氣體供給設備異常情況的檢測裝置及檢測方法
2023-05-05 09:21:51
專利名稱：氣體供給設備異常情況的檢測裝置及檢測方法
技術領域：
本發明是有關檢測把氣罐或氣體容器內所存貯的高壓供給液化丙烷氣體調整到合適壓力的壓力調整器的異常情況和氣體供給配管可能出現的氣體洩漏的氣體供給設備異常檢測裝置。
近年，為了防止由氣體洩漏而引發的爆炸事故和因忘記燃氣具的熄火而引發的火災事故等，開發出了一種裝配氣體限斷裝置的氣體儀表。該氣體阻斷裝置在檢測氣體洩漏信號的場合下，或者，監視燃氣具的使用時間，在經過長時間後燃氣具繼續在使用時判斷出是忘記了熄火的情況等，就停止供給氣體。由這個阻斷動作，可以確保燃氣表的下遊側，即，燃氣具側的安全。
一方面，對於燃氣表的上遊側，即，從氣罐到燃氣表的供給設備的安全管理，以前，由丙烷氣體的供給者，例如，每2年到現場一次作遂點檢查。
對以前這種遂點檢查方法，根據圖1來說明其概要。
圖1是以前的氣體供給設備中的安全檢查的方框圖。圖1中的1是液化丙烷氣罐(以下稱作LP)，2是氣罐的螺栓，3是壓力調整器，4是燃氣表，5氣體是燃燒器具，6是壓力計，7是記錄氣壓變化的筆式記錄器。
下面對這種結構的安全檢查的操作作說明。例如，每二年1次的作業者到現場連接好壓力調整器3和燃氣表4之間的氣體配管中途的壓力計6和筆式記錄器7，在筆式記錄器7上記錄下測定的氣體配管內的壓力。從壓力調整器3到燃氣表4之間的供氣設備的氣體洩漏通過關閉內藏在壓力調整器3中的氣體阻斷閥和關閉氣罐1的螺栓進行檢查。如果有氣體洩漏，因為經過一定時間後在筆式記錄器7上記錄下的氣體壓力就會下降，就能確認配管的異常情況。另外，對於壓力調整器3的壓力調整能力用下面的方法檢查。在氣罐1的螺栓2及燃氣表4內的氣體阻斷閥成打開狀態下，燃氣具5成通常的使用狀態下由壓力計6測定氣體壓力。若測定出的氣壓是在2300-3300帕斯卡(Pa)的範圍內則屬正常，若在此以外，則可判斷出壓力調整器3的特性異常或出了故障。
但是，在如上所述的結構中，每個作業者都必需去現場設置測定裝置實施安全檢查，這需要工夫和時間。而且，氣體供給設備的安全檢查間隔比較長，就不能充分地確保其安全。
因此，在特開平4-76312及特開平2-201509號公報上公開了一種能夠經常地或多次地監視氣體供給配管的氣體洩漏或氣體壓力調整器的特性為異常的異常檢測裝置。
在上述的公報中表示出一種氣體供給設備異常檢測裝置，該裝置由檢測氣體供給設備的壓力調整器下遊側的氣體供給配管內的氣體壓力的壓力檢測機構，和由來自上述壓力檢測機構的信號控制的計時器，和根據上述計時器的信號判斷氣體供給設備是否有異常到判斷機構，和根據上述判斷機構的信號動作的輸出機構構成。
圖2表示了特開平4-76312的氣體供給設備異常檢測裝置的方框結構，圖2中，1是LP氣罐，2是氣罐的螺栓，3是壓力調整器，4是燃氣表，8是壓力檢測機構的壓力傳感器，9是計時器，10是判斷機構，11是輸出機構，它都內藏在燃氣表4中。與以前的圖1中具有相同功能的方框給以相同的符號。
因此，在壓力調整器3的壓力調整功能正常動作的情況下，燃氣具5處於使用狀態時，氣體供給設備內的氣壓一般保持在2300-3300Pa之間。但是，在燃氣具5不使用時，壓力調整器3即使處於正常狀態下，當氣體供給設備受到陽光的照射而使封閉在配管內的LP氣體的溫度上升時，因氣體膨脹使壓力上升，就會出現超過3300Pa的情況。由於這個緣故，就有必要識別是壓力調整器3的異常導致壓力上升，還是因環境溫度上升而使壓力上升。然而，上述的結構在因溫度上升而導致壓力上升的情況下，其壓力的變化是比較慢的，一次壓力上升的數分鐘之間維持壓力上升，而在24小時以上並不總維持上升，則可利用這個特性來進行異常判斷。即，燃氣具5停止使用時，壓力調整器3的停用(閉塞)壓信號超過3300Pa，在連續經過了24小時這樣長的時間後仍超過3300Pa的話，則可判斷出壓力調整器3的停用壓異常。另外，燃氣具5停止使用時，壓力調整器3的停用壓信號在3300Pa以下時，計時器9開始動作，判斷機構10監視來自計時器9的信號和來自壓力傳感器8的信號，如果連續30天之內壓力傳感器8的信號在3300Pa以下，則可判斷出是氣體洩漏，將信號輸給輸出機構。即，在30天這樣長的時間內，像1天中的白天，會有不使用燃氣具5的時候，而且，因日光照射使溫度上升，則可利用有時配管內的氣壓上升這樣的一種實際情況來作出判斷。
其次，在日本特開平4-201509的公報中，顯示了一種氣體調壓計量裝置，該裝置將壓力調整器與燃氣表成一體地構成的，由流量信號發生機構檢測氣體使用或不使用的情況，在使用氣體時，根據下限壓力檢測機構和上限壓力檢測機構的信號檢查供給壓力，在不使用氣體機構時，根據上限壓力檢測機構的信號檢查停用壓力，根據流量信號發生機構的流量信號檢測氣體洩漏。
即，安裝在因壓力調整部所設定的壓力而引起位移的膜片上的磁鐵有時使臺簧接頭開關動作，或者，使半導體式的壓力開關動作，從而構成了下限壓力檢測機構和上限壓力檢測機構。根據上述的結構，在供給氣體時，由於壓力變化周期是每分4-15次，在4-15次/分的周期下超過下限2300Pa及上限4200Pa的場合下，則可判斷沒有異常，在不在該條件的場合下，則判斷為異常。
