JP2005265529A - Gas shut-off device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波を用いて流路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量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。 The present invention relates to a gas cutoff device that detects the flow rate of various media such as city gas and LP gas flowing in a flow path using ultrasonic waves and monitors whether the gas usage state is safe based on the change in gas flow rate.
従来、この種のガス遮断装置は図3に示すような構成になっていた(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, this type of gas cutoff device has a configuration as shown in FIG. 3 (see, for example, Patent Document 1).
図3は従来のガス遮断装置のブロック図を示す。図3において、1は流路、2は上流側振動子で、超音波を送受信し流路1の上流側に設置される。3は上流側振動子で、超音波を送受信し流路1の下流側に上流側振動子2対向して取り付けられている。4は送信回路で、上流側振動子2へ超音波信号を送信し、5は増幅回路で、下流側振動子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。
FIG. 3 shows a block diagram of a conventional gas shut-off device. In FIG. 3, 1 is a flow path, 2 is an upstream vibrator, and is installed on the upstream side of the
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、上流側振動子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、下流側振動子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時サンプリングを速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を遅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する。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13により計測回路8の電圧を元に復帰させる。
しかしながら上記従来の構成では下記問題点があった。上流側振動子2と下流側振動子3とにより流路1中の流量を計測するが、下流側で配管が何らかの原因でひび割れたり、器具に接続されたホースが外れたり等のトラブルが発生し、器具と同じ位の流量が流れた場合、漏洩か器具使用か判別が困難で、通常器具とみなし流れている流量に応じて使用時間の制限時間が設定され、使用時間監視されるが、その間にガスが床下或いは居間等の部屋に充満し、最悪爆発事故や火災などの事故が発生することが予想されるが、このような場合の漏洩と器具の識別の判定方法が開示されていない。
However, the conventional configuration has the following problems. The flow rate in the
本発明は上記課題を解決するもので、使用器具固有の流量変化を検出し、ガス器具の使用か、何らかの原因で発生した漏洩とを識別し、正確に器具と漏洩とを精度よく区別し漏洩と判定時直ちにガス供給を停止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。 The present invention solves the above problems, detects a change in flow rate unique to the appliance used, identifies the use of a gas appliance or a leak that has occurred for some reason, and accurately discriminates between the appliance and the leak. The object of the present invention is to provide a gas shut-off device that immediately stops the gas supply at the time of determination.
前記従来の課題を解決するために本発明のガス遮断装置は、流速検出手段で媒体内の流速を検出し流量演算手段で流量に換算し、流量演算手段の流量値より流量変化を検出すると流量記憶手段に流量値の時間的変化を記憶し、流量パターン記憶手段に予め記憶していた器具の流量パターンと流量記憶手段の流量値とを比較判定手段で比較し、器具かどうかを判定し器具ではなく漏洩と判定時直ちに遮断信号を出力しガス供給を停止する遮断手段とからなる。 In order to solve the above-described conventional problems, the gas shutoff device of the present invention detects the flow rate in the medium by the flow rate detection unit, converts the flow rate to the flow rate by the flow rate calculation unit, and detects the flow rate change from the flow rate value of the flow rate calculation unit. The storage means stores the change in the flow rate over time, the flow rate pattern of the instrument previously stored in the flow rate pattern storage means and the flow rate value of the flow rate storage means are compared by the comparison determination means, and it is determined whether or not it is an instrument. Rather than a shutoff means for outputting a shutoff signal immediately upon determination of leakage and stopping gas supply.
このことにより、器具に接続されているホースが何らかの原因で外れたり、或いはねずみなどにホースをかじられ、ガスが漏洩しても、器具と漏洩とを識別でき直ちにガス供給を停止できるので、安全性が極めて向上する効果がある。 As a result, even if the hose connected to the instrument comes off for some reason, or the hose is gnawed by a mouse, etc. and gas leaks, the gas supply can be identified and the gas supply can be stopped immediately. The effect is greatly improved.
