JP5203922B2 - 遮断弁故障検知方法及びガスメータ - Google Patents
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Description
(1)ガスメータのガス流路上に配設されて異常事象発生時に前記ガス流路を遮断する遮断弁の故障を検知する遮断弁故障検知方法であって、前記遮断弁が前記ガス流路を遮断している間に、前記ガス流路に流れるガスのガス流量を検出したときには、前記ガス流量が所定量以下である場合、前記遮断弁を弁開とし、前記遮断弁に振動を与えた後、前記遮断弁を再度弁閉した状態で前記ガス流量の検出有無を判断し、前記ガス流量を検出したと判断した場合に前記遮断弁の故障を検知する。
遮断弁を弁閉としている間のガス流量が所定値より大きな場合の故障原因は駆動力不足である場合が多いが、このような際に、弁振動を行うと駆動時の機械的抵抗を増大させるなど、状態を悪化させる可能性があるため、弁振動は行わない。
(第1実施形態)
<ガス供給システムの全体構成>
図1は、本発明の第1実施形態に係り、ガス供給システムの概略構成図である。
図1に示すガス供給システムでは、ガス供給源10から各顧客の住宅1へガスを供給し、ガスコンロやガス湯沸かし器、ガスファンヒータ等のガス機器2の使用を可能にする。住宅1には、ガスメータ11が設置されている。
尚、住宅1は、各ガス機器2の上流側に元栓4を設け、ガス機器2へのガス供給を個別に止めることができるようになっている。
図2は、ガスメータ11の電気ブロック図である。
ガスメータ11は、内蔵する電池22を駆動源として、ガスメータ制御ユニット15に動作を制御されている。ガスメータ11には、ガス流路23がガス供給源10とガス機器2とを連通させるように内設されている。
ガス流路23には、上流側から順に、遮断弁12と圧力センサ13とガス流量検出器14とが配設されている。遮断弁12と圧力センサ13とガス流量検出器14は、ガスメータ制御ユニット15に接続されている。また、ガスメータ制御ユニット15には、表示部16や地震センサ17、通信ユニット18、復帰スイッチ19、テストスイッチ20等が接続されている。
圧力センサ13は、ガス流路23に流れるガスのガス圧力を検出する圧力検出手段であって、ガス圧力の低下や上昇を検出する。
ガス流量検出器14は、ガス流路23に流れるガスのガス流量を検出するガス流量検出手段であって、ガス流量の増減を検出する。
ガスメータ制御ユニット15は、周知のマイクロコンピュータであり、各種プログラムやデータを記憶している。例えば、ガスメータ制御ユニット15には、遮断弁12が遮断不良を生じた場合に遮断弁12に噛み込み解消動作をさせた上で遮断弁12の故障を検知する遮断弁故障検知プログラムや、ガス流量やガス圧力の正常値などのデータが格納されている。尚、ガスメータ制御ユニット15は、遮断弁制御手段、振動発生手段、遮断弁故障検知手段、流量しきい値記憶手段の一例となる。
地震センサ17は、地震等による揺れを検出する揺れ検出手段である。
通信ユニット18は、ガスメータ制御ユニット15が外部機器と通信を行うための通信手段である。通信ユニット18は、例えばガスメータ通信用モデム6に接続され、管理サーバ9に対するインタフェース部を構成する。
復帰スイッチ19は、ガス流路23を遮断する状態にある遮断弁12を遮断状態(弁閉状態)から弁開状態に復帰させるための復帰指示を行う手段である。
テストスイッチ20は、遮断弁12の動作状態をテストする指示を入力するものである。
次に、遮断弁12の構成について説明する。図3は、図1に示すガスメータ11に取り付けられた遮断弁12の外観図である。
遮断弁12は、ガス流路23に連通するようにガスメータ11に設けられた取付開口部24に取り付けられている。取付開口部24は、円柱状をなし、弁座25が底面部に設けられている。
遮断弁12は、ロータリーモータ31が配線35を介してガスメータ制御ユニット15(図2参照)に接続され、ガスメータ制御ユニット15から供給されるパルス信号に従って、弁体47を弁座25に近づける方向(弁閉方向)と弁座25から離間させる方向(弁開方向)との双方向へ移動させるように構成されている。
遮断弁12は、通常時には、弁開状態にされてガス流路23を開放している(この位置を「原点位置」とする)。一方、遮断弁12は、異常事象発生時には、弁閉状態にされてガス流路23を遮断する。
ロータリーモータ31は、ステータ36の内部にロータ37が回転可能に保持されている。ステータ36は、中空部を備えるヨーク33に巻線32が巻き付けられ、ヨーク33と巻線32の周りを絶縁性のあるモールド樹脂34でモールドされている。モールド樹脂34からは、巻線32に接続する配線35が引き出されている。
