JP2913378B2

JP2913378B2 - 弁駆動装置

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Publication number: JP2913378B2
Application number: JP11110595A
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: 1995-04-13
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1999-06-28
Anticipated expiration: 2014-06-28
Also published as: JPH08285104A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスや液体のパイプラ
インに設けた遮断弁または放出弁を作動させるための弁
駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えばガスパイプラインにおいては、敷
設距離の間の種々の場所に遮断弁が設けられ、この遮断
弁の近傍から得られるパイプライン内のガス圧力を動力
源とするアクチュエータによって、これらの遮断弁を作
動する装置が知られている。ところが、この場合は、ア
クチュエータの動力源として用いたガスが大気中に排気
放出されるので危険であり、また、ガスが大気中に放出
されるので、人畜等に害を及ぼすおそれのある場所で
は、パイプラインのガス圧力を動力源として使用するこ
とができないため、別に空気や窒素或は二酸化炭素など
の圧力ボンベを設け、これらをアクチュエータの動力源
として使用する場合が多いのが実状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように圧力ボンベ
を用いる場合は、ボンベの圧力がガスパイプラインのガ
ス圧力に抗して遮断弁を作動するため、アクチュエータ
が必要とする圧力より高くなくてはならない。また、ボ
ンベには容量に限りがあり、遮断弁が開閉途中で圧力が
不足して動かなくなる危険性もあるために、ボンベの補
給交換に多大な労力を必要としているのが実状である。
さらには、このようなボンベの補給交換が必要な時に遮
断弁を作動することができず、事故の発生や拡大を招く
ことにもなる。

【０００４】このため、パイプラインのガスをアクチュ
エータの動力源として使用し、このガスを再びパイプラ
インに戻すような構成の、密封回路のガスラインを設け
た駆動装置も提案されているが、これらの装置もパイプ
ラインの圧力が低下した場合には、遮断弁を作動するこ
とができず事故の発生や拡大を招くことになる。

【０００５】その他、不燃性ガスなどの圧縮気体を充填
したガスタンクとブースタを個別に設け、このガスタン
クとブースタを配管で接続した構造のものは、接続部分
からのリーク等により作動不良の心配がある。しかも、
ブースタとガスタンクが別体であるため据付けスペース
が大きくなり、駆動装置自体のコンパクト化が困難であ
った。又、油圧系統のリークによりブースタ内の油が減
少し、遮断弁を確実に締め切ることができないおそれが
あるため、安全性の点にも問題を有していた。

【０００６】従って、ガスタンク内にブースタを設けて
コンパクト化を図り、しかも、ブースタの作動の際にガ
スタンク内のガス圧力が規定値より下がった場合、パイ
プラインを流れる流体を自動的にガスタンクに充填して
ガスタンク内のガス圧力を常に所定値に保つようにすれ
ば、これを解決でき、ガスタンクのガス補給やボンベの
交換を一切必要とせず、リーク箇所の少ない安全性と経
済性に優れた弁駆動装置を提供することができる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、流体移送用のパイプラインに設けた遮
断弁または放出弁を作動する弁駆動装置であって、弁駆
動用のアクチュエータに接続されるブースタをガスタン
クの内部に設け、このガスタンクとブースタの一部を内
部で連通させると共にガスタンクとパイプラインを定圧
供給手段を介して供給管で接続し、前記したガスタンク
の圧力を動力源としてブースタで増圧した圧力により弁
駆動用アクチュエータを駆動させて遮断弁または放出弁
を作動させるように構成した。また、流体移送用のパイ
プラインに設けた遮断弁または放出弁を作動する弁駆動
装置において、上記したガスタンク（ガスタンク分離型
も含む）を他のパイプラインに定圧供給手段を介して供
給管で接続し、前記したガスタンクの圧力を動力源とし
てブースタで増圧した圧力により弁駆動用アクチュエー
タを駆動させて遮断弁または放出弁を作動させるように
構成してもよい。

