JPH07109380B2

JPH07109380B2 - ガス漏洩検知装置

Info

Publication number: JPH07109380B2
Application number: JP3073759A
Authority: JP
Inventors: 三男難波
Original assignee: 工業技術院長
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1995-11-22
Anticipated expiration: 2010-11-22
Also published as: EP0503925A1; DE69200871T2; KR0137128B1; KR920018467A; EP0503925B1; US5261268A; DE69200871D1; JPH06258170A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガスメータよりも上
流側の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。

【０００２】

【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８５０ｍｍ
Ｈ_２Ｏ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の流量
の異常を監視して、ガス漏洩を検知する方法もある。

【０００３】

【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。

【０００４】

【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、ガスメータよりも上流側のガス流路からのガ
ス漏洩を、簡便な手段で、しかも早期に検知しようとす
るもので、ガス流路に流れるガスの流量を検出する流量
センサと、流量センサが検出したガスの流量を流量信号
として発信する流量信号発信器と、流量センサの上流側
に設けられ、ガス流路のガス圧を検出する圧力センサ
と、圧力センサが検出したガス圧を圧力信号として発信
する圧力信号発信器と、流量信号発信器と圧力信号発信
器とに接続された演算手段とからなるガス漏洩検知装置
において、上記演算手段を、流量信号発信器からの流量
信号に基づいて流量の有無を判断する流量信号判断手段
と、圧力信号発信器からの圧力信号に基づいて圧力変動
を判断する圧力信号判断手段と、設定時間内において、
流量信号判断手段により流量が「無」と判断され、この
流量の「無」状態が所定時間継続したときに、圧力信号
判断手段で判断した圧力変動を参照し、圧力変動が予め
定めた一定範囲内であると、漏洩と判断して漏洩信号を
発信する漏洩判断手段と、で構成したことを特徴とす
る。

【０００５】

【作用】流量センサによりガス流路のガスの流量を監視
し、流量センサが検出したガスの流量を、流量信号発信
器が流量信号として発信する。圧力センサによりガス流
路のガス圧を監視し、圧力センサが検出したガス圧を、
圧力信号発信器が圧力信号として発信する。演算手段
は、流量信号判断手段で流量信号に基づいて流量の有無
を判断し、圧力信号判断手段で圧力信号に基づいて圧力
変動を判断する。そして、漏洩判断手段は、設定時間内
において、流量信号判断手段により流量が「無」と判断
され、この流量の「無」状態が所定時間継続したとき
に、圧力信号判断手段で判断した圧力変動を参照する。
ここで、圧力変動が予め定めた一定範囲内である場合に
は、ガスの漏洩が発生していると判断して漏洩信号を発
信する。

【０００６】

【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。図１は、この発明に係るガス漏洩検知
装置の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１は、ガス流路２の途中に遮断弁３を設け、遮
断弁３の上流側に、ガス流路２のガス圧を検出する圧力
センサ４を、遮断弁３の下流側に、ガス流路２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５を
設けてある。そして、圧力センサ４を、圧力信号発信器
６を介して演算手段であるマイクロコンピュータ７に電
気的に接続するとともに、ガスメータ５を、流量信号発
信器８を介してマイクロコンピュータ７に電気的に接続
する。また、マイクロコンピュータ７には、異常表示等
を行う表示部９と、ガス流路２を遮断するための遮断弁
３とを電気的に接続するとともに、電池１０より駆動電
力を供給する。遮断弁３には、遮断弁３を復帰させるた
めの復帰安全装置１１を接続する。また、ガス流路２の
上流側には、ガス流路２に流入するガス圧を一定に調整
するための圧力調整器１２が設けてある。

【０００７】上記したマイクロコンピュータ７は、図２
に示すように、流量信号発信器８からの流量信号に基づ
いて流量の有無を判断する流量信号判断手段１３と、圧
力信号発信器６からの圧力信号に基づいて圧力変動を判
断する圧力信号判断手段１４と、設定時間内において、
流量信号判断手段１３により流量が「無」と継続して判
断されている所定時間内に、圧力信号判断手段１４で判
断した圧力変動を参照し、圧力変動が予め定めた一定範
囲内であると、漏洩と判断して漏洩信号を発信する漏洩
判断手段１５と、圧力信号判断手段１４における判断結
果等を記憶する記憶手段１６と、判断処理のタイミング
を発生するための第１タイマ１７と第２タイマ１８等を
有する。

