JPH049633A - ガス漏洩検知装置 - 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〉 この発明は、ガス流路からのガス漏洩を検知するガス漏
洩検知装置に関する。

〈従来の技術〉 近年、ガス配管からのガス漏洩に起因するガス爆発事故
が多発している。特に、病院や学校のようにガス貯蔵施
設からガス使用施設までの距離が長く、この間を地下に
埋設したガス管により連絡している場合には、埋設管の
腐食や、地盤の不等沈下により埋設管にひび割れが生じ
、ガス漏洩が発生する危険性がある。

従来、このようなガス流路からのガス漏洩を検知するに
は、ガス流路内に圧力センサを配設し、予め定めた検査
期間、例えば１年に１回とか２年に１回毎に、検査する
ガス流路の両端を閉じガス流路内の圧力を８５０ｍｍＨ
ｚ　Ｏ程度に高め、漏洩に起因する圧力低下の有無を検
査して、ガス漏洩を検知している。

また、ガス流路内に流量センサを配設し、ガスの流量を
常時監視することにより、通常のガス使用ではありえな
いようなガス流量の異常を監視して、ガス漏洩を検知す
る方法もある。

第２図に示す圧力センサに連動したガス遮断装置１は、
その−例である。

このガス遮断装置１は、遮断弁２を備えたガス流路３に
、ガス流路３の圧力低下を検出する圧力センサ４と、ガ
ス流路３のガスの流れを検出して流量信号を発信する流
量信号発信器５と、圧力センサ４がガス流路３の圧力低
下を検知したときに圧力信号を発信する圧力信号発信器
６と、この圧力信号発信器６からの圧力信号を入力して
記憶するとともに、入力された圧力信号が記憶された後
に、低下しているガス圧力が上昇し、且つ流量発信器５
から発信する流量信号が入力されたときに遮断弁２を遮
断する信号を発信する遮断信号器７とを備えている。

そして、このガス遮断装置１により、ガス器具を使用中
に、ＬＰボンベ（容器）交換や、何らかの理由により、
ガス圧力が低下して炎が消えたにもかかわらずガス器具
の栓を閉め忘れた場合に、再びガス圧力が上昇すると、
ガス流路３を遮断して、ガス漏洩を防止する。

〈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漏洩を発見する方法では、
検査終了直後に発生した漏洩は次回の検査まで見過ごさ
れ、早期発見ができない。すなわち、定期検査時には漏
洩がないか、または、ごく微量の漏洩であるため漏洩が
発見されないと、長時間にわたる漏洩により、蓄積した
ガスが危険量に達したり、時間の経過とともに埋設管の
腐食が進み漏洩量が増加してガス爆発の危険が生じる。

また、流量センサによりガスの流量を常時監視してガス
漏洩を発見する方法では、流量センサより上流側で漏洩
が生じた場合には流量センサが機能しないため、流量セ
ンサの下流側の漏洩は発見できても、上流側の漏洩は発
見できない。

先に説明したように、病院、学校等の施設においては、
ガス貯蔵施設からガス使用施設までの距離が長く、この
間を地下に埋設したガス管により連絡していることが多
い。こうした場合に、通常、流量センサは、ガス使用施
設のガスメータに内蔵したり、ガス使用施設の壁面に固
定している。

したがって、埋設管内で漏洩が発生しても、流量センサ
が機能せず、ガス漏洩を発見できない。

〈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、流量信号発信器と圧力信号発信器とに
電気的に接続され、両発信器からの信号を比較演算する
ことによりガスの漏洩状態を検知して、漏洩信号を発生
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。

演算手段により流量信号発信器からの流量信号と、圧力
信号発信器からの圧力変動信号とを比較演算する。

そして、ガス器具等が使用されていないにもかかわらず
、圧力変動信号が入力された場合で、流量信号が入力さ
れた場合には、流量センサの上流側または下流側でガス
漏洩が生じたものとして、漏洩信号を発信する。また、
圧力変動信号が入力された場合で、流量信号が入力され
ない場合には、流量センサの上流側でガス漏洩が生じた
ものとして、漏洩信号を発信する。

