JPH081409B2

JPH081409B2 - ガス漏洩検知装置

Info

Publication number: JPH081409B2
Application number: JP2108613A
Authority: JP
Inventors: 三男難波
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1990-04-26
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPH049633A

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、ガス漏洩の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てガス流路内の圧力を850mmH₂O
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、その一例である。

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の出力に基づいて圧力信
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からの圧力信号を記憶するとともに、圧力信号を記憶
した後に、低下している圧力が上昇し、且つ流量信号発
信器５から流量信号が供給されたときに、遮断弁２に閉
じ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に
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
設管の腐食が進んで漏洩量が増加し、ガス爆発の起こる
危険性がある。

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が発見できても、上流側の漏洩が発
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〉この発明は、上記に鑑み提案されたもので、ガス流路
に設けられた遮断弁と、遮断弁より下流側のガス流路に
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、遮断弁より上流側
のガス流路に設けられ、ガス流路のガス圧を検出する圧
力センサと、圧力センサの出力に基づいてガス圧の変動
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、流量信号が供給されていない状態で圧力変動信号
が供給されると、流量センサの上流側でガス漏洩が発生
していると判断し、ガス器具が使用されていない状態で
流量信号および圧力変動信号が供給されると、少なくと
も流量センサの下流側でガス漏洩が発生していると判断
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ガス圧を監視し、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。

演算手段は、ガス器具が使用されていないにもかかわ
らず、圧力変動信号が供給され、流量信号が供給された
場合には、少なくとも流量センサの下流側でガス漏洩が
発生していると判断する。また、圧力変動信号が供給さ
れ、流量信号が供給されない場合には、流量センサの上
流側でガス漏洩が発生していると判断する。

〈実施例〉以下に、図面に示した実施例に基づいてこの発明を説
明する。

第１図は、この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を設けてある。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が設けて
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
出して波形整形器で波形整形し、ガス圧の変動を検出し
た場合に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を膜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
流れによって駆動される膜と、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/cm²に制限されてお
り、ガス器具でガスを正常に燃焼させるためには、ガス
圧力を200〜330mmH₂O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、単段式の圧力調整器であり、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としてある。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
噴射口26に閉鎖弁27を有する弁棒28を臨ませ、弁棒28
を、レバー29を介してダイアフラム21に取り付けた作用
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
り付けた作用子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28がガス流出口33側に移動して、閉鎖弁27が
ノズル25の噴射口26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からのガス流入量を調整
して、ガス流路９に流れ込むガス圧をほぼ一定に保つ。
この場合、ガス流路９に流れ込むガス圧は脈動すること
になる。

尚、この実施例においては、単段式の圧力調整器によ
り圧力調整の仕組みを説明したが、これを他の圧力調整
器、例えば、自動切替式の圧力調整器に変更した場合も
同様である。

上記したように、圧力調整器19を用いてガス流路９内
に流れ込むガス圧を調整する場合には、ガス圧の周期的
変動が生じる。この圧力変動は、正常にガス器具を使用
している場合と、ガス流路９にひび割れ等が生じて微少
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。すなわち、微少なガス漏洩の場合の圧力変動パタ
ーンは、変動する時間が数秒〜数十秒であり、正常にガ
ス器具を使用した場合の圧力変動パターンに比べてゆっ
くりしている。

微少なガス漏洩が起こった場合の圧力変動パターンを
第４図及び第５図に示す。第４図は、単段式の圧力調整
器19を使用した場合の変動パターンであり、四つのパタ
ーンが示してある。また、第５図は、自動切替式の圧力
調整器19を使用した場合の変動パターンである。この圧
力変動パターンが発生する時間間隔は一定せず、漏洩量
により異なる。また、圧力変動パターンも夫々の流路系
の構成機器により異なるが、流路系を特定した場合で漏
洩量に変化がなければ、ほぼ一定の圧力変動パターンを
示す。圧力変動パターンが発生する時間間隔は、単段式
の圧力調整器の場合には約１分〜20分、自動切替式の圧
力調整器の場合には約１〜10分である。

以下に、上記したガス漏洩検知装置８による、ガス漏
洩の判断処理を説明する。

第６図に、ガス漏洩の判断基準を示す。

ガス漏洩は、ガス器具の口火機構を除いた部分が使用
されていない場合における流量信号の有無、及び圧力変
動信号の有無により判断する。

すなわち、圧力変動信号が検出された場合で、流量信
号が検出された場合には、ガスメータ12の少なくとも下
流側でガス漏洩が生じたものと判断する。

圧力変動信号が検出された場合で、流量信号が検出さ
れない場合には、ガスメータ12の上流側でガス漏洩が生
じたものと判断する。

圧力変動信号が検出されずに、流量信号が検出された
が場合には、圧力センサ11の異常であると判断する。

圧力変動信号が検出されず、且つ流量信号が検出され
ない場合には、ガス漏洩はないもの、すなわち正常と判
断する。

第７図のフローチャートにより、ガス漏洩の判断処理
の第１実施例を説明する。この第１実施例は、ガス漏洩
を検知した場合に、表示部16にガス漏洩の発生箇所を示
すものである。

判断処理を開始し、流量信号Ｑ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
出した場合には、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。

次に、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、少なくとも
ガスメータ12の下流側でガス漏洩が発生しているので、
遮断弁10を動作させてガス流路９を閉じた後、圧力変動
信号Ｐの有無を判断する。

そして、圧力変動信号Ｐを検出した場合には、遮断弁
10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を検出しない場合に
は、遮断弁10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。

