JP2001165745A - 復帰安全確認方法、電子式ガスメータ用流量計測装置及び電子式ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 復帰操作後の安全確認を正確に短時間で行う
ことができる復帰安全確認方法、該復帰安全確認方法を
実施した電子式ガスメータ用流量計測装置及び、該装置
を組み込んだ電子式ガスメータを提供する。 【解決手段】 弁制御手段１４ａ−３において、テスト
遮断制御手段１４ａ−３１が復帰操作手段ＳＷの発生す
る弁開信号に基づいてガス遮断弁１０ｃを弁開してから
所定時間経過した後、再びガス遮断弁を弁閉し、その後
復帰安全確認手段１４ａ−３２が流速計測手段１００に
よる流速の計測を開始させ、流速計測手段１００により
計測された流速が所定値以下である、すなわちガス漏れ
がないと判断できるときのみガス遮断弁１０ｃを弁開さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は復帰安全確認方法、
電子式ガスメータ用流量計測装置及び電子式ガスメータ
に係わり、特に、ガス流路を通過するガスの通過流量を
監視して流量異常を検出し、この異常検出によりガス遮
断弁を弁閉させてガス流路を通じてのガス供給を遮断
し、弁閉したガス遮断弁を安全を確認しつつ弁開して復
帰するための復帰安全確認方法、該復帰安全確認方法を
実施した流量計測装置及び該流量計測装置が計測した通
過流量を積算して表示する電子式ガスメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】ところで、ガス流路中のガスの流速を間
欠的に計測し、該計測した流速とガス流路の断面積と間
欠時間とを乗ずることによってガス流路中を通過したガ
スの通過流量を計測する電子式の流量計測装置として、
例えば特公平７−１１９６３８号公報に開示されている
超音波式センサを使用した超音波式流量計測装置や、特
公平６−４３９０６号公報に開示されている熱式センサ
を使用した熱式流量計測装置などがある。

【０００３】超音波式流量計測装置は、ガス流路内に一
定距離だけ離れて配置された超音波周波数で作動する例
えば圧電式振動子からなる２つの音響トランスジューサ
により流量センサを構成し、一方のトランスジューサの
発生する超音波信号を他方のトランスジューサに受信さ
せる動作を交互に行って超音波信号がトランスジューサ
間でガス流方向と、ガス流方向と逆方向に伝搬される時
間から成る物理量を間欠的にそれぞれ計測し、この計測
した２つの伝搬時間に基づいてガス流路内を流れている
ガスの流速を間欠的に求め、この流速にガス流路の断面
積と間欠時間とを乗じて通過流量を求める計測処理を行
っている。更にこの通過流量を積算して求めた積算流量
を表示することによって、電子式ガスメータを構成する
ことができる。

【０００４】熱式流量計測装置は、ガス流路内を加熱す
るヒータと、ガス流路の上下流方向にそれぞれ設けられ
た温度センサとから流量センサを構成し、ヒータの発す
る熱の上下流方向への伝達が流速の大きさによって変化
することを利用して、ヒータの上下流に設けた温度セン
サにより間欠的に検知した温度差からなる物理量によっ
て流速を間接的に測定するものである。

【０００５】また近年、上記流量計測装置は、ガス流路
を通過するガスの通過流量を計測する機能の他に、通過
流量が予め定めた合計流量値（接続する燃焼器の消費流
量を合計して予め設定される）を越えた場合や、所定期
間以上連続して燃焼器が使用された場合に、ガス流路中
のガスの漏洩又は燃焼器の消し忘れ等の異常を検出する
と共に、ガス遮断弁を弁閉させてガス流路を通じてのガ
ス供給を遮断する安全遮断機能を有するものが増加して
いる。さて、上記安全遮断機能により弁閉されたガス遮
断弁を弁開して復帰させる際には、ガス漏れがないか安
全確認しつつ、安全であるときのみ弁閉したガス遮断弁
を弁開して復帰する必要がある。そこで、この復帰の際
の安全確認を以下のようにして行う流量計測装置が知ら
れている。

【０００６】例えば、安全遮断機能によりガス遮断弁が
弁閉された後、復帰操作が行われるタイミングでガス遮
断弁を弁開し、この弁開から第１の一定時間経過するま
での間のガスの通過流量を監視すると共に、監視した通
過流量に基づいてガス漏れの判定を行い、ガス漏れが生
じていると判定したときガス遮断弁を弁閉する流量計測
装置がある。すなわち、図７（ａ）に示すように、安全
遮断機能によりガス遮断弁が弁閉された後、復帰操作さ
れるタイミングａでガス遮断弁を弁開する。このとき、
燃焼器具の消し忘れ等のガス漏れ発生原因があるとＡに
示すようにガス流路中をガスが通過し、予め定めたガス
漏れ判定流量値Ｑｌを越える通過流量のガスが流れ続け
る。従って、タイミングｂでの通過流量が予め定めたガ
ス漏れ判定流量Ｑｌを越えている場合、ガス漏れの危険
があると判定する。

