JPH0444198A - ガス圧力異常検知装置 - 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、ガス流路における圧力異常を検知するガス
圧力異常検知装置に関する。

〈従来の技術〉 ガス燃焼器具に供給するガス圧力の異常は、圧力調整器
の故障や、圧力調整器の凍結が主な原因であり、他の原
因としては設備不良やガスボンベ交換に伴う圧力低下等
がある。

従来、これらのガス燃焼器具に供給するガスの圧力異常
を検知するには、定期点検によりガス流路の圧力を測定
し、異常が発生している場合に圧力調整器等の機器を交
換している。この定期点検は、例えば２年に１回の割合
で実施される。

〈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圧力の異常を発見する方法
では、検査直後に発生した異常は次回の検査まで見過ご
され、早期発見ができない。

〈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、圧力センサからの圧力値信号を受信す
る圧力値受信部と、流量信号発信器と圧力信号発信器と
圧力値受信部とに電気的に接続され、予め記憶した正常
圧力値と圧力値受信部で受信した圧力値とを比較演算す
ることにより圧力異常を検知するとともに、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こと
によりガスの漏洩状態を検知する演算手段とからなるこ
とを特徴とする。

〈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を測定するとともに圧
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。

演算手段により予め記憶した正常圧力値とガスセンサで
測定した圧力値とを比較演算して、圧力異常が発生して
いる場合には、異常が発生していることを示す。

また、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ことにより、ガ
スの漏洩状態を検知する。

〈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。

このガス圧力異常検知装置１は、ガス流路２の途中に遮
断弁３を設け、遮断弁３の上流側に、ガス流路２のガス
圧を検出する圧力センサ４を、遮断弁３の下流側に、ガ
ス流路２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５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６には、圧力信号発信器７および
圧力値受信部８を介して圧力センサ４と、流量信号発信
器９を介してガスメータ５とを電気的に接続するととも
に、異常表示等を行う表示部ＩＯと、遮断弁３とを電気
的に接続し、電池１１より駆動電力を供給する。また、
遮断弁３には、遮断弁３を復帰させるための復帰安全装
置１２を接続する。

また、ガス流路２の上流側には、ガス流路２に流入する
ガス圧を一定に調整するための圧力調整器１３が設けで
ある。

上記した圧力信号発信器７は、圧力センサ４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９は、ガスメータ５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９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９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１３は、ガス流路２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／ｃｍ２
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２００〜３３０ｍｍＨｚ　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１３を取り付けて、ガス流路２に流入するガス圧力
の調整を行う。

第３図に、圧力調整器１３の一例を示す。

この圧力調整器１３は、単段式圧力調整器であり、本体
１４の内部をダイアフラム１５により上下に二分して、
上部を空気室１６、下部を減圧室１７としである。そし
て、減圧室１７のガス流入口１８側にノズル１９を設け
、ノズル１９の噴射口２０に閉鎖弁２１を有する弁棒２
２を臨ませ、弁棒２２をレバー２３を介してダイアフラ
ム１５に取イ」た作用子２４に連結する。また、ダイア
フラム１５は、空気室１６内に設けたスプリング２５に
より減圧室１７側に押し下げられている。

したがって、ガス流入口１８から高圧ガスが流入すると
、ガスはノズル１９を通って減圧室１７内に入る。ここ
でガスの流入が続くと、減圧室１７内の圧力が上昇し、
ダイアフラム１５はスプリング２５の付勢に抗して、空
気室１６側に押し上げられる。このため、ダイアフラム
１５に取付けた作用子２４も上昇し、作用子２４に連結
したレバー２３が支点２６を軸として回動し、弁棒２２
がガス流入口１８側に移動して、閉鎖弁２１によりノズ
ル１９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２０を閉鎖する。一方、減圧室１７内のガス
がガス流出口２７より流出すると、減圧室１７の圧力が
下降し、ダイアフラム１５がスプリング２５の付勢によ
り減圧室１７側に下降する。このため、作用子２４に連
結したレバー２３が支点２６を軸として回動し、弁棒２
２がガス流出口２７側に移動して、閉鎖弁２１がノズル
１９の噴射口２０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１７内の圧力の上下に伴いダイ
アフラム１５が上下し、ノズル１９からのガス流入量を
調整して、ガス流路２に流れ込むガス圧をほぼ一定に保
つ。この場合、ガス流路２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。

以下に、上記したガス圧力異常検知装置１を使用して圧
力の異常を検知する方法を説明する。

ガスメータ５がガスの流れを検出し、マイクロコンピュ
ータ６が流量信号発信器９からの流量信号を検出すると
、圧力センサ４により圧力を測定する。

そして、ガスの流量毎に設定された区分に区別して、ガ
ス圧力の最高値と最小値とを記憶する。

ガスの流量毎に設定された区分とは、第３図に示すよう
に、使用するガス器具によりガス消費量を区分したもの
である。例えば、ガス消費量０．３ｋ　ｇ／ｈのコンロ
を使用した場合は第２区分に属し、このコンロとともに
ガス消費量１．２ｋｇ／ｈの風呂用燃焼器具を使用した
場合は第９区分に属することとなる。この記憶された圧
力値が２００ｍｍＨ２Ｏ未満となるか、３３０ｍｍＨ２
Ｏを超えた場合に、表示部１０にその旨を表示し注意を
喚起する。この場合、すべての区分について圧力値を比
較演算してもよいが、最大ガス消費量に対応する区分お
よび最小ガス消費量に対応する区分における圧力値につ
いてのみ比較演算を行ってもよい。これは、最大ガス消
費量に対応する区分および最小ガス消費量に対応する区
分において異常が発見されなければ、中間の区分におい
ても異常がないものと推定できるからである。

