JP2979337B2

JP2979337B2 - ガス設備点検装置

Info

Publication number: JP2979337B2
Application number: JP2180685A
Authority: JP
Inventors: 三男難波
Original assignee: High Pressure Gas Safety Institute of Japan
Current assignee: High Pressure Gas Safety Institute of Japan
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1990-07-10
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2014-11-15
Also published as: JPH0469538A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞この発明は、ガス流路からのガスの漏洩を検知して、
漏洩が発生している場合にはガス漏洩量と漏洩孔の孔径
を推定するとともに、燃焼器具へのガス供給圧力を測定
して供給圧力が適正であるかどうかを判断して、設備変
更が必要な場合には変更を予定した設備が適切であるか
どうかを指摘することができるガス設備点検装置に関す
る。

＜従来の技術＞従来、ガスの流路からのガス漏洩を検知するには、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
850mmH₂O程度に高め、漏洩に起因する圧力低下を自記圧
力計や水柱マノメータ等により測定して、ガス漏洩の有
無を検査している。

また、新たに大型の燃焼器具を設置する等、ガス設備
に変更が生じた場合には、供給圧力をマノメータ等で測
定し、供給圧力が不足していないかどうか検査してい
る。

＜発明が解決しようとする課題＞しかし、従来のガス漏洩検知方法では、検査のたびに
ガス配管等に自記圧力計や水柱マノメータを取付け、ガ
ス流路のガス圧力を測定しているので、手間がかかる
し、読み取りミスや記録ミスをしやすく測定機器の操作
にもある程度の熟練を要し、漏洩の判定に個人差があっ
た。また、圧力低下を検出しても漏洩量を簡単に計算で
きなかった。

また、大型の燃焼器具を新たに配置した場合等に、供
給圧力に不足はないかどうか測定するが、この場合も上
記と同様に、測定の際にガス配管等にマノメータ等を取
付ける必要があり、手間がかかるし、測定機器の操作に
ある程度の熟練を要する。さらに、供給圧力の不足を発
見したとしても、供給圧力を正常にするためには、どの
設備を変更すれば良いかを判断することができない。し
たがって、設備を変更せずにそのまま燃焼器具を使用し
てしまう例が多く、供給圧力不足のため燃焼器具の正常
な能力を引き出すことができないばかりか、不完全燃焼
等による事故が発生する危険性もある。

＜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、操作に熟練を要せず、
簡単にガス流路からのガス漏洩を発見できるとともに、
新たに大型の燃焼器具を導入した場合に供給圧力が適正
であるかどうかを判断し、不適正な場合には交換すべき
ガス設備を指摘しようとするもので、ガス流路のガス圧
力を測定する圧力センサと、ガス設備の構成状況を入力
する入力手段と、圧力センサと入力手段からの入力信号
に基づいて演算処理を行うマイクロコンピュータと、マ
イクロコンピュータからの指示に基づいて表示を行う表
示部を有するガス設備点検装置であって、上記マイクロ
コンピュータは、ガス流路の圧力変化を監視するととも
に、圧力低下を検知した場合に漏洩信号を発信する圧力
監視手段と、漏洩信号を受信した場合にガスの漏洩量を
演算する漏洩量演算手段と、漏洩信号を受信した場合に
ガス漏洩箇所の孔径を演算して推定する漏洩孔径推定手
段と、推定した漏洩孔径により標準ガス圧力時の単位時
間あたりのガス漏洩量を演算する標準圧力時漏洩量演算
手段と、燃焼器具への供給圧力を監視するとともに、供
給圧力の低下を検知した場合に供給圧力低下信号を発信
する供給圧力監視手段と、供給圧力低下信号を受信した
場合に、入力手段により入力した現在のガス設備の構成
状況と、予め記憶しているガス設備の各構成機器の圧力
損失とにより、ガス流路のガス流量を演算して推定する
流量推定手段と、流量推定手段により推定したガス流量
と、入力手段により入力した変更後のガス設備の構成状
況とにより、変更後の供給圧力を演算して推定するとと
もに、演算した変更後の供給圧力が適正値かどうかを判
定する設備変更判定手段と、圧力センサにおける測定結
果と、漏洩量演算手段における演算結果と、漏洩孔径推
定手段における演算結果と、標準圧力時漏洩量演算手段
における演算結果と、流量推定手段における演算結果と
を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した記憶情報を
取り出すための端子とを備えていることを特徴とする。

