JP3267429B2 - ガス漏洩検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガス配管におけるガス
漏洩を検出するガス漏洩検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用のガスメータは、通過す
るガスの流量を計測する機能を有すると共に、ガス供給
圧力を圧力スイッチ（圧力センサ）で検出して、ガスを
使用していないときに圧力低下が検出された場合、また
流量計を用いて所定量以上のガス流量を検出した場合、
所定期間以上ガス流量を検出した場合等には、ガス遮断
弁を駆動してガス流路を遮断させる構成となっている。
これにより配管中の漏洩や、不自然なガスの流出等を検
出して、事故を未然に防止し、安全性を保証するもので
ある。

【０００３】図７は、従来の一般家庭へのガス供給シス
テムの概略構成を表すものである。ガスメータ１は家屋
２の近接位置に配置されており、このガスメータ１のガ
ス流入口には地下に埋設された本支管３および灯外内管
４を通じてガスが供給されるようになっている。ガスメ
ータ１の流出口は灯内内管５を通じて家屋２の内部の各
ガス器具に対して接続されている。家屋２の内部にはガ
ス漏れの警報を発するためのガス漏れ警報器６が配設さ
れている。

【０００４】この従来のガス供給システムでは、ガスメ
ータ１から家屋２内の各ガス器具毎に設けられたガス栓
７までの間のガス漏れは、ガスメータ１のガス漏れ検出
機構により検知される。ガスメータ１がガス漏れを検知
するとガスが遮断される。なお、室内のガス漏れであれ
ば、ガス漏れ警報器６が検知しガスを遮断し、あるいは
警報を発することも可能である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来シ
ステムでは、ガスメータ１の下流側のガス漏れについて
は、ガスメータ１により自動的に検知することができた
が、ガスメータ１までに至る需要家敷地内の埋設ガス管
（灯外内管４）のガス漏れについては、ガスメータ１で
は検知できなかった。そのため、３年に１度の定期保安
巡回時に巡回者が臭気等により確認する、メータ検針時
に検針員が臭気により気づく、需要家が臭気により気づ
く、等の方法によりガス漏れが検知されていた。

【０００６】しかしながら、屋外のガス漏れは、ガスが
拡散してしまうため、従来の方法では、ガス漏れが微量
である場合には発見できず、ガス漏れの発見までに時間
がかかるという問題があった。また、現状では定期点検
は３年に１度しか行われないため、ガス漏れがあっても
発見されないまま長期間使用して事故に繋がるおそれが
あるという問題があった。

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、特にガスメータの上流側のガス配管
におけるガス漏洩を自動的にかつ早期に検出することが
できると共に、漏洩量を推測できるようにしたガス漏洩
検出装置を提供することにある。

【０００８】請求項１記載のガス漏洩検出装置は、一端
が地中に埋設された本支管と交差するように接続され、
他端がガスメータと接続されると共に、一部が地中に埋
設された灯外内管を有するガス供給系統に用いられるも
のであって、ガス供給系統においてガスが通過するガス
流路内に圧力変動を発生させる圧力変動発生手段と、こ
の圧力変動発生手段によって発生された圧力変動による
波が灯外内管内で反射して発生する反射波による圧力変
動を検出する圧力変動検出手段と、ガス供給系統が正常
なときに圧力変動検出手段によって検出された圧力変動
のデータを記憶する記憶手段と、検査時に圧力変動検出
手段によって検出された圧力変動のデータと記憶手段に
よって記憶された圧力変動のデータとを比較し、その比
較結果によりガス漏洩を判別すると共にガス漏洩量を推
測するガス漏洩検出手段とを備えたものである。

【０００９】このガス漏洩検出装置では、圧力変動発生
手段によってガス流路内に圧力変動が発生され、この圧
力変動による波がガス供給系統内で反射して発生する反
射波による圧力変動が圧力変動検出手段によって検出さ
れる。ガス供給系統が正常なときに圧力変動検出手段に
よって検出された圧力変動のデータは記憶手段によって
記憶される。そして、漏洩検出手段によって、検査時に
圧力変動検出手段によって検出された圧力変動のデータ
と記憶手段によって記憶された圧力変動のデータとが比
較され、その比較結果によりガス漏洩が判別されると共
にガス漏洩量が推測される。

