JP5887436B1 - 燃料配管用バルブの検査治具 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料配管用バルブの性能試験の精度を向上させる検査治具を提供する。【解決手段】断面Ｌ字型かつ中空形状のセンサー部３と、センサー部３の水平軸部の端部側に隣接して配設され、リードスイッチを有する発光部４とを備え、センサー部３は、移動可能な磁性体を内部に含み、磁性体に関して垂直軸部側および水平軸部側に移動制御部材を有しており、水平軸部の末端がシールされており、検査治具１は、燃料配管用バルブのインレットポート側に取り付けられ、燃料配管用バルブの閉止時には、メインピストンの底面部とセンサー部３の垂直軸部の末端部に設けられた移動制御部材の上端部とが接触し、センサー部３内の磁性体が発光部４のリードスイッチの作動距離範囲内に移動し、リードスイッチのリード片の接点部が閉じて発光部４が点灯する。【選択図】図１

Description

本発明は、燃料配管用バルブの検査治具に関し、より詳細には、石油工業用に用いられる燃料配管用バルブの検査治具に関するものである。

航空機等の燃料給油施設において、ハイドラント方式とよばれる給油システムがある。ハイドラント方式とは、貯油タンク、ハイドラントポンプ、遮断弁などを備えるヘッダーピットなどを介して、地下埋設されたエプロン配管でエプロン（駐機場）まで燃料を届ける給油システムである。ハイドラントシステムにおいては、水平に配置されたエプロン配管に対して垂直方向に延設される立ち上がり配管を通じてハイドラントバルブが連結されており、ハイドラントバルブを開くことにより、必要な時に必要な量の燃料を航空機等に給油することができる。

ハイドラントバルブは、燃料配管と給油車両のカップラーとを接続する役割を果たすとともに、配管内の燃料の移動に関する異常やハイドラントバルブ自体の故障が発生した際に速やかに閉止させることで燃料の供給を停止させる機能を有しており、その性能を確保するために、定期的に検査および試験が行われる。

従来、ハイドラントバルブの性能試験は、例えば、以下の手順に従って、ストップウォッチまたは秒表示が可能な時計等を用いて行われている。
・ハイドラントシステムから取り外したハイドラントバルブをテストベンチ内の試験用配管に取り付け、試験用カップラーを接続する
・ハイドラントバルブにデッドマンハンドルを接続する
・デッドマンコントロールがＯＮの状態で、規定最大流量（１０００ＧＰＭ）の燃料を供給する
・デッドマンコントロールをＯＦＦにすると同時に測定を開始し、ハイドラントバルブが閉止して燃料のフローが停止するまでの時間（以下、「ハイドラントバルブの閉止時間」ともいう。）を計測する

ここで、上記燃料のフローの停止は、ハイドラントバルブ内のメインピストンが閉鎖するときにバルブボディと接触して発する「音」によって確認しているため、この閉鎖音を正確に聞き取るには試験員の熟練した聴覚が必要とされる。つまり、テストベンチは航空機給油施設敷地内の一角に設置されているため、試験員には、航空機離発着における騒音などを避けて、周囲の音と目的の閉鎖音とを聞き分ける能力が求められる。また、熟練した試験員といえども聴覚には個人差があることから、試験結果に生じるバラつきが懸念されていた。

なお、油、スラリー、ガス等の流体が流れるパイプラインの異常を検出する観点からは、これまでに、例えば、流体の移動および差圧等によるエネルギーを発電機能に応用した独自の電源により作動するセンサー手段からの情報により容易にかつ速やかにパイプラインの異常を検知する異常検出装置が提案されており（特許文献１）、パイプラインの異常を検知した際には速やかにバルブを閉止するなどして流体の移動を停止する構成が採用されている。しかしながら、バルブ自体の性能を検査する観点からは、その検査治具は、現状では全く提案されていない。

特開２００５−１４８９７５号公報

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、燃料配管用バルブの性能試験の精度を向上させることのできる検査治具を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明者は、従来の、ハイドラントバルブ内のメインピストンの閉鎖音の聞き取りによる聴覚に加えて、光による視覚情報を併用することにより、熟練技術を必要とせず、周囲の騒音による影響等を軽減し、ハイドラントバルブの性能試験の精度を向上させることができることを知見し、係る新規な知見に基づき、本発明を完成させるに至ったものである。

