JP2850308B2

JP2850308B2 - 弁駆動装置

Info

Publication number: JP2850308B2
Application number: JP9791894A
Authority: JP
Inventors: 定之中西; 好治佐藤; 昭男福永
Original assignee: KITSUTSU KK
Current assignee: KITSUTSU KK
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2014-01-27
Also published as: JPH07280193A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、パイプラインのガス圧
力を動力源としてガスパイプラインに設けた遮断弁又は
放出弁を作動させる弁駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ガスパイプラインでは、例え
ば、その長い敷設距離の間の種々の場所に遮断弁が設け
られるので、それらのすぐ近くから得られるパイプライ
ンのガス圧力を動力源とするアクチュエータによって、
これらの遮断弁を作動するようにしている場合がある。
しかしながら、この場合は、アクチュエータから排気と
してガスが大気中に放出されるので、危険であり、ま
た、特に人畜等に害を及ぼす虞のある場所では、放出さ
れるガスのため、パイプラインのガス圧力を動力源とし
て使用することができず、結局、空気や窒素或は二酸化
炭素の圧力ボンベを設け、これらを動力源として使用し
ている場合が多いのが実状である。

【０００３】このように圧力ボンベを用いる場合、この
ボンベの圧力は、ガスパイプラインのガス圧力に抗し
て、遮断弁作動用のアクチュエータが必要とする圧力よ
り高くなければならないばかりか、この種のボンベでは
容量に限界があって、開閉途中で圧力が不足して動かな
くなる危険性もあるために、ボンベの補給交換に多大の
労力を要する等の問題がある。更には、このような補給
交換の不備が、必要な時に遮断弁を作動することができ
ず、そのため、事故の発生や拡大を招く場合もある。上
記のような実状であるから、ラインガスを密封回路のま
ま使用できる弁駆動装置の開発が強く望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うに、ガスパイプライン中の遮断弁又は放出弁を作動す
るためのアクチュエータが、動力源としてパイプライン
のガス圧力を用いても外気に排出されることなく、安全
であり、また、ガスによって人畜に害を与えるおそれも
なく、しかも、空気、窒素、二酸化炭素などの圧力ボン
ベを全く必要としない安全性の高い弁駆動装置を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、ガスパイプラインに設けた遮断弁又は放
出弁を開閉する弁駆動装置であって、このガスパイプラ
インの１次側から分岐したガス配管を途中に減圧弁を介
してガス／油式ブースタのガス室に接続し、この減圧弁
とガス／油式ブースタの間に逆止め弁を設け、一方、こ
のガス室に接続したガス配管を途中に逆止め弁を介して
上記したガスパイプラインの２次側に接続し、ガス配管
とブ−スタのガス圧力の関係を、パイプラインの１次側
の圧力＞パイプラインの２次側の圧力＞ブースタのガス
室の圧力になるように設定し、上記したブースタの油室
とアクチュエータのシリンダとの間に油配管を設け、こ
のブースタのガス室に加わるガス圧力を動力源としてブ
ースタによって増圧された油配管内の油圧によってアク
チュエータを作動させて遮断弁又は放出弁を閉又は開に
し、また、この油配管に設けられた油圧ポンプにより、
更に増圧した油配管内の油圧によってブースタを復帰さ
せ、ブースタ内のガスを上記のガス配管を通ってガスパ
イプラインの２次側に送給するように構成した。

【０００６】この場合、上記したガスパイプラインの２
次側の代りに同種のガスが流通する別ラインであっても
良く、更に、上記した油圧ポンプに油タンクを接続し、
また、ブースタが１行程で排出する油量はシリンダを２
行程以上を作動させる油量であるのが好ましい。

【０００７】

【作用】本発明の弁駆動装置は、ブースタとシリンダと
の間に設けた電磁弁が適宜切り替えられ、これらの電磁
弁には手動操作用のレバーも付いているが、通常は、緊
急時の信号や制御室からの操作信号によって作動するよ
うになっている。

