CN112262298A - 燃气安全装置 - Google Patents

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CN112262298A
CN112262298A CN201980037853.3A CN201980037853A CN112262298A CN 112262298 A CN112262298 A CN 112262298A CN 201980037853 A CN201980037853 A CN 201980037853A CN 112262298 A CN112262298 A CN 112262298A
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藤井裕史
安田宪司
中村政则
阿南裕己
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Abstract

燃气安全装置具备：用于供燃气流动的流路(1)；流量测量部(15)，其用于测定流过流路(1)的燃气的流量；绝对压力传感器(5)，其配置于流路(1)的内部，测定燃气的绝对压力；绝对压力传感器(7)，其配置于流路(1)的外部，测定大气压的绝对压力；以及燃气压力判定部(8)，其根据绝对压力传感器(5)和绝对压力传感器(7)的测定值来测定燃气供给压力的变化。燃气安全装置还具备：切断阀(2)，其用于将流路(1)切断；以及控制电路(9)，其对流量测量部(15)进行控制，并且在通过由流量测量部(15)测定出的燃气的流量或者由燃气压力判定部(8)测定出的燃气供给压力的变化而判定为异常的情况下，利用切断阀(2)将流路(1)切断。

Description

燃气安全装置
技术领域
本发明涉及一种对燃气流量进行测量并在测量到异常流量的情况下将燃气通路切断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，在对燃气的使用量进行测定的燃气表中内置有安全装置的燃气安全装置正在普及，在测量到大量的流量的情况下、在存在通常不可能出现的程度的长时间使用的情况下，安全装置判定为异常并将燃气通路切断，来确保安全性。
另外，还存在如下的燃气安全装置：具备压力传感器，具有判定燃气的供给压力是否存在异常并向中心进行通知或将燃气切断的功能。
而且，在这种燃气安全装置的流量测定方式中，存在如下方式：通过在规定的时间内穿过仪表的体积来测定流量的膜式、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式、或者热敏式、射流式。
下面，按照图6来说明以往的利用超声波式的燃气安全装置。
以往的燃气安全装置120通过超声波传感器106和超声波传感器驱动电路103来测量在流路101的内部流过的燃气的流量。作为超声波传感器106的结构，一般来说，沿着燃气的流动方向，具备能够在上游侧和下游侧进行发送和接收的一对超声波传感器。图6所示的燃气安全装置120将超声波传感器106和构成有超声波传感器驱动电路103的电路基板作为一体来构成超声波流量测量部104，燃气安全装置120设置于燃气环境中(例如，参照专利文献1)。
而且，具备以下功能：由控制电路109使用由该超声波流量测量部104测量到的流量测定数据，来累积燃气的使用量，并在显示部(未图示)显示累积结果。另外，在控制电路109中判定由超声波流量测量部104测定出的流量是否异常，在控制电路109判断为异常的情况下，利用设置于流路101的切断阀102将流路101切断，来停止燃气的供给。并且，具备对供给压力侧与大气压的压力差进行测定的压力传感器113，在由燃气压力判定部108判断为由压力传感器113测定出的压力异常的情况下，向中心(未图示)进行通知、或利用切断阀102将流路101切断，来停止燃气的供给。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-98563号公报
发明内容
然而，以往的燃气安全装置120中内置的压力传感器113由于是将大气压作为基准来测定燃气的压力的压差测定型，因此需要在流路101处设置使燃气导入压力传感器113的贯通孔114。因此，存在如下问题：在燃气安全装置120的周边因周围的火灾等而变为非常高的高温的情况下，由于压力传感器113变形或烧毁而从贯通孔114泄漏燃气。另外，还存在如下问题：需要非常昂贵的构件以提高压力传感器自身的耐热性。
本发明提供一种即使燃气安全装置周边变为高温也不会喷出燃气的燃气安全装置。
