(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過ガス流量に対応した流量信号を出力する流量センサと前記流量センサ信号から通過流量を測定しガス流量値を出力する流量計測部と、ガス通路の開閉を行う遮断弁と、前記遮断弁の開閉駆動をする弁駆動部と、各種センサからの信号を入力しそれぞれのセンサ値を出力する各種センサ入力部と、遮断事象等を報知する報知部と、外部へ通信する通信部と、前記流量計測部と各種センサ入力部のそれぞれの異常電流を検知して異常電流信号を発する各種異常電流検知部と、前記流量計測部からのガス流量値が異常な場合や各種センサ入力部からのセンサ値が異常な場合に前記弁駆動部を駆動して前記遮断弁を動作させガス通路を閉じるとともに、前記各種異常電流検知部からの異常電流信号がある場合に前記報知部に報知または前記弁駆動部を駆動して前記遮断弁を動作させガス通路を閉じ前記通信部により外部へ報知する制御部と、装置の電源として電池を備えたガス遮断装置。
【請求項２】
各種異常電流検知部を、流量計測部とそれぞれの各種センサ入力部の電源供給ラインに設けた抵抗の電圧降下をトランジスタのエミッタ、ベース間で検知する請求項１記載のガス遮断装置。
【請求項３】
通過ガス流量に対応した流量信号を出力する流量センサと前記流量センサ信号から通過流量を測定しガス流量値を出力する流量計測部と、ガス通路の開閉を行う遮断弁と、前記遮断弁の開閉駆動をする弁駆動部と、各種センサからの信号を入力しそれぞれのセンサ値を出力する各種センサ入力部と、遮断事象等を報知する報知部と、外部へ通信する通信部と、前記流量計測部と各種センサ入力部のそれぞれの異常電流を検知して異常電流信号を発する各種異常電流検知部と、前記流量計測部と前記各種センサ入力部のそれぞれの電源を入切する各種センサ電源入切部と、前記各種センサ入力部に再度電源を入れるための指示をする異常解除入力部と、前記流量計測部からのガス流量値が異常な場合や各種センサ入力部からのセンサ値が異常な場合に前記弁駆動部を駆動して前記遮断弁を動作させガス通路を閉じるとともに、前記各種異常電流検知部からの異常電流信号がある場合に前記各種センサ電源入切部を駆動して異常電流信号のあった前記流量計測部または前記各種センサ入力部の電源を切り前記報知手段に報知または前記弁駆動部を駆動して前記遮断弁を動作させガス通路を閉じ前記通信手段により外部へ報知する一方、前記異常解除入力部から信号があった場合に前記各種センサ電源入切部を駆動して再度異常電流信号のあった前記流量計測部または前記各種センサ入力部の電源を入れる制御部と、装置の電源として電池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、ガスの事故を未然に防ぐガス遮断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のガス遮断装置について、図７で説明する。１は、通過ガス流量に対応した流量信号を出力する流量センサ、２は流量センサ１の流量信号から通過流量を測定してガス流量値を出力する流量計測部、３はガス通路の開閉を行う遮断弁、４は遮断弁３の開閉駆動をする弁駆動部、５はガス通路の圧力に対応した圧力信号を出力する圧力センサ、６は地震があった場合に揺れに対応した感震信号を出力する感震センサ、７００、７０１はそれぞれのセンサの信号からそれに応じたセンサ値を出力する各種センサ入力部、１１０は圧力センサ５のセンサ入力部７００が数ｍＡと電流が多いために圧力を測定するときのみ電源を入切する抵抗とトランジスタで構成したセンサ電源入切部、８はＬＥＤとＬＣＤで構成された報知部、９はセンター等と通信を行う通信部、１４はガス遮断装置の電源としての電池、１０は制御部である。制御部１０は流量計測部２からのガス流量値がガス漏れ等の異常値である場合や各種センサ入力部７００、７０１からセンサ値が異常な場合（圧力が異常に低い場合や地震があった場合）に弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を閉じガスの安全を確保し、その内容を報知部８で報知し、通信部９でセンター等に遠隔通知している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようなガス遮断装置では、以下のように各種センサ入力部の電流のリーク異常がわからないために、ガス遮断装置の信頼性を低下するばかりでなく、装置全体の電源である電池の容量を消耗して使用期間１０年もたないことがあった。流量計測部２から信号があるかないか、感震センサ６のセンサ入力部７０１から信号があるかないか、また圧力センサ５のセンサ入力部７０１のセンサ値が０であってもその信号や値そのものではリーク電流等の異常が判断できない構成になっている。