JP5869157B1 - バルブ開閉表示装置、及びバルブ開閉管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】既設のバルブ等にも適用でき、且つ簡単な構造でバルブの開閉状態を把握でき、更に監視カメラ等で遠隔管理を行う場合であっても、バルブの開閉状態が把握しやすいバルブ開閉表示装置及びバルブ開閉管理システムを提供する。【解決手段】流体の通路を開閉するバルブを内蔵したバルブ収容部に配置される基台１１と、バルブ収容部により突出入自在に支持されたバルブ操作軸４０に配置される可動部１３と、基台外面に配置される管体１６と、管体内に一列に収容された複数の球体１７と、管体内を各球体が移動することにより開閉動作する表示機構１９と、バルブ操作軸の突出入により可動部が移動することで各球体を移動させる球体移動機構と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、発電所、工場等に設置される流体搬送管等に装備される各種バルブの開閉状態を確認することを可能としたバルブの開閉表示装置、及びバルブ開閉管理システムに関する。

発電所等のプラントにおいては多くのバルブが用いられており、これらバルブの開閉状態を管理することは重要な事項である。例えば、水力発電所の貯水池の取水口には灌漑用バルブが設けられ、適正な量の灌漑用水を取水口から取り入れるようにしており、担当作業者は貯水池の貯水量に応じて取水口バルブの操作を行っている。
バルブの開閉状態は、外観から観察できるバルブハンドルの位置だけを手掛かりとしては正確に把握することが困難であり、バルブの開閉度を外部から目視で確認できることが望まれている。特許文献１には既設バルブに適用可能なバルブ開閉表示装置が開示され、バルブの回転軸に平行に設置される筒状ガイドと、この筒状ガイド内に軸線方向に移動可能、且つ周方向に回動可能に設置されたスライダと、このスライダから筒状ガイドに形成されたスロットを通って筒状ガイドの外に伸びるレベル棒とを用い、バルブの開閉に伴ってレベル棒がハンドルの上側面にあるか下側面にあるかによってバルブが開状態にあるか閉状態にあるかを簡単に目視で識別できるようにしている。
また特許文献２にも既設バルブに着脱可能なバルブ開閉度表示装置が開示され、バルブ開閉軸に軸着される回転部材と、回転伝達機構と、被回転部材とを用い、被回転部材にバルブの開閉度を表示する表示部を設け、バルブの開閉度を確認できる構造となっている。
一方、特許文献３にはパイプ内にボールを充填させ、操作部からの押下による変位をボールに伝達させて可動部材を変位させる押しボタン継ぎ手構造が開示されている。

特開２０１３−２４４０２公報 特開平１０−１０３５６２号公報 特開２００８−１６５５１４公報

しかしながら、特許文献１、２の従来技術においては、バルブの開閉状態を把握する機構は設けられているが、前者はレベル棒がハンドルの上側面にあるか、下側面にあるかで開閉状態を表示しているため、例えば監視カメラ等でバルブ周辺の状況を映像として監視する場合にレベル棒の上下を的確に把握できる位置に監視カメラを設置しなければならず、監視システムを構築する上で自由度に欠けるという問題があった。また後者は表示部にバルブの開閉状態が表示されるので、遠隔監視を行う際にはその表示部を撮像しなければならず、バルブ周辺の状況を監視するためには別の監視カメラ等の撮像機器が必要となる。さらに、特許文献３は一連のボールを用いて変位を伝達するものであるが、バルブの開閉を表示したり、管理することについての開示あるいは示唆はない。
そこで本発明は、既設のバルブ等にも適用でき、且つ簡単な構造でバルブの開閉状態を把握でき、更に監視カメラ等で遠隔管理を行う場合であっても、バルブの開閉状態が把握しやすいバルブ開閉表示装置、及びバルブ開閉管理システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１の発明にかかるバルブ開閉表示装置は、流体の通路を開閉するバルブを内蔵したバルブ収容部に配置される基台と、前記バルブ収容部により突出入自在に支持されたバルブ操作軸に配置される可動部と、前記基台外面に配置される管体と、前記管体内に一列に収容された複数の球体と、前記管体内を前記各球体が移動することにより表示動作する表示機構と、前記バルブ操作軸の突出入により前記可動部が移動することで前記各球体を移動させる球体移動機構と、を備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、前記球体移動機構は、前記管体と前記可動部との間に配置され、一端が前記可動部に固定され且つ内部に前記複数の球体の一部を収容する蛇腹パイプを有し、該蛇腹パイプの管体側開口に前記管体の一端開口を連通接続することで、前記蛇腹パイプの伸縮により前記管体内の前記球体を移動させるように構成したことを特徴とする。
請求項３の発明は、前記球体移動機構は、前記可動部と一体的に移動することにより、前記管体内に収容された前記球体を移動させる押圧部材を有することを特徴とする。