但是，在上述的兩個已有技術中，當壓力調整器的停用壓調整能力出現異常時，停止停用壓異常的檢測，因為沒有轉移到檢查氣體供給配管部分的氣體洩漏的技術，因此不能監視氣體洩漏。
然而，即使判斷出停用壓異常，推測出不至於立即發生氣體爆炸等的危險，不過，若不迅速對壓力調整器修理或更換，但此時考慮到氣體供給設備會發生氣體洩漏，就有引發氣體爆炸的危險。
而且，將氣罐內的高壓氣體轉換成燃氣具的正常燃燒壓力範圍內的氣體的壓力調整器，隨著年限增長其壓力調整能力有逐漸下降的趨勢。即，希望調整壓力不依賴於氣體流量的多少而保持一定，然而，實際的氣體壓力調整器由於在氣體流量多的情況下，比起流量少的情況，調整壓力要下降，隨使用年限下降程度變大，所以有這樣的一個課題，即必須判斷氣體在某流量以上流動的狀態下是否把壓力調整在所定的壓力範圍內。
本發明的目的提供一種能夠解決上述問題，能自動地且長時間地監視氣體供給設備的異常，大幅度地提體氣體供給的安全性的氣體供給設備異常檢測裝置。
即，本發明的第一目的是提供一種在檢查出壓力調整器的停用壓調整能力為異常時，轉而進行氣體供給配管部分的氣體洩漏檢查，並能夠長時間地監視微量氣體洩漏的氣體供給設備異常檢測裝置。
而且，本發明的第二個目的是提供一種為了判斷氣體在某流量以上流動的狀態下是否應把壓力調整在所定的壓力範圍內，通過與在氣體流量多時較低的調整壓範圍的值，或與在流量較少的情況下較高的調整壓範圍的值比較，更合適地檢測壓力調整器的調整壓異常的氣體供給設備異常檢測裝置。
圖1是現有技術的檢查氣體供給設備安全性時的方框結構圖。
圖2是現有技術的氣體供給設備異常檢測裝置的方框結構圖。
圖3是本發明的實施例1的氣體供給設備異常檢測裝置的功能方框結構圖。
圖4是說明上述的氣體供給設備異常檢測裝置動作的流程圖。
圖5a是上述裝置的氣壓變化特性圖(無氣體洩漏的情況)。
圖5b是上述裝置的氣壓變化特性圖(有氣體洩漏的情況)。
圖6是本發明的實施例2的氣體壓力異常監視裝置的控制方框圖。
圖7是上述裝置的氣體不使用時的壓力變化特性圖。
圖8是上述裝置從氣體不使用轉換成使用時的壓力變化特性圖。
圖9是上述裝置的氣體壓力變化量和氣體壓力回復時間的相關圖。
圖10是本發明的實施例3的氣體供給設備異常檢測裝置的控制方框圖。
圖11是上述裝置的壓力變化特性圖。
圖12是上述裝置的環境溫度變化特性圖。
圖13是上述裝置的壓力變化特性圖。
圖14是上述裝置的環境溫度變化特性圖。
圖15是本發明實施例4的氣體供給設備異常檢測裝置的控制方框圖。
圖16是本發明實施例5的氣體供給設備異常檢測裝置的控制方框圖。
圖17是上述裝置的壓力變化特性圖。
圖18是上述裝置的氣體流量變化特性圖。
圖19是本發明實施例6的氣體壓力異常監視裝置的控制方框圖。
圖20是上述裝置的通常時的壓力變化特性圖。
圖21是上述裝置的氣體再液化時的壓力變化特性圖。
圖22是本發明實施例7的氣體壓力異常監視裝置的控制方框圖。
圖23是一天的各時刻和環境溫度的關係圖。
圖24是上述裝置的溫度差(△Pa)和氣體液化量(QG)的關係圖。
本發明是有關檢測氣體壓力調整器的異常以及氣體供給配管的氣體洩漏的氣體供給設備異常檢測裝置。
下面，根據
本發明的一個實施例。
實施例1圖3中，本發明的氣體供給設備異常檢測裝置14是內藏在燃氣表中的，由檢測氣體供給設備的壓力調整器3的下遊側的氣體供給設備的氣壓的壓力傳感器8，和檢測流入氣體供給設備的氣體流量的流量檢測機構9，和接受來自前述的流量檢測機構9的停止使用氣體的信號並動作的第1計時機構10，和同時存儲停止使用氣體時的前述壓力傳感器8的信號的停用壓存儲機構11，和根據上述第1計時機構10的信號在所定的計時內將上述壓力傳感器8的信號與保持在上述停用壓存儲機構內的值比較的氣體壓力比較機構12構成。另外，13是發生異常時輸出警報的輸出機構。
而且，氣體供給設備異常檢測裝置14具有將停用壓存儲機構11中保持的值與所定的第1壓力值進行比較的停用壓異常制斷機構15。
在上述結構中，根據圖4的流程圖說明動作。
步驟1使正使用的燃氣具停止時，流量檢測機構9檢測氣體停止使用，停用壓存儲機構11接受該檢測信號並存儲停止使用氣體時的壓力傳感器8的檢測值Pi。
步驟2停用壓異常判斷機構15將停用壓存儲機構11中保持的值Pi與所定的第1壓力值(該值是停用壓異常判斷機構15予先保持的停用壓異常判斷值)比較，在高於該值時判斷為停用壓異常，使輸出機構13動作並輸出報警信號。
步驟3如果這樣地判斷停用壓異常，就可知道壓力調整器的調整能力為異常狀態。然而，即使判斷出停用壓異常，想必也不會立即導至氣體爆炸等的危險，不過若不迅速修理、更換壓力調整器，則此時就要考慮氣體供給設備出現氣體洩漏的問題。
第1計時機構10接受上述氣體使用停止的檢測信號並開始計時。上述第1計時機構10在計時開始以後所定計時內(Ts例如每隔30分)發出信號，而氣壓比較機構12接受該信號，並將壓力傳感器8的信號與停用壓存儲機構11內保持的值Pi比較。由此，如果，該差(△P)繼續保持在所定值(Ps)以下時，就判斷氣體洩漏異常並使輸出機構13動作。
即，在每一天的過程中，因日照而引起氣體供給設備內的溫度上升，氣體不洩漏的情況下，溫度上升的同時氣體的壓力也要上升。但是，某期間中(例如數日)，沒有觀察到在氣體流量停止狀態的氣壓上升時，在氣體供給設備(特別是在燃氣表4的上遊側)中，就可判斷出有可能發生氣體洩漏，然後發出警報。
