JP3584222B2 - バルブの漏洩検知方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、バルブとくにバタフライバルブにおける漏れを検知する方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バルブ、とくにバタフライバルブは、弁本体の内部に弁板を回動自在に付設して、弁板の回転により流体を流したり止めたりするものである。そのためにバタフライバルブは、弁本体の内側にシートリングと呼ばれるゴム製の円環が付設されており、シートリング内で弁板が弁軸を中心として回転可能とされ、弁板の回転によってシートリングの内腔が開いたり閉じたりするように構成されている。
【０００３】
弁板がシートリングの内腔を閉じているときには、弁板の周縁がシートリングの内面に密接し、弁板がバルブ内を流れる流体を完全に閉止するように作られている。ところが、永年使用している間にシートリングが老化し、摩耗し又は侵蝕されて、弁板とシートリングとの間に隙間が生じて、バルブは流体漏れを生じるに至る。
【０００４】
こうして起こる流体漏れは、配管の内部で起こるだけであるから、外部からは容易にこれを検知することができない。そのために流体漏れは、往々にして見過され、下流で不測の事態が発生して始めて判る、ということが多い。
【０００５】
また、バルブでは弁板の開き度が外から判るように、バルブの外面に弁板の開き度を示す目盛が付されている。ところが、上述のようにバルブを永年使用している間にバルブが漏れを生じ、その結果、弁板の開き度が零と表示されていて本来弁板が閉止している筈の位置で、流体を止めることができず、零よりさらに開き度を小さくして始めて流体を止めることができるような事態を生じる。すなわち、開き度を示す目盛が狂うという事態を生じることがある。このようなときは開き度の目盛を修正する必要が生じる。
【０００６】
上述の流体漏れや、開き度の目盛の狂いを実際に確かめるには、バルブを配管から取り出して、シートリングと弁板との接触状態を検査することが必要となる。ところが、バルブを配管から取り外すことは容易に行えることではない。なぜならば、バルブを外すには、操業を停止する必要があって生産効率の低下を招く上に、バルブが通常高所にあるため取り外しが困難であり、また、その後の取り付けも厄介なこととなるからである。
【０００７】
そこで、上述のような事態になることを避けるために、バルブを定期的に点検することが行われている。すなわち、一定の期間を経過したとき、作業を停止し配管から、バルブを取り外して検査し、流体漏れを生じる可能性があれば取り替えることとしている。しかし、バルブは定期的点検の中間時期に不測の理由によって漏洩を生じることがあるから、バルブの漏れを検知することは必要である。そこで、バルブを外さないで、バルブの漏れを容易且つ確実に検知できる方法及び装置の出現が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上述のような要望に応じて生れたものである。すなわち、この発明はバルブを配管したままで、バルブにおける流体漏れを容易且つ確実に検知する方法と装置とを提供しようとして、なされたものである。それとともに、この発明は上述のような弁板の開き度を示す目盛の狂いをも容易且つ確実に修正する方法と装置とを提供しようとするものである。
【０００９】
【課題解決のための手段】
この発明は、バルブ内における流体の漏洩を、バルブ内にある流体の温度変化によって検知しようとするものである。すなわち、この発明は、配管されたバルブを閉塞状態にした場合に、バルブ内に流体の漏洩があれば、バルブの上流側の配管から周囲温度とは異なる温度の流体を流すと、バルブの下流側の管内温度が変化することとなるので、下流側の管内温度を測定して、流体の漏洩を検知しようとするものである。
【００１０】
