JP4656885B2 - ガス流通機器の流通特性評価設備 - Google Patents

Description

本発明は、ガス流量計等のガス流量機器に対して流通特性評価を行う流通特性評価設備に関する。

一般に、ガス流通に関わる各種の機器（ガス流量計，バルブ，ガバナ装置等、以下、ガス流通機器という）においては、機器の製造後にその流通特性或いは気密特性が適正であるか否かを評価する評価試験が行われ、その結果が適正なもののみを実際のガス流通に供することで、ガス流通の保安性を確保している。

従来、ガス流通機器の評価を行うための装置としては、ガス流通機器に加圧空気を供給して、その際の流通特性を基準の特性と比較することで評価を行う装置が採用されている。

下記特許文献１には、このような従来技術の一つとして、ガスメータに対して流量試験と洩れ試験を行うガスメータ校正装置が記載されている。このガスメータ校正装置によると、流量試験に関しては、試験対象のガスメータを複数配置し、これらのガスメータを直列に接続するガスメータラインに基準流量が選択できる音速ノズルを介在させ、このガスメータラインの下流側に接続された真空ポンプの吸引によって所定の基準空気流量を各ガスメータに流し、各ガスメータの流量表示を基準値と比較することでガスメータの評価を行っている。

特開平７−２４３８９８号公報

このような従来技術によると、ガスメータ等の評価対象機器に基準流量を流すために真空ポンプ或いはコンプレッサ等の加圧空気源を用いることになるので、評価試験に際して動力源が必要になり、高圧や大流量状況下での評価を行おうとすると、それに応じた大きな動力が必要となるので、ガス流通機器の評価に多大なコストがかかるという不都合がある。また、ポンプ等の動力源では加圧の程度に限界があり、高圧導管に敷設されるガス流通機器等に対して、充分に高圧又は大流量状況下で評価試験を行うことができないという問題がある。

また、試験流体として空気を用いているので、空気とガス流通機器の使用ガスとの比重差等によって誤差が生じ易く、正確な評価を行うことができないという問題もある。

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものであって、一つには、動力源を別途用意することなく、高圧又は大流量でガス流通機器の評価を行うことが可能であること、また一つには、ガス流通機器の使用ガスを用いた評価によって精度の高い評価が可能であること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するための本発明の特徴は、以下のとおりである。

一つには、ガス流通機器の流通特性を評価するための流通特性評価設備であって、高圧パイプラインと該高圧パイプラインにガバナを介して接続された低圧パイプラインとを備えたガス供給パイプラインを用い、前記高圧パイプラインと前記低圧パイプラインの圧力差によって流れるガス流が供給される接続管を設け、前記接続管は、前記ガバナの上流又は下流のガス供給パイプラインに対して分岐・合流するバイパスラインを形成し、該接続管に基準流量計と評価対象のガス流量計とを直列に挿入することで、前記高圧パイプラインの圧力を前記ガバナで減圧した圧力のガス流を利用して前記ガス流量計の評価を行うことを特徴とする。

一つには、ガス流通機器の流通特性を評価するための流通特性評価設備であって、高圧パイプラインと該高圧パイプラインにガバナを介して接続された低圧パイプラインとを備えたガス供給パイプラインを用い、前記高圧パイプラインと前記低圧パイプラインの圧力差によって流れるガス流が供給される接続管を設け、前記ガバナが直列に２つ配備され、前記接続管は、該２つのガバナ間のガス供給パイプラインに対して分岐・合流するバイパスラインを形成し、該接続管に基準流量計と評価対象のガス流量計とを直列に挿入することで、前記高圧パイプラインの圧力を前記ガバナで減圧した圧力のガス流を利用して前記ガス流量計の評価を行うことを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記基準流量計は、複数の流量計が選択可能な状態で並列接続されていることを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記低圧パイプラインの上流側で前記接続管より下流側のガス供給パイプラインに、前記接続管に供給されたガス流を一時的に貯留するガスホルダを設けることを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記ガバナは、前記接続管へのガス流供給圧を可変にできる圧力調整機能を有することを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記接続管は、前記ガス流量計に換えて他種のガス流通機器を挿入可能であることを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記ガス供給パイプラインは、前記接続管に供給されるガス流の温度を設定するヒータを備えることを特徴とする。

また一つには、前述した特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備であって、前記ガス供給パイプラインは、前記接続管の圧力及び温度を計測できる計測機器を備えることを特徴とする。