＜作用＞ガス漏洩を検査する場合には、ガス流路の圧力を一定
値にまで高める。

圧力センサによりガス流路のガス圧力を測定する。

圧力監視手段により、ガス流路の圧力変化を監視し、
圧力の低下を検知すると漏洩信号を発信するとともに、
ガス漏洩が発生したことを表示部に表示する。

漏洩量演算手段では、漏洩信号を受信するとガスの漏
洩量を演算するとともに、演算した漏洩量を表示部に表
示する。

また、漏洩孔径推定手段では、漏洩信号を受信すると
ガス漏洩箇所の孔径を推定して演算するとともに、推定
した孔径を表示部に表示する。

さらに、標準圧力時漏洩量演算手段では、漏洩孔径に
より標準ガス圧力時の単位時間あたりのガス漏洩量を演
算するとともに、その値を表示部に表示する。

新たに大型燃焼器具を導入するなどガス設備に変更が
生じた場合には、供給圧力監視手段により燃焼器具への
供給圧力を監視する。

そして、供給圧力の低下を検知した場合に供給圧力低
下信号を発信するとともに、変更すべき設備を指摘す
る。

この変更すべき設備の指摘は、まず、入力手段により
現在のガス設備の構成状況を入力する。

そして、流量推定手段において、入力手段により入力
した現在のガス設備の構成状況と、予め記憶しているガ
ス設備の各構成機器の圧力損失とにより、ガス流路のガ
ス流量を演算して推定する。

次に、入力手段により変更後のガス設備の構成状況を
入力する。

そして、設備変更判定手段において、流量推定手段に
より推定したガス流量と、入力手段により入力した変更
後のガス設備の構成状況とにより、変更後の供給圧力を
演算して推定するとともに、演算した変更後の供給圧力
が適正値かどうかを判定する。

変更後の供給圧力が適正値であれば処理を終了し、不
適正値であれば変更後のガス設備の入力ステップに戻
り、処理を繰り返す。

上記した演算結果に基づき、適正な供給圧力になるよ
う、ガス設備を変更する。

また、記憶手段により測定結果と演算結果とが記憶さ
れ記憶情報が必要な場合には、端子から記憶情報が取り
出される。

＜実施例＞以下、図面の実施例に基づき本発明を説明する。

第１図は、本発明に係るガス設備点検装置１の概略構
成図である。

このガス設備点検装置１は、ガス圧力を測定する圧力
センサ２と、圧力センサ２をガス流路３に接続する接続
口４と、ガス設備の構成状況を入力するテンキー等から
なる入力手段５と、圧力センサ２と入力手段５からの入
力信号に基づいて演算処理を行うマイクロコンピュータ
６と、マイクロコンピュータ６からの指示に基づいて表
示を行う液晶表示器等からなる表示部７と、検査モード
の切り替えを行うモード切替スイッチ８と、マイクロコ
ンピュータ６に駆動電力を供給する電源９とからなる。

本発明では、検査モードの切り替えはモード切替スイ
ッチ８により行うが、モードを切り替えることができれ
ばどのような方法でもよく、例えば表示部７にプログラ
ムメニューを表示させ、このメニューを選択することに
より行ってもよい。

マイクロコンピュータ６は、ガス流路３の圧力変化を
監視するとともに、圧力低下を検知した場合に漏洩信号
を発信する圧力監視手段10と、漏洩信号を受信した場合
にガスの漏洩量を演算する漏洩量演算手段11と、漏洩信
号を受信した場合にガス漏洩箇所の孔径を演算して推定
する漏洩孔径推定手段12と、推定した漏洩孔径により標
準ガス圧力時の単位時間あたりのガス漏洩量を演算する
標準圧力時漏洩量演算手段13と、燃焼器具への供給圧力
を監視するとともに、供給圧力の低下を検知した場合に
供給圧力低下信号を発信する供給圧力監視手段14と、供
給圧力低下信号を受信した場合に、入力手段５により入
力した現在のガス設備の構成状況と、予め記憶している
ガス設備の各構成機器の圧力損失とにより、ガス流路の
ガス流量を演算して推定する流量推定手段15と、流量推
定手段15により推定したガス流量と、入力手段５により
入力した変更後のガス設備の構成状況とにより、変更後
の供給圧力を演算して推定するとともに、演算した変更
後の供給圧力が適正値かどうか判定する設備変更判定手
段16と、圧力センサにおける測定結果と、漏洩量演算手
段における演算結果と、漏洩孔径推定手段における演算
結果と、標準圧力時漏洩量演算手段における演算結果
と、流量推定手段における演算結果とを記憶する記憶手
段17と、記憶手段17に記憶した記憶情報を取り出すため
の端子18とを有する。