とくにこの発明は、バルブを付設した当初に、バルブを閉止状態にしておいて、上流側から下流側へ周囲温度とは異なる温度の流体を流したとき、上流側と下流側との間で起こる温度差を予め測定しておいて、この温度差を標準温度差として記録しておき、これと通常使用状態においてバルブの閉止時に生じる上流側と下流側との間の温度差と比較して、バルブの漏れの程度を検知することを骨子とする。
【００１１】
すなわち、この発明は配管されたバルブの両側に位置する管に外部への出力付き温度センサを付設し、バルブ閉止時の標準状態において、予め上記温度センサ間に生じた温度差を測定しておいてこれを標準温度差とし、通常の使用状態において、バルブ閉止時に上記温度センサ間に生じる温度差を測定してこれを通常温度差として記録し、通常温度差と標準温度差との差違によりバルブの漏洩を判断することを特徴とする、バルブの漏洩検知方法を提供するものである。
【００１２】
また、この発明は、上に述べたバルブの漏洩検知方法において、バルブにバルブの弁板を開閉させるためのアクチュエータを付設し、通常の使用状態においてアクチュエータにより弁板の開き度を変えながら、温度センサ間に生じる温度差を測定してこれを通常温度差として記録し、通常温度差のうちの最大値と標準温度差との差違により、バルブの漏洩を判断することを特徴とする、バルブの漏洩検知方法を提供するものである。
【００１３】
さらに、この発明は、上述のようにして通常温度差が最大値を示す弁板の位置を定め、このときのアクチュエータが示す弁板開き角度を基準として、開き角度の目盛のズレを修正する方法をも提供するものである。
【００１４】
また、この発明は、バルブの漏洩検知装置をも提供するものである。その装置に関する発明は、配管されたバルブの両側に位置する管に付設された外部への出力付き温度センサと、この温度センサ間の温度差を測定し記録する測定記録手段と、基準状態においてバルブ閉止時に上記温度センサ間に現れた標準温度差を記録する記録手段と、上記測定記録手段に記録された通常使用時の温度差を上記の記録手段に記録された標準温度差と比較し、その差違を算出する算出手段と、算出した差違が予め設定された値を越えたとき、漏洩を知らせる警報手段とからなることを特徴とするものである。さらに、この発明では、警報手段からの信号により、バルブが閉じる方向へ弁板を予め設定された角度分だけ回転させる回転手段を備えたアクチュエータを、上記の検知装置に付設することもできる。
【００１５】
【発明実施の形態】
この発明をその実施の一例について、図面に基づき説明すると、次のとおりである。図１は、この発明方法を示した概略図である。図２は、この発明方法の実施順序を示したフローチャートである。図３は、この発明方法において標準温度差を決定する順序を示したフローチャートである。図４は、バルブにアクチュエータを付設したときのこの発明方法の実施順序を示したフローチャートである。図５は、この発明においてバルブにアクチュエータを付設したとき、アクチュエータに付設される制御機構を示したブロック図である。
【００１６】
図１において、１はバルブであり、２はバルブ１の弁板を回転させるための弁軸又はこれにアクチュエータの付設されたものである。３はバルブ１の上流側に付設された上流管であり、４はバルブ１の下流側に付設された下流管である。５は上流管３内にある流体の温度を測定するための外部への出力付き温度センサであり、６は下流管４内にある流体の温度を測定するための外部への出力付き温度センサである。
【００１７】
この発明では、配管の当初、すなわちバルブ１を上流管３と下流管４とに接続した当初に、標準温度差を予め測定しておく。そのためには、図２に示したように、バルブ１を基準状態Ａにおき、バルブの弁板を閉止Ｂして、標準温度差を予め決定Ｃしておく。それには、図３に示したように、周囲温度とは異なる温度の流体、例えば高温の流体を上流管３から流しＣ１して、一定時間経過後下流管４の温度センサ６により温度を測定Ｃ２し、温度センサ６が示す温度と温度センサ５が示す温度との温度差を算出Ｃ３し、これを標準温度差として記録手段７に記録Ｃ４しておく。
【００１８】
