JP2713018B2 - ガス切替装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス切替装置に係り、特
に、ガス流量が小さくなったときメイン供給路を閉じて
サブ供給路のみを通じてガスを供給できるようにしたガ
ス切替装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の装置として、ＬＰＧ供給設
備における埋設管を含むガス供給管の微少ガス漏洩をガ
スの供給を強制的にストップすることなく検知するた
め、例えば特開平３−４１３００号公報において提案さ
れたガス漏洩検知装置に適用した図１２に示すものがあ
る。

【０００３】図１２はガス漏洩検知装置を組み込んだ例
えばマンションなどの集合住宅にガスを供給するガス供
給設備を示し、同図において、プロパンガスボンベなど
のガス供給源１とマンション２のガス取入口３とはメイ
ン供給路としてのガス供給管４により接続されており、
ガス供給管４には圧力調整器５及び６並びにガスメータ
７が設けられている。また、ガス取入口３には例えば各
階別にバルブ８，９が設けられており、マンション２内
の各住宅にはそれぞれバルブ１０及びガスメータ１１を
介して配管１２によりガス消費設備１３にガスが供給さ
れる。

【０００４】ガス供給源であるプロパンガスボンベ１側
の元調整器５とマンション２全体に供給するガス量を積
算する親ガスメータ７との間のガス供給管４ｂには親調
整器６が設けられており、更にガス供給管４ｂには親調
整器６の入口側と出口側とを接続するサブ供給路として
のバイパスガス流路１４が設けられている。このガス流
路１４には入口側から順次子調整器１５及び微少漏洩検
知手段としてのマイコンガスメータ（以下Ｍメータとい
う）１６が設けられている。

【０００５】そして子調整器１５の調整圧力は親調整器
６の調整圧力より高く設定する。例えば親調整器６の調
整圧力が２８０mmＨ₂ Ｏに設定されているときは、子調
整器１５の調整圧力は約３００mmＨ₂ Ｏに設定するよう
にする。また、Ｍメータ１６としては、微少流量、例え
ば３リットル／時間程度の流量を正確に積算でき、また
微少漏洩検知機能により監視し、３０日間連続して３リ
ットル／時間以上の流量があるときには漏洩が生じてい
ると判断してその旨をランプの点灯により表示するもの
を用いる。

【０００６】以上の構成において、夜間や深夜のガス消
費がほとんどなくなるときにはガス供給管４ｂの圧力が
高くなって親調整器６が閉となって子調整器１５及びＭ
メータ１６にのみガスが流れるようになり、ガス供給路
４ｂを通じて流れる微少なガス流量を監視することがで
きるようにする。親調整器６と子調整器１５は、ガス流
量が小さくなったときメイン供給路を閉じてサブ供給路
のみを通じてガスを供給できるようにしたガス切替装置
を構成している。このときガス消費が全くなくしかもガ
スの微少漏洩も生じていなければ、親ガスメータ７及び
Ｍメータ１６共にガス流量を検出することがなくなる。

【０００７】そして、この様なことは例えば３０日の比
較的長い所定期間の間には少なくとも１回は生じること
を前提にし、もしこの所定期間の間に親ガスメータ７及
びＭメータ１６共にガス流量を検出することがなくなら
ないときには、微少ガス漏洩が生じていると判断できる
ようになる。

【０００８】このようにガス供給管の一部にバイパス流
路を設け、調整圧力の異なる調整器により低流量時にガ
スをバイパス流路に流し、このバイパス流路に設けた微
少流量を検出できるＭメータによって流量を監視して微
少ガス漏洩を検知するようにしているので、ガス供給管
のガス漏洩検知をガス供給を強制的に停止することな
く、容易にかつ確実に行うことができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のガス切
替装置では、ガス供給路の圧力を高圧から低圧あるいは
中圧から低圧に減圧する親調整器６と子調整器１５との
間に差圧を設けることでガス供給の優先方向を決定する
切替機能を持たせていて、減圧手段と切替手段とを組み
合わせた構成となっている。

【００１０】このため、都市ガスや簡易ガス設備等のよ
うにガスが既に低圧圧力の状態で供給される場所に、上
述のような調整器の差圧を利用した従来の装置を適用し
ようとした場合には、装置通過時の圧力損失が大きくな
り過ぎると共に、装置が大型になり過ぎるなどの問題が
あり、その切替機能を活かすことができない。

