特許 6965019 圧力調整器の劣化判断装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6965019

(24)【登録日】2021年10月22日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】圧力調整器の劣化判断装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 16/20 20060101AFI20211028BHJP

   G01F 3/22 20060101ALI20211028BHJP

   G01F 1/00 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   G05D16/20 J

   G01F3/22 Z

   G01F1/00 G

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-93658(P2017-93658)

(22)【出願日】2017年5月10日

(65)【公開番号】特開2018-190267(P2018-190267A)

(43)【公開日】2018年11月29日

【審査請求日】2020年4月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】501418498

【氏名又は名称】矢崎エナジーシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145908

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 信雄

(74)【代理人】

【識別番号】100136711

【弁理士】

【氏名又は名称】益頭 正一

(72)【発明者】

【氏名】東 一裕

【審査官】 影山 直洋

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１５３５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２２３２１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４５２５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １６／２０

Ｇ０１Ｆ ３／２２

Ｇ０１Ｆ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧力調整器の劣化を判断する圧力調整器の劣化判断装置であって、
前記圧力調整器の下流側に接続される流路と、
前記流路におけるガス圧力を検出する圧力検出手段と、
圧力調整器の劣化を判断する劣化判断手段と、を備え、
前記劣化判断手段は、
ガス流量が変化してから第１所定時間後に前記圧力検出手段により検出された調整圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第１機能と、
所定流量以下のガス器具が第２所定時間以上使用され、その後、ガスの使用が停止されたときに前記圧力検出手段により検出された閉塞圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第２機能と、
前記圧力検出手段により検出された圧力の変化の傾き、及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、前記第１機能及び前記第２機能よりも早い段階の初期劣化を判断する第３機能と、を有する
ことを特徴とする圧力調整器の劣化判断装置。

【請求項2】

前記流路を流れる燃料ガスの流量を検出する流量検出手段をさらに備え、
前記劣化判断手段は、前記第３機能において、前記流量検出手段からの信号に基づいて燃料ガスの流量変化が検出された場合、当該流量変化が検出される前よりも、前記圧力検出手段による計測間隔を短くする
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整器の劣化判断装置。

【請求項3】

前記劣化判断手段は、前記第３機能において、前記流量検出手段により検出された燃料ガスの流量がゼロを超える状態から所定％以上の流量の増加、及び、燃料ガスの流量がゼロを超える範囲内での所定％以上の流量の減少の少なくとも一方があった場合における前記測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断する
ことを特徴とする請求項２に記載の圧力調整器の劣化判断装置。

【請求項4】

圧力調整器の劣化を判断する圧力調整器の劣化判断方法であって、
前記圧力調整器の下流側に接続される流路におけるガス圧力を検出する圧力検出工程と、
圧力調整器の劣化を判断する劣化判断工程と、を備え、
前記劣化判断工程は、
ガス流量が変化してから第１所定時間後に検出された調整圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第１工程と、
所定流量以下のガス器具が第２所定時間以上使用され、その後、ガスの使用が停止されたときに検出された閉塞圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第２工程と、
検出された圧力の変化の傾き、及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、前記第１工程及び前記第２工程よりも早い段階の初期劣化を判断する第３工程と、を有する
ことを特徴とする圧力調整器の劣化判断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧力調整器の劣化判断装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えばＬＰガスボンベからの高圧ガスを元調整器によって一次減圧し、一次減圧された燃料ガスを親調整器及び子調整器によって二次減圧するガス供給システムが提案されている。このようなシステムにおいて、親調整器はメイン流路に設けられ、子調整器は親調整器をバイパスするバイパス流路に設けられている。また、親調整器と子調整器とは設定圧力が異なっており、設定流量未満の燃料ガスは子調整器のみを介してバイパス流路を流れ、設定流量以上の燃料ガスは親調整器及び子調整器の双方を介して双方の流路を流れるようになっている。さらに、バイパス流路には、漏洩検知センサを搭載したマイコンガスメータ等の装置が設けられている。このようなガス供給システムは、下流側に配管亀裂等が生じて微小な漏洩が発生した場合、微少流量がバイパス流路のみを流れることとなり、漏洩検知センサからの信号に基づいて微少漏洩を検知することができる（例えば特許文献１，２参照）。

【0003】

加えて、上記のようなマイコンガスメータ等の装置は、圧力調整器の劣化を判断する機能を有している。例えばマイコンガスメータは、内部の圧力センサによって、圧力調整器の調整圧力値や閉塞圧力値を監視し、正常範囲外になるか否かによって、圧力調整器の劣化を判断する構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平３−４１３００号公報

