(57)【要約】【課題】  圧力調整器判定装置を用いる場合に、その駆動電源を長期間に渡って確保することができるようにする。【解決手段】  この発明の圧力調整器１は、ガス出口通路２０に配置され、ガス流を受けて回転する回転翼４１と、その回転翼４１の軸回転を電気に変換し蓄電する蓄電手段（４５，５）と、その蓄電手段５から電力供給を受けて作動し、調整器本体２の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置６と、を備えることを特徴としている。【選択図】  図１
2006185301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、
ガス出口通路に配置され、ガス流を受けて回転する回転翼と、
上記回転翼の軸回転を電気に変換し蓄電する蓄電手段と、
上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、
を備えることを特徴とする圧力調整器。
【請求項２】
ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、
流入するガスの圧力変動に応じて振動するダイアフラムと、
上記ダイアフラムと一体に取り付けられてダイアフラムとともに振動する磁石と、
上記磁石の磁束が鎖交するように配置されたコイルと、
上記コイルに発生した誘導電流を蓄電する蓄電手段と、
上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、
を備えることを特徴とする圧力調整器。
【請求項３】
ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、
流入するガスの圧力変動に応じて振動するダイアフラムと、
上記ダイアフラムと一体に取り付けられてダイアフラムとともに振動するコイルと、
磁束が上記コイルと鎖交するように配置された磁石と、
上記コイルに発生した誘導電流を蓄電する蓄電手段と、
上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、
を備えることを特徴とする圧力調整器。
【請求項４】
上記圧力調整器判定装置は、
上記圧力調整器で発生する圧力変動を検出する高感度圧力センサと、
上記高感度圧力センサからの検出信号に基づいて、圧力調整器が異常または寿命であるか否かの判別を行う調整器判別手段と、
上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、請求項１から３の何れか１項に記載の圧力調整器。
【請求項５】
上記圧力調整器判定検出装置は、
上記コイルに発生した誘導電流のパルス数をカウントし、パルス数が所定数を超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別する調整器判別手段と、
上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、請求項２または３に記載の圧力調整器。
【請求項６】
上記圧力調整器判定検出装置は、
上記コイルに発生した誘導電流の波高値を検出し、その波高値が所定高さを超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別する調整器判別手段と、
上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、請求項２または３に記載の圧力調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧力調整器は、ガス供給側であるＬＰガスボンベから、ガス消費側であるガスレンジなどの燃焼器にＬＰガスを供給するガス供給通路の途中に設けられている。この圧力調整器は、保安上重要な機器であり、ＬＰガスボンベ交換に伴う点検時に、使用上支障のないものであることを確認することが、法令により義務付けられている。この点検では調整圧力や閉塞圧力を測定し、その測定圧力が正常範囲内に入っているかどうかで判定している。
【０００３】
ところで、この測定圧力は、圧力調整器内部に使用しているダイアフラムなどのゴム部品が劣化してきても、正常範囲内に入っていることが多く、測定圧力からはゴム部品の劣化を発見しにくい。このため、ゴム部品劣化を確認するには、圧力調整器を分解する必要があった。
【０００４】
そこで近年、圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置が提案され、分解することなく、自動的に常時検出できるようにすることが検討されている。
【０００５】
