JPS5988695A - 空気作動式調節弁の弁開度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＰＷＲプラント主給水制御弁および一般制御弁
に適用し得る空気作動式調節弁の弁開度制御装置に関す
る。

従来の空気作動式調節弁の弁開度制御装置においては、
空気調節弁の開度指令信号を電空変換器およびポジショ
ナを介することにより加圧空気信号をダイヤフラムに供
給する直列のシステムであった。そのためポジショナや
電空変換器の故障によυ弁の機能が喪失する欠点があっ
た。

本発明は上記の事情に鑑みて提案されたもので、空気圧
制御装置を２重化システムとし、且つ双方向切替時の弁
の変動をなくす空気圧調節系を付加することによシ弁開
度制御装置の信頼性を向上し得る空気作動式調節弁の弁
開度制御装置を提供することを目的とする。

本発明による空気作動式調節弁の弁開度制御装置はそれ
ぞれ電空変換器（電気信号を空気信号に変換する変換器
）、ポジショナおよびブースタリレーよシなシ、互いに
電気信号切替器と空気切替器とを介して並列に連絡され
ている２つの空気圧制御装置と、異常検知出力信号を発
生して上記両切替器の切替操作をする弁開度制御用の異
常診断器と、上記２つのブースタリレ−の入口および出
口にそれぞれ連絡され上記異常診断器の異常検知出力信
号によって操作される空気圧調節装置とを具えてなるこ
とを特徴とする。

本発明の一実施例を図面に基いて詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、 第２図は第１図々示の一実施例における開度指令信号と
電空変換器の空気圧力との関係を示す特性図、 第３図は第１図々示の一実施例における開度指令信号と
弁リフト信号との関係を示す特性図、第４図は第１図々
示の一実施例における許容変化領域を設定したときの開
度指令信号と弁リフト信号との関係を示す特性図である
。

第１図において１１は調節弁、１２はダイヤフラム、１
３は切替弁、ノ４は開度指令イぎ列、Ｊ５は切替器、１
６は開度信号、１７は異當診断都、１８は切替信号、２
０はＡ系空気圧制御ポジショナ、２０ｃはＡ系ブースタ
リレー、３θはＢ系空気圧制御装詐、３０　ａはＢ系電
空変換器、３０ｂはＢ系ポノショナ１．？　ＯｃはＢ系
ブースタリレー、５０は空気圧調節装置・５０＆はＡ系
空気圧調節ブースタリレー、５０ｂはＢ系空気圧調節ブ
ースタリレー、５０Ｃは空気溜入口切替弁、５０ｄは空
気溜、５０ｅは空気溜出口切替弁である。

第１図において所望流体の流量を調節する調節弁１１は
ダイヤフラム室に設けられたダイヤフラム１２によシ所
定開度だけ開けられるように＆っている。ダイヤフラム
室には切替弁１３を介してＡ系空気圧ｉ１ｊ制御装置２
０から調節弁１１の開度指令信号１４に応じた加圧空気
が供給されるようになっている。開度指令信号１４は切
替器１５を介してＡ系空気圧制御装置２０に供給される
ようになっている。Ａ系空気圧制御装置奴２０から調節
弁１１に供給される開度信号１６は異常診断器１７にも
供給されるようになっている。異常診断器１７はこの開
度信号１６と開度指令信号１４とによシ所定の切替信号
１８を切替弁１３及び切替器１５ならびに空気溜入口切
替弁５０ｃと空気溜出口切替弁５０ｅにそれぞれ供給す
るようになっている。こ、ζ１、でＡ不望気圧制御装置
２θは切替器１５からの所定の開度指令信号１４が供給
されるＡ系電窒変換器２０ｈを有している。Ａ系電空変
換器２０ｍはＡ系ポジショナ２０ｂ及びＡ糸ブースタリ
レー２０ｃを介して開度指令信号１４に応じた加圧空気
を切替弁１３からダイヤフラム室２に供給するようにな
っている。また切替器１５は開度指令信号１４に応じた
出力をＢ系の制御機構を構成するＢ不望気圧制御装置３
ｏ内のＢ系電空変換器、３０　ａに供給する。Ｂ糸電空
変換器３０　ａはＢ系ポノショナ３０ｂ及びＢ系ブース
タリレー３０ｃを介して開度指令信号１４に応じた加圧
空気を切替弁１３からダイヤフラム１２に供給するよう
になっている。なお開度信号１６ばＡ糸ポジショナ２３
ｂ及びＢ系ポジショナ３１ｂに供給されるようになって
いる。