用圖5a，5b來說明其動作。圖中橫軸表示經過的時間，縱軸表示氣壓的變化。
〈無氣體洩漏的場合〉使用氣體前，即，在無氣體流量狀態時壓力為P1，在時間t1，一開始使用氣體，壓力就為P2。在流過相同氣體流量期間，壓力調整器動作，並大致維持相同的壓力P2。在時間t2，一停止使用氣體，壓力就開始恢復。此時的壓力為停用壓，然後，在氣體供給設備沒有發生洩漏的情況下，隨著環境溫度上升氣體供給設備內的溫度也上升，因而氣壓也上升。如圖5a所示，在由第1計時機構計時開始以後所定的計時內(Ts例如每隔30分)，氣壓比較機構12將壓力傳感器8的信號與停用壓存儲機構11保持的值Pi進行比較。而且，如果該差值(△P)變為高於所定值(Ps)，則判斷出無氣體洩漏，結束正常的檢查。
〈有氣體洩漏場合〉使用氣體前，即，在無氣體流量狀態，壓力為P1，在時間t1，一開始使用氣體，壓力就為P2。同樣，在流過相同氣體流量期間，壓力調整器動作，並大致維持相同的壓力P2。在時間t2，一停止使用氣體壓力就開始恢復。此時的壓力為停用壓，然後，在氣體供給設備發生洩漏的情況下，成如圖5b所示。隨著環境溫度上升氣體供給設備內的溫度也上升，但是，氣體壓力因氣體洩漏而沒有上升。在由第1計時機構10計時開始以後所定的計時內(Ts例如每隔30分)，氣壓比較機構12將壓力傳感器8的信號與停用壓存儲機構11保持的值Pi進行比較。而且，由於該差值低於所定值(Ps)，則判斷有可能出現氣體洩漏，結束檢查。以後在不使用氣體時，再次觀察是否發生壓力上升，在一定時期以後(如數天)仍無觀察到壓力上升，則可斷定發生了氣體洩漏，通過輸出機構13報知有氣體洩漏。
由此，在時間t2，停止使用氣體時的壓力超過第1壓力值，表示壓力調整器3處於異常，但在本發明的實施例中，結果也使氣壓比較機構12動作並監視著氣體洩漏。
此處，第1計時機構10在不使用氣體時，即，在流量檢測機構9沒有檢測出使用氣體時，則繼續計時，如前所述，在所定計時內發出信號。另外，在第1計時機構10動作時，氣壓比較機構12也動作。而且，有時在氣體流量停止時，觀察不到氣體壓力上升，這時應考慮是由於氣候等原因導至日照不足而使溫度上升得不多，從而就觀察不出氣壓上升。
這樣，根據本發明的氣體供給設備異常檢測裝置14，即使用停用壓異常判斷機構15判斷出異常，由於按照第1計時機構10的信號在所定的計時內使氣壓比較機構12動作，所以能夠分別地檢測出氣體供給設備內的氣體洩漏和停用壓異常，即，壓力調整器異常。
還有，在本實施例中，由報知異常發生的報警機構記載下來，而輸出機構通過電話線，向LP氣體銷售店等的氣體供給者等通報，並切斷氣體通路這樣的方式也具有同樣的效果。
還有，在本發明中，雖然壓力傳感器8和流量檢測機構9是連接在燃氣表4的內部，不過連接在燃氣表4的外部也具有同樣的效果。
實施例2以下參照圖6-圖9說明實施例2。另外，與上述實施例1相同的部分給以相同符號予以說明。
圖6是實施例2的氣體壓力異常檢測裝置的控制方框圖。在該圖中，本發明的氣體壓力異常檢測裝置16是內藏在燃氣表4中。17，18，19是不同消耗量的燃氣具;20是計測實行時間存儲機構，該機構根據氣壓比較機構12的壓力傳感器8的壓力檢測信號，對應於氣體使用前的壓力值和氣體使用中的壓力值之差，存儲氣體使用停止後的停用壓力值的檢測延遲時間;21是第2計時機構，該機構從計測實行時間存儲機構20輸入壓力計測延遲時間，並對壓力計測延遲時間進行計時的時候，向停用壓存儲機構11輸出壓力計測延遲經過信號。
氣壓比較機構12輸入壓力傳感器8的壓力檢測信號和流量檢測機構9的氣體流量判斷信號，然後如下地進行氣體壓力正常·異常判斷。
圖7是各時刻壓力傳感器8的壓力檢測信號。壓力檢測信號由輸出與氣體壓力成比例的模似輸出信號構成。
〈不使用氣體時的壓力變動檢查(氣體洩漏檢查)〉如圖7所示，在T＝T1-T2的不使用氣體時，因日光照射氣體配管，環境溫度變化等原因使氣體壓力上升(停用氣體的壓力上升若根據波義耳-查理定律，為365[Pa/℃])的話，氣體配管及燃氣表4無氣體洩漏。
此時，根據燃氣具的使用頻率，壓力上升量會有偏差，因為使用頻率高時壓力上升量就少，所以有必要更確切地檢測有無壓力上升。圖8表示了氣體從不使用到使用，再到不使用時的氣體壓力變化特性。
在T＝T3-T4的氣體使用時，由於燃氣具17，18，19的燃燒量的大小不同，氣體壓力變化量(開始使用氣體時的壓力下降量△P2＝P-P2，△P3＝P1-P3，△P4＝P1-P4)也不同，氣壓恢復時間△TR(△TR4＝T5-T4，△TR3＝T6-T4，△TR2＝T7-T4;T5，T6，T7都表示停止使用氣體後，幾乎恢復到氣體使用前的氣體壓力值的時刻)也不同。如圖9所示，氣體壓力變化量與氣體壓力恢復時間有一定的關係(一般來說氣體壓力變化量大一些，而氣體壓力恢復時間短一些)。從而，根據氣體使用前的壓力值和氣體使用中的壓力值之差壓，通過圖9可求得氣體使用停止後的停用壓力值的壓力計測延遲時間(Tc)，正當氣體壓力充分恢復到氣體使用前的值時，就可檢測出氣體停用壓，並存儲在停用壓存儲機構11內。由此，根據該初期氣體停用壓，每隔一定的時間內計測氣體停用壓，通過將兩個停用壓相比較，如果在一定時期中所定的壓力有上升，則判斷出氣體供給設備無洩漏。因此，可正確地進行因燃氣具停止後的外部溫度上升而引起的壓力變化量的監視。
