JP2637219B2 - ガス調圧計量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LPガスボンベに収容された液化プロパンガ
スなどの高圧ガスを所定の圧力のガスに変換すると共
に、該調圧されたガスが供給される末端のガス燃焼器に
おいて消費されるガス量を計量するガス調圧計量装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

家庭用のLPガス供給設備として、LPガスボンベに高圧
で収容された液化プロパンを所定の圧力のプロパンガス
に変換する圧力調整器と、該圧力調整器により調圧され
たプロパンガスが供給される末端のガス燃焼器において
消費されるガス量を計量するガスメータとが設けられ、
これによってガス調圧計量装置が構成されている。

また、上述のLPガス供給設備では従来一般に、LPガス
ボンベと圧力調整器とを直接接続し、圧力調整器の出口
端を配管を介してガスメータの入力部に接続し、かつガ
スメータの出口端に配管などを介して端末のガス燃焼器
を接続した構成となっている。ところで、上記圧力調整
器は、ガスボンベ内の高圧ガスを減圧してガス燃焼器に
送る際の圧力所謂供給圧力と、ガス燃焼器を使用しない
状態で閉塞しているときの圧力所謂閉塞圧力とがそれぞ
れ所定値にあることが、安全上求められているが、長期
間田に渡って使用している間に所定値からずれてしまう
ことがある。

そこで、従来圧力調整器について上述のような圧力が
正常であるかどうかの点検が、プロパンガス供給作業者
によって例えば二年に一回の割で実施され、保安特性を
満足しないものについては新品と交換する等の処置を講
じている（例えば、液化石油ガス設備士ハンドブック、
P373乃至279、高圧ガス保安協会編集）。

また、従来の設備では、圧力調整器とガスメータとの
間及びガスメータとガス燃焼器間に配管がそれぞれ必要
で配管の接続箇所が多いため、長期の使用によって接続
箇所などからガス漏れが生じるようになる恐れがある。

そこで、従来ガスメータにおいてガス流を監視するこ
とによりガスメータ下流側で生じるガス漏れやガス漏れ
を検出するようにしたものがある（例えば、特開昭57−
140981号公報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の圧力調整器については、保安
特性の点検間隔が比較的長く、安全を確保する上で従来
の点検頻度では充分とは言えず、点検頻度を上げるなど
して事故を未然に防ぐことが求められている。

また、従来の設備では、ガスメータ下流側で生じるガ
ス漏れなどを多頻度でチェックできるようになっている
が、圧力調整器とガスメータとの間におけるガス漏れは
全くチェックが行われないか、或いは行われても圧力点
検同様に点検間隔が極めて長く、充分なものといえるも
のではなく、保安上大きな問題になっている。

よって本発明は、上記した点に鑑み、ガスメータを通
じて流れるガス流を多頻度で監視してガスメータの下流
側のガス漏れを検出できるようにしたものにおいて、ガ
スメータの上流の圧力調整器からガス燃焼器までのガス
漏れの有無を多頻度で監視したと同等の作用を得ること
ができると共に、圧力調整器のガス供給圧及び閉塞圧を
多頻度で監視することによって圧力調整器の異常も現場
に出向くことなく検出できるようにしたガス調圧計量装
置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため本発明により成されたガス調
圧計量装置は、第１図の基本構成図に示すように、高圧
ガス所定の圧力のガスに調圧する圧力調整部を有する圧
力調整器２と、該圧力調整器２により調圧されたガスが
供給される末端のガス燃焼器Ｎにおいて消費されるガス
量を計量するガスメータ３と、前記ガスメータ３に設け
られた所定のガス量の計量毎に流量パルスを発生する流
量パルス発生手段17と、該流量パルス発生手段17が発生
する流量パルスに基づいて所定値以上のガス流を検出す
るガス流検出手段40aと、該ガス流検出手段10aによるガ
ス流の検出が所定期間継続して行われたことによりガス
漏れを検出するガス漏れ検出手段40bとを備えるものに
おいて、前記圧力調整器２に設けられ前記圧力調整部の
圧力がガス供給圧力の下限値になったことを検知して検
出信号を発生する下限圧力検知手段28と、前記圧力調整
器２に設けられ前記圧力調整部の圧力がガス供給圧力の
上限値になったことを検知して検出信号を発生する上限
圧力検知手段29と、前記ガス流検出手段40aによりガス
流が検出されているとき前記下限圧力検知手段28と前記
上限圧力検知手段29とが発生する検出信号を監視し、所
定時間内に所定数の検出信号が発生したことにより供給
圧力の異常を検出する供給圧力異常検出手段40cと、前
記ガス流検出手段40aによりガス流が検出されなくなっ
た後所定時間内に前記上限圧力検知手段29が検出信号を
発生していることにより閉塞圧力の異常を検出する閉塞
圧力異常検出手段40dとを備え、前記圧力調整器２の出
口を前記ガスメータ３の入口に接続して前記圧力調整器
２とガスメータ３とを一体に構成したことを特徴として
いる。

