JP3045214B2 - ガス配管内の気密漏洩センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスの配管設備におい
て、定期的に実施されるガス配管内のガス気密漏洩検査
で使用される気密漏洩センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
たとえば、本願出願人によって、既に出願された特開平
5-27847 号に記載されるものがあった。すなわち、上述
のガス配管内の気密漏洩センサとは、ガスの配管系中に
介装する圧力調整器のガスの入口部に設けた弁座用ノズ
ルに対向して摺動自在に設けた弁ロッドの端面に設けた
ゴムパッキンの奥に、押圧力により電気的抵抗値を変化
させる導電ゴムを設け、この導電ゴムの電気的抵抗値の
変化を検出することによりガス配管内の気密漏洩の有無
を検知していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなガス配管内の導電ゴムによる気密漏洩センサでは、
導電ゴムの経年変化に基づく電気的抵抗値の変動、この
経年変化による誤差を防ぐための導電ゴムの定期的交
換、およびこの定期的交換のための保守コスト増などの
問題点があった。

【０００４】本発明はこのような従来技術の問題点を解
消し、経年変化による気密漏洩センサであるの導電ゴム
の定期的交換が不要、保守コストが不要にでき、かつ耐
久性および信頼性を向上することができるガス配管内の
気密漏洩センサを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明には、ガス配管系中に介装する圧力調整器
のガスの入口部に設けた弁座用ノズルに対向して摺動自
在に設けた弁ロッドの端面に設けたゴムパッキンの奥に
少なくとも、弁ロッドによる押圧で反りにより抵抗ブリ
ッジ回路の抵抗値を変化させる半導体圧力検出装置と、
この半導体圧力検出装置の反りを許容する開放室と、弁
ロッドから半導体圧力検出装置へほぼ均一の押圧を与え
るための液体とを設け、半導体圧力検出装置の抵抗ブリ
ッジ回路の抵抗値の変化から電圧変化を検出することで
ガス配管内の気密漏洩の有無を検知するようにガス配管
内の気密漏洩センサを構成する。

【０００６】

【作用】本発明によれば、ガスが使用され、ガスが正常
に配管内を流れている場合、半導体圧力検出装置は弁ロ
ッドから押圧を受けないため、半導体圧力検出装置のブ
リッジ回路の抵抗値は変化せず、それぞれの抵抗値が等
しい平衡状態であるから電圧を生じない。またガスが使
用されず、ガスが配管内を流れていない場合、半導体圧
力検出装置は弁ロッドから押圧を受けるため、半導体圧
力検出装置のブリッジ回路の抵抗値がそれぞれ変化し不
平衡状態であるから電圧を生じる。

【０００７】またガスの不使用中であっても、配管系中
にガス漏れがある場合、ガス漏れのない場合よりも弁ロ
ッドから半導体圧力検出装置へ押圧は低下するので、そ
の分不平衡電圧は低下する。したがってガス不使用中に
おいて、不平衡電圧がいくらかでもあれば、ガスの配管
系中にガス漏れがあることがわかる。

【０００８】

【実施例】次に添付図面を参照して本発明によるガス配
管内の気密漏洩センサの実施例を詳細に説明する。図１
には、本発明の気密漏洩センサを付した圧力調整器の断
面が、また図２には、図１の第一の実施例を示す要部
が、図３にはまた、図１の第二の実施例を示す要部が、
さらに図４には、本発明によるガス配管系の気密漏洩検
査方法の実施例が示されている。

【０００９】本実施例では、ガス配管系中に介装する圧
力調整器のガスの入口部に設けた弁座用ノズル10d に対
向して摺動自在に設けた弁ロッド22の端面60に設けたゴ
ムパッキン23の奥に少なくとも、ガスによる押圧で反り
により抵抗ブリッジ回路の抵抗値を変化させる半導体圧
力センサ28と、この半導体圧力センサ28の反りを許容す
る開放室35と、弁ロッド24から半導体圧力センサ28へほ
ぼ均一の押圧を与えるためのオイル34とを設け、半導体
圧力センサ28の抵抗ブリッジ回路の抵抗値の変化から電
圧変化を検出することによりガス配管内の気密漏洩の有
無を検知している。

