JPH06259143A - 整圧器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハンチング性能を犠牲にすることなく大流量
時のオフセットを改善する。 【構成】 ガバナ本体１４は、一次側管路１１と二次側
管路１２との間に介在される。操作部１４ａは、中間圧
管路１３内の圧力によって制御される。中間圧管路１３
と一次側管路１１との間にはリストリクタ１５が介在さ
れる。中間圧管路１３と二次側管路１２との間にはパイ
ロット弁１６が介在される。二次側管路１２の流量は、
流量検出器２５によって検出される。ダイヤフラム２６
は流量が大きくなると右側に変位し、連結軸２４を右側
に変位させる。連結軸２４の先端はリンクピン２３を介
してリンクレバー２１の腕２１ａに連結され、パイロッ
トばね１９に抗して弁体１７は開きやすくなり、管路１
２ａを介して気体が流れやすくなる。これによってリス
トリクタ１５における圧力低下が大きくなり、二次圧Ｐ
２のオフセットが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスの供給圧力の
制御を行うために用いられるガバナなど、気体供給管路
に介在されて用いられる整圧器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、たとえば特開昭６２−１２０
５１７号公報で開示されているように、都市ガスの供給
系統には複数のガバナが設けられている。ガバナは、都
市ガスが上流側から供給されてくるときの一次圧を、よ
り低い圧力である二次圧にまで降下させて下流側に供給
する。下流側に供給する都市ガスの流量が変動しても、
二次圧が変動しないようにすることがガバナを使用する
目的である。

【０００３】図４は、典型的な先行技術によるガバナの
大略的な構成を示す。一次側管路１と二次側管路２との
間にガバナ３が介在される。ガバナ３には、ガバナ本体
４、リストリクタ５およびパイロット弁６が含まれる。
リストリクタ５は、一次側管路１から分岐する管路１ａ
と、ガバナ本体４内に連通する管路４ａとの間に介在さ
れる。パイロット弁６は、管路４ａと二次側管路２に連
通する管路２ａとの間に介在される。ガバナ本体４の底
部にはゴムの皮膜によって形成される弁体７が設けられ
る。弁体７の中央部は一次側管路１の先端である入口１
ｂに臨み、弁体７の周辺部はケージ８を介して二次側管
路２の先端である出口２ｂに臨む。ケージ８は多孔板に
よって形成される。このようなガバナ本体４、リストリ
クタ５およびパイロット弁６としては、たとえばフィッ
シャーコントロールズ社製ＴＹＰＥ３９９ガバナ、１１
２リストリクタおよび１６１Ｙパイロット弁が好適に使
用される。

【０００４】図４に示すようなガバナ３は、次のように
して二次圧Ｐ２をたとえばゲージ圧で２００ｍｍＡｑと
なるように一定に保つ。ここで二次圧Ｐ２が２００ｍｍ
Ａｑであるときは、パイロット弁６が閉じているものと
する。ガバナ本体４内は、絞りであるリストリクタ５を
介して一次側管路１と連通しているので、その圧力ＰＲ
は一次圧Ｐ１に等しい。このようにＰ１＝ＰＲであるの
で、ＰＲ＞Ｐ２となり、弁体７はケージ８に当たって封
止している。

【０００５】二次圧Ｐ２が２００ｍｍＡｑから小さくな
り、たとえば１９０ｍｍＡｑになると、パイロット弁６
が開く。これによってガバナ本体４内のガスが管路２ａ
を介して二次側管路２に逃げる。ガバナ本体４内の圧力
ＰＲは、リストリクタ５による圧力減少分だけ一次圧Ｐ
１よりも小さくなる。ガバナ本体４内の圧力ＰＲが小さ
くなると、弁体７が一次圧Ｐ１によって持ち上げられ、
入口１ｂからガスがケージ８を介して出口２ｂに流れ
る。これによって二次圧Ｐ２は上昇し、二次圧が一定に
保たれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示すようなガバ
ナ３などの整圧器は、流量にかかわらず二次圧Ｐ２を一
定にするために設けられるけれども、実際には図５に示
すように流量Ｑが大きくなる領域で二次圧Ｐ２は低下す
る。このような大流量域で二次圧Ｐ２が低下する現象
は、オフセットと呼ばれる。リストリクタ５の絞り量を
大きくすると、ガバナ本体４内に供給されるガスの量が
減少するので圧力ＰＲが小さくなり、弁体７が変形して
入口１ｂ内のガスが出口２ｂ内に移動しやすくなる。こ
の結果傾斜角度αが減少して二次圧Ｐ２のオフセットは
小さくなる。しかしながら、リストリクタ５によって大
きく絞られるので、リストリクタ５を流通するガスが減
少し、ガバナ本体４内の圧力ＰＲの弁体７の閉方向応答
速度が遅くなり、二次圧Ｐ２にハンチングと呼ばれる変
動現象が生じやすくなる。このように、オフセットを抑
えようとすると、小流量域でハンチング性能が犠牲にな
り、オフセット抑制とハンチング抑制とを両方とも達成
するのは困難である。

