JPS5952314B2 - 天然ガス等の輸送管の破裂時自動遮断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、天然ガス等の輸送管が破裂しなり管連結部
が外れたりして、その輸送管から天然ガス等の被輸送流
体が外部に流出したときに、その輸送管を自動的に遮断
してその流出を止めるようにした自動遮断装置に関し、
特に天然ガス輸送管に介装した遮断弁を、天然ガス輸送
管での内部圧力の降下を監視装置の検出作動に基いて作
動する流路制御装置により開閉作動させるようにしたも
。

のである。

一般に、天然ガス等の輸送管にあっては、一定間隔ごと
に遮断弁を配置し、輸送管に破損事故等が生じた際に破
損個所から上流側で一番近い遮断弁を閉じてガス流出を
阻止できるようにしている。

この場合天然ガス輸送管の一定間隔距てた２個所での圧
力を比較し、その圧力差を検出して遮断弁を閉弁作動さ
せるようにしているが、遮断弁の駆動源として、電気エ
ネルギー等の外的なエネル１ギーを必要とし、外的エネ
ルギーの供給系中に故障が生じると、所期の目的を達す
ることができず、このような場合には入力にたよらなけ
ればならなかった。

そして、地震時等においては、輸送管の破損とエネルギ
ー供給系の故障とが同時に発生することは往々にして生
じることから、輸送管の破損時自動遮断装置としての機
能を十分に果すことができないという問題があった。

そこで近年、被輸送流体そのものを遮断弁の駆動源とし
て利用するものが提案されているが、この場合には、正
常時での遮断弁開閉制御を入力で行い、異常時にはその
遮断弁開閉制御装置を被輸送流体の流体圧で作動させる
ようにしている。

このため、このものでは、遮断弁ごとに作業者を配置し
ておかなければならず、人件費がかさむという問題があ
る。

本発明は、このような点に鑑み提案されたもので、被輸
送流体を緊急時での遮断弁の閉弁作動源にして、外的エ
ネルギーに依存することなく、輸送管が破損して被輸送
流体圧が低下するとその圧力低下を検出する監視装置の
検出作動に基づいて開閉装置を作動させ、遮断弁を確実
に作動させるものでありながら、正常時には遮断弁を遠
隔操作によって開閉制御できる自動遮断装置を提供する
ものである。

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図に天然ガス輸送管１が示されていて、そのガスが
流れる方向は、矢印２によって指示されている。

図において、３は天然ガス輸送管１に装置された遮断弁
、４は複動シリンダで構成した遮断弁３の開閉装置、５
は天然ガス輸送管１に遮断弁と並列状に装置されたシャ
トル弁である。

開閉装置４は、シャトル弁から導出した天然ガスの圧力
が直接加えられて作動するようになっており、例えばそ
のピストン棒に形成したラックと遮断弁の弁軸に設けた
ピニオンとの咬み合いによりピストン棒の出退で弁軸を
回転させて遮断弁３を開閉するようになっている。

シャトル弁から導出した被輸送流体導出路７は、後述す
る監視装置６０の差圧弁１０の人口ポ−）Ｐに連通連結
してあり、その途中から４本の導出路１１・１５・１８
・２２が分岐導出されている。

第１の分岐導出路１１には電磁弁８が装着してあり、こ
の第１の分岐導出路１１は３ポ一ト２位置切換弁からな
る開弁制御用の制御弁３６を介して第２の分岐導出路１
５に介装した開閉装置開き操作用の常閉型３ポ一ト２位
置切換弁１３に通しており、この第１の分岐導出路１１
に作用する天然ガス圧で開弁操作用３ポート２位置切換
弁１３を開き作動させて第２分岐導出路１５からの天然
ガスを蓄圧器１６に供給するようにしである。

蓄圧器１６の内部で天然ガスが圧縮液化されて液化ガス
１７に変化し、この液化ガス１７が開閉装置４の一方の
チャンバーに流入して開閉装置４を遮断弁開き方向に作
動させるようになっている。

第３の分岐導出路１８には、電磁弁９が装置してあり、
この第３の分岐導出路１８はシャトル弁からなる開弁制
御用の制御弁３９を介して第４の分岐導出路２２に介装
した開閉装置閉じ操作用の常閉型３ポ一ト２位置切換弁
２０に通じており、第３の分岐導出路１８に作用する天
然ガス圧で閉弁操作用３ポート２位置切換弁２０を開き
作動させて第４分岐導出路２２からの天然ガスを蓄圧器
２３に供給するようにしである。