另外，在本實施例中，壓力計測延遲時間(Tc)，對應於氣體使用前的壓力值和氣體使用中的壓力值的壓差，可通過圖9求得氣體使用停止後停用壓力值的壓力計測延遲時間(Tc)，不過，利用與氣體使用前的壓力值和氣體使用中的壓力值的壓差有比例關係的使用時的氣體流量，也可以求得上述的延遲時間，兩者具有相同的效果。
實施例3以下，參照附圖10-14說明實施例3。另外，與上述實施例相同部分給以同一符號予以說明。
圖10是實施例3的氣體壓力異常檢測裝置的控制方框圖。在該圖中氣體供給設備異常檢測裝置22內藏在燃氣表4內。23是在氣體使用停止以後輸出第1設定時間的每個計時信號的第3計時機構，24是輸入第3計時機構23的計時信號並在停用壓存儲機構11中作為停用壓基準值而更新的第1停用壓基準值更新機構。
氣體壓力比較機構12輸入壓力傳感器8的壓力信號和流量檢測機構9的氣體流量信號，然後如下述那樣地進行氣體壓力正常·異常方斷。
圖11是在各時刻(T)的壓力傳感器8的壓力檢測信號(P)。壓力檢測信號是由輸出與氣體壓力成比例的模擬輸出信號構成。圖12是在各時間(Ta)的環境溫度(T)。氣體配管內的氣體溫度近似於環境溫度(Ta)。
〈氣體不使用時的壓力變化檢查(氣體洩漏檢查)〉
如圖11所示，在T＝T1-T2-T3的氣體不使用時，因射向氣體配管的陽光和環境變化等原因會導致氣體壓力上升(停用氣體的壓力於升，若根據波義爾-查理定律;為365[Pa/℃])。此時氣體配管內的溫度幾乎是與圖12所示的環境溫度相同，從6∶00時候上升，一直到14∶00都呈上升趨勢。此時氣壓比較機構12在T＝T1-T2的氣體不使用時的氣體壓力上升時，將停用壓存儲機構11內存儲的T＝T1的初期停用壓力值與第1計時機構10的所定時間(15-30分)內檢測的氣體停用壓力值比較，由於確認停用壓力值上升，就可判斷出氣體供給設備的壓力調整器3、氣體配管、燃氣表4和消耗燃氣的燃氣具5等無氣體洩漏。
此時，初期停用壓力值會如圖11的A、B那樣地，根據壓力調整器3的特性(溫度特性，時效變化等)發生偏離。但時，如圖12所示地，環境溫度Ta在一天中達到一定量以上的場合和在受到日照等影響的場所有氣體供給設備的場合，由於壓力明顯地上升，不管初期停用壓力值A、B中的哪個，在T＝T2的附近，因為超過了所定壓力上升水平(△Ps)，可判斷出氣體供給設備等沒有發生氣體洩漏。
然而，在環境溫度Ta在氣候不好，多雲和雨天等的情況下，必然不會有較大的壓力上升。另外，氣體停止使用時也會有環境溫度等下降傾向的情況。
如圖13，14所示，在T＝T4-T5-T6-T7的不使用氣體時，在停止使用時氣體配管不受日光照射，環境溫度不上升，但一定時間之後，由於環境溫度上升會有發生氣體壓力上升的情況。此時，氣體配管內的溫度如圖14所示的那樣，從氣體停止使用時環境溫度下降，之後從T＝T5時環境溫度具有上升趨勢。此間，氣壓比較機構12在T＝T4-T7的氣體不使用時的氣體壓力上升的時候，就會將停用壓存儲機構11內存儲的在T＝T4的初期停用壓力值與由第1計時機構10的每所定時間(15-30分)檢測的氣體停用壓力值進行比較，此時，初期停用壓力值如圖13的C、D那樣，由於壓力調整器3的停用壓特性(溫度特性，時效變化等)，會與圖11同樣地發生偏離。此處，初期停用壓力值無論在低(C)的場合或在高(D)的場合，從該初期停用壓力值因環境溫度下降及氣體配管內的氣體收縮到所定的壓力水平(壓力調整器的調整壓PK)，由於壓力調整器的調節特性，停用壓力值就下降。
第1停用壓基準值更新機構24，從第3計時機構23輸入第1設定時間的每個計時信號，因為把氣體不使用時的氣體停用壓作為停用壓基準值而更新在停用壓存儲機構11中，在T＝T5時，初期停壓力值被更新為停用壓力值(PK)。
之後，在T＝T6時，由於超過了所定壓力上升判斷水平(△PS)(圖13的F點)，此時可判斷出氣體供給設備無氣體洩漏。
另外，在T＝T4-T5-T6-T7的不使用氣體時，在氣體配管受到日照，環境溫度上升的情況下，雖然環境溫度上升，若氣體壓力並不上升，氣壓比較機構12則可判斷氣體供給設備(壓力調整器3，燃氣表4，氣體配管等)有洩漏。這樣的狀況在所定期間繼續時，氣壓比較機構12確定氣體供給設備(壓力調整器3，燃氣表4，氣體配管等)有洩漏，作為輸出機構13通過電話線接口(圖中未示)，用電話線通知氣體供給者等。
而且，氣壓比較機構12也可由微處理機控制的編程邏輯電路來實現，由數字電路來實現也具有同樣的效果這是不言而喻的。
實施例4以下參照附圖15說明實施例4。另外，與實施例1相同的部分給以同一符號予以說明。
圖15是實施例4的氣體壓力異常檢測裝置的控制方框圖。在該圖中，氣體供給設備異常檢測裝置25是內藏在燃氣表4內的。
26是輸入氣體停止使用時的壓力傳感器8的測定壓力信號和停用壓基準值並輸出比較判斷的比較結果信號的比較機構。27是輸入比較機構26的比較結果信號，在氣體停止使用以後的壓力傳感器8測定的壓力信號比已經存儲的停用壓基準值低時，將其作為停用壓力準值更新在停用壓存儲裝置11中的第2停用壓基準值更新機構。
以下，與實施例3相同，根據圖13，14來說明。