【０００７】また、安全遮断機能によりガス遮断弁が弁
開された後、復帰操作が行われるタイミングでガス遮断
弁を弁開し、この弁開から第１の一定時間経過した後、
再びガス遮断弁を弁閉すると共に、この弁閉から第２の
一定時間経過するまでの間ガス流路の圧力を監視し、監
視した圧力によりガス漏れの判定を行う流量計測装置も
ある。すなわち、図７（ｂ）に示すように、安全遮断機
能によりガス遮断弁が弁閉されガス遮断弁より上流側か
らのガス供給が遮断されると、燃焼器がガス遮断弁−燃
焼器間のガス流路内のガスを消費し尽すため、ガス流路
内の圧力はほぼ大気圧と等しくなる。その後、復帰操作
が行われるタイミングｃでガス遮断弁を弁開すると、大
気で満たされているガス遮断弁−燃焼器間のガス流路に
ガスが供給され、燃焼器の消し忘れ等によるガス漏れが
なければガスの圧力はＢに示すように徐々に増加し、ガ
ス遮断弁−燃焼器間のガス流路内にガスが充満すると供
給圧力で一定となる。一方、ガス漏れがあればガス流路
の圧力はＣに示すように供給圧力より小さい圧力まで上
昇して一定となる。

【０００８】そして、上述したように復帰操作によりガ
ス遮断弁が弁開されてからガス遮断弁−燃焼器間のガス
流路にガスが充満するまでの時間Ｔ３より長い第１の一
定時間Ｔ１が経過して圧力が安定した後、再びガス遮断
弁の弁閉が行われる。すると、ガス漏れがなければガス
流路の圧力はＡに示すように供給圧力をそのまま保つ。
一方、ガス漏れがあればガス遮断弁−燃焼器間のガス流
路内のガスが消費され、ガス流路の圧力はＣに示すよう
にして大気圧に向かって徐々に低下する。従って、タイ
ミングｄでガス遮断弁が弁閉されてから第２の一定時間
Ｔ２経過するまで圧力を監視し、監視した圧力がガス漏
れによる圧力低下とみなせるガス漏れ判定圧力Ｐｌ以下
となったとき、ガス漏れの危険があると判断することが
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子式ガス
メータを通じて供給するガスを消費する燃焼器のなかに
は、使用中の供給圧力に圧力変動を生じさせるものがあ
る。例えば、ＧＨＰ（ガスヒートポンプ）の場合、その
使用によってガス圧に約１５ｍｍＨ₂Ｏの変動を１０〜
２０Ｈｚの周波数で生じさせる。このようなＧＨＰはガ
ス流路に脈流を生じさせる脈流発生源となり、集合住宅
などにおいて特定の消費宅に設置され使用されている
と、ＧＨＰの生じさせる圧力変動により、通過流量に１
０〜２０Ｈｚほどの脈流が生じる。

【００１０】このため、ガス遮断弁を弁開している間の
通過流量によってガス漏れを判定をする流量計測装置
は、隣家でＧＨＰ（ガスヒートポンプ）が使用されると
通過流量に脈流が生じて、正確な流量が計測できず誤判
定を行う恐れがあった。すなわち、実際にはガス漏れ判
定流量Ｑｌを越えていないにも拘わらず、通過流量計測
のタイミングの関係からガス漏れ判定流量Ｑｌを上回る
通過流量がガスメータにより求められて、復帰が行われ
なかったり、反対に、実際にはガス漏れ判定流量Ｑｌを
越えているにも拘わらず、計測のタイミングの関係でガ
ス漏れ判定流量Ｑｌを下回る通過流量がガスメータによ
り求められて、ガス漏れの危険があるにも拘わらず遮断
復帰してしまうという問題があった。

【００１１】一方、上述したガス遮断弁を弁閉している
間の圧力によってガス漏れを判定する流量計測装置は、
ガス遮断弁を弁閉することにより隣家でのＧＨＰの使用
による圧力変動の影響を受けることがないが、外気温の
低下に伴って供給圧力が低下し、ガス漏れ判定値以下よ
りも減少すると実際にガス漏れが生じていないにも拘わ
らずガス漏れと判定して、復帰が行われないという恐れ
がある。そこで、外気温の低下により供給圧力が減少し
てもガス漏れ判定値Ｐｌを下回らないような値にガス漏
れ判定値Ｐｌを引き下げると、ガス漏れが生じたときガ
ス流路内の圧力が、ガス漏れ判定値Ｐｌ以下に低下する
までの時間が長くなる。このため、第２の一定時間Ｔ２
を長くしなければならずガス漏れ判定にかかる時間が長
くなってしまうという問題があった。

【００１２】そこで、本発明は、上記のような問題点に
着目し、ガス流速の測定に基づいてガス使用量を計量す
る電子式のものにおいて、復帰操作後の安全確認を正確
に短時間で行うことができる復帰安全確認方法を提供す
ることを課題とする。