【特許文献2】特開平５−２９６８７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、特許文献１，２に記載のマイコンガスメータにおいては、例えば正常範囲外となる調整圧力値が、例えば３０日間で１５日以上検出された場合に、圧力調整器の劣化であると判断している。しかし、圧力調整器の可動部等に対して粘度の高い油分が付着したり錆等が発生したりして圧力調整器の動きが鈍くなるような劣化初期においては、上記のような調整圧力値や閉塞圧力値は正常範囲内の値を示すことがある。このため、特許文献１，２に記載のマイコンガスメータにおける圧力調整器の劣化判断手法は劣化初期の判定ができず、劣化判断まで時間が掛かってしまうものである。

【0006】

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、劣化判断までの期間の短縮化を図ることが可能な圧力調整器の劣化判断装置及び方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る圧力調整器の劣化判断装置は、圧力調整器の劣化を判断する圧力調整器の劣化判断装置であって、前記圧力調整器の下流側に接続される流路と、前記流路におけるガス圧力を検出する圧力検出手段と、圧力調整器の劣化を判断する劣化判断手段と、を備え、前記劣化判断手段は、ガス流量が変化してから第１所定時間後に前記圧力検出手段により検出された調整圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第１機能と、所定流量以下のガス器具が第２所定時間以上使用され、その後、ガスの使用が停止されたときに前記圧力検出手段により検出された閉塞圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第２機能と、前記圧力検出手段により検出された圧力の変化の傾き、及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断する第３機能と、を有することを特徴とする。

【0008】

本発明に係る圧力調整器の劣化判断装置によれば、圧力の変化の傾き及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断する。ここで、本件発明者は、劣化初期の圧力調整器について以下の現象を見出した。すなわち、劣化初期の圧力調整器において、最終的な圧力値は正常範囲を示す傾向にあるものの、粘度の高い油分の付着や錆等によって圧力調整器の動きが鈍くなっていることを見出した。このため、圧力の変化の傾きや傾きが所定値以下となるまでの時間に基づき、最終的な圧力値に落ち着くまでの圧力調整器の挙動を観察することで、粘度の高い油分の付着や錆等によって動きが鈍くなる初期状態の劣化を判断でき、劣化判断までの期間の短縮化を図ることが可能な圧力調整器の劣化判断装置を提供することができる。

【0009】

また、本発明に係る圧力調整器の劣化判断装置において、前記流路を流れる燃料ガスの流量を検出する流量検出手段をさらに備え、前記劣化判断手段は、前記第３機能において、前記流量検出手段からの信号に基づいて燃料ガスの流量変化が検出された場合、当該流量変化が検出される前よりも、前記圧力検出手段による計測間隔を短くすることが好ましい。

【0010】

この圧力調整器の劣化判断装置によれば、燃料ガスの流量変化が検出された場合、流量変化が検出される前よりも、圧力検出手段による計測間隔を短くする。このため、流量変化が検出されて圧力変化が発生するときに圧力検出手段の計測間隔を短くすることとなり、圧力変化の傾き等をより正確に計測できるだけでなく、圧力変化の発生前において計測間隔を通常間隔にして省電力化に寄与することができる。

【0011】

また、本発明に係る圧力調整器の劣化判断装置において、前記劣化判断手段は、前記第３機能において、前記流量検出手段により検出された燃料ガスの流量がゼロを超える状態から所定％以上の流量の増加、及び、燃料ガスの流量がゼロを超える範囲内での所定％以上の流量の減少の少なくとも一方があった場合における前記測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断することが好ましい。

【0012】

この圧力調整器の劣化判断装置によれば、本件発明者は、燃料ガスの流量がゼロからゼロを超える値になるとき、及び燃料ガスの流量がゼロを超える値からゼロになるときについては、圧力変化が落ち着くまでの時間が比較的長くなることを見出した。このため、流量がゼロを超える状態から所定％以上の流量の上昇、及び、燃料ガスの流量がゼロを超える範囲内での所定％以上の流量の減少の少なくとも一方があった場合の測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断することで、比較的短時間の監視による劣化判断を可能とすることができる。

【0013】

本発明に係る圧力調整器の劣化判断方法は、圧力調整器の劣化を判断する圧力調整器の劣化判断方法であって、前記圧力調整器の下流側に接続される流路におけるガス圧力を検出する圧力検出工程と、圧力調整器の劣化を判断する劣化判断工程と、を備え、前記劣化判断工程は、ガス流量が変化してから第１所定時間後に検出された調整圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第１工程と、所定流量以下のガス器具が第２所定時間以上使用され、その後、ガスの使用が停止されたときに検出された閉塞圧力値に基づいて圧力調整器の劣化を判断する第２工程と、検出された圧力の変化の傾き、及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断する第３工程と、を有することを特徴とする。