さらに、ガス遮断装置の小型化により最近各種センサ入力部（流量計測部２、センサ入力部７００、７０１）は半導体で構成され小型化になっているものが多い。そのため半導体のリーク電流や結露等による電流のリークが発生する可能性が高く、このようなリーク電流が発生した場合にはそれぞれの各種センサ入力部の電流が増えてそれぞれのセンサ入力部の異常が発見できないまま、電源が電池であるために使用期間１０年もたないことがあった。また、図８に圧力センサの例で示すように圧力センサ内部にセンサ入力部を取り込んだ構成になってきておりその間をリード線で接続する場合が多くなってきた。このような構成の場合にリード線のショートや誤配線により回路電流が増えてその異常が発見できないまま、電源が電池であるために使用期間もたないことがあった。
【０００４】
そこで、本発明のガス遮断装置では流量計測部と各種センサ入力部のそれぞれのリーク電流異常を個別に検知して、どこで異常が発生しているか即座に検知して、ガス遮断装置の異常に迅速に対応するとともに、いたずらに電池容量を消費しないことを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本ガス遮断装置においては、流量計測部と各種センサ入力部の電源供給ラインの異常電流を検知する異常電流検知部を設けて異常電流検知部から異常電流信号があった場合に、この信号を制御部で判断し報知部によりＬＥＤやＬＣＤ表示するかまたは弁駆動部を駆動して弁を動作させガス通路を遮断するとともに、通信部によりセンターへ異常があったことを報知する。これにより、どのセンサの取り込み部が異常になっているか報知できるためガス遮断装置の取り換えや、センサ部の結線の確認等迅速な対応をとることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載に係る発明は、流量計測部と各種センサ入力部の電源供給ラインに正常な場合に流れる電流では電圧降下をほとんどおこさない程度の値の抵抗を挿入し、リーク電流が流れたときにおこる抵抗の電圧降下した後の電圧を検知する異常電流検知部と異常電流検知部からの異常信号があった場合に報知部で報知するかまたは弁駆動部を駆動して遮断弁を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部を介して報知する制御部を設けて、リーク電流や配線異常等の異常があった場合には異常電流検知部で検知しその異常信号により制御部から報知またはガス通路の遮断、センターへの報知を行う作用を有する。
【０００７】
請求項２記載に係る発明は、請求項１の異常電流検知部を流量計測部と各種センサ入力部の電源供給ラインに挿入した抵抗の電圧降下をＰＮＰトランジスタのエミッタとベース間で検知するように構成している。抵抗による電圧降下の後の電圧を検出する場合、異常電流が流れていない場合でも電流を検知するために検出素子を追加したことによる電流が増加して装置の電源としての電池に負担をかけることになるが、この構成の場合異常電流が流れない場合にはトランジスタがＯＮしないために異常電流を検知するための電流をほとんどゼロにする作用を有する。
【０００８】
請求項３記載に係る発明は、流量計測部と各種センサ入力部の電源供給ラインに正常な場合に流れる電流では電圧降下をほとんどおこさない程度の値の抵抗を挿入し、リーク電流が流れたときにおこる抵抗の電圧降下した後の電圧を検知する異常電流検知部、流量計測部と各種センサ入力部の電源の入切を制御するセンサ電源入切部、異常原因を取り除いて再度流量計測部と各種センサ入力部の電源を入れるために外部から指示を行う異常解除入力部、流量計測部と各種センサ入力部の異常電流検知部からの異常信号があった場合にセンサ電源入切部を駆動して異常のあったセンサ入力部または流量計測部の電源を切って報知部で報知するかまたは弁駆動部を駆動して遮断弁を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部を介して報知する一方、異常解除入力部からの信号があった場合再度センサ電源入切部を駆動して電源を入にする制御部を設けて、リーク電流や配線異常等の異常があった場合には電流検知部で検知しその異常信号により制御部からセンサ電源入切部を駆動して異常を検知したセンサ入力部または流量計測部の電源を切って報知またはガス通路の遮断、センターへの報知を行う。その後、配線異常の場合には配線を正常に戻してから異常解除入力部から信号を入れることにより制御部からセンサ電源入切部を駆動して電源を入れてガス遮断装置として正常に戻す作用を有する。
【０００９】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図１から図６を用いて説明する。
【００１０】
（実施例１）
