特許 7465627 安全弁の性能を監視するための圧縮ばねの変形の測定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-03

(45)【発行日】2024-04-11

(54)【発明の名称】安全弁の性能を監視するための圧縮ばねの変形の測定

(51)【国際特許分類】

   F16K 37/00 20060101AFI20240404BHJP

   F16K 17/04 20060101ALI20240404BHJP

【ＦＩ】

F16K37/00 F

F16K17/04 E

【請求項の数】 9

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2019006731

(22)【出願日】2019-01-18

(65)【公開番号】P2019152330

(43)【公開日】2019-09-12

【審査請求日】2022-01-17

(31)【優先権主張番号】15/878,152

(32)【優先日】2018-01-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】502122473

【氏名又は名称】ドレッサ エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅｓｓｅｒ，ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】110002871

【氏名又は名称】弁理士法人坂本国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ロジャー・デール・ダンジー

(72)【発明者】

【氏名】ラジェッシュ・キリシュヴァサン

【審査官】大内 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－２０１３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９７９３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０５６１８７５５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】実開平４－５４３７３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１８－６６６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ ３７／００

Ｆ１６Ｋ １７／００－１７／１６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁座（１１２）に対して移動可能な閉鎖構成要素（１１０）、及び前記閉鎖構成要素（１１０）と結合された予荷重ユニット（１１４）を備え、前記予荷重ユニット（１１４）は圧縮ばね（１１８）を備える、弁機構（１０８）と、
前記圧縮ばね（１１８）上に配設されたひずみゲージ（１２０）であって、前記ひずみゲージ（１２０）が前記圧縮ばね（１１８）の両端から離れた巻き部分に固定されたひずみゲージ（１２０）と、
前記ひずみゲージ（１２０）に接続された処理ユニット（１３２）と、
を備え、
前記処理ユニット（１３２）は、プロセッサと、当該プロセッサに接続され、実行可能命令が記憶されたメモリを備え、当該実行可能命令を実行することで、
前記ひずみゲージ（１２０）からのひずみデータを分析して当該ひずみデータ自体から最大ひずみ及び最小ひずみを検出し、
前記最大ひずみ及び最小ひずみに基づいて、前記ひずみデータの少なくとも一部における、前記弁座（１１２）に対する前記閉鎖構成要素（１１０）の経時的な移動を定量化して、前記弁座（１１２）に対する前記閉鎖構成要素（１１０）の開いている時間及び開かれた距離に応じて前記弁座（１１２）を流れる流体の体積を計算するように構成されている、安全弁（１００）。

【請求項2】

前記ひずみゲージ（１２０）はホイートストンブリッジ回路を備える、請求項１記載の安全弁（１００）。

【請求項3】

前記ひずみゲージ（１２０）は、前記圧縮ばね（１１８）に接着される電気回路を備える、請求項１又は２記載の安全弁（１００）。

【請求項4】

前記ひずみゲージ（１２０）と結合された無線通信機（１３０）
を更に備える、請求項１から３のいずれか１項記載の安全弁（１００）。

【請求項5】

前記処理ユニット（１３２）は、前記ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、前記圧縮ばね（１１８）のばね力を計算するように構成されている、請求項１から４のいずれか１項記載の安全弁（１００）。

【請求項6】

前記処理ユニット（１３２）は、前記ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、前記圧縮ばね（１１８）の変形を判定するように構成されている、請求項１から５のいずれか１項記載の安全弁（１００）。

【請求項7】

前記処理ユニット（１３２）は、前記ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、前記圧縮ばね（１１８）の変形が設定圧力に関連する閾値基準から逸脱するとの警告を生成するように構成されている、請求項１から６のいずれか１項記載の安全弁（１００）。

【請求項8】

前記処理ユニット（１３２）は、前記ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、前記圧縮ばね（１１８）を圧縮するために必要な圧力を判定するように構成されている、請求項１から７のいずれか１項記載の安全弁（１００）。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか１項記載の安全弁（１００）と、
前記安全弁（１００）のひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、前記安全弁（１００）の圧縮ばね（１１８）を圧縮するために必要な前記安全弁（１００）の閉鎖構成要素（１１０）に対する圧力を判定するように構成された、監視ユニット（１０２）と、
を備える、システム（１２２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、安全弁の性能を監視するための圧縮ばねの変形の測定に関する。

