JP2009115405A - 流体遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断弁の遮断状態が不完全である場合において、ガス流路を遮断できる確率を高くする。
【解決手段】一つの遮断弁４３ａを遮断駆動した後流量信号４５が規定量Ｑ０以上の場合、遮断中流量あり判定部５１、遮断不完全時再遮断制御部５３が遮断中でない別の遮断弁４３ｂを遮断駆動するよう再遮断命令６９ｂを出すため、シール部異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他が耐久劣化し遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている場合でも、遮断弁４３ａおよび４３ｂがガス流路を遮断できる確率を高くし、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、流路の開閉を行う流体制御装置、特に、ガスの事故を未然に防ぐためガスメータなどに内蔵される電池で駆動されるガス遮断装置の遮断機構として使用される流体遮断装置に関するものである。

ガス事故を未然に防ぐため、従来より種種の安全装置が利用されており、中でもガスメータに内蔵され流量センサによりガスの流量を検出しマイクロコンピュータによりガスの使用状態を異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器、一酸化炭素センサなどのセンサの状況を監視し危険状態と判断した場合は、ガスメータに内蔵された遮断弁によりガスを遮断する電池によるマイクロコンピュータ搭載ガス遮断装置内蔵ガスメータ（以下マイコンメータと省略する）は、安全性、ガス配管の容易性、経済的価格等の優位性のため普及が促進され、ほぼ全世帯普及が実施されるに至っており、ガス事故の飛躍的低減に貢献している。

また、マイコンメータは、停電などの影響を受けないよう電池で駆動されており、遮断弁は開弁、閉弁状態の保持に電力を必要としない自己保持型になっているので、マイコンメータシステムの異常時に必ず安全側、すなわちガス遮断側に状態移動するフェールセーフ構造ではないため、フェールセーフ構成でないことを補い、マイコンメータの安全性を高めるため様々なシステムバックアップ手段が考案、実施されている（例えば、特許文献１参照）。

図６は従来の流体遮断装置のブロック図である。図６において、ガスメータ２１に内蔵されガス流路２２を遮断可能な自己保持型の遮断弁２３と、ガスの流量を検知する流量センサ等による流量検出部２４と、この流量検出部２４の流量信号２５が所定の流量以上の場合遮断弁２３を駆動する遮断駆動部２６に遮断信号２７を出力する流量判定部２８と、遮断信号２７が出力されたことを記憶する遮断記憶部２９と、この遮断記憶部２９の状態が遮断中でありかつ流量検出部２４が流量信号２５を出力した流量ありの状態の場合遮断駆動部２６に遮断信号３０を出力するアンドゲート等による遮断中流量あり判定部３１と、これらの制御部２４〜３１および遮断弁２３に電力を供給する電池等による電源部３５より構成されている。流量判定部２８、遮断記憶部２９、遮断中流量あり判定部３１はマイクロコンピュータ３４に記録されたソフトウェア手段などで実現されている。

流量信号２５が異常に大きな流量であったり、流量信号２５の継続が図示していないタイマー手段によって異常に長時間である場合など、ガス消費パターンが異常であると流量判定部２８が判定した場合、遮断駆動部２６に遮断信号２７が出力され遮断弁２３でガス流路２２を遮断駆動すると同時に、遮断記憶部２９に遮断駆動したことを記憶する。この後、流量検出部２４が流量を検出した場合流量信号２５が遮断中流量あり判定部３１に出力され、遮断記憶部２９の記憶が遮断中である場合、遮断中流量あり判定部３１は遮断駆動部２６に遮断信号３０を出力し、遮断駆動部２６は遮断弁２３を再度遮断駆動する。
特開２００５−１４０２６２号公報

この種の流体遮断装置において、遮断中にガス流量があるすなわち遮断不完全状態になっている原因として、弁体と弁座間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他
が耐久劣化し遮断弁の遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等のケースが考えられる。

しかしながら、図６に示した従来の流体遮断装置は、遮断中に流量がある場合でも遮断不完全になっている遮断弁に対して遮断動作を繰り返すため、最初の遮断動作と同じ結果となる可能性があり、特に電気回路の断線、ショートの場合この遮断弁は再遮断動作をすることができず、遮断中に流量がある場合でもガス流路を遮断できない可能性があるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、遮断中の遮断弁に関して、弁体と弁座間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他が耐久劣化し遮断弁の遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている場合でも、遮断弁がガス流路を遮断できる確率を高くし、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の流体遮断装置は、流路に直列に配され個別に流路を遮断可能で電動で遮断駆動される複数の自己保持型遮断弁と、それら遮断弁を個別に遮断制御可能な複数の遮断駆動手段と、個々の遮断弁を遮断駆動したことを記憶する遮断記憶手段と、少なくとも１つの遮断弁の流路遮断動作後の流路遮断状態が完全であるか不完全であるかを検出する遮断状態検出手段と、遮断状態検出手段が流路遮断状態が不完全であることを検出した場合遮断中の遮断弁とは異なる遮断弁を遮断する遮断不完全時再遮断制御手段とを有するものである。

遮断状態検出手段としては、流量を検出する流量検出手段と、遮断弁を遮断駆動したことを記録する遮断記憶手段とを用い、遮断記憶手段が遮断中であり、流量検出手段の流量信号が規定量以上の場合遮断状態が不完全であると判定し遮断状態検出手段の出力とするものである。

別の遮断状態検出手段としては、遮断弁の開閉状態を検出する開閉検出手段を用い、流路遮断動作後の少なくとも一つの遮断弁に接続された遮断記憶手段が遮断中であり、その遮断弁の開閉検出手段の出力が閉でない場合遮断状態が不完全であると判定することもできるものである。

