JP2005140730A

JP2005140730A - ガス遮断装置

Info

Publication number: JP2005140730A
Application number: JP2003379735A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ueki; 浩一植木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-10
Also published as: JP4449424B2

Abstract

【課題】計測流量により平均化時間を切替て器具流量を特定するガス遮断装置を提供する。
【解決手段】流速を検出し流量値に換算し流量平均演算手段２１で求めた流量と流量設定手段２２で設定した流量とで器具流量域を判定し、計測切替手段２３で流量平均演算手段２１の平均化時間を設定し器具流量を求め、器具流量として流量登録手段２４に登録し異常判定手段２５で異常判定を行い、器具の使用状態監視を行う構成にしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を用いて配管内を流れる各種媒体、例えば都市ガスやＬＰガス等流速を検出しそのガス流速変化よりガス使用状態が安全か否かを監視するガス遮断装置に関する。

従来のこの種のガス遮断装置は、図４の示すブロック図のような構成になっていた。

図４において、１は流路、２は第１振動子で、超音波を送受信し流路１の上流側に設置される。３は第２振動子で、超音波を送受信し流路１の下流側に対向して取り付けられている。４は送信回路で、第１振動子２へ超音波信号を送信し、５は増幅回路で、第２振動子３で受信した信号を増幅する。６は比較回路で、増幅された信号と基準信号とを比較する。７は計時手段で、超音波の発信から受信迄の時間をタイマカウンタで計測する。８は計測回路で、送信回路４から計時手段７迄を含む。９は流量演算手段で、計時手段７による超音波伝搬時間に応じて管路の大きさ、流れの状態を考慮して流量値を求める。１０は周期可変手段で、流量演算手段９の値によって測定周期の変更を行う。１１は計測開始手段で、周期可変手段１０の値に応じて送信回路への信号送出タイミングを調節する。１２は計測終了手段で、流量演算手段９の演算終了を検出する。１３は電圧制御手段で、計測終了手段１２に同期して計測回路８の電圧を低下させ、又計測開始手段１１による計測開始と同期して計測回路８の電圧を復帰させる。

次に従来例の構成の動作を説明する。都市ガス、ＬＰガス等の媒体ガスの流れる流路１内において、計測開始手段１１により送信回路４からバースト信号が送出され、第１振動子２で発信された超音波信号は流路１の流れの中を伝搬し、第２振動子３で受信され、更に増幅回路５と比較回路６で信号処理され発信から受信までの時間を計時手段７で測定する。流量が大きい時は計測サンプリング時間を短くして誤差を小さくする必要があり、又流量が小さい時、或いは流量零の時は計測サンプリング時間を長くしてもほとんど誤差にならない。よって流量演算手段９の値に応じて計測間隔を変更している。流量演算手段９の値が小さい時周期可変手段１０で計測時間の間隔を大きくし、流量演算手段９の値が大きいなるに伴って計測時間の間隔を小さくする。又計測と計測との間には計測回路８の電圧を低減する。流量演算手段９によって流量計測を終了すると計測終了手段１２に信号送出し電圧制御手段１３で電圧を下げるか、零にする。計測開始手段１１によって計測開始前に電圧制御手段１２により計測回路８の電圧を元に復帰させる。
特開平９−２１６６７号公報

しかしながら、前記従来の構成では下記問題点があった。第１振動子２と第２振動子３とにより流路１中の流量を計測すると、器具流量により流路１中の流速分布が異なり、特にガステーブル等の低流量のガス器具の場合流速分布が安定しないため、給湯器等の大流量器具に比較して器具流量の特定が安定化せず、即ち流量値が変化するため使用している器具流量が特定できないため、特定の機器における異常な長時間使用時の異常判定ができないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用器具の使用流量が変動しても同一のガス器具が使用されていることを正確に特定し使用状態が安全か否かを監視するガス遮断装置を提供することを目的としたものである。

この課題を解決するために本発明のガス遮断装置は、媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より所定の期間（以下、平均化時間という）における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段とからなる構成にしている。

