专利名称：燃气切断装置和燃气切断方法
技术领域：
本发明涉及一种燃气切断装置和一种燃气切断方法，用于使用超声波检测流过管路的各种介质的流量，所述介质包括例如城市煤气或液化石油(LP)气等气体，并且用于精确测量介质用量以监控其使用状态是否安全。
背景技术：
图9示出了如在例如JP-A-56-160520中披露的上述类型的常规燃气切断装置。
参照图9，附图标记1表示管路，其中将用于在管路中切断或传送使用燃气的截流阀3安装在燃气供给源2附近。附图标记4表示燃气燃烧器具，例如煤气炉，其中安装有器具塞5。附图标记6表示主控制器，其将控制信号发送给截流阀。附图标记7表示压力传感器部件，其安装在截流阀3的下游。附图标记8表示器具塞开/关检测部件，其与器具塞5的开/关操作相关联而输出器具塞开/关信号。附图标记9表示使用燃气压力监控电路，而附图标记10表示残留燃气压力检测电路。当从器具塞开/关检测部件8输出器具塞开/关信号并且由压力传感器部件7检测到燃气压力时，将检测到的燃气压力输出到使用燃气压力检测电路9和残留燃气压力检测电路10。附图标记11表示存储电路，其存储来自使用燃气压力检测电路9和残留燃气压力检测电路10的燃气压力信号。附图标记12表示截流阀开/关电路，当压力降低信号从使用燃气压力检测电路9和残留燃气压力检测电路10输入到存储电路11时，其接收降低状态，并且输出阻塞(blockage)信号给截流阀3。附图标记13表示复位按钮，而附图标记14表示计时电路。附图标记15表示安全复位电路，当接收到来自存储电路11和计时电路14的输出信号时，其将来自存储电路11和计时电路12的输出信号传输到存储电路11、计时电路12和灯光蜂鸣电路16，从而保持检查状态。
随后，将说明该常规示例的操作。当打开例如煤气炉的燃气燃烧器具4的器具塞5时，器具塞开/关信号从器具塞开/关检测部件8输出到使用燃气压力监控电路9和残留燃气压力检测电路10。此外，来自压力检测部件7的燃气压力检测信号输入到使用燃气压力监控电路9和残留燃气压力检测电路10。使用燃气压力监控电路9将已经输入的燃气压力检测信号和器具塞开/关信号输出到存储电路11。当基于这些信号打开器具塞时，燃气输出到截流阀开/关电路12。当在软管断开等情况下压力突然降低到预定值之下时，停止输出。到残留燃气压力检测电路10的例如器具塞开/关信号和燃气压力检测信号的输入信号输出到存储电路11，以检测异常状态。另一方面，来自器具塞开/关检测部件8的输出信号输出到每个电路，并且当器具塞关闭时设置残留燃气压力检测电路10。当器具塞关闭时，残留燃气压力检测电路10开始检测残留燃气压力。当燃气压力降低到特定值之下时，存储电路11和安全复位电路15传输信号给截流阀开/关电路12和计时电路14，以启动记时器并且设置截流阀3到打开状态。随后，再次监控残留燃气压力在由计时电路14设定的特定时限(例如，5～15分钟)内是否降低到特定值之下。当燃气压力减低到特定值之下时，发送信号到存储电路11，并且通过截流阀开/关电路12锁定截流阀3。当燃气压力没有降低时，复位存储电路11。存储电路11存储来自使用燃气压力监控电路9或残留燃气压力检测电路10的燃气压力降低信号，并且将其输出到截流阀开/关电路12以关闭截流阀3。同时，来自使用燃气压力监控电路9的信号通过计时电路14和安全复位电路15输出到灯光蜂鸣电路16，从而操作蜂鸣器或报警灯。在异常情况下，截流阀开/关电路12接收来自存储电路11的信号以停止到截流阀3的电传输，其中存储电路11从残留燃气压力检测电路10接收上述信号。根据存储电路11、安全复位电路15或复位按钮13的操作来操作计时电路14，并且计时电路14将其输出传输到灯光蜂鸣电路16和安全复位电路15。安全复位电路15接收来自存储电路11和计时电路14的输出，并且传输信号到灯光蜂鸣电路16，从而保持检查状态。注意，作为一种识别复位安全的方法，当操作复位按钮13时，打开截流阀3，燃气填充在管道中，并且随后关闭截流阀3。在那之后，监控残留燃气压力在特定时限(例如，大约5～15分钟)内是否降低。在那期间，反复打开和关闭一盏灯以提示检查状态。在这种情况下，当燃气压力没有降低时，在完成该检查后可以执行正常操作。当使用燃气压力降低到特定值之下时，关闭截流阀3，并且反复打开和关闭一盏灯或蜂鸣铃。换句话说，由于截流阀3不是打开的，所以不能使用燃气。
专利文献1JP-A-56-160520
发明内容然而，根据上述常规构造，需要长的判定时间来操作复位按钮和计时电路、监控燃气压力在某时段内是否降低到特定值之下、以及判定是否存在泄漏。因此，要花长时间判定在复位操作期间是否存在泄漏、或者当判定存在泄漏时要花长时间切断管线。
设计本发明以解决前述问题，并且本发明的一个目的是提供一种燃气切断装置，用于当燃气切断装置工作并随后复位时，迅速执行关于是否有燃气使用的燃气泄漏判定，从而监控燃气器具的使用状态是否安全，所述燃气例如是城市煤气和LP气。
另外，本发明的一个目的是提供一种燃气切断装置，用于当燃气切断装置执行切断操作并随后返回到初始状态时，迅速且必然地执行关于是否由于器具的原始塞的不牢锁定而导致燃气不断泄漏的燃气泄漏判定，从而监控燃气器具的使用状态是否安全，所述燃气例如是城市煤气和LP气。
为了达到上述目的，根据本发明，监控燃气器具的使用状态。异常判定部件判定使用流量是否正常，其中通过使用流量检测返回部件检测通过测量介质中信号传输时间而获取的流速、并且使用流量计算部件将所检测的流速转换为流量，来获取所述使用流量。当判定存在异常而由切断部件切断流动路径时，复位信号从复位部件输出到切断部件，从而通过打开流动路径而再次使用燃气。同时，当复位计时部件开始计时操作、并且随后经过了预定时段时，使用流量计算部件判定是否是预定流量或更大流量，从而确定连接到燃气切断装置下游的燃气器具的所有燃气塞是否是关闭的。当判定是预定流量或更大流量时，泄漏判定部件确定存在泄漏，并且驱动信号输出到该切断部件以关闭流动路径。
因此，即使在监控该燃气器具的使用状态，检测到异常的使用状态，例如非常大量的流量，燃气切断装置切断流动路径，并且随后该复位部件驱动切断部件，以打开流动路径并再次使用燃气之后，也能够迅速判定该燃气器具是否可以再次使用或者燃气是否泄漏。当燃气泄漏时，能够立即切断燃气。还有，能够精确地判定是否存在泄漏、或者燃气器具是否恢复到正常设置状态。另外，由于能够监控使用状态，所以在泄漏状态下不会花长时间判定泄漏。因此，能够在短时间内防止原料气的泄漏。
根据本发明，监控燃气器具的使用状态。异常判定部件判定使用流量是否正常，其中通过使用流量检测返回部件检测通过测量介质中信号传输时间而获取的流速、并且使用流量计算部件将所检测的流速转换为流量，来获取所述使用流量。当判定存在异常而由切断部件切断流动路径时，复位信号从复位部件输出到切断部件，从而通过打开流动路径而再次使用燃气。同时，当复位计时部件开始计时操作、经过了预定时段时，并且随后，使用检测流体管路中的压力的压力检测部件，泄漏判定部件检测管路中的压力是否降低到预定压力或更低，从而判别连接到燃气切断装置下游的燃气器具的所有燃气塞是否是关闭的，将驱动信号输出到该切断部件以关闭流动路径。
因此，即使在监控该燃气器具的使用状态，检测到异常的使用状态，例如非常大量的流量，燃气切断装置切断流动路径，并且随后该复位部件驱动切断部件，以打开流动路径并再次使用燃气之后，也能够通过判别供应压力是否降低来迅速判定该燃气器具是否可以再次使用或者燃气是否泄漏。当燃气泄漏时，能够立即切断燃气。还有，能够精确地判定是否存在泄漏、或者燃气器具是否恢复到正常设置状态。另外，由于能够监控使用状态，所以在泄漏状态下不会花长时间判定泄漏。因此，能够在短时间内防止原料气的泄漏。
如上所述，根据本发明，在燃气器具使用期间检测到异常之后，判别用户是否忘记关闭器具塞、或者是否存在泄漏，切断部件关闭流动路径，并且随后使用复位部件恢复切断部件。由于在切断后燃气泄漏，所以燃气压力降低。当执行复位操作时，从燃气切断装置到燃气器具的管路长度中填充燃气。虽然用于判定泄漏的时间根据流体流过的管路长度而不同，但是根据从流速检测部件获得的流量来执行泄漏判定，而不会错误地将当管路中填充燃气时测量的流量判定为泄漏。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高便利性和安全性。
如上所述，根据本发明，在燃气器具期间检测到异常之后，判别用户是否忘记关闭器具塞、或者是否存在泄漏，切断部件关闭流动路径，并且随后使用复位部件恢复切断部件。由于在切断后燃气泄漏，所以燃气压力降低。当执行复位操作时，从燃气切断装置到燃气器具的管路长度中填充燃气。用于判定泄漏的时间根据流体流过的管路长度而不同。当管路中充满燃气，并且在下游的所有器具管塞是关闭的时，供应压力稳定为阻塞压力。另一方面，当在房屋中的用户分辨不清而打开塞子时，供应压力从阻塞压力降低到控制压力。因此，基于从压力检测部件获得的压力来执行泄漏判定，而不会错误地判定当管道打开时测量的流量。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高便利性和安全性。
图1图1是示出了根据本发明第一实施例的燃气切断装置的控制框图。
图2图2是示出了根据本发明第二实施例的燃气切断装置的控制框图。
图3图3是示出了根据本发明第三实施例的燃气切断装置的控制框图。
图4图4是示出了根据本发明第四实施例的燃气切断装置的控制框图。
图5图5是示出了根据本发明第五实施例的燃气切断装置的控制框图。
图6图6是示出了根据本发明第六实施例的燃气切断装置的控制框图。