【０００８】上記した圧力信号発信器６は、圧力センサ
４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をし、パルス信
号である圧力信号を発信する。また、流量信号発信器８
は、ガスメータ５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
８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８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。

【０００９】圧力調整器１２は、ガス流路２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、Ｌ
Ｐガスの場合には、ボンベ内圧力は、０．７〜１５．６
ｋｇ／ｃｍ^２に制限されており、燃焼器具でガスを正常
に燃焼させるためには、ガス圧力を２００〜３３０ｍｍ
Ｈ_２Ｏ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１２を取り付けて、ガス流路２に
流入するガス圧力の調整を行う。

【００１０】図３に、圧力調整器１２の一例を示す。こ
の圧力調整器１２は、単段式圧力調整器であり、本体１
９の内部をダイアフラム２０により上下に二分して、上
部を空気室２１、下部を減圧室２２としている。そし
て、減圧室２２のガス流入口２３側にノズル２４を設
け、ノズル２４の噴射口２５に閉鎖弁２６を有する弁棒
２７を臨ませ、弁棒２７を、レバー２８を介してダイア
フラム２０に取り付けた作用子２９に連結する。また、
ダイアフラム２０は、空気室２１内に設けたスプリング
３０により減圧室２２側に押し下げられている。

【００１１】したがって、ガス流入口２３から高圧ガス
が流入すると、ガスはノズル２４を通って減圧室２２内
に入る。ここで、ガスの流入が続くと、減圧室２２内の
圧力が上昇し、ダイアフラム２０はスプリング３０の付
勢に抗して、空気室２１側に押し上げられる。このた
め、ダイアフラム２０に取り付けた作用子２９も上昇
し、作用子２９に連結したレバー２８が支点３１を軸と
して回動し、弁棒２７がガス流入口２３側に移動して、
閉鎖弁２６によりノズル２４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２５を閉鎖する。一
方、減圧室２２内のガスがガス流出口３２より流出する
と、減圧室２２の圧力が下降し、ダイアフラム２０がス
プリング３０の付勢により減圧室２２側に下降する。こ
のため、作用子２９に連結したレバー２８が支点３１を
軸として回動し、弁棒２７がガス流出口３２側に移動し
て、閉鎖弁２６がノズル２４の噴射口２５から離れ、高
圧ガスの流入量が再び増加する。

【００１２】このようにして、減圧室２２内の圧力の上
下に伴いダイアフラム２０が上下し、ノズル２４からの
ガス流入量を調整して、ガス流路２に流れ込むガス圧を
ほぼ一定に保つ。したがって、ガスが正常に使用されて
いる場合のみならず、漏洩が発生してガスの供給がある
場合には、ガス流路２内のガス圧力は常に一定に保たれ
ることとなる。

【００１３】しかし、ガス流路２にガスの流れが無い場
合には、配管内の圧力は外気温度（ガス温度）に比例し
て上下する。すなわち、ガス温度が１℃変化すると、ガ
ス圧力が３７ｍｍＨ_２Ｏ変化する。これは、ガスが外気
温度の変化に伴って、膨張、収縮するためである。配管
内の圧力変化は、日中一部分でも日に照らされる箇所が
あるガス配管では、特に顕著である。一日の温度変化
は、通常１０℃以上あるのが一般的であり、例えば、朝
の気温が５℃で、このときのガス圧力が２８０ｍｍＨ_２
Ｏに調整されていたとすると、気温が１５℃に上昇した
とすれば、ガス圧力は（２８０＋３７×１０）＝６５０
ｍｍＨ_２Ｏとなる。

【００１４】上記した、外気温度の変化と配管内のガス
圧力との関係の実験結果を、図４から図９に示す。実験
に用いたガス供給設備は、図４に示す単瓶供給設備と、
図５に示す双瓶供給設備と、図６に示す集団供給設備で
ある。単瓶供給設備は、１本のガスボンベ３３から圧力
調整器１２、メータコック３４、ガスメータ５、閉止弁
３５を介して燃焼器具であるガスコンロ３６を接続し、
メータコック３４とガスメータ５との間に圧力センサ４
を接続し、圧力センサ４に記録計３７を接続したもので
ある。双瓶供給設備は、上記した単瓶供給設備のガスボ
ンベ３３を２本にしたもので、圧力調整器１２に２本の
ガスボンベ３３が接続してある。集団供給設備は、圧力
調整器１２に複数のガスボンベ３３からガスを供給する
とともに、ガス流路２を複数に分岐し、それぞれのガス
流路２にメータコック３４、ガスメータ５、閉止弁３５
を介して燃焼器具であるガスコンロ３６を接続し、その
うち一つのガス流路２のメータコック３４とガスメータ
５との間に圧力センサ４を接続し、圧力センサ４に記録
計３７を接続したものである。

