(57)【要約】【課題】地震を検知したときに流路を遮断し、安全性を確保する。【解決手段】瞬時流量計測手段１４の瞬時流量と感震手段１５の地震レベルに応じて流路調節手段１６を制御する制御手段１７を備えている。これによって複数の地震レベルが計測でき、その地震レベルと瞬時流量に応じて流路の開度を調整することができる。【選択図】図１
2006038880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を流れる流体の瞬時流量を計測する超音波流量計と、地震レベルを計測する感震手段と、前記流路の開度を調節するモータ式遮断弁と、前記感震手段の地震レベルが所定レベル以上で、かつ前記超音波流量計の瞬時流量が第１所定流量以上で第２所定流量未満のとき、前記流路を所定の開度に調整する前記モータ式遮断弁制御する制御手段を備えた安全機能付き流量計測装置。
【請求項２】
制御手段は、感震手段の地震レベルが所定レベル以上で、かつ超音波流量計の瞬時流量が第１所定流量以上で第２所定流量未満のとき、前記流路を閉止するようにモータ式遮断弁を制御する請求項１記載の安全機能付き流量計測装置。
【請求項３】
制御手段は、感震手段の信号が地震か否かを判別するとともに、地震と判別した場合で、かつ前記超音波流量計の瞬時流量が第１所定流量以上で第２所定流量未満のとき、前記流路を所定の開度に調整するようにモータ遮断弁を制御する請求項１記載の安全機能付き流量計測装置。
【請求項４】
制御手段は、感震手段の信号が地震か否かを判別するとともに、地震と判別した場合で、かつ前記超音波流量計の瞬時流量が第１所定流量以上で第２所定流量未満のとき、前記流路を半閉止するようにモータ式遮断弁を制御する請求項３記載の安全機能付き流量計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震を検知したときに流路を遮断する安全機能を有する流量計測手段に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の流量計測手段は、特許文献１に記載されているようなものが知られていた。以下、その構成について図７を参照しながら説明する。
【０００３】
図７に示すように、流路から噴出されるガスによるフルイデック発振を生成するフルイデック素子１と、このフルイデック素子１によって生成されるフルイデック発振を検出するフルイデック発振検出センサ２と、このフルイデック検出センサ２の出力に基づいてガス流路を流れるガスの流量を計測する流量演算部３と、ガス流路を遮断するための遮断弁４と、地震を感知するための感震器５と、この感震器５の出力に基づいてガス流路を遮断すべき地震か否かを判定する地震判定部６と、フルイデック発振検出センサ２の出力に基づいてガス流路を遮断すべき地震か否かを判定する地震・衝撃判定部７と、地震判定部６と地震・衝撃判定部７の双方によってガス流路を遮断すべき地震と判定されたときに遮断弁４を駆動してガス流路を遮断する安全機能部８を備えた。ここで、９はアナログ増幅器、１０は波形整形回路、１１は流量積算部、１２は流量表示部、１３は遮断弁駆動回路である。
【０００４】
上記構成において、地震判定は感震器５から出力されるパルスのパターンに基づいて地震か否かを判定する。地震・衝撃判定部７はアナログ増幅器９から出力されるフルイデック発振検出センサ２のアナログ出力に基づいて、震度５相当以上の振動か否かを判定すると共に地震か衝撃かを判別する。安全機能部８は、感震器５の出力とフルイデック発振検出センサ２のアナログ出力のいずれかによっても震度５以上の地震または振動と判断され、かつフルイデック発振検出センサ２のアナログ出力に基づいて衝撃ではないと判断された場合に、地震発生前後の流量を確認して流量があればガス流路を遮断することができる。
【特許文献１】特開平９−７２７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の技術では、地震レベルが複数レベルで計測できないために、流路の遮断判定に時間がかかっていた。また、流量の瞬時計測や流路の開度調整ができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するために、流路を流れる流体の瞬時流量を計測する超音波流量計と、地震レベルを計測する感震手段と、前記流路の開度を調節するモータ式遮断弁と、前記感震手段の地震レベルが所定レベル以上で、かつ前記超音波流量計の瞬時流量が第１所定流量以上で第２所定流量未満のとき、前記流路を所定の開度に調整する前記モータ式遮断弁制御する制御手段を備えたものである。