さらには、遮断不完全時再遮断制御手段で遮断弁を遮断駆動した後、遮断状態検出手段の状態が、流路遮断状態が不完全であることを検出した場合、発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有するものである。

これにより、遮断中の遮断弁に関して、弁体と弁座間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他が耐久劣化し遮断弁の遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている場合でも、遮断不完全になっている遮断弁とは別の遮断弁に対して遮断動作を行うため、遮断弁がガス流路を遮断できる確率を高くし、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができる。

そして、万一、遮断不完全時再遮断制御手段で遮断弁を遮断駆動した後も遮断状態が不完全な場合は、遮断が困難であることを外部に対して通信手段による発呼、もしくは表示
手段による表示を行うため、異常状態の早期検出が可能である。

また、流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を順次入れ替える主遮断弁切り替え手段を有するものである。

これにより、特定の遮断弁に耐久負荷が偏ることを防止し、システム全体の耐久性を向上させ、安全性をより高くできる。

また、流路開放状態を最初に遮断する第１の遮断弁は電動で遮断、復帰可能な遮断弁であり、遮断不完全時再遮断制御手段によって最後に遮断される遮断弁は電動で遮断可能で、かつ、電動で復帰不能で、閉止力が前記電動で遮断、復帰可能な遮断弁より強い遮断弁であることを特徴とするものである。

これにより、電動で遮断、復帰可能な他の遮断弁の遮断能力が低下した場合でも、最後に遮断される遮断弁は電動復帰による流路回復を考慮することなく強い閉止力を設定でき閉止能力を向上できるので、安全性をより高くできる。

また、流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を遮断駆動した後、遮断状態検出手段の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有するものである。

これにより、流体遮断装置システムの故障をより早く検出することができ、システム全体が遮断不能になる前に是正処置などを行うことができる。

一つの遮断弁が遮断された後遮断不完全時再遮断制御手段によって遮断される次の遮断弁を遮断するまでの時間を制御する遮断間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とするものである。

これにより、遮断弁を遮断する際の大電流を流したときに特に低温環境内などで発生する電池の一時的な電圧降下が回復するのを待って、再度、比較的高い電圧で断不完全時再遮断制御を実施できるので、次の遮断弁を遮断できる確率を高め、安全性をより高くできる。

また、電動で復帰駆動される複数の遮断弁が遮断された状態において復帰駆動を行う場合、復帰駆動は一度に一つの遮断弁に対して実行され、一つの遮断弁を復帰した後次の遮断弁を復帰するまでの時間を制御する復帰間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とする。

これにより、遮断弁が復帰する際の大電流を流したときに特に低温環境内などで発生する電池の一時的な電圧降下が回復するのを待って、再度、比較的高い電圧で次の遮断弁を復帰できるので、次の遮断弁を復帰できる確率を高め、利便性を高くすることができる。

本発明の流体遮断装置は、弁体と弁座間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他が耐久劣化し遮断弁の遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている等の原因で、遮断弁の遮断状態が不完全である場合においても、遮断弁がガス流路を遮断できる確率を高くし、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができ、マイコンメータの安全性をより高くできる。

第１の発明の流体遮断装置は、流路に直列に配され個別に流路を遮断可能で電動で遮断駆動される複数の自己保持型遮断弁と、それら遮断弁を個別に遮断制御可能な複数の遮断駆動手段と、個々の遮断弁を遮断駆動したことを記憶する遮断記憶手段と、少なくとも１つの遮断弁の流路遮断動作後の流路遮断状態が完全であるか不完全であるかを検出する遮断状態検出手段と、遮断状態検出手段が流路遮断状態が不完全であることを検出した場合遮断中の遮断弁とは異なる遮断弁を遮断する遮断不完全時再遮断制御手段とを有するものである。

そして、ある遮断弁が遮断駆動されたことを遮断記憶手段が記憶しており、この遮断中の遮断弁に関して、弁体と弁座間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他が耐久劣化し遮断弁の遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている場合、遮断状態検出手段によって流路遮断状態が不完全であることを検出され、遮断不完全時再遮断制御手段が、この遮断状態が不完全である遮断弁とは別の遮断弁を遮断駆動するため、遮断異常常態になっていない遮断弁によってガス流路を遮断できる可能性が高く、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができる。

第２の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、流量を検出する流量検出手段を有し、遮断記憶手段が遮断中であり、流量検出手段の流量信号が規定量以上の場合遮断状態が不完全であると判定し遮断状態検出手段の出力とするものである。

そして、遮断記憶手段が遮断中であり、流量検出手段が規定量以上の流量を検出した場合、別の遮断弁を遮断制御する遮断不完全時再遮断制御を行うため、遮断が不完全であることを直接流量で確認でき、流体が流れている場合においては遮断対象である流量を直接フィードバックでき、実現したい遮断性能そのもので判断できるために、遮断弁がガスなどの流体通路を遮断できる確率が高くなり、より確実に流体を遮断することができる。

第３の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、個々の遮断弁の開閉状態を検出する開閉検出手段を有し、流路遮断動作後の少なくとも一つの遮断弁に接続された遮断記憶手段が遮断中であり、その前記遮断弁の前記開閉検出手段の出力が閉でない場合遮断状態が不完全であると判定し遮断状態検出手段の出力とするものである。

そして、遮断記憶手段が遮断中であり、その遮断弁に関する開閉検出手段の出力が閉でない場合、この遮断状態が不完全である遮断弁とは別の遮断弁を遮断駆動するため、流量が流れていない場合においても遮断弁の開閉状態を確認でき、遮断弁がガスなどの流体流路を遮断できる確率が高くなり、より確実に流体を遮断することができる。

