JP2576920B2 - ガス漏洩検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガスメータ上流側の
ガス流路やガス容器からのガス漏洩を検知するガス漏洩
検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス配管からのガス漏洩に起因す
るガス爆発事故が多発している。特に、病院や学校のよ
うにガス貯蔵施設からガス使用施設までの距離が長く、
この間を地下に埋設したガス管により連絡している場合
には、埋設管の腐食や、地盤の不等沈下により埋設管に
ひび割れが生じ、ガス漏洩が発生する危険性がある。従
来、このようなガス流路からのガス漏洩を検知するに
は、ガス流路内に圧力センサを配設し、予め定めた検査
期間、例えば１年に１回とか２年に１回毎に、検査する
ガス流路の両端を閉じガス流路内の圧力を８５０ｍｍＨ
2 Ｏ程度に高め、漏洩に起因する圧力低下の有無を検査
して、ガス漏洩を検知している。また、ガス流路内に流
量センサを配設し、ガスの流量を常時監視することによ
り、通常のガス使用ではありえないようなガス流量の以
上を監視して、ガス漏洩を検知する方法もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、定期検査によ
りガス漏洩を発見する方法では、検査終了直後に発生し
た漏洩は次回の検査まで見過ごされ、早期発見ができな
い。すなわち、定期検査時には漏洩がないか、または、
ごく微量の漏洩であるため漏洩が発見されないと、長時
間にわたる漏洩により、蓄積したガスが危険量に達した
り、時間の経過とともに埋設管の腐食が進み漏洩量が増
加してガス爆発の危険が生じる。また、流量センサによ
りガスの流量を常時監視してガス漏洩を発見する方法で
は、流量センサより上流側で漏洩が生じた場合には流量
センサが機能しないため、流量センサの下流側の漏洩は
発見できても、上流側の漏洩は発見できない。先に説明
したように、病院、学校等の施設においては、ガス貯蔵
施設からガス使用施設までの距離が長く、この間を地下
に埋設したガス管により連絡していることが多い。こう
した場合に、通常、流量センサは、ガス使用施設のガス
メータに内蔵したり、ガス使用施設の壁面に固定してい
る。したがって、埋設管内やガスボンベ等のガス容器で
漏洩が発生しても、流量センサが機能せず、ガス漏洩を
発見できない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記に鑑み提
案され、ガスメータ上流側のガス流路やガスボンベ等の
ガス容器からのガス漏洩を、簡便な手段で、しかも早期
に検知しようとするもので、ガス流路に流れるガスの流
量を検出する流量センサと、流量センサが検出したガス
の流れを流量信号として発信する流量信号発信器と、流
量センサとガス容器との間に設けた、ガス流路に流れる
ガスの圧力を調整する圧力調整器と、圧力調整器とガス
容器との間に設けた、ガス流路からのガスの漏洩音を検
出する漏洩音検出センサと、漏洩音検出センサが検出し
た漏洩音を漏洩信号として発信する漏洩信号発信器と、
流量信号発信器と漏洩信号発信器とに電気的に接続した
演算手段とからなり、上記演算手段は、流量信号発信器
からの流量信号の有無を判断する流量信号判断手段と、
予め実験で求めた漏洩量に基づく漏洩信号のパターンを
記憶する基準漏洩信号記憶手段と、流量信号判断手段に
より流量信号が「無」と判断されたときに、漏洩信号発
信器からの漏洩信号の有無を判断し、漏洩信号を受信し
た場合には、該漏洩信号と基準漏洩信号記憶手段に記憶
した漏洩信号のパターンとを比較して漏洩量を推定する
とともに、漏洩箇所を特定して、漏洩発生信号を発信す
る漏洩判断手段と、からなることを特徴とする。

【０００５】

【作用】流量センサによりガス流路のガス流量を監視
し、流量センサがガスの流れを検出すると、流量信号発
信器が流量信号を発信する。漏洩音検出センサによりガ
ス流路やガス容器からガスが漏洩した場合に発生する漏
洩音を監視し、漏洩音検出センサが漏洩音を検出する
と、漏洩信号発信器が漏洩信号を発信する。演算手段の
基準漏洩信号記憶手段には、予め実験で求めた何種類か
の漏洩箇所および漏洩量に基づく漏洩信号のパターンが
記憶されている。そして、漏洩判断手段では、流量信号
判断手段で流量信号が「無」と判断されたときに漏洩信
号を受信すると、該漏洩信号と基準漏洩信号記憶手段に
記憶した漏洩信号のパターンとを比較して、漏洩箇所お
よび漏洩量を推定するとともに、漏洩発生信号を発信す
る。

