JPS62258277A - 弁開度検出装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は弁開度を光電的に検出する弁開度検出装置に関
する。

〔従来の技術〕

発電プラントには蒸気弁や調整弁などの非常に多数に弁
が使用されており、これらの弁は、その開度、例えば全
開、中間開度、全ｒｌｌ状態が検出され、その開度表示
やプラント機器のインター「コック等の１ＩｌＩＩｌに
使用されている。この弁開度検出装置は、これまで種々
のタイプのものが提案されている。しかしながら従来の
弁開度検出装置は必ずしも誤動作がなくかつ長期間の使
用に耐えるという条件即ち高信頼性と高耐久性とを十分
満足するものではなかった。そこで本出願人はこの条件
を満足するものとして光電スイッチを用い非接触で弁開
度を検出する弁開度検出板δを特願昭６０−８５８０９
９号として出願する。

第３図はこの先願に係る弁開度検出装置を示したもので
、弁を開閉駆動する油筒１は、図示を省略された弁本体
に固定されており、油筒用ロッド２は弁棒の間閉勅作に
連続して上下動する。このロッド２にはスイッチアーム
３と接続金具４とを介してスイッチ用ロッド５が連結さ
れている。このスイッチ用ロッド５は、油ｆｉ１１に固
定されたスイッチボックス６を貫通してこのスイッチボ
ックス６内の変量度検出板７に固着されている。この弁
開度検出板７には、上下方向に４列の綱長いスリット８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが穿孔されている。

弁開度検出板７を取囲む素子取付用ブロック９は、ボル
ト穴９ａ、９ｂによってスイッチボックス６にボルト締
めされている。このブロック９には、第４図に示された
ように、投光素子１０と受光素子１１との対が４対、弁
開度検出板７をはさんで取付けられている。対１０ａと
１１ａは、スリット８ａを検出できるように、同様に対
１０ｂと１１ｂ、１０Ｇと１１Ｇ、１０ｄと１１ｄはそ
れぞれスリット８ｂ、８ｃ、８ｄを検出できるように配
置されでいる。各投光素子そし１０８〜１０ｄは光ファ
イバー１２を介して投光回路１３に、また、各受光素子
１１ａ〜１１ｄは光ファイバー１４を介して受光スイッ
チ回路１５に・それぞれ接続されている。これらの投光
素子１０ａ〜１０ｄと受光素子１１８〜ｌｉｄと、光フ
ァイバー１２．１４と投光回路１３と受光回路１５とに
よって光電スイッチを構成している。

弁開度が変化するにつれて、油筒用ロッド２が上下動し
、これに伴いスイッチアーム３、スイッチ用ロッド５を
介して弁開度検出板７が上下動する。弁開度検出板７は
例えば開弁動作に応じて上昇し閉弁動作に応じて下降す
る。光電スイッチ１０ａ〜１０ｄ、１１ａ〜１１ｄ、１
２〜１５は、投光素子と受光素子との間にスリット８ａ
〜８ｄが存在するか否かを検出することにより弁間度検
出板７の上下方向位置を判別し弁開度を検出する。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、発電プラントなどでは通常運転時および補修
工事時に多量のゴミやホコリなどの異物が発生しこの異
物が弁開度検出板７のスリット８ａ〜８ｄに付着したり
また投光素子１０ａ〜１０ｄや受光素子１１ａ〜１１ｄ
に付着する恐れがある。このような異物の付着は投光素
子から受光素子に至る検出光路を一部又は完全に遮断す
ることになり、充電スイッチの誤動作を招来し弁開度検
出精度を低下させるという問題があった。

そこで、本発明の目的は、ゴミやホコリ等の異物の付着
を自動的に検出し、その除去を行なうことのできる弁開
度検出装置を提供することにある。

（問題点を解消するための手段） 本発明は、弁開度に応じて移動し、入射した光と出射し
た光との光量差を光の入射位置に応じ変化させる移動体
と、この移動体に向けて光を投光する第１投光部とこの
移動体から出射した光を受光しこの受光量に応じた光電
出力を発生する第１受光部とを有しこの光電出力に基づ
き弁開度を検出する弁開度光電検出手段と、第２発光部
とこれからの光を受光する第２受光部とを有し、この第
２受光部の光電出力に基づき上記第１招光部と第１受光
部との間の光路およびその周囲に異物が存在することを
検出する異物光電検出手段と、この異物充電検出手段の
出力に基づき上記異物を検出する遺物除去装置とを具備
する。上記第２発光部と上記第２受光部とは、この第２
受光部の受光量が上記移動体の移動には無関係であるが
上記異物の発生量に依存するように上記異物の発生量に
依存するように上記移動体に対して配置されている。

