JPH0670575B2

JPH0670575B2 - ガス圧力異常検知装置

Info

Publication number: JPH0670575B2
Application number: JP2151520A
Authority: JP
Inventors: 三男難波
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1990-06-12
Filing date: 1990-06-12
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2009-09-07
Also published as: JPH0444198A

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し、流量信号発信器からの
流量信号と予め記憶した流量信号とを比較演算するとと
もに、圧力信号発信からの圧力変動信号と予め記憶した
圧力変動信号とを比較演算することにより流量センサを
基準にした上流側及び下流側の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予め記憶した流
量信号とを比較演算するとともに、圧量信号発信からの
圧力変動信号と予め記憶した圧力変動信号とを比較演算
することにより、流量センサを基準にした上流側及び下
流側の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を設けてある。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10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が設けてあ
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を膜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
200〜300mmH₂O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２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としてある。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22を臨ませ、弁棒22をレバ
ー23を介してダイアフラム15に取付た作用子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22
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0.3kg／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200mmH₂未満とな
るか、330mmH₂Oを越えた場合に、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「０」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P₀の異常判断は以下のように行う。

100＞P₀ ・・・圧力低下 100≦P₀＜200 ・・・調整圧不足 200≦P₀≦330 ・・・正常 330＜P₀≦560 ・・・調整圧不良 560＜P₀ ・・・圧力上昇（単位はmmH₂O）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P₀が、 100≦P₀＜200または、 330≦P₀≦560 （単位はmmH₂O）の場合には、圧力を測定した後、一定の監視時間T_mの
間、圧力の上昇又は下降を監視し、圧力が100mmH₂O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T_mは、温度変化に伴うガスの膨張や収
縮を考慮し、毎分10mmH₂O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_mは、 T_m（min）＝（560−P₀）／10 の式で表される。例えばP₀が350mmH₂Oであった場合に
は、監視時間T_m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_mは、 T_m（min）＝（100−P₀）／（−10）の式で表される。例えばP₀が180mmH₂Oであった場合に
は、監視時間T_m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」の状態が続くと、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ンであり四つのパターンが示
してある。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、ほ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、検出された圧力変動信号が異常な場合で、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。

検出された圧力変動信号が異常な場合で、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ェック、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、特に流量センサ（ガス
メータ）の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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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
常を検知し、流量信号発信器からの流量信号と予め記憶
した流量信号とを比較演算するとともに、圧力信号発信
からの圧力変動信号と予め記憶した圧力変動信号とを比
較演算することにより流量センサを基準にした上流側及
び下流側の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圧力異常検知装置。