空気圧調節装置５０はＡ糸空気圧調節ブー諌タリレー５
０１１％　Ｂ系空気圧調節ブースタリレー５０ｂ、空気
溜入口切替弁５０ｃ、空気溜５０ｄ、窒気溜出ロ切替弁
５０ｅからなシ、例えばＡ系空気圧制御装置２０で調節
弁１１の開度を制御している時も、Ｂ系空気圧制御装置
３０で調節弁１ノの開度を制御している時も常にＡ系ブ
ースタリレー２０ｃの出口圧力とＢ系ブースタリレー３
θＣの出口圧力とは同じ圧力と々るようになされている
。即ち空気溜入口切替弁５　、ＯｃはＡ系空気圧制御装
置２０で調節弁１ノの開度を制御している時は、Ａ系空
気圧調範ブースタリレー５０ｍからの給排気を空気溜５
０ｄへ供給しでいるが、Ｂ系空気圧調節ブースタリレー
５０ｂからの給排気は遮断しである。

またＢ糸窒気圧制御装置３０で調節弁１ノの開度を制御
上ている時はその逆となる。さらに空気溜出口切替弁５
θｅはＡ糸空気圧制御装首２０で調節弁１１の開度を制
御している時は窒気油５０ｄの？Ｆ気をＢ糸ブースタリ
レー３θＣに供給するようになっていて、Ａ系ブースタ
リレー２θＣにつながる側は壊断しである。またＢ糸孕
包、圧制御装置３ｏで調節弁１１の開度を制Ｍｔｌｌ　
している時し１その逆となるようになされている。

第１図々示の本発明の一実施例の空気作動式Ｒ・１節弁
の弁開度制御装置の作用について第１図〜第４図に基い
て説明する。

ます通常時の開度調節は外部から供給される開度指令信
号１４をＡ系電空変換器２０ａにより孕気圧イ、１号に
変換する。ｕ；１度指令信乞１４と空気圧信号の関係は
第２図に示す如く一次関数の関係にある。而してＡ系ポ
ジショナ２０ｂは調節弁１ノのリフトをＬ空気圧信号を
Ｐとしたとき次式（１）を満足するように調節する。

Ｌ＝ｌＩＰ　　＋　　ｂ　　・・・・・・・・・・・・
・・・　（１）（ａ、ｂは定数）ここでｒ、）ｉｐ＋ｂ
であればＡ系ポジショナ２０ｂの出口空気圧力を低下さ
せる。Ａ糸ブースタリ１／−２０ｃは幅ｒＩｊ器であり
１　ダイヤフラ・ム１２の圧力がＡ糸ポノショナ２０ｂ
の出口圧力と一致するようにする。もしダイヤフラム１
２の圧力がＡ系ポジショナ２０ｂの出口圧力よりも高け
ればダイヤフラム１２内の突気を大気に排気しダイヤフ
ラム１２の圧力を下げる。またダイヤフラム１２の圧力
がへ糸ポジショナ２０ｂの出口圧力よりも低ければダイ
ヤフラム１２に空気を送り込む。ダイヤフラム１２の圧
力が高くなれば弁リフトは上昇し、低くなれば低下する
。

