JP2008020389A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マイクロコンピュータの異常検出による遮断弁閉栓後の復帰動作の安全性を確保することを目的とする。
【解決手段】ガスメータ１のガス流路２内に設けられガスの供給量を計測する流量計測部２０と、異常時に流路２を閉止する遮断弁３と、遮断弁３の駆動源である電池４と、閉止状態にある遮断弁３を復帰させる復帰部５と、遮断弁３の復帰状態を検知する復帰検知部６と、復帰部５の作動をロックし遮断弁３の復帰動作を禁止する復帰ロック部７と、流量計測部２０及び遮断弁３の動作を制御すると共に電池４の消耗状態を監視するマイクロコンピュータ８と、マイクロコンピュータ８の動作を監視する監視手段９と、マイクロコンピュータ８のクロック信号を発生する発振回路１０と、発振回路１０の動作を監視するクロック監視手段１１を備えた構成としてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス使用上の安全を図る電池駆動のマイコンガスメータの異常時の回避動作機能を有するガス遮断装置に関するものである。

従来のガス遮断装置において、マイクロコンピュータの発振回路に異常が発生しマイクロコンピュータが正常に動作できなくなった時に、マイクロコンピュータの動作異常を検出する検出手段があり、遮断弁を繰り返し閉止することでガスの使用を停止させていたが、遮断弁を動作させるための電源として電池が使用されており、ガス流路閉栓後に遮断弁、及びマイクロコンピュータの異常検出手段を駆動できる電圧を電池が十分に有していないときに遮断弁を復帰させると、一定期間ガスを使用することが出来る構成となっていた（例えば特許文献１参照）。図３は、従来のガス遮断装置の構成を示すブロック図である。

図３おいて、マイコン２２の異常を検出する手段と異常検出時に遮断弁２８を周期的に繰り返し駆動する手段を備えている。前者の手段は、充電抵抗２４とコンデンサ７からなる充電回路と、マイコン２２が正常に動作している状態ではマイコン２２からの周期的な指令で、コンデンサ７の電荷を放電させる放電用トランジスタ２３と、コンデンサ２５の電位が上昇して所定値に達すると信号を発する二値化回路２６とで構成され、後者の手段は、二値化回路２６の有意信号で発振を開始する発振回路２７と発振回路２７の信号で動作するマイコン異常時遮断弁駆動用トランジスタ２９とで構成される。マイコン２２異常時に遮断弁２８を繰り返し駆動するので、手動による遮断弁２８の復帰によるガスの連続的な放出が避けられる構成となっている。
特開平１０−１９６２８号公報

しかし、従来の図３に示すようなガス遮断装置の構成では、マイクロコンピュータの発振回路に異常が発生し、マイクロコンピュータの監視手段が異常検出することで遮断弁を閉栓し、その後に遮断弁を開栓した場合、遮断弁を再遮断する電圧を電池が有しているとは限らず、遮断能力がない状態でガスが使用できるという課題を有していた。

本発明は、上記従来の問題点を解決したもので、発振回路の動作異常によるマイクロコンピュータの異常を検出し遮断弁を遮断し、また発振回路の動作異常を検出し、遮断弁を開栓することを妨げる機構を設けることにより、電池消耗により遮断能力がない状態でガス流路を復帰（開栓）を妨げ、ガス遮断装置交換までの間のガス使用を防ぐことを目的とする。