【００１０】請求項２記載のガス漏洩検出装置は、請求
項１記載のガス漏洩検出装置における漏洩検出手段が、
圧力変動のデータのうち、ガス漏洩時には正常時におけ
る反射波よりも時間的に前に現れる過渡的圧力変動の振
幅に基づいてガス漏洩を判別すると共にガス漏洩量を推
測するものである。

【００１１】請求項３記載のガス漏洩検出装置は、請求
項１または２記載のガス漏洩検出装置における圧力変動
発生手段と圧力変動検出手段とが、ガス流路を通過する
ガスの流量を計測するガスメータ内に設けられているも
のである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１３】図１は本発明の一実施例に係るガス漏洩検
出装置を含むガス供給系統を示す説明図である。このガ
ス供給系統は、地中に埋設された本管または支管（以
下、本支管と称する）１０を通じて供給されるガスａ
を、同じく一部が地中に埋設された灯外内管１１を通じ
てガスメータ２０へ送り込み、このガスメータ２０にお
いて流量を計測した後、灯内内管１２を介して各家庭内
のガス器具（図示せず）へ供給するものである。

【００１４】ガスメータ２０は、マイクロコンピュータ
を用いた安全機能を付加したものである。このガスメー
タ２０の内部には、ガス流入口２１およびガス流出口２
２を有し、ガス供給系統におけるガス流路の一部を構成
するガス管２３が設けられている。このガス管２３に
は、ガス流入口２１側から順に、ガス流路内に圧力変動
を発生させる圧力変動発生手段としてのスピーカ２４
と、このスピーカ２４によって発生された圧力変動によ
る波、すなわち音波がガス供給系統内で反射して発生す
る反射波による圧力変動を検出する圧力変動検出手段と
してのマイクロフォン２５と、ガス管２３を遮断するた
めのガス遮断弁２６と、ガス管２３を通過するガスの流
量を計測するガス流量計２７とが順次配設されている。

【００１５】また、ガスメータ２０内には、マイクロフ
ォン２５およびガス流量計２７の各出力信号を入力する
と共に、スピーカ２４およびガス遮断弁２６を制御する
ための制御部３０が設けられている。

【００１６】図２はガスメータ２０における制御部３０
とその周辺の構成を示すブロック図である。この制御部
３０は、ＣＰＵ（中央処理装置）３１、ＲＯＭ（リード
・オンリ・メモリ）３２、ＲＡＭ（ランダム・アクセス
・メモリ）３３、時間計測のためのクロック３４および
入出力ポート３５を備え、これらは互いにバス３６によ
って接続されている。入出力ポート３５には、前述のガ
ス流量計２７とマイクロフォン２５の他に、スピーカ２
４を駆動するための駆動回路３７と、ガス遮断弁２６を
駆動するための駆動回路３８と、ガスメータ２０に設け
られた警報ランプ３９を駆動する駆動回路４０とが接続
されている。この制御部３０では、ＣＰＵ３１が、ＲＡ
Ｍ３３をワーキングエリアとして、ＲＯＭ３２に格納さ
れたプログラムを実行することによって、ガスメータ２
０の上流側の灯外内管１１におけるガス漏洩を検出する
ガス漏洩検出装置としての機能を実現するようになって
いる。

【００１７】図３は本実施例のガス漏洩検出装置の機能
を示す機能ブロック図である。この図に示すように、ガ
ス漏洩検出装置は、ガス流路内に圧力変動を発生させる
圧力変動発生手段４１と、この圧力変動発生手段４１に
よって発生された圧力変動による波がガス供給系統内で
反射して発生する反射波による圧力変動を検出する圧力
変動検出手段４２と、ガス供給系統が正常なときに圧力
変動検出手段４２によって検出された圧力変動のデータ
を記憶する第１の記憶手段４３と、検査時に圧力変動検
出手段４２によって検出された圧力変動のデータを記憶
する第２の記憶手段４４とを備えている。

