(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流路と、前記流路をそれぞれ開閉する複数個の流路開閉手段と、少なくとも一つの流路の流量を計測する超音波流量計測手段と、地震などの振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段が振動を検出したときに、前記超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路以外の流路の流路開閉手段を閉じる制御手段と、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期および計測回数を制御する計測制御部とを具備し、この計測制御部は、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を早めてその計測回数を増やすようにした感震遮断装置。
【請求項２】
複数の流路と、前記流路をそれぞれ開閉する複数個の流路開閉手段と、少なくとも一つの流路の流量を計測する超音波流量計測手段と、地震などの振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段が振動を検出したときに、前記超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路以外の流路の流路開閉手段を閉じる制御手段と、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期を初期化する周期初期化部とを具備し、この周期初期化部は、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を初期化するようにした感震遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地震を検出して気体及び液体の流路を遮断する感震遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の感震遮断装置は特開平８−２１９８２９号公報に記載されているようなものが一般的であった。この感震遮断装置（ガス遮断装置）は図１０に示すように地震を検知する振動検出手段１０５を有し、一つの流路１０１を流れるガスの流量を流量計測手段１０３で計測するように構成されている。
【０００３】
そして地震発生時には、振動検出手段１０５が地震が起きたことを検知し流量計測手段１０３が地震発生前後の流量を一定時間計測して、流量があらかじめ設定されている流量以上であれば流路開閉手段１０２を遮断するようになっていた。
【０００４】
また、特開平１０−３８６２０号公報に記載されているように振動検出手段を有し、流量計測手段に超音波式流量計測手段を用いたものも開示されている。
【０００５】
この様に流量計測手段が超音波式のものは、従来の一定の容積を有する２つの袋が交互にガスを吸入吐出する機構的動きを計数するものに比べ、短時間に流量を計測できる利点を持っている。
【０００６】
ここで図１１に流量計測手段に超音波式を用いた流量計を例に示す。図に示すように流路１１４の上流側および下流側にそれぞれ超音波素子１１０を設け、超音波素子１１０に対する信号を発生したりあるいは超音波素子１１０からの信号を処理する信号発生・処理部１１１ａおよび信号発生・処理部１１１ａのデータを基に流量を算出する演算部１１１ｂを備えた流量計測手段１１１を設けている。
【０００７】
間欠動作手段１１２は前記信号発生・処理部１１１ａと演算部１１１ｂに接続され、これらを間欠動作させる。電源１１３は前記各部に電力を供給する。間欠動作手段１１２が信号発生・処理部１１１ａと演算部１１１ｂを間欠動作を行うのは電力の消費を抑え、電源１１３の容量で設定仕様時間（例えば１０年間）の使用を可能にするためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の感震遮断装置において、通常時に大流量が流れる流路では流路が大きくなることで、大型の流路開閉手段を用いることが必要になり、またこれを制御する回路が大きくなり機器の大型化につながっていた。さらに小流量から大流量までの流量を計測する必要があるため、特に超音波式の流量計測手段に於いては広いダイナミックレンジが必要で、そのために回路が大きくなったり、流量の計測精度を高く取ることが困難であった。さらに流量計測手段に計測時間が短い超音波式を用いた流量計測手段を持つものでも、流量計測手段が消費電力を抑えるため間欠動作を行っているのが一般的で、このようなものでは流量計測のタイミングによっては、振動検出手段により地震を検出しても流量計測が直ぐには行われず、それにより遮断が最大流量計測の間欠周期分遅れるという課題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような従来の課題を解決したもので、複数の流路と、前記流路をそれぞれ開閉する複数個の流路開閉手段と、少なくとも一つの流路の流量を計測する超音波流量計測手段と、地震などの振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段が振動を検出したときに、前記超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路以外の流路の流路開閉手段を閉じる制御手段と、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期および計測回数を制御する計測制御部とを具備し、この計測制御部は、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を早めてその計測回数を増やすようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の感震遮断装置は、複数の流路と、前記流路をそれぞれ開閉する複数個の流路開閉手段と、少なくとも一つの流路の流量を計測する超音波流量計測手段と、地震などの振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段が振動を検出したときに、前記超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路以外の流路の流路開閉手段を閉じる制御手段と、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期および計測回数を制御する計測制御部とを具備し、この計測制御部は、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を早めてその計測回数を増やすようにしたものである。
【００１１】
また、複数の流路と、前記流路をそれぞれ開閉する複数個の流路開閉手段と、少なくとも一つの流路の流量を計測する超音波流量計測手段と、地震などの振動を検出する振動検出手段と、この振動検出手段が振動を検出したときに、前記超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路以外の流路の流路開閉手段を閉じる制御手段と、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期を初期化する周期初期化部とを具備し、この周期初期化部は、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を初期化するようにした。
【００１２】
したがって、振動検出手段が地震などの振動を検出すると、超音波流量計測手段で流量計測が行われる流路のみが開かれて的確な流量計測が行われるとともに、超音波流量計測手段の計測周期が早められてその計測回数が増やされ、或いは、計測周期が初期化されるため、計測精度も高められることとなる。
【００１３】
以下本発明の実施例の前にその参考実施例を説明する。
【００１４】
【参考実施例】
（参考実施例１）
図１において、１ａ、１ｂはガス等の流体の流路であり、２ａ、２ｂは流路１ａ、１ｂの上流側に設けられた遮断弁等の流路開閉手段である。３は超音波素子を用い流路１ｂを流れる流体の流速により流量を計測する超音波式の流量計測手段である。５は加速度センサ等を用いた地震などの振動を検出する振動検出手段で、４は流量計測手段３および振動検出手段５からの信号により流路開閉手段２ａ、２ｂを開閉制御する制御手段である。
【００１５】
次に動作、作用について説明する。流路開閉手段２ａ、２ｂがどちらも開状態である場合、流路１ａ、１ｂの構成上定まる比でそれぞれの流路に流体が流れる。流量計測手段３は流路１ｂに流れる流体の流量を検出するので、流量計測手段３で計測した流量値に流路１ａ、１ｂの流量比を掛けることで全体の流量が求まる。
【００１６】
例えば、流路１ａ、１ｂの流量比が１：１であれば全体の流量値は流量計測手段３で計測した流量値を２倍すれば求まる。
【００１７】
また、このように流路を２本構成にした場合は流量計測手段３の計測範囲は全体の１／２程度の流量を計測が可能であればよい。さらに、流量開閉手段２ａ、２ｂは流路の本数に比例して小型の物を使用できる。
【００１８】
この様な構成で振動検出手段５により振動を検出するとその旨の信号を制御手段４に送り、制御手段４はこの信号により流量計測手段３を設けた流路１ｂ以外の流路開閉手段２ａを閉じる。流路開閉手段２ａが閉じると流体はすべて流路１ｂを通り、流量計測手段３において総流量を計測するようになる。このように地震発生後、流量計測手段で総流量を計測することで地震によって流体の漏れが生じたか否かを判断すれば小流量に於いても精度よく検出できる。
【００１９】
（参考実施例２）
図２において、４ｃはあらかじめ設定された流量設定値を記憶する設定記憶部であり、４ｂは流量計測手段３と設定記憶部４ｃとの出力を比較し流量の大小を判定する流量判定部である。６は時間を計時する計時手段で、４ａは流量判定部４ｂと流量計測手段３と計時手段６と振動検出手段５の出力より流量開閉手段２ａ、２ｂを制御する制御部である。
【００２０】
次に動作、作用について説明する。
【００２１】
計時手段６が計時する計時時間を基に、所定時間が経過したことを制御部４ａが認識した状態で、流量計測手段３が計測する流量値と設定記憶部４ｃに記憶されている流量設定値を比較している流量判定部が、流量値が小さいと判定すると制御部４ａが流量計測手段３を設けた流路１ｂ以外の流路開閉手段２ａを閉じる。流路開閉手段２ａが閉じられると、流体はすべて流路１ｂを通り、流量計測手段３において小流量の計測を精度よく計測できるようになる。
【００２２】
（参考実施例３）
図３において、４ｄは振動検出手段５が振動を検出中に流路開閉手段２ａ、２ｂを遮断する際の流量設定値を記憶する第１遮断設定記憶部で、４ｅは振動が終了後に計時手段６が計時する所定時間内に流路開閉手段２ａ、２ｂを遮断する際の流量設定値を記憶する第２遮断設定記憶部であり、第１遮断設定記憶部４ｄの方が大きな流量設定値を記憶している。
【００２３】
４ａは第１遮断設定記憶部４ｄと第２遮断設定記憶部４ｅと流量計測手段３と計時手段６と振動検出手段５の出力より流量開閉手段２ａ、２ｂを制御する制御部である。
【００２４】
次に動作、作用について説明する。振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じ、その後、第１遮断設定記憶部４ｄの記憶する設定値と、流量計測手段３が計測した流量値とを比較し、流量値が大きければ流路開閉手段２ｂを遮断する。
