JP4181201B2 - ガス保安装置 - Google Patents

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本発明は、ガス流量を計測し異常流量が計測された場合にガス通路を遮断し、ガス使用上の安全性を確保するガス保安装置に関するものである。
近年、ガスの使用量を計測し、異常時にはガスを遮断するガス保安装置において、ガスの瞬時流速を計測して安全性を向上させるために超音波センサを利用したものが検討され始めている。
従来のこの種のガス保安装置について、図６を参照して説明する。通常、超音波センサ２１と、断面積の明確な流路２２と、流路２２を遮断する遮断弁２３と、遮断弁２３を駆動する遮断弁駆動回路２４と、電源用の電池２５と、超音波センサ駆動回路２６と、各種判定制御を行う制御回路２７とを備えている。
流量計測に際しては、制御回路２７から超音波センサ駆動回路２６に所定の時間間隔で信号を送り、超音波センサ２１で流路２２内を流れるガスの流速に対応する信号を検出し、制御回路２７にて検出信号から流速を求めるとともに、ガスの速度と流路２２の断面積より瞬間流量を計測している。また、この瞬間流量に基づいてガスの積算流量を計算し、ガスの流れるパターンが異常かどうかを判定し、異常と判断した場合には遮断弁駆動回路２４に遮断信号を出し、遮断弁２３を遮断してガスを止める。
しかしながら、超音波センサを利用した流量計測では瞬間流量を計測するので、液化石油ガス供給設備に特有の再液化現象によってガス圧が変動すると、正常に計測できず、保安機能に悪影響を与えるという問題があった。
再液化現象とは、液化石油ガス供給設備の配管形状や周囲温度の条件によって、一度気化したガスがガス圧調整器の入口で再度液状になり、ガス使用開始時にガス調整器の出口まで液の状態で流れ出してきたガスが急に気化し、ガス配管の下流側のガス圧が変動するという現象である。
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、再液化が発生した場合にこれを検知し、安定した流量値を求め、保安機能の誤動作を防止できるガス保安装置を提供することを目的としている。
本発明のガス保安装置は、ガスの使用量を計測する超音波センサと計測流路から構成された超音波式計測部と、異常が発生した場合にガスを遮断する遮断弁と、各種判定制御を行う制御回路とを備えたガス保安装置において、ガス圧が不規則に変動する再液化現象を検知する再液化検知手段と、再液化が発生した場合に変動する計測流量値を平均化する再液化時計測手段と、周囲の温度を計測するための温度センサとを備え、制御回路には、再液化発生時の温度変化を学習し、再液化が発生するかどうかを事前に判断する再液化学習手段を備えたものであり、再液化現象が発生した場合にも、変動する流量計測値のパターンに基づいて再液化が発生していることを検知し、変動している瞬間流量計測値を平均化処理して安定した流量値を求めることができ、保安機能の誤動作を防止できる。また、再液化が発生する状況を未然に予測して対策を講じることができる。
また、上記温度センサに代えて、ガスの使用量を計測するための超音波センサを利用してガスの温度を測定する音速温度変換手段を備えると、別途に温度センサを設ける必要がなく、ガス保安装置の小型化を図ることができる。
本発明のガス保安装置によれば、ガス圧が不規則に変動する再液化現象を検知する再液化検知手段と、再液化が発生した場合に変動する計測流量値を平均化する再液化時計測手段とを備えているので、再液化現象が発生した場合にこれを検知し、正常にガスの流量値を求めることができ、ガス保安装置の保安機能が再液化現象によって誤動作するのを防止できる。
また、温度センサにて周囲の温度を計測し、再液化学習手段にて再液化発生時の温度変化を学習し、再液化が発生するかどうかを事前に判断するようにすると、再液化が発生する状況を未然に予測して対策を講じることができる。
また、上記温度センサに代えて音速温度変換手段にて温度検出を行うようにすると温度センサが必要ないため、ガス保安装置の小型化を図ることができる。
以下、本発明のガス保安装置の各実施形態について図を参照して説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態のガス保安装置を図１を参照して説明する。図１において、超音波センサ１と、断面積の明確な流路２と、流路２を遮断する遮断弁３と、遮断弁３を駆動する遮断弁駆動回路４と、電源用の電池５と、超音波センサ駆動回路６と、計測及びその他のすべての制御を行う制御回路７と、通信インターフェース８と、液晶表示部９とを備えている。
本実施形態では、制御回路７に再液化検知手段１１と再液化時計測手段１２とが設けられている。再液化検知手段１１では、超音波センサ１で計測した瞬間流量計測値と前回計測値の変動幅が所定流量以上である状態が流量無しの状態になるまでに所定回数を越えた場合、再液化が発生していると判断し、流量計測手段を通常の状態から再液化時計測手段１２に切り換えるように構成されている。再液化時計測手段１２では、通常超音波センサ１の各計測タイミングで計算している流量を、計測値を所定の回数平均して流量を平均化して計算するように構成されている。
以上の構成において、通常状態では制御回路７から超音波センサ駆動回路６に所定の時間間隔で信号を送り、超音波センサ１で流路２内を流れるガスの流速に対応する信号を検出し、制御回路７にて検出信号から流速を求めるとともに、ガスの速度と流路２の断面積より瞬間流量を計測している。この瞬間流量に基づいてガスの積算流量を計算し、ガスの流れるパターンが異常かどうかを判定し、異常と判断した場合は遮断弁駆動回路４に遮断信号を出し、遮断弁３を遮断してガスを止める。