【背景技術】

【0002】

熱水力が関与する発電プラントでは、冷却水及び蒸気を運ぶラインに対する圧力の急激な増加からの保護を行う「フェ－ルセーフ」デバイスを使用する。これらのデバイスは、「安全」弁又は「圧力解放」弁としても知られ、設備を又は施設のある部分を損傷させる可能性のある、「超過圧力」状態を回避するために必要である。特に原子力施設において、大きな損傷が生じる可能性のあることは、操作者がこれらのデバイスの性能を監視しなければならない理由の１つである。安全弁が設定された規制性能規準を満たすことを保証するために、安全弁の性能を評価するための定期的な点検もまた必要である。これらの点検は多くの場合、安全弁が開いて処理ラインにおける圧力が緩和されるときの圧力を規定する、設定圧力（又は「設定点」）に重点を置いている。ただ１つのデバイスが、例えば設定圧力の僅か１％の不具合を起こしても、操作者はその施設内のありとあらゆるデバイスを評価する必要があり得る。施設内には何百という安全弁があるので、この「フリート」評価のために、操作者は労働と中断時間の両方において負担を強いられる場合がある。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本開示の主題は、これら包括的なフリート評価の結果生じることの多い、高コストの労働と施設の中断時間とを回避するための改善に関する。本明細書において特に対象となるのは、圧縮コイルばねなどの荷重を生む構成要素の、機械的特性を反映したデータを生成する安全弁である。このデータは、安全弁の設定点及び動作に関わる他の計測値と、良好に相関している。このように、本実施形態では、通常義務付けられているあらゆる性能点検とは別に、プラントの操作者及び技術者に、要件を満たさない可能性のある性能欠陥に対する警告を発して、適時の保守又は評価を促進するための手段が提供される。

【0004】

本明細書における実施形態は、弁組立体の性能を監視する従来の慣行を上回る利点を提供する。それらの慣行ではひずみゲージを用いる場合があるが、これらのゲージからのデータは通常、（弁の上流の）流体圧力、又は弁棒（若しくはスピンドル）などの構成要素のひずみに関連するものである。他方で、圧縮ばねは、これがひずみゲージを装着するためのより大きい面積を提供することから、及び、圧縮ばねが、デバイスの動作への感度が特に高いことから、ひずみの測定により適している。この感度の高さは設定圧力を予測するのに特に有用であり、このことが以下の表１及び表２に示されている。これらの表では、異なる設定圧力に関して定格を定められた、圧縮ばね（「ばね」）の計算されたひずみ値と、弁上のスピンドル、圧縮ねじ（「ねじ」）、及びばねワッシャ（「ワッシャ」）などの、他の構成要素の計算されたひずみ値とが比較されている。

【0005】

【表1】

【0006】

【表2】

上記の表１及び表２中の値に関する計算は、下記の表３に記載した参考文献に基づいている（変量及び前提条件を説明するデータについては、図７、図８、図９、及び図１０を参照）。

【0007】

【表3】

上記の表１及び表２中の情報は、ばねにおいて測定したひずみが、弁組立体上にある他の構成要素（例えば、ねじ、ワッシャ、スピンドル、等）において測定したひずみよりも、少なくとも６０％大きいことを示している。これらの発見は、本実施形態の方が、性能特性の非常に小さい変化を検出する可能性がより高いことを示しているが、その理由は、そのような変化がもたらすひずみの変化は、弁組立体上の他の構成要素上では小さすぎて測定できないと考えられるからである。

【0008】

以下では、下記の添付の図面を手短に参照する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】安全弁の例示的な実施形態の概略図である。

【図2】図１の安全弁からのデータを処理するための方法の例示的な実施形態の流れ図である。

【図3】データを送信するための構造を有する図１の安全弁の概略図である。

【図4】データを処理し送信するための構造を有する図１の安全弁の概略図である。

【図5】ウェブサーバを使用してネットワークを介してデータを送信するための構造を有する、図１の安全弁の概略図である。

【図6】図１の安全弁に関する例示的な構造の斜視図である。

【図7】図６の安全弁において使用される圧縮ばねのひずみ値を計算するために使用するデータの表である。

【図8】図６の安全弁において使用される圧縮ねじのひずみ値を計算するために使用するデータの表である。

【図9】図６の安全弁において使用されるばねワッシャのひずみ値を計算するために使用するデータの表である。

【図10】図６の安全弁において使用されるスピンドルのひずみ値を計算するために使用するデータの表である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

