JPS6359045B2

JPS6359045B2 -

Info

Publication number: JPS6359045B2
Application number: JP18068282A
Authority: JP
Priority date: 1982-10-14
Filing date: 1982-10-14
Publication date: 1988-11-17
Also published as: JPS5969616A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は、都市ガス、プロパンガス等によるガ
ス爆発事故、中毒事故等の発生を未然に防止する
ガス遮断装置に関する。従来例の構成とその問題点ガス事故の多くは未然ガスの異常流出に起因し
ている。その原因としては、ガス管と器具とを接
続するゴムホースのひび割れ、切断、器具の長時
間使用と換気不足とに起因する不完全燃焼、地震
等による器具転倒に起因する失火等様々な原因が
ある。従来より、未然ガスの異常流出に伴なう事故を
防止する方法として、ガス警報器やヒユーズコツ
クといつたものが提案されている。然るに前者に
あつては、単に警報を出すのみであり、人手によ
り元コツクを閉める操作を必要とし、もしも警報
に気がつかなかつたり、元コツクを閉める操作を
怠たつたり、人がいなかつたり、故意に未燃ガス
を流出させていたりする場合は、未然ガスは流出
され続けることになる。後者の場合、ヒユーズコ
ツクが動作しない程度の量の未然ガスが流出され
ている場合、全く無効となる。発明の目的本発明は上述した従来装置の欠点に鑑み提案さ
れるもので、ガスメータ通過ガス量が一定値のま
ま所定時間以上流れたとき、ガス流路を遮断する
ようにしたものであり、特に様々なガス種・メー
タ種に容易に対応できるガス遮断装置を提供する
ことを目的とするものである。発明の構成この発明は、ガスメータに取り付けられた流量
センサからの信号とガス種・メータ号数選択スイ
ツチからの信号とから演算回路により流量を測定
し、測定値が、予め定めた区分のいずれの区分に
属するかを区分判定部により判定し、該当区分毎
に定めた時間以上になつたときにガス通路を設け
た遮断弁によりガスを遮断し、たとえばガス種
6B、メータ号数N2号にすべてのガスを正規化し
て単位時間当りの発熱量として流量を測定するも
のである。実施例の説明以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。第１図で、ガスメータ１に流量センサ２を設置
する。流量センサ２は、例えば以下のように構成
する。ガスメータ１は、通常、２枚の膜板で仕切
られた４個の計量室、この計量室へのガスの出入
りを制御するバルブ、膜板の往復動をバルブ指示
部に伝達するひじ金、指示部より構成されてい
て、たとえば膜板に磁石をとり付け、対応する位
置に磁界検出器としてのリードスイツチを設置す
る。薄板一往復でリードスイツチは１回オン、オ
フするので、リードスイツチのオンから次のオフ
までが単位計量となる。流量センサ２からの信号
を制御部３に入力すると、制御部３は、この信
号、例ではリードスイツチのオン、オフの時間的
関係と、流量センサ２が取付けられているメータ
１の種類から単位時間当りの通過ガス体積Fuを
まず演算する。メータの種類には例えば、１号、
２号（単位計量0.6）、３号（同0.9）、５号、
７号（同1.7）といつたものがあり、単位計量
値が異なる。そこで、流量センサ２を取付けるガ
スメータの種類により、流量センサ２からの信号
の重みが異なるから、上記のようにしてこれを補
正する。次に演算した体積Fuと、供給ガスの発
熱量を乗じて、単位時間当りの供給発熱量Quを
演算する。都市ガスはその発熱量により複数の種
類のガスがあり、例えば6Bでは5000Kcal／Ｎm³、
13Aでは11000Kcal／Ｎm³である。次に供給発熱
量Quが、予め複数に分割した発熱量区分１〜ｎ
のいずれに属するかを判定する。発熱量区分１〜
ｎには、各々その時間まで未燃ガスが流出しても
爆発には至ることなく、かつその発熱量相当の器
具の実使用に支障をきたすことのない安全継続時
間T₁〜ｎが設置されていて、現在の供給発熱量
Quが区分ｉに属すると判定すると、そのとき以
降同一発熱量Quが供給されている時間Ｔを測定
し、もしも安全継続時間Ti＜供給時間T₁になる
と遮断信号を出力する。このように発熱量区分を
設けるのは以下の理由による。もしも体積区分を
使用すると、爆発に至らずかつその発熱量相当の
器具の実使用に支障をきたすことのない安全継続
時間T₁〜ｎを全ガス種一律に設定するためには、
ガスの種類毎に体積区分を設ける必要がある。逆
に体積区分を全ガス種一律にすると、ガス種によ
り発熱量が変わるから、ガスの種類毎に安全継続
時間を設ける必要がある。ところが発熱量区分を
用いることにより、全ガス種一律の発熱量区分