【０００８】いずれの場合も、背圧弁の２次側と逆止弁
の流入側を接続すると共に、背圧弁の１次側と逆止弁の
流出側を接続して定圧供給手段を形成し、背圧弁の２次
側をパイプライン側の供給管に接続する一方、背圧弁の
１次側をガスタンク側の供給管に接続するのが好まし
い。また、はじめに空気、窒素、二酸化炭素、不活性ガ
ス等でパイプラインの流体と混合しても支障のない流体
の何れかを所定圧力でガスタンクに充填し、このガスタ
ンクのガス圧力が所定値を下回ったときに、パイプライ
ンを流れる流体をガスタンクに補充し、前記したガス圧
力を一定値に保つようにするのが好ましい。さらに、上
記したブースタにガス／油圧式ブースタを用い、さら
に、上記したブースタが１行程で排出する油量が、上記
したアクチュエータのピストンを２行程以上作動させる
油量を有するのが好ましい。

【０００９】

【００１０】

【作用】本発明は上述のように構成したので、ガスタン
ク内のガス圧力がブースタで増圧された油圧によって弁
駆動用のアクチュエータが駆動され、パイプラインに設
けられた遮断弁（放出弁）の開閉が行われる。

【００１１】いま仮に、パイプラインに設けられた遮断
弁（放出弁）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。また、ガスタン
クのガス室とブースタのガス室とが内部で連通されてい
て常にガス圧力が加わっている。ブースタの油室は弁駆
動用のアクチュエータのシリンダに接続されており、こ
の間に設けられた切換弁によって、ブースタで増圧され
た油圧がシリンダの開弁用加圧側に加えられており、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
に接続されている。

【００１２】この状態において、例えばこのパイプライ
ンのパイプが損傷するなどの原因で上流側または下流側
の圧力が降下した場合など必要に応じて検知し、自動的
に送られた信号で上記の遮断弁（放出弁）を作動しよう
とする時には、この信号が上記の切換弁を切り換えるの
で、油はシリンダの開弁用加圧側から油タンクへ排出さ
れる。これにより、上述のブースタの油室からの油圧は
シリンダの閉弁用加圧側に加えられてピストンを作動さ
せ、遮断弁（放出弁）を閉弁させる。遮断弁（放出弁）
の閉弁後、切換弁はそのままであるから、ブースタの油
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（放出弁）は閉弁状態であるとともにブースタの
位置を保持する。

【００１３】この状態で、位置検出機構によりブースタ
の変位を検出して油圧ポンプを作動させ、油タンク内の
油をブースタの油室に増圧して自動的に送り、この油圧
がブースタのガス室に掛っているガス圧力に打ち勝っ
て、ガス室内のガスをガスタンクのガス室に戻しながら
ブースタの復帰がなされる。ガスタンクのガス圧力はブ
ースタの作動のために一定の変動幅を有しているが、度
重なる遮断弁（放出弁）の開閉によってガスタンクのガ
ス圧力が弱まって通常の変動幅を下回ると、定圧供給手
段を介してパイプラインの流体がガスタンクに補充され
る。

【００１４】つまり、定圧供給手段は背圧弁と逆止弁か
らなっているので、ガスタンクのガス圧力が所定値より
も低い場合は、パイプラインを流れる流体が逆止弁を通
ってガスタンクに流れ込み、所定の圧力まで充填され
る。また、ガスタンクのガス圧力が所定値よりも高くな
った場合は、背圧弁が作動してガスタンクのガス圧力は
背圧弁の１次側（パイプライン）に放出される。従っ
て、ガスタンクのガス圧力は常に所定の圧力を維持する
ことができ、ガス補給やボンベの交換を一切必要としな
い。しかも、ガスタンクのガス圧力が所定値よりも高く
なっても、余分なガスはパイプラインに戻され、大気中
に排気されることがないので安全性と経済性に優れてい
る。

【００１５】次いで、制御室からの操作信号や手動で遮
断弁（放出弁）を開弁する場合は、切換弁を切換えて、
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、一方、シリンダの閉弁用加圧側に在る油
を油タンクへ排出する。これにより、上述のブースタの
油室からの油圧がピストンを作動させて遮断弁（放出
弁）を開弁させる。遮断弁（放出弁）の開弁後は、シリ
ンダの開弁用加圧側にブースタの油圧を加えた状態のま
まとする。