【0014】

本発明に係る圧力調整器の劣化判断方法によれば、圧力の変化の傾き及び圧力の変化の傾きが所定値以下となるまでの時間の少なくとも一方の測定値に基づいて、圧力調整器の劣化を判断する。ここで、本件発明者は、劣化初期の圧力調整器について以下の現象を見出した。すなわち、劣化初期の圧力調整器において、最終的な圧力値は正常範囲を示す傾向にあるものの、粘度の高い油分の付着や錆等によって圧力調整器の動きが鈍くなっていることを見出した。このため、圧力の変化の傾きや傾きが所定値以下となるまでの時間に基づき、最終的な圧力値に落ち着くまでの圧力調整器の挙動を観察することで、粘度の高い油分の付着や錆等によって動きが鈍くなる初期状態の劣化を判断でき、劣化判断までの期間の短縮化を図ることが可能な圧力調整器の劣化判断方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、劣化判断までの期間の短縮化を図ることが可能な圧力調整器の劣化判断装置及び方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係る劣化判断装置を含むガス供給システムの正面図である。

【図2】図１に示した劣化判断ユニットの詳細を示す断面図である。

【図3】図２に示した弁機構の詳細を示す拡大図であり、（ａ）は弁閉状態を示し、（ｂ）は弁開状態を示している。

【図4】本実施形態に係る劣化判断の動作を示すタイミングチャートであって、（ａ）は圧力低下時を示し、（ｂ）は圧力上昇時を示している。

【図5】本実施形態に係る劣化判断方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

【0018】

図１は、本発明の実施形態に係る劣化判断装置を含むガス供給システムの正面図である。図１に示すように、本実施形態に係るガス供給システム１は、一次調整器（圧力調整器）１０と、二次調整器（圧力調整器）２０と、接続配管３０と、劣化判断装置４０とから構成されている。

【0019】

一次調整器１０は、いわゆる切替機能付きの元調整器であって、切替レバー１１を正面に備えている。切替レバー１１は、左右に接続されるＬＰガスボンベ（図示せず）のうち、どちらから燃料ガスを導入するかを選択するための操作部である。図１に示す例において切替レバー１１は、右側に接続されるＬＰガスボンベからの燃料ガスを導入するように選択されている。また、一次調整器１０は、内部にダイヤフラム等を備えており、ダイヤフラムの動作に応じて内部の弁体を開閉動作させることによって一次減圧を行う構成となっている。一次減圧された燃料ガスは、二次調整器２０に供給される。

【0020】

二次調整器２０は、一次減圧された燃料ガスを更に減圧する二次減圧を行うものである。二次調整器２０についても一次調整器１０と同様に、内部にダイヤフラム等を備えており、ダイヤフラムの動作に応じて内部の弁体を開閉動作させることによって二次減圧を行う。二次減圧された燃料ガスは、下流側に供給される。

【0021】

接続配管３０は、二次調整器２０と劣化判断装置４０との間に介在する配管である。二次調整器２０と劣化判断装置４０とは、それぞれの接続部２１，４１を介して接続配管３０に接続されている。

【0022】

劣化判断装置４０は、劣化判断ユニット４２と、演算表示部（圧力検出手段、劣化判断手段）４３とから構成されている。図２は、図１に示した劣化判断ユニット４２の詳細を示す断面図である。図２に示すように、劣化判断ユニット４２は、メイン流路４４と、弁機構４５と、バイパス流路（流路）４６と、圧力センサ（圧力検出手段）４７と、多層ユニット４８と、流量センサ（流量検出手段）４９とを備えて構成されている。

【0023】

メイン流路４４は、一次及び二次調整器１０，２０により減圧された燃料ガスを下流の需要者側に導く流路である。弁機構４５は、メイン流路４４上に設けられて燃料ガスの流量が設定流量未満であるときに弁閉状態となり、設定流量以上となるときに弁開状態となるものである。

【0024】

また、メイン流路４４には弁機構４５の上流側の第１小孔４４ａと下流側の第２小孔４４ｂとが形成されており、これら小孔４４ａ，４４ｂを接続するようにバイパス流路４６が設けられている。バイパス流路４６は、メイン流路４４に沿って延在する流路である。本実施形態においてメイン流路４４は直線状となっていることから、バイパス流路４６についても直線状に延びた形状となっている。特に、メイン流路４４を形成する壁部４４ｃの一部は、バイパス流路４６を形成する壁部と兼用されるようになっており、バイパス流路４６がメイン流路４４と壁部４４ｃを隔てて一体化された構成となっている。