このようにＡ系ポジショナ２０ｂＬ−よび弁リフトと開
度指令信号１４の間に第３図に示すような一次関数の関
係が成立する。この弁リフトと開度指令信号１４とが第
３図に示すＨ「定の一次関数を満足するか否かを異常診
げ［器１７によって検出し、第４図に示す如くｉｆ″ｌ
：答変化領域Ｃ［線部分）を設定し、開度指令イＡ号Ｊ
４とり（リフト信号とがこの許容変化領域を逸脱した際
に調節４ｒｘｘの異常と判断する。調節弁１１の異常判
定の信頼性を向上させる必要がある場合にはプロセスの
状態量を判定の材料とする。

異常診断器１７が制御の異状を検知したならば切替弁１
３及び切替器１５を作動させａｒｉ節弁１）のｆｕ制御
をＢ系空気圧１■制御装置３０に切替る。

Ｂ糸に切替えられた場合のＢ系７（ｉ突変換器３０ａ。

Ｂ系ｙｆｆ、ゾンヨナ３０ｂ、Ｂ系ブースタリレー３０
ｃの作用は上記Ａ系の各機器の作用と同じである。切替
弁１３は通常時Ａ系ブースタリレー２０ｃの出力をダイ
ヤフラム１２に伝え弁異几が検知され、Ｂ系に切替る場
合、Ｂ系ブースタリレー３０ｃの出力をダイヤフラム１
２に伝える。まｌｒ切替器１５は通常時には開度指令信
号１４をＡ系箪空変換器２０ａに伝え弁異常が検知され
Ｂ系に切替る場合、開度指令信号１４をＢ糸ｆａ２変換
器３０ａに伝える。例えばＡ糸空気圧制御装首２０で調
節弁１１の開度を制御している場合について考えるとＡ
糸空気圧調節ブースタリレー５０ａはＡ系ブースタリレ
ー２０ｃの出口圧力と空気溜５０ｄの圧力を一致させる
ようにする。もし空気溜５０ｄの圧力がＡ系ブースタリ
レー２０ｃの出口圧力よシも低ければ空気溜に空気を送
シ込む。また空気溜５０ｄの圧力がＡ糸ブースタリレー
２０ｃの出口圧力よシも高ければ空気溜５０ｔｉの空気
を排出し圧力を下げる。空気溜５０ｄの加圧空気は空気
溜出口切替弁５０’ｏをｉ＋！！　してＢ系ブースタリ
レー３０ｃの入口に供給されＢ糸ブースタリレー３０ｃ
を介することによりＢ糸ブースタリレー３０ｃの出口圧
力も同じ圧力とする。従ってＢ系ブースタリレー３０ｃ
の出口圧力は」＝６ｊｐ空気圧調節装置５０を介すこと
によりＡ系ブースタリレー２０ｃの出口圧力と同じ圧力
に保たれる。また同様にＢ系空気圧制御装値３０で調節
弁１１の開度を制御している時には、Ａ系ブースタリレ
ー３０ｃの出口圧力は空気圧調節装僅５０を介すことに
よシ、Ｂ系ブースタリレー３０ｃの出口圧力と同じ圧力
に保たれる。

次に異常診断器１７が異常を検知し調節弁１１の制御を
する空気圧制御製砂が切替つｆｌ：場合について述べる
。異常診断器Ｉ７よシ出た切替信号１８により切替弁１
３が切替るのと同時に、空気溜入口切替弁５０ｃも切替
り、外宮が発生した個の空気圧ｈ１，１節ブースタリレ
ーの出口圧力の膚、激な低下に対し空気溜５０ｄの圧力
の低下を防ぐ。新しく切替った側の空気圧１ｊ１７４節
ブースタリレーの出口圧力は空気溜５０ｄと同じである
から弁の切替υによって向ら変動はない。

従って切替弁の切替シよって空気溜５０ｄの圧力変動は
なくよって新しく切替った空気圧制御装置のブースタリ
レー出口圧力も変動ぜず調節弁は変動しない。また空気
溜出口切替弁５０ｅは切替弁１３や空気溜入口切替弁５
０ｃの切替りよりもやや遅れて切替るようになっている
。

