JP2009174620A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイコンメータ等ガス遮断装置の遮断弁の断線を検知し、安全なガス遮断装置を提供すること。
【解決手段】電池５を電源とする遮断弁９を駆動する弁駆動回路１０と、制御手段１７とを備え、遮断弁９が作動しない極性の電圧を印加し、電圧検知手段６により遮断弁９の断線を検出する断線検知回路１３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、マイコンメータ等のガス遮断装置に関し、特に、遮断弁のコイル断線検知技術に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置は、電池電源であるため開状態を保持するために常時通電状態が必要な電磁弁を用いると、電池寿命が短くなるため、常時通電型の電磁弁ではなく、自己保持型の電磁弁を用いたガス遮断弁が使用されている。

しかしながら、自己保持型の電磁弁は、弁を開放状態または閉止状態に移動させるときのみ通電するようにし、他の安定時は非通電となっているため、非通電状態においてコイルの断線またはコネクタ等の接続部において接触不良が発生すると、その接続異常の現象を発見することができないため、異常が発生して弁を閉止状態に移動しようとして通電しても弁を移動することができず、遮断できないという課題があった。この課題を解決するための技術として遮断する時の信号レベルで検出するものがある（例えば、特許文献１参照）。

図４は、特許文献１に記載された従来のガス遮断装置を示すものである。図５に示すように、弁駆動手段５への入力信号レベル（Ｓｉ）と弁駆動手段５の出力信号レベル（Ｓｏ）とから、正常時の信号パターンが得られない場合、制御手段３に異常信号を出力する。制御手段３は断線検出手段８からの出力信号（Ｓｈ）と異常検出手段６からの出力信号とから異常内容を判定し、報知する。
特開平９−２１７８６０号公報

しかしながら、前記従来の構成では、上記背景技術で記載した課題と同様に、弁駆動時に初めて異常信号が出力されないかを検出する。極端に言えば、ガス漏れ時など異常時に遮断弁を閉じる動作となる時に初めて断線が検出される。従って、断線の場合、異常時に遮断弁の断線は確認できるが、弁を閉じることができないという課題を有していた。

また、平常時に断線を検出する場合、一旦遮断弁を閉じる必要があり、その時にガスを使用していないという確認が必要であった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、弁を駆動させなくても断線を検出できるガス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、本発明のガス遮断装置は、ガス通路に設けられたソレノイド式遮断弁と、ソレノイドの電磁コイルに通電して遮断弁を駆動する弁駆動回路と、該弁駆動回路を制御する制御手段と、前記ソレノイドの電磁コイルの逆方向電流を検知し前記制御手段に検知信号を入力する電圧検知手段と、所定の周期で前記ソレノイドの電磁コイルに逆方向の電流を流す断線検知回路と、遮断後の遮断弁を機械的に開状態に復帰するための復帰手段を備え、前記制御手段は、前記復帰手段による復帰動作、及び断線検知回路による逆電流印加動作における前記電圧検知回路からの検知信号の入力があるか否かによって、前記ソレノイドの電磁コイルの断線等の異常有無を判断するようにしたものである。

上記発明によれば、ソレノイドの電磁コイルに流れる逆方向電流で作用する断線検知回路を構成し、遮断弁の復帰動作時に発生する逆方向電流、及び所定周期で強制的に流す逆方向電流、等のタイミングで前記単線検知回路を用いた電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、遮断弁を作動させることなく遮断弁の異常を検知することができ、使い勝手を低下させることなく安全性を確保することが可能となる。

本発明のガス遮断装置は、ソレノイドの電磁コイルに流れる逆方向電流で作用する断線検知回路を構成し、遮断弁の復帰動作時に発生する逆方向電流、及び所定周期で強制的に流す逆方向電流、等のタイミングで前記単線検知回路を用いた電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、実用上、遮断弁の断線検知を弊害なく実施でき、万一のガス遮断の安全性を高めることができる。