【００１３】また、本発明は、上記のような問題点に着
目し、ガス流速の測定に基づいてガス使用量を計量する
電子式のものであって、復帰操作後の安全確実を正確に
短時間で行って安全に復帰することができる電子式ガス
メータ用流量計測装置及び電子式ガスメータを提供する
ことを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
になされた請求項１記載の発明は、ガス流路中のガスの
流速を間欠的に計測する流速計測手段を備え、該計測し
た流速と前記ガス流路の断面積と前記間欠時間とを乗ず
ることによって計測したガスの通過流量を監視して流量
異常を検出し、該異常検出によりガス遮断弁を弁閉させ
て前記ガス流路を通じてのガス供給を遮断する流量計測
装置の弁閉したガス遮断弁の復帰操作時の復帰安全確認
方法であって、復帰操作に応じて前記ガス遮断弁を弁開
し、弁開してから所定時間経過した後、前記ガス遮断弁
を再び弁閉し、再び弁閉した後、流速の計測を開始し、
該計測した流速が所定値以下のとき、前記ガス遮断弁を
弁開しても安全であると判定することを特徴とする復帰
操作安全確認方法に存する。

【００１５】請求項１記載の発明によれば、流速計測手
段がガス流路中のガスの流速を間欠的に計測し、計測し
た流速とガス流路の断面積と間欠時間とを乗ずることに
よって計測したガスの通過流量を監視して流量異常を検
出し、異常検出によりガス遮断弁を弁閉させてガス流路
を通じてのガス供給を遮断した後、復帰操作に応じてガ
ス遮断弁を弁開し、弁開してから所定時間経過した後、
前記ガス遮断弁を再び弁閉し、再び弁閉した後、流速の
計測を開始し、該計測した流速が所定値以下、すなわち
ガス漏れがないと判断できるとき、ガス遮断弁を弁開す
る。

【００１６】ガス遮断弁が弁閉であれば、ガス遮断弁よ
り上流側で例えばガスヒートポンプが使用され圧力変動
が生じても、ガス遮断弁より下流側の流量には圧力変動
による脈流が生じることはない。従って、以上のように
ガス遮断弁が弁閉している状態での流速、すなわち脈流
が生じていない流量における流速の短時間の監視により
ガス漏れがあるか否かを判定することができる。

【００１７】請求項２記載の発明は、図１の基本構成図
に示すように、ガス流路１０中のガスの流速を間欠的に
計測する流速計測手段１００と、該計測した流速と前記
ガス流路の断面積と前記間欠時間とを乗ずることによっ
て前記ガス流路中を通過したガスの通過流量を計測する
通過流量計測手段１４ａ−１と、前記流速計測手段より
も上流側の前記ガス流路に設けられ弁閉により前記ガス
流路を通じてのガス供給を遮断するガス遮断弁１０ｃ
と、前記通過流量計測手段により計測された通過流量の
監視により流量異常を検出する異常検出手段１４ａ−２
と、復帰操作によって前記ガス遮断弁を弁開させる弁開
信号を発生する復帰操作手段ＳＷと、前記ガス遮断弁が
弁開されているとき前記異常検出手段による流量異常の
検出に基づいて前記ガス遮断弁を弁閉させ、前記ガス遮
断弁が弁閉されているとき前記復帰操作手段の発生する
弁開信号に基づいて前記ガス遮断弁を弁開させる制御を
行う弁制御手段１４ａ−３とを備える電子式ガスメータ
用流量計測装置において、前記弁制御手段は、前記復帰
操作手段の発生する弁開信号に基づいて前記ガス遮断弁
を弁開してから所定時間経過した後、再び前記ガス遮断
弁を弁閉するテスト遮断制御手段１４ａ−３１と、該テ
スト遮断制御手段により前記ガス遮断弁を弁閉した後、
前記流速計測手段による流速の計測を開始させ、該流速
計測手段により計測された流速が所定値以下のとき前記
ガス遮断弁を弁開させる復帰安全確認手段１４ａ−３２
とを有することを特徴とする電子式ガスメータ用流量計
測装置に存する。

【００１８】請求項２記載の発明によれば、流速計測手
段１００がガス流路中のガスの流速を間欠的に計測し、
通過流量計測手段１４ａ−１が計測した流速とガス流路
の断面積と間欠時間とを乗ずることによってガス流路中
を通過したガスの通過流量を計測する。この通過流量を
異常検出手段１４ａ−２が監視し、監視した結果流量異
常を検出すると共に、この異常検出に応じて異常検出信
号を発生すると、この異常検出信号の発生に応じて弁制
御手段１４ａ−３が流速計測手段１００よりも上流側の
ガス流路１０に設けられたガス遮断弁１０ｃを弁閉とさ
せガス流路１０を通じてのガス供給を遮断する。