請求項４の発明は、前記球体移動機構は、前記基台と前記可動部との間に配置され、前記基台と前記可動部との間の距離より短く、かつ前記管体の外径より大きい内径を有する大径の摺動管からなり、該摺動管の一端を前記可動部に固定することで前記可動部の移動により前記管体に収容された前記球体が移動することを特徴とする。
請求項５の発明は、前記表示機構は前記管体の他端に設けられ、前記球体により押圧されるピストン部材と、該ピストン部材の移動により前記管体の外部に露出する状態表示部とを有することを特徴とする。

請求項６の発明に係るバルブ開閉管理システムは、請求項１乃至５の何れか一項に記載のバルブ開閉表示装置と、該バルブ開閉表示装置を撮影する撮像手段と、撮像された画像を表示する画像表示装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項７の発明は、前記撮影された画像を処理する画像処理手段を備え、前記表示機構の状態を認識することを特徴とする。

この発明によれば、簡単な構造でバルブの開閉状態を表示することが可能であり、また監視カメラ等でバルブ周辺の状況を撮影した場合であってもバルブの開閉状況が明確に分かるので、バルブの開閉状況を確実に把握することができ、バルブの誤開閉を防止するこることができる。つまり、バルブ操作軸の突出長のみを手掛かりとしたバルブ開閉状体の判断が不要となり、より正確な判断が可能となる。

本発明の一実施形態に係るバルブ開閉表示装置の動作状態を示す一部断面図であり、（ａ）はバルブの閉状態を示す図、（ｂ）はバルブの開状態を示す図。 バルブ開閉表示装置に用いられる吊環部の構造を説明するための外観斜視図。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はバルブ開閉表示装置に用いられる状態表示部が収納された状態を示す正面図、側面図及び平面図。 （ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はバルブ開閉表示装置に用いられる状態表示部が展開された状態を示す正面図、側面図及び平面図。 （ａ）及び（ｂ）は本発明に係るバルブ開閉表示装置の他の実施の形態を示した図。 他の実施の形態における球体移動機構の構造を示す斜視図。 （ａ）及び（ｂ）は本発明に係るバルブ開閉表示装置の他の実施の形態を示した図。 本発明に係る状態表示部７９の他の実施の形態を示す図であり、（ａ）は状態表示部の表示部材が管体１６内にある状態を示す図、（ｂ）は状態表示部の表示部材が管体１６より展開した状態を示す図。 本発明に係るバルブ開閉表示装置を用いたバルブ開閉管理システムの全体構成の概略を示す図。

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態に係るバルブ開閉表示装置の動作状態を示す一部断面図であり、（ａ）はバルブの閉状態を示す図、（ｂ）はバルブの開状態を示す図、図２はバルブ開閉表示装置に用いられる吊環部の構造を説明するための外観斜視図、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はバルブ開閉表示装置に用いられる状態表示部が収納された状態を示す正面図、側面図及び平面図、図４（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）はバルブ開閉表示装置に用いられる状態表示部が展開された状態を示す正面図、側面図及び平面図である。