【０００７】本発明の目的は、小流量域でのハンチング
性能を犠牲にすることなく大流量域でのオフセットを改
善することができる整圧器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、気体供給管路
に整圧器本体が介在され、上流側の一次圧を下流側の二
次圧に降下させて、かつ一次圧と二次圧との間の中間圧
を用いて弁の開度を調整し、気体の流量にかかわらず二
次圧を一定に保つための整圧器において、一次圧の管路
と中間圧の管路との間に介在される絞りと、下流側の流
量を検出する検出手段と、中間圧の管路と二次圧の管路
との間に介在され、検出手段からの検出出力に応答し
て、下流側の流量が小さいとき設定圧が低下し、流量が
大きいとき設定圧が上昇するパイロット弁とを含むこと
特徴とする整圧器である。

【０００９】

【作用】本発明に従えば、整圧器は上流側の一次圧を下
流側の二次圧に降下させて、気体の流量にかかわらず二
次圧を一定に保つために用いられる。整圧器本体の弁の
開度は一次圧と二次圧との間の中間圧を用いて調整され
る。一次圧の管路と中間圧の管路との間には絞りが介在
される。中間圧の管路と二次圧の管路との間にはパイロ
ット弁が介在される。下流側の流量は検出手段によって
検出される。下流側の流量が小さいときパイロット弁の
設定圧が低下するので、この状態でハンチングが生じな
いように絞りを設定することができる。下流側の流量が
大きいときパイロット弁の設定圧が上昇するので、小流
量域でハンチングを改善する絞りを用いてもオフセット
が改善される。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例の概略的な構成を
示す。ガバナ１０は、一次側管路１１と二次側管路１２
との間に介在される。ガバナ１０は、中間圧管路１３内
の気体の圧力によって、ガバナ本体１４の操作部１４ａ
が制御され、一次圧Ｐ１を減少させて二次圧Ｐ２とし、
かつ二次圧Ｐ２を一定に保つ。ガバナ本体１４の構成
は、たとえば図４の先行技術と同様である。一次側管路
１１からは管路１１ａが分岐し、絞りであるリストリク
タ１５を介して中間圧管路１３に接続される。中間圧管
路１３と二次側管路１２との間にはパイロット弁１６が
介在される。パイロット弁１６内には、弁体１７、ダイ
ヤフラム１８、パイロットばね１９およびオリフィス２
０などが含まれる。弁体１７およびオリフィス２０は、
中間圧管路１３に連通する部屋と管路１２ａを介して二
次側管路１２に連通する部屋との間を開閉する。ダイヤ
フラム１８およびパイロットばね１９は、ダイヤフラム
１８とともに弁体１７を弾性的に支持する。

【００１１】パイロットばね１９の上部はリンクレバー
２１の先端に取付けられる。リンクレバー２１は大略的
にＴ字形であり、その水平部の一端にパイロットばね１
９が取付けられる。リンクレバー２１の水平部の他端は
リンクピン２２によって軸支される。リンクレバー２１
の垂直部である腕２１ａの先端は、リンクピン２３を介
して連結軸２４に連結される。

【００１２】連結軸２４は、流量検出器２５を貫通す
る。流量検出器２５内はダイヤフラム１６によって２つ
の空間に仕切られる。連結軸２４の途中および先端には
停止片２７，２８がそれぞれ設けられる。中間の停止片
２７と流量検出器２５の筐体との間には、調整ばね２９
が設けられる。調整ばね２９は、流量検出器２５内のダ
イヤフラム２６の両面間の圧力差が小さいとき、停止片
２７を押圧してストッパ３１に接触させた状態とする。
このとき連結軸２４の先端の停止片２８は、ストッパ３
２から離れた位置にある。

【００１３】流量検出器２５のダイヤフラム２６の両側
には、圧力検出管３３，３４からのガスがそれぞれ導か
れる。圧力検出管３３の先端３３ａは二次側管路１２の
軸付近に上流側に向けて開口する。圧力検出管３４の先
端３４ａは、二次側管路１２の先端の出口１２ｂ付近に
開口する。この出口１２ｂ付近は、半径が下流側の二次
側管路１２よりも小さくなっており、断面積に反比例し
てガスの流速は大きくなる。このため、二次側管路１２
内のガスの流速が大きくなると、圧力検出管３３の圧力
は大きくなり、圧力検出管３４の圧力は小さくなる。こ
の結果、ダイヤフラム２６が図１の右側に移動し、停止
片２７はストッパ３１から離れ、停止片２８がストッパ
３２に当たるまで右側に変位する。連結軸２４が右側に
変位すると、リンクピン２３を介してリンクレバー２１
は時計方向に角変位し、パイロットばね１９を押圧す
る。