【００１８】ガス漏洩検出装置は、更に、第１の記憶手
段４３によって記憶された圧力変動のデータの、第２の
記憶手段４４によって記憶された圧力変動のデータに対
する変化量を演算する変化量演算手段４５と、この変化
量演算手段４５によって求められた変化量に基づいてガ
ス漏洩を判別する漏洩判別手段４６と、この漏洩判別手
段４６によってガス漏洩が判別されたときに、前述の変
化量に基づいて、ガス漏洩量を推測する漏洩量推測手段
４７と、漏洩判別手段４６によってガス漏洩が判別され
たときに警報を報知する警報手段４８とを備えている。
なお、変化量演算手段４５、漏洩判別手段４６および漏
洩量推測手段４７によって、漏洩検出手段が構成され
る。

【００１９】変化量演算手段４５は、圧力変動のデータ
のうち、ガス漏洩時には正常時における反射波よりも時
間的に前に現れる過渡的圧力変動（以下、初期過渡現象
という。）の振幅の変化量（正常時における振幅に対す
る変化量）を演算する。漏洩判別手段４６は、この振幅
の変化量が予め定められた所定値を越えたときに、灯外
内管１１に腐食等によるガス漏洩が発生しているものと
判別する。また、漏洩量推測手段４７は、例えば予め実
験によって求められた振幅の変化量と漏洩量との関係を
示すテーブルを用い、振幅の変化量に基づいて漏洩量を
推測する。

【００２０】なお、圧力変動発生手段４１はスピーカ２
４によって実現され、圧力変動検出手段４２はマイクロ
フォン２５によって実現される。また、第１の記憶手段
４３および第２の記憶手段４４はＲＡＭ３３によって実
現され、変化量演算手段４５、漏洩判別手段４６および
漏洩量推測手段４７は制御部３０によって実現され、警
報手段４６は警報ランプ３９によって実現される。

【００２１】次に、本実施例によるガス漏洩検出装置の
動作について図４に示す流れ図に沿って説明する。

【００２２】このガス漏洩検出装置では、まず、ガスメ
ータ２０や配管の新設時等、ガス供給系統が正常なとき
に、圧力変動発生手段４１によってパルス状の圧力変動
（パルス音）を発生させ、この圧力変動による音波を灯
外内管１１に向けて発射する（ステップＳ１０１）。こ
の音波は、灯外内管１１と本支管１０との接続部で反射
し、ガスメータ２０側に戻ってくる。この反射波による
圧力変動を圧力変動検出手段４２によって検出する（ス
テップＳ１０２）。そして、この圧力変動検出手段４２
によって検出した正常状態における圧力変動のデータか
ら初期過渡現象に対応する部分の振幅を検出し、第１の
記憶手段４３によって記憶する（ステップＳ１０３）。
図５は、この正常状態における圧力変動のパターンの一
例を示すものである。

【００２３】次に、所定の周期で行う検査時に、圧力変
動発生手段４１によってパルス状の圧力変動（パルス
音）を発生させ、この圧力変動による音波を灯外内管１
１に向けて発射し（ステップＳ１０４）、この音波がガ
ス供給系統内で反射して発生する反射波による圧力変動
を圧力変動検出手段４２によって検出する（ステップＳ
１０５）。そして、この圧力変動検出手段４２によって
検出した圧力変動のデータから初期過渡現象の振幅を検
出し、第２の記憶手段４４によって記憶する（ステップ
Ｓ１０６）。

