JP6944702B2 - 流体回路のセーフティシステム - Google Patents

Description

この発明は、流体回路のセーフティシステムに関する。

数多くのバルブおよび機器が備えられている流体回路において、バルブの交換を行う場合、流体の外部への漏出を防ぐため、交換を行うバルブの前後のバルブを閉止してから行う必要がある。

バルブ交換時には、オペレータが目視や流体回路図を用いて閉止する必要があるバルブを特定した後交換作業を行うが、見落としや勘違いにより閉じなければならないバルブや機器を閉じずにバルブを取り外してしまう場合がある。

本発明の目的は、流体回路に備えられたバルブを流体回路から取り外す際に、閉じるべきバルブを閉止せずに作業を行うトラブルを防ぐことができるセーフティシステムを提供することである。

本発明（１）は、配管に複数のバルブが接続された流体回路と制御装置とを備える流体回路のセーフティシステムであって、前記流体回路は、上流側配管に接続された上流側接続部と、下流側配管に接続された下流側接続部とを有する第一のバルブと、前記第一のバルブの上流側に設けられた第二のバルブと、前記第一のバルブの下流側に設けられた第三のバルブと、を有し、前記上流側接続部と前記下流側接続部の少なくとも一方には、前記各配管と前記各接続部との接続分離を検知するセンサが備えられており、前記制御装置は、前記センサが前記各配管と前記各接続部との分離を検知したときに前記第二のバルブおよび前記第三のバルブに対し閉止の指示を出す指示部を有しているセーフティシステムである。

本発明（１）では、取り外す対象の第一のバルブの上流側接続部と下流側接続部の少なくとも一方には、各配管と各接続部との接続分離を検知するセンサが備えられているので、オペレータが第一のバルブを配管から取り外すために接続部を緩め始めた段階でセンサが検知して、流体回路の制御装置から第二のバルブおよび第三のバルブを閉止する信号が即座に第二のバルブおよび第三のバルブに送られるので、流体回路からの流体の漏れを防ぐことができる。

本発明（２）は、前記第一のバルブには、当該バルブの情報を特定する電子タグが備えられており、前記センサが反応すると、当該電子タグは、前記情報を前記制御装置に備えられた受信部へ送信するようになされており、前記制御装置は、前記情報および予め制御装置に保存されていた流体回路の情報を元に前記第二のバルブおよび前記第三のバルブを特定することを特徴とする本発明（１）に記載のセーフティシステである。

電子タグにはバルブの情報、例えば、予め付与した番号等を記録することができるので、センサが反応して、その信号を電子タグが受け取ると、電子タグはセンサが反応したこと以外にも、これらのバルブの情報を制御装置に送ることができる。制御装置の受信部がその信号を受信すると、制御装置は前記情報および制御装置に予め保存されていた流体回路の情報を用いて第二のバルブおよび第三のバルブを特定することができる。そのため、流体回路に第一のバルブが複数存在する場合においても、第一のバルブを取り外すときに閉止を行う必要がある第二のバルブ、第三のバルブを特定することができる。

本発明（３）は、本発明（１）または（２）に記載のセーフティシステムであって、前記第二のバルブおよび第三のバルブは遠隔操作が可能なバルブであり、前記制御装置は、前記第二のバルブおよび第三のバルブと有線または無線でつながっていることを特徴とするセーフティシステムである。

第二のバルブおよび第三のバルブが、遠隔操作が可能なバルブであるので、センサまたは電子タグからの信号を受け取った制御装置は、有線または無線でつながった第二のバルブおよび第三のバルブにバルブを閉じるための信号を送れば、オペレータがわざわざ現場に行かなくとも、第二のバルブおよび第三のバルブを自動で閉じることができる。

本発明（４）は、配管に複数のバルブが接続された流体回路と制御装置とを備えるセーフティシステムであって、前記流体回路は、第一のバルブと前記第一のバルブの上流側に設けられた第二のバルブと、前記第一のバルブの下流側に設けられた第三のバルブと、を有し、前記制御装置は、前記第一のバルブの取り外し情報が入力される入力部と、前記入力部に取り外し情報が入力されたときに前記第二のバルブおよび前記第三のバルブに対し閉止の指示を出す指示部と、を有しているセーフティシステムである。

本発明（４）に備えられている制御装置には流体回路に関する情報が保存されており、オペレータが取り外そうとする第一のバルブの情報、例えば、流体回路中の第一のバルブに付けられた番号等を入力部に入力すると、制御装置の演算部は、第二のバルブおよび第三のバルブを即座に特定して、第二のバルブおよび第三のバルブに対し閉止の指示を指示部より出す。

