JPS62292988A - 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】 ３、発明の詳Ｅｌ］な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、非接触形の近接スイッチを用いた弁間度検出
装置に係り、特に火力発電所などに使用される蒸気弁や
プロセス調節弁等の弁開度の検出に好適な弁開度検出装
置に関する。

（従来の技術） 火力発電所や原子力発電所その他の各種蒸気プラントに
おいては、通常、非常に多くの蒸気弁やプロセス調節弁
等が用いられている。

これらの蒸気弁やプロセス調節弁は内部を流れるプロセ
ス流体等の影響で弁本体にかなり大きな振動が生じてい
ることが多い。また、蒸気弁やプロセス調節弁では、全
開位置、全開位置及び中間開度を検出し、開度表示やイ
ンターロック等に使用するようにしていることが多い。

この弁間度検出は、従来、第７図に例示する磯構により
行なわれていた。

第７図において、固定部である油筒１には図示を省略し
た弁棒に連動して上下動する油筒用ロッド２が設けられ
、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が取付られている。このスイ
ッチ用ロッド５は、油筒１に固定されたカバー６内にお
いて複数個のカラー７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを有し、コ
ノカバー６内には、カラー７ａ〜７ｄに対応する位置に
リミットスイッチ８ａ〜８ｄが固定されている。

このような弁開度検出装置では、弁開度の変化に応じて
弁棒が上下ａすると、これに応じて油筒用ロッド２とこ
れに連結されたスイッチ用ロッド５とが上下動する。従
って弁開度に応じてスイッチ用ロッド５に固着されたカ
ラー７ａ〜７ｄが上下動し、位置検出用のリミットスイ
ッチ８ａ〜８ｄのいずれかが作動し弁開度を検出して、
図示を省略した弁ＩＦｉ１度表示器にこの検出した弁開
度を表示させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、弁本体が流体力によって振動するとこの振動
はカバー６を介してリミットスイッチ８ａ〜８ｄに伝達
される。すると、これらのリミットスイッチはレバーや
バネやカム等の可動部品を内蔵しているので、上述の振
動により誤動作したり、または損傷して作動不能になる
ことがあるといった問題があった。

ざらに、リミットスイッチの内部磯構は多くの接触形可
動部品を使用しているため、これらの部品の摩耗のため
長期間の使用に耐えられないといった欠点もあった。

そこで本発明の目的は、撮動の影響を受けずかつまた耐
久性のよい弁開度検出装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための本発明の構成を実施例に対
応する第１図乃至第６図を用いて説明すると、弁開度の
変化に応じて移動する移動体５゜１３は、この移動方向
に沿って凹面１３ｂとこれにより突出した突出検出面１
３ａ、３５〜３８を有する。この移動体の移動に伴い順
次上記凹面と上記突出検出面とに対向するように上記移
動体の移動方向に沿って接近配置された非接触形近接ス
イッチ手段１６，１９，３３．４３〜４６は上記凹面と
の間隙と上記突出検出面との間隙との間隙差から上記突
出検出面の存在を検出する。異物除去手段２０，２１，
３４．４７が上記近接スイッチ付近の異物を除去する。

〔作　用〕

移動体５，１３が弁開度の変化に応じて移動して凹面や
突出検出面が順次近接スイッチ手段に対向すると、この
近接スイッチ手段は凹面との間と突出検出面との間隙と
の差から突出検出面を検出しこれにより弁開度を検出す
る。異物除去手段は近接スイッチ手段付近の異物を除去
し、近接スイッチ手段の誤検出を防止する。

〔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７図
と同部分には同一符号を付して示した第１図乃至第６図
を参照して説明する。

