JPH11201854A - ガス漏洩検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス漏洩検知装置の全体的な小型化および構
造の簡素化を図る。また精確で信頼性の高い微少流量漏
洩検知を実現する。 【解決手段】 適正圧力（Ｐｎ）以上の圧力Ｐおよび瞬
間流速計測センサ１０２ａ，ｂの計測可能な最小のガス
流量値以上のガス流速ｖL を確保できるような、ＳL ≦
Ｓ≦ＳH なる断面積Ｓを確保している導通路１０１であ
って、前記二段一次圧力調整器５と前記二段二次圧力調
整器６との間に直列的に配置されて前記瞬間流速計測セ
ンサ１０２ａ，ｂの計測対象である前記ガス流を流す前
記導通路１０１として用いられる導通路１０１を具備し
て、従来では不可能だった微少流量漏洩検知手段の直列
配置を本発明によって可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガス漏洩検知装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の、液化プロパンガス（以下、ＬＰ
Ｇと略称）供給設備の埋設管を含むガス供給管の漏洩を
検知するガス漏洩検知装置であって、特にガス供給管が
例えばマンションやアパートなどの集合住宅の複数のガ
ス消費先に対してガスを供給するために、一度に大量の
ガス供給量が要請されるような場合に用いられるガス漏
洩検知装置として、例えば特開平３−４１３００号公報
に開示されたような、ガス流量に応じて微少流量検知対
応／大流量検知対応の切り替えが可能であるような、切
替型ガス漏洩検知装置がある。

【０００３】即ち、図６に示すように、ＬＰＧボンベ１
などのガス供給源とマンション２のガス取り入れ口とは
ガス供給管４により接続されており、ガス供給管４には
圧力調整器５，６およびガスメータ７が設けられてい
る。また図示しないバルブ等も設けられてガス取り入れ
口からマンション２の各戸のガス消費設備にガスを供給
する配管には、ガスメータ８とバルブ（図示省略）とが
設けられている。

【０００４】ガス供給源であるＬＰＧボンベ１側の二段
一次圧力調整器５とマンション２全体に供給するガス量
を積算する親ガスメータ７との間のガス供給管４ｂには
二段二次圧力調整器（あるいは親圧力調整器とも呼称す
る）６が設けられており、更にガス供給管４ｂには二段
二次（親）圧力調整器６の入口側と出口側とを接続する
バイパスガス流路１４ａ，１４ｂが設けられている。こ
のバイパスガス流路１４ａ，１４ｂには子圧力調整器１
５と、微少漏洩検知手段としてのマイコンガスメータ１
６とが、入口側からこの順に設けられている。

【０００５】そして子圧力調整器１５の調整圧力は親圧
力調整器６の調整圧力よりも高く設定する。また、マイ
コンガスメータ１６としては、微少流量（例えば３リッ
トル／時以下など）を精確に計測することができ、そし
て微少漏洩検知機能で３０日間連続してしきい値（例え
ば３リットル／時など）以上の流量があるときには漏洩
が生じていると判定し、その旨を警報ランプの点灯ある
いは警報ブザーの鳴動等の警報手段によって警報する。

【０００６】上記のように主要部が構成された切替型ガ
ス漏洩検知装置においては、深夜あるいは連休日の間な
ど、つまり消費者がガスを使用しない時間帯や外出中な
どの間にガス消費量が殆ど無くなる、あるいは前記の３
リットル／時などのように極めて微少量（通常時の大流
量使用時と比較して）となる場合には、ガス供給管４ｂ
の圧力が高くなって親圧力調整器６が閉となり、子圧力
調整器１５及びマイコンガスメータ１６にのみガスが流
れるようになるので、そのマイコンガスメータ１６によ
ってガス供給管４ｂを通じて流れるガスの微少な流量を
監視する。このとき、ガス消費が完全に停止中であって
しかも微少漏洩も生じていないならば二段二次（親）圧
力調整器６は言うまでもなくマイコンガスメータ１６に
おいても、いずれもガス流量を検出しない。換言すれ
ば、流量０という検知結果となる。

【０００７】そして、このようないわゆる流量０の状態
が例えば３０日間など比較的長期日の間に少なくとも１
度は生じることを前提として、この期日内に二段二次
（親）圧力調整器６は言うまでもなく特にマイコンガス
メータ１６において、ガス流量が微少なりとも一度も停
止することなく継続して検知され続けた場合には、マイ
コンガスメータ１６内部などに配設された判定手段によ
って、それを前記の如く微少漏洩と判定してその旨を警
報ランプの点灯あるいは警報ブザーの鳴動等の警報手段
によって警報する。

【０００８】このように、従来の技術では、ガス供給路
の一部に微少流量計測用のバイパス配管およびマイコン
ガスメータ１６等の微少流量検知装置を配設すること
で、微少流量ガス漏洩検知を行なうようにしている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
如く子圧力調整器１５とマイコンガスメータ１６のよう
な微少流量検知装置とを、二段二次（親）圧力調整器６
や親ガスメータ７とは全く別途に、しかも専用のバイパ
ス配管をさらに付設して設けているので、装置全体が大
型になるという問題や、このような構造を組み付ける際
の配管工事作業等が非常に繁雑なものとなり、作業工程
の作業能率性の大幅な低下やコストアップ等を引き起こ
すという問題があった。