また、流量検出手段が必須でないため、ガスメータなどの流量計とは別の、ガス漏れ警報やＣＯ警報機などと連動する警報遮断システムなどへの採用が可能である。

第４の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、全ての遮断弁が遮断中の状態で、遮断状態検出手段の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、遮断が困難であり遮断システム異常であることを発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有するものである。

そして、万一、全ての遮断弁に対して遮断制御を行っても遮断状態が不完全な場合は、遮断困難であることを外部に対して通信手段による発呼、もしくは表示手段による表示を
行うため、異常状態の早期検出が可能である。

第５の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を順次入れ替える主遮断弁切り替え手段を有するものである。

そして、主遮断弁を順次切り替えるため、特定の遮断弁に耐久負荷が偏ることを防止し、システム全体の耐久性を向上させ、安全性をより高くできる。

第６の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、流路開放状態を最初に遮断する第１の遮断弁は電動で遮断、復帰可能な遮断弁であり、遮断不完全時再遮断制御手段によって最後に遮断される遮断弁は電動で遮断可能で、かつ、電動で復帰不能で、閉止力が前記電動で遮断、復帰可能な遮断弁より強い遮断弁であることを特徴とするものである。

そして、電動で遮断、復帰可能な他の遮断弁の遮断能力が低下した場合でも、最後に遮断される遮断弁は電動復帰による流路回復を考慮することなく強い閉止力を設定でき閉止能力を向上できるので、安全性をより高くできる。

第７の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を遮断駆動した後、遮断状態検出手段の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、遮断機能の一部が故障したことを発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有するものである。

そして、これにより、流体遮断装置システムの故障をより早く検出することができ、システム全体が遮断不能になる前に是正処置などを行うことができる。

第８発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、一つの遮断弁が遮断された後遮断不完全時再遮断制御手段によって遮断される次の遮断弁を遮断するまでの時間を制御する遮断間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とするものである。

そして、遮断弁を遮断する際の大電流を流したときに特に低温環境内などで発生する電池の一時的な電圧降下が回復するのを待って、再度、比較的高い電圧で断不完全時再遮断制御を実施できるので、次の遮断弁を遮断できる確率を高め、安全性をより高くできる。

第９の発明の流体遮断装置は、第１の発明に加え、遮断弁を個別に復帰駆動可能な複数の復帰駆動手段を有し、電動で復帰駆動される複数の遮断弁が遮断された状態において復帰駆動を行う場合、前記復帰駆動は一度に一つの遮断弁に対して実行され、一つの遮断弁を復帰した後次の遮断弁を復帰するまでの時間を制御する復帰間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とするものである。

そして、遮断弁が復帰する際の大電流を流したときに特に低温環境内などで発生する電池の一時的な電圧降下が回復するのを待って、再度、比較的高い電圧で次の遮断弁を復帰できるので、次の遮断弁を復帰できる確率を高め、利便性を高くすることができる。

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、本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は本発明の実施の形態１の流体遮断装置のブロック図である。

図１において、ガスメータ４１に内蔵され、ガス流路４２に対して直列に配されて、個
別にガス流路４２を遮断可能な遮断弁４３ａ、４３ｂと、ガスの流量を検知する磁気センサ、圧力センサ、超音波センサ、熱線流量センサ、流体素子センサ、または、フロートセンサ等による流量検出部４４と、この流量検出部４４の流量信号４５が異常流量などの場合、主遮断弁切換部６１に通常遮断信号４７を出力して、遮断弁４３ａもしくは４３ｂを遮断駆動する遮断弁駆動部４６ａまたは４６ｂに遮断命令１００ａもしくは１００ｂを出力させる流量判定部４８と、遮断弁駆動部４６ａ、４６ｂから遮断信号６５ａ、６５ｂが出力されたことを記憶する遮断記憶部４９ａ、４９ｂと、この遮断記憶部４９ａまたは４９ｂの状態が遮断中でありかつ流量検出部４４の流量信号４５が規定量Ｑ０以上で流量判定部４８が流量ありと判定した信号を受けて遮断状態が異常であることを検出して、機能故障判定部６２を介してシステム異常判定部６０に遮断中流量あり遮断信号５０を出力するアンドゲート等による遮断中流量あり判定部５１と、システム異常判定部６０を経由した遮断中流量あり遮断信号５０を受けて、現在遮断中でない遮断弁４３ｂまたは４３ａを遮断駆動するよう遮断弁駆動部４６ｂまたは４６ａに再遮断命令６９ｂまたは６９ａを出力する遮断不完全時再遮断制御部５３と、これらの各部に電力を供給する電池５５を有して流体遮断装置が構成されている。

主遮断弁切換部６１に入力される通常遮断命令４７は、流量判定部４８の異常流量検知の他に、ガスメータ４１に内蔵された圧力センサ、感震センサなどや、ＣＯ警報機、遠隔遮断命令など外部からの遮断命令などによるその他遮断信号６７を受けたものも論理和で入力される。

機能故障判定部６２は、遮断弁４３ａまたは４３ｂが遮断中であり、かつ流量信号４５が規定量Ｑ０以上で流量ありの場合、すなわち、遮断中流量あり判定部５１から遮断中流流量あり信号５０が出力された場合、システム異常判定部６０に遮断中流流量あり信号５０を転送するとともに、通信手段５８や表示手段５９に機能故障信号６３を出力し、通信手段５８は無線や電話回線などに遮断異常が発生した旨発呼し、表示手段５９はＬＥＤなどに表示を行う。

