JP2005201515A - ガス制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスメータ部に接続したガス遮断弁をガス消費機器側の動作状態によって自動的に開閉し、安全性を高めたものである。
【解決手段】ガス供給路１は遮断弁４を内蔵するガスメータ部２とその下流側に位置するガス消費機器３とを連絡するもので、弁制御部６で遮断弁４の開閉動作が行われるようにしてある。ガス消費機器３はガス消費部７およびこのガス消費部７へのガス供給を制御するガス制御弁８を具備する。ガス制御弁８を制御する制御部９の時々の状態が信号発信部１０からガスメータ部２の信号受信部１１に受信され、その受信信号で弁制御部６が遮断弁４を開成若しくは閉成するものである。
【選択図】図１

Description

本発明はガス消費機器の運転状態に連係してガス供給路の遮断弁を開閉するようにしたガス制御装置に関するものである。

従来、ガス消費機器の運転状態に連係してガス供給路の遮断弁を開閉するようにしたものとして、例えば、図７に示すようなものが見受けられる。

すなわち、ガス消費機器５１に至るガス供給路５２の上流側にはガスメータ５３が接続してある。このガスメータ５３は遮断弁５４と、その下流側に接続した流れ計測器５５と、上記流れ計測器５５の計測結果を元に遮断弁５４を開閉する開閉制御部５６とを有し、またガス消費機器５１はガス制御弁５７をもつものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２８４０４号公報

上記の構成で、流れ計測器５５は、例えば一対の超音波送受信器でガス供給路５２を流れるガスの流速および／または流量を検知するようにしており、ガス制御弁５７が閉じたガス消費機器５１の動作停止時には流れ計測器５５からの計測値はゼロであって、これにより開閉制御部５６は遮断弁５４を閉じているものである。

ガス消費機器５１を動作すべくガス制御弁５７を開くと、ガス供給路５２の遮断弁５４よりも下流側が丁度大気に開放される形態となり、残留ガスが僅かであるが流動することとなる。流れ計測器５５は上記ガスの流動を測定するもので、この計測結果にもとづき開閉制御部５６が遮断弁５４を開動するようにしている。

このように従来ではガス消費機器５１の動作開始をガス供給路５２の初期のガス流動を測定して検知するようにしていたため、動作的信頼性が非常に低く、時として遮断弁５４が開動せず、的確な始動ができなくなる課題があった。

本発明はこのような従来の課題を解消するもので、ガス消費機器の始動を確実に行うことを目的とするものである。

上記目的達成のため本発明は、ガス消費機器へのガス供給路に接続され、信号受信部を有する弁制御部で開閉駆動される遮断弁と、上記ガス供給路の遮断弁よりも下流側に配置したガス制御弁と、上記ガス消費機器の運転状態に応じて上記信号受信部へ信号を発信する信号発信部とを具備し、上記ガス消費機器が運転状態とされた時に、信号発信部から信号受信部に発信される信号を受けて弁制御部が遮断弁を開成するようにしたもので、遮断弁とガス消費機器との連係が確実に行われることとなる。

本発明のガス制御装置によれば、ガス消費機器の運転開始と直接的に連係して遮断弁が開かれるため、始動が円滑に行われ、その使用性を大いに高めることができる。

第１の発明は、ガス消費機器へのガス供給路に接続され、信号受信部を有する弁制御部で開閉駆動される遮断弁と、上記ガス供給路の遮断弁よりも下流側に配置した上記ガス消費機器ガス制御弁と、上記ガス消費機器の運転状態に応じて上記信号受信部へ信号を発信する信号発信部とを具備し、上記ガス消費機器が運転状態とされた時に、信号発信部から信号受信部に発信される信号を受けて弁制御部が遮断弁を開成するようにしたもので、ガス消費機器と遮断弁の開動とが直接的連係となる。

第２の発明は、ガス消費機器の動作開始に先立って遮断弁を開成させるようにしたもので、ガス制御弁を開いたとき同ガス消費機器に対して安定したガス供給ができるものとなる。

