JPS5888534A - 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】 本発明は、種々の原因によって発生し得るガス爆発を未
然に防止するためガス遮断装置に関する。

上述した原因は、例えばガス管・とガス器具とを接続す
るゴムホースの外れ、ゴムホースのひび割れ等によるガ
スの異常な流出であり、例えばガスの長時間使用により
発生する酸欠状態が原因する生ガスの異常流出であり、
さらには地震によって生ずるガス管のひび割れ゛、ガス
器具の転倒により失火後等の生ガスの異常流出である。

これらの要因をガス爆発に至る前にとらえ、ガス流路中
に設けた遮断手段によりガスの流れを遮断することによ
り、゛爆発を未然に防止することができる。

この種ガス遮断装置としては、第３図に示す構成のもの
があった。図で１はガスメータ６に取付けられガスの流
量を検出する流量センサである。

このセンサは、例えばガスメータ内のダイアフラム又は
ダイアフラムの往復動をメータ指示部に伝達する：ＩＩ
ンク機構の一部に設けた磁石と、この磁石の位置を検出
するリードスイッチとを組合せたものがある。ダイアフ
ラムの１往復でリードスイッチは一部オンオンする。ダ
イアフラムの１往復での流量は１と固定されているから
、リードスイッチの一度目のオンから次のオンまでの時
間を測定することにより、現在流れているガス流量の単
位時間当りの量を知ることができる。２はガスの流れそ
のものには直接関係しない外部の異常検出するセンサで
、例えば地震を感知すると付属のスイッチがオンオフす
る感震器や、特定の濃度以上の生ガスを感知すると所定
の信号を出力するガスセンサ等がある。３“は流量セン
サ１及び異常センサ２からの信号を入力とし、予め定め
た所定の処理手続きに従がってこれら信号を処理する制
御部である。例えば、流量センサ１で検出する流量が、
一定値のまま所定時間以上継続して流れれば、その流量
相当の器具が通常の使用時間よりもはるかに長く使われ
ていることになり、このような状態は何がしかの異常を
示すものとして、遮断信号を出力する。また異常センサ
２として感震器を用いる場合、その付属のスイッチの所
定時間内のオンオフ回数をカウントし、その計数値が所
定値以上なら、やはり遮断信号を出力する。この処理は
感震器に発生する誤動作と地震波とを区別し、地震波の
みに応答するよう施す処理である。以上述べた処理は、
処理手続きの一部であって、との仙装置しておけばガス
爆発に至るような異常状態を検出する処理手続きが含ま
れている。４は制御部３“から遮断信号が出力されたと
き、ガスの流れを遮断する遮断手段である。遮断手段゛
４としては、雫 例えば磁石と電磁コイルとを組合せたば動復帰型・ワン
ショット電磁弁がある。６はガスメータで、ガスはＧｉ
としてガスメータ５に供給され、ガスメータ５通過後Ｇ
Ｏとして需要家に供給される。

上述したガス遮断装置の制御部を今少し詳しく第４図を
用いて説明する。３Ｂは流量センサーからの信号と後述
するカウンタ３Ｃとのインタフェース回路で、その典型
的なものはチャタリング除去回路である。すなわち流量
センサーを上述したように、磁石とリードスイッチとの
組合せで構成すると、リードスイッチにはチャタリング
があるので、これをそのままカウンタ３Ｇに入力すると
正確なオンオフを捉まえることができないから、チャタ
リングを除去する必要がある。３Ｃはカランタテ、一定
時間τ毎のインタフェース回路ｓＢからの流量パルスを
カウントし、その計数値Ｎを後述スるマイクロコンピュ
ータ３１に出力する。