図１は請求項１に係る発明の機能ブロック図である。図１において、１は通過ガス流量に対応した流量信号を出力する流量センサ、２は流量センサ１の流量信号から通過流量を測定しガス流量値を出力する流量計測部、３はガス通路の開閉を行う遮断弁、４は遮断弁３の開閉駆動をする弁駆動部、５はガス通路の圧力に対応した圧力信号を出力する圧力センサ、６は地震があった場合に揺れに対応した感震信号を出力する感震センサ、７００、７０１はそれぞれのセンサの信号からそれに応じたセンサ値を出力する各種センサ入力部、１１０は圧力センサ５のセンサ入力部が数ｍＡと電流が多いために圧力を測定するときのみ電源を入切する抵抗とトランジスタで構成したセンサ電源入切部、１２０、１２１、１２２は各種センサ入力部７００、７０１と流量計測部２の電源供給ラインに正常な電流が流れている場合には電圧降下をほとんどおこさない程度の値の抵抗と異常電流が流れたときに抵抗の電圧降下の後の電圧を検出する低電圧検出ＩＣで構成した各種異常電流検知部、８はＬＥＤとＬＣＤで構成された報知部、９はセンター等と通信を行う通信部、１４はガス遮断装置の電源としての電池、１５はマイクロコンピューターで構成した制御部である。
【００１１】
制御部１５は従来の機能（すなわた流量計測部２からのＩＮＦ端子に入ってくるガス流量値がガス漏れ等の異常値である場合や各種センサ入力部からＩＮ１端子、ＩＮ２端子に入ってくるセンサ値が異常な場合、すなわち圧力が異常に低い場合や地震があった場合に弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を閉じガスの安全を確保し、その内容を報知部８で報知し、通信部９でセンサー等に遠隔通知する機能）に加えて各種異常電流検知部１２０、１２１、１２２からＡＣ１端子、ＡＣ２端子に異常信号があった場合に報知部８を駆動して報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する機能を有している。
【００１２】
いま、仮に感震センサ入力部７０１にリーク電流や配線異常等の異常があった場合に異常電流検知回路１２１で検知してＩＮ２端子に入力される。この信号をマイクロコンピューターで検知して感震センサ６のセンサ入力部７０１の異常があったことを報知部８に報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知し、その報知内容により感震センサの配線状況を確認したり、ガス遮断装置の取り換えが必要な場合には取り換えを行い迅速な対応をとることができる。
【００１３】
上述した制御についてマイクロコンピューターのプログラム動作による演算や判定機能を用いれば容易に実現できるものである。ＡＣ２端子、ＡＣＦ端子についてはマイクロコンピューターの割込みポート入力としている。図２に各種異常電流検知部で異常電流を検知したときのプログラムフローを示す。
【００１４】
まず、圧力センサ５のセンサ入力部の異常電流を検知するプログラムフローについて説明する。処理２０１で圧力センサ５の圧力値を入力するためのインターバルタイマが経過したかどうかを監視して一定期間経過した場合には、処理２０２でＢＣ１端子をＯＮにしてセンサ入力部７００の電源を入りにする。次に処理２０３でＡＣ１端子の入力を行い処理２０４でＡＣ１端子の状態により異常電流が流れたかどうかを判定し、異常電流が流れていなければＩＮ１端子からセンサ値を入力する。もし異常電流が流れていいれば処理２０５で報知部８で報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する。
【００１５】
つぎに、感震センサ６のセンサ入力部７０１および流量センサ１の流量計測部２の異常電流を検知するプログラムフローを示す。ＡＣ２端子、ＡＣＦ端子に異常電流信号があった場合にはＡＣ２端子とＡＣＦ端子は割込みポートであるために割込みスタートにとび、処理２０８で報知部８で報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する。
【００１６】
（実施例２）
図３、４に請求項２に係る異常電流検知部の機能ブロック図を示す。図３は圧力センサ５、感震センサ６のセンサ入力部７００、７０１の異常電流検知部の回路ブロック図である。図４は流量センサ１の流量計測部２の異常電流検知部の回路ブロック図である。
【００１７】
図３において、３０１は各種センサ入力部７００、７０１の電源供給ラインに挿入した抵抗である。この抵抗は通常各種センサに入力部７００、７０１に流れる電流でＰＮＰトランジスタ３０２のＶｂｅが０．４Ｖ以上にならない値に抵抗値を選択している。３０２は抵抗３０１の両端にエミッタとベースを接続したＰＮＰトランジスタである。各種センサ入力部７００、７０１に異常電流がながれるとＰＮＰトランジスタ３０２のＶｂｅの電位が０．７Ｖ以上になるとＰＮＰトランジスタ３０２がＯＮしてＰＮＰトランジスタ３０２のコレクタに接続された抵抗３０３がＶＢの電圧になり、この電圧を異常電流信号として制御部１５であるマイクロコンピューターのＡＣ１端子、ＡＣ２端子に入力される。