图7图7是示出了根据本发明第七实施例的燃气切断装置的控制框图。
图8图8是示出了根据本发明第八实施例的燃气切断装置的控制框图。
图9图9是示出了常规的燃气切断装置的控制框图。
具体实施方式根据本发明，提供一种燃气切断装置，包括流速检测部件，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，用于将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，用于判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，用于当异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；复位部件，用于输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，用于使用复位部件开始计时；泄漏判定部件，用于当其检测到在复位计时部件确定经过预定时段后由流量计算部件得到的流量等于或大于预定流量时，输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动，并且在管路充满燃气后流量降低。其间，在复位计时部件进行计时的同时，能够延迟基于由流速检测部件所检测流量的泄漏判定。因此，不会有由于忘记关闭塞子而导致泄漏的错误判定，在那之后当流量变得稳定时，根据测量的流量能够迅速的判定燃气器具是否可用。因此，当再次使用燃气器具时，不必花长时间检查燃气器具的塞子等是否关闭、或者在从每个用户房屋内的器具到燃气切断装置的管路长度中是否存在泄漏。从而，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，因此提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，用于将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，用于判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，用于当异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；复位部件，用于输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，用于使用复位部件开始计时；复位判定部件，用于判定在复位之后由流量计算部件检测的流量是否在预定流量之内，并且改变复位计时部件的判定值；和泄漏判定部件，用于当复位计时部件确定经过预定时段后检测到由流量计算部件得到的流量等于或大于预定流量时，输出驱动信号给切断部件并且切断流动路径。
另外，在异常判定部件检测到燃气器具的异常使用状态、并且切断部件切断流动路径之后，为了再次使用燃气器具，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当在那之后执行复位操作时，大量的流量开始在管路中流动，直到管路中的燃气压力达到供应燃气压力，并且当管路充满燃气时压力降低。虽然流动大量流量的时段根据在每个用户房屋内的燃气器具和燃气切断装置之间的管路长度而不同，但是通过使用复位判定部件预先检查用于将流量降低到预定流量的时段、在复位计时部件内设定该时段、并且随后使用复位计时部件的判定时间执行计时，能够延迟基于由流速检测部件检测的流量的泄漏判定。因此，不会有由于忘记关闭燃气塞而导致泄漏的错误判定，在那之后当流量变得稳定时，根据测量的流量能够迅速地判定燃气器具是否可用。因此，当再次使用燃气器具时，不必花长时间检查燃气器具的塞子等是否关闭、或者在每个用户房屋内的器具到燃气切断装置之间的管路长度中是否存在泄漏。从而，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，因此提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，用于测量介质中的信号传输时间并检测流速；流量计算部件，用于将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，用于判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，用于当异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；复位部件，用于输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，用于使用复位部件开始计时；复位流量判定部件，用于在由复位计时部件的预定时段之后，判定检测的流量是否等于或大于预定值；泄漏判定部件，用于在复位流量判定部件判定所检测的流量等于或大于预定流量之后，判定流量是否增加到预定值，当判定流量增加到预定值时，判定泄漏，并输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动，并且在管路充满燃气后流量降低。其间，在复位计时部件计数计时的同时，能够延迟基于由流速检测部件所检测流量的泄漏判定。随后，复位流量判定部件判定流量是否小于预定值。当流量等于或大于预定值时，判定由于忘记关闭塞子而导致泄漏的可能性大。另外，还监控流量是否增加超过预定流量。当流量增加并且随后达到预定值时，判定存在泄漏，并且执行切断输出。因此，在执行复位操作并经过预定时段后保持有微小流量。随后，当没有很好地关闭器具塞时，流量值具有增加的趋势。虽然用于改变流量以确定泄漏的时间根据从每个用户房屋中的器具到燃气切断装置的管路长度而不同，但是能够很好地判定泄漏，而不管每个用户房屋的管路长度条件，并且当由复位计时部件经过预定时段后伴随稳定的流量而燃气器具塞是打开的时候，不会错误地判定器具是可以使用的。因此，能够防止长时间的判定，以及能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，从而提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，当异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；复位部件，输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，由复位部件开始计时；复位流量判定部件，在由复位计时部件计数的预定时段之后，判定流量计算部件的检测流量是否等于或大于预定值；流量变化判定部件，当复位流量判定部件判定流量等于或大于预定流量时，计算流量变化梯度；和泄漏推定部件，当流量变化判定部件推定在预定时段内流量变化将达到预定流量或更大时，判定存在泄漏，并且输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动，并且在管路充满燃气后流量降低。其间，在复位计时部件计数计时的同时，能够延迟基于由流速检测部件所检测流量的泄漏判定。随后，复位流量判定部件判定流量是否在预定值之内。当流量等于或大于预定值时，判定由于忘记关闭塞子而导致泄漏的可能性大，并且继续执行监控。另外，当流量变化判定部件检测到增加的流量变化梯度时，泄漏推定部件推定在预定时段内流量是否增大到等于或大于预定流量的值。当流量达到预定值时，判定存在泄漏，并且执行切断输出。因此，在执行复位操作并经过预定时段后保持有微小流量。随后，当没有很好地关闭器具塞时，流量值具有增加的趋势。虽然用于改变流量以确定泄漏的时间根据从每个用户房屋中的器具到燃气切断装置的管路长度而不同，但是能够很好地判定泄漏，而不管每个用户房屋的管路长度条件，并且当由复位计时部件经过预定时段后伴随稳定的流量而燃气器具塞是打开的时候，不会错误地判定器具是可以使用的。因此，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，从而提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，当异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，检测流动路径中的压力；压力判定部件，判定压力检测部件的检测压力是否等于或小于预定压力；复位部件，输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，基于复位部件的复位操作而开始计时；和泄漏判定部件，当复位计时部件计数经过预定时段、并且压力判定部件判定所检测的压力等于或小于预定压力时，输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动以填充到管路中。随后，流量降低，并且压力增加到阻塞压力水平。其间，在复位计时部件计时的同时，能够延迟基于由流速检测部件所检测流量的泄漏判定。因此，不会有由于忘记关闭塞子而导致泄漏的错误判定，根据在那之后当流量变得稳定时所测量的流量能够迅速地判定燃气器具是否可用。因此，当再次使用燃气器具时，不必花长时间检查燃气器具的塞子等是否关闭、或者从每个用户房屋内的器具到燃气切断装置的管路长度中是否存在泄漏。