【００１１】よって本発明は、上述した従来の問題点に
鑑み、ガス流量が小さくなったときメイン供給路を閉じ
てサブ供給路のみを通じてガスを供給できるようにする
ために、大きな圧力損失を生じることなく、しかもコン
パクトで小型化に適した構成を採りうるガス切替装置を
提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するため本発明により成されたガス切替装置は、ガス流
量が小さくなったときメイン供給路を閉じてサブ供給路
のみを通じてガスを供給できるようにしたガス切替装置
において、前記メイン供給路を形成するガス流路と、弁
孔と該弁孔に上流側から対向された弁体とからなり、前
記ガス流路を開閉するため前記ガス流路に設けられた切
替弁と、該切替弁の下流側に設けられた絞り部と、調圧
室と外気圧室とを気密に区画刷るように設けられ前記調
圧室に向かって付勢されると共に前記切替弁の弁体に連
結されたダイヤフラムと、該ダイヤフラムに前記絞り部
の圧力を作用させるため前記調圧室と前記絞り部とを連
通する連通手段とを備え、前記切替弁の上流側に前記サ
ブ供給路を接続するようにしたことを特徴としている。

【００１３】

【作用】上記構成により、絞り部を設けることによって
流量の２乗に比例して変化する差圧が得られ、流量が小
さくなると差圧が著しく小さくなるのに対し、流量が大
きくなると差圧が急激に増大して連通手段を通じて連通
された調圧室内の圧力が急激に減少される。大量にガス
が流れているときには、ガス流速が早くなって絞り部の
圧力が調圧室内を減圧する方向に作用し、これによって
ダイヤフラムが付勢方向に動くようになって切替弁の弁
開度が急激に広げられる。よって、切替弁が一度弁開し
たときにはここでは殆ど圧力損失が生じることがない。

【００１４】また、一度閉じた切替弁は、弁体に対して
上流側から背圧が加わるため、圧力損失を小さくするた
め弁孔を大きくしても、弁体に付与する力を大きくする
ことなく、弁閉状態を確実に保持することができる。

【００１５】よって、ガス流量が小さくなり或る流量に
なると、その流量を境界にしてそれまで十分な開度で弁
開していた切替弁が速やかに弁閉し、これによって切替
弁の上流側からサブ供給路にのみガスが流されるように
なる。すなわち、所定流量を境に流路を切り替える、所
謂、流量区分と自動流路切替の両機能を簡単な機械的な
構造のみによって実現することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１乃至図３は本発明によるガス切替装置の一実
施例を示し、図１は平面図、図２はＡ−Ａ断面図、図３
はＢ−Ｂ断面図である。

【００１７】これらの図において、ケース本体２０には
メイン供給路がそれぞれ接続される入口孔２１と出口孔
２２が形成され、入口孔２１と出口孔２２との間のガス
流路２３の入口孔２１寄りにはガス流路２３を開閉する
切替弁２４が、出口孔２２寄りには絞り部としてのベン
チュリー部２５がそれぞれ設けられている。ケース本体
２０にはガス流路２３に隣接して開口部２６が形成さ
れ、この開口部２６にはカバー２７が固定されている。

【００１８】また、ケース本体２０と外気通気孔２７ａ
を有するカバー２７との間には開口部２６を塞ぐように
ダイヤフラム２８の周縁が固定され、このダイヤフラム
２８によってカバー２７側の大気圧室２９とケース本体
２０内の調圧室３０とが気密に区画されている。調圧室
３０はガス流路２３の壁に形成された連通孔２５ａを介
してベンチュリー部２５に連通さている。ダイヤフラム
２８の中心には作動扞３１が上下に貫通して設けられて
おり、ダイヤフラム２８とカバー２７との間には圧縮ス
プリング３２が介挿され、常時ダイヤフラム２８を下
方、すなわち調圧室３０側に付勢している。

【００１９】また、作動扞３１の下端には連結ピン３１
ａが長孔３３ａに係合されて操作レバー３３の一端の操
作端が連結されている。操作レバー３３はその他端が支
軸３４を介してケース本体２０内に回動可能に軸支さ
れ、その中間の作用点には連結ピン２４ａが長孔３３ｂ
に係合されて上記切替弁２４の弁体２４ｂから延びる弁
棒２４ｃが連結されている。弁体２４ｂは弁孔２４ｄに
入口孔２１側から対向するように配置され、弁棒２４ｃ
は弁孔２４ｄに貫挿されている。