本公开的燃气安全装置具备：用于供燃气流动的流路；流量测量部，其用于测定流过流路的燃气的流量；第一绝对压力传感器，其配置于流路的内部，测定燃气的绝对压力；第二绝对压力传感器，其配置于流路的外部，测定大气压的绝对压力；以及燃气压力判定部，其根据第一绝对压力传感器和第二绝对压力传感器的测定值来测定燃气供给压力的变化。并且，本公开的燃气安全装置具备：切断阀，其用于将流路切断；以及控制电路，其对流量测量部进行控制，并且在通过由流量测量部测定出的燃气的流量或者由燃气压力判定部测定出的燃气供给压力的变化而判定为异常的情况下，利用切断阀将流路切断。
通过该结构，能够提供一种无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔、即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为非常高的高温也能够防止燃气喷出的燃气安全装置。
本公开的燃气安全装置由于不使用压差测定型的压力传感器，因此不需要以往所需的为了将燃气导入压力传感器而设置于流路的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为非常高的高温，也能够防止燃气喷出。
另外，由于不需要压力传感器安装用的机构等，而且能够使用由能够安装在电路基板上的电子部件构成的压力传感器，因此能够实现更廉价且简单结构的燃气安全装置，能够降低燃气安全装置的成本。
附图说明
图1是第一实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图2是第二实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图3是第三实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图4是第四实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图5是第五实施方式中的燃气安全装置的结构图。
图6是现有例的燃气安全装置的结构图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1示出第一实施方式中的燃气安全装置21的结构图。基本结构与图6所示的现有例的基本结构相同，本实施方式的燃气安全装置21由对流过流路1的燃气的流量进行测量的流量测量部15、使用由流量测量部15测量到的流量测定数据来累积燃气的使用量的控制电路9、以及未图示的显示部等构成。
与现有例的差异在于，具备能够测定绝对压力的作为第一绝对压力传感器的绝对压力传感器5和作为第二绝对压力传感器的绝对压力传感器7，来代替图6所示的供给压力测定用的压差测定型的压力传感器113。绝对压力传感器5作为电子部件而安装于设置在流路1的内部的燃气环境中的电子电路16上，通过来自控制电路9的信号来测定流路1的内部的燃气的绝对压力。
另外，绝对压力传感器7作为电子部件而安装于设置在流路1的外部的大气侧的控制电路9上，通过来自控制电路9的信号来测定大气侧的绝对压力。而且，由燃气压力判定部8根据绝对压力传感器5和绝对压力传感器7测定出的两个绝对压力，来判定燃气供给压力的变化，判定是否存在燃气泄漏等异常。
然后，在基于由流量测量部15测量到的流量探测到异常的情况下、或者在由燃气压力判定部8判定出燃气泄漏等异常的情况下，控制电路9利用切断阀2将流路1切断，来停止燃气的供给。
如以上那样，在本实施方式中，由于使用能够测量绝对压力的两个绝对压力传感器5、7，能够探测燃气供给压力的变动，因此不需要在如以往那样使用压差测定型的压力传感器的情况下所需的设置于流路的贯通孔，因此即使燃气安全装置的周围因火灾等变为高温也能够防止燃气喷出，能够实现安全性更高的燃气安全装置。
另外，通过设为将两个绝对压力传感器5、7安装于电子电路16、控制电路9等的电路基板上的结构，无需将以往的相对压力传感器在结构上固定于流量计的壳体的构件，而且也不需要将控制电路与相对压力传感器电连接的引线等，能够大幅降低成本。并且，由于没有设置于燃气安全装置内的相对压力传感器用的引线，也不易受到外部电噪声等的影响，因此能够实现可靠性更高的燃气安全装置。
另外，在本实施方式中，以将作为第一绝对压力传感器的绝对压力传感器5安装于设置在流路1的内部的燃气环境中的电子电路16上的结构进行了说明，但是只要是流路1的内部即可，可以安装在任何位置，这是不言而喻的。另外，以将作为第二绝对压力传感器的绝对压力传感器7安装于设置在流路1的外部的大气侧的控制电路9上的结构进行了说明，但是只要能够测定大气压即可，安装的场所没有限制。
(第二实施方式)
图2是第二实施方式中的燃气安全装置22的结构图。基本结构与在第一实施方式的说明中使用的图1相同。与第一实施方式的差异在于，将超声波传感器6和超声波传感器驱动电路3作为一体而成的超声波流量测量部4被设置于流路1的内部的燃气环境中来作为流量测量部。