システム異常判定部６０は、遮断中流量あり遮断信号５０を受けて、遮断記憶部４９ａおよび４９ｂの遮断記憶を確認し、全ての遮断弁が遮断中の状態である場合、この流体遮断装置のシステム内では遮断完了が困難となる異常が発生したと判断し、通信手段５８や表示手段５９にシステム異常信号５２を出力し、通信手段５８は無線や電話回線などに遮断に関するシステム異常である旨発呼し、表示手段５９はＬＥＤなどに表示を行う。

遮断不完全時再遮断制御部５３はシステム異常判定部６０を経由した遮断中流量あり信号５０を受けて、再遮断遮断弁選択部５６が遮断記憶部４９ａおよび４９ｂの遮断記憶を確認し遮断中でない遮断弁が遮断弁４３ｂか４３ａかを選択し、遮断間隔タイマー５７が前回の遮断信号６５ａまたは６５ｂを出力した後所定時間Ｔ１経過するまでウェイトをかけた後、遮断中でない遮断弁４３ｂまたは４３ａに対して遮断駆動部４６ｂまたは４６ａを制御して遮断信号６５ｂまたは６５ａを出力し、遮断弁４３ｂまたは４３ａを遮断駆動する。

主遮断弁切換部６１は、前回遮断制御した遮断弁が遮断弁４３ａか４３ｂかを記憶しており（複雑になるため図示せず）、流量信号４５を受けて流量判定部４８が異常流量と判定した場合、すなわち流路４２開放状態を最初に遮断する場合、前回遮断制御した遮断弁とは別の遮断弁４３ｂまたは４３ａを遮断制御するよう遮断駆動部４６ｂまたは４６ａを切り換えて遮断命令１００ｂまたは１００ａを出力する。

復帰制御部６５は、復帰スイッチ入力や通信手段などによる通常復帰信号６８を入力され、まず、復帰遮断弁選択手段６６が遮断中である遮断弁、もしくは全てが遮断中である
場合、最初に遮断した遮断弁など、一つの遮断弁を選択し復帰制御を行い、次に復帰間隔タイマー６７が所定時間Ｔ２経過するまでウェイトをかけた後、遮断中である別の遮断弁に対して復帰制御を行うよう復帰駆動部６４ａまたは６３ｂに復帰命令９９ａまたは９９ｂを出力し遮断弁４３ａまたは４３ｂを復帰させる。

遮断中流量ありと判断する規定量Ｑ０は、その規定量が漏れた場合下流の室内が爆発限界に至らないガス量や、一般の人がガス臭を感じないガス量や、流量検出部４４の最低計量単位などから選択することができ、通常１〜５０Ｌ／ｈ程度に設定されている。

流量判定部４８、遮断記憶部４９ａ、４９ｂ、遮断中流量あり判定部５１、遮断弁駆動部４６ａ、４６ｂ、機能故障判定部６２、システム異常判定部６０、遮断不完全時再遮断制御部５３、再遮断遮断弁選択部５６、遮断間隔タイマー５７、主遮断弁切換部６１、復帰駆動部６４ａ、６４ｂ、復帰制御部６５、復帰制御部６５、復帰遮断弁選択部６６、復帰間隔タイマー６７はマイクロコンピュータ５４に記録されたソフトウェア手段や論理ＩＣなどで実現されている。

電池５５は常温３Ｖのリチウム電池であり、遮断弁はモータや電磁ソレノイドなどを動力源としたものが一般的で、これらを駆動時には４００ｍＡ程度の比較的大電流が流れるため、特に−３０℃などの低温において電池電圧は遮断弁駆動時に２．６Ｖ→２．２Ｖに降下し、遮断弁駆動が終わると上昇するのだが２．５Ｖ程度までしか上昇せず、その後時間をかけてもとの２．６Ｖまで上昇する。

そして、遮断弁駆動直後に再度遮断弁を駆動すると２．５Ｖ→２．１Ｖに降下するため、遮断弁の動作に支承きたす場合があるので、遮断間隔タイマー５７や、復帰間隔タイマー６７の時間Ｔ１、Ｔ２は電池電圧回復と安全性や利便性のバランスをとって通常数分程度の時間が設定されており、この数分間の駆動しない時間で２．５Ｖ→２．５６Ｖというように、電池電圧がある程度回復するので、遮断弁の動作に支承をきたす可能性が低減される。

なお、電池５５の低温電圧や、遮断弁駆動時の電圧は、電池の容量や残量などによって変わるため、遮断間隔タイマー５７や、復帰間隔タイマー６７の時間Ｔ１、Ｔ２は設計耐用年数やマイクロコンピュータ５４や遮断弁４３ａ、４３ｂなどの最低動作電圧、さらには遮断不完全時再遮断に許容される安全な待ち時間、利用者が不便を感じない復帰待ち時間などで適切に設計されるべきである。

図２は本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断弁４３ａ、４３ｂの断面図である。

図２において、遮断・復帰駆動部の第１相、第２相に接続された電磁コイル７１、７２と、磁力を伝達するヨーク７３、７４、７５、７６とでステータ７７が構成され、永久磁石７８と、流路４２に突出したリード部８０を有するリードシャフト８１とで構成されたロータ８２がステータ７７と同軸に配され、流路４２に形成された弁座８３と当接することによってガス等の流体を遮断可能な合成ゴムやプラスチックエラストマー等の可撓体製の弁シート８７と、弁シート８７のステータ７７側に係合して配され、リードナット部８４がリード部８０に螺合し、かつ、ステータ７７が固定され自身は流路４２に固定されたフランジ８９に形成された爪状の回動規制手段８６によって規制されているため、ロータ８２の回転に伴い弁座８３と弁シート８７とを近接、離反させる直線運動が可能な自己潤滑性樹脂であるポリオキシメチレンなどのすべり性の高い合成樹脂製の弁シート保持部材８８とで構成された弁体８５と、弁体８５を弁座８３の方向に付勢するようフランジ８９と弁シート保持部材８８との間に圧縮されて配されたスプリング９０とを有して遮断弁４３が構成されている。