从而，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，因此提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，当异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，检测流动路径中的压力；复位部件，输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，使用复位部件而开始计时；压力存储部件，存储在器具使用时由压力检测部件检测的压力；和泄漏判定部件，当复位计时部件计数经过预定时段、并且压力判定部件判定所检测的压力等于或小于预定压力时，输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动以填充到管路中。随后，流量降低，并且压力达到大于压力存储部件的控制压力的原始阻塞压力。虽然用于流动大量流量的时段根据放置在每个用户房屋内的燃气器具和燃气切断装置之间的管路长度而不同，但是通过使用复位判定部件预先检查用于将流量降低到预定流量的时段、在复位计时部件内设定该时段、并且随后使用复位计时部件的判定时间执行计时，能够防止基于使用流速检测部件检测的流量的错误的泄漏判定。因此，不会有由于忘记关闭燃气塞而导致泄漏的错误判定，通过将在那之后测量的压力与存储在压力存储部件中的器具使用期间的控制压力进行比较，能够迅速地判定燃气器具是否可用。因此，当再次使用燃气器具时，不必花长时间检查燃气器具的塞子等是否关闭、或者在每个用户房屋内的器具到燃气切断装置之间的管路长度中是否存在泄漏。从而，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，因此提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，当异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，检测流动路径中的压力；复位部件，输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，根据复位部件的复位操作而开始计时；压力存储部件，存储在器具不使用时由压力检测部件检测的流体压力；压力变化判定部件，当复位计时部件计数经过预定时段时，根据压力检测部件的输出信号确定压力变化梯度；和泄漏推定部件，当压力变化判定部件推定在预定时段内压力变化将达到预定压力或更小时，判定存在泄漏，并且输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动以填充到管路中。随后，流量降低，并且压力增加到阻塞压力水平。其间，在复位计时部件计时的同时，能够防止基于由流速检测部件所检测流量的错误的泄漏判定。即使当用户忘记关闭塞子时，通过监控使用压力检测部件检测的变化或压力并检测从阻塞压力水平到控制压力水平的降低，也能够判定存在泄漏。压力的变化用于迅速地判定燃气器具是否可用。因此，当再次使用燃气器具时，不必花长时间检查燃气器具的塞子等是否关闭、或者从每个用户房屋内的器具到燃气切断装置的管路长度中是否存在泄漏。从而，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，因此提高了便利性或安全性。
另外，为了实现上述目的，根据本发明的一种燃气切断装置包括流速检测部件，通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，当异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；压力检测部件，检测流动路径中的压力；复位部件，输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，基于复位部件的复位操作而开始计时；压力存储部件，存储在器具使用时由压力检测部件检测的压力；压力判定部件，判定由压力检测部件检测的压力是否等于或小于存储在压力存储部件中的压力；和优先泄漏判定部件，根据下述两个判定信号中较早的一个判定信号而输出驱动信号给切断部件以切断流动路径，其中该两个判定信号是，当复位计时部件计数经过预定时段、并且判定由流速检测部件检测的流量等于或大于预定值时输出的判定信号，和当将由压力检测部件检测的压力与在存储部件中存储的压力进行比较、并且判定该压力等于或小于预定压力时输出的判定信号。
当在异常检测部件检测到燃气器具的异常使用状态而由切断部件切断流动路径之后再次使用燃气器具时，复位部件驱动切断部件打开流动路径。然而，在管路中的燃气是泄漏的，并且燃气压力降低，直到切断后关闭了器具塞。当执行该复位操作时，并且随后，燃气充入到管路中，大量的流量开始流动以填充到管路中。随后，流量降低，并且压力恢复到阻塞压力水平。然而，在复位计时部件计时时，防止了基于使用流速检测部件检测的流量的错误的泄漏判定。随后，复位流量判定部件判定流量是否在预定值之内。当流量等于或大于预定值时，判定由于忘记关闭塞子而导致泄漏的可能性大，并且继续执行监控。另外，当压力检测部件检测到从阻塞压力到控制压力的变化时，判定泄漏的可能性是高的。基于由流量检测返回部件检测的流量是否等于或大于预定流量、或者来自压力检测部件的压力信号是否检测到从阻塞压力到控制压力的变化这两种情况中最早的一个，泄漏判定部件检测即使在复位操作之后也没有很好地关闭器具塞的情况，再次停止燃气供应。虽然用于改变流量以确定泄漏的时间根据从每个用户房屋中的器具到燃气切断装置的管路长度而不同，但是能够根据每个用户房屋的管路长度条件很好地判定泄漏，不会在由复位计时部件经过预定时段后伴随稳定的流量而燃气器具塞是打开的时候错误地判定器具是可以使用的。另外，能够精确并迅速地监控由在燃气管路等中的问题导致的泄漏，从而提高了便利性或安全性。
下面，将参照附图1～8说明本发明的第一到第八实施例。在图1～8中，相同的附图标记表示具有与图9的那些具有同样功能的相同元件。另外，本发明不局限于这些实施例。
(第一实施例)图1示出了根据本发明第一实施例的燃气切断装置。附图标记17表示流速检测部件，其在上游振荡器18和下游振荡器19之间发送超声波信号，并基于它的传输时间而检测使用燃气的流速，上游振荡器18和下游振荡器19相对地安装在例如城市煤气或LPG的燃气介质的流动路径1中。例如，流速检测部件17可以如下构造。具体的，流速检测部件17包括切换返回部件20、发送返回部件21、接收返回部件22、重复返回部件23、以及传输时间测量返回部件24。发送返回部件21和接收返回部件22连接到切换返回部件20。切换返回部件20交替地改变发送返回部件21和接收返回部件22之间的连接目的地，从而将发送返回部件21和接收返回部件22分别连接到上游振荡器18和下游振荡器19，并且随后，发送返回部件21和接收返回部件22分别连接到下游振荡器19和上游振荡器18。当使用切换返回部件20将接收返回部件22连接到上游振荡器18、同时发送返回部件21连接到下游振荡器19时，从发送返回部件21发送的超声波信号从上游振荡器18传递通过流动路径，并且随后从下游振荡器19接收到接收返回部件22。重复返回部件23重复执行超声波信号的这种发送/接收，并且其间使用传输时间测量返回部件24重复执行该信号传输时间的测量。传输时间测量返回部件24测量并累计从该超声波信号的发送到接收所占用的时间。随后，通过使用切换返回部件20将接收返回部件22和发送返回部件21分别连接到下游振荡器19和上游振荡器18，重复执行前述操作。传输时间测量返回部件24得到在通过初始接收超声波信号而获得的传输时间与通过使用切换返回部件20切换目的地而测量的信号传输时间之间的传输时间差。
附图标记25表示流量计算部件，其通过转换所获得的传输时间而获得使用介质的量，即燃气流量。附图标记26表示异常判定部件，其基于使用流量计算部件25获得的燃气使用量而判定是否存在异常使用状态。例如，为了监控是否存在异常使用状态，异常判定部件26存储总计流量切断值或使用时间切断表，总计流量切断值用于检测当由于某些原因去除了为使用器具(例如炉子)供应燃气的软管时所产生的异常大量的流量，使用时间切断表限定了使用时限，该使用时限对应于使用该器具较长时间的情况，该较长的时间长于通常使用该器具的最大使用时间。附图标记27表示切断部件27，其当异常判定部件26判定存在异常状态时输出切断信号并切断燃气路径1。附图标记28表示复位单元，其使用开关等检测发出的复位指令并驱动切断装置打开流动路径，所述复位指令用于打开由于异常状态而已被切断部件27关闭的流动路径并使燃气介质再次可用。附图标记29表示复位计时部件，其在复位部件28的动作之后执行计时，并且其间阻止将通过使用流速检测部件17检测流速并使用流量计算部件25对其计算而得到的流量作为判定泄漏的对象。附图标记30表示泄漏判定部件，其在使用复位部件28开启切断部件27、并且随后复位计时部件29计数了预定时段之后，通过使用流速检测部件17检测流速而判定使用流量计算部件25得到的流量值是否为零或是否在预定流量之内，并且当判定流量值不为零或不在预定流量之内时，泄漏判定部件30输出切断信号给切断部件27。附图标记31表示报告返回部件，其当异常判定部件26判定存在异常燃气使用状态并驱动切断部件27时，显示切断操作的内容或状态，并且通过电话线等报告燃气安全监控中心。