このように、制御装置内に流体回路の情報が保存されており、取り外すバルブの情報を入力するだけで、制御装置が正確に閉じるべき第二のバルブおよび第三のバルブを特定してくれるので、複雑に入り組んだ流体回路であって、第二のバルブおよび第三のバルブが数多くある場合であっても、正しく閉じるべき第二のバルブおよび第三のバルブを特定することができ、ヒューマンエラーを防止することができる。

本発明（５）は、本発明（４）に記載のセーフティシステムであって、前記第二のバルブおよび第三のバルブは遠隔操作が可能なバルブであり、前記制御装置は、前記第二のバルブおよび第三のバルブと有線または無線でつながっていることを特徴とするセーフティシステムである。

第二のバルブおよび第三のバルブが、遠隔操作が可能なバルブであるので、制御装置の指示部が、有線または無線でつながった第二のバルブおよび第三のバルブにバルブを閉じるための信号を送れば、オペレータがわざわざ現場に行かなくとも、第二のバルブおよび第三のバルブを自動で閉じることができる。

本発明のセーフティシステムによると、流体回路に備えられたバルブをメンテナンス等のために流体回路から取り外す際に、閉じるべきバルブを容易かつ正確に特定することができる。

図１は、複数のバルブが備えられた流体回路の模式図を示す。 図２は、第一のバルブが取り外された際に、制御装置から第二のバルブおよび第三のバルブに対して閉じる信号を出している模式図を示す。 図３は、配管とバルブの間の接続部にセンサが取り付けられた実施例を示す。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。

図１は、Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４の４つのバルブが備えられている流体回路を示し、流体の流れを矢印で示している。流体は、左端のバルブＶ_１を通過した後に、バルブＶ_２に流れ込み、その後、２つに分岐してバルブＶ_３とＶ_４を通過して右方向に流れ出ている。全てのバルブはＯＮ（開）状態で、流体は全てのバルブを通過できる状態になっている。

それぞれのバルブＶ_ｉ（ｉ＝１〜４）には上流側接続部Ｆ_ｉｕ（ｉ＝１〜４）と下流側接続部Ｆ_ｉｄ（ｉ＝１〜４）が設けられ、これらの接続部によりバルブＶ_ｉは配管に取り付けられている。

この流体回路において、第一のバルブにあたるバルブＶ_２をとりはずすためには、第二のバルブにあたるバルブＶ_１、第三のバルブにあたるバルブＶ_３，Ｖ_４を全て閉止する作業を行う必要がある。

図２は、図１の流体回路においてバルブＶ_２の取り外しされつつある状況をしめしている。

図２に示す実施例では、上流側接続部Ｆ_２ｕと下流側接続部Ｆ_２ｄの両方にセンサが備えられており、接続部Ｆ_２ｕとＦ_２ｄの何れかの分離をセンサが検知することが可能となる。

接続部Ｆ_２ｕとＦ_２ｄに備えられたセンサが接続部の分離を検知すると、センサからの信号が受信部13に送られて、制御装置10内の回路（図示せず）で処理されたのちに、処理された信号が指示部14から第二のバルブであるＶ_１および第三のバルブであるＶ_３、Ｖ_４にバルブを閉じるための信号が送られて、Ｖ_１、Ｖ_３およびＶ_４のバルブは閉じられる。図２では、受信部、発信部にはそれぞれ受信アンテナ11、発信アンテナ12が設けられ、信号の送受信には無線が用いられるが、有線を用いて信号の送受信を行ってもよい。

また、センサから制御装置へ信号が発信されるとともに、バルブＶ_２に設けられた電子タグからバルブ情報が受信部へ向けて発信されることも考えられる。ここでのバルブ情報は、予め付与された番号等のバルブを特定することが可能な情報であり、制御装置に予め保存された流体回路の情報と照らし合わせることで、バルブＶ_１、Ｖ_３およびＶ_４を、バルブを閉じるための信号を送る対象として特定することができる。

なお、バルブ情報はこれに限らず、バルブの種類、型番、製造番号、流体回路に設置した年月日、前回のメンテナンスを行った年月日等も保存することができ、オペレータはこの情報を用いてより適切な作業を行うことができる。

図２に示す実施例では、バルブの接続部Ｆ_ｉｕ，Ｆ_ｉｄの接続を緩めると、それを検知するセンサが反応して制御装置10からバルブを閉じるための閉信号が送信されるが、バルブの接続部Ｆ_ｉｕ，Ｆ_ｉｄにセンサが備えられていない場合においては、制御装置10には、流体回路の情報が保存されているので、取り外しを行うバルブの情報をオペレータが制御装置10の入力部15に入力して第一表示部16に表示させ、制御装置10が閉じるべき第二のバルブと第三のバルブを特定して第二表示部17に表示させることによってオペレータに知らせることができる。さらに、第二のバルブと第三のバルブに対して閉信号を送信することができる。

