JP5522808B2 - Remote shut-off valve system - Google Patents
Remote shut-off valve system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5522808B2 JP5522808B2 JP2012211624A JP2012211624A JP5522808B2 JP 5522808 B2 JP5522808 B2 JP 5522808B2 JP 2012211624 A JP2012211624 A JP 2012211624A JP 2012211624 A JP2012211624 A JP 2012211624A JP 5522808 B2 JP5522808 B2 JP 5522808B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- shut
- site
- emergency
- tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Driven Valves (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Description
本発明は、危険物を排出する恐れのある配管に挿入された遮断弁を、非常時に閉じて危険物の流出を防止する、遮断弁遠隔開閉システムに関する。 The present invention relates to a shut-off valve remote opening / closing system that closes a shut-off valve inserted into a pipe that may discharge dangerous goods in an emergency to prevent outflow of dangerous goods.
例えば、精油所などのように油液を大量に貯蔵する貯液タンクには、油液が蒸発することを防止する浮屋根が設けられている。この浮き屋根は、貯液タンクの貯蔵量(液面高さ)に応じて昇降するものであるが、雨水が上面に溜らないように排水管を備えている。 For example, a liquid storage tank that stores a large amount of oil liquid such as an oil refinery is provided with a floating roof that prevents the oil liquid from evaporating. The floating roof moves up and down according to the storage amount (liquid level height) of the liquid storage tank, but includes a drain pipe so that rainwater does not collect on the upper surface.
この浮屋根の排水管は、貯液タンクの周囲に設けられた排水溝(または下水管)に排水するように設けられている。例えば、地震発生などの緊急時に貯液タンク内の油液が揺動して油液の一部が浮屋根の上面に漏れてしまうことがある。そのままにしておくと、浮屋根の上面に漏れた油液が排水管を通って油液が排水溝へ排出されてしまう。 The drainage pipe of this floating roof is provided so as to drain into a drainage groove (or sewer pipe) provided around the liquid storage tank. For example, in an emergency such as the occurrence of an earthquake, the oil in the storage tank may swing and a part of the oil may leak to the upper surface of the floating roof. If left as it is, the oil liquid leaking to the upper surface of the floating roof passes through the drain pipe and is discharged into the drainage groove.
地震発生などの非常時に油液が漏れ出すことを防止するため、従来からタンクの出口に遮断弁を設けた構造が、例えば以下の特許文献1に開示されている。この特許文献1の図1に示すように、浮き屋根式タンク30の排水管50Aに遮断弁60Aが挿入されている。遮断弁60Aの近傍に駆動ユニット70Aが配されている。この駆動ユニット70Aは地震を検知すると、遮断弁60Aを駆動して排水管50Aを遮断する。
In order to prevent oil liquid from leaking out in the event of an emergency such as an earthquake, a structure in which a shut-off valve is conventionally provided at the outlet of a tank is disclosed in, for example,
また特許文献2は緊急遮断装置を開示している。この特許文献2の図1によると、浮き屋根式の貯蔵タンク11の出口に出口弁14が設けられている。この出口弁にはケーブル(有線)で油漏洩監視装置17が接続されている。油の漏洩が検出されると、監視装置17はケーブルを通じて開閉信号dを出口弁14に送り、タンクの出口を遮断する。
引用文献1の遮断弁システムは、タンクが設置された現場に弁駆動ユニットが配されている。この構造だと、災害発生と同時に現場への電源供給が絶たれた場合、駆動ユニットは動作不能に陥る。現場に出向いて遮断弁を手動で閉じる必要があるが、大規模な火災や爆発が起きると現場に接近することが困難であり、油流出による被害の拡大を防ぐことができない。
In the shut-off valve system of Cited
引用文献2の緊急遮断装置は、油漏洩監視装置がケーブル(有線)で現場の出口弁に接続されている。しかしながら地震発生と同時にケーブルが物理的に切断されると、もはや出口弁を遮断することができなくなり、油流出による災害の拡大を防ぐことができない。
In the emergency shut-off device of the cited
巨大地震が発生した場合、現場への電源供給やケーブル接続が絶たれ、遮断弁の制御が不能に陥る恐れがある。この場合現場に立ち入って手動で遮断弁を閉じることはきわめて危険であるか物理的に不可能である。未曾有の災害が生じた場合で、災害の拡大を防ぐため、遮断弁を確実に閉じることは非常に重要である。しかしながら、従来の技術では上述したようにこの点で課題があった。そこで本発明は、従来の技術の課題に鑑み、非常時確実に危険物の流出を防止することができる遮断弁遠隔開閉システムを提供することを目的とする。 When a huge earthquake occurs, power supply to the site and cable connection may be cut off, and control of the shut-off valve may become impossible. In this case, it is extremely dangerous or physically impossible to enter the site and manually close the shut-off valve. In the event of an unprecedented disaster, it is very important to securely close the shut-off valve to prevent the disaster from spreading. However, the conventional technique has a problem in this respect as described above. Accordingly, an object of the present invention is to provide a shut-off valve remote opening / closing system capable of reliably preventing a dangerous substance from flowing out in an emergency in view of the problems of the prior art.