本発明は、ガスメータのガス流路内に設けられガスの通過量を計測する流量計測部と、流路内に設けられ異常時に流路を閉止する遮断弁と、前記遮断弁の駆動源である電池と、閉止状態にある遮断弁を復帰させる復帰部と、前記遮断弁の復帰状態を検知する復帰検知部と、前記復帰部の作動をロックし前記遮断弁の復帰動作を禁止する復帰ロック部と、前記流量計測部及び遮断弁の動作を制御すると共に前記電池の消耗状態を監視するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータの動作を監視する監視手段と、マイクロコンピュータのクロック信号を発生する発振回路と、発振回路の動作を監視するクロック監視手段を備え、前記監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記遮断弁を振動遮断状
態とし、前記クロック監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記復帰ロック部に復帰不可信号を送って復帰動作を禁止状態としたものであり、発振回路の異常でマイクロコンピュータが暴走状態になった場合の遮断弁の閉栓動作と、開栓方向への復帰動作ができないようにしているため、原因不明の異常に対して確実にガス流路の遮断状態を確保することができ、ガス遮断装置交換までの間のガス使用に伴う危険性を回避することができる。

本発明のガス遮断装置は、発振回路の動作異常によるマイクロコンピュータの異常を検出し遮断弁を遮断し、開栓方向への復帰動作ができないようにしているため、原因不明の異常に対して確実にガス流路の遮断状態を確保することができ、ガス遮断装置交換までの間のガス使用に伴う危険性を回避することができる。

第１の発明は、ガスメータのガス流路内に設けられガスの通過量を計測する流量計測部と、流路内に設けられ異常時に流路を閉止する遮断弁と、前記遮断弁の駆動源である電池と、閉止状態にある遮断弁を復帰させる復帰部と、前記遮断弁の復帰状態を検知する復帰検知部と、前記復帰部の作動をロックし前記遮断弁の復帰動作を禁止する復帰ロック部と、前記流量計測部及び遮断弁の動作を制御すると共に前記電池の消耗状態を監視するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータの動作を監視する監視手段と、マイクロコンピュータのクロック信号を発生する発振回路と、発振回路の動作を監視するクロック監視手段を備え、前記監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記遮断弁を振動遮断状態とし、前記クロック監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記復帰ロック部に復帰不可信号を送って復帰動作を禁止状態としたことを特徴とするものである。そして、発振回路の異常でマイクロコンピュータが暴走状態になった場合の遮断弁の閉栓動作と、開栓方向への復帰動作ができないようにしているため、原因不明の異常に対して確実にガス流路の遮断状態を確保することができ、ガス遮断装置交換までの間のガス使用に伴う危険性を回避することができる。

第２の発明は、第１の発明に復帰不可信号を集中監視センタへ転送する通信部を有したものである。

そして、発振回路の異常によりマイクロコンピュータに異常が発生したことを集中監視センタに知らせることにより、異常発生後、速やかに現場に向かうことが出来る。

第３の発明は、第１、２の発明にガスメータの状態を表示する表示器と、クロック監視手段からの復帰不可信号を受け取ると前記表示器に復帰不可状態を表示させるロック表示手段とを有したものである。

そして、現場確認時に発振回路の異常によりマイクロコンピュータに異常が発生したことを作業者もしくは需要家が明確に確認することにより、正確な処置を行うことができる。

第４の発明は、第１、２、３の発明にガス流路に流れるガスの流量を検知し、遮断信号出力後に流量を検知すると遮断弁に遮断信号を出力する流量検知部を有したものである。

そして、遮断信号出力後にガス流量が流れた場合、ガス流路を十分に遮断できなかったと判断し、ガス流路を再遮断することでガス流路の閉栓することができる。

第５の発明は、第１、２、３、４の発明に復帰検知部が復帰不可信号を出力された後に
復帰を検知した時、遮断弁を再び遮断させるために遮断信号を出力する復帰不可手段を有したものである。

そして、遮断信号出力後に遮断弁が復帰された時に、復帰不可部が十分に復帰部をロックできなかったと判断し、ガス流路を再遮断することでガス流路の閉栓することができる。

第６の発明は、第１、２、３、４、５の発明に復帰検知部が復帰不可信号を出力された後に復帰を検知した時、復帰ロック部に再び復帰不可信号を出力する復帰不可手段を有したものである。