これは切替弁の切替ｐ直後新しく切替った仙の空気圧制
御装置のポジショナ出力の圧力の立ち上がりをおぎなう
ためである。従′って空気溜出口切替弁の切替シより新
しく待機糸となった側の空気圧ｔｔｉ制御装置のブース
タリレーの出口圧をＲ１，・１節弁の開度を制御する空
気圧制御装置〜のブースタリレー出口圧に保つことがで
きる。従って従来の空気圧調節装置に比べると空気圧調
節装置５θは、空気溜５０ｄの前に空気溜入口切替／ 弁５０ａを設けることにより、切替りによる空気圧制御
装置のブースタリレーの出口圧力低下が空気溜５０ｄの
圧力低下となることを妨げることｉｉできるため空気溜
を小さくすること′ができることとなる。

以上の説明から明らかな如く本発明によれば空気調節弁
の空気圧制御装置２重化システムにおいて、空気圧調節
装置５０を設けることにより、調節弁１ノの開度を制御
していない？と気圧制御装置のブースタリレーの出口圧
力は調節弁１１の開度を制御している空気圧制御装置の
ブースタリレーの出口圧力と同じ圧力に保たれるので切
替弁１３の切替りの際の弁の変動はなくなる効果が得ら
れる。また空気圧調節装置５０は左右対称な構成である
ため、例えばＡ糸凍たはＢ系のどちらの空気圧制御装置
からもう一方のＢ系またはＡ糸の空気圧制御装置に切替
った場合にも同一作用効果が得られる。また空気Ｆｔ１
．’！１節弁の空気圧制？ｌｉｌ装置を２重化システム
とすることにより弁開度制御装置の信頼性を向上できる
効果がある。さらに、また空気溜入口切替弁５０ｃを設
けることにょシ窒気油５０ｄの各折は従来のものに比べ
小さくできる優れた動線が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線１シ
ー。 特性図、 第３図は第１図々示の一実施例に、おける開度指令信号
と弁リフト信号との関係を示す特性図＼ 第４図は第１図々示の一実施例における許容変化領域を
設定したときの開度指令信号と弁リフトイ泗号と関係を
示す特性図である。 １ノ・・・調節弁、１２・・・ダイヤフラム、１３・・
・（＋Ｊ替弁、１４・・・開度指令信号、１５・・・切
替器、１６・・・開度信号、１７・・・異′帛診断器、
１８・・・切替信号、２０・・・Ａ糸窒気圧制御装ａ、
２ｏ　ａ・・・Ａ糸電空変換器、２０ｂ・・・Ａ系Ｉジ
ショナ、２０ｃ・・・Ａ系ブースタリレー、３ｏ・・・
Ｂ系空気圧制御装置、３０ｅｒ・・・Ｂ系電空変換器、
３０ｂ・・・Ｂ系ポジシミナ、３０ｅ・・・Ｂ糸ブース
タリレー、５０・・・空気圧調節装置、５０ａ・・・Ａ
系空気圧調節ブースタリレー、５ｏｂ・・・Ｂ不望気圧
調節ブースタリレー、５０ｃ・・・空気溜入口切替弁、
５０ｄ・・・空気溜、５０＊・・・空気溜出口切替弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. それぞれ電空変換器（電気信号を・空気信号に変換する
   変換器）、ポジショナおよびブースタリレーよシなシ、
   互いに電気信号切替器と空気切替器とを介して並１列に
   連絡されている２つの空気圧制御４Ｉ装置にと、異常検
   知出力信号を発生して上記画切替器の切替操作をする弁
   開度制御用の異常診断器と、上記２つのブースタリレー
   の入口および出口にそれぞれ連絡され上記異常診断器の
   異常検知出力信号によって操作される空気圧調節装置と
   を具えてなることを特徴とする空気作動式調節弁の弁開
   度制御装置。