JPS63312590A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、例えば火力発電所や原子力発電所等において
使用される蒸気弁や調節弁等の弁開度の検出装置に関す
る。

（従来の技術） 一般に、火力発電所や原子力発電所、或は化学プラント
等においては、非常に多くの制御弁が設けられている。

ところで、これらの弁の内部を流れる流体は蒸気や水、
二相流体等多様であり、中には非常に大きな流速や差圧
、或は流量を制御しており、厳しい環境下に置かれてい
る弁も多い。

そこで、これらの制御弁には、全開位置や全開位置、或
は中間開度を検出し、その開度表示或はプラントの運転
のためのインターロックを行なう弁開度検出装置が設け
られている。

第８図は従来の弁開度検出装置の概略構成を示す図であ
り、弁（図示せず）の開閉制御を行なうアクチュエータ
１には上記弁に連動して上下動する弁棒２が設けられて
おり、この弁棒２の頂端部にはスイッチアーム３が固設
されており、このスイッチアーム３の先端部には接続金
具４を介して弁開度検出用ロッド５が吊設されている。

上記弁開度検出用ロッド５はスイッチボックス６内に挿
入されており、その弁開度検出用ロッド５には上記スイ
ッチボックス６内において複数個のカラー７ａ、７ｂ、
７ｃ、７ｄが装着され、さらに上記スイッチボックス内
には上記カラー７ａ。

７ｂ、７ｃ、７ｄに対応する位置に配設され、弁が所定
開度のときに各カラー７ａ、　　７ｂ、　　７ｃ。

７ｄによってそれぞれ作動せしめられるリミットスイッ
チ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが設けられている。

しかして、弁開度の変化に応じて弁棒２が上下動すると
、これに応じてスイッチアーム３を介して弁開度検出用
ロッド５が上下動する。したがって、弁開度に応じて上
記弁開度検出用ロッド５に固着されたカラー７ａ、７ｂ
、７ｃ、７ｄのいずれかがそれに対応するリミットスイ
ッチを作動し、そのリミットスイッチの作動によって弁
開度が検出され、その検出信号が図示しない弁開度表示
器またはインターロック装置に送られる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、一般に高流速高エネルギ流体を扱う弁或
は弁微開特等においては、弁内部の流体力に起因する力
や、配管から伝えられる近くの回転機器等の振動により
、弁本体が励振され、この振動がスイッチボックス６や
弁開度検出用ロッド５、カラー７ａ〜７ｄ等を介してリ
ミットスイッチ８ａ〜８ｄに伝達されることがある。と
ころが、これらのリミットスイッチは、レバーや、ばね
、カム等の可動部品を内蔵しているので、上述の如き振
動によってリミットスイッチが誤動作したり、或は摺動
面の損傷やバネの動作不良等を生じ、作動不能となる等
の問題がある。また、これらの部品は摺動面の摩耗のた
めに長期間の使用に耐えられない等の問題もある。

さらに、近年プラントの自動化による弁開度検出装置の
設置台数の増加、或は従来ベースロード運用されて来た
火力発電所の起動停止回数の増大等に伴なって、上述の
問題が増々重要性を帯びて来ている。

本発明はこのような点に鑑み、振動に強く、耐久性が高
くかつ調整、メンテナンスが容易な弁開度検出装置を得
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明は、弁棒の動きに応動する遮光板と、その遮光板
の厚さ方向に光軸を有し上記遮光板の通路を挟んで配設
された投光素子および受光素子と、その受光素子からの
信号によって弁開度信号を出力する受光スイッチ回路と
を有することを特徴とする。

弁開度の変化に対応して弁棒が移動し、その弁棒の動き
に応動して遮光板が移動して、対応する投光素子と受光
素子との間に出入すると、投光素子から発せられた光が
受光素子に受光され或はその光が遮断される。したがっ
て、上記受光素子による受光状態の変化に応じてその受
光信号が受光スイッチ回路に入力され、弁開度の検出が
行なわれる。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

第１図において、符号１は図示しない弁体の開閉制御を
行なうアクチュエータであって、そのアクチュエータ１
によって往復動される弁棒２に、スイッチアーム３を介
して弁開度検出用ロッド５が連動連結されている。

