JPH0442030A - ガス漏洩検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、ガス流路からのガス漏洩を検知するガス漏
洩検知装置に関し、特に口火を使用している場合に発生
するガス漏洩をも検知するガス漏洩検知装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、ガス配管からのガス漏洩に起因するガス爆発事故
が多発している。特に、病院や学校のようにガス貯蔵施
設からガス使用施設までの距離が長く、この間を地下に
埋設したガス管により連絡している場合には、埋設管の
腐食や、地盤の不等沈下により埋設管にひび割れが生じ
、ガス漏洩が発生する危険性がある。

従来、このようなガス流路からのガス漏洩を検知するに
は、ガス流路内に圧力センサを配設し、予め定めた検査
期間、例えば１年に１回とか２年に１回毎に、検査する
ガス流路の両端を閉じガス流路内の圧力を８５０ｍｍＨ
ｚＯ程度に高め、漏洩に起因する圧力低下の有無を検査
して、ガス漏洩を検知している。

また、ガス流路内に流量センサを配設し、ガスの流量を
常時監視することにより、通常のガス使用ではありえな
いようなガス流量の異常を監視して、ガス漏洩を検知す
る方法もある。

第２図に示す圧力センサに連動したガス遮断装置１は、
その−例である。

このガス遮断装置１は、遮断弁２を備えたガス流路３に
、ガス流路３の圧力低下を検出する圧力センサ４と、ガ
ス流路３のガスの流れを検出して流量信号を発信する流
量信号発信器５と、圧力センサ４がガス流路３の圧力低
下を検知したときに圧力信号を発信する圧力信号発信器
６と、この圧力信号発信器６からの圧力信号を入力して
記憶するとともに、入力された圧力信号が記憶された後
に、低下しているガス圧力が上昇し、且つ流量発信器５
から発信する流量信号が入力されたときに遮断弁２を遮
断する信号を発信する遮断信号器７とを備えている。

そして、このガス遮断装置１により、ガス器具を使用中
に、ＬＰボンベ（容器）交換や、何らかの理由により、
ガス圧力が低下して炎が消えたにもかかわらずガス器具
の栓を閉め忘れた場合に、再びガス圧力が上昇すると、
ガス流路３を遮断して、ガス漏洩を防止する。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、定期検査によりガス漏洩を発見する方法では、
検査直後に発生した漏洩は次回の検査まで見過ごされ、
早期発見ができない。

また、流量センサによりガスの流量を常時監視してガス
の漏洩を発見する方法では、流量センサより上流側で漏
洩が生じた場合には流量センサが機能しないため、流量
センサの下流側の漏洩は発見できても、上流側の漏洩は
発見できない。

さらに、従来のガス漏洩検知装置においては、口火を使
用している場合にガスの微小ａ洩が発生しても、これを
検知する手段がない。

したがって、口火使用中に発生したガスの微小漏洩は検
知されないので、重大な事故が発生する可能性があった
。

（課題を解決するための手段〉 本発明は、上記に鑑み提案されたもので、遮断弁を備え
たガス流路において、遮断弁の下流側に設けられ、ガス
流路に流れるガスの流量を検出する流量センサと、流量
センサがガスの流れを検出した場合に流量信号を発信す
る流量信号発信器と、遮断弁の上流側に設けられ、ガス
流路のガス圧を検出する圧力センサと、圧力センサがガ
ス圧の変動を検出した場合に圧力変動信号を発信する圧
力信号発信器と、口火使用中において圧力信号発信器が
発信した圧力変動信号を記憶する圧力変動記憶手段と、
流量信号発信器と圧力信号発信器と圧力変動記憶手段と
に電気的に接続され、流量信号発信器と圧力信号発信器
からの信号とを比較演算するとともに、口火使用中にお
ける圧力信号発信器が発信する圧力変動信号と圧力変動
記憶手段に配憶された圧力変動記憶とを比較演算するこ
とにより、ガスの漏洩状態を検知して、漏洩信号を発生
する演算手段とからなることを特徴とする。

く作　用〉 流量センサによりガス流路のガス流量を監視し、流量セ
ンサがガスの流れを検出すると、流量信号発信器が流量
信号を発信する。

圧力センサによりガス流路の圧力変動を監視し、圧力セ
ンサがガス圧の変動を検出すると、圧力信号発信器が圧
力変動信号を発信する。

圧力変動記憶手段により口火が使用されているときの圧
力変動信号を記憶する。

演算手段により流量信号発信器からの流量信号と、圧力
信号発信器からの圧力変動信号とを比較演算するととも
に、口火が使用されている場合には圧力変動記憶手段で
記憶した圧力変動記憶と計測した圧力変動信号とを比較
演算する。