【００１０】また、上記の微少流量検知装置として用い
られるマイコンガスメータ１６には、従来からの一般的
ないわゆる膜式と呼ばれるような機械式の容積流量計が
用いられていたが、膜式ガスメータには一般に計測可能
な最低流量の制約があるので、それ以下の流量検知がで
きないという問題があった。即ち、例えば膜式ガスメー
タの最低１周期の流量が０．７リットルのとき、この流
量に相当する流量のガスが漏れるときなどには、そのガ
ス漏れの発生をその発生時点で即座に検知することがで
きない。例えば３リットル／時のような微少なガス流量
を生じる配管漏洩があった場合には、その流量計測を前
記の１周期の流量が０．７リットルの膜式メータが計測
終了できるのは、（０．７÷３）×６０＝１４分とな
り、１４分以下での計測ができない。つまり、３０日の
間に、前記の集合住宅等で１４分以上の間に亙ってガス
使用が停止されない限りは、それをガス使用停止と検知
することができないのであるから、上記のような微少漏
洩検知の動作自体を正確に行なうことさえできないとい
う問題があった。あるいは、そのような微少漏洩検知の
動作を行なうことはできたとしても、瞬時にその時々の
流量を検知することができないので、迅速な計測対応が
不可能であるという問題があった。

【００１１】そしてさらには、上記のような微少流量の
瞬時の検知を実現するために、例えばガス流中に超音波
を伝搬させてそのときの伝搬時間を計測し、それに基づ
いてその時々での瞬間流量を計測する超音波計測方式
や、ガス流中に電熱線を配置してその上流側と下流側で
の温度変化（温度差）を検知してその時々での瞬間流量
を計測する熱式質量計測方式などの、いわゆる瞬間流速
計測センサを、微少流量検知手段つまり上記の例で言う
とマイコンガスメータ１６に用いることが好適であるこ
とを本願発明者らは案出した。そして、そのような瞬間
流速計測センサを用いる場合、上記の微少な流量の値を
精確に計測するためには、そのガス流を計測する瞬間流
速計測センサが配置されているガス導通路の断面積（断
面寸法）がけ小さいほど、その導通路を流れるガスの流
速は大きな値となって精確に計測しやすくなるのである
から、その導通路の断面積はできるだけ小さくすること
が要請される。

【００１２】しかしながら、そのような微少流量を精確
に計測するための瞬間流速計測センサが配置されている
ガス導通路の断面積を小さくすると、ガス流量が増加し
た場合の圧力損失が大きくなって、この部分がまさにボ
トルネックとなってしまい、そのとき必要な大流量を十
分には流すことができなくなる。従って、大流量のガス
を流すための大流量対応のガス配管と少流量ガスを流す
ための少流量対応のガス配管との２系統のガス配管、あ
るいは換言すれば、大流量対応の主配管とそれから分岐
した少流量対応の微少流量計測専用配管が必要となるの
であって、この構造はマイコンガスメータ１６や子圧力
調整器１５などの小型化を図ったとしても基本的に変わ
らず、必ずそのような２系統のガス配管が必要である。
つまり、装置全体の寸法についてはコンパクト化が可能
でも、その構造については２系統のガス配管および圧力
調整器が必要であり繁雑な構造であることには変わりな
いという問題がある。

【００１３】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものである。本発明は、微少流量のガス漏洩を
検知するためのマイコンガスメータ１６のような微少漏
洩検知装置を備えたガス漏洩検知装置において、瞬間流
速（流量）計測センサを備えて十分に精確で信頼性の高
い微少流量の計測つまり微少ガス漏洩の検知を実現する
ことができ、しかもその全体的な装置の小型化および構
造の簡素化をさらに図ることができるガス漏洩検知装置
を提供することを課題としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１に、本発明のガス漏
洩検知装置は、ガス供給源から供給されるガスを導通し
て上流側から下流側へと供給するガス供給配管に設けら
れた二段一次圧力調整器と該二段一次圧力調整器よりも
下流側に設けられた二段二次圧力調整器との間に前記ガ
ス供給配管に対して直列的に配管された導通路を流れる
前記ガスの瞬間流量を計測する瞬間流速計測センサであ
って予め定められた前記ガスの通常使用時の最低使用流
量未満の瞬間流量に対応した流速を計測可能な瞬間流速
計測センサを用いたガス流量計測手段と、予め定められ
た前記ガスの通常使用時の適正最小圧力以上の圧力又は
適正最小流量以上の流量を下流側で確保できる断面積以
上乃至前記瞬間流速計測センサの計測可能な最小のガス
流速値以上のガス流速を確保できる断面積以下の導通路
であって、前記二段一次圧力調整器と前記二段二次圧力
調整器との間に配置されて前記瞬間流速計測センサの計
測対象である前記ガス流を流す前記導通路として用いら
れる導通路と、を具備することを特徴としている。

【００１５】即ち、本発明によれば、いわゆる微少流量
を計測するガス流量計測手段として、ガスの瞬間流量を
計測可能な瞬間流速計測センサを用いることによって、
従来の問題点として上記に指摘したような従来の膜式メ
ータでは不可能だった、瞬時にその時々の流量を迅速に
計測することが可能となる。

【００１６】しかも、前記の瞬間流速計測センサは、一
般にその本体を従来の膜式と比較して極めて小型化する
ことができるので、微少漏洩検知装置であるガス流量計
測手段の飛躍的な小型化を図ることができ、その結果、
ガス漏洩検知装置全体としても飛躍的な小型化を図るこ
とができる。

【００１７】ここで、前記の本発明に係る瞬間流速計測
センサとは、いわゆる推量方式（あるいは文献によって
は推測方式とも言う）と呼ばれるような、ガス流の流速
に対応して変化する流体的な各種物理量を計測し、その
計測値に基づいてガス流速を算出（演算）して得るよう
な方式、つまりガス流による動圧を計測する差圧流量計
測方式や、ガス流の粘性抵抗を計測する面積流量計測方
式や、ガス流がタービン羽を動かす仕事率を計測するタ
ービン流量計測方式や、ガス流で発生する渦の周波数を
計測する渦流量計測方式や、ガス流中に超音波を伝搬さ
せてその伝搬時間あるいは伝搬速度等を計測する超音波
流量計測方式などの各種センサをハードウェアとして特
に好適に用いて、そのような各種センサで前記のガス流
速を計測することができる。あるいはその他にも、ガス
流中に熱線を配置してその前後での温度変化を計測する
熱式質量流量計測方式なども好適に用いることができ
る。つまり、いずれにせよガス流の流速に関するファク
タ（物理量）を計測することでそのガス流の微分的単位
時間あたりの流量を検知するようにすれば、上記のよう
な各種の瞬間流量計測センサを、本発明に係る瞬間流速
計測センサとして好適に用いることができる。

