JP2002369395A

JP2002369395A - ガス安全装置

Info

Publication number: JP2002369395A
Application number: JP2001172011A
Authority: JP
Inventors: Akira Matsuda; 明松田; Masaki Yamaguchi; 正樹山口; Goji Honda; 剛司本田; Hirosumi Nakamura; 廣純中村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2002-12-20

Abstract

(57)【要約】【課題】電池寿命の末期においてリチウム電池の特性
がバラツいても遮断弁駆動を安定して行なう。【解決手段】ガスメータガス安全回路に電池１と並列
に第二の電力バックアップ素子２と、逆流防止素子５を
介してマイコン７の電源部に第一の電力バックアップ素
子６を備えている。これによってリチウム電池寿命末期
その内部抵抗が増大することによるシステムの不安定性
を解消し、またそのシステムの電池寿命を長くすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス安全装置に関
し、特にガスメータの安全回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のガスメータの安全回路はリチウム
電池を電源とし、ガス流量の流量パターンをマイクロコ
ンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）で記憶し、規定のパ
ターンから逸脱した場合や、ガス漏れ警報器等外部接続
機器からの信号、地震信号等の不安全信号を受けた場合
に遮断弁によりガスを遮断し、ガス漏れやガス器具の消
し忘れ等から万が一のガス火災を防止する機能を有して
いる。

【０００３】また、ガスメータは７〜１０年間電池交換
不要の仕様で、通常の動作電流は１０マイクロアンペア
程度の微少電流で動作するようになっている。そして、
不安全検出時は数百ミリアンペアの大電流を遮断弁に一
瞬流してガス通路を遮断しガス事故を防止する。

【０００４】更に、電池消耗時の安全回路として電池電
圧低下検出回路を有する。これは、電池消耗時にガス遮
断弁駆動の電力がなくなると不安全時のガス遮断ができ
なくなるので、数十時間毎に遮断弁相当の負荷に電池か
ら電流を流してその電圧を確認し、電池がガス遮断弁駆
動の電力を保有しているうちにガスを遮断して使用不可
能とし、ガスメータの使用を禁止するものである。しか
し、不意に使用を禁止するとガス使用者は不便であるの
で電池電圧の低下が検出された場合には警告表示等でガ
ス業者に通知し一定期間後使用停止とするものである。

【０００５】また、遮断弁相当の負荷は大電流であるた
め、電池消耗の面から数十時間毎にしか確認できず、こ
の確認から次ぎの確認まではリスクがある。さらに、負
荷をかけた時の電圧は温度でも変わる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなガス安全回路は微少電流で動作させているので、外
部からの電磁波等の電気ノイズの影響を受けやすく、マ
イコンが誤動作しやすくまた、遮断弁には３Ｖの低電圧
で駆動させるため数百ミリアンペアの大電流が必要であ
り、通常は微少電流で動作させる反面、大電流も必要で
その為電源変動が大きいという課題があった。

【０００７】また、リチウム電池は周知のように小型軽
量でそのパワーが高くて自己放電が少なく長寿命である
反面、内部抵抗は高く数百ミリアンペアの大電流を流し
た時電池電圧の低下量が大きい。更に、数マイクロアン
ペアの微少電流だけを長期間流していると電池の内部電
極に保護膜が形成されて電池の内部抵抗が極端に高くな
るという課題があった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためガス流量を制御するマイコンとガス通路を遮断
する遮断装置へ電力を供給する電池電源と、逆流防止素
子と、この電池電源よりも低インピーダンスの第一の電
力バックアップ素子と第にの電力バックアップ素子を備
えたものである。

【０００９】本発明によればマイコンの誤動作、電池電
圧を有するにもかかわらず遮断できないという課題等が
解決される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に係るガス安全
装置は第一の電力バックアップ素子と逆流防止素子と第
二の電力バックアップ素子を有する。そして、第一の電
力バックアップ素子は遮断弁作動時一時的な電池電圧の
低下時にマイコンに必要電流を供給する。逆流防止素子
は遮断弁作動時に第一の電力バックアップ素子の電流が
遮断弁に逆流するのを防ぐ。第二の電力バックアップ素
子は電池寿命末期等その内部抵抗が増大した場合も遮断
弁作動時に遮断弁に作動に必要な電流を供給する。