このことにより、下流側にガステーブルやガスファンヒータ等の低流量の器具や、ＧＨＰや給湯器等の大流量器具が接続されていても、流量域毎に適した平均流量を検出するための期間（以下、平均化時間という）を計測切替手段により流量平均演算手段に設定し器具流量を求めるので、低流量器具から大流量器具に変化しても、大流量器具から低流量器具へ流量変化しても器具流量の特定が正確に行われるので、その後流量登録手段に特定された器具流量を登録でき、器具を長時間使用されても使用時間監視が正確に行え、即ち異常判定手段でガスの使用時間を計測開始し、計測結果が流量設定手段で設定した所定の判定時間を超えた場合ガス使用時間異常と判定し遮断手段を駆動しガス供給を停止でき、流速変動を生じやすい低流量のガス器具を使用しても、誤って複数のガス器具をオン／オフしていると判定し長時間使用しているのに使用していないと誤判定することなくガスの使用状態を安全に監視できる。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、ガス遮断装置が設置された流路の流量計測時、器具流量域による流速分布の変動等に伴う流量バラツキに対して計測切替手段により流量平均演算手段に最適な平均化時間を設定し器具流量を特定するので、低流量域でも大流量域でも正確な流量を特定でき、ガス器具使用時の安全な監視を行え安全性や信頼性を向上することができる。

第１の発明は、媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より所定の期間（以下、平均化時間という）における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段とからなる。

そしてガス遮断装置が設置された下流側にガステーブルやガスファンヒータ等の低流量の器具や、ＧＨＰや給湯器等の大流量器具が接続されていても、流量域毎に適した平均化時間を計測切替手段により流量平均演算手段に設定し器具流量を求めるので、低流量器具から大流量器具に変化しても、大流量器具から低流量器具へ流量変化しても器具流量の特定が正確に行われるので、その後流量登録手段に特定された器具流量を登録でき、器具を長時間使用されても使用時間監視が正確に行え、即ち異常判定手段でガスの使用時間を計測開始し、計測結果が流量設定手段で設定した所定の判定時間を超えた場合ガス使用時間異常と判定し遮断手段を駆動しガス供給を停止でき、流速変動を生じやすい低流量のガス器具を使用しても、誤って複数のガス器具をオン／オフしていると判定し長時間使用しているのに使用していないと誤判定することなくガスの使用状態を安全に監視できる。

第２の発明は、媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より平均化時間における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、口火流量域を設定する口火設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値と前記口火設定手段の設定値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記流量平均演算手段で求めた平均流量を口火流量として登録する口火登録手段とからなる。

そしてガス遮断装置が設置された下流側に口火機能付給湯器等の口火器具が接続されてた場合、流量平均演算手段で求めた流量と流量設定手段の設定値と口火設定手段で設定された流量域とを計測切替手段で比較し器具流量未満でかつ口火流量域と判定した場合、口火流量域に適した平均化時間を計測切替手段により流量平均演算手段に設定し器具流量を求めるので、低流量器具から口火流量器具に変化しても、大流量器具から口火流量器具へ流量変化しても流量の特定が正確に行われるので、その後口火流量は口火流量登録手段に、又器具流量は流量登録手段に特定された流量を登録でき、器具を長時間使用されても使用時間監視が正確に行え、一方口火流量器具の場合、口火流量を流量変動に影響されず登録でき、かつ漏れ流量とも識別できるので、誤って漏れと誤判定し警告を出すことなくガスの使用状態を安全に監視できる。

第３の発明は、媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より平均化時間における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、器具無流量域を設定する器具無設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値と前記器具無設定手段の設定値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記流量平均演算手段により求めた平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記流量平均演算手段で求めた流量により器具使用停止かどうかを判定する器具無判定手段からなる。

そして、ガス遮断装置が設置された下流側に例えばガステーブルやガスファンヒータ等の低流量の器具や、ＧＨＰや給湯器等の大流量器具が接続されている場合、器具使用中か停止中かを正確に判定する必要があるが、流量平均演算手段で求めた流量と流量設定手段の設定値と器具無設定手段で設定された流量域とを計測切替手段で比較し、器具流量未満でかつ器具無流量域と判定した場合、器具無流量域に適した平均化時間を計測切替手段により流量平均演算手段に設定し流量を求めるので、通常流量変化が器具停止の場合温度変化などで対流が起こる場合があり流量有りと誤判定されやすいが、流量域毎に適した平均化時間を計測切替手段により流量平均演算手段に設定し流量を求めるので、低流量器具の使用状態から停止状態、或いは大流量器具の使用状態から停止状態へ流量変化しても流量の特定が正確に行われるので、誤って複数のガス器具をオン／オフしていると判定したり、器具を長時間使用していると誤判定することなくガスの使用状態を安全に監視できる。

