CN111919094A - 燃气安全装置 - Google Patents

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Abstract

燃气安全装置具备：供燃气流动的流路(2)；超声波传感器(1)，其用于测定流过流路(2)的燃气的流量；流量运算部(15)，其根据超声波传感器(1)的测量值，计算流量测定数据；以及泄漏探测部(14)，其探测燃气的微小泄漏。另外，还具备：脉动识别部(5)，其在由流量运算部(15)计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为发生了脉动；以及脉动时流量校正部(6)，其在由脉动识别部(5)判断为发生了脉动的情况下，将流量测定数据校正规定值。并且，在由脉动识别部(5)判断为发生了脉动的情况下，泄漏探测部(14)利用由脉动时流量校正部(6)校正后的流量测定数据来判定有无泄漏。

Description

燃气安全装置
技术领域
本发明涉及一种测量燃气流量并在测量出异常流量的情况下切断燃气流路来确保燃气使用上的安全性的燃气安全装置。
背景技术
近年来，在测定燃气的使用量的燃气表中内置有燃气安全装置的燃气表正在普及，在测量出大量的流量的情况下、或者存在通常不可能那么长的时间的使用的情况下，该燃气安全装置判定为异常并切断燃气流路来确保安全性。
另外，还存在具有如下功能的燃气安全装置：虽然燃气的流量微少，但是当该状态持续一定期间时，视为发生了微少泄漏，并向中心进行通知。
而且，在这种燃气安全装置的流量测定中，使用根据在规定时间内通过了仪表的体积来测定流量的膜式仪表、或者以规定的时间间隔使超声波传感器进行动作来测定瞬时流量的超声波仪表。
然而，在以规定的时间间隔测量燃气的流动的超声波仪表中，存在如下问题：在下游侧例如设置有燃气热泵(GHP)式等的燃气冷暖器的情况下，对于在燃气冷暖器开始运转后产生的燃气压力的脉动，流量测量结果发生变动。对于该现象，在以往的超声波仪表中，为了减轻脉动的影响，采用了将脉动频率的整数倍的连续期间设为流量测定期间的对策。另外，还存在如下的燃气安全装置：在探测到流量的变动的情况下，使探测燃气泄漏的功能停止，来防止误探测。
下面，根据图7来说明以往的燃气安全装置。
图7是以往的燃气安全装置的结构图。以往的燃气安全装置通过超声波传感器驱动电路3和一对超声波传感器1来测量流路2中流过的燃气的流量。通过控制电路4使用由超声波传感器驱动电路3测量出的流量测定数据来累计燃气的使用量。一般而言，在通常的燃气安全装置中具有显示累计结果的功能。而且，在由控制电路4判断为燃气的使用模式异常的情况下，向切断阀驱动电路7发送切断指示信号，将设置于流路2的切断阀8关闭来使燃气止动。另外，在控制电路4中具备在流量测定结果为0(L/h)以外的值的状态持续规定期间以上的情况下判断为燃气泄漏的泄漏探测部14，在判断为泄漏的情况下，通过设置于控制电路4的泄漏警告部13来显示燃气泄漏。并且，考虑到因燃气设置状况而引起的脉动的发生，控制电路4还具备如下功能(例如，参照专利文献1)：在设置于控制电路4的脉动识别部5识别到脉动的发生的情况下，通过泄漏警告停止部12防止误警告为燃气泄漏。另外，在这种燃气安全装置中，如图8那样将燃气流量的脉动周期的整数倍的期间作为燃气的流量测定期间Ta来减轻燃气流量的脉动的影响(例如，参照专利文献2)。在此，图中的T表示从超声波传感器驱动电路输出流量测定数据的测定间隔。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-241985号公报
专利文献2：日本特开2003-315132号公报
发明内容
然而，在以往的燃气安全装置所具备的超声波仪表中，以因脉动而引起的正向和反向的流量的变动是对称的以及脉动的频率为规定值为前提来决定流量测定期间的规格。因此，存在如下问题：因流量测量部的结构、市场的环境变化，而流量测量结果的偏差出乎意料地大，用于探测燃气泄漏的泄漏探测功能不正常地进行动作的状态变多。
本发明提供一种即使燃气流量的脉动的影响大也能够使泄漏探测功能正常地动作的燃气安全装置。