（作　用） 弁開度の変化に応じて移動体が移動すると、弁開度光電
検出手段は、それに伴う受光量の変化から弁開度を検出
する。他方、異物光電検出手段は、異物が実質的に発生
していない時には移動体が移動しても実質的に受光ｍが
変化しないが異物が発生するとこれに伴い受光量が変化
するので、これにより異物発生を検出する。異物除去装
置は、異物充電検出手段が異物発生を検出すると、異物
除去動作を行う。

〔実施例〕

以下に本発明による弁開度検出装置の一実施例を第３図
および第４図と同部分には同一符号を付して示した第１
図および第２図を参照して説明する。

第１図と第２図において、不透明な弁開度検出板７は、
図示が省略された弁の弁開度変化に応じてスイッチ用ロ
ッド５を介して上下動される。具体的には開弁動作に応
じて上昇され、閉弁動作に応じて降下される。この弁開
度検出板７には、上下方向に延びた弁開度検出用スリッ
ト８ｅと同様に上下方向に延びた異物検出用スリット１
６とが互に並列に穿孔されている。この弁開度検出用ス
リット８ｅは弁開度検出板７の上端付近にのみ延在して
いるが、異物検出用スリット１６は弁ＩＦｌｌｒｔ１検
出板７の上下方向のほぼ全長にわたって延在している。

素子取付用ブロック９は、弁開度検出板７を取囲み、こ
の板７の上下動を案内している。

このブロック９には、第２図に明示したように弁開度検
出用投光素子１０ｅと弁開度検出用受光素子１１ｅとが
弁開度検出板７をはさんで互に対向するようにとりつけ
られている。これらの画素子１０ｅ、１１ｅの取付位置
は、弁開度検出用スリット８ｅが弁開度検出板７の移動
時にこの画素子の間を通過するように定められている。

また同様にブロック９には、異物検出用投光素子１７と
異物検出用受光素子１８とが弁開度検出＆７をはさんで
互に対内するように取付られ、これらの画素子１７．１
８の取付位置は異物検出用スリット１６が画素子１７．
１８の間に位置するように定められている。

こうして弁間度検出用投光素子１０ｅと弁開度検出用受
光素子１１ｅとは、光透過率が１００％のスリット８ｅ
の部分とこれ以上の光透過率が０％の部分とから成る第
１領域を、弁ｌＦｉ度検出板７の移動時に走査する。他
方、異物検出用投光素子１７と異物検出用受光素子１８
とは、光透過率が１００％のスリット１６のみから成る
第２ｆａ域を、弁開度検出板７の移動時に走査する。

弁開度検出用投光素子１０ｅと弁開度検出用受光素子１
１ｅはそれぞれ光ファイバー１２．１４を介して投光回
路１３と受光スイッチ回路１５とに接続され、この投光
回路１３は、光ファイバー１２を介して投光素子１１ｅ
に光を送り、受光スイッチ回路１５は受光素子１１ｅが
ら光ファイバー１４を介して送られてきた光信号を光電
変換して弁間度検出信号を作成する。これらの弁開度検
出用投光素子１０ｅと受光素子１１ｅと投光回路１３と
受光スイッチ回路１５とから弁開度光電検出手段を構成
する。

異物検出用投光素子１７と異物検出用受光素子１８はそ
れぞれ光ファイバー１９．２０を介して光電センサ２１
に接続されている。この光１センサ２１は光源と光電変
換部とを有し、光ファイバー１９を介して異物検出用投
光素子１７に光を送出するとともに、異物検出用受光素
子１８から光ファイバー２０を介して送られてきた光信
号を線形に光電変換し受光量に直線的に対応したリニア
出力を発生する。このリニア出力は設定器２２に送られ
、この設定器２２はこのリニア出力が所定値以下のとき
異物検出信号を、それを越えているとき正常信号をそれ
ぞれ出力する。これらの異物検出用投光素子１７と受光
素子１８と充電セン１ノ゛２１と設定器２２から異物光
電検出手段を構成する。

