JPS5969616A - ガス遮断装置 - 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 本発明は、都市ガス、プロパンガス等によるガス爆発事
故、中毒事故等の発生を未然に防止するガス遮断装置に
関する。

従来例の構成とその問題点 ガス事故の多くは未燃ガスの異常流出に起因している。

その原因としては、ガス管と器具とを接続するゴムホー
スのひび割れ、切断、器具の長時間使用と換気不足とに
起因する不完全燃焼、地震等による器具転倒に起因する
失火等様々な原因がある。

従来より、未燃ガスの異常流出に伴なう事故を防止する
方法として、ガス警報器やヒユーズコックといったもの
が提案されている。然るに前者にあっては、単に警報を
出すのみであり、人手により元コックを閉める操作を必
要とし、もしも警報に気がつかなかったり、元コックを
閉める操作を怠たったり、人がいなかったり、故意に未
然ガスを流出させていたりする場合は、未然ガスは流出
され続けることになる。後者の場合、ヒユーズコックが
動作しない稈度の量の未然ガスが流出されている場合、
全く無効となる。

発明の目的 不発明は上述した従来装置の欠点に鑑み提案されるもの
で、ガスメータ通過ガス量が一定値の１１所定時間以上
流れたとき、ガス流路を遮断するようにしだものであり
、特に様々なガス種・メータ種に容易に対応できるガス
遮断装置を提供することを目的とするものである。

発明の構成 この発明は、ガスメークに取り付けられた流量センサか
らの信号とガス種・メータ号数選択スイッチからの信号
とから演算回路により流量を測定し、測定値が、予め定
めた区分のいずれの区分に属するかを区分判定部により
判定し、該当区分毎に定めた時間以上になったときにガ
ス通路を設けた遮断弁によりガスを遮断し、たとえばガ
ス種６Ｂ、メータ号数Ｎ２号にすべてのガスを正規化し
て単位時間当りの発熱量として流量を測定する実施例の
説明 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１１菌で、ガスメータ１に流量センサ２を設置する。

流量センサ２は、例えば以下のように構成する。ガスメ
ータ１は、通常、２枚の膜板で仕切られた４個の計量室
、この計量室へのガスの出入りをＦＩＩＩｔ御するバル
ブ、膜板の往復動をバルブ指示部に伝達するひじ金、指
示部より構成されていて、だとえは膜仮に磁石をとり付
け、対応する位置に磁界検出器としてのリードスイッチ
を設置する。

薄板−往復でリードスイッチは１回オン、オフするので
、リードスイッチのオンから次のオンオでか栄位計量と
なる。流量セッサ２がらの信号を制４４１部３ＶＣ入力
すると、制御部３け、この信号。

例でケリードスイノチのオン、オフの時間的関係と、ａ
量センサ２が取付けられているメータ１の種類から単位
時間当りの通過ガス体積Ｆｕを１ず演算する。メータの
種類には例えば、１号、２号（単位計量０．６４）、３
号（同０．９７Ｉ）、５弓。

７号（同１・７Ａ）といったものがあり、単位絹）ｄ。

値が異なる。そこで、流量センサ２を取付けるガスメー
タの種類により、流量センサ２からの信号の重みが異な
るから、上記のようにしてこれを補正する。次に演算し
た体積Ｆｕと、供給ガスの発熱量を乗じて、単位時間当
りの供給発熱量Ｑ、ｕを演算する。都市ガスはその発熱
量により複数の種類のガスがあり、例えば６Ｂでに６０
００Ｋｃａｌ／Ｎｍ”、１３Ａでは１１０００ＫＣａ１
／Ｎｍ３テある。

次に供給発熱量Ｑｕが、予め複数に分割した発熱量区分
１〜ｎのいずれに属するかを判定する。発熱量区分１〜
ｎには、各々その時間まで未燃ガスが流出しても爆発に
は至ることなく、かつその発熱量相当の器具の実使用に
支障をきたすことのない安全継続時間Ｔ１〜ｎが設置さ
れていて、現在の供給発熱量Ｑｕが区分ｉに属すると判
定すると、そのとき以降同一発熱量Ｑｕが供給されてい
る時間Ｔを測定し、もしも安全継続時間Ｔｉ　（供給時
間Ｔ１になると遮断信号を出力する。このように発熱量
区分を設けるのは以下の理由による。もしも体積区分を
使用すると、爆発に至らずかつその発熱量相当の器具の
実使用に支障をきたすことのない安全継続時間Ｔ１−ｎ
を全ガス種−律に設定するためには、ガスの種類毎に体
積区分を設ける必要がある。逆に体積区分を全ガス種−
律にすると、ガス種により発熱量が変わるから、ガスの
種類毎に安全継続時間を設ける必要がある。ところが発
熱量区分を用いることにより、全ガス種−律の発熱量区
分で、はぼ全ガス種共通の安全継続時間Ｔ＋崎を設定す
ることができる。制御部３がら遮断信号が出力されると
、電磁弁等の遮断手段４がガス流路を遮断し、ガスの供
給を停止する。安全継続時間ＴｉＶｆ、、任意の発熱量
Ｑｕの器具の使用時間としては有シ得ない時間であるか
ら、この時間を超えて使用しているということは何らか
の異常を示している。この異常とは未燃ガスの流出に他
ならず、従がって制御部３は遮断を判定し、遮断手段４
がガス流路を遮断するから、ある量の未燃ガスは流出し
ているが、爆発に至る前にこれを停止できるので、爆発
事故を未然に防止できる。

