JP2007010307A - ガス誤使用防止および遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人為的誤使用による事故を未然に防ぐために、使用者がガス使用現場を離れた場合に警報を発して使用者に注意を促し、使用者が警報に気づかない場合には安全時間経過後にガスの供給を遮断するとともに、未使用時には常に閉じ使用時に開く事を可能とした安全装置を提供する。
【解決手段】ガス供給配管中に、ガス流出部の圧力を検出しガスこんろの使用状態を監視することで、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものであり、未使用時には常に閉じ使用時に開く自動遮断弁を配した。さらに、ガス未使用時においてもこの圧力を監視し、ガス圧力が基準値以下となると自動遮断弁を開き、圧力を復帰させ、その回数が設定回数以上となると、ガス供給配管にガス漏れがあると判断し自動遮断弁をロック遮断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスこんろの使用状態によってガス供給を自動で開閉させる自動遮断装置に関するもので、ガス使用者がガス使用現場を離れた場合に警報を発し、使用者が警報に気づかずガス使用現場に復帰しない場合には安全時間経過後にガスの供給を遮断するとともに、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものであり、未使用時には常に閉じ、使用時に開くことを可能とするものである。しかも、ガス供給側の圧力が一定しないで圧力変動がある条件下でも使用可能なガス誤使用防止自動遮断装置に関するものである。

一般的にガス使用現場では、使用者がガス使用状態を監視することが前提である。

産業用など大量にガスを使用する現場においては遠隔監視などを前提に種々の保安監視装置を設けて現場での監視なしに安全に使用できる装置となっているが、家庭や業務用設備では保安装置が設けられているのみで遠隔監視装置などは殆ど設置されていない。

そのために、使用者がガス使用中に現場を離れてしまったことに起因する「誤使用による事故」が発生している。誤使用とは、ガスを点火したまま、「外出、消し忘れ、その場を離れた、放置した、寝てしまった」などを示す。

上記のような、人為的誤使用による事故を防ぐためにガスこんろなどのガス元栓に、ヒューズコックをつけるなどの安全対策がなされているが、誤使用による事故を未然に防ぐという観点からは満足できるものではなかった。

また、地震等による火災を予防するには未使用時は常にガス元栓を閉める必要があるが、閉め忘れることが多いのが実情であり、従来のガス安全装置では未使用時にガス元栓は常に閉じた状態ではなく、安全対策としては不十分であった。

従来の技術ではガスこんろなどの「誤使用」すなわち使用者がガスこんろの使用現場を離脱したことを検知するシステムが備わっていなかった。また、未使用時に常に閉とはならないため、事故の予防という観点からは不十分であった。また、ガス未使用時にガス供給配管の漏れを監視する有効な手段も設置されていない。さらに、経済面ではガスこんろなどの使用機器に、使用者がガスこんろの使用現場を離脱したことを検知するシステムを組み込むとガスこんろのコストが高くなると言った経済負担が問題でもあった。

発明が解決するための手段

本発明は上記の課題を解決するために、ガス供給配管中に、ガス流出部の圧力を検出しガスこんろの使用状態を監視することで、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものであり、未使用時には常に閉じ使用時に開く自動遮断弁を配した。さらに、ガス未使用時においてもこの圧力を監視し、ガス圧力が基準値以下となると自動遮断弁を開き、圧力を復帰させ、その回数が設定回数以上となると、ガス供給配管にガス漏れがあると判断し自動遮断弁をロック遮断するようにすることで、ガスこんろの安全性を高めると同時に、ガスこんろの点火に必要な最小ガス圧を常に確保する機能を有し、長期間不使用後でも着火失敗なしに、どの時点でも点火可能である。また、ガスこんろ設置場所に光学式センサなどの人体感知装置を設置し、センサからの信号を受けた制御モジュールが自動遮断弁を制御するようにした。

発明の効果

今回の発明は、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものである。この発明によりガス使用者がガスを使用中、すなわちガスに点火し調理しているときにガスを消火せずにガス使用現場を離れると、一定時間後に警報が発せられる。従って、ガス使用者にガスの消し忘れを喚起することができ、使用者がそれに気づいてガスを消火することができるので、ガスの誤使用による事故を未然に防げるようになった。

