JPH0828720A - ガス導管用のボール弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガス供給系統の遮断弁としてガスの遮断と流
量測定とが同時に行えるボール弁を提供し、ボール弁を
収容するピットを小型のものとして設置コストを低下す
る。 【構成】 ボール弁は、これを介在する導管４の内径と
同じ径の貫通孔２５を有する球状の弁体２２と、該弁体
２２を垂直軸回りに回転自在に支持、収容する弁本体２
０とからなり、弁開放時には弁体２２の貫通孔２５をガ
ス導管４と同軸に位置させ、弁閉鎖時には貫通孔２５を
導管４に対して直角に位置させる構成とする。そして、
このボール弁には、弁体２２の貫通孔２５内に垂下した
流量検出体３４と、流量検出体３４から得た信号に基づ
いてガス流量を算出する流量演算器４２とを設けて、ガ
スの遮断と流量測定とが単一の弁により達成できる構成
としてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス供給用導管の管路
上にガスの遮断弁あるいは流量調整弁として使用するボ
ール弁に関し、さらに詳しくは、貫通孔を有する球状の
弁体内に流量検出センサを内蔵して弁本来の機能の他に
ガスの流量測定が同時に行えるボール弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスの供給系統は、図１に示すように、
工場１で生産されたガス（圧力＝１０ｋｇ／ｃｍ² 以
上）を高圧導管２によりガバナステーション３に送り、
ガバナステーション３で減圧されたガス（圧力＝１０ｋ
ｇ／ｃｍ² 未満〜１ｋｇ／ｃｍ²以上）を中圧導管４に
より各消費エリアの地区ガバナ５に配送し、地区ガバナ
５において減圧されたガス（１ｋｇ／ｃｍ² 未満）を低
圧導管６により各消費先７に供給する方式が採用されて
いる。

【０００３】このガス供給系統には、地震等の災害時対
策として、中央監視センター８からの指令に基づいてガ
スの供給を遮断できるように、高圧導管２には工場１か
ら送り出されるガスの緊急遮断弁１０が設けられ、また
各消費エリアの地区ガバナ５に至る中圧導管４には地域
ブロック弁１１（遮断弁）が設けられている。

【０００４】地域ブロック弁１１（遮断弁）の設置位置
には、下流の各消費エリアに供給ガスが安定供給されて
いるか否かの管理が行えるようにガスの遮断と同時にガ
スの流量測定も併せて行えるようにしている。このた
め、通常、地域ブロック弁１１の設置位置には、図２に
示すように設置ピット１２内に、地域ブロック弁１１と
併設してその管路内より流量測定用のガスを取出すホッ
トタッピング１３と、ガスの圧力計１４とが設けられて
いる。

【０００５】ホットタッピング１３には、公知のガス流
量計（例えば特開平４−２９２２号公報参照）に見られ
るように、中圧導管２の管路内に流量検出用センサ１５
を垂下させ、このセンサ１５から得たガスの静圧と動圧
とを、導圧管１６，１７により地上の流量演算器１８に
導いて両者の差圧からガスの流量を算出し得るようにし
た流量計測手段を有している。この流量測定に際し、流
量検出用センサ１５にはガス中の水蒸気やタール分が付
着して誤差が生じるため、清掃，交換等のメンテナンス
作業が可能となるように、上述のホットタッピング１３
にはガス取出し通路に開閉バルブ１９と、このバルブ位
置より上方に保守点検用の空間部２０とが形成され、空
間部２０の内部に流量検出用センサ１５を引上げてここ
でメンテナンス作業が行える構成としている。このため
ホットタッピング１３は、これが上下方向に比較的に長
く構成された形態になっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでガスの流量を
検出する場合、その精度を確保するために流量検出セン
サ１５は所要長さを有する同内径の直管部内に配設しな
ければならない。そのため、上述の地域ブロック弁１１
（遮断弁）の設置用ピット１２内に、流量を検出するた
めのホットタッピング１３や圧力計１４を併設する場
合、直管部のスパンを確保するためにそのピット１７は
大型なものとならざるを得ず、ピットを施工するための
工事費が高価になる。

【０００７】特に地域ブロック弁１１は、これがガバナ
ステーション３より各消費エリア毎に分れた地区ガバナ
５の手前に各別に設けられる関係から、その設置個数は
全体として数千個（約５０００個）を越えることより地
域ブロック弁１１の設置に要する施工費は、これが膨大
な施工費を要するという問題点があった。

