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公開番号2024118910
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-02
出願番号2023025491
出願日2023-02-21
発明の名称二次圧制御機構
出願人大阪瓦斯株式会社
代理人弁理士法人R&C
主分類G05D 16/20 20060101AFI20240826BHJP(制御;調整)
要約【課題】二次側の圧力を電磁弁により制御する構成において、大気圧上昇の影響を抑制した状態で、二次圧を制御可能な二次圧制御機構を提供する。
【解決手段】ガス通流配管P1のうち第1電磁弁V1が設けられる電磁弁配設配管部位P1aに、並列状態で設けられる大気圧対応配管P2を備えると共に、大気圧対応配管P2を開閉する第2電磁弁V2を第1電磁弁V1とは別に備え、制御装置Sは、第1電磁弁V1の周囲の大気圧の変化状態である大気圧変化状態が予め定められた上昇速度以上の上昇傾向にあるか否かを判定する大気圧変化状態判定制御と、大気圧変化状態判定制御にて大気圧変化状態が上昇傾向にあると判定された場合に第2電磁弁V2を閉止状態から開放状態へ移行させる大気圧対応開放制御との一連の制御を、二次圧設定制御と並行して実行する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ガスを通流するガス通流配管を開閉する弁体の開閉状態を制御して前記弁体の二次側の圧力である二次圧を制御する二次圧制御機構であって、
前記弁体としての第１電磁弁と、
前記二次圧を計測する二次圧計測部と、
前記二次圧計測部にて計測された前記二次圧が、予め定められた二次圧上限閾値以上となった場合に前記第１電磁弁を閉止状態へ切り換え、予め定められた二次圧下限閾値以下となった場合に前記第１電磁弁を開放状態へ切り換える二次圧設定制御を実行する制御装置と、
前記ガス通流配管のうち前記第１電磁弁が設けられる電磁弁配設配管部位に、並列状態で設けられる大気圧対応配管とを備えると共に、
前記大気圧対応配管を開閉する第２電磁弁を前記第１電磁弁とは別に備え、
前記制御装置は、前記第１電磁弁の周囲の大気圧の変化状態である大気圧変化状態が予め定められた上昇速度以上の上昇傾向にあるか否かを判定する大気圧変化状態判定制御と、前記大気圧変化状態判定制御にて前記大気圧変化状態が前記上昇傾向にあると判定された場合に前記第２電磁弁を前記閉止状態から前記開放状態へ移行させる大気圧対応開放制御との一連の制御を、前記二次圧設定制御と並行して実行する二次圧制御機構。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記制御装置は、
前記大気圧変化状態判定制御において前記大気圧変化状態が前記上昇傾向にあると判定された場合に、前記上昇傾向にあると判定された時点を開始時点とした予め定められた圧力差導出時間幅における大気圧の圧力降下をキャンセルするガス容積をボイル則に基づいて計算し、
前記大気圧対応開放制御にて前記第２電磁弁を前記閉止状態から前記開放状態へ移行させた時点から、導出された前記ガス容積にガスを充填する大気圧対応時間が経過した後に、前記第２電磁弁を前記開放状態から前記閉止状態へ移行させる大気圧対応閉止制御を実行する請求項１に記載の二次圧制御機構。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記大気圧対応配管を複数備えると共に、夫々の前記大気圧対応配管に前記第２電磁弁を備え、
前記上昇傾向が大きいほど、前記大気圧対応開放制御にて前記閉止状態から前記開放状態へ移行する前記第２電磁弁の数を増加させる第２電磁弁数増加制御を実行する請求項１又は２に記載の二次圧制御機構。
【請求項４】
前記制御装置は、
前記二次圧計測部にて計測される前記二次圧が、前記二次圧下限閾値を下回る場合に、前記第２電磁弁数増加制御を実行する請求項３に記載の二次圧制御機構。
【請求項５】
前記第１電磁弁及び前記第２電磁弁は、前記二次圧を０ｋＰａを超え１．０ｋＰａ以下に制御する小型電磁弁である請求項１又は２に記載の二次圧制御機構。
【請求項６】
前記ガス通流配管の内部の温度を計測可能なガス温度センサを備え、
前記制御装置は、前記ガス温度センサに計測される温度に基づいて、ガスの温度変化の影響を補正する補正制御を実行可能に構成されている請求項１又は２に記載の二次圧制御機構。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを通流するガス通流配管を開閉する弁体の開閉状態を制御して前記弁体の二次側の圧力である二次圧を制御する二次圧制御機構に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、燃料ガス（例えば、都市ガス１３Ａ）をガス使用機器が設けられる住戸等へ供給するガス通流配管には、ガス供給圧力を目標圧力に制御するべく、整圧装置としてのガバナが設けられている（特許文献１を参照）。
当該整圧装置では、例えば、ダイヤフラムが設けられる整圧室へ整圧装置の二次側の圧力である二次圧が伝達され、当該二次圧によるダイヤフラムの変位により、ガス通流配管に設けられ且つダイヤフラムと連接される主弁体の開度が調整される形態で、二次側の圧力が調整可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００６－２８５６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、上述のガバナは、数千Ｎｍ