上記弁開度検出用ロッド５には、複数個のカラー１０ａ
、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが軸線方向に適宜間隔をもっ
て配列固着されており、これらのカラー１０ａ、１０ｂ
、１０ｃ、１０ｄにはそれぞれ、上記ロッド軸線と平行
な平面を有する遮光板１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ、ｌｉｄ
が一体的に形成されている。

ところで、上記弁開度検出用ロッド５はスイッチボック
ス６内に挿入されており、そのスイッチボックス６内に
は各遮光板１１ａ、ｌｌｂ。

１１ｃ、ｌｉｄと対応して光センサ１２ａ。

１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが配設されている。すなわち、
上記各光センサ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ。

１２ｄは、弁の全開位置、全開位置、或は他の中間開度
位置等における成る一つの遮光板の位置と対応する位置
にそれぞれ設けられている。すなわち、例えば光センサ
１２ａは弁が全開状態のときの遮光板１１ａの位置と対
応する位置に設けられ、中間開度位置においては遮光板
１１ｂ、ｌｌｃが光センサ１２ｂ、１２Ｃと対応するよ
うになり、全開状態時には遮光板１１ｄが光センサ１２
ｄと対応する位置に位置するようにしである。

第２図は、光センサ１２ａと遮光板１１ａとの位置関係
を示す断面図であって、スイッチボックス６内に設けら
れているブラケット１３には光センサ１２ａの投光素子
１４と受光素子１５が固着されており、投光素子１４お
よび受光素子１５の光軸が前記遮光板１１ａの厚さ方向
となるように画素子の先端部が互いに対向せしめられ、
弁開度検出用ロッド５とともに移動する遮光板の移動通
路を互いに離間して挟むように構成されている。

そして、上記投光索子１４は光ファイバー１６を介して
投光回路１７に接続されており、受光素子１５は光ファ
イバー１８によって受光スイッチ回路１９に接続されて
いる。また、光センサ１２ｂ。

１２ｃ、１２ｄも上記と同様に構成されている。

しかして、第１図の状態における光センサ１２ｃ、１２
ｄのように投光素子１４と受光索子１５の間に遮光板１
１ｃ、ｌｉｄが存在する場合には、投光回路１７からの
光が遮光板１１ｃ、１１ｄによって遮断され、受光スイ
ッチ回路１９には達しない。

一方、光スイッチ１２ａ、１２ｂのように投光素子１４
と受光素子１５の間隙内に遮光板１１ａ。

１１ｂが存在しない場合には、投光回路１７からの光が
光ファイバー１６、投光素子１４、受光素子１５および
光ファイバー１８を経て受光スイッチ回路１９に伝えら
れる。

そこで、第１図が弁の全開位置を示すものとすると、弁
の閉方向移動に応じて弁開度検出用口・ソド５が下降し
、光スィッチ１２ｄがＯＮ状態となり、次に光スィッチ
１２ｃがＯＮとなり、中間開度状態が検出される。さら
に弁が閉方向に移動すると光スィッチ１２ｂがＯＦＦと
なり他の中間開度状態であることが検出され、その後弁
の全開位置においては光スィッチ１２ａがＯＦＦとなり
全閉状態であることが検出される。

したがって、遮光板の位置および幅、光センサ１２ａ、
１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの位置の調節によって任意に受
光スイッチ回路１９の作動、不作動範囲が定められ、弁
の全閉位置、全開位置、或は任意の中間位置の表示また
はインターロック装置への信号の出力を行なうことがで
きる。

しかも、遮光板の調節、ブラケットの位置調節も容易で
あり、組立、調整の精度が向上し、また投光素子と受光
素子の間隙は遮光板の厚さよりわずかに大きくすればよ
く、その間隙を極く小さくすることが可能であって、投
受光素子表面のゴミやホコリ、或はファイバーの経年劣
化による光減衰量の増大による故障や誤動作の可能性を
小さくすることができる。

