JPH0465435B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ガス漏れが生じると自動的にガス
しや断弁を駆動する、ガスしや断弁コントローラ
に関する。

ガス漏れが生じたとき、自動的にガスしや断を
おこなう装置には、通常、ガス漏れセンサ、ソレ
ノイドを有するガスしや断弁、およびガスしや断
弁コントローラが含まれる。このガスしや断装置
では、ガス漏れセンサがガス漏れを検知すると、
ガスしや断弁コントローラがソレノイドを駆動し
てガスの供給を断つようにしている。このような
ガスしや断装置において、ガスしや断弁コントロ
ーラは、センサ出力の判別と、ガス漏れ時のソレ
ノイド駆動とを基本的な動作形態としている。

従来のガスしや断弁コントローラは、上記のセ
ンサ出力の判別をする回路とソレノイド駆動をお
こなう回路とを別に設けた電源装置によつて駆動
していた。

しかし、このように別に電源装置を設けると、
その分大型化とコスト高を招き、しかもガス漏れ
はなくても電源装置は常に作動していなくてはな
らないため、無駄な電力を消費する欠点があつ
た。また、コントローラの設置場所が電源の引き
出せる場所に制限されたり、さらには停電時に動
作しなくなるという欠点もあつた。

この発明の目的は、電源装置が不要で、しかも
センサからの入力電流が微小電流であつても確実
に動作をする、ガスしや断弁コントローラを提供
することにある。

この発明は、ソレノイドを駆動する必要のある
ときがそれ程多く発生せず、しかもその駆動には
１発の駆動パルスを与えてやれば充分であるとい
うこと、またセンサ出力判別回路等の消費電力は
比較的小さいということに着目してなされたもの
である。

この発明は、要約すれば ガス漏れ検知センサが正常レベルの信号を出力
しているときに、そのレベルの信号を電源として
レベル検出回路等が動作するように構成し、また
そのレベルをポンプアツプ充電動作によつて一定
の電圧まで昇圧し、ガス漏れ検出時にその充電電
荷をソレノイドへ放電するように構成したことを
特徴とする。

以下この発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図はこの発明の実施例であるガスしや断弁
コントローラのブロツク図である。

同図において、ガス漏れ検知センサ１は、その
設置箇所周辺のガス濃度を検出し、そのガス濃度
が許容値以下のとき正常レベルの信号を出力し、
許容値以上のときガス漏れレベルの信号を出力す
る。また、センサ駆動用電源の故障時などのトラ
ブル時にはトラブルレベルの信号を出力する。正
常レベル、ガス漏れレベル、トラブルレベルはあ
らかじめ設定されていて、それらのレベルの信号
は、通常、6V，12V，0Vの直流電圧である。

センサ出力はラインａとｂに乗せられ、ガスし
や断弁コントローラに与えられる。このコントロ
ーラは、上記３値レベルのうち、6Vと12Vのレ
ベル検出回路２と、発振回路３と、昇圧回路４
と、パルス発生回路５と、ソレノイド駆動回路６
とから構成されている。

レベル検出回路２は、ラインａとｂに乗せられ
たセンサ出力の信号レベルを検出し、そのレベル
が6V（正常状態）であるとき端子ｃに6V検出信
号を出し、そのレベルが12V（ガス漏れ状態）で
あるとき端子ｄに12V検出信号を出す。

発振回路３は、前記6V検出信号を受けたとき
駆動し、発振パルスを昇圧回路４に与える。ま
た、パルス発生回路５は、前記12V検出信号を受
けたとき駆動し、一定の遅延時間経過後にソレノ
イド駆動回路作動パルスである１発のパルスをソ
レノイド駆動回路６に与える。