く実　　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。

このガス漏洩検知装置８は、ガス流路９の途中に遮断弁
１０を設け、遮断弁１０の上流側に、ガス流路９のガス
圧を検出する圧力センサ１１を、遮断弁１０の下流側に
、ガス流路９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１２を設けである。そして、圧力セン
サ１１を圧力信号発信器１３を介して演算手段であるマ
イクロコンピュータ１４に電気的に接続するとともに、
ガスメータ１２を流量信号発信器１５を介してマイクロ
コンピュータ１４に電気的に接続する。また、マイクロ
コンピュータ１４には、異常表示等を行う表示部１６と
、遮断弁１０とを電気的に接続するとともに、電池１７
より駆動電力を供給する。遮断弁１０には、遮断弁１０
を復帰させるための復帰安全装置１８を接続する。

また、ガス流路９の上流側には、ガス流路９に流入する
ガス圧を一定に調整するための圧力調整器１９が設けで
ある。

上記した圧力信号発信器１３は、圧力センサ１１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１５は、ガスメータ１２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１５を腹式ガスメータに設
けた場合について説明すると、流量信号発信器１５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１９は、ガス流路９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／ｃｍ”
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２００〜３３０　ｍ　ｍ　Ｈｗ　Ｏ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１９を取り付けて、ガス流路９に流入するガ
ス圧力の調整を行う。

第３図に、圧力調整器１９の一例を示す。

この圧力調整器１９は、単段式圧力調整器であり、本体
２０の内部をダイアフラム２１により上下に二分して、
上部を空気室２２、下部を減圧室２３としである。そし
て、減圧室２３のガス流入口２４側にノズル２５を設け
、ノズル２５の噴射０２６に閉鎖弁２７を有する弁棒２
８を臨ませ、弁棒２８をレバー２９を介してダイアフラ
ム２１に取付た作用子３０に連結する。また、ダイアフ
ラム２１は、空気室２２内に設けたスプリング３１によ
り減圧室２３側に押し下げられている。

したがって、ガス流入口２４から高圧ガスが流入すると
、ガスはノズル２５を通って減圧室２３内に入る。ここ
でガスの流入が続くと、減圧室２３内の圧力が上昇し、
ダイアフラム２１はスプリング３１の付勢に抗して、空
気室２２側に押し上げられる。このため、ダイアフラム
２１に取付けた作用子３０も上昇し、作用子３０に連結
したレバー２９が支点３２を軸として回動し、弁棒２８
がガス流入口２４側に移動して、閉鎖弁２７によりノズ
ル２５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２６を閉鎖する。一方、減圧室２３内のガス
がガス流出口３３より流出すると、減圧室２３の圧力が
下降し、ダイアフラム２１がスプリング３１の付勢によ
り減圧室２３側に下降する。このため、作用子３０に連
結したレバー２９が支点３２を軸として回動し、弁棒２
８がガス流出口３３側に移動して、閉鎖弁２７がノズル
２５の噴射０２６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２３内の圧力の上下に伴いダイ
アフラム２１が上下し、ノズル２５がら・′）寿ノ、流
入−を調整し℃、ガス流路９に流れ込む、′コス（」−
をは１ユ゛−辷に保、）。この場合、カス流路９　Ｉ；
：油、れ込ｔ：ｉガス圧は脈動することにな・る。

尚、本実施例におい又は、単段式圧力調整器にｊ　ｋ５
１１（−力調渚の仕組７のを説明したが、これを他の、
：土力Ａ整器、θ１１オ、は、自動切替式圧力調整器に
、変ｊ、ｌＬ！ｌた埠イ゛！Ｉも１ｉｌｌｊ様（ある。