【００１９】また、弁制御手段１４ａ−３において、テ
スト遮断制御手段１４ａ−３１が復帰操作手段ＳＷの発
生する弁開信号に基づいてガス遮断弁１０ｃを弁開して
から所定時間経過した後、再びガス遮断弁を弁閉し、そ
の後復帰安全確認手段１４ａ−３２が流速計測手段１０
０による流速の計測を開始させ、流速計測手段１００に
より計測された流速が所定値以下である、すなわちガス
漏れがないと判断できるときのみガス遮断弁１０ｃを弁
開させる。

【００２０】ガス遮断弁１０ｃが弁閉であれば、ガス遮
断弁１０ｃより上流側で例えばガスヒートポンプが使用
され圧力変動が生じても、ガス遮断弁１０ｃより下流側
の流量には圧力変動による脈流が生じることはない。従
って、以上のようにガス遮断弁が弁閉している状態での
流速、すなわち脈流が生じていない流量における流速の
短時間の監視によりガス漏れがあるか否かを判定するこ
とができる。

【００２１】請求項３記載の発明は、前記流速計測手段
は、ガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量を
前記間欠時間より短い一定間隔ごとに所定回数計測する
計測手段１００ａと、前記計測手段により所定回数計測
された物理量の平均値を流速として算出する平均値演算
手段１４ａ−４とを有し、前記弁制御手段は、前記テス
ト遮断制御手段により前記ガス遮断弁が弁閉した後、前
記計測手段による所定回数の物理量の計測を開始させる
ことを特徴とする請求項２記載の電子式ガスメータ用流
量計測装置に存する。

【００２２】請求項３記載の発明によれば、弁制御手段
１４ａ−３において、テスト遮断制御手段１４ａ−３１
がガス遮断弁１０ｃが弁閉した後、流速計測手段１００
の有する計測手段１００ａに間欠時間より短い一定間隔
ごとにガス流路中のガスの流速に応じて変化する物理量
の所定回数計測を開始させ、平均値算出手段１４ａ−４
が計測手段１００ａにより所定回数計測された物理量の
平均値を流速として算出するので、例えばガス流路近く
を車両が通過したときのガス流路の揺れ、又は温度変化
によるガス流路内でのガスの微少な流れに起因して下流
側に流量変動が生じ、流量の変動により流速が変動する
場合であっても、所定回数計測した物理量の平均値を流
速として算出するため、脈流による流量の変動つまり、
脈流により流速が変動しても、変動分を相殺することが
できる。

【００２３】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の電子式ガスメータ用流量計測装置と、前記電子式ガ
スメータ用流量計測装置によって計測したガスの流量を
積算する流量積算手段１４ａ−５と、該流量積算手段に
よって積算した積算流量を表示する表示手段１５ａとを
備えることを特徴とする電子式ガスメータに存する。

【００２４】請求項４記載の発明によれば、流量積算手
段１４ａ−５が請求項２又は３記載の電子式ガスメータ
用流量計測装置によって計測したガスの流量を積算し、
表示手段１５ａが流量積算手段１４ａ−５によって積算
した積算流量を表示するので、請求項２又は３記載の電
子式ガスメータ用流量計測装置によりガス遮断弁１０ｃ
が弁閉している状態での流速、すなわち脈流が生じてい
ない流速の短時間の監視によりガス漏れがあるか否かを
判定することができる。

【００２５】請求項５記載の発明は、前記テスト遮断制
御手段によりガス遮断弁を弁閉した後、前記流速計測手
段により計測した流速が所定値より大きいとき、その旨
を伝える警報を発生する警報発生手段１５ｂを更に備え
ることを特徴とする請求項４記載の電子式ガスメータに
存する。

【００２６】請求項５記載の発明によれば、警報発生手
段１５ｂがテスト遮断制御手段１４ａ−３１によりガス
遮断弁を弁閉した後、流速計測手段１００により計測し
た流速が所定値より大きいとき、その旨を伝える警報を
発生するので、復帰操作しても異常が生じているためガ
ス遮断弁１０ｃが弁開にならなかったことをユーザーに
伝えることができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図２は本発明の復帰安全確認方法
を実施した電子式ガスメータ用流量計測装置を組み込ん
だ電子式ガスメータを示している。図示の電子式ガスメ
ータは超音波式として構成されており、流体であるガス
を流すガスメータ中の流路としてのガス流路１０内にガ
ス流方向において距離Ｌだけ離され、互いに対向して配
置された超音波周波数で作動する例えば圧電式振動子か
らなる２つの音響トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２
と、ガス流路１０に連通した空所１０ａ内に距離ｌだけ
離れた管壁１０ｂに対向して配置された音響トランスジ
ューサＴＤ３とを有する。ガス流路１０には、両音響ト
ランスジューサＴＤ１、ＴＤ２の上流側に弁閉によって
ガス流路１０を遮断するガス遮断弁１０ｃが設けられて
いる。