同様の参照符号は、適用可能である場合、いくつかの図の全てにわたって、同一の又は対応する構成要素及びユニットを指す。これらの図は、特に指示がない限り正確な縮尺では描かれていない。本明細書に開示する実施形態には、いくつかの図のうちの１つ若しくは複数に現れる要素、又は、いくつかの図の組み合わせに現れる要素が含まれ得る。更に、方法は例示的なものに過ぎず、例えば、個々の段の順序変更、追加、削除、及び／又は変更を行うことによって、修正することができる。

【0011】

以下の考察では、処理ライン上の所定位置において、その場でデータを生成できる安全弁の実施形態について記載する。本実施形態では構成要素、すなわち圧縮ばねの機械的特性を測定するが、このことは、安全弁の近傍における周囲温度若しくは湿度、デバイスの上流及び下流の流体圧、又は更には、弁棒などの特定の部品の物理的条件（例えば位置）若しくは機械的特性といった、動作条件に重点を置く従来の慣行とは異なっている。他方で、圧縮ばねはデバイスの動作への感度が特に高いので、この構成要素の使用は有益である。結果的に得られるデータは、設定点の変化を予測するのに有用である。追加の利点として、このデータは、安全弁が開いて圧力が緩和されたことを示すこと、及び、デバイスの動作に関わる他の動作計測値の中でも特に、失われた物質の体積を計算するための基礎を提供することができる。これらの特徴により、プラントの操作者は便益を得ることができ、理想的には、義務付けられた点検の結果生じ得る高コストで時間のかかる分析（及び保守）を回避することができる。他の実施形態は、本主題の範囲内にある。

【0012】

図１には、安全弁１００の例示的な実施形態の全体的な概略図が描かれている。この実施形態は、信号１０４を介してデータが交換される監視ユニット１０２と結合されてもよい。監視ユニット１０２はまた、コンピュータ（例えば、ラップトップ若しくはデスクトップ）又はハンドヘルドデバイス（例えば、タブレット若しくはスマートフォン）などの、遠隔の端末１０６と結合されてもよい。示されているように、安全弁１００は、閉鎖部材１１０と弁座１１２とを有する、弁機構１０８を備えてもよい。閉鎖部材１１０に対する荷重Ｌを生成するために、所定位置に予荷重ユニット１１４がある。予荷重ユニット１１４はこの目的のために、ばね力Ｆを生成する付勢構成要素１１６、例えば圧縮コイルばね１１８を含んでもよい。センサ１２０は、圧縮ばね１１８と結合されてもよい。

【0013】

大まかに言えば、安全弁１００は、デバイス上の構成要素に関連するデータを生成するように構成されてもよい。これらの構成は、変形、例えば圧縮ばね１１８のひずみを測定してもよい。ひずみの変化は、安全弁１００の性能に影響し得る様々な要因の結果として生じる。ひずみは、ばね力Ｆを変動させ安全弁１００の設定点に不利に作用する、圧縮ばね１１８の「弛緩」を特定するのに、特に有益である。ばねの弛緩を引き起こし得る要因としては、（ａ）高い周囲温度への暴露、（ｂ）高い周囲温度への長時間の曝露、（ｃ）周期的な温度変化への長時間の曝露、（ｄ）動作温度の変化、（ｅ）圧力解放弁の荷重のかかる部品の材料特性の劣化、（ｆ）圧力解放弁の部品の永久変形、（ｇ）デバイスの動作上の不具合（例えば、ハングアップ、かじり、局所的な降伏、等）、（ｈ）入口フランジにおける管の荷重、及び（ｉ）出口フランジにおける管の荷重、を特に挙げることができる。大規模な施設では、操作者は、本実施形態をデバイスのフリート全体にわたって活用して、例えば、義務付けられた任意の点検の前に適切な予防保守又は修理が行われるのを保証することができる。この特徴により、義務付けられた点検においていずれか１つのデバイスが不合格になる可能性を大きく低減することができ、したがって、施設に計画外の追加の中断時間をもたらし得る、実行するのにコストのかかる全体的なフリート評価を行う必要を、無くすことができる。

【0014】

監視ユニット１０２は、ひずみデータを処理するように構成されてもよい。これらの構成により、安全弁１００の設定点又は動作に関わる他の計測値を予測する値を、定量化（又は定性化）することができる。端末１０６は、プラントの操作者が検討できるようにこれらの値を表示する、対話型ユーザインタフェースを提供してもよい。このインタフェースは、プラントの操作者がリアルタイムで又は安全弁１００の動作と並行して安全弁１００の性能を容易に評価できるようにする形で、値を提示してもよい。

