JP2020173198A - パージ検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エアパージの際に燃料ガスの大気への放出量を抑えると共に、より需要者に近い側まで確実にパージすることができるパージ検知装置を提供する。【解決手段】パージ検知装置２０は、ＬＰガスボンベ１１からマイコンガスメーター１３を介して需要者側まで設置された配管１４のうちマイコンガスメーター１３の下流側、例えばガス栓１５に取付可能なものである。このパージ検知装置２０は、超音波信号の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化した場合に、エアパージが完了したと判断して、遮断弁２３を弁閉させる。【選択図】図１

Description

本発明は、パージ検知装置に関する。

従来、ガス販売事業者は、ＬＰガス設備工事での施工完了時に、（１）設計どおりに施工されていることの確認、（２）気密試験、（３）気密試験に用いた配管内の空気又は窒素ガスのＬＰガスによる置換（以下窒素ガスとの置換も含めてエアパージという）、（４）機能検査、（５）記録の保存を行う必要がある。そのうちの（３）エアパージの方法として次の方法が推奨されている。

まずエアパージにおいては、例えば末端に位置するガス栓にゴムホースを取り付け、ゴムホースの先端を屋外に導き、ガス栓を開いて徐々に空気を追い出す。空気を追い出す際の流量は、マイコンメータの遮断設定流量を超えないようにする。

しかしながら、上記のエアパージ方法では、ＬＰガスに置換されたことに気付かず、多量のＬＰガスが放出されることがある。現状ＬＰガスに置換されたことを確認する方法としては、ホースから出るガスの臭いを嗅いだり、光の屈折によるモヤを見たり、ホースから出る音の変化を聞いたり等、人間の五感に依存した方法をとっている。

このため、経験の浅い人であればこれらの判断をするために時間を有してしまう可能性もあり、ＬＰガスの大気への放出量が増えてしまう可能性がある。またエアパージ中は、その場を離れることができず作業効率も悪い。特に集合住宅等配管容積の大きい環境においてはより時間を要してしまうことから、その場を離れることができないデメリットが大きくなる。そこで、エアパージが完了したことを判断する装置が提案されている（例えば特許文献１〜４参照）。

特開２００７−１４７４３０号公報 特開２００４−３６９３７号公報 特開２００２−１８１７９４号公報 特開２００１−１６５７４８号公報

しかし、例えば特許文献１に記載の装置では、エアパージの完了を判断するために大流量の存在が前提となるため、ＬＰガスの大気への放出量を抑えることができない場合がある。また、特許文献２〜４に記載の装置は、実質的にはマイコンガスメーターであり、ゴムホースがガス栓の末端等に取り付けられるものではない。このため、エアパージが完了したと判断された場合であっても、エアパージが完了した区間はガスメーターの上流側に限られた区間である。

なお、この問題は、ＬＰガスに置換する場合に限るものではなく、例えばメタンガスやブタンガス等、他の燃料ガスに置換する場合であっても共通する問題である。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、エアパージの際に燃料ガスの大気への放出量を抑えると共に、より需要者に近い側まで確実にパージすることができるパージ検知装置を提供することにある。

本発明に係るパージ検知装置は、ガス供給元からマイコンガスメーターを介して需要者側まで設置された配管のうち前記マイコンガスメーターの下流側に取付可能なものである。このパージ検知装置は、超音波信号の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化した場合に、エアパージが完了したと判断して、遮断弁を弁閉させる。

本発明に係るパージ検知装置によれば、超音波信号の伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化した場合にエアパージが完了したと判断して遮断弁を弁閉させるため、エアパージが完了したタイミングで遮断弁が閉じられることになり、燃料ガスの大気への放出量を抑えることができる。また、ガス供給元からマイコンガスメーターを介して需要者側まで設置された配管のうちマイコンガスメーターの下流側に取り付けられるため、当該下流側の部位まで燃料ガスが到達したことを判断できる。従って、エアパージの際に燃料ガスの大気への放出量を抑えると共に、より需要者に近い側まで確実にパージすることができる。