本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、管体等の流体通路６０を開閉する図示しないバルブを内蔵したバルブ収容部３１と、バルブ収容部３１に設けられた雌ネジ部（図示せず）と螺合する雄螺子部を有し、回転することにより軸方向に進退しながらバルブを開閉させる操作軸４０と、操作軸４０の他端に設けたハンドル固定部４１に取り付けられたバルブ操作用ハンドル５０とを備えたバルブ開閉装置３０に対して取り付けられるものである。
バルブ開閉装置３０のバルブ収容部３１は、その内部に図示しない流体通路を開閉するバルブを備え、バルブは操作軸４０が正逆回動することによってバルブを作動させて流体通路を開放したり閉止したりするように構成されている。バルブ収容部３１には操作軸４０の雄螺子部と螺合する図示しない雌ネジ部が形成されている。このためバルブ操作用ハンドル５０を正逆方向に回転させることにより、操作軸４０はバルブ収容部３１から外部へ突出したり没入したりする方向（軸方向）へ移動する。本実施例では操作軸４０がバルブ収容部３１から最大限に突出した状態ではバルブは全開状態であり、一方、操作軸４０がバルブ収容部３１に最も没入した状態ではバルブは全閉状態となっている。なお、操作軸４０の出没方向とバルブの開閉状態とは逆であっても良い。

バルブ開閉表示装置１は、バルブ収容部３１とハンドル５０（操作軸４０）との間に設けられ、バルブ収容部３１の適所、本例では上部に配置（固定、或いは回転自在）された基台１１と、操作軸４０に配置（固定）され、操作軸４０の突出や没入に伴ってその軸方向に位置が可変する可動部としての吊環部１３と、吊環部１３の適所、本例では下面と基台１１（管体１６）との間に配置される球体移動機構としての蛇腹パイプ（伸縮パイプ）１５と、蛇腹パイプ１５の下端開口に対して上端開口にて連通接続した管体１６と、蛇腹パイプ１５及び管体１６の内部に一列に、且つ可動な状態（転動自在な状態）で収容された複数の球体１７と、吊環部１３の上下動に伴って球体１７を押圧する押圧部材１８と、管体１６の他端に設けられた表示機構としての状態表示部１９と、を備えている。

吊環部１３は、バルブ操作用ハンドル５０を取り外した状態の操作軸４０に可能な環状構造を有し、操作軸に嵌挿された状態で操作軸４０に螺子３等で固定される小径の固定部材５と、固定部材の外周面に対して相対回転可能に配置され、且つ押圧部材１８が取り付けられた環状の可動部材７と、固定部材５と可動部材７との間に配置されて固定部材に対して可動部材を相対回転可能にするベアリング部９とにより構成している。
これにより操作軸４０に固定された固定部材５が操作軸４０の回転に伴い回転しても、ベアリング部９によって回転運動が可動部材７には伝達されず、可動部材７と固定部材５との供回りを防止し、可動部材７は操作軸４０の回転に連れて上下方向に移動し、吊環部１３の下面と基台１１の上面との間に配置された蛇腹パイプ１５を圧縮あるいは伸張させることができる。

蛇腹パイプ１５はその下部開口部を管体１６の一端開口（上部開口）と連通接続させており、蛇腹パイプ１５は自らのバネ力により伸張方向に付勢されている。したがって、吊環部１３の下面と管体１６が載置されている基台１１との鉛直方向の間隙が広くなるに伴い、蛇腹パイプ１５の蛇腹構造が伸張し、蛇腹パイプ１５及び管体１６で構成している球体１７を収容する領域を確保することができる。
なお、蛇腹パイプ１５の上部開口部を吊環部１３の下面に直接固定する場合には蛇腹構造は伸張方向に付勢されていなくても吊環部１３の移動に伴い蛇腹構造が伸張、圧縮し、更に、蛇腹パイプ１５及び管体１６内の球体１７を吊環部１３の下面で直接押圧するので、押圧部材１８を省略することもできる。
蛇腹パイプ１５の折り曲げ部の角度は任意に調整可能としてもよい。例えば、図２中の角度αを４５±２０度程度の範囲で調整可能としてもよい。これによりカメラに対する角度を調整することが可能となる。内部の球体の移動を妨げないように折り曲げ部は湾曲状に折り曲げるようにしてもよい。