次に、ガスメータ11の動作について説明する。
ガスメータ11は、通常時には、遮断弁12が弁体47を原点位置に配置して開弁状態にされ、ガス流路23を開放している。よって、例えば、元栓4を開き、ガス機器2の一例であるガスコンロの点火スイッチを投入すると、ガスがガス流路23を流れてガスコンロに供給される。その後、ガスコンロの消火スイッチを押下すると、都市ガスがガスコンロに供給されなくなる。
ガスメータ11では、圧力センサ13がガス流路23内のガス圧力を測定し、その圧力測定結果をガスメータ制御ユニット15へ出力している。よって、ガスメータ制御ユニット15は、ガス流路23内の圧力を常時監視している。
更に、ガスメータ11では、地震センサ17により揺れを検出している。地震センサ17は、揺れを検出すると、その検出結果をガスメータ制御ユニット15へ送信する。ガスメータ制御ユニット15は、地震センサ17の検出結果により、ガス漏れが生じる恐れがある震度(例えば震度5)以上の揺れを検知すると、遮断弁12を弁閉状態にしてガス流路23を遮断する。そして、ガスメータ制御ユニット15は、遮断弁12を地震により遮断した旨を表示部16に表示すると共に管理サーバ9へ通知する。
修理・修復作業によりガスメータ11や遮断弁12が正常状態に戻った場合や、点検の結果、ガス漏れを確認できなかった場合には、作業員は、復帰スイッチ19を押下する。すると、ガスメータ制御ユニット15は、遮断弁12を弁開状態にするパルス信号をロータリーモータ31に出力し、ガス流路23を開放する。
次に、遮断弁12の故障検知方法について図5を参照しながら説明する。図5は、図2に示す遮断弁12の故障検知方法(図示しない遮断弁故障検知プログラムの処理内容)を示すフローである。
ガスメータ制御ユニット15は、異常事象を検知すると、遮断弁12に弁を閉止する信号を出力し、遮断弁12を弁閉させる(ステップ1(以下「S1」と略記する。)、S2)。
そして、ガス流量検出器14から流量測定値を入力してガス流路23に流れるガスのガス流量を監視し、流量の有無を判断する(S3)。流量が無いと判断した場合には、遮断弁12の遮断不良が生じていないので、引き続き流量の監視を行う(S3:NO)。
流量がないと判断した場合には、S3に戻る(S7:NO)。そして引き続き、ガス流路23を流れるガスのガス流量を監視し、遮断弁12が遮断不良を生じていないか確認する。
第1実施形態の遮断弁故障検知方法及びガスメータ11は、ガス流路23上に遮断弁12が配設されている。異常事象発生時には、遮断弁12がガス流路23を遮断する。これにより、ガス漏れが未然に防止される。ここで、遮断弁12が遮断不良を生じると、ガス漏れを予防できない。そのため、ガスメータ11は、遮断弁12がガス流路23を遮断する間、ガス流路23に流れるガスのガス流量を検出し、ガス漏れしていないか監視する。遮断弁12がガス流路23を遮断する間、ガス流路23に流れるガスのガス流量を検出した場合には、遮断弁12に振動を与える。
続いて、本発明の第2実施形態について図面を参照して説明する。図6は、本発明の第2実施形態に係り、遮断弁故障検知方法を示すフローである。
第2実施形態では、ロータリーモータ31を脱調させて遮断弁12を振動させる点が第1実施形態と相違し、その他の点は第1実施形態と共通する。よって、ここでは、第1実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点は図面と説明に第1実施形態と同一符号を用い、適宜説明を省略する。
ガスメータ制御ユニット15は、遮断弁12の遮断不良を検知すると、弁開させるパルス信号をロータリーモータ31に出力し、遮断弁12を弁開させる(図6のS1、S2、S3:YES、S21)。このとき、ガスメータ制御ユニット15は、遮断不良を検知して遮断弁12を弁開させるときにロータリーモータ31に出力するパルス信号のパルス数を、弁体のストローク幅に相当するパルス数より多くする。そのため、遮断弁12には、弁体47が弁体の全開位置に到達した後もパルス信号を入力されることになり、ロータリーモータの脱調により振動が加えられる。(S21)
弁閉した後、流量を監視する(S6、S7)。そして、噛み込み解消動作を行っても遮断不良が解消しない場合には、故障検知アラームを発生し、遮断弁12の故障を管理サーバ9やガス利用者に知らせる(S8)。
第2実施形態の遮断弁故障検知方法は、遮断弁12は、ロータリーモータ31により駆動されるものであり、ロータリーモータ31を脱調させることにより遮断弁12に振動を与える。遮断弁12は、ロータリーモータ31が脱調により振動し、その振動が弁体47や弁座25などに伝達されるので、弁体47や弁座25等に付着した異物が脱落しやすい。よって、第2実施形態の遮断弁故障検知方法によれば、遮断弁12のロータリーモータ31を脱調させる制御を行うだけで、異物の脱落を促進される。