【０００８】今仮に、ガスパイプラインに設けられた遮
断弁が開弁状態であって、パイプライン内をガスが平常
状態で流れているものとする。ガスパイプラインのこの
遮断弁の１次側から分岐されたガス配管は、減圧弁を通
ってガス／油式ブースタのガス室に接続されていて、こ
のガス室には、減圧されたガス圧力が掛かっている。こ
の場合、減圧弁の後に逆止め弁が設けられており、この
逆止め弁は、上記の流れ方向に流れるように設けられて
いる。また、ブ−スタのガス室と、ガスパイプラインの
２次側とは、途中に逆止め弁を設けたガス配管によって
接続されている。

【０００９】そして、ガスパイプラインの遮断弁の下流
側で、かつ上記の２次側に接続されたガス配管の接続部
の上流側に流量調節弁等が設けられているため、ガス圧
力は、パイプラインの１次側の圧力＞パイプラインの２
次側の圧力＞ブースタのガス室の圧力、という関係にな
っている。

【００１０】ブースタの油室は油配管によってシリンダ
に接続されており、この間に設けた切替用の電磁弁によ
って、シリンダの開弁用加圧側にブースタによって増圧
された油圧が加えられている。一方、シリンダの閉弁用
加圧側は、油配管によって油タンクに接続された状態に
なっているが、その間に設けた開閉用の電磁弁が閉じて
いるので、シリンダから油の排出ができない状態になっ
ていて、遮断弁の開弁状態と共に、ブ−スタはそのまま
の位置を保持している。

【００１１】この状態において、例えばこのガスパイプ
ラインの下流側でパイプが損傷して圧力が下降した場合
や下流側の圧力が上昇した場合など必要に応じて検知す
ると、自動的に送られた信号で上記の遮断弁を閉弁しよ
うとする時には、この信号が上記の切替用の電磁弁を切
り替え、かつ、開閉用の電磁弁を開いて、シリンダの開
弁用加圧側の油を油タンクへ排出することができるよう
にする。これにより、上述のブースタの油室からの油圧
がシリンダの閉弁加圧側に入って、シリンダを作動させ
遮断弁を閉弁させる。閉弁後は、開閉用電磁弁が復帰
し、元の状態に戻るが切替用の電磁弁はそのままである
から、ブ−スタの油圧はシリンダの閉弁用加圧側に加え
られたままのため、遮断弁は閉弁状態であり、かつブ−
スタはそのままの位置を保持している。

【００１２】この状態で、油配管に設けられた油圧ポン
プによって油タンク内の油を油配管内の圧力よりも更に
増圧してブースタの油室に送り、この油圧によってブー
スタのガス室に掛かっているガス圧力に打ち勝って、パ
イプラインの２次側の圧力以上になれば、ガス配管に設
けられた逆止め弁の作用によって、この送り出されたガ
スはパイプラインの２次側に送られ、ブースタは元の状
態に復帰する。

【００１３】次いで、制御室からの操作信号や手動で遮
断弁を開弁する場合は、切替用の電磁弁を切替えて、シ
リンダの開弁用加圧側にブースタからの油圧が加えられ
る状態にし、開閉用の電磁弁を開き、シリンダの閉弁用
加圧側の油を油タンクへ排出することができるようにす
る。これにより、上述のブ−スタの油室からの油圧がシ
リンダを作動させて遮断弁を開弁させる。開弁後は、開
閉用の電磁弁は元の状態に戻り、ブ−スタの油圧はシリ
ンダの開弁用加圧側に油圧を加えた状態のままとする。
この開状態から遮断弁を閉弁する場合は、上記と同様に
切替用の電磁弁を切り替えると共に開閉用の電磁弁を閉
側に切り替えれば、遮断弁は閉弁する。また、両電磁弁
の手動レバを使用しても、同様に遮断弁を開弁又は閉弁
することが可能である。

【００１４】また、ブースタからの排出ガスを２次側の
パイプラインへ戻す代りに、上記と同様の条件下で同種
のガスが流通する別ラインへ戻すように、他のラインと
ガス配管を接続するようにすると、上記と同様の作用効
果を発揮することができる。

