JP5836901B2 - 空気作動弁制御システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、空気作動弁制御システム及び方法に関する。

蒸気タービンは、緊急時等にその動作を停止させるため、蒸気加減弁や主蒸気止め弁等の蒸気タービンの運転に係る主要な弁を閉止する必要がある。蒸気タービンを停止させるため、これらの主要な弁を速やかに閉止させることは、蒸気タービンの保安上重要である。これら主要な弁は、非常用の油圧駆動装置を備えており、緊急時にタービンを停止する場合、この非常用油圧の動作により閉止することができる。

具体的には、これら主要弁は、非常用油圧が喪失した状態（以下、タービントリップとする）の時は、閉止する。逆に、非常用油圧が確立されている状態（以下、タービンリセットとする）の時は、開弁することが可能となる。

一方、主要弁に用いられる油圧駆動方式は高価であるため、低廉な空気により駆動する方式である空気作動弁がある。空気作動弁は、駆動するための空気源を供給し又は喪失させることで開閉を行うものである。

空気作動弁は、抽気逆止弁、ベンチレータ弁や中圧ロータリング弁等が例示される。代表例である抽気逆止弁は、蒸気タービンで発生する蒸気を給水加熱器へ抽気する途中に設置される。このため、タービントリップ時、抽気逆止弁が閉止されないと、給水加熱器からドレン水が逆流し、蒸気タービン内に流入してタービンを損壊させる恐れがある。したがって、タービントリップ時に、空気作動弁を主要弁とともに確実に閉止動作させることも蒸気タービンの保安上重要となる。

従来から、非常用油圧と連動して駆動する機械式のリレーダンプ弁を使用して、タービントリップ時またはタービンリセット時において空気作動弁の開閉を行ってきた。（例えば、特許文献１）。

特開昭６３−２９７７０５号公報

特許文献１の技術は、単数のリレーダンプ弁により、空気作動弁を駆動している。このため、リレーダンプ弁が故障すると、空気作動弁を駆動することができなくなるという課題がある。また、空気作動弁の駆動には、主要弁が備える非常用油圧の取り出しが必要となる。このため主要弁については、コストメリットの高い代替品への変更を容易にすることができない。これは、設計の合理化を進める上で課題となる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、冗長性を実現しつつ、信頼性の高い空気作動弁制御システム及び方法を提供することを目的とする。

本実施形態の空気作動弁制御システムは、三つのポートＰ、Ａ及びＥを有する電磁弁のＰ−Ａ間を開通させる第一信号、またはＥ−Ａ間を開通させる第二信号を出力する制御部と、空気圧を供給する空気供給部にポートＰが接続される第一電磁弁と、ポートＰが前記空気供給部と接続され、ポートＥがベント解放され、ポートＡが前記第一電磁弁のポートＥと接続される第二電磁弁と、ポートＰが前記第一電磁弁のポートＡと接続され、ポートＥがベント解放される第三電磁弁と、ポートＰが前記第一電磁弁のポートＡと接続され、ポートＥが前記第三電磁弁のポートＡと接続され、ポートＡが前記空気圧により作動する空気作動弁と接続される第四電磁弁と、を備えることを特徴とするものである。

本実施形態に係る空気作動弁制御システムの構成図。 本実施形態に適用される制御回路の構成図。 本実施形態に適用されるリレーダンプ弁故障検知回路に係る各信号の出力を、時系列で表したタイミングチャート。 タービンリセット時又はタービントリップ時における、本実施形態に係る空気作動弁制御システムの構成図。 タービンリセット時に、各電磁弁が一つ故障した場合における、本実施形態に係る空気作動弁制御システムの構成図。 タービントリップ時に、各電磁弁が一つ故障した場合における、本実施形態に係る空気作動弁制御システムの構成図。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。本発明の実施形態に係る空気作動弁制御システム１０（以下、単に「システム１０」という）は、三つのポートＰ、Ａ及びＥを有する電磁弁１２（１２ａ〜１２ｄ）のＰ−Ａ間を開通させる第一信号ｄ１、またはＥ−Ａ間を開通させる第二信号ｄ２を出力する制御部１４と、空気圧ｂを供給する空気供給部１１にポートＰが接続される第一電磁弁１２ａと、ポートＰが空気供給部１１と接続され、ポートＥがベント解放され、ポートＡが第一電磁弁のポートＥと接続される第二電磁弁１２ｂと、ポートＰが第一電磁弁１２ａのポートＡと接続され、ポートＥがベント解放される第三電磁弁１２ｃと、ポートＰが第一電磁弁１２ａのポートＡと接続され、ポートＥが第三電磁弁１２ｃのポートＡと接続され、ポートＡが空気圧ｂにより作動する空気作動弁１６と接続される第四電磁弁１２ｄと、から構成される。圧力検出部１５は、リレーダンプ弁１３の出口に設置され、リレーダンプ弁１３の出口における圧力値を検出する。