【００１６】また、ブースタの１行程で排出する油量、
すなわち弁駆動用のアクチュエータのシリンダに送られ
た油量がピストンの２行程以上を作動させる油量であり
油タンクが十分大きい場合、上述の説明の中の油圧ポン
プで油タンク内の油をブースタに送る作業は、ピストン
の２行程以上に対して１回行えばよい。また、油量がピ
ストンの２行程以上を作動させる油量がある場合は、ブ
ースタは復帰させることなく、その行程分を切換弁の操
作のみで遮断弁（放出弁）を作動させることができる。

【００１７】上述したガス／油圧式のブースタは、ガス
タンクにおける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（放出弁）の開閉
の所要トルクの変動幅に対して、常にアクチュエータの
ピストンを駆動して遮断弁を開閉することができる増圧
比を持つものである。また、ブースタとは分離した分離
型ガスタンクの他の発明の場合も、上記と同様の作用を
発揮する。

【００１８】なお、本発明の弁駆動装置の操作に用いた
切換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、これに限るものでないことは勿論であり、油圧
ポンプは、手動式であっても動力式であっても、さらに
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のできるものであればよい。
また、ガスタンク内に充填された当初の圧縮気体は、窒
素ガスや空気等を使用すれば安全である。

【００１９】

【実施例】図１は、本発明における弁駆動装置をパイプ
ラインに設けた遮断弁に適用した一実施例を示す配管系
統図であり、以下の説明は、ブースタをガスタンクに内
蔵した例を特に説明する。同図において、１はパイプラ
インであり、矢印で示した方向にガスが流れている。２
はこのパイプライン１に設けた遮断弁であり、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
リンダ式のアクチュエータであって、このアクチュエー
タ３のシリンダ３ａに加えられる油圧によるピストン３
ｂ、３ｅの作動によって遮断弁２の開閉が行われる。な
お、図１は遮断弁２が開弁状態である場合を示してい
る。

【００２０】上記したアクチュエータ３は、ガスタンク
４のガス圧力をブースタ６で増圧した油圧で作動し、ア
クチュエータ３とブースタ６は油圧ライン５で接続され
ている。この場合、ガスタンク４は窒素ガス、空気等の
不燃性ガスを封入しており、このガスタンク４の内部に
は、後で詳述するガス／油圧式ブースタ６が設けられて
いる。なお、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
るブースタ６にすればよい。

【００２１】アクチュエータ３のシリンダ３ａは、開弁
用加圧側３ｃと閉弁用加圧側３ｄからなり、このシリン
ダ３ａ内には互いに連動するピストン３ｂ、３ｅが設け
られる。シリンダ３ａの開弁用加圧側３ｃは油配管５ａ
で接続され、シリンダ３ａの閉弁用加圧側３ｄは油配管
５ｂで油タンク８に接続される。また、油タンク８に接
続した油配管５ｃには、ブースタ６の変位を検出するセ
ンサ３０により自動運転される油圧ポンプ７が設けられ
る。

【００２２】この油圧ポンプ７により油配管５ａ内の圧
力よりもさらに増圧された圧力により、油タンク８内の
油を含めて油圧ライン５内の油をブースタ６の油室６ａ
に送り込んでブースタ６を復帰させ、また、ブースタ６
の油室６ａの油量を自動的に補充することができる。さ
らに、油配管５ａの途中には、手動式の開閉弁９を設
け、油配管５ｃには手動ポンプ７ａを設けてブースタ６
の油室６ａに油量を補充することもできる。

