JP4184290B2

JP4184290B2 - 整圧器閉切り時の越しガス検査方法

Info

Publication number: JP4184290B2
Application number: JP2004016848A
Authority: JP
Inventors: 雅之高野; 正行今; 重隆石▲崎▼
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2024-01-26
Also published as: JP2005207979A

Description

本発明は、都市ガス供給系統に用いられる整圧器閉切り時の越しガス検査方法に関する。

従来から、都市ガスなどの配管網では、たとえば大気圧よりも少し高い程度の圧力で安定して流体を供給するために、ガバナとも呼ばれる整圧器を用いて、大気圧の数倍程度の圧力で輸送する流体の圧力を低下させている。都市ガスを円滑に供給するためには、供給圧を複数段階で変化させる必要があり、特に顧客に供給する最終的な圧力に調整するためには、多数の整圧器が必要となる。

都市ガスを長期間安定的に供給するには、整圧器が稼動中に稼動特性を測定したり、テストを行い性能や劣化を把握することが必要となる。整圧器の性能確認項目のひとつに、整圧器閉切り時の越しガス量がある。整圧器閉切り時の越しガスとは、整圧器を閉止した際の弁体と弁座の当接部からの漏れを言う。

弁体と弁座の当接部からの漏れは、整圧器以外の弁でも見られる。弁の開閉操作を繰返し行うと、弁体と弁座の当接部に摩耗が生じたり、傷が発生することでシール性が低下し漏れを生じる場合がある。また、弁座あるいは弁体に、ゴム、樹脂などの弾性体を使用した弁では、長時間使用している間に、弾性体の機能が低下し、ガスあるいは水などがリークする場合もある。都市ガス供給管路に配設される開閉弁には、越しガスを大気放散させるための機能を備える弁もある（たとえば特許文献１参照）。

整圧器などを含む弁からのガスの漏れは、弁を閉止しているにもかかわらず、弁体と弁座の当接部のシール性が低下し下流側にガスが漏れる場合のほかに、弁棒部からのガス漏れを防ぐ目的で装着されるグランドパッキンなどから、外部に漏れる外部漏れがある。

弁体と弁座の当接部からの漏れの場合は、下流側の配管を取外しせっけん水で確認する方法、あるいは弁および弁の下流側に設けられる開閉弁を閉止し、弁の一次側に所定の圧力を加え、弁の二次側の圧力の経時変化から検知する方法などがある。

一方、外部漏れの検知方法としては、外部漏れの可能性の高い箇所にせっけん水を吹きかけ、泡が発生するか否かで判断する方法、ガス漏れをガス検知用の検知器で検知する方法、あるいは系内の圧力の経時変化を測定する方法などがある。圧力の経時変化からガス漏れを検出する方法は、ガス配管のガス漏れの検知にも使用されている（たとえば特許文献２参照）。

特開平７−２３３８９３号公報特開２００３−５０１７７号公報

整圧器閉切り時の越しガス検査方法としては、整圧器の下流側に設けられた開閉弁を閉止し、整圧器の一次側に所定の圧力を加え、整圧器の二次側の圧力の時間変化を測定し、これから越しガス量を算出する方法が多く用いられる。

整圧器には種々の形式のものがあり、用途、使用場所などにより弁体、弁座の構造などが異なるが、整圧器には、二次側（出口側）圧力が設定圧力よりロックアップ分上昇しないと完全に閉止しない構造を有するものもある。この整圧器の閉切り時の越しガス検査を、整圧器が完全に閉止する前に行うと、整圧器に弁体と弁座の当接部からの漏れがあったのか、ロックアップ中（正常な状態）なのか判断できない。よって整圧器が完全に閉止した後に検査を行えばよいが、整圧器の機種によってはロックアップまでに数十分以上要する場合もある。また、圧力は温度によって変化するため、越しガス検査は、気温の影響が少なくなるように短時間で行うことが望ましい。

図４に整圧器のガス流量とロックアップおよび完全閉止の関係を概念的に示す。整圧器出口の流量が低下するに従い、整圧器の二次側の圧力は上昇する（図４のＢ〜Ａ間）。整圧器が見かけ上閉止している状態（図４のＡ）から、さらに整圧器の二次側圧力を上昇させると（図４の圧力Ｐ０）、弁体と弁座は密接し整圧器は完全に閉止する。整圧器が見かけ上閉止している状態の圧力（整圧器の設定圧力）ＰＡと完全閉止時の圧力Ｐ０との差をロックアップ圧力という。弁体に弾性体を使用する整圧器などでは、ロックアップ操作が必要となる。

