JP3901159B2

JP3901159B2 - ガス配管漏洩監視装置

Info

Publication number: JP3901159B2
Application number: JP2004031783A
Authority: JP
Inventors: 康裕梅景; 伸一中根
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-09
Filing date: 2004-02-09
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2015-08-29
Also published as: JP2004138627A

Description

従来、漏洩監視装置として、例えば特許文献１または特許文献２に示すようなガス供給配管の漏洩監視装置の構成が知られていた。以下、その構成について図７と図８を参照しながら説明する。

まず、図７に示す従来例では、プロパンガスなどのガス供給源１と、ガス供給管２と、ガス供給源１からの供給ガス全体を積算する親ガスメーター３と、各供給先の個別ガス使用量を積算する個別ガスメーター４と、個々のガス器具５とで構成とされていた。

ここで、親ガスメーター３には、流量検出機構６およびこの検出機構により検出されたデータを取り入れて正常であるか否かを判断するＣＰＵ７と、前記ＣＰＵ７によって演算されたデータを信号線８を通じて取り出す通信制御器９を備え、そのデータを電話回線１０を通じてセンター側のホストコンピューター１１に送出している構成であった。なお、１２は圧力調整器、１３はバルブである。

このような構成において、親ガスメーター３に設置された流量検出機構６で流量を検出し、ガス使用減少時間帯、最低流量およびこれらの偏差値を学習し、これらの総合値と、現在データとを比較して現在データが正常の範囲に収まっているか否かを判断し、異常と見なされた場合に警報出力を発生するものである。

また、図８に示す別の従来例では、ガス供給源１からの供給ガス全体を積算する親ガスメーター３と、ガス供給管２と、各供給先の個別ガスメーター４を経てガス器具５に供給するとともに、前記親ガスメーター３および個別ガスメーター４は、流量発信機能１４を有し、前記各ガスメーターを管理する管理装置１５との間に流量情報の交換自在なガス供給漏洩監視装置としていた。ここで、１６は微小漏洩監視メーターである。

このような構成において、一日のうちのガス使用量の少ない時間帯に所定時間の間のガス流量を各ガスメーター別に管理装置に流量発信機能により集め、親ガスメーター３の流量値Ｎｓと、各個別ガスメーター４の流量値Ｎ１，Ｎ２，………Ｎｎの和Ｎ１＋Ｎ２＋………＋Ｎｎとを比較し、
Ｎｓ≦Ｎ１＋Ｎ２＋………＋Ｎｎ
の場合は漏洩無しと見なし、
Ｎｓ＞Ｎ１＋Ｎ２＋………＋Ｎｎ
の場合は漏洩ありとする漏洩判断方法を有する構成としていた。
特開平４−６４７８７号公報特開平４−３６３６３８号公報

しかしながら従来例のようなガス配管漏洩監視装置では、全宅のガス器具が、同時に使用されない期間があるという前提の下に判別を行っているが、集合住宅の宅数が多くなり、居住者の生活形態が様々になってくると、本当に個別ガスメータの上流にガス漏れが有るのか、それとも実際にガスエアコンのようなガス器具が連続して使われているのかあいまいになり、配管漏洩判別手段による漏洩判断の信頼性が著しく低下してしまうという課題、さらに、口火の連続使用があった場合でもガスメータ上流にガス漏れ有りと誤って判別してしまうという課題があった。

また、別の従来例では、ガス流量計測で±３％程度の誤差があるため、各個別ガスメー
タの流量総和を求めるときに、各メーターの誤差が重畳して拡大し、漏洩判断の信頼性が著しく低下してしまう課題や、そして、戸数が多くなってくると各個別メーターの流量の集計を同時刻に行うことが非常に困難で、親ガスメーターの計測時刻と異なる時刻に計測された各個別メーターの流量総和を比較しても漏洩を判断する情報としては信頼性が低いという課題があった。