〈不使用氣體時的壓力變化檢查(氣體洩漏檢查)〉如圖13，14所示，在T＝T4-T5-T6-T7不使用氣體時，在停止使用時氣體配管不受日光照射，環境溫度不上升，一定時間之後，由於環境溫度上升會有發生氣體壓力上升的情況。此時，氣體配管內的溫度如圖14所示的那樣，從氣體停止使用時環境溫度下降，之後從T＝T5時環境溫度具有上升趨勢。此間，比較機構26在T＝T4-T7的氣體不使用時的氣體壓力上升的時候，就會將停用壓存儲機構11內存儲的T＝T4的初期停用壓力值與由壓力傳感器8檢測的氣體停用壓力值進行比較，此時，初期停用壓力值如圖13的C、D那樣，由於壓力調整器3的停用壓特性(溫度特性，時效變化等)，會與圖11同樣地發生偏離。此處，初期停用壓力值無論在低(C)的場合或在高(D)的場合，從該初期停用壓力值因環境溫度下降和氣體配管內的氣體收縮到所定的壓力水平(壓力調整器的調整壓PK)，由於壓力調整器的調節特性，停用壓力值就下降。
比較機構26在不使用氣體時的氣體停用壓低於初期停用壓力值時，向第2閉塞壓基準值而更新機構輸出該結果的信號。停用壓基準值更新機構27因為把此時由壓力傳感器8檢測的氣體停用壓力值作為氣體停用壓基準值而更新在停用壓存儲機11中，因此，在T＝T5時，初期停用壓力值被更新為停用壓力值(PK)。
以下，進行與實施例3同樣的動作。
實施例5下面，參照圖16-20說明實施例5。另外與實施例1相同的部分給以相同的符號予以說明。
圖16是實施例5的氣體異常檢測裝置的控制方框圖。在該圖中，氣體供給設備異常檢測裝置28是內藏在燃氣表4內的。
29是氣壓比較機構，該機構輸入壓力傳感器8的測定壓力信號和流量檢測機構的氣體流量信號，在氣體使用流量最少時，比較壓力傳感器8的測定壓力信號與所定的第1氣體供給壓力異常判斷值(氣體壓力異常判斷上限值)，進行氣體供給設備的供給壓力異常判斷。
另外，29在氣體流量為最大時，將壓力傳感器8測出的壓力信號與所定的第2氣體供給壓力異常判斷值(氣體壓力異常判斷下限值)作比較，然後，進行氣體供給設備的供給壓力異常判斷。
而且，氣體壓力比較機構29是這樣地構成的，在檢測氣體供給設備異常時，通過輸出機構13利用電話線路向氣體供給者等(圖中未示)通報氣體供給設備異常。
氣體壓力比較29輸入壓力傳感器8檢測的壓力檢測信號和流量檢測機構9的氣體流量信號，並以下面的方式進行供給設備的正常·異常判斷。
圖17是在各時刻(T)的壓力傳感器8測定的壓力信號(P)。壓力檢測信號是由輸出與氣體壓力成比例的模似輸出信號構成的。
圖18是在各時刻(T)時流量檢測機構9的氣體流量信號(Q)。
〈氣體使用時的壓力變化檢查(供給壓力檢查)〉如圖17，18所示，在T＝T-T6的使用氣體時，主要由於壓力調整器3的壓力調整特性，對應於氣體流量，氣體供給壓力，即壓力傳感器8的測定壓力信號發生變化，流量越多則測定壓力信號就下降，流量越少則測定壓力信號具有上升的趨勢。
在T＝T1時，開始使用氣體流量為Q1的燃氣具，在T＝T2時使用別的燃氣具後氣體流量變為Q2。以下同樣地，在T＝T3時為Q3，T＝T4時為Q4，T＝T5時為Q5，T＝T6時停止使用氣體。此時，氣壓比較機構29輸入流量檢測機構9的氣體流量信號，作為氣體使用流量的比較基準，在T＝T1的氣體使用開始點，輸入壓力傳感器8的壓力檢測信號。
之後，在T＝T2、T3時氣體使用流量變化為Q2、Q3，因為它們比開始使用時的流量要多，氣壓比較機構29，判斷是否低於由壓力傳感器8的信號決定的氣體供給壓力值的規定下限(例如2300(Pa))。
另外，在T＝T4時，氣體使用流量減少，因為流量Q4比最大流量Q3少，氣體使用比較機構29判斷由壓力傳感器8檢測的壓力值是否超過了氣體供給壓力值的規定上限(例如3300(Pa))。
然而，在T＝T1-T6的氣體使用時的T＝T1-T2-T3的時間內，判斷是否低於由壓力傳感器8決定的氣體供給壓力值的規定下限(例如2300(Pa))，還有在T＝T1-T2和T＝T4-T5的時間內，判斷是否超過了氣體供給壓力值的規定上限(例如3300(Pa))。
即，比較判斷壓力傳感器8的測定壓力信號使其在氣體供給期間成最高時與氣體供給壓力值的規定上限值作比較判斷和成最低時與氣體供給壓力值的規定下限值作比較判斷。
相對於該測定的壓力信號在氣體供給期間成最高的T＝T1-T2和T＝T4-T5的時間內，氣壓比較機構29監視氣體供給壓力，判斷是否超過了氣體供給壓力值的規定上限(例如3300(Pa)，如果超過規定上限(3300(Pa))，則判斷氣體供給設備的調整壓力異常，通過輸出機構13利用電話線通知氣體供給者等(圖中未示)出現異常。
相對於該測定的壓力信號在氣體供給期間成最低的T＝T1-T2-T3-T4的時間內，氣壓比較機構29監視氣體供給壓力，判斷是否低於了氣體供給壓力值的規定下限(例如2300(Pa)，如果低於規定下限(2300(Pa))，則判斷氣體供給設備的調整壓力異常，通過輸機構13利用電話線通知氣體供給者等(圖中未示)出現異常。
氣體供給壓力在整個供氣期間成最低的氣體流量使用時，或者成最高的氣體使用流量時監視氣體供給壓力，因為對是否超過氣體供給壓力值的規定的上下限作大小比較判斷，所以能夠在最合適的定時內檢查氣體供給設備的調整壓力異常，因此能正確，高可靠性地監視氣體供給設備的異常。
實施例6以下，參照圖19到21說明實施例6。另外，與述實施例5相同的部分以相同的符號予以說明。
圖19是實施例6的氣體壓力異常檢測裝置的控制方框圖。在該圖中，氣體供給設備異常檢測裝置30是內藏在燃氣表4中。