以下，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流量检测返回部件17检测的流体量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图1中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件31上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、以及当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为零或接近零的值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且随后，流量开始变为接近于零的值。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前测量的燃气供应状态。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。泄漏判定部件29判定燃气流量是否等于或大于预定流量，其中通过在使用复位计时部件29经过预定时段后使用流速检测部件17检测流速，并使用流量计算部件25将其转换为流量，获得所述燃气流量。当泄漏判定部件29检测到预定流量或更大流量时，其判定存在燃气泄漏，并且再次将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用流速检测部件17检测是否有燃气流而判定是否去除了切断起因，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。当所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，使用流速检测部件17的流速信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第二实施例)图2示出了根据本发明第二实施例的燃气切断装置。在图2中，相同的附图标记表示与图1、3、4和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图2中，附图标记32表示复位判定部件。复位部件28工作，并且复位计时部件29计数经过预定时段。其间，大量的流量流动，直到管路内的燃气压力达到与切断部件27的上游相同的压力。由于对于每个用户房屋在燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的，所以充满管路到相同压力的时间也不同。然而，在每次安装中预先学习该时间，并且将其设定在复位计时部件29中。
以下，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图1中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件31上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、以及当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为零或接近零的值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且随后，流量开始变为接近于零的值。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前测量的燃气供应状态。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。在这种情况下，由于在每个用户房屋内的燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的。虽然在塞子开启之后大量的流量流动，直到在管路1中的切断部件27的上游的压差，但是复位判定部件32通过预先学习，判定在每个用户房屋中流动较大流量及使流体稳定的时间，并且将学习值设定为复位计时部件29的判定值。
泄漏判定部件29判定燃气流量是否等于或大于预定流量，其中通过在使用复位计时部件29经过预定时段后使用流速检测部件17检测流速，并使用流量计算部件25将其转换为流量，获得所述燃气流量。当泄漏判定部件29检测到预定流量或更大流量时，其判定存在燃气泄漏，并且再次将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用流速检测部件17检测是否有燃气流而判定是否去除了切断起因，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。当所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，使用流速检测部件17的流速信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第三实施例)图3示出了根据本发明第三实施例的燃气切断装置。在图3中，相同的附图标记表示与图1、2、4和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图3中，附图标记33表示复位流量判定部件。复位部件28工作，并且复位计时部件29计数经过预定时段。其间，大量的流量流动，直到管路内的燃气压力达到与切断部件27的上游相同的压力。由于对于每个用户房屋在燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的，所以一旦对管道填充燃气到相同压力，流量就减小到接近于零的值。然而，当由于某些原因没有去除切断起因、并且将器具塞恢复到打开状态时，流量不为零，并且微小的流量继续流动。判定这个微小的流量是否等于或大于预定流量值。
以下，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图1中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件31上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、以及当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为零或接近零的值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且随后，流量开始变为接近于零的值。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前测量的燃气供应状态。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。在这种情况下，在每个用户房屋内的燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的。虽然在塞子开启之后大量的流量流动，直到在管路1中的切断部件27的上游的压差，但是当由于某些原因没有去除切断起因、并且随后在开启器具塞的同时执行复位操作时，大量的流量流动并且随后流量稳定到接近零的微小值。复位流量判定部件33判定在较大量的流量流动后稳定的微小流量是否等于或大于关于每个用户房屋的预定值。当该微小流量等于或大于预定值时，判定存在泄漏的可能，并且复位流量判定部件33不判定其中燃气可用的复位操作是否完成，而是继续泄漏判定。
当使用复位流量判定部件33检测到预定的微小流量之后，泄漏判定部件29判定燃气流量是否增加到预定流量，其中通过使用流速检测部件17检测流速，并使用流量计算部件25将其转换为流量，获得所述燃气流量。虽然大量的流量流动使得管路1中的压力变为与上游压力相同的值，并且流量变为接近零的值，当在下游中开启塞子时，流量不为零，而是接近零的微小流量继续流动。当该微小的流量继续稳定地流动预定时段时，流量开始增加，并且最终，当开启器具塞时测量的初始流量流过。当泄漏判定部件29检测到预定流量或更大流量时，判定存在燃气泄漏，并且再次将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用流速检测部件17检测是否有燃气流而判定是否去除了切断起因，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。当所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化以及不依赖于在每个用户房屋内的管路长度，使用流速检测部件17的流速信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第四实施例)图4示出了根据本发明第四实施例的燃气切断装置。在图4中，相同的附图标记表示与图1、2、3和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图4中，附图标记34表示流量变化判定部件。复位部件28工作，并且复位计时部件29计数经过预定时段。其间，大量的流量流动，直到管路内的燃气压力达到与切断部件27的上游相同的压力。由于对于每个用户房屋在燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的，所以一旦对管道填充燃气到相同压力，流量就减小到接近于零的值。然而，当由于某些原因没有去除切断起因、并且将器具塞恢复到打开状态时，流量不为零，并且微小的流量继续流动。随后，该流量逐渐增加。流量变化判定部件34判定这个流量变化梯度是否等于或大于预定值。附图标记35表示泄漏推定部件，当流量变化判定部件34检测到一个流量变化梯度时，其判定对应于该变化梯度的预定时段之后的泄漏流量是否达到了预定值。