また、再液化検知手段１１において、瞬間流量計測値と前回計測値の変動幅がチェックされており、その変動幅が所定流量以上である状態が流量無しの状態になるまでに所定回数を越えると再液化が発生している状態であると判定され、その場合には再液化時計測手段１２にて計測値を所定の回数平均して流量を計算する。これによって、再液化現象が発生した場合でも、圧力変動の影響を受けることなく、正常にガス流量を計算することができる。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態のガス保安装置を図２を参照して説明する。なお、以下の実施形態では、上記実施形態において説明した構成要素と同一の構成要素について同一参照符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
図２において、本実施形態では、制御回路７に再液化回数カウンタ１３と再液化継続時間計測手段１４が設けられている。再液化回数カウンタ１３では再液化検知手段１１で再液化であると判定した回数を記録しておく。再液化継続時間計測手段１４ではガスを使用し始めたときに再液化検知手段１１の判定にて再液化が発生したと判定したときに、ガスを使用し始めてから再液化検知手段１１で検知する所定の流量変動幅以上の変動が発生しなくなるまでの時間を計測し、記録する。
これによって、再液化現象が発生した回数や再液化現象の程度をガス保安装置の点検時に確認することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態のガス保安装置を図３を参照して説明する。
図３において、本実施形態は第２の実施形態と基本構成が同じで、制御回路７に再液化通報手段１５が設けられている。再液化通報手段１５は、再液化検知手段１１で再液化が発生していると判断した場合、液晶表示部９に再液化が発生していることを表示するとともに、所定のセンターに通信インターフェース８を通して再液化現象が発生していることを通報する。
これによって、再液化が発生しているガス供給設備を、液晶表示部９で、又はセンターで早期に確認することができる。
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態のガス保安装置を図４を参照して説明する。
図４において、本実施形態は第３の実施形態と基本構成が同じで、温度センサ１０が設けられてその検出信号が制御回路７に入力されるとともに、制御回路７に再液化学習手段１６が設けられている。再液化学習手段１６では温度センサ１０で測定した再液化発生時の温度変化を学習し、再液化が発生するかどうかを事前に判断する。
これによって、再液化が発生する状況を未然に予測して対策を講じることができる。
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態のガス保安装置を図５を参照して説明する。
図５において、本実施形態は第４の実施形態と基本構成が同じで、温度センサ１０で温度を測定する代わりに、制御回路７に、温度による音速の変化を利用して超音波センサ１で計測する超音波の伝搬時間より温度を測定する音速温度変換手段１７が設けられている。
これによって、温度センサ１０を設ける必要がないためにガス保安装置の小型化が可能になる。
本発明のガス保安装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図 本発明のガス保安装置の第２の実施形態の構成を示すブロック図 本発明のガス保安装置の第３の実施形態の構成を示すブロック図 本発明のガス保安装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図 本発明のガス保安装置の第５の実施形態の構成を示すブロック図 従来例のガス保安装置の構成を示すブロック図
符号の説明
１ 超音波センサ
２ 流路
３ 遮断弁
６ 超音波センサ駆動回路
７ 制御回路
８ 通信インターフェース
９ 液晶表示部
１０ 温度センサ
１１ 再液化検知手段
１２ 再液化時計測手段
１３ 再液化回数カウンタ
１４ 再液化継続時間計測手段
１５ 再液化通報手段
１６ 再液化学習手段
１７ 音速温度変換手段

Claims (2)

  1. ガスの使用量を計測する超音波センサと計測流路から構成された超音波式計測部と、異常が発生した場合にガスを遮断する遮断弁と、各種判定制御を行う制御回路とを備えたガス保安装置において、
    ガス圧が不規則に変動する再液化現象を検知する再液化検知手段と、再液化が発生した場合に変動する計測流量値を平均化する再液化時計測手段と、周囲の温度を計測するための温度センサとを備え、
    前記制御回路には、再液化発生時の温度変化を学習し、再液化が発生するかどうかを事前に判断する再液化学習手段を備えたことを特徴とするガス保安装置。
  2. 温度センサに代えて、ガスの使用量を計測するための超音波センサを利用してガスの温度を測定する音速温度変換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のガス保安装置。
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