JP2012127522A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 居住空間内でガス器具が使用される環境において、酸素濃度に応じてガス流量を調整することができるガス遮断装置を提供する。
【解決手段】 ガス遮断装置４は、居住空間Ｓ内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ１１、ガス流量を計測する流量計測部１０、ガス流量を調整する流量調整部１２、及び該流量調整部１２の動作を制御する制御部１３、を備え、制御部１３は、酸素濃度センサ１１により検出された居住空間Ｓ内の酸素濃度に応じて流量調整部１２を駆動し、ガス器具６へのガス流量を調整する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ガス供給源から流路を介してガス器具へ供給されるガス流量を、酸素濃度に応じて調整するガス遮断装置に関する。

従来、例えばガスボンベに収容されたＬＰガス（液化プロパンガス等）などの高圧ガスを、配管を通じて居住空間内に備えられた調理用ガスコンロやガス暖房機などのガス器具に供給している。このようなガス供給システムにおいて、使用者によるガス器具の消し忘れに対処すべく、ガス流量に基づいてガスの供給を遮断する技術が提案されている（特許文献１参照）。また、ガス器具の使用に伴って二酸化炭素が発生するが、従来、この二酸化炭素の排出量は、主として保安情報として扱われている。しかしながら、地球環境への関心から、ガス器具の使用によって生じる二酸化炭素の排出量を、使用者において把握したいという要望があり、これに応える技術も提案されている（特許文献２参照）。なお、これらの従来技術は、火災予防や、二酸化炭素による人体又は環境への影響に着目したものといえる。

特開２００９−１６８７０３号公報 特開２００９−２８１６１２号公報

ところで、居住空間内でガス器具を使用するという環境で配慮すべき観点は、上述したような火災や二酸化炭素による人体又は環境への影響といった観点のみに限られない。具体的に説明すると、近年の健康志向に伴って、高酸素環境を人工的に実現した居住空間を提供し、これに一定時間入ることによって身体の健康状態を回復させるといったサービスが存在する。このような居住空間においては、ガス器具の使用による酸素濃度の低下が懸念される。

また、一般家庭においても、居住者の健康状態を好適に維持するために、酸素濃度が適切な値であることが必要である。しかしながら、従来は上述したように、火災や二酸化炭素にばかり着目されており、ガス器具が使用される居住環境での酸素濃度については何ら提案がなされていないのが現状である。

そこで本発明は、上述したような事情に鑑みて、居住空間内でガス器具が使用される環境において、酸素濃度に応じてガス流量を調整することができるガス遮断装置を提供することを目的とする。

本発明に係るガス遮断装置は、居住空間内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ、ガス器具へ供給されるガス流量を計測する流量計測部、前記ガス器具へのガス流量を調整する流量調整部、及び該流量調整部の動作を制御する制御部、を備え、該制御部は、前記酸素濃度センサにより検出された居住空間内の酸素濃度に応じて前記流量調整部を駆動し、前記ガス器具へのガス流量を調整するものである。

このような構成により、居住空間内でガス器具が使用される環境において、酸素濃度に応じてガス流量を調整することができ、高酸素環境での健康回復をより効果的に実現することができ、又は、一般家庭における居住者の健康状態を好適に維持することができる。

また、前記制御部は、前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に基づいて該酸素濃度の変化率を計測する酸素濃度変化率計測部を有し、酸素濃度の減少率が所定の閾値以上であった場合には、前記ガス器具へのガスの供給を遮断するよう構成されていてもよい。

このような構成とすることにより、比較的大きく酸素濃度が減少した場合には、強制的にガスの供給を遮断するため、酸素濃度のそれ以上の低下を防止することができる。

また、前記制御部は、ガス流量に応じて予め設定された連続使用可能時間を記憶した連続使用時間記憶部を有し、前記酸素濃度に応じて前記連続使用可能時間を短縮するよう構成されていてもよい。

このような構成とすることにより、例えば酸素濃度の低下率が比較的小さい場合など、ガスの供給を遮断して酸素濃度の低下を阻止するほどの緊急性がない場合には、連続使用時間を短縮することで、それ以上の酸素濃度の低下を抑制しつつ、ガス器具を継続して使用させることができる。

本発明によれば、居住空間内でガス器具が使用される環境において、酸素濃度に応じてガス流量を調整することができるガス遮断装置を提供することができる。

本実施の形態に係るガス遮断装置を適用可能な、ガス供給システムの一例を示す模式図である。 ガス遮断装置の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係るガス遮断装置によってガス流量を調整する処理を説明するためのフローチャートである。 ガス流量に応じて予め設定された連続使用可能時間を説明するための模式的グラフである。