また、警報が発せられてもガス使用者が警報に気づかない場合には一定の安全時間後に自動遮断弁が作動し、ガスの供給を遮断するので、被加熱物の過熱による発火や、ガスこんろの過熱による発火を未然に防止できガス誤使用による火災を未然に防げる。

さらに、未使用時には常に自動遮断弁が閉じるため、例えば就寝時など長時間ガスこんろを使用しない場合、地震等に備えてガス元栓を閉じる必要があったが、ガス元栓を閉じる手間が省けるため利便性が増した。

なお、未使用時に自動遮断弁からガスこんろ、ガス供給配管に漏れがあるとガス圧力が低下するが、ガス圧力が基準値以下となると自動遮断弁を開け、ガス圧力を復帰させるようにしているが、その開閉回数が、設定回数以上になるとガス漏れと判断し自動遮断弁をロック遮断するようにしてあるので、ゴムホースの劣化等による微小な漏れを検知するため安全性が増した。

上記目的を達成するために、本発明で提供するガス誤使用防止自動遮断装置は、ガスこんろに連結され、ガス供給配管に設置された自動遮断弁が具備されて、ガスこんろに供給されるガスを自動で開閉する装置において、上記自動遮断弁とガスこんろの間にガス供給配管圧力を検出する圧力センサと、上記圧力センサで検出された圧力値の変動を感知し、この圧力値の変動を基に上記自動遮断弁の開閉を制御する制御モジュールを含み構成される。

また、上記制御モジュールは上記圧力センサで検出された未使用時の一定圧力より降下し、かつ、ゆらぎを検知した場合、ガスこんろの点火動作と判断して自動遮断弁を開き、使用時の一定圧力より上昇し、かつ、ゆらぎを検知した場合、ガスこんろの消火動作と判断して、自動遮断弁を閉じる制御を行うように構成することができ、これが望ましい構成となる本発明の特徴の一つである。

また、本発明に対する望ましい構成として、上記制御モジュールは、ガスこんろ未使用時にガス流出部の圧力が低下し基準値以下となると開き、ガス圧力が復帰すると閉じるようにして、常に着火可能な状態にしておき、また、この自動遮断弁が開く回数が所定の回数以上になればガス漏れと判断する制御を持つ。

また、本発明に対する望ましい構成として、ガスこんろ周辺温度の過熱を感知する温度センサを具備して過熱の時に消火物質を噴出する自動消火モジュールを含むように構成することもでき、その上、現在どの程度の能力でガスこんろが使用されているかも判断することができる。

また、本発明に対する望ましい構成として、ガスこんろ近傍最適箇所に光学式センサなどの人体感知装置を配置した。人体感知装置では、ガスこんろの付近、すなわち、ガス使用者が通常の加熱調理中に待機している範囲に存在することを監視している。自動遮断弁は制御モジュールからの遮断信号を受けて、ガスの供給を遮断するようにする非常用制御モジュールを含むように構成することができる。

また、上記人体感知装置はガスこんろ近傍の壁あるいは天井などに設置し、ガス使用者の存在を監視するが、赤外線近接センサや、ＣＣＤカメラなどが利用される。自動遮断弁としては、ＮＣ型の自動弁を用い、ガスこんろ近傍の壁などに取り付けられた制御モジュールの電源が投入されると開き、制御モジュールの電源が切れた場合は閉止する。

また、上記人体感知において制御モジュールはガスの使用中にのみガス使用者の存在を監視し、ガスの使用者がガス使用時に電源を投入し、ガス使用が終了すれば制御モジュールの電源を遮断することとするが、ガスこんろの着火信号と連動するようにしてもよい。

また、上記非常用制御モジュールには、ガスこんろの使用状態に関する情報を使用者の通信機器に送信することが可能な通信モジュールを具備することができる。この時、上記非常用制御モジュールは、警報発生によって自動遮断弁を閉鎖した場合、上記通信モジュールを通じてガス遮断を通知して使用者からのアンサーバックを受けて警報を停止する機能を持つようにすることが望ましい。

今回の発明は、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものであり、本発明の実施例は図１に示されたように、ガス元栓４からガスこんろ３へのガス供給配管中に設置された自動遮断弁が具備されて、ガスこんろに供給されるガスを自動で開閉する装置を配置した。天井に人体感知センサ２を取り付け、壁に制御モジュール１を取り付けた。さらに、自動遮断弁の出口側には圧力センサを配し出口圧力を検出できるようにし、この圧力値の変動を基に上記自動遮断弁の開閉を制御する制御モジュールを含む。かつ、相関関係が分かるブロックを図４に示す。

