(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス供給設備である圧力調整器の下流側の圧力を検出する圧力検出手段と、媒体内の信号伝搬時間を計測して流速を検出する流速検出手段と、この流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、この流量演算手段で求めた流量値よりガス器具の使用停止状態かどうかを判定する器具停止判定手段と、前記流速検出手段を間欠駆動する間欠駆動手段と、前記器具停止手段で器具停止と判定した時に前記間欠駆動手段の駆動周期を短く設定する周期設定手段と、前記器具停止判定手段で器具停止と判定した時に圧力の安定化時間を計測する安定化タイマ計測手段と、前記安定化タイマ計測手段で所定時間経過すると前記圧力検出手段で検出した閉塞圧力値が正常かどうかを判定するとともに、前記安定化タイマ計測手段が作動中に前記流量演算手段の流量値が所定値以上になれば閉塞圧の判定を中止する閉塞圧判定手段と、この閉塞圧判定手段で異常と判定されたときに異常の継続する時間を計測し、計測時間が所定値を超えると閉塞圧異常として警告報知信号を出力する異常タイマ手段と、この異常タイマ手段で閉塞圧異常の継続を確認すると警告表示を出力する報知手段とを備えたガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス器具の使用時にＬＰガス供給設備である圧力調整器の異常を検出し、ガス供給設備の安全監視を行うガス遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の安全監視装置は、例えば特開平６−１１７９５５号公報に示されるようなものが知られている。図３はこのガス圧異常監視装置のブロック図である。
【０００３】
図３において、１はガスボンベ、２はガスボンベの元栓、３は圧力調整器、４はガスメータ、５はガス配管、６はガス配管５に接続されたガス圧を検出する圧力センサ、７はガス流量を検出する流量センサ、８はガス器具である。９はコンパレータで流量センサ７からの流量信号を入力し、ガスの供給・流通の有無を出力する。１０はガス圧力比較手段で、圧力センサ６からの圧力検出信号を入力し、計測実行時間記憶手段１１へのガス使用前の圧力値とガス使用中の圧力値との偏差に応じたガス使用停止後の閉塞圧力値の検出遅延時間を記憶させ、計時手段１２からの圧力計測遅延経過信号を受け、測定信号を閉塞圧記憶手段１３に閉塞圧検出値として記憶させる。１４は遮断手段で、ガス圧力比較手段１０がガス圧力異常を検出し、ガス配管５や圧力調整器３の異常と判定した時には遮断信号が入力されガス配管５を閉じる。
【０００４】
次に従来例の構成の動作を説明する。ガス圧力比較手段１０は圧力センサ６から圧力検出信号を、コンパレータ９からガス流量判定信号をそれぞれ入力し、次のようなガス圧力正常、異常の監視を行う。
【０００５】
ガス非使用時においては、ガス配管５への日照り、外気温度変動等によって所定のガス圧力上昇が発生すれば、ガス配管５およびガスメータ４からのガス漏れはないと判定する。ガス器具の使用頻度によって圧力上昇量に差が出るが、使用頻度の多い場合には圧力上昇量は少なくなる。一方、ガスの使用時においては、ガス器具の燃焼量の大小によってガス圧力変動量が異なり、ガス圧力回復時間も異なる。ガス圧力変動量とガス圧力回復時間には一定の相関関係がある。即ち、一般的にガス圧力変動量が大きいもの程ガス圧力回復時間が短い。したがって、ガス使用前の圧力値とガス使用中の圧力値との偏差に応じて、ガス使用停止後の閉塞圧力値の検出遅延時間を演算により求め、十分にガス圧力がガス使用前の値に回復したところでガス圧力（閉塞圧）を検出し、閉塞圧記憶手段１３に記憶する。そして、初期ガス閉塞圧をもとにして一定時間毎にガス閉塞圧を計測し、各閉塞圧を比較することによって、一定期間中に所定の圧力上昇があればガス配管５や圧力調整器３にガス漏れ、異常は無いと判定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成では、計時手段１２からの圧力計測遅延経過信号を受け、圧力センサ６で検出した閉塞圧をガス閉塞圧記憶手段１３に記憶させているが、検出遅延時間のカウント中に微小な漏れ流量を流量センサ７で検出した場合、圧力計測遅延経過信号を受けるまで前記漏れ流量による閉塞圧を記憶して良いかどうか判定できないという問題や、誤判定を招くという問題があった。
【０００７】