第３の発明は、ガス消費機器の動作停止後に遮断弁の閉成信号を信号発信部から信号受信部へ発信するようにしたものである。したがって、遮断弁下流側のガス供給路に未使用ガスが残り難くいものとなる。

第４の発明は、ガス消費機器の動作停止から遮断弁の閉成信号を信号発信部から信号受信部へ発信するまでの間に遅延時間を介在させるようにした。こうすることによって、例えばガス給湯機のように頻繁に動作―動作停止を行う機器にあっても、遮断弁が開成を維持することとなり、その寿命特性などを向上できる。

第５の発明は、ガス消費機器の動作実態を学習して遅延時間を変更するようにしたもので、現実的な遅延時間をその都度設定でき、極めて合理的なものとなる。

第６の発明は、ガス消費機器の動作開始以前にガス供給路の安全チェックを行う安全検知部を設けた。したがって、ガス供給路のガス漏れがあるときは遮断弁が開かず、安全性を高めることができる。

第７の発明は、安全検知部は一対の超音波送受信器を用いたガス流の流速および／または流量を計測する機能を有するものであり、計測精度が高く、安全動作の信頼性を向上できる。

以下、各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１において、ガス供給路１はガスメータ部２と、例えばガス給湯機などのガス消費機器３とを連絡するものである。ガスメータ部２はガス供給路１の上流側に遮断弁４を、下流側にガスの流れから安全状態を検知する安全検知部５をそれぞれ接続することで構成してあり、弁制御部６で遮断弁４の開閉動作が行われるようにしてある。

またガス消費機器３はガスバーナなどのガス消費部７およびこのガス消費部７へのガス供給を制御するガス制御弁８を具備する。上記ガス制御弁８はガス供給路１の安全検知部５よりもさらに下流側に位置し、制御部９で制御されるものである。

上記制御部９はガス消費機器３の状態に応じてガス制御弁８を制御するとともに、その時々の状態が信号発信部１０に出力されるようになっている。そして信号発信部１０から送信された信号はガスメータ部２の信号受信部１１に受信され、その受信信号で弁制御部６が遮断弁４を開成若しくは閉成するものである。

上記構成の動作を図２とともに説明すると、ガス消費機器３側で開始スイッチ（図示せず）などが操作されると、開始指令１２が発せられ、その信号発信部１０からガスメータ２の信号受信部２へ運転信号受信命令１３が発信される。このとき、ガス消費機器３のガス制御弁８は閉じたままである。

ここで信号受信部２の受信信号で弁制御部６は弁開放指令１４を出し、遮断弁４の開放プロセス１５に至る。この状態でガス消費機器３側の運転ボタン（図示せず）などが操作されると動作開始指令１６が出て、制御部９を介してガス制御弁８が開かれ、ガスバーナなどのガス消費部７へガスが供給されるもので、その燃焼によって水加熱などが行われることとなる。

ガス制御弁８は制御部９からの信号をもとにガス消費部７に送給されるガス量を制御して燃焼量を加減するものである。また同時に上記制御部９の信号は信号発信部１０から発信されて信号受信部２に受信されており、ガス消費機器３が運転されているものとして認識している。

次に、ガス消費機器３、例えば給湯機の動作を止める場合は、運転ボタンを動作停止位置に操作し、制御部９を介してガス制御弁８を閉じれば、ガス消費部７での燃焼動作が停止される。

同時にこの動作停止状態は信号発信部１０から信号受信部１１へ発信され、ガス消費機器３が動作を停止しているものとして同信号発信部１０が認識する。しかし、このままでは弁制御部６からの出力はない。

そして、その後開始スイッチまでオフすると信号発信部１０から信号受信部１１に停止指令１７が発せられ、これを受けて信号受信部１１は弁制御部６に弁閉止指令１８を出すように指令する。しかるに、遮断弁４の閉止プロセス１９に進み、一連の工程が終了２０することとなる。

このように本実施の形態１では、ガス消費機器３の使用形態に応じて直接的に遮断弁４の開閉を行うようにしているために、ガス供給そのものの制御が確実となり、ガス使用の安全性を大いに高めることができることとなる。