【0025】

このようなバイパス流路４６には、圧力センサ４７と、多層ユニット４８と、流量センサ４９が設けられる。圧力センサ４７は、バイパス流路４６におけるガス圧力に応じた信号を出力するものであり、ガス圧力に応じた信号を演算表示部４３に出力する。多層ユニット４８は、内部に複数の分流坂を有した四角筒状の部材である。流量センサ４９は、例えば超音波式流量検知ユニットによって構成され、多層ユニット４８内に超音波信号を送信して受信するための２つの超音波送受信器と、２つの超音波送受信器にて送受信された超音波信号の伝搬時間から流量を計測するための計測基板とを備えている。

【0026】

ここで、劣化判断ユニット４２よりも下流側において小さな配管亀裂等が発生した場合、微少な漏洩が発生する。微少漏洩時の流量は弁機構４５の設定流量よりも小さいことから、燃料ガスはバイパス流路４６を通じて流れることとなる。流量センサ４９は、このような微少流量を検知可能となっている。

【0027】

なお、図２からも明らかなように、バイパス流路４６は、特許文献１，２において設けられていた子調整器に相当するものが設けられないようになっている。このため、バイパス流路４６は、上流部４６ａの燃料ガスを略同圧状態のまま下流部４６ｂまで流す構造となっている。ここで、略同圧状態とは、多層ユニット４８を通過する際の圧力損失については許容する概念であり、従来の子調整器のような積極的な減圧がないことを示す概念である。

【0028】

図３は、図２に示した弁機構４５の詳細を示す拡大図であり、（ａ）は弁閉状態を示し、（ｂ）は弁開状態を示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、弁機構４５は、弁体４５ａと、コイルスプリング４５ｂと、連結竿４５ｃと、受圧板４５ｄとを備えている。

【0029】

弁体４５ａは、メイン流路４４の延在方向に移動可能な部材であって、メイン流路４４に設けられた弁座４４ｄに対して押し付けられることにより弁閉状態となり、弁座４４ｄから離間することにより弁開状態となるものである。コイルスプリング４５ｂは、弁体４５ａの下流側に設けられ、弁体４５ａを弁座４４ｄに押し付けるための付勢力（上流側への力）を発生させるものである。

【0030】

連結竿４５ｃは、コイルスプリング４５ｂに挿通される棒状部材であって、一端が弁体４５ａに接続され、他端が受圧板４５ｄに接続されている。受圧板４５ｄは、弁体４５ａの下流側において連結竿４５ｃを介して弁体４５ａに連結された板部材である。この受圧板４５ｄは、図３（ｂ）に示すように、弁体４５ａの弁開状態において流れてくる燃料ガスの一部を受け止めるようになっている。この受圧板４５ｄによる燃料ガスの受け止めによって、弁体４５ａが弁開状態となって弁体４５ａの上流側と下流側との差圧が小さくなったときに、すぐに弁体４５ａが弁閉状態に移行してしまうことを防止するようにしている。

【0031】

再度、図１を参照する。図１に示す演算表示部４３は、劣化判断ユニット４２の外壁部分（バイパス流路４６に相当する部位の外壁部分）に取り付けられ、圧力センサ４７からの信号を入力する。圧力センサ４７からの信号を入力した演算表示部４３は、この信号に基づいてバイパス流路４６内のガス圧力を検出する。よって、圧力センサ４７及び演算表示部４３は、圧力検出手段として機能する。また、演算表示部４３は、流量センサ４９の計測基板によって算出された流量の信号を受信すると、この信号に基づいて微少漏洩が発生しているかを判断する機能も有している。

【0032】

さらに、本実施形態において演算表示部４３は、一次及び二次調整器１０，２０の劣化を判断する３つの機能を有している。１つ目は調整圧力に基づく劣化判断機能であり、２つ目は閉塞圧力に基づく劣化判断機能であり、３つ目は圧力の変化の傾きΔＰ及び傾きΔＰの腹圧（傾きΔが所定値以下となる場合であって、圧力の変化が小さくなり圧力が落ち着いた状態）までの時間ｔｒに基づく劣化判断機能である。以下、各劣化判断機能を説明する。