本発明によれば、エアパージの際に燃料ガスの大気への放出量を抑えると共に、より需要者に近い側まで確実にパージすることができるパージ検知装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るパージ検知装置を含むパージ検知システムの構成図である。 本実施形態に係るパージ検知装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係るパージ検知装置を含むパージ検知システムの構成図である。図１に示すように、本実施形態に係るパージ検知システム１は、燃料ガス供給システム１０と、パージ検知装置２０とを備えて構成されている。

燃料ガス供給システム１０は、ガス供給元となるＬＰガスボンベ（ガス供給元）１１と、ＬＰガスボンベ１１からの高圧のＬＰガス（燃料ガス）を減圧調整する圧力調整器１２と、圧力調整器１２の下流に設けられ需要者側に供給されるＬＰガスの流量を計測して積算表示するマイコンガスメーター１３と、これらを接続して燃料ガスを需要者側まで供給する配管１４とを備えている。配管１４は、需要者側の末端部位にガス栓１５を備えている。

パージ検知装置２０は、ガス栓１５に対して取り付けられる装置である。このパージ検知装置２０は、ガス栓１５に接続される流路２１を備えている。さらに、パージ検知装置２０は、圧力センサ（圧力検出手段）２２と、遮断弁２３と、超音波式流量センサ（超音波信号送受信手段）２４とを流路２１内に備えると共に、制御部２５についても備えている。

圧力センサ２２は、流路２１内の気体圧力を検出するものである。遮断弁２３は、弁閉状態と弁開状態とで変位することで、流路２１を遮断したり開放したりするものである。超音波式流量センサ２４は、超音波信号を送受信するものである。この超音波式流量センサ２４は、２つの音響トランスジューサーを有している。一方の音響トランスジューサーは、他方よりもやや流路２１の上流側に設けられており、他方に向けて超音波信号を送信する。他方の音響トランスジューサーは、一方側からの超音波信号を受信する。また、他方の音響トランスジューサーについても超音波信号を送信可能となっており、一方の音響トランスジューサーは、他方の音響トランスジューサーからの超音波信号を受信する。この超音波信号の送信から受信までの時間（厳密には所定の波形が得られるまでの時間）を伝搬時間という。

制御部２５は、パージ検知装置２０の全体を制御するものである。この制御部２５は、内部プログラムを実行することで、エアパージ判断部（エアパージ判断手段）２５ａと、遮断弁制御部（遮断弁制御手段）２５ｂと、流量算出部（流量算出手段）２５ｃと、流量有無判断部（流量有無判断手段）２５ｄとが機能するようになっている。

エアパージ判断部２５ａは、燃料ガス供給システム１０における初めての燃料ガスの使用時等に行われるエアパージが完了したかを判断する機能部である。このエアパージ判断部２５ａは、上記伝搬時間を計測する機能を有し、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化した場合に、エアパージが完了したと判断する。ここで、伝搬時間はガス種に応じて異なる傾向がある。エアパージが完了するまではパージ検知装置２０の流路２１には例えば空気が存在することから、伝搬時間は空気に応じた値となる。しかし、エアパージが完了するとパージ検知装置２０の流路２１にはＬＰガスが存在して伝搬時間はＬＰガスに応じたものに変化する。よって、変化判定値を適切な値に設定しておくことで、流路２１内の気体が空気からＬＰガスに変化したことを判断することができる。なお、本実施形態においてエアパージとは、空気のみならず、窒素やアルゴンガス等のパージも含む概念である。

遮断弁制御部２５ｂは、遮断弁２３を弁開状態としたり弁閉状態としたり制御する機能部である。本実施形態において遮断弁制御部２５ｂは、エアパージ判断部２５ａによりエアパージが完了したと判断された場合に、遮断弁２３を弁閉させる。