昇圧回路４は、ラインａ，ｂに並列的に接続し
たコンデンサC₁と、このコンデンサC₁の放電経
路を形成するインダクタＬ、スイツチングトラン
ジスタTr₁の直列回路と、インダクタＬのはねか
えり電圧v_Lを充電する大容量のコンデンサC₂と、
このコンデンサC₂とインダクタＬとの間に介在
する逆流防止兼コンデンサ保護用のツエナーダイ
オードZD₁と、コンデンサC₂の充電経路の一部を
形成するツエナーダイオードZD₂とを有し、通常
時、ポンプアツプ動作によつてコンデンサC₂に
所定の電圧を充電する。この昇圧回路４の動作を
次に説明する。

まず、センサ出力が6V（正常レベル）であると
き、トランジスタTr₁は発振パルスに従つてスイ
ツチングする。トランジスタTr₁のオフ期間t₁（第
２図参照）では、6Vを入力電圧としてコンデン
サC₁が充電される。タイミングＡになつたとき、
トランジスタTr₁はオンする。このため、インダ
クタＬとトランジスタTr₁の直列回路を放電経路
として、コンデンサC₁の放電がスタートし、オ
ン期間t₂の間この放電が続けられる。タイミング
Ｂになつたとき、トランジスタTr₁はカツトオフ
となり上記の放電を停止させる。このときインダ
クタＬの両端に−Ｌdi／dtのはねかえり電圧v_Lが高 電圧として発生し、この電圧v_Lによつてコンデン
サC₂が充電される。なお、コンデンサC₁はトラ
ンジスタTr₁がオフしている時間を利用してエネ
ルギーを蓄積し、同トランジスタがオンしたとき
にインダクタにエネルギーを移すためのものであ
つて効率を良くするために設けられるものである
が、効率が悪くても良いのであればこのコンデン
サC₁を省略することが出来る。コンデンサC₁を
省略した場合には、第２図の時間t₂の間に電源側
から流れる電流によつてインダクタＬへのエネル
ギー蓄積が行われるようになる。以上の動作を１
サイクルとして、コンデンサC₂の充電電圧v_cを高
めていく。なお、ツエナーダイオードZD₁は、コ
ンデンサC₂の過充電を防ぎ、その充電電圧をツ
エナー電圧にクリツプし、さらに逆流を防止する
働きをする。

このようにこの昇圧回路４は、正常レベルのと
きに、コンデンサ₁とインダクタＬの作用によつ
て、コンデンサC₂に一定の電圧を充電していく。

次にセンサ出力が12V（ガス漏れレベル）であ
るときは、発振回路３が駆動しないためトランジ
スタTr₁はオフし、代わつてパルス発生回路５が
作動する。前述したようにパルス発生回路５は、
12V検出信号を受けたときから一定の遅延時間経
過後に１発のパルスを発生するため、この遅延時
間（数秒〜数10秒間）においてはコンデンサC₂
の放電が停止されている。そしてこの遅延時間に
は、スイツチング動作がないためインダクタＬは
低インピーダンスとなつている。したがつて、ツ
エナーダイオードZD₂のツエナー電圧にクリツプ
された電圧で、ラインａ，ｂからコンデンサC₂
へ直接充電電流が流れる。こうしてコンデンサ
C₂への充電が充分になされると、次に駆動回路
６が作動して、放電が短時間におこなわれること
になる。なお、ツエナーダイオードZD₂は、上記
のようにガス漏れレベルを一定の電圧にクリツプ
する役割と、ポンプアツプ動作時に充電電流i₁の
経路を構成する役割とを兼ねている。このクリツ
プ電圧をツエナーダイオードZD₁によるクリツプ
電圧より高く設定すれば、その分、上記遅延時間
の間に充電電圧を高めることもできる。

この昇圧回路４は、以上の説明から明らかなよ
うに、センサ出力を直接利用して大容量のコンデ
ンサC₂に所定の電圧を充電するようにしたもの
である。すなわち、この昇圧回路４は、センサ１
の微小電流を積分して、一定の電流パルスを形成
するに必要な電荷量を蓄える回路である。