【００１４】図２は、図１に示す整圧器１０の動作特性
を示す。流量ＱがＱａに達するまでは、停止片２７がス
トッパ３１に当接した状態が維持され、パイロットばね
１９には余分な押圧力は働かない。このときのパイロッ
トばね１９の設定圧力を、リストリクタ１５の絞り量に
よってハンチングを抑制することができる程度とする。
このときの二次圧Ｐ２の傾きβ１は、図５に示した傾斜
角度αよりも大きくなる。流量がＱａになると、圧力検
出管３３，３４間の圧力差が大きくなり、連結軸２４は
図１の右側に変位し始める。ばね２９が縮み、レバー２
１は時計まわり方向に角変位してパイロットばね１９を
圧縮する。流量がＱａからＱｂまでの間は、連結軸２４
が調整ばね２９に抗して変位するので、図２に示す二次
圧Ｐ２は、水平軸とβ２の角度で上昇する。流量Ｑｂに
達すると、連結軸２４の先端の停止片２８がストッパ３
２に当接し、連結軸２４はこれ以上図１の右側には変位
しなくなる。このため、図２に示す二次圧Ｐ２は水平軸
との角度β３で再び下降する。以上のように、二次側管
路１２内の流量Ｑが増大したとき、パイロット弁１６の
パイロットばね１９がリンク機構を介して圧縮されるの
で、図２に示す流量Ｑａ〜Ｑｂの区間のように、二次圧
Ｐ２がかえって上昇する区間が形成され、流量Ｑが大き
くなってもオフセットの増大を防ぐことができる。な
お、流量検出器２５は、二次側管路１２内の中心部のガ
スの圧力と、出口１２ｂ付近のガスの流速に対応する圧
力との差から流量を検出しているけれども、いずれか一
方のみから流量を検出するようにしてもよいことは勿論
である。

【００１５】図３は、本発明の他の実施例の概略的な構
成を示す。本実施例は図１に示す実施例に類似し、対応
する部分には同一の参照符を付す。注目すべきは、流量
検出器３５が検出した流量を電気的に処理して、電気的
に制御されるパイロット弁３６を制御していることであ
る。この制御のために、マイクロコンピュータなどを含
んで実現される制御装置３７が設けられる。流量検出器
３５からは、流量検出ライン３８を介して検出した流量
を表す信号が制御装置３７に与えられる。制御装置３７
からは、パイロット制御ライン３９を介してパイロット
弁３６を制御するための信号が導出される。

【００１６】以上の各実施例においては、都市ガスの供
給系統中のガバナについて説明しているけれども、他の
気体供給系統に用いても二次圧を有効に制御することが
できるのは勿論である。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、二次側管
路の流量を検出して、流量が大きいときパイロット弁の
設定圧を上昇させ、流量が小さいときパイロット弁の設
定圧を低下させる。これによって流量が小さいときのハ
ンチング防止を図りつつ、流量が大きいときのオフセッ
トの改善を同時に達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略的な構成を示す配管系
統図である。

【図２】図１に示す実施例の動作を示すグラフである。

【図３】本発明の他の実施例の概略的な構成を示す配管
系統図である。

【図４】先行技術の概略的な構成を示す配管系統図であ
る。

【図５】図４に示す先行技術の動作を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１０ ガバナ １１ 一次側管路 １２ 二次側管路 １３ 中間圧管路 １４ ガバナ本体 １５ リストリクタ １６，３６ パイロット弁 １７ 弁体 １８ ダイヤフラム １９ パイロットばね ２１ リンクレバー ２２ リンクピン ２４ 連結軸 ２５，３５ 流量検出器 ２６ ダイヤフラム ２７，２８ 停止片 ２９ 調整ばね ３１，３２ ストッパ ３３，３４ 圧力検出管 ３７ 制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 隆一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 福井 茂 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体供給管路に整圧器本体が介在され、
   上流側の一次圧を下流側の二次圧に降下させて、かつ一
   次圧と二次圧との間の中間圧を用いて弁の開度を調整
   し、気体の流量にかかわらず二次圧を一定に保つための
   整圧器において、 一次圧の管路と中間圧の管路との間に介在される絞り
   と、 下流側の流量を検出する検出手段と、 中間圧の管路と二次圧の管路との間に介在され、検出手
   段からの検出出力に応答して、下流側の流量が小さいと
   き設定圧が低下し、流量が大きいとき設定圧が上昇する
   パイロット弁とを含むこと特徴とする整圧器。