JP3794054B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスメータよりも下流でガスを使用しているときの安全確保のためにガス通路を開閉栓するガス遮断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスが広く用いられるが、その使用上の安全確保が常に重要課題である。
【０００３】
以下、従来のガス遮断装置について説明する。図１２は従来のガス遮断装置の一例の構成を示すブロック図である。従来、ガスの使用中に異常状態が発生したとき、たとえばガスが漏洩しているときなどにおいてガス通路を遮断するガス遮断装置が用いられる。この種のガス遮断装置は、図１２に示したように、開閉栓指示部１１が開閉栓許可信号Ａを出力し、開閉栓駆動部１２は、その開閉栓許可信号Ａを受け取ってガス通路を閉栓するように構成されており、開閉栓駆動部１２は一定の出力幅の開閉栓出力信号、すなわちガス通路を遮断する双方向遮断弁を駆動するための通電時間を一定値に設定した開閉栓出力信号を出力するようになっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のガス遮断装置では、開閉栓駆動部１２は双方向遮断弁の通電時間を任意に可変設定できず、常に一定の通電時間を設定した開閉栓出力信号を出力するので、最悪条件下における通電時間、たとえば開閉栓駆動のための内蔵電池の消耗を考慮した過剰な通電時間を設定した開閉栓出力信号を出力することにより開閉栓動作を確実なものとしなければならず、したがって、内蔵電池の寿命を縮め、容量の大きい内蔵電池を用いたのではガス遮断装置を小型化できないという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するもので、開閉栓時の電池の状態、ガス圧の状態に対応した適切な通電時間を可変設定でき、電池の寿命を延長できるガス遮断装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するために、開閉栓を指示する開閉栓指示部と、ガス通路を開閉栓するための開閉栓出力信号を発生する開閉栓信号発生部と、前記開閉栓出力信号によりガス通路の開閉栓を駆動する開閉栓駆動部とを備え、前記開閉栓信号発生部は、開閉栓を駆動する通電時間を、内蔵電池の電圧、ガス圧力に対応して可変設定した開閉栓出力信号を出力するようにしたガス遮断装置である。
【０００７】
これにより、開閉栓時における電池やガスの状態に応じた必要最小限の通電時間で開閉栓を動作させることができ、電池の消耗を低減して電池寿命を延長し、ガス遮断装置を小型化することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
開閉栓信号発生部が電池の電圧に対応して通電時間を設定する手段として、ガス遮断装置の稼働開始後の総使用時間が電池の消耗度合、すなわち電池の電圧に係わるとして、通電時間を前記総使用時間に対応して設定する手段、また、電池の電圧がガス遮断装置の稼働開始後の開閉栓の開閉栓回数に係わるとして、通電時間を稼働開始後の開閉栓回数に対応して設定する手段、また、電池電圧を直接に測定し、通電時間を前記測定した電圧に対応して設定する手段、また、必要十分な通電時間を更新記憶し、通電時間を記憶値に設定し、開閉栓状態に異常があれば通電時間を延長して更新記憶する手段、また、通電時間を開閉栓の下流と上流とのガス圧力差に対応して設定する手段を用いる。
【０００９】
開閉栓状態検知部が開閉栓の異常状態を検知する手段として、開閉栓駆動部が開閉栓駆動完了時点で出力する開閉栓駆動済み信号を入力した時点の開閉栓の状態により、開栓時に閉栓状態、閉栓時に開栓状態であれば開閉栓に異常ありと判定する手段を用いる。
【００１０】
なお、開閉栓として双方向遮断弁、または副弁を備えた双方向遮断弁を用いることができる。
【００１１】
以下、実施例について説明する。