【0015】

弁機構１０８は、超過圧力状態からの保護をもたらすように構成されてもよい。これらの構成は、熱水力が関与する発電プラント、例えば原子力施設で使用することが考えられ、これらのプラントではボイラ又は原子炉の温度を放散させるために、非常に高圧の冷却水が流される。ただし本開示では、本明細書中の概念が、ある範囲にわたる圧力の液体を取り扱う同様の状況に置かれたデバイス及びシステムに適用され得ることを企図している。典型的には、デバイスは初期状態において、閉鎖構成要素１１０が弁座構成要素１１２と接触した状態で、閉位置にある。構成要素１１０、１１２の好適な構造では、金属対金属の封止が作り出される。この特徴は、極端な温度又は圧力の下で並びに腐食性物質又は危険物質があっても、弁１０８が動作できるようにするのに、有益である。

【0016】

予荷重ユニット１１４は、閉鎖構成要素１１０の下流の高圧下であっても金属対金属の封止を維持するように構成されている。これらの構成は、付勢構成要素１１６に予荷重を加えるための機構を含んでもよい。これらの機構は、安全弁１００をその閉位置に維持して弁座１１２を通って物質が流れるのを防止するための荷重Ｌを達成するために必要なばね力Ｆを生成する量だけ、圧縮ばね１１８を圧縮することができる。荷重Ｌを上回る閉鎖構成要素１１０の下流の圧力により、圧縮ばね１１８が圧縮されて、閉鎖構成要素１１０が弁座１１２から離れるように移動させられ得る。この開位置において、弁座１１２を通って物質が流れることになる。安全弁１００は、閉鎖部材１１０の下流の圧力が荷重Ｌよりも低くなって、圧縮ばね１１８がその以前の閉位置に戻ることができるようになるまで、開いたままである。

【0017】

センサ１２０は、圧縮ばね１１８の変形における何らかの変化を測定するように構成されてもよい。好適なデバイスは、非常に小さいひずみの変化（例えば、ねじりひずみ、軸ひずみ、曲げひずみ、又はせん断ひずみ）に応答し得る。ただし本開示では、圧縮ばね１１８に関する温度（例えば表面温度）又は類似の変量への感度が高いデバイスもまた含まれ得ることを企図している。例示的なひずみゲージは、例えば、薄いキャリア又は基板上に配設された、グリッドを形成するように配置構成されている結合された金属ワイヤ又は金属箔からできている、電気回路を備えてもよい。１つの例示的な配置構成では、ホイートストンブリッジ回路が形成されるが、他の配置構成も同様に広く用いられ得る。ホイートストンブリッジ回路は、その抵抗率が圧縮ばね１１８のひずみに比例するので、有用である。キャリアは、エポキシなどの接着剤、又は他の好適に配置された材料を使用して、圧縮ばね１１８に固定されてもよい。電気回路及びひずみゲージ用の他の構成要素を、圧縮ばねの材料の表面に又は中にプリント、エンボス加工、又は刻設するための技術は、デバイスの製造にとっても有用となる場合がある。

【0018】

図２には、安全弁１００からのデータを使用するための例示的な方法２００の流れ図が示されている。この図には、コンピュータが実装する１つ又は複数の方法及び／又はプログラムに関する実行可能命令を具現化し得る段の概要が示されている。これらの実行可能命令は、監視ユニット１０２にファームウェアまたはソフトウェアとして記憶されてもよい。この実施形態における各段は、いくつかの実施形態では、変更する、組み合わせる、省略する、及び／又は並び替えることができる。

【0019】

方法２００の実施により、安全弁１００の性能診断が可能になり得る。方法２００は、段２０２において、センサからのひずみデータを受信することと、段２０４において、ひずみデータの分析を行って動作に関わる計測値を得ることと、を含んでもよい。方法２００はまた、段２０６において、動作に関わる計測値を閾値基準と比較することも含んでよい。方法２００は、段２０８において、動作に関わる計測値と閾値基準との間の関係を反映した出力を生成することを更に含んでもよい。