前記したガス設備点検装置１は、ガス供給設備19（本
実施例では、LPガス容器）から燃焼器具20までの間のガ
ス流路３に任意に設けた測定口21に接続して使用する。
この測定口21は、例えば、圧力調整器22とガスメータ23
との間や、ガスメータ23と元栓24との間や、元栓24と燃
焼器具20との間に設けられる。

このガス設備点検装置１は、ガスの漏洩検査と、供給
圧力の検査と、予定する設備変更が適切であるかどうか
の判定と、配管圧力の検査を行うことができ、検査する
対象によりモード切替スイッチ８を操作して検査モード
を切り替える。

まず、漏洩検査モードにおいて、漏洩量演算手段11に
よりガスの漏洩量を演算する方法と、漏洩孔径推定手段
12によりガス漏洩孔の孔径を推定して演算する方法と、
標準圧力時漏洩量演算手段13により標準ガス圧力時の単
位時間あたりのガス漏洩量を演算する方法とを説明す
る。

［ガスの漏洩量の演算］ H₀:大気圧 mmH₂O H₁:大気圧との差 mmH₂O H₂:大気圧との差 mmH₂O V:ガス管内の容積 m³ とする。

まず、ガス管内のガスの容積を大気圧H₀に換算する。

最初のガス管内のガス量は、ある時間後のガス管内のガス量は、漏洩量V^Lは、例えば、 H₀＝10000mmH₂O H₁＝900mmH₂O H₂＝800mmH₂O ガス管（3/4B）の内径 21.6mm＝2.16×10^-2m ガス管の長さ 30m とすると、（１）式より、となる。

［ガス漏洩孔の孔径の演算］この演算では、漏洩孔を円形であるとしてその直径を
求める。

Q:漏洩量 m³/h D:円孔径 mm H:ガス圧力（大気圧との差圧） mmH₂O S:ガス比重（空気を１とする）とする。

ガス漏洩量は、となる。

例えば、Ｓ＝1.52とすると、（２）式は、となる。

ここで、Δｔ時間で容積Ｖ（m³）のガス管内のガス圧
力が、ΔＨ（mmH₂O）降下したとすると、（１）式よ
り、となる。

例えば、 H₁＝900mmH₂O H₂＝800mmH₂O Ｖ＝0.011m³ ｔ＝15min＝0.25h とすると、となる。

［標準ガス圧力時の単位時間あたりのガス漏洩量の演
算］ LPガスでは、燃焼器具に供給するガスの圧力は200mmH
₂O以上、330mmH₂O以下になるように規制されている。そ
こで、ガス漏洩が発生した場合に、標準ガス圧力を280m
mH₂Oとして、単位時間あたりの漏洩量を演算する。

上記の例に示した、漏洩孔の孔径が、Ｄ＝0.045mmの場合には、（３）式よりとなる。

次に、供給圧力検査モードにおいて、マイクロコンピ
ュータ６に記憶されている各構成機器の圧力損失を、実
験により求める方法について説明するが、各構成機器の
圧力損失は表−１から表−３に示す文献値を予め入力し
ておき、これを使用して計算してもよい。表−１はLPガ
ス低圧配管の圧力損失と配管の長さとの関係およびガス
流量とパイプ寸法との関係を示した表、表−２は配管の
立ち上がりによる圧力損失を示した表、表−３は配管継
手類による圧力損失に応ずる相当配管長さを示した表で
ある。

この実験は、LPガスについて行なったもので、第２図
及び第３図に示すように、LPガス容器17から燃焼器具20
までのガス流路３の数カ所で、ゴム管及び金属フレキ管
の出口側のコックを開放した状態で、水柱マノメータに
よりガス圧力を測定した。

実験結果で得た圧力損失と流量の関係を第４図に示
す。

LPガスが元栓等を流れるときの圧力損失は、一般にオ
リフィスの抵抗と同様に考えることができる。閉子の形
が円形であるとする。

ここで、 Q:ガス通過量 m³/h d:閉子の孔の直径 mm P₁:入口圧力 mmH₂O P₂:出口圧力 mmH₂O ρ：ガス比重（空気＝１） K:比例定数但し、温度は一定とすると、となる。

そして、流量Ｑは、ガス温度、比重が一定の場合に、
圧力損失ΔＰ＝P₁−P₂との間に、次式が成立する（Ｃは
圧力損失の係数）。

ΔＰ＝ＣρQ²＝K₀Q² ……（７）したがって、一般家庭におけるLPガス設備において、
ゴム管等からガスが放出された場合には出口圧力を大気
圧と考えれば、入口圧力そのものを圧力差とすることが
できるので、（７）式を（８−１）式、（８−２）式の
ように変形して、放出量Ｑを求めることができる。