本发明的燃气安全装置具备：供燃气流动的流路；超声波传感器，其用于测定流过流路的燃气的流量；流量运算部，其根据超声波传感器的测量值，计算流量测定数据；以及泄漏探测部，其探测燃气的微小泄漏。另外，本发明的燃气安全装置还具备：脉动识别部，其在由流量运算部计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为燃气流量发生了脉动；以及脉动时流量校正部，其在由脉动识别部判断为燃气流量发生了脉动的情况下，将流量测定数据校正规定值。并且，在本发明的燃气安全装置中，泄漏探测是，在由脉动识别部判断为燃气流量发生了脉动的情况下，利用由脉动时流量校正部校正后的流量测定数据来判定有无泄漏。
根据该结构，即使因仪表的结构、设置条件的不同而燃气流量的脉动的影响变大，也能够可靠地对泄漏探测进行判定。
本发明的燃气安全装置由于不再需要以往所需要的将在流量测量部的入口和出口设置的缓冲器、测量部的形状设为对称形状，因此能够形成为更灵活的仪表结构，不仅能够降低安全装置的成本等，还能够进行更可靠的泄漏探测，因此能够提高燃气使用环境的安全性。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图2是示出由本发明的第一实施方式中的燃气安全装置得到的燃气流量脉动时的流量测定结果的第一变动例的图。
图3是示出由本发明的第一实施方式中的燃气安全装置得到的燃气流量脉动时的流量测定结果的第二变动例的图。
图4是示出本发明的第二实施方式中的燃气安全装置的脉动识别部的流量测定期间的时刻的图像图。
图5是本发明的第三实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图6是本发明的第三实施方式中的燃气安全装置的测量模式优化部的流量测定期间的时刻的图像图。
图7是以往的燃气安全装置的结构图。
图8是以往的燃气安全装置的流量测定期间的时刻的图像图。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式中的燃气安全装置。此外，本发明并不限定于该实施方式。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式中的燃气安全装置的结构图。
如图1所示，本实施方式中的燃气安全装置具备：供燃气流过的流路2；一对超声波传感器1，该一对超声波传感器1用于测定流过该流路2的燃气的流量；超声波传感器驱动电路3，其对超声波传感器1进行驱动；以及控制电路4，其对超声波传感器驱动电路3进行控制。
控制电路4具备：流量运算部15，其根据超声波在一对超声波传感器1之间的传播时间，求出燃气的流量；以及脉动识别部5，其在由流量运算部15计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为燃气流量发生了脉动。另外，控制电路4具备：脉动时流量校正部6，其在脉动识别部5识别为存在脉动的情况下，将由流量运算部15计算出的流量测定数据校正规定值；以及泄漏探测部14，其利用由脉动时流量校正部6校正后的流量测定数据来探测有无燃气泄漏。
另外，流量运算部15对超声波传感器驱动电路3进行控制，如图4所示那样将规定的测定间隔T作为周期，在规定的流量测定期间Ta重复进行流量测量。
下面针对如以上那样构成的燃气安全装置说明其动作、作用。
首先，本实施方式中的燃气安全装置的基本动作与在现有技术中使用图7进行的说明相同。通过超声波传感器驱动电路3和一对超声波传感器1来测量流路2中流过的燃气的流量，通过控制电路4使用由超声波传感器驱动电路3测量出的流量测定数据来累计燃气的使用量。并且，控制电路4在规定的流量测定期间Ta进行规定次数的对超声波的传播时间的测量，来计算流量测量数据，每隔规定的测定间隔T输出该流量测量数据。而且，本发明的特征在于在控制电路4内设置有脉动时流量校正部6。
图2是示出在没有使用燃气器具的状态下、即在流量本应为0(L/h)时按规定的测定间隔T测量出的流量测定数据的图，在本图中示出因脉动的影响而在测量出的流量测定数据中观察到变动的情况。