制御部３は、例えば第２図のように構成する。

ガス種・メーク種選択手段５にて、相当のガス種メータ
種を選択し、その典型的なものＵｆｉ号発生器とスイッ
チとを組合せだのので、その出力は、ガス種・メータ棟
相当の数値をディジタル信号として出力する。流量セン
サ２．ガス種・メータ種選択手段６からの信号Ｆ１）、
ＧＭにより演算部６は、単位時間当りの供給発熱量Ｑｕ
を算出し出力する。

同時に供給発熱量Ｑｕの時間添変化の有無を判定し、有
刺定時出力Ｃを出す。さらに、時間測定用の計時信号Ｔ
Ｂｉ出す。演算部６からの発熱部。

Ｑｕｉを区分判定部７に入力する。区分判定部７は、測
定した発熱量Ｑｕｉがいずれの発熱量区分に属するかを
判定し、結果Ｓｉを出力する。継続時間判定部８Ｖｊ、
発熱量区分判定部７の判定結果Ｓ１に基き、区分毎に設
けた安全継続時間の中からｆ、１１定区分相当の時間Ｔ
ｉ　ｆ設定するとともに、演３′）部６からの計時信号
ＴＢを用いて、発熱量Ｑｕｉが供給され始めてからの時
間を積算し、これをＴとし先の設定安全時間Ｔｉと比較
し、もしＴ）Ｔｉなら遮断信号Ｖを遮断手段４に出力す
る。もしもＴ（Ｔｉのときに、供給発熱量ＱｕがＱｕｉ
からＱｕｊに変化すると、この変化は演算部６で認識さ
れ信号Ｃが出力される。継続時間判定部８ば、信号Ｃに
より、積算時間Ｔｒを帰零して、新たに積算を開始する
。

演算部６は、例えば第３図のように構成する。

第４図の動作説明用タイミング（２）を参照してて説明
する。フリップフロップ（以下ＦＦと略記）６人け、流
量センサ信号Ｆｐ第４図［イが入力される毎に、その出
力ＦＡＡ４図口その反転出力ＦＡ第第４ハハ反転する。

発振器６Ｂは一定周期でパルスｆ、　４　ｊ％ｉ二を出
力する。第４図で時刻ｔφで、１発目の流量センサ信号
Ｆｐが入力されると、Ｆ　Ｆ６Ａの出力ＦＡ［Ｈｉ、Ｆ
Ａ［Ｌｏとなる。

ＦＦ６Ａの出力ＦＡがＨｉ　と；’ｚるのＴＡＮＤ　ゲ
−）６Ｇは、発振５６Ｂの出力ＴＢを通過させ、カウン
タ６Ｄに入力する第４図ホ。時刻ｔ１で２発目の流量セ
ンサ信号Ｆｐが入力されるとＦＦ５人の出力ＦＡけＬｏ
となり、ＡＮＤゲート６Ｃは閉じて、もはや発振器６Ｂ
の出力ＴＢは、カウンタ６Ｄには入力されない。一方こ
の時点でＦＦ６Ａの反転出力２人がＨｌとなるので、除
算器６Ｅば、カウンタ６Ｄの出力ＴＭを除数、ガス種・
メーク種選択手段６のメータ種選択手段６人の信号Ｍを
被除数として除算を開始する。すなわち除算器６Ｅによ
り、単位時間当りの通過ガス量の体積Ｆｕが求められる
。反転出力ＦＡは、遅延回路６Ｆに入力される。遅延回
路６Ｆは、除算器６Ｅの演算時間ｔｄよりも長い遅延時
間Δｔ１を有していて、時刻ｔ１よりΔｔ１遅れた時刻
ｔ２で遅延［１１路６Ｆの出力第４図へＴＤｌがＨｉと
なる。この信号により。