【００２５】
そして、振動検出手段５が振動を検出しなくなると計時手段６がその時点からの経過時間の計時を始める。また、振動検出手段５が振動を検出なくなった時点から所定時間経過まで制御部４ａは第２遮断設定記憶部４ｅの記憶する設定値と、流量計測手段３が計測した流量値とを比較する。この間、流量値が大きければ流路開閉手段２ｂを遮断する。このように地震中は、地震がおさまってから所定期間のしきい値より大きなしきい値で計測流量値と比較し流路開閉手段２ａ、２ｂの遮断判定を行うため、地震による振動の影響を抑えることができる。
【００２６】
（参考実施例４）
図６において、４ｈは計測制御部４ｆの計測周期を変更する周期変更部である。
【００２７】
次に動作、作用について説明する。振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じる。
【００２８】
そして、周期変更部４ｈが計測制御部４ｆの流量計測周期をランダムに変更する。そして、振動検出手段５が振動を検出なくなると周期変更部４ｈが計測制御部４ｆの流量計測周期を通常の周期（例えば１０秒毎）に戻す。
【００２９】
このように地震中の流量計測周期が常時可変されることで、流量計測手段３の流量値が振動の影響を受けてその瞬時値が変動しても流路開閉手段２ｂの誤遮断をなくすことができる。
【００３０】
なお、本参考実施例では地震中、計測周期を可変するとしたが周期変更部４ｈにより周期無限大として振動検出手段５が振動を検出中、もしくは検出中＋所定の時間の間は流量計測を行わないようにしても、同様に振動の影響を受け流路開閉手段２ｂの誤遮断をなくすことができる。
【００３１】
（参考実施例５）
図７において、４ｉは流量計測手段３の計測値を積算する積算部である。
【００３２】
次に動作、作用について説明する。振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じる。
【００３３】
そして計時手段６に信号を送り流路開閉手段２ａを閉じてからの経過時間を計測開始させる。以降、制御部４ａは計時手段６を参照することで前記経過時間を認識する。
【００３４】
さらに、流量判定部４ｂは振動検出手段５から地震が発生した旨の信号を受け積算部４ｉに積算開始の信号を出力し、以降、積算部４ｉの積算値と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を、制御部４ａから所定の時間が経過したという旨の信号が出力されるまで行う。
【００３５】
所定の時間が経過した場合には流量判定部４ｂは積算部４ｉの積算値との比較を止め、流量計測手段３と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を行う。このように振動検出手段が地震を検出するとあらかじめ設定された期間、流量判定部が積算部の積算値と設定記憶部の設定値とを比較し流量の判定を行うため、流量計測値の瞬時値で行う場合に比べ流量計測手段の流量値が振動の影響を受けてその瞬時値が変動しても流路開閉手段の誤遮断をなくすことができる。
【００３６】
（参考実施例６）
図８において、４ｊは流量計測手段３の平均値を算出する平均算出部である。
【００３７】
次に動作、作用について説明する。振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じる。
【００３８】
そして、計時手段６に信号を送り流路開閉手段２ａを閉じてからの経過時間を計測開始させる。
【００３９】
以降、制御部４ａは計時手段６を参照することで前記経過時間を認識する。さらに流量判定部４ｂは振動検出手段５から地震が発生した旨の信号を受け平均算出部４ｊに算出開始の信号を出力し、以降、平均算出部４ｊの算出平均値と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を、制御部４ａから所定の時間が経過したという旨の信号が出力されるまで行う。
【００４０】
所定の時間が経過した場合には流量判定部４ｂは平均算出４ｊの算出平均値との比較を止め、流量計測手段３と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を行う。
【００４１】
このように振動検出手段が地震を検出するとあらかじめ設定された期間、流量判定部４ｂが平均算出部４ｊの積算値と設定記憶部４ｃの設定値とを比較し流量の判定を行うため、流量計測値の瞬時値で行う場合に比べ流量計測手段３の流量値が振動の影響を受けてその瞬時値が変動しても流路開閉手段２ｂの誤遮断をなくすことができる。
【００４２】
（参考実施例７）
図９において、４ｋは制御部４ａからの信号により流量出力手段３が計測した流量値を記憶するゼロ点補正部である。７は流路１ｂを流れる流体の流量を計測し、計測した流量値からゼロ点補正部４ｋに記憶されている流量値を加えて流量判定部４ｂに出力する流量出力手段である（但し、流量出力手段３は超音波式により流量を計測するものでありがその計測した流量値は正負両方の符号の値をとるものである）。
【００４３】
次に動作、作用について説明する。
【００４４】
流量出力手段３は計測した流量値からゼロ点補正部４ｋに記憶されている流量値を加えて流量判定部４ｂに出力するとともに、流路開閉手段２ａ、２ｂは閉じている時に、ゼロ点補正部からの信号により計測した流量値をゼロ点補正部に流量値を返すものである。
【００４５】
また、ゼロ点補正部の初期値はゼロである。振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じ、流量判定部４ｂにより流量出力手段３の出力した流量値と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を行う。