このような特徴を有するガス流通機器の流通特性評価設備によると、高圧ガス供給源から高圧パイプライン、ガバナを介して低圧パイプラインに流れるガス流を利用して、動力源を要することなくガス流量計の評価試験を行うことが可能になる。特に、ガバナを介することで比較的大きな圧力差を形成できるので、高圧又は大流量状況下で評価試験を行うことができる。

本発明では、高圧パイプラインと低圧パイプラインの圧力差によって流れるガス流がガス供給パイプラインに併設する接続管に供給される。この接続管に直列に挿入されている基準流量計と評価対象のガス流量計には、同一流量のガス流が流れるので、基準流量計と評価対象のガス流量計の計測値の違いを検知することで、評価対象のガス流量計が基準と一致しているか否かを評価することができる。

また、ガス供給パイプラインのガスとガス流量計が使用される設備を流れるガスを一致させることで、実際の使用ガスを用いたガス流量計の評価を行うことが可能になり、比重差等の誤差を排除した精度の高い評価を行うことができる。

そして、基準流量計と評価対象のガス流量計が挿入される接続管によって、ガバナの上流又は下流のガス供給パイプラインに対して分岐・合流するバイパスラインを形成することで、常時のガス供給パイプラインによるガス供給を止めることなく、ガス流量計の評価試験を行うことが可能になる。

また、ガス供給パイプラインにガバナを直列に２つ配備させ、２つのガバナ間のガス供給パイプラインに対して分岐・合流する接続管を形成することで、接続管の圧力を高圧パイプライン側の圧力と低圧パイプライン側の圧力の中間圧に設定することができ、低圧パイプラインの需要圧とは無関係にガス流量計の評価試験における圧力を設定することができる。これによって、評価試験の自由度を高めることができる。

更には、接続管に挿入される基準流量計を、複数の流量計が選択可能な状態で並列接続されるように構成することで、選択された各基準に応じて異なる種類のガス流通機器を評価することが可能になる。

また、低圧パイプラインの上流側で基準流量計と評価対象のガス流量計が挿入される接続管より下流側のガス供給パイプラインに、この接続管に供給されるガス流を一時的に貯留するガスホルダを設けることで、低圧パイプラインの需要流量に関わりなく、接続管を流れた一定流量のガス流を長時間に渡ってガスホルダ内に飲み込ませることができる。これによって、低圧パイプライン側の需要とは無関係に所望の流量でガス流量計の評価試験を行うことができる。更には、評価試験に必要なガバナの圧力変動をこのガスホルダで吸収することができるので、低圧パイプライン側のガス供給に圧力変動の影響が及ばない評価設備を形成できる。

更には、ガス供給パイプラインのガバナに圧力調整機能を持たせることで、基準流量計と評価対象のガス流量計が挿入された接続管へのガス流供給圧を可変にすることができる。これによって、様々な流量での評価試験が可能になり、評価試験の自由度を高めることができる。

また、接続管に挿入されるガス流量計に換えてガバナ，バルブ等、他種のガス流通機器を挿入可能にすることで、各種のガス流通機器を挿入して、そのガス流通機器に応じた気密試験或いは流動試験等を行うことができる。

また、ガス供給パイプラインは、接続管に供給されるガス流の温度を設定するヒータを備えるので、ガバナの減圧によって低温化されるガス流の温度を調整して、適正な状態で評価試験を行うことができる。更には、ガス供給パイプラインに接続管の圧力及び温度を計測できる計測機器を設けることで、接続管を流れるガス流を標準状態に保ちながら、適正な評価試験を行うことができる。

本発明は、このような特徴を備えることで、動力源を別途用意することなく、高圧又は大流量でガス流通機器の評価を行うことが可能になり、また、ガス供給パイプラインの流通ガスとガス流通機器の使用ガスを一致させることで、実際の使用ガスを用いた、より精度の高い評価を行うことが可能になる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るガス流通機器の流通特性評価設備を説明する説明図である。この流通特性評価設備は、ガス供給パイプライン１の供給ガス流を利用して、ガス流量計等のガス流通機器に所定流量のガス流を流し、流通特性或いは気密特性の評価試験を行うものである。

ここで利用されるガス供給パイプライン１は、ガス供給源から直接又はいくつかの整圧設備を介して導出された高圧ガスを流通する高圧パイプライン１１、この高圧パイプライン１１に接続されて高圧パイプライン１１からの高圧ガス流を整圧するガバナ施設１２、このガバナ施設１２の下流側に接続されてガバナ施設１２で減圧された低圧ガス流を流通する低圧パイプライン１３を備えるものである。