以下、本発明の実施の形態に係るガス遮断装置について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施の形態に係るガス遮断装置を適用可能な、ガス供給システムの一例を示す模式図である。この図１に示すように、本実施の形態に係るガス供給システムでは、ＬＰガス等を収容するガスボンベ１のガス排出口に、圧力調整器２を介し、ガス流路を形成するガス管３の上流端が接続されている。ガス管３の途中にはガス遮断装置４が取り付けられており、ガス管３の下流端にはガス器具６がコック５を介して接続されている。なお、本実施の形態では、このガス供給システムのうち少なくともガス遮断装置４及びガス器具６は居住空間Ｓ内に設けられている例を示したが、これらは必ずしも居住空間S内に設けなくてもよい。

図２は、ガス遮断装置４の構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施の形態に係るガス遮断装置４は、流量計測部１０、酸素濃度センサ１１、流量調整部１２、及び制御部１３を備えている。このうち流量計測部１０は、ガス管３を介してガス器具６へ供給されるガス流量を計測するものであり、計測したガス流量を示す信号は、制御部１３へ入力される。このような流量計測部１０としては、公知のガス流量計測装置を採用することができ、例えば、超音波振動子から成る送受信器を備えるガス計測装置を使用することができる。また、酸素濃度センサ１１としては、居住空間Ｓ内の酸素濃度を検出するものであり、検出した酸素濃度を示す信号は、制御部１３へ入力される。この酸素濃度センサ１１としても、公知の酸素濃度センサを採用することができる。

流量調整部１２は、例えば電磁バルブから成る公知の開閉弁装置を採用することができ、ガス管３を介してガス器具６へ供給されるガス流量を調整するものである。特に、本実施の形態に係る流量調整部１２では、単なる全開及び全閉が可能であるだけでなく、その間で無段階又は多段階に開度を調整可能なものを採用している。制御部１３は、後述するように、酸素濃度センサ１１が検出した居住空間Ｓ内の酸素濃度などに基づき、流量調整部１２の動作（ガス管３の開度）を制御するものであり、プロセッサ又は論理回路などによって構成することができる。

また、制御部１３は、流量変化計測部２０、濃度変化計測部２１、及び連続使用可能時間記憶部２２としての機能を備えている。即ち、制御部１３は、流量計測部１０から入力された信号に基づいて、ガス流量の時間変化率を算出する。また、酸素濃度センサ１１から入力された信号に基づいて、居住空間Ｓ内の酸素濃度の時間変化率を算出する。更に、ガス流量と、該ガス流量に応じて予め設定された連続使用時間との関係を示すデータが、制御部１３が備えるメモリに記録されており、このようなデータを記録するメモリが、連続使用可能時間記憶部２２を構成している。このデータについては、図４を参照して後述する。

なお、近年、例えば空気調和機において酸素濃度を検出する機能を有するものが存在する。従って、空気調和機に限らずそのような機能を有する機器が居住空間Ｓ内に設置されている場合には、その機器から得られる酸素濃度に関する信号を制御部１３に入力するようにしてもよい。

次に、本実施の形態に係るガス遮断装置４によってガス流量を調整する処理を、図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。図４に示すように、ガス遮断装置４（より正確には、制御部１３）は、流量計測部１０にて計測されたガス流量に基づき、ガスが使用されているか否かを判定する（ステップＳ１）。その結果、使用されていないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）は当該ステップＳ１の処理を繰り返す。一方、ガスが使用されていると判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）は、酸素濃度センサ１１からの信号に基づいて、居住空間Ｓ内の酸素濃度を取得する（ステップＳ２）。

なお、酸素濃度の取得と共に、取得した酸素濃度に基づいて、酸素濃度の変化率も取得しておいてもよい。また、上記説明では、ガスが使用されている場合に限って酸素濃度を取得することとしたが、これに限らず、ガスの使用の有無にかかわらず、定期的に酸素濃度を取得するように構成してもよい。

次に、取得した酸素濃度が、比較的小さい値である所定の閾値Ｔｈ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ３）。その結果、酸素濃度が閾値Ｔｈ１以下であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）には、流量調整部１２を駆動してガス管３を介するガスの供給を遮断し（ステップＳ４）、本処理を終了する。

一方、酸素濃度が閾値Ｔｈ１より大きいと判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）は、閾値Ｔｈ１より大きい値に設定された閾値Ｔｈ２以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、閾値Ｔｈ２以下であると判定した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）は、更に、酸素濃度の低下率が所定の閾値Ｔｈ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、酸素濃度の低下率が所定の閾値Ｔｈ３以上であると判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）は、流量調整部１２を駆動してガス管３を介するガスの供給を遮断し（ステップＳ７）、本処理を終了する。これに対し、酸素濃度の低下率が所定の閾値Ｔｈ３未満であると判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、酸素濃度に応じて、連続して使用することができる時間を制限する処理を行う（ステップＳ８）。