係る目的を達成するために以下の手段を講じた。即ち本発明は、危険物を排出する恐れのある配管に挿入された遮断弁を、非常時に閉じて危険物の流出を防止する、遮断弁遠隔開閉システムであって、無線通信網を構築する基地局と、該遮断弁のある現場に配され該無線通信網を介して無線の信号を送受信する少なくとも一つの端末装置と、該現場から離れて配され該基地局を制御する制御装置とからなり、前記制御装置は、非常時該基地局を制御し該無線通信網に向けて無線の非常遮断信号を発信し、前記端末装置は、ワイヤレスコントローラと切換弁(スプール弁)とアンテナとバッテリーとこれらのハウジングとからなる一体的な構造を有し、該ワイヤレスコントローラと該切換弁は該ハウジングを介して互いに一体化されており、該ハウジングごと該遮断弁に取り付けられ且つ内部の該バッテリーにより常時給電されており、該アンテナが該非常遮断信号を受信した時、該ワイヤレスコントローラが該バッテリーにより動作し該切換弁を駆動して該遮断弁を閉じ、以って非常時危険物が流出することを防止することを特徴とする。
The following measures were taken in order to achieve this purpose. That is, the present invention is a shutoff valve remote opening / closing system that closes a shutoff valve inserted into a pipe that may discharge dangerous goods in an emergency to prevent outflow of dangerous goods, and is a base for constructing a wireless communication network. A station, at least one terminal device that is arranged at the site where the shut-off valve is located and transmits and receives radio signals via the radio communication network, and a control device that is arranged away from the site and controls the base station The control device controls the base station in an emergency and transmits a wireless emergency cut-off signal toward the wireless communication network. The terminal device includes a wireless controller, a switching valve (spool valve), an antenna, a battery, and the like. the interior of the housing and has an integral structure made of, the wireless controller and the switching valve are integrated with each other through the housing, the mounting et Re and each said housing said shut-off valve When the power is constantly supplied by the battery and the antenna receives the emergency shut-off signal, the wireless controller is operated by the battery to drive the switching valve to close the shut-off valve, thereby causing an emergency hazard. It is characterized by preventing spillage.
好ましくは、前記端末装置は、該バッテリーの残量を示す状態信号を該無線通信網に送信し、前記制御装置は、該状態信号を受信してアラート表示を行うことを特徴とする。また好ましくは、複数の前記端末装置が該遮断弁のある現場に配される一方、前記基地局は該現場を見通す位置に配され、該現場との間で無線の信号を送受信することを特徴とする。好ましくは、現場には、可燃性の液体を貯蔵する浮き屋根式屋外タンクが配されており、前記浮き屋根式屋外タンクは、浮き屋根にたまった雨水を排出するために浮き屋根からタンク内部を通って、タンク外部に挿通する配管を備えており、前記遮断弁は、該配管の出口に装着され、非常時に閉じて危険物である可燃性の液体の流出を防止することを特徴とする。 Preferably, before SL terminal device, it transmits a status signal indicating a remaining amount of the battery to the wireless communication network, wherein the control device, and performs an alert to receive and display said status signal. Preferably, a plurality of the terminal devices are arranged at a site where the shut-off valve is provided, and the base station is arranged at a position where the site is seen and transmits / receives a radio signal to / from the site. And Preferably, a floating roof type outdoor tank for storing a flammable liquid is disposed at the site, and the floating roof type outdoor tank is disposed inside the tank from the floating roof in order to discharge rainwater accumulated on the floating roof. The shut-off valve is mounted at the outlet of the pipe and is closed in an emergency to prevent the flow of flammable liquid which is a dangerous substance.
本発明にかかるシステムは遮断弁の制御に無線通信網を利用しており、いわゆるワイヤレスで遮断弁を閉じることができる。災害発生時ケーブル切断の問題が無く、確実に危険物の排出を防ぐことができる。また、本発明にかかるシステムは、現場から離れた遠隔から確実に遮断弁を閉じることができるように構成されており、危険な現場に立ち入ることなく、危険物の排出を防ぐことができる。具体的には、現場に配された端末装置が内部電源を備えており、災害時外部からの電源供給が絶たれた場合でも、確実に動作する。また、遮断弁は好ましくは単動空気式であり、空気圧の開放により遮断弁が閉じるので、故障に強く堅牢な構造で、現場装備に一部不具合が生じても非常時自立的に弁を閉じることが可能な構造を採用している。 The system according to the present invention uses a wireless communication network for controlling the shut-off valve, and can close the shut-off valve wirelessly. There is no problem of cable disconnection in the event of a disaster, and the discharge of hazardous materials can be reliably prevented. In addition, the system according to the present invention is configured so that the shut-off valve can be reliably closed from a remote location away from the site, and can prevent the discharge of dangerous materials without entering a dangerous site. Specifically, the terminal device arranged at the site has an internal power supply, and operates reliably even when the power supply from the outside is cut off during a disaster. In addition, the shut-off valve is preferably a single-acting air type, and the shut-off valve closes when the air pressure is released, so it has a robust structure that is strong against breakdowns, and closes the valve autonomously in the event of a partial malfunction in the field equipment. Adopts a structure that can.
図1は、浮き屋根式屋外タンクの全体構成を示す模式的な断面図である。浮き屋根式屋外貯蔵タンク1は、貯蔵油11にポンツーンと呼ばれる浮き12が付いた屋根13を浮かべた構造となっており、貯蔵危険物(油11)の増減に伴って屋根13が上下動する。本例は、浮き屋根13がシングルデッキ構造になっている。浮き12は回転防止用の支柱14でタンク周方向の移動を規制されている。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the overall configuration of a floating roof type outdoor tank. The floating roof type
浮き屋根式屋外タンク1は、浮き屋根13にたまった雨水を排出するためその中央に排水口15を有している。この排水口15には配管16が接続しており、浮き屋根13の裏側からタンク内部を通って、タンク外部に挿通している。この配管16の出口に遮断弁2が装着され、非常時に閉じて危険物である可燃性の液体11の流出を防止する。
The floating roof type
本発明の理解を容易にし且つ背景を明らかにするため、事例を挙げて遮断弁の必要性を説明する。2003年9月の十勝沖地震で、北海道某製油所の浮き屋根式タンクの貯蔵液に引火し大火災が発生した。原因はスロッシング現象と呼ばれる、比較的長周期地震波によるタンクと貯蔵液の共振現象により浮き屋根が損傷、浮き屋根とタンク内壁の間隙から漏れた気化油が発火した。更に損傷により浮き屋根が沈下し、本来浮き屋根上部に溜まる雨水を排出するドレン管より貯蔵液が外部に漏れ大きな火災となった。 In order to facilitate understanding of the present invention and to clarify the background, the necessity of a shut-off valve will be described by giving examples. The Tokachi-oki earthquake in September 2003 ignited the stored liquid in the floating roof tank of the Hokkaido Sakai Refinery and a large fire broke out. The cause is the sloshing phenomenon, which caused damage to the floating roof due to the resonance phenomenon between the tank and the storage liquid caused by relatively long-period seismic waves, and vaporized oil leaking from the gap between the floating roof and the inner wall of the tank ignited. Furthermore, the floating roof subsided due to the damage, and the stored liquid leaked outside from the drain pipe that drained the rainwater that originally accumulated on the floating roof, resulting in a large fire.