【００１５】更に、ブースタの１行程で排出する、すな
わちシリンダに送られる油量が、シリンダの２行程以上
を作動させる油量であり、油タンクが十分に大きいと、
上述中の油圧ポンプで油タンク内の油をブースタに戻す
作業は、シリンダの２行程以上に対して１回行えばよ
い。なお、油量がシリンダの２工程以上を作動させる油
量がある場合は、ブ−スタは復帰させることなく、その
工程分を両電磁弁の操作のみで遮断弁を作動させること
ができる。

【００１６】また、上述のガス／油式ブースタは、ガス
パイプライン内のガス圧力の通常の変動幅における減圧
弁後のガス圧力によって、パイプライン内のガス圧力の
変動によって生ずる遮断弁の所要トルクの変動幅に対し
て、常にシリンダを駆動して遮断弁を開閉できる油圧を
得る増圧比を持つものでなければならない。

【００１７】また、上記の説明において、本発明の弁駆
動装置の操作に用いた開閉用及び切替用の電磁弁やそれ
を用いた操作方法は、一例を示したものであって、これ
に限るものではないことはもちろんであり、油圧ポンプ
は、手動式であっても動力式であっても、更には遠隔操
作式のものであってもよく、ブースタをガス圧力に抗し
て復帰させることができれば良い。また、本発明におけ
る弁駆動装置は、遮断弁の場合について説明したが、こ
れを放出弁に替えた場合についても適用でき、この場合
は、閉状態（又は開状態）の放出弁を上記と同様の作用
により開状態（又は閉状態）にすることができる。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の弁駆動装置の一実施例を示
す配管系統図である。同図において、１はガスパイプラ
インで、矢印で示した方向にガスが流れている。２はこ
のガスパイプライン１に設けられた遮断弁であり、３は
この遮断弁２に装着されて、この遮断弁２を開閉する油
圧シリンダ式のアクチェ−タであって、このアクチュエ
ータ３のシリンダ３ａ内のピストン３ｂ、３ｄの油圧に
よる作動によって遮断弁２を開閉する。図１は、遮断弁
２が開弁状態である場合を示している。

【００１９】ガスパイプライン１の１次側から分岐され
たガス配管４に減圧弁５を接続し、その先にその方向に
流れる逆止め弁６を接続し、その先をガス／油式ブース
タ７のガス室７ａに接続し、また、このガス室７ａに接
続した別のガス配管８にその方向に流れる逆止め弁９を
接続して、その先をガスパイプライン１の２次側に接続
している。この場合、ガス圧力は、パイプライン１の１
次側の圧力＞パイプライン１の２次側の圧力＞ブースタ
７のガス室７ａの圧力の関係に設定されている。

【００２０】ブースタ７の油室７ｂとアクチュエータ３
のシリンダ３ａとの間に図１のように油配管１０を設
け、ガス室７ａに加わるガス圧力を動力源として、ブー
スタ７によって増圧された油配管１０内の油圧によっ
て、アクチュエータ３が作動して遮断弁２を開閉するよ
うになっている。この遮断弁２の作動回数を複数回（例
えば２〜３回）とする場合は、その回数分に必要な油量
を発生するブ−スタ７に設定すれば良い。

【００２１】油配管１０には油圧ポンプ１１を設け、油
タンク１２に接続されており、油圧ポンプ１１によって
油配管１０内の圧力よりも更に増圧された圧力によっ
て、油タンク１２内の油を含めて油圧配管１０内の油を
ブースタ７の油室７ｂに送り込んでブースタを復帰さ
せ、ブースタ７のガス室７ａ内のガスがガス配管８を通
ってパイプライン１の２次側に送られる。