そして、予め定めた監視間隔時間、例えば６０秒毎に流
量パルスを監視し、流量パルスがｒＯＪの場合、６０秒
後に圧力を測定する。その後さらに６０秒間流量パルス
を監視し、流量パルスが「０」の場合に判断処理を有効
として、圧力値の比較演算を行う。流量パルスが「０」
となってから２分経過後に判断処理を有効としたのは、
ガス配管内の圧力が安定する時間を考慮したものである
。尚、この判断時間は２分間に限定されず、ガス配管内
の圧力が安定する時間であればよい。

測定した圧力Ｐ。の異常判断は以下のように行う。

１００＞Ｐｏ　　　　　　・・・　圧力低下１００≦Ｐ
ｏ＜２００　　・・・　調整圧不足２００≦Ｐｏ　≦３
３０　　・　・　・　　正　　　常３３０＜Ｐｏ≦５６
０　・・・　調整圧不良５６０＜Ｐｏ　　　　　　・・
・　圧力上昇（単位はｍ　ｍ　Ｈ２０） そして、圧力低下及び圧力上昇の場合には、その旨を表
示部１０に表示するとともに、遮断弁３を作動してガス
の流れを遮断する。

また、測定した圧力Ｐ。が、 １００≦Ｐｏ＜２００　　または、 ３３０≦Ｐｏ≦５６０ （単位はｍｍＨ２０） の場合には、圧力を測定した後、一定の監視時間Ｔｍの
間、圧力の上昇又は下降を監視し、圧力が１００ｍｍＨ
２Ｏ未満となった場合及び５６０ｍｍＨ２Ｏを超えた場
合には、その旨を表示部１０に表示するとともに、遮断
弁３を作動してガスの流れを遮断する。

上記した監視時間Ｔ０は、温度変化に伴うガスの膨張や
収縮を考慮し、毎分１０ｍｍ８２０以上の変化があった
場合に温度変化等以外の圧力変動が発生していると判断
するものである。

圧力上昇を監視する場合の監視時間Ｔ□は、Ｔ、（ｍｉ
ｎ）＝　（５６０−Ｐｏ）／１０の式で表される。例え
ばＰ。が３５０ｍｍＨ２Ｏであった場合には、監視時間
Ｔｆｆｌは２１分となる。

また、圧力下降を監視する場合の監視時間Ｔ、ｎは、 ＴＩｌ（ｍｉｎ）＝　（１００−Ｐｏ）／　（−１０）
の式で表される。例えばＰ。が１８０　ｍ　ｍ　Ｈ２０
であった場合には、監視時間Ｔｍは８分となる。

この監視時間内にガス器具が使用され、流量パルスが検
出された場合は、判断処理を中止して処理の初期段階へ
戻り、以降の処理を行う。

その後３０分間、流量パルスが「０」の状態が続（と、
ガス漏洩の判断処理が行われる。

ガス漏洩の判断処理を以下に説明する。

圧力調整器１３を用いてガス流路２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。こ
の圧力変動は、正常に燃焼器具を使用している場合と、
ガス流路２にひび割れ等が生じ微小なガス漏洩が起こっ
た場合とでは、異なったパターンを示す。すなわち、微
小なガス漏洩の場合の圧力変動パターンは、変動する時
間が数秒〜数十秒であり、正常に燃焼器具を使用した場
合の圧力変動パターンに比べてゆっくりしている。

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く、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。圧力
変動パターンが発生する時間間隔は、単段式圧力調整器
の場合には約１分〜２０分、自動切替式圧力調整器の場
合には約１〜１０分である。

第６図に、ガス漏洩の判断基準を示す。

ガス漏洩は、ガス器具等を使用していない場合における
流量信号の有無、及び圧力変動信号の有無により判断す
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５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５の上流側でガス漏洩が生じ
たもの判断する。

圧力変動信号が検出されずに、流量信号が検出された場
合には、圧力センサ４の異常であると判断する。

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

上記した判断基準に基づき、ガスの漏洩を判断し、ガス
の漏洩が発生した場合には、表示部１０にその旨を表示
するとともに、遮断弁３を作動してガスの流れを遮断す
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、定期点検による
ことなくガス流路の圧力異常を常時監視することができ
る。

したがって、圧力調整器の故障や凍結による圧力異常、
容器交換による圧力低下等を早期に発見して使用者に警
告を与えることができるので、重大な事故の発生を未然
に防止できる。また、圧力調整器の機能のチエツク、例
えば、閉塞圧の上昇、調整圧の上昇や低下を検知するこ
とができるので、圧力調整器の故障原因を特定すること
ができる。さらに、ガスの漏洩、特にガスメータ上流側
における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
のガス圧力異常検知装置を示す概略ブロック図、第２図
は圧力調整器の内部構造を示す側面図、第３図はガス消
費量と使用区分の対照表、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である。 図中、１・・・ガス圧力異常検知装置、２・・・ガス流
路、３・・・遮断弁、４・・・圧力センサ、５・・・ガ
スメータ、６・・・マイクロコンピュータ、７・・・圧
力信号発信器、８・・・圧力値受信部、９・・・圧力信
号発信器。 別　　　紙 手 続補 正常 （自発） 平成２年７月２５日

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、 圧力センサからの圧力値信号を受信する圧力値受信部と
   、 流量信号発信器と圧力信号発信器と圧力値受信部とに電
   気的に接続され、予め記憶した正常圧力値と圧力値受信
   部で受信した圧力値とを比較演算することにより圧力異
   常を検知するとともに、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ことによりガスの漏洩状
   態を検知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。