（実施の形態２）
図３は超音波式流量計測装置２１を示したもので、ガス供給路１内を超音波が斜めに横切るごとく一対の超音波送受信器２２，２３を配置し、これら超音波送受信器２２，２３間の超音波伝搬時間によってガス供給路１を流れるガス流速を測定し、しかる後ガス供給路１の断面積などを考慮して計測部２４でガス流量を演算するようにしたものである。

この超音波式流量計測装置２１は図１の遮断弁４よりも上流側に接続されている。

以下その具体的作用について図４を参照して説明する。なお、図４にあって、図２と異なるところは、図２の運転信号受信指令１３と弁開放指令１４との間で安全判断を行うところである。

この実施の形態２では運転信号受信指令１３が出た後に安全確認プロセス２５に進む。もちろん、この場合に遮断弁４およびガス制御弁８は閉止状態にある。

ガス供給路１、例えば遮断弁４などの接続部からガス漏れがあると、その漏れに伴いガス供給路１には僅かなガスの流れが生起される。超音波式流量計測装置２１の超音波送受信器２２，２３間の超音波伝搬時間が変化してこれをもってガス流速を測定し、計測部２４でその時のガス流量が測定されるものである。

この僅かなガス流量を超音波式流量計測装置２１などが検知した場合は、安全確認プロセス２５でＮＯとなり、そのまま終了２０へ至る。一方、ガス漏れがない時には流量がゼロであるので安全確認プロセス２５でＹＥＳとなり、弁開放指令１４→遮断弁開放１５のような本来のプロセスをとることとなる。

もちろん、通常のガス流量を測定した場合には、つまり、遮断弁４およびガス制御弁８が共に開成されている状態では安全確認プロセス２５ではＹＥＳ側に選択されるものである。

以上の実施の形態２では、ガス消費機器３の動作前にガス漏れなどの事前チェックがなされるため、安全性の高いシステムを構築できるものである。

また、本実施の形態２において、超音波式流量計測装置２１を実施の形態１の安全検知部５の代わりに設置することも考えられる。この場合、安全確認プロセス２５は遮断弁開放プロセス１５の後段に設定しておく。こうすることで、安全検知部５、すなわち超音波式流量計測装置２１は遮断弁４が開放され、ガス制御弁８が開くまでの間に、上記遮断弁４より下流側のガス供給路１のガス漏れを検知することとなる。

ガス制御弁８が開かれ、ガス消費機器３が正常に動作している所定範囲のガス量がガス供給路１に流動している際は、超音波式流量計測装置２１から異常信号を発せず、一方、遮断弁４より下流側のガス供給路１に異常に多量のガスが流れている場合などには超音波式流量計測装置２１の検知信号で遮断弁４が閉じられるようにする。

安全確認は、超音波式流量計測装置２１を使用するものに限らず、超音波計測以外の、例えばフローセンサなど他の流量計測手段を採用することも考えられ、さらに流量以外の圧力、濃度などの物理量変化を検知するものであってもよい。

（実施の形態３）
図５において、遮断弁４の開成プロセス１５の後段にガス消費機器動作確認のためのガス消費機器動作確認プロセス２６を設定し、ガス消費機器３が動作しているＹＥＳ状態ではそのガス消費機器の動作停止指令２７が出るまでその状態を継続する。

動作停止指令２７が出た後、経過時間経過確認プロセス２８に至り、それが所定時間以内であれば、すなわち所定時間経過していないＮＯの状態ではガス消費機器動作確認プロセス２６に戻る。所定時間が経過したＹＥＳの状態では停止指令１７が発せられて遮断弁４の閉止のための弁閉止指令１８が出力されるものである。

また、遮断弁開放プロセス１５の後、ガス消費機器動作確認プロセス２６がＮＯ、すなわちガス消費機器３の動作が行われない場合も上記と同様、所定時間経過確認プロセス２８に進むこととなる。

本実施の形態３の意義をガス給湯機を例にとって説明する。ガス給湯機は周知のごとく間欠的に動作されるのが常で、その動作―動作停止の都度、遮断弁４を開閉することではその寿命特性などの面から得策ではない。