【００１８】そして本発明によれば、上記のような構成
によって得られる作用・効果にさらに加えて、ガスの微
少流量計測用の導通路、およびそれを流れるガスの流量
を計測する瞬間流速計測センサを、前記二段一次圧力調
整器と二段二次圧力調整器との間に直列に配置している
ので、前記のガス供給配管に対しても従来のようなバイ
パス配管および子圧力調整器を設ける必要が全く無く、
直接に配管することができるので、そのバイパス配管お
よび子圧力調整器を完全に省略することができ、構造の
さらなる簡易化を実現することができる。

【００１９】ここで、このようなガスの微少流量計測用
の導通路の直列配管は従来の技術では不可能であったこ
とは既述の通りであった。しかし、本発明によれば、ガ
スの微少流量計測用の導通路を上記の如く巧妙に通常の
ガス使用時の適正流量を確保しながらもガス漏洩時の微
少流量計測も可能であるような断面寸法に形成してい
る。実際に、このような断面寸法に形成することによっ
て、実質的に必要十分に正確なガス漏洩検知が可能な精
確さで微少流量を前記の瞬間流速計測センサで計測する
ことができ、しかも通常のガス使用時にもその導通路で
のガス圧力の圧力損失を少なく保って適正流量を確保す
ることができることを、本件の発明者らは本発明に係る
ガス漏洩検知装置に種々の模擬使用実験等を実施して確
認した。

【００２０】つまり、流体力学的な事象は一般に完全流
体や完全層流のような整った条件下では理論的な考察と
実際的な現象とが良く合致するが、実際には渦や乱流の
発生などのために理論的な考察と実際的な現象とが大き
くずれる場合も多いことが考えられる。そこで、本件の
発明者らは、実際に本発明に係るガス漏洩検知装置を用
いて種々の模擬使用実験等を行なって、上記の構成が実
際にうまくその目的を果たすことを確認した。このよう
にうまく機能したことの理由としては、特に本発明に係
る瞬間流速計測センサが瞬間微少流量の精確な計測に適
した方式（例えば上記の熱線式質量流量計方式など）の
センサであること、またその計測対象が微少流量つまり
かなり低い流速のガス流であることから、さほど大きな
渦や乱流が発生しない確率が高い条件にあること、など
があいまった結果によるものと考えられる。

【００２１】つまり本発明は、前記のような微少な流量
を計測するという条件をむしろ逆手に取って、従来は圧
力損失等で不可能と考えられていた直列配管の導通路内
のガス微少流量を十分に実用的な精確さで計測すること
ができ、しかもこのとき圧力損失も十分に低く抑えて十
分に実用的な流量を確保することができ、しかも装置と
しての飛躍的な小型化と構造の簡易化を実現できる技術
であると言える。

【００２２】第２に、本発明のガス漏洩検知装置は、上
記第１記載のガス漏洩検知装置において、前記ガス流量
計測手段によって前記ガスが所定時間継続的に流れてい
ることが検知されると前記親圧力調整器の下流側にガス
漏洩が発生したことを判定するガス漏洩判定手段と、前
記ガス漏洩判定手段によって前記親圧力調整器の下流側
にガス漏洩が発生したことが判定されると、該ガス漏洩
の発生を視覚的媒体および聴覚的媒体のうち少なくとも
いずれか一方で警報する警報手段とを具備することを特
徴としている。

【００２３】なお、前記のガス漏洩判定手段および警報
手段は、本発明に係るガス漏洩検知装置自体の外殻筐体
（いわゆるボディ）に添設するように配置しても良い。
即ち、上記第１記載の場合はガス漏洩判定手段および警
報手段がガス漏洩検知装置自体あるいはこれと一体に形
成される構成要素から離れた位置に配置可能な別体の装
置としても設置可能としたが、この第２記載のガス漏洩
検知装置においては、ガス漏洩判定手段および警報手段
はガス漏洩検知装置に添設されることが特徴である。

【００２４】そしてこれにより、上記の小型化にさらに
加えて、本発明に係るガス漏洩検知装置自体が、ガス漏
れを検知する手段からそれを警報する手段までをすべて
完結的に具備していることになるので、装置全体として
のまとまりが極めて良好でしかもコンパクト化を図るこ
とができ、またそれを設置する際にも、別体の警報手段
等を別途に取り付ける必要がなく、実質的には本発明に
係るガス漏洩検知装置の主要部を取り付けるだけで済む
ので、その取り付け時の作業性や手間の簡易化を効果的
に実現できる。

【００２５】第３に、本発明のガス漏洩検知装置は、上
記第２記載のガス漏洩検知装置において、前記ガス流量
計測手段および前記ガス漏洩判定手段および前記警報手
段を、１つの外殻筐体内に一体化して収めたことを特徴
としている。即ち、この第３記載の技術によれば、前記
ガス流量計測手段および前記ガス漏洩判定手段および前
記警報手段を一体化して１つの外殻筐体に収めている。
つまりガス漏洩警報に関与する殆ど全ての主要な手段を
１つのボディ内に一体化して収めているので、上記第２
記載の技術に加えてさらに一段と効果的に、装置全体と
してのまとまりを極めて良好にコンパクト化を図ること
ができ、またそれを設置する際にも、別体の警報手段等
を別に取り付ける必要がなく、本発明に係るガス漏洩検
知装置の外殻筐体を取り付けるだけで済むので、その取
り付け時の作業性や手間を簡易化することができる。