而且，在因脉动的影响而流量测定数据如图2那样变动为规定值以上的情况下，由脉动识别部5判定为存在脉动。作为判定为存在脉动的条件，设为规定个数的流量测定数据中的、为规定的流量值A(L/h)以上的个数或者为-A(L/h)以下的个数为规定个数以上。
接着，在由脉动识别部5判定为存在脉动的情况下，流量运算部15利用由脉动时流量校正部6预先决定的规定值(校正值)来对计算出的流量测定数据进行校正。泄漏探测部14使用该校正后的流量测定数据来判断是否实际发生了泄漏。该校正值是在仪表的结构设计时预先确认得到的值，设定为在发生了脉动的情况下变动的流量测定数据的平均值从0(L/h)偏移的值。
如上所述，在本实施方式中，通过具备脉动识别部5和脉动时流量校正部6，由此即使在发生了预料之外的脉动的情况下，也能够准确地进行泄漏探测，能够实现安全性更高的燃气安全装置。
(第二实施方式)
本发明的第二实施方式中的燃气安全装置的基本结构与图1所示的第一实施方式中的燃气安全装置相同。但是，本实施方式中的燃气安全装置的脉动识别部5的动作与第一实施方式中的燃气安全装置不同。不同点在于，在本实施方式的脉动识别部5中，即使在不是如图2所示那样流量测量数据因脉动的影响大幅地变动而是如图3所示那样整体地偏离0(L/h)的情况下，也能够进行应对。
在本实施方式的脉动识别部5中，在虽然流量测定数据的规定个数的平均流量微小但是如图3所示那样变为0(L/h)以外的规定范围的值的情况下，如图4那样从流量测定期间Ta缩短为流量测定期间Tb，并确认流量测定值是否发生变动。在发生了脉动的情况下，如果缩短流量测定期间，则无法进行与脉动的频率一致的平均化，因此如图2所示那样流量测量数据大幅地变动。
因而，如果是该状态，则成为能够根据与第一实施方式相同的判定条件来判定有无脉动。其结果是，将测量结果校正根据仪表结构预先决定的校正值，通过泄漏探测部14来判断是否实际发生了泄漏。
如上所述，在本实施方式中，通过具备脉动识别部5和脉动时流量校正部6，由此即使在发生了脉动的情况下也能够准确地进行泄漏探测，从而能够实现安全性更高的燃气安全装置。
(第三实施方式)
图5是本发明的第三实施方式中的燃气安全装置的结构图。
如图5所示，本实施方式中的燃气安全装置具备：供燃气流过的流路2；一对超声波传感器1，该一对超声波传感器1用于测定流过该流路2的燃气的流量；超声波传感器驱动电路3，其对超声波传感器1进行驱动；以及控制电路4，其对超声波传感器驱动电路3进行控制。
控制电路4具备：流量运算部15，其根据超声波在超声波传感器1之间的传播时间，求出燃气的流量；以及脉动识别部5，其在由流量运算部15计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为燃气流量发生了脉动。另外，控制电路4具备脉动时流量校正部6，在脉动识别部5识别为存在脉动的情况下，将由流量运算部15计算出的流量测定数据校正规定值。控制电路4还具备测量模式优化部11，在脉动识别部5判定为存在脉动时，测量模式优化部11对流量测定期间进行变更，将超声波传感器1进行规定次数的传播时间测量时所求出的流量测定数据的平均最接近0(L/h)的流量测定期间重新设定为通常的测量模式。
下面，针对如以上那样构成的燃气安全装置说明其动作、作用。
首先，基本动作与实施方式1中进行的图1的说明相同。本实施方式中的燃气安全装置的特征在于在控制电路4内设置有测量模式优化部11。
在本实施方式中，在由脉动识别部5判定为存在脉动的情况下，通过测量模式优化部11如图6所示那样对流量测定期间Ta每次少量地进行变更(将变更后的流量测定期间设为Tc)，确认超声波传感器1进行规定次数的传播时间测量时所求出的流量测定数据的平均是否接近0(L/h)。
而且，将最接近0(L/h)的流量测定期间Tc存储为该燃气安全装置的设置条件下的最佳测量模式，并以所存储的测量模式进行以后的流量测量。
如上所述，在本实施方式中，通过具备脉动识别部5、脉动时流量校正部6以及测量模式优化部11，由此即使根据燃气安全装置的设置状态而发生了脉动的情况下的影响发生变化，也能够准确地进行泄漏探测，从而能够实现安全性更高的燃气安全装置。