電磁弁１２は、三つのポートＰ、Ａ及びＥを有する三方電磁弁である。電磁弁１２は、ソレノイドＳが励磁された場合、ポートＰ−Ａ間を連絡し開通させる。このとき、ポートＥ−Ａ間は遮断される。逆に、ソレノイドＳが無励磁の場合、ポートＥ−Ａを連絡し開通させる。このとき、ポートＰ−Ａ間は遮断される。

リレーダンプ弁１３は、４個の電磁弁１２で構成され、空気供給部１１から供給される空気圧ｂが入力される。リレーダンプ弁１３は、空気作動弁１６に空気圧ｂを供給する時は、空気圧ｂをリレー（中継）する。一方、供給しない時は、空気圧ｂを遮断して、空気作動弁１６を大気解放（ダンプ）する。次に、４個の電磁弁１２の接続方法について説明する。

第一電磁弁１２ａは、ポートＰが空気圧ｂを供給する空気供給部１１に、配管１７を介して接続される。

第二電磁弁１２ｂは、ポートＰが空気供給部１１に、配管１７を介して接続される。そして、ポートＥが配管２２を介してベント解放（大気解放）される。そして、ポートＡが第一電磁弁１２ａのポートＥに配管２０を介して接続される。

第三電磁弁１２ｃは、ポートＰが第一電磁弁１２ａのポートＡに配管１８を介して接続される。そして、ポートＥが配管２３を介してベント解放される。

第四電磁弁１２ｄは、ポートＰが第一電磁弁１２ａのポートＡに配管１８を介して接続される。そして、ポートＥが第三電磁弁１２ｃのポートＡと配管２１を介して、接続される。そして、ポートＡが空気作動弁１６と配管１９を介して接続される。

空気作動弁１６は、リレーダンプ弁１３を介して、空気供給部１１から空気圧ｂが供給し又は喪失されることにより開閉弁動作を行う。つまり、空気作動弁１６は、空気圧ｂが到達した時は、駆動空気が供給されて開弁し、空気圧ｂが到達しない時は、空気作動弁１６が大気解放され、駆動空気を喪失し閉止する。

制御部１４は、各電磁弁１２を励磁及び無励磁として制御する第一信号ｄ１または第二信号ｄ２をそれぞれ出力する。第一信号ｄ１を出力する場合は、４個の電磁弁１２すべてを励磁する。第二信号ｄ２を出力する場合は、４個の電磁弁１２すべてを無励磁にする。なお、第二信号ｄ２は、第一信号ｄ１が成立しない信号、つまり第一信号ｄ１の否定信号とすることができる。

図２は、システム１０の制御回路についての構成図である。制御部１４は、電磁弁制御回路２４とリレーダンプ弁故障検知回路２５から構成される。まず、電磁弁制御回路２４の具体的な動作について、信号の流れとともに説明する。

タービンリセット信号生成部５０は、タービンリセット時は、タービンリセット信号ｓを生成し、電磁弁制御回路２４へ出力する。一方、タービントリップ時には、タービンリセット信号ｓは生成されない。

電磁弁制御回路２４は、電磁弁励磁指令部５１から構成される。電磁弁励磁指令部５１は、タービンリセット信号ｓが入力された場合には、各電磁弁１２に対して励磁指令を行うための第一信号ｄ１を出力する。一方、タービンリセット信号ｓが生成されず否定されている場合は（タービントリップの場合）、各電磁弁１２に対して無励磁とするための第二信号ｄ２を出力する。ここで、第二信号ｄ２は、第一信号ｄ１の否定信号とする。