また、ブロック９にはさらに圧縮空気噴出ノズル２３ａ
、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ　（第１図にｔ；Ｌノズル２
３ｄの図示が省略されている。）が取付けられ、これら
の噴出ノズル２３ａと２３ｂは弁開度検出用の投光素子
１０ｅと受光素子１１ｅとの間に存在する検出板７の領
域、即ち検出面およびその周囲に圧縮空気を噴出できる
ようにまた噴出ノズル２３Ｃと２３ｄは異物検出用の投
光素子１７と受光素子１８との間に存在する検出板７の
領域即ち検出面およびその周囲に圧縮空気を噴出できる
ように、それぞれ傾斜して取付ｔプられている。各噴射
ノズル２３ａ〜２３ｄは配管２４を介して発電プラント
の計装用圧縮空気系に接続されている。この配管２４の
途中には電磁弁２５が設けられ、この電磁弁２５は設定
器２２からの異物検出信号に応じて全問され、正常信号
に応じて全閉する。その他の構成は第３図および第４図
と同一である。

次にこの作用を訳明する。

弁開度の変化に応じてスイッヂ用ロッド５を介して弁開
度検出板７が上Ｆ動し、これに応じて弁開度検出用素子
１０ｅから投光された光が遮断され、また受光索子１１
−８に入射し、受光スイッチ回路１５は弁開度を検出し
弁開度検出信号を発生する。具体的には弁開度検出用ス
リット８ｅは、弁開度がほぼ全閉またはその付近にある
時に投光素子１０ｅと受光索子１１ｅとの間に位冒し、
このときのみ投光素子１０ｅからの光は受光素子１１ｅ
に入射するので、受光スイッチ回路１５は、弁が全閉も
しくはその付近か否かを表わす弁［ｆＨ［＆検出用信号
を出力する。

他方、異物検出用スリット１６は弁開度検出板７がどこ
に移動しても必ず異物検出用投光素子１７と受光素子１
８との間に位置しているので受光素子１８は常に一定ｍ
の光を受光し、これに応じて光電センサ２１は一定のリ
ニア出力を設定器２２に送出し、この設定器２２は正常
信号を電磁弁２５に送り、それを閉弁さける。

もし、発電プラントの通常運転中または補侮工事終了後
にゴミやホコリなどの異物が多ａに発生した場合には、
これらの異物は弁開度検出板７や投光素子１０ｅ、１７
ヤ受光素子１１ｅ、１８の付近に付近し、投光１０ｅ、
１７と受光索子１１ｅ、１８との間の光路を一部又は完
全に遮断する。すると受光素子１８の受光聞は減少しこ
れに応じて光電センサ２１のリニア出力も低下する。

設定ｆ５！２２はこのリニア出力が予め定めた所定値以
下になると、異物検出信号を出力しこの異物検出出力信
号は電磁弁２５を開弁する。これにより圧縮空気が、配
管２４を介して圧縮空気噴出ノズル２３ａ〜２３ｄから
噴出され投光素子１０ｅ。

１７や受光素子１１（３，１８やその付近の弁間度検出
板７からゴミやホコリ等の異物を吹き飛ばす。

こうして異物が除去されてふたび光電センナ２１のリニ
ア出力が上昇すると設定器２２は正常信号を発生し電磁
弁２５を閉弁する。

なお、本実施例では、弁開度検出用スリットは、簡単の
ためにスリット１０ｅのみであったが、もらろん第１図
のように複数本のスリット１０ａ〜１０ｄを用いてもよ
い。

また本実施例では、異物を除去する圧縮空気を発電プラ
ントの計装用圧縮空気系から得ているので、専用の圧縮
空気供給源を不要とできる利点があるが、本発明として
は、これに限るものでなく専用の圧縮空気供給源を設け
てもよいし、さらには、異物除去のために圧縮空気の噴
出の代りにバキュームラインにより異物を真空吸入する
ようにしてもよい。