【0033】

１つ目の劣化判断機能を説明する。１つ目の劣化判断において演算表示部４３は、まず、流量センサ４９により検出されるガス流量が変化してから所定時間（例えば５分）後における圧力センサ４７の信号から調整圧力値を検出する。次に、演算表示部４３は、この調整圧力値が所定範囲（例えば２．３〜３．３ｋＰａ）外であるか判断する。所定範囲外である場合、演算表示部４３はカウンタをインクリメントする。なお、１日に２回以上、所定範囲外の調整圧力値が得られても、１回とカウントする。次いで、演算表示部４３は、カウンタのカウント数が所定日数（例えば３０日）で特定値（例えば１５）以上となったかを判断する。そして、演算表示部４３は、所定日数で特定値以上となったと判断した場合に、一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方が劣化していると判断し、警告表示を行う。

【0034】

また、２つ目の劣化判断機能において演算表示部４３は、所定流量以下のガス器具を所定時間（例えば５分）以上使用した後に、ガスの使用を停止したときにおける圧力センサ４７の信号から閉塞圧力値を検出する。次に、演算表示部４３は、この閉塞圧力値が所定圧力（例えば３．５ｋＰａ）以上であるかを判断する。所定圧力以上である場合、演算表示部４３はカウンタをインクリメントする。そして、演算表示部４３は、カウンタのカウント数が特定値（例えば１５）以上となった場合に、一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方が劣化していると判断し、警告表示を行う。

【0035】

１つ目及び２つ目の劣化判断機能は、単に圧力値から劣化を判断している。ここで、劣化初期の圧力調整器は、粘度の高い油分の付着や錆等によって動きが鈍くなっているが、最終的な圧力値は正常な値を示す傾向にある。このため、１つ目及び２つ目の劣化判断機能では、初期劣化を判断できず、劣化判断が遅れてしまう。そこで、本実施形態では３つ目の劣化判断機能を搭載している。

【0036】

３つ目の劣化判断機能は、圧力の変化の傾きΔＰ及び傾きΔＰの腹圧に基づく劣化判断機能である。まず、劣化初期の圧力調整器は、粘度の高い油分の付着や錆等によって圧力調整器の動き（ダイヤフラム及びダイヤフラムに連動して動く可動部の動き）が鈍くなっている。このため、劣化初期の圧力調整器は、最終的な圧力値が正常な値を示す傾向にあるものの、動きが鈍くなっていることから、最終的な圧力値に落ち着くまでの圧力調整器の挙動が正常時と比べて変化する（遅れる）傾向にある。よって、最終的な圧力値に落ち着くまでの挙動を示す測定値（すなわち圧力の変化の傾きΔＰや傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒ）に基づいて、粘度の高い油分の付着や錆等によって動きが鈍くなる初期状態の劣化を判断することが可能となる。演算表示部４３は、圧力の変化の傾きΔＰや傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒと正常範囲とを比較し、正常範囲外であるときに初期劣化を判断し、警告表示を行うこととなる。

【0037】

図４は、本実施形態に係る劣化判断の動作を示すタイミングチャートであって、（ａ）は圧力低下時を示し、（ｂ）は圧力上昇時を示している。

【0038】

まず、図４（ａ）に示すように、時刻０において圧力Ｐ１となっているとする。また、時刻Ｔ１１，Ｔ１２に示すように圧力センサ４７は、例えば１５分間隔、又は５０回／１日の頻度での計測間隔で圧力の通常計測を行っている。また、流量センサ４９は、２秒に１回の計測間隔で流量計測を行っており、圧力の計測間隔よりも短くなっている。

【0039】

このような状態から例えば時刻Ｔ１３において需要者側により燃料ガスの使用が開始され、又は使用中の燃料ガスの使用量が増加したとする。これにより、バイパス流路４６内のガス圧力は低下し始める。さらに、時刻Ｔ１４において演算表示部４３は、流量センサ４９からの流量信号に基づいて流量の変化があったと判断する。より詳細には、演算表示部４３は、流量無しの状態から流量有りの状態に変化した場合、又は、流量が所定％（例えば５％）以上増加した場合に、流量の変化があったと判断する。

【0040】

演算表示部４３は、流量の変化があったと判断した後に（時刻Ｔ１４の後に）、圧力センサ４７による計測の間隔を短くして高速計測を行う。このとき演算表示部４３は、例えば圧力の計測間隔を流量の計測間隔よりも短い０．５秒に１回とする。

【0041】

その後、演算表示部４３は、圧力変化の傾きΔＰを順次算出していき、傾きΔＰが腹圧するまで、高速計測を継続する。ここで、傾きΔＰが腹圧とは、傾きΔＰが所定値以下となることをいい、圧力変化が小さくなって圧力が落ち着いた状態をいう。本実施形態においては圧力Ｐ２で腹圧状態となっている。