（実施例１）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例１について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は本実施例の構成を示すブロック図である。図において、１はガス通路を開閉栓するための開閉栓許可信号Ａを出力する開閉栓指示部、２は開閉栓指示部１からの開閉栓許可信号Ａを受け取ると、内蔵電池（図示せず）の電圧に対応した出力幅の開閉栓出力信号Ｂを出力する開閉栓信号発生部、３は開閉栓信号発生部２から開閉栓出力信号Ｂを受け取ると双方向遮断弁などを駆動してガス通路を開閉栓する開閉栓駆動部である。
【００１３】
上記構成においてその動作を説明する。本実施例のガス遮断装置は装置全体が内蔵電池で駆動される。したがって、内蔵電池はガス遮断装置の稼働開始後の総使用時間とともに消耗していく。図３はこの内蔵電池の消耗状況を電圧と時間とで示す特性図である。また、図４はガス通路を開閉栓するために双方向遮断弁が必要とする通電時間と電圧との関係を示す特性図である。図３に示したように、ガス遮断装置に供給される内蔵電池の電圧は総使用時間とともに変化しており、本実施例では、開閉栓信号発生部２が、この電圧変化に対応して、図４に示したように、双方向遮断弁の通電時間を変えて供給するように開閉栓出力信号Ｂの出力幅を最適化して出力している。
【００１４】
図２は本実施例の動作を示すフローチャートである。いま、処理開始から処理終了まではインターバルカレンダなどにより周期的に処理されるものとする。図２（ａ）において、処理Ｔ1 では開閉栓指示部１がガス遮断装置の総使用時間を示すタイマカウンタをカウントアップして処理Ｔ2 へ移行する。処理Ｔ2 において、開閉栓指示部１は開閉栓の指示を与えるか否かを判定し、開閉栓の指示を与えない場合は処理を終了するが、開閉栓の指示を与える場合には処理Ｔ3 へ移行する。処理Ｔ3 において、開閉栓信号発生部２は総使用時間を示すタイマカウンタの値が所定値、たとえば、ガス遮断装置の製品寿命とする使用時間の半分の値、または急激に電圧が下がってくる製品寿命の８割の値などの値以上であるか否かを判定し、その所定値未満である場合には処理Ｔ4 へ移行し、所定値以上である場合には処理Ｔ5 へ移行する。
【００１５】
処理Ｔ4 では、ガス遮断装置の総使用時間が前記所定値未満であることから電池の電圧が十分であるとして、たとえば図４にａで示した短い通電時間に設定して処理Ｔ6 へ移行する。一方、処理Ｔ5 では、ガス遮断装置の総使用時間が前記所定値以上であって電池の電圧が低下しているとして、図４にｂで示した長い通電時間を設定して処理Ｔ6 へ移行する。処理Ｔ6 では、開閉栓駆動部３がガス通路を双方向遮断弁により開閉栓させ、処理を終了する。
【００１６】
なお、図２（ａ）のフローチャートで示した通電時間制御では、処理Ｔ3 から処理Ｔ5 において、総使用時間による判定を１つの所定値により行ったが、この所定値を複数個とすることにより、より細やかに通電時間を制御することができる。また、複数個の所定値による判定に代えて、図３に示した電圧特性の曲線式を総使用時間に対応して計算させ、その電圧値により通電時間を制御することもできる。
【００１７】
図２（ｂ）は他の通電時間制御処理の動作を示すフローチャートである。図２（ｂ）において、開閉栓指示部１は、処理Ｔ2 において開閉栓の指示を与えるか否かを判定し、開閉栓の指示を与えない場合は処理を終了するが、指示を与える場合には処理Ｔ7 へ移行する。処理Ｔ7 において、開閉栓信号発生部２は現在までに開閉栓した総回数をカウントする開閉栓回数カウンタの開閉栓回数をカウントアップし、処理Ｔ8 に移行して、その開閉栓回数が所定値、たとえば、ガス遮断装置の設計上で限度とする開閉栓回数の半分の値や、電池の電圧が残り少なくなっている設計上の前記開閉栓回数の８割の値などの所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には処理10に移行し、所定値未満である場合には処理Ｔ9 へ移行する。