【００２６】第４に、本発明のガス漏洩検知装置は、上
記第１乃至第３記載のガス漏洩検知装置において、少な
くとも前記二段一次圧力調整器から前記導通路の下流側
出口までの間の前記ガスの通路の断面を一定の寸法およ
び形状に揃えたことを特徴とするガス漏洩検知装置であ
る。

【００２７】即ち、上記第３記載の手段で述べたよう
に、本発明のガス漏洩検知装置においては微少流量を精
確に検知することが厳しく要請されるているのであるか
ら、少なくとも前記二段一次圧力調整器から導通路まで
の間の前記ガスの通路中におけるガス流の断面内流速分
布の大幅な偏りや脈流等の発生が無いことが望ましいこ
とは言うまでもない。そこで、ガスの通路の断面を均一
な寸法および形状に揃えることにより、前記のような前
記ガスの通路中におけるガス流の断面内流速分布の大幅
な偏りや脈流等の発生を可能な限り防ぐことができ、そ
の結果、さらに精確な微少流量の検知を可能とすること
ができる。

【００２８】第５に、本発明のガス漏洩検知装置は、上
記第１乃至第４いずれかに記載のガス漏洩検知装置にお
いて、少なくとも前記二段一次圧力調整器から前記導通
路の下流側出口までの間の前記ガスの通路のうち少なく
とも直線部分の内向壁面の摩擦係数を一定に揃えたこと
を特徴としている。

【００２９】上記第４記載の技術においては、流速の偏
りや脈流等のない可能な限りのスムーズなガス流の導通
ができるように前記ガスの通路の断面を一定の寸法およ
び形状に揃えるようにしたが、そのようなスムーズなガ
ス流の導通を実現するための手段としてはその他にも、
この第５記載の技術が好適である。

【００３０】即ちこの第５記載の技術によれば、前記ガ
スの通路のうち少なくとも直線部分の内向壁面の摩擦係
数を均一に揃えることにより、そのガスの通路を導通中
のガス流は均一な摩擦抵抗を受けることになるので、そ
のガス流の均一さを損なうことがなくなる。しかもさら
には前記ガスの通路の内向壁面の摩擦係数を可能な限り
低い値にすることが望ましい。前記の内向壁面からガス
流が受ける摩擦力が小さいほどその断面内流速分布の勾
配が小さくなって流速分布の均一化がさらに図れるから
である。そしてこのとき、上記第１〜第４記載の技術に
この第５記載の技術を組み合わせて用いているのである
から、前記二段一次圧力調整器の下流側出口からガス供
給配管を介して瞬間流速計測センサの導通路内部までの
間のガスの通路の長さは非常にコンパクト化されている
のであって、しかもそのように小型化された通路であれ
ば、前記のガスの通路は通常のパイプを用いた場合でも
極めて短くすることができるので、前記の摩擦係数がそ
の長さにわたって均一であれば、それにより受ける摩擦
に起因したガス流の流速損失は極めて小さくすることが
できる。しかもさらには、そのような短い通路程度の部
材の内壁の摩擦係数を均一化することは、例えば内壁面
を研磨する工程などを簡便に行なうことができる。しか
もこのとき、導通路は従来のような狭い（断面径の小さ
い）管ではなく、それよりも大きな断面径を持つように
形成されているのであるから、その内壁面を研磨する工
程はさらに簡易なものとすることができるという利点も
ある。逆に、前記ガスの通路として従来の長くて狭いパ
イプ配管等を用いた従来の大きな構造のガスの通路の場
合にはその長いパイプ配管の全長に亙ってしかも狭隘な
内壁面の研磨工程等を行なうことが必要となるので、そ
のような工程は極めて煩雑なものとなり実際には実現性
の点で極めて不都合であった。つまり、本発明はこのよ
うな点でも利点を備えていて好ましい技術であると言え
る。

【００３１】第６に、上記第１乃至第５記載いずれかに
記載のガス漏洩検知装置において、前記瞬間流速計測セ
ンサの代りに前記ガスの瞬間流量を計測する瞬間流量計
測センサであって予め定められた前記ガスの通常使用時
の最低使用流量未満の瞬間流量を計測可能な瞬間流量計
測センサを用いたガス流量計測手段と、前記導通路の代
りに、予め定められた前記ガスの通常使用時の適正最小
圧力以上の圧力又は適正最小流量以上の流量を下流側で
確保できる断面積以上乃至前記瞬間流量計測センサの計
測可能な最小のガス流量値以上のガス流量を確保できる
断面積以下の断面積を持った導通路であって、前記二段
一次圧力調整器と前記二段二次圧力調整器との間に配置
されて前記瞬間流量計測センサの計測対象である前記ガ
ス流を流す前記導通路として用いられる導通路とを具備
することを特徴とするガス漏洩検知装置である。

【００３２】即ち、上記の瞬間流速計測センサを用いて
ガス流速を計測する代りに、瞬間流量計測センサを用い
てガス流量を計測する。ただし、センサが直接計測する
物理量は、必ずしもそのような流速値そのものや流量値
そのものでなくとも良く、それらに流体力学的な見地等
から精確に一対一対応する演算が行なうことができるよ
うな物理量であれば、そのガス流の間接的な物理量であ
っても良いことは言うまでもない。例えば、超音波計測
方式のセンサを用いる場合には、この方式のセンサがガ
ス流から直接に計測する物理量としては、実際にはその
ガス流における超音波の伝搬時間あるいは周波数のずれ
などを用いているが、そのような物理量に基づいて演算
を行なって、その演算手法ごとで前記のガスの流速を得
ることもできるし、前記のガスの流量を得ることもでき
るからである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガス漏洩検知
装置の実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図
１は、本発明に係るガス漏洩検知装置の構成の主要部を
示す図、また図２はそれが組み込まれて用いられるガス
供給システム全体の主要部の概要構成を示す図、図３は
本発明に係るガス漏洩検知装置に用いられる瞬間流速計
測センサおよび導通路を部分的に示す図である。なお図
１，図２等においては、その説明および図示の簡潔化の
ために、図６に示した従来の構成と同様の部位について
は同じ符号を付して示している。