【0020】

段２０２において、監視ユニット１０２は、センサ１２０からひずみデータを受信してもよい。ひずみデータは、安全弁１００が事前に設定された入口圧力で開くことを可能にする、圧縮ばね１１８の変形と相関し得る。この段は、例えば固定されたいくらかの時間期間又は間隔で、センサからデータをサンプリングするための段を含んでもよい。サンプリングはまた、施設において出力される計測値を測定する、システム制御部からのトリガ又は警告に応答して行われてもよい。システムはまた、データを連続的に「ストリーム送信」させてもよい。この特徴により、データをストレージメモリ（又はリポジトリ）に記憶する（又は書き込む）ための、追加の段が必要となる場合がある。

【0021】

段２０４では、監視ユニット１０２は、ひずみデータの分析を行ってもよい。この分析は、ひずみデータを処理又は使用して弁１０８にかかる「合力」を計算するための段を含んでもよい。上記したように、（圧縮ばね１１８の）ひずみはばね力に比例するので、ひずみデータが好ましい。合力は、弁１０８をその閉位置に維持する、ばね力及び他の弁構成要素の重力による重量の両方から成る。次に、更なる分析により、事前に設定された入口圧力に応じて、この合力を、弁１１２の設定点又は圧縮ばね１１８を圧縮するために必要な圧力と一致させることができる。他の分析は、データを使用して閉鎖構成要素１１０の移動を判定するための段を含んでもよい。これらの段は、データの最大値及び最小値を検出することを含んでもよく、これらの値は、弁１０８の状態の変化と相関する、その開位置とその閉位置との間などでの移動を記述し得る。このようにして、方法２００は、弁１０８が「開く」若しくは「閉じる」両方の回数を、又は、弁１０８が開いた（若しくは閉じた）ままである時間を、定量化する値に到達し得る。「開いている」時間及び開かれた距離は、弁１０８を通して放出される流体の体積を示す根拠となり得る。

【0022】

段２０６において、監視ユニット１０２は、計測値を閾値基準と比較してもよい。この段は、例えば安全弁１００の「スタンプ付きの」設定点として、閾値基準を割り当てるための段を含んでもよい。スタンプ付きの値の例としては、ＡＳＭＥ ＢＰＶＣ Ｓｅｃｔｉｏｎ ＸＩの要件に従うものを挙げることができる。

【0023】

段２０８において、監視ユニット１０２は、出力を生成してもよい。この段は、安全弁１００に関する潜在的な性能問題を示す警告を生成してもよい。これらの問題は、上記したスタンプ付きの設定点を含む、安全弁１００に関する工場設定からの変化と、軌を一にしている場合がある。この警告は、操作者に安全弁１００に関する設定の変更を促してもよい。例えば、この警告は、圧縮ばね１１８の圧縮の量を増加又は減少させてばね力を変化させるように、操作者が予荷重ユニット１１４を調節することを要求してもよい。この特徴により、通常の評価期間外で、操作者が安全弁１００の設定点を調整して、規制性能規準に適合する状態に戻すことが可能になり得る。

【0024】

図３には、安全弁１００が、センサ１２０からのひずみデータの処理を助け得る監視システム１２２の一部として、概略的に描かれている。監視ユニット１０２は、安全弁１００の構造に固着される搭載デバイス１２４を含んでもよい。搭載デバイス１２４は、例えば、ワイヤ又はケーブルを具現化し得る接続部１２６を介して、センサ１２０と結合されてもよい。搭載デバイス１２４の構造は、接続部１２６と接続されるように構成された基板１２８、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）を活用してもよい。ＰＣＢ１２８はまた、様々なデータ処理機能を共に助長するために、複数の個別のデバイス（例えば、圧力変換器、温度センサ、音響センサ、等）を支持し、１つに接続してもよい。これらの個別のデバイスには、信号１０４を送受信するように構成され得る、通信ユニット１３０が含まれてもよい。１つの実装形態では、これらの構成は、ひずみデータを（信号１０４を介して）安全弁１００から処理ユニット１３２へとワイヤレスに送信するために、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、又は類似のワイヤレス若しくはセルラーのプロトコルを活用する無線通信又はアンテナの使用に対応する機能性を有してもよい。ただし本開示は、処理ユニット１３２と接続するためのワイヤ又はケーブルを受けるためのコネクタを搭載デバイス１２４が含む必要もあることを、排除するものではない。処理ユニット１３２の例としては、演算コンポーネント、例えば、プロセッサ１３４及び実行可能命令１３８が記憶されたメモリ１３６を挙げることができる。これらの構成要素は、ＰＣＢ１２８上に別々に定置されてもよく、又は、マイクロコントローラに見られるように１つに統合されていてもよい。Ｉ^２Ｃインタフェースなどのバス構造１４０により、演算コンポーネント１３４、１３６、１３８の間でのデータの交換が可能になり得る。