そこで本発明は上記問題点を解消し、ＬＰガス器具使用停止後に微小な流量を検出した場合、閉塞圧力計測を行ってよいかどうかを素早く判定でき、精度のよい供給設備監視を行うガス遮断装置を提供することを目的としたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、ガス供給設備である圧力調整器の下流側の圧力を検出する圧力検出手段と、媒体内の信号伝搬時間を計測して流速を検出する流速検出手段と、この流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、この流量演算手段で求めた流量値よりガス器具の使用停止状態かどうかを判定する器具停止判定手段と、前記流速検出手段を間欠駆動する間欠駆動手段と、前記器具停止手段で器具停止と判定した時に前記間欠駆動手段の駆動周期を短く設定する周期設定手段と、前記器具停止判定手段で器具停止と判定した時に圧力の安定化時間を計測する安定化タイマ計測手段と、前記安定化タイマ計測手段で所定時間経過すると前記圧力検出手段で検出した閉塞圧力値が正常かどうかを判定するとともに、前記安定化タイマ計測手段が作動中に前記流量演算手段の流量値が所定値以上になれば閉塞圧の判定を中止する閉塞圧判定手段と、この閉塞圧判定手段で異常と判定されたときに異常の継続する時間を計測し、計測時間が所定値を超えると閉塞圧異常として警告報知信号を出力する異常タイマ手段と、この異常タイマ手段で閉塞圧異常の継続を確認すると警告表示を出力する報知手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、流速検出手段で検出した流速より流量演算手段で流量値を求め、その流量値より器具停止判定手段でガス器具が使用停止状態であると判定されると、安定化タイマ計測手段で閉塞圧の判定が可能となるための時間カウントを開始するが、その際に周期設定手段が流速検出手段の駆動周期を最も短い時間に設定してその信号を間欠駆動手段に出力し、器具停止以降は流速検出手段を最短時間で駆動させて微小漏れがないかどうかを流量監視する。一方閉塞圧判定手段では安定化タイマが作動中は閉塞圧判定手段では圧力検出手段で検出したガス圧力についての閉塞圧判定を行わず待機している。安定化タイマが作動中に精密周期で流速検出手段を駆動して流量演算手段で器具停止ではない所定値以上の流量値を検出すると、直ちに前記閉塞圧判定待機中を解除して次の器具停止時に再開するので、従来例のように一定時間遅延するまで閉塞圧判定を待つ必要がなく閉塞圧力判定不可を素早く識別して、次回の器具停止時に正確な閉塞圧力判定を行えるので、閉塞圧異常の誤判定を防止し、ガス供給設備が異常かどうかを精度良く正確に監視できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス遮断装置の実施形態を、図１と図２を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のガス遮断装置の概略構成を示すブロック図である。１７は流速検出手段で、ＬＰガス等のガス（媒体）の流路５に対向設置された上流側振動子１５、下流側振動子１６間で超音波信号を一方から他方に発信し、その伝搬時間より使用ガスの流速を検出する。流速検出手段１７の１例として次の様な構成のものを採用している。この流速検出手段１７は、切替手段１８と、送信手段１９と、受信手段２０と、繰返手段２１と、伝搬時間計測手段２２とからなる。送信手段１９と受信手段２０とは切替手段１８に接続され、切替手段１８はまず送信手段１９を上流側振動子１５に、受信手段２０を下流側振動子１６に接続し、次は送信手段１９を下流側振動子１６に、受信手段２０を上流側振動子１５に接続するというように交互に送信手段１９と受信手段２０の接続先を切り替える。繰返手段２１は切替手段１８により上流側振動子１５に受信手段２０を、下流側振動子１６に送信手段１９をそれぞれ接続し、送信手段１９から発信された超音波信号を下流側振動子１６より流路５を経て上流側振動子１５から受信手段２０で受信する。こうして超音波信号の送信から受信迄を繰り返し行い、更に伝搬時間計測手段２２でその間の超音波信号の伝搬時間を計測する動作を繰り返し行う。伝搬時間計測手段２２は超音波信号の送信から受信までの時間を計測し累積する。
【００１４】
次に切替手段１８により下流側振動子１６に受信手段２０を、上流側振動子１５に送信手段１９を接続し、前述の動作を繰り返し行う。伝搬時間計測手段２２は最初に計測した伝搬時間と、次に切替手段１８により切り替えた後に計測した信号伝搬時間とから伝搬時間差を求める。