第１図（ａ）において、弁本体１０と油筒１１とは複数
本の支柱１２によって連結され、これらの弁本体１０と
油筒１１には弁棒１３が上下方向に摺動可能に貫通して
いる。この弁棒１３は段付円柱形状に形成され、そのほ
ぼ中央部に所定の長さの大径部１３ａとこの大径部１３
ａの上下にそれよりわずかに小径の小径部１３ｂとを有
し、弁の全開から全開に応じてストロークＳだけ上下方
向に移動する。弁本体１０の下面には取付用ブロック１
４がボルトによって固着され、この取付用ブロック１４
には上下左右方向に微調整可能な取付金具１５を介して
全開検出用の非接石彫近接スイッチ１６が取付られてい
る。この近接スイッチ１６は検出面が弁棒１３の移動方
向に平行となるように、即ち弁棒１３の側面に対向する
ように配置されている。

油筒１１の上面には、取付ブロック１７がボルト等によ
って固着され、この取付ブロック１７には上下左右方向
に微調整可能な取付金具１８を介して全開検出用の非接
石彫近接スイッチ１９が取付られている。この近接スイ
ッチ１つも検出面が弁棒１３の側面に対向するように配
置されている。

これらの近接スイッチ１６．１９と弁棒１３との軸方向
の位置関係は次のように定められている。

即ち、弁棒１３は、弁の全開時に第１図（ａ）に示した
ように大径部１３ａの上端が全開検出用近接スイッチ１
６に対向し小径部１３ｂが全開検出用近接スイッチ１９
に対向し、また弁の全閉時には、第１図（ａ）に二点鎖
線で示したように大径部１３ａの下端が全開検出用近接
スイッチ１つに対向し小径部１３ｂが全開検出用近接ス
イッチ１６に対向するように選定されている。

また近接スイッチ１６．１９と弁棒１３との間隙は次の
ように定められいる。即ち近接スイッチ１６ｉ９の検出
可能最大距離を１　　とし、第１１ａＸ ２図（ａ）、（ｂ）に示されたように近接スイッチ１６
．１９と弁棒大径部１３ａおよび小径部１３ｂとの間隙
をそれぞれＸ、ＹとしたときＸ＜４１　　　＜’１／を
満足するように定められている。

ａｘ 換言すると近接スイッチは大径部１３ａを検出できるが
小径部１３ｂを検出できないように間隙Ｘ。

Ｙが選定されている。

また取付用ブロック１４と１７とには図示を省略したコ
ンプレッサに接続された高圧空気噴射ノズル２０と２１
がそれぞれ取付られ、これらのノズル２０．２１は漬浄
な高圧空気を近接スイッチ１６．１９の検出面付近に噴
射してその付近のゴミやホコリなどの異物を除去する。

第３図と第４図は上記非接石彫近接スイッチに好適な高
周波発振形近接スイッチの回路例とその各回路の出力波
形とをそれぞれ示したもので、検出用コイルＬとコンデ
ンサＣとを有する発振回路２２の出力は検波回路２３に
よって検波・整流されてシュミット回路２４に入力され
る。このシュミット回路２４の出力は、電源投入時の発
振回路２２などの動作遅れに起因する誤動作を防止する
誤動作防止回路２５を介してトリガー回路２６を動作さ
せる。このトリガー回路２６はこれに応じて出力回路２
７をトリガーして第２図に示した負荷回路３０を開閉さ
せる。電源回路２８と定電圧回路２９とは直流電源を構
成し、上記各回路に定電圧を給電する。

上述のように構成した弁開度検出装置の作用を以下に説
明する。

弁開度が全開であると弁棒１３は第１図（ａ）の位置と
なり、大径部１３ａの上端が全開検出用近接スイッチ１
６に対向し、全開検出用近接スイッチ１９には小径部１
３ｂが対向する。全開検出用近接スイッチ１６と大径部
１３ａとの間隙は、近接スイッチの検出可能最大距が以
下であるので、この近接スイッチ１６は第１図（ｂ）の
ようにオン信号を発生し使方全開検出用近接スイッチ１
９と小径部１３ｂと９間隙は、上記検出可能最大距離を
越えているので、この近接スイッチ１つはオフ信号を発
生する。