カウンタ３Ｇは従がって、一定時間τ毎に、マイクロコ
ンピュータ３１に計数値Ｎを出力したのち、マイクロコ
ンピュータ３１によりリセットされ、゛再び計数を始め
る。３Ｄは異常センサ２と、マイクロコンピュータ３１
トのインタフェース回路で、例えば異常センサ２がマイ
クロスイッチとボールを組合せた感震器である場合は、
マイクロスイッチのチャタリング除去回路である。３に
はマイクロコンピュータ３１のクロックパルス発／４［
で、・“マイクロコンピュータ３１内にクロックゼネレ
ータを内蔵する場合は、例えば水晶振動子とその他の受
動、回路部品で構成される。３１はマイクロコンピュー
タで、カウンタ３Ｃ，インタフェース回路３Ｄからの信
号を受けて、予めそのＲＯＭ部分に蓄えられた処理手続
きに従がって、これらの信号を処理する。また時間τは
、クロックパルス発生器３Ｅからめクロックパルスを計
数し、時間τカウンタ３Ｃ計数値Ｎを時間τで割ること
により認識し、その流量Ｑｐが所定の時間’ｒｐを越え
たか否かは、クロックパルス発生器３Ｋからのクロック
パルスの、流量Ｑｐが流れ始めてからの積算値との比較
によって判定する。もしも所定の時間Ｔｐ以上経過した
なら、マイクロコンピュータ３１は、遮断手段４に対し
て遮断信号を出力する。また、異常センサ２からの信号
が、所定時間７２以内に所定の回数８回以上オンオフし
たか否かは、オンオフ回数Ｒ′を計数するとともに、最
初のオンからの経過時間ｔＲをクロックツくルスの計数
によって知り、ｔｕ＜Ｔ２でのＲ’とＲとの比較をする
ことによって判定する。３Ｇは制御部３″の電源たる電
池である。商用電源から直流電源を得ることは可能では
あるが、安全性、設置性の点から電池が用いられる。

このような従来装置の欠点は、流量・くル哀や異常セン
サ入力が不定期に入力されるだめ、制御部３＃は常に動
作状態になければならず、このため、動作を維持するた
めには電池を大容量化せざるを得ないか、又は短期間で
電池を交換せざるを得ないかのいずれかである。

本発明は、上述した従来装置の問題を解決するものであ
り、従来と同様の機能を発揮しつつ、その電池の消耗を
著しく軽減し、ために従来装置と同一の電池を使りた場
合、その動作継続時間を長くでき、また電池交換期間を
長くできるガス遮断装置を提供することを目的とする。

第１図は、本発明一実施例のブロック図である。

３は本発明に係る制御部である。３ムは一定の周波数を
発振する発振器で、その出力を、後述するマイクロコン
ピュータ３Ｆのスタンバイ復帰ホー）ｉＲＱに入力する
。カウンタ３Ｃ出力はマイクロコンピュータ３Ｆの入力
ポートｉφに入力され、インタフェース回路３Ｄの出力
は、マイクロコンピュータ３Ｆの第２の入力ポート生１
に入力する。

３Ｆはマイクロコンビ且−夕で、スタンバイ機能付きの
ものである。一般に入手可能なこの種々マイクロコンピ
ュータは、いわゆる正常動作時からソフト的に（すなわ
ちそのＲＯＭ部分に収納されたプログラムの命令により
）スタンバイモードにはいることができる。ここでスタ
ンバイモードとハ、マイクロコンピュータ３Ｆのコンピ
ュータの主要部分（ＣＰＵ、ＲＯＭその他）の動作を停
止させるモードである。このスタンバイ時には、正常動
作時に比しその電源電流は３分の１から数十分の１程度
に減少させることができる。一度スタンバイモードにな
った状態を、元の動作状態に戻すには、一般にマイクロ
コンピュータ３Ｆの特定のポートに外部信号を入力する
ことによって行なわれる。このポートをスタンバイ復帰
ポートと呼ぶ。

以上の構成で、次にその動作を、第２図の動作説明用タ
イミングチャートを使いながら説明する。

発振器３ムの発振周波数ｆは、流量センサ１からの信号
周波数の最大値ｆｓｍａｘよりも高く選ばれ、発振器３
ムと流量センサ１の信号とが非同期であることによって
生ずる流量測定誤差を許容値以下′になるよう設定され
ている。第２図で、イは発振器３ムの出力、口はインタ
フェース回路３Ｂ出力で、流量センサ１の信号がノくル
ス化されている。