【００１５】図７は、単瓶供給設備における一日の温度
変化と配管内の圧力変化を示したグラフである。この実
験によると、午後４時頃から気温が下降し始めると、気
温の下降に伴い配管内圧力が下降し始め、午前６時頃か
ら気温が上昇し始めると、気温の上昇に伴い配管内圧力
が上昇し始めることが解る。

【００１６】図８は、単瓶供給設備において、ガスの供
給が無い場合の一日の配管内の圧力変化を示したグラフ
である。尚、各計測の計測日は異なるが、計測は同じ時
季に行った。ここでは、１．容器用弁を「開」、メータ
コック３４を「開」、閉止弁３５を「開」、器具栓を
「閉」にした場合と、２．容器用弁を「開」、メータコ
ック３４を「開」、閉止弁３５を「閉」、器具栓を
「閉」にした場合と、３．メータコック３４を「閉」、
閉止弁３５を「閉」にした場合とについて実験を行っ
た。この実験によると、１．、３．の場合には、約２８
０ｍｍＨ_２Ｏであった配管内圧力が、午前６時頃から午
前８時頃にかけて上昇し、その後ほぼ一定の圧力を保っ
た後、午後１時頃から圧力が下降し始め、午後６時頃に
は約２８０ｍｍＨ_２Ｏに戻っている。また、２．の場合
には、約２８０ｍｍＨ_２Ｏであった配管内圧力が、午前
９時頃から午前１１時頃にかけて上昇し、その後小さい
振幅で変動を繰り返してほぼ一定の圧力を保った後、午
後２時頃から圧力が下降し始め、午後６時頃には約２８
０ｍｍＨ_２Ｏに戻っている。

【００１７】図９は、単瓶供給設備、双瓶供給設備、集
団供給設備において、ガスの供給が無い場合の同じ時季
の一日の配管内の圧力変化を示したグラフである。ここ
では、容器用弁を「開」、メータコック３４を「開」、
閉止弁３５を「開」、器具栓を「閉」にした場合につい
て実験を行った。この実験によると、約２８０ｍｍＨ_２
Ｏであった配管内圧力が、午前６時頃から午前８時頃に
かけて上昇し、その後ほぼ一定の圧力を保った後、午後
１時頃から圧力が下降し始め、午後６時頃には約２８０
ｍｍＨ_２Ｏに戻っている。

【００１８】上記した実験により、ガス流路２にガスの
流れが無い場合には、配管内の圧力は外気温度（ガス温
度）に比例して上下し、一日の変化においては、午前６
時頃から午前８時頃にかけて上昇することが解る。

【００１９】図１０のフローチャートにより、ガス漏洩
の判断処理を説明する。第１タイマ１７により予め定め
た時間、例えば午前６時になると、判断処理を開始す
る。判断処理において、流量信号判断手段１３により流
量信号に基づいて流量の有無を判断し、流量が「０」の
場合に、第２タイマ１８により予め定めた時間、例えば
２時間、圧力信号判断手段１４で圧力信号の変動を監視
する。ここで、午前６時から午前８時までの２時間にわ
たり判断処理を実行するのは、上記した実験結果に基づ
き、午前６時頃から午前８時頃にかけて、外気温度の上
昇に伴い配管内の圧力が上昇するからである。

【００２０】そして、漏洩判断手段１５により、圧力変
動が予め定めた一定範囲内、例えば５０ｍｍＨ_２Ｏ以内
であるかどうかを判断する。圧力変動の幅が５０ｍｍＨ
_２Ｏを越えている場合には、ガスの漏洩は無いので、上
記判断処理を繰り返す。一方、圧力変動の幅が５０ｍｍ
Ｈ_２Ｏ以内の場合には、ガスの漏洩の可能性があるの
で、記憶手段１６に記憶した過去の記憶を参照し、圧力
変動の幅が５０ｍｍＨ_２Ｏ以内である状態が連続して７
回継続したかどうか判断する。圧力変動の幅が５０ｍｍ
Ｈ_２Ｏ以内である状態が連続して７回継続していない場
合には、計測誤差の範囲内であるので、ガスの漏洩は無
いと判断して、上記した判断処理を繰り返す。