31是檢測與流體溫度有關的溫度的熱敏電阻等的溫度檢測機構，32是計算與氣體使用開始時的溫度檢測機構31檢測的溫度檢測值對應的壓力計測延遲時間的第4計時機構。33是氣壓比較機構，該機構在從開始使用氣體時由第4計時機構32計測的延遲時間後，將氣體使用流量最大時的壓力傳感器8的測定壓力信號與所定的第1氣體供給壓力異常判斷值作比較，或者將氣體使用流量為最少時的壓力傳感器8的測定壓力信號與所定的第2氣體供給壓力異常判斷值作比較，對氣體供給設備的異常進行判斷。
圖20及圖21是氣體使用開始時壓力傳感器8的壓力檢測信號。壓力檢測信號是這樣構成的，其輸出與氣體壓力成比例的模似輸出信號。
圖20是通常時(繼續地使用氣體時，即，氣瓶和壓調整器之間的高壓氣體配管中液化的氣體無滯留時)的氣體使用開始時的壓力檢測信號，圖21是氣體配管中液化的氣體再液化時(不長時間使用氣體時，和因一天內的氣溫變化而使氣體供給設備的溫度發生變化時，即，氣瓶1和壓力調整器3之間的高壓氣體配管中液化的氣體滯留時，所謂再液化時)的氣體使用開始時的壓力檢測信號。
圖20，21中，T＝T0-T1是氣體不使用時的壓力檢測信號，T＝T1-是氣體使用時的壓力檢測信號。
如圖20所示，在通常時，氣體使用開始後壓力立即(1-2秒以內)穩定在壓力調整器的調整壓範圍(大概為2300(Pa)-3300(Pa))內。
如圖21所示，在氣體配管內的氣體再液化時，氣體使用開始後，壓力不會立即穩定，例如需要經過數秒至十幾秒，才能穩定在壓力調整器的調整壓範圍內。這樣，氣瓶1內的液化氣體一旦以氣態被送入與壓力調整器3之間的高壓氣體配管中，但不長期使用氣體時和因一天的氣溫變化而使氣體供給設備的溫度發生變化時，超過飽和蒸氣壓力的氣體再次液化。該液化的氣體滯留時，一使用燃氣具，液化的氣體就從壓力調整器3輸出時，一邊氣化一邊供給氣體，這是因為壓力調整器3的調整功能不正常地動作。
〈氣體使用開始時的壓力變動檢查〉在圖20，21中，T＝T1的氣體使用開始時，由流量檢測機構9檢測氣體開始使用，將與溫度檢測機構31的溫度檢測值的對應時間例如氣溫低的時刻開始使用氣體時的長時間(10秒左右)又氣溫高的時刻開始使用氣體時的短時間(2-3秒左右)，相當於向第4計時機構32消除因氣體配管中液化氣體而引起的壓力不穩定狀態的時間的計測延遲時間(圖21的Td)進行計時並輸出該計時的計時開始信號，同時向氣體比較機構33輸出流量脈衝信號，傳遞開始使用氣體的情報。
氣壓比較機構33一旦由第4計時機構32輸入壓力計測延遲時間經過信號，就開始將壓力傳感器8的壓力檢測信號與所定的氣體調整壓界限值[上限值(3300(Pa)，下限值(2300(Pa))]作比較檢查。
由此，氣壓比較機構33檢測位於上述氣體調整壓界限值以外的壓力值時，例如，僅在用所定的次數確認同種異常時，則可判斷壓力調整器的調整壓力異常，由輸出機構13通過電話線接口利用電話線通知氣體供給者(圖中未表示)。
因而，不會誤檢測地，迅速地，且正確地進行氣體開始使用後的壓力異常檢查。
通常氣體使用停後在恢復到氣體使用前的氣體壓力值時，需要一定的時間，但在氣體配管內的氣體再次發生液化時短時間地使用氣體的時候，由於作為液化氣體壓力調整器的調壓機構的調整彈簧沒有作適當的動作，所以需進一步地增加該恢復時間。
因而，氣體壓力剛好完全恢復到氣體使用前的壓力值時，檢測出氣體壓力(停用壓)，然後，以該初期氣體停用壓為基礎，在每隔一定時間計測氣體停用壓，有必要將兩停用壓作比較。即，如果在一般的信號檢測延遲時間還加上估計的一定時間液化現象的延遲時間(圖21的Td)的時間作為綜合的延遲時間，則可具有正確且高精度地進行監視因燃氣具停止使用後的環境溫度上升等原因導致壓力變動這樣的效果。
實施例7以下，參照附圖22-24說明實施例7。另外，與上述實施例6相同的部分以同一符號給以說明。
圖22是實施例7的氣體壓力異常檢測裝置的控制方框圖。該圖中氣體供給設備異常檢測裝置34是內藏在燃氣表4中。
35是計算對應於由氣體停止使用時的溫度檢測機構31檢測出的溫度檢測值與再開始使用氣體的溫度檢測值之間的溫度偏差值的壓力計測延遲時間的第5計時機構。36是氣壓比較機構，該機構在從氣體使用開始時經過由第5計時機構35計算的計測延遲時間後，將氣體使用流量最大時的壓力傳感器8測定的壓力信號與所定的第1氣體供給壓力異常判斷值作比較，或者，氣體使用流量最少時的壓力傳感器8的測定的壓力信號與所定的第2氣體供給壓力異常判斷值作比較，進行氣體供給設備異常判斷。
圖20及圖21是氣體使用開始時壓力傳感器8的壓力檢測信號。壓力檢測信號是這樣構成的，其輸出與氣體壓力成比例的模似輸出信號。
對上述的結構，說明其動作。
圖23表示環境溫度(Ta)和時間(T)的關係。環境溫度在好天氣的一天中，其變化是這樣的，一般來說早上氣溫最低(Ta(min))，下午時氣溫最高(T(max))。
從而如圖24所示，從最高氣溫(Ta(max))記錄時刻到最低氣溫(Ta(min))的記錄時刻氣體不使用狀態時為最大(△Ta(max))，氣罐和壓力調整器之間的高壓氣體配管中的氣體液化量(Qc)，幾乎與氣體停止使用時的溫度檢測值和再使用氣體時的溫度檢測值之間的溫度偏差值(△Ta)成比例。