流量算出部２５ｃは、伝搬時間に基づいて流路２１を流れる気体流量を算出する機能部である。具体的に流量算出部２５ｃは、上流側及び下流側のそれぞれから超音波信号を送信して計測された伝搬時間の差から流量を算出する。流量有無判断部２５ｄは、流量算出部２５ｃにより算出される流量が所定値以上となる場合に、流量ありと判断する機能部である。

ここで、本実施形態に係るエアパージ判断部２５ａは、流量有無判断部２５ｄにより流量ありと規定時間以上判断された場合において、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化したときに、エアパージが完了したと判断することが好ましい。これにより、気体が一定量以上流れたことを条件にエアパージの完了を判断することとなり、何らかの原因により気体が一定量以上流れておらず確実にエアパージが完了していないといえる場合にエアパージが完了したと誤判断してしまうことを防止することができる。なお、流量有無判断部２５ｄにより流量ありと規定時間以上判断された場合とは、規定時間以上連続して流量ありと判断された場合のみならず、合計で規定時間以上流量ありと判断された場合も含む概念である。すなわち、何らかの事情で気体の流れが一時的に停止した場合であっても、合計で規定時間以上流量ありと判断されれば、伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化したときに、エアパージが完了したと判断されることとなる。

さらに、エアパージ判断部２５ａは、流量有無判断部２５ｄにより流量ありと判断されてから特定時間だけ、伝搬時間に基づくエアパージ完了の判断処理を禁止することが好ましい。これにより、気体が一定量以上流れておらず確実にエアパージが完了していないときに不要な処理を省略できるからである。なお、特定時間は上記規定時間よりも短い時間であってもよいし、長い時間であってもよい。さらに、特定時間は規定時間と同じであってもよい。

また、図１に示す流路２１は、マイコンガスメーター１３内の遮断弁が閉じてしまう流量未満の流量が流れるように、その出口側の形状が入口側よりも小さくされている（符号Ｏ参照）。具体的には、流路２１は、入口側よりも出口側が縮径されている（別部品が設けられた結果、縮径されていてもよいし、流路２１自体が細くなっていてもよい）。この結果、ガス栓１５が全開に開かれたとしても、パージ検知装置２０を流れる流量は制限される。これにより、エアパージ中に大流量が流れてマイコンガスメーター１３の遮断弁が閉じてしまう事態を防止することとなる。なお、制限された流量は、流量有無判断部２５ｄにより流量ありと判断される流量であることはいうまでもない。

さらに、図１に示すように、パージ検知装置２０は表示部（表示手段）２６を備えている。表示部２６は、エアパージ判断部２５ａによりエアパージが完了したと判断された場合にその旨を表示したり、流量ありと判断された継続時間（合計時間）やエアパージ完了の判断処理を禁止している状態であるか否か等を表示したりするものである。さらに、本実施形態において表示部２６は、圧力センサ２２により検出された気体の圧力を表示するようになっている。この気体圧力の表示によって、エアパージ作業中に圧力調整器１２の調整圧力のチェックについても行うことができる。

次に、本実施形態に係るパージ検知装置２０の動作を説明する。図２は、本実施形態に係るパージ検知装置２０の動作を示すフローチャートである。なお、図２に示す処理においては、上記の特定時間が規定時間よりも長いものとする。また、パージ検知装置２０は、流路２１の出口側形状が縮径されることによって、マイコンガスメーター１３の遮断弁が閉じない一定流量が流れているものとする。

図２に示すように、まず制御部２５は、超音波式流量センサ２４の上流側及び下流側からそれぞれ超音波信号を送信して、それぞれの伝搬時間を算出する（Ｓ１）。次いで、流量算出部２５ｃは、ステップＳ１において算出した伝搬時間の差に基づいて、気体流量を算出する（Ｓ２）。なお、厳密にいえば伝搬時間の差は流路２１内のガス種によって変化するため、ステップＳ２の算出処理については、ＬＰガスを基準に流量を算出した場合と、空気を基準に流量を算出した場合とで流量値が異なってしまう。このため、ステップＳ２における流量は、ＬＰガスを基準として算出されたものであってもよいし、空気を基準として算出されたものであってもよい。さらには、他のガスを基準として算出したものであってもよい。