【００１８】
異常電流がながれない場合ＰＮＰトランジスタ３０２はＯＮしないのでセンサ入力部７００、７０１に流れる電流以外にはＰＮＰトランジスタ３０２側にながれる電流はない。これにより、異常電流を検知しないときの電流増加をゼロにして、装置としての電池に負担をかけることがなくなる。図４において４０１は流量計測部２の電源供給ラインに挿入した抵抗である。この抵抗は通常流量計測部２に流れる電流でＰＮＰトランジスタ４０２のＶｂｅが０．４Ｖ以上にならない値に抵抗値を選択している。４０２は抵抗４０１の両端にエミッタとベースを接続したＰＮＰトランジスタである。
【００１９】
流量計測部に異常電流がながれるとＰＮＰトランジスタ４０２のＶｂｅの電位が０．７Ｖ以上になりＰＮＰトランジスタ４０２がＯＮしてＰＮＰトランジスタ４０２のコレクタに接続された抵抗４０３がＶＢの電圧になり、この電圧を異常電流信号として制御部１５であるマイクロコンピューターのＡＣＦ端子に入力される。異常電流がながれない場合ＰＮＰトランジスタ４０２はＯＮしないので流量計測部２に流れる電流以外にはＰＮＰトランジスタ４０２側にながれる電流はない。これにより、図３の異常電流検知部と同様に異常電流を検知しないときの電流増加をゼロにして装置としての電池に負担をかけることがなくなる。
【００２０】
（実施例３）
図５は請求項３に係る発明の機能ブロック図である。図５において、１は通過ガス流量に対応した流量信号を出力する流量センサ、２は流量センサ１の流量信号から通過流量を測定しガス流量値を出力する流量計測部、３はガス通路の開閉を行う遮断弁、４は遮断弁３の開閉駆動をする弁駆動部、５はガス通路の圧力に対応した圧力信号を出力する圧力センサ、６は地震があった場合に揺れに対応した感震信号を出力する感震センサ、７００、７０１はそれぞれのセンサの信号からそれに応じた値を出力する各種センサ入力部、１１０、１１１、１１２は各種センサ入力部７００、７０１と流量計測部２の電源を入切する各種センサ入切部で、そのなかで１１０は圧力センサ５のセンサ入力部が数ｍＡと電流が多いために圧力を測定するときのみ電源を入切するセンサ電源入切部でもある。
【００２１】
１２０、１２１、１２２は各種センサ入力部７００、７０１と流量計測部２の電源供給ラインに正常な電流が流れている場合には電圧降下をほとんどおこさない程度の値の抵抗と異常電流が流れたときに抵抗の電圧降下の後の電圧を検出する低電圧検出ＩＣで構成した各種異常電流検知部、１７は各種センサ入力部７００、７０１と流量計測部２に再度電源を入れるための指示をするスイッチや通信部からのコマンドで構成された異常解除入力部、８はＬＥＤとＬＣＤで構成された報知部、９はセンター等と通信を行う通信部、１４はガス遮断装置の電源としての電池、１６はマイクロコンピューターで構成した制御部である。
【００２２】
制御部１６は従来の機能（すなわた流量計測部２からＩＮＦ端子に入ってくるガス流量値がガス漏れ等の異常値である場合や各種センサ入力部からＩＮ１端子、ＩＮ２端子に入ってくるセンサ値が異常な場合、すなわち圧力が異常に低い場合や地震があった場合に弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を閉じガスの安全を確保し、その内容を報知部８で報知し、通信部９でセンサー等に遠隔通知する機能）に加えて各種異常電流検知部１２０、１２１、１２２からＡＣ１端子、ＡＣ２端子、ＡＣＦに端子異常信号があった場合に異常のあった流量計測部２かまたはセンサ入力部７００、７０１の電源を切るためセンサ電源入切部を異常のあったブロックに応じてＢＣ１端子、ＢＣ２端子、ＢＣＦ端子を制御して切り状態にし、報知部８を駆動して報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する機能を有している。さらに制御部１６は異常解除入力部１７の入力があった場合、ＢＣ１端子、ＢＣ２端子、ＢＣＦ端子を制御し再度流量計測部２とセンサ入力部７００、７０１の電源を入れる。
【００２３】
いま、仮に圧力センサ入力部７００にリーク電流や配線異常等の異常があった場合に異常電流検知回路１２０で検知してＩＮ１端子に入力される。この信号をマイクロコンピューターで検知してＢＣ１端子を制御してセンサ入力部７０１への電源が入らないようにし圧力センサ５のセンサ入力部７００の異常があったことを報知部８に報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知し、その報知内容により圧力センサの配線状況を確認したり、ガス遮断装置の取り換えが必要な場合には取り換えを行い迅速な対応をとることができる。