すなわち、本発明の燃料配管用バルブの検査治具は、
開放時にはインレットポートから供給される流体の供給圧力によってメインピストンが鉛直上方に上昇し、閉止時には前記メインピストンが鉛直下方に降下する燃料配管用バルブの検査治具であって、
円状孔を有するフランジ部と、
前記フランジ部に設けられた水平方向の貫通孔を通して外径側から内径側に延びる水平軸部と前記フランジ部の内径側において屈曲部を介して鉛直上方に延びる垂直軸部とを有する断面Ｌ字型かつ中空形状のセンサー部と、
前記センサー部の前記水平軸部の端部側に隣接して配設され、リードスイッチを有する発光部とを備え、
前記センサー部は、移動可能な磁性体を内部に含み、前記磁性体に関して垂直軸部側および水平軸部側に移動制御部材を有しており、前記水平軸部の末端がシールされており、
前記検査治具は、前記燃料配管用バルブの前記インレットポート側に取り付けられ、
前記燃料配管用バルブの閉止時には、前記メインピストンの底面部と前記センサー部の前記垂直軸部の末端部に設けられた前記移動制御部材の上端部とが接触し、前記センサー部内の前記磁性体が前記発光部の前記リードスイッチの作動距離範囲内に移動し、前記リードスイッチのリード片の接点部が閉じて前記発光部が点灯する
ことを特徴としている。

また、本発明の燃料配管用バルブの性能試験方法は、前記燃料配管用バルブの検査治具を燃料配管用バルブに取り付け、前記燃料配管用バルブの閉止時間を測定することを特徴としている。

本発明によれば、燃料配管用バルブの性能試験の精度を向上させることのできる検査治具が提供される。

本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を概略的に示す模式斜視図である。 （ａ）は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を概略的に示す模式平面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。（ｃ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態におけるセンサー部の構造を概略的に示す模式断面図である。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具を用いた燃料配管用バルブ（ハイドラントバルブ）の性能試験方法の一実施形態を概略的に示す模式断面図である。（ａ）は、ハイドラントバルブが開放した状態を示す。（ｂ）は、ハイドラントバルブが閉止した状態を示す。 本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態における、センサー部内の磁性体の移動と発光部のリードスイッチの動作との関係を示す模式断面図である。（ａ）は、リードスイッチがＯＦＦの状態を示す。（ｂ）は、リードスイッチがＯＮの状態を示す。

以下、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を概略的に示す模式斜視図である。本実施形態では、燃料配管用バルブの検査治具１（以下、単に「検査治具１」ともいう。）は、フランジ部２と、センサー部３と、発光部４とを備えている。

図２（ａ）は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態を概略的に示す模式平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ矢視図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。

図２（ａ）〜（ｃ）に示す検査治具１は、円状孔２１を有するフランジ部２と、フランジ部２に設けられた水平方向の貫通孔２２を通して外径側から内径側に延びる水平軸部３１とフランジ部２の内径側において屈曲部３２を介して鉛直上方に延びる垂直軸部３３とを有する断面Ｌ字型かつ中空形状のセンサー部３と、センサー部３の水平軸部３１の端部側に隣接して配設され、リードスイッチ４１を有する発光部４とを備えている。

より具体的には、本実施形態の検査治具１では、フランジ部２は、円状孔２１を有しており、円状孔２１は、検査対象の燃料配管用バルブに取り付けた際に燃料の通り道となる。また、フランジ部２は、後述するセンサー部３の水平軸部３１を配設するために、水平方向に設けられた貫通孔２２を有している。

フランジ部２の形状は、検査対象の燃料配管用バルブの形状等に応じて適宜設計することができる。例えば、ＪＰＩ規格に従って、石油工業用フランジとして、ＪＰＩ ＃１５０ ＳＯ−ＲＦ型のフランジ形状を適用することができるが、これに限定されない。また、フランジ部２は、ＪＰＩ規格に従った形状から、必要に応じて、ガスケット面の一部を切削する等の加工を施したものであってもよい。