另外，构成为作为第一绝对压力传感器的绝对压力传感器5搭载于构成有超声波传感器驱动电路3的电路基板上，通过控制电路9对超声波流量测量部4进行控制也能够控制绝对压力传感器5，控制电路9的动作与第一实施方式相同。
如以上那样，在本实施方式中，由于使用能够测量绝对压力的两个绝对压力传感器能够探测燃气供给压力的变动，因此无需如以往那样在使用压差测定型的压力传感器的情况下所需的设置于流路的贯通孔，因此即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，能够实现安全性更高的燃气安全装置。
(第三实施方式)
图3是第三实施方式中的燃气安全装置23的结构图。基本结构与第二实施方式的说明中所使用的图2相同。与第二实施方式的差异在于在控制电路9内具备压力测定值误差校正部10。
压力测定值误差校正部10在燃气安全装置生产时、以及定期地或在任意的定时，在燃气供给压力侧的压力(即，流路1的内部的压力)与大气侧的压力相同的状况下，将两个绝对压力传感器5、7的测定值之差作为校正值进行存储。而且，对在由燃气压力判定部8判定出燃气供给压力的变化时两个绝对压力传感器5、7之间的相对的测定误差进行校正。由此，能够提高燃气压力判定部8中的判定精度。
此外，压力测定值误差校正部10对校正值的获取能够利用通过设置于燃气安全装置的壳体的开关(未图示)或来自外部的通信(未图示)向控制电路9发送信号的方法来执行。
如以上那样，在本实施方式中，不只是在生产时，还能够定期地或在任意的定时对校正值进行修正，由此能够对两个绝对压力传感器5、7间的测定误差进行修正，能够提高燃气压力判定部8中的判定精度。
(第四实施方式)
图4是第四实施方式中的燃气安全装置24的结构图。基本结构与第三实施方式的说明中所使用的图3相同。与第三实施方式的差异在于在控制电路9内具备压力测量定时同步部11。
压力测量定时同步部11具备使由两个绝对压力传感器5、7测定压力的定时同步的功能。而且，通过使两个绝对压力传感器5、7中的测定压力的定时一致，能够消除因周围的温度变化、有无使用燃气所引起的燃气的供给压力的时间上的变动所致的两个绝对压力传感器5、7间的测定误差，由此燃气压力判定部8能够高精度地测定压力变化。
如以上那样，在本实施方式中，通过使两个绝对压力传感器5、7中的测定压力的定时一致，能够提高燃气压力判定部8中的判定精度。
(第五实施方式)
图5是第五实施方式中的燃气安全装置25的结构图。基本结构与第四实施方式的说明中所使用的图4相同。与第四实施方式的差异在于在控制电路9内具备精密流量测定部12。
精密流量测定部12使得在由超声波流量测量部4判断为具有规定的流量以上的燃气的流量的定时，由作为第一绝对压力传感器的绝对压力传感器5在规定的定时测定压力。由此，能够同时测定燃气的流量和压力，因此能够进行测定流量的压力校正，能够提高流量测定精度。
另外，如图5所示，在本实施方式中，在构成有超声波传感器驱动电路3的电路基板上搭载温度传感器14，能够测量燃气的温度。在该结构中，通过精密流量测定部12使得同步地和在接近的定时进行流量的测定以及温度和绝对压力的测定，从而能够进行流量的温度校正、压力校正、热量换算。
如以上那样，在本实施方式中，通过精密流量测定部12使得在相同的定时进行流量、压力以及温度的测定，从而能够进行测定流量的压力校正，能够提高流量测定精度。另外，能够进行热量换算。
此外，在本实施方式中，将流量测量部设为超声波式进行了说明，但是也可以是能够测量瞬时流量的其它方式、例如热敏式或射流式。
(第六实施方式)
在第六实施方式的燃气安全装置中，优点在于：利用由所述绝对压力传感器7测定出的大气压与通常相比低于规定值的情况，来判定是因台风等气候变动而处于低压状态、还是燃气安全装置被设置的场所为高处。由此，确认从燃气安全装置被设置起的大气压的变化，在压力与通常时相比下降了规定值的期间能够进行变更供给压力的异常判定值、或使异常判定无效等应对。另外，在燃气安全装置被设置的时间点已经比规定的压力低的情况下，判断为燃气安全装置被设置于高处，通过变更供给压力异常的判定值，能够避免不必要的异常判定。
如以上那样，在本实施方式中，由于在因燃气安全装置的周围环境而产生的低压状态下也不会发生供给压力异常判定等误判定，因此能够提供可靠性更高的燃气安全装置。