【００２３】上記した油配管５ａ，５ｂの途中には、油
圧ライン５の切換弁として電磁弁１０が設けられ、この
電磁弁１０による油圧ライン５の切り換えによるアクチ
ュエータ３内のピストン３ｂ、３ｅの作動によって遮断
弁２の開閉が行われる。この電磁弁１０は、例えば４方
電磁弁または２方電磁弁の組合わせなどによって構成さ
れる。図１において、１１および１２はスピードコント
ローラ、１３はリリーフ弁、１４，１４ａは逆止め弁、
１５は閉止弁である。また、１６は流量調節弁、１７は
圧力スイッチ、１８は逆止め弁、１９および２０は閉止
弁、２１は電源であって、圧力スイッチ１７は電磁弁１
０に連動していることが破線により示されている。な
お、圧力スイッチ１７は任意に設けられるものであり、
図２に示すような圧力スイッチ１７を有しない回路構成
とすることもできる。

【００２４】本実施例では、ガスタンク４とパイプライ
ン１は供給管１０１で接続されており、この供給管１０
１の途中には定圧供給手段１００が設けられている。こ
の定圧供給手段１００は、背圧弁１０３と逆止弁１０４
を並列に接続してなり、具体的には、背圧弁１０３の２
次側と逆止弁１０４の流入側を接続すると共に、背圧弁
１０３の１次側と逆止弁１０４の流出側を接続して構成
している。そして、背圧弁１０３の２次側をパイプライ
ン１側の供給管１０１に接続する一方、背圧弁１０３の
１次側をガスタンク４側の供給管１０１に接続してい
る。なお、パイプライン１側の供給管１０１には閉止弁
１０２が設けられる。

【００２５】この場合、背圧弁１０３と逆止弁１０４
は、各々所定のガス圧力で作動するものとし、この値は
任意値に設定できるものとする。なお、ここで説明した
定圧供給手段１００は例示であり、これに限定されるも
のではない。従って、上記した構成と同等の動作を有す
るものであれば他の構成を採ってもよい。また、定圧供
給手段１００を有する供給管１０１は、図１の鎖線で示
されるように、パイプライン１とは他のパイプライン
１'に接続することができる。

【００２６】ところで、ガスタンク４へガスを充填する
際には充填圧力が高い方が効率よく行われるので、ガス
タンク４に接続する供給管１０１は、パイプライン１の
圧力の高い方に接続することが好ましい。このため、本
実施例では、図３に示すような付属回路を設けることも
できる。

【００２７】これによると、パイプライン１に設けられ
た遮断弁２の流入側に供給管１０１ａの一端が接続さ
れ、一方、遮断弁２の流出側に供給管１０１ｂの一端が
接続される。そして、両供給管１０１ａ，１０１ｂの両
他端にシャトル弁１０７が設けられ、このシャトル弁１
０７の流出側に供給管１０１が接続され、定圧供給手段
１００を介してガスタンク４に接続されている。なお、
１０５，１０６は閉止弁である。これにより、シャトル
弁１０７がパイプライン１の高圧側を自動的に選択して
供給管１０１を接続することができるので、必要時にお
いて、ガスタンク４へガスを効率よく充填することがで
きる。

【００２８】上記したガスタンク４とガス／油圧式ブー
スタ６との構造の各例について説明すると、図７は、ガ
スシリンダ４ａ，４ａの中間位置にセンタフランジ４ｂ
を、両端部にヘッドカバー４ｃ、４ｄを設け、各所を溶
接手段、またはＯリングなどでシールし、タイロッド４
ｅでガスタンク４を密封状態に組み付ける。このガスタ
ンク４の内部にはブースタ６を収納しており、具体的に
は、ガスシリンダ４ａの同心位置で、ヘッドカバー４ｃ
とセンタフランジ４ｂとの間に油シリンダ６ｅを設けて
油シリンダ６ｅの外周空間をガスタンク４のガス室４ｆ
とし、このガス室４ｆと連通口４ｉを介してピストン６
ｃのガス室６ｊとを連通させている。

【００２９】さらにガスシリンダ４ａの同心位置で、ヘ
ッドカバー４ｄとセンタフランジ４ｂとの間に区画シリ
ンダ６ｂを設けて区画シリンダ６ｂの外周空間をガスタ
ンク４のガス室４ｆ'とし、連通孔４ｈを介してガス室
４ｆの大容量化を図っている。また、ブースタ６には、
ピストン６ｃとピストンロッド６ｄおよび油室６ａを設
け、油室６ａとアクチュエータ３のシリンダ３ａを接続
するための油ポート６ｉを設け、ピストンロッド６ｄの
先端に大気室６ｆと小ロッド６ｇとインジケータ６ｈを
設けている。３０ａは、ピストン６ｃが所定の間隔で離
間したときに検知して油圧ポンプ７を作動させるための
センサである。