【０００６】以下に、図面に示した実施例に基づいて本
発明を説明する。図１は、本発明に係るガス漏洩検知装
置の一実施例の概略ブロック図である。このガス漏洩検
知装置１は、ガスボンベ等のガス容器２から燃焼器具等
にガスを供給するガス流路３の途中に遮断弁４を設け、
ガス容器２と遮断弁４との間のガス流路３にガス圧を一
定に調整するための圧力調整器５を設け、ガス容器２と
圧力調整器５との間に、ガス流路３からのガスの漏洩音
を検出する漏洩音検出センサ６を設け、遮断弁４の下流
側に、ガス流路３に流れるガスの流量を検出する流量セ
ンサであるガスメータ７を設けてある。そして、漏洩音
検出センサ６を漏洩信号発信器８を介して演算手段であ
るマイクロコンピュータ９に電気的に接続するととも
に、ガスメータ７を流量信号発信器１０を介してマイク
ロコンピュータ９に電気的に接続する。又、マイクロコ
ンピュータ９には、異常表示等を行う表示部１１と、ガ
ス流路３を遮断するための遮断弁４とを電気的に接続す
るとともに、電池１２より駆動電力を供給する。遮断弁
４には、遮断弁４を復帰させるための復帰安全装置１３
を接続する。

【０００７】上記したマイクロコンピュータ９は、図２
に示すように、流量信号発振器１０からの流量信号の有
無を判断する流量信号判断手段１４と、予め実験で求め
た漏洩箇所及び漏洩量に基づく漏洩信号のパターンを記
憶する基準漏洩信号記憶手段１５と、流量信号判断手段
１４により流量信号が「無」と判断されたときに、漏洩
信号発信器８からの漏洩信号の有無を判断し、漏洩信号
を受信した場合には、該漏洩信号と基準漏洩信号記憶手
段１５に記憶した漏洩信号パターンとを比較して、漏洩
箇所及び漏洩量を推定するとともに、漏洩発生信号を発
信する漏洩判断手段１６と、漏洩信号発振器８からの漏
洩信号等を記憶する記憶手段１７と、漏洩判断のタイミ
ングを発生する第１タイマ１８、第２タイマ１９等を有
する。

【０００８】上記した漏洩検出センサ６は、例えば超音
波マイクロホンからなり、ガス流路３からの漏洩音を検
出して電気的信号に変換する。この漏洩音検出センサ６
をガス流路に配設するには、図３に示すように、配管継
手に超音波マイクロホンを内蔵するとよい。この超音波
マイクロホン内蔵継手を利用すると、既存の設備に簡単
に漏洩音検出センサを取り付けることができる。また、
超音波マイクロホンを圧力調整器５に内蔵したり、ガス
容器２と圧力調整器５を結ぶ高圧ホースに内蔵したり、
あるいは配管表面に設置してもよい。

【０００９】また、流量信号発振器１０は、ガスメータ
７が１回転する毎に、その機械的な動きを電気的信号に
変えるものである。この流量信号発振器１０を膜式ガス
メータに設けた場合について説明すると、流量信号発振
器１０は、ガスの流れによって駆動する膜と、この膜の
動きに連動して回転運動する磁石と、この磁石の動きを
検出してオンオフを繰り返すリードスイッチとからな
る。そして、ガスの流れに応じて磁石が回転運動する
と、磁石がリードスイッチに近付いたり、遠ざかったり
して、リードスイッチがオンオフし、膜が１往復する
毎、すなわち磁石が１回転する毎に、１パルスの流量信
号を発信する。

【００１０】圧力調整器５は、ガス流路３に流入するガ
ス圧を一定に調整するための装置である。例えば、ＬＰ
ガスの場合には、ボンべ内圧力は、０．７〜１５．６ｋ
ｇ／ｃｍ2 に制限されており、燃焼器具を正常に燃焼さ
せるためには、ガス圧力を２００〜３３０ｍｍＨ2 Ｏに
減圧調整して供給する必要がある。そこで、ガスボンベ
出口に圧力調整器４を取付けて、ガス流路３に流入する
ガス圧力の調整を行う。

【００１１】図４に圧力調整器５の一例を示す。この圧
力調整器５は、単段式圧力調整器であり、本体２０の内
部をダイアフラム２１により上下に二分して、上部を空
気室２２、下部を減圧室２３としてある。そして、減圧
室２３のガス流入口２４側にノズル２５を設け、ノズル
２５の噴射口２６に閉鎖弁２７を有する弁棒２８を臨ま
せ、弁棒２８をレバー２９を介してダイアフラム２１に
取り付けた作用子３０に連結する。また、ダイアフラム
２１は、空気室２２内に設けたスプリング３１により減
圧室２３側に押し下げられている。