因而，在實施例6的圖21中所示的氣體配管內的氣體再液化時，氣體開始使用後氣體壓力穩定所需的必要的時間(Td)根據溫度偏差(△Ta)成比例地決定。
〈氣體開始使用時的壓力變動檢查〉在氣體停止使用時，流量檢測機構9檢測出流量脈衝信號停止，則氣壓比較機構36存儲溫度檢測機構31檢測的溫度檢測值。之後，在實施例6的圖21的T＝T1的氣體開始使用時刻，氣壓比較機構36由流量檢測機構9輸入流量脈衝信號，檢測出開始使用氣體，則輸入由溫度檢測機構31檢測出的溫度檢測值，通過計算，求出與氣體停止使用時存儲的溫度檢測值之間的偏差，把與溫度偏差值成比例的壓力不穩定狀態的消除時間作為計測延遲時間(圖3的Td)設定在第5計時機構35內。第5計時機構35計算出與設定的溫度檢測機構的偏差值成比例的壓力計測延遲時間。氣壓比較機構36一旦由第5計時機構35輸入壓力計測延遲時間經過信號，就開始對壓力傳感器8的壓力檢測信號與所定的氣體調整壓界限值[上限值(3300(Pa)，下限值(2300(Pa))]作比較檢查。
這兒，氣壓比較機構36檢測位於上述氣體調整壓界限值以外的壓力值時，例如，在僅以所定的次數確認同種的異常時，則可判斷壓力調整器的調整壓力異常，通過輸出機構13的電話線接口，利用電話線通知氣體供給者(圖中未示)。
從而，因環境溫度變化等原因，估計出與氣體停止使用時的溫度檢測值和氣體再使用時的溫度檢測值之間的溫度偏差值相對應的再液化量，在充分且以最短時間地避免氣體開始使用時的氣體壓力發生變化的影響的計時內，通過檢測出壓力傳感器檢測的壓力檢測信號，就能夠無誤檢測地，迅速、正確地進行氣體使用時的壓力異常檢查。
進一步地，監視燃氣具停止後的氣體停用壓力，通過檢測因環境溫度上升，日照等原因使氣體停用壓的壓力上升，應用判斷氣體配管有無洩漏，壓力調整器有無異常的停用壓力變化監視裝置的場合也與實施例6同樣地動作，對因燃氣具停止後的環境溫度上升等導致的壓力變化的監視也能正確且高精度地進行。
還有在本實施例中，壓力計測延遲時間(Td)，雖然作為與溫度偏差(△Ta)成比例的時間通過計算求得，不過考慮地區性和氣候情況，應加減修正時間，觀測開始使用時的壓力檢測信號，結合實際情況進行學習或變更也具有同樣的效果。
根據如上所述的本發明的氣體供給設備異常檢測裝置，可以得到下面的效果。
(1)即使在判斷停用壓異常的場合下，使於第1計時機構信號對應的氣壓比較機構工作，由於將壓力傳感器的信號與保持在停用壓存儲機構內的壓力值比較，就能夠分別地檢測出燃氣表上遊側的氣體洩漏和停用壓異常，即，壓力調整器異常。
(2)考慮到燃氣具的氣體消耗量的大小和壓力調整器的動作特性而正確地計測氣體停使用時的停用壓的取入值，通過監視到下次使用氣體時氣體停用壓力變化量，就有可能在不使用氣體時，即，氣體停用時檢測出氣體配管的洩漏或壓力調整器的異常。
(3)因壓力調整器的停用時的停用壓特性的偏差，即使檢測出初期的停用壓力值異常地高的情況下，通過更新停用壓基準值，通常就能確保檢測出以後的因環境溫度，日光等使氣體供給設備內的氣體溫度上升而導致有無壓力上升，能實現無誤檢測、誤動作、高可靠性的氣體供給設備的異常(氣體漏洩、壓力調整器異常等)監視。
(4)氣體供給壓力在整個供氣期間成最高的供氣量時或成最低的供氣量時，由於監視氣體供給壓力，並對氣體供給壓力有無超過規定的上下限作了大小比較判斷，所以在最合適的計時內能檢查出氣體體給設備的調整壓力異常，能正確地，高信賴度地監視氣體供給設備異常。
(5)因環境溫度變化等，對於氣體配管內的再液化現象，在避免開始使用氣體時的氣體壓力變化發生影響的計時內通過檢測壓力傳壓器的檢測信號，就能夠無誤檢測地，正確地進行氣體開始使用以後的壓力異常檢查，能夠檢查壓力調整器的調整壓異常。
(6)因環境溫度變化等，對應於氣體停止使用時的溫度檢測值和再開始使用氣體時的溫度檢測值之間的溫度偏差值，估計出再液化量，在充分且最短時間避免開始使用氣體時的氣體壓力變化發生影響的計時內通過檢測壓力傳感器的壓力檢測信號，就能夠無誤檢測。迅速、正確地進行氣體使用時的壓力異常檢查，能夠檢查壓力調整器的調整壓異常。
權利要求
1.一種氣體供給設備異常檢測裝置，該裝置由壓力傳感器，流量檢測機構，第1計時機構，停用壓存儲機構，氣壓比較機構及輸出機構構成；其中，壓力傳感器檢測設置在氣體壓力調整器下遊側的氣體供給設備的氣壓，流量檢測機構檢測流過上述氣體供給設備的氣體流量，第1計時裝置在氣體停止使用的場合下接受上述流量檢測機構的信號而動作，停用壓存儲機構存儲上述壓力傳感器的信號，氣壓比較裝置機構有一個根據第1計時機構的信號將上述停用壓存儲裝置內保持的壓力值與所定的第1壓力值作比較的停用壓異常判斷機構，且在上述停用壓異常判斷機構判斷出異常的情況下，根據上述第1計時機構的信號將上述壓力傳感器的信號與上述停用壓存儲機構內保持的停用基準值作比較，輸出裝置根據上述氣壓比較裝置的比較判斷信號發出異常警報，異常通知，異常顯示，氣體通路中斷的其中至少一個指示信號。
2.根據權利要求1所述的氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置還具有存儲對應於氣體使用前和使用時的氣體壓力差的氣體停止使用時的壓力計測延遲時間的計測實行時間存儲機構，和從上述計測實行時間存儲機構輸入壓力計測延遲時間並在計算上述壓力計測延遲時間時向上述停用壓存儲機構輸出壓力計測延遲經過信號的第2計時機構。