以下，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图1中，附图标记A表示其中的燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件31上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、以及当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为零或接近零的值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且随后，流量开始变为接近于零的值。尽管该微小的流量根据管路长度而不同，但当管路长时需要长时间来到达管路。由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以当充满燃气时，与器具塞的第二侧的压差增加，并且流量逐渐开始增加并且返回到刚在切断之前测量的燃气供应状态。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。在这种情况下，在每个用户房屋内的燃气切断装置和燃气器具之间的管路长度是不同的。虽然在塞子开启之后大量的流量流动，直到在管路1中的切断部件27的上游的压差，但是当由于某些原因没有去除切断起因、并且随后在开启器具塞的同时执行复位操作时，大量的流量流动并且随后流量稳定到接近零的微小值。复位流量判定部件33判定在较大量的流量流动后稳定的微小流量是否等于或大于关于每个用户房屋的预定值。当该微小流量等于或大于预定值时，判定存在泄漏的可能，并且复位流量判定部件33不判定其中燃气可用的复位操作是否完成，而是继续泄漏判定。
当使用复位流量判定部件33检测到预定的微小流量之后，泄漏判定部件29基于流量变化梯度判定燃气流量是否增加到预定流量，其中通过使用流速检测部件17检测流速，并使用流量计算部件25将其转换为流量，获得所述燃气流量。泄漏判定部件29判定使用流量变化判定部件34检测的流量变化梯度是否达到了在预定时段内的泄漏流量值。虽然大量的流量流动使得管路1中的压力变为与上游压力相同的值，并且流量变为接近零的值，当在下游中开启塞子时，流量不为零，而是接近零的微小流量继续流动。当该微小的流量继续稳定地流动预定时段时，流量开始增加，并且最终，当开启器具塞时测量的初始流量流过。当泄漏推定部件35判定流量增加到预定流量值或大于流量变化梯度时，判定存在燃气泄漏，并且再次将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用流速检测部件17检测是否有燃气流而判定是否去除了切断起因，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。当所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化以及不依赖于在每个用户房屋内的管路长度，使用流速检测部件17的流速信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第五实施例)图5示出了根据本发明第五实施例的燃气切断装置。附图标记17表示流速检测部件，其在上游振荡器18和下游振荡器19之间发送超声波信号，并基于它的传输时间而检测使用燃气的流速，上游振荡器18和下游振荡器19相对地安装在例如城市煤气或LPG的燃气介质的流动路径1中。例如，流速检测部件17可以如下构造。具体的，流速检测部件17包括切换返回部件20、发送返回部件21、接收返回部件22、重复返回部件23、以及传输时间测量返回部件24。发送返回部件21和接收返回部件22连接到切换返回部件20。切换返回部件20交替地改变发送返回部件21和接收返回部件22之间连接目的地，从而将发送返回部件21和接收返回部件22分别连接到上游振荡器18和下游振荡器19，并且随后，发送返回部件21和接收返回部件22分别连接到下游振荡器19和上游振荡器18。当使用切换返回部件20将接收返回部件22连接到上游振荡器18、同时发送返回部件21连接到下游振荡器19时，从发送返回部件21发送的超声波信号从上游振荡器18传递通过流动路径，并且随后从下游振荡器19接收到接收返回部件22。重复返回部件23重复执行超声波信号的这种发送/接收，并且其间使用传输时间测量返回部件24重复执行该信号传输时间的测量。传输时间测量返回部件24测量并累积从该超声波信号的发送到接收所占用的时间。随后，通过使用切换返回部件20将接收返回部件22和发送返回部件21分别连接到下游振荡器19和上游振荡器18，重复执行前述操作。传输时间测量返回部件24得到在通过初始接收超声波信号而获得的传输时间与通过使用切换返回部件20切换目的地而测量的信号传输时间之间的传输时间差。
附图标记25表示流量计算部件，其通过切换所获得的传输时间而获得使用介质的量，即燃气流量。附图标记26表示异常判定部件，其基于使用流量计算部件25获得的燃气使用量而判定是否存在异常使用状态。例如，为了监控存在异常使用状态，异常判定部件26存储总计流量切断值或使用时间切断表，总计流量切断值用于检测当由于某些原因去除了为使用器具(例如炉子)供应燃气的软管时所产生的异常大量的流量，使用时间切断表限定了使用时限，该使用时限对应于使用该器具较长时间的情况，该较长的时间长于通常使用该器具的最大使用时间。附图标记27表示切断部件27，其当异常判定部件26判定存在异常状态时输出切断信号并切断燃气路径1。附图标记28表示复位单元，其使用开关等检测发出的复位指令号并驱动切断装置打开流动路径，所述复位指令用于打开由于异常状态而已被切断部件27关闭的流动路径并使燃气介质再次可用。附图标记29表示复位计时部件，其在复位部件28的动作之后执行计时，并且其间阻止将使用流速检测部件17检测并使用流量计算部件25得到的流量作为判定泄漏的对象。附图标记130表示压力检测部件，其检测管路中的压力。附图标记131表示压力设定返回部件，其设定管道中用于停止使用器具的压力，即阻塞压力。附图标记132表示压力判定部件，其将复位后使用压力检测部件130检测的压力与在压力设定返回部件131中的压力进行比较，并且判定在执行复位操作、并且随后经过了复位计时部件的时间之后所测量的压力是否等于或大于阻塞压力。附图标记133表示泄漏判定部件，其判定压力是否等于或大于阻塞压力，其中所述压力通过使用复位部件28开启切断部件27、在由复位计时部件29经过了预定时段之后使用压力检测部件130检测压力、并且使用压力判定部件132判定该压力而获得，并且如果该压力不是等于或大于阻塞压力，泄漏判定部件133判定存在泄漏，从而输出切断信号给切断部件27。附图标记134表示报告返回部件，其当异常判定部件26判定存在异常燃气使用状态并驱动切断部件27时，显示切断操作的内容或状态，并且通过电话线等报告燃气安全监控中心。
以下，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流量检测返回部件17检测的流体量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件24得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图5中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件134上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、以及当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由压力检测部件130检测的流速值变为零或接近零的值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且管路中的燃气压力增加到接近于阻塞压力。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前的器具使用期间测量的压力(即，控制压力)。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17或压力检测部件130检测的流量或压力选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。通过在使用复位计时部件29经过预定时段后使用压力检测部件130检测压力、并使用压力判定部件132将所检测的压力与压力设定返回部件131的设置压力进行比较，泄漏判定部件133根据是否具有预定压力而确定判定信号。压力设定返回部件131具有用于停止器具的阻塞压力。当检测到等于或小于阻塞压力的压力时，泄漏判定部件33判定存在燃气泄漏，并且将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用压力检测部件130检测燃气压力是否轻微的减小到阻塞压力之下而判定是否去除了切断起因，其中轻微的减小到阻塞压力之下的燃气压力不被认为是压力降低并且也不等于阻塞压力，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。如果所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，根据压力检测部件130的压力信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，能够防止由于即使当存在微量燃气泄漏时不将其视为燃气降低状态并且不执行切断操作而造成的泄漏持续的问题。因此，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞，同时不会错误地判定在管路中填充燃气期间的压力(即，控制压力)为泄漏。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第六实施例)图6示出了根据本发明第六实施例的燃气切断装置。在图6中，相同的附图标记表示与图5、7、8和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图6中，附图标记135表示压力存储部件，其在器具使用期间(即，当由流速检测部件17检测的流量不接近于零时，检测到器具流量)检测由压力检测部件130检测的压力(即，控制压力)并且存储其最大值。虽然附图中没有示出，但周期性地清除、检测和随后再次存储最大值。