で、ほぼ全ガス種共通の安全継続時間T₁〜ｎを
設定することができる。制御部３から遮断信号が
出力されると、電磁弁等の遮断手段４がガス流路
を遮断し、ガスの供給を停止する。安全継続時間
Tiは、任意の発熱量Quの器具の使用時間として
は有り得ない時間であるから、この時間を超えて
使用しているということは何らかの異常を示して
いる。この異常とは未燃ガスの流出に他ならず、
従がつて制御部３は遮断を判定し、遮断手段４が
ガス流路を遮断するから、ある量の未燃ガスは流
出しているが、爆発に至る前にこれを停止できる
ので、爆発事故を未然に防止できる。制御部３は、例えば第２図のように構成する。
ガス種・メータ種選択手段５にて、相当のガス種
メータ種を選択し、その典型的なものは信号発生
器とスイツチとを組合せたのので、その出力は、
ガス種・メータ種相当の数値をデイジタル信号と
して出力する。流量センサ２、ガス種・メータ種
選択手段５からの信号F_p，GMにより演算部６
は、単位時間当りの供給発熱量Quを算出し出力
する。同時に供給発熱量Quの時間添変化の有無
を判定し、有判定時出力Ｃを出す。さらに、時間
測定用の計時信号TBを出す。演算部６からの発
熱量Quiを区分判定部７に入力する。区分判定部
７は、測定した発熱量Quiがいずれの発熱量区分
に属するかを判定し、結果Siを出力する。継続時
間判定部８は、発熱量区分判定部７の判定結果Si
に基き、区分毎に設けた安全継続時間の中から判
定区分相当の時間Tiを設定するとともに、演算
部６からの計時信号TBを用いて、発熱量Quiが
供給され始めてからの時間を積算し、これをＴと
し先の設定安全時間Tiと比較し、もしＴTiな
ら遮断信号Ｖを遮断手段４に出力する。もしもＴ
＜Tiのときに、供給発熱量QuがQuiからQujに変
化すると、この変化は演算部６で認識され信号Ｃ
が出力される。継続時間判定部８は、信号Ｃによ
り、積算時間Trを帰零して、新たに積算を開始
する。演算部６は、例えば第３図のように構成する。
第４図の動作説明用タイミング図を参照してて説
明する。フリツプフロツプ（以下FFと略記）６
Ａは、流量センサ信号F_p第４図イが入力される
毎に、その出力FA第４図ロその反転出力FA第４
図ハを反転する。発振器６Ｂは一定周期でパルス
第４図ニを出力する。第４図で時刻tφで、１発
目の流量センサ信号F_pが入力されると、FF６Ａ
の出力FAはHi、FAはLoとなる。FF６Ａの出力
FAがHiとなるのでANDゲート６Ｃは、発振器
６Ｂの出力TBを通過させ、カウンタ６Ｄに入力
する第４図ホ。時刻t₁で２発目の流量センサ信号
F_pが入力されるとFF６Ａの出力FAはLoとなり、
ANDゲート６Ｃは閉じて、もはや発振器６Ｂの
出力TBは、カウンタ６Ｄには入力されない。一
方この時点でFF６Ａの反転出力FAがHiとなる
ので、除算器６Ｅは、カウンタ６Ｄの出力T_Mを
除数、ガス種・メータ種選択手段５のメータ種選
択手段５Ａの信号Ｍを被除数として除算を開始す
る。すなわち除算器６Ｅにより、単位時間当りの
通過ガス量の体積Fuが求められる。反転出力FA
は、遅延回路６Ｆに入力される。遅延回路６Ｆ
は、除算器６Ｅの演算時間tdよりも長い遅延時間
Δt₁を有していて、時刻t₁よりΔt₁遅れた時刻t₂で
遅延回路６Ｆの出力第４図ヘTD₁がHiとなる。
この信号により、乗算器６Ｅの出力Fuと、ガス
種選択手段５Ｂの信号Ｇとの積すなわち、単位時
間当りの供給発熱量Quを演算する。遅延回路６
Ｆの出力TD₁がHiとなるので、これにより、カ
ウンタ６Ｄはリセツトされ、次の計測に待機す
る。さらに信号TD₁は、遅延回路６Ｈに入力され
る。遅延回路６Ｈは、乗算器６Ｇの演算時間t_np
よりも長い遅延時間Δt₂を有しており、時刻t₂よ
りΔt₂遅れた時刻t₃でその出力第４図トTD₂がHi
となる。この信号により、減算器６ｉは、乗算器
６Ｇの出力Quと、一計測前の乗算器６Ｇの出力
Qupを記憶しているラツチ６ｊの出力Qupとの差
ΔQu＝｜Qu−Qup｜を演算する。このΔQuと、
最大許容変動値を設定出力する変動値設定器６Ｋ
の出力ΔQ_naxとをコンパレータ６Ｌで出力し、も
しもΔQu＞ΔQ_naxであると、出力Ｃが出力され
る。これは、発熱量Quの同一器具を長時間使用
している場合でも、例えば元圧変動により変動す
るので、ある程度の変動、すなわちΔQ_naxを許容
するために設ける。信号TD₂は遅延回路６Ｍに入
力される。遅延回路６Ｍは、減算器６ｉの演算時
間t_sよりも長い遅延時間Δt₃を有しており、時刻t₃
よりΔt₃遅れた時刻t₄で出力TD₃第４図チがHiと
なる。この信号TD₃がHiとなることにより、乗
算器６Ｇの出力Quがラツチ６ｊにラツチされ、
次の計測時点でその出力はQupとなる。区分判定部７は、例えば第５図のように構成す
る。発熱量区分は、区分１より区分ｎまで、例え
ば、第１表のように区分されている。区分信号発
生器７Ａ１〜