【００３０】図８は、ガスタンク４の内部に設けたガス
／油圧式ブースタ６の他例を示したものであり、ガスシ
リンダ２４ａの両端をヘッドカバー２４ｂとヘッドカバ
ー２４ｃを溶接手段やＯリングなどでシールして、タイ
ロッド２４ｄで密封状態に組み付ける。ガスシリンダ２
４ａの同心位置に油シリンダ２６ａを設けて油シリンダ
２６ａの外周空間をガスタンク４のガス室２４ｅとし、
ブースタ６の内部には、ピストン２６ｂとピストンロッ
ド２６ｃを設け、油シリンダ２６ａとピストンロッド２
６ｃとの間に油室２６ｄを設ける。ヘッドカバー２４ｂ
には、油室２６ｄと連通し、且つ、アクチュエータ３の
シリンダ３ａと接続する油ポート２６ｅとドレンポート
２６ｆを設ける。

【００３１】上記したピストン２６ｂとピストンロッド
２６ｃの内部を凹状に形成してガス室２６ｇを設け、ヘ
ッドカバー２４ｃに設けた連通孔２４ｇでガス室２６ｇ
とガス室２４ｅを連通すると共に、ガスポート２４ｈを
設ける。また、ピストンロッド２６ｃの先端部にスケー
ル３１を設け、ピストンロッド２６ｃの進出位置を確認
すると共に、位置を移動調整することができるリミット
スイッチ３０ｂ（同機能のものであれば何でもよい）を
設けてピストンロッド２６ｃが移動に伴ってスイッチ３
０ｂに当接するように設けられ、油圧ポンプ７を作動す
るようにしている。

【００３２】図９は、ガスタンク４の内部に設けたガス
／油圧式ブースタ６のさらに他例を示したものであり、
ガスシリンダ３４ａの両端をヘッドカバー３４ｂ，３４
ｃで溶接手段やＯリングでシールして、タイロッド３４
ｄで密封状態に組み付ける。ガスシリンダ３４ａの同心
位置に油シリンダ３６ａを設け、油シリンダ３６ａの外
周空間をガスタンク４のガス室３４ｅとし、ブースタ６
の内部には、ピストン３６ｂとピストンロッド３６ｃを
設け、油シリンダ３６ａとピストンロッド３６ｃとの間
を大気室３６ｄとし、ガス室３４ｅとガス室３６ｉとを
連通孔３４ｇで連通し、かつ、ガスポート３４ｈを設け
る。また、ピストンロッド３６ｃの先端に設けた油室３
６ｅの先端に、アクチュエータ３のシリンダ３ａと接続
する油ポート３６ｆを設けている。ピストンロッド３６
ｃの移動位置は、大気ポート３６ｇを利用して適宜の位
置検出機構（センサ３０等）を配設する。

【００３３】ここで、上記したガスタンク４とブースタ
６との増圧比について説明する。ブースタ６の増圧比
は、動力源として取り出すガスタンク４のガス圧力の変
動幅と、この変動幅におけるバルブ（遮断弁２）の必要
トルクに対し、アクチュエータ３本体（シリンダ径とア
ーム長）にブースタ６の増圧比を乗じたトルクが図５の
ように常に上回るようにすれば、バルブ（遮断弁２）は
正常に作動する。

【００３４】この状態を図６における説明図で示すと、
例えば遮断弁２に必要トルク２,２００ kgmのボールバ
ルブを用い、アクチュエータ３にラム型スカッチョーク
式を用いた場合を例に説明する。まず、動力源であるガ
ス圧力をブースタ６で増圧した後、増圧された油圧をア
クチュエータ３に供給する方式の場合、出力トルクＴは
次の通りである。数１に示すように、図６における動力
源圧力Ｐ＝７０ kgf／cm²Gであれば、必要トルクを上回
ることが理解できる。なお、図６に記したブースタ６の
寸法は、一例として図９の構造で説明した。勿論、図
７、図８でも機能は同じであるが、図９と同増圧比の場
合の寸法は変わる。