【0025】

図４には、図２のシステム１２２の概略図が描かれている。搭載デバイス１２４は、処理ユニット１３２を含んでもよい。この特徴により、安全弁１００はデータを処理するための機能性をも備えることができ、この場合、動作に関わる計測値についての「値」が端末１０６に送られて、ユーザインタフェース上に表示される。この特定の設計を実装するためのこの追加の処理機能性に安全弁１００が対応できるかどうかは、電力の利用可能状況による場合がある。

【0026】

図５には、図２のシステム１２２の概略図が描かれている。システム１２２は、搭載デバイス１２４と端末１０６との間の通信を容易にするために、ネットワーク１４２を活用してもよい。実行可能命令１３８により、データ及び情報をフォーマットしネットワーク１０６を介して端末１０６に「提供する（ｓｅｒｖｅ ｕｐ）」ように搭載デバイス１２４を構成する、「ウェブサーバ」を実装してもよい。このウェブサーバにより、最終使用者は、データの分析及び検討のために、端末１０６上でウェブベースのブラウザを使用することが可能となり得る。この特徴により、事実上、安全弁１００を自律的診断プラットフォームとして具現化できる。ウェブブラウザを介した双方向遠隔アクセスにより、最終使用者は更に、単一の場所からの、安全弁１００又はこれに対応するフリートの制御、及びこれらへのアクセスが可能になる。

【0027】

ネットワーク１４２は、資産管理プラットフォーム（Ａｓｓｅｔ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｌａｔｆｏｒｍ、ＡＭＰ）の一部として構成されてもよい。Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ（「ＧＥ」）から入手可能なＰｒｅｄｉｘ（商標）プラットフォームは、製造者の資産知見を組み込むことを可能にする、現行技術の最先端のツール及びクラウドコンピューティング技法によって実現した、ＡＭＰ技術の新規な具体例であり、一式の開発ツール及びベストプラクティスにより、資産使用者がソフトウェアと運用との間のギャップに橋渡しして、能力を向上させ、革新を助長し、最終的に経済的な価値をもたらすことが可能になる。そのようなシステムの使用を通して、本明細書での安全弁などの産業資産の製造者及び操作者は、産業資産自体、かかる資産のモデル、及びかかる資産の産業上の運用又は応用についてのその理解を活用するための独自の環境に置かれ、資産知見を通して業界顧客にとっての新しい価値を生み出すことが可能になる。

【0028】

ネットワーク１４２、並びに産業資産を管理するための他のシステム及び方法は、産業分野向けモノのインターネット（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ、ＩＩｏＴ）を含み得るか、又はその一部であり得る。ある例では、ＩＩｏＴにより、安全弁などの産業資産が、何らかの意味のある方法で、インターネット若しくはクラウドに、又は互いに接続される。本明細書に記載するシステム及び方法は、「クラウド」又は遠隔の若しくは分散した演算リソース又はサービスを使用することを含み得る。クラウドを使用して、１つ又は複数の産業資産を表す情報又はそれに関する情報を、受信する、中継する、送信する、記憶する、分析する、又はそれ以外で処理することができる。ある例では、クラウドコンピューティングシステムは、少なくとも１つのプロセッサ回路と、少なくとも１つのデータベースと、クラウドコンピューティングシステムとデータ通信を行う複数の使用者又は資産と、を含む。クラウドコンピューティングシステムは、特定のタスクを行うように、例えば、資産の保守、分析、データ保管、セキュリティ、又は他の何らかの機能と関連したタスクを行うように構成された、１つ若しくは複数の他のプロセッサ回路若しくはモジュールを更に含み得るか、又はこれらと結合され得る。

【0029】

一般に、ＩＩｏＴを可能にするために産業資産を遠隔演算リソースと統合することは、多くの場合、特定の産業とは及びコンピュータネットワークとは別個の異なる技術的な困難を伴う。分散した演算リソースとの間でデータを送受信するために、所与の産業資産を、新規なインタフェース及び通信プロトコルを備えるように構成する必要のある場合がある。所与の産業資産が、コスト、重量、セキュリティ、性能、信号インタフェースなどに関して厳しい要件を有する場合があり、このため、そのようなインタフェースを実現することが、産業資産を汎用コンピューティングデバイスと組み合わせることと同程度に簡単であることは稀である。