センサー部３は、フランジ部２に設けられた貫通孔２２を通して外径側から内径側に延びる水平軸部３１と、フランジ部２の内径側において屈曲部３２を介して鉛直上方に延びる垂直軸部３３とを有しており、断面Ｌ字型かつ中空形状である。

センサー部３の形状や、水平軸部３１、屈曲部３２および垂直軸部３３のサイズ等は、検査対象の燃料配管用バルブの形状、当該燃料配管用バルブの内部構造、当該燃料配管用バルブの開閉動作の仕組み等に応じて適宜設計することができる。

本実施形態では、フランジ部２とセンサー部３とは、図２（ａ）に示すように、接合部材５によって固定されている。例えば、センサー部３の水平軸部３１の端部側にＯリング（図示せず）を介して接合部材５を設け、ネジ留めすることによって、センサー部３とフランジ部２とを固定することができるが、この形態に限定されない。

図３は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態におけるセンサー部の構造を概略的に示す模式断面図である。本実施形態において、センサー部３は、移動可能な磁性体Ｍを内部に含んでおり、磁性体Ｍに関して垂直軸部３３側および水平軸部３１側に、それぞれ、移動制御部材３４、３５を有している。また、センサー部３の水平軸部３１の末端は、シール部材３６によってシールされている。

磁性体Ｍは、その移動によって、後述する発光部４のリードスイッチ４１を作動もしくは停止させる機能を有している。磁性体Ｍとしては、リードスイッチ４１に対して磁界を加えることができるものであればよく、例えば、磁石、および鉄やニッケルなどの強磁性体等が挙げられるが、これらに限定されない。

移動制御部材３４、３５は、センサー部３において、磁性体Ｍの移動を制御する機能を有しており、磁性体Ｍを、発光部４のリードスイッチ４１の作動距離範囲内または作動距離範囲外に移動させることができる。

シール部材３６は、センサー部３の水平軸部３１の末端をシールするとともに、磁性体Ｍおよび移動制御部材３４、３５がセンサー部３から外部に出ることを抑制する機能を有している。シール部材３６としては、例えば、ネジ材３６ａが挙げられるが、これに限定されない。

本実施形態において、磁性体Ｍに関して垂直軸部３３側の移動制御部材３４は、押圧材であることが好ましく、磁性体Ｍに関して水平軸部３１側の移動制御部材３５は、弾性材であることが好ましい。押圧材としては、例えば、図３に示すように、円筒状のロッド３４ａと球状体３４ｂとの組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。また、弾性材としては、例えば、図３に示すように、バネ材３５ａが挙げられるが、これに限定されない。

図１および図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、発光部４は、樹脂製のケースを備えており、センサー部３の水平軸部３１の端部側に隣接して配設されている。発光部４は、リードスイッチ４１および発光素子４２を有している。発光素子４２としては、例えば、ＬＥＤを用いることができるが、これに限定されない。

リードスイッチ４１は、一般に公知の構造を採用することができる。例えば、２本の強磁性体リード片を一定の接点間隔を持って相対させてガラス管の中に封入し、ガラス管の中には接点部の活性化を防ぐために窒素ガス等の不活性ガスを封入する。このような構造を有するリードスイッチ４１は、外部からリード片の軸方向に磁界を加えてリード片を磁化させることにより、相対した自由端が互いに吸収し合い接触して回路を閉ざすことができる。また、磁界を取り除くことにより、リード片の弾性により回路を開くことができる。

図４は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具を用いた燃料配管用バルブ（ハイドラントバルブ）の性能試験方法の一実施形態を概略的に示す模式断面図である。図４（ａ）は、ハイドラントバルブが開放した状態を示す。図４（ｂ）は、ハイドラントバルブが閉止した状態を示す。

図５は、本発明の燃料配管用バルブの検査治具の一実施形態における、センサー部内の磁性体の移動と発光部のリードスイッチの動作との関係を示す模式断面図である。図５（ａ）は、リードスイッチがＯＦＦの状態を示す。図５（ｂ）は、リードスイッチがＯＮの状態を示す。