【０００８】本発明は、上述の問題点に鑑み、ガス供給
用導管の管路上に遮断用の弁として地域ブロック弁等を
設置する際、従来のようなホットタッピングや圧力計の
併設を不要にでき、ガスの遮断と同時にガスの流量測定
が単一の弁により達成できるボール弁を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明による弁は、導管の内径と同じ径の貫通孔を
有する球状の弁体と、該弁体を垂直軸回りに回転自在に
支持、収容する弁本体とからなり、弁体の貫通孔をガス
導管と同軸に位置させてガスを流通し、貫通孔を導管と
直角方向に位置させてガスの遮断あるいは流量調整する
ボール弁となしたものにおいて、上記ボール弁には、弁
体の貫通孔内に該孔内を通過するガスの流量検出センサ
を備えると共に、該流量検出センサから得た信号を基に
ガス流量を計測する流量演算手段とを備えて、弁本来の
機能の他にガスの流量測定とが単一のボール弁により同
時に達成できる構成としてなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】このような構成のボール弁によると、弁体が導
管の内径と同じ径の貫通孔を有する球状のものであるた
め、流量検出センサを備えるための直管部のスパンを新
たに確保する必要がなくなり、さらには、ガスの遮断と
流量測定とが単一の弁により達成できる構成であるか
ら、このボール弁を、例えば従来の地域ブロック弁とし
て使用する場合には、従来のようなホットタッピングや
圧力計を併設する必要が不要となり、ピットの設置空間
を小さくできることからピットの小形化を図ることがで
きる。

【００１１】この結果、地域ブロック弁の設置に要する
施工費は、従来に比して大巾に低減できる。また設置し
たボール弁より下流のガス供給系に対しては、ガスの遮
断と流量測定とが系統毎に行えるからガス供給系統にお
ける導管網の形成が容易となる上にさらに、各消費先に
対してのガス安定供給の管理および保安管理も容易に行
えるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例につ
いて説明する。図３は、前述の地域ブロック弁１１に代
えて使用される本発明のボール弁を示し、ピット１２内
を横断する上流側の中圧導管４ａと下流側の中圧導管４
ｂとの間に弁本体２０が介在されている。この弁本体２
０は、基台２１を介してピット１２の底部に支持され、
中圧導管４ａ，４ｂの上流側と下流側とを連通するよう
に介在されている。

【００１３】弁本体２０の内部には、通常のボール弁に
見られるように球形の弁体２２が内装されてあり、この
弁体２２はその上下が上側ステム軸２４と下側ステム軸
２３とを介して弁本体２０に回動可能に支持されてい
る。また弁体２２には、弁本体２０に接続される中圧導
管４ａおよび４ｂの内径と同一径を有する貫通孔２５が
開口されてあり、後述する流量検出体３４を配設するた
めの直管部のスパンを弁体２２で共有できるようになっ
ている。また弁体２２は、貫通孔２５が中圧導管４ａ，
４ｂの軸線と同一方向に位置する状態では弁が開位置と
なり、貫通孔２５が中圧導管４ａ，４ｂの軸線に対し直
角に位置する状態では弁が閉位置となる。

【００１４】弁本体２０の上部には、フランジ２６，２
７を介してギヤボックス２８が接続されてあり、このギ
ヤボックス２８に付設したギヤドモータ３０或いはハン
ドル３１の回転操作により図示しないウオームギヤが、
ギヤボックス２８内に突入支持された上側ステム軸２４
に固着しているピニオンギヤ３２と噛み合って、ギヤド
モータ３０又はハンドル３１により弁体２２が回転駆動
される構成となっている。

【００１５】上記の上側ステム軸２４は、これが中空軸
に形成され、軸芯には中空通路３３が形成されている。
そしてこの中空通路３３内には、下端に流量検出体３４
を備えた管路３５が挿通され、流量検出体３４は弁体２
２の貫通孔２５内に垂下されて貫通孔２５内を通るガス
流と接触するようにしている。中空通路３３内に挿通さ
れた管路３５の上端は、ギヤボックス２８の上に接続さ
れた信号変換部３７と気密に接続されてあり、流量検出
体３４から得た信号をここで変換できるようにしてい
る。

【００１６】上記信号変換部３７は、流量検出体３４か
らの物理的信号（例えば圧力信号）を電気信号に変換
し、信号線４０を介して地上に設置された流量演算器４
２に接続されている。ここに流量演算器４２は、圧力検
出部３７からの電気信号を基にガス流量を算出する流量
計測手段が構成されている。

【００１７】次に上記ボール弁に付設する流量計測手段
を、差圧式の流量計に構成された例と電気式の流量計に
構成された例とを図を用いて説明する。

【００１８】図５に示すものは、差圧式に構成されたも
ので従来公知の平均値ピトー管６０を採用した例であ
り、平均値ピトー管６０は、多数の孔が開いた動圧ピト
ー６２と静圧ピトー６１とが二重管を形成してなるもの
で、動圧ピトー６２の内部に動圧管路５１が、静圧ピト
ー６１の内部に静圧管路５２が接続され、動圧と静圧の
差圧からガスの流量計測が行われるものである。