ロータ８２の両側に、自己潤滑性樹脂であるポリオキシメチレンなどのすべり性の高い合成樹脂製のすべり軸受け９１と、スラスト・ラジアル共用のころがり軸受け９２が配され、ステータ７７とロータ８２との間に非磁性金属製の気密隔壁９３が配され、気密隔壁９３のフランジ８９側開放端にころがり軸受け９２を保持する金属製の蓋９４が固定され、気密隔壁９３とフランジ８９の間に合成ゴム製Ｏリングであるシール部材９５が配されている。

ステータ７７とロータ８２は２相励磁のＰＭ（永久磁石）型のステッピングモータを構成しており、電磁コイル７１、７２すなわち第１相、第２相に１／２×πの位相差を有する矩形波の回転磁界を発生する電流を印加することによってロータ８２が回転し、電流を印加しない場合は永久磁石７８による静止トルクによってロータ８２は回転を阻止されている。

以上のように構成された流体遮断装置の動作について説明する。

流量検出部４４の流量信号４５を流量判定部４８が判定し、ガスの使用状態に異常がない場合、通常遮断信号４７は出力されず、遮断弁４３ａおよび４３ｂはガス流路４２を開放した復帰状態を保つ。

流量検出部４４の流量信号４５が、瞬時流量が配管破壊や元栓開放などが想定されるほど異常に多い場合や、ガス給湯器やガスストーブなどに割り当てられた個別流量区分の使用時間がその機器の正常使用パターンを外れて異常に長い場合など、流量判定部４８がガスの使用状態に異常があると判定した場合や、地震センサ、圧力センサ、ガス漏れセンサ等のその他センサや、遮断スイッチや通信回線等による外部遮断命令によるその他遮断信号６７を受けた場合、通常遮断信号４７が主遮断弁切換部６１に送られ、主遮断弁切換部６１は前回遮断制御した遮断弁を遮断弁４３ｂとすると、これとは別の遮断弁４３ａを遮断制御するよう遮断駆動部４６４６ａに遮断命令１００ａを出力し、遮断駆動部４６ａは遮断弁４３ａに遮断信号６５ａを出力すると同時に、遮断記憶部４９ａに遮断信号を出力したこと、すなわち遮断中であることを記憶させる。

遮断信号６５ａを受けて、遮断弁４３ａのロータ８２が静止状態から回転し、弁体８５は開弁位置移動し弁座８３に当接し、弁シート８７が撓んで隙間７９が圧縮され、更に弁シート８７が移動方向に圧縮変形される閉弁下死点まで移動し、ロータ８２は脱調を発生させながら余分の駆動パルスを消費した後、電磁コイル７１、７２への通電は停止され、遮断弁４３ａは永久磁石７８による静止トルクによって無通電でも遮断状態を保持する。

遮断動作を行った後、弁体８５と弁座８３間に配管ダストなどの異物が介在してガス流路４２のシールが不十分となっていたり、リードナット部８４やころがり軸受け９２などの可動部の耐久劣化やダストなどの異物が噛み込んで遮断動作がロックしたため弁体８５が弁座８３まで到達できない場合、電磁コイル７１、７２と遮断駆動部４６ａ間の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されず遮断弁４３ａが動作異常になっている場合など、ガス流路４２のシールが不十分となっている場合がある。

この場合、遮断記憶部４９ａは遮断中であることを記憶しており、流量検出部４４が流量を検出し流量判定部４８が流量信号４５が規定量Ｑ０以上で流量ありと判定した場合、遮断中でありかつ流量があるため遮断中流量あり判定部５１は機能故障判定部６２、システム異常判定部６０を介して遮断不完全時再遮断制御部５３に遮断中流量あり遮断信号５０を出力し、再遮断遮断弁選択手段５６は遮断記憶部４９ａ、４９ｂを参照し、遮断中でない遮断弁４３ｂを再遮断遮断弁として選択し、遮断間隔タイマー５７が前回の遮断信号
６５ａを出力した後所定時間Ｔ１＝３分経過までウェイトした後、遮断不完全時再遮断制御部５３が再遮断命令６９ｂを出力し、遮断駆動部４６ｂは遮断弁４３ｂに遮断信号６５ｂを出力すると同時に、遮断記憶部４９ｂに遮断信号を出力したこと、すなわち遮断中であることを記憶させる。

遮断信号６５ｂを受けて、遮断弁４３ｂは流路４２を遮断するため、仮に一方の遮断弁４３ａが遮断異常になっても、流路４２を遮断できる可能性が高くなり、マイコンメータの安全性をより高くできる。

機能故障検知部６２は遮断中流量あり信号５０を受けて、無線や電話回線などでシステムの外部に接続された通信手段５８やＬＥＤなど表示手段５９に機能故障信号６３を発呼、表示するため、流体遮断装置システムの故障をより早く検出することができ、システム全体が遮断不能になる前に是正処置などを行うことができる。