接着，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图5中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。另外，当使用流速检测部件17检测器具流量时，压力检测部件130检测供应压力(即，控制压力)并且在压力存储部件135中存储其最大值。压力存储部件135存储最大供应压力的历史纪录。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件134上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、或者当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为接近于阻塞压力，即当器具停止时测量的压力值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且管路中的燃气压力增加到接近于阻塞压力。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前的器具使用期间测量的燃气供应状态(即，控制压力)。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量或压力选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。压力判定部件132将在由复位计时部件29经过的预定时段之后使用压力检测部件17检测的压力与存储在压力存储部件135中的控制压力的最大值进行比较。泄漏判定部件133根据使用通过将预定压力加到最大控制压力而得到的值而检测的压力是否是高的来确定判定信号。由于压力存储部件135存储了在器具使用了预定时段内测量的供应压力，即，控制压力的最大值，所以能够确定地识别在器具使用期间测量的压力。当压力等于或小于所存储的最大控制压力时，泄漏判定部件133判定存在燃气泄漏，并且将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用压力检测部件130检测燃气压力是否轻微地减小到阻塞压力或更低而判定是否去除了切断起因，其中轻微地减小到阻塞压力之下的燃气压力不被认为是压力降低并且也不等于阻塞压力，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。如果所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，根据压力检测部件130的压力信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，能够防止由于即使当存在微量燃气泄漏时不将其视为燃气降低状态并且不执行切断操作而造成的泄漏持续的问题。因此，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞，同时不会错误地判定在管路中填充燃气期间的压力(即，控制压力)为泄漏。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第七实施例)图7示出了根据本发明第七实施例的燃气切断装置。在图7中，相同的附图标记表示与图5、6、8和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图7中，附图标记136表示压力变化判定部件，其基于由压力检测部件130检测的压力而获得压力变化梯度，并且判定压力是否从阻塞压力减小到控制压力。附图标记137表示泄漏推定部件，其使用压力变化判定部件136检测负压变化梯度，并且推定对应于变化梯度的压力是否在已由压力设定返回部件131设定的阻塞压力之下。当推定对应于变化梯度的压力在阻塞压力之下时，输出切断信号。
接着，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图5中，附图标记A表示其中的燃气介质的流动方向。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件134上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、或者当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为接近于阻塞压力，即当器具停止时测量的压力值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28直接动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且管路中的燃气压力增加到接近于阻塞压力。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前的器具使用期间测量的燃气供应状态(即，控制压力)。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量或压力选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量执行泄漏判定。压力检测部件17检测在由复位计时部件29经过预定时段之后改变的压力，并且压力变化判定部件136获得压力变化梯度。如果存在泄漏，那么压力值具有从阻塞压力到控制压力减小的趋势。压力设定返回部件131设定当器具停止的时间点的阻塞压力。如果检测到压力变化梯度和变化值，那么泄漏判定部件133推定压力的降低值。如果推定在经过预定时段之后压力降低到阻塞压力或更低，那么判定存在燃气泄漏，并且再次将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用压力检测部件130检测燃气压力是否轻微的减小到阻塞压力或更低而判定是否去除了切断起因，其中轻微地减小到阻塞压力之下的燃气压力不被认为是压力降低并且也不等于阻塞压力，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。如果所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，根据压力检测部件130的压力信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，能够防止由于即使当存在微量燃气泄漏时不将其视为燃气降低状态并且不执行切断操作而造成的泄漏持续的问题。因此，当由于异常大的流量、总计流量切断、或使用时间切断而执行了错误判定时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞，同时不会错误地判定在管路中填充燃气期间的压力(即，控制压力)为泄漏。因此，能够提高使用的便利性和安全性。
(第八实施例)图8示出了根据本发明第八实施例的燃气切断装置。在图8中，相同的附图标记表示与图5、6、7和9的那些具有同样功能的相同元件，并且省略了它们的说明。
在图8中，附图标记138表示泄漏判定部件。在基于复位部件28恢复切断部件27、并且由复位计时部件29经过预定时段之后，判定来自流速检测部件17的流量信号是否等于或大于预定值、或者将由压力检测部件130检测的压力与压力设定返回部件131的阻塞压力设定值进行比较。将确定为较低的信号中的一个选择为泄漏判定信号，并且将切断信号输出到切断部件27，从而判定其不处于燃气供应状态。
接着，将说明上述结构部件的操作。在安装燃气切断装置之后，使用由流速检测部件17检测的流量监控燃气器具的使用状态。当在用户房屋中长时间异常使用例如燃气炉或热水器的燃气器具时、或当由于某些原因去除燃气软管而异常泄漏燃气时，由于燃气器具的异常使用状态而切断燃气的供应。异常判定部件26通过判定使用流速检测部件17检测的传输时间是否异常长，来判定使用燃气量是否在正常流量范围内、或是否是异常大于预定值的流量值，使用燃气量即是使用流量计算部件25从流速值转换而来的流量值。现在，将说明流速检测部件17的示例操作。