本発明のガス遮断装置によれば、ガス需要家が有する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は、器具固有の流量パターンを有しており、予め流量パターン記憶手段に器具独特の流量変化パターンを記憶しておき、流量演算手段で流量値に換算し、時系列的に記憶した流量記憶値との流量変化パターンとを比較し器具か漏洩か否かを判定し、不一致の場合器具でないと判定し即ち漏洩と判定すると直ちに遮断手段によりガス供給を停止するので、漏洩を器具を判断し長時間に渡りガス漏洩が発生し最悪爆発や火災などに事故に至るという不具合がおきることなく、器具使用時と漏洩とを正確かつ精度よく識別でき安全性や信頼性が極めて向上する効果がある。 According to the gas shut-off device of the present invention, low-flow appliances such as gas tables and gas fan heaters and large-flow appliances such as GHP and water heaters possessed by gas consumers have a flow pattern unique to the appliance. , Store the flow rate change pattern peculiar to the instrument in the flow pattern storage means in advance, convert it to the flow rate value by the flow rate calculation means, compare the flow rate change pattern with the flow rate memory value stored in time series, and leak the instrument If there is a discrepancy, it is determined that the device is not an appliance, that is, if it is determined to be a leak, the gas supply is immediately stopped by the shut-off means. Thus, there is an effect that the safety and reliability can be greatly improved by accurately and accurately discriminating between the use of the appliance and the leakage without causing a trouble such as an accident.
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、前記流量演算手段で流量変化を検出すると流量値の変化を記憶する流量記憶手段と、前記流量記憶手段で記憶した流量変化と比較する器具流量変化を記憶する流量パターン記憶手段と、前記流量記憶手段と前記流量パターン記憶手段とを比較し器具特定を行う比較判定手段と、前記比較判定手段で器具特定時前記流量記憶手段の記憶流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段の流量値を異常か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段により異常と判定時媒体供給を停止する遮断手段とからなる。 According to a first aspect of the present invention, flow rate detection means for measuring a signal propagation time in a medium and detecting a flow rate, flow rate calculation means for converting the flow rate from the flow rate detected by the flow rate detection means, and flow rate change by the flow rate calculation means. A flow rate storage means for storing a change in flow rate value upon detection, a flow rate pattern storage means for storing an instrument flow rate change compared with a flow rate change stored in the flow rate storage means, a flow rate storage means and the flow rate pattern storage means. Comparison determination means for comparing and specifying the appliance, average flow calculation means for obtaining an average flow rate from the stored flow rate of the flow rate storage means when the appliance is specified by the comparison determination means, and whether or not the flow rate value of the average flow calculation means is abnormal And an interruption determining means for stopping the medium supply at the time of determination as abnormal by the abnormality determining means.
そしてガス遮断装置の下流側に接続されたガステーブル、ガスファンヒータ、ガスヒートポンプ式エアコン(GHP)や給湯器等の器具は、器具使用開始からの流量変化を流量検出手段より求めると各々独特の流量変化パターンを有しており予め流量パターン記憶手段に記憶しておき、流速検出手段より流量を検出すると時系列的に流量変化を記憶し、予め記憶した器具流量パターンと流量変化パターンを比較し、一致している場合器具と判定し平均流量演算手段で平均流量を求め、求めた流量をもとに異常判定手段で異常流量か、あるいは長時間使用されていないか使用監視するが、一方流量変化パターンが不一致と判定時器具ではないと判定し、即ち漏洩等の異常と判定し直ちに遮断手段に駆動出力を行いガスの供給を停止するので、漏洩を器具を判断し長時間に渡りガス漏洩が発生し最悪爆発や火災などに事故に至るという不具合がおきることなく、器具使用時と漏洩とを正確かつ精度よく識別でき安全性や信頼性が向上する。 Gas appliances such as gas tables, gas fan heaters, gas heat pump air conditioners (GHP) and water heaters connected to the downstream side of the gas shut-off device are each unique when the flow rate change from the start of use of the appliance is obtained from the flow rate detection means. The flow rate change pattern is stored in advance in the flow rate pattern storage means, and when the flow rate is detected by the flow velocity detection means, the flow rate change is stored in time series, and the prestored instrument flow rate pattern is compared with the flow rate change pattern. If they match, the device is determined to be an appliance, the average flow rate is calculated by the average flow rate calculation means, and based on the obtained flow rate, the abnormal determination means is used to monitor whether the flow rate is abnormal or has not been used for a long time. When it is determined that the change pattern does not match, it is determined that the device is not an appliance, that is, it is determined that there is an abnormality such as leakage, and the gas supply is stopped immediately after driving is output to the shut-off means. It is possible to distinguish between the use of the instrument and the leak accurately and accurately without the problem that the instrument leaks for a long time and a gas leak occurs for a long time, leading to an accident in the worst explosion or fire, etc., improving safety and reliability To do.