基台１１はバルブ収容部３１の封止部３３及びバルブ収容部３１本体の一部の外径より大径の開口部１２を有する円盤状の構造であり、吊環部１３と同様にバルブ操作用ハンドル５０を取り外した状態でバルブ収容部３１上に配置し、図示を省略した固定手段によりバルブ収容部３１上に固定される。また、図２に示したように円板状の基台１１をその直径方向に沿って２分割して２つの基台部材１１ａと１１ｂから構成すれば、バルブ操作用ハンドル５０を取り外すことなく基台部材１１ａと１１ｂとをその開口部１２がバルブ収容部３１の一部の外周面に接するような状態でバルブ収容部にネジ止め、或いは溶接等で固定することもできる。
基台１１は例えば図示のように円板状とし、且つカメラに対する蛇腹パイプ、及び管体１６の角度が最適となるように３６０度回転可能にしてもよい。
なお、基台１１は、バルブ収容部以外の箇所に固定してもよい。例えば、周辺に手ごろな固定対象物があればそれを利用してもよい。

球体１７はその外周面の摩擦抵抗が小さく、かつ適当な重量を有した材料（金属、或いは樹脂材料）により構成され、管体１６、及び蛇腹パイプ１５内に一列に配列、収容され、一端（上端）に位置する球体１７は押圧部材１８に当接し、吊環部１３の下方への移動に伴い押圧され、且つ吊環部１３の上方への移動に伴い蛇腹パイプ（その他の付勢手段）の原形復帰力により引き上げられる。このため、吊環部１３の変位を管体１６内の球体１７が順次伝達し、他端の球体１７の変位により状態表示部１９を作動させる。
球体１７は個々に独立した状態であっても良いし、例えば、各球体１７の中心部を貫通する孔を設け、該孔にワイヤーを挿入することで各球体１７を連結して一連の状態を形成しても良い。この場合には各球体は管体内で転動自在とはならないが、吊環部１３の上下動によるエネルギーを状態表示部１９に対して伝達することは可能である。

図３、図４、図５に示すように、状態表示部１９は、管体１６内に固定配置された管固定軸７１、開閉することにより表示動作を行う複数の翼部材（開閉表示部材）７３、ピストン部材７９と翼部材７３とを連結する２つの連結部材７５、連結軸７７、ピストン部材７９、及びピストン固定軸８１により構成し、各部材の少なくとも一部は管体１６内に配置されている。
２つの翼部材７３は、一端部同志を重ねた状態で管固定軸７１により管体１６の端部近傍に回動可能に軸支され、また、各翼部材７３の長手方向略中間部には連結軸７７を介して連結部材７５の一端が取り付けられ、２つの連結部材７５の他端部は重ねた状態でピストン固定軸８１によりピストン部材７９に軸支されている。
バルブ３０が閉状態に遷移する際には、バルブ収容部３１内に操作軸４０が没入する方向へ移動するため（図１（ａ））、管体１６内に収容された一連の球体１７は状態表示部１９側に押圧され、他端の球体１７の外周面とピストン部材７９の下面とが当接し、球体１７の移動に伴ってピストン部材７９が押し上げられる。ピストン部材７９の押し上げにより翼部材７３が管固定軸７１を中心に展開し、管体１６の先端近傍の側壁に設けられたスリット２０から翼部材７３の先端部が管体１６の外周より外側に持ち上がる。これにより、翼部材７３が展開された状態となり、バルブの閉状態を表示することができる。

一方、バルブ３０が開状態となると、バルブ収容部３１から操作軸４０が突出した状態となり（図１（ｂ））、操作軸４０の突出に伴い吊環部１３が上方に移動する。したがって、吊環部１３の下面に取り付けられた蛇腹パイプ１５蛇腹構造が伸張し、押圧部材１８による一端の球体１７への押圧力が解除される。一端の球体１７への押圧解除に伴い、他端の球体１７によるピストン部材７９への押圧も解除され、ピストン部材７９の自重により他端の球体１７が下方に押圧され一連の球体１７は管体１６内を吊環部１３側に移動する。これにより、状態表示部１９の翼部材７３は管体１６内に収容された状態となる。
なお、バルブ３０が開状態に遷移した際、ピストン部材７９の自重により一連の球体１７を押圧するが、球体１７やピストン部材７９に用いる材料等によってはピストン部材７９の自重のみでは一連の球体１７が吊環部１３側に移動しない場合も生じる。そのような場合には、ピストン部材７９の自重を重くしたり、球体１７の自重を状態表示部１９側に近いほど重くなるように配置したり、あるいはピストン部材７９に当接する他端の球体１７の重量を他の球体１７の自重より重くしたりすることで、一連の球体１７が管体１６内を吊環部１３側に移動しやすく構成するのが良い。