(第3実施形態)
続いて、本発明の第3実施形態について図面を参照して説明する。図7は、本発明の第3実施形態に係り、遮断弁故障検知方法を示すフローである。
第3実施形態では、遮断弁を弁閉としている間に所定量(例えば、100リットル/h)以下のガス流量を検出した場合だけ、弁体振動による噛み込み解消動作を行い、遮断弁を弁閉としている間に所定量(例えば、100リットル/h)を超えるガス流量を検出した場合は、通常の弁閉止動作のリトライを行なう。その他の点は第1実施形態と共通する。よって、ここでは、第1実施形態と相違する点を中心に説明し、共通する点は図面と説明に第1実施形態と同一符号を用い、適宜説明を省略する。
ガスメータ制御ユニット15は、異常事象を検知すると、遮断弁12に弁を閉止する信号を出力し、遮断弁12を弁閉させる(S1、S2)。
そして、流量の有無を判断する(S3)。流量が無い場合には、遮断不良が生じていないので、引き続き流量の監視を行う(S3:NO)。
<作用効果>
第3実施形態の遮断弁故障検知方法は、遮断弁を弁閉としている間のガス流量が小さな場合のみ、弁振動による異物除去を試みるものである。異物の噛み込が原因である遮断不良のガス流量は小さい場合が多く、遮断弁の駆動力不足の場合のガス流量は大きい場合が多い。したがって、本方法は、異物の噛み込が疑われる場合のみ弁振動による異物除去を試みるものである。駆動力不足が疑われる場合は、弁振動を行わないことで、駆動時の機械的抵抗増大など状態悪化のリスクを回避できる。
例えば、上記実施形態では、ガスメータ11の動作を制御するガスメータ制御ユニット15に遮断弁12の動作を制御させたが、ガスメータ制御ユニット15と別に遮断弁専用の制御ユニットをガスメータ11に搭載し、その遮断弁専用の制御ユニットに遮断弁12の動作を制御させても良い。
12 遮断弁
14 ガス流量検出器(ガス流量検出手段)
15 ガスメータ制御ユニット(遮断制御手段、振動発生手段、故障検知手段、流量しきい値記憶手段)
23 ガス流路
31 ロータリーモータ
Claims (4)
- ガスメータのガス流路上に配設されて異常事象発生時に前記ガス流路を遮断する遮断弁の故障を検知する遮断弁故障検知方法であって、
前記遮断弁が前記ガス流路を遮断している間に、前記ガス流路に流れるガスのガス流量を検出したときには、前記ガス流量が所定量以下である場合、前記遮断弁を弁開とし、前記遮断弁に振動を与えた後、前記遮断弁を弁閉した状態で前記ガス流量の検出有無を判断し、前記ガス流量を検出したと判断した場合に前記遮断弁の故障を検知する
ことを特徴とする遮断弁故障検知方法。 - 請求項1に記載する遮断弁故障検知方法において、
前記遮断弁は、ロータリーモータにより駆動されるものであり、
弁開時に前記ロータリーモータを、弁体ストローク幅を超える駆動パルス数で駆動して、脱調させることにより、前記遮断弁に前記振動を与える
ことを特徴とする遮断弁故障検知方法。 - ガス流路と、前記ガス流路上に配設されてガス流量を検出するガス流量検出手段と、前記ガス流量検出手段より上流側の前記ガス流路上に配設される遮断弁と、前記遮断弁を開閉制御する遮断弁制御手段と、流量しきい値記憶手段と、を備えるガスメータにおいて、
前記遮断弁制御手段が遮断弁を弁閉状態にし、且つ、前記ガス流量検出手段が流量しきい値記憶手段に記憶された値以下であるガス流量を検出した場合に、前記遮断弁に振動を与える振動発生手段と、
前記遮断弁が前記ガス流路を遮断している間に、前記ガス流路に流れる流量しきい値記憶手段に記憶された値以下であるガス流量を検出したときには、前記遮断弁を弁開とし、前記振動発生手段が前記遮断弁に振動を与えた後に、前記遮断弁を弁閉にした状態で前記ガス流量検出手段が前記ガス流量を検出するか否かを判断し、前記ガス流量検出手段が前記ガス流量を検出する場合には前記遮断弁の故障を検知し、前記ガス流量検出手段が前記ガス流量を検出しない場合には前記遮断弁の故障を検知しない故障検知手段と、
を有することを特徴とするガスメータ。 - 請求項3に記載するガスメータにおいて、
前記遮断弁は、ロータリーモータにより駆動されるものであり、
前記ロータリーモータを、弁体ストローク幅を超える駆動パルス数で駆動して、脱調させることにより、前記遮断弁に前記振動を与える
ことを特徴とするガスメータ。
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