如以上说明的那样，第一公开中的燃气安全装置具备：用于供燃气流动的流路；流量测量部，其用于测定流过流路的燃气的流量；第一绝对压力传感器，其配置于流路的内部，测定燃气的绝对压力；第二绝对压力传感器，其配置于流路的外部，测定大气压的绝对压力；以及燃气压力判定部，其根据第一绝对压力传感器和第二绝对压力传感器的测定值来测定燃气供给压力的变化。第一公开中的燃气安全装置还具备：切断阀，其用于将流路切断；以及控制电路，其对流量测量部进行控制，并且在通过由流量测量部测定出的燃气的流量、由燃气压力判定部测定出的燃气供给压力的变化而判定为异常的情况下，利用切断阀将流路切断。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出。
根据第一公开，第二公开中的燃气安全装置也可以为，流量测量部具有配置于流路的内部的测量电路，第一绝对压力传感器构成在测量电路上，控制电路配置于流路的外部，第二绝对压力传感器配置于控制电路上。
通过该结构，不再需要压力传感器安装用的机构等，而且能够使用由能够安装于电路基板上的电子部件构成的压力传感器，因此能够实现更廉价且简单结构的燃气安全装置。
根据第二公开，第三公开中的燃气安全装置也可以为，流量测量部具备将超声波传感器与超声波传感器驱动电路形成为一体而得到的超声波流量测量部，其中，该超声波传感器驱动电路用于驱动超声波传感器来进行流量测量，该燃气安全装置将超声波流量测量部设置于燃气环境中，并且在超声波传感器驱动电路上具备第一绝对压力传感器，通过由控制电路对超声波流量测量部进行控制，由此还控制第一绝对压力传感器。
通过该结构，由于能够还控制超声波传感器驱动电路上的绝对压力传感器，因此无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出。
根据第一～第三公开中的任一个公开，第四公开中的燃气安全装置也可以为，还具备压力测定值误差校正部，该压力测定值误差校正部对第一绝对压力传感器与第二绝对压力传感器之间产生的测定值的误差进行校正。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够修正两个绝对压力传感器之间的初始特性误差，因此能够更加精确地判定燃气供给压力的变动。
根据第一～第三公开中的任一个公开，第五公开中的燃气安全装置也可以为，还具备压力测量定时同步部，该压力测量定时同步部使第一绝对压力传感器与第二绝对压力传感器的测量定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够修正根据燃气环境侧与大气侧的定时的不同而产生的压力的误差，因此能够更加精确地判定燃气供给压力的变动。
根据第四公开，第六公开中的燃气安全装置也可以为，还具备压力测量定时同步部，该压力测量定时同步部使第一绝对压力传感器与第二绝对压力传感器的测量定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够修正根据燃气环境侧与大气侧的定时的不同而产生的压力的误差，因此能够更加精确地判定燃气供给压力的变动。
根据第一～第三公开中的任一个公开，第七公开中的燃气安全装置也可以为，还具备精密流量测定单元部，该精密流量测定单元部使第一绝对压力传感器及第二绝对压力传感器的压力测定定时与流量测量部的流量测定定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够测定燃气流动时的绝对压力，因此能够进行流量的压力校正。
根据第四公开，第八公开中的燃气安全装置也可以为，还具备精密流量测定单元部，该精密流量测定单元部使第一绝对压力传感器及第二绝对压力传感器的压力测定定时与流量测量部的流量测定定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够测定燃气流动时的绝对压力，因此能够进行流量的压力校正。
根据第五公开，第九公开中的燃气安全装置也可以为，还具备精密流量测定单元部，该精密流量测定单元部使第一绝对压力传感器及第二绝对压力传感器的压力测定定时与流量测量部的流量测定定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够测定燃气流动时的绝对压力，因此能够进行流量的压力校正。
根据第六公开，第十公开中的燃气安全装置也可以为，还具备精密流量测定单元部，该精密流量测定单元部使第一绝对压力传感器及第二绝对压力传感器的压力测定定时与流量测量部的流量测定定时同步。
通过该结构，无需在流路处设置压力传感器用的贯通孔，即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止燃气喷出，不仅如此还能够测定燃气流动时的绝对压力，因此能够进行流量的压力校正。
根据第一～第三公开中的任一个公开，第十一公开中的燃气安全装置也可以为，利用由第二绝对压力传感器测定出的大气压来判别因气候变动或者设置场所的标高而产生的低压状态。