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、前記流速検出手段の駆動周期を可変設定する周期設定手段と、前記流量演算手段で流量変化を検出すると流量値の変化を記憶する流量記憶手段と、前記流量記憶手段で記憶した流量変化と比較する器具流量変化を記憶する流量パターン記憶手段と、前記流量記憶手段と前記流量パターン記憶手段とを比較し器具特定を行う比較判定手段と、前記比較判定手段で器具特定時前記流量記憶手段の記憶流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段の流量値を異常か否かを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段により異常と判定時媒体供給を停止する遮断手段とからなる。 According to a second aspect of the present invention, flow rate detection means for measuring a signal propagation time in a medium and detecting a flow rate, flow rate calculation means for converting the flow rate from the flow rate detected by the flow rate detection means, and a driving cycle of the flow rate detection means are set. Cycle setting means for variably setting, flow rate storage means for storing a change in flow rate value when a flow rate change is detected by the flow rate calculation means, and a flow rate pattern for storing a change in instrument flow rate to be compared with the flow rate change stored in the flow rate storage means A storage unit, a comparison determination unit that compares the flow rate storage unit and the flow rate pattern storage unit to specify an appliance, and an average flow rate calculation that calculates an average flow rate from the stored flow rate of the flow rate storage unit when the appliance is specified by the comparison determination unit Means, an abnormality determining means for determining whether or not the flow rate value of the average flow rate calculating means is abnormal, and a blocking means for stopping the medium supply at the time of determination as abnormal by the abnormality determining means That.
そしてガス遮断装置の下流側に接続されたガステーブルやガスファンヒータ、ガスヒートポンプ式エアコン(GHP)や給湯器等の器具は、器具使用開始時よりの流量変化を流量検出手段より求めると各々独特の流量変化パターンを有しており流量パターン記憶手段に予め記憶しておき、流速検出手段より流量を検出し流量演算手段からの流量値で周期設定手段は流量検出周期を短い周期に設定し時系列的に流量変化を検出し緻密に流量パターンを記憶し、予め記憶した器具流量パターンと流量変化パターンを比較し、一致している場合器具と判定し平均流量演算手段で平均流量を求め、求めた流量をもとに異常判定手段で異常流量か、あるいは長時間使用されていないか使用監視するが、一方流量変化パターンが不一致と判定時器具ではないと判定し、即ち漏洩等の異常と判定し直ちに遮断手段に駆動出力を行いガスの供給を停止するので、漏洩を器具を判断し長時間に渡りガス漏洩が発生し最悪爆発や火災などに事故に至るという不具合がおきることなく、周期設定手段で緻密な流量計測周期に変え器具独特の流量変化を検出し流量パターンと精度良く判定できると共に安定流量域では流量計測周期を長くし消費電流量を低減でき、かつ器具使用時と漏洩とを正確かつ精度よく識別でき安全性や信頼性が向上する。 Gas appliances such as gas tables, gas fan heaters, gas heat pump air conditioners (GHP), and water heaters connected to the downstream side of the gas shut-off device are each unique when the flow rate change from the start of appliance use is determined by the flow rate detection means. The flow rate change pattern is stored in advance in the flow rate pattern storage unit, the flow rate is detected by the flow rate detection unit, and the cycle setting unit sets the flow rate detection cycle to a short cycle based on the flow rate value from the flow rate calculation unit. The flow rate change is detected in series, the flow rate pattern is memorized, the instrument flow rate pattern stored in advance is compared with the flow rate change pattern, and if they match, the device is determined to be an appliance and the average flow rate calculation means is used to determine the average flow rate. Based on the measured flow rate, the abnormality judgment means monitors whether the flow rate is abnormal or has not been used for a long time. In other words, it is determined that there is an abnormality such as leakage, and the drive output is immediately output to the shut-off means to stop the gas supply. Therefore, the leakage is judged for the instrument and gas leakage occurs for a long time, causing an accident such as a worst explosion or fire. In the stable flow rate range, the flow rate measurement period can be increased and the current consumption can be reduced. It can be reduced, and when using the instrument and leakage can be identified accurately and accurately, safety and reliability are improved.