蓄圧器２３の内部で天然ガスが圧縮液化されて液化ガス
１７に変化し、この液化ガス１７が開閉装置４を遮断弁
閉じ方向に作動させるようになっている。

正常時には、電磁弁８・９は閉鎖しており、電磁弁８が
作動すると開閉装置４がはたらいて、遮断弁３が開き、
電磁弁９が作動すると遮断弁３は閉じるようになってい
る。

また、蓄圧器１６・２３と開閉装置４との間には開閉弁
２６・２７と並列に手動ポンプ２４・２５が配置してあ
り、天然ガス輸送管１からの圧力が低くて遮断弁３を開
閉作動させるのに十分でない場合でも蓄圧器１６・２３
から液化ガスを開閉装置４の左側へでも、右側へでも自
由に送ることができる゛ようにしである。

上述の作動は遮断弁３が天然ガス輸送管１から与えられ
る圧力によって正常に作動する場合に限られる。

天然ガス輸送管１の遮断弁３より下流側から、差圧弁１
０の両側へ導く下流圧導出管２８が導出しである。

この下流圧導出管２８に流入した天然ガスは分流され、
一方の分岐管２９は差圧弁１０の図上左側へ連通連結さ
れ、他方の分岐管３０は差圧弁１００図上右側に連通連
結しである。

そして、差圧弁の右側に連通連結されている分岐管３０
にはスロットル弁３１と、このスロットル弁と差圧弁と
の間に配置した蓄圧器３２とからなる圧力降下伝達遅延
手段が装着してあり、分岐管２８中の圧力が低下すると
、まず、蓄圧器３２が、分岐管３０中の圧力を正常に維
持する。

圧力適応の速度は、蓄圧器３２の容量と、スロットル弁
３１の開度調節次第で設定される。

差圧弁１０には接続弁４８が連動連結してあり、この接
続弁４８の入口ポートには被輸送流体導出路７が接続し
てあり、接続弁４８の出口ポートか導出したガス路３３
を２本のガス路３４・３５に分流し、一方のガス路３４
を開弁制御用の制御弁３６に連結するとともに、他方の
ガス路３５を閉弁制御用のシャトル弁３９に接続しであ
る。

これにより、接続弁４８が切換わるとガス輸送管１内の
ガス圧を制御弁３６・３９に供給して、制御弁３６・３
９を作動させ開閉装置操作用切換弁１３・２０を作動さ
せることになる。

次に、差圧弁１０の機能についてのべると、天然ガス輸
送管１が破損して輸送管１内の圧力が低下すると、差圧
弁の右側に作用しているガス圧の圧力降下はスロットル
弁３１によって調節されたおくれの後に生じるので、差
圧弁１０の左右に作用している圧力差によって切換れら
れ、これに伴って接続弁４８も切換えられて被輸送流体
導出路７とガス路３３が連通され、制御弁３６・３９を
切換作動する。

開弁制御用制御弁３６が切換えられると、開弁用流路切
換弁１３に作用している作動圧力が除去され、開弁用流
路切換弁１３はパイロット圧通路３７からの天然ガス圧
で図上上方に切換えられて閉鎖状態に切換えられる。

閉弁制御用制御弁（シャトル弁）３９に流入した天然ガ
スで閉弁用制御用制御弁３９を作動させて閉弁用流路切
換弁２０を切換えて第４分岐導出路２２と蓄圧器２３と
を導通状態にし、開閉装置４が作動して遮断弁３を閉弁
作動させる。

この遮断弁３の閉弁作動は、電磁弁９の開閉状態とは無
関係に行なわれる。

第２図は、差圧弁１０の左右圧力室に等圧のガスが作用
している状態を示し、分岐管２９の左側圧力室４３に、
分岐管３０は右側圧力室４５にそれぞれ連通しており、
両分枝管２９・３０を介して伝達される天然ガス輸送管
１内の圧力が滑り弁４０のピストン４１の両面に作用し
ている。

この滑り弁４０はスプリング４７によりピストン４１が
右側境界面４２に接する状態に弾発付勢されている。

この状態から、天然ガス輸送管１内の圧力が低下しはじ
めると、分岐管２９を連通じて左側圧力室４３に作用し
ているガス圧は急速に減少しはじめるが、分岐管３０を
通じて右側圧力室４５に作用しているガス圧は、スロッ
トル弁３１及び蓄圧器３２からなる圧力降下伝達遅延手
段の影響で一定時間遅れて降下しはじめる。

