナ装置６の弁体２０の閉位置、換言すると
ゼロ位置を設定するための回路であり、閉位置にあると
きにゼロ操作することによって、自動的にゼロを設定
し、設定したゼロ点を基準にオートゼロ補正を行う。そ
して、このオートゼロ補正された信号が電圧出力回路１
０８に送給され、このように補正することによって、金
属部材９２の位置、即ち弁体２０の開閉量をより正確に
測定することができる。

【００４３】電圧出力回路１０８は、図１１に示す金属
部材９２の位置（図７に実線で示す位置からの距離）と
出力電圧との関係を用い、直線補正（及びオートゼロ補
正）された信号のレベルに基づいて電圧信号を出力す
る。この電圧信号は、測定ガバナ開閉量、即ち弁体２０
の測定開閉量に対応する電圧信号であり、この電圧信号
を用いてガバナ開閉量を正確に知ることができる。

【００４４】このようなガバナ開閉量測定装置７２は、
金属部材９２にて発生する渦電流損を利用しているの
で、次の通りの特徴を有する。第１に、コイル８２に供
給される高周波発振信号は、コイル８２に流れる電流方
向が周期的に変化するので、金属部部材９２に流れる渦
電流も周期的に変化し、直流電流のような磁界が発生せ
ず、金属部材９２が磁化されることもない。第２に、金
属部材９２に発生する渦電流はジュール熱として放出さ
れるために、発熱等の現象が発生せず、また火花等の発
生もなく、燃料用ガスの使用環境においても充分な安全
性を確保することができる。

【００４５】図１２は、金属部材の更に他の変形形態を
備えた開閉測定手段の一部を示している。尚、以下の説
明において、図１〜図１１の実施形態と実質上同一の部
材には同一の参照番号を付し、その説明を省略する。

【００４６】図１１において、この変形形態では、金属
部材９２Ｃが円筒スリーブ状に形成され、その軸線方向
の長さはコイル体７４のコイル８２のコイル部８２ａの
長さとほぼ対応しており、ガバナ装置６の弁体２０が上
記閉位置にあるときには、金属部材９２Ｃは図１２に実
線で示す位置に位置し、その弁体２０が上記全開位置に
あるときには、金属部材９２Ｃは図１２に二点鎖線で示
す位置に位置する。このように金属部材９２Ｃの軸線方
向の長さを長くすることによって、検波回路１０４の検
波信号の感度を上げることができ、これによって、弁体
２０の開閉量をより正確に測定することができる。

【００４７】図１３は、コイル体及び金属部材の他の変
形形態を示している。図１３において、この変形形態で
は、コイル体７４Ｄが円筒スリーブ状に形成され、内周
壁８３及び外周壁８５を有する円筒スリーブ状保護カバ
ー８０Ｄを有し、この保護カバー８０Ｄ内にコイル８２
Ｄが収容されている。また、保護カバー８０Ｄ内には合
成樹脂材料８６が充填され、充填固化した合成樹脂材料
８６によってコイル８２Ｄが所定形状に保持されてい
る。

【００４８】移動体７６Ｄの金属部材９２Ｄは短円筒状
に形成され、上述した実施形態と同様にして、この金属
部材９２Ｄが接続部９４Ｄを介してガバナ装置６のステ
ム３０の突出端部に取り付けられる。金属部材９２Ｄ
は、保護カバー８０Ｄの半径方向内側に配置され、コイ
ル体７４Ｄの内周面、即ち保護カバー８２Ｄの内周壁８
３に対向して軸線方向（図１３において上下方向）に移
動される。金属部材９２Ｄは、ガバナ装置６のステム３
０を介して弁体２０と一体的に移動し、弁体２０が上記
閉位置（図２に二点鎖線２０Ａで示す位置）にあるとき
に実線で示す位置に位置し、弁体２０が上記全開位置
（図２に二点鎖線２０Ｂで示す位置）にあるときに二点
鎖線で示す位置に位置し、弁体２０の開閉動によって上
記実線で示す位置と上記二点鎖線で示す位置との間を移
動する。

【００４９】このようなコイル体７４Ｄ及び移動体７６
Ｄの組合せを用いた場合においても、高周波発振手段１
０２からの高周波発振信号をコイル８２Ｄに送給する
と、金属部材９２Ｄの位置によって発生する渦電流損が
上述したと同様に変動し、これによって高周波発振手段
１０２の出力信号のレベルが変化し、かくして、上述し
たとどうように信号処理することによって、弁体２０の
位置、換言するとガバナ開閉量を測定することができ
る。

