(57)【要約】【課題】ガス供給施設内のガスを検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを識別し、大量漏洩の場合にのみ、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システムを提供する。【解決手段】ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際に、施設内でガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システムであって、施設内の天井面に滞留するガスの濃度を経時的に測定する測定手段と、測定手段によって得られた測定値が所定の閾値を超えた際に、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別手段と、識別手段によって少量漏洩と評価した場合にはガスの供給を遮断せず、大量漏洩と評価した場合にはガスの供給を遮断するように制御する制御手段とを備えている。【選択図】  図１
2006113669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際に、施設内でガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システムであって、
前記施設内の天井面に滞留する前記ガスの濃度を経時的に測定する測定手段と、
前記測定手段によって得られた測定値が所定の閾値を超えた際に、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別手段と、
前記識別手段によって少量漏洩と評価した場合には前記ガスの供給を遮断せず、大量漏洩と評価した場合には前記ガスの供給を遮断するように制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする緊急ガス遮断システム。
【請求項２】
請求項１に記載の緊急ガス遮断システムにおいて、
前記識別手段は、
前記測定値の経時的な変化が、維持傾向又は減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別装置を備えたことを特徴とする緊急ガス遮断システム。
【請求項３】
請求項１に記載の緊急ガス遮断システムにおいて、
前記天井面は、
前記測定値が所定の閾値を超えた際に、前記ガスを施設外に排気する排気手段を備え、
前記識別手段は、
前記排気手段によって排気する間の前記測定値の経時的な変化が、減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、維持傾向又は増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別装置を備えたことを特徴とする緊急ガス遮断システム。  
【請求項４】
ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際に、施設内でガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断方法であって、
前記施設内の天井面に滞留する前記ガスの濃度を経時的に測定する測定工程と、
前記測定工程において得られた測定値が所定の閾値を超えた際に、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別工程と、
前記識別工程において少量漏洩によるものと評価した場合には前記ガスの供給を遮断せず、大量漏洩によるものと評価した場合には前記ガスの供給を遮断するように制御する制御工程と、
を含むことを特徴とする緊急ガス遮断方法。
【請求項５】
請求項４に記載の緊急ガス遮断方法において、
前記識別工程は、
前記測定値が所定の閾値を超えた際に、前記測定値の経時的な変化が、維持傾向又は減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別ステップを含むことを特徴とする緊急ガス遮断方法。
【請求項６】
請求項４に記載の緊急ガス遮断方法において、
前記測定値が所定の閾値を超えた際に、前記ガスを前記天井面から施設外に排気する排気工程を含み、
前記識別工程は、
前記排気工程において排気する間の前記測定値の経時的な変化が、減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、維持傾向又は増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、前記ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別ステップを含むことを特徴とする緊急ガス遮断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給施設内のガスの漏洩を検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを識別し、大量漏洩の場合にのみ、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス供給施設内でガスが大量漏洩してしまうと、施設内に大量のガスが滞留し、ガス爆発等の可能性がある。このため、ガスが大量漏洩した場合には、直ちにこれを検知した上で、漏洩したガスを施設外に排気するとともに、施設内へのガスの供給を遮断する必要がある。
【０００３】
従来、このような要請に基づき、ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際には施設内でガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システムがある（例えば、特許文献１参照）。さらに、ガスの濃度に複数の段階を設け、例えば、爆発下限界濃度の１／４以下と１／１０以下の濃度でガスの漏洩を検知した上で、各段階における緊急度に応じてガスの供給を遮断するものもある。
