JP5946673B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、漏洩判定を行うガス遮断装置に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置として、脈動が発生しているような環境下であっても、内管漏洩を確実に検出するガス遮断装置があった（例えば、特許文献１参照）。

図４はこのようなガス遮断装置のブロック図を示すもので、制御手段３１と、流量計測手段３２と、区間演算手段３４と、流量有無判定手段３５、から構成されている。

流量有無判定手段３５は、所定時間毎に区間演算手段３４で算出される最大流量と最小流量との差が判定許容幅未満かつ、区間平均流量が判定許容範囲と判定許容範囲シフト量以内であった場合に所定時間における平均流量（区間平均流量）の値を蓄積し、判定回数分を蓄積した際に区間平均流量を判定回数分で平均して平均流量を算出し、算出した平均流量が平均判定流量以内であった場合に流量なしとし、内管漏洩判定タイマ（図示せず）を初期化する構成としていた。

内管漏洩判定タイマは、所定期間を計時した場合に、漏洩が発生していると判定するためのタイマであり、前述のようにして定期的に算出される平均流量の判定で流量なしと判定された場合に初期化（リセット）される構成で、流量なしと判定されない限りは計時が継続されることになっている。従って、所定期間リセットされずに計時が継続した場合には内管漏洩ありと判定することができる。

特開２０１０−２１６７２４号公報

しかしながら、実際に流れる流量が、ガス配管の条件や脈動によって長時間かけたうねりが生じる場合があり、短時間の計測時には流量全体がマイナス側にシフトすることがある。そのため、前記従来の構成では、本来ならば漏洩と判定する為の閾値を超えるような平均流量であっても、流量全体がマイナス側にシフトして計測されるためにこの閾値に届かず、正確に判定されないことから流量なしとすることがあった。

従って、流量なしと判定されることで、内管漏洩判定タイマがリセットされ、内管漏洩なしと正確ではない判定をする可能性があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、実際に流れる流量がマイナス側にシフトしていることを検出した場合には、内管漏洩判定タイマのリセットを行わないことで、漏洩有無の正確ではない判定を防止することができるガス遮断装置の提供を目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガス遮断装置は、ガスの流量を測定する流量測定手段と、所定期間を計時する計時手段と、前記流量測定手段で測定された流量から第１の所定時間毎に流量の有無を判定し、流量無と判定したら前記計時手段の計時値をリセットする流量無判定手段と、前記計時手段で所定期間が計時されたら漏洩有と判定する漏洩判定手段と、前記流量測定手段で流量がマイナス側にシフトしているか否かを判定する流量シフト判定手段と、を備え、前記漏洩判定手段は、前記流量シフト判定手段で計時された流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合、前記流量無判定手段による前記計時手段の計時値のリセットを行わないことを特徴としたもので、流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合、流量無判定をせず、漏洩判定を行うタイマのリセットを行わないことで、流量ありとする閾値を実際には超えている可能性があるにも関わらず、流量なしとする正確ではない判定を防ぐことができるものである。

なお、漏洩判定のタイマをリセットさせないことで、この状態が継続すれば、タイマのカウントアップ後に漏洩ありと判定されるが、これは安全側の判定であり、安全性が低下するものではない。

本発明のガス遮断装置は、流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合、流量無判定手段による計時手段計時値のリセットを回避することで、流量があるにも関わらず漏洩なしとする正確ではない判定を防ぐことができ、保安性が向上される。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置のブロック図 本発明の実施の形態１における流量測定手段の概略構成図 本発明の実施の形態１における計時手段の動作を説明する図 従来のガス遮断装置のブロック図

第１の発明は、ガスの流量を測定する流量測定手段と、所定期間を計時する計時手段と、前記流量測定手段で測定された流量から第１の所定時間毎に流量の有無を判定し、流量無と判定したら前記計時手段の計時値をリセットする流量無判定手段と、前記計時手段で所定期間が計時されたら漏洩有と判定する漏洩判定手段と、前記流量測定手段で流量がマイナス側にシフトしているか否かを判定する流量シフト判定手段を備え、前記漏洩判定手段は、前記流量シフト判定手段で計測された流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合、前記流量無判定手段による前記計時手段の計時値のリセットを行わないものである。これにより、流れる流量がマイナス側にシフトしていることを検出した場合には、漏洩判定を行う前記計時手段の計時値のリセットを行わないことで、内管漏洩判定での正確ではない判定を防止することができ、保安性が向上するものである。

第２の発明は、第１の発明において、前記流量シフト判定手段は、前記流量測定手段で計測された流量から第２の所定時間毎に平均流量を求め、この平均流量が第３の所定時間内に所定値を所定回数下回った場合に、流量がマイナス側にシフトしていると判定するものである。これにより、ガス配管や脈動による異常なガスの流量を検出することができ、正確ではない流量での計測を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置のブロック図を示すものである。図において、流量測定手段１は、所定のサンプリング間隔（例えば、２秒間隔）で流量を求めるものであり、本実施の形態では超音波信号を用いてガス供給管（図示せず）内のガス流により生じる伝搬時間差を求め、ガスの瞬時流量を検出するものを利用している。