【００３５】

【数１】

【００３６】この動力源に図１に示すガスタンク４を使
用する場合について検討すると、初圧力と容量は次のよ
うな計算式となる。このアクチュエータ３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。この場合
は、２作動目の閉→開時のトルクが大であり、上記の必
要トルクが必要となる。

【００３７】アクチュエータ３の油の移動量は、

【数２】

【００３８】ブースタ６のロッドの移動量は、

【数３】

【００３９】ブースタ６のロッドの１作動に必要な動力
源側の容量は、

【数４】

【００４０】いま、ガスタンク４の容量を２０リット
ル、初圧力を８０ kgf／cm²Gとすると、１作動後（２作
動前）のガスタンク４の圧力Ｐ¹は、

【数５】

【００４１】２作動後（３作動前）のガスタンク４の圧
力Ｐ²は、

【数６】

【００４２】３作動後のガスタンク４の圧力Ｐ³は、

【数７】

【００４３】２作動時の出力トルクＴ₂は、

【数８】

【００４４】３作動時の出力トルクＴ₃は、

【数９】

【００４５】３作動後の出力トルクＴ₃は、

【数１０】

【００４６】これらの結果を線図に示すと表１のように
なる。

【表１】

【００４７】なお、本例遮断弁２の開→閉時のトルク
は、約４５０ kgmで十分である。以上のことから、ガス
タンク４は、上記した計算のように容量２０リットル、
初圧力８０ kgf／cm²Gであればよいことが確認された。
なお、この実験例は、本願発明の好ましい一例を示した
ものであり、これに限定されるものでないことは勿論で
ある。

【００４８】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６とアクチュエータ３のシ
リンダ３ａの両側との間に設けられた油配管５ａ，５
ｂ，５ｃには、油圧ライン５切り換え用の電磁弁１０、
油圧ポンプ７、手動ポンプ７ａ、スピードコントローラ
１１，１２、逆止め弁１４，１４ａおよびリリーフ弁１
３が設けられており、電磁弁１０には、手動操作用レバ
ーも付いているが、圧力スイッチ１７による緊急時の信
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。

【００４９】これにより、ガスタンク４内のガス圧力が
ブースタ６で増圧された油圧によって弁駆動用のアクチ
ュエータ３が駆動され、パイプライン１に設けられた遮
断弁２の開閉が行われる。なお、図２に示された第２実
施例は、圧力スイッチ１７を用いずに、電磁弁１０を図
示しない手動スイッチ等で操作するものであるが、第１
実施例と同様に作用するので説明を省略する。

【００５０】図１において、パイプライン１に設けられ
た遮断弁２が開弁状態であって、パイプライン１内をガ
スが平常状態で流れているものとする。また、ガス／油
圧式ブースタ６のガス室６ｊ（２６ｇ，３６ｉ）は、窒
素ガス等の不燃性ガスが封入されたガスタンク４から連
通口４ｉ（２４ｇ，３４ｇ）を通って所定の変動幅でガ
ス圧力が掛けられている。ブースタ６の油室６ａ（２６
ｄ，３６ｅ）は、油配管５ａで油ポート６ｉ（２６ｅ，
３６ｆ）とアクチュエータ３のシリンダ３ａの開弁用加
圧側３ｃが接続されていて、ガス圧力を動力源としたブ
ースタ６で増圧された油圧が、開弁用加圧側３ｃのピス
トン３ｂに加わっている。一方、シリンダ３ａの他方の
側、すなわち閉弁用加圧側３ｄは、油配管５ｂにより電
磁弁１０を経て油タンク８に接続されている。

【００５１】この状態において、例えばこのパイプライ
ン１の下流側でパイプが損傷するなどの原因で漏れを生
じパイプライン１の圧力が降下した場合、圧力スイッチ
１７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４に示すよう
に、電磁弁１０で油圧ライン５が切り換えられる。