【特許文献１】特開平９−１０６４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ガス供給施設内で少量のガスが漏洩し、爆発下限界以下の濃度で滞留したにすぎない場合でも、ガス検知装置が爆発下限界の１／４や１／１０などの濃度で作動するように設定されている場合には、ガスが漏洩したものとして検知されてしまう場合がある。このような場合には、ガスを検知した上で、漏洩したガスを施設外に排気すれば足り、あえて施設内へのガスの供給を遮断する必要はない。
【０００５】
ところが、従来の技術では、各段階でのガスの濃度が所定の閾値を超えた際には、ガスの漏洩を検知したものとして、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを問わず、施設内へのガスの供給を遮断してしまう。
【０００６】
このため、少量漏洩の場合であっても、施設内へのガスの供給が遮断されてしまい、施設内での作業が停止し、復旧作業にも時間を要する等の問題がある。また、他の施設等にも影響が及び、作業効率が著しく低下してしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、ガス供給施設内のガスの漏洩を検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを識別し、大量漏洩の場合にのみ、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システム及びその方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際に、施設内でガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断システムであって、施設内の天井面に滞留するガスの濃度を経時的に測定する測定手段と、測定手段によって得られた測定値が所定の閾値を超えた際に、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別手段と、識別手段によって少量漏洩によるものと評価した場合にはガスの供給を遮断せず、大量漏洩によるものと評価した場合にはガスの供給を遮断するように制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
さらに、本発明の緊急ガス遮断システムにおいて、識別手段は、測定値の経時的な変化が、維持傾向又は減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別装置を備えたことを特徴としてもよい。
【００１０】
さらに、本発明の緊急ガス遮断システムにおいて、天井面は、測定値が所定の閾値を超えた際に、ガスを施設外に排気する排気手段を有し、識別手段は、排気手段によって排気する間の測定値の経時的な変化が、減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、維持傾向又は増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別装置を備えたことを特徴としてもよい。
【００１１】
また、本発明は、ガス供給施設内のガスの濃度を測定し、測定値が所定の閾値を超えた際に、施設内で前記ガスが漏洩したものとして、ガスの供給を遮断する緊急ガス遮断方法であって、施設内の天井面に滞留するガスの濃度を経時的に測定する測定工程と、測定工程において得られた測定値が所定の閾値を超えた際に、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別工程と、識別工程において少量漏洩によるものと評価した場合にはガスの供給を遮断せず、大量漏洩によるものと評価した場合にはガスの供給を遮断するように制御する制御工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の緊急ガス遮断方法において、識別工程は、測定値が所定の閾値を超えた際に、測定値の経時的な変化が、維持傾向又は減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別ステップを含むことを特徴としてもよい。
【００１３】
さらに、本発明の緊急ガス遮断方法において、測定値が所定の閾値を超えた際に、ガスを天井面から施設外に排気する排気工程を含み、識別工程は、排気工程において排気する間の測定値の経時的な変化が、減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、維持傾向又は増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別ステップを含むことを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ガス供給施設内においてガスを検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを識別し、大量漏洩の場合にのみ、ガスの供給を遮断することができる。これにより、少量漏洩の場合にもガス供給を遮断していたときの復旧作業等による作業効率低下を防げる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の緊急ガス遮断システムを実施するための最良の形態について説明する。なお、本実施の形態では、施設内に供給されるガスの例として水素ガスを対象にしているが、本発明は必ずしも水素ガスに限定されるものではなく、メタンガスや都市ガス等、空気よりも軽いガスであればその他のガスであってもよい。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態における水素ガス供給施設を示す概略図であり、この施設内の床面８には水素ガス取扱装置１が設けられ、この水素ガス取扱装置１には水素ガス供給装置２によって水素ガスが連続的に供給されている。
【００１７】