ソレノイド駆動回路６は、トランジスタTr₂と
トランジスタTr₃を含む。トランジスタTr₂は、
コンデンサC₂の充電電荷をソレノイド７に放電
するスイツチとして作用し、トランジスタTr₃
は、トランジスタTr₂をオン、オフ制御する駆動
制御トランジスタとして作用する。トランジスタ
Tr₃は、パルス発生回路５から与えられるパルス
で駆動し、そのパルスが出ている間トランジスタ
Tr₂をオンする。この結果、パルス発生回路５か
らパルスを受けている時間に、コンデンサC₂の
充電電荷がソレノイド７に放電されることにな
る。このときの放電電流は、コンデンサC₂が大
容量であるため、ソレノイド７を駆動するに充分
な大きさであり、ソレノイドに接続されているプ
ランジヤ（図示せず）を確実に作動させることが
できる。

なお、レベル検出回路２、発振回路３、パルス
発生回路５は、それぞれトランジスタ等の能動素
子を含むが、これらの回路の消費電力はそれ程大
きくない。したがつて各回路は、センサ出力で直
接駆動することができる。一方、ソレノイド駆動
回路６はコンデンサC₂の充電電位を放電させる
回路であるため、ラインａ，ｂからの電圧供給は
必要でない。回路の駆動電流はコンデンサC₂の
充電電荷で与えられるからである。

この実施例では、駆動回路６にさらにスイツチ
８０を含むベース電流供給経路８を設け、スイツ
チ８０をオンすることによつて、トランジスタ
Tr₃のベース電流がコンデンサC₂の充電電荷でも
得られるようにしている。この利点は、動作チエ
ツク時や、ラインａ，ｂが断線したり、あるいは
センサ１が故障して、ガス漏れが発生したにもか
かわらずパルス発生回路５が作動しなくなつたと
きに意義がある。そのような場合には、スイツチ
８０をオンすれば、コンデンサC₂の充電電荷が
ソレノイド７に放電することになる。

以上のように、このコントローラでは、電源回
路がまつたく不要であり、昇圧回路４のポンプア
ツプ動作によつて、ソレノイド７の駆動に必要な
電荷量を正常時に充分に充電しておくことができ
る。したがつて電源の信頼性についてはまつたく
考慮する必要がなく、ガス漏れ時には確実に動作
させることのできる、極めて信頼性の高いコント
ローラとなる。

次に、第３図に上記のコントローラの実際の回
路を示す。

同図において、トランジスタTr₄，Tr₅は、レ
ベル検出回路２のレベル検出用トランジスタであ
り、トランジスタTr₄は12Vを検出し、トランジ
スタTr₅は6Vを検出する。12V検出時は、トラン
ジスタTr₄がオンしてトランジスタTr₅がオフし、
6V検出時は、トランジスタTr₄がオフしてトラン
ジスタTr₅がオンする。トランジスタTr₅がオン
する6V検出時では、ダイオードD₁を介してゲー
トG₁を開くため、発振回路３の発振出力は昇圧
回路４のトランジスタTr₁に送られる。したがつ
て6V検出している正常時に、コンデンサC₂が充
電される。一方。トランジスタTr₄がオンする
12V検出時では、ゲートG₁を閉じるとともに、コ
ンデンサC₃を充電する。そしてコンデンサC₃の
充電電位が一定になるとｎゲートサイリスタ
PUTが作動して、ダイオードD₂を介してトラン
ジスタTr₃にパルスを送る。この時定数は抵抗r₃
とコンデンサC₃によつて決まるが、その値は、
12Vを検出したときからサイリスタPUTが作動
するまでの時間が、概ね10数秒〜数10秒になるよ
うに決められる。こうしてトランジスタTr₃がオ
ンすると、コンデンサC₂の充電電荷がトランジ
スタTr₂を経てソレノイド７に放電されることに
なる。なお、トランジスタTr₃がオンすると、ダ
イオードD₃、インバータINVを接続する経路に
よつてゲートG₂が開く。このためブザーBZが動
作して、外部に警報を発せられる。