第一信号ｄ１又は第二信号ｄ２は、４つに分岐されて４個の電磁弁１２の各々に入力される。４個の電磁弁１２に入力された第一信号ｄ１又は第二信号ｄ２は、各々の電磁弁１２の内部で２つに分岐され一方は励磁の動作の指令となる。他方は、否定演算子３１〜３４を介して無励磁の動作の指令となる。

否定演算子３１〜３４は、第一信号ｄ１が成立の時は否定を出力し、入力信号ｄ１が否定の時（すなわち第二信号ｄ２が入力された時）は成立を出力するものである。

したがって、電磁弁１２は、第一信号ｄ１が入力された時は、励磁の動作が成立となり、無励磁の動作は否定となる。一方、第二信号ｄ２が入力された時は、励磁の動作が否定となり無励磁の動作が成立となる。４個の電磁弁１２は、励磁の動作と無励磁の動作は相互に排他的に成立する。

図４は、タービンリセット時またはタービントリップ時における、システム１０を表す構成図である。説明のため、制御部１４等を省略しているが、図１の構成と同様である。

まず、タービンリセット時（図４（ａ））について検討する。タービンリセット信号ｓが成立の時には、制御部１４によって、４個の電磁弁１２は励磁の動作に制御される。電磁弁１２の各々は、ソレノイドＳが励磁となり、ポートＥが閉鎖されポートＰとポートＡを連絡する経路が確立する。

これにより、第一電磁弁１２ａのポートＰからポートＡへ、更に第四電磁弁１２ｄのポートＰからポートＡへ通じる経路が確立する。空気供給部１１から供給された空気圧ｂが、この経路を辿り、空気作動弁１６は駆動空気が供給され開弁する。

この時、空気供給部１１から第二電磁弁１２ｂのポートＰに供給された空気圧ｂは、ポートＡから出力され第一電磁弁１２ａのポートＥに供給される。しかし、第一電磁弁１２ａは、ポートＥが閉鎖されており、空気圧ｂはここで遮断される。

同様に、第一電磁弁１２ａのポートＡから電磁弁１２ｃのポートＰに供給された空気圧ｂは、ポートＡから出力され電磁弁１２ｄのポートＥに供給される。しかし、電磁弁１２ｄは、ポートＥが閉鎖されており空気圧ｂはここで遮断される。

次にタービントリップ時（図４（ｂ））について検討する。タービンリセット信号ｓが否定の時には、制御部１４によって、各電磁弁１２は無励磁の動作に制御される。電磁弁１２の各々はソレノイドＳが、無励磁となりポートＰが閉鎖されポートＡとポートＥを連絡する経路が確立する。

これにより、空気供給部１１から供給される空気圧ｂは、第一電磁弁１２ａのポートＰ及び第二電磁弁１２ｂのポートＰで遮断される。また電磁弁１２ｄのポートＡからポートＥへ、更に電磁弁１２ｃのポートＡからポートＥへ通じる経路が確立する。これにより、空気作動弁１６は、この経路を辿って大気解放されるため、駆動空気を喪失し閉止される。

したがって、４個の電磁弁１２により電気式のリレーダンプ弁１３を構成することにより、タービンリセット時またはタービントリップ時に、空気作動弁１６の開閉弁を制御することができる。また、この電気式のリレーダンプ弁１３は、機械式のものと異なり非常用油圧の取り出しを必要としない。

次に、電磁弁１２のいずれか一つが故障した場合について説明する。図５は、タービンリセット時に電磁弁１２のいずれか一つが故障した場合の、システム１０の状態を表した構成図である。図５では、制御部１４等を省略しているが、構成は図１と同様である。

タービンリセット信号ｓが成立し、４個の電磁弁１２には励磁の動作が指令される。しかし、いずれか１個の電磁弁１２は、故障のため励磁することができず、無励磁のままであるとする。タービンリセット時には、空気作動弁１６へ駆動空気が供給される必要がある。

まず、第一電磁弁１２ａが、故障している場合について検討する（図５（ａ））。つまり、電磁弁１２ａが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに無励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄは正常であり励磁の動作となっている。

空気供給部１１から出力された空気圧ｂは、電磁弁１２ｂのポートＰからポートＡ、電磁弁１２ａのポートＥからポートＡ、そして電磁弁１２ｄのポートＰからポートＡへの経路を通ることができる。よって、空気作動弁１６へ駆動空気を供給することが可能である。