〔作用〕

この構成によれば、圧力調整器２の出口をガスメータ
３の入口に接続して圧力調整器２とガスメータ３とが一
体にされ、圧力調整器２とガスメータ３との間でのガス
漏れが発生しないようにされているので、ガス漏れ検出
手段40bによるガス漏れ検出の有無によって、圧力調整
器２の下流側全体のガス漏れの有無を間接的に判断する
ことができる。

また、ガス流検出手段40aによりガス流を検出してい
るときガス使用時と判断し、圧力調整器２にそれぞれ設
けられた下限圧力検知手段28及び上限圧力検知手段29が
発生する検出信号を監視して供給圧力異常検出手段40c
が供給圧力の異常を検出し、ガス流検出手段40aにより
ガス流を検出しなくなったときガス非使用時と判断し、
上限圧力検知手段29が検出信号を発生するか否かにより
閉塞圧力異常検出手段40dが閉塞圧力の異常を検出でき
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明によるガス調圧計量装置の一実施例を
示す正面図であり、ガス調圧計量装置１は、上方に圧力
調整器２が下方にガスメータ３がそれぞれ位置されて一
体化された構成となっている。

圧力調整器２には、一方に主ガスボンベが、他方に補
助ガスボンベがそれぞれ接続される一対の高圧ホース2a
が設けられると共に、該一方の高圧ホースに接続された
主ガスボンベが空になったとき補助ガスボンベに自動的
に切り替えるための自動切替機構が組み込まれている。
なお、主ガスボンベを新しいものと取り替えたとき、補
助ガスボンベから主ガスボンベに切り替える際に使用す
る手動切替ハンドル2bが圧力調整器２の上面に設けられ
ている。

ガスメータ３は、図には見えないがその入口に圧力調
整器２の出口が接続されており、ガス燃焼器によるガス
消費などによって流れるガス流量を計測し、その積算値
を圧力調整器２の前面に設けられているカウンタ部3aに
表示すると共に、ガス流に応じて流量パルスなどの流量
信号を発生し、該信号に基づいてガスメータ３の下流側
でのガス漏れや、ガス管、ガスホースなどからのガス噴
出による異常ガス流を検出するように構成されている。

なお、上記カウンタ部3aの上方には、液晶表示器など
から構成された表示部3bが設けられており、この表示部
3bには異常表示のほか各種の表示が行われる。また、ガ
スメータ３の下方位置には、ガスメータ３の出口3cが設
けられ、その先端にはガス燃焼器までの配管を接続する
ためのユニオン継手3dが設けられている。

なお、図中４はドレーンポット、５はメータコックで
ある。

上記ガスメータ３としては、ダイヤフラム式やタービ
ン式のものが使用される。ダイヤフラム式のガスメータ
では、所定流量に応じたダイヤフラムの往復動に応じて
カウンタ部3aを機械的に駆動すると共に、流量パルスを
発生する。タービン式のガスメータでは、流量に応じた
タービンの回転を電気信号に変換し、これは基づいてカ
ウンタ部3aを駆動したり、異常を検出したりする。

上記調圧計量装置１のガス口から出口までの流路は、
第３図に簡略化して示すように、補給器11と、遮断弁12
と、圧力調整部13と、ドレーンフィルタ14と、計量室15
とからなる。

補給器11は主ガスボンベ６と補助ガスボンベ７との間
でボンベを切り替える自動切替機構を有すると共に、ボ
ンベからの高圧ガスを中圧ガスに変換し、遮断弁12を介
して下流に供給する。遮断弁12は異常時などに電気的に
閉状態に駆動され、ガス流路を遮断する。

圧力調整部13は補給器11からの中圧ガスを末端のガス
燃焼器に適する所定範囲の低圧ガスに圧力調整するため
のもので、この圧力調整部13には各種の圧力を検知する
圧力検知手段16が設けられている。ドレーンフィルタ14
は上流からの塵、シールテープ片、ドレーンなどの除去
を行うためのもので、ドレーンフィルタ14により除去で
きなかった微細粒子や液状のものは、付設のドレーンポ
ット４内に溜められるようになっている。