１”　ｇ＋ｆｆｌ、ｌ、ｆ：３．ｖ；、、　”、’　＋
２、ｊ王力謳１整器１９を用イテガスｉ：ｆ’：、　ｆ
ｌ！：“１１！ＩＶ・にろＩｉ、れ込むブｊ　Ｉ？、圧
をコεｊ整する場合に冊才、カス圧の周其月的変動が牙
じシ）。この圧力変動は、Ｊ１帛：・こ婬、１痘・：Ｉ
）る使用１でいる場合と・、ガス流路！′ｌｉ、Ｔ、’
、　！’、１’、、、’・で、ｌ＋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。１なわち、微小なプｆス漏洩の場合の圧力変動パタ
ーン１′、　　変動ｉ″イ、・時ｎ、Ｆ　”・＜Ｅｉ秒
−数十秒マーあり、１隼に灼竹舒具イ・・（Ｊ・！”！
’ｌ　Ｉ、た場合の圧力変動パターンに比べ°（１，に
１．・〕＜　’、）Ｌ′ｒいイ・。

佇・°、・小なガス；・−洩がし“ご゛っｔ、場合の圧
力変動バパ・・−ンを第４図及び第５図に示す。第４し
１は、単＃、：、’１ｔｈ１１Ｊ力Ａ整器ｊしを使パｊ
した場凸の変動バターでハ・・り四つのパターンが小し
である。また、第１−１）図は、自動切替式圧力調整器
１９を使用しｔ、・埃）ト℃Ｃパψパ１ｊパターン１あ
る。この圧力変動バタ一二。

が死生する時間間隔は一定ではなく、漏洩−ｉ；：　Ｊ
ｊ）・兵なる。また、肚力莢ｖ−（パターンも夫々の８
１．陛・糸の構成機器により異なるが、流路系を特定し
た場、らで漏洩量に変化が４ぐければ、はぼ一定のＬ４
．□す・。

イシ゛東１）バ１Ｎ−・４小１−　、　ｆ−ｆｌ　７Ｕ
歩二動パター二／か発り酋・！・１１、”ｉ　［’！ｉ
間ｌ・、）は、中段式圧力調整器の場曾毒・“は１）１
うゾル２０分、自１切賛式１オカ調整器の場合に（：ｉ
約］−ＩＯ’）ｉでと）と・。

工訳ゴ・に、上：１ｉＦｌたガス漏洩（央へ１］装置８
による、ガス漏洩の判断姶、理を説明１シー２ 穿〔１し；目、　ｉｒ、ス泥洩ｅ）判ｒ基準を示す７ガ
ス渥ど、゛は、ガス器兵等を使用１．ていにζ゛い坪合
じおいる流量信号の有無、及び圧ガ変動信号のも勲６４
″コリ判断する。

増ｔ７ｔ−イ１．１１−ノ、１ゲぐ窮力俳伺が検圧され
た支（ｊぞ一１′り゛。

流を信号が検出された場合には、ガスメーゴＩＳ、！の
上流側ま゛た（ＪＴ下流側ガス漏洩が生じたも（、ハと
’４Ｊ断する。

組方変動イ６号が４′大出された場合で、流量信号が杉
ｄされ？、ｆｆい場合には、ガスメータ１２の上流側で
］ガス漏洩が生じたもの判断する。

）−を人変動悟すが検出されずに、流量信号が検出され
たが場）合には、ｊ土カセンサ１１の異常であると判断
する。

圧力変型カイへ号が検圧されず、且つ流量信号が検出さ
ねない場合には、ガス漏洩はないものと判断する。

第７し１のフローチャートにより、ガス漏洩の判！ＩＩ
如理の第１実施例を説明する。この第」実施例（」、ガ
ス漏洩を検知１＝、た場合に、表示部１６にガス漏洩の
発生箇所も、示すものである。

判断処理が！！ｌ始し１、流量信号Ｑを検出しない場合
ｉＪは、圧力変動信号Ｐの有無を判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐを検ｆ：ｌＪ、　Ｌ、ない場合
には、カス漏洩は発生していないので、表示部１０に止
富であることを表示し、て処理を終了する・。−）う、
Ｈ力変動信号Ｐを検出した場合には、カスメータ１２よ
り上流側でガス漏洩が発生していＺ・の又、表示部１６
に上流側でカス漏洩がｍ４甘し′１−いるごとを表示し
て処理を終了する。