通过该结构，能够防止因低压状态而引起的压力异常判定的误工作。
产业上的可利用性
如以上那样，本公开所涉及的燃气安全装置即使燃气安全装置的周围因火灾等而变为高温也能够防止从压力传感器用的贯通孔喷出燃气，因此不仅能够更加提高安全性，还能够实现更廉价的燃气安全装置，能够应用于一般家庭用及业务用燃气表等用途。
附图标记说明
1：流路；2：切断阀；3：超声波传感器驱动电路(测量电路)；4：超声波流量测量部；5：绝对压力传感器(第一绝对压力传感器)；6：超声波传感器；7：绝对压力传感器(第二绝对压力传感器)；8：燃气压力判定部；9：控制电路；10：压力测定值误差校正部；11：压力测量定时同步部；12：精密流量测定部；14：温度传感器；15：流量测量部(测量电路)；16：电子电路；21、22、23、24、25：燃气安全装置。

Claims (11)

1.一种燃气安全装置，具备：
用于供燃气流动的流路；
流量测量部，其用于测定流过所述流路的所述燃气的流量；
第一绝对压力传感器，其配置于所述流路的内部，测定所述燃气的绝对压力；
第二绝对压力传感器，其配置于所述流路的外部，测定大气压的绝对压力；
燃气压力判定部，其根据所述第一绝对压力传感器和所述第二绝对压力传感器的测定值来测定燃气供给压力的变化；
切断阀，其用于将所述流路切断；以及
控制电路，其对所述流量测量部进行控制，并且在通过由所述流量测量部测定出的所述燃气的流量或者由所述燃气压力判定部测定出的燃气供给压力的变化而判定为异常的情况下，利用所述切断阀将所述流路切断。
2.根据权利要求1所述的燃气安全装置，其中，
所述流量测量部具有配置于所述流路的内部的测量电路，所述第一绝对压力传感器构成在所述测量电路上，
所述控制电路配置于所述流路的外部，所述第二绝对压力传感器配置于所述控制电路上。
3.根据权利要求2所述的燃气安全装置，其中，
所述流量测量部具备将超声波传感器与超声波传感器驱动电路形成为一体而得到的超声波流量测量部，其中，所述超声波传感器驱动电路用于驱动所述超声波传感器来进行流量测量，
所述燃气安全装置将所述超声波流量测量部设置于燃气环境中，并且在所述超声波传感器驱动电路上具备所述第一绝对压力传感器，通过由所述控制电路对所述超声波流量测量部进行控制，来控制所述第一绝对压力传感器。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备压力测定值误差校正部，所述压力测定值误差校正部对所述第一绝对压力传感器与所述第二绝对压力传感器之间产生的测定值的误差进行校正。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备压力测量定时同步部，所述压力测量定时同步部使所述第一绝对压力传感器与所述第二绝对压力传感器的测量定时同步。
6.根据权利要求4所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备压力测量定时同步部，所述压力测量定时同步部使所述第一绝对压力传感器与所述第二绝对压力传感器的测量定时同步。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备精密流量测定部，所述精密流量测定部使所述第一绝对压力传感器及所述第二绝对压力传感器的压力测定定时与所述流量测量部的流量测定定时同步。
8.根据权利要求4所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备精密流量测定部，所述精密流量测定部使所述第一绝对压力传感器及所述第二绝对压力传感器的压力测定定时与所述流量测量部的流量测定定时同步。
9.根据权利要求5所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备精密流量测定部，所述精密流量测定部使所述第一绝对压力传感器及所述第二绝对压力传感器的压力测定定时与所述流量测量部的流量测定定时同步。
10.根据权利要求6所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置还具备精密流量测定部，所述精密流量测定部使所述第一绝对压力传感器及所述第二绝对压力传感器的压力测定定时与所述流量测量部的流量测定定时同步。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的燃气安全装置，其中，
所述燃气安全装置的特长在于，利用由所述第二绝对压力传感器测定出的大气压来判别因气候变动或者设置场所的标高而产生的低压状态。
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