以下、本発明の実施の形態を図１、図２及び図３を参照して説明する。なお、図１、図２、図３において、図４と同一機能を有する構成要素に関しては同一符号を付した。

(実施の形態１)
図１は本発明の第１の実施の形態のガス遮断装置で、１４は流速検出手段で、ＬＰ等のガス媒体の流路１３に対向設置された上流側振動子１１、下流側振動子１２間で超音波信号を一方から他方に発信しその伝搬時間より使用ガスの流速を検出する。流速検出手段１４の一例として次の様な方法がある。即ち流速検出手段１４は、切替手段１５と、送信手段１６と、受信手段１７と、繰返手段１８と、伝搬時間計測手段１９とからなる。送信手段１６と受信手段１７とは切替手段１５に接続され、切替手段１５はまず送信手段１６を上流側振動子１１に、受信手段１７を下流側振動子１２に接続し、次は送信手段１６を下流側振動子１２に、受信手段１７を上流側振動子１１に接続するというように交互に送信手段１６と受信手段１７の接続先を切り替える。繰返手段１８は切替手段１５により上流側振動子１１に受信手段１７を、一方下流側振動子１２に送信手段１６を接続された時、送信手段１６から発信された超音波信号は上流側振動子１１より流路１３を経て下流側振動子１２から受信手段１７で受信されるが、超音波信号の送信から受信迄を繰り返し行い、更に伝搬時間計測手段１９でその間の信号伝搬時間を計測する動作を繰り返し行う。伝搬時間計測手段１９は超音波信号の送信から受信までの時間を計測し累積する。次に切替手段１５により下流側振動子１２に受信手段１７を、上流側振動子１１に送信手段１６が接続され、前述の動作を繰り返し行う。伝搬時間計測手段１９は最初受信し求めた伝搬時間と、次に切替手段１５により切り替えた後計測した信号伝搬時間とから伝搬時間差を求める。

２０は流量演算手段で、求めた伝搬時間より流速を求め更に流量値に換算する。２１は流量平均演算手段で、流量演算手段２０で求めた流量値を例えば所定期間複数個計測し記憶し平均流量を求める。２２は流量設定手段で、ホース抜け等の異常流量域から給湯器等の大流量器具迄の大流量域やガステーブルやガスファンヒータ等の低流量器具等低流量域を識別する判定流量が設定されている。２３は計測切替手段で、流量設定手段２２の判定流量と流量平均演算手段２１の平均流量とを比較し低流量域か大流量域かを判定し、低流量域の場合長い平均化時間を流量平均演算手段２１に設定し、大流量域の場合短い平均演算時間を設定する。流路１３において大流量域は比較的流速分布が安定している為流量演算手段２０で求めた流量値のバラツキは小さく、平均化時間は短くて済む。或いは流量演算手段２０で求めた流量値の記憶個数は少なくて済む。一方低流量域になると流路１３の流速分布の変動が大きく、流量演算手段２０で求めた流量バラツキが大きい。従って分布の平均流量を求めるのに平均化時間が必要であり、計測切替手段２３は長い平均化時間を流量平均演算手段２１に設定する。２４は流量登録手段で、流量平均演算手段２１で求めた平均流量を器具流量として大きい順番に登録する。

２５は異常判定手段で、ホース抜け等の異常流量値やガス遮断装置で使用可能な流量域を分割し各々の流量域に対応した使用時間設定値を有しガス器具の通常使用時間とを識別する判定時間等を保持しており、流量平均演算手段２１で求め流量登録手段２４に登録した平均流量値と、設定されたガス器具使用時の異常判定値と比較し異常な使用状態かどうかを判定する。例えばストーブ等の器具への接続ホース等が誤ってはずれた場合、異常な流量が流れるが、求めた平均流量値と異常判定値とを異常判定手段２５で比較し異常かどうか判定する。或いはストーブ等の器具を通常使用する最大使用時間より長くに使用された場合に対応した使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断テーブルが格納されており、異常判定手段２５が流量登録手段２４の流量値を監視する。