在倾斜安装在流动路径1(即，燃气管路)中的上游振荡器18和下游振荡器19之间发送和接收超声波信号。使用切换返回部件20将发送返回部件21连接到上游振荡器18，而将接收返回部件22连接到下游振荡器19，从而接收由发送返回部件21发送的从上游振荡器18通过下游振荡器19的信号。以重复返回部件23设定的预定次数执行这种操作，以构成所谓的单环系统。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间。
随后，使用切换返回部件20，将发送返回部件21连接到下游振荡器19，而将接收返回部件22连接到上游振荡器18。超声波信号从发送返回部件21输出，并通过下游振荡器19和流动路径1由连接到上游振荡器18的接收返回部件22接收。与上述说明相似，以与重复返回部件23设定的同样次数执行这种操作。传输时间测量返回部件24通过累积，获得直到接收返回部件22接收到由发送返回部件21发送的超声波信号所用的传输时间，并且传输时间测量返回部件24得到在当超声波信号从上游发送到下游时占用的传输时间与从下游发送到上游的传输时间之间的传输时间差。随后，流量计算部件25将由传输时间测量返回部件19得到的传输时间，即流速值V，转换为流量值Q。在图5中，附图标记A表示燃气介质的流动方向。另外，当使用流速检测部件17检测器具流量时，压力检测部件130检测供应压力(即，控制压力)并且在压力存储部件135中存储其最大值。压力存储部件135存储最大供应压力的历史纪录。
当异常判定部件26判定所获得的流量异常时，切断信号输出到切断部件27。从而，驱动切断部件27，并且关闭流动路径1以停止燃气供应。另外，当输出切断信号时，该切断的内容显示在报告返回部件134上。当去除了该切断起因时，例如，当重新安装了错误安装的软管时，复位部件28动作，并且驱动切断部件27，打开流动路径。随后，通过参考流量，判别燃气器具使用者或燃气供应者是否完全去除了该切断起因。当由于异常大量的流量而切断燃气(即，总计流量切断)时、当纠正错误安装的燃气软管时、或者当由于例如炉子的燃气器具的长时间使用而切断燃气(即，使用时间切断)时，残留在管路中的燃气自然排出，直到去除了切断起因，例如直到关闭了燃气器具的管塞。刚打开塞子之后，在截流阀的下游中存在压差。因此，大量的流量流过，直到在下游管路中已降低的燃气压力达到供应压力。当在那之后压力变为均匀时，由流速检测部件17检测的流速值变为接近于阻塞压力，即当器具停止时的压力值。然而，当由于某些原因在没有去除切断起因的情况下复位部件28直接动作以打开切断部件27时，大量流量流动，并且管路中的燃气压力增加到接近于阻塞压力。然而，由于设置在管路1下游的燃气器具塞是开启的，所以即使全部充满了燃气，流量还是逐渐增加并且返回到刚在切断之前的器具使用期间测量的燃气供应状态(即，控制压力)。直到在复位部件28开启切断部件27之后使用复位计时部件29经过预定时段时，才将由流速检测部件17检测的流量或压力选择为泄漏判定的对象，但是使用在经过预定时段之后测量的流量或具有预定流量或更大流量的流量信号中的最初一个执行泄漏判定。压力检测部件17检测在由复位计时部件29经过预定时段之后改变的压力，并且压力判定部件132将其与存储在压力存储部件135中的控制压力的最大值进行比较。泄漏判定部件133根据使用通过将预定压力加到最大控制压力而得到的值而检测的压力是否是高的来确定判定信号。由于压力存储部件135存储了在器具使用了预定时段内测量的供应压力，即，控制压力的最大值，所以能够确定地识别在器具使用期间的压力。另一方面，使用流量检测返回部件17检测流量，并且泄漏流量值逐渐增加到预定流量。当压力等于或小于所存储的最大控制压力、或最初一个具有等于或大于预定流量的流量的信号时，优先泄漏判定部件138判定存在泄漏，并且将切断信号输出到切断部件27以停止供应燃气。换句话说，由于通过使用压力检测部件130检测燃气压力是否轻微地减小到阻塞压力或更低、或者通过当管路中充满燃气后没有关闭器具塞时检测最初一个具有逐渐增加的流量的信号而判定是否去除了切断起因，其中轻微地减小到阻塞压力之下的燃气压力不被认为是压力降低并且也不等于阻塞压力，同时即使当通过驱动切断部件27使之开启和检测到管路中充满燃气的过渡状态时也不会错误地判定存在泄漏，因此能够在短时间内判定是否存在泄漏。如果所检测的状态是正常时，即，当没有检测到燃气流量时，判定去除了切断起因，并且打开流动路径1，从而将燃气器具恢复到正常使用状态。
因此，不依赖于管路中流量的变化，根据压力检测部件130的压力信号判定在燃气器具的使用期间检测到异常状态之后是否存在燃气泄漏，并且判定是否使用复位部件28恢复了切断部件27。因此，能够在短时间内判定能否再次使用该燃气器具。另外，由于能够防止即使当存在微量燃气泄漏时不将其视为燃气降低状态并且不执行切断操作而造成的泄漏持续的问题。因此，当执行总计流量切断或使用时间切断时，能够在短时间内判别切断起因的去除或是否完全关闭了燃气器具的原有管塞，同时不会错误地判定在管路中填充燃气期间的压力(即，控制压力)为泄漏。由于使用压力检测部件130和流速检测部件17执行泄漏判定，所以能够提高实用性、安全性和可靠性。
工业应用如上所述，根据本发明的燃气切断装置可以应用于使用传感器测量流过管路的各种燃气，例如LP气、城市煤气以及氢气，所述传感器例如是薄膜型、超声波型、热量型以及射流传感器，并且其还可以应用于使用超声波传感器等测量例如水的液体的供水计量。
虽然已经参照
了本发明，但是在不脱离本发明的范围和精神的情况下能够进行多种修改或改变，这对本领域技术人员来说是显而易见的。
本发明要求2004年10月20日提交的日本专利申请No.2004-302336以及2004年10月20日提交的日本专利申请No.2004-302337的优先权，上述文献全部在此引入作为参考。
权利要求
1.一种燃气切断装置，包括流速检测部件，其通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，其将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，其判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，其在异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；复位部件，其输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，其基于复位部件的复位操作而开始计时；和泄漏判定部件，其在复位计时部件计数经过预定时段、并且流量计算部件检测测量到预定流量或更大流量时，输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
2.根据权利要求1的燃气切断装置，进一步包括复位判定部件，其判定在复位之后由流量计算部件检测的流量是否在预定流量之内，并且改变复位计时部件的判定值。
3.根据权利要求1的燃气切断装置，进一步包括复位流量判定部件，其在复位计时部件计数经过预定时段时，判定由流量计算部件检测的流量是否等于或大于预定值，其中，当复位流量判定部件判定流量等于或大于预定流量时，泄漏判定部件判定在判定计时之后流量值是否增加到预定值，并且随后当判定流量达到预定流量或更大时，判定存在泄漏，并输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
4.一种燃气切断装置，包括流速检测部件，其通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，其将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，其判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，其在异常判定部件判定存在异常时，切断流动路径；复位部件，其输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，其基于复位部件的复位操作而开始计时；复位流量判定部件，其在经过了由复位计时部件计数的预定时段之后，判定由流量计算部件检测的流量是否等于或大于预定值；流量变化判定部件，其在复位流量判定部件判定流量等于或大于预定流量时，计算流量变化梯度；和泄漏推定部件，当流量变化判定部件推定在预定时段内流量变化将达到预定流量或更大时，该泄漏推定部件判定存在泄漏，并且输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
5.一种燃气切断装置，包括流速检测部件，其通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，其将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，其判定由流量计算部件得到的使用流量是否正常；切断部件，其在异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，其检测流动路径中的压力；压力判定部件，其判定由压力检测部件检测的压力是否等于或小于预定压力；复位部件，其输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，其基于复位部件的复位操作而开始计时；和泄漏判定部件，其在复位计时部件计数经过预定时段、并且压力判定部件判定所检测的压力等于或小于预定压力时，输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