【００２４】
ことのき、圧力センサが図８に示すような構成でありリード線のショートによりリーク電流が増加していた場合にはリード線を修正し、異常解除入力部１７を操作することにより再度センサ入力部７０１の電源を入りにし正常に復旧することができる。
【００２５】
上述した制御についてマイクロコンピューターのプログラム動作による演算や判定機能を用いれば容易に実現できるものである。ＡＣ２端子、ＡＣＦ端子についてはマイクロコンピューターの割込みポート入力としいる。また、異常を検知している状態かどうかを示すためにマイクロコンピューター内部に異常中フラグを設け異常中にはセンサ電源入切部が入らないようにする。このフラグは初期状態ではリセットされている。図６に各種異常電流検知部で異常電流を検知したときのプログラムフローを示す。
【００２６】
まず、圧力センサ５のプログラムフローについて説明する。処理６０１で圧力センサ５の圧力値を入力するためのインターバルタイマが経過したかどうかを監視して一定期間経過した場合には、処理６０２に移る。次に処理６０２で異常中フラグがセットされているかどうかを判断する。セットされていない場合は次の処理６０４を行う。セットされている場合は６０４以下の処理はおこなわず待機状態にもどる。６０４でＡＣ１端子の入力を行い処理６０５でＡＣ１端子の状態により異常電流が流れたかどうかを判定し、異常電流が流れていなければＩＮ１端子によるセンサ値を入力する。
【００２７】
もし異常電流が流れていれば処理６０６で異常中フラグをセットし、６０７で報知部８で報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する。処理６０１で一定期間経過していない場合は処理６１０で異常解除入力部からの解除入力があるかどうかを判断し、解除入力がなければ待機状態にもどる。解除入力があれば処理６１１で各種異常フラグをリセットし、処理６１６でＢＣ２端子、ＢＣＦ端子が切り状態であれば入り状態にする。処理６０６で異常中フラグをセットし処理６１１で異常中フラグがリセットされるまで処理６０２によりＢＣ１端子をＯＮにしないようにしている。
【００２８】
つぎに、感震センサ６のセンサ入力部７０１および流量センサ１の流量計測部２の異常電流を検知するプログラムフローを示す。ＡＣ２端子、ＡＣＦ端子に異常電流信号があった場合にはＡＣ２端子とＡＣＦ端子は割込みポートであるために割込みスタートにとび、処理６１２で異常中フラグがセットされているかどうかを判断しセットされている場合は次の６１３の処理を行う。セットされていない場合は処理は実行せず割り込みからリターンする。処理６１３でＢＣ２端子、またはＢＣＦ端子を制御して流量計測部２またはセンサ入力部７０１の電源を切りにし、処理６１４で異常中フラグをセットし、処理６１５で報知部８で報知するかまたは弁駆動部４を駆動して遮断弁３を動作させガス通路を遮断しセンター等へ通信部９を介して報知する。
【００２９】
処理６１３で異常中フラグをセットし処理６１４でＢＣ２端子、ＢＣＦ端子を切り状態にし、処理６１１で異常中フラグがリセットされ処理６１６でＢＣ２端子、ＢＣＦ端子が入り状態になるまで流量計測部２と感震センサ６のセンサ入力部７０１には電源が入っていないために割り込みが発生しないようにしている。すなわち、ＡＣ２、ＡＣＦの割り込み処理を実行しないようにしている。
【００３０】
【発明の効果】
ガス遮断装置の入力部（流量計測部と各種センサ入力部）のそれぞれのリーク電流を個別に検知して、どこで異常が発生しているか即座に検知して、ガス遮断装置の異常に迅速に対応するとともに、いたずらに電池容量を消費しないようにして、ガス遮断装置としての信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるガス遮断装置の機能ブロック図
【図２】  (a)同装置のプログラムフローチャート
(b)同装置の異常電流を検知するプログラムフローチャート
【図３】本発明の実施例２における各種センサ入力部の異常電流検出部の機能ブロック図
【図４】同装置における流量計測部の異常電流検出部の機能ブロック図
【図５】本発明の実施例３におけるガス遮断装置の機能ブロック図
【図６】同装置のプログラムフローチャート
【図７】従来のガス遮断装置の機能ブロック図
【図８】センサ入力部が一体となった圧力センサの構成図
【符号の説明】
１  流量センサ
２  流量計測部
３  遮断弁
４  弁駆動部
８  報知部
９  通信部
１４  電池
１５  制御部
１２０、１２１、１２２  各種異常電流検知部
７０１、７０２  各種センサ入力部
【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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