【００１２】したがって、ガス流入口２４から高圧ガス
が流入すると、ガスはノズル２５を通って減圧室２３内
に入る。ここでガスの流入が続くと、減圧室２３内の圧
力が上昇し、ダイアフラム２１はスプリング３１の付勢
に抗して、空気室２２側に押し下げられる。このため、
ダイアフラム２１に取り付けた作用子３０も上昇し、作
用子３０に連結したレバー２９が支点３２を軸として回
動し、弁棒２８がガス流入口２４側に移動して、閉鎖弁
２７によりノズル２５からのガスの噴射量を絞ったり、
圧力が高い場合には噴射口２６を閉鎖する。一方、減圧
室２３内のガスがガス流出口３３より流出すると、減圧
室２３の圧力が下降し、ダイアフラム２１がスプリング
３１の付勢により減圧室２３側に下降する。このため、
作用子３０に連結したレバー２９が支点３２を軸として
回動し、弁棒２８がガス流出口３３側に移動して、閉鎖
弁２７がノズル２５の噴射口２６から離れ、高圧ガスの
流入量が再び増加する。このようにして、減圧室２３内
の圧力の上下に伴いダイアフラム２１が上下し、ノズル
２５からのガス流入量を調整して、ガス流路３に流れ込
むガス圧をほぼ一定に保つ。

【００１３】ガス配管やガスボンベに微細な孔が生じて
ガスが漏洩したり、接続部分のねじ部からガスが漏洩し
ている場合には、超音波が発生する。この超音波は、漏
洩箇所、漏洩孔の径、漏洩量により音圧、周波数等が異
なるため波形が異なる。例えば、圧力調整器５の上流側
のガス管やガスボンベからガスが漏洩している場合に
は、超音波は直接漏洩音検出センサ６に達して、連続音
となる。一方、圧力調整器５の下流側のガス管等からガ
スが漏洩している場合には、超音波は断続音となる。こ
れは上記した圧力調整器５の構造によるもので、ガス配
管内の圧力が一定値以上のときには閉鎖弁２７が噴射口
２６を塞いでいるので超音波は漏洩音検出センサ６に達
せず、漏洩によりガス配管内の圧力が低下すると閉鎖弁
２７が噴射口２６から離れ、漏洩にともなう超音波と噴
射口２６からガスが噴出する際に発生する超音波とが漏
洩音検出センサ６に達するようになる。そして、高圧ガ
スが流入し再びガス配管内の圧力が一定値以上になる
と、閉鎖弁２７が噴射口２６を塞ぐので超音波が漏洩音
検出センサ６に達しなくなる。したがって、圧力調整器
５の下流側のガス配管等からガスが漏洩している場合に
は、漏洩に伴う超音波と噴射口２６から発生する超音波
との合成超音波は断続音となるのである。また、ガス配
管の接続部分のねじ部からの漏洩による超音波も、孔か
らの漏洩時とは異なる波形を示す。

【００１４】ガスの漏洩が発生していない通常のガスの
使用においても、圧力調整器５等から超音波が発生する
が、この超音波も漏洩に基づいて発生する超音波とは波
形が異なるため、正常な使用であるか漏洩が発生してい
るかを区別することができる。これは、口火を使用して
いる場合も同様であるため、器具の正常な使用や器具の
口火使用時の超音波波形を記憶し、漏洩時の波形と比較
することによって正常な使用と漏洩の発生とを区別する
ことができる。

【００１５】したがって、実験により、正常な器具使用
による波形、ガス配管やガスボンベに生じた孔の径と、
発生する超音波の波形との関係や、ガス配管の接続部分
のねじ部から発生する超音波の波形等を予め求めてお
き、実際にガス配管にガスの漏洩が発生した場合に発生
する超音波の波形と比較することにより、正常使用の判
断、漏洩箇所の形状や漏洩量が推定できる。予め実験で
求めた正常使用の判断や漏洩量に基づく漏洩信号のパタ
ーンは、マイクロコンピュータ９の基準漏洩信号記憶手
段１５に記憶される。又、漏洩がない正常な器具使用の
波形については、個々の設備に対応するため自動的に記
憶手段１７に記憶することもできる。

