JP2005265530A

JP2005265530A - ガス遮断装置

Info

Publication number: JP2005265530A
Application number: JP2004076229A
Authority: JP
Inventors: Akira Narugo; 彰鳴子; Koichi Ueki; 浩一植木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-29

Abstract

【課題】器具流量に応じた使用時間遮断及び遮断表示を行うガス遮断装置を提供すること。
【解決手段】流量演算手段２０の流量値を登録する流量登録手段２１と、流量演算手段２０より流量検出時計測開始し流量登録手段２１に登録時までの時間を計測する時間計測手段２２と、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段２３と、流量登録手段２１に流量登録時制限時間登録手段２３より該当する使用時間の制限時間を入力し時間計測手段２２で求めた時間で補正後流量の使用時間を計時し所定の制限時間を超えたか否かを判定する時間カウント手段２４とからなる。
【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ガス等の流速を検出し、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ものである。

従来、この種ガス遮断装置は図３のような構成になっていた（例えば、特許文献１参照）。

図３は従来のガス遮断装置のブロック図を示すもので、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は下流側振動子で、超音波を送受信し流路１の下流側に上流側振動子２に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。

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の値が大きく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。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、器具流量検出開始から器具を異常に長時間使用され遮断に至った場合、正確な監視時間の精度の確保の方法が開示されていない。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、どの流量域においても器具使用時間が超過した時流量検出時から遮断までの時間を正確かつ精度よく使用時間の監視を行うガス遮断装置を提供することを目的としたものである。

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て流量演算手段で流量に換算し、流量演算手段の流量値を登録する流量登録手段と、流量演算手段より器具流量を求め、並行して器具使用開始の流量変化を検出すると器具使用時間の計測を開始し、流量登録手段に器具流量を登録するまでの時間を時間計測手段で計測し、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段と、流量登録手段に流量登録時制限時間登録手段より該当する使用時間の制限時間を入力し、時間計測手段で求めた時間で入力した制限時間を補正後流量の使用時間を計時する時間カウント手段とからなる。

これによって、ガス需要家がガステーブルや給湯器等の器具を使用開始すると、流量演算手段により器具流量を求め、並行して器具使用開始の流量変化を検出すると器具使用時間の計測を開始し、流量登録手段に器具の流量が登録されるまでの時間を時間計測手段で計測し、次に流量登録手段で登録した流量に該当する流量域の使用時間の制限時間を制限時間登録手段より時間カウント手段に入力し、時間計測手段で求めた時間で入力した制限時間を補正するので、正確かつ精度よく器具を安全に使用できる時間を計時でき、器具監視の信頼性が向上する。

本発明のガス遮断装置は、ガス需要家がガステーブルや給湯器等の器具を使用開始すると、流量演算手段により器具流量を求め、並行して器具使用開始の流量変化を検出すると器具使用時間の計測を開始し、次に流量登録手段で登録した流量に該当する流量域の使用時間の制限時間を制限時間登録手段より時間カウント手段に入力し、時間計測手段で求めた時間で入力した制限時間を補正するので、正確かつ精度よく器具を安全に使用できる時間を計時でき、器具監視の信頼性が向上する。これにより、ガス需要家のガス器具使用時において万一ガス漏れしていても、最悪ガス中毒に至るまでの時間が経過するまでにガスの供給停止を確実に行うことができる。

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、前記流量演算手段より求めた流量値を登録する流量登録手段と、前記流量演算手段より流量検出時に計測を開始し前記流量登録手段に登録する時までの時間を計測する時間計測手段と、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段と、前記流量登録手段による流量登録時に前記制限時間登録手段より該当する使用時間の制限時間を入力し、前記時間計測手段で求めた時間で前記制限時間を補正し、補正後の制限時間と時間計測手段で計時した使用時間とを比較して所定の制限時間を超えたか否かを判定する時間カウント手段と、前記時間カウント手段で所定の制限時間を超えた判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記時間カウント手段で異常と判定した時異常を報知する報知手段ととからなる。