時刻ｔ１で、発振器３ムからの発振ノ（ルスがマイクロ
コンピュータ３Ｆに入力される。マイクロコンピュータ
３Ｆは第２図工に示すように、この信号により正常動作
モードＲＵＮにはいり、カウンタ３Ｃの内容を読む。も
しカウンタの内容が“φ”であれば、ソフト的に時刻ｔ
２で、スタンノ（イモードＳＴＢにはいる。時刻ｔ３で
流量〕くルスがカウンタ３Ｃに入力され、カウンタ３Ｇ
の内容は１″となる。時刻ｔ４で、発振器３ムからの発
振パルスにより、マイクロコンピュータ３Ｆは再び正常
動作モードＲＩＪＮになり、そのＣＰＵが動作し、カウ
ンタ３Ｃの内容を調べる。内容が１”なので、その内部
のソフトタイマは動作をスタートし、発振器３ムからの
発振ノ（ルスをカウントし始める。もしも発振器３ムの
発振周波数が１０１−１ｚで、測定時間τが５Ｏ（８）
力ら、発振／くルスを“６００”カウントすればよい。

すなわちマイクロコンピュータ３Ｆ内部ではソフトタイ
マヲ初期化し、カウント動作をスタートさせるという処
理をする。この後ｔ６で再び所要の処理を終了したので
スタンバイモードＳＴＢに戻る。以降同様の動作を繰返
し、時刻ｔ６で、時刻ｔ４以降６００個目の発振パルス
がマイクロコンピュータ３Ｆに入力すれると、マイクロ
コンピュータ３Ｆは、正常動作モードＲＵＮの状態とな
り、内部のソフトタイマが６０８ｅＣとなったので、カ
ウンタ３Ｃの内容゛Ｎ”を読み、この“Ｎ”を流量と、
この流量゛Ｈ”に許容される継続時間’ｒｍａｘを、そ
のＲＯＭ部分のテーブル領域から導き出し、第２のソフ
トタイマにセットする。また計測が終了したので、マイ
クロコンピュータ３Ｆは、カウンタ３Ｃをリセットし、
次の計測に備える。以上の処理を終えルト、マイクロコ
ンピュータ５ＦＩｔ’ｉ再Ｕスタンノ（イモード８ＴＢ
となり、次のスタンノ（イ復帰信号（発振パルス、また
はインタフェース回路３Ｄからの信号）を待つ。時刻ｔ
７で発振ノくルスが入力サレると、マイクロコンピュー
タ３Ｆは正常動作モードとなり、第２のソフトタイマを
ダウンカウントし、その内容が“φ”か否かをチェック
し、もしも“φ”であれば、継続時ｆｔ１Ｊ　ＴＩＩＩ
ＩＬＸオーバとして遮断信号を出力する。もしも１φ”
でなければカウンタ３Ｃの内容を読む。もしもその内容
が“φ”なら、何もせずに処理を終了し、°１″であれ
ば、流量計測用の第１のソフトタイマをスタートさせ処
理を終了し、スタンバイモードＳＴＢに戻る。もしもス
タンバイ中に、第２図ハに示すように、時刻ｔ８で異常
センサ２からの入力が、インタフェース回路３Ｄを介し
て入力されると、マイクロコンピュタ３ｙはその後の発
振パルスが入力時点ｔ９で正常動作モードＲＵＮとなり
、入力ポート１１の状態が異常信号入力状態なので信号
状態を入力ポート生１により継続し監視する。