【００２２】また、ブースタ７の増圧比は、動力源とし
てガス圧を取り出すラインガス圧力の変動幅と、このラ
インガス圧力の変動幅におけるバルブの必要トルクに対
し、弁駆動装置本体（シリンダ径とアーム長）にブース
タの増圧比を乗じたトルクが図４に示した図表のように
常に上廻るようにすれば、ライン圧力がいかなる状態で
あってもバルブは正常に作動する。この状態を図５にお
ける説明図で示すと、例えば、必要トルク２２００kgm
のボ−ルバルブで、アクチュエータ形式がラム型スカッ
チョーク式の場合を例に説明する。この場合、動力源圧
力を増圧器（ブースタ）にて増圧した後、アクチュエー
タに入れる方式の場合、出力トルクＴは、次の通りであ
る。

【００２３】

【数１】

【００２４】図５における動力源圧力ｐ＝７０kgf／cm²
Gであれば、必要トルクを上廻る。このアクチュエータ
は、緊急遮断用で、常時バルブ開状態であり、停電時で
も３作動、すなわち、開→閉→開→閉ができるようにす
る。なお、１次側と２次側の圧力及び圧力差が限定され
れば、ブ−スタ７及びアクチュエ−タの選定はより容易
になる。

【００２５】図１において、１３は開閉用の電磁弁、１
４は切替用の電磁弁、１５及び１６はスピードコントロ
ーラ、１７はリリーフ弁、１８は逆止め弁、１９は閉止
弁である。また、２０は流量調節弁、２１は圧力スイッ
チ、２２は逆止め弁、２３及び２４は閉止弁、２５は電
源であって、破線は制御用の電気配線を示している。な
お、上記した開閉用電磁弁１３は、仮に切替用電磁弁１
４に漏れがあっても、ブ−スタ７の位置を保持する構造
のものが好ましく、特に、ノンリ−ク（完全シ−ル）型
を使用すれば、長期間ブ−スタ７の位置を保持すること
ができる。

【００２６】次に、上記した実施例の作用を説明する。
図１に示したようにブースタ７とシリンダ３ａの両側と
の間に設けられた油配管１０には、開閉用の電磁弁１
３、切替用の電磁弁１４、油圧ポンプ１１、スピードコ
ントローラ１５、１６、逆止め弁１８及びリリーフ弁１
７が設けられており、開閉用の電磁弁１３と切替用の電
磁弁１４には、手動操作用のレバーも付いており、これ
らの電磁弁１３、１４は、緊急時の信号や制御室からの
操作信号によって作動するようになっている。

【００２７】図１において、遮断弁２は開弁状態であっ
て、パイプライン１内をガスが平常状態で流れている。
ガスパイプライン１のこの遮断弁２の１次側から分岐さ
れたガス配管４は、減圧弁５を通ってガス／油式ブース
タ７のガス室７ａに接続され、この減圧されたガス圧力
がガス室７ａに掛かっている。又、逆止め弁６は減圧弁
５からのガスが流れるように設けられている。ガス室７
ａには、ガスパイプライン１の２次側に接続される別の
ガス配管８を接続し、このガス配管８の途中にパイプラ
イン１の方向へ流れる逆止め弁９を入れて設けられてい
る。

【００２８】ガス配管８がパイプライン１に接続されて
いる位置より上流側に流量調節弁２０が設けられている
ためなどにより、パイプライン１の１次側の圧力＞パイ
プライン１の２次側の圧力＞ブースタ７のガス室７ａの
圧力、という関係になっている。

【００２９】ブースタ７のガス室７ａは、ガスパイプラ
イン１の１次側から分岐されたガス配管４を通ってガス
圧力が掛けられている。ブースタ７の油室７ｂは、油配
管１０を通ってシリンダ３ａの開弁用加圧側３ｃに接続
され、ガス圧力を動力源としたブースタ７で増圧された
油圧が、ピストン３ｂの開弁用加圧側３ｃに掛かってい
る。一方、シリンダ３ａの他方の側、すなわち閉弁用加
圧側３ｅは、切替用の電磁弁１４を経て油タンク１２に
接続されているが、開閉用の電磁弁１３が閉じられてい
るので、遮断弁２は開弁状態とともにブースタ７の位置
を保持している。