【００５０】尚、このような変形形態においても、保護
カバー８０Ｄと金属部材９２Ｄの直接的接触を防止する
ために、保護カバー８０の内周面に周方向に間隔をおい
て複数の領域に、又は内周面の全域に樹脂コーティング
を施すのが好ましく、これとは反対に、金属部材９２Ｄ
の外周面に周方向に間隔をおいて複数の領域に、又は該
外周面の全域に樹脂コーティングを施すようにしてもよ
い。

【００５１】以上、本発明に従うガバナ開閉量測定装置
の実施形態について説明したが、本発明はこのような実
施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱
することなく種々の変形乃至修正が可能である。

【００５２】

【発明の効果】本発明の請求項１記載のガバナ開閉量測
定装置によれば、弁体の開閉量を測定するための開閉量
測定手段は、ガバナハウジングに取り付けられたコイル
体と、このコイル体に対して移動する金属部材とを備
え、この金属部材が弁体と一体的に移動される。そし
て、コイル体には高周波発振手段からの出力信号、即ち
高周波発振信号が供給され、このように高周波発振信号
を送給すると、コイル体に対する金属部材の相対的位置
によって渦電流損が変化し、渦電流損の変化によって高
周波発振信号の出力レベルが変わり、この出力レベルの
変化を利用して弁体の開閉量を正確に測定することがで
きる。

【００５３】また、本発明の請求項２のガバナ開閉量測
定装置によれば、金属部材がリング状又はスリーブ状に
形成され、この金属部材がコイル体の外周面に対向して
移動され、このように配設することによって、コイル体
から外側に拡がるように発生する磁界が金属部材に作用
し、このことに関連して、金属部材が磁化されるのを抑
えることができる。

【００５４】また、本発明の請求項３のガバナ開閉量測
定装置によれば、コイル体がリング状に形成され、金属
部材はリング状コイル体の内周面に対向して移動され、
このように配置することによっても、コイル体に高周波
発振信号を送給すると、内周側の金属部材に渦電流損が
発生し、この渦電流損を利用してガバナ開閉量を測定す
ることができる。

【００５５】また、本発明の請求項４のガバナ開閉量測
定装置によれば、コイルが保護カバーにより覆われてい
るので、コイルを所要の通りに保護することができる。
また、保護カバー内に合成樹脂材料が充填されるので、
内部に収容されたコイルは、充填された合成樹脂材料に
より固められて所定の形状に保持され、これによって、
ガバナ開閉量を正確に測定することができる。

【００５６】また、本発明の請求項５のガバナ開閉量測
定装置によれば、保護カバーの表面の少なくとも一部が
合成樹脂材料でコーティングされているので、保護カバ
ーと金属部材との直接的接触を確実に回避することがで
き、金属接触による火花の発生をなくすことができる。

【００５７】また、本発明の請求項６のガバナ開閉量測
定装置によれば、金属部材の表面の少なくとも一部が合
成樹脂材料でコーティングされているので、このように
構成することによっても、保護カバーと金属部材との直
接的接触を確実に回避することができる。

【００５８】更に、本発明の請求項７のガバナ開閉量測
定装置によれば、検波手段が高周波発振手段の出力信号
を検波して検波直流信号に変換し、出力手段は、この検
波直流信号に基づいて弁体の開閉量に対応する測定信号
を出力するので、弁体の開閉量を正確に測定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従うガバナ開閉量測定装置の一実施形
態を備えたガス供給系の一部を簡略的に示す断面図であ
る。