【００１１】本発明の請求項２に係るガス安全装置は第
一のコンデンサと逆流防止素子と第二のコンデンサを有
する。

【００１２】本発明の請求項３に係るガス安全装置は第
二の電力バックアップ素子に電池電圧を昇圧する。そし
て、この昇圧された電力は遮断弁に供給される。また、
逆流防止素子により第一の電力バックアップ素子の電圧
は確保される。

【００１３】本発明の請求項４に係るガス安全装置は電
池より低インピーダンスの小型電池を有する。そして、
電池寿命末期等その内部抵抗が増大した場合でも低イン
ピーダンスで遮断弁に電流が供給される。

【００１４】本発明の請求項５に係るガス安全装置は電
池電圧低下検出回路を有する。そして、この回路はこの
ガス安全装置の機能が電池電圧の低下により損なわれる
前に通報、停止等を行い、ライフエンドを安全に行う。

【００１５】本発明の請求項６に係るガス安全装置は第
二の電力バックアップ素子の電圧を検出して通報、停止
等を行い、このガス安全装置、ライフエンドの安全性を
確保する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１７】（実施例１）図１（ａ）、（ｂ）は本発明
の実施例１の全体の概念を含む回路図である。

【００１８】Ａはガス容器、Ｂはガスメータ、Ｃはガス
器具、Ｄはガス漏れ警報器を示す。

【００１９】また、１はリチウム電池、２は第二のコン
デンサ、３はガス遮断装置である遮断弁、４は遮断弁３
を通電するトランジスタ、５は逆流防止素子である１メ
グオームの抵抗、６は第一のコンデンサ、７はマイコン
を示す。また、８は昇圧コイル、９は発振トランジス
タ、１０は昇圧回路を示す。

【００２０】図２は電池電圧の経年変化を示す特性図で
ある。

【００２１】横軸は本ガス安全回路の設置後の経過年
数、縦軸は電池電圧を示す。１１は通常時の電池電圧の
カーブ、１２は遮断弁を遮断させた時の電池電圧のカー
ブ、１３は電池電圧低下検出値を示す。１４は電池電圧
低下検出値１３から４０日後の電池電圧を示す。

【００２２】まず、図１により動作、作用について説明
する。電池１の電圧は第一及び第二のコンデンサに充電
されている。遮断弁３は開いているのでガスは使用可能
である。万一ガスの流量パターンが規定値より超えた場
合、また、ガス漏れ警報器からのガス漏れ信号をマイコ
ン７が受けた場合等、マイコン７はトランジスタ４をオ
ンし、遮断弁３に通電する。遮断弁は通常永久磁石によ
り開成しているがこの永久磁石による開成の向きと逆方
向の向きに電流を一瞬（数十ミリセカント）流して磁力
を消滅させバネ圧によりガスを閉じる。この電流は数百
ミリアンペアでありリチウム電池の特性により、場合に
よっては１Ｖ以上電池電圧が低下する。この時、逆流防
止素子である抵抗５により遮断弁３には第一のコンデン
サの電流は殆ど流れ出ず、かつ第二のコンデンサにより
ある程度バックアップされるのでマイコン７の電源電圧
は第一のコンデンサ６でほぼ一定（３Ｖ）に保たれる
（遮断弁３の抵抗値は１００オームであり、逆流防止素
子の抵抗値は１００００００オームであるので、コンデ
ンサ６の電圧の１００／１００００００の電圧が数十ミ
リセカント消費される）。

【００２３】従って、マイコンには動作に必要な電圧が
供給されているためラッチアップ等の誤動作はしない。
また第一及び第二のコンデンサで更に外部の電気的ノイ
ズに対しての電圧変動からのマイコン電源の安定化を図
る。また、遮断弁３には従来では低い電圧しか印加され
なかったが第二のコンデンサに充電されていた電圧３Ｖ
が印加される。従って、従来より確実に遮断できる。