【００２１】一方、圧力変動の幅が５０ｍｍＨ_２Ｏ以内
である状態が連続して７回継続した場合には、ガスの漏
洩が発生しているものと判断して漏洩信号を発信し、表
示部９にガスが漏洩している旨を表示する。

【００２２】ここで、圧力変動の幅が５０ｍｍＨ_２Ｏ以
内である状態が連続して７回継続するかどうかを判断す
るのは、天候により外気温度の変化に差があるためであ
る。すなわち、晴れの日に比べて、曇りや雨の日は外気
温度の変化が少ないため、圧力変動の幅も小さくなる。
そこで、１週間の圧力変動を記憶し、連続して７日間、
圧力変動の幅が５０ｍｍＨ_２Ｏ以内である場合に、ガス
の漏洩が発生していると判断する。

【００２３】尚、判断処理を実行する時間は上記した時
間に限られず、地域や季節等の環境を考慮し、適宜変更
して実施することができる。また、圧力変動を記憶して
判断する回数も上記した回数に限られず、流量信号判断
手段１３により流量が「無」と判断され、この流量の
「無」状態が所定時間、例えば３０分継続したときの１
回の判断で漏洩信号を発信するようにしてもよいし、よ
り長期の期間について判断を行うようにしてもよい。同
様に、漏洩を確実に発見するため、圧力変動の幅につい
ても２０ｍｍＨ _２Ｏ程度に狭くして行うようにしてもよ
い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、流量
センサの上流側に圧力センサを設け、演算手段の漏洩判
断手段が、設定時間内において、流量信号判断手段によ
り流量が「無」と判断され、この流量の「無」状態が所
定時間継続したときに、圧力信号判断手段で判断した圧
力変動を参照し、圧力変動が予め定めた一定範囲内であ
る場合、ガスの漏洩が発生していると判断して漏洩信号
を発信する。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ている場
合、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。また、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示す概略ブロック図である。

【図２】演算手段であるマイクロコンピュータの構成を
示す概略ブロック図である。

【図３】圧力調整器の断面図である。

【図４】実験に用いた単瓶供給設備の構成図である。

【図５】実験に用いた双瓶供給設備の構成図である。

【図６】実験に用いた集団供給設備の構成図である。

【図７】単瓶供給設備における１日の外気温変化と配管
内圧力の変化の計測結果を示すグラフである。

【図８】単瓶供給設備における１日の配管内圧力の変化
の計測結果を示すグラフである。

【図９】単瓶供給設備、双瓶供給設備、集団供給設備に
おける１日の配管内圧力の変化の計測結果を示すグラフ
である。

【図１０】ガスの漏洩の判断処理の手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ガス漏洩検知装置２ガス流路４圧力センサ５ガスメータ６圧力信号発信器７マイクロコンピュータ８流量信号発信器１３流量信号判断手段１４圧力信号判断手段１５漏洩判断手段１６記憶手段１７第１タイマ１８第２タイマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス流路に流れるガスの流量を検出する
流量センサと、流量センサが検出したガスの流量を流量
信号として発信する流量信号発信器と、流量センサの上
流側に設けられ、ガス流路のガス圧を検出する圧力セン
サと、圧力センサが検出したガス圧を圧力信号として発
信する圧力信号発信器と、流量信号発信器と圧力信号発
信器とに接続された演算手段とからなるガス漏洩検知装
置において、上記演算手段を、流量信号発信器からの流量信号に基づいて流量の有無を
判断する流量信号判断手段と、圧力信号発信器からの圧力信号に基づいて圧力変動を判
断する圧力信号判断手段と、設定時間内において、流量信号判断手段により流量が
「無」と判断され、この流量の「無」状態が所定時間継
続したときに、圧力信号判断手段で判断した圧力変動を
参照し、圧力変動が予め定めた一定範囲内であると、漏
洩と判断して漏洩信号を発信する漏洩判断手段と、で構成したことを特徴とするガス漏洩検知装置。