そして、ガス器具等の口火が連続して使用されている場
合には、圧力変動記憶手段において記憶した圧力変動記
憶のパターンと計測した圧力変動信号のパターンとを比
較演算する。ここで、両者が一致していない場合には、
流量センサの上流側でガス漏洩が生じたものとして、漏
洩信号を発信する。

また、圧力変動信号が入力された場合で、流量信号が入
力されない場合には、流量センサの上流側でガス漏洩が
生じたものとして、漏洩信号を発信する。

〈実　施　例〉 以下に、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明す
る。

第１図は、本発明に係る一実施例の概略ブロック図であ
る。

このガス漏洩検知装置８は、ガス流路９の途中に遮断弁
１０を設け、遮断弁１０の上流側に、ガス流路９のガス
圧を検出する圧力センサ１１を、遮断弁ｌＯの下流側に
、ガス流路９に流れるガスの流量を検出する流量センサ
であるガスメータ１２を設けである。そして、演算手段
であるマイクロコンピュータ１３には、圧力信号発信器
１４を介して圧力センサ１１を、流量信号発信器１５を
介してガスメータ１２を電気的に接続するとともに、圧
力変動記憶手段である圧力変動パターン記憶部１６を電
気的に接続する。また、マイクロコンピュータ１３には
、異常表示等を行う表示部１７と、遮断弁１０とを電気
的に接続するとともに、電池１８より駆動電力を供給す
る。遮断弁１０には、遮断弁１０を復帰させるための復
帰安全装置１９を接続する。

また、ガス流路９の上流側には、ガス流路９に流入する
ガス圧を一定に調整するための圧力調整器２０が設けで
ある。

上記した圧力信号発信器１４は、圧力センサ１１からの
信号を増幅し、フィルタにより有効な信号成分のみを取
り出し、波形整形器で波形整形をして、パルス信号であ
る圧力変動信号を発信する。

また、流量信号発信器１５は、ガスメータ１２が１回転
する毎に、その機械的な動きを電気的信号に変えるもの
である。この流量信号発信器１５を模式ガスメータに設
けた場合について説明すると、流量信号発信器１５は、
ガスの流れによって駆動する膜と、この膜の動きに連動
して回転運動する磁石と、この磁石の動きを検出してオ
ンオフを繰り返すリードスイッチとからなる。そして、
ガスの流れに応じて磁石が回転運動すると、磁石がリー
ドスイッチに近付いたり、遠ざかったりして、リードス
イッチがオンオフし、膜が１往復する毎、すなわち磁石
が１回転する毎に、１パルスの流量信号を発信する。

圧力調整器２０は、ガス流路９に流入するガス圧を一定
に調整するための装置である。例えば、ＬＰガスの場合
には、ボンベ内圧力は、０．７〜１５．６Ｋｇ／ｃｍ”
に制限されており、燃焼器具を正常に燃焼させるために
は、ガス圧力を２００〜３３０ｍｍＨ＊　Ｏに減圧調整
して供給する必要がある。そこで、ボンベ出口に圧力調
整器２０を取り付けて、ガス流路９に流入するガス圧力
の調整を行う。

第３図に、圧力調整器２０の一例を示す。

この圧力調整器２０は、単段式圧力調整器であり、本体
２１の内部をダイアフラム２２により上下に二分して、
上部を空気室２３、下部を減圧室２４としである。そし
て、減圧室２４のガス流入口２５側にノズル２６を設け
、ノズル２６の噴射口２７に閉鎖弁２８を有する弁棒２
９を臨ませ、弁棒２９をレバー３０を介してダイアフラ
ム２２に取付た作用子３１に連結する。また、ダイアフ
ラム２２は、空気室２３内に設けたスプリング３２によ
り減圧室２４側に押し下げられている。