このように従来の装置では信頼性で大きな課題があり、特に、地震発生後の安全保障面では無視できないものがあった。

本発明は上記課題を解決するもので、地震発生後ガスの漏洩を確実に精度よく判定することを目的としている。

本発明の配管漏洩監視装置は、地震発生後のガス配管漏洩を早期に発見することができる。

本発明は、ガスを輸送するためのガス管路と、前記ガス管路の上流側に設けた遮断弁と、下流側に設けた管路分岐手段と、前記遮断弁と前記管路分岐手段の間で最も上流側に設けた第１の流量計測手段と、前記遮断弁と前記管路分岐手段の間で第１の流量計測手段より下流側に設けた第２の流量計測手段と、前記第１の流量計測手段で得られた第１の流量情報を送信する第１の通信手段と、前記第２の通信手段からの第２の流量情報を送信する第２の通信手段と、前記第１の通信手段からの流量情報と前記第２の通信手段からの流量情報とを受信する第３の通信手段と、振動を検知する感震器とを具備し、前記感震器が所定振動レベル以上を感知した時に前記第３の通信手段が受信した前記第１，第２の通信手段からの流量情報を比較して前記ガス管路からのガスの漏洩を判定手段で判別するようにしたものである。

そして、第１の流量計測手段と第２の流量計測手段は、瞬時性を高めるために、超音波流量計を採用するのが望ましい。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１と図２に示すように、流体を輸送するための輸送管路１７と、前記輸送管路１７の上流側に設けた遮断弁１８と、前記輸送管路１７の下流側に設けた管路分岐手段１９と、前記遮断弁１８と前記管路分岐手段１９の間で最も上流側に設けた第１の流量計測手段としての瞬時流量計である第１の超音波流量計２０と、前記遮断弁１８と前記管路分岐手段１９の間で最も下流側に設けた第２の流量計測手段としての第２の超音波流量計２１と、前記第１の超音波流量計で得られた第１の流量情報を送信する第１の通信手段としての第１の無線装置２２と、前記第２の超音波流量計２１で得られた第２の流量情報を送信する第２の通信手段としての第２の無線装置２３と、前記第１の流量情報と前記第２の流量情報を受信する第３の通信手段としての第３の無線装置２４と、前記第１の流量情報と第２の流量情報とを取得して比較することによって、前記輸送管路１７からの流体の漏洩を判別する判定手段２５を備えた構成とした。

ここで、２６は感震器、２７はガス器具、２８は警報機、２９は電話通報装置、３０は各戸の個別メーター、３１は主管路である。

そして、判定手段２５では、流体を輸送する輸送管路１７の上流側の第１の流量情報と、下流側の第２の流量情報が、所定流量以下、例えば５００リッター／時以下になれば漏洩を判定することとした。

このような構成において、所定の時間になれば計測する時間モードでは、第１の超音波流量計２０が流量Ｑ１を計測して、第１の無線装置２２が第１の流量情報データを送信する。同様に、第２の超音波流量計２１が流量Ｑ２を計測して、第２の無線装置２３が第２の流量情報データを送信する。

第１の流量情報データは、時間、テスト、感震の３つのモードのうちどれかを示すモードパラメーターと、時刻情報と、流量情報の組み合わせとした。また、第２の流量情報データは、時刻情報と、流量情報の組み合わせとした。

そして、下流側に備えた判定手段２５では、前記送信データを第３の無線装置２４で受信し、第１の流量情報としての流量Ｑ１が、所定値５００リッター／時以下であれば、前記流量Ｑ１と第２の流量情報としての流量Ｑ２との差Δｑを取り、あらかじめ設定した漏洩判定流量である流量差のしきい値ΔＱと比較することによって漏洩を判定することとした。すなわち、
Ｑ１−Ｑ２＝Δｑ
Δｑ≧ΔＱ
の時、漏洩と判定し、警報を発する。そして、遮断弁を自動または手動にて閉止することとした。また、
Δｑ＜ΔＱ
であれば、漏洩無しと判定し、計測を継続することとした。

例えば、しきい値ΔＱは５リッター／時とし、流量計測の計測精度が１％の精度で得られるとすると、所定流量５００リッター／時以下の時でないと、５リッター／時の流量差を計測する事が困難になることがわかる。

よって、漏洩判定のためのしきい値ΔＱと計測器の計測精度によって、漏洩判定が実現できる計測流量範囲が決定され、その流量計測範囲以下の流量が計測されたときにのみ、漏洩判定を行うことで高精度の漏洩判定が実現できるのである。