２６は遮断手段で、異常判定手段２５から異常と判定された時遮断信号が出力されガス流路１を遮断する。異常判定手段２５でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段２６を駆動した場合遮断状態や遮断内容を報知手段（図示せず）の液晶表示素子等に表示すると共にガスの安全監視を行っているセンタに電話回線などで通報する。

次に上記構成の動作を説明する。通常ＬＰＧ容器から高圧ホースで圧力調整器に接続され、その下流側にガス消費器具との間にガス遮断装置は設置される。ガス遮断装置の流路１３は長い配管の一部であり、こうした中で上流側振動子２、および下流側振動子３とが斜向設置され超音波の伝搬により流量計測を行う。ガス器具を使用停止後、配管中のガスの上流から下流への流れはないが、温度の影響などにより微少な対流が発生する場合がある。ガス器具使用時でも、大流量器具の場合流路１３の断面方向に見た時の流速分布は比較的放物線でかつ安定した状態である。こうした状態で流量演算手段２０で得た流量は比較的バラツキが小さい。一方、低流量器具の場合流速が小さいため、流速分布が安定しにくく、供給圧変動等の影響を受けやすく、流量変化が大流量域に比べ大きく、バラツキが大きい傾向がある。ここで流速検出手段１４の一例の動作を説明する。

流路１３内で、斜向設置された上流側振動子１１、および下流側振動子１２との間で超音波信号を送受信する。切替手段１５により上流側振動子１１に送信手段１６が接続され、一方受信手段１７に下流側振動子１２が接続され、送信手段１６から発信された信号を上流側振動子１１から下流側振動子１２を介し受信する。この動作を繰返手段１８で設定された回数だけ行うシングアラウンド系を構成する。送信手段１６より発射された超音波信号を受信手段１７が受信する迄の伝搬時間を累積し、その時間を伝搬時間計測手段１９で求める。

次に、切替手段１５は下流側振動子１２に送信手段１６を接続し上流側振動子１１に受信手段１７を接続する。送信手段１６より超音波信号を出力し下流側振動子１２を介し流路１３を経て上流側振動子１１に接続された受信手段１７で信号受信する。前述同様に繰返手段１８で設定された回数だけ行う。送信手段１６より発射された超音波信号を受信手段１７が受信する迄の伝搬時間を伝搬時間計測手段１９で累積して求め、更に上流から下流へ超音波信号を発射した時の伝搬時間と、下流から上流へ発射した時の伝搬時間とから伝搬時間差を求める。流量演算手段２０で伝搬時間計測手段１９で求めた伝搬時間を流速値Ｖに換算し、次に流量値Ｑに換算する。図１でＡはガス媒体の流れる方向を示す。

次に、流量演算手段２０で求めた流量値を流量平均算手段２１で複数個記憶し、所定期間に計測した流量値より平均流量を求める。ここで計測切替手段２３は、求めた平均流量と流量設定手段２２の器具判定流量より大流量域か低流量域かを判定する。大流量域と計測切替手段２３は流量平均演算手段２１に短い平均化時間を設定し、低流量域と判定時長い平均化時間を設定する。流速分布が変動しやすいときは平均化時間を長く、比較的安定時は短い平均化時間を設定することにより器具流量を特定しやすくなる。平均化において記憶する個数を変更してもよい。

次に求めた平均流量を特定した器具流量として流量登録手段２４に記憶する。流量登録手段２４に設定された流量より異常判定手段２５は異常な使用状態かどうかを判定する。異常判定手段２５は、ガス遮断装置で使用可能な最大流量とホース抜け等による異常な大流量との識別判定流量や、ガス遮断装置で使用可能な流量域を分割し各々の流量域に対応した使用時間設定値を有している。異常判定手段２５は、流量平均演算手段２１で求め流量登録した平均流量と設定された異常判定流量とを比較し超えているかどうか判定したり、超えていない場合求めた平均流量値とガス使用量の使用時間設定値と比較し異常な長時間使用状態かどうかを判定する。例えばストーブ等の器具を通常使用する最大使用時間を基に設定された制限時間を規定した使用時間遮断テーブルが異常判定手段２５に格納されており、異常判定手段２５が流量登録手段２４の流量を監視する。異常判定手段２５から異常と判定された時遮断信号が遮断手段２６に出力され流路１３を遮断する。異常判定手段２５でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段２６を駆動した場合遮断状態や遮断内容を報知手段（図示せず）の液晶表示素子等に表示すると共にガスの安全監視を行っているセンタに電話回線などで通報する。