第１の発明は、電池を電源としてガス通路の遮断動作を行うガス遮断装置であって、ガス通路に設けられたソレノイド式遮断弁と、ソレノイドの電磁コイルに通電して遮断弁を駆動する弁駆動回路と、該弁駆動回路を制御する制御手段と、前記ソレノイドの電磁コイルの逆方向電流を検知し前記制御手段に検知信号を入力する電圧検知手段と、所定の周期で前記ソレノイドの電磁コイルに逆方向の電流を流す断線検知回路と、遮断後の遮断弁を機械的に開状態に復帰する復帰手段を備え、前記制御手段は、前記復帰手段による復帰動作時、及び断線検知回路による逆電流印加動作時における前記電圧検知回路からの検知信号の入力があるか否かによって、前記ソレノイドの電磁コイルの断線等の異常有無を判断することを特徴とするものである。

そして、ソレノイドの電磁コイルに流れる逆方向電流で作用する断線検知回路を構成し、遮断弁の復帰動作時に発生する逆方向電流、及び所定周期で強制的に流す逆方向電流、等のタイミングで前記単線検知回路を用いた電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、遮断弁を作動させることなく遮断弁の異常を検知することができ、使い勝手を低下させることなく安全性を確保することが可能となる。

第２の発明は、特に、第１の発明の電圧検知手段として、遮断弁を手動で復帰させたときにソレノイドの電磁コイルに流れる逆電流で作動するトランジスタを有することを特徴とするものである。

そして、遮断弁作動後の復帰動作時に電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、簡単な構成で遮断弁の異常を確認することができ、使い勝手を低下させることなく安全性の確認が可能となる。

第３の発明は、特に、第１の発明の電圧検知手段として、断線検知回路からソレノイドの電磁コイルに印加される逆電流で作動するトランジスタを有することを特徴とするものである。

そして、所定周期で強制的に流す逆方向電流のタイミングで単線検知回路を用いた電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、遮断弁を作動させることなく遮断弁の異常を検知することができ、使い勝手を低下させることなく安全性の確認が可能となる。

第４の発明は、特に、第１の発明の断線検知手段として、電磁コイルを経由した充電回路と、制御手段から所定周期で出力される信号で作動するトランジスタを経由した放電回
路とで構成し、電圧検知手段は、前記放電回路を流れる放電電流で作動するトランジスタを有することを特徴とするものである。

そして、ソレノイドの電磁コイルを経由した充電回路と放電回路により、遮断弁が作動しない条件で電磁コイルの断線、短絡、等の異常を検知するようにしているため、遮断弁を作動させることなく遮断弁の異常を検知することができ、使い勝手を低下させることなく安全性の確認が可能となる。

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、本発明の実施形態におけるガス遮断装置の配管図を示し、図２はその回路の一部を示す図、図３は遮断弁の動作状態を示す図である。

図１において、１はガス遮断装置であるマイコンメータ。２は遮断弁を手動で復帰させる復帰ボタン、３はガス流量積算値やＬＥＤによる状態表示を行う表示部、４はガス器具を示す。

図２において、６は電池の電圧を測定する電圧検知回路である。８のトランジスタのエミッタに０．６Ｖ以上の負電圧が検出されると、オンする。９は前記遮断弁のソレノイドを示す。１０は遮断弁を遮断させる弁駆動回路で、トランジスタ１１とトランジスタ１２で構成される。１３は断線検知回路で、１４の抵抗、１５のコンデンサ、１６のトランジスタで構成される。１７はこれらの制御を行うマイコン回路を示す。

図３は遮断弁である自己保持型遮断弁の構造及び動作を示す。ａは弁遮断状態、ｂは復帰直後、ｃは弁開成状態を示す。

また、２１は継鉄（ヨーク）、２２は固定鉄心で永久磁石が付けられている。２３は電磁コイル、２４は可動鉄心、２５はバネ、２６はゴム弁、２７は弁座、２８はロッドを示す。

以上のように構成されたガス遮断装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、通常、弁開成状態の時、遮断弁は図３（ｃ）のように可動鉄心２４が固定鉄心２２の永久磁石の磁力により吸着されてガス通路が開成状態を保っている。なんらかの異常によりガス漏れが発生した場合、図２の弁駆動回路１０のトランジスタ１１がオンし、ソレノイド９に５０ｍｓｅｃ程度の電流を流す。この電流は前記永久磁石の磁力を打ち消す方向であるので可動鉄片２４はバネ２５により固定鉄心２２から離れ、遮断弁が閉じられる。