次に第二電磁弁１２ｂが、故障している場合について検討する（図５（ｂ））。つまり、電磁弁１２ｂが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに無励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｃ、及び１２ｄは正常であり励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰからポートＡ、電磁弁１２ｄのポートＰからポートＡへの経路を通ることができる。よって、空気作動弁１６へ駆動空気を供給することが可能である。

次に、第三電磁弁１２ｃが、故障している場合について検討する（図５（ｃ））。つまり、電磁弁１２ｃが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに無励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｂ、及び１２ｄは正常であり励磁の動作となっている

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰからポートＡ、電磁弁１２ｄのポートＰからポートＡへの経路を通ることができる。よって、空気作動弁１６へ駆動空気を供給することが可能である。

次に、第四電磁弁１２ｄが、故障している場合について検討する（図５（ｄ））。つまり、電磁弁１２ｄが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに無励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃは正常であり励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰからポートＡ、電磁弁１２ｃのポートＰからポートＡ、更に電磁弁１２ｄのポートＥからポートＡへの経路を通ることができる。よって、空気作動弁１６へ駆動空気を供給することが可能である。

図６は、タービントリップ時に電磁弁１２のいずれか一つが故障した場合の、システム１０の状態を表した構成図である。図６では、制御部１４等を省略しているが、構成は図１と同様である。

このとき、タービンリセット信号ｓが否定されているため、制御部１４から４個の電磁弁１２に無励磁の動作が指令される。しかし、いずれか１個の電磁弁１２は、故障のため励磁することができず、無励磁のままであるとする。タービントリップ時には、空気作動弁１６は、駆動空気を喪失する必要がある。

まず、第一電磁弁１２ａが、故障している場合について検討する（図６（ａ））。つまり、電磁弁１２ａが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ｂ、１２ｃ、及び１２ｄは正常であり無励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰからポートＡを通り、電磁弁１２ｄのポートＰ及び電磁弁１２ｃのポートＰで遮断される。また、電磁弁１２ｂのポートＰに供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ｂのポートＰで遮断される。

一方、空気作動弁１６は、電磁弁１２ｄのポートＡからポートＥ、電磁弁１２ｃのポートＡからポートＥの経路を通ってベント解放される。よって、空気作動弁１６は、駆動空気を喪失し閉止される。

次に、第二電磁弁１２ｂが、故障している場合について検討する（図６（ｂ））。つまり、電磁弁１２ｂが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｃ、及び１２ｄは正常であり無励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰで遮断され、また電磁弁１２ｂのポートＰに供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ｂのポートＰからポートＡの経路を通り、電磁弁１２ｄのポートＰ及び電磁弁１２ｃのポートＰで遮断される。

一方、空気作動弁１６は、電磁弁１２ｄのポートＡからポートＥ、電磁弁１２ｃのポートＡからポートＥの経路を通ってベント解放される。よって、空気作動弁１６は、駆動空気を喪失し閉止される。

次に、第三電磁弁１２ｃが、故障している場合について検討する（図６（ｃ））。つまり、電磁弁１２ｃが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｂ、及び１２ｄは正常であり無励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰで遮断される。また電磁弁１２ｂのポートＰに供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ｂのポートＰで遮断される。

一方、空気作動弁１６は、電磁弁１２ｄのポートＡからポートＥ、電磁弁１２ｃのポートＡからポートＰ、電磁弁１２ａのポートＡからポートＥ、更に電磁弁１２ｂのポートＡからポートＥの経路を通ってベント解放される。よって、空気作動弁１６は、駆動空気を喪失し閉止される。

次に、第四電磁弁１２ｄが、故障している場合について検討する（図６（ｄ））。つまり、電磁弁１２ｄが、故障のためポートの切り替え動作が行われずに励磁の動作が保持される。残りの電磁弁１２ａ、１２ｂ、及び１２ｃは正常であり無励磁の動作となっている。

空気供給部１１から供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ａのポートＰで遮断される。また電磁弁１２ｂのポートＰに供給された空気圧ｂは、電磁弁１２ｂのポートＰで遮断される。

一方、空気作動弁の駆動空気は電磁弁１２ｄのポートＡからポートＰ、電磁弁１２ａのポートＡからポートＥ、更に電磁弁１２ｂのポートＡからポートＥの経路を通ってベント解放される。よって、空気作動弁１６は、駆動空気を喪失し閉止される。