【００１６】漏洩の判断手段を図５のフローチャートに
基づき説明する。漏洩判断手段１６では、流量信号判断
手段１４における流量信号の有無の判断を監視する。そ
して、流量信号判断手段１４で流量信号が「無」と判断
された状態が第１タイマ１８により予め定めた一定時
間、例えば３０分間継続した場合に、第２タイマ１９に
より予め定めた一定時間、例えば２分間、漏洩音検出セ
ンサ６をオンとする。ここで、漏洩音検出センサ６が漏
洩音を検出し、漏洩信号発信器８からの漏洩信号が入力
された場合には、該漏洩信号と基準漏洩信号記憶手段１
５に記憶した漏洩信号のパターンとを比較して、漏洩箇
所および漏洩量を推定するとともに、漏洩発生信号を発
信する。これに応じて、表示部１１では、ガスの漏洩が
発生したことを表示して、使用者等に警告する。

【００１７】尚、流量信号判断手段１４で流量信号が
「無」と判断してから漏洩音検出センサ６をオンとする
時間は、上記した時間に限られず適宜変更して実施する
ことができ、また漏洩音検出センサ６を常にオンとして
もよい。また、漏洩音検出センサ６が漏洩音を検出した
ら直ちに漏洩発生信号を発信するのではなく、測定誤差
を解消するため、一定期間、例えば７日間程度監視を続
けて、計測結果を記憶手段１７に記憶するとともに、連
続して７日間にわたり漏洩音を検出した場合に漏洩発生
信号を発信するようにしてもよい。この場合、推定した
漏洩量が予め定めた一定値以上である場合には、７日間
を待たず、より早期に漏洩発生信号を発信するように構
成してもよい。また、流量信号が「有」の場合でも、正
常な使用や口火による超音波波形を信号パターンとして
記憶し、検出した信号パターンと比較することによっ
て、正常な使用か漏洩が発生しているのかを判断させる
ことも可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ガス容
器と圧力調整器との間のガス流路に漏洩音検出センサを
設け、演算手段の漏洩判断手段において、流量信号判断
手段で流量信号が「無」と判断されたときに漏洩音検出
センサが漏洩音を検出すると、該漏洩音と基準漏洩音記
憶手段に記憶した基準漏洩音とを比較して漏洩箇所や漏
洩量を推定するとともに、漏洩発生信号を発信する。し
たがって、流量センサの下流側のみならず、流量センサ
の上流側、例えば埋設管内でのガス漏洩を確実に発見で
きる。特に、従来発見が困難であったガス容器からのガ
ス漏洩も確実に発見できる。また、ガス圧力等を測定す
る必要がないので、ガスの漏洩判断が容易に行えるとと
もに、ガス漏洩の早期発見が可能であり、重大な事故の
発生を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示す概略ブロック図である。

【図２】演算手段であるマイクロコンピュータの構成を
示す概略ブロック図である。

【図３】漏洩音検出センサの取付位置の一例を示す慨略
図である。

【図４】圧力調整器の内部構造を示す側面図である。

【図５】漏洩判断の手順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ ガス漏洩検知装置 ２ ガス容器 ３ ガス流路 ５ 圧力調整器 ６ 漏洩音検出センサ ７ ガスメータ ８ 漏洩信号発信器 ９ マイクロコンピュータ １０ 流量信号発信器 １４ 流量信号判断手段 １５ 基準漏洩信号記憶手段 １６ 漏洩判断手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流路に流れるガスの流量を検出する
   流量センサと、 流量センサが検出したガスの流れを流量信号として発信
   する流量信号発信器と、 流量センサとガス容器との間に設けた、ガス流路に流れ
   るガスの圧力を調整する圧力調整器と、 圧力調整器とガス容器との間に設けた、ガス流路からの
   ガスの漏洩音を検出する漏洩音検出センサと、 漏洩音検出センサが検出した漏洩音を漏洩信号として発
   信する漏洩信号発信器と、 流量信号発信器と漏洩信号発信器とに電気的に接続した
   演算手段とからなり、 上記演算手段は、流量信号発信器からの流量信号の有無
   を判断する流量信号判断手段と、 予め実験で求めた漏洩量に基づく漏洩信号のパターンを
   記憶する基準漏洩信号記憶手段と、 流量信号判断手段により流量信号が「無」と判断された
   ときに、漏洩信号発信器からの漏洩信号の有無を判断
   し、漏洩信号を受信した場合には、該漏洩信号と基準漏
   洩信号記憶手段に記憶した漏洩信号のパターンとを比較
   して漏洩量を推定するとともに、漏洩箇所を特定して、
   漏洩発生信号を発信する漏洩判断手段と、 からなることを特徴とするガス漏洩検知装置。