図３は、ボールバルブ20と配管25との間の接続部30を示している。ボールバルブ20は、上流側と下流側の左右端におねじ部22を有している。配管25との接続のための接続部30は、内部にめねじが切られた袋ナット21、フロントリング23およびバックリング24を含んでいる。センサ26は、バックリング24と袋ナット21との間に備えられている。

配管25の端部に袋ナット21、環状のバックリング24、環状のフロントリング23をはめ、袋ナット21とバックリング24との間に納まるようにセンサ26を取り付けて、配管25をおねじ部22の内部に挿入した上で袋ナット21のめねじとおねじ部22のおねじとを螺合して締結する。

この締結によって、センサには圧縮力が加わるのでセンサが圧力センサであれば締結時の圧力が保持され、センサが歪みセンサであれば締結時の歪みが保持される。

この保持される圧力や歪みが、接続部30が緩められると解放され、センサ26はその変化を検知して外部に信号を発信する。信号の伝達は、有線（図示せず）で伝達される場合や図２に示すような無線で伝達される場合がある。有線で信号を取り出す場合は、図２に示す実施例では、袋ナット21に貫通孔（図示せず）を設けて、その貫通孔にセンサ26につながるリード線（図示せず）を通せばよい。

センサ26の形状はチップ状、リング状等特に制限はなく、センサ26の数量も１個でもよく、図２に図示する通り複数個でもよい。

センサ26は、圧力センサや歪みセンサに限るものではない。接触センサや位置センサ等を用いても接続部材が外れているかどうかの確認を行うことができる。

センサ26を配置・埋め込む方法は、金属製部材に凹所を設け、その中にセンサを設置して接着剤等を用いて埋め込む方法、凹所にセンサを圧入嵌合する方法、ロウ付けによる方法、粉末冶金焼結による方法などの種々の方法によっておこなうことができるが、それらに限定されることはない。

なお、図３の実施例では、２圧縮リング方式の継手にセンサ26が取り付けられているが、継手の方式はこれに限るものではない。

Ｖ_ｉ：バルブ
Ｆ_ｉｕ：上流側接続部
Ｆ_ｉｄ：下流側接続部
１０：制御装置
１１：受信アンテナ
１２：発信アンテナ
１３：受信部
１４：指示部
１５：入力部
１６：第一表示部
１７：第二表示部
２０：ボールバルブ
２１：袋ナット
２２：おねじ部
２３：フロントリング
２４：バックリング
２５：配管
２６：センサ
３０：接続部

Claims (5)

1. 配管に複数のバルブが接続された流体回路と制御装置とを備える流体回路のセーフティシステムであって、
   前記流体回路は、上流側配管に接続された上流側接続部と、下流側配管に接続された下流側接続部とを有する第一のバルブと、
   前記第一のバルブの上流側に設けられた第二のバルブと、
   前記第一のバルブの下流側に設けられた第三のバルブと、を有し、
   前記上流側接続部と前記下流側接続部の少なくとも一方には、前記各配管と前記各接続部との接続分離を検知するセンサが備えられており、
   前記制御装置は、前記センサが前記各配管と前記各接続部との分離を検知したときに前記第二のバルブおよび前記第三のバルブに対し閉止の指示を出す指示部を有しているセーフティシステム。
2. 前記第一のバルブには、当該バルブの情報を特定する電子タグが備えられており、
   前記センサが反応すると、当該電子タグは、前記情報を前記制御装置に備えられた受信部へ送信するようになされており、
   前記制御装置は、前記情報および予め制御装置に保存された流体回路の情報を元に、前記第二のバルブおよび前記第三のバルブを特定することを特徴とする請求項１に記載のセーフティシステム。
3. 請求項１または２に記載のセーフティシステムであって、
   前記第二のバルブおよび第三のバルブは遠隔操作が可能なバルブであり、
   前記制御装置は、前記第二のバルブおよび第三のバルブと有線または無線でつながっていることを特徴とするセーフティシステム。
4. 配管に複数のバルブが接続された流体回路と制御装置とを備えるセーフティシステムであって、
   前記流体回路は、第一のバルブと
   前記第一のバルブの上流側に設けられた第二のバルブと、
   前記第一のバルブの下流側に設けられた第三のバルブと、を有し、
   前記制御装置は、前記第一のバルブの取り外し情報が入力される入力部と、
   前記入力部に取り外し情報が入力されたときに前記第二のバルブおよび前記第三のバルブに対し閉止の指示を出す指示部と、を有しているセーフティシステム。
5. 請求項４に記載のセーフティシステムであって、
   前記第二のバルブおよび第三のバルブは遠隔操作が可能なバルブであり、
   前記制御装置は、前記第二のバルブおよび第三のバルブと有線または無線でつながっていることを特徴とするセーフティシステム。
   

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