一方、流量信号Ｑを検出した場合には、圧力変動イト１
号Ｐの有無を判断する。

ここで、圧力変動信号１）が検出された場名番、。

は、カスメータ１２の上流側又は］流側のどちらかでガ
ス漏洩が発生しているので１表示部ｊ６に、一応、下流
側でガス漏洩が発生していることを表示（２，て処理を
終了する。一方、圧力変動信号へ１−１が検出さえＬな
い場合には、圧力センサ１１の異常であるので、表示＠
Ｊｌ　１６に圧カセン勺１１に異常が発生したことを表
示して処理を終了し杭 第８図の７０−チャートにより、ガス漏洩の判断処理の
第２実施例を説明する。この第２実施例は、第１実施例
の判断処理に加えて、流量信号Ｑを検出し、且・つ圧力
変動信号Ｐを検出した場合に、カスメータ１２の上流側
の漏洩か、下流側の漏洩かの判断を行うものである。

したがって、ガスメータ１２の上流側の漏洩か、下流側
の漏洩かの判断のみについて説明し、第１実施例と同様
の判断処理の説明は省略する。

流量信号Ｑが検出され、且つ圧力変動信号Ｐが検圧され
た場合には、一応、下流側でガス漏洩が発生しているこ
とを表示する。そして、警報を知ったガス器具使用者等
が遮断弁１０を閉じると、再度圧力変動信号Ｐの有無を
判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐを検出した場合には、ガスメー
タ１２の上流側にガス漏洩が発生しているので、表示部
１６に上流側でガス漏洩が発生していることを表示して
処理を終了する。一方、圧力変動信号Ｐを検圧しない場
合には、ガスメータ１２の下流側にガス漏洩が発生して
いるので、表示部１６に下流側でガス漏洩が発生してい
ることを表示して処理を終了する。

第９図のタイムチャート及び第１０図のフローチャート
により、ガス漏洩の判断処理の第３実施例を説明する。

この第３実施例は、判断処理を自動的に行うとともに、
口火の使用をも判断し、ガスメータ１２の下流側でガス
漏洩が発生した場合には、自動的に遮断弁１０の操作を
行うものである。

マイクロコンピュータ１４において、予め定めた一定の
信号受付開始時間、例えば３０分間、燃焼器具が使用さ
れず、流量信号発信器１５からの流量信号が検出されな
いときに、圧力信号発信器１３からの圧力変動信号を受
は付目始める。そして、圧力変動信号を検出すると、り
１′マをスタートさせ、予め定めた一定の信号間隔時間
、例えば３０分間以内に０、連続して圧力変動信号を検
圧（。

ている場合にはカウントを継続して、信号間隔時間に達
したときに、漏洩信号を発信する。一方、信号間隔時間
内に圧力変動信号を検出しない場合には、カウントをク
リアし、タイマをリセットして、上記処理を繰り返す。

また、信号間隔時間内に燃焼器具の使用が再開され、流
量信号発信器１５からの流量信号が検出された場合には
、以前のカウント値をクリアし、カウントを中止して、
処理の初期段階へ戻る。

上記した信号間隔時間を設定したのは、ガス漏洩に基づ
かない圧力変動、例えば、日照等によるガス配管の膨張
や温度変化による圧力変動により漏洩信号が発生するこ
とを防ぐためである。このようなガス漏洩に基づかない
圧力変動は、ガス漏洩による圧力変動よりも長周期で発
生する。そこで、一定の信号間隔時間を設定して、信号
間隔時間内に連続して発生した圧力変動はガス漏洩によ
るものとし、信号間隔時間の周期を越えて発生した圧力
変動は、ガス漏洩以外の要因により発生した圧力変動で
あると判断している。

尚、信号受付開始時間、信号間隔時間ともに、適宜変更
して実施することができる。

判断処理が開始し、流量信号り上を検出しない場合には
、圧力変動信号Ｐの有無を判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐを検出しない場合には、ガス漏
洩は発生していないので、表示部１６に正常であること
を表示して処理を終了する。一方、圧力変動信号Ｐを検
圧した場合には、ガスメータ１２より上流側でガス漏洩
が発生しているので、表示部１６に上流側でガス漏洩が
発生していることを表示して処理を終了する。