その後、流量有無判断部２５ｄは、ステップＳ２において算出した流量が所定値以上であるかを判断する（Ｓ３）。ステップＳ２において算出した流量が所定値以上である場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部２５はタイマーをスタートさせる（Ｓ４）。そして、エアパージ判断部２５ａは、タイマーをスタートさせてから規定時間経過したかを判断する（Ｓ５）。規定時間が経過していない場合（Ｓ５：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。

ステップＳ２において算出した流量が所定値以上でない場合（Ｓ３：ＮＯ）、エアパージ判断部２５ａは、タイマーがスタートしている場合にはタイマーを一度停止させて（Ｓ６）、処理はステップＳ１に移行する。

また、タイマーをスタートさせてから規定時間経過した場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、エアパージ判断部２５ａは、タイマーをスタートさせてから特定時間経過したかを判断する（Ｓ７）。

タイマーをスタートさせてから特定時間が経過していない場合（Ｓ７：ＮＯ）、経過したと判断されるまで、この処理は繰り返される。すなわち、以降の処理であるエアパージの完了判断の処理が実行されないこととなる。

一方、タイマーをスタートさせてから特定時間が経過した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御部２５は、圧力センサ２２により検出される気体圧力の信号を読み込み（Ｓ８）、表示部２６に表示させる（Ｓ９）。次いで、制御部２５は、超音波式流量センサ２４の上流側又は下流側から超音波信号を送信して伝搬時間を算出する（Ｓ１０）。

その後、エアパージ判断部２５ａは、前回のステップＳ１０において算出された伝搬時間に対して、今回のステップＳ１０において算出された伝搬時間が、変化判定値以上に変化したかを判断する（Ｓ１１）。

伝搬時間が変化判定値以上に変化していない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理はステップＳ８に移行する。一方、伝搬時間が変化判定値以上に変化した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、エアパージ判断部２５ａは、エアパージが完了したと判断する（Ｓ１２）。そして、遮断弁制御部２５ｂは、遮断弁２３を弁閉状態とし（Ｓ１３）、図２に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係るパージ検知装置２０によれば、超音波信号の伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化した場合にエアパージが完了したと判断して遮断弁２３を弁閉させるため、エアパージが完了したタイミングで遮断弁２３が閉じられることになり、ＬＰガスの大気への放出量を抑えることができる。また、ＬＰガスボンベ１１からマイコンガスメーター１３を介して需要者側まで設置された配管１４のガス栓１５に取り付けられるため、ガス栓１５まで燃料ガスが到達したことを判断できる。従って、エアパージの際にＬＰガスの大気への放出量を抑えると共に、需要者側までパージすることができる。

また、流量ありと規定時間以上判断され、且つ、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化したときに、エアパージが完了したと判断するため、気体が一定量以上流れたことを条件にエアパージの完了を判断することとなる。よって、何らかの原因により気体が一定量以上流れておらず確実にエアパージが完了していないときにエアパージが完了したと誤判断してしまうことを防止することができる。

また、流量ありと判断されてから特定時間だけ、伝搬時間に基づくエアパージ完了の判断処理を禁止するため、気体が一定量以上流れておらず確実にエアパージが完了していないときに不要な処理を省略できる。

また、流路２１は、マイコンガスメーター１３内の遮断弁が閉じてしまう流量未満の流量が流れるように、その出口側の形状が入口側よりも小さくされているため、例えば家庭のガス栓１５に本装置２０を接続してガス栓１５を全開するだけで、適切な流量の気体が流れることとなり、マイコンガスメーター１３が遮断されることなく適切なエアパージを行うことができる。

また、流路２１内を流れる気体の圧力を検出して表示するため、エアパージに際して気体圧力を検出して調整圧力の確認を行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。