したがって、ガス流入口２５がら高圧ガスが流入すると
、ガスはノズル２６を通って減圧室２４内に入る。ここ
でガスの流入が続くと、減圧室２４内の圧力が上昇し、
ダイアフラム２２はスプリング３２の付勢に抗して、空
気室２３側に押し上げられる。このため、ダイアフラム
２２に取付けた作用子３１も上昇し、作用子３１に連結
したレバー３０が支点３３を軸として回動し、弁棒２９
がガス流入口２５側に移動して、閉鎖弁２８によりノズ
ル２６からのガスの噴射量を絞ったり、圧力が高い場合
には噴射口２７を閉鎖する。一方、減圧室２４内のガス
がガス流出口３４より流出すると、減圧室２４の圧力が
下降し、ダイアフラム２２がスプリング３２の付勢によ
り減圧室２４側に下降する。このため、作用子３１に連
結したレバー３０が支点３３を軸として回動し、弁棒２
９がガス流出口３４側に移動して、閉鎖弁２８がノズル
２６の噴射口２７から離れ、高圧ガスの流入量が再び増
加する。

このようにして、減圧室２４内の圧力の上下に伴いダイ
アフラム２２が上下し、ノズル２６からのガス流入量を
調整して、ガス流路９に流れ込むガス圧をほぼ一定に保
つ。この場合、ガス流路９に流れ込むガス圧は脈動する
ことになる。

尚、本実施例においては、単段式圧力調整器により圧力
調整の仕組みを説明したが、これを他の圧力調整器、例
えば、自動切替式圧力調整器に変更した場合も同様であ
る。

上記したように、圧力調整器２０を用いてガス流路９内
に流れ込むガス圧を調整する場合には、ガス圧の周期的
変動が生じる。

微小なガス漏洩が起こった場合の圧力変動パターンを第
４図及び第５図に示す。第４図は、単段式圧力調整器を
使用した場合の変動パターであり四つのパターンが示し
である。また、第５図は、自動切替式圧力調整器を使用
した場合の変動パターンである。この圧力変動パターン
が発生する時間間隔は一定ではな（、漏洩量により異な
る。また、圧力変動パターンも夫々の流路系の構成機器
により異なるが、流路系を特定した場合で漏洩量に変化
がなければ、はぼ一定の圧力変動パターンを示す。そこ
で、燃焼器具の口火を連続使用している場合の圧力変動
パターンを圧力変動パターン記憶部１６で記憶し、この
記憶したパターンと計測した圧力変動パターンとをマイ
クロコンピュータ１３により比較演算して、両者に差が
あればガスが漏洩しているものと判断する。

以下に、上記したガス漏洩検知装置８による、ガス漏洩
の判断処理を説明する。

第６図に、ガス漏洩の判断基準を示す。

ガス漏洩を判断するには、流量信号の有無、及び圧力変
動信号の有無を比較するとともに、圧力変動パターン言
己憶部１６に記憶された圧力変動パターンと測定した圧
力変動パターンとを比較する。

すなわち、圧力変動信号が検出された場合で、流量信号
が検出された場合には、ガスメータ１２の上流側または
下流側でガス漏洩が生じたものと判断する。

圧力変動信号が検出された場合で、流量信号が検出され
ない場合には、ガスメータ１２の上流側でガス漏洩が生
じたものと判断する。

圧力変動信号が検出されずに、流量信号が検出されたが
場合には、圧力センサ１１の異常であると判断する。

圧力変動信号が検出されず、且つ処置信号が検出されな
い場合には、ガス漏洩はないものと判断する。

また、口火使用中には、圧力変動パターン記憶部１６に
記憶された圧力変動パターンと測定した圧力変動パター
ンとを比較し、両者が一致すればガス漏洩はないものと
判断し１両者が不一致の場合にはガスメータ１２の上流
側でガス漏洩が生じたものと判断する。

第７図のタイムチャート及び第８図のフローチャートに
よりガス漏洩の判断処理を説明する。

この実施例は、判断処理を自動的に行うとともに、口火
の使用をも判断し、ガスメータ１２の上流側または下流
側でガス漏洩が発生した場合に、ガスが漏洩しているこ
とを表示したり、自動的に遮断弁１０の操作を行うもの
である。

マイクロコンピュータ１３において、予め定めた一定の
信号受付開始時間、例えば３０分間、燃焼器具が使用さ
れず、流量信号発信器１５からの流量信号が検出されな
いときに、圧力信号発信器１４からの圧力変動信号を受
は付は始める。そして、圧力変動信号を検出すると、タ
イマをスタートさせ、予め定めた一定の信号間隔時間、
例えば３０分間以内に、連続して圧力変動信号を検出し
ている場合にはカウントを継続して、信号間隔時間に達
したときに、漏洩信号を発信する。一方、信号間隔時間
内に圧力変動信号を検出しない場合には、カウントをク
リアし、タイマをリセットして、上記処理を繰り返す。