【００１５】
２３は流量演算手段で、流速検出手段１７で求めた流速値より使用しているガス流量を換算し求める。２４は異常判定手段で、流量演算手段２３で求めたガス使用量から異常な使用状態かどうかを判定する。例えばストーブ等の使用器具へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、発生する異常な大流量を監視するための合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応した使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断テーブル等が格納されており、それに該当する異常がないかを監視する。２５は遮断手段で、異常判定手段２４から異常と判定された時に遮断信号が出力されガスの流路５を遮断する。
【００１６】
２６は器具停止判定手段で、流量演算手段２３で換算した流量値が流量零或いは流量零の所定近傍範囲に入ったのを検出すると、ガス器具の使用停止と判定する。２７は安定化タイマ計測手段で、器具停止判定手段２６でガス器具の使用停止と判定したら時間計測を開始し、器具停止直後のガス圧が安定化するのを待つ。２８は閉塞圧判定手段で、ガス器具の使用停止後に、ガス供給設備である圧力検出手段６で検出した圧力調整器（図示せず）の閉塞圧力に異常は無いかどうかを判定する。判定は流量演算手段２３の求めた流量値が流量零状態で、かつ安定化タイマ計測手段２７で所定時間カウントすると閉塞判定を行う。なぜなら流量零状態で安定化タイマ計測手段２７による所定時間が経過すると、ガス器具停止直後の圧力のオーバーシュート的な高い圧力が整定してくるからである。一方、安定化タイマカウント中に流量演算手段２３で所定範囲外の流量を検出すると、直ちに閉塞圧判定を中止し、次回の器具の使用停止時に判定を再開する。
【００１７】
圧力調整器はガス器具停止時の閉塞圧を３５０ｍｍＨ2 Ｏに設定しており、通常ガス器具を停止すると閉塞圧は３５０ｍｍＨ2 Ｏ以下となる。しかし異常な設定をされたり、又圧力調整器が異常になると３５０ｍｍＨ2 Ｏ以上の閉塞圧となる。２９は異常タイマ手段で、閉塞圧判定手段２８で閉塞圧異常信号が出力される時間をカウントし、所定期間経過すれば閉塞圧低下異常として警告報知信号を出力する。３０は報知手段で、異常タイマ手段２９より閉塞圧低下異常が確定された時に、ガス需要家やガス事業者に閉塞圧異常として通知するため、例えばＬＣＤやＬＥＤ等で表示したり、ガスセンタに対し、ガス需要家宅で閉塞圧異常が発生したことを通報する。又異常判定手段２４でガスの使用状態が異常と判定され、遮断手段２５を駆動した場合、遮断状態や遮断内容を報知手段３０の液晶表示素子等に表示すると共にガスの安全監視を行っているセンタに電話回線などで通報する。
【００１８】
次に上記構成の動作を説明する。ガス遮断装置は図示していないが、通常上流側のＬＰガス容器に高圧ホースに接続された圧力調整器と、下流側のガス器具との間に設置される。まずガス器具の使用流量を求めるために流速を検出する流速検出手段１７の一例の動作を具体的に説明する。
【００１９】
流路( ガス配管) ５内で、斜向設置された上流側振動子１５、および下流側振動子１６との間で超音波信号を送受信する。切替手段１８により上流側振動子１５に送信手段１９が接続され、一方受信手段２０に下流側振動子１６が接続され、送信手段１９から発信された信号を上流側振動子１５から下流側振動子１６を介し受信する。この動作を繰返手段２１で設定された回数だけ行う。いわゆるシングアラウンド系を構成する。送信手段１９より発信された超音波信号を受信手段２０が受信する迄の伝搬時間を累積し、その時間を伝搬時間計測手段２２で求める。
【００２０】
次に、切替手段１８は下流側振動子１６に送信手段１９を接続する一方、上流側振動子１５に受信手段２０を接続する。送信手段１９より出力された超音波信号は、下流側振動子１６を介して流路５を経て上流側振動子１５に接続された受信手段２０で受信される。この動作は繰返手段２１で設定された回数だけ行う。
送信手段１９より送信された超音波信号が受信手段２０が受信される迄の伝搬時間を伝搬時間計測手段２２で累積し求め、更に上流から下流へ超音波信号を送信した時の伝搬時間と、下流から上流へ送信した時の伝搬時間とから伝搬時間差を求める。流量演算手段２３は伝搬時間計測手段２２で求めた伝搬時間を流速値に換算し、流速値を流量値に換算する。