【００１０】この圧力調整器はケースの本体10を有し、
ケース本体10には突設した中空の円筒部10a が設けられ
ている。この中空円筒部10a は外方へ突設した接続部10
b を有し、接続部10b には中心を貫通するガスの流入孔
10c が設けられている。このガス流入孔10c にはまた、
内側端の周囲に突設した弁座用のノズル10d が設けられ
ている。ケース本体10には、中空円筒部10a と対向する
位置に接続管10e が設けられている。ケース本体10の上
縁には、フランジ10f が形成されている。接続部10b の
外周部には、回転自在に嵌合した中空状の接続用のねじ
11が設けられている。接続部10b の先端面には、シール
リング12が嵌め込まれている。

【００１１】またケース本体10の開口部にはケース蓋13
が設けられ、このケース蓋13にはフランジ10f と対向す
る位置にフランジ13a が設けられている。ケース蓋13の
頂部には中空の円筒部13b が設けられ、この中空円筒部
13b の内周面にはめねじ13cが形成されている。ケース
本体10とケース蓋13との間にダイヤグラム14が設けら
れ、このダイヤグラム14の外周縁部はフランジ10f 、13
a によって挟持されている。ダイヤグラム14にはまた、
円板状の当て板15が形成されている。

【００１２】また、ダイヤグラム14および当て板15の中
心部を貫通してロッド16が設けられ、このロッド16には
締合用の締合用ナット17および座金18が設けられてい
る。ケース蓋13の中空円筒部13b の内側には、段付き円
板状のばね押え用リング19が螺合されている。このばね
押え用リング19と当て板15との間には、同心状に小径の
コイルばね20および大径のコイルバネ21が介挿されてい
る。

【００１３】また、ケース本体10の中空円筒部10a 内に
は、弁座用ノズル10d に対向して弁ロッド22が摺動自在
に設けられ、この弁ロッド22の端面60にはゴムパッキン
23が嵌め込まれている。弁ロッド22の内側端部には縦割
り溝22a が設けられ、この溝22a 内に略への字状のレバ
ー24の屈曲部を挿入し、ピン25で枢支している。

【００１４】また、このレバー24は外側端部24a を有
し、この外側端部24a はピン26によりケース本体10に枢
支されている。レバー24はまた、内側端部24b を有し、
この内側端部24b はロッド16の下端部に設けた溝16a 内
を貫通するとともに、その下縁を溝16a の下端部に設け
た支承ピン27によって支承されている。なお、中空円筒
部10a の内周面には、ガス流通用の溝10g （図１の点
線）が設けられている。

【００１５】図２において、圧力調整器２のガスの入口
部に設けた弁座用ノズル10d に対向して摺動自在に設け
た弁ロッド22の端面60に設けたゴムパッキン23の奥に
は、半導体圧力センサ28が設けられている。このセンサ
28はたとえば不純物を拡散させて形成した抵抗体による
ブリッジ回路を半導体表面に形成し、この半導体に圧力
を加えると反りが生じ、そのために抵抗体がひずみ、こ
のひずみによって抵抗値が変化するセンサである。この
センサ28には、電源用端子板29が設けられ、この端子板
29には、導線30がたとえば半田づけされている。この導
線30には、たとえば電池などの直流電源31が接続されて
いる。このセンサ28にはまた、信号用端子板36が設けら
れ、この端子板36には、導線37がたとえば半田づけされ
ている。導線37には、センサ28からの電圧変化を検出す
る計器32が接続されている。さらに、センサ28とゴムパ
ッキン23との間には、センサ28への押圧によって生ずる
センサ28の反りを許容する半導体圧力センサ運動用開放
室35が設けられている。弁ロッド22とセンサ28との間で
あって、センサ28側には、センサ28を均等に押圧するた
めのたとえばシリコーンオイルなどの圧力センサ押圧用
オイル34が設けられ、弁ロッド22側には、ダイヤフラム
33が設けられている。