乗算器６Ｅの出力Ｆｕと、ガス種選択手段６Ｂの信号Ｇ
との積すなわち、単位時間当りの供給発熱量Ｑｕを演算
する。遅延回路６Ｆめ出力ＴＤ１がＨｉとなるので、こ
れにより、カウンタ６Ｄはリセットされ、次の計測に待
機する。さなに信号ＴＤ＋Ｆｉ、遅延Ｎ路５）ＩｖＣ入
力される。遅延［６１路６Ｈは、乗算器６Ｇの演算時間
ｔよよりも長い遅　０ 延時間Δｔ２を有しており、時刻ｔ２よりΔｔ２遅れた
時刻ｔ３でその出力第４図）ＴＤ２がＨｉとなる。この
信号により、減算器６１は、乗算器６Ｇの出力Ｑｕと、
−計測前の乗算器６Ｇの出力Ｑｕｐを記憶しているラッ
チ６ｊの出力Ｑｕｐとの差ΔＱｕ　＝　ｌＱｕ　−Ｑｕ
ｐ　ｌ　を演算する。このｌＱｕと、最大許容変動値を
設定出力する変動値設定器６にの出力ΔＱｗａｘとをコ
ンパレータ６Ｌで出力し、もしもｌＱｕ＞ΔＱｗａｘで
あると、出力Ｃが出方される。

これは、発熱量Ｑｕの同一器具を長時間使用している場
合でも、例えば元圧変動により変動するので、ある程度
の変動、すなわちΔＱｗａｘを許容するために設ける。

信号ＴＤ２は遅延回路６Ｍに入力される。遅延Ｎ路６Ｍ
は、減算器６１の演算時間ｔｓよりも長い遅延時間Δｔ
３を有しており、時刻ｔ３よりΔｔ３遅れた時刻ｔ４で
出カＴＤｓ第４図チがＨｉとなる。この信号ＴＤ３がＨ
ｉとなることにより、乗算器６Ｇの出力Ｑｕがラッテ６
ｊにラッチされ、次の計測時点でその出力はＱｕｐとな
　　　　　゛る。

１１ 区分判定部７は、例えば第６図のように構成する。発熱
量区分は、区分１より区分ｎまで、例えば、第１表のよ
うに区分されている。区分信号発生器７Ａ１〜 第１表 ７人（ｎ−１）は、各区分の境界値、例えば７Ａ１は、
区分１と２の境界値、上表で［１０００を出力する。コ
ンパレータ７Ｂ１〜７Ｂ（ｎ−１ｍ％区分信号発生器７
　Ａ　１〜７　Ａ（ｎ−１）の区分信号ＱＳ１〜ＱＳ（
ｎ−１）と、演算部６からの発熱量Ｑｕとを比較し、前
者Ｑｓｉ≧後者Ｑｕ　だとその出力ｉＨｉ、　　Ｑｑｉ
　（ＱｕだとＬｏを出力する。もしもＱｕが区分２に相
当すると、Ｑｓ＋　（Ｑｕ　＜ＱＳ２　　とな９、コン
バレー、Ｊ７Ｂ１の出力ｕ　ＬＯ＋　　コンパレータ７
Ｂ２の出力はＨｉ、以下７　Ｂ　３〜７　Ｂ（ｎ−＋）
　ノ出カニ全テＨ１となる。イノバータフ　Ｇ　１〜７
　Ｃ（ｎ−２）　（ｄ各コ／パレータ７Ｂ１〜７Ｂ（ｎ
−２）の出力を反転させ、ＡＮＤケート７　Ｄ　１２〜
７　Ｄ　（ｎ−２）　（ｎ−＋）　ＩＩＣ人力する。Ａ
ＮＤゲート７　Ｄ　１２〜７　Ｄ　（ｎ−２）　（ｎ−
１）の片側には、コンパレータ７Ｂ２〜７Ｂ（ｎ−＋）
の出力が入力される。上述の例と同じく、今Ｑｕが区分
２に相当すると仮定すると、コンパレータ７Ｂ１の出力
のみがＬＯで残りは全てＨｉとなる。従って、ＡＮＤゲ
ート７Ｄ１２の出力Ｓ２のみがＨｉとなり、残りは全て
ＬＯとなる。コンパレータ７Ｂ１の出力は８１であり、
もしもＱｕが区分１に相当する場合、Ｑｕ＜Ｑｓ＋とな
シ、コンパレータ７Ｂ１の出力、すなわちＳｌがＨｌ、
その他のコンパレータ７　Ｂ　２〜７　Ｂ　（ｎ−１）
　　も全テＨｉだから、インバータ７Ｇ１〜７Ｇ（ｎ−
１）の出力は全てり。