圧縮空気噴出ノズルは、上記実施例のように顔料させる
ことにより、目標位置により効果的に圧縮空気を噴出で
きるが、必ずしもこのように傾斜させなくてもよく、さ
らに素子取付用ブロック９に取付けずに専用の取付部材
に取付けるようにすることもできる。

さらに本実施例では、投光素子と受光素子とを弁開度検
出板をはさんで対向させ、スリッ；−透過光を受光する
ようにしたが、投光素子と受光素子とを弁開度検出板の
同一面側に配置し、受光素子が弁開度検出板からの反射
光を受光するようにすることもできる。この場合には、
弁開度検出板には、当然その移動方向に沿って反射率の
異なる領域を設４Ｊることが必要となる。

また、投光素子として例えば発光ダイオードなどの光源
を、また受光素子としてフォトダイオードなどの光電変
換素子を使用し、光ファイバーの代りにリード線を用い
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によると異物光
電検出手段が弁開度光電検出手段の光路中またはその周
囲に存在するゴミやホコリなどの異物を検出し、この検
出に応じて異物除去手段を除去するため、異物の発生に
伴う光電的弁開度検出の誤動作を自動的に防止でき、弁
開度検出装置の信頼性と耐久性を向上することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による弁開度検出板Ｖの一実施例の要
部を示した斜視図、第２図は第１図の■−ＩＩ線に沿っ
た断面図、第３図は本出願人の先願に係る弁開度検出装
置を示した斜視図、第４図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線に
沿った断面図である。 ７・・・移動体（弁開度検出板）、８・・・スリット、
１０・・・弁開度検出用投光素子、１３・・・投光回路
、１５・・・受光スイッチ回路、１０．１１．１３゜１
５・・・弁開度光電検出手段、１７・・・異物検出用投
光素子、１８・・・異物検出用受光素子、２１・・・光
電センサ、２２・・・設定器、１７．１８．２１．２２
・・・異物光電検出手段、２３・・・圧縮空気噴出ノズ
ル、２４・・・配管、２５・・・電磁弁、２３〜２５・
・・異物除去手段。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第１面 殆２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　弁開度に応じて移動し、入射した光と出射した光と
   の光量差を光の入射位置に応じて変化させる移動体と、
   この移動体に向けて光を透孔する第１投光部とこの移動
   体から出射した光を受光しこの受光量に応じた光電出力
   を発生する第１受光部とを有しこの光電出力に基づき弁
   開度を検出する弁開度光電検出手段と、第２発光部とこ
   れからの光を受光する第２受光部とを有し、この第２受
   光部の光電出力に基づき上記第１投光部と第１受光部と
   の間の光路およびその周囲に異物が存在することを検出
   する異物光電検出手段と、この異物光電検出手段の出力
   に基づき上記異物を除去する異物除去手段とを具備し、
   上記第２発光部と上記第２受光部とは、この第２受光部
   の受光量が上記移動体の移動には無関係であるが上記異
   物の発生量に依存するように、上記移動体に対して配置
   されていることを特徴とする弁開度検出装置。 ２、上記移動体はその移動方向に沿って光透過率が変化
   する第１領域と、光透過率がほぼ同一である第２領域と
   を有し、上記第１投光部と上記第１受光部とは上記移動
   体の上記第１領域をはさんで互に対向し、上記第２投光
   部と上記第２受光部は上記移動体の上記第２領域をはさ
   んで互に対向していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の弁開度検出装置。 ３、上記移動体は不透明な板であり、上記第１領域は領
   域の一部にスリットを有し、上記第２領域は、領域全体
   がスリットで形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の弁開度検出装置。 ４、上記異物除去手段は、上記移動体に向けて圧縮空気
   を噴出する圧縮空気噴出ノズルとこの噴出ノズルに圧縮
   空気を供給する配管と、この配管に設けられ、異物を検
   出したときの上記異物光電検出手段の出力に応じて開弁
   される弁手段とを有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項、第２項又は第３項に記載の弁開度検出装置。