【００１８】
処理Ｔ9 では開閉栓回数が所定値未満であることから電池の電圧が十分にあるとして、通電時間を図４にａで示した短い通電時間に設定して処理Ｔ6 へ移行する。一方、処理10では開閉栓回数が所定値以上であることから電池の電圧が低下しているとして、図４のｂに示した長い通電時間に設定して処理Ｔ6 へ移行する。処理Ｔ6 では、開閉栓駆動部３がガス通路を前記設定された通電時間のもとに双方向遮断弁で開閉栓させて処理を終了する。
【００１９】
なお、処理Ｔ8 からＴ10において開閉栓回数カウンタによる判定を１つの所定値により行うようにしたが、この所定値を複数個とすることにより、より細やかに通電時間を制御できることは言うまでもない。
【００２０】
（実施例２）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例２について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図５は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１に示した構成要素と同じ構成要素には同一番号を付与して説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、電池電圧検知部４を備えて内蔵電池の電圧を測定して電圧信号Ｃを出力させ、開閉栓信号発生部２は、開閉栓指示部１からの開閉栓許可信号Ａを受け取ると電池電圧検知部４の電圧信号Ｃを受け取り、その電圧に対応した出力幅の開閉栓出力信号Ｂを出力するようにしたことにある。
【００２２】
上記構成においてその動作を説明する。図６は本実施例の動作を示すフローチャートである。処理Ｔ2 において、開閉栓指示部１は開閉栓の指示を与えるか否かを判定し、指示を与えない場合は処理を終了するが、指示を与える場合には処理Ｔ11へ移行する。処理Ｔ11において、電池電圧検知部４は電池の電圧を測定して検知し、電圧信号Ｃを開閉栓信号発生部２に出力して処理Ｔ12へ移行する。処理Ｔ12において、開閉栓信号発生部２は、電圧信号Ｃにより電池の電圧が所定値、たとえば、初期電圧値と設計上の最低動作電圧値の中間電圧値以下であるか否かを判定し、所定値以下である場合は処理Ｔ14へ移行し、所定値を越える場合には処理Ｔ13へ移行する。
【００２３】
処理Ｔ13では電池の電圧が十分であることから通電時間を図４にａで示した短い通電時間に設定して処理Ｔ6 へ移行する。一方、処理Ｔ14では電池の電圧が低下してきたことから図４でｂに示した長い通電時間に設定して処理Ｔ6 へ移行する。処理Ｔ6 において、開閉栓駆動部３はガス通路を双方向遮断弁により前記設定された通電時間で開閉栓させて処理を終了する。
【００２４】
なお、処理Ｔ11からＴ14において電圧の判定を１つの所定値により行うようにしたが、この所定値を複数個としたり、または電圧をＡ／Ｄコンバータなどを介して一連の連続したデジタルデータとして取得し、無段階に判定することにより、より細やかに通電時間を制御することができる。
【００２５】
（実施例３）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例３について図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図７は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、前回の開閉栓時の通電時間を記憶している通電時間記憶部５と、開閉栓の状態を検知する開閉栓状態検知部６とを備え、開閉栓信号発生部２は開閉栓指示部１の開閉栓許可信号Ａを受け取ると通電時間記憶部５が記憶している通電時間Ｆを取得し、その通電時間Ｆを設定した開閉栓出力信号Ｂを出力し、また、開閉栓状態検知部６は開閉栓駆動部３から開閉栓駆動済み信号Ｄを受け取ってガス通路の開閉栓の状態を検知する。このとき、ガス通路が開栓時には閉栓に、閉栓時には開栓になっていれば開閉栓に異常があるとして開閉栓異常状態信号Ｅを出力し、通電時間記憶部５は、開閉栓状態検知部６の開閉栓異常状態信号Ｅを受け取ると開閉栓を行なうための開閉栓出力信号Ｂの通電時間Ｆを延長して記憶しておくようにしたことにあり、最適な通電時間を自動的に更新していくようにしている。