6.根据权利要求5的燃气切断装置，进一步包括压力存储部件，其在器具使用的同时存储由压力检测部件检测的压力，其中当复位计时部件计数经过预定时段、并且判定由压力检测部件检测的流动路径中的压力等于或小于在压力存储部件中存储的压力时，泄漏判定部件输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
7.一种燃气切断装置，包括流速检测部件，其通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，其将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，其判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，其在异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，其检测流动路径中的压力；复位部件，其输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，其基于复位部件的复位操作而开始计时；压力存储部件，其在器具不使用时存储由压力检测部件检测的流体压力；压力变化判定部件，其在复位计时部件计数经过预定时段时，根据压力检测部件的输出信号确定压力变化梯度；和泄漏推定部件，当压力变化判定部件推定在预定时段内压力变化将达到预定压力或更小时，该泄漏推定部件判定存在泄漏，并且输出驱动信号给切断部件以切断流动路径。
8.一种燃气切断装置，包括流速检测部件，其通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算部件，其将由流速检测部件检测的流速转换为流量；异常判定部件，其判定由流量计算部件计算的使用流量是否正常；切断部件，其在异常判定部件判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测部件，其检测流动路径中的压力；复位部件，其输出复位信号给切断部件以打开流动路径；复位计时部件，其基于复位部件的复位操作而开始计时；压力存储部件，其在器具使用时存储由压力检测部件检测的流体压力；压力判定部件，其判定由压力检测部件检测的压力是否等于或小于存储在压力存储部件中的压力；和优先泄漏判定部件，其根据下述两个判定信号中较早的一个判定信号而输出驱动信号给切断部件以切断流动路径，其中所述两个判定信号为，当复位计时部件计数经过预定时段、并且判定由流速检测部件检测的流量等于或大于预定值时输出的判定信号，和当将由压力检测部件检测的压力与在存储部件中存储的压力进行比较、并且检测到该压力等于或小于预定压力时输出的判定信号。
9.一种燃气切断方法，包括流速检测步骤，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算步骤，用于将在流速检测步骤中检测的流速转换为流量；异常判定步骤，用于判定在流量计算步骤中计算的使用流量是否正常；切断步骤，用于当在异常判定步骤中判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；复位步骤，用于输出复位信号以打开流动路径；复位计时步骤，用于基于复位信号而开始计时；和泄漏判定步骤，用于当从开始计时经过预定时段、并且在流量计算步骤中测量的流量等于或大于预定流量时，切断流动路径。
10.根据权利要求9的燃气切断方法，进一步包括流量判定步骤，用于判定复位之后在流量计算步骤中测量的流量是否在预定流量之内；和复位判定步骤，用于改变在复位计时步骤中计数的预定时段的设定。
11.根据权利要求9的燃气切断方法，进一步包括复位流量判定步骤，用于当经过预定时段时，判定在流量计算步骤中测量的检测流量是否等于或大于预定值，其中，当在复位流量判定步骤中判定流量等于或大于预定流量时，配置泄漏判定步骤以判定在判定计时之后流量值是否已经增加到预定值，当流量已经达到预定流量或更大时，判定存在泄漏，并切断流动路径。
12.一种燃气切断方法，包括流速检测步骤，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算步骤，用于将在流速检测步骤中检测的流速转换为流量；异常判定步骤，用于判定在流量计算步骤中计算的使用流量是否正常；切断步骤，用于当在异常判定步骤中判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；复位步骤，用于输出复位信号以打开流动路径；复位计时步骤，用于基于复位信号而开始计时；复位流量判定步骤，用于在从计时开始经过预定时段之后，判定在流量计算步骤中测量的检测流量是否等于或大于预定值；流量变化判定步骤，用于当在复位流量判定步骤中判定流量等于或大于预定流量时，计算流量变化梯度；和泄漏推定步骤，用于当推定在流量变化判定步骤中所确定的流量变化在预定时段内将达到预定流量或更大时，判定存在泄漏，并且切断流动路径。
13.一种燃气切断方法，包括流速检测步骤，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算步骤，用于将在流速检测步骤中检测的流速转换为流量；异常判定步骤，用于判定在流量计算步骤中得到的使用流量是否正常；切断步骤，用于当在异常判定步骤中判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；压力检测步骤，用于检测流动路径中的压力；压力判定步骤，用于判定在压力检测步骤中检测的压力是否等于或小于预定压力；复位步骤，用于输出复位信号以打开流动路径；复位计时步骤，用于基于在复位步骤中的复位操作而开始计时；和泄漏判定步骤，用于在从开始计时经过预定时段之后在压力判定步骤中判定所检测的压力等于或小于预定压力时，切断流动路径。
14.根据权利要求13的燃气切断方法，进一步包括压力存储步骤，用于在器具使用的同时将在压力检测步骤中检测的压力存储在压力存储部件中，其中，在泄漏判定步骤中，当已经经过预定时段、并且随后判定在压力检测步骤中检测的在流动路径中的压力等于或小于在压力存储部件中存储的压力时，切断流动路径。
15.一种燃气切断方法，包括流速检测步骤，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算步骤，用于将在流速检测步骤中检测的流速转换为流量；异常判定步骤，用于判定在流量计算步骤中计算的使用流量是否正常；切断步骤，用于当在异常判定步骤中判定存在异常时，切断介质流过的流动路径；第一压力检测步骤，用于检测流动路径中的压力；复位步骤，用于输出复位信号以打开流动路径；复位计时步骤，用于基于在复位步骤中的复位操作而开始计时；第二压力检测步骤，用于当不使用器具时检测流动路径中的压力；压力存储步骤，用于将在第二压力检测步骤中检测的压力存储在压力存储部件中；压力变化判定步骤，用于当已经经过预定时段时，根据在第一压力检测步骤中检测的压力来确定压力变化梯度；和泄漏推定步骤，用于当推定在压力变化判定步骤中的压力变化将在预定时段内达到预定压力或更小时，判定存在泄漏，并且切断流动路径。
16.一种燃气切断方法，包括流速检测步骤，用于通过测量介质中的信号传输时间而检测流速；流量计算步骤，用于将在流速检测步骤中检测的流速转换为流量；异常判定步骤，用于判定在流量计算步骤中计算的使用流量是否正常；切断步骤，用于当在异常判定步骤中判定存在异常时，切断流动路径；第一压力检测步骤，用于检测流动路径中的压力；复位步骤，用于输出复位信号以打开流动路径；复位计时步骤，用于基于在复位步骤中的复位操作而开始计时；第二压力检测步骤，用于检测当不使用器具时流动路径中的压力；压力存储步骤，用于当使用器具时将在第二压力检测步骤中检测的压力存储在压力存储部件中；压力判定步骤，用于判定在第一压力检测步骤中检测的压力是否等于或小于存储在压力存储部件中的压力；和优先泄漏判定步骤，用于在下述两个时间点中较早一个时间点处切断流动路径，其中一个时间点是当判定在经过预定时段之后在流速检测步骤中检测的流量等于或大于预定值时，而另一个时间点是当将在第一压力检测步骤中检测的压力与在压力存储步骤中存储的压力进行比较、并且检测到该压力等于或小于预定压力时。
全文摘要
监控燃气器具的使用状态。异常判定部件(26)判定使用流量是否正常，其中通过使用流速检测部件(17)检测通过测量介质中信号传输时间而获取的流速、并且使用流量计算部件(25)将所检测的流速转换为流量，来获取所述使用流量。当判定存在异常而由切断部件(27)切断流动路径(1)时，复位信号从复位部件(28)输出到切断部件(27)，从而通过打开流动路径而再次使用燃气。同时，当复位计时部件(29)开始计时操作、并且随后经过了预定时段时，流量计算部件(25)判定是否是预定流量或更大流量，从而判别连接到燃气切断装置(27)下游的燃气器具的所有燃气塞是否是关闭的。当检测到预定流量或更大流量时，泄漏判定部件(30)判定存在泄漏，并且将驱动信号输出到切断部件(27)以关闭流动路径(1)。
文档编号G01F3/02GK101084399SQ20058004367
公开日2007年12月5日 申请日期2005年10月20日 优先权日2004年10月20日
发明者植木浩一, 佐泽重忠, 滨田和孝, 难波三男, 堀富士雄, 川岛定, 增田功, 山下富功, 浅野一高 申请人:松下电器产业株式会社, 高压气体保安协会