第3の発明は、第1または2の発明のガス遮断装置の手段の全てもしくは一部としてコンピュータを機能させるためのプログラムであり、マイクロコンピュータを用いて容易に実現することが出来る。 The third invention is a program for causing a computer to function as all or part of the means of the gas cutoff device of the first or second invention, and can be easily realized using a microcomputer.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(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1に対向設置された上流側振動子2、下流側振動子3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2に、受信手段17を下流側振動子3に接続し、次は送信手段16を下流側振動子3に、受信手段17を上流側振動子2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。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a gas shut-off device according to a first embodiment of the present invention.
繰返手段18は切替手段15により上流側振動子2に受信手段17を、一方下流側振動子3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2より流路1を経て下流側振動子3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。
When the switching means 15 connects the receiving means 17 to the
次に切替手段15により下流側振動子3に受信手段17を、上流側振動子2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。
Next, the receiving means 17 is connected to the
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は流量記憶手段で、流量演算手段20で求めた流量値を所定時間、時系列的記憶する。22は流量パターン記憶手段で、予め給湯器等の大流量器具、ガス乾燥機、5号瞬間湯沸器、ファンヒータ等の暖房器具、ガステーブルの等の調理器具等、器具毎に器具使用開始からの独特の流量変化パターンを有しており、この器具使用開始からの一定時間の流量変化パターンを複数記憶している。
23は比較判定手段で、流量記憶手段21に記憶した流量変化パターンと流量変化記憶手段22に予め記憶した流量パターンとを比較し照合し、流量変化パターンの変化傾向が同じか否かを判定し、一致した場合は器具と判定し、不一致の場合何らかの異常、例えばガス漏れなどの異常と判定する。24は平均流量演算手段で、流量記憶手段21に記憶した流量パターンより器具としての代表的な流量として平均流量を求める。
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、比較判定手段23でいずれかの消費量区分の器具と判定時、平均流量演算手段24で求めた流量値とから、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。 25 is an abnormality determination means for dividing abnormal flow values such as hose disconnection and flow rate ranges that can be used by the gas shut-off device, and having usage time set values corresponding to each flow rate range, and distinguishing between normal usage times of gas appliances The determination time or the like is held, and when the comparison / determination means 23 determines that the appliance is in one of the consumption categories, the abnormality determination when using the set gas appliance is determined from the flow rate value obtained by the average flow rate calculation means 24. Compare with the value to determine whether it is in an abnormal usage state.
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はるか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が平均流量演算手段24で求めた流量値を監視する。 For example, when a connection hose to an appliance such as a stove is accidentally disconnected, an abnormal flow rate flows, but the abnormality determination means 25 compares the obtained flow rate value with the abnormality determination value to determine whether or not there is an abnormality. Alternatively, a usage time cut-off table that defines a time limit for use time corresponding to the case where the appliance such as a stove is used much longer than the normal use time is stored, and the abnormality determination means 25 is an average flow rate calculation means. The flow value obtained at 24 is monitored.
26は遮断手段で、比較判定手段23で器具ではないと判定時、或いは異常判定手段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。27は報知手段で、比較判定手段23や異常判定手段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(図示せず)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、その下流側にガス遮断装置は設置される。ガス遮断装置の流路1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。ガス遮断装置の下流側にガス消費器具、例えばガスヒートポンプエアコン(GHP)やファンヒータ、ストーブ等の暖房器具、風呂やキッチンにお湯を供給する給湯器、ガステーブル等の調理器具に接続される。
Next, the operation of the above configuration will be described. Usually, the LPG container is connected to a pressure regulator by a high-pressure hose, and a gas shut-off device is installed downstream thereof. The
ここで流速検出手段14の一例の動作を説明する。流路(ガス配管)1内で、斜向設置された上流側振動子2、および下流側振動子3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2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3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2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。
Here, an example of the operation of the flow velocity detection means 14 will be described. In the flow path (gas pipe) 1, an ultrasonic signal is transmitted and received between the
次に、切替手段15は下流側振動子3に送信手段16を接続し上流側振動子2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3を介し流路1を経て上流側振動子2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1でAはガス媒体の流れる方向を示す。
Next, the switching means 15 connects the transmitting means 16 to the
次に、流量演算手段20で求めた流量値を流量記憶手段21に時系列的に流量変化を記憶する。又流量パターン記憶手段22は、予め代表的な器具の使用開始時から流量安定する迄の流量変化パターンを記憶している。 Next, the flow rate value obtained by the flow rate calculation means 20 is stored in the flow rate storage means 21 in a time-series manner. The flow rate pattern storage means 22 stores in advance a flow rate change pattern from the start of use of a typical instrument until the flow rate is stabilized.