【０００７】
これによって、地震レベルが所定値以上であっても、大きな流量が流れているときのみ流路を閉止することとなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、地震レベルが所定値以上であっても、大きな流量が流れているときのみ流路を閉止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、流路を流れる流体の瞬時流量を計測する瞬時流量計測手段と、複数の地震レベルを計測する感震手段と、流路の開度を調節する流路調節手段を設け、前記瞬時流量計測手段の瞬時流量と前記感震手段の地震レベルに応じて前記流路調節手段を制御する制御手段を備えた。そして、複数の地震レベルが計測でき、その地震レベルに応じて流路の開度を調整することが瞬時の流量情報に合せてできる。
【００１０】
また、感震手段は、連続した地震レベルを電圧信号として出力する構成とした。そして、地震レベルの大きさと瞬時流量に応じて瞬時に流路の開度を調整することができ、万一、大きな地震が発生した場合には短時間で閉止することができる。
【００１１】
また、感震手段は、３次元の全方向にわたって地震計測感度を有した構成とした。そして、どの方向の地震に対しても検出することができるので、本装置を傾いた状態で設置しても地震を検出することができる。
【００１２】
また、瞬時流量計測手段は、超音波流量計とした。そして、超音波流量計とすることで、瞬時に流量を計測することができ、瞬時瞬時の流量と地震レベルに応じて流路の開度を変更することができる。
【００１３】
また、流路調節手段は、流路を閉止から開放まで自在に調整できるモータ式遮断弁を備えた。そして、モータによって流路の開度を自在に調節できるので、瞬時瞬時の流量と地震レベルに応じて流路の開度を調整することができる。
【００１４】
また、制御手段は、地震レベルが所定レベル以上で、かつ瞬時流量も所定流量以上のとき、流量を停止するように流路調節手段を制御する構成とした。そして、地震レベルが所定値以上であっても、大きな流量が流れているときのみ流路を閉止することができる。
【００１５】
また、制御手段は、流量を停止した一定時間後、瞬時流量が所定流量未満なら流路調節手段により流路を開口する構成とした。そして、瞬時流量を確認しながら徐々に開口することで、地震によって万一漏洩があった場合でも、最小流量で漏洩流量を検出でき、かつ流路の最小開度から遮断できるので短時間で行うことができる。
【００１６】
また、制御手段は、地震レベルが所定レベル以上で、かつ瞬時流量が所定流量未満のとき、流路を所定開度に調整する流量調節手段を制御する構成とした。そして、地震レベルが流路を遮断するまでには至らない場合、下流のガス器具を失火させない程度に流路の開度を絞って、安全性を維持することができる。
【００１７】
また、瞬時流量計測手段と感震手段と流路調節手段と制御手段は、電池を駆動電源とし、前記瞬時流量計測手段と前記感震手段と前記流路調節手段を間欠的に動作させる制御手段を備えた。そして、電池で駆動することで流路に電気配線を設置することなく計測でき、間欠的に動作させることで電池の寿命を長期に延ばすことができる。
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１９】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における安全機能付き流量計測装置の構成図である。
【００２０】