【００１９】また、上述した差圧式の例に換えて電気式
の例を用いた構成を図５および図６を用いて具体的に説
明する。図５はフローセンサー（感熱式）の構成を示す
説明図で、該フローセンサーは温度差によってガスの流
速を測定し、その結果に基づいてガスの流量を検出する
ものである。図５（ａ）に示すように平面状のセンター
チップ７０の上に第１サーミスター７１とヒータ７２と
第２サーミスター７３とが配設されている。このように
構成されるセンターチップ７０を、図５（ｂ）に示すよ
うに、フローセンサー７４の中央に配置し、ボール弁内
部に設置する。図中矢印の方向にガスが流れると、ヒー
タ７２の上流側の第１サーミスター７１での温度に比
べ、ヒータ７２の下流側の第２サーミスター７３での温
度が高くなり、該温度差からガスの流速を測定する構成
となっている。

【００２０】図６はカルマン渦センサーの構成を示す説
明図で、ボール弁内部に渦発生体８０を配設する。する
と図に示すように、図中矢印の方向にガスが流れると、
該渦発生体８０の下流にはカルマン渦列が発生し、該カ
ルマン渦列の周波数を計測することによりガスの流量を
検出するものである。

【００２１】上述の図５、図６で説明した電気的センサ
を用いた場合、差圧式の流量計で必要な静圧管路および
動圧管路が不要となり、地震等による衝撃で静圧管路、
動圧管路が破損してガス漏れが生じる懸念が解消され
る。また、上述した実施例の中で、流量検出体は単体
（１個）として説明したが、これに限らず、複数個の流
量検出体を直列に配設して弁体内に設けてもよく、この
場合、仮に１個の流量検出体が故障しても他の流量検出
体で検出することができ、結果として流量検出体のメン
テナンスが不要となる。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明のボール弁
によると、ガスの遮断と流量測定とが単一の弁により達
成できる構成であるため、このボール弁を、例えば従来
の地域ブロック弁として使用する場合には、従来のよう
なホットタッピングや圧力計を併設する必要が不要とな
り、ピットの設置空間を小さくできることからピットの
小形化を図ることができる。

【００２３】これによりボール弁を設置するピットは、
ボール弁を収容するだけの小型のものでよく、そのピッ
トは、従来に比して大巾に小形化が図れ、地域ブロック
弁の設置に際して不可欠なピットの工事費を大巾に低減
でき、地域ブロック弁の設置に要する施工費を大きく低
減できるという経済効果が得られる。

【００２４】またボール弁の設置位置では、その供給下
流に対するガスの遮断と流量測定とが各消費エリア毎に
区分して行えるから、ガス供給系における導管網の形成
が容易なる効果も得られ、さらに各消費先に対するガス
の安定供給管理および保安管理も容易に行える等の効果
も併せ得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスの供給系統を説明する概略図

【図２】従来の地域ブロック弁の設置形態を示す概略図

【図３】本発明によるボール弁の縦断面図

【図４】平均値ピトー管を用いた流量検出体の断面図

【図５】フローセンサーの説明図

【図６】カルマン渦センサーの説明図

【符号の説明】

１ 工場 ２ 高圧導管 ３ ガバナステーション ４ 中圧導管 ５ 地区ガバナ ６ 低圧導管 ７ 消費先 ８ 中央監視センター １０ 緊急遮断弁 １１ 地域ブロック弁 １２ ピット １３ ホットタッピング １４ 圧力計 １５ 流量検出センサ １６，１７ 導圧管 １８ 流量演算器 １９ バルブ ２０ 弁本体 ２１ 基台 ２２ 弁体 ２３ 下側ステム軸 ２４ 上側ステム軸 ２５ 貫通孔 ２６，２７ フランジ ２８ ギャボックス ３０ ギヤドモータ ３１ ハンドル ３２ ピニオンギャ ３３ 中空通路 ３４ 流量検出体 ３５ 管路 ３７ 信号変換部 ４０ 信号線 ４２ 流量演算器 ６０ 平均値ピトー管 ６１ 静圧ピトー ６２ 動圧ピトー ７０ センターチップ ７１ 第１サーミスタ ７２ ヒータ ７３ 第２サーミスタ ７４ フローセンサー ８０ 渦発生体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス導管の管路上に設けてガスの遮断あ
   るいは流量調整する弁であって、該弁は、導管の内径と
   同じ径の貫通孔を有する球状の弁体と、該弁体を垂直軸
   回りに回転自在に支持、収容する弁本体とからなり、弁
   体の貫通孔をガス導管と同軸に位置させてガスを流通
   し、貫通孔を導管と直角方向に位置させてガスの遮断あ
   るいは流量調整するボール弁となしたものにおいて、 上記ボール弁には、弁体の貫通孔内に該孔内を通過する
   ガスの流量検出センサを備えると共に、該流量検出セン
   サから得た信号を基にガス流量を計測する流量演算手段
   とを備えて、弁本来の機能の他にガスの流量測定とが単
   一のボール弁により同時に達成できる構成としてなるこ
   とを特徴とするガス導管用のボール弁。