遮断弁４３ａ、４３ｂが遮断された後、遮断不完全時再遮断制御部５３によって遮断された遮断弁４３ｂにも障害が発生し流路４２のシールが不完全になっている場合、流量検出部４４が流量を検出し流量判定部４８が流量信号４５が規定量Ｑ０以上で流量ありと判定した場合、遮断中でありかつ流量があるため遮断中流量あり判定部５１は機能故障判定部６２を介して、システム異常判定部６０に遮断中流量あり信号５０を出力し、システム異常判定部６０は遮断記憶部４９ａ、４９ｂを参照し、全てが遮断中であることを確認した場合、この遮断装置では遮断困難であると判断し、通信手段５８やＬＥＤなど表示手段５９にシステム異常信号５２をを発呼、表示するため、この流体遮断装全体の遮断置異常状態の早期検出が可能である。

ガスの使用状態の異常が解消されたり、図示していない外部手段から通常復帰命令６８が復帰制御部６５に入力された場合、図示していないが遮断記憶部４９ａ、４９ｂを参照し、復帰遮断弁選択部６６が遮断中の遮断弁の一つを選択し、現在遮断弁４３ａ、４３ｂの両方が遮断中であり、遮断弁４３ａが最初の復帰対象として選択された場合、復帰駆動部６４ａに復帰命令９９ａが出力され、復帰駆動部６４ａからの復帰信号６６ａで遮断弁４３ａのロータ８２が回転し、弁体８５は弁座８３から離反し、弁シート保持部材８８が蓋９４に当接する位置までフランジ８９側に移動し、さらに２ｍｍ相等の余剰の復帰方向回転の駆動が継続されるが、弁シート保持部材８８が蓋９４に当接しているためロータ８２は回転することができず、その位置で振動する脱調状態となり、その後復帰信号６６ａが終了し開弁位置で弁体８５が静止保持され、遮断弁４３ａが開放復帰される。

その後、復帰間隔タイマー６７が所定時間Ｔ２＝３分経過するまでウェイトをかけた後、まだ遮断中である遮断弁４３ｂに対して復帰命令９９ｂを出し、復帰駆動部６４ｂは遮断弁４３ｂを復帰し、流路４２全体が復帰される。

全ての遮断弁が復帰された場合、図示していないが、機能故障判定部６２、システム異常判定部６０の記憶をリセットし、ガスを流すことができる通常状態に復帰する。

また、遮断記憶部４９ａ、４９ｂの遮断記憶は、各々の遮断弁４３ａ、４３ｂが復帰されたときリセットされる。

このように、本発明の実施の形態１の流体遮断装置は、一つの遮断弁４３ａを遮断駆動した後流量信号４５が規定量Ｑ０以上の場合、遮断中流量あり判定部５１、遮断不完全時再遮断制御部５３が遮断中でない別の遮断弁４３ｂを遮断駆動するよう再遮断命令６９ｂを出すため、弁体８５と弁座８３間のシール部に配管ダストなどの異物が介在しガスを遮断することができない、可動部にダストなどの異物が噛み込んでロックしてる、可動部他
が耐久劣化し遮断弁４３ａまたは４３ｂの遮断能力が低下している、駆動部の電気回路が断線、ショートして遮断弁に正常な電気信号が伝達されない等の原因により遮断不完全状態になっている場合でも、遮断弁４３ａおよび４３ｂがガス流路を遮断できる確率を高くし、マイコンメータの安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができる。

また、主遮断弁切換部６１が流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を順次入れ替えるので、特定の遮断弁に耐久負荷が偏ることを防止し、システム全体の耐久性を向上させ、安全性をより高くできる。

また、流路４２開放状態を最初に遮断する遮断弁４３ａまたは４３ｂを遮断駆動した後、遮断中流量あり判定部５１の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、機能故障検知部６２が通信手段５８や表示手段５９に機能故障信号６３を出力し、通信手段５８は無線や電話回線などに遮断異常が発生した旨発呼し、表示手段５９はＬＥＤなどに表示を行うため、流体遮断装置システムの故障をより早く検出することができ、システム全体が遮断不能になる前に是正処置などを行うことができる。

また、全ての遮断弁４３ａおよび４３ｂが遮断中でも、遮断中流量あり判定部５１の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、システム異常判定部６０が、この遮断装置では遮断困難であると判断し、通信手段５８やＬＥＤなど表示手段５９にシステム異常信号５２をを発呼、表示するため、この流体遮断装全体の遮断置異常状態の早期検出が可能である。

また、遮断間隔タイマー５７、復帰間隔タイマー６７によって、ある遮断、復帰駆動の後、次の遮断、復帰駆動まで所定時間Ｔ１、Ｔ２の待ち時間が設けられるため、特に低温環境内などで発生する電池５５の一時的な電圧降下が回復するのを待って、再度、比較的高い電圧で遮断、復帰駆動を実施できるので、次の遮断弁を遮断、復帰できる確率を高め、安全性、利便性をより高くできる。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２の流体遮断装置のブロック図であり、図１の実施の形態１と同じものは同じ符号を付し、説明を省略する。

図１の流体遮断装置との差異は、各遮断弁４３ａ、１０６の開閉状態を検出する開閉検出部１０２ａ、１０２ｂを有し、流量信号４５が規定量Ｑ０以上で流量判定部１０３が流量ありと判定した信号を受けて遮断中流量あり遮断信号５０を出力する遮断中流量あり判定部５１に替えて、遮断記憶部４９ａ、４９ｂを参照し遮断中の遮断弁に関する開閉検出部１０２ａ、または１０２ｂの出力が閉でない場合場合遮断状態が不完全であると判定し遮断中閉止不完全信号１０４を出力する遮断中閉止不完全判定部１０５としたことである。

このため、遮断記憶部４９ａまたは４９ｂが遮断中であり、その遮断弁４３ａまたは１０６に関する開閉検出部１０２ａまたは１０２ｂの出力が閉でない場合、この遮断状態が不完全である遮断弁とは別の遮断弁を遮断駆動するため、流量が流れていない場合においても遮断弁の開閉状態を確認でき、遮断弁がガスなどの流体流路４２を遮断できる確率が高くなり、より確実に流体を遮断することができる。