また、両方の翼部材７３の先端部に布材等によるマーカーを取り付けることで、状態表示部１９の表示状態をより把握するように構成しても良い。この場合、マーカーは作業者等が視認しやすい色のものを選択するのが好ましい。
また、状態表示部１９は、完全な開状態と完全な閉状態のみならず、これらの中間の形態をも表示可能である。

次に、図５（ａ）及び（ｂ）は本発明に係るバルブ開閉表示装置１の他の実施の形態を示した図であり、図６は他の実施の形態における球体移動機構の構造を示す斜視図である。なお、図１に示した構成と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施例においては、球体移動機構である蛇腹パイプ１５に代えて、伸張、圧縮を伴わない管体９０を用いると共に、吊環部１３の側面から伸びる梁２１の先端部に押圧部材１８を取り付け、押圧部材１８が管体９０内に位置し、管体９０内の球体１７を押圧したり押圧解除するよう構成している。また吊環部１３の上下方向への移動に伴い、管体９０内の一連の球体１７が押圧部材１８で押圧されるよう管体９０の側面軸方向には梁２１が移動可能なスリット９２が設けられている。

このように構成することで蛇腹パイプを用いずに球体移動を行うことができる。パイプ蛇腹構造の場合には、蛇腹部分が必ずしも均等に圧縮、収縮するとは限らず、その結果、吊環部１３が下方に移動した際に蛇腹部分が収縮せずに撓み、球体１７を収容している蛇腹パイプ部分の容積が変わらず、状態表示部１９が作動しない可能性も残るが、この実施例の場合には管体９０に伸張、収縮する機構がなく、管体９０内の一連の球体１７を押圧部材１８により直接押圧するので、確実に球体１７が状態表示部１９のピストン部材７９を押圧し、状態表示部１９を動作させバルブの開閉状態を表示することが可能となる。なお、この実施例においては梁２１、押圧部材１８、スリット９２が球体移動機構として機能する。
なお、スリット９２は必須ではなく、吊環部１３の上下動によって押圧部材１８が球体に影響を与える構成であればよい。

図７（ａ）及び（ｂ）は本発明に係るバルブ開閉表示装置１の他の実施の形態を示した図である。なお、図１、図５に示した構成と同一の箇所には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施例においては、球体移動機構として、基台１１と吊環部１３との間であって、且つ、吊環部１３の下面に固定され、長手方向の長さが基台１１と吊環部１３との間の鉛直方向の距離より短い摺動管１００を用い、摺動管１００の内径より小さい外径を有する管体１６に対して摺動管を摺動移動可能としている。

摺動管１００の長さは、バルブ収容部３１が閉状態となり、吊環部１３が最も下がった位置において摺動管１００の端部が基台１１に接触せず、またバルブ収容部３１が開となり、吊環部１３が最も上がった位置において摺動管１００と管体１６との連通が解除されない、すなわち抜けきらない長さが条件となる。この条件をみたせば、吊環部１３の下方において、管体１６の鉛直方向に立ち上がっている部分の長さに応じて摺動管１００の長さは調整可能である。
摺動管１００の内面が管体１６の外周面と接触した状態となるよう摺動管１００の内径及び管体１６の外径を選択しても良いし、摺動管１００の内面と管体１６の外周面との間に隙間が形成されるよう摺動管１００の内径及び管体１６の外径を選択しても良いが、特に前者の場合には摺動管１００の内面は摩擦抵抗が少ない材料、構造とするのが好ましい。

なお、この実施例においては押圧部材１８を用いているが、押圧部材１８を用いることなく摺動管１００及び管体１６内を一連の球体１７で満たし、吊環部１３の下面で球体１７を押圧するよう構成しても良い。また摺動管１００を大径、管体１６を小径のものを用いて説明したが、摺動管１００を小径のパイプとし、パイプの外径が収まる内径を有する管体１６を用いても良い。
なお、摺動管１００の外面を管体１６の内面に摺動的に配置してもよい。