ガバナ施設１２としては、例えば、ガバナ１２０の上流及び下流の両側に制御バルブ１２１，１２２を備え、主要なガス流通経路１０から分岐・合流するバイパス経路を設けて、そこにバルブ１２３を設けるもの等を採用することができる。ここで、ガバナ１２０は圧力調整機能を有するものであることが好ましく、これによって、下流側のガス供給圧を可変に調整できる。また、必要に応じてガバナ施設１２の上流側にヒータ１４を設けて、ガバナ１２０を通過することで低温化するガス流の温度を設定温度に調整する。

ここで利用されるガス供給パイプライン１として重要な構成は、ガバナ１２０によって高圧パイプライン１１と低圧パイプライン１３との間に圧力差を形成することであり、この圧力差によって流れるガス流が評価対象のガス流通機器に供給されることになる。

この実施形態では、評価対象のガス流通機器としてガス流量計を対象にしている。このガス流量計２１は、基準流量計２２と共に接続管２０に挿入され、この接続管２０においては基準流量計２２と評価対象のガス流量計２１とが直列接続した状態で挿入されている。

この接続管２０は、高圧パイプライン１１と低圧パイプライン１３の圧力差によって流れるガス流が供給されるように、ガス供給パイプライン１の主要なガス流通経路１０に接続されている。図示の例では、接続管２０は、ガバナ１２０の下流側のガス供給パイプライン１（ガス流通経路１０）に対して分岐・合流するバイパスラインを形成しているが、これに限らず、ガバナ１２０の上流側のガス供給パイプライン１（ガス流通経路１０）に対して分岐・合流するバイパスラインを形成するものであってもよい。

また、接続管２０は、充分な直線配管が確保されたガス流通経路１０_１に併設して設けることで直線状の管路を形成しており、これによって、この接続管２０を流れるガス流の整流性を確保している。また、接続管２０及びガス流通経路１０_１には、必要に応じて経路遮断用のバルブｂ１〜ｂ６が配備されている。更に必要に応じて、接続管２０の下流側に、接続管２０に供給されたガス流を放散する放散端３０を設けても良い。

また、図示省略するが、接続管２０又はガス流通経路１０_１に圧力及び温度を計測できる計測機器を設けると共に、この計測機器の出力によってヒータ１４の熱交換能力を調整して、接続管２０を流れるガス流の状態を標準状態に維持できるようにしても良い。

このような実施形態に係るガス流通機器の流通特性評価設備によると、ガス供給源から流れてきたガス流が高圧パイプライン１１を経由してガバナ施設１２に供給される。その際、必要に応じてヒータ１４による加温がなされる。ガバナ施設１２を通過したガス流はガバナ１２０の整圧作用を受けて減圧され、ガス流通経路１０_１及び接続管２０を経由して下流側の低圧パイプライン１３に流れる。

ここで、本発明の実施形態においては、高圧パイプライン１１と低圧パイプライン１３の圧力差によって流れるガス流が接続管２０に供給される。すなわち、この圧力差を適宜に設定することで、接続管２０に流れるガス流を調整することができる。ガバナ１２０が圧力調整機能を有する場合には、この圧力調整機能によって接続管２０を流れるガス流の流量を可変に設定することができる。

そして、接続管２０には、基準流量計２２と評価対象のガス流量計２１が直列に挿入されているので、接続管２０を流れる単一のガス流量を利用して、ガス流量計２１の測定値と基準流量計２２の基準測定値とを比較することでガス流量計２１の更正を行う。この際に、前述したように接続管２０を流れるガス流の流量を可変に調整すれば、様々な流量を基準にしたガス流量計２１の評価試験が可能になる。

これによると、接続管２０を流れるガス流は、ガス供給パイプライン１を流れるガス流を一部分岐して利用することになるので、ガス流を生じさせるポンプやコンプレッサ等の動力機器及び動力源が不要になり、省エネルギ，低コストでガス流量計２１の評価試験を行うことができる。また、ガバナ１２０を介することで比較的大きな圧力差を形成できるので、高圧又は大流量状況下での評価試験が可能になる。

そして、接続管２０はガス供給パイプライン１のガス流通経路１０_１に併設して、このガス流通経路１０_１に対して分岐・合流するバイパスラインを形成しているので、ガス流量計２１の評価試験を行っている間にもガス流量経路１０_１及び接続管２０を経由したガス流を常に下流の低圧パイプライン１３に供給できる。これによって、ガス供給を止めることなくガス流量計２１の評価試験を行うことができる。