【００２８】各トランスジューサＴＤ１、ＴＤ２及びＴ
Ｄ３はトランスジューサインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路
１１ａ及び１１ｂをそれぞれ介して送信回路１２及び受
信回路１３に接続されている。送信回路１２は、マイク
ロコンピュータ（μＣＯＭ）１４の制御の下で、トラン
スジューサＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波信号
を発生させる信号をパルスバーストの形で送信し、この
ための発振回路（図示せず）を内蔵している。

【００２９】受信回路１３は、ガス流路１０を通過した
超音波信号を受信した他方のトランスジューサＴＤ１、
ＴＤ２からの信号を入力して超音波信号を処理する前記
増幅器（図示せず）を内蔵している。トランスジューサ
ＴＤ３については、トランスジューサＴＤ１及びＴＤ２
に対するとは別のタイミングでμＣＯＭ１４が送信回路
１２と受信回路１３を制御し、トランスジューサＴＤ３
を駆動して超音波信号を発生させるように送信回路１２
を制御するとともに、同じトランスジューサＴＤ３が管
壁１０ｂから反射されてくる超音波信号を受信して発生
する信号を入力させるように受信回路１３を制御する。

【００３０】上述したμＣＯＭ１４は、図３に示すよう
に、プログラムに従って各種の処理を行う中央処理ユニ
ット（ＣＰＵ）１４ａ、ＣＰＵ１４ａが行う処理のプロ
グラムなどを格納した読み出し専用のメモリであるＲＯ
Ｍ１４ｂ、ＣＰＵ１４ａでの各種の処理過程で利用する
ワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリア
などを有する読み出し書き込み自在のメモリであるＲＡ
Ｍ１４ｃなどを内蔵し、これらがバスライン１４ｄによ
って互いに接続されている。

【００３１】μＣＯＭ１４内のＣＰＵ１４ａは、送信回
路１２から信号を供給するトランスジューサと受信回路
１３で超音波信号を受信するトランスジューサとを交互
に切り替えるように制御すると共に、ガス流路１０内を
流れているガスの流速に応じて変化する２つのトランス
ジューサ間で交互に送受信した超音波信号の伝搬時間の
差をガス流路１０中のガスの流速に応じて変化する物理
量として計測する計測処理を行う。

【００３２】μＣＯＭ１４内のＣＰＵ１４ａはまた、計
測処理により計測した物理量からガス流路１０内を通過
するガスの流速を間欠的に求める流速計測処理、この計
測した流速とガス流路１０の断面積と間欠時間とを乗じ
て通過流量を演算する通過流量演算処理、通過流量を積
算して積算流量を求める積算流量処理、この流量積算処
理によって求めた流量積算値を表示手段としての表示器
１５に表示させる表示処理、ガス流路１０中の通過流量
が予め定めた合計流量値（接続する燃焼器具の消費流量
を合計して予め設定される）を越えた場合、ガスホース
の抜けなどによって、燃焼器具による消費ガス流量以外
の異常ガスがガス流路１０に流れていると判断して、ガ
ス流路１０に設けたガス遮断弁１０ｃを弁閉してガス流
路１０を遮断させる合計流量遮断処理、通過流量に基づ
いてガス流路１０を通じてガスが供給される燃焼器具の
連続使用時間が使用時間遮断設定値を越えた場合、燃焼
器具の消し忘れ又はガスホースの抜けなどによってガス
漏れが発生していると判断して、ガス流路１０に設けた
ガス遮断弁１０ｃを弁閉してガス流路１０を遮断させる
使用時間遮断処理を行う。

【００３３】また、μＣＯＭ１４には復帰操作手段とし
ての復帰操作スイッチＳＷが接続され、この復帰操作ス
イッチＳＷのオン操作によって上記合計流量遮断処理及
び使用時間遮断処理により弁閉されたガス遮断弁１０ｃ
を弁開させる弁開信号が供給される。そして、μＣＯＭ
１４内のＣＰＵ１４ａはさらに、復帰操作スイッチＳＷ
の発生する弁開信号に基づいてガス遮断弁１０ｃを弁開
させる弁開制御処理、ガス遮断弁１０ｃが弁開されてか
ら所定時間経過した後、再びガス遮断弁を弁閉するテス
ト遮断制御処理、ガス遮断弁１０ｃが弁閉された後、上
記計測処理を開始すると共に、計測処理による物理量の
計測を連続して１０回行い、１０回計測された物理量の
平均値から求めた流速が所定値以下のときのみガス遮断
弁１０ｃを弁開させる復帰安全確認処理を行う。以上の
ことから明らかなようにＣＰＵ１４ａは、通過流量積算
手段、異常検出手段、弁制御手段、テスト遮断制御手
段、復帰安全確認手段、平均値算出手段及び流量積算手
段として働く。