例えば本実施形態に係るパージ検知装置２０は、例えば図２に示すように、規定時間経過と、特定時間経過との双方の時間に基づく処理を実行しているが、これに限らず、いずれか一方のみの処理を実行してもよいし、双方を実行しなくともよい。

さらに、パージ検知装置２０は流路２１の出口側が縮径されることにより流路２１を流れる気体流量が制限されているが、これに限らず、例えば気体流通用の小孔が形成された部品やメッシュ素材等の流路制限部材が後付けされるようになっていてもよい。

加えて、本実施形態に係るパージ検知装置２０はＬＰガスを供給する燃料ガス供給システム１０に適用されているが、これに限らず、例えば都市ガスに適用されてもよいし、他の燃料ガスに対して適用されてもよい。

また、上記実施形態においてパージ検知装置２０は配管１４のうち需要者側の末端部位であるガス栓１５に取り付けられているが、これに限らず、マイコンガスメーター１３とガス栓１５との間（すなわちマイコンガスメーター１３の下流側）に設けられる検査孔に取り付けられてもよい。これによっても、マイコンガスメーター１３から検査孔までの区間においては確実にエアパージが完了したことを判断でき、より需要者に近い側まで確実にパージすることができるからである。なお、パージ検知装置２０は、エアパージが完了したと判断できる区間を長くする観点から、検査孔に取り付けられるよりも、よりガス栓１５に近い側に取り付けられることが好ましい。

１ ：パージ検知システム
１０ ：燃料ガス供給システム
１１ ：ＬＰガスボンベ（ガス供給元）
１２ ：圧力調整器
１３ ：マイコンガスメーター
１４ ：配管
１５ ：ガス栓
２０ ：パージ検知装置
２１ ：流路
２２ ：圧力センサ（圧力検出手段）
２３ ：遮断弁
２４ ：超音波式流量センサ（超音波信号送受信手段）
２５ ：制御部
２５ａ ：エアパージ判断部（エアパージ判断手段）
２５ｂ ：遮断弁制御部（遮断弁制御手段）
２５ｃ ：流量算出部（流量算出手段）
２５ｄ ：流量有無判断部（流量有無判断手段）
２６ ：表示部（表示手段）

Claims (5)

1. ガス供給元からマイコンガスメーターを介して需要者側まで設置された配管のうち前記マイコンガスメーターの下流側に取付可能なパージ検知装置であって、
   前記配管のうち前記マイコンガスメーターの下流側に連続する流路と、
   前記流路に設けられ超音波信号を送受信する超音波信号送受信手段と、
   前記流路を遮断する遮断弁と、
   前記超音波信号送受信手段により送受信される超音波信号の伝搬時間を計測し、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化したと判断された場合に、エアパージが完了したと判断するエアパージ判断手段と、
   前記エアパージ判断手段によりエアパージが完了したと判断された場合に、前記遮断弁を弁閉させる遮断弁制御手段と、
   を備えることを特徴とするパージ検知装置。
2. 前記超音波信号送受信手段により送受信される超音波信号の伝搬時間に基づいて前記流路を流れる気体流量を算出する流量算出手段と、
   前記流量算出手段により算出される流量が所定値以上となる場合に、流量ありと判断する流量有無判断手段と、をさらに備え、
   前記エアパージ判断手段は、前記流量有無判断手段により流量ありと規定時間以上判断され、且つ、計測された伝搬時間が所定の変化判定値以上に変化したと判断された場合に、エアパージが完了したと判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載のパージ検知装置。
3. 前記エアパージ判断手段は、前記流量有無判断手段により流量ありと判断されてから特定時間だけ、伝搬時間に基づくエアパージ完了の判断処理を禁止する
   ことを特徴とする請求項２に記載のパージ検知装置。
4. 前記流路は、前記マイコンガスメーター内の遮断弁が閉じてしまう流量未満の流量が流れるように、その出口側の形状が入口側よりも小さくされている
   ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のパージ検知装置。
5. 前記流路内を流れる気体の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出された気体圧力を表示する表示手段と、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のパージ検知装置。