【００３４】このガス漏洩検知装置は、ＬＰＧボンベ１
のようなガス供給源から供給されるガスを導通して上流
側から下流側へと供給するガス供給配管４の前記上流側
に設けられた二段一次圧力調整器５とこの二段一次圧力
調整器５よりも下流側に設けられた二段二次圧力調整器
６との間に、それら２つの調整器および前記ガス供給配
管４に対して直列的に配管された導通路１０１を流れる
前記ガスの瞬間流量を計測する瞬間流速計測センサ１０
２ａ，ｂであって予め定められた前記ガスの通常使用時
の最低使用流量ΔＱL 未満の瞬間流量ΔＱを計測可能な
瞬間流速計測センサ１０２ａ，ｂを用いたガス流量計測
手段１０３と、予め定められた前記ガスの通常使用時の
適正圧力（ＰL ）以上の圧力Ｐ（又は適正流量以上の流
量；ΔＱｎ）を下流側で確保できる断面積（ＳL ）以上
から前記瞬間流速計測センサ１０２ａ，ｂの計測可能な
最小のガス流量値以上のガス流速ｖL を確保できる断面
積（ＳH ）以下までの断面積Ｓ、つまりＳL ≦Ｓ≦ＳH
なる範囲内の値の断面積Ｓを持つ導通路１０１であっ
て、前記二段一次圧力調整器５と前記二段二次圧力調整
器６との間に配置されて前記瞬間流速計測センサ１０２
ａ，ｂの計測対象である前記ガス流を流す前記導通路１
０１として用いられる導通路１０１と、を具備してい
る。

【００３５】そしてまた、前記ガス流量計測手段１０３
によって前記ガスが所定時間継続的に流れていることが
検知されると、前記二段二次調整器６の下流側にガス漏
洩が発生したことを判定するガス漏洩判定手段３０１
と、前記ガス漏洩判定手段３０１によって前記二段二次
圧力調整器６の下流側にガス漏洩が発生したことが判定
されるとそのガス漏洩の発生を視覚的媒体つまり警報表
示ランプ（図示省略）および聴覚的媒体つまり警報ブザ
ー（図示省略）で警報する警報手段３０２とを、さらに
具備している。

【００３６】さらに、前記ガス流量計測手段１０３およ
び前記ガス漏洩判定手段３０１および前記警報手段３０
２は、図１にその概観を示すように、１つのアルミダイ
キャスト製のような外殻筐体（いわゆるボディ）１０４
内に一体化して収められている。

【００３７】またさらに、前記二段一次圧力調整器５か
ら導通路１０１の出口までの間の前記ガスの通路の断面
は、一定の直径（寸法）および形状に一貫して揃えられ
ている。さらに、前記二段一次圧力調整器５から前記導
通路１０１の出口までの間の前記ガスの通路のうち少な
くとも直線部分の内向壁面には、その摩擦係数を一定に
揃えるように研磨加工が施されている。このようにガス
の通路つまりバイパスガス流路をはじめとして導通路１
０１等においてガス流が均一に流れることができるよう
な条件を整えて、その中を流れるガス流の渦や流速の偏
り等を解消することができるように形成されている。

【００３８】ここで、本発明に係る導通路１０１は、上
記の如くその断面積ＳがＳL ≦Ｓ≦ＳH なる断面積Ｓの
円筒形状のガス通路の一部として形成されている。そし
てその導通路１０１内を流れるガス流の流速を計測する
瞬間流速計測センサが配設されている。このように導通
路１０１の断面積ＳをＳL ≦Ｓ≦ＳH なる断面積とする
ことが好適である。それを図４およびそれに基づいて下
記に述べる。

【００３９】即ち、この導通路１０１は、まずこの部分
で微少流量のガス流を検知できなくてはならない。しか
も精確な値として計測できなくてはならないことが厳し
く要請されている。しかもその一方で、通常のガス使用
時に要求される多量なガス流量の導通あるいは換言すれ
ば通常のガス使用時に要求される実用上の適性最小圧力
（ＰL ）以上の圧力を、その導通路１０１下流側でも保
たなければならないことも、厳しく要請されている。

【００４０】しかしここで、一般にガス流のような流体
における圧力Ｐと流速ｖとは、Ｐ＋ｖ＝一定というトレ
ードオフの関係にあることは、ベルヌーイの法則を持ち
出すまでもなく明らかであり、このとき流速ｖを大きく
して行くと圧力低下やその他の原因の複合により圧力損
失が大きくなってしまい、通常のガス使用時のガス圧力
として設定されている前記の適性最小圧力ＰL にも満た
ないような圧力しか、その下流側で得られなくなること
になる。

【００４１】そこで、本発明の技術においては、これら
の両者に好適に対応するために、まずその導通路１０１
の断面積Ｓを瞬間流速計測センサ１０２ａ，ｂの計測可
能な最小のガス流速値ｖL 以上のガス流速ｖを確保でき
るような断面積（ＳH ）以下という条件を採用してい
る。つまり、その断面積（ＳH ）以下であれば、瞬間流
速計測センサ１０２ａ，ｂの計測可能な最小のガス流量
値ＱL 以上のガス流速ｖを確保できるので、精確なガス
流速ｖの検知が可能となり、その結果、正確なガス漏洩
検知を実現することができる。こうして精確なガス流速
を検知することでそのガス流速に基づいてそのときの精
確なガス流量を算出（演算）することができ、最終的に
は正確なガス漏洩検知を実現することができる。