よって、タービンリセット時（図５）及びタービントリップ時（図６）において、電磁弁１２のいずれか一個が故障した場合において、リレーダンプ弁１３はその動作を維持することができる。したがって、４個の電磁弁１２のいずれか１個が故障した場合でも、残りの３個の電磁弁１２が正常に動作すればリレーダンプ弁１３の健全性を維持することができる。

次に、リレーダンプ弁故障検知回路２５の動作について説明する。図２は、リレーダンプ弁故障検知回路２５についての構成図を示す。

リレーダンプ弁１３（図１）は、４個の電磁弁１２のうち、同時に２個以上故障した場合は、その動作の健全性を保持することはできない。リレーダンプ弁故障検知回路２５は、圧力検出部１５で検知されるリレーダンプ弁出口圧力ｔ（以下、単に「圧力ｔ」と省略する）を利用して、リレーダンプ弁１３の異常を検知するものである。リレーダンプ弁故障検知回路２５による異常検知方法について具体的に説明する。

圧力ｔは、リレーダンプ弁故障検知回路２５の内部で２つに分岐され、第一比較器３６と第二比較器３７に入力される。

第一比較器３６は、この第一比較器３６の設定値ｘ（例えば０．５４ＭＰａ）と圧力ｔを比較する。そして、圧力ｔが設定値ｘより低い時は、成立の信号を出力する。一方、圧力ｔが設定値ｘ以上の時は、否定の信号を出力する。ここで設定値ｘは、空気作動弁１６へ駆動空気である空気圧ｂ（図１）が、供給されていることを検知する基準値となる。つまり、設定値ｘ以上の場合は、空気作動弁１６に駆動空気が供給されている状態と判断することができる。

第二比較器３７は、この第二比較器３７の設定値ｙ（例えば０．２ＭＰａ）と圧力ｔを比較する。そして、圧力ｔは、設定値ｙより高い時に成立の信号を出力する。一方、圧力ｔが設定値ｙ以下の時は、否定の信号を出力する。この設定値ｙは、空気作動弁１６が駆動空気を喪失していることを検知する基準値となる。つまり、設定値ｙ以下の場合は、空気作動弁１６が駆動空気を喪失している状態と判断することができる。

オンディレイタイマ３８は、タービンリセット信号ｓを入力し、タービンリセット信号ｓが否定から成立に変化した時は、１５秒の遅れを持って成立の信号を出力する。逆に、タービンリセット信号ｓが成立から否定に変化した時は、遅れなく否定の信号を出力する。

タービンリセット信号ｓが成立すると、空気作動弁１６に駆動空気が供給される。これにより、圧力ｔが空気供給部１１の空気圧ｂまで増加していく。オンディレイタイマ３８の設定時間である１５秒は、圧力ｔが増加して、第一比較器３６の設定値ｘ以上となるのに十分な待ち時間を意味する。

ＡＮＤ演算子４０は、オンディレイタイマ３８の出力と第一比較器３６の出力とが入力される。ＡＮＤ演算子４０は、オンディレイタイマ３８の出力と第一比較器３６の出力が、共に成立した時に成立の信号を出力する。したがって、オンディレイタイマ３８の出力と第一比較器３６の出力のいずれか片方だけが成立の時や出力の両方が否定の時は、ＡＮＤ演算子４０は否定の信号を出力する。

否定演算子３５は、タービンリセット信号ｓを入力して、この信号ｓが成立の時は否定を出力し、否定の時は成立を出力する。

オンディレイタイマ３９は、否定演算子３５の出力を入力し、この出力が否定から成立に変化した時に１５秒の遅れを持って成立の信号を出力する。逆に、否定演算子３５の出力が成立から否定に変化した時には遅れなく否定の信号を出力する。

タービンリセット信号ｓが否定されると、空気作動弁１６は駆動空気を喪失する。これにより、圧力ｔが減少していく。オンディレイタイマ３９の設定時間である１５秒は、駆動空気が喪失してから圧力ｔが減少していき、第二比較器３７の設定値ｙ以下となるのに十分な待ち時間を意味する。

ＡＮＤ演算子４１は、オンディレイタイマ３９の出力と第二比較器３７の出力とが入力される。ＡＮＤ演算子４１は、オンディレイタイマ３８の出力と第二比較器３７の出力が共に成立の時には成立の信号を出力する。オンディレイタイマ３９の出力と第二比較器３７の出力のいずれか片方だけが成立の時や出力の両方が否定の時は、ＡＮＤ演算子４１は否定の信号を出力する。