【００５２】すると、シリンダ３ａの開弁用加圧側３ｃ
と油タンク８とが連通し、一方、シリンダ３ａの閉弁用
加圧側３ｄとブースタ６の油室６ａ（２６ｄ，３６ｅ）
が連通する。これにより、ブースタ６で増圧された油圧
がシリンダ３ａの閉弁用加圧側３ｄに加わって、ピスト
ン３ｅを右側へ移動させて遮断弁２を閉弁すると共に、
ピストン３ｅと連動するピストン３ｂに押されて、シリ
ンダ３ａの開弁用加圧側３ｃ内の油は油タンク８へ排出
される。

【００５３】センサ３０（３０ａ，３０ｂ）あるいは適
宜の位置検出機構がブースタ６のピストン６ｃ（２６
ｂ，３６ｂ）の変位を検出するすると油圧ポンプ７が作
動し、油タンク８内の油が逆止め弁１４を開いてブース
タ６の油室６ａ（２６ｄ，３６ｅ）に送られ、この油圧
がブースタ６のガス室６ｊ（２６ｇ，３６ｉ）に加わっ
ているガス圧力に打ち勝って、ガス室内６ｊ（２６ｇ，
３６ｉ）のガスをブースタ６の外周囲に設けたガスタン
ク４へ戻しながらブースタ６のピストン６ｃ（２６ｂ，
３６ｂ）を復帰させる。

【００５４】次いで、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、上記した電磁弁１０を切り換
えて図１に示した状態となる。これにより、シリンダ３
ａの開弁用加圧側３ｃにはブースタ６からの油圧が加え
られてピストン３ｂは左側に移動させて遮断弁２を開弁
すると共に、ピストン３ｂと連動するピストン３ｅに押
されて、シリンダ３ａの閉弁用加圧側３ｄ内の油は油タ
ンク８へ排出される。遮断弁２の開弁後は電磁弁１０は
そのままであるから、ブースタ６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が保持される。
再び遮断弁２を閉弁する場合は、上記したように電磁弁
１０を切り換えることで、遮断弁２は閉弁する。

【００５５】ガスタンク４のガス圧力はブースタ６の作
動のために一定の変動幅を有しているが、度重なるアク
チュエータ３の作動（遮断弁２の開閉）によってガスタ
ンク４のガス圧力が弱まって通常の変動幅を下回ると、
定圧供給手段１００を介してパイプライン１の流体がガ
スタンク４に充填される。

【００５６】つまり、定圧供給手段１００は背圧弁１０
３と逆止弁１０４からなっているので、ガスタンク４の
ガス圧力が所定値よりも低い場合は、パイプライン１を
流れる流体が逆止弁１０４を通ってガスタンク４に流れ
込み、所定の圧力まで充填される。また、油圧ポンプ７
の作動に伴いガスタンク４のガス圧力が所定値よりも高
くなった場合は、ガスタンク４のガス圧力が設定圧力で
一定に保たれるように背圧弁１０３が作動して、余分な
ガスは背圧弁１０３の２次側（パイプライン１）に放出
される。また、図１の鎖線で示されるように、供給管１
０１が他のパイプライン１'に接続されている場合は、
余分なガスは他のパイプライン１'に放出される。

【００５７】従って、ガスタンク４のガス圧力は常に所
定の圧力を維持することができ、ガス補給やボンベの交
換を一切必要としない。しかも、ガスタンク４のガス圧
力が所定値よりも高くなっても、余分なガスはパイプラ
イン１に戻され、大気中に排気されることがないので安
全性と経済性に優れている。また、図３に示すような回
路を付加することで、パイプライン１の高圧側を自動的
に選択して供給管１０１を接続することができるので、
ガスタンク４へのガス充填を効率よく行うことができ
る。