【００１６】図３において、圧力調整器２のガスの入口
部に設けた弁座用ノズル10d に対向して摺動自在に設け
た弁ロッド22の端面60に設けたゴムパッキン23の奥に
は、半導体圧力センサ50が設けられている。このセンサ
50はたとえば不純物を拡散させて形成した抵抗体を半導
体表面に形成し、この半導体に圧力を加えると反りが生
じ、そのために抵抗体がひずみ、このひずみによって抵
抗値が変化するセンサである。このセンサ50には、端子
板51が設けられ、この端子板51には、導線52がたとえば
半田づけされている。この導線52は、直列に接続された
電源53および計器54に接続されている。さらに、センサ
50とゴムパッキン23との間には、センサ50への押圧によ
って生ずるセンサ50の反りを許容する半導体圧力センサ
運動用開放室57が設けられている。弁ロッド22とセンサ
50との間であって、センサ50側には、センサ50を均等に
押圧するためのたとえばシリコーンオイルなどの圧力セ
ンサ押圧用オイル56が設けられ、弁ロッド22側には、ダ
イヤフラム55が設けられている。なお、電源53はセンサ
50に電力を供給するたとえば電池などの直流電源、計器
54はセンサ50の抵抗値を検出する計器である。

【００１７】開放室35および57はセンサ28および50と一
体型でよい、また別々でよい。開放室35および57はま
た、センサ28および50の反りを許容するものであればよ
い。センサ28および50に押圧するオイル34および56が直
接触れないように、センサとオイルとの間に保護カバー
を設けてよい。

【００１８】図４には、本発明によるガス配管系の気密
漏洩検査方法の実施例が示されている。図において、ガ
スを供給するガスボンベ１は、ガス配管内の気密漏洩の
有無を検知する機能付の圧力調整器２に接続され、さら
にこの圧力調整器２は、配管５を介しガス使用量などを
測定するマイコン式ガスメータ３に接続されている。こ
のガスメータ３は配管５および開閉弁（元栓）６を介し
ガスコンロ４に接続されている。このように接続され、
ガス配管系のガス気密漏洩の有無は検査されている。

【００１９】ところで以上のように構成した圧力調整器
をガスの配管系中に接続すると、入口側の接続部10b の
ガス流入孔10c に入ったガスが、その圧力によって弁ロ
ッド22を後退させ、溝10g を通ってケース本体10内の減
圧室Ａ内に入って減圧され、出口側の接続管部10e より
流出する。

【００２０】この減圧室Ａ内の減圧は、流入したガス圧
がダイヤフラム14に作用して生ずるダイヤフラム14を押
し上げる力と、コイルばね20、21 との反撥力とによって
定まる。したがってこのコイルばね20、21 の反撥力を調
整することによって減圧された圧力を調整することがで
きる。

【００２１】上述のように、流入したガスが圧力調整器
の出口より流出している時は、減圧室Ａ内の圧力が減圧
しているので、コイルばね20、21 の作用によりダイヤフ
ラム14、ロッド16が押し下げられ、その結果レバー24を
ピン26を支点として図１の矢印Ｂのようにさせるから、
ピン25を介して弁ロッド22を矢印Ｃの方向へ摺動させ
る。弁ロッド22が矢印Ｃの方向に移動すれば、弁ロッド
22の端面60に設けたゴムパッキン23が弁座用ノズル10d
から離れてガスを流入させる。

【００２２】配管系中に開閉弁（図４の元栓６）を閉じ
ると、ガスの流出が止まり、その結果減圧室Ａ内の圧力
が上昇するため、ダイヤフラム14が押し上げられるとと
もに、レバー24の端部24b を押し上げるから、弁ロッド
22は外方へ押されて、ゴムパッキン23が弁座用ノズル10
d を圧接してガスの流入を止める。図１、図２および図
３はこの閉止状態を示している。

【００２３】このようにガスを使用している時は、弁座
用ノズル10d と弁ロッド22の端面との間の弁を開き、ガ
スを止めた時は前記した弁を閉じる。図２の場合、弁開
放時にはセンサ28は圧力を受けないためブリッジ回路の
抵抗値は変化しないので、平衡電圧たとえばゼロボルト
を検出し、弁閉止時には、センサ28は押圧されるためブ
リッジ回路の抵抗値は変化し、不平衡電圧たとえば数十
ミリボルトを検出する。したがってこのセンサ28のブリ
ッジ回路の抵抗値の変化から不平衡電圧の大小を検出す
ることによって、ガスの使用状態と、ガスの不使用状態
を検出することができる。またガスの不使用中であって
も、配管系中にガス漏れがあると、減圧室Ａ内のガス圧
がガス漏れのない場合よりも低くなるので、その分不平
衡電圧が小さくなる。したがってガス不使用中において
も不平衡電圧がいくらかでも小さくなれば、ガスの配管
系中にガス漏れがあることがわかる。