【００３４】上述した構成の流量計測装置を組み込んだ
電子式ガスメータの動作を、ガス遮断弁１０ｃの弁開閉
に応じた通過流量の変化を示す図４を参照して以下説明
する。ガス流路１０中の通過流量が予め定めた合計流量
値を越えたり、燃焼器の連続使用時間が使用時間遮断設
定値を越えたりして、ＣＰＵ１４ａがガス遮断弁１０ｃ
をタイミングｅで弁閉すると、ガス遮断弁１０ｃより上
流側からのガス供給が遮断される。上流側からのガス供
給がなくなると燃焼器は、ガス遮断弁１０ｃ−燃焼器間
のガス流路１０内のガスを消費し尽くし、以降ガス流路
１０中のガスの通過がなくなるため通過流量はＤに示す
ようほぼ０となる。

【００３５】その後タイミングｆで復帰操作スイッチＳ
Ｗがオン操作され、弁開信号がμＣＯＭ１４に供給され
るとＣＰＵ１４ａはガス遮断弁１０ｃを弁開制御する。
そして、このガス遮断弁１０ｃの弁開に応じてガス遮断
弁１０ｃ−燃焼器間のガス流路１０にはガスが供給され
る。このときガス漏れが生じていない正常時であれば、
Ｅに示すようにガス遮断弁１０−燃焼器具間のガス流路
１０にガスが充満する間（時間Ｔ３）だけガスが流れ、
ガスが充満されると以降ガス流路１０中のガスの通過が
なくなるため通過流量０となる。一方、燃焼器の消し忘
れ、ガスホースの抜けなどが原因でガス漏れが生じてい
る異常時であれば、タイミングｆのガス遮断弁１０の弁
開に応じてＦに示すように正常時よりも大きい通過流量
のガスが流れ続ける。従って、タイミングｆから時間Ｔ
３より長い所定時間Ｔ４経過し、通過流量が安定したタ
イミングｇにおける通過流量は、図４に示すように正常
時はほぼ０であるが、異常時はガスが流れて続けている
ため０より大きい値例えばＱ１となる。

【００３６】ＣＰＵ１４ａは、このタイミングｆから所
定時間Ｔ４経過後のタイミングｇで再びガス遮断弁１０
ｃを弁閉すると共に、計測処理により計測される流速に
応じて変化する物理量から流速を求める流速計測処理を
開始する。タイミングｇにおいてガス漏れのない正常時
は、上述したように通過流量０となるため流速も０とな
り、一方ガス漏れが生じている異常時は、上述したよう
に０より大きい値の例えば通過流量Ｑ１となるため流速
もこの流量Ｑ１に応じた値となる。従って、ＣＰＵ１４
ａは、この流速計測処理により計測された流速が所定値
（例えば、接続する燃焼器の消費流量を合計して予め設
定される合計流量値）以上のとき、ガスの消し忘れや、
ガスホースの抜けなどの異常が生じていると判断し、ガ
ス遮断弁１０ｃを弁閉のままにすると共に、表示器１５
（＝警報発生手段）に異常が生じている旨を伝える表示
をさせる。また、流速が所定値以下のときは異常なしと
判断し、ガス遮断弁１０ｃを弁開させる。

【００３７】上述したように、ガス遮断弁１０ｃが弁閉
であれば、ガス遮断弁１０ｃより上流側で例えばＧＨＰ
が使用され圧力変動が生じても、ガス遮断弁１０ｃより
下流側の流量には圧力変動による脈流が生じることはな
い。従って、以上のようにガス遮断弁１０ｃが弁閉して
いる状態での流速、すなわち脈流が生じていない流量に
おける流速の短時間の監視によりガス漏れがあるか否か
を判定することにより、復帰操作後の安全確実を正確に
短時間で行って安全に復帰することができる。また、異
常が生じているときその旨を表示器１５に表示させるこ
とにより、復帰操作してもガス遮断弁が弁開しない原因
がガス遮断弁等の故障のためか、異常が生じているため
かを識別することができる。

【００３８】次に、上述した構成の装置における流速計
測処理の原理を以下に説明する。μＣＯＭ１４の内蔵す
るＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力し
てパルスバースト信号を発生させ、これを一方のトラン
スジューサＴＤ１、ＴＤ２に供給させ、この一方のトラ
ンスジューサに超音波信号を発生させる。また、一方の
トランスジューサから送信された超音波信号を受信する
他方のトランスジューサからの信号を受信回路１３に受
信させ、これに応じて受信回路１３が発生する信号を取
り込む。

【００３９】その後、μＣＯＭ１４の内蔵するＣＰＵ１
４ａは、超音波信号を発生するトランスジューサと超音
波信号を受信するトランスジューサを逆にして同じ動作
をもう一度繰り返す制御を行う。そして、μＣＯＭ１４
のＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にトリガ信号を出力し
て一方のトランスジューサの超音波信号を発生させてか
ら、この超音波信号を受信する他方のトランスジューサ
が発生する信号を受信回路１３を介して取り込むまでの
時間Ｔ１、Ｔ２をそれぞれ測り、この測った時間Ｔ１、
Ｔ２からガス流の流速を後述のようにして求める。