例えば5000kcal/h未満、5000〜15000kcal/h、15000kcal/h以上のガス消費量域毎に大別し器具使用開始時の流量変化パターンを記憶している。消費量域毎、即ち流量域毎に器具の使用開始、点火、着火検知後のガス量の変化等の時間毎のシーケンスは概略決まっており、流量変化を時系列的に測定しそのデータを予め記憶している。比較判定手段23は流量記憶手段21に一定時間時系列的な流量値を記憶すると流量パターン記憶手段22のデータを比較照合を行う。流量記憶手段21のピーク流量を正規化し流量パターン記憶手段22にピーク流量と同一尺度に変換し、時系列的な流量変化パターンが所定値の標準偏差内に入っているかどうかのパターン照合を行う。流量パターンと検出した流量変化データとが所定偏差内に入っている場合、器具と一致していると判定し器具信号として異常判定手段25に出力する。並行して平均流量演算手段24では流量記憶手段21に記憶した時系列の流量信号より平均化処理を行い代表的な流量値として平均流量を求める。
For example, the flow rate change pattern at the start of use of the instrument is roughly classified into gas consumption ranges of less than 5000 kcal / h, 5000 to 15000 kcal / h, and 15000 kcal / h or more. For each consumption range, that is, for each flow rate range, the sequence for each time, such as the start of use of the appliance, ignition, and the change in gas amount after detection of ignition, is roughly determined. I remember it. When the
また全流量域のいろいろな流量パターンと不一致の場合、標準偏差が所定値以上に大きく、ズレている場合、器具ではないと判定し異常判定手段25に異常信号を出力する。ねずみなどによりゴムホースがかじられガス漏れが発生する等の事故ケースがあるが、こうした場合のガスの検出時の流量変化パターンは器具の流量変化のどの場合にも当てはまらず直ちに検出でき、異常信号を比較判定手段23より異常判定手段25に出力する。 Further, when the flow rate pattern does not match with the various flow rate patterns in the entire flow rate range, when the standard deviation is larger than the predetermined value and deviates, it is determined that the device is not an instrument and an abnormality signal is output to the abnormality determination means 25. There are accident cases where the rubber hose is gnawed by a mouse or the like, causing gas leakage, but the flow rate change pattern at the time of gas detection in this case does not apply to any change in the flow rate of the instrument and can be detected immediately, and an abnormal signal is generated. The comparison determination means 23 outputs the result to the abnormality determination means 25.
次に比較判定手段23より入力された器具信号と平均流量演算手段24より求めた流量とから異常判定手段25は器具が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、流量演算手段20で求めた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。
Next, from the appliance signal input from the comparison determination means 23 and the flow rate obtained from the average flow rate calculation means 24, the abnormality determination means 25 determines whether the appliance is in an abnormal use state. The abnormality determination means 25 divides the determination flow rate between the maximum flow rate usable in the gas shut-off device and the abnormal large flow rate due to hose disconnection, etc., and the flow rate range usable in the gas shut-off device to correspond to each flow rate range It has a usage time setting value. The
例えば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はるか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異常判定手段25に格納されており、異常判定手段25が器具流量を監視する。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に出力されガス流路1を遮断する。一方比較判定手段23より器具ではないと漏洩等の異常信号が入力されると異常判定手段25は直ちにガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段26を駆動しガスの供給を停止する。遮断すると遮断状態や遮断内容を報知手段27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。
For example, a use time cut-off table that defines a time limit for use time corresponding to a case where an appliance such as a stove is used much longer than the maximum use time for normal use is stored in the abnormality determination means 25. Monitors instrument flow. When the abnormality determining means 25 determines that an abnormality has occurred, a cutoff signal is output to the cutoff means 26 to shut off the
このようにしてガス遮断装置が設置された流路1中の流量計測時、流量検出手段14による流量変化を検出すると流量演算手段20で求めた流量値を時系列的に流量記憶手段21に記憶し、予め流量パターン記憶手段22に記憶した器具流量変化パターンと比較し、器具流量か、漏洩等の異常な流量かを正確に判定でき、器具等の流量ではないと判定時直ちに遮断でき、例えばストーブ等と同等流量の漏れが何らかの原因で発生しているのに器具とみなし長時間使用時間監視し結果部屋にガスが充満しガス爆発あるいは火災などの最悪な異常状態に至ることなく、直ちに漏れか器具かを識別でき遮断するので器具、漏洩監視が正確でガスの使用状態を把握でき、安全性や信頼性がが向上する。