【００２７】
上記構成においてその動作を説明する。図８は本実施例の動作を示すフローチャートである。処理Ｔ2 において開閉栓指示部１は開閉栓の指示を与えるか否かを判定し、開閉栓の指示を与えない場合は処理を終了するが、指示を与える場合は処理Ｔ15へ移行する。処理Ｔ15において、開閉栓信号発生部２は、通電時間記憶部５が記憶している通電時間Ｆを取得して設定し、処理Ｔ6 へ移行する。処理Ｔ6 において、開閉栓駆動部３はガス通路を双方向遮断弁により開閉栓させて処理Ｔ16に移行する。処理Ｔ16において、開閉栓状態検知部６は開閉栓の状態を検知し、処理Ｔ17へ移行する。
【００２８】
処理Ｔ17において、開閉栓の状態が正常であるか異常であるかを判定する。正常である場合、すなわち、開栓時に開栓状態で、閉栓時に閉栓状態である場合には処理を終了するが、異常である場合、すなわち、開栓時に閉栓状態で、閉栓時に開栓状態となっている場合には処理Ｔ18に移行する。処理Ｔ18において、通電時間記憶部５は、通電時間を延長して、たとえば、前回の通電時間の０．８倍を加算した値を新たに通電時間として記憶し、処理を終了する。この処理は開閉栓の異常状態が通電時間の不足により開閉栓動作が不十分となることにより発生するのに対処したものである。
【００２９】
なお、通電時間記憶部５で通電時間を延長するととともに、開閉栓信号発生部２が再度、開閉栓出力信号Ｂを出力することも可能である。
【００３０】
（実施例４）
以下、本発明のガス遮断装置の実施例４について図面を参照しながら説明する。
【００３１】
図９は本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成要素には同一番号を付与して説明を省略する。本実施例が実施例１と異なる点は、圧力検知部７を備え、ガス器具が接続されている開閉栓より下流のガス圧力を測定して検知することにより圧力信号Ｇを出力させ、開閉栓信号発生部２は開閉栓指示部１から開閉栓許可信号Ａを受け取ると圧力検知部７の圧力信号Ｇを受け取り、下流側の圧力と上流側の圧力との圧力差に基づく通電時間を算出し、開閉栓出力信号Ｂの出力幅を変えるようにしたことにある。
【００３２】
また、本実施例において使用する双方向遮断弁は副弁を備え、開栓時に副弁部を先に開栓し、圧力差が小さくなってから主弁が開栓するように動作する。図１１は、開閉栓時に必要な双方向遮断弁の電圧を圧力差に対応して示す特性図である。図からわかるように、圧力差が大きくなると必要な電圧が大きくなり、開閉栓を行うための双方向遮断弁を駆動するのに必要な通電時間が長くなることを示している。
【００３３】
上記構成においてその動作を説明する。図１０は本実施例の動作を示すフローチャートである。図において、処理Ｔ2 では開閉栓指示部１が開閉栓の指示を与えるか否かを判定し、開閉栓の指示を与えない場合は終了するが、指示を与える場合には処理Ｔ19へ移行する。処理Ｔ19において、圧力検知部７はガス器具が接続されている開閉栓より下流のガスの圧力を測定して検知し、処理Ｔ20に移行する。処理Ｔ20において、開閉栓信号発生部２は圧力が所定値以上であるか否かを判定し、所定値以上である場合には処理Ｔ22に移行し、所定値未満の場合には処置Ｔ21に移行する。なお、圧力検知部７を開閉栓の下流側にのみ設ける場合、上流側のガス圧はガスが安定供給されているとみなして一定値とし、その供給圧力との圧力差を用いることができる。
【００３４】