【0042】

傾きΔＰが腹圧すると、演算表示部４３は、例えば順次算出した傾きΔＰの平均値や中央値や最頻値などの代表値を算出すると共に、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒを算出する。なお、図４（ａ）に示す例において、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒは、流量の変化があったと判断された時刻Ｔ１４から、傾きΔＰが所定値以下となった時刻Ｔ１５までの時間をいう。

【0043】

そして、演算表示部４３は、算出した傾きΔＰの代表値と、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒとが正常範囲内であるかを判断する。次いで、演算表示部４３は、正常範囲内でないと判断した回数や頻度に基づいて、一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方が劣化していると判断し、警告表示を行う。

【0044】

また、図４（ｂ）に示す場合も同様である。図４（ｂ）に示すように、時刻０において圧力Ｐ３となっており、時刻Ｔ２１，Ｔ２２に示すように圧力センサ４７は圧力の通常計測を行っている。流量センサ４９は、２秒に１回の計測間隔で流量計測を行っている。

【0045】

このような状態から例えば時刻Ｔ２３において需要者側により燃料ガスの使用が停止され、又は使用中の燃料ガスの使用量が流量ゼロを超える範囲内で減少したとする。これにより、バイパス流路４６内のガス圧力は上昇し始める。そして、時刻Ｔ２４において演算表示部４３は、流量センサ４９からの流量信号に基づいて流量の変化があったと判断する。より詳細には、演算表示部４３は、流量有りの状態から流量無しの状態に変化した場合、又は、流量がゼロを超える範囲において所定％（例えば５％）以上減少した場合に、流量の変化があったと判断する。

【0046】

演算表示部４３は、流量の変化があったと判断した後に（時刻Ｔ２４の後に）、圧力センサ４７の高速計測を行い、圧力変化の傾きΔＰの平均値や中央値や最頻値などの代表値を算出すると共に、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒを算出する。なお、図４（ｂ）に示す例においては圧力Ｐ４において腹圧状態となっている。また、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒは、図４（ａ）に示したものと同様に、流量の変化があったと判断された時刻Ｔ２４から、傾きΔＰが所定値以下となった時刻Ｔ２５までの時間をいう。

【0047】

そして、演算表示部４３は、算出した傾きΔＰの代表値と、傾きΔＰが腹圧するまでの時間ｔｒとが正常範囲内であるかを判断し、正常範囲内でないと判断した回数や頻度に基づいて、一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方の劣化を判断して、警告表示を行う。

【0048】

ここで、本件発明者は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す腹圧までの時間ｔｒについて以下を見出した。すなわち、流量がゼロを超える範囲において流量が所定％（５％）以上増減した場合には、流量有りから無し及び流量無しから有りへの変化があった場合よりも、腹圧までの時間ｔｒが短くなる傾向にあることを見出した。よって、流量がゼロを超える範囲において流量が所定％（５％）以上増減した場合に、圧力の変化の傾きΔＰや腹圧までの時間ｔｒを計測し、これに基づいて劣化判断することで、比較的短時間の監視による劣化判断を可能とすることができるといえる。

【0049】

次に、本実施形態に係る一次及び二次調整器１０，２０の劣化判断方法を説明する。図５は、本実施形態に係る劣化判断方法を示すフローチャートである。

【0050】

図５に示すように、まず演算表示部４３は、流量センサ４９からの流量信号に基づいてバイパス流路４６を流れる燃料ガスの流量を計測する（Ｓ１）。次いで、演算表示部４３は、バイパス流路４６を流れる燃料ガスの流量に変化があったかを判断する（Ｓ２）。ここでの変化とは、流量有りから無し又は流量無しから有りへの変化、及び、流量がゼロを超える範囲での所定％以上の増減をいう。なお、本実施形態においてバイパス流路４６には、設定流量未満の流量の燃料ガスが流れることから、上記の流量の変化は、設定流量未満における流量の変化である。

【0051】

燃料ガスの流量に変化がなかったと判断した場合（Ｓ２：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、燃料ガスの流量に変化があったと判断した場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、演算表示部４３は、バイパス流路４６内のガス圧力の高速計測を行う（Ｓ３）。次いで、演算表示部４３は、傾きΔＰの腹圧を検出すると圧力の変化の傾きΔＰの代表値や傾きΔＰの腹圧までの時間ｔｒを算出すると共に（Ｓ４）、高速計測を終了して通常計測に移行する（Ｓ５）。

【0052】

次に、演算表示部４３は、一次及び二次調整器１０，２０の初回の計測であるかを判断する（Ｓ６）。ここで、初回の計測とは、ガス供給システム１が初めて使用されたときの計測や、一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方が取り換えられてから初めて燃料ガスが使用されたときの計測である。