また、流路開放状態を最初に遮断する第１の遮断弁４３ａは電動で遮断、復帰可能なモータ式の遮断弁であり、遮断不完全時再遮断制御部５３によって最後に遮断される遮断弁１０６は電動で遮断可能で、かつ、電動で復帰不能で、閉止力が前記電動で遮断、復帰可能な遮断弁４３ａより強い遮断弁である点が異なり、この遮断弁１０６は最終遮断弁の位
置づけのため、通常遮断される主遮断弁は遮断弁４３ａとなり、主遮断弁切換部がなく、復帰制御部１０７は復帰遮断弁切換部、復帰間隔タイマーがなく、遮断弁１０６に関する復帰駆動部がなく、遮断弁１０６復帰時は主動復帰操作１０８によるものになる。

そして、電動で遮断、復帰可能な通常の遮断弁４３ａの遮断能力が低下した場合でも、最後に遮断される遮断弁１０６は電動復帰による流路回復を考慮することなく強い閉止力を設定でき閉止能力を向上できるので、安全性をより高くできる。

図４は本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断弁および開閉検出部の断面図である。

図４において、遮断弁４３は図２と同様であり説明を省略する。

開閉検出部１０２は、遮断弁４３と同軸に配され一端は遮断弁４３が閉弁時に当接し他端に永久磁石１１２が固定されたロッド１１３と、ロッド１１３を摺動可能に保持するハウジング１１１と、ロッド１１３を遮断弁４３方向に付勢する遮断弁４３の閉弁力約１Ｎより弱い０．２Ｎ程度の付勢力のスプリング１１４と、ガスメータ内のガス隔壁１１５を隔てて配され永久磁石１１２が接近した時ＯＮとなり離反した時ＯＦＦとなる磁気リードスイッチ１１６とで構成されている。

開閉検出部１０２の動作は、遮断弁４３の弁体８５の位置が開弁状態の場合は、ロッド１１３は弁体８５に当接せずスプリング１１４に付勢されて図中右側にあるため、永久磁石１１２は磁気リードスイッチ１１６から離反し磁気リードスイッチはＯＦＦの状態であり、遮断弁４３の弁体８５の位置が閉弁状態の場合は、ロッド１１３は弁体８５に当接し遮断弁４３の閉弁力に押されて図中左側に移動し、永久磁石１１２は磁気リードスイッチ１１６に接近し磁気リードスイッチがＯＮの状態となることによって、遮断弁４３の開閉状態を電機信号として検出することが可能である。

このように、開閉検出部１０２は、流量が流れていない場合においても遮断弁４３の開閉状態を確認でき、遮断弁４３がガスなどの流体流路４２を遮断できる確率が高くなり、より確実に流体を遮断することができる。

図５は本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断弁１０６および復帰機構部の断面図である。

図５において、流路４２の一部である流路１３１に配された弁座１３２に当接することによってガス等の流体を遮断可能な可撓体製弁シート１２１を有する弁体１２２と、弁体１２２を弁座１３２方向に付勢する遮断弁４３のスプリング９０の約１Ｎより強い約８Ｎのスプリング１２５、と弁体１２２に継合され軸方向に摺動可能な磁性金属製のプランジャ１２３と、スプリング１２５の付勢力に抗してプランジャ１２３を吸着保持可能な磁気回路を形成する永久磁石１２４と、遮断信号１２７に励磁され永久磁石１２４による磁気回路を減磁しプランジャ１２３の吸着保持を解除可能な電磁コイル１２６を有して遮断弁１０６が構成されている。

スプリング１２５の付勢力が強いため、弁体１２２が弁座１３２に当接した遮断状態においては、電磁コイル１２６の吸引力では復帰不可能であり、遮断弁１０６を復帰する場合、手動復帰操作１０８によって復帰機構１３３を押し、復帰機構１３３に連動した押動部１３４が弁体１２２を弁座１３２から離脱させ、再度、永久磁石１２４による磁気回路を構成させプランジャ１２３を吸着保持させる。

このように、遮断弁１０６のスプリング１２５は、電動復帰による流路回復を考慮することなく強い閉止力を設定でき閉止能力を向上できるので、安全性をより高くできる。

なお、図５において開閉検出部１０２ｂの図示は省略した。

このように、本発明の実施の形態２の流体遮断装置は、遮断記憶部４９ａまたは４９ｂが遮断中であり、その遮断弁４３ａまたは１０６に関する開閉検出部１０２ａまたは１０２ｂの出力が閉でない場合、この遮断状態が不完全である遮断弁とは別の遮断弁を遮断駆動するため、流量が流れていない場合においても遮断弁の開閉状態を確認でき、遮断弁がガスなどの流体流路４２を遮断できる確率が高くなり、より確実に流体を遮断することができる。

また、遮断状態検出手段が流量判定部１０３とは別の遮断検出部１０２ａ、１０２ｂと遮断中閉止不完全判定部１０５であるため、遮断弁４３ａ、遮断弁１０６、遮断検出部１０２ａ、１０２ｂ、遮断記憶部４９ａ、４９ｂ、遮断中閉止不完全判定部１０５、遮断弁駆動部４６ａ、４６ｂ、遮断不完全時再遮断制御部５３、機能故障検知部６２、システム異常判定部６０は、ガスメータ１０１に内蔵されてなくても、流量判定部１０３、その他の遮断信号６７からの通常遮断信号４７を受信した後は単独で動作可能とすることができ、別設の遮断装置、ガス漏れ警報やＣＯ警報機などと連動する警報遮断システムなどへの展開が可能である。