上記の災害では、タンクの技術基準が長周期地震波に対応していなかったため、2005年4月に危険物の規制に関する規則の一部を改正する省令(平成17年総務省令第3号)が発行された。本改正は浮き屋根タンクの新基準を規定しており、この一部にてタンク排水遮断弁の「非常時の自動または遠隔操作」が出来る事が義務付けられた。なお、新技術適用の期限は2017年3月31日とされた。本発明はこのような背景のもとに生まれたもので、危険物を排出する恐れのある配管に挿入された遮断弁を、非常時に閉じて危険物の流出を防止する、遮断弁遠隔開閉システムを実現している。 In the above disaster, the tank technical standards did not support long-period seismic waves, so a ministerial ordinance (2005 Ordinance of Ministry of Internal Affairs and Communications No. 3) was issued in April 2005 to revise some of the regulations regarding the regulation of dangerous goods It was done. This amendment stipulates a new standard for floating roof tanks, and part of this amendment is obliged to be able to “automatically or remotely operate” emergency drain valves. The deadline for applying the new technology was March 31, 2017. The present invention was born based on such a background, and a shut-off valve remote opening / closing system that closes a shut-off valve inserted in a pipe that may discharge dangerous goods in an emergency to prevent outflow of dangerous goods Is realized.
図2は、本発明に係る遮断弁遠隔開閉システムの全体構成を示す模式図である。図示するように、本遮断弁遠隔開閉システム0は、危険物を排出する恐れのある配管16に挿入された遮断弁2を、非常時に閉じて危険物の流出を防止する。遮断弁遠隔開閉システム0は、無線通信網を構築する基地局3と、遮断弁2のある現場に配され無線通信網を介して無線の信号を送受信する少なくとも一つの端末装置4と、現場から離れて配され基地局3を制御する制御装置5とからなる。制御装置5は例えばキーボードなどの入力デバイス、ディスプレイなどの出力デバイスなどを備えたコンピュータからなり、例えばイーサネット(登録商標)などの有線ケーブルで基地局3に接続している。制御装置5は非常時基地局3を制御し無線通信網に向けて無線の非常遮断信号Aを発信する。端末装置4は、遮断弁2の近傍に配され且つ内部電源により常時給電されており、非常遮断信号Aを受信した時、内部電源により動作して遮断弁2を閉じ、以って非常時危険物が流出することを防止する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the overall configuration of the shutoff valve remote opening / closing system according to the present invention. As shown in the figure, the shut-off valve remote opening / closing system 0 closes the shut-off
本実施形態では、遮断弁2は空気圧で開閉動作する空気式遮断弁であり、空気圧が印加された状態で開いており、空気圧を開放したときに閉じる。端末装置4は、空気式遮断弁に空気圧を供給する通路に介在するスプール弁を備えており、非常遮断信号Aを受信したとき、スプール弁を駆動して通路から空気圧を開放し、以って空気式遮断弁2を閉じる。また端末装置4は、遮断弁2の開閉状態を検出するセンサを備えており、検出された開閉状態を示す状態信号Bを無線通信網に送信する。制御装置5は、状態信号Bを受信して遮断弁2の開閉状態を監視する。また本実施形態では、現場から離間した基地局3と現場の近傍にある端末装置4との間に中継器6(ワイヤレスルータ)が介在しており、ワイヤレスゲートウェイである基地局3と端末装置4との間で無線による信号A,Bの授受を中継する。場合によっては、現場に複数の端末装置(図示省略)が配されている。複数の端末装置は無線通信網の通信路を形成する複数のノードである。また本実施形態では、現場に可燃性の液体を貯蔵する浮き屋根式屋外タンク1が配されている。浮き屋根式屋外タンク1は、浮き屋根にたまった雨水を排出するために浮き屋根からタンク内部を通って、タンク外部に挿通する配管16を備えており、遮断弁2は、配管16の出口に装着され、非常時に閉じて危険物である可燃性の液体の流出を防止する。
In this embodiment, the shut-off
本実施形態では、システム0に無線通信網を実装するため、プロセス工業用計器のワイヤレス通信として規格IEC62591(プロセス計装用国際規格、2010年発行、通信ベース規格はIEEE802.15.4)を採用している。周波数帯2.4GHz ISMバンド、無免許で使用可能であり、通信距離は、見通しの良い場所で200m(標準アンテナ)若しくは800m(長距離用アンテナ)である。 In this embodiment, in order to mount a wireless communication network in the system 0, the standard IEC62591 (International standard for process instrumentation, published in 2010, communication base standard is IEEE802.15.4) is adopted as wireless communication for process industrial instruments. . It can be used without license in the frequency band 2.4GHz ISM band, and the communication distance is 200m (standard antenna) or 800m (long distance antenna) in a place with good visibility.
