JP5032951B2 - ガス漏洩検知方法 - Google Patents
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Description
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに第1の圧力変化を付与した後に、第2の圧力変化を付与し、それらの圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
但し、Q0=Q0″(無制御流量)
Q1=Q1″(無制御流量)
Q1−Q0=Q1″−Q0″ ………(式2)
Q1″/Q0″=√(P1/P0) ………(式3)
また、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するようにしたことで特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
Q0″=(Q1−Q0)/(√(P1/P0)−1)
ここで、Q0″;無制御流量
Q0;第1の圧力変化付与前のガス流量
Q1;第2の圧力変化付与後のガス流量
P0;第1の圧力変化付与前のガス圧力
P1;第2の圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める点にある。
尚、以下の説明では、説明の簡略化のため、第1の圧力変化付与と第2の圧力変化付与とを区別せず、それらが1つの圧力変化付与として、一度に行われたものとして説明する。
Q0=Q0′+Q0″ ………(式4)
Q1=Q1′+Q1″ ………(式5)
Q0′=Q1′ ………(式6)
Q0−Q0″=Q1−Q1″ ………(式7) (実質的に前記(式2))
Q0″=(Q1−Q0+Q0″)/√(P1/P0)
Q0″=(Q1−Q0)/√(P1/P0)+Q0″/√(P1/P0)
Q0″(1−1/√(P1/P0))=(Q1−Q0)/√(P1/P0)
Q0″=(Q1−Q0)/(√(P1/P0)−1) ………(式8)
制御流量Q0′が全ガス流量Q0を占める場合の条件式であるQ1=Q0(即ち、圧力変化付与前後の全ガス流量が等しい)を(式8)に代入すると、無制御流量Q0″=0となり、
また、無制御流量Q0″が全ガス流量Q0を占める場合の条件式Q1/Q0=√(P1/P0)(即ち、前記(式1))を(式8)に代入すると、無制御流量Q0″=全ガス流量Q0となることからも分かるように、
上記(式8)は、制御流量Q0′と無制御流量Q0″とが混在する場合に限らず、制御流量Q0′が全ガス流量Q0を占める場合及び無制御流量Q0″が全ガス流量Q0を占める場合にも無制御流量Q0″を求める式として使用することができる。
設定された前記制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する点にある。
前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
qn/qm=√(Pn/Pm)
ここで、qm,qn;m段目及びn段目における元の流量からのガス流量変化量
Pm,Pn;m段目及びn段目におけるガス圧力(大気圧との差圧)
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる点にある。
但し、Q0=Q0″(無制御流量)
Q1=Q1″(無制御流量)
但し、Q1=Q1″(無制御流量)
Q2=Q2″(無制御流量)
Q0=Q0′+Q0″ ………(式12)
Q1=Q1′+Q1″ ………(式13)
Q0′=Q1′ ………(式14)
Q1=Q1′+Q1″ ………(式16)
Q2=Q2′+Q2″ ………(式17)
Q1′=Q2′ ………(式18)
(Q2−Q1′)/(Q1−Q1′)=√(P2/P1)
(Q2−Q0′)/(Q1−Q0′)=√(P2/P1)
(Q2−Q0+Q0″)/(Q1−Q0+Q0″)=√(P2/P1)……(式19)
q2/q1=√(P2/P1) ………(式21)
が得られる。
qn/qm=√(Pn/Pm) ………(式22)
但し、qm,qn;m段目及びn段目における元の流量からのガス流量変化量
Pm,Pn;m段目及びn段目におけるガス圧力(大気圧との差圧)
が得られる。
設定された前記制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定された前記制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定された前記制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たに設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定された前記制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
図1は本発明に係るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を適用したガスメータ1の概略構成を示し、このガスメータ1は、ガス供給路2における燃料ガスGの瞬時流量Qを計測できる流量計3、燃料ガスGに圧力変化を付与する調整弁4、燃料ガスGを遮断する遮断弁5、燃料ガスGの圧力Pを計測する圧力計6、ガス流量の積算等を行う記憶演算制御部7を備えるとともに、外部機器と通信する通信部8及び積算ガス流量の表示等を行う表示部9を備えている。
Q0″=(Q1−Q0)/(√(P1/P0)−1) ………(式8)
前記演算手段X3は、この(式8)に基づき無制御流量Q0″をガス漏洩による発生流量の可能性がある流量として求める構成にしてある。
qn/qm=√(Pn/Pm) ………(式22)
但し、qm,qn;m段目及びn段目における元の流量からのガス流量変化量
Pm,Pn;m段目及びn段目におけるガス圧力(大気圧との差圧)
前記演算手段X3は、2段の圧力変化付与の夫々におけるガス流量Qの変化量とガス圧力Pとの関係が次の(式22′)
q2/q1=√(P2/P1) ………(式22′)
但し、q1=Q1−Q0
q2=Q2−Q0
P1,P2;大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、(式22′)を満たすことが確認されれば次のステップに進み、(式22′)を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段X1による2段の圧力変化付与に戻る構成にしてある。
この参考実施形態は、本願の権利範囲に含まれるものではないが、第1実施形態で示したガスメータ1についてガス漏洩の判定方式を変更した例を示す(図10参照)。
q2/q1=√(P2/P1) ………(式22′)
但し、q1=Q1−Q0
q2=Q2−Q0
P1,P2;大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、(式22′)を満たすことが確認されれば出力手段X4に上記漏洩情報の出力及びガス供給路2の遮断を実行させ、(式22′)を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段X1による2段の圧力変化付与に戻るようにしてある。
前述の実施形態では、複数段の圧力変化付与の夫々において生じるガス流量Qの変化を調べることにより無制御流量Q0″を判別する例を示したが、圧力変化付与手段X1の1作動として1段の圧力変化付与のみを行い、この1段の圧力変化付与で生じるガス流量Qの変化を調べることで無制御流量Q0″を判別するようにしてもよい。
前述の実施形態では、圧力変化付与手段X1による調整弁4の操作により圧力変化を付与する例を示したが、このような調整弁操作による圧力変化付与に代えて、タービンや風車等の膨張機により減圧側の圧力変化を付与するようにしたり、ポンプやファンなどの加圧手段により増圧側の圧力変化を付与するようにしてもよい。
G 燃料ガス
P 圧力
Q ガス流量
Q0″ 無制御流量
Ts 制限時間
X1 圧力変化付与手段
X2 流量変化検出手段
X3 演算手段
X4 出力手段
Claims (5)
- ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに第1の圧力変化を付与した後に、第2の圧力変化を付与し、それらの圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が、設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。 - 前記無制御流量を次式
Q0″=(Q1−Q0)/(√(P1/P0)−1)
ここで、Q0″;無制御流量
Q0;第1の圧力変化付与前のガス流量
Q1;第2の圧力変化付与後のガス流量
P0;第1の圧力変化付与前のガス圧力
P1;第2の圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める請求項1記載のガス漏洩検知方法。 - 設定された前記制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する請求項1又は2記載のガス漏洩検知方法。
- 前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
qn/qm=√(Pn/Pm)
ここで、qm,qn;m段目及びn段目における元の流量からのガス流量変化量
Pm,Pn;m段目及びn段目におけるガス圧力(大気圧との差圧)
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる請求項1〜3の
いずれか1項に記載のガス漏洩検知方法。 - 設定された前記制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定された前記制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定された前記制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たに設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定された前記制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定された前記制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する請求項1〜4のいずれか1項に記載のガス漏洩検知方法。
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