また、信号間隔時間内に燃焼器具の使用が再開され、流
量信号発信器１５からの流量信号が検出された場合には
、以前のカウント値をクリアし、カウントを中止して、
処理の初期段階へ戻る。

上記した信号間隔時間を設定したのは、ガス漏洩に基づ
かない圧力変動、例えば、日照等によるガス配管の膨張
や温度変化による圧力変動により漏洩信号が発生するこ
とを防ぐためである。このようなガス漏洩に基づかない
圧力変動は、ガス漏洩による圧力変動よりも長周期で発
生する。そこで、一定の信号間隔時間を設定して、信号
間隔時間内に連続して発生した圧力変動はガス漏洩によ
るものとし、信号間隔時間の周期を越えて発生した圧力
変動は、ガス漏洩以外の要因により発生した圧力変動で
あると判断している。

尚、信号受付開始時間、信号間隔時間ともに、適宜変更
して実施することができる。

判断処理が開始し、流量信号Ｑを検出しない場合には、
圧力変動信号Ｐの有無を判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐを検出しない場合には、ガス漏
洩は発生していないので、表示部１７に正常であること
を表示して処理を終了する。一方、圧力変動信号Ｐを検
出した場合には、ガスメータ１２より上流側でガス漏洩
が発生しているので、表示部１７に上流側でガス漏洩が
発生していることを表示して処理を終了する。

一方、流量信号Ｑを検出した場合には、圧力変動信号Ｐ
の有無を判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐが検出されない場合には、圧力
センサ１１の異常であるので、表示部１７に圧力センサ
１１に異常が発生したことを表示して処理を終了する。

一方、圧力変動信号Ｐが検出された場合には、流量信号
Ｑが２１℃／ｈより少ないかどうかを判断する。

流量信号Ｑが２１β／ｈ以上の場合には、上記処理を繰
り返す。

ここで、流量信号Ｑが２１β／ｈより少ないかどうかを
判断しているのは、ガス器具において口火を使用してい
る場合には、通常、ガス流路９に２１　ｆｌ／ｈ程度の
ガスの流れがあり、この口火使用によるガスの流れと、
ガス漏洩によるガスの流れとを区別するためである。尚
、２１ρ／ｈは一般家庭用のガス器具を使用した場合で
あり、業務用のガス器具を使用した場合には、基準値を
６０　ｎ／ｈとする。

そして、口火使用中におけるガス漏洩の有無の判断は、
予め圧力変動パターン記憶部１６に記憶した圧力変動パ
ターンと、計測した圧力変動パターンを比較することに
より行う。この圧力変動パターンの記憶は、ガス漏洩検
知装置８を新たに設置したときに自動的に行われるよう
になっている。例えば、ガス漏洩検知装置８を設置して
から１４日間にわたり流量を計測し、口火登録流量範囲
を満足する最小流量値を口火流量として登録し、この口
火流量値における圧力変動パターンを圧力変動パターン
記憶部１６に記憶する。微小漏７４１検知域における口
火登録範囲を第９図に示しである。この場合、口火流量
は一定であるから、圧力変動の誤差を考慮して圧力変動
パターンの±５％以内はガス漏洩がないものとする。

流量信号Ｑが２１℃／ｈより少ない場合には、口火が使
用中であるかどうか判断する。

口火が使用中の場合には、圧力変動パターン記憶部１６
に記憶した圧力変動パターンと、計測した圧力変動パタ
ーンとを比較する。ここで、両者が一致した場合にはガ
スの微小漏洩はないものとして、表示部１７に正常であ
ることを表示して処理を終了する。また、両者が一致し
ない場合には表示部１７にガスメータ１２より上流側で
ガス漏洩が発生していることを表示する。

圧力変動パターンの比較を第１０図に基づき説明する。

ガス漏洩がない場合の流量パルスと圧力信号パルスとの
関係は第１−０図（Ａ）のようになる。そして、ガスメ
ータの上流側でガス漏洩がある場合には、正常に使用し
ているガスの流量に加えてガス漏洩に基づくガスの流量
があることから、圧力信号パルスの間隔が正常時に比べ
て短（なるが、流量パルスの間隔に変化はない（第１０
図（Ｂ））、流量パルスの間隔に変化がない場合、この
圧力信号パルスの間隔の差が正常時の間隔の±５％以上
となったときに、ガスメータの上流側でガス漏洩が発生
しているものと判断する。また、圧力信号パルスの間隔
に変化があり、かつ流量パルスの間隔に変化がある場合
には、ガスメータの下流側でガス漏洩が発生しているも
のと判断する。