３
／ｈのガスが通流する中圧以上のガス通流配管にて用いられることが多いが、例えば、数十Ｎｍ
３
／ｈの比較的小流量のガスが通流するガス通流配管では、その二次側のガス圧が電磁弁により制御される場合がある。
この場合、例えば、二次圧が所定の二次圧下限閾値未満となった場合に、電磁弁を開放状態へ制御し、二次圧が所定の二次圧上限閾値を超えた場合に、電磁弁を閉止状態へ制御して、当該電磁弁の二次圧を所定の目標圧力に制御する。
【０００５】
電磁弁の閉止状態のガス通流配管の内部のゲージ圧力は、多かれ少なかれ大気圧変化の影響を直接的に受ける。ここで、特に、導管網の管内圧力を微圧で制御する場合、大気圧変化の影響を無視できないため対応に注意が必要である。
上述の如く、二次側のガス圧を電磁弁により制御する構成においては、圧力制御を電磁弁の開閉により実行するため単純な装置で実現できる。また、ガスの消費量が少ない導管網を想定する場合、電磁弁の大きさも小型にできるため、安価な装置を実現できる。
しかしながら、急激な大気圧上昇が生じた場合、電磁弁を介して二次側へ流入させるガスの最大流量が少なくなるため、圧力制御が適切に行えなくなる虞があるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、二次側の圧力を電磁弁により制御する構成において、大気圧上昇の影響を抑制した状態で、二次圧を制御可能な二次圧制御機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための二次圧制御機構は、ガスを通流するガス通流配管を開閉する弁体の開閉状態を制御して前記弁体の二次側の圧力である二次圧を制御する二次圧制御機構であって、その特徴構成は、
前記弁体としての第１電磁弁と、
前記二次圧を計測する二次圧計測部と、
前記二次圧計測部にて計測された前記二次圧が、予め定められた二次圧上限閾値以上となった場合に前記第１電磁弁を閉止状態へ切り換え、予め定められた二次圧下限閾値以下となった場合に前記第１電磁弁を開放状態へ切り換える二次圧設定制御を実行する制御装置と、
前記ガス通流配管のうち前記第１電磁弁が設けられる電磁弁配設配管部位に、並列状態で設けられる大気圧対応配管とを備えると共に、
前記大気圧対応配管を開閉する第２電磁弁を前記第１電磁弁とは別に備え、
前記制御装置は、前記第１電磁弁の周囲の大気圧の変化状態である大気圧変化状態が予め定められた上昇速度以上の上昇傾向にあるか否かを判定する大気圧変化状態判定制御と、前記大気圧変化状態判定制御にて前記大気圧変化状態が前記上昇傾向にあると判定された場合に前記第２電磁弁を前記閉止状態から前記開放状態へ移行させる大気圧対応開放制御との一連の制御を、前記二次圧設定制御と並行して実行する点にある。
【０００８】
上記特徴構成によれば、ガス通流配管のうち第１電磁弁が設けられる電磁弁配設配管部位に、並列状態で設けられる大気圧対応配管と、大気圧対応配管に第１電磁弁とは別に設けられる第２電磁弁とを備える構成において、制御装置が、第１電磁弁の周囲の大気圧の変化状態である大気圧変化状態が予め定められた上昇速度以上の上昇傾向にあるか否かを判定する大気圧変化状態判定制御と、大気圧変化状態判定制御にて大気圧変化状態が上昇傾向にあると判定された場合に第２電磁弁を閉止状態から開放状態へ移行させる大気圧対応開放制御との一連の制御を、二次圧設定制御とを並行して実行する。
これにより、二次圧設定制御にて、二次圧を二次圧下限閾値以上且つ二次圧上限閾以下に制御しているときに、大気圧が上昇傾向となった場合、第２電磁弁を閉止状態から開放状態へ移行させる大気圧対応開放制御を実行するから、大気圧上昇が発生して、二次圧のゲージ圧が低下するような場合であっても、当該大気圧上昇の影響を、第２電磁弁を介したガスの二次側への流入により良好に抑制できる。
ちなみに、第１電磁弁の周囲の大気圧は、第１電磁弁の二次側のガス通流配管の周囲の大気圧も含むものであるとする。
以上の構成により、二次側の圧力を電磁弁により制御する構成において、大気圧上昇の影響を抑制した状態で、二次圧を制御可能な二次圧制御機構を実現できる。
【０００９】
二次圧制御機構の更なる特徴構成は、前記制御装置は、
前記大気圧変化状態判定制御において前記大気圧変化状態が前記上昇傾向にあると判定された場合に、前記上昇傾向にあると判定された時点を開始時点とした予め定められた圧力差導出時間幅における大気圧の圧力降下をキャンセルするガス容積をボイル則に基づいて計算し、
前記大気圧対応開放制御にて前記第２電磁弁を前記閉止状態から前記開放状態へ移行させた時点から、導出された前記ガス容積にガスを充填する大気圧対応時間が経過した後に、前記第２電磁弁を前記開放状態から前記閉止状態へ移行させる大気圧対応閉止制御を実行する点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、第１電磁弁の二次側の配管において、大気圧の上昇に伴う二次圧の低下をキャンセルするガス容積にガスを充填する大気圧対応時間だけ第２電磁弁を開放することで、大気圧の上昇傾向の実態に則した状態で、精度良く大気圧の影響をキャンセルすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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