本実施形態の燃料配管用バルブの検査治具１は、例えば、ハイドラントバルブの性能試験に用いることができる。ハイドラントバルブは、例えば、図４に示すように、下方から上方に向かって流体（燃料）が流れる構造を有している。より具体的には、ハイドラントバルブ１０では、インレットポート１１から供給される流体が、アウトレットポート１３から排出され、ハイドラントバルブ１０の開放時には、図４（ａ）に示すように、インレットポート１１から供給される流体の供給圧力によってメインピストン１２が鉛直上方に上昇する。また、ハイドラントバルブ１０の閉止時には、図４（ｂ）に示すように、メインピストン１２が鉛直下方に降下する。ここで、ハイドラントバルブ１０の開放時には、図４（ａ）に示すように、メインピストン１２の底面部１２ａは、バルブボディ１４と接触していない。一方で、ハイドラントバルブ１０の閉止時には、図４（ｂ）に示すように、メインピストン１２の底面部１２ａは、その端部において、バルブボディ１４と接触している。

本実施形態において、検査治具１は、ハイドラントバルブ１０のインレットポート１１側に取り付けられている。ハイドラントバルブ１０の開放時には、図４（ａ）に示すように、メインピストン１２の底面部１２ａと、検査治具１のセンサー部３の垂直軸部３３の末端部に設けられた移動制御部材３４の上端部とは接触していない。

このとき、図５（ａ）に示すように、センサー部３において、水平軸部３１側の移動制御部材３５により、磁性体Ｍは、リードスイッチ４１の作動距離範囲外に位置している。そのため、リードスイッチ４１のリード片４１ａ、４１ｂの弾性により接点部が開き、リードスイッチ４１はＯＦＦの状態となり、発光部４（図示せず）は消灯状態となる。

一方、ハイドラントバルブ１０の閉止時には、図４（ｂ）に示すように、メインピストン１２の底面部１２ａと、検査治具１のセンサー部３の垂直軸部３３の末端部に設けられた移動制御部材３４の上端部とが接触している。

このとき、図５（ｂ）に示すように、センサー部３において、垂直軸部３３側に配置された移動制御部材３４の円筒状のロッド３４ａの上端部に対して、ハイドラントバルブ１０のメインピストン１２の底面部１２ａから、鉛直下方（白抜き矢印方向）に圧力Ｐが加わり、移動制御部材３４を介して磁性体Ｍに圧力Ｐが伝達される。そして、磁性体Ｍは、水平軸部３１側に押されるようにして、リードスイッチ４１の作動距離範囲内まで移動する。これにより、リードスイッチ４１のリード片４１ａ、４１ｂの軸方向に磁界が加わってリード片４１ａ、４１ｂが磁化され、相対した自由端が互いに吸収し合い接点部が閉じて、リードスイッチ４１はＯＮの状態となり、発光部４（図示せず）は点灯状態となる。なお、このとき、移動制御部材３５は、磁性体Ｍから伝達される圧力Ｐによって収縮状態となっている。

本実施形態において、磁性体Ｍに関して垂直軸部３３側の移動制御部材３４が、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、円筒状のロッド３４ａと球状体３４ｂとの組み合わせであると、圧力Ｐを磁性体Ｍにより正確に伝達することができる。つまり、円筒状のロッド３４ａに圧力Ｐが加わると、円筒状のロッド３４ａは鉛直下方に押し下げられるとともに、球状体３４ｂに圧力Ｐを伝達する。すると、センサー部３内に配置された複数の球状体３４ｂが垂直軸部３３から屈曲部３２を経由して水平軸部３１に向かって次々と圧力Ｐを伝達し、磁性体Ｍに圧力Ｐを伝達する。ここで、特に、屈曲部３２における圧力Ｐの伝達ロスを軽減する観点から、屈曲部３２を移動する移動制御部材３４を球状体３４ｂとすることが好ましく考慮される。

また、磁性体Ｍに関して水平軸部３１側の移動制御部材３５が、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、バネ材３５ａであると、ハイドラントバルブ１０の開放時に、磁性体Ｍをリードスイッチ４１の作動距離範囲外のより適切な位置に制御できる。そして、ハイドラントバルブ１０の閉止時には、磁性体Ｍが水平軸部３１側に移動してリードスイッチ４１の作動距離範囲内に位置した際に、バネ材３５ａから磁性体Ｍに対して適度な反発力が加わることによって、磁性体Ｍの位置をより適切かつ効率よく制御することができる。また、移動制御部材３４に対する圧力Ｐが減少もしくは取り除かれた際には、バネ材３５ａが収縮状態から元の状態へ復元する際の復元力を利用して、磁性体Ｍをリードスイッチ４１の作動距離範囲外へ移動させることができる。そのため、移動制御部材３５として、バネ材３５ａを用いることが好ましく考慮される。