【００２１】
前述の様にして流速を計測すると、流量演算手段２３で流量に換算し、換算流量を異常判定手段２４と器具停止判定手段２６とに出力する。器具停止判定手段２６で流量零或いは流量零近傍（例えば±１．５Ｌ／ｈ以内等）以内の流量と判定されるとガス需要家がガス器具を使用停止していると判定し、安定化タイマ計測手段２７で閉塞圧の安定化時間の計測を開始する。一方、圧力検出手段６は圧力調整器で閉塞圧設定されているガス圧力を検出する。圧力調整器の閉塞圧は通常３５０ｍｍＨ2 Ｏに設定されており、ガス器具を使用停止した時、通常３５０ｍｍＨ2 Ｏ以下となる。まずガス器具を使用停止後、閉塞圧判定手段２８で閉塞圧判定を行うためには流量演算手段２３より前記所定範囲内の流量値であり、安定化タイマ計測手段２７での所定時間が経過して器具停止直後の閉塞圧が安定化される条件が必要である。この条件が整ったときに閉塞圧判定を行う。判定時には常に流速検出手段１７により流路５内の流速を検出しており、流速検出後に流量演算手段２３で流量換算してその流量値に基づき器具停止判定手段２６が器具停止状態かを定期的に監視している。
【００２２】
安定化タイマカウント中に例えば、ガス需要家がちょっとでもガス器具のガス栓を開け閉めしても正確に閉塞圧判定ができなくなるので、そのような状況を流速検出手段１７、流量演算手段２３で検出し流量零でないと検出すると、直ちに閉塞圧判定手段２８では閉塞圧判定を中止し、次回の器具使用停止時に判定再開する。また閉塞圧判定手段２８は圧力検出手段６で検出した圧力が３５０ｍｍＨ2 Ｏ以上の異常圧力と判定すると、閉塞圧異常信号を異常タイマ手段２９に出力する。異常タイマ手段２９は閉塞圧異常状態が継続した場合、つまりカウントした所定回数なり所定期間が所定値を超えると閉塞圧異常として警告報知信号を報知手段３０に出力する。報知手段３０は警告報知信号が入力されると、閉塞圧異常としてＬＣＤやＬＥＤ素子等の表示手段で器具使用注意の警告表示を出力すると共に、通信手段を介してＬＰガスの保安センタ等に報知し、需要家のガス使用状態を監視しているセンタに供給設備の改善注意勧告を行うことができる。
【００２３】
このようにして、ガス供給設備である圧力調整器の異常を判定する際、下流側のガス器具の使用停止を検出し、安定化タイマ計測手段２７が作動中は閉塞圧判定は行わず待機し、この待機中に、ガス需要家がガス器具の元栓を開け閉めするような動作が行われたのを流量値から検出すると、直ちに待機状態を解除して閉塞圧判定手段２８での異常圧力判定を中止する。したがって、閉塞圧判定を一定時間待つ必要はなく、かつ本来ガス圧力調整器がくるって異常圧力状態になっているのに、ガス需要家が些細なガス器具のオンオフ操作をして流路５中の圧力状態が変化しているのを見逃し、それを正常圧力と誤判定するようなことがなく、極めて正確且つ精度良く閉塞圧の監視を行え、安全性や信頼性が向上する。
【００２４】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態のガス遮断装置の概略構成を示すブロック図である。図２において、第１実施形態と同一機能を有する構成要素には同一番号を付しその説明や動作説明は詳述しない。
【００２５】
第２実施形態において、３１は間欠駆動手段で、流速検出手段１７を一定周期毎に駆動して流速検出を行わせている。３２は周期設定手段で、流量演算手段２３で換算した流量値により間欠駆動手段３１の駆動周期を設定している。流量値が少なくなる程駆動感覚は長くなるが、安定化タイマ計測手段２７が動作している最中は早く閉塞圧判定を中止するかどうかを判別できるように駆動周期を短くし、ガス需要家がさまざまなガス器具の使い方をしても流量値を検出可能にしている。
【００２６】
次に上記構成の動作を第２実施形態の主要部分を中心に説明する。前述したようにガス遮断装置は、上流側のＬＰガス容器に高圧ホースで接続された圧力調整器と、下流側のガス器具との間に設置されている。
【００２７】