次に、遮断弁の開成復帰は、復帰ボタン２を手動によりやや強い力で押して行われる。従って、この極性で電流を流しても、この電流で復帰されることはない。復帰ボタン２が押されると、遮断弁のロッド２８が押し込まれ、可動鉄心２４は固定鉄心２２に再び吸着される。この可動鉄心２４が移動する時、ソレノイド９の電磁コイル２３には前記遮断とは反対方向の負電流が発生する。この負電流を電圧検知回路６のトランジスタ８が検出し、マイコン回路１７はガスが復帰されたと認識する。ロッド２８は手動保持を停止すると元に戻り、遮断弁はｃの状態となる。

一方、断線検知は所定の周期、例えば２４時間毎に作動し、その周期信号は制御手段で
あるマイコン回路１７で計時し定期的に出力される。断線検知回路１３には抵抗１４とコンデンサ１５で形成した充電回路が設けられ、通常は電磁コイル２３を介してコンデンサ１５に常時電池電圧が充電されている。

断線検知を確認するときは、マイコン回路１７から周期信号が出力されてトランジスタ１６がオンし、コンデンサ１５に充電された電荷をソレノイド９の電磁コイル２３を通して放電する。この時、ソレノイド９を構成する電磁コイル２３の抵抗値が正常であれば、電磁コイル２３に一瞬（１ｍｓ）逆方向の放電電流が流れ、トランジスタ８のエミッタに対して０．６Ｖ以上の負電圧が印加され、電圧検知回路６のトランジスタ８が一瞬オンする。このトランジスタ８のオンによりトランジスタ７がオンし、このオン信号がマイコン回路１７に入力され、ソレノイド９の電磁コイル２３は正常であると判断される。

もし、全くオンされないか、またはオンの時間が長い場合は、電磁コイル２３がショートまたは断線していると判断して、マイコンメータ１の表示部３にＬＣＤで表示される。

以上のように、本実施の形態においては、遮断弁９を手動で復帰させた時に遮断弁９に流れる逆電流の有無を検知し、復帰の確認を行う電圧検知手段６を備え、かつ定期的に遮断弁９に逆方向の電流を印加し、この逆電流の有無を検知する電圧検知手段６により遮断弁９の断線を検出する断線検知回路１３を有することにより、回路が実用的であるばかりでなく、遮断とは反対の電流を流すので、遮断弁を遮断させることなく安全に断線検知することができる実用価値の高いものである。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、コイルやリード線の断線検出が可能となるので、安全性を要求されるコイルやブザー回路等の用途にも適用できる。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の配管図 本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の回路図 本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の遮断弁の状態図 従来のガス遮断装置のブロック図 従来のガス遮断装置のタイムチャート

符号の説明

２ 手動復帰ボタン（復帰手段）
６ 電圧検知回路
８ トランジスタ
９ 電磁コイル
１０ 弁駆動回路
１３ 断線検知回路
１７ マイコン回路（制御手段）
２１ ソレノイド

Claims (4)

1. 電池を電源としてガス通路の遮断動作を行うガス遮断装置であって、
   ガス通路に設けられたソレノイド式遮断弁と、ソレノイドの電磁コイルに通電して遮断弁を駆動する弁駆動回路と、該弁駆動回路を制御する制御手段と、前記ソレノイドの電磁コイルの逆方向電流を検知し前記制御手段に検知信号を入力する電圧検知手段と、所定の周期で前記ソレノイドの電磁コイルに逆方向の電流を流す断線検知回路と、遮断後の遮断弁を機械的に開状態に復帰する復帰手段を備え、
   前記制御手段は、前記復帰手段による復帰動作時、及び断線検知回路による逆電流印加動作時における前記電圧検知回路からの検知信号の入力があるか否かによって、前記ソレノイドの電磁コイルの断線等の異常有無を判断することを特徴とするガス遮断装置。
2. 電圧検知手段は、遮断弁を手動で復帰させたときにソレノイドの電磁コイルに流れる逆電流で作動するトランジスタを有する請求項１記載のガス遮断装置。
3. 電圧検知手段は、断線検知回路からソレノイドの電磁コイルに印加される逆電流で作動するトランジスタを有する請求項１記載のガス遮断装置。
4. 断線検知回路は、電磁コイルを経由した充電回路と、制御手段から所定周期で出力される信号で作動するトランジスタを経由した放電回路とで構成し、
   電圧検知手段は、前記放電回路を流れる放電電流で作動するトランジスタを有する請求項１記載のガス遮断装置。

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