本発明は、整圧器閉切り時の越しガス検査を、短時間で実施可能な整圧器閉切り時の越しガス検査方法を提供することにある。

本発明は、整圧器の閉切り時の越しガス量を、整圧器の二次側圧力の時間変化から求める検査方法であって、
整圧器の下流に設けた開閉弁を閉止し、
整圧器と開閉弁で仕切られた系に、系外から整圧器のロックアップ分だけ強制的にガスを充填することで整圧器を閉止とし、
整圧器の一次側圧力を所定の圧力として整圧器の二次側圧力の時間変化を測定し、整圧器閉切り時の越しガス量を求めることを特徴とする整圧器閉切り時の越しガス検査方法である。

本発明によれば、整圧器閉切り時の越しガス検査方法は、整圧器の下流に設けられた開閉弁を閉止し、整圧器と開閉弁で仕切られた系に、系外からロックアップ分のガスを強制的に充填する。このため短時間で整圧器を完全閉止とすることが可能となり、整圧器閉切り時の越しガス検査時間が短縮される。

また、整圧器の一次側圧力を所定の圧力とし、整圧器の二次側の圧力の経時変化から整圧器閉切り時の越しガス量を検知するため、一次側に通常運転時の圧力を加えることで、実際の使用状態での整圧器閉切り時の越しガス量を検知することが可能となる。

図１は、本発明の実施の一形態としての整圧器閉切り時の越しガス検査時の構成を示す。この整圧器１はローディング型として作動する。整圧器１は入口に配管２を、出口に配管３を接続する。整圧器１の入口側の配管２の圧力は、整圧器１の出口側の配管３の圧力よりも高く、整圧器１は上流側圧力を減圧しながら、下流側圧力を一定に保つように作動する。

整圧器１の出口には、ガスの流れを遮断するための開閉弁４を有する。この開閉弁４を閉止し整圧器１と開閉弁４で仕切られた系に、ガス導入管５およびガス導入弁６を介して、図示を省略した手動ポンプなどを用いて、系外のガスを整圧器１の完全閉止圧力まで充填する。整圧器１の一次側圧力を所定の圧力とし、二次側の圧力の経時変化を圧力検出器７で検出し、これから越しガス量を算出ですることで、整圧器閉切り時の越しガス検査を行う。

整圧器１は、調圧器１０の動作に応じて駆動部１１が作動し弁体１２で弁座１３を開閉する。駆動部１１にはダイヤフラム室１４がダイヤフラム１５を収容するように設けられ、弁体１２とダイヤフラム１５とは、弁棒１６で連結される。ダイヤフラム１５には、圧力設定用のばね１７による押圧力が作用し、ばね１７は弁の開度を小さくする方向に作用する。

弁開度を大きくする方向への付勢は、管路１８を介して駆動圧をばね１７の付勢力と逆方向にダイヤフラム１５に加えて行う。駆動圧は整圧器１の二次側圧力が減少して調圧器１０の設定圧以下になると、調圧器１０は開き、整圧器１の一次側の圧力が管路１９から管路１８に導入されて増大する。管路１８の駆動圧は絞り２０で減圧されて、二次圧に降下する。調圧器１０への整圧器１の二次側圧力の導入は、管路２１を通じて行う。

配管２および配管３は、都市ガス供給網の一部を構成するもので、たとえば整圧器１の入口に接続される配管２は中圧配管、整圧器１の出口に接続される配管３は、顧客に都市ガスを供給する低圧配管などが該当する。

開閉弁４は、整圧器１の出口に設けられ、通常は全開状態で使用される。整圧器１の閉切り時の越しガス量を測定する際は閉止する。開閉弁４は、ガスを完全に遮断できるものであれば、種類は特に問わない。通常、開閉弁４は整圧器１に近接して設けられており、整圧器１の二次側から開閉弁４とで仕切られた容積は、数百ミリリットル程度である。ただし開閉弁４は、整圧器１の下流側配管３の途中に設けてもよい。