上述したように、第１実施例によれば、遮断弁10より
下流側のガス流路９にガスメータ12を設け、遮断弁10よ
り上流側のガス流路９に圧力センサ11を設け、ガスメー
タ12の出力を入力として流量信号発信器15が発信する流
量信号Ｑと、圧力センサ11の出力を入力として圧力信号
発信器13が発信する圧力変動信号Ｐとに基づいてマイク
ロコンピュータ14でガス漏洩を検知する構成としたの
で、ガス器具が使用されていないにもにもかかわらず、
圧力変動信号Ｐが供給され、流量信号Ｑが供給された場
合には、少なくともガスメータ12の下流側でガス漏洩が
発生していることを検知することができ、また、圧力変
動信号Ｐが供給され、流量信号Ｑが供給されない場合に
は、ガスメータ12の上流側でガス漏洩が発生しているこ
とを検知することができる。

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、流量センサを、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。

そして、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。

また、遮断弁10の上流と下流とに圧力センサ11とガス
メータ12とを１組配設すればよいので、簡単、且つ安価
な構成で所期の目的を達成することができる。

さらに、ガス漏洩が少なくともガスメータ12の下流側
で発生している場合、遮断弁10を動作させてガス流路９
を閉じた後も圧力変動信号Ｐの有無によって遮断弁10を
基準にして上流側でガス漏洩が発生しているか、下流側
でガス漏洩が発生しているかをマイクロコンピュータ14
に判断させているので、遮断弁10をガスメータ12に近接
させて配設することにより、ほぼガスメータ12を基準に
した上流側と下流側とのガス漏洩を検知することができ
る。

第８図のタイムチャート及び第９図のフローチャート
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、口火の使用をも判断するものであ
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、ガス器具が使用され
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け付け
始める。そして、圧力変動信号を検出すると、タイマを
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、連続して圧力変動信号を検出している場
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
号間隔時間内にガス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。

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
を表示した後、流量信号Ｑの有無の判断に戻る。一方、
圧力変動信号Ｐを検出した場合には、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。

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21リットル/hより少ないかどうかを判断する。

ここで、流量信号Ｑが21リットル/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リットル/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。

そして、流量信号Ｑが21リットル/h以上の場合には、ガス
の微少漏洩はないものとして、表示部16に正常であるこ
とを表示する。一方、流量信号Ｑが21リットル/hより少ない
場合には、口火が使用中であるかどうかを口火の登録に
基づいて判断する。

ここで、口火が登録されている場合には、ガスの微少
漏洩はないものとして、表示部16に正常であることを表
示する。一方、口火の登録がされていない場合には、ガ
スの微少漏洩の判断を口火のパターンに基づいて行う。

そして、微少漏洩が口火のパターンに合致する場合に
は、表示部16に正常であることを表示する。一方、微少
漏洩が口火のパターンに合致しない場合には、表示部16
に少なくともガスメータ12より下流側でガス漏洩が発生
しているので、遮断弁10を動作させてガス流路９を閉じ
た後、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、遮断弁
10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を検出しない場合に
は、遮断弁10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。

上述したように、第２実施例によれば、先に説明した
第１実施例の効果が得られるとともに、マイクロコンピ
ュータ14に口火の使用をも判断させる構成としたので、
口火をも考慮したガス漏洩を検知することができる。

尚、この発明は、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。

また、第１実施例において、流量信号Ｑを検出した場
合、圧力変動信号Ｐの有無を判断して圧力変動信号Ｐを
検出した場合に少なくともガスメータ12の下流側でガス
漏洩が発生しているので、遮断弁10を動作させてガス流
路９を閉じた後、圧力変動信号Ｐの有無を判断する例で
説明したが、遮断弁10でガス流路９を閉じるか閉じない
かにかかわらず、表示部16に少なくともガスメータ12の
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
終了してもよい。

〈発明の効果〉以上説明したように、第１の発明は、遮断弁より下流
側のガス流路に流量センサを設け、遮断弁より上流側の
ガス流路に圧力センサを設け、流量センサの出力を入力
として流量信号発信器が発信する流量信号と、圧力セン
サの出力を入力として圧力信号発信器が発信する圧力変
動信号とに基づいて演算手段でガス漏洩を検知する構成
としたので、ガス器具が使用されていないにもにもかか
わらず、圧力変動信号が供給され、流量信号が供給され
た場合には、少なくとも流量センサの下流側でガス漏洩
が発生していることを検知することができ、また、圧力
変動信号が供給され、流量信号が供給されない場合に
は、流量センサの上流側でガス漏洩が発生していること
を検知することができる。

また、遮断弁の上流と下流とに圧力センサと流量セン
サとを１組配設すればよいので、簡単、且つ安価な構成
で所期の目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの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概略ブロック
図、第３図は圧力調整器の内部構造を示す側断面図、第
４図は単段式圧力調整器を使用した場合の微少漏洩時の
圧力変動パターン、第５図は自動切替式圧力調整器を使
用した場合の微少漏洩時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実施例のタイムチャート、
第９図は第２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

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス流路に設けられた遮断弁と、遮断弁より下流側のガス流路に設けられ、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、遮断弁より上流側のガス流路に設けられ、ガス流路のガ
ス圧を検出する圧力センサと、圧力センサの出力に基づいて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、流量信号が供給されていない状態で圧力変動信号が供給
されると、流量センサの上流側でガス漏洩が発生してい
ると判断し、ガス器具が使用されていない状態で流量信
号および圧力変動信号が供給されると、少なくとも流量
センサの下流側でガス漏洩が発生していると判断する演
算手段と、からなることを特徴とするガス漏洩検知装置。