今遮断条件が１ｓｌ＋ｃ以内に２回のオンオフという条
件だとすると、第２図の場合、０．３８ｅＣ以内に２回
のオンオフがあったので、マイクロコンピュータ３Ｆは
、遮断信号を出力する。遮断手段４駆動条件を今連続０
．２ｓ！ｃ駆動とすると、マイクロコンとエータ３Ｆは
、遮断条件成立を判定後の初めての発振パルス入力時点
ｔ９から、発振パルスが２個はいってくるまで遮断出力
を第２図工のように出力し、この出力後再びスタンバイ
モードＳＴＢに戻る。今クロックパルス発生器３１Ｃに
よって定まるマイクロコンピュータ３Ｆの一命令実行等
間をｔｃｙとし、発振パルス入力の都合性なう処理の平
均命令数をＭとすると、平均処理時間ｔｐはｔ□ｙ×Ｍ
となる。発振パルスの周期（上述した例では０．１１１
Ｌ１ｃ）をＴとすると、マイクロコンピュータ３Ｆの平
均消費電流ＩＤＤは・ ＩＤＤ　＝　ＩＤ８　（１−Ｄ　）　−１−ＩＤＲ＠Ｄ
　　　　（１１但しＩＤ８　：マイクロコンピュータ３
Ｆのスタンバイ時の電流 ＩＤＲ：マイクロコンピュータ３Ｆの正常動作時の電流 ｔｃｙ　Ｘ　Ｍ Ｄ： 今ｔ６ｙ　Ｘ　Ｍ　（Ｔなら、Ｄ（１となり、一般に”
Ｄ８　＜　ＩＤＲ であるから、ＩＤＤ　（ＩＤＲとなる。一般に得られる
マイクロコンピュータでは、ｔ　ｃｙは数十μｓｅｃで
Ｍは、上述した処理内容では、高々数百ステップで、ｔ
ｐ　＝　ｔｃｙ　Ｘ　ＭがＴを越えることはない。

以上の説明では、カウンタ３Ｇを外付けとしたが、マイ
クロコンピュータ３Ｆがカウンタを内蔵し、スタンバイ
モード時にもこのカウンターを動作させることのできる
マイクロコンピユータラ使用する場合には不要である。

また異常センサ２が接続された場合につき説明しだが、
これも必ずしも必要ではなく、流量センサ１のみでも遮
断装置として一定の機能を発揮し得ることは明らかであ
る。

以上詳述したように、本発明は、スタンバイ機能つきの
マイクロコンビエータを、発振器の発振パルスにより定
期的にスタンバイモードから正常動作に復帰させ、正常
動作に於いて、マイクロコンピュータに所定の処理を行
なわしめ、その後再びスタンバイモードに戻し、次の発
振パルスを待機するようにしているので、以下の効果が
ある。

第１に、マイクロコンピュータの消費電流を低減でき、
これにより電池寿命を長くすることができる。また、こ
れにより、小さな電池を使用することができるので、装
置全体を小型軽量化できる。

第２に、流量パルスや外部異常信号は、発振パルスと非
同期に入力されることになるが、それらを充分捉えるこ
とのできる周波数の発振パルスであるため、常時正常動
作時と同一の機能を発揮し得る。

【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ブロック図
、第２図は第１図のブロック図の動作説明用タイミング
チャート、第３図はガス遮断装置の構成偲、第４図は従
来のガス遮断装置のブロック図である。 １・・・・・・流量センサ、２・・・・・・異常センサ
、３・・・・・・制御部、３ム・・・・・・発振器、ｓ
　Ｆ　、　ａＦ’・・・・・・スタンバイ機能つきマイ
クロコンピュータ、４・・・・・・遮断手段。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 し３　゛。 第３５１１ 第４図 ３″

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスの流量を捻出する流量センサと、このセンサからの
   信号を入力とし、予め定められた処理手続きに従がって
   これら入力信号を処理しガスの遮断の可否を判定し、遮
   断判定時に遮断信号を出力する制御部と、制御部からの
   遮断信号に応じてガスを遮断する遮断手段とから成り、
   前記制御部は、スタツバイ機能つきで、外部入力信号に
   よりスタンバイモードから正常動作モードへ復帰できる
   スタンバイ復帰ボートを有するマイクロコンピュータト
   、その出力を前記マイクロコンビエータのスタンバイ復
   帰ポートに入力し、一定の周波数で発振する発振器上を
   具備して成るガス遮断装置。