また、２台の流量計を用いて行うために、第１の超音波流量計と第２の超音波流量計との流量計測の器差を、測定可能流量範囲において、漏洩判定流量であるしきい値ΔＱ以下にすることで、微小漏洩でも精度よく漏洩判定が行えることになる。

ここで、上記漏洩判定は１回の判定結果をもとに漏洩を決定する事も可能であるが、判定精度を向上するために２回の判定結果から漏洩を決定することとした。そして、両者の判定結果が一致した場合には、その判定結果を採用するが、両者の判定結果が一致しない
ときには、更にもう一度、流量測定を行って前記判定を行い、その結果の判定を採用することとした。

この判定回数は増やせば増やすだけ判定精度が向上することは明白である。そして、複数回の判定を２日以上に渡って行うことで、さらに判定精度を向上することができる。例えば、１日の判定で、ガス工事などによる漏洩を発見して漏洩判定としても、翌日ガス工事が行われなければ、漏洩は発生せず漏洩判定がなくなる。

よって、２日に渡って漏洩監視を行うことで、漏洩判定の精度を向上させることができる。

さらに、第１の流量情報と第２の流量情報は、瞬時流量計である超音波流量計で計測されるため、第１の超音波流量計の計測時間と第２の超音波流量計が計測した時間とがほぼ等しい時間に計測される。例えば、微小流量の漏洩の監視においては、膜式流量計のようなものでは、長時間に渡って計測しなければならない。

そして、配管途中で漏洩があると、上流側の第１の流量計測手段で計測する時間に比べ、下流の第２の流量計測手段で計測する時間が長くなり、第１の流量計測手段で計測した時刻の流れ状態と、第２の流量計測手段で計測している時刻の流れ状態が異なった条件になってしまう危険性があり、精度よく測定できなかった。

しかし、瞬時流量計を用いて行うと、計測時刻を一致させることができるので同じ流れ状態で漏洩判定を行うことができ、判定精度を向上することができるのである。

本実施の形態では、計測時刻の時刻情報と流量情報が一対となった情報となっているため、瞬時流量計でなくても容積型流量計のように長時間かけて計測した流量情報でも、いつからいつまでのデータかが明確であるため、単時間当たりの平均流量などを計算することができる。その計算データから上記式で漏洩判定することができ、判定精度を向上することができるのである。以上の計測および判定手段のフローチャートを図３から図５に示す。

また、無線通信によって、流量情報を交換する構成としているため、第１の超音波流量計と第２の超音波流量計との判定手段を結ぶ信号線が不要となり、設置工事の作業性が大きく改善される。なお、図６に示すように、第２の超音波流量計２１と判定手段２５は近接して設置することで、無線手段を用いずに信号線で接続する構成でも同様の効果が得られることは明白である。

一方、第１の超音波流量計２０には漏洩テスト装置３２が設置されており、前記漏洩テスト装置３２のテストスイッチ３３を押すことによって、テストモードとして漏洩テスト信号が第３の無線装置に送信される。例えば、漏洩テスト信号として、現在の計測流量Ｑ１よりΔｑだけ大きい流量に変換して送信することで判定手段で漏洩と判定するかどうかがテストできるのである。例えば、テストによって漏洩と判定できなかった場合には、流量計測の異常、通信異常、判定しきい値異常、電池異常などの様々な異常を見つけることができる。また、第１の流量計測手段の計測フローの中に定期的にこのテスト信号を発生させる動作を含めることで、自動的に漏洩監視装置の動作テストを行うことができる。このテストによって、第１の超音波流量計の駆動電源である電池、漏洩の判定基準ΔＱなどのチェックが簡単に行え、保守管理作業を簡素化することができる。

ところで、振動を検知する感震器２６を第１の超音波流量計２０に設置し、前記感震器２６が所定以上の振動レベルを検知したときに流量を計測するようにした。そして、感震モードとして情報データを送信することによって漏洩判定を行うようにした。

このような構成において、所定の振動レベルとして、人が感じる地震レベルである震度２と設定しておくことで、震度２以上の振動が発生した後、漏洩監視を行うことができるのである。