システム0を構築するための具体的な使用機器としては以下のものがあげられる。まず、基地局3としては、例えばワイヤレスゲートウェイ、型式1420(EMERSON社製)を用いることができる。また、端末装置4としては、EMERSON社製のワイヤレスコントローラ4300シリーズとスプール弁を一体化した複合器をもちいることができる。このワイヤレスオンオフコントローラは、ワイヤレス通信によりスプール弁を開閉させ、遮断弁駆動用空気の遠隔自動操作及び遮断弁のストローク位置をフィードバックさせる現場計器である。バッテリー駆動にて、外部電源は不要である。更に、中継器6としては、ワイヤレスルータ(型式指定なし、IEC62591規格のワイヤレス計器、例EMERSON社702ディスクリートワイヤレス伝送器)を用いることができる。このワイヤレスルータは、通信距離の補間を行う中継現場計器で必要な場合に使用する。バッテリー駆動にて、外部電源の供給は不要である。空気式遮断弁2としては、例えば弁メーカ各社のボール弁、バタフライ弁、ゲート弁などを用いることができる。最後に、制御装置5であるが、特に型式に指定はなく、例えばEMERSON社DeltaVシステムを用いることができる。前述したように制御装置5は、遮断弁の遠隔開閉操作信号出力及び遮断弁のストローク位置表示を行う。
Specific devices used for constructing the system 0 include the following. First, as the
図3は、本発明に係る遮断弁遠隔開閉システムの実施例を示す模式図である。図示するように、本実施例は、端末装置4が、ワイヤレスコントローラ41にスプール弁42を一体化した現場計器である。更にワイヤレスコントローラ41には、遮断弁2の開閉状態を検出するセンサも取り付けられている。一方、空気遮断弁2は、ボール弁21(若しくはバタフライ弁あるいはゲート弁)とその弁回動軸に取り付けられたスプリング式単動アクチュエータ22とからなる。スプリング式単動アクチュエータ22は、空気シリンダ23とこれに装着されたピストン24とこれを加圧するスプリング25とを備えている。ピストン24の軸先端には手動操作部26が取り付けられている。ピストン24の往復移動に連動してボール弁21が開閉する。ボール弁21の代わりにバタフライ弁あるいはゲート弁を用いることもできる。空気シリンダ23には、スプール弁42の出力ポート2が接続している。基地局3は、ワイヤレスゲートウェイ31からなる。ゲートウェイ31は無線通信でワイヤレスコントローラ41と信号の授受を行う。
FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a shutoff valve remote opening / closing system according to the present invention. As shown in the figure, in this embodiment, the
スプール弁42は、五個のポート1〜5を備えている。入力ポート1はフィルタ減圧弁43及びフレキシブルチューブ44若しくは空気配管を介して外部から供給される計装空気を受け入れる。出力ポート2は前述したように、スプリング式単動アクチュエータ22のシリンダに接続している。排気ポート3,5は大気に開放されている。残りのポート4は閉鎖されている。
The
スプール弁42は、ワイヤレスコントローラ41からのオンオフ入力により、例えば電磁アクチュエータで所定のポート切換を行う。通常時(例えばコントローラ41からオン入力が有る場合)、入力ポート1と出力ポート2を連通させる。このとき、排気ポート5は閉鎖ポート4に接続し、排気ポート3は開放しておく。これにより、計装空気がフレキシブルチューブ44及びフィルタ減圧弁43を介してアクチュエータ22のシリンダ23に導入され、ピストン24を後退位置に保持するので、これに連動してボール弁21は開状態に置かれる。なおフィルタ減圧弁43は、フィルタ一体型若しくはフィルタ分離型のいずれであってもよい。
The
一方異常時(例えば緊急時遮断信号に応じてコントローラ41からオフ入力が有る場合)、スプール弁42は、入力ポート1を閉鎖ポート4に連通させる。一方、出力ポート2は排気ポート3に接続し、残りの排気ポート5は開放する。これにより、計装空気がシリンダ23からスプール弁42のポート2を逆流し排気ポート3から放出される。加圧が解除されるので、ピストン24はスプリング25により前進し、これに伴ってボール弁21が開位置から閉位置に切り替わる。いわゆる加圧解除(エアフェイル)で弁を閉じる動作をするので、故障に対して堅牢な構造となっている。なお異常状態が去って通常状態に戻った場合、本実施例では手動操作部26を手動で操作して、スプリング25のばね圧に抗しピストン24を後退位置に戻して、ボール弁21を開状態に復帰させる。この意味で、ボール弁21を駆動するアクチュエータ22は、単動式となっており故障や誤動作に対して強い構造となっている。
On the other hand, the
引き続き図3を参照して、遮断弁2の動作の概要を説明する。まず、制御装置(図示せず)により、イーサネット(登録商標)などの有線ケーブルを使用してゲートウェイ31に弁開閉信号を入力する。ゲートウェイ31にてワイヤレス通信で弁開閉信号を送信する。距離的にワイヤレスルータ(中継器)が必要な場合、ルータを経由してワイヤレスコントローラ41へ弁開閉信号を入力する。通常時は弁開信号を保持し、駆動部圧をアクチュエータ22のシリンダ23に封入する。一方異常時(災害発生時)には、弁閉信号を受けアクチュエータ22のシリンダ23に封入されていた空気圧を排気し、スプリング25のバネ力にて弁21を遮断する。遮断弁2が開閉信号により作動した後、弁ストローク位置信号をワイヤレス信号で発信する。同様にワイヤレスルータを介して、ゲートウェイ31に弁ストローク位置情報を送信する。ゲートウェイ31より例えばイーサネット(登録商標)を使用して、制御装置側に位置情報を表示する。
With continued reference to FIG. 3, the outline of the operation of the
図4は、本発明に係る遮断弁遠隔開閉システムの他の実施例を示す模式図である。基本的には図3に示した実施例と同様であるが、異なる点は、計装空気のほかにボリュームタンク45を併用し、これに伴ってワイヤレス圧力伝送器46と逆止弁47を追加したことである。本実施例は計装空気系のバックアップとしてボリュームタンク45を装備している。故障や破損で計装空気の供給が絶たれた場合でも、ボリュームタンク45から空気圧がアクチュエータ22に供給されるので、ボール弁21の開状態を維持できる。
FIG. 4 is a schematic view showing another embodiment of the shutoff valve remote opening / closing system according to the present invention. 3 is basically the same as the embodiment shown in FIG. 3 except that a
ボリュームタンク45は、遮断弁2を閉状態から開状態に復帰させる場合にも、その駆動源となる。図3に示した先の実施例では現場で手動操作部を操作して遮断弁を開状態に復帰させていたが、本実施例ではボリュームタンク46の空気圧がアクチュエータ22のシリンダ23に導入されるので、現場に立ち入ることなく復帰操作ができる。この目的で、ボリュームタンク45には例えば700KPa(g)の圧力で、2〜3回作動分の圧縮空気を充填しておく。
The
ボリュームタンク45の圧力を遠隔で監視するために、ワイヤレス圧力伝送器46が実装されている。このワイヤレス圧力伝送器46は、ワイヤレスコントローラ41と同じく無線通信網を介して信号の授受を行う端末装置の一種である。ワイヤレス圧力伝送器46は常時ボリュームタンク45の圧力を監視しており、バックアップ空気源としての機能を保証している。
In order to remotely monitor the pressure in the
図5は、本発明に係る遮断弁遠隔開閉システムの別の実施例を示す模式図である。基本的には図4に示した実施例と同様であるが、異なる点は、計装空気系を取り除く一方ボリュームタンク48を一個追加し、これに伴って三方切換弁48aを追加したことである。本実施例は計装空気系を取り除いたので、その分故障や不具合に強い構成になっている。ボリュームタンクのみに頼る空気駆動(通常時加圧、非常時排気、復帰時再加圧)を採用している。
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment of the shutoff valve remote opening / closing system according to the present invention. 4 is basically the same as that of the embodiment shown in FIG. 4, except that an instrument air system is removed while one