計量室15はダイヤフラム式の場合、所定流量に応じて
往復動してカウンタ部3aを駆動するように構成され、こ
のダイヤフラムの往復動に応じて流量パルス発生手段と
しての付設の流量センサ17が流量パルスを発生する。

上記補給器11、遮断弁12、圧力調整部13及び圧力検知
手段16は圧力調整器２を構成し、上記計量室15及び流量
センサ17はガスメータ３を構成している。

第４図及び第５図は圧力調整器２の要部断面を示し、
同図において、ボンベ切替機構21を有する補給器11を経
由してガス流路22に流入したガスは、圧力調整部13に導
かれる。ここで、圧力調整部13の圧力は、この圧力を受
けるダイヤフラム23の変位によりレバー24を介して弁体
25を駆動させ、ガス流入口（弁座）26を開閉することに
よって調整される。より具体的には、圧力調整部13の圧
力が上昇するとガス流入口26を閉じる方向に、下降する
と流入口26を開く方向に弁体25がそれぞれ駆動されてガ
ス流入口26の開度が調整される。この結果、ガスが使用
されているとき、ガス供給圧力が下限である230mmH₂O
と、上限の420mmH₂Oとの範囲内の一定値に保たれるよう
に圧縮ばね27の強さが設定されている。この下限圧力及
び上限圧力を検知する下限供給圧力検知用及び上限供給
圧力検知用の圧力スイッチ28及び29が第６図に示すよう
に圧力調整部13の両側に対称に設けられている。上記下
限供給圧力検知用及び上限供給圧力検知用の圧力スイッ
チ28及び29は、下限圧力検知手段及び上限圧力検知手段
としてそれぞれ働いている。

上限供給圧力検知用圧力スイッチ29は、閉塞圧力（上
限420mmH₂O）の検知も兼ねており、例えば、弁体25が閉
じているにも拘ず弁体26との間に塵などが付着して圧力
調整部13の圧力が上昇し、基準値を越えた場合などに作
動する。

図中30は安全弁作動圧力用のリードスイッチであり、
ダイヤフラム23の上面に固定されたマグネット31に対向
して設けている。該リードスイッチ30は、圧力調整部13
の圧力が異常に上昇し、ダイヤフラム23が上方に変位し
て安全弁32が開く時点で作動するように設定されてい
る。なお、ガス流路22の入口には遮断弁12が設けられて
いる。

第７図はガス調圧計量装置１の電気的な構成を示すブ
ロック図であり、圧力スイッチ28及び29並びに30は信号
線を介して後述する制御回路（CPU）40に接続されてい
る。CPU40は電源用のリチウム電池41で動作され、表示
部3bに、供給圧力、閉塞圧力の異常表示や安全弁作動表
示をそれぞれ行う。

CPU40にはまた、ガスメータ３内のガス流量の有無を
検知する流量センサ17、ガス漏れ検知センサ42が接続さ
れている。CPU40はガス漏れセンサ42からの信号を受け
た場合に遮断弁12に遮断信号を送るなどの処置をとる
が、各圧力スイッチ28及び29からの信号については次の
ような処理を行う。

すなわちガスが流れていることを流量センサ17からの
信号により検出すると、CPU40は、下限圧力検知スイッ
チ28及び上限圧力検知スイッチ29の信号をチェックし、
異常であると判断すると表示部3bに異常表示を行った
り、センター通報用の電話回線43に信号を送る。閉塞圧
力のチェックは、流量センサ17の信号に基づいて流量無
と判断したとき、上限圧力検知スイッチ29からの信号に
基づいて行う。

上述したCPU40の動作を第８図及び第９図のフローチ
ャートを参照して以下説明する。

CPU40は電源の投入によりスタートし、その最初のス
テップS1において流量センサ17からの流量パルスを取り
込み、この取り込んだ流量パルスにより一定時間当たり
の流量を求める。その後ステップS2に進み、ここでステ
ップS1で求めた流量が所定値以上であるか否かを判定す
る。この所定値は例えば21l/Hすなわち一時間当たり21l
のガス流であり、この値以上のときガスが使用状態にあ
ることを判断し、以下のとき非使用状態を判断する。こ
のステップS2の実行によってCPU40は、流量センサ17か
らの流量パルスに基づいて所定値以上のガス流を検出す
るガス流検出手段40aとして働く。

このステップS2の判定がYESすなわちガス使用状態の
ときには、ステップS3に進み、ここでこの状態が所定時
間例えば一ヵ月継続しているか否かを判定する。判定が
YESのときはステップS4に進み、ここでガス漏れが発生
していると判断して表示部3bのガス漏れ警報表示を行う
と共に遮断弁12を駆動して遮断させる他、通報を行う。