如以上说明的那样，第一方式中的燃气安全装置具备：供燃气流动的流路；超声波传感器，其用于测定流过流路的燃气的流量；流量运算部，其根据超声波传感器的测量值，计算流量测定数据；以及泄漏探测部，其探测燃气的微小泄漏。另外，第一方式中的燃气安全装置还具备：脉动识别部，其在由流量运算部计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为发生了脉动；以及脉动时流量校正部，其在由脉动识别部判断为发生了脉动的情况下，将流量测定数据校正规定值。并且，在第一方式的燃气安全装置中，在由脉动识别部判断为发生了脉动的情况下，泄漏探测部利用由脉动时流量校正部校正后的流量测定数据来判定有无泄漏。
根据该结构，即使根据仪表的结构、设置状况而成为在以往的测量模式中无法抑制脉动的影响的状况，第一方式中的燃气安全装置也能够正确地判定燃气泄漏。
第二方式中的燃气安全装置可以为，特别是在第一方式中，当在被假定为规定的燃气设备未使用的同时利用所述超声波传感器进行测量的期间、规定个数的流量测定数据的平均是0(L/h)以外的规定范围的值的情况下，脉动识别部缩短流量测定期间。
根据该结构，即使根据仪表的结构、设置状况而成为超声波传感器的流量测定数据因脉动的影响发生偏移而未发生变动的状况，也能够识别为脉动。而且，能够提供如下一种燃气安全装置：通过具备根据来自脉动识别部的信号将来自超声波传感器的流量测定数据校正规定值的脉动时流量校正部，由此即使根据仪表的结构、设置状况而成为在以往的测量模式中无法抑制脉动的影响的状况，也能够正确地判定燃气泄漏。
第三方式中的燃气安全装置可以为，特别是在第一方式中，具备测量模式优化部，在由脉动识别部判定为发生了脉动时，该测量模式优化部变更流量测定期间，将超声波传感器的规定次数的流量测定数据的平均最接近0(L/h)的流量测定期间重新设定为通常的测量模式。
根据该结构，能够提供如下的燃气安全装置：即使根据设置的状况而成为容易受到脉动影响的状态，也由于能够自动变更为与设置场所匹配的测量模式，因此能够更正确地判定燃气泄漏。
产业上的可利用性
如上所述，本方式所涉及的燃气安全装置由于即使因结构的影响、设置状态的影响而发生脉动导致流量测定结果异常，也能够校正该影响来进行准确的泄漏探测，因此能够实现燃气使用环境的安全性的进一步提高，能够应用于普通家庭用和业务用的用途。
附图标记说明
1：超声波传感器；2：流路；3：超声波传感器驱动电路；4：控制电路；5：脉动识别部；6：脉动时流量校正部；7：切断阀驱动电路；8：切断阀；11：测量模式优化部；12：泄漏警告停止部；13：泄漏警告部；14：泄漏探测部；15：流量运算部。

Claims (3)

1.一种燃气安全装置，具备：
供燃气流动的流路；
超声波传感器，其用于测定流过所述流路的燃气的流量；
流量运算部，其根据所述超声波传感器的测量值，计算流量测定数据；
泄漏探测部，其探测燃气的微小泄漏；
脉动识别部，其在由所述流量运算部计算出的流量测定数据的变动为规定值以上的情况下，识别为发生了脉动；以及
脉动时流量校正部，其在由所述脉动识别部判断为发生了脉动的情况下，将流量测定数据校正规定值，
其中，在由所述脉动识别部判断为发生了脉动的情况下，所述泄漏探测部利用由脉动时流量校正部校正后的流量测定数据来判定有无泄漏。
2.根据权利要求1所述的燃气安全装置，其中，
当在被假定为规定的燃气设备未使用的同时利用所述超声波传感器进行测量的期间、规定个数的所述流量测定数据的平均是0(L/h)以外的规定范围的值的情况下，所述脉动识别部缩短流量测定期间。
3.根据权利要求1所述的燃气安全装置，其中，
还具备测量模式优化部，在由所述脉动识别部判定为发生了脉动时，所述测量模式优化部变更流量测定期间，将所述超声波传感器的规定次数的流量测定数据的平均最接近0(L/h)的流量测定期间重新设定为通常的测量模式。
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