安定且つ確実な空気駆動を確保するため、二個のボリュームタンク45,48を装備している。三方切換弁48aで使用するタンク45を選定し、このタンク45の内圧が低下した場合には、三方切換弁48aで他方のタンク48に切り替え、使用済みのタンク45は空気充填済みの新しい予備タンクと交換する。使用中のタンク45の圧力は、ワイヤレス圧力伝送器46で常時監視されており、圧力低下が検知されたときのみ、作業員が現場に赴いて三方切換弁48aの操作及びタンク45の交換を行う。
In order to ensure stable and reliable air drive, two
図6は、本発明に係る遮断弁遠隔開閉システムに含まれる端末装置4の外観を示す斜視図である。図示するように、端末装置4は基本的にワイヤレスコントローラ41とスプール弁42を組み合わせた現場機器で、ワイヤレス通信用にアンテナ49を備えている。特長として、以下の点が挙げられる。
(1)高信頼性無線通信―この端末装置は無線通信網の通信路を形成するノードとなる。複数のノードで自己組織型メッシュネットワークを構築でき、プロセス制御で必要な信頼性の高い通信を実現する。
(2)最小限のメンテナンス―期待寿命が通常のメンテナンス間隔より長い電源モジュールを標準使用している。
(3)設計、設置が容易―ケーブルが不要なため配線の図面や確認に要する時間、コスト、手間を省ける。また、機器の設置、設定、コミッショニングに要する時間を数ヶ月単位から数時間単位にまで短縮できる。
(4)堅牢な構造―ハウジングはエンジニアリング樹脂製で、腐食の恐れのある場所を含めほとんどの場所で使用できる。
(5)診断機能―あらかじめ設定された機器、ネットワーク、およびシステムの診断機能により、機器やその通信能力の状態に関する詳細な情報が得られる。機器の診断機能では、較正が済んでいるかどうかや、電源モジュールの状態が確認できる。監視対象機器の全開閉サイクルの回数も測定できる。
FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of the
(1) Highly reliable wireless communication—This terminal device becomes a node forming a communication path of a wireless communication network. A self-organizing mesh network can be constructed with multiple nodes, realizing the highly reliable communication required for process control.
(2) Minimal maintenance-A power supply module whose expected life is longer than the normal maintenance interval is used as standard.
(3) Easy to design and install-No cables are required, saving time, cost and labor for wiring drawings and verification. In addition, the time required for equipment installation, setting, and commissioning can be reduced from a few months to several hours.
(4) Robust structure-The housing is made of engineering resin and can be used in almost all places including places where there is a risk of corrosion.
(5) Diagnostic function—Pre-configured device, network, and system diagnostic functions provide detailed information regarding the status of the device and its communication capabilities. In the device diagnostic function, it is possible to check whether the calibration has been completed and the state of the power supply module. It can also measure the number of full switching cycles of monitored devices.
図7は、端末装置4と遮断弁2とを組み合わせた、緊急遮断弁装置を示す外観図である。前述したように、端末装置4はワイヤレスコントローラ41とスプール弁42を一体化したもので、無線通信用のアンテナ49を備えている。一方、遮断弁2は、ボール弁21とアクチュエータ22を組み合わせた空気式である。端末装置4は、遮断弁2の回動軸27に対向して取り付けられており、遮断弁2の開閉状態を非接触で検出するセンサを内蔵している。検出した情報は状態信号として無線で制御装置側に送信する。一方、制御装置側から非常時遮断信号が送られてきたときは、スプール弁42を作動してアクチュエータ22を駆動し、ボール弁21を閉じる。
以上の説明から明らかなように、ワイヤレスコントローラ41は、基本的にワイヤレスポジションモニタの機能を備えており、これにスプール弁のオンオフ機能を付加したものである。この種のワイヤレスポジションモニタは、非接触式のワイヤレスポジションスイッチで、測定値を無線信号で正確にフィードバックし、オン/オフ値で機器のポジションを知らせる堅牢な測定機器である。
FIG. 7 is an external view showing an emergency cutoff valve device in which the
As is clear from the above description, the
この種のポジションモニタは、端末装置(現場計器)として装置バルブ、スライディングステムレギュレータ、ディスプレースメントおよびフロートレベルセンサ、リリーフバルブなどの機器を監視するために使用する。また、使い易くコンパクトで、簡単に設置できるように設計されている。この種のポジションモニタは、測定対象機器のポジションを定期的に読取り、そのデータをワイヤレスネットワークで送信する。送信されるデータには、2つのリミットスイッチのステータス値、機器の内部温度、電源モジュールの電圧などが含まれる。また、分散型制御システム(DCS)、アセット・マネジメント・システム(AMS)、監視制御データ収集(SCADA)システムといったホストシステムからの保守や設定の指示も実行する。 This type of position monitor is used to monitor equipment such as equipment valves, sliding stem regulators, displacement and float level sensors, relief valves as terminal equipment (field instruments). It is designed to be easy to use, compact and easy to install. This type of position monitor periodically reads the position of the device to be measured and transmits the data over a wireless network. The transmitted data includes the status values of the two limit switches, the internal temperature of the device, the voltage of the power supply module, and the like. It also executes maintenance and configuration instructions from host systems such as a distributed control system (DCS), asset management system (AMS), and supervisory control data collection (SCADA) system.