この際に、接続管２０としては充分な直線経路を確保することで、接続管２０を流れるガス流を整流状態にでき、安定した精度の高い計測値による評価試験を行うことができる。また、ガバナ１２０の圧力調整に伴ってヒータ１４の熱交換容量を可変に調整することで、接続管２０に供給されるガス流の温度或いは圧力を標準状態に設定することができ、これによっても精度の高い評価試験を行うことができる。その際には、接続管２０等に配備される図示省略の圧力計又は温度計による計測値を基にガス流の状態を標準状態に設定する。

また、接続管２０の下流側には放散端３０を設けているので、下流の低圧パイプライン１３での需要とガバナ１２０の設定圧が対応しないような場合には、バルブｂ６を開放して放散端３０から余剰ガスを放散することで接続管２０を流れるガス流の流量を調整することもできる。

図２は、本発明の他の実施形態を示した説明図である。前述の実施形態と共通する箇所には同じ符号を付して重複説明を一部省略する。

この実施形態では、ガス供給パイプライン１にガバナ施設１２（１２Ａ，１２Ｂ）が直列に２つ配備されており、接続管２０が、この２つのガバナ施設１２Ａ，１２Ｂ間のガス供給パイプライン１（ガス流通経路１０_１）に対して分岐・合流するバイパスラインを形成するように接続されている。

また、接続管２０の挿入される基準流量計が並列された複数の流量計からなる基準流量計群２２０を形成するように配備されており、この基準流量計群２２０は複数の基準流量計２２_１，２２_２，…２２_ｎが接続管２０に並列接続された複数の経路２０ａに挿入されている。更に各基準流量計２２_１，２２_２，…２２_ｎの上流側及び下流側にはバルブｂ２_１，ｂ３_１（ｂ２_２，ｂ３_２，…ｂ２_ｎ，ｂ３_ｎ）が配備されている。

そして、接続管２０には、更に並列経路２０ｂを複数形成して、接続管２０及びこの並列経路２０ｂにガス流量計等のガス流通機器を挿入できる試験区間２１０が形成される。各並列経路２０ｂにおける試験区間２１０の上流及び下流側にはバルブｂ４_１，ｂ５_１（ｂ４_２，ｂ５_２，…ｂ４_ｎ，ｂ５_ｎ）が配備されている。

また、低圧パイプライン１３の上流側で接続管２０より下流側のガス供給パイプライン１に接続管２０に供給されたガス流を一時的に貯留するガスホルダ１５を設けている。

このような実施形態によると、前述した実施形態における作用に加えて、以下の作用が得られる。すなわち、ガス供給パイプライン１にガバナ１２０を直列に２つ配備させ、基準流量計２２_１，２２_２，…，２２_ｎと評価対象のガス流通機器とが挿入される接続管２０によって、２つのガバナ１２０間のガス供給パイプライン（ガス流通経路１０_１）に対して分岐・合流するバイパスラインを形成していることで、接続管２０の圧力を高圧パイプライン１１側の圧力と低圧パイプライン１３側の圧力の中間圧に設定することができ、低圧パイプライン１３の需要圧とは無関係にガス流量計の評価試験における圧力を設定することができる。これにより、評価試験の自由度を高めることができる。

更には、接続管２０に挿入される基準流量計２２_１，２２_２，…，２２_ｎを、複数の流量計が選択可能な状態で並列接続することで、選択された各基準に応じて異なる種類のガス流通機器を評価することが可能になる。試験区間２１０には、ガス流量計に換えて、ガバナ，バルブ等の各種ガス流通機器を挿入することができるようになっている。バルブｂ２_１，ｂ３_１，ｂ２_２，ｂ３_２，…ｂ２_ｎ，ｂ３_ｎ、或いはバルブｂ４_１，ｂ５_１，ｂ４_２，ｂ５_２，…ｂ４_ｎ，ｂ５_ｎの選択的な開放閉止によって所望の経路２０ａ，２０ｂを開放し、基準流量計群２２０から選択された基準流量計と試験区間２１０に挿入されたガス流通機器とを直列に接続することで、試験区間２１０に挿入される各種のガス流通機器を適当な基準流量計によって評価試験することができる。