【００５８】また、本実施例のブースタ６のピストン６
ｃ（２６ｂ，３６ｂ）の１行程で排出する油量は、弁駆
動用のアクチュエータ３のピストン３ｂ，３ｅの２行程
以上を作動させる油量であるので、上述の説明の中の油
圧ポンプ７で油タンク８内の油をブースタ６の油室６ａ
（２６ｄ，３６ｅ）に送る作業は、アクチュエータ３の
ピストン３ｂ，３ｅの２行程以上に対して１回行えばよ
い。また、油量がアクチュエータ３のピストン３ｂ，３
ｅの２行程以上を作動させる油量がある場合は、ブース
タ６のピストン６ｃ（２６ｂ，３６ｂ）を１行程毎に復
帰させることなく、その行程分を電磁弁１０の操作のみ
で遮断弁２を作動させることができる。

【００５９】上述したブースタ６は、ガスタンク４内に
おける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アクチュエータ３の発生トルクが
遮断弁２の作動に必要なトルクの変動幅に対して、常に
シリンダ３ａ内のピストン３ｂ，３ｅ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。ま
た、閉止弁１５、１９、２０は、保全、点検等のための
ものであり、リリーフ弁１３は、油配管を含むラインの
安全のためのものである。

【００６０】本実施例は、遮断弁２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、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。この場合の放出弁の機能は、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、上記した第１実施例と略同
様である。

【００６１】

【発明の効果】本発明の弁駆動装置は、ガスタンク内に
ブースタを設けたので装置自体をコンパクトに製造する
ことができる。しかも、このガスタンクは定圧供給手段
を介してパイプラインのガスを所定の圧力で供給するこ
とができるので、ガス補給作業やボンベの交換作業を一
切必要としない。また、ガスタンクのガスは、如何なる
場合も大気中に排気されることがないので、周辺環境を
汚染することがない。このように、本発明はメンテナン
スフリーで信頼性、経済性および安全性に優れた弁駆動
装置を提供することができる。

【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】定圧供給手段へのガス供給方法の一例を示した
部分配管系統図である。

【図４】遮断弁の閉弁状態における油圧ラインの切り換
え状態を示す部分配管系統図である。

【図５】アクチュエータの出力トルクとバルブの必要ト
ルクを比較した図表である。

【図６】アクチュエータの出力トルクを説明する説明図
である。

【図７】ガスタンク内にブースタを設けた状態の一例を
示す断面図である。

【図８】ガスタンク内にブースタを設けた状態の他例を
示す断面図である。

【図９】ガスタンク内にブースタを設けた状態の他例を
示す断面図である。

【符号の説明】

１パイプライン２遮断弁（放出弁）３アクチュエータ４ガスタンク６ブースタ１００定圧供給手段１０１供給管１０３背圧弁１０４逆止弁

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F17D 1/04 F15B 3/00 F15B 20/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体移送用のパイプラインに設けた遮断
弁または放出弁を作動する弁駆動装置において、弁駆動
用のアクチュエータに接続されるブースタをガスタンク
の内部に設け、このガスタンクとブースタの一部を内部
で連通させると共にガスタンクとパイプラインを定圧供
給手段を介して供給管で接続し、前記したガスタンクの
圧力を動力源としてブースタで増圧した圧力により弁駆
動用アクチュエータを駆動させて遮断弁または放出弁を
作動させ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】背圧弁の２次側と逆止弁の流入側を接続
すると共に、背圧弁の１次側と逆止弁の流出側を接続し
て定圧供給手段を形成し、背圧弁の２次側をパイプライ
ン側の供給管に接続する一方、背圧弁の１次側をガスタ
ンク側の供給管に接続した請求項１記載の弁駆動装置。
【請求項３】空気、窒素、二酸化炭素、不活性ガス等
でパイプラインの流体と混合しても支障のない流体の何
れかのガスを所定圧力でガスタンクに充填し、このガス
タンクのガス圧力が所定値を下回ったときに、パイプラ
インを流れる流体をガスタンクに充填し、前記したガス
圧力を一定値に保つようにした請求項１または２に記載
の弁駆動装置。
【請求項４】上記したブースタにガス／油圧式ブース
タを用いた請求項１乃至３の何れか１項に記載の弁駆動
装置。