図８（ａ）、（ｂ）は本発明に係る状態表示部の他の実施の形態を示す図であり、（ａ）は状態表示部の表示部材が管体１６内にある状態を示す図、（ｂ）は状態表示部の表示部材が管体１６より展開した状態を示す図である。
状態表示部１０５は一連の球体１７の他端に連結したピストン部材１０７と、ピストン部材１０７の上面略中央部分に配置された骨部材１０９と、骨部材１０９の端部に固定された表示部材１１１とから構成している。骨部材１０９は金属もしくは樹脂等の弾性部材で形成され、（ｂ）に示すように外力を受けない状態では骨部材１０９の自由端が水平方向に拡がり、表示部材１１１が展開するよう構成している。したがって、骨部材１０９の端部に布材等からなる表示部材１１１を取り付けることで、バルブ収容部３１が閉状態となった際には球体１７によりピストン部材１０７が押し上げられ、管体１６内から骨部材１０９が展開し、それに伴い表示部材１１１も展開する。

一方、バルブ収容部３１が開状態となった場合には、球体１７によるピストン部材１０７への押圧力が解除されるので、他端の球体１７の下方移動に伴いピストン部材１０７が管体１６の下方に移動し、弾性を有する骨部材１０９及び該骨部材１０９に取り付けられた布材等からなる表示部材１１１も管体１６内に収容される（図８（ａ））。
このように表示部材１１１が管体１６の端部で展開し、あるいは管体１６内に収容されることで、目視によるバルブ状態の把握をより容易にすることができる。また、バルブの開閉状態に関連して表示部材１１１の展開状態が変わるので、表示部材１１１の見え方、すなわち、表示部材１１１が見える面積によってバルブの開閉度合いを目視で容易に確認することができる。

図９は本発明に係るバルブ開閉表示装置を用いたバルブ開閉管理システムの全体構成の概略を示す図であり、１１５はバルブ開閉装置１の状態表示部１９もしくは１０５を静止画または動画で撮像する監視カメラ、１１７は伝送された撮像データを入力し、表示する画像表示装置、１１９は伝送された撮像データの画像を解析する画像処理手段としての画像解析部、１２１は画像解析結果を収集するデータ収集部、１２３は撮影されたバルブ開閉装置１の状態からバルブの開閉状態を管理する状態管理部、１２５は警報部である。
監視カメラ１１５によりバルブ開閉装置の状態表示部１９、１０５を撮影してその画像データを遠隔地の管理センター等に伝送し、管理センター内の画像表示装置１１７で表示することで、管理センター内の作業指示者は各バルブの開閉状況を把握し、現場の作業者等に通信等でバルブの開閉指示を行うことができる。また、監視カメラ１１５から伝送された画像データは画像解析部１１９に入力し、画像解析により状態表示部１９、１０５の展開状況からどの程度バルブが開閉されている把握することも可能であり、たとえば、収集、解析した各バルブの開閉状態をデータ収集部１２１に記録すると共に状態管理部１２３にてプラント全体のバルブ開閉状態を管理することが可能である。

更に、他の管理データと状態管理データとを照らし合わせ、所望の状態と異なるバルブが存在する場合に警報部１２５より警報を発することで、たとえば、作業員が作業指示者の指示を誤認し、謝ったバルブを操作した場合であっても、直ちに警報が発生し、バルブの誤操作を防止することができる。なお、画像解析部１１９、データ収集部１２１、状態管理部１２３、警報部１２５はコンピュータ等の情報処理装置により構成される。

また監視カメラ１１５を複数台利用し、ステレオ画像とすることで、監視カメラ１１５から得た画像をステレオマッチングし、両方の画像データの相関が得られた箇所の視差を用いることで監視対象であるバルブ（状態表示装置）までの距離を把握することが可能となる。したがって、複数の監視カメラ１１５を用いてステレオ画像処理を行うと、発電所等のように多数のバルブが配管上に配置されている場合であっても、個々のバルブの位置を正確に特定することでき、誤認識なくバルブの開閉状態を把握することが可能である。
以上のようにバルブ開閉表示装置は、流体の通路を開閉するバルブを内蔵したバルブ収容部に配置される基台と、バルブ収容部により突出入自在に支持されたバルブ操作軸に配置される可動部と、基台外面に配置される管体と、管体内に一列に収容された複数の球体と、管体内を各球体が移動することにより開閉動作する表示機構と、バルブ操作軸の突出入により可動部が移動することで各球体を移動させる球体移動機構とを備えたので、ハンドル操作によって操作軸が出没する動作に連動して可動部が上下動し、可動部の上下動に伴い球体移動機構が管体内の球体を移動させ、球体が表示機構を駆動するので、表示機構を目視確認することによりバルブの開状態あるいは閉状態を知ることができる。