【００３０】この状態において、例えばこのガスパイプ
ライン１の下流側でパイプが損傷したりして大量の漏れ
を生じ、図中の流量調整弁２０より下流側の圧力が下が
ったり下流側圧力が何かの原因により上昇した場合、圧
力スイッチ２１がこれを感知して、遮断弁２を緊急閉止
または放出するように信号を発した場合や、制御室から
遮断弁２を作動するための信号が出された場合は、図３
に示すように、切替用の電磁弁１４が切り替わると共に
開閉用の電磁弁１３が開いて、シリンダ３ａの開弁用加
圧側３ｃと油タンク１２との間が通じて、シリンダ３ａ
の開弁用加圧側３ｃ内の油を油タンク１２へ排出するこ
とができるようになる。これにより、ブースタ７で増圧
された油圧がシリンダ３ａの閉弁用加圧側３ｅに掛かっ
て、ピストン３ｄを図１の右方へ移動させて遮断弁２を
閉弁する。

【００３１】この状態で、油圧ポンプ１１を作動させる
と、油タンク１２内の油が逆止め弁１８を開いてブース
タ７の油室７ｂに送られ、この油圧がブースタ７のガス
室７ａに加わっているガス圧力に打ち勝って、パイプラ
インの二次側の圧力以上になれば、ガス配管８に設けら
れた逆止め弁９の作用によって、この送り出されたガス
はパイプライン１の２次側に送られ、ブースタ７を元の
状態に復帰させる。

【００３２】上記した例を具体的に説明すると、１次側
圧力が７０kgf／cm²、２次側圧力が４０kgf／cm²の時、
この差圧でのバルブの必要トルクを発生させるに必要な
ブ−スタ７のガス室７ａの圧力を、例えば、減圧弁５で
３０kgf／cm²にすると、これによりブ−スタ７の作動時
は２次側は逆止め弁９で止められており、油圧ポンプ１
１でブ−スタ復帰時は逆止め弁６で減圧弁側への逆流を
防止し、２次側圧力以上になると、逆止め弁９を通り、
２次側に放出される。従って、ブ−スタ作動時に必要な
ガスは、消費することなく、また大気へ放出することも
ない。この場合は、図２に示した場合も同様の作用効果
を有する。

【００３３】次に、制御室からの操作信号や手動で遮断
弁２を開弁する場合は、切替用の電磁弁１４を切替え
て、シリンダ３ａの開弁用加圧側３ｃにブースタ７から
の油圧が加えられる状態にして、開閉用の電磁弁１３を
開いて、シリンダ３ａの閉弁用加圧側３ｅから油を油タ
ンク１２へ排出することができるようにする。これによ
り、上述のブ−スタ７の油室７ｂからの油圧がシリンダ
３ａを作動させて遮断弁２を開弁させる。開弁後は開閉
用電磁弁１３は図１の状態に戻るが切替用電磁弁１４は
そのままなので、ブ−スタ７の油圧はシリンダ３ａの開
弁用加圧側３ｃに油圧を加えた状態のままになる。ま
た、遮断弁２を閉弁する場合は切替用の電磁弁１４を切
り替えると共に開閉用の電磁弁１３を開にすれば、遮断
弁２は閉弁する。また、両電磁弁１３、１４の手動レバ
を使用しても、同様に遮断弁２を開弁及び閉弁はでき
る。

【００３４】図２は、本発明の弁駆動装置の他の実施例
を示す配管系統図であって、ブースタ７からの排出ガス
をパイプライン１の２次側に送る代りに、同種のガスの
別ライン２６へ送るようになっており、その他の構成や
作用は図１と全く同様である。

【００３５】また、ブースタ７は、ガスパイプライン１
内のガス圧力の通常の変動幅において、このガス圧力の
変動によって生ずる遮断弁２の作動の必要トルクの変動
幅に対して、常にシリンダ３ａを駆動して遮断弁２を作
動することができる増圧比を持つものである。閉止弁１
９、２３、２４は、保全、点検等のためのものであり、
リリーフ弁１７は、油配管１０を含むラインの安全のた
めのものである。なお、この弁駆動装置は、ガスライン
に適用する場合以外に、液体のパイプラインに設けられ
る遮断弁に装着することもできる。