【００２０】切替弁２４の弁孔２４ｄはここで大きな圧
力損失が生じないように十分に大きな径をもって形成さ
れ、また弁棒２４ｃの軸受３５も同様の目的で図４に示
すように十分に大きな面積のガス通路３５ａを確保する
ように形成されている。

【００２１】ガス流路２３と調圧室３０との間にはま
た、切替弁２４について入口孔２１寄りに流通孔２３ａ
が形成されるとともに、調圧室３０にはサブ出口孔３０
ａ（図３）が形成され、このサブ出口孔３０ａと出口孔
２２に接続される図示しないメイン供給路との間にバイ
パス管（図示せず）を接続することにより、流通孔２３
ａ、調圧室３０、サブ出口孔３０ａ及びバイパス管は切
替弁２４をバイパスするサブ供給路を形成する。

【００２２】上記ベンチュリー部２５は、その入口部分
と絞り部との圧力の差を流量の２乗に比例して変化させ
る特性を有する。具体的には、図５に示すように、流量
が小さくなると差圧が著しく小さくなるのに対し、流量
が大きくなると差圧が急激に増大して連通孔２５ａを通
じて連通された調圧室３０内の圧力を急激に減少させ
る。

【００２３】よって、大量にガスが流れているときに
は、ガス流速が早くなってベンチュリー部２５の圧力が
調圧室３０内を減圧する方向に作用し、これによってダ
イヤフラム２８が圧縮スプリング３２の付勢方向に動く
ようになって切替弁２４の弁開度が急激に広げられる。
よって、切替弁２４が一度弁開したときにはここでは殆
ど圧力損失が生じることがない。

【００２４】一方、少量のガスしか流れていないときに
は、ガス流速が遅くなってベンチュリー部２５が調圧室
３０に与える影響が殆どなくなり、これによってダイヤ
フラム２８が圧縮スプリング３２の付勢に抗して動かさ
れて弁体２４ｂが弁孔２４ｄを閉じることによって切替
弁２４が弁閉される。一度閉じた切替弁２４は、弁体２
４ｂに対して上流側から背圧が加わるため、圧力損失を
小さくするため弁孔２４ｄを大きくしても、弁体２４ｂ
に付与する力を大きくすることなく、弁閉状態を確実に
保持することができる。

【００２５】以上により、ガス流量が小さくなり或る流
量になると、その流量を境界にしてそれまで十分な開度
で弁開していた切替弁２４が速やかに弁閉し、これによ
って流通孔２３ａから調圧室３０を介してサブ出口孔３
０ａへのみガスが流されるようになる。すなわち、上述
したガス切替装置は、所定流量を境に流路を切り替え
る、所謂、流量区分と自動流路切替の両機能を簡単な機
械的な構造のみによって実現することができる。

【００２６】上記ガス切替装置は、図６に示すように、
調圧室３０のサブ出口孔３０ａ出口孔２２に接続される
メイン供給路４０との間に接続したバイパス管４０ａに
流量検知部４１を設けて、微少ガス漏洩を検出するため
の装置に適用することができる。図示のようにバイパス
管４０に流量検知部４１を設けることによって、この流
量検知部４１に流れるガス流量とその連続性を監視する
ことができるようになる。そして、この監視の結果、少
流量時に水準以上の流量が連続して例えば１ヶ月の間あ
ることを検出した場合には、下流側に微少ガス漏洩があ
り得ると判断することができ、この判断によって警告や
警報を発したりするなどの処置をとることが可能にな
る。

【００２７】上記流量検知部４１としては、バイパス管
４０に近接して配置した磁気接点とタービン式あるいは
フロート式の動作部分に設けたマグネット等とを組合せ
た流量センサ等が使用でき、このような流量検知部４１
の場合、コントローラ４２は商用電源を必要としない流
量センサからの無電圧信号を受け、この信号により微少
流量の有無とこれによる微少ガス漏洩の有無などを判断
し、その結果を表示部に表示する。

【００２８】なお、流量検知部４１としては、上記以外
のものも、例えば、微少ガス流量を積算するガスメータ
に所定流量のガスに応じて流量パルスを発生する手段を
組み込んだ、図１２の従来例において使用しているＭガ
スメータも適用することができる。