なお整圧器１の出口に設けられている開閉弁４と整圧器１の距離が大きく離れている場合は、整圧器１出口にガスを閉止するための閉止用部材を装着して使用してもよい。閉止用部材としては、管フランジ間に挟み込んで使用する金属板などがある。これにより整圧器１の二次側とガス閉止用部材で仕切られる系の容積が小さくなり、越しガス量の検査が短時間でかつ精度よく行える。

ガスの導入管５は、整圧器１と開閉弁４とで仕切られた系に、系外からガスを導入するためのもので、整圧器１の二次側でかつ開閉弁４の上流側のいずれかの場所に設ける。ガス導入管５は、配管途中にガス導入弁６を有する。整圧器１と開閉弁４とで仕切られた系へのガスの充填は、ガスをサンプリングする際に使用するサンプリングバッグ、注射筒あるいは２連球型などの加圧ポンプなどで行うことができる。

ガスを充填するための機器、器具は、整圧器の閉止圧力以上にガスを充填できる機能を備えるものならば、特に種類は問わない。よってガスボンベを使用してガスを充填することも可能である。さらに整圧器１をバイパスし、整圧器１の上流側のガスを導入する方法、あるいは他のガス配管から都市ガスを導入する方法であってもよい。整圧器１の上流側のガス、あるいは他のガス配管から都市ガスを導入する場合は、ガスの置換操作が簡単に行える利点がある。都市ガスを充填したボンベを使用する場合も同様である。

圧力検出器７は、整圧器１と開閉弁４で仕切られた系のいずれの箇所に設け、系内の圧力つまり整圧器１の二次側圧力を測定する。よって圧力検出器７は、ガス導入弁６の下流側（整圧器の二次側）のガス導入管５の途中に設けてもよい。整圧器１の閉切り時の二次側圧力の経時変化を測定し、これにより越しガス量を検出する。

整圧器１の完全閉止時の圧力は、通常ゲージ圧力で数ｋＰａ程度である。圧力検出器７は、越しガス量を測定する点から、整圧器の完全閉止時の圧力の０．９〜１．１倍程度の範囲内で精度よく圧力を測定できることが望ましい。圧力検出器７としては、アナログタイプのブルドン管式圧力計、デジタルマノメータ、圧力センサなど該当するが、特に種類は問わない。

なお本件出願人は、先にデジタル圧力計の筐体内に内蔵される内部温度センサと、気体温度センサを用いて温度差を検出し、所定の温度差の場合のみ気体圧力を計測し表示することで、温度差が原因となる誤検知を防止することができるデジタル圧力計に関する出願（特開２０００−２６６６２３号公報）を行っている。これを使用できることは言うまでもない。

図２は、本発明の実施の一形態としての整圧器閉切り時の越しガス検査手順を示す。まずステップＳ１で、検査対象となっている整圧器１の出口側に設けられている開閉弁４を閉止する。なお、圧力検出器７は事前に活かしておくことが望ましい。開閉弁４を閉止すると整圧器１の二次側の圧力は上昇し、弁の開度は小さくなり、最終的には見かけ上の閉止状態（図３中のＡの状態）となる。

次にガスの充填を行う（ステップＳ２）。ガスの充填量は、ロックアップ相当分である。手動ポンプを用いて空気を充填する場合は、手動ポンプをガス導入管５に取り付け、ガス導入弁６を微開とする。手動ポンプで空気で加圧し、圧力検出器７で整圧器１の二次側の圧力を確認しながら、空気を充填していく。所定の圧力に到達したことを確認した後、ガス導入弁６を閉止し、手動ポンプ７をガス導入管５から取外す。

空気の充填速度は、整圧器１と開閉弁４とで仕切られた空間容積によって異なるが、数十秒から数分程度が望ましい。充填速度が早過ぎると、系外からガス充填を行わない場合と比較して、弁座１３に必要以上の圧力が加わり、シール性が向上する可能性があるためである。

一方充填速度が遅すぎると、越しガス検査に必要以上の時間がかかる。また気温の変化に伴う圧力変化も懸念されるため、必要以上に充填速度を遅くすべきではない。このように整圧器１と開閉弁４とで仕切られた系に、系外から所定の圧力までガスを充填するため、短時間で整圧器１を完全な閉止状態とすることができる。