通常、漏洩監視装置の電源である電池の寿命を考慮して、１日間隔などの長期の所定間隔で計測するようにしていることが多いため、地震が発生しても次の監視時刻になるまでに１日近く装置が動作しないことがあったが、このような感震モードを設定することで、地震直後の漏洩をチェックすることができ、早期に漏洩を発見することができる。

また、振動レベルの設定によって、工事によるトラブルや地盤変動における漏洩も早期に発見することができる。

以上のように本実施の形態の技術的意義をまとめれば以下次の通りである。

（１）２つの流量計測手段で計測された流量情報を基にガス管路からの漏洩を確実に精度よく判定することができる。

（２）瞬時流量計測手段によって短時間で計測することで計測時刻を一致させて計測精度を向上させることができる。

（３）時刻情報と流量情報を一対にした流量情報によって計測時刻を一致させて比較することによって判定精度を向上させることができる。

（４）所定値以下の流量範囲の流量によって漏洩判定を行うことで、微小漏洩を検知することができる。

（５）流量計測手段の器差を漏洩判定流量以下にすることによって、微小漏洩を高精度に検知することができる。

（６）２日以上に渡って流量を計測した情報を基に漏洩判定することで漏洩判定精度を向上することができる。

（７）輸送管路前後の流量情報を無線信号によって判定手段に通報することで、配線作業を不要として設置工事の作業性を向上することができる。

（８）漏洩テスト装置によって漏洩監視装置の動作確認を検査できるようにすることで、漏洩監視装置の保守管理作業を簡素化することができる。

（９）第１の流量計測手段の動作検査を確実に行うことができる。

（１０）ガス管路近傍で所定振動レベル以上の振動が発生した時に漏洩監視動作を実施することで、地震やそれに付随する地盤沈下後の配管漏洩を早期に発見することができる。

また、所定振動レベル以上の振動の発生前後の漏洩異常判定によって精度の高い判定を早期に実現することができる。

以上のように、本発明に係るガス配管漏洩監視装置は、地震やそれに伴う地盤沈下後のガス漏洩を早期に発見することができるので、プロパンガスなどのガスを輸送する輸送管路において、地震や地盤沈下といった地盤変動後の配管漏洩を発見するのに適用できる。

本発明の実施例を示す配管漏洩監視装置の構成図同装置のブロック図同装置の第１の超音波流量計の計測フローチャート同装置の第２の超音波流量計の計測フローチャート同装置の判定手段のフローチャート本発明の他の実施例を示すブロック図従来の配管漏洩監視装置の構成図他の従来例を示す配管漏洩監視装置の構成図

符号の説明

１７輸送管路
１８遮断弁
１９管路分岐手段
２０第１の超音波流量計（第１の流量計測手段）
２１第２の超音波流量計（第２の流量計測手段）
２２第１の無線装置（第１の通信手段）
２３第２の無線装置（第２の通信手段）
２４第３の無線装置（第３の通信手段）
２５判定手段
２６感震器
３２漏洩テスト装置

Claims

ガスを輸送するためのガス管路と、前記ガス管路の上流側に設けた遮断弁と、下流側に設けた管路分岐手段と、前記遮断弁と前記管路分岐手段の間で最も上流側に設けた第１の流量計測手段と、前記遮断弁と前記管路分岐手段の間で第１の流量計測手段より下流側に設けた第２の流量計測手段と、前記第１の流量計測手段で得られた第１の流量情報を送信する第１の通信手段と、前記第２の通信手段からの第２の流量情報を送信する第２の通信手段と、前記第１の通信手段からの流量情報と前記第２の通信手段からの流量情報とを受信する第３の通信手段と、振動を検知する感震器とを具備し、前記感震器が所定振動レベル以上を感知した時に前記第３の通信手段が受信した前記第１，第２の通信手段からの流量情報を比較して前記ガス管路からのガスの漏洩を判定手段で判別するようにしたガス配管漏洩監視装置。
第１の流量計測手段と第２の流量計測手段は超音波流量計である請求項１記載のガス配管漏洩監視装置。