その後は、上記の配管に流体を流して配管を必要な作業のために使用Ｄする。
【００１９】
その間に、バルブ１内での流体漏れが問題となったとき、図２にＥで示すようにバルブ１を閉止して、上流管３から周囲温度とは異なる温度、好ましくはさきに標準温度差を決定するときに用いた流体温度と同じ温度の流体を流し、下流管４側の温度センサ６の示す温度と、上流管３側の温度センサ５の示す温度との温度差を測定Ｆし、これを通常温度差Ｘとし、通常温度差Ｘと標準温度差Ｙとの相違を記録手段８によって算出し、これを記録する。
【００２０】
次いで、記録手段８によって記録された温度差Ｘを、記録手段７に記録された標準温度差Ｙと比較手段９によって比較し、そこに差違があるとき漏洩があると判断する。そして、この差違が設定値Ｚを越えたとき（Ｈ）、バルブ１内で流体漏れがあったという警報Ｊを発する。これがこの発明方法である。
【００２１】
次にバルブ１にアクチュエータを付設して、バルブ１の弁板を閉じたり開いたりし乍ら、バルブ１内の流体漏れを検知する方法について説明する。アクチュエータを付設したときの装置は、図１において符号２で示されている弁軸にアクチュエータが付加されている。
【００２２】
アクチュエータが付設されたバルブは、図４のフローチャートに示したように時系列的に作動する。図４の場合の作動は、Ｃにおいて標準温度差を決定し、Ｄの通常使用状態とするまでは、図２と全く同じである。図４の場合の作動が図２と異なるのは、バルブ１における流体の漏洩が問題となったとき、Ｋ及びＬに示したように、アクチュエータにより弁の開き度を変えて、各開き度における通常温度差を測定する点である。
【００２３】
すなわち、図４では、アクチュエータを作動させて、弁板の開き度を変えながら、各開き度において、図２の場合と同様に上流管３から周囲温度とは異なる流体を流し、温度センサ５と６との出力から通常温度差を測定し、これを記録する。
【００２４】
これら複数の通常温度差の中からＭで示したように、温度差の最大値を選ぶ。通常温度差が最大となったときの弁板の位置は、実際には弁板がバルブを完全に閉じたときの弁板の位置である。従って、そのときの位置から、弁板の開き角度のズレを正確に検知することができる。
【００２５】
次いで、通常温度差の最大値をＣで得た標準温度差と比較し、その間の差違を算出する。算出した結果に差違があれば、漏洩があると判断する。そして、この差違が設定値を越えたとき、漏洩があるとの警報を発するようにする。これがこの発明方法である。
【００２６】
この発明に係るバルブの漏洩検知装置は、図１に示したように、配管されたバルブ１の両側に位置する上流管３と下流管４とにそれぞれ付設された外部への出力付き温度センサ５、６と、この温度センサ５、６の間の通常温度差を測定し、記録する記録手段８と、バルブの付設当初の基準状態においてバルブ閉止時に、温度センサ５、６の間に現れた標準温度差を記録する記録手段７と、測定記録手段８に記録された通常温度差と記録手段７に記録された標準温度差との相違を算出する算出手段９と、算出した差違が予め設定された数値を越えるとき警報を発する警報装置１０とからなることを特徴とするものである。
【００２７】
バルブにおいて、弁板を開閉するために弁軸にアクチュエータを付設したときには、この発明に係る装置は、図５に太線で示した枠内にあるような制御機構をアクチュエータに付設したものとなる。
【００２８】
図５に示した制御機構は、バルブを設置した当初に、例えば試運転時や保全作業後の正常運転時に、外部から判定基準算出の指示を設定値入力回路ｅへ入力する。すると、入力された信号は、Ａ／Ｄ変換器ｆによりアナログ信号からデジタル信号に変換されて判断回路ｇに入る。この信号により標準温度差の算出が開始され、まず弁板が閉止位置まで回動される。この回動は手で行うこともできるが、アクチュエータで行うこともできる。この状態で温度センサが検出する温度変動がＡ／Ｄ変換器ｎと温度判定回路ｄとを通って取り込まれ、一定時間不揮発メモリに記録される。
【００２９】