そして、復帰検知部が復帰不可信号を出力された後に復帰を検知した時に、復帰不可部が十分に復帰部をロックできなかったと判断し、復帰ロック部を再ロックすることでガス流路の閉栓後の復帰入力を防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態におけるガス遮断装置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は本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置の構成図、図２は同実施の形態におけるガス流路の構成図である。

図１において、ガスメータ１のガス流路２内にはガスの通過量を計測するための流量計測手段２０が配置されており、この流量計測手段２０としては、例えば、超音波を送信または受信する第１送受信器２０Ａと受信または送信する第２送受信器２０Ｂが流れ方向に配置され、切換手段を有する計測制御部２１によって送受信の切換えが可能になっており、ガス等の流体の流れ状態を検出している。

この第１送受信器２０Ａと第２送受信器２０Ｂの信号を処理して流量を計測するもので、具体的には、まず計測制御部２１により第１送受信器２０Ａを駆動し、第２送受信器２０Ｂに向け、すなわち上流から下流に超音波を送信する。そして第２送受信器２０Ｂで受信した信号を計測制御部２１に設けた増幅手段により増幅し、この増幅された信号は基準信号と比較され、基準信号以上の信号が検出された後、計測制御部２１に設けた繰り返し手段により上記の送受信を所定の回数を繰り返し、それぞれの時間値を計測制御部２１に設けたタイマカウンタのような計時手段で計測する。

次に、切換手段を有する計測制御部２１で第１送受信器２０Ａと第２送受信器２０Ｂの送受信を切り換えて、第２送受信器２０Ｂから第１送受信器２０Ａ、すなわち下流から上流に向かって超音波信号を送信し、この送信を前述のように繰り返し、それぞれの時間値を計測する。そして、第１送受信器２０Ａと第２送受信器２０Ｂとの超音波の伝搬時間差から流路２の大きさや流体の流れ状態を考慮して信号処理手段２２で流量値を求める。

また、流量計測手段２０が配置された流路２内には異常時等にガスの流れを遮断する遮断弁３が設けられ、この遮断弁３を駆動させる電源としてガスメータ１内に電池４が内蔵されている。

また、ガスメータ１には、異常発生により遮断状態となった遮断弁３を、原因を除去した後、ガス供給状態に復帰させるための復帰部５を有し、この復帰部５により遮断弁３がガス供給状態に復帰した場合、この復帰状態を検知するための復帰検知部６が設けられている。

また、遮断弁３の遮断状態を保つ必要があるような事態が発生した場合に、復帰部５による復帰動作を禁止するための復帰ロック部７が設けられており、本実施の形態では、復帰部５は遮断時に自己保持状態にある遮断弁３を機械的に作用させることで開栓状態に復帰させる構成とし、復帰ロック部７は、復帰不可信号が出力されたとき復帰部５の機械的復帰動作ができない手段を有する構成としているが、本実施の形態に限定されるものではなく、電気的に同様の作用を有する構成としてもよく、電気的手段と機械的手段を組み合わせたものでもよいものである。

また、流量計測手段２０の計測制御、流量演算、各種センサからの信号処理、遮断弁３の駆動・復帰制御等を行うマイクロコンピュータ８が設けられ、このマイクロコンピュータ８には電池４の電圧を監視し消耗状態を判定するための電池電圧検知手段が内蔵されており、電池電圧が低下し遮断弁３の遮断能力に影響を及ぼすと判定された場合に異常信号を出力するようにしている。なお、電池電圧検知手段をマイクロコンピュータ８に内蔵せず検知回路を別途設けた構成としたものでもよい。

また、マイクロコンピュータ８の動作を監視する監視手段９を設け、監視手段９は、各種センサからの地震検知、漏れ検知、異常使用検知の信号が入力されたときにマイクロコンピュータ８から出力される異常信号及び電池電圧検知手段からの異常信号及びマイクロコンピュータ８自体が暴走して異常状態になったときに出力される異常信号等を常に監視し、この監視手段９によって異常であると判定した場合に、遮断弁３に遮断信号ａを振動的に出力し、遮断箇所にごみ等が付着した場合の排除動作を行いつつ、確実な遮断性能を確保するようにしている。