3.根據權利要求1所述的氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置還具有在停止使用氣體以後輸出第1設定時間的每一計時信號的第3計機構和從上述第3計時機構輸入計時信號並作為停用壓基準值而在上述停用壓存儲機構內更新的第1停用壓基準值更新機構。
4.根據權利要求1所述的氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置還具有輸入氣體停止使用以後的上述壓力傳感器的測定壓力信號和上述停用壓基準值並輸出比較判斷的比輸結果信號的比較機構，和輸入上述比較結果信號，在氣體停止使用以後的上述壓力傳感器的測定壓力信號比已經存儲的停用壓基準值低時，將其作為停用壓基準值而在上述停用壓存儲機構內更新的第2停用壓基準值更新機構。
5.一種氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置由壓力傳感器，流量檢測機構，氣壓比較機構及輸出機構構成，壓力傳感器檢測在氣體壓力調整器下遊側設置的氣體供給設備的氣壓，流量檢測機構檢測流入上述氣體供給設備的氣體流量，氣壓比較機構輸入上述壓力傳感器的測定的壓力信號和上述流量檢測機構的氣體流量信號後，將氣體使用流量為最大時的上述壓力傳感器測定的壓力信號與予先決定的第1氣體供給壓力異常判斷值作比較，或者，將在氣體使用流量為最少時的上述壓力傳感器的測定的壓力信號與予先決定的第2氣體供給壓力異常判斷值作比較，至少對一個氣體供給設備的異常作判斷，輸出機構根據上述氣壓比較機構的比較判斷信號發出異常警報，異常通知，異常顯示，氣體通路中斷的其中的至少一個指示信號。
6.一種氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置具有檢測與氣流溫度相關的溫度的溫度檢測機構，和計算與由上述溫度檢測機構在開始使用氣體時檢測出的溫度檢測值相對應的壓力計測延遲時間的第4計時機構，和權利要求5所述的氣壓比較機構，該機構從開始使用氣體時由上述第4計時機構決定的與氣體停用經過時間成比例的計測延遲時間經過後，將氣體使用流量為最大時的上述壓力傳感器測定的壓力信號與予先決定的第1氣體供給壓力異常判斷值作比較，或者，在氣體使用流量為最少時的壓力傳感器的測定的壓力信號與予先決定的第2氣體供給壓力異常判斷值作比較，對氣體供給設備的異常進行。
7.一種氣體供給設備異常檢測裝置，其特徵在於該裝置具有檢測與氣流溫度相關的溫度的溫度檢測機構，和計算與在氣體停止使用時由上述溫度檢測機構檢測的溫度值和再開始使用氣體時的溫度檢測值之間的溫度偏差值相對應的壓力計測延遲時的第5計時機構，和權利要求5所述的氣壓比較機構，該機構從開始使用氣體時由上述第5計時機構決定的與氣體停用以過時間成比例的計測延遲時間經過後，將氣體使用流量為最大時的上述壓力傳感器測定的壓力信號與予先決定的第1氣體供給壓力異常判斷值作比較，或者，在氣體使用流量為最少時的壓力傳感器的測定的壓力信號與予先決定的第2氣體供給壓力異常判斷值作比較，對氣體供給設備的異常進行判斷。
8.一種氣體供給設備異常檢測裝置的檢測方法，其中該檢測裝置由壓力傳感器，流量檢測機構，第1計時機構，停用壓存儲機構，氣壓比較機構和輸出機構構成，壓力傳感器檢測設置在氣體壓力調整器下遊側的氣體供給設備的氣壓，流量檢測機構檢測流過上述氣體供給設備的氣體流量，第1計時機構在氣體停止使用的場合下接受上述流量檢測機構的信號而動作，停用壓存儲裝置存儲停止使用氣體時的上述壓力傳感器的信號，氣壓比較裝置根據上述第1計時機構的信號將上述壓力傳感器的信號與上述停用壓存儲機構內保持的停用壓基準值作比較，輸出機構根據上述氣壓比較機構的比較信號在判斷供給設備異常時發出異常警報，異常通知，異常顯示，氣體通路中斷的其中至少一個信號，供給設備異常檢測方法由下述步驟組成;(1)根據上述流量檢測機構判斷氣體的使用流量，在氣體使用停止時進入(2)的步驟，(2)接受上述流量檢測機構的信號並將氣體使用停止時的上述壓力傳感器的壓力檢測信號與所定的第1壓力值進行比較，比第1壓力值大時判斷停用壓異常，由上述輸出機構輸出停用壓發生異常，(3)即使由上述步驟(2)判斷異常，在氣體使用停止時將隨著時間經過的上述壓力傳感器的壓力檢測信號的壓力上升值和所定的壓力上升判斷值作比較，在不超過所定期間上述壓力上升判斷值狀態繼續時，判斷氣體供給設備的氣體洩漏異常，由上述輸出機構輸出氣體發生洩漏異常的信號。
全文摘要
本發明提供一種在判斷出壓力調整器的停用壓調整能力為異常時，轉而對氣體供給配管的氣體洩漏進行檢查，能夠長時間地監視微量氣體洩漏的氣體供給設備異常檢測裝置。另外還提供了一種為了判斷在有一定的氣流量流過的狀態下是否在所定的壓力範圍調壓，並與在氣流量多的情況下的調整壓範圍的低值和在流量少的情況下調整壓範圍的高值作比較，從而能夠更適當地檢測壓力調整器的調整壓異常的氣體供給設備的異常檢測裝置。
文檔編號F23N5/24GK1093464SQ9311961
公開日1994年10月12日 申請日期1993年10月5日 優先權日1992年10月5日
發明者宮內伸二, 中根伸一, 淺野一高, 堀池良雄, 坪井誠 申請人:松下電器產業株式會社