【００２４】図６は、灯外内管１１において、ガスメー
タ２０から３．５ｍ離れた位置に、腐食等によるガス漏
洩が発生している場合における反射波による圧力変動の
一例を示すものである。この図において、符号５１はガ
ス漏洩量が１５０リットル／時間のときの圧力変動、５
２はガス漏洩量が６２０リットル／時間のときの圧力変
動、５３はガス漏洩量が７７０リットル／時間のときの
圧力変動を示す。この図に示すように、ガス漏洩が発生
している場合には、灯外内管１１と本支管１０との接続
部で反射した反射波の前に初期過渡現象５４が現れる。
この初期過渡現象５４の振幅はガス漏洩量と関係があ
る。従って、初期過渡現象５４の振幅の変化量から、ガ
ス漏洩量を推測することができる。

【００２５】本実施例では、変化量演算手段４５によ
り、第１の記憶手段４３によって記憶された振幅のデー
タと第２の記憶手段４４によって記憶された振幅のデー
タとを用いて、初期過渡現象の振幅の変化量を演算する
（ステップＳ１０７）。漏洩判別手段４６は、この振幅
の変化量が予め定められた所定値を越えているか否かを
判断する（ステップＳ１０８）。そして、変化量が所定
値を越えていない場合（Ｎ）はステップＳ１０４へ戻
る。変化量が所定値を越えている場合（Ｙ）は、灯外内
管１１に腐食等によるガス漏洩が発生していると判別す
る。ガス漏洩が発生していると判別されたときには、漏
洩量推測手段４７は、振幅の変化量に基づいて漏洩量を
推測する（ステップＳ１０９）。また、ガス漏洩が発生
していると判別されたときには、ガス漏洩検出装置は、
警報手段４８によって警報を報知し（ステップＳ１１
０）、ガス遮断弁２６によりガス流路を遮断して、動作
を終了する。なお、警報の方法としては、警報ランプ３
９によるものに限らず、ブザーによるものでも良いし、
ガス遮断弁２６によりガス流路を遮断することによっ
て、ガス使用者に対して、強制的に異常の通報を促すも
のでも良い。また、推測された漏洩量に応じて警報の方
法を変えたり、漏洩量が所定量よりも多い場合にはガス
流路を遮断し、少ない場合には遮断しないようにしても
良い。

【００２６】また、ガスメータ２０に、正常時における
圧力変動のデータを検出する動作（図４のステップＳ１
０１〜Ｓ１０３）を起動するリセットスイッチを設けれ
ば、改築等によりガス供給系統を変更した場合に、正常
時における圧力変動のデータを再設定することができる
ようになる。

【００２７】以上説明したように、本実施例のガス漏洩
検出装置によれば、周期的に、ガス流路内においてガス
メータ２０の上流側に向けて音波を発射し、ガス供給系
統内で反射して発生する反射波による圧力変動のうちの
初期過渡現象の振幅の経年変化量に基づいて、ガスメー
タ２０の上流側の灯外内管１１におけるガス漏洩を検出
すると共にガス漏洩量を推測するようにしたので、ガス
メータ２０の上流側の灯外内管１１におけるガス漏洩
を、自動的にかつ早期に検出することができると共にガ
ス漏洩量も知ることができる。

【００２８】また、本実施例のガス漏洩検出装置では、
ガスを遮断することなくガス漏洩の検出を行うので、需
要家に対するガス供給を停止することなくガス漏洩を検
出することができる。

【００２９】また、本実施例のガス漏洩検出装置では、
微量のガス漏洩量も検出することができるため、漏洩量
に応じた配管取り替え工事の緊急度を設定することがで
き、出動順序を設定することもできる。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば実施例ではガス漏洩検出装置の構成要素の全てを
ガスメータ２０内に設けているが、これらの構成要素の
全てあるいは一部をガスメータ２０とは別個に、ガスメ
ータ２０の近傍に配設しても良い。例えば、スピーカ２
４とマイクロフォン２５をガスメータ２０の近傍におけ
る灯外内管１１内に配設し、ガスメータ２０の制御部３
０に接続しても良い。