【００４０】また、μＣＯＭ１４のＣＰＵ１４ａは、ト
ランスジューサＴＤ１、ＴＤ２についての制御とは別の
タイミングで、トランスジューサＴＤ３についての制御
を行い、送信回路１２にトリガ信号を出力してパルスバ
ースト信号を発生させ、これをトランスジューサＴＤ３
に印加させて、このトランスジューサＴＤ３に超音波信
号を発生させる。また、トランスジューサＴＤ３から送
信され管壁１０ｂで反射された超音波信号を受信する同
じトランスジューサＴＤ３からの信号を受信回路１３に
受信させ、これに応じて受信回路１３が発生する信号を
取り込む。そして、ＣＰＵ１４ａは、送信回路１２にト
リガ信号を出力してトランスジューサＴＤ３に超音波信
号を発生させて、この超音波信号の反射の第１波と第２
波を受信する同じトランスジューサＴＤ３が発生する信
号を受信回路１３を介して取り込むまでの時間Ｔｒ１、
Ｔｒ２をそれぞれ測り、この測った時間Ｔｒ１、Ｔｒ２
からガス流路１０内と同じ温度、圧力、ガス種である
が、ガス流のない雰囲気における音速を後述のようにし
て求める。

【００４１】今、静止ガス中での音の伝搬速度（音速）
をｃ、ガス流の流速をｖとすると、ガス流の順方向の超
音波信号の伝搬速度は（ｃ＋ｖ）となる。トランスジュ
ーサＴＤ１及びＴＤ２間の距離をＬとすると、トランス
ジューサＴＤ１からの超音波信号がガス流と同じ方向に
進んでトランスジューサＴＤ２に到達する時間Ｔ１と、
トランスジューサＴＤ２からの超音波信号がガス流と逆
方向に進んでトランスジューサＴＤ１に到達する時間Ｔ
２とは、 Ｔ１=Ｌ／（ｃ＋ｖ） （１） Ｔ２=Ｌ／（ｃ−ｖ） （２） となる。（１）、（２）式より ｖ=（Ｌ／２）・（１／Ｔ１−１／Ｔ２） =（Ｌ／２）・（（Ｔ２−Ｔ１）／（Ｔ２・Ｔ１）） （３） となり、Ｌが既知であるときには、Ｔ１及びＴ２を計測
することによって流速ｖを求めることができる。

【００４２】ところで、Ｔ２・Ｔ１=Ｌ／（ｃ＋ｖ）・
（ｃ−ｖ）=Ｌ／（ｃ２ −ｖ２ ）であり、流速ｖは
音速ｃに比べて極めて小さな数値であるので、式中のｖ
２ はｃ２ に比べて極めて小さく無視でき、Ｔ２・Ｔ
１=Ｌ／ｃ２とすることができる。そして、上式（３）
は最終的には、 ｖ=（（Ｔ２−Ｔ１）・ｃ２ ）／２ =（Ｔ２−Ｔ１）・（ｃ２ ）・（１／２） と書き直すことができる。ここで、Ｔｄ=（Ｔ２−Ｔ
１）とすると、 ｖ=Ｔｄ・（ｃ２／２） =Ｔｄ・ｋ （４） ただし、ｋ=ｃ２／２となる。すなわち、ガス流方向と
これと逆方向の超音波伝搬時間の差Ｔｄに定数ｋを乗じ
てガス流速ｖが求められる。なお、上記安全確認処理に
おいては、流速に応じて変化する物理量である差Ｔｄの
計測を連続して所定回数、例えば１０回行い、この１０
回の計測に対応したガス流速ｖ１、ｖ２…ｖ１０とする
と、 これらの平均値ｖave＝（ｖ１＋ｖ２…ｖ１０）／１０ （５） をガス流速としている。以上のことから明らかなよう
に、上記演算するＣＰＵ１４ａとトランスジューサＴＤ
１及びＴＤ２とは流速計測手段１００及び計測手段１０
０ａを構成している。

【００４３】上述したように、１０回計測したガス流速
ｖ１、…Ｖ１０の平均値を流速とすることにより、例え
ばガス流路１０近くを車両が通過したときのガス流路１
０の揺れ、又は温度変化によるガス流路１０内でのガス
の微少な流れに起因して下流側に流量変動が生じ、流量
の変動により流速が変動する場合であっても、変動分を
相殺することができ、安全確認をより一層正確に行うこ
とができる。

【００４４】以上概略で説明した流量計測装置を組み込
んだ電子式ガスメータの詳細な動作をμＣＯＭ１４が有
するＣＰＵ１４ａの処理手順を説明する図５のフローチ
ャートを参照して以下説明する。ＣＰＵ１４ａは例えば
電池電源の投入によって動作を開始し、図示しない初期
ステップにおいて、μＣＯＭ１４内のＲＡＭ１４ｃに形
成した各種のエリアの初期設定を行ってからその最初の
ステップＳ１に進む。ここで音響トランスジューサＴＤ
１から超音波信号を送信し、この送信した超音波信号が
音響トランスジューサＴＤ２に到達するまでにかかった
時間を伝搬時間Ｔ１として計測する。続いてステップＳ
２に進み、ここで音響トランスジューサＴＤ２から超音
波信号を送信し、この送信した超音波信号が音響トラン
スジューサＴＤ１に到達するまでにかかった時間を伝搬
時間Ｔ２として計測する。