こうして一定時間経過し、温度変動データの取り込みが終了すると、記録された温度変動データから温度判定回路において判定基準が算出される。このデータは生の温度変動データであってもよいが、平均値や標準偏差等を含んだ統計処理化されたものの方がよい。そして、判定基準が算出されると、これを不揮発メモリに記録してこれを標準温度差とする。この標準温度差は外部へ出力される。
【００３０】
図５に示した制御機構は、通常の使用状態において、バルブの開閉状態を次のようにして監視することができる。まず、バルブの操作管理者が監視運転の指示信号を設定値入力回路ｅに入力すると、入力された設定値信号は、Ａ／Ｄ変換器ｆによりアナログ信号からデジタル信号に変換されて、判断回路ｇに入力される。そして、バルブ駆動用アクチュエータの監視運転が開始される。
【００３１】
バルブが閉止状態になったとき、バルブ駆動用アクチュエータで外部出力付き温度センサ５、６から出力される温度と基準温度とが比較される。その比較は、温度センサで検出された温度測定値がＡ／Ｄ変換器ｎでデジタル信号に変換され、その後温度判定回路ｄに入力され、温度判定値は不揮発メモリに記録された標準温度と比較される。その差が予め設定された値よりも大きいときには、漏れ異常信号が漏れ異常信号発生回路ｉへ出力されて警報を発する。その差が大きくない場合はそのまま処理を続ける。
【００３２】
また、上述のように差違が予め設定された値よりも大きい場合には、漏れ異常信号が判断回路ｇへ入力されて、判断回路ｇが予め定められた方向へ弁板を回動させる。これにより異常な流れを回避することができる。
【００３３】
図５に示した制御機構はバルブの漏れの有無をアクチュエータの制御によって行おうとするものであるが、そうでなくて別のコンピュータやその他の演算手段を用いて行ってもよい。
【００３４】
図５に示した制御機構では、バルブの通常運転時に、バルブの開き角度設定信号が、設定値入力回路ｅからアクチュエータの制御手段に入力される。入力された設定値信号はＡ／Ｄ変換器ｆでアナログ信号からデジタル信号に変換され、判断回路ｇに入力される。
【００３５】
また、アクチュエータを作動させるモータの出力軸から送られた動作角度フィードバック信号は、動作角度フィードバック信号発生器ａに入力され、フィードバック入力回路ｂを経て、Ａ／Ｄ変換器ｃによりデジタル信号に変換されて、判断回路ｇに入力される。
【００３６】
そして、判断回路ｇでは、Ａ／Ｄ変換器ｆ及びｃから入力されたデジタル信号の差を計算し、モータ・ポジショナー駆動回路ｈに信号を送る。モータ・ポジショナー駆動回路ｈは、判断回路ｇから送られた信号によりモータを駆動する。このとき、モータは上記の差が小さくなる方向へ駆動し、モータに接続するアクチュエータを介して弁板が目標とする開き度に近づくように、弁板を回転させる。こうして異常な漏れの発生が防がれる。
【００３７】
【発明の効果】
この発明によれば、配管されたバルブの両側に位置する管に外部への出力付き温度センサを付設し、標準状態、例えば、配管の当初に、バルブの閉止時における上記温度センサ間に生じた温度差を予め測定しておいてこれを標準温度差とし、その後通常の使用状態においてバルブ閉止時に上記温度センサ間に生じる温度差を測定して、これを通常温度差として記録し、通常温度差と標準温度差との差違によりバルブの漏洩を判断するので、バルブを外す必要もなく、随時にバルブ内における流体漏洩を容易且つ確実に、検知することができる。
【００３８】
また、上述の方法において、バルブにアクチュエータを付設し、通常の使用状態においてアクチュエータにより弁板の開き角度を変えながら、上記温度センサ間に生じる温度差を測定して、これを通常温度差として記録し、通常温度差のうちの最大値と上記標準温度差との差違により、バルブの漏洩を判断するので、バルブを外すことなく、必要なときいつでもバルブ内における流体漏洩を一層容易且つ確実に検知することができる。そればかりでなく、弁板の開き度を示す目盛の狂いをも、同時に容易且つ確実に検知することができる。
【００３９】