となり、ＡＮＤゲート７　Ｄ　１２〜７　Ｄ　（ｎ−２
）　（ｎ−１）の出力８２〜５ｎ−１も全てＬＯとなる
。また出力Ｓのｎ番目の出力Ｓｎは、インバータ７Ｇ（
ｎ−１）の出力だから、これもＬＯとなり、出力Ｓ１の
みＨｉとなる。またＱｕが区分ｎに相当する場合、ｑｓ
（ｎ−＋）　＜　Ｑｕだから、全ての−ｔ７パレータ７
Ｂ１３ 〜７Ｂ（ｎ−１）の出力１（Ｌ　ｏとなシ、出力Ｓｎが
Ｈｉとなり、その他の出力Ｓ　１〜Ｓ　（ｎ−＋）　Ｆ
ｉＬ　ｏとなる。区分判定部７の出力ｓＨ１従って、入
力Ｑｕｉが属する区分１に相当する出力ＳｉのみがＨｉ
となり、これ以外はＬｏとなる。

継続時間判定部８け、例えば第６図のように構成する。

演算部６がらの計時信号ＴＢをカウンタ８Ａで計数する
。区分判定部７がらの出力Ｓのうち、８２〜Ｓｎは、安
全継続時間Ｔ２〜Ｔｎ信号発生器８Ｂ２〜８Ｂｎの０ｕ
ｔｐｕｔ　１ｃＮＡＢ１１ｃ端子ＯＫＨ入力される。出
力Ｓのうちの８１は、演算部６からの変化信号Ｃととも
にＯＲゲート８ｃに入力される。安全継続時間Ｔ１〜Ｔ
ｎ　（４例えば第２表のように設定されている。

第　２　表 　４ 信号発生器８Ｂ２〜８Ｂｎの出力信号Ｔ２〜Ｔｎと、カ
ウンタ８ムの計数値Ｔとを、コンパレータ８Ｄ２〜８Ｄ
ｎで比較スる。コンパレータ８Ｄ２〜８Ｄｎは、Ｔ＞Ｔ
ｉでその出力Ｈｉ、Ｔ（ＴｉでＬＯである。今、発熱量
Ｑｕが区分１（４Ｅ　１　＞に相当するとした場合、区
分判定部７の出力Ｓのうち、ＳｉのみがＨｉとなるので
、信号発生器８Ｂｉのみが０ｕｔｐｕｔ　ＩＣＮＡＢＩ
Ｊ状態となり、−Ｔｉを出力し、他の信号発生器の出力
は０となる。その発熱量Ｑｕを認識した時点で、演算部
６が変化を認識し、その出力ＣをＨｉにするので、ＯＲ
ゲート８Ｃの出力がＨｉとなり、カウンタ８Ａをリセッ
トする。演算部６でこの流量Ｑｕをラッチ６ｊに記憶し
た時点で、減算器６１の出力ΔＱ、ｕ＝Ｏとなり、コン
パレータ６Ｌの出力すなわち（ｉｊＬ。

となるので、０′Ｒゲート８Ｇ出力は再びＬｏとなり、
カウンタ８ＡＦｉ計数を開始する。同一発熱量Ｑｕが持
続する限り、演算部６の出力ＣはＬｏのままで、カウン
タ８ムは計時信号ＴＢを積算し、その積算値Ｔを出力す
る。Ｔ、（Ｔｉまでの間は、１５ コンパレータ８Ｄｌの出力はＬｏで、その他のコンパレ
ータの出力ｆＨｉである。Ｔ’：＞Ｔｉとなると、コン
パレータ８Ｄｉの出力もＨｌとなり、＝１ンパレータ８
Ｄ２〜８Ｄｎの出力の論理積金とるＡＮＤゲート８Ｅの
出力ＶがＨｉとなり、これが遮断信号として出力される
。もしも、発熱ｆｉ′Ｑｕが区分１　（無限時間）に相
当すると、区分判定部７の出力ＳのうちＳｌのみがＨｉ
で、ＯＲゲート８Ｃ出力はＨｌとなり、カウンタ８Ａｉ
ｊリセツトされその出力Ｔ二〇である。信号発生器８Ｂ
２〜８Ｂｎの出力は全てＱだから、コンパレータ８Ｄ２
〜８Ｄｎの出力は全てＬＯとなり、ＡＮＤゲート８Ｅの
出力ＶはＬｏとなり、遮断信号を出力しないＯ 見、上詳述したように、本実施例によれば、ガスメータ
通過ガス量から単位時間当９の発熱量を演算し、その演
算結果から許容される継続時間を判定し、その演算結果
の供給発熱量のガスが連続して使用された時間が前述の
判定継続時間よりも長くなったときガス流路を遮断する
ものであり、未燃ガスの異常流出による爆発事故を未然
に防止できる。まだ、学位時間当りの発熱量から、許容
される安全継続時間を判定しているから、種々のガス種
・メータ種に容易に対応することができる。