処理Ｔ21では、開閉栓を挟んだ上流側と下流側との圧力差が小さいことにより短い通電時間を設定して処理Ｔ6 へ移行する。また、処理Ｔ22では開閉栓を挟んだ上流側と下流側との圧力差が大きいことにより長い通電時間を設定して処理Ｔ6 へ移行する。処理Ｔ6 において、開閉栓駆動部３はガス通路を双方向遮断弁により開閉栓させて処理を終了する。
【００３５】
なお、圧力検知部７を開閉栓の上流側にも設けて、より正確な圧力差を測定して検知することにより、より細やかに通電時間を制御することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、ガス通路の開閉栓を行う双方向遮断弁を駆動するための通電時間を可変設定するようにしたことにより、電池電圧や圧力差などに対応した適切な通電時間を設定でき、ガス遮断装置の内蔵電池の無駄な消耗を低減して電池寿命を延長し、小容量の電池を用いた設計によりガス遮断装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス遮断装置の実施例１の構成を示すブロック図
【図２】（ａ）同実施例の動作を示すフローチャート
（ｂ）同実施例の他の動作を示すフローチャート
【図３】電池の消耗特性を示す特性図
【図４】ガス通路を開閉栓する双方向遮断弁が必要とする通電時間と電池電圧との関係を示す特性図
【図５】本発明のガス遮断装置の実施例２の構成を示すブロック図
【図６】同実施例の動作を示すフローチャート
【図７】本発明のガス遮断装置の実施例３の構成を示すブロック図
【図８】同実施例の動作を示すフローチャート
【図９】本発明のガス遮断装置の実施例４の構成を示すブロック図
【図１０】同実施例の動作を示すフローチャート
【図１１】開閉栓時に必要な双方向遮断弁の電圧と圧力差との関係を示す特性図
【図１２】従来のガス遮断装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１ 開閉栓指示部
２ 開閉栓信号発生部
３ 開閉栓駆動部
４ 電池電圧検知部
５ 通電時間記憶部
６ 開閉栓状態検知部
７ 圧力検知部
Ａ 開閉栓許可信号
Ｂ 開閉栓出力信号
Ｃ 電圧信号
Ｄ 開閉栓駆動済み信号
Ｅ 開閉栓異常状態信号
Ｆ 通電時間記憶部が記憶している通電時間
Ｇ 圧力信号

Claims (4)

1. ガス通路を開閉栓するための開閉栓許可信号を出力する開閉栓指示部と、前記開閉栓許可信号を入力して開閉栓出力信号を出力する開閉栓信号発生部と、前記開閉栓出力信号を入力して開閉栓によりガス通路を開閉栓する開閉栓駆動部とを備え、前記開閉栓信号発生部は、前記開閉栓を駆動する通電時間を任意に設定できる開閉栓出力信号を出力するようにしたガス遮断装置。
2. 装置全体を駆動する電池と、前記電池の電圧を測定して電圧信号を出力する電池電圧検知部とを備え、前記電池電圧検知部は開閉栓する直前に電圧を測定して電圧信号を開閉栓信号発生部に出力し、開閉栓信号発生部は開閉栓を駆動する通電時間を前記電圧に対応して設定した開閉栓出力信号を出力するようにした請求項１記載のガス遮断装置。
3. 開閉栓の通電時間を記憶する通電時間記憶部と、前記開閉栓の状態が正常か否かを検知する開閉栓状態検知部とを備え、開閉栓信号発生部は前記通電時間記憶部が記憶している通電時間を設定して開閉栓出力信号を出力し、前記開閉栓状態検知部は開閉栓の駆動完了時点における状態が、ガス通路が開栓時には閉栓、閉栓時には開栓になっている異常状態を検知して開閉栓異常状態信号を出力し、前記通電時間記憶部は前記開閉栓異常状態信号を入力したとき通電時間を延長して更新記憶するようにした請求項１記載のガス遮断装置。
4. ガス器具が接続された開閉栓より下流のガス圧力を検知して圧力信号を出力する圧力検知部を備え、開閉栓信号発生部は、開閉栓の上流側と下流側との圧力差に対応して開閉栓の通電時間を設定した開閉栓出力信号を出力するようにした請求項１記載のガス遮断装置。

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