ここで、ステップＳ８の処理について具体的に説明する。図４は、ガス流量に応じて予め設定された連続使用可能時間を説明するための模式的グラフである。また、このグラフにおいて、横軸はガス流量（ガス器具６での消費量）を示し、縦軸は制限時間を示している。図４中の実線のグラフＧ１に示すように、本実施の形態に係るガス遮断装置４は、使用しているガス流量に応じて、その流量で連続して使用することが可能な時間を設定しており、このようなデータが連続使用可能時間記憶部２２に記憶されている。

制御部１３は、上記グラフＧ１を参照して、ガスの制限時間（使用可能時間）を管理している。即ち、ガス流量を計測する度にこのグラフＧ１を参照し、計測したガス流量を使用できる残時間を算出する。そして、残時間がゼロになると、流量調整部１２を駆動してガスの供給を遮断するようになっている。なお、このような処理のため、制御部１３はタイマ機能も有している（図示せず）。

ところで、上記のような連続使用可能時間は、グラフＧ１に示すような１種類だけが設定されているのではなく、例えばグラフＧ２に示すように２種類以上が設定されている。このグラフＧ２は、グラフＧ１に対して、各ガス流量に対応する制限時間を短縮した内容となっている。そして、このようなグラフＧ１，Ｇ２は、夫々酸素濃度に関連付けられたデータとして記憶されている。

具体的には、所定のガス流量に対応する制限時間が相対的に長く設定されたグラフＧ１には、閾値Ｔｈ２（ステップＳ５参照）に等しい酸素濃度に関連付けられており、制限時間が相対的に短く設定されたグラフＧ２には、閾値Ｔｈ２よりも低い値の酸素濃度に関連付けられている。即ち、酸素濃度が相対的に低い場合には、所定のガス流量を連続して使用することができる制限時間が短く、この制限時間を過ぎるとガスの供給が遮断されることとなる。なお、図４ではグラフＧ１，Ｇ２の２種類のみを例示したが、酸素濃度に応じて３種類以上のグラフを設定するようにしてもよい。

上述したように、酸素濃度が閾値Ｔｈ２以下（ステップＳ５：ＹＥＳ）である一方、酸素濃度の低下率が所定の閾値Ｔｈ３未満であった場合（ステップＳ６：ＮＯ）には、早急に遮断するほどの必要性がない。従って、ステップＳ８では、酸素濃度に応じて使用時間を短縮する。例えば、図４のグラフＧ１を参照してガスの制限時間を管理していた場合に、酸素濃度が閾値Ｔｈ２以下であることから、グラフＧ２を参照して制限時間の管理を行うこととする。これにより、現状のガス流量を連続して使用できる時間が短縮されることとなる。

図３のフローチャートのステップＳ５にて、酸素濃度が閾値Ｔｈ２よりも大きいと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）は、更に、酸素濃度の減少率が所定の閾値Ｔｈ３（ステップＳ６の閾値と同じ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ９）。その結果、閾値Ｔｈ３以上であると判定した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）は、流量調整部１２を駆動してガスの供給を遮断（ステップＳ１０）し、本処理を終了する。また、閾値Ｔｈ３未満であると判定した場合（ステップＳ９：ＮＯ）は、流量調整部１２の状態を変更することなく、本処理を終了する。

なお、上述した説明では、ステップＳ４，Ｓ７，Ｓ１０にてガスの供給を遮断することとし、ステップＳ８では使用時間を短縮することとしたが、これに限られない。例えば、ガスの供給量を変更することなく、音声出力手段や発光手段により外部へ報知するようにしてもよいし、ガスの供給量の調整と報知とを併用するようにしてもよい。

本発明は、居住空間内でガス器具が使用される環境において、酸素濃度に応じてガス流量を調整することができるガス遮断装置に適用することができる。

４ ガス遮断装置
１０ 流量計測部
１１ 酸素濃度センサ
１２ 流量調整部
１３ 制御部
２０ 流量変化計測部
２１ 濃度変化計測部
２２ 連続使用可能時間記憶部
Ｓ 居住空間

Claims (3)

1. 居住空間内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ、
   ガス器具へ供給されるガス流量を計測する流量計測部、
   前記ガス器具へのガス流量を調整する流量調整部、及び
   該流量調整部の動作を制御する制御部、を備え、
   該制御部は、前記酸素濃度センサにより検出された居住空間内の酸素濃度に応じて前記流量調整部を駆動し、前記ガス器具へのガス流量を調整することを特徴とするガス遮断装置。
2. 前記制御部は、前記酸素濃度センサにより検出された酸素濃度に基づいて該酸素濃度の変化率を計測する酸素濃度変化率計測部を有し、酸素濃度の減少率が所定の閾値以上であった場合には、前記ガス器具へのガスの供給を遮断するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス遮断装置。
3. 前記制御部は、ガス流量に応じて予め設定された連続使用可能時間を記憶した連続使用時間記憶部を有し、前記酸素濃度に応じて前記連続使用可能時間を短縮するよう構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス遮断装置。
   

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