一方、流量信号Ｑを検出した場合には、圧力変動信号Ｐ
の有無を判断する。

ここで、圧力変動信号Ｐが検出されない場合には、圧力
センサ１１の異常であるので、表示部１６に圧力センサ
１１に異常が発生したことを表示して処理を終了する。

一方、圧力変動信号Ｐが検出された場合には、流量信号
Ｑが２１β／ｈより少ないかどうかを判断する。

ここで、流量信号Ｑが２１β／ｈより少ないかどうかを
判断しているのは、ガス器具において口火を使用してい
る場合には、通常、ガス流路９に２１　ｇ／ｈ程度のガ
スの流れがあり、この口火使用によるガスの流れと、ガ
ス漏洩によるガスの流れとを区別するためである。

流量信号Ｑが２１℃／ｈ以上の場合には、ガスの微小漏
洩はないものとして、表示部１６に正常であることを表
示して処理を終了する。

一方、流量信号Ｑが２１ρ／ｈより少ない場合には、口
火が使用中であるかどうか判断する。

口火が使用中の場合には、ガスの微小漏洩はないものと
して、表示部１６に正常であることを表示して処理を終
了する。

一方、口火が使用されていない場合には、ガスの微小漏
洩の判断を行う。

ここで微小漏洩が発生していない場合には、表示部１６
に正常であることを表示して処理を終了する。一方、微
小漏洩が発生している場合には、表示部１６にガスメー
タ１２より下流側でガス漏洩が発生していることを表示
するとともに、遮断弁１０を遮断して、流量信号Ｑが検
出されない場合の処理ステップへ戻り以後の処理を行う
。

尚、本発明は、ＬＰガスを使用したときのみならず、都
市ガスや簡易ガスを使用した場合にも応用できる。この
場合には、漏洩検査を行うときに遮断弁を閉じて、圧力
変動を測定する。そして、通常は切替スイッチにより、
信号処理をキャンセルすればよい。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明は、遮断弁の下流側に流量
センサを、遮断弁の上流側に圧力センサを設け、流量セ
ンサに電気的に接続した流量信号発信器が発信する流量
信号と、圧力センサに電気的に接続した圧力信号発信器
が発信する圧力変動信号とを、演算手段により比較演算
している。そして、ガス器具等が使用されていないにも
にもかかわらず、圧力変動信号が入力された場合で、流
量信号が入力された場合には、流量センサの上流側また
は下流側でガス漏洩が生じたものとして、また、圧力変
動信号が入力された場合で、流量信号が入力されない場
合には、流量センサの上流側でガス漏洩が生じたものと
して、漏洩信号を発信している。

したがって、病院、学校等の施設において、ガス貯蔵施
設からガス使用施設までの距離が長く、この間を地下に
埋設したガス管により連絡していて、流量センサは、ガ
ス使用施設のガスメータに・内蔵したり、ガス使用施設
の壁面に固定している場合であっても、流量センサの上
流側、例えば埋設管内でのガス漏洩を確実に発見するこ
とができる。

また、ガスの漏洩判断が容易に行えるので、ガス漏洩の
早期発見が可能であり、重大な事故の発生を未然に防止
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
のガス漏洩検知装置を示す概略ブロック図、第２図は従
来のガス遮断装置を示す該略ブロック図、第３図は圧力
調整器の内部構造を示す側面図、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、第７
図は第１実施例のフローチャート、第８図は第２実施例
のフローチャート、第９図は第３実施例のタイムチャー
ト、第１０図は第３実施例のフローチャートである。 図中、８・・・ガス漏洩検知装置、９・・・ガス流路、
１０・・・遮断弁、１１・・・圧力センサ、１２ガスメ
ータ、１３圧力信号発信器、１４・・・マイクロコンピ
ュータ、１５・・・流量信号発信器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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、流量信号発信器と圧力
   信号発信器とに電気的に接続され、両発信器からの信号
   を比較演算することによりガスの漏洩状態を検知して、
   漏洩信号を発生する演算手段とからなることを特徴とす
   るガス漏洩検知装置。