また、表示機構の展開状態に応じてバルブの開閉度を把握することができると共にバルブ開閉表示装置を監視カメラ等の撮影手段で撮像し、その撮像データを遠隔地の管理センター等で表示することで、管理センター内の作業指示者が各バルブの開閉状況を把握し、現場の作業者等に開閉指示を行うことができる。更に監視カメラのデータを画像解析し、表示機構の展開状態を詳細に把握し、そのデータを基礎に状態管理を行い、バルブの誤開閉等が検知された場合には警報を発することで誤操作を防止することができる。
なお、上記実施形態では、操作軸４０が伸張したときにバルブが開放状態となり、操作軸４０が短縮したときにバルブが閉状態となる例を示したが、これは一例に過ぎず、逆の動作であっても良い。
本発明は発電所、工場などの設備に配管される流体搬送用の管体に設けられるバルブ開閉装置や貯留タンクのバルブ開閉装置に適用されるが、適用対象はこれに限らず、たとえばガスボンベの開閉装置にも適用することができる。

また、本発明によれば、事故等に起因して発電所や工場が破壊されたことにより作業員が事故現場に長時間滞在することができない環境下において、バルブにより配管内の流体を制御する必要が生じた場合、できるだけ短時間で、配管に設けたバルブの操作軸等に対して後付けによってバルブの開閉表示装置を取り付けることにより、バルブの開閉状態を表示し、遠隔により確認することが可能となる。
本発明のバルブの開閉表示装置は装置構成がシンプルであり、配管に対して取付けが容易であるため、短時間で設置が可能となり、作業員の安全性を高めることができる。

＜本発明の構成、作用、効果のまとめ＞
本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、バルブ収容部に配置される基台１１と、バルブ操作軸に配置される可動部１３と、基台外面に配置される管体１６、９０と、管体内に一列に収容された複数の球体１７と、管体内を各球体が移動することにより表示動作する表示機構と、バルブ操作軸の突出入により前記可動部が移動することで各球体を移動させる球体移動機構と、を備えた。
このため、バルブを操作することによりバルブ操作軸の突出長が変化した際に、球体移動機構が作動して表示機構を作動させることができる。バルブの状態を遠隔監視する際に、バルブ操作軸の状態、特に突出長等のみに依存した判断では正確を期すことができない。本発明では、バルブ操作軸の進退に連動して応答性良く作動する球体移動機構により表示機構を作動させるようにしたので、バルブの開閉状態を正確に知ることができる。表示機構は、バルブ操作軸の状態を正確に反映させる構成とする。

本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、球体移動機構は、内部に複数の球体の一部を収容する蛇腹パイプ１５を有し、該蛇腹パイプの管体側開口に管体の一端開口を連通接続することで、蛇腹パイプの伸縮により管体内の前記球体を移動させるように構成した。
バルブ操作軸の突出長の変化による可動部の変位を、蛇腹パイプ内の球体を介して管体内の球体に伝達することができる。蛇腹パイプ自体のバネ性、或いは他の弾性部材の付勢により、外力がかからない時には蛇腹パイプは伸長し、圧縮力が加わった時には収縮するので、可動部からの力を球体に伝達することができる。

本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、球体移動機構は、可動部と一体的に移動することにより、管体内に収容された球体を移動させる押圧部材を有する。
可動部と一体的に移動する押圧部材により球体に力を作用させるようする。これによれば、より少ない部品点数により表示機構を作動させることができる。

本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、球体移動機構は、基台と可動部との間の距離より短く、かつ管体の外径より大きい内径を有する大径の摺動管１００からなり、該摺動管の一端を可動部に固定することで可動部の移動により管体に収容された前記球体が移動する。
可動部の移動による押圧力、引上げ力を球体に伝達できるのであれば、どのような構成であってもよい。