When a flow rate change is detected by the flow rate detection means 14 during flow rate measurement in the
(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である。図2において、図1、及び図3と同一機能を有する構成要素には同一番号を付し説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 2 shows a gas cutoff device according to a second embodiment of the present invention. 2, components having the same functions as those in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
本発明の第1の実施の形態と異なるのは、周期可変手段28で、流速検出手段14の駆動周期を可変設定する点である。ここで、周期可変手段28は、流量演算手段20よりの流量値により流量が有りと判定時即ち器具流量検出時、計測周期を短くし流量が一定値で所定時間安定したら長い計測周期に変更する。 The difference from the first embodiment of the present invention is that the cycle variable means 28 variably sets the driving cycle of the flow velocity detection means 14. Here, the cycle variable means 28 shortens the measurement cycle when determining that there is a flow rate based on the flow rate value from the flow rate calculation means 20, that is, when detecting the instrument flow rate, and changes the measurement cycle to a longer measurement cycle when the flow rate is stable for a predetermined time. .
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、その下流側にガス遮断装置は設置される。ガス遮断装置の流路1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。ガス遮断装置の下流側にガス消費器具、例えばガスヒートポンプエアコン(GHP)やファンヒータ、ストーブ等の暖房器具、風呂やキッチンにお湯を供給する給湯器、ガステーブル等の調理器具に接続される。
Next, the operation of the above configuration will be described. Usually, the LPG container is connected to a pressure regulator by a high-pressure hose, and a gas shut-off device is installed downstream thereof. The
ここで流速検出手段14の一例の動作を説明する。流路(ガス配管)1内で、斜向設置された上流側振動子2、および下流側振動子3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2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3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2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。
Here, an example of the operation of the flow velocity detection means 14 will be described. In the flow path (gas pipe) 1, an ultrasonic signal is transmitted and received between the
次に、切替手段15は下流側振動子3に送信手段16を接続し上流側振動子2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3を介し流路1を経て上流側振動子2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。
Next, the switching means 15 connects the transmitting means 16 to the
流量演算手段20で求まった流量値が周期設定手段28が入力されると所定流量範囲外かどうか判定する。即ち流量が零近傍でないかを判定する。所定流量範囲外の場合器具流量の可能性があり、周期設定手段28は短い流量計測周期に時間を設定し、流量検出手段14をその短い周期で流量計測開始する。
When the flow rate value obtained by the flow rate calculation means 20 is input to the cycle setting means 28, it is determined whether or not it is outside the predetermined flow rate range. That is, it is determined whether the flow rate is not near zero. If the flow rate is out of the predetermined flow range, there is a possibility of the instrument flow rate, and the
次に短い計測周期で流量検出すると、求めた流速を流量演算手段20で流量換算し、更に流量記憶手段21に時系列的に流量変化を記憶する。周期設定手段28は流量演算手段20より安定した流量が継続して入力されると、周期は通常の計測周期に戻す。流量パターン記憶手段22は、予め代表的な器具の使用開始時から流量安定する迄の流量変化パターンを記憶している。例えば5000kcal/h未満、5000〜15000kcal/h、15000kcal/h以上のガス消費量域毎に大別し器具使用開始時の流量変化パターンを記憶している。消費量域毎、即ち流量域毎に器具の使用開始、点火、着火検知後のガス量の変化等の時間毎のシーケンスは概略決まっており、流量変化を時系列的に測定しそのデータを予め記憶している。比較判定手段23は流量記憶手段21に一定時間時系列的な流量値を記憶すると流量パターン記憶手段22のデータを比較照合を行う。流量記憶手段21のピーク流量を正規化し流量パターン記憶手段22にピーク流量と同一尺度に変換し、時系列的な流量変化パターンが所定値の標準偏差内に入っているかどうかのパターン照合を行う。流量パターンと検出した流量変化データとが所定偏差内に入っている場合、器具と一致していると判定し器具信号として異常判定手段25に出力する。並行して平均流量演算手段24では流量記憶手段21に記憶した時系列の流量信号より平均化処理を行い代表的な流量値として平均流量を求める。
When the flow rate is detected at the next short measurement cycle, the flow rate calculated is converted into a flow rate by the flow rate calculation means 20 and the flow rate change is stored in the flow rate storage means 21 in time series. When a stable flow rate is continuously input from the flow