このような本発明は、ガス使用者がガスを使用または中止しようとしてガス開閉ボタンＢ（図２）を作動する時、その作動に対応して自動遮断弁を自動的に開閉させる装置にあたる。すなわち、使用者がガスを使おうとしてガス開閉ボタンを開く場合には自動的に自動遮断弁を開いてガスが供給されるようにして、ガス使用を中止しようとしてガス開閉ボタンを閉める場合には自動的に自動遮断弁を閉めてガス供給を遮断するようにした。

さらに、自動遮断弁ＳＶはガスこんろの使用時のみ開となり未使用時には自動的に閉止するので就寝時や外出時にもガス元栓を閉める必要がなく地震対策としてもより安全性を高められ、かつ、ガス元栓を閉じる手間が省けるため利便性が増した。このような本発明においては、ガスこんろの点火動作・消火動作に対する判断が非常に重要だと言える。今回の発明は、ガスこんろの信号を受けて判断することなく、ガス供給配管の圧力変動及びゆらぎによって、点火動作・消火動作の状態を独立して判断することを可能としたものであり、本発明においてこのような判断および自動遮断弁の開閉動作の機能は以下のシステム構成によるものである。

自動遮断弁ＳＶの出口側に圧力センサを取り付けた。自動遮断弁入口側の圧力をＰ１、出口側の圧力をＰ２とすれば、自動遮断弁ＳＶとガス開閉ボタンＢ（図２）との間に漏れが無い場合、Ｐ２の圧力はＳＶ入口側の仮想圧力と同一であるし、また漏れがありＰ２の圧力が降下しても、ガス使用者がガス開閉ボタンＢ（図２）を押して開くと、Ｐ２は降下し、着火と同時に安定した圧力となる。（図３）なお、実測データの一例は図５に示す。

本発明はこのように点火時に圧力が急激に降下する現象に着眼して、これを点火動作信号と判断することを基に、具体的には、自動遮断弁ＳＶを開く条件は次の３条件を満足した場合とする。（下の条件での記号は図３に示された内容と等しい記号を使う）
１．ＳＶ閉の状態でのＰ２１を、常時現時点のＰ２１より数秒前のＰ２１をメモリーしておき、その比較を行い、ΔＰ１が生じた場合の信号と、
２．Ｐ２２の圧力が安定し、かつ、Ｐ２２とＰ２１（数秒前）とに圧力差ΔＰ２があること。
３．ガス圧力変位（ゆらぎ）であるＡＣ成分があること。
上記のような比較演算、判断及び自動遮断弁ＳＶに対する動作信号発生などは制御モジュールによって遂行される。この制御モジュールはマイコンチップなどを使った回路を構成することによって具現化することができる。

上記のままではガス使用者がガス開閉ボタンＢ（図２）を押した動作だけで、火がついているかの保証はない。従って、ガスこんろに火がついているかどうかを判断する必要がある。その方法とは、瞬時（数ミリ秒間）自動遮断弁を閉とすることにより、火がついているかを判断する。火がついている時は、ガス圧力が低下するため、その場合は火がついていると判断すると同時に、自動遮断弁を開くことによって、燃焼を継続する。火がついていない時は、ガス圧力が変化しないため、その場合は火がついていないと判断して、自動遮断弁閉を継続する。

次にガス使用者がガス開閉ボタンＢ（図２）を閉にすると、Ｐ２は安定状態から急激に上昇し、かつ、ゆらぎを検出し、消火と同時に安定した圧力となる。（図３）なお、実測データの一例は図５に示す。従って自動遮断弁ＳＶを閉じる条件は次の３条件を満足した場合とする。（下の条件での記号は図３に示された内容と等しい記号を使う）
１．ＳＶ開の状態でのＰ２２を、常時現時点のＰ２２より数秒前のＰ２２をメモリーしておき、その比較を行い、ΔＰ３が生じた場合の信号と、
２．Ｐ２３の圧力が安定し、かつ、Ｐ２３とＰ２２（数秒前）とに圧力差ΔＰ４があること。
３．ガス圧力変位（ゆらぎ）であるＡＣ成分があること。