ポジションモニタは、電源モジュールから給電されるため、配線工事は不要である。そのため、新しいアプリケーション用途での設計や改造現場での使用が容易である。また、レバーやリンケージを必要としないので取付け部品数が少なく、複雑な取付け作業は不要である。さらに、フィードバック部品は測定対象機器側にあるため、交換やメンテナンスも簡素化される。ポジションモニタは、測定対象機器(バルブ、レギュレータ、レベル、ルーバーなど)と直接接触しない高性能なリンケージレスフィードバックを採用しているので、物理的な接触や摩耗がない。また、世界中で使用が認められた2.4GHz帯で動作するワイヤレス通信プロトコルを使用している。 Since the position monitor is supplied with power from the power supply module, no wiring work is required. Therefore, it is easy to design for new applications and use at the site of modification. Further, since no lever or linkage is required, the number of mounting parts is small, and complicated mounting work is unnecessary. Furthermore, since the feedback component is on the measurement target device side, replacement and maintenance are simplified. The position monitor uses high-performance linkageless feedback that does not directly contact the measurement target device (valve, regulator, level, louver, etc.), so there is no physical contact or wear. It also uses a wireless communication protocol that operates in the 2.4 GHz band, which has been approved for use all over the world.
ポジションモニタの較正やコミッショニングは、ローカルインタフェース(プッシュボタンと液晶ディスプレイ(LCD))を使用する。ローカルインタフェースは密閉された筐体に収められ、外部環境から保護されている。ポジションモニタは、本質的に安全防爆および非発火性防爆で、小さなパッケージながら機能の拡張が可能である。 A local interface (push button and liquid crystal display (LCD)) is used for calibration and commissioning of the position monitor. The local interface is housed in a sealed enclosure and protected from the external environment. The position monitor is intrinsically safe and non-flammable, and can be expanded in small packages.
図8は、本発明にかかる遮断弁遠隔開閉システム0が構築する無線通信網の一例を示す模式図である。本例は現場に複数の浮き屋根式タンク1が設置されており、図示しないがタンク1の各々に緊急遮断用の端末装置が取り付けられている。タンクは直径が数十メートルにも及ぶ巨大建造物である。複数のタンク1が設置された現場を見下ろすように塔8が位置し、その先端部に中継器6が取り付けられている。現場から離れた管理棟7には基地局3(ゲートウェイ)が設置されている。現場から離間した基地局3と現場の近傍にある各端末装置との間に中継器6が介在しており、基地局3と各端末装置との間で無線による信号の授受を中継する。なお、中継器6の位置は塔8の先端に限られるものではなく、少なくとも管理棟7から直線で見通せる位置にあればよい。図示の例では、いくつかのタンクの上部にも中継器6が取り付けられている。塔8が無い施設ではタンク上部の手すりなどに中継器6を取り付ける構成が好適である。また、管理塔7から陰になるタンクに対しては、パイプスタンド8Zを設け、これに中継器6を取り付け、別の中継器を介して管理塔7との通信を確保するようにしてもよい。あるいは図示しないが、石油タンクを囲む防油堤が設けてある場合には、この防油堤に中継器を取り付けることもできる。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a wireless communication network constructed by the shutoff valve remote opening / closing system 0 according to the present invention. In this example, a plurality of floating
端末装置(ワイヤレス伝送器)は見通しの良い箇所において最長150mまでの無線通信を確立する。しかし本例のタンクのように巨大建造物が集合するアプリケーションなどにおいては無線信号の減衰によりその最長通信距離が縮まる。そのため、現場を見渡すことができる高所(煙突や塔8など)に中継器6を設置することで、通信中継数を最小限に抑えることができる。また、このような配置を実現することで保守や緊急時の計測ツールとしてワイヤレス伝送器を設置することができる。これは設置からコミッショニングまでの時間が短いワイヤレス伝送器であるがゆえに成し遂げることができる一つの手法でる。
The terminal device (wireless transmitter) establishes wireless communication of up to 150m in places with good visibility. However, in applications such as tanks in this example where large buildings are gathered, the longest communication distance is shortened due to attenuation of radio signals. Therefore, the number of communication relays can be minimized by installing the
図9は、本発明にかかる遮断弁遠隔開閉システムが構築する無線通信網9を示す線図である。図示するように、無線通信網9は基地局3(ゲートウェイ)を介して上位の制御装置5に接続している。現場には、複数の端末装置が配されており、これらには前述した緊急遮断用の端末装置4のほかに様々な端末装置4’が含まれる。端末装置4’の例としては、前述したワイヤレス圧力伝送器のほか、ワイヤレスディスクリート伝送器、ワイヤレス温度伝送器、ワイヤレス多点式温度伝送器、ワイヤレス振動計、ワイヤレスポジションフィードバック等が挙げられる。これら複数の端末装置4,4’は無線通信網の通信路を形成する複数のノードである。また基地局3や中継器6も無線通信網のノードである。
FIG. 9 is a diagram showing a
無線通信網9はメッシュ型ネットワーク構造を有し、全伝送器(全ノード)が中継器としても動作する。このような冗長形ネットワークにより単一障害ポイントを排他できる。このような特徴は災害発生時現場に対する通信を確保する上で非常に重要である。また無線通信網9は自己組織型ネットワーク構造を有し、伝送器(ノード)が最適なパスを構築するので、手動によるルーティング作業は不要であり、遮蔽物発生時には自動的にパスの切替をおこなう。このような特徴は石油備蓄タンクなど巨大な建造物のある現場で巨大災害発生時現場に対する通信を確保する上で非常に重要である。
The
上記実施例では、浮き屋根式屋外タンクに油液が貯留された場合を例に挙げて説明したが、これに限らず、油液以外の液体(例えば、化学薬品など)が貯留された貯液タンクにも本発明を適用することができるのは勿論である。また都市ガスあるいは石油等を給送する配管途中には、地震,火災等の緊急事態が発生したとき配管内の流路を遮断する緊急遮断装置が設けられている。一般的に本発明は、危険物を排出する恐れのある配管に挿入された遮断弁を、非常時に閉じて危険物の流出を防止する、遮断弁遠隔開閉システムを包含している。 In the said Example, although the case where the oil liquid was stored by the floating roof type | mold outdoor tank was mentioned as an example, it was not restricted to this, The liquid storage liquid by which liquids (for example, chemicals etc.) other than an oil liquid were stored. Of course, the present invention can also be applied to a tank. In addition, an emergency shut-off device that shuts off the flow path in the pipe when an emergency such as an earthquake or fire occurs is provided in the middle of the pipe for supplying city gas or oil. Generally, the present invention includes a shut-off valve remote opening / closing system that closes a shut-off valve inserted into a pipe that may discharge dangerous goods in an emergency to prevent outflow of the dangerous goods.