また全流量域のいろいろな流量パターンと不一致の場合、標準偏差が所定値以上に大きく、ズレている場合、器具ではないと判定し異常判定手段25に異常信号を出力する。ねずみなどによりゴムホースがかじられガス漏れが発生する等の事故ケースがあるが、こうした場合のガスの検出時の流量変化パターンは器具の流量変化のどの場合にも当てはまらず直ちに検出でき、異常信号を比較判定手段23より異常判定手段25に出力する。 Further, when the flow rate pattern does not match with the various flow rate patterns in the entire flow rate range, when the standard deviation is larger than the predetermined value and deviates, it is determined that the device is not an instrument and an abnormality signal is output to the abnormality determination means 25. There are accident cases where the rubber hose is gnawed by a mouse or the like, causing gas leakage, but the flow rate change pattern at the time of gas detection in this case does not apply to any change in the flow rate of the instrument and can be detected immediately, and an abnormal signal is generated. The comparison determination means 23 outputs the result to the abnormality determination means 25.
次に比較判定手段23より入力された器具信号と平均流量演算手段24より求めた流量とから異常判定手段25は器具が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、流量演算手段20で求めた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より長くはるか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異常判定手段25に格納されており、異常判定手段25が器具流量を監視する。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に出力されガス流路1を遮断する。
Next, from the appliance signal input from the comparison determination means 23 and the flow rate obtained from the average flow rate calculation means 24, the abnormality determination means 25 determines whether the appliance is in an abnormal use state. The abnormality determination means 25 divides the determination flow rate between the maximum flow rate usable in the gas shut-off device and the abnormal large flow rate due to hose disconnection, etc., and the flow rate range usable in the gas shut-off device to correspond to each flow rate range It has a usage time setting value. The
一方比較判定手段23より器具ではないと漏洩等の異常信号が入力されると異常判定手段25は直ちにガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段26を駆動しガスの供給を停止する。遮断すると遮断状態や遮断内容を報知手段27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。
On the other hand, when an abnormal signal such as leakage is input from the comparison /
このようにしてガス遮断装置が設置された流路1中の流量計測時、流量検出手段14による流量変化を検出すると周期設定手段28で短い計測周期で緻密に流量変化の流量計測を行い、流量演算手段20より緻密に求めた流量値を時系列的に流量記憶手段21に記憶し、予め流量パターン記憶手段22に記憶した器具流量変化パターンと比較し、器具流量か、漏洩等の異常な流量かを正確に判定でき、器具等の流量ではないと判定時直ちに遮断でき、例えばストーブ等と同等流量の漏れが何らかの原因で発生しているのに器具とみなし長時間使用時間監視し結果部屋にガスが充満しガス爆発あるいは火災などの最悪な異常状態に至ることなく、直ちに漏れか器具かを識別でき遮断するので器具、漏洩監視が正確でガスの使用状態を把握でき、安全性や信頼性がが向上する。
When a flow rate change is detected by the flow rate detection means 14 during flow rate measurement in the
以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、超音波を用いて流路内を流れる各種媒体、例えば水などの液体を計測する水道メータや、電気量を計測し使用量を積算する電力計等の用途にも適用できる。 As described above, the gas shut-off device according to the present invention is a water meter that measures various media flowing in the flow path using ultrasonic waves, for example, a liquid such as water, and an electric power that measures the amount of electricity and integrates the amount used. It can also be applied to uses such as meters.
14 流速検出手段
20 流量演算手段
21 流量記憶手段
22 流量パターン記憶手段
23 比較判定手段
24 平均流量演算手段
25 異常判定手段
26 遮断手段
28 周期設定手段
14 Flow rate detection means 20 Flow rate calculation means 21 Flow rate storage means 22 Flow rate pattern storage means 23 Comparison determination means 24 Average flow rate calculation means 25 Abnormality determination means 26 Blocking means 28 Period setting means
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