ガス漏れ時、つまり12V検出時には上記のよう
にしてソレノイド７が駆動するが、このコントロ
ーラには、ソレノイド駆動回路６にスイツチ８０
が設けられているため、このスイツチの操作によ
つてもソレノイド７を駆動できる。スイツチ８０
のオン状態は、コンデンサC₂の充電電荷の一部
をトランジスタTr₃のベースに流すため、サイリ
スタPUTが動作しなくてもこのスイツチの操作
によつてソレノイドを駆動することができる訳で
ある。

また、このコントローラは、トランジスタTr₂
の出力側短絡を防ぐための保証回路を備えてい
る。出力側短絡は特に出力側の断線時にその修復
をおこなう際に生じる可能性がある。そこでこの
保証回路は、出力側断線時にコンデンサC₂の充
電電荷を出力回路以外の経路に放電するようにし
ている。この保証回路は、ダイオードD₄，D₅、
および抵抗r₄を含む。トランジスタTr₂の出力側
が断線していないときは、トランジスタTr₂のコ
レクタは「ロー」レベルにある。トランジスタ
Tr₂の出力側が断線すると、トランジスタTr₂の
コレクタが抵抗r₄とダイオードD₄の経路によつて
「ハイ」レベル（6V程度）になる。このため、抵
抗r₄とダイオードD₅の経路でトランジスタTr₃が
オンし、コンデンサC₂の充電電荷はトランジス
タTr₃のコレクタ電流となつて消費されることに
なる。

なお、発光ダイオードＬは、ソレノイド７が動
作したときに発光する、動作確認用のランプであ
り、ソレノイド７に設けたリードスイツチ（図示
せず）からの動作信号で受けて発光する。

以上詳述したように、この発明によれば、電源
装置が不要であるため全体の形状が小型になり、
しかも低消費電力と低価格化を実現できる。ま
た、電源装置がない分だけ全体の信頼性が向上
し、停電時であつても確実にソレノイドの駆動を
おこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例であるガスしや断弁
コントローラのブロツク図、第２図は発振回路の
発振パルス波形図、第３図は前記コントローラの
詳細な回路図を示す。 １……ガス漏れ検知センサ、２……レベル検出
回路、３……発振回路、４……昇圧回路、５……
パルス発生回路、６……ソレノイド駆動回路、７
……ソレノイド。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正常、トラブル、ガス漏れの各状態に対応し
   て、正常レベル、トラブルレベル、ガス漏れレベ
   ルの３値レベルの信号を出力するセンサを用い、
   このセンサの出力レベルがガス漏れレベルにある
   ときにガスしや断弁作動用のガスしや断弁用ソレ
   ノイドを駆動するガスしや断弁コントローラにお
   いて、 前記センサの出力が電源および入力として供給
   され、正常レベル検出端子およびガス漏れレベル
   検出端子を備える前記正常レベル、ガス漏れレベ
   ルの検出回路と、 前記センサの出力が電源として供給され、前記
   正常レベル検出端子の出力信号が入力され、該出
   力信号が入力しているときに発振する発振回路
   と、 前記センサの出力が電源として供給され、前記
   ガス漏れレベル検出端子の出力信号が入力され、
   該出力信号が入力したときにソレノイド駆動回路
   作動パルスを発生するパルス発生回路と、 スイツチングトランジスタと、このスイツチン
   グトランジスタに直列に接続されたインダクタ
   と、前記スイツチングトランジスタに並列に接続
   され、前記スイツチングトランジスタがオフした
   ときのインダクタのはね返り電圧が充電されるコ
   ンデンサとを備えるとともに、前記センサの出力
   が電源端子に供給され、前記スイツチングトラン
   ジスタの入力端子が前記発振回路の発振出力端子
   に接続される昇圧回路と、 前記昇圧回路のコンデンサ電圧出力端子に直列
   に接続されるとともに前記パルス発生回路に接続
   され、該パルス発生回路からソレノイド駆動回路
   作動用パルスが入力されたときオンして、前記コ
   ンデンサの充電電圧を前記ガスしや断弁用ソレノ
   イドに出力するソレノイド駆動回路と、 を具備してなるガスしや断弁コントローラ。