しかし、圧力調整器は長期間に渡って取り付けられ使用されるため、その間継続して圧力調整器判定装置も駆動させる必要がある。一方、その使用環境には商用電源が設けられていない場合が多く、電池を電源として使用することが試みられているが、その場合は電池交換という煩雑な作業が要求され、長期間に渡って駆動電源を確保するのが困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、圧力調整器判定装置を用いる場合に、その駆動電源を長期間に渡って確保することができる圧力調整器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、ガス出口通路に配置され、ガス流を受けて回転する回転翼と、上記回転翼の軸回転を電気に変換し蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、を備えることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、流入するガスの圧力変動に応じて振動するダイアフラムと、上記ダイアフラムと一体に取り付けられてダイアフラムとともに振動する磁石と、上記磁石の磁束が鎖交するように配置されたコイルと、上記コイルに発生した誘導電流を蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、ガス圧力をより低圧のガス圧力に調整する圧力調整器において、流入するガスの圧力変動に応じて振動するダイアフラムと、上記ダイアフラムと一体に取り付けられてダイアフラムとともに振動するコイルと、磁束が上記コイルと鎖交するように配置された磁石と、上記コイルに発生した誘導電流を蓄電する蓄電手段と、上記蓄電手段から電力供給を受けて作動し、当該圧力調整器の異常または寿命の判定を行う圧力調整器判定装置と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、上記した請求項１から３の何れか１項に記載の発明の構成に加えて、上記圧力調整器判定装置は、上記圧力調整器で発生する圧力変動を検出する高感度圧力センサと、上記高感度圧力センサからの検出信号に基づいて、圧力調整器が異常または寿命であるか否かの判別を行う調整器判別手段と、上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、ことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、上記した請求項２または３に記載の発明の構成に加えて、上記圧力調整器判定検出装置は、上記コイルに発生した誘導電流のパルス数をカウントし、パルス数が所定数を超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別する調整器判別手段と、上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、ことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、上記した請求項２または３に記載の発明の構成に加えて、上記圧力調整器判定検出装置は、上記コイルに発生した誘導電流の波高値を検出し、その波高値が所定高さを超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別する調整器判別手段と、上記調整器判別手段の判別結果を報知する判別結果報知手段とを備える、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明の圧力調整器では、そのガス流やダイアフラムの振動を利用して発電と蓄電を行い、その自家発電の電気で圧力調整器判定装置を駆動するようにしたので、商用電源がない環境でも駆動電源を長期間に渡って確保することができ、圧力調整器の監視を確実に行うことができる。
【００１４】
また、電池が不要となるのでコストを低減することができ、電池交換の手間も省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１はこの発明の圧力調整器の第１の構成例を示す図である。図において、この発明の圧力調整器１は、調整器本体２と、発電部４と、蓄電部５と、圧力調整器判定装置６とから構成されている。
【００１７】
上記の調整器本体２は、ボディ２１と、このボディ２１の上部開口に装着されるキャップ２２とで構成されている。ボディ２１の図面左側には、ＬＰガスボンベ（図示省略）からのガスが導入されるガス入口通路２３が形成されており、ボディ２１の図面右側には、所定圧に減圧されたガスが流出するガス出口通路２０が形成されている。
【００１８】
ガス入口通路２３とガス出口通路２０との間には、減圧室２４が設けられており、この減圧室２４は、流入されたガスの圧力（０．１〜１．５６ＭＰａ程度の圧力）を２．８ｋＰａ程度の圧力に減圧し、減圧されたガスは出口３３からガス出口通路２０に向けて流出する。減圧室２４は、気圧室としての大気室２５側から押圧部材としてのスプリング２６により当該減圧室２４側に押圧されるダイアフラム２７を備えている。ダイアフラム２７は、ゴム部材からなり周縁がボディ２１とキャップ２２との間に挟持固定されて、大気室２５と減圧室２４とを気密に区画している。キャップ２２には、大気室２５を大気と連結する通気孔（図示省略）が設けられている。
【００１９】
スプリング２６は大気室２５に設けられており、比較的大径のばねからなり、一端が大気室２５の上壁側に当接し他端がダイアフラム２７の上面に当接して配置されている。
【００２０】