また、上記でガス使用者がガス開閉ボタンＢ（図２）を閉にするとき瞬時（数ミリ秒間）自動遮断弁を閉とすることにより、圧力値の変化がなければ自動遮断弁を閉じ、消火が成り立ったことを再確認でき、圧力値の変化があれば自動遮断弁を開くことによって、燃焼を継続する。

なお、ガス未使用時自動遮断弁は閉止しているが、自動遮断弁以降のガス供給配管中に漏れがあると（実際ガスこんろ自体で、ある程度の漏出がある）、ガス圧力は徐々に低下するがそのときＰ２が基準値（ガスこんろの動作に必要な圧力）以下となると使用者がガス開閉ボタンを押しても点火動作ができなくなる。このような場合を防止するため、本発明はガスこんろの未使用時に圧力センサで検出された圧力が所定の基準値以下になれば、自動遮断弁を開けガス圧力が復帰すると閉じるようにしているが、この開閉回数が設定回数を超えるとガス供給配管に漏れが有ると判断し、自動遮断弁はロック遮断する。

本発明で、上記「自動遮断弁を開いてガス圧力を復帰する」のは警報を発するためでもあるが、それよりもっと重要なことは、復帰させないでガス圧力がガス供給下限値以下になった場合、ガスこんろが安全に点火する保証が無くなる。かつ、圧力が０になれば、本発明の基本である変位（ゆらぎ）を検出できないため論理矛盾となる。従って、“ガス圧力を復帰する”という表現は、１．変位（ゆらぎ）を検出させるためと、２．警報を発するという２つのことを指している。

本発明は、ガスこんろの誤使用によって発生する恐れがある火事などの事故に備えて自動消火モジュールを具備して構成することができる。なお、自動消火モジュールが具備された場合の一例は図６に示す。上記自動消火モジュールＡＭはガスこんろの周辺温度を測定する温度センサＴＨを具備することで、被過熱物の過熱またはガスこんろの過熱による発火がある場合、温度の上昇を感知してタンクに保存された消火物質を噴出する。このような自動消火モジュールは既存に知られて使われているので、これに対する具体的な説明がなくても当事者が理解して実施するには差し支えないであろう。

一方、図１の人体感知センサ２はガスこんろ３近傍の壁あるいは天井などに設置し、ガス使用者が通常の過熱料理中に待機する範囲に存在するかを監視する。上記の人体感知センサは、赤外線近接センサや、ＣＣＤカメラなどが利用される。

上記人体感知センサにおいて、使用者の動作が感知されなくなり、ガス使用現場を離脱したと判断すれば、制御モジュールは一定時間経過後に警報を発し、警報が発せられてもガス使用者が警報に気づかない場合には一定の安全時間後に自動遮断弁を閉させることで使用者の人為的誤作動による事故を未然に防止できるようにする。警報を鳴らして使用者がガス使用現場に復帰した場合はリセットボタンを押して、通常の監視状態に復帰するようにした。

また、上記人体感知センサにおいてセンサの監視範囲、警報を発するまでの時間、警報後の安全遮断時間などは制御モジュールにて設定することができる。このような人体感知において制御モジュールはガスの使用中にのみガス使用者の存在を監視し、ガスの使用者がガス使用時に電源を投入し、ガス使用が終了すれば制御モジュールの電源を遮断することとするが、ガスこんろの着火信号と連動するようにしてもよい。

また、上記制御モジュールには、ガスこんろの使用状態に関する情報を使用者の通信機器に送信することが可能な通信モジュールを具備することができる。この時、上記非常用制御モジュールは、警報発生によって自動遮断弁を閉鎖した場合、上記通信モジュールを通じてガス遮断を通知して使用者からのアンサーバックを受けて警報を停止する機能を持つようにすることもできる。

以上の実施例は自動遮断弁をガス元栓の直後に取り付けた例であるが、本遮断弁をガスこんろに組み込むことも可能である。この場合はガス元栓とガス遮断弁の間の、配管の漏れを検出することはできないが、その他の機能により、ガスこんろの誤使用を防止でき安全性が高まる。また、ガス元栓をガス遮断弁に置き換えることも可能である。