図１に示すように、このような水素ガス供給施設は、緊急ガス遮断システムを具備しており、施設内の天井面７に滞留する水素ガスの濃度を経時的に測定する測定手段３と、測定値が閾値を超えた際に、水素ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別手段４と、少量漏洩によるものと評価した場合には水素ガスの供給を遮断せず、大量漏洩によるものと評価した場合には水素ガスの供給を遮断するように制御する制御手段５とを備えている。さらに、施設内の天井面７は、施設内で漏洩した水素ガスを施設外に排気するための排気手段６を備え、識別手段４は、測定値の経時的な変化が、維持傾向又は減少傾向にあれば少量漏洩によるものと評価し、増加傾向にあれば大量漏洩によるものと評価することで、ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別する識別装置（図示せず）を備えている。
【００１８】
上記構成の本発明において、施設内で水素ガスが漏洩すると、水素ガスは空気よりも軽いため浮力によって垂直方向に自然に上昇し、速やかに天井面７まで到達する。その後、水素ガスは天井面７に沿って水平方向に徐々に拡散し、最終的には天井面７の全域に滞留する。
【００１９】
このように天井面７に滞留する水素ガスの濃度を、測定手段３によって測定し、測定値が所定の閾値を超えたか否かを判断することで、水素ガスの漏洩を検知することが可能となる。
【００２０】
さらに、識別手段４は上記識別装置を備えているため、水素ガスの検知が、少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別することができ、その結果、高濃度のガスが大量漏洩した場合にのみ、水素ガスの供給を遮断することが可能となる。
【００２１】
以下、排気手段６を閉鎖した場合（第一実施形態）、及び排気手段６を開放した場合（第二実施形態）の各実施形態ついて詳細に説明する。
【００２２】
＝＝＝第一実施形態＝＝＝
まず、図２及び図３を参照しながら、本発明の第一実施形態について説明する。  
本実施形態では、排気手段６を閉鎖した状態における漏洩した水素ガスの挙動を考慮した上で、識別手段４（識別装置）によって水素ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別し、さらに制御手段５によって大量漏洩の場合にのみ、水素ガスの供給を遮断している。
【００２３】
図２は、本発明の第一実施形態における施設内で漏洩した水素ガスの挙動を示す図であり、図２（ａ）は、施設内で少量漏洩した場合の水素ガスの挙動を示し、他方、図２（ｂ）は、施設内で高濃度の水素ガスが大量漏洩した場合の水素ガスの挙動を示す。
【００２４】
図２（ａ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが少量漏洩の場合には、一定量の水素ガスが施設内の天井面７の全域に層を形成した状態で滞留するが、時間が経過するにつれ徐々に拡散する様子がわかる。これらの漏洩ガスは、対流域において爆発下限界以下の濃度であって火源が存在しても着火しない条件である場合でも、ガス検知装置（図示せず）が爆発下限界の１／４や１／１０などの濃度で作動するよう設定されている場合には、ガスが漏洩したものとして検知されてしまう場合がある。
【００２５】
他方、図２（ｂ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが高濃度で大量漏洩した場合には、水素ガスは高濃度のまま、短時間のうちに天井面７に到達してしまう様子がわかる。
【００２６】
図３は、このように天井面７に滞留する水素ガスの濃度を経時的に測定した測定結果を示すグラフであり、図３（ａ）は、少量漏洩の場合における経時的な水素ガスの濃度変化を示すグラフであり、他方、図３（ｂ）は、大量漏洩の場合における経時的な水素ガスの濃度変化を示すグラフである。
【００２７】
図３（ａ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが少量漏洩の場合には、天井面７に滞留する水素ガスの濃度は、ほぼ一定の測定値を維持するかまたは、時間の経過とともに徐々に減少する傾向にある。このため、測定手段３によって、施設内の天井面７に滞留する水素ガスの濃度を経時的に測定すると、測定値の経時的な変化は、維持傾向又は緩やかな減少傾向にある。水素ガスの濃度が水素ガスの爆発限界以下であっても、ガス検知装置が爆発下限界の１／４や１／１０などの濃度で作動するように設定されている場合には、ガスが漏洩したものとして検知されてしまう場合がある。また滞留域の水素ガス濃度は揺らぎを持つため、平均的にガス検知装置の域値未満の濃度であった場合でも、しばしばガス検知装置が作動してしまう。
【００２８】
他方、図３（ｂ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが大量漏洩によるものの場合には、天井面７で滞留する水素ガスの濃度は、急激に増加した後、一定値に収束する。このため、測定手段３によって、施設内の天井面７に滞留する水素ガスの濃度を経時的に測定すると、測定値の経時的な変化は、漏洩開始直後においては、急激な増加傾向にある。
【００２９】
このことから、本発明の第一実施形態では、天井面７で滞留する水素ガスの濃度を測定手段３によって測定し、この測定値の経時的な変化が、維持傾向又は緩やかな減少傾向にあれば少量漏洩と評価でき、他方、漏洩開始直後においては、急激な増加傾向にあれば大量漏洩と評価できる。識別手段４（識別装置）では、このように測定値の経時的な変化の傾向を観察することで、少量漏洩か大量漏洩かを識別することが可能となる。
【００３０】
そして、少量漏洩の場合には、水素ガス取扱装置１は正常に作動しているため、あえて水素ガス供給手段２による水素ガス取扱装置１への水素ガスの供給を遮断する必要はなく、排気手段６を開放することにより排気処理すれば足りる。これに対し、大量漏洩の場合には、水素ガスは水素ガス取扱装置１から漏洩している可能性が高いため、このような排気処理だけでは足りず、水素ガス供給手段２による水素ガス取扱装置１への水素ガスの供給を遮断する必要がある。