弁棒１３は弁の閉弁動作により下降し全開ｆｆ、Ｔに大
（￥部１３ａの下端が二点鎖線で示すように仝閉検出用
近接スイッチ１９に対向し、全開検出用近接スイッヂ１
６には小径部１３ｂが対向する。したがってこの全開時
には全開時とｔま逆に全開検出用スイッチ１９がオン信
号を、全開検出用スイッチ１６がオフ信号をそれぞれ発
生する。もちろん、中間開度では、両近接スイッチ１６
と１９ともオフ信号を発生している。

こうして、両近接スイッチ１６と１９との出力信号によ
り全開と中間開度と全開とを検出することができる。

また、高圧空気噴出ノズル２０．２１は常時または間欠
的に近接スイッチ１６．１９の検出面付近に清浄な高圧
空気を噴射してその付近のゴミやホコリなどの異物を吹
き飛ばして除去する。なお、この高圧空気の吹付は、上
述の異物除去の外に近接スイッチを冷却する効果をも奏
する。この冷Ｗは、弁の使用条件によって周囲温度が上
昇する場合などに特に有効である。

第５図＜ａ＞、（ｂ）は、弁の全開、全開に加えて特定
の中間開度をも検出することができる第１図の実施例の
変形例を示したもので、油筒１１の上面に取付ブロック
３１が固着され、このブロック３１には取付金具３２を
介して中間量度検出用の近接スイッチ３３が取付られて
いる。ブロック３１にはさらにこのスイッチ３３に高圧
空気を噴射する高圧空気噴射ノズル３４も取付られてい
る。中間開度検出用近接スイッチ３３は、全開検出用近
接スイッチ１６と全開検出用近接スイッチ１つとの間に
位置し、弁棒１３の大径部１３ａが対向したとき第５図
（ｂ）に示したようにオン信号を発生する。

第１図と第５図の実施例では、弁棒１３は大径部１３ａ
も小径部１３ｂも円柱形状としたが、近接スイッチは、
被検出面が曲面よりも平面である方がオン−オフ特性が
よいので、少なくとも大径部１３ａの、近接スイッチに
対向する面は平面とすることが好ましい。

また上記実施例では、弁棒の大径部１３ａが全問および
全開用近接スイッチ１６と１９との間に位置するように
定めたがこれとは逆に、小径部が近接スイッチ１６と１
９の間に、大径部がこの小径部の上部と下部とに存在す
るようにしてもよい。

この場合には各近接スイッチの出力信号は上記実施例と
逆極性となるので、これらの出力信号をインバータによ
り反転させることによって第１図（ｂ）の信号を得るこ
とができる。

第６図は本発明の第２実施例を示したもので、油筒１の
油筒用ロッド２には、スイッチアーム３と接続金具４と
を介して矩形断面のスイッチ用ロッド５が連結し、この
ロッド５は、カバー６内に延在している。このカバー６
内のロッド５には、互いに所定間隔離れて四面構造のカ
ラー３５゜３６．３７．３８が固着されている。カバー
６には、取付金具３９．４０，４１．４２によって非接
石彫近接スイッチ＝１３．４４．４５．４６が対応づ′
るカラー３５〜３８の一面に対向可能に固着されている
。弁開度の変化に応じてスイッチ用ロッド５が上下動す
ると全開検出用近接スイッチ４３は弁の全（１１時にの
み、カラー３５と対向してオン信号を発生し、同様に第
１、第２中間間度検出用近接スイッチ４４．４５は、特
定の第１、第２の中間開度時にのみそれぞれカラー３６
．３７に対向し、オン信号を発生し、全開検出用近接ス
イッチ４６は全開時にのみカラー３８に対向しオン信号
を発生する。