一方、口火が使用されていない場合には、ガスメータ１
２の下流側に微小漏洩が発生しているものと判断して、
表示部に下流側に微小漏洩が発生していることを表示す
るとともに遮断弁１０を遮断してガスの流れを止める。

尚、本発明は、ＬＰガスを使用したときのみならず、圧
力調整機能を持つ機器を使用してガスを供給する都市ガ
スや簡易ガスを使用した場合にも応用できる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、遮断弁の下流側に流量
センサを、遮断弁の上流側に圧力センサを設け、流量セ
ンサに電気的に接続した流量信号発信器が発信する流量
信号と、圧力センサに電気的に接続した圧力信号発信器
が発信する圧力変動信号とを、演算手段により比較演算
するとともに、口火使用時において圧力変動記憶手段に
記憶した圧力変動パターンと計測した圧力変動パターン
とを比較演算している。そして、ガス器具等が使用され
ていないにもにもかかわらず、圧力変動信号が入力され
た場合で、流量信号が入力された場合には、流量センサ
の上流側または下流側でガス漏洩が生じたものとして、
また、圧力変動信号が入力された場合で、流量信号が入
力されない場合には、流量センサの上流側でガス漏洩が
生じたものとして、漏洩信号を発信している。

さらに、口火使用中においては、圧力変動記憶手段に記
憶した圧力変動パターンと計測した圧力変動パターンと
を比較し、両者が一致しない場合には、流量センサの上
流側でガス漏洩が生じたものとして、ｆａ７′！！信号
を発信している。

したがって、病院、学校等の施設において、ガス貯蔵施
設からガス使用施設までの距離が長く、この間を地下に
埋設したガス管により連絡していて、流量センサは、ガ
ス使用施設のガスメータに内蔵したり、ガス使用施設の
壁面に固定している場合であっても、流量センサの上流
側、例えば埋設管内でのガス漏洩を確実に発見すること
ができる。さらに、従来検知できなかった口火使用中の
ガス漏洩をも検知することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明
のガス漏洩検知装置を示す概略ブロック図、第２図は従
来のガス遮断装置を示す該略ブロック図、第３図は圧力
調整器の内部構造を示す側面図、第４図、第５図は微小
漏洩時の圧力変動パターンを示すグラフで、第４図は単
段式圧力調整器を使用した場合の圧力変動パターン、第
５図は自動切替式圧力調整器を使用した場合の圧力変動
パターン、第６図はガス漏洩の判断基準の説明図、第７
図は判断処理のタイムチャート、第８図は判断処理のフ
ローチャート、第９図は微小漏洩検知域と口火登録範囲
を示すグラフ、第１０図は口火使用時における流量パル
スと圧力信号パルスを示すグラフである。 図中、８・・・ガス漏洩検知装置、９・・・ガス流路、
１０・・・遮断弁、１１・・・圧力センサ、１２・・・
ガスメータ、１３川マイクロコンピユータ、１４・・・
圧力信号発信器、１５・・・流量信号発信器、１６・・
・圧力変動パターン記憶部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 遮断弁を備えたガス流路において、 遮断弁の下流側に設けられ、ガス流路に流れるガスの流
   量を検出する流量センサと、 流量センサがガスの流れを検出した場合に流量信号を発
   信する流量信号発信器と、 遮断弁の上流側に設けられ、ガス流路のガス圧を検出す
   る圧力センサと、 圧力センサがガス圧の変動を検出した場合に圧力変動信
   号を発信する圧力信号発信器と、 口火使用中において圧力信号発信器が発信した圧力変動
   信号を記憶する圧力変動記憶手段と、流量信号発信器と
   圧力信号発信器と圧力変動記憶手段とに電気的に接続さ
   れ、流量信号発信器と圧力信号発信器からの信号とを比
   較演算するとともに、口火使用中における圧力信号発信
   器が発信する圧力変動信号と圧力変動記憶手段に記憶さ
   れた圧力変動記憶とを比較演算することにより、ガスの
   漏洩状態を検知して、漏洩信号を発生する演算手段とか
   らなることを特徴とするガス漏洩検知装置。