」二連した演！１′部５区分判定部、継続時間判定部を
、−上述した処理手続きをそのＲＯＭ部分に格納するマ
イクロコンピュータにより実現することは容易に考えら
れ、この場合、その制御部を極めて少ない部品で実現す
ることができるのは当然である。またこの場合、ガス種
・メータ種選択手段としては、これら複数の組合せをコ
ード化し、そのコードを、その指示位置にて選択するよ
うにしたコードスイッチで実現し、このコードスイッチ
の出力かう、マイクロコンピュータにいずれのガス種・
メータ種かを判定させるようにすることもできる。

流量測定方式として、上述の例では、流量センナからの
信号の間隔を測定するパルス間隔測定方式としたが、演
算方式その他いずれの方法にあっても、単位時間当りの
流量を測定できるものであ　７ ればよいことは、本発明の主旨から明らかである。

発明の効果 以上詳述したように、不発明は、ガスメークに設置され
た流量セッサとガス種・メータ種選択手段からの信号に
より、演算部で単位時間当りの発熱量を演算し、区分判
定部でその発熱量の属する区分を判定し、ｄ続時間判定
部で、その発熱量の継続使用時間が、その属する区分に
予め定めだ安全継続時間よりも長くなったとき、遮断手
段によりガス流路を遮断するというものであり、万一未
燃ガスが異常流出したとき、爆発に至る前に未然にこの
流出を止めることができ、極めて安全性が茜く、まだ単
位時間当９の発熱量により区分判定を行なうから、種１
のガス種・メータ種に容易に対応でき、汎用性が高いと
いった優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のガス遮断装置の概略構成図
、第２図は同制御部の概略構成図、第３図は同制御部の
一部を構成する演算部のブロック　８ 図、第４図は第３図の動作説明用タイミング図、第５図
は同制御部の一部を構成する区分判定部のブロック図、
第６図は同制御部の一部を構成する継続時間判定部のブ
ロック図である。 １・・・・・・ガスメータ、２・・・・・・流量センサ
、３・川・・制御部、４・・・・・・遮断手段、６・・
・・・・ガス種・メータ種選択手段、６・・・・・・演
算部、７・・・・・・区分判定部、８・・・・・・継続
時間判定部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第３
図 八Ｂ 第４図 第１頁の続き ０発　明　者　北島哲 東京都中央区八重洲１丁目２番 １６号東京瓦斯株式会社内 ０発　明　者　本間勲 東京都中央区八重洲１丁目２番 １６号東京瓦斯株式会社内 ０出　願　人　東京瓦斯株式会社 東京都中央区八重洲１丁目２番 １６号 特許庁長官殿 １事件の表示 昭和５７年特許願第１８０６８２号 ２発明の名称 ガス遮断装置 ３補正をする者 事件との関係　　　　　　特　　許　　出　　願　　人
任　所　　大阪府門真市大字門真１００６番地名　称　
（５８２）松下電器産業株式会社住　所　　大阪府門真
市大字門真１００６番地松下電器産業株式会社内 ５補正の対象 委任状 明細書の特許請求の範囲の欄 ２、特許請求の範囲 らの時間とを比較し、後者が前者を上回ったとき８６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスメークに設置され、このガスメータ】山ＩｋＡガス
   量を検出して電気信号を出力する流計センサと、前記ガ
   スメータの種類、供給ガスの種類を指定するガス種・メ
   ータ種選択手段、前記流量センサからの信号と、前記ガ
   ス種・メータ種選択手段からの信号とから前記ガスメー
   タ通過ガス量の単位時間当りの発熱量を演算する演算部
   、前記発熱量が、予め複数に分割して得た発熱量区分の
   いずれに属するかを判定する区分判定部、前記区分判定
   部により判定した区分に対応して予め設定された継続時
   間と、前記演算部で演算した発熱量のガスが流れ始めて
   からの時間とを比較し、後者が前者を上回ったときに遮
   断信号を出力する継続時間判定部よりなる制御部と、前
   記制御部からの遮断信号に応じてガス流路を遮断する遮
   断手段とよりなるガス遮断装置。