【００３１】
このため、制御手段５では、測定手段３による測定値の経時的な変化が増加傾向にある場合、すなわち、識別手段４（識別装置）によって大量漏洩と評価した場合にのみ、水素ガスの供給を遮断するように制御する。
【００３２】
以上のように、本発明の第一実施形態によれば、緊急ガス遮断システムにおいて、水素ガスを検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを識別し、大量漏洩の場合にのみ、水素ガスの供給を遮断することができる。
【００３３】
＝＝＝第二実施形態＝＝＝
次に、図４及び図５を参照しながら、本発明の第二実施形態について説明する。  
本実施形態では、排気手段６を開放した状態における漏洩した水素ガスの挙動を考慮した上で、識別手段４（識別装置）によって水素ガスの検知が少量漏洩によるものか大量漏洩によるものかを識別し、さらに制御手段５によって大量漏洩の場合にのみ、水素ガスの供給を遮断している。
【００３４】
図４は、本発明の第二実施形態における施設内で漏洩した水素ガスの挙動を示す図であり、図４（ａ）は、施設内で水素ガスが少量漏洩した場合の水素ガスの挙動を示し、他方、図４（ｂ）は、施設内で大量漏洩した場合の水素ガスの挙動を示す。
【００３５】
図４（ａ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが少量漏洩の場合には、一定量の水素ガスが施設内の天井面７の全域に層を形成した状態で滞留するが、天井面７に備えられた排気手段６を開放することにより、天井面７に滞留していた水素ガスは、再び浮力によって垂直方向に自然に上昇し、施設外に排気される様子がわかる。
【００３６】
他方、図４（ｂ）に示すように、施設内で漏洩した水素ガスが大量漏洩の場合には、天井面７に備えられた排気手段６を開放したとしても、依然として、天井面７に到達する水素ガスの量は増加し続け、天井面７で濃縮された状態で滞留する様子がわかる。その原因としては、水素ガスは水素ガス供給手段２によって施設内の水素ガス取扱装置１に供給され続けているため、通常、排気手段６から施設外に排気される単位時間当たりの水素ガスの量（排気量）よりも、新たに水素ガス取扱装置１から施設内に漏洩する単位時間当たりの水素ガスの量（漏洩量）の方が多いことが挙げられる。但し、排気量と漏洩量が同量の場合には、天井面７に滞留する水素ガスの量は増加することなく、維持された状態となる。
【００３７】
図５は、このように天井面７に滞留する水素ガスの濃度を経時的に測定した測定結果を示すグラフであり、図５（ａ）は、少量漏洩の場合における経時的な水素ガスの濃度変化を示すグラフであり、他方、図５（ｂ）は、大量漏洩の場合における経時的な水素ガスの濃度変化を示すグラフである。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、少量漏洩の場合には、排気手段６を開放することにより排気量を増加させることで、天井面７に滞留する水素ガスはしだいに希釈されていき、経時的に測定した水素ガスの濃度変化は減少する傾向にある。
【００３９】
他方、図５（ｂ）に示すように、大量漏洩の場合には、排気量を増加させたとしても、この排気量よりも施設内に供給される水素ガスの量の方が多いため、天井面７で滞留する水素ガスはしだいに濃縮されていき、経時的な水素ガスの濃度変化は増加する傾向にある。
【００４０】
このことから、本発明の第二実施形態では、天井面７で滞留する水素ガスの濃度を測定手段３によって測定し、この測定値の経時的な変化が、減少傾向にあれば少量漏洩と評価でき、他方、維持傾向又は増加傾向にあれば大量漏洩と評価できる。識別手段４（識別装置）では、このように測定値の経時的な変化の傾向を観察することで、少量漏洩か大量漏洩かを識別することが可能となる。
【００４１】
そして、少量漏洩の場合には、水素ガス取扱装置１は正常に作動しているため、あえて水素ガス供給手段２による水素ガス取扱装置１への水素ガスの供給を遮断する必要はなく、排気手段６を開放することにより排気処理すれば足りる。これに対し、大量漏洩の場合には、水素ガスは水素ガス取扱装置１から漏洩している可能性が高いため、このような排気処理だけでは足りず、水素ガス供給手段２による水素ガス取扱装置１への水素ガスの供給を遮断する必要がある。
【００４２】
このため、制御手段５では、測定手段３による測定値の経時的な変化が維持傾向又は増加傾向にある場合、すなわち、識別手段４（識別装置）によって大量漏洩によるものと評価した場合にのみ、水素ガスの供給を遮断するように制御する。
【００４３】
以上のように、本発明の第二実施形態によれば、緊急ガス遮断システムにおいて、水素ガスの漏洩を検知した上で、少量漏洩か大量漏洩かを明確に識別し、大量漏洩の場合にのみ、水素ガスの供給を遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態における施設を示す概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態における水素ガスの挙動を示す図である。
【図３】本発明の第一実施形態における水素ガスの濃度変化を示すグラフである。
【図４】本発明の第二実施形態における水素ガスの挙動を示す図である。
【図５】本発明の第二実施形態における水素ガスの濃度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１  水素ガス取扱装置
２  水素ガス供給装置
３  測定手段
４  識別手段
５  制御手段
６  排気手段
７  天井面
８  床面
【図１】
2006113669.tif 000003
【図３】
2006113669.tif 000004
【図５】
2006113669.tif 000005
【図２】
2006113669.tif 000006
【図４】
2006113669.tif 000007