しかるに、本実施の形態によれば、動作停止の間隔が短い場合は遮断弁４が閉止せず、開いたままであるので、この遮断弁４の寿命特性上有利であり、またガス給湯機の使い勝手も大いに高めることができるものである。

（実施の形態４）
図６はガス消費機器３、例えばガス給湯機において動作―動作停止の継続時間を学習するようにし、その結果で所定時間経過確認の時間変更を行うようにしたものである。

すなわち、図６に示すものでは図５の所定時間経過確認プロセス２８の前段にガス消費機器３の動作―動作停止の継続時間を学習する時間学習プロセス２９を設けた。当初、所定時間経過確認プロセス２８では十分長い時間Ｔ２が設定されており、ガス消費機器３の動作―動作停止の継続時間がこのＴ２より長くならない限りガス消費機器３は運転状態を保っている。

しかし、その動作―動作停止の継続時間は時間学習プロセス２９で学習されており、ガス消費機器３の動作―動作停止の継続時間がＴ２より長くなって所定時間経過確認プロセス２８でＹＥＳとなった時点で、同所定時間経過確認プロセス２８の時間設定を上記学習した時間Ｔ１に変更する学習時間設定プロセス３０に至り、その後は図５と同じプロセスで終了２０に至るものである。

しかるに、次回の使用は所定時間経過確認プロセス２８の設定時間はＴ１となり、ガス消費機器３の動作―動作停止の継続時間がＴ１より長くなる場合に遮断弁４が閉止されることとなる。

このように、本実施の形態によれば、ガス消費機器３の頻繁な断続的動作に対して遮断弁４が閉止するようなことがなく、その寿命特性を高めることができるものであり、加えて、必要以上に遮断弁４の開成が継続されないところから、安全性の確保は確実に行われることとなる。

このように本発明にかかわるガス制御装置によれば、ガス消費機器の運転開始と直接的に連係して遮断弁が開かれるため、始動が円滑に行われ、その使用性を大いに高めることができるものであり、ガス使用の安全性を保証するシステムなどへの利用が可能である。

本発明の実施の形態１におけるガス制御装置の構成図 同ガス制御装置の作用を示すフローチャート 本発明の実施の形態２における超音波式流量計測装置の概略構成図 同実施の形態２におけるフローチャート 本発明の実施の形態３におけフローチャート 本発明の実施の形態４におけフローチャート 従来のガス制御装置の構成図

符号の説明

１ ガス供給路
３ ガス消費機器
４ 遮断弁
５ 安全検知部
６ 弁制御部
８ ガス制御弁
９ 制御部
１０ 信号発信部
１１ 信号受信部
２１ 超音波式流量計測装置
２２、２３ 超音波送受信器

Claims (7)

1. ガス消費機器へのガス供給路に接続され、信号受信部を有する弁制御部で開閉駆動される遮断弁と、上記ガス供給路の遮断弁よりも下流側に配置した上記ガス消費機器のガス制御弁と、上記ガス消費機器の運転状態に応じて上記信号受信部へ信号を発信する信号発信部とを具備し、上記ガス消費機器が運転状態とされた時に、信号発信部から信号受信部に発信される信号を受けて弁制御部が遮断弁を開成するようにしたガス制御装置。
2. ガス消費機器の動作開始に先立って遮断弁を開成させるようにした請求項１記載のガス制御装置。
3. ガス消費機器の動作停止後に遮断弁の閉成信号を信号発信部から信号受信部へ発信するようにした請求項１記載のガス制御装置。
4. ガス消費機器の動作停止から遮断弁の閉成信号を信号発信部から信号受信部へ発信するまでの間に遅延時間を介在させるようにした請求項３記載のガス制御装置。
5. ガス消費機器の動作実態を学習して遅延時間を変更するようにした請求項４記載のガス制御装置。
6. ガス消費機器の動作開始以前にガス供給路の安全チェックを行う安全検知部を設けた請求項１記載のガス制御装置。
7. 安全検知部は一対の超音波送受信器を用いたガス流の流速および／または流量を計測する機能を有する請求項６記載のガス制御装置。

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