【図２】図１のガス供給系のガバナ装置を示す断面図で
ある。

【図３】図２のガバナ装置に付設されたガバナ開閉量測
定装置の要部を示す断面図である。

【図４】ガバナ開閉量測定装置の金属部材の変形形態を
示す平面図である。

【図５】金属部材の他の変形形態を示す断面図である。

【図６】図４のガバナ開閉量測定装置を簡略的に示すブ
ロック図である。

【図７】図４のガバナ開閉量測定装置における高周波発
振信号の検波を説明するための図である。

【図８】図４のガバナ開閉量測定装置の高周波発振手段
により生成される高周波発振信号を示す図である。

【図９】図４のガバナ開閉量測定装置の検波回路による
検波直流信号を示す図である。

【図１０】図４のガバナ開閉量測定装置における直線補
正回路による直線補正を説明するための図である。

【図１１】図４のガバナ開閉量測定装置における電圧出
力回路による電圧出力を説明するための図である。

【図１２】金属部材の更に他の変形形態を備えた開閉量
測定手段の一部を示す図である。

【図１３】コイル体及び金属部材の他の変形形態を示す
断面図である。

【符号の説明】

２ 一次側流路 ４ 二次側流路 ６ ガバナ装置 ８ ガバナハウジング １４ 流入側流路 １６ 流出側流路 １８ 弁座部 ２０ 弁体 ２４ ダイヤフラム ３０ ステム ４２ パイロット弁 ７２ ガバナ開閉量測定装置 ７３ 開閉量測定手段 ７４，７４Ｃ，７４Ｄ コイル体 ７６，７６Ｃ，７６Ｄ 移動体 ８０，８０Ｄ 保護カバー ８２，８２Ｄ コイル ８６ 合成樹脂材料 ８８ 電気制御測定装置 ９２，９２Ｃ，９２Ｄ 金属部材 １０２ 高周波発振手段 １０３ 信号処理手段 １０４ 検波回路 １０８ 電力出力回路

フロントページの続き (72)発明者 斉藤 博幸 大阪市淀川区西中島４丁目４番24号 株式 会社センテック内 (72)発明者 昌子 智顕 大阪市淀川区西中島４丁目４番24号 株式 会社センテック内 Ｆターム(参考） 2F063 AA01 BA06 BB02 BB05 BC04 BD01 CA01 CA04 CB01 CB03 CB05 CC02 DA01 DA05 DC08 GA08 KA01 KA03 KA05 3K068 AA01 BB02 BB22 FB05 GA07 HA00

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力の高い流体が流れる一次側流路に接
   続される流入側流路及び圧力が低い流体が流れる二次側
   流路に接続される流出側流路を有するガバナハウジング
   と、前記流入側流路と前記流出側流路の間に配設された
   弁座部と、前記弁座部の開口を制御するための弁体と、
   前記弁体との開閉量を測定するための開閉量測定手段
   と、を備えたガバナ開閉量測定装置であって、 前記開閉量測定手段は、前記ガバナハウジングに取り付
   けられたコイル体と、前記弁体と一体的に前記コイル体
   に対して移動する金属部材と、前記コイル体に高周波発
   振信号を送給するための高周波発振手段と、前記高周波
   発振手段の出力信号を処理して前記弁体の開閉量に対応
   する測定信号として出力するための信号処理手段とを備
   え、 前記弁体の開閉動によって前記コイル体に対する前記金
   属部材の相対的位置が変位すると、前記金属部材に発生
   する渦電流損が変動して前記高周波発振手段の前記出力
   信号が変化し、前記信号処理手段は、前記出力信号の変
   化を利用して前記弁体の開閉量に対応する測定信号を生
   成することを特徴とするガバナ開閉量測定装置。
2. 【請求項２】 前記金属部材はリング状又はスリーブ状
   に形成され、前記コイル体は円筒状に形成され、前記金
   属部材が前記コイル体の外周面に対向してその軸線方向
   に移動されることを特徴とする請求項１記載のガバナ開
   閉量測定装置。
3. 【請求項３】 前記金属部材はリング状又は円筒状に形
   成され、前記コイル体は円筒スリーブ状に形成され、前
   記金属部材が前記コイル体の内周面に対向してその軸線
   方向に移動されることを特徴とする請求項１記載のガバ
   ナ開閉量測定装置。
4. 【請求項４】 前記コイル体はその軸線方向に延びるコ
   イルを備え、前記コイルを覆うように保護カバーが設け
   られているとともに、前記保護カバー内に合成樹脂材料
   が充填されていることを特徴とする請求項１〜３のいず
   れかに記載のガバナ開閉量測定装置。
5. 【請求項５】 前記金属部材と対向する前記保護カバー
   の表面の少なくとも一部は、合成樹脂材料でコーティン
   グされていることを特徴とする請求項４記載のガバナ開
   閉量測定装置。
6. 【請求項６】 前記保護カバーと対向する前記金属部材
   の表面の少なくとも一部は、合成樹脂材料でコーティン
   グされていることを特徴とする請求項４記載のガバナ開
   閉量測定装置。
7. 【請求項７】 前記信号処理手段は、前記高周波発振手
   段の出力信号を検波してその検波信号を検波直流信号と
   して出力する検波手段と、前記検波直流信号に基づいて
   前記弁体の開閉量に対応する測定信号を出力する出力手
   段とを備えていることを特徴とする請求項１〜６のいず
   れかに記載のガバナ開閉量測定装置。