ＯＲ演算子４２は、ＡＮＤ演算子４０の出力とＡＮＤ演算子４１の出力が入力される。ＯＲ演算子４２は、ＡＮＤ演算子４０の出力とＡＮＤ演算子４１の出力のいずれかが成立のときは、成立の信号を出力する。

リレーダンプ弁故障警報器５３は、ＯＲ演算子４２から成立信号が入力されるとリレーダンプ弁１３が異常であるとして警報を行う。

リレーダンプ弁故障検知回路２５は、タービンリセット信号ｓが成立し、空気作動弁１６へ駆動空気が供給となると、圧力ｔが、空気供給部１１の空気圧ｂまで変化することを利用する。圧力ｔが、基準値ｘ以上の条件を満たさない場合、リレーダンプ弁１３の動作は異常であるとして判断することができる。

また、タービンリセット信号ｓが否定の時は、空気作動弁１６は駆動空気を喪失し、大気解放となることを利用する。このとき、圧力ｔが、基準値ｙ以下の条件を満たさない場合、リレーダンプ弁１３の動作は異常として判断することができる。

なお、オンディタイマ３８、３９の設定時間は、適宜変更することが可能である。また、圧力検出部１５とリレーダンプ弁故障警報器５３は、圧力スイッチや圧力トランスミッタ等で一つの計器として構成することもできる。

図３は、リレーダンプ弁故障検知回路２５の各信号の時系列的な変化を示す。なお、図３では、第一比較器３６、第二比較器３７の設定値ｘ、ｙをそれぞれ０．５４ＭＰａ、０．２ＭＰａとする。図３（ａ）は、タービンリセット信号ｓを、時系列で表したものである。

タービンリセット信号ｓが否定から成立に変化した時は、空気作動弁１６は駆動空気を喪失状態から供給状態へ変化する。圧力検出部１５で検出する圧力ｔは、大気解放を示す約０．１ＭＰａから空気供給部１１が供給する空気圧ｂまで上昇する。（図３（ｂ））。

一方、タービンリセット信号ｓが成立から否定に変化した時は、空気作動弁１６の駆動空気を供給状態から喪失状態へ変化する。圧力検出気器１５で検出する圧力ｔは、空気供給部１１が供給する空気圧ｂから大気解放つまり約０．１ＭＰａまで下降する。（図３（ｂ））。

なお、ここで圧力ｔの上昇および下降は、電磁弁１２の機械的動作速度およびリレーダンプ弁１３下流側容積の影響を受けるため、時間幅を持って完了する。

図３（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）及び（ｇ）は、それぞれ第一比較器３６、第二比較器３７、オンディレイタイマ３８、否定演算子３５、及びオンディレイタイマ３９の出力を示す。リレーダンプ弁１３が正常の場合、第一比較器３６の出力とオンディレイタイマ３８の出力とは、同時に両方の信号が成立となることはない。よって、ＡＮＤ演算子４０（図２）の出力は常に否定となる。

同様に、リレーダンプ弁１３が正常の場合、第二比較器３７の出力とオンディレイタイマ３９の出力は同時に両方の信号が成立となることはない。よって、ＡＮＤ演算子４１（図２）の出力は常に否定となる。

リレーダンプ弁１３が正常動作している場合は、ＡＮＤ演算子４０およびＡＮＤ演算子４１の出力は常に否定となる。このため、ＯＲ演算子４２の出力は常に否定となり、リレーダンプ弁故障警報器５３は動作しない。

しかし、タービンリセット信号ｓが成立している時、圧力ｔが第一比較器３６の設定値０．５４ＭＰａ以上とならない場合は、第一比較器３６とオンディレイタイマ３８の出力の両方が成立となる。このため、これらを入力とするＡＮＤ演算子４０の出力が成立し、ＯＲ演算子４２の出力は成立信号となる。ＯＲ演算子４２から成立信号が入力されるため、リレーダンプ弁故障警報器５３は、リレーダンプ弁１３を異常として警報を行う。