【0053】

初回の計測であると判断した場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、演算表示部４３は、ステップＳ４の算出結果に基づいて正常範囲を設定し、これをメモリに記憶させる（Ｓ７）。そして、処理はステップＳ１に移行する。この際、演算表示部４３は、例えばステップＳ４にて算出された圧力の変化の傾きΔＰの代表値や傾きΔＰの腹圧までの時間ｔｒに、マージンを加味して正常範囲を設定し記憶させる。

【0054】

なお、ステップＳ６の処理は、初回であるかを判断するものであるが、これに限らず、初回から所定回数までについて「ＹＥＳ」と判断されるようにしてもよいし、ステップＳ７の処理は、初回から所定回数分の傾きΔＰ及び腹圧までの時間ｔｒに基づいて、正常範囲を設定するようにしてもよい。

【0055】

また、ステップＳ６において初回を判断するためには、例えばガス供給システム１の初めての使用前に、又は一次及び二次調整器１０，２０の少なくとも一方が取り換えられたときに、その旨の情報を演算表示部４３に記憶させておく必要がある。このような情報については、例えば、演算表示部４３を操作したり、専用機等によって有線又は無線によって演算表示部４３に送信したりすることで、演算表示部４３に記憶させることができる。

【0056】

加えて、正常範囲の情報については、予め演算表示部４３に記憶されていてもよい。これにより、ステップＳ６，Ｓ７の処理を省略できるからである。

【0057】

ところで、ステップＳ６において初回の計測でないと判断した場合（Ｓ６：ＮＯ）、演算表示部４３は、ステップＳ４にて算出された圧力の変化の傾きΔＰの代表値や傾きΔＰの腹圧までの時間ｔｒが正常範囲内であるかを判断する（Ｓ８）。正常範囲であると判断した場合（Ｓ８：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１に移行する。

【0058】

一方、正常範囲でないと判断した場合（Ｓ８：ＮＯ）、演算表示部４３は、劣化カウンタのカウント数Ｎの数値をインクリメントする（Ｓ９）。次いで、演算表示部４３は劣化カウンタのカウント数Ｎが設定数以上となっているかを判断する（Ｓ１０）。

【0059】

カウント数Ｎが設定数以上となっていないと判断した場合（Ｓ１０：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。一方、カウント数Ｎが設定数以上となっていると判断した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、演算表示部４３は劣化警報を出力する（Ｓ１１）。その後、図５に示す処理は終了する。

【0060】

このようにして、本実施形態に係る劣化判断装置４０及び劣化判断方法によれば、圧力の変化の傾きΔＰ及び圧力の変化の傾きΔＰが所定値以下となるまでの時間ｔｒの少なくとも一方の測定値に基づいて、一次及び二次調整器１０，２０の劣化を判断する。ここで、本件発明者は、劣化初期の圧力調整器について以下の現象を見出した。すなわち、劣化初期の圧力調整器において、最終的な圧力値は正常範囲を示す傾向にあるものの、粘度の高い油分の付着や錆等によって圧力調整器の動きが鈍くなっていることを見出した。このため、圧力の変化の傾きや傾きが所定値以下となるまでの時間に基づき、最終的な圧力値に落ち着くまでの圧力調整器の挙動を観察することで、粘度の高い油分の付着や錆等によって動きが鈍くなる初期状態の劣化を判断でき、劣化判断までの期間の短縮化を図ることが可能な圧力調整器の劣化判断装置４０及び方法を提供することができる。

【0061】

また、燃料ガスの流量変化が検出された場合、流量変化が検出される前よりも、圧力の計測間隔を短くする。このため、流量変化が検出されて圧力変化が発生するときに圧力の計測間隔を短くすることとなり、圧力変化の傾きΔＰ等をより正確に計測できるだけでなく、圧力変化の発生前において計測間隔を通常間隔にして省電力化に寄与することができる。

【0062】

また、本件発明者は、燃料ガスの流量がゼロからゼロを超える値になるとき、及び燃料ガスの流量がゼロを超える値からゼロになるときについては、圧力変化が落ち着くまでの時間が比較的長くなることを見出した。このため、流量がゼロを超える状態から所定％以上の流量の上昇、及び、燃料ガスの流量がゼロを超える範囲内での所定％以上の流量の減少の少なくとも一方があった場合の測定値に基づいて、一次及び二次調整器１０，２０の劣化を判断することで、比較的短時間の監視による劣化判断を可能とすることができる。