【００４２】そのような計測可能な最小のガス流速値ｖ
L 以上のガス流速ｖを確保できるような断面積ＳH と
は、そのときの計測可能な最小のガス流速値をｖL 、ま
たそのときの単位時間あたりのガス流量値をΔＱL と
し、ガス流速の摩擦損失や渦発生等に起因した流速損失
が無視できるものと仮定して（流速ｖL が低いのでそれ
らは無視できる程度の低い値になる筈だから）、ＳH ＝
ΔＱL ／ｖL で与えられることは言うまでもない。よっ
てこの値を目途として、実際にはガス使用時の条件に適
合するように実使用シミュレーションの実験を行なって
上記のＳH の値を決定すれば良い。

【００４３】他方、断面積Ｓを小さくして行くと、予め
定められているガスの通常使用時の最低適正圧力ＰL 以
上の圧力（又は最低適正流量以上の流量）を下流側で確
保できなくなる。従って本発明の技術においては、その
ような不都合が発生しない範囲を満たすような断面積Ｓ
の下限値を見出す。即ち、導通路１０１の断面積Ｓを予
め定められているガスの通常使用時の適正最小圧力ＰL
以上の圧力（又は適正最小流量以上の流量）が下流側で
確保できるような断面積（ＳL ）以上にする。この断面
積ＳL については、実際上はそのガスの種類やそのとき
の適正最小圧力ＰL の設定値に依存して極めて多様に変
化するものであることから、ガス流の流体力学的な乱流
や渦発生等も含んだ実験工学的な手法でしか、そのとき
の圧力損失等の正確な値を知ることが実際上はできな
い。あるいは、かえってそのような実験工学的な手法に
よってＳL を求めたほうが確実かつ簡易にその具体的な
好適値を得ることができる。よって、実際にはそのよう
な実験的な見地に基づいて、実使用条件に対応した適正
最小圧力ＰL 以上の圧力が下流側で確保できるような断
面積ＳLを決定すれば良い。

【００４４】このようにして、本発明に係るガス漏洩検
知装置においては、導通路１０１を、その断面積Ｓが前
記のＳL ≦Ｓ≦ＳH なる条件を満たすように形成するこ
とで、微少流量のガス流を検知できると共に、通常のガ
ス使用時に要求される特定の圧力以上の圧力を導通路１
０１下流側でも保つことができる。

【００４５】ここで、上記のように主要部が構成された
本発明に係るガス漏洩検知装置における、特にガス漏洩
を検知してその警報を発するまでの動作およびそれを果
たす電気的回路構成等については、本質的には従来のガ
ス漏洩検知〜警報の動作と同様のもので構わない。むし
ろ従来同様である方が、従来のガス供給システム内に適
用しやすいという利点さえあるからである。そこで、そ
のような従来と同様で構わない部分についての説明は簡
略に済ませるものとし、特に本発明に係るガス漏洩検知
装置における主要な特徴の一つである、導通路１０１お
よび瞬時流速計測センサ１０２ａ，ｂの主要部の構造や
機能について、またそれらを用いた、ガス漏洩検知の動
作およびそれによるガス漏洩が検知された場合の警報発
生動作についてを中心として、以下に図４の情報処理回
路系の主要構成を示すブロック図および図５の概要フロ
ーチャートに基づいて述べる。

【００４６】瞬間流速計測センサ１０２ａ，ｂは、予め
定められた一定の周期ごとにその瞬間ごとのガス流を計
測する瞬間流速計測センサである。つまりこの瞬間流速
計測センサ１０２ａ，ｂとしては、いわゆる推量式（あ
るいは文献によっては推測式とも言う）と呼ばれるよう
な、ガス流の流速に対応して変化する流体的な各種物理
量を計測し、その計測値に基づいてガス流速あるいはガ
ス流量を算出するような方式、つまりガス流による動圧
あるいは静圧の時間的変化やガス流の上流と下流とで異
なる差圧などを計測する圧力流量計測方式や、ガス流の
粘性抵抗を計測する面積流量計測方式や、ガス流がター
ビン羽を動かす仕事率を計測するタービン流量計測方式
や、ガス流で発生する渦の周波数を計測する渦流量計測
方式や、ガス流中に超音波を伝搬させてその伝搬時間あ
るい伝搬速度等を計測する超音波流量計測方式などの各
種センサが特に好適である。あるいはその他にも、ガス
流中に熱線を配置してその前後での温度変化を計測する
熱式質量流量計測方式なども、本発明に係る瞬間流速計
測センサとして好適に用いることができる。

【００４７】なお、ガス流速ｖが計測（検知）できれ
ば、そのときの瞬間流量ΔＱは導通路１０１の断面積Ｓ
の値（一定値）を用いてΔＱ＝Ｓ×ｖなる簡易な演算で
算出できる。あるいは逆に、本来は従来のガス流量計測
用に作製された上記各種流量計測方式のセンサを、本発
明に係る流速センサとしてそのまま流用する、あるいは
本発明に係る流速センサとしてさらに好適となるよう
に、例えば計測精度を変更するなど一部改造等を施して
用いることも可能であることは言うまでもない。

【００４８】例えば、本実施形態で述べた超音波計測方
式の瞬間流速計測センサ１０２ａ，ｂの場合には、ガス
流中に斜め方向から超音波を伝搬させてその伝搬時間の
上流向きと下流向きとの時間差ΔＴを計測し、これに基
づいてガスの瞬間流量ΔＱを演算することもできるし、
このとき用いる演算式を変えればガスの瞬間流速ｖを演
算することもできる。このようにして、ガス流の流体的
な物理状態に対応して変化する各種流体的な物理量また
はその関数的変化量を計測し、これに基づいてガス流速
ｖを算出（検知）することができる。このようにして、
本発明においてはガス流速ｖが前記の各種センサで計測
可能な最低値ｖL 以上の流速となるように、導通路１０
１の断面積ＳL の値を決定しているわけである。