ステップS3の判定がONのときはステップS5に進み、こ
こでステップS2で求めた流量が異常値か否かを判定す
る。この異常値は配管などからのガス噴出などにより生
じる異常ガス流に相当するものである。ステップS5の判
定がYESのときはステップS6に進み、ここで表示部3bに
異常表示を行うと共に遮断弁12を閉状態に駆動する。上
記ステップS3及びS5の実行によってCPU40は、流量セン
サ17からの流量パルスに基づいて検出した所定値以上の
ガス流が所定期間継続してあることによりガス漏れを検
出するガス漏れ検出手段40bとして働く。

ステップS5の判定がNOすなわち異常流量が無いときに
はステップS7に進み、ここで供給圧力のチェックを圧力
調整器２の下限圧力検知圧力スイッチ28及び上限圧力検
知圧力スイッチ29からの信号により行う。このステップ
S7の実行によりCPU40は、所定値以上のガス流があると
き所定時間内に圧力スイッチ28及び29が発生する検出信
号により供給圧力の異常を検出する供給圧力異常検出手
段40cとして働く。ステップS7のチェックの終了後ステ
ップS8に進み、ここでフラグをオンする。このフラグは
後述するステップで使用する。ステップS8においてフラ
グをオンした後はステップS1に戻り、上述の動作を繰り
返す。

上記ステップS2の判定がNOすなわち流量が所定値以下
でガスが非使用状態にあるときステップS9に進み、ここ
でフラグがオンしているか否かを判定する。フラグがオ
ンしていて判定がYESのときはステップS10に進み、ここ
で閉塞圧力のチェックを上記上限圧力検知圧力スイッチ
29からの信号に基づいて行う。ステップS10の実行後は
ステップS11に進み、ここでフラグをオフしてからステ
ップS1に戻る。上記ステップS10の実行によりCPU40は、
所定値以上のガス流がなくなったときガス非作用になっ
たと判断し、その後所定時間内に圧力スイッチ29の検出
信号により閉塞圧力の異常を検出する閉塞圧力異常検出
手段40dとして働く。

このフラグのオフにより閉塞圧力のチェックが終了し
たことを示し、その後のステップS9の判定はNOになり、
以後ステップS10の閉塞圧力のチェックを行わないよう
にしている。これは、ガス使用を終えた直後にのみ閉塞
圧力のチェックが意味があり、所定時間経過したときは
閉塞圧力をチェックしても意味がないからである。

上記供給圧力のチェックを行うステップS7は詳細に
は、第９図のフローチャートに示すようにして行う。

先ずステップS71で30秒タイマを起動する。この時間
設定は、第10図に示す圧力変動異常パターンのように、
ガス供給状態にある時は圧力変動周期が４〜15回／分で
あることにより、30秒間の確認をすれば充分異常を検出
可能であるという判断に基づく。すなわち、圧力調整部
13の弁体25の開閉動作がスムーズに行われなくなって供
給圧力調整機能が正常に働かなくなると、供給圧力が上
限と下限を越えて上下しないと弁体25が作動されないよ
うになる。このように供給圧力が上下期間の範囲内に保
たれることなく、第10図で下限230mmH₂O並びに上限420m
mH₂Oを４〜15回／分（２〜７回／分）のサイクルでオー
バーする場合は、異常と判断してステップS75に進む。
この条件に入らないときは、異常なしと判断して上記ス
テップS8に進む。上記ステップS75においては、異常表
示及び通報などの報告を行うと共に遮断弁12を閉じる。

上記閉塞圧力のチェックは具体的には以下のようにし
て行う。一般に、ガス使用状態からガス非使用状態にな
ると、圧力調整部13内の圧力が上昇して弁体25が駆動さ
れて流入口26が閉じる。弁体25が閉じたとき、圧力調整
器13が正常なときでも、オーバシュートにより420mmH₂O
を越えて圧力スイッチ29がオンするようになる。しか
し、このオーバシュートにより420mmH₂Oを越えて上昇し
た圧力調整部13内の圧力は短時間の内に420mmH₂O以下に
低下して圧力スイッチ29がオフするようになる。これに
対し、圧力調整器13に弁体25と弁座26との間に塵などが
付着するなどの異常があるときには、圧力調整器13の弁
体25が完全に閉じないため、420mmH₂O以上になったまま
になる。