前述の様に流路１３中の温度等の環境要因による対流等の影響による流量変化、或いは器具使用に伴う燃焼量変動即ち供給圧変動による流速変化、即ち流量変化が発生しても流量域に応じた平均化時間を計測切替手段２３が流量平均演算手段２１に設定するので、バラツキ、変動した流量値の中心値が得られ、この値を器具流量として代用し、異常判定手段２５で器具の使用状態が正常か、異常かを判定する。よって同一器具が継続して使用されているのに器具流量が定まらないために、間違って変動のピーク流量でホース抜けと判定し誤遮断することなく、また同一器具の継続使用時間の判定が出来ないということが無く、かつ異常な長時間使用されているのに継続使用時間を計測できずガス供給を停止できないということが無い。

このようにしてガス遮断装置が設置され配管１中の流量計測時、器具流量域による流速分布の変動等に伴う流量バラツキに対して計測切替手段２３により流量平均演算手段２１に最適な平均化時間を設定し器具流量を特定するので、低流量域でも大流量域でも速く流量を特定でき、異常な大流量かどうか判定したり、又使用時間を計測するので、又保安センタを通じて器具の長時間使用の警告勧告を出したり、最悪の場合供給ガスを遮断することが可能で正確にガスの使用状態を流速で監視し安全性、使い勝手が向上する。

(実施の形態２)
図２は本発明の第２の実施の形態のガス遮断装置を示すブロック図で、２７は口火設定手段で、口火器具の口火流量域が設定され、切替判定手段２３に出力する。２８は口火登録手段で、口火流量としても求めた流量を登録する。即ち切替判定手段２３で口火設定手段２７とで流量平均演算手段２１の流量と比較し口火流量域と判定時、器具の低流量域に使用する平均時間より更に長い平均化時間を、流量平均演算手段２１に設定し、口火流量を求め口火登録手段２８に設定する。２９は警告手段で異常判定手段２５で微少漏れと判定時警告表示などを行う。

次に上記構成の動作を説明する。通常ＬＰＧ容器から高圧ホースで圧力調整器に接続され、その下流側にガス消費器具との間にガス遮断装置は設置され、ガス遮断装置の計測部は流路の長い配管の一部であり、こうした中で上流側振動子１１、および下流側振動子１２とが斜向設置され超音波の伝搬により流量計測を行う。ガス器具を使用停止後、配管中のガスの上流から下流への流れはないが、温度の影響などにより微少な対流が発生する場合がある。口火機能付器具使用時、口火流量域は１５０kcal/h程度であり極めて低流量で流速が小さいため、流速分布が安定しにくく、供給圧変動等の影響を受けやすく、流量変化が大流量域に比べ大きく、バラツキが大きい傾向がある。ここで流速検出手段１４の一例の動作を説明する。

次に、切替手段１５は下流側振動子１２に送信手段１６を接続し上流側振動子１１に受信手段１７を接続する。送信手段１６より超音波信号を出力し下流側振動子１２を介し流路１３を経て上流側振動子１１に接続された受信手段１７で信号受信する。前述同様に繰返手段１８で設定された回数だけ行う。送信手段１６より発射された超音波信号を受信手段１７が受信する迄の伝搬時間を伝搬時間計測手段１９で累積し求め、更に上流から下流へ超音波信号を発射した時の伝搬時間と、下流から上流へ発射した時の伝搬時間とから伝搬時間差を求める。流量演算手段２０で伝搬時間計測手段１９で求めた伝搬時間を流速値Ｖに換算し、次に流量値Ｑに換算する。図２でＡはガス媒体の流れる方向を示す。