流速検出手段１７により第１実施形態と同様にしてガス流速を計測すると、流量演算手段２３で流量に換算され、異常判定手段２４と器具停止判定手段２６に出力する。その流量値が器具停止判定手段２６で流量零或いは流量零近傍以内と判定されるとガス需要家がガス器具を使用停止していると判定し、安定化タイマ計測手段２７で閉塞圧の安定化時間の計測を開始する。安定化タイマ計測手段２７が起動されると、周期設定手段３２に閉塞圧判定のための圧力安定化期間に入ったと通知され、周期設定手段３２は間欠駆動手段３１の駆動周期を短く設定する。なお閉塞圧判定手段２８による閉塞圧判定が完了すると通常の駆動周期（流速検出周期）に戻る。一方、圧力検出手段６は圧力調整器で閉塞圧設定されているガス圧力を検出する。圧力調整器の閉塞圧は通常３５０ｍｍＨ2 Ｏに設定されており、ガス器具を使用停止した時、通常３５０ｍｍＨ2 Ｏ以下となる。まずガス器具を使用停止後、閉塞圧判定手段２８で閉塞圧判定を行うためには流量演算手段２３より前記所定範囲内の流量値であり、安定化タイマ計測手段２７での所定時間が経過して器具停止直後の閉塞圧が安定化される条件が必要である。
【００２８】
判定時には周期設定手段３２で非常に短い周期で流速検出手段１７を駆動させて流路５内の流速を検出させており、流量演算手段２３で換算した流量値に基づき器具停止判定手段２６が器具停止状態かどうかを定期的に監視している。安定化タイマカウント中に例えば、ガス需要家がちょっとでもガス器具のガス栓を開け閉めしても正確に閉塞圧判定ができなくなるので、そのような状況を流速検出手段１７、流量演算手段２３で検出し流量零でないと検出すると、直ちに閉塞圧判定手段２８では閉塞圧判定を中止し、次回の器具使用停止時に判定再開する。
即ちガス供給設備である圧力調整器の閉塞圧設定がずれて異常であるにも係わらず、ガス使用者がちょっとでもガス器具を開け閉めすると圧力値が変化し、正常圧となる場合がある。これを正常値と誤判定するのを防ぐために前記のような些細な器具使用を見逃さないように、流速検出手段１７での流速検出周期を短くして異常圧力を正確に計測させるために閉塞圧判定を中止している。
【００２９】
また閉塞圧判定手段２８は圧力検出手段６で検出した圧力が３５０ｍｍＨ2 Ｏ以上の異常圧力と判定すると、閉塞圧異常信号を異常タイマ手段２９に出力する。異常タイマ手段２９は閉塞圧異常状態が継続した場合、つまりカウントした所定回数なり所定期間が所定値を超えると閉塞圧異常として警告報知信号を報知手段３０に出力する。報知手段３０は警告報知信号が入力されると、閉塞圧異常としてＬＣＤやＬＥＤ素子等の表示手段で器具使用注意の警告表示を出力すると共に、通信手段を介してＬＰガスの保安センタ等に報知し、需要家のガス使用状態を監視しているセンタに供給設備の改善注意勧告を行うことができる。
【００３０】
このようにして、ガス供給設備である圧力調整器の異常を判定する際、下流側のガス器具の使用停止を検出し、安定化タイマ計測手段２７で圧力の安定化を待っている最中に、ガス需要家がガス器具の元栓を開け閉めするような動作が行われたのを周期設定手段３２で短い周期とした間欠駆動手段３１で流速検出手段１７を駆動して検出、すなわち最短周期で検出し、素早く閉塞圧判定不可と判定、すなわち所定値以上の流量値が検出されると直ちに閉塞圧判定手段２８での異常圧力判定を中止する。したがって、本来ガス圧力調整器がくるって異常圧力状態になっているのに、ガス需要家が些細なガス器具のオンオフ操作をして流路５中の圧力状態が変化しているのを見逃し、それを正常圧力と誤判定するようなことがなく、極めて正確且つ精度良く閉塞圧の監視を行え、安全性や信頼性が向上する。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、安定化タイマが作動中は閉塞圧判定を行わずに待機し、安定化タイマが作動中に精密周期で流速検出手段を駆動して流量演算手段で器具停止ではない所定値以上の流量値を検出すると、直ちに前記閉塞圧判定待機中を解除して次の器具停止時に再開するので、従来例のように一定時間遅延するまで閉塞圧判定を待つ必要がなく閉塞圧力判定不可を素早く識別して、次回の器具停止時に正確な閉塞圧力判定を行えるので、閉塞圧異常の誤判定を防止し、ガス供給設備が異常かどうかを精度良く正確に監視できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】本発明の第２実施形態を示す制御ブロック図。
【図３】従来のガス圧異常監視装置の制御ブロック図。
【符号の説明】
６    圧力検出手段
１７  流速検出手段
２３  流量演算手段
２４  異常判定手段
２６  器具停止判定手段
２７  安定化タイマ計測手段
２８  閉塞圧判定手段
２９  異常タイマ手段
３０  報知手段
３１  間欠駆動手段
３２  周期設定手段
【図１】
0004580506.tif 000002
【図２】
0004580506.tif 000003
【図３】
0004580506.tif 000004