また、マイクロコンピュータ８のクロック信号を発生するための発振回路１０が設けられており、この発振回路１０の動作が正常か否か、つまりクロック信号が正常にマイクロコンピュータ８に供給されているか否かを監視するためのクロック監視手段１１が設けられている。そして、クロック監視手段１１でクロック信号の異常が検知された場合は復帰ロック部７に復帰不可信号ｂを出力し、遮断弁３の復帰動作を禁止するようにしている。

以上のように、本実施の形態では、遮断弁３の遮断状態を保つ必要があるような事態として、発振回路１０のクロック信号が異常になった場合において復帰ロック部７を作動させるようにしている。つまり、クロック信号が異常になった場合、マイクロコンピュータ８の動作が保証できない、いわゆる暴走状態になるため、むやみに復帰動作を行っても復帰後の動作が保証できないものとなる。

図２において、遮断弁３は自己保持型ソレノイドで、無通電状態でも永久磁石１２の磁力による吸着保持力が得られるため、復帰部５に外力を加えて弁本体１３を押し戻してやることで、弁本体１３が吸着、保持されるため、ガス流路２を復帰（開栓）させることができる。

また、ガス流路２の遮断（閉栓）は永久磁石１２の磁力を打ち消すように、吸引動作の逆極性の電流をコイル１４に加えて吸着保持力を小さくし、スプリング１５の外部の戻し力により弁本体１３を引き離すことでガス流路２を遮断（閉栓）することができる。復帰ロック部７は復帰部５の外力を加える箇所に設けられ、復帰不可信号ｂを受け取ると、外力を妨害するシャッター１５を閉めることで復帰部５に外力が加えられない構造にしたものである。

本実施の形態は、監視手段９にマイクロコンピュータ８自体が正常に動作しているか否かを検知する手段として、正常動作時にマイクロコンピュータ８からパルス信号を出力さ
せ、このパルス信号を微分・積分する回路を設け、この回路出力によりマイクロコンピュータ８自体が暴走して異常状態になっているか否かを判断するようにしているとともに、マイクロコンピュータ８からの異常信号の有無を検知する回路を設け、異常状態であると判断すれば、監視手段９が遮断弁３に振動的な遮断信号ａを送り、さらに、その時の発振回路１０の動作が異常であればクロック監視手段１１が復帰ロック部７に復帰不可信号ｂを送る。遮断信号ａを受け取った遮断弁３は流路２を遮断（閉栓）し、復帰不可信号ｂを受け取った復帰ロック部７はシャッター１６を閉め復帰部５に外力を加えられないようにする。

電池４の電圧が低下し遮断弁３の駆動可能電圧以下となる前に遮断弁３を閉栓、さらに遮断弁３を開栓することを妨げる機構を設けることにより、電池４消耗により遮断能力がない状態でガス流路２を復帰（開栓）を妨げ、ガス遮断装置交換までの間のガス使用を防ぐことを可能とする。

（実施の形態２）
図１を用いて本発明の第２の実施の形態におけるガス遮断装置を説明する。なお、実施の形態１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。

実施の形態１と異なる点は、遮断信号ａまたは復帰不可信号ｂを集中監視センタへ転送する通信部１７と、ガスメータの状態を表示する表示器１８と、クロック監視手段１１からの復帰不可信号を受け取ると表示器１８に復帰不可状態を表示させるロック表示手段１９と、ガス流路２に流れるガスの流量を検知し、遮断信号ａ出力後に流量を検知すると遮断弁３に遮断信号ａを出力する流量検知部２３と、復帰検知部６が復帰不可信号ｂを出力された後に復帰を検知した時、遮断弁３を再び遮断させるために遮断信号ａを出力するとともに、復帰検知部６が復帰不可信号ｂを出力された後に復帰を検知した時、復帰ロック部７に再び復帰不可信号ｂを出力する復帰不可手段２４とを有したものである。