以上の説明から明らかなように、本システムには以下の特徴がある。
(1)ワイヤレス現場機器(オンオフコントローラ及びルータ)は、バッテリーで駆動するため、電源の為の電線敷設工事は不要である。また、それに付随する端子台や制御盤などの設置も不要である。
(2)火災や津波等の災害・事故による電線の破損がなく、信頼性の向上が図れる。
(3)本システムで適用する全てのワイヤレス機器は通信経路を冗長化し、また万が一通信経路が遮蔽されても自動で他の通信ルートを検索し修復するため、信頼性の向上が図れる。
(4)災害時にも、弁ストローク位置情報が現場確認無しに取得出来る。更には弁ストローク位置情報に加え、バッテリー残量や機器異常、作動回数などのデータが取得でき、またそれぞれの情報は制御装置側にアラート表示可能である。
As is clear from the above description, this system has the following features.
(1) Wireless field devices (on / off controllers and routers) are driven by a battery, so there is no need to construct wires for power. In addition, it is not necessary to install a terminal block or a control panel associated therewith.
(2) There is no breakage of electric wires due to disasters and accidents such as fire and tsunami, and reliability can be improved.
(3) All wireless devices applied in this system have redundant communication paths, and even if the communication paths are blocked, other communication routes are automatically searched and repaired, so that the reliability can be improved.
(4) The valve stroke position information can be acquired without any on-site confirmation even in the event of a disaster. Furthermore, in addition to the valve stroke position information, data such as the remaining battery level, device abnormality, and the number of operations can be acquired, and each information can be displayed as an alert on the control device side.
本システムの実現は、浮き屋根式タンクにおける新技術の規定に基づき、地震による火災に端を発している。従来の遮断弁開閉操作手法は有線による信号入出力であり、なお災害時のリスクを伴うものである。本システムでは、信頼性の高い工業用ワイヤレス規格を用いて弁開閉を行うため、そのリスクを最小限にする事が出来る。これは独自の技術であり、安全性とコスト低減を両立できる唯一無二のシステムである。 The realization of this system originated from an earthquake fire based on the provisions of new technology in floating roof tanks. The conventional shut-off valve opening / closing method is signal input / output by wire, and still involves a risk at the time of disaster. In this system, the valve is opened and closed using a reliable industrial wireless standard, so the risk can be minimized. This is a unique technology and a unique system that can achieve both safety and cost reduction.
0:遮断弁遠隔開閉システム 1:浮き屋根式屋外タンク 2:遮断弁 3:基地局 4:端末装置 5:制御装置 6:中継器 7:管理棟 8:塔 9:無線通信網 21:ボール弁 22:アクチュエータ 41:ワイヤレスコントローラ 42:スプール弁 0: Shut-off valve remote open / close system 1: Floating roof type outdoor tank 2: Shut-off valve 3: Base station 4: Terminal device 5: Control device 6: Repeater 7: Management building 8: Tower 9: Wireless communication network 21: Ball valve 22: Actuator 41: Wireless controller 42: Spool valve
Claims (4)
無線通信網を構築する基地局と、該遮断弁のある現場に配され該無線通信網を介して無線の信号を送受信する少なくとも一つの端末装置と、該現場から離れて配され該基地局を制御する制御装置とからなり、
前記制御装置は、非常時該基地局を制御し該無線通信網に向けて無線の非常遮断信号を発信し、
前記端末装置は、ワイヤレスコントローラと切換弁とアンテナとバッテリーとこれらのハウジングとからなる一体的な構造を有し、該ワイヤレスコントローラと該切換弁は該ハウジングを介して互いに一体化されており、該ハウジングごと該遮断弁に取り付けられ且つ内部の該バッテリーにより常時給電されており、該アンテナが該非常遮断信号を受信した時、該ワイヤレスコントローラが該バッテリーにより動作し該切換弁を駆動して該遮断弁を閉じ、以って非常時危険物が流出することを防止する
遮断弁遠隔開閉システム。 A shut-off valve remote opening / closing system that closes a shut-off valve inserted into a pipe that may discharge dangerous goods in an emergency to prevent outflow of dangerous goods,
A base station that constructs a wireless communication network, at least one terminal device that is arranged at a site having the shut-off valve and transmits / receives a radio signal via the wireless communication network, and a base station that is arranged away from the site A control device to control,
The control device controls the base station in an emergency and transmits a radio emergency cut-off signal toward the radio communication network.