【００４６】
判定の結果、流量値が大きければ流路開閉手段２ｂを遮断する。さらに、制御部４ａは計時手段６に計時開始信号を送り、流路開閉手段２ｂを遮断してからの経過時間を計測開始させる。以降、制御部４ａは計時手段６を参照することで前記経過時間を認識する。
【００４７】
そして、流量判定部４ｂにおいて流量出力手段３の流量値と設定記憶部４ｃに記憶されている設定値とを比較し流量の大小判定を行う。計時手段６が計時する所定時間、流量が設定値以下であれば流量判定部４ｂは制御部４ａへその旨の信号を送り、制御部４ａはゼロ点補正部４ｋにゼロ点補正の信号を送る。
【００４８】
この時点では流路開閉手段２ａ、２ｂは閉じたままであり、ゼロ点補正部４ｋでは流量出力手段７に流量値の要求を出し、この流路開閉手段２ａ、２ｂが閉じている時の、流量出力手段３が計測した流量値を記憶する。以降、流量出力手段３は計測した流量値からゼロ点補正部４ｋに記憶されている流量値を加えて流量判定部４ｂに出力する。
【００４９】
このように流路開閉手段２ａ、２ｂを閉じているときの計測流量値を以降の計測流量値に加えることで、本来流量がゼロであるべき時に計測される流量値（主に流量出力手段７の回路的なゼロ点のズレ）を以降の流量計測値から除くことができ、流量出力手段７のオフセットをキャンセルできるものである。
【００５０】
なお、本参考実施例ではゼロ点補正部４ｋに流量値を記憶させる時期を地震を検知して、流路開閉手段２ａ、２ｂを遮断し、その復帰時に行うとしたが、経過時間もしくは流量の計測回数により行うようにしても同様な効果が得られる。
【００５１】
【実施例】
以上の各参考実施例をふまえ以下その実施例について説明する。なお、上記各参考実施例と同一の作用・動作を行う構成については同一符号を付して詳細な説明はこれら各参考実施例のものを援用する。
【００５２】
（実施例１）
図４において、４ｆは流量計測手段の計測周期および計測回数を可変する計測制御部である。
【００５３】
次に動作、作用について説明する。
【００５４】
振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じる。そして計測制御部４ｆが流量計測手段３の計測周期を早め（例えば１０秒毎から１秒毎に変更する）、さらに計測回数を増やす（例えば１回から１０回へ変更する）。この様に地震後、単位時間あたりの流量計測回数を増やすことにより流量計測の精度を向上することができる。
【００５５】
（実施例２）
図５において、４ｇは計測制御部４ｆの計測周期を初期化する周期初期化部である。
【００５６】
次に動作、作用について説明する。
【００５７】
振動検出手段５が振動を検出すると制御部４ａは先ず流路開閉手段２ａを閉じると共に、周期初期化部４ｇが計測制御部４ｆの計測周期を初期化する。例えば、計測制御部４ｆの計測周期が１０秒毎であったとして、計測を行ってから２秒後に振動検出手段５が振動を検出したとすると、残りの８秒が経過しないと次の流量計測が行われないので、制御部４ａが流量計測の結果、流量大の時に流路開閉手段２ｂを遮断するのが８秒後になってしまう。
【００５８】
これは振動検出手段５が振動検出のタイミングによっては最大、流量計測周期分（この場合１０秒）遅れることになる。上述のように振動検出手段５が振動を検出し流路開閉手段２ａを閉じると共に、計測周期を初期化すると直ちに流量計測が行われ、それにより流量大の時に素早く流路開閉手段２ｂを遮断することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の感震遮断装置によれば、流路を複数にしてその内の一つの流路の流量を計測することで、流量計測手段を小型化でき、地震発生後、流量計測手段を設けた流路以外の流路を閉じて流量計測手段の設置された流路のみで流量を計測するため、計測精度のよい流量計測をすることができるものであり、特に、前記振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期および計測回数を制御する計測制御部を具備し、この計測制御部が、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を早めてその計測回数を増やすようにしたり、或いは、振動検出手段に連係して前記超音波流量計測手段の計測周期を初期化する周期初期化部を具備し、この周期初期化部が、前記振動検出手段が振動を検出した場合に、超音波流量計測手段の計測周期を初期化するようにしたことによって、より一層、計測精度の向上が図られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の参考実施例１における感震遮断装置のブロック図
【図２】  本発明の参考実施例２における感震遮断装置のブロック図
【図３】  本発明の参考実施例３における感震遮断装置のブロック図
【図４】  本発明の実施例１における感震遮断装置のブロック図
【図５】  本発明の実施例２における感震遮断装置のブロック図
【図６】  本発明の参考実施例４における感震遮断装置のブロック図
【図７】  本発明の参考実施例５における感震遮断装置のブロック図
【図８】  本発明の参考実施例６における感震遮断装置のブロック図
【図９】  本発明の参考実施例７における感震遮断装置のブロック図
【図１０】  従来の感震遮断装置のブロック図
【図１１】  従来の超音波流量計のブロック図
【符号の説明】
３  流量計測手段
４  制御手段
４ａ  制御部
４ｂ  流量判定部
５  振動検出手段
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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