この結果、一定時間内は右側圧力室４５の圧力が左側圧
力室４３の圧力よりも高くなり、左右圧力室４３，４５
に生じる圧力差でピストン４１に生じる推力がスプリン
グ４７の弾性力よりも大きくなると滑り弁４０が左行し
、滑り弁４０と連結している接続弁４８が切変わり、被
輸送流体導出路７に接続している入口Ｐとガス路３３に
接続している出口Ａが連通し、被輸送流体導出路７内の
天然ガスがガス路３３を通って開弁制御用制御弁３６及
び開弁制御用制御弁３９に送り込まれる。

そして、左右圧力室４３・４５の圧力差による推力がス
プリング４７の弾性力より小さくなると、滑り弁４０が
右行し、接続弁４８が切換わり、被輸送流体導出路７と
ガス路３３とは非連通状に保持される。

第３図に示すように、実際的な実施例にあっては、開弁
制御用制御弁３６、開弁制御用制御弁３９、及び流路切
換制御用の２個の３ポ一ト２位置切換弁１３・２０は一
体的にまとめられている。

第３図の分割線５０の左側には、第１図における開弁用
制御弁３６と閉弁用制御弁３９が夫々３ポー・ト２位置
切換弁１３・２０に組合わせた状態で示されている。

差圧弁１０から、分岐管３４へ圧力が加えられると、滑
り弁５１が右側へ移動し、同時に３ポ一ト２位置切換弁
１３の滑り弁５２も同行するので、３ポ一ト２位置切換
弁１３のポー）ＰとＡは連通する。

分岐管３４の圧力が低下すると、パイロット通路３を通
って室５３に達した圧力に押されて、滑り弁５２は左側
へ移動する。

その状態でポー）ＡとＰは遮断状態になる。

第３導出路１８又は分岐管３５から、閉弁用制御弁３９
に圧力が加わると、３ポ一ト２位置切換弁２０のスピン
ドル５４は右側へ移動する。

そうすると、ポー）ＡとＰが連通し合う。

圧力が去るとポートＰから、パイロット通路３８を通っ
て室５５に導入された圧力のために、再び移動が起り、
スピンドル５４が左側の旧位置に復帰する。

符号６０は監視装置であり、これは差圧弁１０、分岐管
２９・３０、スロットル弁３１．．蓄圧器３２で構成さ
れる。

符号６１は流路制御装置であり、これは２個の３ポ一ト
２位置切換弁１３・２０、開弁制御用制御弁３６、閉弁
制御用制御弁３９、電磁弁８・９、及びガス流路７・１
１・１５・１８・２２・３３・３４・３５とで構成しで
ある。

以上の構成からなる本発明のガス流路自動遮断装置では
、輸送管１が破裂したときの輸送管内の圧力降下を監視
装置６０が検出すると、監視装置６０の差圧弁１０が作
動し、この差圧弁１０に連動して接続弁４８が切換り、
遮断弁３より上流側の圧力が開閉装置４に作用して開閉
装置４を閉弁側に作動させて、遮断弁３で輸送路を締切
るようにしている。

そして圧力降下時に差圧弁１０が作動しやすくなるよう
にするために、差圧弁１０への被輸送ガス導入路中に圧
力降下伝達遅延手段を介装している。

また差圧弁１０は滑り弁構造になっていて、滑り弁４０
に連結された接続弁４８を常閉状態に保持するようにバ
ネ圧が作用させである。

そして差圧弁１０の一端には分岐管２９により直接的に
、また他端は圧力降下伝達遅延手段を介して輸送管に接
続しであるので、輸送管中に圧力降下が生じると、差圧
弁１０の一端と他端とに作用するガスの圧力降下は時間
差を持って始まり、その圧力差によって滑り弁４０が作
用して接続弁４８が切換り、遮断弁３の上流側から導出
したガスを流路制御装置６１の流路切換弁１３・２０を
切換制御する制御弁３６・３９に流入させ、流路切換弁
１３・２０を切換えて、遮断弁３の上流側の被輸送流体
のガス圧で開閉装置４を駆動させる。

そして、差圧弁１０の両端に作用するガス圧が同圧にな
ると、バネ圧で接続弁４８が流路遮断状態になるように
滑り弁４０を作動させる。

本発明の自動遮断装置は以上の構成となっているので、
天然ガス等の輸送管が破裂したとき、外的エネルギーを
全く使用することなく、被輸送流体の流体圧自身で流路
を遮断することができる。

これにより、輸送管が破損した際に遮断弁駆動用のエネ
ルギー供給系や駆動システムが故障していたために遮断
弁が閉鎖しなかったというような事態は起こり得す、被
輸送流体の漏出を確実に自動的に遮断することができる
。

また、流路制御装置を電磁弁の操作で行なうことができ
るから、天然ガス輸送管の長い管路中に適当な間隔おき
に設けられるこの種遮装置の通常時での流路開閉を遠隔
操作で集中して行なうことができる。