【００４９】なお、本実施形態においては瞬間流速計測
センサの一好例として、超音波計測方式の瞬間流速計測
センサ１０２ａ，１０２ｂを用いた場合について示し
た。これは、精確な計測を実現するためには導通路１０
１の内壁面が出来るだけ平滑な形状であることを厳しく
要請されるので、そのような導通路１０１内に内側向き
に突出する部分が最も少ない形状で用いることが可能な
超音波計測方式のセンサが最も好適だからである。

【００５０】しかし、これのみには限定されず、この他
にも例えば特公平６−４３９０６号等に記載されたよう
な、圧力センサをガス流の動圧計測用のセンサ本体とし
て用いた圧力計測方式なども、本発明に係る瞬間流速計
測センサとして用いても良い。つまりこのような薄型で
ガス流に対する流体的抵抗係数の低い形状のセンサを、
そのガス流に対する流体的抵抗値が低くなるように設置
して好適に用いることができる。あるいはこの他にも、
上記のような各種方式のセンサ、例えば渦流量計測方式
など、瞬間流速を計測可能な各種方式のセンサを用いる
ことができる。

【００５１】上記のような瞬間流速計測センサ１０２
ａ，ｂは、時刻（Ｔ）が予め定められた一定の周期Ｔｍ
を経過するごとに（ｓ１のＹ）、その瞬間における瞬間
ガス流速ｖを計測（モニタリング）する（ｓ２）。続い
て、ガス漏洩判定手段３０１は、その計測された瞬間ガ
ス流速ｖに対応したその時の瞬間流量ΔＱを演算し、予
め定められた特定のしきい値流量Ｑth、つまり例えば３
リットル／時以下乃至０．５リットル／時以上のような
微少漏洩流量として定義されたしきい値流量ＱL ≦ΔＱ
≦Ｑthなる範囲と比較する（ｓ３）。ここで特に、前記
のＱL は０でない微少流量が流れていると判定可能な数
値であることは言うまでもない。

【００５２】そしてこのとき、計測された瞬間ガス流量
ΔＱがしきい値流量範囲ＱL ≦ΔＱ≦Ｑth以外の値であ
って特にＱthを越えた値であった場合には、ガスをユー
ザーが使用中であると判別する（図５においてこの部分
の詳細な図示は省略）。しかしここで、計測された瞬間
ガス流量ΔＱが前記のしきい値流量範囲内（ＱL ≦ΔＱ
≦Ｑth）であった場合には、微少流量が流れているもの
と判別し、その計測時点を起点として例えば３０日のよ
うに予め定められた特定の期間Ｄthに亙ってそのような
微少流量が検知された日数（Ｄｘ）をカウントする（ｓ
４）。

【００５３】ただしここで、前記の日数（Ｄｘ）のカウ
ント途中でｓ３のＮとして示したようなガス流量ΔＱが
前記のしきい値流量範囲ＱL ≦ΔＱ≦Ｑthを外れる場合
であって、しかもそのときの値がＱL 未満であった場合
（即ちΔＱ＜ＱL の場合）には、それまでの日数のカウ
ントをリセットして元のｓ１に戻る。

【００５４】これは、例えばガス湯沸器の種火などが使
用中だったものが微少ガス漏洩として誤って検知されそ
うになったような場合に、その使用が停止されたならそ
れを即座に検知して上記の如くリセットすることで、微
少ガス漏洩検知としての誤動作を防ぐ事ができるように
するためであることは言うまでもない。

【００５５】前記のしきい値流量範囲ＱL 〜Ｑthとして
は、微少漏洩が発生した場合にのみ流れるような微少流
量であって上記のようにガスの通常使用時にはそのよう
に微少には流れる確率がほぼ０に近い、しかし０では無
い（つまりガス流の完全停止状態では無い）微少流量の
値の範囲に一般に設定されているものであることは言う
までもない。

【００５６】そして、その微少流量が検知された日のカ
ウント値Ｄｘが前記の期間Ｄth以上となった場合には
（ｓ５のＹ）、ガス漏洩判定手段３０１は微少漏洩が発
生したものと判定する（ｓ６）。そしてこれを受けて警
報手段３０２はその旨の警報を発生する（ｓ７）。

【００５７】続いて、ガス漏れが確認されてその警報が
リセットされると（ｓ８）、本装置は前記のｓ１（ステ
ップ１）に戻り、再び上記同様の動作を開始する。な
お、図５の概要フローチャートは、全体として１つの無
限ループを描いてその動作が繰り返されるように描いて
あるが、これは図示しない例えば本装置の取換寿命が到
来するなどして強制的な割り込みモード等でその動作を
停止されるような場合には、その停止動作が行なわれる
ことが可能なものであることは言うまでもない。しかし
本発明に係るガス漏洩検知装置は本質的に上記のような
ガス漏洩検知の機能をその使用継続中は休むこと無く無
限ループ状に繰り返しているのであるから、そのような
瑣末な事項については、説明および図示の簡潔化のため
に省略したことは言うまでもない。

【００５８】なお、上記実施形態においては、ガス漏洩
判定手段３０１は上記ｓ３（ステップ３）において瞬間
ガス流速ｖからそれに対応する瞬間流量ΔＱを演算した
が、この他にも、瞬間ガス流速ｖの値を直接に用いて、
これを上記のしきい値流量ＱL ≦ΔＱ≦Ｑthなる範囲の
流量に一義的に対応したしきい値流速ｖL ≦ｖ≦ｖthな
る範囲の流速と比較しても良いことは言うまでもない。