そしてガス需要家がガステーブルや給湯器等の器具を使用開始すると、流量演算手段より器具流量が求まり、それと並行して器具使用時間の計測を開始し、流量登録手段に流量登録時までの時間を時間計測手段で計測し、流量登録手段に登録された時点で複数に区分されたうちのどの流量域であるかが求まり、その流量域に該当する使用時間の制限時間を制限時間登録手段より時間カウント手段に入力し、時間計測手段で求めた時間で入力した制限時間を補正後、時間カウント手段で流量の使用時間を計時するので、万一ガス器具使用時にガス漏れしていても、ガス中毒に至ることなく器具を遮断することができる。

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より求めた流量値を登録する流量登録手段と、前記流量平均演算手段より流量検出時に計測を開始し前記流量登録手段に登録する時までの時間を計測する時間計測手段と、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段と、前記流量登録手段による流量登録時に前記制限時間登録手段より該当する使用時間の制限時間を入力し、前記時間計測手段で求めた時間で前記制限時間を補正し、補正後の制限時間と時間計測手段で計時した使用時間とを比較して所定の制限時間を超えたか否かを判定する時間カウント手段と、前記時間カウント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、前記時間カウント手段で所定の制限時間を超えたと判定した時異常を報知する報知手段とからなる。

そしてガス需要家がガステーブルや給湯器等の器具を使用時に、器具流量に変動があった場合、流量演算手段より求めた流量値より流量平均演算手段で平均流量を求め、並行して器具使用開始の流量変化を検出して器具使用時間の計測を開始し、平均化された流量を流量登録手段に登録するまでの時間を時間計測手段で計測し、流量登録手段に流量が登録された時点で複数に区分されたうちのどの流量区分であるかが求まり、その流量域に該当する使用時間の制限時間を制限時間登録手段より時間カウント手段に入力し、時間計測手段で求めた時間で、入力した制限時間を補正後、時間カウント手段で流量の使用時間を計時するので、万一ガス器具使用時にガス漏れしていても、ガス中毒に至る使用時間に達することなくガスの供給停止を行うことができる。

以下、本発明の第１、及び第２の実施の形態を図１、及び図２を参照して説明する。図１、図２において、図３と同一機能を有する構成要素に関しては同一番号を付した。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。

（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。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。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。

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は流量登録手段で、流量演算手段２０で求めた流量値を登録する。２２は時間計測手段で、流量演算手段２０で器具流量を求め、並行して器具使用開始の流量変化を検出すると器具使用時間の計測を開始し、流量登録手段２１で器具流量が登録されるまでの時間の計測を行う。２３は制限時間登録手段で、流量域を１３の区分に分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間が登録されている。２４は時間カウント手段で、流量登録手段２１に流量が登録され流量域が求まったときに、制限時間登録手段２３より該当する使用時間の制限時間を入力し、時間計測手段２２で求めた時間で制限時間を補正後、流量の使用時間を計時する。

２５は遮断手段で、時間カウント手段２４で異常と判定された時、遮断信号が出力され流路１を遮断する。時間カウント手段２４でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段２５を駆動した場合、遮断状態や遮断内容を報知する報知手段２６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。一方ガス遮断装置の上流側より流路１が分岐しガスヒートポンプエアコン（ＧＨＰ）等に接続される。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。

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。

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により、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登録手段２１に登録する。時間計測手段２２により、流量演算手段２０で流量検出時から流量登録手段で流量登録時までの時間を計測する。制限時間登録手段２３には、流量域を１３分割し、各々の流量域毎に使用時間の制限時間が登録されており、流量登録手段２１で登録した流量に該当する流量域の使用時間の制限時間を時間カウント手段２４に入力する。時間カウント手段２４で、制限時間登録手段２３から入力された時間を時間計測手段２２で求めた時間で補正後、流量の使用時間を計時し、異常な使用状態かどうかを判定する。時間カウント手段２４で異常と判定された時、遮断信号が遮断手段２５に出力され流路１を遮断する。時間カウント手段２４でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段２５を駆動した場合遮断状態や遮断内容を報知手段２６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。