図１において、１４は瞬時流量計測手段としての超音波流量計、１５は複数の地震レベルを計測する感震手段、１６は流路調節手段としてのモータ式遮断弁，１７は超音波流量計１４の計測瞬時流量と感震手段１５の計測地震レベルとに応じてモータ式遮断弁を用いて流路の開度を調節する制御手段である。感震手段１５は、３つの加速度センサを備え、それぞれＸセンサ１８、Ｙセンサ１９、Ｚセンサ２０は、図２に示すように互いに直交する方向に検出の主感度を備えた。主感度方向を矢印で示す。そして、各センサは振動加速度の大きさに比例して電圧を出力するものである。よって、３つのセンサの電圧値を換算してベクトル合成することで、実際の振動方向の加速度レベルが算出できる。ここで、２１は、超音波流量計１４と感震手段１５のＸセンサ１８とＹセンサ１９とＺセンサ２０とモータ式制御弁１６と制御手段１７の電源としての電池である。また、電池２１の電気は電源制御手段２２によってその供給が制御される。
【００２１】
また、図３に示すように、超音波流量計１４は流路２３に対向して設置された２つの超音波振動子２４，２５の超音波の信号を利用して流速を計測し流量換算するものである。そして、モータ弁１６は流路に設けた弁座２６とモータ軸２７に設けた弁蓋２８によって流路２３の開度を調整するものである。
【００２２】
次に動作、作用について図４から図６に示すフローチャートを用いて説明する。まず、制御手段１７に設けた電源制御手段２２が、電源をオンにし、超音波流量計１４と感震手段１５のＸセンサ１８、Ｙセンサ１９、Ｚセンサ２０に駆動用の電気を供給する。そして、超音波流量計１４によって瞬時流量を計測すると同時に感震手段の各センサの電圧値を計測する。そして、省電力化のために一旦電源をオフにする。制御手段では、３つのセンサの電圧値から加速度に換算してベクトル計算した振動加速度を算出する。その振動加速度が、第１の所定値例えば１５０ガル未満のときは、再び瞬時流量と各センサの計測を、電源オン、オフの間欠動作と共に繰り返す。
【００２３】
また、１５０ガル以上のときは、感震手段への電源をオンにして、例えば所定時間３秒間の振動加速度波形を計測する。この計測中３つの方向の電圧値からベクトル計算した値を求め、第２の所定値例えば９８０ガル以上であれば、モータ式遮断弁により流路を閉止する。そして、９８０ガル未満であれば、計測した３つの方向のデータ系列から合成波形を求め、地震か否かを判定する判別係数を算出する。例えば、判別係数は、合成波形のピーク値と波形のゼロクロス周期の分散値から求め、分散値が大きいときは地震で、小さいときは衝撃と判定する。その判別係数によって地震か否かを判別し、地震でないと判別した場合は、再び、瞬時流量と各センサの計測を繰り返す。
【００２４】
さらに、地震と判断した場合は、計測した瞬時流量が所定流量未満、例えば１００リッター／時間未満ならモータ式遮断弁により、流路を半閉する。また、地震と判断した場合で、計測した瞬時流量が１００リッター／時間以上なら、モータ式遮断弁により流路を即、閉止する。そして、流路を閉止した後、所定時間例えば１時間経過したときに超音波流量計で流量を計測し、その計測流量用が所定流量例えば３リッター／時間以上なら再度１時間経過するのを待つが、所定流量の３リッター／時間未満ならモータ制御弁により流路を開口する。
【００２５】
このように、振動加速度に応じた電圧信号を出力するセンサと瞬時流量が計測できる超音波流量計により、地震のレベルと流量にあった安全対策を瞬時に施すことができる。そして、感震手段は３つのセンサを互いに直交する方向に配置しているので、３つの信号をベクトル合成することで地震の主方向の加速度レベルが計測できると共に、感震手段が傾いた状態で設置されていても、その合成ベクトルは計測できるので、超音波流量計の設置に自由度を与えることができる。また、モータ式遮断弁によって流路の開度を自在に調節
できるので、瞬時瞬時の流量と地震レベルに応じて流路の開度を無段階に調整することができ、安全に対する処置をいろいろの場合に合せて施すことができる。
【００２６】
さらに、制御手段は、地震レベルが所定レベル以上で、波形判別により地震と判定された場合ても、瞬時流量が所定流量以上のときのみ、流量を停止することができる。これにより、もし地震の判別が誤報であった場合、閉止しなくても良い状態での流路の閉止は避けることができる。また、流量を停止した一定時間後、瞬時流量が所定流量未満ならモータ式遮断弁により流路を自動的に開口していくことで、自動復帰することができると共に、地震によって万一漏洩があった場合でも、最小流量で漏洩流量を検出できるので、流路の最小開度から短時間で遮断できる。また、地震レベルが所定レベル以上で、かつ瞬時流量が所定流量未満のとき、流量を所定流量未満に絞るようにモータ式遮断弁を制御することで、地震レベルが流路を遮断するまでには至らない場合、下流のガス器具を失火させない程度に流路の開度を絞って、安全性を維持することができる。