次に、流量演算手段２０で求めた流量値を流量平均算手段２１で複数個記憶し、所定期間に計測した流量値より平均流量を求める。ここで計測切替手段２３は、求めた平均流量と流量設定手段２２の器具判定流量より大流量域か低流量域か、又口火設定手段２７の口火流量域かを判定する。口火流量域と計測切替手段２３は流量平均演算手段２１に器具の低流量域の場合より更に長い平均化時間を設定する。流速分布が変動しやすいときは平均化時間を長く、比較的安定時は短い平均化時間を設定することにより口火流量を特定しやすくなる。又平均化において記憶する個数を変更してもよい。

このようにして求めた口火流量を口火登録手段２８に設定する。口火登録手段２８に登録されると、異常判定手段２５は口火流量として登録された流量域の流量は微少漏れ流量と識別し警告手段２９に誤判定警告をしない様にしている。

他の動作は実施の形態１と同様であり省略する。

このようにしてガス遮断装置が設置され配管１中の流量計測時、口火流量は、流路１３中の温度等の環境要因による対流等の影響による流量変化、或いは器具使用に伴う燃焼量変動即ち供給圧変動による流速変化、即ち流量変化が発生しても流量域に応じた平均化時間を計測切替手段２３が流量平均演算手段２１に設定するので、バラツキ、変動した流量値の平均値が得られ、この値を口火流量として代用し、異常判定手段２５で器具や配管状態が微少漏れ等のない正常か、漏れのある異常かを判定する。よって口火器具が継続して使用されているのに口火流量が定まらないために、間違って微少漏れと判定したり、口火流量が有るのに口火無と誤判定することがなく、器具流量域においても流速分布の変動等に伴う流量バラツキに対して計測切替手段２３により流量平均演算手段２１に最適な平均化時間を設定し器具流量を特定するので、低流量域でも大流量域でも速く流量を特定でき、異常な大流量かどうか判定したり、又使用時間を計測するので、又保安センタを通じて器具の長時間使用の警告勧告を出したり、最悪の場合供給ガスを遮断することが可能で正確にガスの使用状態を流速で監視し安全性、使い勝手が向上する。

(実施の形態３)
図３は本発明の第３の実施の形態のガス遮断装置を示すブロック図で、３０は器具無設定手段で、器具停止状態の流量域を設定され、計測切替手段２３に出力する。３１は器具無判定手段で、器具無状態と判定すると流量登録手段２４に登録された器具流量を停止状態と判定し、登録抹消する。

次に上記構成の動作を説明する。通常ＬＰＧ容器から高圧ホースで圧力調整器に接続され、その下流側にガス消費器具との間にガス遮断装置は設置される。ガス遮断装置の計測部は流路の長い配管の一部であり、こうした中で上流側振動子１１、および下流側振動子１２とが斜向設置され超音波の伝搬により流量計測を行う。ガス器具を使用停止後、配管中のガスの上流から下流への流れはないが、温度の影響などにより微少な対流が発生する場合があり、流速分布が安定しにくく、供給圧変動等の影響を受けやすく、流量変化が大流量域に比べ大きく、バラツキが大きい傾向がある。ここで流速検出手段１４の一例の動作を説明する。

流路１３内で、斜向設置された上流側振動子１１、および下流側振動子１２との間で超音波信号を送受信する。切替手段１５により上流側振動子１１に送信手段１６が接続され、一方受信手段１７に下流側振動子１１が接続され、送信手段１６から発信された信号を上流側振動子１１から下流側振動子３を介し受信する。この動作を繰返手段１８で設定された回数だけ行うシングアラウンド系を構成する。送信手段１６より発射された超音波信号を受信手段１７が受信する迄の伝搬時間を累積し、その時間を伝搬時間計測手段１９で求める。

次に、切替手段１５は下流側振動子１２に送信手段１６を接続し上流側振動子１１に受信手段１７を接続する。送信手段１６より超音波信号を出力し下流側振動子１２を介し流路１３を経て上流側振動子１１に接続された受信手段１７で信号受信する。前述同様に繰返手段１８で設定された回数だけ行う。送信手段１６より発射された超音波信号を受信手段１７が受信する迄の伝搬時間を伝搬時間計測手段１９で累積し求め、更に上流から下流へ超音波信号を発射した時の伝搬時間と、下流から上流へ発射した時の伝搬時間とから伝搬時間差を求める。流量演算手段２０で伝搬時間計測手段１９で求めた伝搬時間を流速値Ｖに換算し、次に流量値Ｑに換算する。図３でＡはガス媒体の流れる方向を示す。