【００２９】図１乃至図３について上述した装置では、
調圧室３０の圧力を受けるのに一枚のダイヤフラム２８
しか使用していないので、受圧面を大きくするために大
きなダイヤフラム２８が必要になるが、このようにする
と開口部３０及びこれを覆うカバー２７が大きくなっ
て、装置が大型になる。

【００３０】この点を改善するには、ベンチュリー部２
５で発生する圧力がダイヤフラム２８に効率的に作用す
るようにすればよく、このための一方法として、図７に
示すように連通孔２５ａに連結したパイプ２５ｂの先端
をダイヤフラム２８に接近させたり、図８に示すように
ベンチュリー部２５をダイヤフラム２８側に変位させて
形成することが考えられる。

【００３１】また、他の方法としては、図９乃至図１１
（図１乃至図３に対応する）に示すように、単一の作動
扞３１が中央に貫通して設けられた３枚のダイヤフラム
２８ａ乃至２８ｃを使用し、連通孔３６及び３７によっ
て互いに連通された３つの調圧室３０ｂ乃至３０ｄと３
つの大気圧室２９ａ乃至２９ｃとを形成する。なお、調
整室３０ｃ及び３０ｄにベンチュリー部２５の圧力が効
率的に作用するように、連通孔２５ａからパイブ２５ｂ
を介して圧力を直接導いたり、或いはこれに代えて点線
で示すように新たに設けた孔からパイプを介して圧力を
導いたりしてもよい。これら以外の部分は、図１乃至図
３等に示したものと殆ど同じであり、同等の部分に同一
の符号を付して詳細な説明を省略する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、流
量が小さくなると著しく小さくなり、流量が大きくなる
と急激に増大する差圧を利用して動くダイヤフラムによ
って背圧が上流側からかかる弁体を作動しているので、
切替弁の開のとき弁開度が急激に広げられ、また弁孔を
大きくしても弁体に付与する力を大きくすることなく弁
閉状態を確実に保持することができるので、殆ど圧力損
失が生じることがないという効果が得られる。

【００３３】また、所定流量を境に流路を切り替える、
所謂、流量区分と自動流路切替の両機能を簡単な機械的
な構造のみによって実現することができるので、コンパ
クトで小型化に適したものとなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるガス切替装置の一実施例の平面図
である。

【図２】図１中Ａ−Ａ線についての断面図である。

【図３】図１中Ｂ−Ｂ線についての断面図である。

【図４】図２中の一部分を他の面より見た拡大図であ
る。

【図５】ベンチュリー部の流量−差圧特性を示すグラフ
である。

【図６】本発明のガス切替装置を適用して構成した微少
ガス漏洩検知装置の概念図である。

【図７】図２中の一部分の一変形例を示す図である。

【図８】図２中の一部分の他の変形例を示す図である。

【図９】本発明のガス切替装置の他の実施例を示す平面
図である。

【図１０】図９中Ａ−Ａ線についての断面図である。

【図１１】図９中Ｂ−Ｂ線についての断面図である。

【図１２】従来の装置の一例を示す図である。

【符号の説明】

２３ ガス流路 ２４ 切替弁 ２４ｂ 弁体 ２４ｄ 弁孔 ２５ 絞り部（ベンチュリー部） ２５ａ 連通手段（連通孔） ２８ ダイヤフラム ２９ 外気圧室 ３０ 調圧室

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流量が小さくなったときメイン供給
   路を閉じてサブ供給路のみを通じてガスを供給できるよ
   うにしたガス切替装置において、 前記メイン供給路を形成するガス流路と、 弁孔と該弁孔に上流側から対向された弁体とからなり、
   前記ガス流路を開閉するため前記ガス流路に設けられた
   切替弁と、 該切替弁の下流側に設けられた絞り部と、 調圧室と外気圧室とを気密に区画するように設けられ前
   記調圧室に向かって付勢されると共に前記切替弁の弁体
   に連結されたダイヤフラムと、 該ダイヤフラムに前記絞り部の圧力を作用させるため前
   記調圧室と前記絞り部とを連通する連通手段とを備え、 前記切替弁の上流側に前記サブ供給路を接続するように
   したことを特徴とするガス切替装置。