ガスの充填が完了すると、整圧器１の一次側圧力を所定の圧力に調整または所定の圧力であることを確認し（ステップＳ３）、数分程度その状態で放置する。放置している間、整圧器１の二次側圧力を測定し、圧力の時間変化を求める（ステップＳ４）。

放置開始直後つまりガス充填直後は、圧力が変動しやすいため、定期的に圧力を測定し放置開始直後の圧力の変化を除き、圧力の時間変化から越しガス量を算出することが望ましい。放置時間が短すぎると、圧力の変化量が少なく越しガス量の精度が低下する。一方放置時間が長すぎると気温の変化により、圧力が変動することも予想されるため、数分間程度が望ましい。

図３に整圧器の越しガス検査時の時間と整圧器の二次側圧力の関係を概略的に示した。整圧器の圧力はロックアップ圧力分のガスが充填され、圧力がＰＡからＰ０となる。ガス充填完了時を放置開始時間とする。越しガス量の算出には、ガス充填直後は、ガス充填の影響を受け圧力が変動しやすいため、ガス充填時から所定時間経過した時点（図３中のθ１）の圧力Ｐ１、計測終了時（図３中のθn）の圧力Ｐnを使用する。なお、定期的に圧力を測定し、時間当たりの圧力の変化量がほぼ一定と判断できるならば、途中の測定値を使用してもよい。

整圧器閉切り時の越しガス量の算出は、圧力差（Ｐn−Ｐ１）を時間差（θn−θ１）で除算し求める。これにより越しガス量は、単位時間当たりの圧力変化量として表される。整圧器１と開閉弁４で仕切られた系の容積を求めれば、単位時間当たりの圧力の変化量を系の容積で除算し、単位時間、単位容積当たりの圧力変化量として越しガス量を表示することも可能となる。

ステップＳ５で所定時間経過したことを確認する。整圧器１の越しガス量の測定は、ステップＳ５までの操作を行うことで可能であるが、越しガス量の測定後は充填したガスをパージする（ステップＳ６）。ガス導入弁６を微開とし、ガス導入配管５から充填した空気を抜き出す。ガス導入弁６の開度を大きくし過ぎると、急激に整圧器１の二次側圧力が低下し、整圧器１の一次側から多量のガスが流れ込むため、安全面から空気のパージは少量づつ行うことが望ましい。排出されるガスが都市ガスに置換されたか否かは、ガス検知器などを使用して確認する。

ステップＳ７で空気が都市ガスで置換されたことを確認後、開閉弁４の下流側の状況を確認し、開閉弁４を開とする（ステップＳ８）。

以上説明した実施形態では、整圧器１を配管２、配管３に取付けた状態での閉切り時の越しガス検査方法を説明しているけれども、必ずしも配管に取付けた状態で整圧器閉切り時の越しガス検査を行う必要はない。整圧器１を配管２、３から取外して、整圧器閉切り時の越しガス検査を行う場合は、整圧器出口を閉止部材などで閉止し、ガス導入管５からガスを整圧器１の閉止圧力まで導入する。整圧器１の一次側の加圧は、所定の圧力に加圧することできる仮設の配管などを接続することで行うことができる。

本発明の実施の一形態としての整圧器閉切り時の越しガス検査時の構成を概略的に示す配管系統図である。図１の整圧器閉切り時の越しガス検査手順を示すフローチャートである。図１の整圧器閉切り時の越しガス検査時の圧力の時間変化を概念的に示すグラフである。整圧器のガス流量とロックアップおよび完全閉止の関係を概念的に示すグラフである。

符号の説明

１整圧器
３配管
４開閉弁
５ガス導入管
７圧力検出器

Claims

整圧器の閉切り時の越しガス量を、整圧器の二次側圧力の時間変化から求める検査方法であって、
整圧器の下流に設けた開閉弁を閉止し、
整圧器と開閉弁で仕切られた系に、系外から整圧器のロックアップ分だけ強制的にガスを充填することで整圧器を閉止とし、
整圧器の一次側圧力を所定の圧力として整圧器の二次側圧力の時間変化を測定し、整圧器閉切り時の越しガス量を求めることを特徴とする整圧器閉切り時の越しガス検査方法。