【表】７A_(o-1)は、各区分の境界値、例えば７A₁は、区
分１と２の境界値、上表では1000を出力する。コ
ンパレータ７B₁〜７B_(o-1)は、区分信号発生器７
A₁〜７A_(o-1)の区分信号Qs₁〜Qs_(o-1)と、演算部
６からの発熱量Quとを比較し、前者Qsi後者
Quだとその出力をHi、Qsi＜QuだとLoを出力す
る。もしもQuが区分２に相当すると、Qs₁＜Qu
Qs₂となり、コンパレータ７B₁の出力はLo、コ
ンパレータ７B₂の出力はHi、以下７B₃〜７B_(o-1)
の出力は全てHiとなる。インバータ７C₁〜７
C_(o-2)は各コンパレータ７B₁〜７B_(o-2)の出力を反
転させ、ANDゲート７D₁₂〜７D_(o-2)(o-1)に入力
する。ANDゲート７D₁₂〜７D_(o-2)(o-1)の片側に
は、コンパレータ７B₂〜７B_(o-1)の出力が入力さ
れる。上述の例と同じく、今Quが区分２に相当
すると仮定すると、コンパレータ７B₁の出力の
みがLoで残りは全てHiとなる。従つて、ANDゲ
ート７D₁₂の出力S₂のみがHiとなり、残りは全て
Loとなる。コンパレータ７B₁の出力はS₁あり、
もしもQuが区分１に相当する場合、QuQs₁と
なり、コンパレータ７B₁の出力、すなわちS₁が
Hi、その他のコンパレータ７B₂〜７B_(o-1)も全て
Hiだから、インバータ７C₁〜７C_(o-1)の出力は全
てLoとなり、ANDゲート７D₁₂〜７D_(o-2)(o-1)の
出力S₂〜S_o-1も全てLoとなる。また出力Ｓのｎ
番目の出力Snは、インバータ７C_(o-1)の出力だか
ら、これもLoとなり、出力S₁のみHiとなる。ま
たQuが区分ｎに相当する場合、Qs_(o-1)＜Quだか
ら、全てのコンパレータ７B₁〜７B_(o-1)の出力が
Loとなり、出力SnがHiとなり、その他の出力S₁
〜S_(o-1)はLoとなる。区分判定部７の出力Ｓは、
従つて、入力Quiが属する区分ｉに相当する出力
SiのみがHiとなり、これ以外はLoとなる。継続時間判定部８は、例えば第６図のように構
成する。演算部６からの計時信号TBをカウンタ
８Ａで計数する。区分判定部７からの出力Ｓのう
ち、S₂〜Snは、安全継続時間T₂〜Tn信号発生器
８B₂〜８BnのOutput ENABLE端子OEに入力
される。出力ＳのうちのS₁は、演算部６からの変
化信号Ｃとともに、ORゲート８Ｃに入力され
る。安全継続時間T₁〜Tnは例えば第２表のよう
に設定されている。