【００２７】
また、超音波流量計と感震手段とモータ制御弁と制御手段は、電池を駆動電源とすることで、ガス配管など配管のどの位置にでも電気工事なしに設置できる効果がある。そして、超音波流量計と感震手段とモータ式遮断弁とを間欠的に動作させることにより、超音波の発信や感震手段の電気出力に要する電力を最小限に抑えることができ、長期の計測が可能となる。
【００２８】
なお、感震手段は、振動加速度に対応した電気出力を発生するセンサで説明したが、接点式の感震スイッチを複数個用いても、同様の効果が得られる。さらに、感震手段は地震の検出で説明したが、地震だけでなく生活上発生しうる振動すべてに対して対応することが可能である。さらに、感震手段は地震の検出で説明したが、地震だけでなく生活上発生しうる振動すべてに対応することが可能である。
【００２９】
以上の説明から明らかなように本発明の実施の形態における安全機能付き流量計測装置によれば、次の効果が得られる。
【００３０】
瞬時流量計測手段と地震レベルを計測する感震手段と流路調節手段を設け、瞬時流量と地震レベルに応じて流路調節手段を制御することで、瞬時流量とその計測地震レベルに応じて流路の開度を調整することができ、災害に備えた対応が幅広く行える。
【００３１】
また、連続した地震レベルを電気信号で出力することで、地震レベルの大きさに応じて瞬時に流路の開度を調整することができ、万一、大きな地震が発生した場合には短時間で閉止することができる。
【００３２】
また、３次元の全方向にわたって地震計測感度を有することで、どの方向の地震に対しても検出することができ、傾いた状態で設置しても地震を検出することができるとともに、本装置の設置の自由度を増すことができる。
【００３３】
また、超音波流量計を用いることで、瞬時に流量を計測することができ、瞬時瞬時の流量と地震レベルに応じて流路を変更することができる。
【００３４】
また、流路を閉止から開放まで自在に調整できるモータ式遮断弁とすることで、モータによって流路の開度を自在に調節できるので、瞬時瞬時の流量と地震レベルに応じて流路の開度を無段階に調整することができる。
【００３５】
また、地震レベルが所定レベル以上で、かつ瞬時流量も所定流量以上のとき、流量を停止するようにすることで、地震レベルが所定値以上であっても、大きな流量が流れている
ときのみ流路を閉止することができる。
【００３６】
また、流量を停止した一定時間後、瞬時流量が所定流量未満なら流路調節手段により流路を開口していくことで、地震によって万一漏洩があった場合でも、最小流量で漏洩流量を検出でき、かつ流路の最小開度から遮断できるので短時間で行うことができる。
【００３７】
また、地震レベルが所定レベル以上で、かつ瞬時流量が所定流量未満のとき、流路を所定開度に調整することで、下流のガス器具を失火させない程度に流路の開度を絞って、安全性を維持することができる。
【００３８】
また、電池を駆動電源とすることで、流路に電気配線を設置することなくどこにでも設置することができ、かつ超音波流量計と感震手段とモータ制御弁を間欠的に動作させることで、電池を用いても長期の計測を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例１の安全機能付き流量計測装置のブロック図
【図２】同装置の感震手段の構成を示す斜視図
【図３】同装置の断面図
【図４】同装置の動作を説明するフローチャート
【図５】同装置の動作を説明するフローチャート
【図６】同装置の動作を説明するフローチャート
【図７】従来の安全機能付き流量計測装置を示すブロック図
【符号の説明】
【００４０】
１４  超音波流量計
１５  感震手段
１６  モータ式制御弁
１７  制御手段
１８  Ｘセンサ（感震手段）
１９  Ｙセンサ（感震手段）
２０  Ｚセンサ（感震手段）
２１  電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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