カバー６の上面からは、高圧空気噴射ノズル４７が挿入
されており、このノズル４７から噴）１された清浄高圧
空気は、各近接スイッチ４３〜４６を順次流れて異物を
吹き飛ばすと共にそれらを冷却して、排気口４８から流
出する。この例のように近接スイッチ４３〜４６がカバ
ー６内に収納されている場合には、近接スイッチ付近へ
のゴミやホコリなどの侵入は少なくなるが、雰囲気の温
度条件によっては、カバー内温度が上昇し近接スイッチ
を誤動作させる恐れがある。このような場合には高圧空
気噴射による近接スイッチの冷ｆＪ］作用は近接スイッ
チの正常動作に非常に効果的となる。

〔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、弁開
度の変化に応じて移動する移ｆｌＪ体にこの移動方向に
四部とこれより突出した突出検出面とを形成して、この
突出検出面を非接石彫近接スイッチによって検出してい
るので、従来の機械的可動部品から成るリミットスイッ
チを用いた弁開度検出装置に比べて、振動に強く、かつ
また耐久性も大幅に向上することができる。さらに異物
除去手段により近接スイッチ付近の異物を除去するので
、異物付着に起因する誤検出を防止でき信頼性を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による弁開度検出装置の第１実施
例を示した縦断面図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）の近
接スイッチの出力信号を示す波形図、第２図（ａ）、（
ｂ）は第１図の弁棒大径部および小径部と近接スイッチ
とを拡大して示した拡大図、第３図は近接スイッチの一
例の電気回路を示したブロック図、第４図は第３図の出
力波形を示した波形図、第５図（ａ）は第１実施例の変
形例を示した断面図、第５図（ｂ）は第５図（ａ）の近
接スイッチの出力信号を示す図、第６図は本発明の第２
実施例を示した斜視図、第７図は従来の弁開度検出装置
を示しＩζ斜視図である。 ５・・・スイッチ用ロッド（移動体）、１３・・・弁棒
（移動体）、１３ａ・・・大径部（突出検出面）、１３
ｂ・・・小径部（凹面）、１６，１９．３３゜４３〜４
６・・・近接スイッチ、２０，２１，３４゜４７・・・
高圧空気噴出ノズル（異物除去手段）、３５〜３８・・
・カラー（突出検出面）。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ゾ１＃Ｉスイゾ０”ｌ”−− 某　１　図 竿　２　図 ’２４ 第３　図 ｄ 羊　７　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁開度の変化に応じて移動しこの移動方向に沿って
   凹面とこれより突出した突出検出面とを有する移動体と
   、この移動体の移動に伴い順次上記凹面と上記突出検出
   面とに対向するように上記移動体の移動方向に沿って接
   近配置され上記凹面との間隙と上記突出検出面との間隙
   との間隙差から上記突出検出面の存在を検出する非接触
   形近接スイッチ手段と、この近接スイッチ手段付近の異
   物を除去する異物除去手段とを具備することを特徴とす
   る弁開度検出装置。 ２、上記異物除去手段は上記近接スイッチ手段付近に清
   浄な高圧空気を噴射して異物を除去することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の弁開度検出装置。 ３、上記近接スイッチ手段と上記凹面との間隙は、上記
   近接スイッチ手段が検出可能な最大距離値よりも大きく
   選定され、上記近接スイッチ手段と上記突出検出面との
   間隙は、上記最大距離値よりも小さく選定されているこ
   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。 ４、上記近接スイッチ手段は、上記移動体の移動方向に
   沿って所定の間隙を隔てて配置された第１および第２近
   接スイッチを有し、上記移動方向における上記突出検出
   面の長さは上記間隔よりも小さく選定され、上記移動体
   は、弁の全開時に上記突出検出面の一端部が上記第１近
   接スイッチに対向し弁の全閉時に上記突出検出面の他端
   部が上記第２近接スイッチに対向するように移動される
   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。 ５、上記近接スイッチ手段は上記第１および第２近接ス
   イッチとの中間位置に第３近接スイッチをさに有し、こ
   の第３近接スイッチは所定の中間弁開度のとき上記突出
   検出面の上記一端部または他端部に対向することを特徴
   とする特許請求の範囲第４項に記載の弁開度検出装置。