また、タービンリセット信号ｓが否定の時、圧力ｔが第二比較器３７の設定値０．２ＭＰａ以下とならない場合は、第一比較器３６とオンディレイタイマ３９の出力の両方が成立となる。このため、これらを入力とするＡＮＤ演算子４１の出力が成立し、ＯＲ演算子４２の出力は成立信号となる。ＯＲ演算子４２から成立信号が入力されるため、リレーダンプ弁故障警報器５３は、リレーダンプ弁１３を異常として警報を行う。

したがって、複数の電磁弁１２が同時に故障してリレーダンプ弁１３としての健全性を喪失した場合であっても、その異常を検知することが可能である。

以上述べた空気作動弁制御システムによれば、４個の電磁弁で構成された電気式のリレーダンプ弁１３を使用することにより、冗長性を実現するとともに、信頼性の高い空気作動弁制御システムを構成することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…空気作動弁制御システム、１１…空気供給部、１２…電磁弁、１２ａ（１２）…第一電磁弁、１２ｂ（１２）…第二電磁弁、１２ｃ（１２）…第三電磁弁、１２ｄ（１２）…第四電磁弁、１３…リレーダンプ弁、１４…制御部、１５…圧力検出部、１６…空気作動弁、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３…配管、２４…電磁弁制御回路、２５…リレーダンプ弁故障検知回路、３１、３２、３３、３４、３５…否定演算子、３６…第一比較器、３７…第二比較器、３８、３９…オンディレイタイマ、４０、４１…ＡＮＤ演算子、４２…ＯＲ演算子、５０…タービンリセット信号生成部、５１…電磁弁励磁指令部、５３…リレーダンプ弁故障警報器、ｂ…空気圧、ｓ…タービンリセット信号、ｔ…リレーダンプ弁出口圧力、ｄ１…第一信号、ｄ２…第二信号。

Claims (6)

1. 三つのポートＰ、Ａ及びＥを有する電磁弁のＰ−Ａ間を開通させる第一信号、またはＥ−Ａ間を開通させる第二信号を出力する制御部と、
   空気圧を供給する空気供給部にポートＰが接続される第一電磁弁と、
   ポートＰが前記空気供給部と接続され、ポートＥがベント解放され、ポートＡが前記第一電磁弁のポートＥと接続される第二電磁弁と、
   ポートＰが前記第一電磁弁のポートＡと接続され、ポートＥがベント解放される第三電磁弁と、
   ポートＰが前記第一電磁弁のポートＡと接続され、ポートＥが前記第三電磁弁のポートＡと接続され、ポートＡが前記空気圧により作動する空気作動弁と接続される第四電磁弁と、
   を備えることを特徴とする空気作動弁制御システム。
2. 請求項１に記載の空気作動弁制御システムにおいて、
   ４個の前記電磁弁は、蒸気タービンの保安のためのリレーダンプ弁であることを特徴とする空気作動弁制御システム。
3. 請求項２に記載の空気作動弁制御システムにおいて、
   前記制御部は、タービンリセットのときは、前記第一信号を出力し、またはタービントリップのときは、前記第二信号を出力する、ことを特徴とする空気作動弁制御システム。
4. 請求項２または請求項３に記載の空気作動弁制御システムにおいて、
   前記リレーダンプ弁の出力側に圧力検出部を、さらに備えることを特徴とする空気作動弁制御システム。
5. 請求項４に記載の空気作動弁制御システムにおいて、
   前記制御部は、前記圧力検出部で検出された圧力を用いる、前記リレーダンプ弁の故障検知回路を備えることを特徴とする空気作動弁制御システム。
6. 三つのポートＰ、Ａ及びＥを有する４個の電磁弁が、第一電磁弁のポートＰを空気供給部に接続し、第二電磁弁のポートＰを前記空気供給部と接続しポートＥをベント解放しポートＡを前記第一電磁弁のポートＥと接続し、第三電磁弁のポートＰを前記第一電磁弁のポートＡと接続しポートＥをベント解放し、第四電磁弁のポートＰを前記第一電磁弁のポートＡと接続しポートＥを前記第三電磁弁のポートＡと接続しポートＡを空気作動弁と接続して成るリレーダンプ弁を構成し、
   ポートＰ−Ａ間を開通させる第一信号を出力するステップと、
   ポートＥ−Ａ間を開通させる第二信号を出力するステップと、
   を含むことを特徴とする空気作動弁制御方法。

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