なお、受光スイッチ回路の出力は、透光によりＯＮとし
てもよく、遮光によりＯＮとしてもよい。

また、必要な弁の検出開度以上を透光、以下を遮光とし
てもよく、逆に検出開度以上を遮光、以下を透光として
もよい。また、投光素子、受光素子の配置は逆でもかま
わなく、さらにロッドの片側のみに光センサを配置して
いるが、遮光板の加工形状により、両側への配置も可能
である。

さらに、上記実施例においてはロッドに遮光板を設けた
カラーを固定したものを示したが、第３図に示すように
弁開度検出用ロッド５に遮光板１１を直接固着するよう
にしてもよい。

第４図は弁棒２の直線運動を回転運動に変え、その回転
運動によって遮光板を作動させるようにしたものであっ
て、弁棒２の頂端部にはラック２０が設けられており、
そのラック２０に噛合するピニオン２１の軸２２にカム
板状の遮光板２３が固着されている。そして、上記遮光
板２３の外周近傍部に遮光板の通路を挟むようにして投
光素子１４および受光素子１５が対向配置されている。

しかして、弁の開閉に応動する弁棒２の直線運動によっ
て、ラック２０およびピニオン２１を介してカム板状の
遮光板２３が回動し、その遮光板２３のカム部が投光索
子１４と受光素子１５間にくると光が遮断され、カム部
が画素子間の光軸から離れると、光が受光素子１５に受
光され、受光スイッチ回路が作動される。

第５図は、弁２５の駆動がレバー２６によって行なわれ
る場合に適用した実施例を示す図であり、レバー２６が
２点鎖線で示した検出位置に来たとき、レバー２６が遮
光板として作用し、光センサ１２が作動するようにしで
ある。また、レバー２６が直接遮光板として作用するよ
うにする以外に上記レバー２６に遮光板を装着してもよ
い。

また、第６図は弁開度検出用ロッド５に三角形の遮光板
２７を取付けたものであり、この三角形の遮光板２７の
移動によっても光センサ１２を作動させることができる
。

なお、上記実施例においては、１組の投受光素子につい
て説明したが、第７図に示すように、同一弁開度につい
て複数の出力が必要な場合や、バックアップ用として２
個以上の投受光素子を設けることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明においては弁開度の変化に
応じて移動する遮光板とこの遮光板に非接触である投受
光素子よりなる光センサにより弁開度を検出するように
したので、従来の装置に比し振動による影響がほとんど
なく、摩耗の発生個所もなくて耐久性を大幅に向上させ
ることができ、かつ調整やメンテナンスを容易に行なう
ことができ、プラントの信頼性の向上および稼働率の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弁開度検出装置の概略構成を示す斜視
図、第２図は第１図における光センサ部の断面拡大図、
第３図乃至第７図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
図、第８図は従来の弁開度検出装置の斜視図である。 １・・・アクチュエータ、２・・・弁軸、５・・・弁開
度検出用ロッド、１１．ｌｌａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ。 １、１　ｄ　・・・遮光板、１２．１２ａ、１２ｂ、１
２ｃ。 １２ｄ・・・光センサ、１４・・・投光素子、１５・・
・受光素子、１９・・・受光スイッチ回路。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁棒の動きに応動する遮光板と、その遮光板の厚さ
   の方向に光軸を有し上記遮光板の通路を挟んで配設され
   た投光素子および受光素子と、その受光素子からの信号
   によって弁開度信号を出力する受光スイッチ回路とを有
   することを特徴とする弁開度検出装置。 ２、遮光板は、弁棒の動きに応動するロッドに装着され
   たカラーに設けられていることを特徴とする、特許請求
   の範囲第１項記載の弁開度検出装置。 ３、遮光板は、弁棒の動きに応動して回転運動するカム
   であることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   弁開度検出装置。 ４、遮光板は、弁棒の動きに応動するロッドに締結され
   た板或いはそのロッドと一体に形成された板状部である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の弁開度
   検出装置。 ５、遮光板は、弁棒の動きに応動するレバーまたはレバ
   ーに設けられた板であることを特徴とする、特許請求の
   範囲第１項記載の弁開度検出装置。 ６、投光素子および受光素子が、遮光板の動き方向に複
   数対設けられていることを特徴とする、特許請求の範囲
   第１項乃至第５項のいずれかに記載の弁開度検出装置。