また、電動で遮断、復帰可能な通常の遮断弁４３ａの遮断能力が低下した場合でも、最後に遮断される遮断弁１０６は電動復帰による流路回復を考慮することなく強い閉止力を設定でき閉止能力を向上できるので、安全性をより高くできる。

なお、上記実施の形態１、２において、この流体遮断装置はガスメータ４１、１０１に内蔵され、電池部５５によって駆動されるよう説明したが、孤立型流体遮断装置でもよく燃焼機器等に内蔵されてもよく、商用電源、自己発電電源などで駆動されてもよく、コンデンサ等のアックアップ電源で駆動されてもよい。

また、複数の遮断弁４３ａ、４３ｂまたは４３ａ、１０６に対する流量検出部４４の位置は限定がない。

以上のように、本発明にかかる流体遮断装置は、遮断弁の遮断状態が不完全である場合にでも、遮断状態が不完全である遮断弁とは別の遮断弁を遮断駆動するため、遮断弁がガス流路を遮断できる確率を高くし、安全性をより高くできる流体遮断装置を提供することができるため、ガスメータ内蔵遮断装置（マイコンメータ）、燃焼機器の開閉弁、別設の遮断装置、ガス漏れ警報やＣＯ警報機などと連動する警報遮断システムなどガス流体の遮断装置の他、あらゆる流体の遮断装置への適用が可能である。

本発明の実施の形態１の流体遮断装置のブロック図 本発明の実施の形態１の流体遮断装置の遮断弁の断面図 本発明の実施の形態２の流体遮断装置のブロック図 本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断弁および開閉検出部の断面図 本発明の実施の形態２の流体遮断装置の遮断弁および復帰機構部の断面図 従来の流体遮断装置の遮断弁の断面図およびブロック図

符号の説明

４２ 流路
４３ａ、４３ｂ、１０６ 遮断弁
４４ 流量検出部（流量検出手段）
４５ 流量信号
４８ 流量判定部
４９ａ、４９ｂ 遮断記憶部（遮断記憶手段）
５１ 遮断中流量あり判定部（遮断状態検出手段）
５３ 遮断不完全時再遮断制御部（遮断不完全時再遮断制御手段）
５５ 電池
５７ 遮断間隔タイマー
５８ 通信手段
５９ 表示手段
６０ システム異常判定部
６１ 主遮断弁切換部
６２ 機能故障検知部
６４ａ、６４ｂ 復帰駆動部
６７ 復帰間隔タイマー
１０２ａ、１０２ｂ 開閉検出部（開閉検出手段）
１０５ 遮断中閉止不完全判定部（遮断状態検出手段）

Claims (9)

1. 流路に直列に配され個別に流路を遮断可能で電動で遮断駆動される複数の自己保持型遮断弁と、前記遮断弁を個別に遮断制御可能な複数の遮断駆動手段と、個々の前記遮断弁を遮断駆動したことを記憶する遮断記憶手段と、少なくとも１つの前記遮断弁の流路遮断動作後の流路遮断状態が完全であるか不完全であるかを検出する遮断状態検出手段と、前記遮断状態検出手段が流路遮断状態が不完全であることを検出した場合遮断中の前記遮断弁とは異なる前記遮断弁を遮断する遮断不完全時再遮断制御手段とを有する流体遮断装置。
2. 流量を検出する流量検出手段を有し、遮断記憶手段が遮断中であり、前記流量検出手段の流量信号が規定量以上の場合遮断状態が不完全であると判定し遮断状態検出手段の出力とする請求項１記載の流体遮断装置。
3. 個々の遮断弁の開閉状態を検出する開閉検出手段を有し、流路遮断動作後の少なくとも一つの前記遮断弁に接続された遮断記憶手段が遮断中であり、その前記遮断弁の前記開閉検出手段の出力が閉でない場合遮断状態が不完全であると判定し遮断状態検出手段の出力とする請求項１記載の流体遮断装置。
4. 全ての遮断弁が遮断中の状態で、遮断状態検出手段の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、遮断が困難であることを発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有する請求項１記載の流体遮断装置。
5. 流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を順次入れ替える主遮断弁切り替え手段を有する請求項１記載の流体遮断装置。
6. 流路開放状態を最初に遮断する第１の遮断弁は電動で遮断、復帰可能な遮断弁であり、遮断不完全時再遮断制御手段によって最後に遮断される遮断弁は電動で遮断可能で、かつ、電動で復帰不能で、閉止力が前記電動で遮断、復帰可能な遮断弁より強い遮断弁であることを特徴とする請求項１記載の流体遮断装置。
7. 流路開放状態を最初に遮断する遮断弁を遮断駆動した後、遮断状態検出手段の状態が、遮断状態が不完全であることを検出した場合、遮断機能の一部が故障したことを発呼する通信手段もしくは表示する表示手段を有する請求項１記載の流体遮断装置。
8. 一つの遮断弁が遮断された後遮断不完全時再遮断制御手段によって遮断される次の遮断弁を遮断するまでの時間を制御する遮断間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とする請求項１記載の流体遮断装置。
9. 遮断弁を個別に復帰駆動可能な複数の復帰駆動手段を有し、電動で復帰駆動される複数の遮断弁が遮断された状態において復帰駆動を行う場合、前記復帰駆動は一度に一つの遮断弁に対して実行され、一つの遮断弁を復帰した後次の遮断弁を復帰するまでの時間を制御する復帰間隔タイマー手段を有し、電源が電池であることを特徴とする請求項１記載の流体遮断装置。