よって、上述のような正常時と異常時の状態の違いに
鑑み、ガス非使用状態になってから５秒タイマ経過後の
圧力スイッチ29の状態を監視することにより行い、継続
して圧力スイッチ29がオンしていれば、異常と判断し、
異常表示や通報などを行うと共に遮断弁12を閉じる。

なお、雰囲気温度が０〜＋40℃の環境下においては、
閉塞圧力の基準値を420から350mmH₂Oに下げて、温度上
昇による危険度を低くするとよい。

また、上述の実施例では特に言及しなかったが、圧力
スイッチとしては種々のものが考えられ、所定圧力でダ
イヤフラムを変位させ、ダイヤフラムに取付けたマグネ
ットでリードスイッチをオンさせる機械的なものの他、
半導体式の圧力スイッチなどが適用できる。

更に、上記表示部3bには、補助ガスボンベの残量を表
示させるようにしてもよい。

更にまた、上記遮断弁12は圧力調整部13の入口にでは
なく、圧力調整器２とガスメータ３の間すなわち計量室
15の入口に設けるようにしてもよい。

〔効 果〕

以上説明したように本発明によれば、圧力調整器及び
ガスメータの一体化により、現場に出向いて人手で検査
することなく多頻度で、圧力調整器の下流側全体のガス
漏れの有無を間接的に判断することができる。

また、供給圧力、閉塞圧力の監視により圧力調整器の
調整機能の正常、異常を監視することができ、また従来
人手によっていた圧力調整器の点検が不要になるから、
ガス供給業者の負担の軽減並びに経費の節約がなされる
と共に、事故を未然に防止できると共に、十分な安全を
確保することができる。

更に、圧力調整器及びガスメータの一体化により、ガ
ス漏れ監視と圧力調整器の異常検出のためにガス流検出
手段を兼用できるようになると共に信号伝送のための信
号線が不要になり、配管部品の削減や配管作業の簡略化
とあいまって、大幅なコスト低減も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガス調圧計量装置の基本構成を示
すブロック図、 第２図は本発明による装置の一実施例を示す正面図、 第３図は第２図の装置のガス流路を簡略化して示すブロ
ック図、 第４図乃至第６図は第２図の装置の一部分の詳細を示す
部分断面図、 第７図は第２図の装置の電気構成を示すブロック図、 第８図及び第９図は第７図中のCPUが行う仕事を示すフ
ローチャート図、 第10図は圧力異常パターンの一例を示す説明図である。 ２……圧力調整器、３……ガスメータ、17……流量パル
ス発生手段（流量センサ）、28……下限圧力検知手段
（下限供給圧力検知用圧力センサ）、29……上限圧力検
知手段（下限供給圧力検知用圧力センサ）、40……CP
U、40a……ガス流検出手段、40b……ガス漏れ検出手
段、40……供給圧力異常検出異常手段、40d……閉塞圧
力異常検出手段、Ｎ……ガス燃焼器。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−36802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−140981（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−144261（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−122522（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】高圧ガスを所定の圧力のガスに調圧する圧
   力調整部を有する圧力調整器と、該圧力調整器により調
   圧されたガスが供給される末端のガス燃焼器において消
   費されるガス量を計量するガスメータと、該ガスメータ
   に設けられた所定のガス量の計量毎に流量パルスを発生
   する流量パルス発生手段と、該流量パルス発生手段が発
   生する流量パルスに基づいて所定値以上のガス流を検出
   するガス流検出手段と、該ガス流検出手段によるガス流
   の検出が所定期間継続して行われたことによりガス漏れ
   を検出するガス漏れ検出手段とを備えるガス調圧計量装
   置において、 前記圧力調整器に設けられ前記圧力調整部の圧力がガス
   供給圧力の下限値になったことを検知して検出信号を発
   生する下限圧力検知手段と、 前記圧力調整器に設けられ前記圧力調整部の圧力がガス
   供給圧力の上限値になったことを検知して検出信号を発
   生する上限圧力検知手段と、 前記ガス流検出手段によりガス流が検出されているとき
   前記下限圧力検知手段と前記上限圧力検知手段とが発生
   する検出信号を監視し、所定時間内に所定数の検出信号
   が発生したことにより供給圧力の異常を検出する供給圧
   力異常検出手段と、 前記ガス流検出手段によりガス流が検出されなくなって
   から所定時間後も前記上限圧力検知手段が検出信号を発
   生していることにより閉塞圧力の異常を検出する閉塞圧
   力異常検出手段とを備え、 前記圧力調整器の出口を前記ガスメータの入口に接続し
   て前記圧力調整器とガスメータとを一体に構成した ことを特徴とするガス調圧計量装置。