産業上の利用の可能性

本発明を利用することでガスの誤使用による火災の発生を未然に防ぐことができ、使用者の生命や財産の保安に寄与することが可能である。

本発明の実施例を示した。

本発明のガス供給配管部を示した。

本発明のガス圧力の変動を示した。

本発明の相関関係を示した。

本発明の実測データの一例を示した。

本発明の消火モジュールの一例を示した。

符号の説明

１．制御モジュール
２．人体感知センサ
３．ガスこんろ
４．ガス元栓
ＳＶ．自動遮断弁
Ｐ．圧力センサ
Ｂ．ガス開閉ボタン
ＡＭ．消火モジュール
ＯＤ．作動装置
ＴＨ．温度センサ
ＧＤ．ガス漏探知機

Claims (11)

1. ガスこんろに連結され、ガス供給配管に設置された自動遮断弁が具備されて、ガスこんろに供給されるガスを自動で開閉する装置において、上記自動遮断弁とガスこんろの間にガス供給配管圧力を検出する圧力センサと、上記圧力センサで検出された圧力値の変動を感知し、この圧力値の変動を基に上記自動遮断弁の開閉を制御する制御モジュールを含むことで、ガスこんろの使用状態を監視し、未使用時には常に閉じ使用時に開く自動遮断装置。
2. 請求項１において、上記制御モジュールは、上記圧力センサで測定された未使用時の一定圧力より降下し、かつ、ゆらぎを検出した場合、ガスこんろの点火動作と判断して自動遮断弁を開き、使用時の圧力より上昇し、かつ、ゆらぎを検出した場合、ガスこんろの消火と判断して自動遮断弁を閉じる制御を行うことを特徴にする自動遮断装置。
3. 請求項２において、上記制御モジュールは、上記点火動作と判断して自動遮断弁を開いた後、所定の時間自動遮断弁を閉じ、圧力センサの圧力値が降下すれば点火成功と判断するが、圧力センサの圧力値に変動がなければ点火失敗と判断して、自動遮断弁を閉じたままにする制御を行うことを特徴にする自動遮断装置。
4. 請求項２において、上記制御モジュールは、上記消火動作と判断して自動遮断弁を閉じた後、所定の時間自動遮断弁を開き、圧力センサの圧力値の変動がなければ消火成功と判断して、自動遮断弁を閉じたままにすることで、消火が確実に行われているかを再確認することを特徴にする自動遮断装置。
5. 請求項２において、上記制御モジュールは、ガスこんろの未使用時に自動遮断弁とガスこんろ間の圧力が基準値以下になると、ガスこんろの点火に必要な圧力を確保するため、自動遮断弁を開き圧力を復帰させることを特徴にする自動遮断装置。
6. 請求項５において、上記制御モジュールは、ガスこんろの未使用時に自動遮断弁とガスこんろ間の圧力が基準値以下になると開き圧力を復帰させるが、その回数が設定回数以上になるとガス漏れと判断しロック遮断する自動遮断装置。
7. 請求項１の自動遮断弁において、ガスこんろ周辺温度の過熱を感知する温度センサを具備して、過熱の時に消火物質を噴出する自動消火モジュールを含んでいることを特徴とする自動遮断装置。
8. 請求項１において、ガスこんろ設置場所に光学式センサなどの人体感知装置を設置し、センサからの信号を受けた制御モジュールが自動遮断弁を制御するガス自動遮断装置。
9. 請求項８において、制御モジュールは通電時のみ機能するが、ガスこんろの着火と同時に人体監視を始め、消火と同時に人体監視を停止する。制御モジュールには、警報用と、遮断用の設定可変タイマが装備されており、また、人体監視範囲設定も可変調整できるようにしている自動遮断装置。
10. 請求項９において、ガスこんろの使用状態に関する情報を使用者の通信機器に送信することでが出来る通信モジュールが具備されている。上記制御モジュールは、警報が発せられて、ガスの使用者がガス使用現場に復帰した場合はリセットボタンを押して通常監視状態に復帰できるようにしている自動遮断装置。
11. 請求項１０の装置において、使用者が警報に気づかず、自動遮断弁が作動した場合は、ガス遮断通知を使用者の携帯電話などに送信し、使用者からのアンサーバックを受けて警報を停止する通信機能をもたせていることを特徴とする自動遮断装置。

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