【００２４】次に図２により説明する。まず、一年目に
ついて説明すると通常時、電池電圧は３．２Ｖあるので
第一及び第二のコンデンサには３．２Ｖ充電されてい
る。この時、遮断弁３が作動した場合、電池電圧は一瞬
２．２Ｖに低下する。遮断弁には第二のコンデンサから
３．２Ｖの放電電流と電池からの２．２Ｖの電圧が印加
される。この時もマイコン７には前述のように３．２Ｖ
が印加され続ける。このような状態が１０年間続く。一
般にはこの時期までにガスメータは新しいものと取り替
えられるが、そのまま１１年目となると電池は寿命末期
を迎え、電池電圧低下検出回路により１３の電池電圧低
下検出値を検出し、電池寿命である旨をガスメータに付
けられたＬＥＤ等（図示していない）で表示する。ガス
の検針員はこの表示を確認してガスメータを交換する。
しかし、その表示が確認されなかった場合、４０日後に
はマイコンメータのガス安全回路により自動的に遮断弁
３によりガスを遮断させて遮断弁の開成を不可とする。
この間電池は寿命末期であるので急激にその内部抵抗は
増大し、遮断弁を通電した時の電池電圧は急激に低下す
る。但し、リチウム電池の特性上通常の電池電圧はまだ
この時期には低下せず、３Ｖ位を保ち続ける。仮に、電
池がばらつき等でこの４０日間に遮断弁を駆動可能な電
圧以下に低下する（点線グラフ参照）と、自動的に遮断
弁３を自動的に遮断させることができず、そのままガス
メータを使用すると万一のガス漏れ時等ガスが遮断され
ず不安全となる。

【００２５】ところが、本発明によると、電池寿命末期
には内部抵抗は上昇しても通常電圧は低下せず、電池の
内部抵抗がある程度上昇（数キロオーム）しても、遮断
弁には第二のコンデンサに蓄積された通常電圧が印加さ
れるので、十分作動させることが可能である。従って、
従来の遮断出来なくなるという可能性がなくなり、ガス
漏れやガス器具の消し忘れからガス爆発や火災を防ぐこ
とができる。

【００２６】また、従来電池電圧低下検出値は１．９Ｖ
であったが、本発明によると通常電圧が遮断弁の駆動に
関係するので、通常電圧が遮断弁駆動可能な電圧に低下
するまでの間に設定出来る。仮に２．４Ｖとすると従来
の約１．５倍長寿命化が図れる。

【００２７】尚、実施例では逆流防止素子として抵抗で
説明したが、ダイオードでも同じ効果が得られる。ま
た、同様に遮断機能としては遮断弁以外にモータ式弁等
も考えられる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るガス安
全装置は第一及び第二の電力バックアップ素子を有し、
逆流防止素子を有しているので、リチウム電池の内部抵
抗が増大してもマイコン及び遮断弁が確実に動作可能で
ガス安全装置の動作信頼性を高めるとともに、かつ、動
作寿命を長くする効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の実施例１におけるガス安全装置
の全体概念を含む回路図（ｂ）同装置の昇圧回路を示す回路図

【図２】同装置の電池電圧の経年変化を示す特性図

【符号の説明】

Ｄガス漏れ警報器１リチウム電池２第二のコンデンサ３遮断弁５逆流防止素子（抵抗）６第一のコンデンサ７マイコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者本田剛司大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者中村廣純大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2F030 CB02 CC13 CE01 CF05 CF11 5G003 BA01 DA02 DA17 DA18 GC05 5H030 AA06 AS11 BB21 FF44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス漏れ等の異常信号を検出してガス流
量を制御するマイクロコンピュータと、該マイクロコン
ピュータの信号によりガス通路を遮断する遮断装置と、
前記マイクロコンピュータと前記遮断装置へ電力を供給
する電池電源と、該電池電源に並列に設けられ前記電池
電源より動作インピーダンスの低い第一の電力バックア
ップ素子と、該第一の電力バックアップ素子と前記電池
電源の間に設けられた逆流防止素子と、該逆流防止素子
と前記電池電源の間に設けられ前記電池電源より動作イ
ンピーダンスの低い第二の電力バックアップ素子とを備
え、前記遮断装置の作動時には少なくとも前記第二の電
力バックアップ素子の電力を使用することを特徴とする
ガス安全装置。
【請求項２】第一及び第二の電力バックアップ素子の
少なくとも一方はコンデンサである請求項１記載のガス
安全装置。
【請求項３】遮断装置の作動時には第二の電力バック
アップ素子に電池電源の電圧を昇圧して充電した後前記
遮断装置を作動させる請求項１記載のガス安全装置。
【請求項４】第二の電力バックアップ素子は小型電池
である請求項１記載のガス安全装置。
【請求項５】電池電源の電圧低下検出回路を有し、警
報、表示、通報、停止等を行う請求項１記載のガス安全
装置。
【請求項６】電池電源の電圧低下検出回路は第二の電
力バックアップ素子の電圧を検出する請求項５記載のガ
ス安全装置。