このようにしてガス遮断装置が設置され流路１中の流量計測時、器具の流量検出から流量登録時までの時間を計測するので、正確に器具使用時間の制限時間で遮断することができ、かつ器具の使用流量に応じた使用時間遮断及び遮断表示ができ、又保安センタを通じて器具の使用量の変化を監視することも可能で、正確にガスの使用状態を把握することができるので、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。

２７は流量平均演算手段で、圧力変動等で流量が変動している場合流量の平均値を計算している。

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。

次に、流量平均演算手段２７で、器具の使用流量が変動している場合、流量演算手段２０で求めた流量を平均化し、その平均化した流量値を流量登録手段２１に登録する。時間計測手段２２により、流量平均演算手段２７で流量検出時から流量登録手段２１で流量登録時までの時間を計測する。制限時間登録手段２３には、流量域を１３分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間が登録されており、流量登録手段２１で登録した流量に該当する流量域の使用時間の制限時間を時間カウント手段２４に入力する。時間カウント手段２４で、制限時間登録手段２３から入力された時間を時間計測手段２２で求めた時間で補正後、流量の使用時間を計時し、器具が使用時間の制限時間を越えて使用されていないかどうかを判定する。時間カウント手段２４で器具使用時間が異常と判定された時、遮断信号が遮断手段２５に出力され流路１を遮断する。時間カウント手段２４でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段２５を駆動した場合遮断状態や遮断内容を報知手段２６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。

このようにしてガス遮断装置が設置され流路１中の流量計測時、流量の平均値を計算し器具の流量検出から流量登録時までの時間を登録するので、流量変動があっても正確に使用時間の制限時間で遮断することができ、器具の使用流量に応じた使用時間遮断及び遮断表示ができ、又保安センタを通じて器具の使用量の変化を監視することも可能で、正確にガスの使用状態を把握することができるので、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、超音波を用いて配管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適用できる。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の制御ブロック図本発明の実施の形態２における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

１４流速検出手段
２０流量演算手段
２１流量登録手段
２２時間計測手段
２３制限時間登録手段
２４時間カウント手段
２５遮断手段
２６報知手段
２７流量平均演算手段

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、前記流量演算手段より求めた流量値を登録する流量登録手段と、前記流量演算手段より流量検出時に計測を開始し前記流量登録手段に登録する時までの時間を計測する時間計測手段と、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段と、前記流量登録手段による流量登録時に前記制限時間登録手段より該当する使用時間の制限時間を入力し、前記時間計測手段で求めた時間で前記制限時間を補正し、補正後の制限時間と時間計測手段で計時した使用時間とを比較して所定の制限時間を超えたか否かを判定する時間カウント手段と、前記時間カウント手段で所定の制限時間を超えた判定した時媒体流路を遮断する遮断手段と、前記時間カウント手段で異常と判定した時異常を報知する報知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より求めた流量値を登録する流量登録手段と、前記流量平均演算手段より流量検出時に計測を開始し前記流量登録手段に登録する時までの時間を計測する時間計測手段と、流量域を複数分割し各々の流量域毎に使用時間の制限時間を登録する制限時間登録手段と、前記流量登録手段による流量登録時に前記制限時間登録手段より該当する使用時間の制限時間を入力し、前記時間計測手段で求めた時間で前記制限時間を補正し、補正後の制限時間と時間計測手段で計時した使用時間とを比較して所定の制限時間を超えたか否かを判定する時間カウント手段と、前記時間カウント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、前記時間カウント手段で所定の制限時間を超えたと判定した時異常を報知する報知手段とを備えたガス遮断装置。