【表】信号発生器８B₂〜８Bnの出力信号T₂〜Tnと、
カウンタ８Ａの計数値Ｔとを、コンパレータ８
D₂〜８Dnで比較する。コンパレータ８D₂〜８Dn
は、Ｔ＞Tiでその出力Hi、ＴTiでLoである。
今、発熱量Quが区分ｉ（≠１）に相当するとした
場合、区分判定部７の出力Ｓのうち、Siのみが
Hiとなるので、信号発生器８BiのみがOutput
ENABLE状態となり、Tiを出力し、他の信号発
生器の出力は０となる。その発熱量Quを認識し
た時点で、演算部６が変化を認識し、その出力Ｃ
をHiにするので、ORゲート８Ｃの出力がHiとな
り、カウンタ８Ａをリセツトする。演算部６でこ
の流量Quをラツチ６ｊに記憶した時点で、減算
器６ｉの出力ΔQu＝０となり、コンパレータ６
Ｌの出力すなわちＣはLoとなるので、ORゲート
８Ｃ出力は再びLoとなり、カウンタ８Ａは計数
を開始する。同一発熱量Quが持続する限り、演
算部６の出力ＣはLoのままで、カウンタ８Ａは
計時信号TBを積算し、その積算値Ｔを出力す
る。ＴTiまでの間は、コンパレータ８Diの出
力はLoで、その他のコンパレータの出力はHiで
ある。Ｔ＞Tiとなると、コンパレータ８Diの出
力もHiとなり、コンパレータ８D₂〜８Dnの出力
の論理積をとるANDゲート８Ｅの出力ＶがHiと
なり、これが遮断信号として出力される。もし
も、発熱量Quが区分１（無限時間）に相当する
と、区分判定部７の出力ＳのうちS₁のみがHiで、
ORゲート８Ｃの出力はHiとなり、カウンタ８Ａ
はリセツトされその出力Ｔ＝０である。信号発生
器８B₂〜８Bnの出力は全て０だから、コンパレ
ータ８D₂〜８Dnの出力は全てLoとなり、AND
ゲート８Ｅの出力ＶはLoとなり、遮断信号を出
力しない。以上詳述したように、本実施例によれば、ガス
メータ通過ガス量から単位時間当りの発熱量を演
算し、その演算結果から許容される継続時間を判
定し、その演算結果の供給発熱量のガスが連続し
て使用された時間が前述の判定継続時間よりも長
くなつたときガス流路を遮断するものであり、未
燃ガスの異常流出による爆発事故を未然に防止で
きる。また、単位時間当りの発熱量から、許容さ
れる安全継続時間を判定しているから、種々のガ
ス種・メータ種に容易に対応することができる。上述した演算部、区分判定部、継続時間判定部
を、上述した処理手続きをそのROM部分に格納
するマイクロコンピユータにより実現することは
容易に考えられ、この場合、その制御部を極めて
少ない部分で実現することができるのは当然であ
る。またこの場合、ガス種・メータ種選択手段と
しては、これら複数の組合せをコード化し、その
コードを、その指示位置にて選択するようにした
コードスイツチで実現し、このコードスイツチの
出力から、マイクロコンピユータにいずれのガス
種・メータ種かを判定させるようにすることもで
きる。流量測定方式として、上述の例では、流量セン
サからの信号の間隔を測定するパルス間隔測定方
式としたが、演算方式その他いずれの方法にあつ
ても、単位時間当りの流量を測定できるものであ
ればよいことは、本発明の主旨から明らかであ
る。発明の効果以上詳述したように、本発明は、ガスメータに
設置された流量センサとガス種・メータ種選択手
段からの信号により、演算部で単位時間当りの発
熱量を演算し、区分判定部でその発熱量の属する
区分を判定し、継続時間判定部で、その発熱量の
継続使用時間が、その属する区分に予め定めた安
全継続時間よりも長くなつたとき、遮断手段によ
りガス流路を遮断するというものであり、万一未
燃ガスが異常流出したとき、爆発に至る前に未然
にこの流出を止めることができ、極めて安全性が
高く、また単位時間当りの発熱量により区分判定
を行なうから、種１のガス種・メータ種に容易に
対応でき、汎用性が高いといつた優れた効果が得
られる。

【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概
略構成図、第２図は同制御部の概略構成図、第３
図は同制御部の一部を構成する演算部のブロツク
図、第４図は第３図の動作説明用タイミング図、
第５図は同制御部の一部を構成する区分判定部の
ブロツク図、第６図は同制御部の一部を構成する
継続時間判定部のブロツク図である。１……ガスメータ、２……流量センサ、３……
制御部、４……遮断手段、５……ガス種・メータ
種選択手段、６……演算部、７……区分判定部、
８……継断時間判定部。

Claims

【特許請求の範囲】

１ガス供給ライン中に設けられた流量測定装置
並びに遮断装置と、ガス適正使用条件をあらかじ
め記憶し、前記流量測定装置から送られる流量信
号で使用状態を判断して適正使用条件を逸脱する
と異常と判断して前記遮断装置に閉止信号を発す
る制御装置とを備えた装置において、供給される
ガスの種類およびガスメータの種類を選択設定し
選択されたガス種およびガスメータ種に応じた電
気信号を出力するガス種ガスメータ種選択手段
と、前記流量信号および前記ガス種ガスメータ種
選択手段からの信号により発熱量を演算する演算
装置と、前記発熱量があらかじめ複数に分割して
得た発熱量区分のいずれに属するかを判定する区
分判定部と、前記区分判定部により判定した区分
に対応してあらかじめ設定された継続時間および
前記演算装置で演算した発熱量のガスが流れ始め
てからの時間とを比較し、後者が前者を上回つた
ときに遮断信号を出力する継続時間判定部とを備
えたガス遮断装置。