このように、本発明の燃料配管用バルブの検査治具１では、ハイドラントバルブ１０のメインピストン１２の開閉動作に対応して、検査治具１のセンサー部３内の磁性体Ｍが発光部４のリードスイッチ４１の作動距離範囲内または作動距離範囲外に移動し、リードスイッチ４１のリード片４１ａ、４１ｂの接点部が開閉して、発光部４が点灯または消灯するので、ハイドラントバルブ１０の開閉状態を、発光部４の点灯または消灯によって視認することができる。そのため、例えば、ハイドラントバルブの性能試験において、本発明の燃料配管用バルブの検査治具を用いることによって、従来の、ハイドラントバルブ内のメインピストンの閉鎖音の聞き取りによる聴覚に加えて、光による視覚情報を併用することが可能となり、試験員の熟練技術を必要とせず、テストベンチでの周囲の騒音による影響等を軽減し、ハイドラントバルブの性能試験の精度を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な形態はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、リードスイッチのＯＮ、ＯＦＦ信号をデジタルストップウォッチの制御用信号として利用することにより、ハイドラントバルブの閉止時間をより正確に測定することもできる。

１ 検査治具
２ フランジ部
２１ 円状孔
２２ 貫通孔
３ センサー部
３１ 水平軸部
３２ 屈曲部
３３ 垂直軸部
３４、３５ 移動制御部材
３４ａ 円筒状のロッド
３４ｂ 球状体
３５ａ バネ材
４ 発光部
４１ リードスイッチ
４１ａ、４１ｂ リード片
１０ 燃料配管用バルブ（ハイドラントバルブ）
１１ インレットポート
１２ メインピストン
１２ａ 底面部

Claims (4)

1. 開放時にはインレットポートから供給される流体の供給圧力によってメインピストンが鉛直上方に上昇し、閉止時には前記メインピストンが鉛直下方に降下する燃料配管用バルブの検査治具であって、
   円状孔を有するフランジ部と、
   前記フランジ部に設けられた水平方向の貫通孔を通して外径側から内径側に延びる水平軸部と前記フランジ部の内径側において屈曲部を介して鉛直上方に延びる垂直軸部とを有する断面Ｌ字型かつ中空形状のセンサー部と、
   前記センサー部の前記水平軸部の端部側に隣接して配設され、リードスイッチを有する発光部とを備え、
   前記センサー部は、移動可能な磁性体を内部に含み、前記磁性体に関して前記垂直軸部側および前記水平軸部側に移動制御部材を有しており、前記水平軸部の末端がシールされており、
   前記検査治具は、前記燃料配管用バルブの前記インレットポート側に取り付けられ、
   前記燃料配管用バルブの閉止時には、前記メインピストンの底面部と前記センサー部の前記垂直軸部の末端部に設けられた前記移動制御部材の上端部とが接触し、前記センサー部内の前記磁性体が前記発光部の前記リードスイッチの作動距離範囲内に移動し、前記リードスイッチのリード片の接点部が閉じて前記発光部が点灯する
   ことを特徴とする燃料配管用バルブの検査治具。
2. 前記磁性体に関して前記垂直軸部側の前記移動制御部材が押圧材であり、前記磁性体に関して前記水平軸部側の前記移動制御部材が弾性材であることを特徴とする請求項１に記載の燃料配管用バルブの検査治具。
3. 前記押圧材が円筒状のロッドおよび球状体の組み合わせであり、前記弾性体がバネ材であることを特徴とする請求項２に記載の燃料配管用バルブの検査治具。
4. 請求項１から３のうちのいずれか一項に記載の燃料配管用バルブの検査治具を燃料配管用バルブに取り付け、前記燃料配管用バルブの閉止時間を測定することを特徴とする燃料配管用バルブの性能試験方法。
   
   

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