これにより、本発明では遮断装置ごとに監視人を配置し
ておかなくてもよいので人件費を節約することができる
。

さらに、流路制御装置と開閉装置との間に蓄圧器を配置
し、この蓄圧器と開閉装置との接続路中に介装した開閉
弁と並列に手動ポンプを配置したので、天然ガス等の輸
送管路中を流れる流体の圧力が低くて開閉装置を直接作
動させるのに十分でない場合でも、手動ポンプを操作す
ることによって開閉装置を作動させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図はフローシート、
第２図は差圧弁の縦断面図、第３図は流路制御装置を構
成するバルブ群の縦断面図である。 １・・・・・・天然ガス等の輸送管、３・・・・・・遮
断弁、４・・・・・・開閉装置、７・・・・・・被輸送
流体導出路、８，９・・・・・・電磁弁、１０・・・・
・・差圧弁、１１． １５． １８．２２・・・・・・
分岐導出路、１３，２０・・・・・・流路切換弁、２８
・・・・・・下流側被輸送流体導出路、２９゜３０・・
・・・・連通路、３１・・・・・・スロットル弁、３２
・・・・・・蓄圧器、３６，３９・・・・・・制御弁、
４０・・・・・・圧力室、４１・・・・・・ピストン、
４７・・・・・・スプリング、４８・・・・・・接続弁
、６０・・・・・・監視装置、６１・・・・・・流路制
御装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 天然ガス等の高圧流体を輸送する輸送管１に介在さ
   せた遮断弁３を開閉装置４で開閉操作可能に構成し、遮
   断弁３より上流側の輸送管１と前記開閉装置４とをフェ
   アルー自動切換可能な流路制御装置６１を介して連通連
   結することにより該開閉装置４を遮断弁３よりも上流側
   の被輸送流体で駆動可能に構成し、流路制御装置６１と
   開閉装置４との間に開・閉弁操作用の蓄圧器１６・２３
   を配置し、両替圧器１６・２３と開閉装置４とを接続す
   る流路中に開閉弁２６・２７と手動ポンプ２４・２５と
   を並列に位置させ、 開閉装置４の操作系中に介装した流路制御装置６１を遮
   断弁３よりも下流側の輸送管１に連通連結させた監視装
   置６０で制御作動可能に構成し、監視装置６０は、流路
   制御装置６１を制御作動させる差圧弁１０と、遮断弁３
   の下流側から導出した導出路２８と連通し差圧弁１０の
   作動圧取入ポートに連続する二本の導出路２９・３０と
   、一方の連通路３０に介装したスロットル弁３１及び蓄
   圧器３２からなる圧力降下伝達遅延手段とからなり、差
   圧弁１０のピストン４１をスプリング４７で圧力降下伝
   達遅延手段を有する連通路３０と連通する圧力室４０側
   に押圧付勢し、ピストン４１の両面に作用する被輸送流
   体圧差と、ピストン４１に作用する前記スプリング４７
   のバネ圧との差圧で監視装置６０を作動させるようにし
   、流路制御装置６１は、遮断弁３より上流側の輸送管か
   ら導出した被輸送流体導出路７と開・閉弁操作用の蓄圧
   器１６・２３とを接続する第２・第４の導出路１５・２
   ２中に介装した開閉装置駆動操作用の流路切換弁１３・
   ２０と、この流路切換弁１３・２０を制御するために被
   輸送流体導出路７から分岐導出した第１・第３の導出路
   １１・１８中に介装された電磁弁８・９と、この電磁弁
   ８・９と流路切換弁１３・２０との間の流路に介装され
   た制御弁３６・３９とからなり、 差圧弁１０の切換作動に連動する接続弁４８の入口ポー
   ）Ｐに流路制御装置６１の被輸送流体導出路７を接続す
   るとともに、接続弁４８の出口水−）Ａと流路制御装置
   ６１の前記制御弁３６・３９とを連通接続して接続弁４
   ８からの被輸送流体で該制御弁３６・３９を切換作動可
   能にし、開閉装置駆動操作用の流路切換弁１３・２０を
   電磁弁８・９の作動によるマニアル切換操作と接続弁４
   ８の作動による自動切換操作の２系統で切換制御可能に
   構成し、監視装置６０による遮断弁３よりも下流側での
   異常圧力降下検出に基づき、流路制御装置６１が遮断制
   御状態に切換制御され、開閉装置４が閉止方向に駆動さ
   れて遮断弁３を遮断状態に自動的に切換作動するように
   構成した天然ガス等の輸送管の破裂時自動遮断装置。