The terminal device has an integral structure including a wireless controller, a switching valve, an antenna, a battery, and a housing thereof , and the wireless controller and the switching valve are integrated with each other via the housing, mounting et Re and each housing the shut-off valve being powered at all times by the interior of the battery, when the antenna receives the emergency shut-off signal, the wireless controller drives the switching valve is operated by the battery the A shut-off valve remote opening / closing system that closes the shut-off valve and prevents emergency dangerous materials from flowing out.
前記制御装置は、該状態信号を受信してアラート表示を行う
請求項1記載の遮断弁遠隔開閉システム。 The terminal device transmits a status signal indicating the remaining amount of the battery to the wireless communication network;
The shutoff valve remote opening / closing system according to claim 1, wherein the control device receives the status signal and displays an alert.
請求項1記載の遮断弁遠隔開閉システム。 The shut-off valve according to claim 1, wherein a plurality of the terminal devices are arranged at a site where the shut-off valve is located, and the base station is arranged at a position where the site is seen and transmits and receives a radio signal to and from the site. Remote switching system.
前記浮き屋根式屋外タンクは、浮き屋根にたまった雨水を排出するために浮き屋根からタンク内部を通って、タンク外部に挿通する配管を備えており、
前記遮断弁は、該配管の出口に装着され、非常時に閉じて危険物である可燃性の液体の流出を防止する
請求項1記載の遮断弁遠隔開閉システム。 On the site, there is a floating roof type outdoor tank that stores flammable liquid,
The floating roof type outdoor tank is provided with a pipe that passes through the inside of the tank from the floating roof and is inserted outside the tank in order to discharge rainwater that has accumulated on the floating roof.
The shut-off valve remote opening / closing system according to claim 1, wherein the shut-off valve is attached to an outlet of the pipe and is closed in an emergency to prevent a flammable liquid that is a dangerous substance from flowing out.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012211624A JP5522808B2 (en) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Remote shut-off valve system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012211624A JP5522808B2 (en) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Remote shut-off valve system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014066294A JP2014066294A (en) | 2014-04-17 |
JP5522808B2 true JP5522808B2 (en) | 2014-06-18 |
Family
ID=50742896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012211624A Active JP5522808B2 (en) | 2012-09-26 | 2012-09-26 | Remote shut-off valve system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5522808B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108779874A (en) * | 2016-03-11 | 2018-11-09 | 横河电机株式会社 | Valve opens and closes system and control valve device |
WO2018209225A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | E-Seismic Solutions, Llc | Seismic event responsive alert and utilities control system having a utilities control unit |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101553573B1 (en) * | 2015-01-23 | 2015-09-17 | 김종혁 | Gas Leak Preventing Device |
WO2020049744A1 (en) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | Smc株式会社 | Wireless antenna module and wireless system |
CN110953484A (en) * | 2019-12-26 | 2020-04-03 | 核工业理化工程研究院 | Equipment pipeline detection and control system based on LabVIEW |
CN114033906A (en) * | 2021-10-20 | 2022-02-11 | 浙江省送变电工程有限公司 | Transformer emergency oil discharge system and installation method thereof |
CN115681827B (en) * | 2022-09-01 | 2024-07-16 | 核工业西南物理研究院 | Device for replacing and flushing interlayer gas of charging valve box |
KR102641850B1 (en) * | 2023-05-25 | 2024-02-29 | 주식회사 이엘 | A system for autonomically operating and inspecting of facilities for processing rain water and domestic sewage and accident outflowing water |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517686Y2 (en) * | 1986-09-29 | 1993-05-12 | ||
JP3240577B2 (en) * | 1994-09-19 | 2001-12-17 | 横河電機株式会社 | Tank oil leak monitoring device |
JP3497398B2 (en) * | 1999-01-26 | 2004-02-16 | 株式会社極東製作所 | Emergency shut-off valve monitoring system |
JP2009154940A (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Tokiko Techno Kk | Shut-off valve system of drain pipe of floating roof storage tank |
JP5663335B2 (en) * | 2011-02-09 | 2015-02-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Shut-off valve device |
-
2012
- 2012-09-26 JP JP2012211624A patent/JP5522808B2/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108779874A (en) * | 2016-03-11 | 2018-11-09 | 横河电机株式会社 | Valve opens and closes system and control valve device |
WO2018209225A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | E-Seismic Solutions, Llc | Seismic event responsive alert and utilities control system having a utilities control unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2014066294A (en) | 2014-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5522808B2 (en) | Remote shut-off valve system | |
US7539548B2 (en) | Smart-control PLC based touch screen driven remote control panel for BOP control unit | |
US7504961B2 (en) | Emergency isolation valve controller with integral fault indicator | |
CN106885033B (en) | Wireless valve actuator system and method | |
JP2019193799A (en) | Warning valve station of fire extinguisher, especially sprinkler, or water injection fire extinguisher, and fire extinguisher | |
US8072343B2 (en) | Local emergency isolation valve controller with diagnostic testing and trouble indicator | |
EP1627283A2 (en) | Secondary containment monitoring system | |
US8467907B2 (en) | Automated valve with self-contained valve actuator system | |
US20100217443A1 (en) | Self-Contained Valve Actuator For Quarter Turn Valve System | |
US11648431B2 (en) | Fire suppression system remote monitoring | |
JP2020049035A (en) | Fire hydrant device inspection system and three-way selector valve | |
CA2651446C (en) | Flow sensor and actuator | |
CN112334198B (en) | Fire extinguishing system remote monitoring | |
EP2386918A2 (en) | Valve isolation system and method | |
JP5095269B2 (en) | Communications system | |
KR101546704B1 (en) | Emergency valve apparatus for ship | |
RU2718101C1 (en) | Automated control system for valve on gas and condensate pipe line | |
KR102586376B1 (en) | The multiplexed automatic fire extinguishing system including multiple fire line and switching module | |
WO2011146385A1 (en) | Zone shut-down control system | |
WO2024005877A1 (en) | System and method of a loop architecture of a fixed piping system implemented within a safety system of a structure to continuously supply breathable air therewithin |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140403 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140404 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5522808 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |