JP3180544B2 - 双方向弁点検装置 - Google Patents

双方向弁点検装置

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JP3180544B2
JP3180544B2 JP00675394A JP675394A JP3180544B2 JP 3180544 B2 JP3180544 B2 JP 3180544B2 JP 00675394 A JP00675394 A JP 00675394A JP 675394 A JP675394 A JP 675394A JP 3180544 B2 JP3180544 B2 JP 3180544B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は圧力調整器等に設けられ
た双方向弁の点検装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の双方向弁点検装置を安全機能付き
ガスメータ(以下マイコンメータと呼ぶ)を例にとり説
明する。図4において、1は双方向弁の駆動手段であ
る。流体の流路9は入口19から出口20の間に設けた
流量センサー11、圧力センサー10と双方向弁3より
なる。圧力センサー10と流量センサー11と時計部1
4と安全条件記憶手段16と、アンサー手段7とはその
出力が安全判定手段15へ接続されており、安全判定手
段15の出力は弁駆動手段8と警報手段18とへ接続さ
れている。警報手段18の出力は遠隔地の設備管理セン
ター内に設置された遠隔操作手段17へ接続され、遠隔
操作手段17の出力は安全判定手段15に接続されてい
る。
【0003】なお、安全判定手段15および警報手段1
8と遠隔操作手段17とは電話回線、専用通信線等を利
用して相互に通信できるように接続している。
【0004】弁駆動手段8の出力は閉スイッチング手段
5と開スイッチング手段6と昇圧手段21とに接続して
いる。双方向弁3の遮断時の駆動回路は電池2の正極よ
り閉スイッチング手段5、双方向弁3の端子12、電磁
コイル4、端子13、閉スイッチング手段5、電池の負
極の回路である。双方向弁3の開放用駆動回路は電池2
の正極より開スイッチング手段6、昇圧手段21、双方
向弁3の端子12、電磁コイル4、端子13、昇圧手段
21、開スイッチング手段6、電池の負極の回路であ
る。アンサー手段7は双方向弁3のプランジャー32の
位置を電磁コイル4のインダクタンスの変化、磁界の変
化、等で測定して双方向弁3が開放位置にあるか、遮断
位置にあるかを判別して開放完了または遮断完了信号を
発して安全判定手段に知らせる。
【0005】また図5は双方向弁3の断面図であり、流
体の入口36から、弁34で開閉される通路39、出口
37に至る流体の通路があり、永久磁石30が鉄製のプ
ランジャー31を吸引してプランジャー31につながる
軸32で弁34を開放位置に保持している。4は電磁コ
イルであり弁の操作時のみ励磁される。永久磁石30の
極性と反対の方向に電磁コイルが磁界を生ずるように電
流を流すとプランジャー31は反発力が生じて磁石から
離れ、弁34を押し下げ弁座38と密着させ、流体の通
路を遮断する。次に電磁コイル4に流れる電流を切って
も、スプリング35の力と入り口36側の流体の圧力で
弁は閉じた状態に保持される。当て板33はスプリング
35の弁側の支えである。
【0006】次に弁34を開放する時は、電磁コイル4
の電流を逆方向に流すと永久磁石30とプランジャー3
1間に吸引力が発生しプランジャー31を引き上げ、電
磁コイルの励磁電流を切っても永久磁石30はプランジ
ャー31を吸引した位置に保持するので、弁34は開放
状態に保持される。そして、図4に於いて、上記双方向
弁駆動手段1は流路9内を流れる流体の圧力をセンサー
10で感知し安全判定手段15へ伝え、安全記憶手段1
6内に記憶した許容圧力から外れたとき、また流量は流
量センサー11と時計部14よりの入力とで安全記憶手
段16内に記憶した流量毎の許容継続時間から外れたと
き異常と判断し異常警報手段18に異常表示を行い遠隔
操作手段17に異常が生じたことを伝える。
【0007】また、安全判定手段15は弁駆動手段8へ
弁遮断信号を送り一定時間閉スイッチング手段5をオン
動作させ電池2から閉スイッチング手段5、双方向弁3
の端子12、電磁コイル4、端子13、閉スイッチング
手段5、電池2へ電流を流し、双方向弁3を遮断して流
路4の流体を停止させる。アンサー手段7は弁3が遮断
したことを電磁コイルのインダクタンスの変化で検出し
安全判定手段15にしらせ、弁動作の異常の有無を確認
する。また安全判定手段15は弁動作に異常があれば異
常発生を警報手段18に表示し、遠隔操作手段17を介
して管理者に知らせる。
【0008】次に、遠隔操作手段17を設置してある流
体の供給管理センターは流体の使用現場にある双方向弁
駆動手段1の異常を使用者に電話等で連絡して異常原因
を除去するように指示し、異常原因が除去された後、双
方向弁駆動手段1へ弁開放信号を送る。双方向弁駆動手
段1の安全判定手段15は一定時間のあいだ開スイッチ
ング手段6を断続させ、電池2から開スイッチング手段
6、昇圧手段21内の昇圧トランス(図示せず)の1次
側、電池2に至る回路の電流をパルス状電流とし、昇圧
トランスの2次側に高電圧を誘起し、整流後コンデンサ
ーに充電する。そして昇圧整流された高電圧が双方向弁
3の端子13から電磁コイル4を通り端子12に加わり
電磁コイルを遮断時と逆方向に励磁する。双方向弁の開
放操作の際に必要とする電流は、入り口36側の流体圧
力とスプリングの力に打ち勝つため、遮断操作時の電流
より大きな値を必要とする。遮断時と開放時に同じ電圧
で双方向弁を操作すると、遮断時は不必要に大きな電流
を流すことになり電池電流を無駄に消費することになる
ので、遮断動作時は電池電圧を用い、開放動作時は昇圧
手段を経由して動作に必要な適正電流を双方向弁3に供
給する。
【0009】また、双方向弁の動作点検の実施時は、使
用者に電話等の手段で連絡して、ガスの使用を一時中止
し、遠隔操作手段17により点検信号を送り双方向弁の
動作点検を行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、以下のような課題があった。
【0011】(1)流体が使われていないときを選んで
双方向遮断弁の動作点検が定期的に自動的に行えるよう
になっていない。
【0012】(2)なんらかの原因で双方向弁3の閉操
作時の弁の機械的動作抵抗が増加して、弁が遮断できな
かったとき、再度遮断操作を行っても同一の電圧を印加
する事になり、機械的動作抵抗に打ち勝つだけの電力が
供給できないので、遮断弁が回復する可能性が少ない。
【0013】(3)24時間連続して流体が使われてい
る時に双方向遮断弁の動作点検が定期的に自動的に行い
得るようになっていない。
【0014】本発明は上記課題を解決するもので、 (1)1日の中で流体が使われない時間帯を一定の期間
調べ、定期的にその時間帯において、実際に流体が使わ
れていないことを確認の上、双方向遮断弁の動作点検を
確実に行うことを第1の目的とする。
【0015】(2)なんらかの原因で双方向弁3の遮断
時の駆動抵抗が増加し操作エネルギーが不足して遮断で
きなかった場合は、遮断時の操作電圧を上げて操作エネ
ルギーを増加し、確実な遮断操作ができるようにするこ
とを第2の目的とする。
【0016】(3)ガス器具の口火が連続点火されてい
る場合とか、生活パターンが異なった人が集まって居住
している集合住宅等、24時間連続してガスが使われて
いる時でも、所定値以下の使用流量の時間帯を一定期間
調べ、所定使用流量時間帯において所定使用流量以下で
あることを確認した上で、双方向弁が遮断状態を2〜3
秒間維持していても、ガス使用に障害を与えない条件を
確保して双方向遮断弁の動作点検を定期的に自動的に行
い、また遮断状態にあるとき使用流量が急に増加して予
定以上に圧力が減少したときは遮断状態を中断して双方
向弁を開放し、ガス使用に障害を与えない事を第3の目
的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するもので、 (1)流量センサと時計部から入力を受ける非使用時間
帯記憶手段と、流量センサーと非使用時間帯記憶手段と
から入力を受け安全判定手段に出力を接続した非使用時
確認手段とを設けたものである。
【0018】(2)開放操作用の昇圧手段を遮断異常時
に使うための切替え手段を設けたものである。
【0019】(3)流量センサと時計部から入力を受け
る低流量時間帯記憶手段と、流量センサーと低流量時間
帯記憶手段とから入力を受け安全判定手段へ出力を接続
した流量確認手段と、双方向弁の駆動確認を確実に行う
ため遮断後一定時間弁の遮断状態を維持した後開放動作
を行い、流路の圧力が規定値まで下がれば直ちに弁を開
放操作する指令を出す安全判定手段の機能とを設けたも
のである。
【0020】
【作用】本発明は上記構成によって (1)非使用時間帯記憶手段は流量センサと時計部から
入力を受けて一定期間、毎日の流体の使用パターンを記
憶し、一日の流体使用頻度が最も少ない時間帯を判断す
る。そしてあらかじめ定めた双方向弁の動作確認日にな
ると流体の最低使用頻度時間帯のあいだ非使用時間帯信
号を非使用時確認手段へ出力する。信号を受けた非使用
時確認手段は流量センサーで実際に流体が流れていない
ことを確認し、安全判定手段に双方向遮断弁の動作確認
をするように信号を送る。安全判定手段は双方向弁を遮
断し、遮断が行われたことをアンサー手段で確認した
後、双方向弁を開放し、開放が行われたことをアンサー
手段で確認した後、遠隔操作手段のある管理センターに
異常の有無を通報する。
【0021】(2)安全判定手段が双方向弁の遮断操作
を行い、双方向弁がなんらかの原因で遮断動作を行い得
なかった時、安全判定手段はアンサー手段で遮断の失敗
を確認し、再度遮断動作を行うが、この場合双方向弁の
開放時に動作する昇圧手段を動作させ、切替え手段で電
流の極性を変えた後、双方向弁に印加して通常時の数倍
の電流で双方向弁を遮断動作させる。また安全判定部
は、昇圧手段を介して双方向弁を遮断動作したことを遠
隔操作手段へ通報するので、遠隔操作手段を保有する管
理センターは遠隔操作手段を操作して、遮断開放動作と
も昇圧手段を用いた双方向弁の操作を数回行い、故障原
因が軽度な機械的摩擦故障であればこれを修復し、次い
で正規の電圧で閉スイッチング手段で遮断操作を行い正
常に復したことを確認できる。
【0022】(3)低流量時間帯記憶手段は流量センサ
と時計部から入力を受けて一定期間の間毎日の流体の使
用パターンを累積記憶し、一日の流体使用流量が最も少
ない時間帯を判断する。そしてあらかじめ定めた双方向
弁の動作確認日になると最低使用流量の時間帯のあいだ
双方向弁確認信号を流量確認手段へ出力する。信号を受
けた流量確認手段は流量センサーで実際に流れている流
体の流量が最低値であることを確認し、安全判定手段に
双方向遮断弁の動作確認をするように信号を送る。安全
判定手段は流路の圧力を確認の上、双方向弁を遮断し、
遮断が行われたことをアンサー手段で確認する。双方向
弁が遮断すると、少量のガスは引き続き使用されるので
弁の下流側の圧力が徐徐に減少する。この圧力の減少が
ガス器具の燃焼中の最低許容値以上の値に定めた圧力ま
で下がると双方向弁を開放動作させ、開放が行われたこ
とをアンサー手段で確認した後、遠隔操作手段のある管
理センターに異常の有無を通報する。
【0023】
【実施例】以下本発明の実施例を図1を参照して説明す
る。
【0024】図1において、22は非使用時間帯記憶手
段、23は非使用時動作確認手段で24は非使用時確認
手段23よりの信号処理機能を設けた安全判定手段であ
る。
【0025】なお、従来例と同一構成要素については同
一番号をつけて説明する。非使用時間帯記憶手段22は
流量センサ11と時計部14とから入力信号を受け、非
使用時確認手段23へ出力する。非使用時確認手段23
は流量センサー11と非使用時間帯記憶手段22とから
入力信号を受け、安全判定手段24へ出力する。
【0026】上記構成において、非使用時間帯記憶手段
22は流量センサ11と時計部14から入力信号を受
け、所定の期間、毎日の流体使用パターンを累積して記
憶し、統計的に一日の間の非使用時間帯を記憶する。そ
して、予め設定した所定の期間例えば一ヵ月毎の1日の
間の非使用時間帯に弁駆動確認信号を非使用時確認手段
23へ出力する。非使用時確認手段23は非使用時間帯
記憶手段22からの信号を受けて、流量センサー11で
実際に流体が流れていないことを確認して、弁駆動確認
信号を安全判定手段24へ出力する。安全判定手段24
は弁駆動手段8に遮断信号を送り、閉スイッチング手段
5を一定の時間閉路して、双方向弁3を遮断する。双方
向弁3の遮断動作はアンサー手段7で確認し、安全判定
手段24へ遮断の完了を知らせる。
【0027】次に安全判定手段24は弁駆動手段8に開
放信号を送り、開スイッチング手段6、を断続させ、昇
圧手段21で負の高電圧の直流を発生させ、双方向弁3
の電磁コイル4に印加して開放動作をさせる。安全判定
手段24は双方向弁3が開放したことを検知して安全判
定手段24につたえ、安全判定手段24は双方向弁3が
正常に動作確認できたことを警報手段18を介して遠隔
操作手段17に伝達し、管理者に知らせる。
【0028】この実施例の構成によればは非使用時間帯
記憶手段22は一日の非使用時間帯を統計的に把握し、
双方向弁3の動作確認信号を出し、非使用時確認手段2
3が実際に流体が使われていないことを確認した後遮断
するので、使用者が流体を使用中に遮断されることがな
い。また、双方向弁3動作確認中に使用を開始して流体
の供給が停止していると誤判断するチャンスが少ないと
いう効果がある。
【0029】図2に本発明の他の実施例を示す。図にお
いて25は切替え手段26の制御機能を付加した弁駆動
手段である。安全判定手段24より双方向弁3の遮断命
令が来たときは閉スイッチング手段5を閉路する。次に
遮断再実行命令が来たときは開スイッチング手段6と昇
圧手段21とに動作命令を、切替え手段26に極性反転
と昇圧回路への切替え命令を伝達する。また開放命令が
来たときは開スイッチング手段6と昇圧手段21とに動
作命令を、切替え手段26へ昇圧回路への切替え命令を
伝達する。切替え手段26は双方向弁3の電磁コイル4
に供給する電気回路を切り替える働きをする。即ち、弁
駆動手段25の動作命令を受けて双方向弁3の遮断時に
は閉スイッチング手段5からの入力を端子12が正端子
13が負になるように接続する。また、双方向弁3の開
放動作命令を受けた時は昇圧手段21からの入力を端子
13が正、端子12が負になるように接続する。双方向
弁3が駆動点検時に遮断動作をしなかった時は昇圧手段
21からの入力を端子12が正、端子13が負になるよ
うに接続する。非使用時間記憶手段22または遠隔操作
手段17から発せられた双方向弁3の駆動点検命令をう
けた安全判定手段24は弁駆動手段25に駆動点検命令
を出す。弁駆動手段25は閉スイッチング手段5と切替
え手段26へ動作信号を一定時間送り、双方向弁3を遮
断する。アンサー手段7は電磁コイル4のインダクタン
スを測定し、遮断ができたか調べ、安全判定手段24へ
遮断の成否の信号を送る。安全判定手段24はアンサー
手段7から遮断完了信号が来れば次に弁開放信号を弁駆
動手段25へ送り、弁駆動手段25は開スイッチング手
段6と昇圧手段21を一定時間動作させ、切替え手段2
6を昇圧手段21側へ切替え、双方向弁3を開放動作さ
せる。また、安全判定手段24はアンサー手段7から遮
断失敗信号が来れば再遮断信号を弁駆動手段25へ送
り、弁駆動手段25は開スイッチング手段6と昇圧手段
21を動作させ、切替え手段26で昇圧手段21の出力
の極性を逆にして昇圧電流を電磁コイル4へ遮断信号と
して加え、双方向弁3を遮断動作させる。この場合開放
操作時より昇圧電圧を上げて遮断電力を増大させること
も可能である。アンサー手段7で双方向弁3の遮断動作
を確認し、遮断に成功していれば、警告手段と遠隔操作
手段を介して管理センターに結果を伝達する。管理セン
ターは通信により再度昇圧手段を用いて数回遮断開放を
繰り返した後、正規の遮断手段である閉スイッチング手
段5を操作し正常の電圧で遮断動作が行われるか否か調
べる。万一、昇圧電圧で遮断操作しても遮断できない場
合は安全判定手段15が異常を警報手段18に表示し、
遠隔操作手段17に伝達するので、管理者は双方向弁3
の取替えを実施する。
【0030】この実施例の構成によれば双方向弁3の駆
動点検時に遮断不良が発見されたとき双方向弁3の開放
動作時に使用している昇圧手段21の高電圧が双方向弁
3の遮断用に使われるため、双方向弁3のプランジャー
31の動作時の摩擦抵抗が増加するような現象が生じて
も正常時の数倍の力で駆動して弁を遮断する事ができ
る。また、1度遮断動作に失敗し、昇圧回路を用いて遮
断動作を行ったときは、数回双方向弁3の駆動動作をく
り返すので、プランジャー31の摩擦抵抗は減少し、正
常の電圧で動くようにできるので、双方向弁3の取替え
が減少するという効果がある。
【0031】図3に本発明の別の他の実施例を示す。図
3において、27は低流量時間帯記憶手段であり、28
は流量確認手段である。29は圧力センサー10からの
圧力信号を受けて、規定圧力までガスの圧力が低下した
時、双方向弁の開放指令を出す機能を付加した安全判定
手段である。低流量時間帯記憶手段27は流量センサ1
1と時計部14との信号を受けて1ヵ月等の一定期間の
間、毎日ガスの使用パターンを累積記憶し、一日の間で
所定の流量以下のガス使用時間帯を判断し記憶する。そ
して、例えば一ヵ月間隔等と定めた点検期間が来ると最
低ガス使用時間帯を流量確認手段28へ出力する。流量
確認手段28では流量センサー11で所定のガス使用量
以下になったことを確かめて、安全判定手段29へ双方
向弁3の駆動確認信号を出す。安全判定手段29は圧力
があらかじめ設定した圧力以上で、双方向弁の下流側の
配管内のガス量が十分あり、流量確認手段28が確認し
た流量であれば、双方向弁3を2〜3秒間遮断しても正
常時の圧力変化の許容範囲内に収まることを判定の上、
弁駆動手段8へ駆動点検指令を出す。弁駆動手段8は従
来例において述べたと同様の操作を行い双方向弁3の駆
動確認を行う。また、この遮断中に予期せぬガスの使用
が始まり、ガスの圧力が急速に規定圧力迄低下すると、
直ちに圧力センサ10で検知し、遮断動作を途中で止め
て、双方向弁3の開放動作を行う。
【0032】この実施例の構成によれば所定流量以下の
ガス使用量であれば双方向弁の動作点検が行なえる。さ
らに双方向弁3の遮断中に使用流量が急増した場合、ガ
ス圧が急速に低下するが、これを圧力センサ10で検知
し、遮断維持を途中で止めて、双方向弁3の開放動作を
行うので、ガス不足による燃焼機器の立ち消えの問題を
生ずる事なく、24時間連続使用状態での双方向弁3の
駆動確認が定期的に行えるという効果がある。
【0033】
【発明の効果】以上の説明から明らかのように本発明の
双方向弁点検装置によれば次の効果を奏する。
【0034】(1)一定期間、毎日流量変化のパターン
を累積記憶し、流体の使用が無い時間帯に、実際に流体
の使用がないことを確認の上、駆動点検を行うので、流
体の使用を中断させる事なく、あらかじめ定めた期間毎
に双方向弁の駆動点検が出来る。
【0035】(2)開放状態で長期間使用され、なんら
かの理由で機械的摩擦が増加し、遮断が困難になった双
方向弁に対して、開放時に使う昇圧手段を転用して大き
な電力で遮断動作を行い、機械的摩擦に打ち勝って遮断
動作を行わせることで、機械的摩擦の減少を実現でき、
双方向弁の軽度な故障を回復できる。
【0036】(3)一定期間、毎日流量変化のパターン
を累積記憶し、流体の使用が最低の時間帯に、実際に流
体の使用が所定値以下であることを確認し、遮断時間中
の圧力減少値が許容範囲内に収まる事を判定して、駆動
点検を行い、万一駆動点検中に使用量が増加したときは
直ちに双方向弁を開放動作させるので、流体の使用を中
断させる事なく、あらかじめ定めた期間毎に双方向弁の
駆動点検が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における双方向弁点検装置の
ブロック図
【図2】本発明の他の実施例における双方向弁点検装置
のブロック図
【図3】本発明の別の他の実施例における双方向弁点検
装置のブロック図
【図4】従来の双方向弁駆動装置のブロック図
【図5】上記従来例および本発明に使われる双方向弁の
内部構造を示す断面図
【符号の説明】
1 双方向弁の駆動手段 2 電池 3 双方向弁 5 閉スイッチング手段 6 開スイッチング手段 7 アンサー手段 10 圧力センサー 11 流量センサー 14 時計部 15 安全判定手段 21 昇圧手段 26 切り替え手段 28 流量確認手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−141563(JP,A) 特開 平2−148205(JP,A) 特開 昭62−293498(JP,A) 特開 平4−64787(JP,A) 実開 平5−32890(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16K 31/06 - 31/11 F16K 37/00 F23N 5/24

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流体の流量センサーと、時計部と、前記流
    量センサーと時計部よりの信号で一定期間内の毎日の流
    体の使用パターンを記憶しあらかじめ設定された点検時
    期毎に流体の使用頻度が最低の時間帯を出力する使用パ
    ターン記憶部と、使用頻度最低時間帯信号を受けた時使
    用流量が零である事を確認する非使用時動作確認手段
    と、双方向弁駆動手段と、電磁コイルに流れる電流の方
    向で流体を遮断または開放する双方向弁と、前記双方向
    弁の遮断または開放動作を調べて確認するアンサー手段
    と、非使用時動作確認手段よりの信号を受けて双方向弁
    遮断信号を出すとともに前記アンサー手段よりの遮断確
    認信号を受けて双方向弁開放信号を出力する安全判定手
    段とを備えた双方向弁点検装置。
  2. 【請求項2】電磁コイルに流れる電流の方向で流体を遮
    断または開放する双方向弁と、電池と、前記双方向弁を
    遮断操作する閉スイッチング手段と、開操作時電池電源
    を頻繁に開閉してパルス電流を昇圧手段に供給する開ス
    イッチング手段と、パルス電流で2次側に高圧を発生し
    整流して高圧直流電源を発生する昇圧手段と、この昇圧
    手段の電流で前記双方向弁を開放操作する切り替え手段
    と、前記双方向弁の遮断または開放動作を調べて確認す
    るアンサー手段と、前記双方向弁の遮断を確認し遮断動
    作ができていなかったとき前記昇圧手段を前記切り替え
    手段で遮断操作に用いて遮断動作を行う安全判定手段と
    を備えた双方向弁点検装置。
  3. 【請求項3】流体の流量センサーと、時計部と、一定期
    間の毎日の使用パターンを記憶しあらかじめ設定された
    点検時期毎に流体使用流量が規程値以下である時間帯を
    出力する使用パターン記憶部と、電磁コイルの流れる電
    流の方向で遮断または開放できる双方向弁と、流体の使
    用流量が規程値以下の時間帯に前記流量センサーで流量
    が規程値以下の使用量であることを確認した後前記双方
    向弁の開閉点検信号を発する流量確認手段と、前記双方
    向弁の遮断または開放動作を調べて確認するアンサー手
    段と、流体の圧力センサーと、前記流量確認手段の開閉
    点検信号を受けて前記双方向弁を遮断する信号を発し、
    かつ前記アンサー手段の遮断完了信号を受けて前記双方
    向弁の開放信号を発し、かつ前記双方向弁の遮断後に流
    体の圧力が許容値以下に下がった時にも前記双方向弁の
    開放信号を発する圧力検知復帰機能とを有する安全判定
    手段とを備えた双方向弁点検装置。
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