ダイアフラム２７の中心には、作動桿２８が上下に貫通して設けられており、この作動桿２８の下部にはレバー２９の一端が連結されている。レバー２９の他端には、支点ピン２９ａと可動ピン２９ｂとが挿通しており、レバー２９が支点ピン２９ａを中心として回動可能になっている。可動ピン２９ｂは、弁棒３０の一端にも挿通しており、弁棒３０の他端には、ノズル３１を開閉すべく左右方向に移動可能な弁体としての弁３２が設けられている。
【００２１】
上記の調整器本体２は次のように作用する。ＬＰガスボンベのバルブが開かれると、ＬＰガスボンベからの高圧ガスはノズル３１を通って減圧室２４に入る。このとき、ガス出口通路２０が閉じられていると、減圧室２４のガス圧力は高くなり、ダイアフラム２７を押し下げているスプリング２６に打ち勝って、ダイアフラム２７は上方に押し上げられる。これにより、ダイアフラム２７に作動桿２８を介して連結されているレバー２９は、支点ピン２９ａを中心として反時計方向に回動するため、可動ピン２９ｂが左方に移動する。このため、弁棒３０も左方に移動してガス入口通路２３のノズル３１を閉止するので、減圧室２４へのガス流入は止まり、減圧室２４の圧力はそれ以上に上昇しない。
【００２２】
一方、ガスをガス出口通路２０から流出させる、つまり燃焼器側でガスの消費を始めると、減圧室２４の圧力は下がり、ダイアフラム２７も下がる。これにより、ダイアフラム２７に連結されているレバー２９は支点ピン２９ａを中心として時計方向に回動するため、可動ピン２９ｂが右方に移動する。このため、弁棒３０と弁３２が右方に移動してノズル３１が開き、ガス入口通路２３から高圧のガスが流入する。このように、調整器本体２は、ダイアフラム２７の上下動によって、ガス入口通路２３から流出するガスの圧力を所定の圧力に減圧制御している。
【００２３】
次に上記の発電部４について説明する。発電部４は、回転翼４１と発電体４５とを備えている。回転翼４１はガス出口通路２０の内部に配置され、ガス流を受けて、図２に示すように回転し、その軸端には磁石４１ａが設けられている。一方の発電体４５は回転翼４１と対向させて、ガス出口通路２０の管外壁に設けられている。発電体４５は、カバー４６の内部中央の軸４５ａに軸端側磁石４７と発電用磁石４８とを回転自在に有し、発電用磁石４８の外周には、離間させてコイル４９が配置されている。この構成を備えた発電部４において、ガス流を受けて回転翼４１および磁石４１ａが回転すると、対向する軸端側磁石４７が連動して回転し、同軸の発電用磁石４８が回転する。この発電用磁石４８の回転により、コイル４９に誘導電流が発生する。この誘導電流は取り出されて、上記の蓄電部５に蓄電される。なお、請求項１に記載の蓄電手段は、この発電体４５と蓄電部５とを含めて構成されている。
【００２４】
次に上記の圧力調整器判定装置６について説明する。この圧力調整器判定装置６は蓄電部５から電力供給を受けて作動し、調整器本体２の異常または寿命の判定を行う装置である。この圧力調整器判定装置６は、調整器本体２で発生する圧力変動を検出する高感度圧力センサ６９、およびその高感度圧力センサ６９の検出信号に所定の信号処理を施して異常かどうかの判別を行うとともに異常であれば報知する異常判定器６０から構成されている。この異常判定器６０は、増幅器６１、バンドパスフィルター６２、判定回路６３、および報知部６４から成り、判定回路６３は、マイコンのＣＰＵを中心に形成されている。
【００２５】
高感度圧力センサ６９は、低周波マイクロホンであり、大気室２５に臨むように取り付けられている。この高感度圧力センサ６９の特性は１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚでゲインが−４５ｄＢ（０ｄＢ＝０Ｖ／Ｐａ）＝５．６ｍＶ／Ｐａであって、０．１Ｈｚ〜２０ｋＨｚの超微小圧力を計測可能となっている。
【００２６】
ところで、上記の調整器本体２において、燃焼器側でガスの消費を始めると、調整器本体２は、導入された高圧ガスを所定の低い圧力に調整する制御を開始する。その場合、ダイアフラム２７は、初期の上下振動は大きく、その後は微小な減衰振動を繰り返しながらその振動を収束させており、ゴムの劣化が少ないとき、その微小な振動は、図３（ａ）に示すように、早い時期に収束し、ゴムが劣化するにつれて、図３（ｂ）に示すように、収束に時間を要するようになる。そして、ゴムの劣化が進むにつれて、ゴム損失係数は減少する。圧力調整器判定装置６は、このゴム劣化に伴うゴム損失係数の減少に着目し、空気の振動音からダイアフラム２７の微小な減衰振動を抽出し、その抽出した減衰振動からゴム損失係数を求め、そのゴム損失係数が閾値より小さくなるとゴムの劣化であると判別している。
【００２７】
すなわち、図１において、高感度圧力センサ６９は、調整器本体２の大気室２５で集音し、その検出信号を異常判定器６０に出力する。この高感度圧力センサ６９は、上記したように、０．１Ｈｚ〜２０ｋＨｚの超微小圧力を計測可能なものであり、従来検出するのが困難であったダイアフラム２７の微小減衰振動を検出する。
【００２８】
異常判定器６０は、その高感度圧力センサ６９からの検出信号に所定の信号処理を施す。先ず増幅器６１で増幅し、バンドパスフィルター６２で所定周波数の信号を抽出し、その抽出信号を判定回路６３に出力する。判定回路６３では、抽出信号の波数をカウントし、調整器本体２を取り付けてから現時点までの使用期間全体における波数の総数が所定数を超えたか否かの判定を行い、所定数を超えたと判定したとき、調整器本体２が寿命である、あるいはゴム劣化により異常であるとし、報知部６４にその情報を出力する。報知部６４は、ＬＥＤを点灯したり、液晶画面に表示したり、あるいは警報音を発して、オペレータに報知する。