【0030】

実施形態では、遠隔の演算プラットフォーム及びフレームワークを介して、産業資産との通信及びこれら資産の構成を容易にして、これらの課題及び特定の産業分野とＩＩｏＴとが交わる結果生じる他の課題に対処するための、改善されたインタフェース、技法、プロトコル、及びアルゴリズムを実現し得る。改善は、この点に関して、これらの遠隔演算プラットフォーム及びフレームワークを用いて特定の産業資産（例えば安全弁）の使用に関連する特定の課題に対処するこれらの産業資産に関連する特定の困難に対処する改善と、更に、産業資産の構成、分析、及び遠隔管理用の改善された機構を提供するためのプラットフォーム自体の運用に関連する困難に対処する改善と、の両方に関連し得る。

【0031】

図６には、安全弁１００に関する構造の斜視図が描かれている。構造は、１対の開口部（例えば、第１の開口部１４８及び第２の開口部１５０）を有する堅牢な流体継手１４６を形成する、本体１４４を含んでもよい。流体継手１４６は、冷却流体と、原子力施設及び類似の発電プラントに通常見られる、結果的に生じる蒸気と、の両方の圧力に対応できるように構成されてもよい。これらの構成は、管Ｐ１と管Ｐ２との間を流体が流れるための流体通路を形成するような、典型的には鋳造、鍛造、又は機械加工した金属の構造を有してもよい。フランジ１５２（又は他の連結接続部）が、開口部１４８、１５０において管Ｐ１、Ｐ２に結合するために、流体継手１４６に設けられていてもよい。確実な接続を保証するために、ボルトなどの固定具を使用してもよい。構造はまた、流体継手１４６に取り付けられる構造部材１５６を有する、ボンネット１５４も有してよい。構造部材１５６は、様々な構造のものであってよい。ボンネット１５４の上に機械式アクチュエータ１５８が定置されてもよい。機械式アクチュエータ１５８は、圧縮ばね１１８に予荷重を加えるために、予荷重ユニット１１４と結合されてもよい。

【0032】

前述の考察に照らせば、発電プラント及び類似の施設は、ひずみ（又は他の機械的特性）の直接的な尺度を提供する本明細書の実施形態の使用により、便益を得ることができる。結果的に得られるデータは、デバイスの性能の変化を特定するための基礎を形成し得る。技術的効果として、設定点の変化が検出され、その結果、操作者がそのフリート全体に対して行わなければならないいずれかの義務付けられた点検又は試験の前に、適切な修正を行うことが可能になるということがある。

【0033】

この書面による説明では、最良の形態を含め本発明を開示するために、並びに、任意のデバイス又はシステムの製作及び使用並びに任意の組み込まれた方法の実行を含め、任意の当業者が本発明を実践できるようにするために、例を使用している。単語「ａ」又は「ａｎ」に続けて単数形で記載された要素又は機能は、複数の当該の要素又は機能を除外することが明示的に記載されていない限りは、そのような除外をしないものと理解されるべきである。特許請求される発明の「１つの実施形態」への言及は、記載された特徴を同様に組み込んだ更なる実施形態の存在を除外するものとして解釈されるべきではない。更に、各請求項は、本発明の特許可能な範囲を定めるいくつかの例に過ぎない。この範囲は、当業者が想到する他の例を含むこと及び企図することができる。そのような他の例は、これらが特許請求の範囲の文字通りの言語と異ならない構造要素を有する場合、又は、これらが特許請求の範囲の文字通りの言語とほとんど異ならない等価な構造要素を含む場合は、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。

【0034】

以下に例を挙げるが、これらの例は、１つ又は複数を他の要素及び条項と組み合わせることのできる特定の要素又は条項を含んでおり、本開示の範囲及び趣旨内で企図される実施形態について記載している。