【００５９】あるいは、上記実施形態においては瞬間流
速計測センサ１０２ａ，ｂを用いたが、これに代ってガ
ス流の瞬間流量を計測する瞬間流量計測センサを用いる
とともに、その瞬間流量計測センサの計測可能な瞬間ガ
ス流量値；ΔＱL に対応したガス流速ｖを流すことがで
きるように上記の本発明に係る導通路１０１の断面積Ｓ
H を決定しても良い。

【００６０】また、上記実施形態においては、導通路１
０１の外形を直線円筒状としたが、この他にも、ガス流
速やガス流量の計測に支障をきたす渦や乱流が発生しな
いような範囲内で、この導通路１０１の外形を例えばノ
ズル状にする、あるいは断面を楕円形状にするなどの変
更も可能であることは言うまでもない。

【００６１】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、微少流量のガス漏洩を検知する微少漏洩
検知装置を備えたガス漏洩検知装置において、瞬間流速
計測センサあるいは瞬間流量計測センサを備えて十分に
精確で信頼性の高い微少流量の計測つまり微少ガス漏洩
の検知を実現することができ、しかもその全体的な装置
の小型化および構造の簡素化をさらに図ることができる
ガス漏洩検知装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス漏洩検知装置の構成の主要部
を示す図である。

【図２】本発明に係るガス漏洩検知装置が組み込まれて
用いられるガス供給システム全体の主要部の概要構成を
示す図である。

【図３】本発明に係るガス漏洩検知装置に用いられる瞬
間流速計測センサおよび導通路を部分的に示す図であ
る。

【図４】本発明に係るガス漏洩検知動作および警報発生
動作を実行する各手段の構成の概要を示す図である。

【図５】瞬時流量計測センサ１０３を用いた、ガス漏洩
検知の動作およびそれによるガス漏洩が検知された場合
の警報発生動作についてを中心に示す概要フローチャー
トである。

【図６】従来の液化プロパンガス供給設備の埋設管を含
むガス供給管の漏洩を検知するガス漏洩検知装置の構成
の概要を示す図である。

【符号の説明】

１…ＬＰＧボンベ ４…ガス供給配管 ５…二段一次圧力調整器 ６…二段二次圧力調整器 １０１…導通路 １０２ａ，ｂ…瞬間流速計測センサ １０３…ガス流量計測手段 １０４…外殻筐体 ３０１…ガス漏洩判定手段 ３０２…警報手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｐ 5/00 Ｇ０１Ｐ 5/00 Ｆ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス供給源から供給されるガスを導通し
   て上流側から下流側へと供給するガス供給配管に設けら
   れた二段一次圧力調整器と該二段一次圧力調整器よりも
   下流側に設けられた二段二次圧力調整器との間に前記ガ
   ス供給配管に対して直列的に配管された導通路を流れる
   前記ガスの瞬間流速を計測する瞬間流速計測センサであ
   って予め定められた前記ガスの通常使用時の最低使用流
   量未満の瞬間流量に対応した流速を計測可能な瞬間流速
   計測センサを用いたガス流量計測手段と、 予め定められた前記ガスの通常使用時の適正最小圧力以
   上の圧力又は適正最小流量以上の流量を下流側で確保で
   きる断面積以上乃至前記瞬間流速計測センサの計測可能
   な最小のガス流速値以上のガス流速を確保できる断面積
   以下の断面積を持った導通路であって、前記二段一次圧
   力調整器と前記二段二次圧力調整器との間に配置されて
   前記瞬間流速計測センサの計測対象である前記ガス流を
   流す前記導通路として用いられる導通路とを具備するこ
   とを特徴とするガス漏洩検知装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガス漏洩検知装置におい
   て、 前記ガス流量計測手段によって前記ガスが所定時間継続
   的に流れていることが検知されると前記二段二次圧力調
   整器の下流側にガス漏洩が発生したことを判定するガス
   漏洩判定手段と、 前記ガス漏洩判定手段によって前記二段二次調整器の下
   流側にガス漏洩が発生したことが判定されると、該ガス
   漏洩の発生を視覚的媒体および聴覚的媒体のうち少なく
   ともいずれか一方で警報する警報手段とを具備すること
   を特徴とするガス漏洩検知装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のガス漏洩検知装置におい
   て、 前記ガス流量計測手段および前記ガス漏洩判定手段およ
   び前記警報手段を、１つの外殻筐体内に一体化して収め
   たことを特徴とするガス漏洩検知装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３いずれかに記載のガス漏
   洩検知装置において、 少なくとも前記二段一次圧力調
   整器から前記導通路の下流側出口までの間の前記ガスの
   通路の断面を一定の寸法および形状に揃えたことを特徴
   とするガス漏洩検知装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４いずれかに記載のガス漏
   洩検知装置において、 少なくとも前記二段一次圧力調
   整器から前記導通路の下流側出口までの間の前記ガスの
   通路のうち少なくとも直線部分の内向壁面の摩擦係数を
   一定に揃えたことを特徴とするガス漏洩検知装置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５いずれかに記載のガス漏
   洩検知装置において、 前記瞬間流速計測センサの代り
   に前記ガスの瞬間流量を計測する瞬間流量計測センサで
   あって予め定められた前記ガスの通常使用時の最低使用
   流量未満の瞬間流量を計測可能な瞬間流量計測センサを
   用いたガス流量計測手段と、 前記導通路の代りに、予め定められた前記ガスの通常使
   用時の適正最小圧力以上の圧力又は適正最小流量以上の
   流量を下流側で確保できる断面積以上乃至前記瞬間流量
   計測センサの計測可能な最小のガス流量値以上のガス流
   量を確保できる断面積以下の断面積を持った導通路であ
   って、前記二段一次圧力調整器と前記二段二次圧力調整
   器との間に配置されて前記瞬間流量計測センサの計測対
   象である前記ガス流を流す前記導通路として用いられる
   導通路とを具備することを特徴とするガス漏洩検知装
   置。