上記構成によれば、発振回路１０の異常によりマイクロコンピュータ８に異常が発生したことを集中監視センタに知らせることにより、異常発生後、速やかに現場に向かうことができ、迅速な対応が可能となる。

また、現場確認時に発振回路１０の異常によりマイクロコンピュータ８に異常が発生したことを作業者もしくは需要家が明確に確認することにより、正確な処置を行うことができる。

さらに、遮断信号ａ出力後にガス流量が流れた場合、ガス流路２を十分に遮断できなかったと判断し、ガス流路２を再遮断することでガス流路２の閉栓することができる。

また、遮断信号ａ出力後に遮断弁３が復帰された時に、復帰ロック部７が十分に復帰部５をロックできなかったと判断し、ガス流路２を再遮断することでガス流路２を閉栓することができる。

そして、復帰検知部６が復帰不可信号ｂを出力された後に復帰を検知した時に、復帰ロック部７が十分に復帰部５をロックできなかったと判断し、復帰ロック部７を再ロックすることでガス流路２の閉栓後の復帰入力を防ぐことができる。

本発明にかかるガス遮断装置は、ガスメータ以後のガス使用時にガス使用上の安全を図るガス遮断装置に関するものである用途に適用することができる。

本発明の実施の形態１、２におけるガス遮断装置の構成図 （ａ）本発明の実施の形態１、２における開栓時のガス流路の構成図（ｂ）同実施の形態における閉栓時のガス流路の構成図 従来のガス遮断装置の構成図

符号の説明

１ ガスメータ
２ ガス流路
３ 遮断弁
４ 電池
５ 復帰部
６ 復帰検知部
７ 復帰ロック部
８ マイクロコンピュータ
９ 監視手段
１０ 発振回路
１１ クロック監視手段
１７ 通信部
１８ 表示器
１９ ロック表示手段
２３ 流量検知部
２４ 復帰不可手段

Claims (6)

1. ガスメータのガス流路内に設けられガスの通過量を計測する流量計測部と、流路内に設けられ異常時に流路を閉止する遮断弁と、前記遮断弁の駆動源である電池と、閉止状態にある遮断弁を復帰させる復帰部と、前記遮断弁の復帰状態を検知する復帰検知部と、前記復帰部の作動をロックし前記遮断弁の復帰動作を禁止する復帰ロック部と、前記流量計測部及び遮断弁の動作を制御すると共に前記電池の消耗状態を監視するマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータの動作を監視する監視手段と、マイクロコンピュータのクロック信号を発生する発振回路と、発振回路の動作を監視するクロック監視手段を備え、前記監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記遮断弁を振動遮断状態とし、前記クロック監視手段から動作異常の検知信号が出力されたとき前記復帰ロック部に復帰不可信号を送って復帰動作を禁止状態としたガス遮断装置。
2. クロック監視手段からの復帰不可信号を集中監視センタへ転送する通信部を有する請求項１記載のガス遮断装置。
3. ガスメータの状態を表示する表示器と、クロック監視手段からの復帰不可信号を受け取ると前記表示器に復帰不可状態を表示させるロック表示手段とを有する請求項１または２記載のガス遮断装置。
4. ガス流路に流れるガスの流量を検知し、遮断信号出力後に流量を検知すると遮断弁に遮断信号を出力する流量検知部を有する請求項１〜３のいずれか１項記載のガス遮断装置。
5. 復帰検知部が復帰不可信号を出力された後に復帰を検知した時、遮断弁を再び遮断させるために遮断信号を出力する復帰不可手段を有する請求項１〜４のいずれか１項記載のガス遮断装置。
6. 復帰検知部が復帰不可信号を出力された後に復帰を検知した時、復帰ロック部に再び復帰不可信号を出力する復帰不可手段を有する請求項１〜５のいずれか１項記載のガス遮断装置。
   

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