そして、試験区間２１０に各種のガス流通機器を挿入する場合には、そのガス流通機器の評価試験に必要な計測機器、例えば、圧力計及び温度計（標準状態を検知するもの）、或いは振動計，騒音計等を試験区間２１０に配備する。これによって、挿入されるガス流通機器に必要な各種の試験を同時に行うことができる。

評価対象のガス流通機器がガバナの場合には、流量が変わった場合にも基準のガバナ特性が維持されるか、ガバナの調整機能が正常に機能するか、ガバナの上流又は下流で発生する騒音と流量の関係が許容範囲にあるか等が評価試験の対象になるので、これらを評価できる計測結果が得られるように各種の計測機器を試験区間２１０内に配備する。

また、低圧パイプライン１３の上流側で接続管２０より下流側のガス供給パイプライン１にガスホルダ１５を設けることで、低圧パイプライン１３の需要流量に関わりなく、接続管２０を流れた一定流量のガス流を長時間に渡ってガスホルダ１５内に飲み込ませることができる。これによって、低圧パイプライン１３側の需要とは無関係に所望の流量でガス流量計の評価試験を行うことができる。更には、評価試験に必要なガバナの圧力変動をこのガスホルダ１５で吸収することができるので、低圧パイプライン１３側のガス供給に圧力変動の影響を及ぼさない評価試験が可能になる。

前述の各実施形態においては、ガス供給パイプライン１で流通するガスと評価対象となるガス流量計等のガス流通機器で使用されるガスとを一致させることで、より精度の高い評価試験を行うことが可能になる。

本発明の実施形態に係るガス流通機器の流通特性評価設備を示す説明図である。 本発明の他の実施形態に係るガス流通機器の流通特性評価設備を示す説明図である。

符号の説明

１ ガス供給パイプライン
１０，１０_１ ガス流通経路
１１ 高圧パイプライン
１２，１２Ａ，１２Ｂ ガバナ施設
１２０ ガバナ
１２１，１２２ 制御バルブ
１３ 低圧パイプライン
１４ ヒータ
１５ ガスホルダ
２０ 接続管
２１ ガス流量計
２１０ 試験区間
２２，２２_１，２２_２，…，２２_ｎ 基準流量計
２２０ 基準流量計群
３０ 放散端

Claims (8)

1. ガス流通機器の流通特性を評価するための流通特性評価設備であって、
   高圧パイプラインと該高圧パイプラインにガバナを介して接続された低圧パイプラインとを備えたガス供給パイプラインを用い、
   前記高圧パイプラインと前記低圧パイプラインの圧力差によって流れるガス流が供給される接続管を設け、
   前記接続管は、前記ガバナの上流又は下流のガス供給パイプラインに対して分岐・合流するバイパスラインを形成し、
   該接続管に基準流量計と評価対象のガス流量計とを直列に挿入することで、前記高圧パイプラインの圧力を前記ガバナで減圧した圧力のガス流を利用して前記ガス流量計の評価を行うことを特徴とするガス流通機器の流通特性評価設備。
2. ガス流通機器の流通特性を評価するための流通特性評価設備であって、
   高圧パイプラインと該高圧パイプラインにガバナを介して接続された低圧パイプラインとを備えたガス供給パイプラインを用い、
   前記高圧パイプラインと前記低圧パイプラインの圧力差によって流れるガス流が供給される接続管を設け、
   前記ガバナが直列に２つ配備され、
   前記接続管は、該２つのガバナ間のガス供給パイプラインに対して分岐・合流するバイパスラインを形成し、
   該接続管に基準流量計と評価対象のガス流量計とを直列に挿入することで、前記高圧パイプラインの圧力を前記ガバナで減圧した圧力のガス流を利用して前記ガス流量計の評価を行うことを特徴とするガス流通機器の流通特性評価設備。
3. 前記基準流量計は、複数の流量計が選択可能な状態で並列接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。
4. 前記低圧パイプラインの上流側で前記接続管より下流側のガス供給パイプラインに、前記接続管に供給されたガス流を一時的に貯留するガスホルダを設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。
5. 前記ガバナは、前記接続管へのガス流供給圧を可変にできる圧力調整機能を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。
6. 前記接続管は、前記ガス流量計に換えて他種のガス流通機器を挿入可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。
7. 前記ガス供給パイプラインは、前記接続管に供給されるガス流の温度を設定するヒータを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。
8. 前記ガス供給パイプラインは、前記接続管の圧力及び温度を計測できる計測機器を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載されたガス流通機器の流通特性評価設備。

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