【００３１】また、圧力変動による波は、可聴音に限ら
ず、可聴音よりも周波数の低いあるいは高い疎密波でも
良い。また、圧力変動発生手段は、スピーカ２４に限ら
ず、ガス流路を短時間で開閉することによって疎密波を
発生させるようにした比例弁や開閉弁でも良い。

【００３２】また、実施例では、ガスメータ２０の上流
側に向けて音波を発射し、ガスメータ２０の上流側の灯
外内管１１におけるガス漏洩を検出するようにしている
が、ガスメータ２０の下流側に向けて音波を発射し、ガ
スメータ２０の下流側の配管におけるガス漏洩を検出す
ることも可能である。従って、本発明によれば本支管か
ら家屋内のガス栓までの配管におけるガス漏洩を検出す
ることが可能である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明のガス漏洩検
出装置によれば、ガス流路内に圧力変動を発生させる圧
力変動発生手段と、この圧力変動発生手段によって発生
された圧力変動による波がガス供給系統内で反射して発
生する反射波による圧力変動を検出する圧力変動検出手
段とを設け、ガス供給系統が正常なときに圧力変動検出
手段によって検出された圧力変動のデータを記憶手段に
よって記憶し、漏洩検出手段によって、検査時に圧力変
動検出手段によって検出された圧力変動のデータと記憶
手段によって記憶された圧力変動のデータとを比較し、
その比較結果によりガス漏洩を判別すると共にガス漏洩
量を推測するようにしたので、特にガスメータの上流側
のガス配管におけるガス漏洩を自動的にかつ早期に検出
することができると共に、漏洩量を推測することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のガス漏洩検出装置を含むガ
ス供給系統を示す説明図である。

【図２】図１におけるガスメータの制御部とその周辺の
構成を示すブロック図である。

【図３】図１のガス漏洩検出装置の機能を説明するため
のブロック図である。

【図４】図１のガス漏洩検出装置の動作を説明するため
の流れ図である。

【図５】図１のガス漏洩検出装置によって検出される正
常状態における圧力変動のパターンの一例を示す特性図
である。

【図６】図１のガス漏洩検出装置によって検出されるガ
ス漏洩発生時における圧力変動のパターンの一例を示す
特性図である。

【図７】従来のガス供給システムを説明するための説明
図である。

【符号の説明】

１０ 本支管 １１ 灯外内管 ２０ ガスメータ ２４ スピーカ ２５ マイクロフォン ２６ ガス遮断弁 ３０ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 3/24 G01F 1/00 G01F 15/06 G01M 3/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端が地中に埋設された本支管と交差す
   るように接続され、他端がガスメータと接続されると共
   に、一部が地中に埋設された灯外内管を有するガス供給
   系統に用いられるガス漏洩検出装置であって、 前記 ガス供給系統においてガスが通過するガス流路内に
   圧力変動を発生させる圧力変動発生手段と、 この圧力変動発生手段によって発生された圧力変動によ
   る波が前記灯外内管内で反射して発生する反射波による
   圧力変動を検出する圧力変動検出手段と、 ガス供給系統が正常なときに前記圧力変動検出手段によ
   って検出された圧力変動のデータを記憶する記憶手段
   と、 検査時に前記圧力変動検出手段によって検出された圧力
   変動のデータと前記記憶手段によって記憶された圧力変
   動のデータとを比較し、その比較結果によりガス漏洩を
   判別すると共にガス漏洩量を推測するガス漏洩検出手段
   とを具備することを特徴とするガス漏洩検出装置。
2. 【請求項２】 前記漏洩検出手段は、圧力変動のデータ
   のうち、ガス漏洩時には正常時における反射波よりも時
   間的に前に現れる過渡的圧力変動の振幅に基づいてガス
   漏洩を判別すると共にガス漏洩量を推測することを特徴
   とする請求項１記載のガス漏洩検出装置。
3. 【請求項３】 前記圧力変動発生手段と圧力変動検出手
   段とが、前記ガス流路を通過するガスの流量を計測する
   ガスメータ内に設けられていることを特徴とする請求項
   １または２記載のガス漏洩検出装置。