【００２４】また図３の場合、弁開放時にはセンサ50は
圧力を受けないため抵抗値は予め決められた抵抗値で、
弁開放時には、センサ50は押圧されるため予め決められ
た抵抗値よりも抵抗値が小さくなる。なおセンサ50が押
圧された場合、圧力を受けない予め決められた抵抗値よ
りも抵抗値が大きくなるものでもよい。したがってこの
センサ50の抵抗値の大小を検出することによって、ガス
の使用状態と、ガスの不使用状態を検出することができ
る。またガスの不使用中であっても、配管系中にガス漏
れがあると、減圧室Ａ内のガス圧がガス漏れのない場合
よりも低くなるのでその分抵抗値が小さくあるいは大き
くなる。したがってガス不使用中においても抵抗値がい
くらかでも小さくあるいは大きくなれば、ガスの配管系
中にガス漏れがあることがわかる。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のガ
ス配管内の気密漏洩センサによれば、配管内に設けられ
た圧力調整器内に気密漏洩センサとして半導体圧力セン
サを用いたので、経年変化による変動が実質的になく、
したがって、センサ交換が不要にでき、保守コストが低
減でき、かつ耐久性および信頼性を向上することができ
るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体圧力センサを付した圧力調整器
の断面図である。

【図２】本発明による図１の要部の第一の実施例を示す
拡大図である。

【図３】本発明による図１の要部の第二の実施例を示す
拡大図である。

【図４】本発明によるガス配管系の気密漏洩検査方法の
実施例を示す説明図である。

【符号の説明】

1 ガスボンベ 2 圧力調整器 3 マイコン式ガスメータ 4 ガスコンロ 5 配管 6 開閉弁（元栓） 10 ケース本体 10d 弁座用ノズル 11 接続用ねじ 12 シールリング 13 ケース蓋 14、33、55 ダイヤフラム 15 当て板 16 ロッド 17 締結用ナット 18 座金 19 ばね押え用リング 20 小径のコイルばね 21 大径のコイルばね 22 弁ロッド 23 ゴムパッキン 24 レバー 25、26 ピン 27 支承ピン 28、50 半導体圧力センサ 29 電源用端子板 30、37、52 導線 34、56 半導体圧力センサ押圧用オイル 35、57 半導体圧力センサ運動用開放室 36 信号用端子板 51 端子板60 弁ロッドの端面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス配管系中に介装する圧力調整器のガ
   スの入口部に設けた弁座用ノズルに対向して摺動自在に
   設けた弁ロッドの端面に設けたゴムパッキンの奥に少な
   くとも、 前記弁ロッドによる押圧で反りにより抵抗ブリッジ回路
   の抵抗値を変化させる半導体圧力検出装置と、 該半導体圧力検出装置の反りを許容する開放室と、 前記弁ロッドから前記半導体圧力検出装置へほぼ均一の
   押圧を与えるための液体とを設け、 前記半導体圧力検出装置の抵抗ブリッジ回路の抵抗値の
   変化から電圧変化を検出することによってガス配管内の
   気密漏洩の有無を検知することを特徴とするガス配管内
   の気密漏洩センサ。
2. 【請求項２】 ガス配管系中に介装する圧力調整器のガ
   スの入口部に設けた弁座用ノズルに対向して摺動自在に
   設けた弁ロッドの端面に設けたゴムパッキンの奥に少な
   くとも、 前記弁ロッドによる押圧で反りにより抵抗値を変化させ
   る半導体圧力検出装置と、 該半導体圧力検出装置の反りを許容する開放室と、 前記弁ロッドから前記半導体圧力検出装置へほぼ均一の
   押圧を与えるための液体とを設け、 前記半導体圧力検出装置の抵抗値の変化を検出すること
   によってガス配管内の気密漏洩の有無を検知することを
   特徴とするガス配管内の気密漏洩センサ。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の気密漏洩セン
   サにおいて、前記液体は、シリコーンオイルであること
   を特徴とするガス配管内の気密漏洩センサ。