本発明に係るバルブ開閉表示装置１は、表示機構は管体の他端に設けられ、球体により押圧されるピストン部材と、該ピストン部材の移動により管体の外部に露出する状態表示部とを有する。
表示機構は、球体を介して伝達される可動部からの力を受けて作動する。バルブ操作機構の突出長だけを手掛かりにして配管内部のバルブの開閉状態を正確に把握することは難しいが、外観上明確な変化を示す表示機構を用いることにより、バルブの開閉状態の明確な把握が可能となる。

本発明に係るバルブ開閉管理システムは、バルブ開閉表示装置１と、該バルブ開閉表示装置を撮影する撮像手段１１５と、撮像された画像を表示する画像表示装置１１７と、を備えた。
これによれば、撮像手段からの撮像データを遠隔地の管理センター等で表示することで、管理センター内の作業指示者が各バルブの開閉状況を把握し、現場の作業者等に開閉指示を行うことができる。遠隔地からバルブの開閉状態を目視により確認することができ、作業員が長時間滞在できない現場での監視作業が可能となる。

本発明に係るバルブ開閉管理システムは、撮影された画像を処理する画像処理手段を備え、表示機構の状態を認識する。
監視カメラのデータを画像解析し、表示機構の展開状態を詳細に把握し、そのデータを基礎に状態管理を行い、バルブの誤開閉等が検知された場合には警報を発することで誤操作を防止することができる。

１１…基台、１３…可動部（吊環部）、１６、９０…管体、１５…蛇腹パイプ（球体移動機構）、１７…球体、１８…押圧部材（球体移動機構）、１９、１０５…表示機構（状態表示部）、２１…梁（球体移動機構）、３０…バルブ、３１…バルブ収容部、４０…操作軸、７９、１０７…ピストン部材、９２…スリット、１００…摺動管（球体移動機構）、１１５…撮像手段（監視カメラ）、１１７…画像表示装置、１１９…画像処理手段（画像解析部）

Claims (7)

1. 流体の通路を開閉するバルブを内蔵したバルブ収容部に配置される基台と、前記バルブ収容部により突出入自在に支持されたバルブ操作軸に配置される可動部と、前記基台外面に配置される管体と、前記管体内に一列に収容された複数の球体と、前記管体内を前記各球体が移動することにより表示動作する表示機構と、前記バルブ操作軸の突出入により前記可動部が移動することで前記各球体を移動させる球体移動機構と、を備えたことを特徴とするバルブ開閉表示装置。
2. 前記球体移動機構は、前記管体と前記可動部との間に配置され、一端が前記可動部に固定され且つ内部に前記複数の球体の一部を収容する蛇腹パイプを有し、該蛇腹パイプの管体側開口に前記管体の一端開口を連通接続することで、前記蛇腹パイプの伸縮により前記管体内の前記球体を移動させるように構成したことを特徴とする請求項１記載のバルブ開閉表示装置。
3. 前記球体移動機構は、前記可動部と一体的に移動することにより、前記管体内に収容された前記球体を移動させる押圧部材を有することを特徴とする請求項１記載のバルブ開閉表示装置。
4. 前記球体移動機構は、前記基台と前記可動部との間に配置され、前記基台と前記可動部との間の距離より短く、かつ前記管体の外径より大きい内径を有する大径の摺動管からなり、該摺動管の一端を前記可動部に固定することで前記可動部の移動により前記管体に収容された前記球体が移動することを特徴とする請求項１記載のバルブ開閉表示装置。
5. 前記表示機構は前記管体の他端に設けられ、前記球体により押圧されるピストン部材と、該ピストン部材の移動により前記管体の外部に露出する状態表示部とを有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項記載のバルブ開閉表示装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一項記載のバルブ開閉表示装置と、該バルブ開閉表示装置を撮影する撮像手段と、撮像された画像を表示する画像表示装置と、を備えたことを特徴とするバルブ開閉管理システム。
7. 前記撮影された画像を処理する画像処理手段を備え、前記表示機構の状態を認識することを特徴とする請求項６記載のバルブ開閉管理システム。

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