【0063】

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。

【0064】

例えば本実施形態に係る劣化判断装置４０は、バイパス流路４６内の燃料ガスの流量や圧力に基づいて、上流側の一次及び二次調整器１０，２０の劣化を判断しているが、これに限らず、メイン流路４４内の燃料ガスの流量や圧力に基づいて劣化を判断するようにしてもよい。さらには、メイン流路４４とバイパス流路４６とのように分岐した流路を備えることなく、一次及び二次調整器１０，２０の下流側に設けられる１本の流路における燃料ガスの流量や圧力に基づいて劣化判断するようにしてもよい。さらには、劣化判断装置４０の機能を搭載したマイコンガスメータなどにより、劣化判断するようにしてもよい。

【0065】

また、本実施形態に係る劣化判断装置４０は、一次及び二次調整器１０，２０を備えるガス供給システム１に適用されているが、これに限らず、１つの圧力調整器のみを備えるガス供給システムに適用されてもよい。

【0066】

また、本実施形態に係る劣化判断装置４０は、圧力の変化の傾きΔＰの代表値及び傾きΔＰが腹圧までの時間ｔｒとの双方に基づいて劣化判断しているが、これに限らず、いずれか一方のみによって劣化判断するようにしてもよい。また、劣化判断装置４０及び方法は、圧力の変化の傾きΔＰの代表値に限らず、算出した複数の傾きΔＰのいずれか１つに基づいて劣化判断してもよいし、腹圧するまでの時間ｔｒにおける全体的な傾きΔＰに基づいて劣化判断してもよい。

【0067】

さらに、図４に示す例において傾きΔＰの腹圧までの時間ｔｒは、時刻Ｔ１４から時刻Ｔ１５、又は時刻Ｔ２４から時刻Ｔ２５であるが、これに限らない。例えば、時間ｔｒは、流量の変化があったと判断された時刻Ｔ１４，Ｔ２４の１つ前の流量計測時点（すなわち時刻Ｔ１４，Ｔ２４−２秒）から、時刻Ｔ１５，Ｔ２５までの時間など、趣旨に反しない範囲において適宜変更可能である。

【0068】

本実施形態に係る劣化判断装置４０は、圧力の上昇時及び低下時の双方の流量変化時における傾きΔＰ等に基づいて劣化判断しているが、これに限らず、圧力の上昇時又は低下時のいずれか一方のみの変化時における傾きΔＰ等に基づいて劣化判断してもよい。さらに、係る劣化判断装置４０及び方法は、流量の所定％以上の増減時における傾きΔＰ等に基づいて劣化判断してもよいし、流量有りと無しとの変化時における傾きΔＰ等に基づいて劣化判断してもよい。

【0069】

さらに、本実施形態において劣化判断装置４０は、流量式の微少漏洩の判断を行っているが、これに限らず、圧力式の微少漏洩の判断を行うようにしてもよい。

【0070】

また、本実施形態に係る劣化判断装置４０は、接続配管３０を介して二次調整器２０と接続されており、二次調整器２０と別体に構成されているが、特にこれに限らず、二次調整器２０と同一筐体に収納されて一体とされてもよい。

【0071】

さらに、上記実施形態において劣化判断装置４０は、メイン流路４４の壁部４４ｃがバイパス流路４６の壁部と兼用されているが、これに限らず、メイン流路４４とバイパス流路４６とは壁部４４ｃが兼用されることなく外壁同士が接触するようになっていてもよい。さらに、両者は近接状態で離間していてもよい。具体的に近接状態とは、両者の距離が、メイン流路４４とバイパス流路４６との外壁間の左右距離を加算したもの以下であったり、メイン流路４４とバイパス流路４６とのいずれか一方の外壁間の左右距離以下であったりする場合をいう。

【0072】

さらに、本実施形態に係る劣化判断装置４０は、超音波式の流量センサ４９を備えているが、これに限らず、フローセンサなどの他のタイプの流量センサが設けられていてもよい。また、本実施形態に係る劣化判断装置４０は、下流側の微少漏洩の判断機能や、調整圧力に基づく劣化判断機能、及び閉塞圧力に基づく劣化判断機能を備えているが、これらのうち一部又は全部を備えないものであってもよい。

【符号の説明】

【0073】

１ ：ガス供給システム
１０ ：一次調整器
２０ ：二次調整器
３０ ：接続配管
４０ ：劣化判断装置
４２ ：劣化判断ユニット
４３ ：演算表示部（圧力検出手段、劣化判断手段）
４４ ：メイン流路
４６ ：バイパス流路（流路）
４７ ：圧力センサ（圧力検出手段）
４８ ：多層ユニット
４９ ：流量センサ（流量検出手段）
ΔＰ ：圧力の変化の傾き
ｔｒ ：腹圧までの時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】