【００２９】
そして、この発明では、圧力調整器判定装置６の電源として蓄電部５を用い、蓄電部５の電力を圧力調整器判定装置６の各部位に供給するようにしている。したがって、自家発電の電力で圧力調整器判定装置６を駆動することができ、商用電源がない環境でも駆動電源を長期間に渡って確保することができ、調整器本体２の監視を確実に行うことができる。
【００３０】
また、電池が不要となるのでコストを低減することができ、電池交換の手間も省くことができる。
【００３１】
なお、上記の説明では、異常判定器６０の判定回路６３は、抽出信号の波数をカウントし、その総数に基づいて判定を行うようにしたが、波数でなく、抽出信号の波高値を検出し、その波高値が、ゴム劣化により所定の波高値より高くなったとき異常または寿命であると判定するように構成してもよい。
【００３２】
図４はこの発明の圧力調整器の第２の構成例を示す図である。なお、この第２の構成例において、上記の第１の構成例と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００３３】
この第２の構成例において、発電部４０は、ダイアフラム２７と一体に取り付けられてダイアフラム２７とともに振動する磁石４１０と、磁石４１０の磁束が鎖交するように配置されたコイル４２０とで構成されている。すなわち、ダイアフラム２７に支軸４３０を立設し、その支軸４３０に磁石４１０を取り付け、その磁石４１０の外周に離間させてコイル４２０を配置している。この構成を備えた発電部４０において、磁石４１０がダイアフラム２７とともに振動すると、コイル４２０に誘導電流が発生し、この誘導電流は取り出されて、蓄電部５に蓄電される。
【００３４】
この第２の構成例における圧力調整器判定装置６は、異常判定器６０のみで構成されている。この異常判定器６０は、コイル４２０からの誘導電流に所定の処理を施し、その誘導電流のパルス数をカウントし、パルス数が所定数を超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別する。すなわち、使用年数とともにダイアフラム２７の振動回数がパルス数として加算されていき、その振動回数が例えば１０万回になったとき、ダイアフラム２７が寿命に達していると判定するようにしている。
【００３５】
したがって、この第２の構成例においても、上記の第１の構成例と同様に、自家発電の電力で圧力調整器判定装置６を駆動することができ、商用電源がない環境でも駆動電源を長期間に渡って確保することができ、調整器本体２の監視を確実に行うことができる。
【００３６】
また、電池が不要となるのでコストを低減することができ、電池交換の手間も省くことができる。
【００３７】
なお、上記の説明では、磁石４１０をダイアフラム２７とともに振動させるようにしたが、磁石４１０を固定しておきコイル４２０をダイアフラム２７とともに振動させるように構成してもよい。
【００３８】
また、上記の説明では、コイルに発生した誘導電流のパルス数が所定数を超えたとき異常または寿命であるとしたが、コイルに発生した誘導電流の波高値を検出し、その波高値が所定高さを超えたとき圧力調整器が異常または寿命であると判別するように構成してもよい。これは、ダイアフラムが劣化すると、その振幅も大きくなる現象を利用したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の圧力調整器の第１の構成例を示す図である。
【図２】第１の構成例における回転翼の説明図である。
【図３】ダイアフラムの微小な減衰振動を示し、（ａ）は正常な場合を、（ｂ）はゴムが劣化した場合をそれぞれ示す図である。
【図４】この発明の圧力調整器の第２の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    圧力調整器
２    調整器本体
４    発電部
５    蓄電部
６    圧力調整器判定装置
２０    ガス出口通路
２１    ボディ
２２    キャップ
２３    ガス入口通路
２４    減圧室
２５    大気室
２６    スプリング
２７    ダイヤフラム
２８    作動桿
２９    レバー
２９ａ  支点ピン
２９ｂ  可動ピン
３０    弁棒
３１    ノズル
３２    弁
３３    出口
４０    発電部
４１    回転翼
４１ａ  磁石
４５    発電体
４５ａ  軸
４６    カバー
４７    軸端側磁石
４８    発電用磁石
４９    コイル
６０    異常判定器
６１    増幅器
６２    バンドパスフィルター
６３    判定回路
６４    報知部
６９    高感度圧力センサ
４１０  磁石
４２０  コイル
４３０  支軸
【図１】
2006185301.tif 000003
【図２】
2006185301.tif 000004
【図３】
2006185301.tif 000005
【図４】
2006185301.tif 000006