次に、流量演算手段２０で求めた流量値を流量平均算手段２１で複数個記憶し、所定期間に計測した流量値より平均流量を求める。ここで計測切替手段２３は、求めた平均流量と流量設定手段２２の器具判定流量より大流量域か低流量域か、又器具無設定手段３０の器具停止流量域かを判定する。器具停止流量域と計測切替手段２３は流量平均演算手段２１に器具の低流量域の場合より更に長い平均化時間を設定設定する。流速分布が変動しやすいときは平均化時間を長く、比較的安定時は短い平均化時間を設定することにより口火流量を特定しやすくなる。又平均化において記憶する個数を変更してもよい。

このようにして求めた器具停止流量は器具無判定手段３０で器具停止と判定され、流量登録手段２４に登録された各種器具流量の登録抹消を行う。

他の動作は実施の形態１と同様であり省略する。

このようにしてガス遮断装置が設置され流路１３中の流量計測時、流量は、流路１３中の温度等の環境要因による対流等の影響による流量変化、或いはガス遮断装置の上流側（集合住宅で別宅での器具使用）器具使用に伴う燃焼量変動即ち供給圧変動による流速変化、即ち流量変化が発生しても器具無設定手段３０に設定された流量域に応じた平均化時間を計測切替手段２３が流量平均演算手段２１に設定するので、バラツキ、変動した流量値の中心値が得られ、この値を器具無流量として代用し、流量登録手段２４に設定された器具流量が抹消され、異常判定手段２５で異常使用監視されていたのを確実に停止でき、即ち登録された器具流量域が流速分布の変動等に伴う流量バラツキに対して計測切替手段２３により流量平均演算手段２１に最適な平均化時間を設定し器具流量を特定するので、器具が停止されているのに速く停止流量を特定でき、器具が連続使用されていると誤判定したり、又使用時間を計測するので保安センタを通じて器具の長時間使用の警告勧告を出したり、最悪の場合供給ガスを遮断することを防止でき正確にガスの使用状態を流速で監視し安全性、使い勝手が向上する。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、流速分布の変動等に伴う流量バラツキに対して最適な平均化時間を設定しすることで、低流量域でも大流量域でも速く流量を特定できるので、ガスに限らず水道等の流量測定装置に提要する事が出来る。

本発明の実施の形態１のガス遮断装置の制御ブロック図本発明の実施の形態２のガス遮断装置の制御ブロック図本発明の実施の形態３のガス遮断装置の制御ブロック図従来のガス遮断装置の制御ブロック図

符号の説明

１３流路
１４流速検出手段
２０流量演算手段
２１流量平均演算手段
２２流量設定手段
２３計測切替手段
２４流量登録手段
２５異常判定手段
２６遮断手段
２７口火設定手段
２８口火登録手段
２９器具無設定手段
３０器具無判定手段

Claims

媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より所定の期間（以下、平均化時間という）における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段とを備えたガス遮断装置。
媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より平均化時間における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、口火流量域を設定する口火設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値と前記口火設定手段の設定値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記流量平均演算手段で求めた平均流量を口火流量として登録する口火登録手段とを備えたガス遮断装置。
媒体内の信号伝搬時間を計測し流速を検出する流速検出手段と、前記流速検出手段で検出した流速より流量に換算する流量演算手段と、前記流量演算手段の流量値より平均化時間における平均流量を求める流量平均演算手段と、前記流量平均演算手段と比較する比較流量値を設定する流量設定手段と、器具無流量域を設定する器具無設定手段と、前記平均流量と前記比較流量値と前記器具無設定手段の設定値とにより平均化時間を前記流量平均演算手段に設定する計測切替手段と、前記流量平均演算手段により求めた平均流量を登録する流量登録手段と、前記流量登録手段に登録された平均流量より異常流量か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記流量平均演算手段で求めた流量により器具使用停止かどうかを判定する器具無判定手段とを備えたガス遮断装置。