【0035】

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
弁座（１１２）に対して移動可能な閉鎖構成要素（１１０）、及び閉鎖構成要素（１１０）と結合された予荷重ユニット（１１４）を備え、予荷重ユニット（１１４）は圧縮ばね（１１８）を備える、弁機構（１０８）と、
圧縮ばね（１１８）上に配設されたひずみゲージ（１２０）と、
を備える、安全弁（１００）。
［実施態様２］
ひずみゲージ（１２０）はホイートストンブリッジ回路を備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様３］
ひずみゲージ（１２０）は、ばねに接着される電気回路を備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様４］
ひずみゲージ（１２０）と結合された無線通信機（１３０）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様５］
ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、圧縮ばね（１１８）のばね力を計算するように構成された、処理ユニット（１３２）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様６］
ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して圧縮ばね（１１８）の変形を判定するように構成された、処理ユニット（１３２）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様７］
ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、圧縮ばね（１１８）の変形が設定圧力に関連する閾値基準から逸脱するとの警告を生成するように構成された、処理ユニット（１３２）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様８］
ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して圧縮ばね（１１８）を圧縮するために必要な圧力を判定するように構成された処理ユニット（１３２）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様９］
ひずみゲージ（１２０）からのデータを使用して、弁座（１１２）に対する閉鎖構成要素（１１０）の経時的な移動を定量化するように構成された、処理ユニット（１３２）
を更に備える、実施態様１に記載の安全弁（１００）。
［実施態様１０］
弁座（１１２）、弁座（１１２）に対して移動可能な閉鎖構成要素（１１０）、及び閉鎖構成要素（１１０）を弁座（１１２）と接触した状態に維持するように変形可能な圧縮ばね（１１８）を備える、弁組立体と、
圧縮ばね（１１８）の機械的特性を測定するように構成されたセンサ（１２０）と、
センサ（１２０）からのデータを使用して、圧縮ばね（１１８）を圧縮するために必要な閉鎖構成要素（１１０）に対する圧力を判定するように構成された、監視ユニット（１０２）と、
を備える、システム（１２２）。
［実施態様１１］
機械的特性によって圧縮ばね（１１８）の変形が定まる、実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１２］
機械的特性を反映したデータを生成するために圧縮ばね（１１８）上にセンサ（１２０）が定置される、実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１３］
センサ（１２０）は、機械的特性を反映したデータを生成するために圧縮ばね（１１８）上に定置されるひずみゲージ（１２０）を備える、実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１４］
センサ（１２０）は、機械的特性を反映したデータを生成するために圧縮ばね（１１８）上に定置される電気回路を備える、実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１５］
センサ（１２０）は、機械的特性を反映したデータを生成するために圧縮ばね（１１８）上に定置されるホイートストンブリッジ回路を備える、実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１６］
センサ（１２０）と監視ユニット（１０２）との間でデータを交換するための無線アンテナを更に備える、
実施態様１０に記載のシステム（１２２）。
［実施態様１７］
安全弁（１００）上の圧縮ばね（１１８）上のセンサ（１２０）からのひずみデータを受信することであって、圧縮ばね（１１８）の変形により安全弁（１００）が事前に設定された入口圧力で開くことが可能になる、受信することと、
ひずみデータを使用して、事前に設定された入口圧力に応じて圧縮ばね（１１８）を圧縮するために必要な圧力を判定することと、
圧力が閾値基準から逸脱することに応答して安全弁（１００）に対する予防保守を行わせるように構成されている、出力を生成することと、
を含む、方法（２００）。
［実施態様１８］
閾値基準は安全弁（１００）の設定圧力である、実施態様１７に記載の方法（２００）。
［実施態様１９］
ばね力を高めて圧力を閾値基準に近付けるための、圧縮ばね（１１８）に対する予荷重を特定することを更に含み、出力はこの予荷重を含む予防保守命令を提供する、
実施態様１７に記載の方法（２００）。
［実施態様２０］
ひずみデータが圧縮ばねのばね力に比例することを使用して圧力を計算すること
を更に含む、実施態様１７に記載の方法（２００）。

【符号の説明】

【0036】

１００ 安全弁
１０２ 監視ユニット
１０４ 信号
１０６ 端末
１０８ 弁機構
１１０ 閉鎖部材
１１２ 弁座
１１４ 予荷重ユニット
１１６ 付勢構成要素
１１８ 圧縮ばね
１２０ センサ
１２２ 監視システム
１２４ 搭載デバイス
１２６ 接続部
１２８ 基板
１３０ 通信ユニット
１３２ 処理ユニット
１３４ プロセッサ
１３６ メモリ
１３８ 実行可能命令
１４０ バス構造
１４２ ネットワーク
１４４ 本体
１４６ 流体継手
１４８ 第１の開口部
１５０ 第２の開口部
１５２ フランジ
１５４ ボンネット
１５６ 構造部材
１５８ 機械式アクチュエータ
２００ 方法
２０２ 段
２０４ 段
２０６ 段
２０８ 段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】