【００３６】また、ブースタ７の１行程で排出する、す
なわちシリンダ３ａに送られる油量が、シリンダ３ａの
２行程以上を作動させる油量であり、油タンク１２が十
分大きいと、上述の説明の中の油圧ポンプ１１によっ
て、油タンク１２内の油をブースタ７に戻す作業は、シ
リンダ３ａの２行程以上に対して１回行えばよい。

【００３７】上記した第１実施例は、遮断弁を閉にする
弁駆動装置の例を示したものであるが、その他、ガスパ
イプラインに設けた放出弁に適用する弁駆動装置にも適
用することができる。この場合、本実施例における放出
弁の機能は、上記の第１実施例における遮断弁の機能と
を入れかえているのみで、その他の構成並びに作用効果
は、上記した実施例と同様である。

【００３８】

【発明の効果】本発明の弁駆動装置は、既に述べたよう
にガスパイプラインのガス圧力を遮断弁の操作動力源と
するので、他に圧力ボンベ等の動力源を必要としないた
め、ボンベの補給交換の労力を必要とせず、その補給交
換の不備によって事故が発生したり拡大したりすること
がない。しかも、ガスを大気中に排出しないので、ガス
を消費したり他に害を与えたりすることがなく、極めて
安全性に優れており、可燃性ガスでも安全に使用でき
る。また、動力源圧力をブ−スタを経てアクチュエ−タ
に供給するため、ブ−スタとアクチュエ−タは最適選定
が可能で、コンパクトで安価な弁駆動装置が製作でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の弁駆動装置の一実施例を示す配管系統
図である。

【図２】本発明の弁駆動装置の他の実施例を示す配管系
統図である。

【図３】図１と図２の閉弁状態を示す部分配管系統図で
ある。

【図４】弁駆動装置の出力トルクを比較した図表であ
る。

【図５】アクチュエ−タの出力トルクを説明する説明図
である。

【符号の説明】

１ガスパイプライン２遮断弁３アクチュエータ３ａシリンダ４ガス配管５減圧弁６逆止め弁７ブースタ７ａガス室７ｂ油室８ガス配管９逆止め弁１０油配管１１油圧ポンプ１２油タンク

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガスパイプラインに設けた遮断弁又は放
出弁を開閉する弁駆動装置であって、このガスパイプラ
インの１次側から分岐したガス配管を途中に減圧弁を介
してガス／油式ブースタのガス室に接続し、この減圧弁
とガス／油式ブースタの間に逆止め弁を設け、一方、こ
のガス室に接続したガス配管を途中に逆止め弁を介して
上記したガスパイプラインの２次側に接続し、ガス配管
とブ−スタのガス圧力の関係を、パイプラインの１次側
の圧力＞パイプラインの２次側の圧力＞ブースタのガス
室の圧力になるように設定し、上記したブースタの油室
とアクチュエータのシリンダとの間に油配管を設け、こ
のブースタのガス室に加わるガス圧力を動力源としてブ
ースタによって増圧された油配管内の油圧によってアク
チュエータを作動させて遮断弁又は放出弁を閉又は開に
し、また、この油配管に設けられた油圧ポンプにより、
更に増圧した油配管内の油圧によってブースタを復帰さ
せ、ブースタ内のガスを上記のガス配管を通ってガスパ
イプラインの２次側に送給するように構成したことを特
徴とする弁駆動装置。
【請求項２】上記したガスパイプラインの２次側の代
りに同種のガスが流通する別ラインに送給するようにし
た請求項１記載の弁駆動装置。
【請求項３】上記した油圧ポンプに油タンクを接続し
た請求項１又は２記載の弁駆動装置。
【請求項４】上記したブースタが１行程で排出する油
量がシリンダを２行程以上を作動させる油量である請求
項１乃至３の何れかに記載の弁駆動装置。