図２は、流量測定手段１における流量計測の方法を示すもので、図に示すように、ガス供給管（図示せず）につながる計測流路２１を有し、この計測流路２１の向かい合う流路側面の上下側に、一対の超音波送受信器２２、２３が配置されている。これらの超音波送受信器２２、２３は、超音波伝搬経路Ａが計測流路２１を流動するガス流Ｂを斜めに横切るように設定され、交互に超音波を送受信させることによって、ガス流に対して順方向と逆方向に超音波の伝搬をおこなう。

このとき、超音波送受信器２２、２３間の距離、すなわち測定距離をＬ、ガス流に対する超音波伝搬経路の角度をφ、超音波送受信器２２、２３の上流から下流への超音波伝搬時間をｔ１、下流から上流への超音波伝搬時間をｔ２、音速をＣとすると、流速Ｖは以下の式により求められる。

Ｖ＝Ｌ/２ＣＯＳφ（（１/ｔ１−１/ｔ２））
この流速Ｖと計測流路２１の断面積とからガス流の瞬時流量を算出する。

なお、本発明の流量測定手段に関しては、超音波方式の計測手段を使用しているが、計測方式としては、他の流量測定方式でも瞬時流量が連続測定可能であればよい。

流量無判定手段２は、流量測定手段１で計測された流量から流量の有無を判定するものであり、具体的な動作は後述する。

流量シフト判定手段３は、流量測定手段１で計測された流量から、第２の所定時間毎に平均流量を求め、この平均流量が第３の所定時間内に所定流量を所定回数下回った場合に、実際の流量がマイナス側にシフトしていると判定するものである。

なお、本願においては、第２の所定時間を１２０秒、第３の所定時間を３０日、所定流
量を−３．５Ｌ/ｈ、所定回数を１０回、に設定している。

図３は、本実施の形態における計時手段の動作を説明する図であり、計時手段４は、図に示すように、第４の所定時間の計時を行うものである。ここで、流量無判定手段２は、流量測定手段１で計測される流量を基に所定時間毎に、最大流量と最小流量との差が判定許容幅未満かつ、平均流量（以降、区間平均流量と記す）が平均判定流量未満なら流量なしと判定し、計時手段４の計時値をリセットさせ、再度計時を開始させるものである（図３のａ）。

なお、本願においては、第４の所定時間を３０日、所定時間を１２０秒、判定許容幅を
１０Ｌ/ｈ、平均流量判定を１．５Ｌ/ｈ、に設定している。

また、漏洩判定手段５は、計時手段４において所定期間の計時が完了した場合に、漏洩ありと判定するものである（図３のｂ）。

以上のように構成されたガス遮断装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、流量シフト判定手段３にて、第２の所定時間毎に平均流量を求め、この平均流量が第３の所定時間内に所定値を所定回数下回った場合に、流量測定手段１で計測された流量がマイナス側にシフトしていると判定される。

そして、流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合には、流量無判定手段２の流量無判定の処理を行わないようにしているので、漏洩判定のために計時を行っている計時手段４の計時値のリセットも行わないことになる。

従って、このように流量がマイナス側にシフトしているような状態が継続すれば計時手段４による計時は、所定期間経過まで継続され、所定期間の計時完了時には漏洩判定手段５によって漏洩ありと判定される。

なお、流量シフト判定手段３にて、第２の所定時間毎に平均流量を求め、この平均流量が第３の所定時間内に所定値を所定回数下回らなかった場合には、流量測定手段１で計測された流量が実際の流量に対しマイナス側にシフトしていないと判定され、再び、流量無判定手段２による流量無判定を再開させる。

そして、上記の示すガス遮断装置は、コンピュータにおけるプログラムによって、容易に実現することができるものである。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、脈動が発生しているような状況下で計測された流量がマイナス側にシフトするような場合であっても、漏洩無しとする不正確な判定を防ぐことができるので、ガスに限らず気体の漏れを検出する方式にも適応できる。

１ 流量測定手段
２ 流量無判定手段
３ 流量シフト判定手段
４ 計時手段
５ 漏洩判定手段

Claims (2)

1. ガスの流量を測定する流量測定手段と、
   所定期間を計時する計時手段と、
   前記流量測定手段で測定された流量が所定の流量範囲であるか否かで流量の有無を判定し、流量無と判定したら前記計時手段の計時値をリセットする流量無判定手段と、
   前記計時手段で所定期間が計時されたら漏洩有と判定する漏洩判定手段と、
   前記流量測定手段で測定された流量がマイナス側にシフトしているか否かを判定する流量シフト判定手段と、を備え、
   前記流量シフト判定手段は、前記流量測定手段で測定された流量から第２の所定時間毎に平均流量を求め、この平均流量が第３の所定時間内に前記流量範囲よりも更にマイナス側に設定された所定流量を所定回数下回った場合に、流量がマイナス側にシフトしていると判定し、
   前記漏洩判定手段は、前記流量シフト判定手段で測定された流量がマイナス側にシフトしていると判定された場合、前記流量無判定手段による前記計時手段の計時値のリセットを行わないことを特徴としたガス遮断装置。
2. 請求項１に記載のガス遮断装置の全てもしくは一部として、コンピュータを機能させるプログラム。

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