JPH06314128A

JPH06314128A - 整圧器

Info

Publication number: JPH06314128A
Application number: JP31536993A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Takano; 雅之高野; Masaki Watanabe; 正記渡辺; Mitsuhide Fujita; 光秀藤田; Ryuichi Nakamura; 隆一中村; Shigeru Fukui; 茂福井; Kiyoshi Murata; 清村田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1993-03-02
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1994-11-08

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に連結され、弁体１７が角変位し
て絞り量が大きくなり、管路１１ａを介して気体が流れ
にくくなる。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Ｐ２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７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がガバナ、１
１２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７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７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８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、供給する気体の流量にかか
わらず二次圧を一定に保つ整圧器において、中間圧の管
路と下流側との間に介在され、設定圧力以上で導通する
パイロット弁と、気体の流量を検出する検出手段と、上
流側の管路と中間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、気体の流量が小さいとき流
路断面積を拡大し、流量が大きいとき流路断面積を縮小
する絞りとを含むことを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、供給する気体の流量にかか
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。

【００１０】中間圧の管路と下流側との間にはパイロッ
ト弁が介在される。パイロット弁は、中間圧と二次圧と
の差が設定圧力以上となるときに導通する。上流側の管
路と中間圧管路との間には絞りが介在される。絞りは検
出手段からの気体の流量を検出した検出出力に応答し
て、ハンチングが生じやすい下流側の流量が小さいとき
には流路断面積を拡大し、ハンチング特性を良好に保
つ。気体の流量が大きいときには流路断面積を縮小し、
オフセットを改善する。

【００１１】

【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７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お
よび管路１２ａが介在される。リストリクタ１５の絞り
量は、弁体１７を角変位することによって変化させるこ
とができる。

【００１２】弁体１７の上部はリンクレバー２１の一端
にナット２２によって固定される。リンクレバー２１は
大略的に直線状である。リンクレバー２１の他端は、リ
ンクピン２３を介して連結軸２４に連結される。

【００１３】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２６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。

【００１４】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、弁体１７を絞り量が大きくなる
ように角変位させる。

【００１５】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、リストリクタ１
５の絞り量は小さい。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８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３３，３
４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２１は時計まわ
り方向に角変位してリストリクタ１５の絞り量を増加さ
せる。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Ｐ
２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３２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１
２内の流量Ｑが増大したとき、リストリクタ１５の弁体
１７がリンク機構を介して絞り量を増加するように角変
位されるので、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。

【００１６】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
に制御されるリストリクタ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、リストリクタ制御ライン３９を介してリストリ
クタ３６を制御するための信号が導出される。

【００１７】図４はリストリクタ１５の概略的な分解斜
視図、図５はその断面図を示す。リストリクタ１５は、
円柱状の弁体１７と、直方体状の弁箱４０によって構成
される。弁体１７には切欠き１７ａが設けられ、弁箱４
０に設けられる凹所４０ａに角変位自在に収納される。
弁箱４０には、弁体１７の軸線方向と垂直に、貫通孔４
０ｂ，４０ｃが設けられる。このような弁体１７および
弁箱４０を用いて、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すよう
にして、流路断面積を調整することができる。

【００１８】図６は、本発明のさらに他の実施例の概略
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、ガバナ本体４１内にはダイヤフラムサポート４３と
調節ばね４７とが設けられ、一次圧Ｐ１とガバナ本体４
１内の圧力ＰＲとの圧力差による弁体４２の変形を、ダ
イヤフラムサポート４３を介して連結軸４４に伝え、連
結軸４４の上端に設けられた弁体４５を変位させること
によってリストリクタ４６の絞り量を調節することであ
る。リストリクタ４６は、仕切板４８によって２つの空
間に仕切られる。仕切板４８には、弁座となる孔４９が
設けられる。弁体４２の動作は、図７に示す弁体７と同
様である。弁体４２とダイヤフラムサポート４３との
間、およびダイヤフラムサポート４３の軸の上端と連結
軸４４の下端に設けられるプレート５０との間には、そ
れぞれすきまが設けられる。連結軸４４の途中には、ス
トッパ５１が設けられる。連結軸４４の上端には、弁体
４５が設けられる。ストッパ５１とリストリクタ４６の
筺体との間には、調節ばね５２が設けられる。リストリ
クタ４６の絞り量は、弁体４５の変位量による孔４９の
開口面積の増減によって変化させることができる。ま
た、絞り量の変化特性は、各すきまを変化させて調整す
ることができる。

【００１９】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。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、気体の流
量に応じて絞りの流路断面積を調整する。流量が小さい
ときには流路断面積を拡大し、流量が大きいときには流
路断面積を縮小する。これによって小流量域ではハンチ
ング特性が良好となり、大流量域ではオフセットが改善
される。このようにして、二次側の圧力の変動を抑制し
た整圧器を得ることができる。

【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】図１に示す絞り１５の分解斜視図である。

【図５】図１に示す絞り１５の動作状態を示す概略的な
断面図である。

【図６】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７】先行技術の概略的な構成を示す配管系統図であ
る。

【図８】図７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１４，４１ガバナ本体１５，３６，４６リストリクタ１６パイロット弁１７，４２，４５弁体２１リンクレバー２２リンクピン２４，４４連結軸２５，３５流量検出器２６ダイヤフラム２７，２８停止片２９，４７，５２調整ばね３１，３２，５１ストッパ３３，３４圧力検出管３７制御装置４３ダイヤフラムサポート４８仕切板

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 (72)発明者村田清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

【特許請求の範囲】

【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、供給する気体の流量にかかわらず二次圧を一定に保
つ整圧器において、中間圧の管路と下流側との間に介在され、設定圧力以上
で導通するパイロット弁と、気体の流量を検出する検出手段と、上流側の管路と中間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、気体の流量が小さいとき
流路断面積を拡大し、流量が大きいとき流路断面積を縮
小する絞りとを含むことを特徴とする整圧器。