また、この発明によるバルブの漏洩検知装置は、配管されたバルブの両側に位置する管に付設された外部出力付き温度センサと、バルブの温度センサ間に生じる通常温度差を測定してこれを記録する測定記録手段と、基準状態においてバルブ閉止時に上記温度センサ間に生じた標準温度差を記録する記録手段と、上記測定記録手段に記録された通常温度差と上記記録手段に記録された標準温度差との差違を算出する算出手段と、算出した差違が予め設定された標準値を越えたとき警報を発する警報装置とから成るものであるから、簡単な装置により随時にバルブ内における流体漏洩を容易且つ確実に検出することができる。
【００４０】
さらに、この発明によれば、警報手段からの信号により、バルブが閉じる方向へ弁板を予め設定された角度分だけ回転させる回転手段を備えたアクチュエータを上記の検知装置に付設するから、バルブの全閉位置の調整を自動的に行うことができることとなり、従ってバルブの寿命を延ばし、流体漏洩に伴う不利益を自動的に容易且つ確実に回避することができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明方法を示した概略図である。
【図２】この発明方法の実施順序を示したフローチャートである。
【図３】この発明方法において標準温度差を決定する順序を示したフローチャートである。
【図４】バルブにアクチュエータを付設したときのこの発明方法の実施順序を示したフローチャートである。
【図５】この発明において、バルブにアクチュエータを付設したとき、アクチュエータに付設される制御機構を示したブロック図である。
【符号の説明】
１ バルブ
２ 弁軸又はアクチュエータつき弁軸
３ 上流管
４ 下流管
５、６ 温度センサ
７ 記録手段
８ 測定記録手段
９ 算出手段
１０ 警報装置

Claims (4)

1. 配管されたバルブの両側に位置する管に外部への出力付き温度センサ
   を付設し、バルブの上流側の配管から周囲温度と異なる温度の流体を流し、バルブ閉止時
   の基準状態において、予め上記温度センサ間に生じた温度差を測定しておいて、これを標
   準温度差とし、通常の使用状態において、バルブの閉止時に上記温度センサ間に生じる温
   度差を測定してこれを通常温度差として記録し、通常温度差と標準温度差との差違により
   、バルブの漏洩を判断することを特徴とする、バルブの漏洩検知方法。
2. 配管されたバルブの両側に位置する管に外部への出力付き温度センサ
   を付設し、バルブの上流側の配管から周囲温度と異なる温度の流体を流し、バルブ閉止時
   の基準状態において、予め上記温度センサ間の温度差を測定しておいて、これを標準温度
   差とし、バルブにバルブの弁板を開閉させるためのアクチュエータを付設し、通常の使用
   状態においてアクチュエータにより弁板の開き度を変えながら、上記温度センサ間に生じ
   る温度差を測定してこれを通常温度差として記録し、通常温度差のうちの最大値と上記標
   準温度差との差違により、バルブの漏洩を判断することを特徴とする、バルブの漏洩検知
   方法。
3. 配管されたバルブの両側に位置する管に付設された外部への出力付き
   温度センサと、バルブの上流側の配管から周囲温度と異なる温度の流体を流したとき、上
   記の温度センサ間に生じる通常温度差を測定して記録する測定記録手段と、基準状態にお
   いてバルブ閉止時に上記温度センサ間に生じた標準温度差を記録する記録手段と、上記測
   定記録手段に記録された通常温度差と上記標準温度差との相違を算出する算出手段と、算
   出した差違が予め設定された一定値を越えたとき漏洩を知らせる警報手段とからなること
   を特徴とする、バルブの漏洩検知装置。
4. 警報手段からの信号により、バルブが閉じる方向へ弁板を一定角度回
   転させる回転手段を備えたアクチュエータを付設したことを特徴とする、請求項３に記載
   のバルブの漏洩検知装置。

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