ΔP₁＝（低圧ホースK₁＋元栓ＡのK₂＋マイコンメータ
IIのK₃＋配管のK₄＋元栓ＢのK₅＋ゴム管のK₆）×Q² ……（８−１） ΔP₂＝（低圧ホースK₁＋元栓ＡのK₂＋マイコンメータ
IIのK₃＋金属フレキ管のK₇＋元栓ＢのK₅＋ゴム管のK₆）
×Q² ……（８−２）実験により求めたＫの値は、第４図より、低圧ホースのK₁ K₁＝5.2 元栓ＡのK₂ K₂＝0.49 マイコンメータIIのK₃ K₃＝10.2 配管のK₄（1/2Bガス管） K₄＝0.21（1m当り）元栓ＢのK₅ K₅＝7.2 ゴム管のK₆ K₆＝4.2（1m当り）金属フレキ管のK₇ K₇＝6.5（10A） K₇＝1.4（15A）であった。

したがって、一般家庭のガス設備に適用する場合に
は、次式により流量を求めることができる。

第５図に示したフローチャートにより、各検査モード
の実施手順を説明する。

まず、検査する対象によりモード切替スイッチ８を操
作して検査モードを切り替える。

［漏洩検査モード］漏洩検査モードでは、ガス流路３へのガス設備点検装
置１の接続を確認し、圧力保持時間を設定する。この圧
力保持時間は、ガス流路３の圧力を高めて、圧力低下を
測定するための時間であり、ガス管内の容積が大きくな
るほど、圧力保持時間も長くなる。例えば、管内容積が
10以下の場合には、５分、10を超えて50以下の場
合には10分、50を超える場合には24分とする。

そして、ガス管内の圧力が試験圧力である840〜1000m
mH₂Oの範囲に入っているかどうか判断する。

試験圧力の範囲内であることを確認すると、管内圧力
P₁を測定し、設定した圧力保持時間経過後に再び管内圧
力P₂を測定する。

圧力監視手段10によりP₁およびP₂を監視し、P₂がP₁と
同じ圧力であるならば、ガスの漏洩はないので、表示部
７にガス漏洩がない旨を表示する。

一方、P₂がP₁と同じ圧力でない場合には、P₂とP₁とを
比較する。P₁がP₂より大きい場合には、ガス漏洩により
管内圧力が低下しているものと考えられるので、漏洩信
号を発信するとともに、表示部７にガス漏洩が発生して
いる旨を表示し、漏洩量演算手段11により漏洩量を計算
して表示部７に表示し、漏洩孔径推定手段12により漏洩
孔径を推定して表示部７に表示し、標準圧力時漏洩量演
算手段13により標準ガス圧力時の単位時間あたりの漏洩
量を演算して表示部７に表示する。

P₂とP₁とを比較して、P₂がP₁より大きい場合には、ガ
ス配管内の圧力が何らかの原因で上昇したと判断できる
ので、表示部７に温度上昇等の異常が発生しているので
再測定をすべき旨を表示する［供給圧力検査モード］供給圧力検査モードでは、ガス流路３へのガス設備点
検装置１の接続を確認し、供給圧力監視手段14よりガス
流路３のガス圧力が適正値である200mmH₂O以上、330mmH
₂O以下の範囲内に入っているかどうか判断する。

供給圧力P₁が、基準値外である場合には、表示部７に
供給圧力が異常である旨を表示する。

一方、供給圧力が基準値内である場内には、検査すべ
き燃焼器具に点火し、当該器具の使用状態における供給
圧力P₂を測定する。測定した供給圧力P₂が200mmH₂O以上
であれば、供給圧力は正常であるので、表示部７に供給
圧力は正常である旨を表示する。

測定した供給圧力P₂が200mmH₂O未満であれば、供給圧
力が不足しているので、供給圧力低下信号を発信すると
ともに、表示部７に供給圧力が低下している旨を表示す
る。

［設備変更モード］ここで、設備の変更をするため、マイクロコンピュー
タ６により設備の変更が適切であるかどうか判断する場
合には、モード切替スイッチ８を設備変更モードに切替
える。

この設備変更モードでは、まず、入力手段５により現
在使用しているガス設備の構成を入力する。そして、流
量監視手段15により、予めマイクロコンピュータ６に記
憶してある各構成設備の圧力損失から現在使用している
ガス設備の圧力損失を演算して推定するとともに、ガス
流量を演算して推定する。

次に、入力手段５により変更を予定するガス設備の構
成を入力する。ガス設備の構成の変更は、例えば、圧力
調整器22を変更したり、ガス管の径を変更したりして行
う。そして、設備変更判定手段16により変更後の燃焼器
具の器具前圧力を演算し、演算した圧力が、適正値であ
る200mmH₂O以上、330mmH₂O以下の範囲内に入っているか
どうかを判断する。

ここで、演算した圧力が適正値の範囲内であれば、表
示部７に変更を予定したガス設備が適切であり、変更が
可能である旨を表示する。

一方、演算した圧力が不適正値である場合には、変更
を予定するガス設備の構成の入力ステップに戻り、変更
するガス設備を再構成させる。

［配管圧力検査モード］本発明に係るガス設備点検装置１では、漏洩検査モー
ドや供給圧力検査モードの他に、通常時のガス流路３の
圧力も検査することができる。

この配管圧力検査モードでは、ガス流路３へのガス設
備点検装置１の接続を確認し、ガス流路３の圧力を測定
して、表示部７に測定した圧力値を表示する。

本発明は、LPガスについて説明したが、上記した検査
等の方法は、都市ガスや簡易ガスにも使用できる。この
場合には、ガス比重や圧力等を都市ガスや簡易ガスに相
当するものに変更すればよい。

＜発明の効果＞以上説明したように、本発明によれば、測定すべきガ
ス流路にガス設備点検装置を接続するのみで、漏洩検査
や供給圧力の検査等を行うことができる。

したがって、操作に熟練を要せず、簡単にガス流路か
らのガス漏洩を発見することができる。

また、新たに大型の燃焼器具を導入した場合等で、供
給圧力が適正であるかどうかを判断する場合にも、簡単
な操作で容易に供給圧力を測定することができる。

さらに、供給圧力の不足を検知した場合には、供給圧
力を正常にするために、どの設備を変更すれば良いかを
判断することができる。そこで、適切な設備に変更する
ことにより、燃焼器具の正常な能力を引き出すことが
で、不完全燃焼等による事故も防止できる。

また、計測した結果は記憶手段に記憶させてあるの
で、端子を他のコンピュータに接続して記憶情報を転送
し、計測結果をプリントアウトすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図はガス設
備点検装置の概略構成図、第２図、第３図は各構成機器
の圧力損失を実験により求める場合の測定箇所を説明す
る概略構成図、第４図は前記実験結果を示すグラフ、第
５図はガス設備点検装置によりガス設備の点検を行う手
順を示したフローチャートである。図中、１……ガス設備点検装置、２……圧力センサ、３
……ガス流路、６……マイクロコンピュータ、７……表
示部、10……圧力監視手段、11……漏洩量演算手段、12
……漏洩孔径推定手段、13……標準圧力時漏洩量演算手
段、14……供給圧力監視手段、15……流量推定手段、16
……設備変更判定手段、17……記憶手段、18……端子。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス流路のガス圧力を測定する圧力センサ
と、ガス設備の構成状況を入力する入力手段と、圧力センサと入力手段からの入力信号に基づいて演算処
理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータからの指示に基づいて表示を行う
表示部を有するガス設備点検装置であって、上記マイクロコンピュータは、ガス流路の圧力変化を監視するとともに、圧力低下を検
知した場合に漏洩信号を発信する圧力監視手段と、漏洩信号を受信した場合にガスの漏洩量を演算する漏洩
量演算手段と、漏洩信号を受信した場合にガス漏洩箇所の孔径を演算し
て推定する漏洩孔径推定手段と、推定した漏洩孔径により標準ガス圧力時の単位時間あた
りのガス漏洩量を演算する標準圧力時漏洩量演算手段
と、燃焼器具への供給圧力を監視するとともに、供給圧力の
低下を検知した場合に供給圧力低下信号を発信する供給
圧力監視手段と、供給圧力低下信号を受信した場合に、入力手段により入
力した現在のガス設備の構成状況と、予め記憶している
ガス設備の各構成機器の圧力損失とにより、ガス流路の
ガス流量を演算して推定する流量推定手段と、流量推定手段により推定したガス流量と、入力手段によ
り入力した変更後のガス設備の構成状況とにより、変更
後の供給圧力を演算して推定するとともに、演算した変
更後の供給圧力が適正値かどうかを判定する設備変更判
定手段と、圧力センサにおける測定結果と、漏洩量演算手段におけ
る演算結果と、漏洩孔径推定手段における演算結果と、
標準圧力時漏洩量演算手段における演算結果と、流量推
定手段における演算結果とを記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶した記憶情報を取り出すための端子と、を備えていることを特徴とするガス設備点検装置。