【００４５】その後ステップＳ３に進んでステップＳ１
で計測した伝搬時間Ｔ１とステップＳ２で計測した伝搬
時間Ｔ２との差をとり、これを時間エリアＴｄに格納し
てからステップＳ４に進む。ステップＳ４においては、
上記式（４）に示すように、上記時間エリアＴｄとＲＡ
Ｍ１４ｃとの係数エリアｋの値を乗じて流速を求め、こ
れをＲＡＭ１４ｃ内の流速エリアｖに格納する。次にス
テップＳ５に進んで上記ステップＳ４において求めた流
速を格納した流速エリアｖの値とサンプリングタイマエ
リアＳＴの値とを乗じて通過流量Ｑｔを求め、これをＲ
ＡＭ１４ｃの通過流量エリアＱｔに格納する。この通過
流量Ｑｔがガス流路１０中にガスが流れているとみなせ
る値以下であると、ステップＳ６の判定がＮＯとなって
ステップＳ７で連続使用時間カウントエリアＴｃのカウ
ント値をリセットした後、ステップＳ１へ戻る。一方、
通過流量Ｑｔがガス流路１０中にガスが流れているとみ
なせる値以上であると、ステップＳ６の判定がＹＥＳと
なって、ステップＳステップＳ８に進む。

【００４６】ステップＳ８おいて、ＲＡＭ１４ｃ内の流
量積算エリアＱに上記ステップＳ５で求めた通過流量Ｑ
ｔを加算した後、引き続くステップＳＰ９において表示
器１５に流量積算エリアＱの内容を表示させる。その
後、ステップＳ１０に進み、連続使用時間カウントエリ
アＴｃに格納されたカウント値をインクリメントさせ
て、ステップＳ１１へ進む。ステップＳ１１において
は、ステップＳ１０でインクリメントされた連続使用時
間カウントエリアＴｃ、すなわちガスの連続使用時間が
上限値である使用時間遮断設定値を越えているか否かを
判定する。ガス連続使用時間が使用時間遮断設定値を越
えておらずステップＳ１１の判定がＮＯのときには、引
き続くステップＳ１２に進み、ステップＳ５で求めた通
過流量Ｑｔが合計流量値を越えているか否かを判定す
る。通過流量Ｑｔが合計流量値を越えていなければ、異
常が生じていないと判断してステップＳ１２の判定がＮ
Ｏとなり再びステップＳ１へ戻り、通過流量Ｑｔを再び
計測する。

【００４７】一方、ガス連続使用時間が使用時間遮断設
定値を越えたり、通過流量Ｑｔが合計流量値を越えたり
してステップＳ１１、１２の判定がＹＥＳとなると、燃
焼器の消し忘れや、ガスホースの抜けなどの異常が生じ
ていると判断し、引き続くステップＳ１３において、ガ
ス遮断弁１０ｃを弁閉する。その後、ステップＳ１４に
おいて、復帰操作スイッチＳＷの操作を待ち、復帰操作
スイッチＳＷが操作されると後述するステップＳＰ１５
の安全確認処理に進む。

【００４８】安全確認処理の詳細を図６のフローチャー
トを参照して以下説明する。まず、復帰操作スイッチＳ
Ｗの操作に応じて最初のステップＳ１５ａに進み、ガス
遮断弁１０ｃを弁開する。続いてステップＳ１５ｂに進
み、ＲＡＭ１４ｃ内の所定時間カウントエリアｔをイン
クリメントし、その後のステップＳ１５ｃにおいて、ス
テップＳ１５ｂでインクリメントされた所定時間カウン
トエリアｔが所定時間５ｓを越えているか否か、すなわ
ち復帰操作スイッチＳＷからの弁開信号によりガス遮断
弁１０ｃを弁開してから所定時間例えば５ｓ経過したか
否かを判定する。ガス遮断弁１０ｃが弁開してから所定
時間５ｓ経過していなければステップＳ１５ｃの判定が
ＮＯとなり所定時間カウントエリアｔのインクリメント
が繰り返される。そして、所定時間カウントエリアｔの
インクリメントが繰り返された結果、所定時間カウント
エリアｔが弁開してから所定時間５ｓ経過していればス
テップＳ１４ｃの判定がＹＥＳとなって、続くステップ
Ｓ１５ｄにおいてガス遮断弁１０ｃを弁閉する。

【００４９】その後、ステップＳ１５ｅ〜１５ｇにおい
て上記ステップＳ１〜３と同様の動作を行い流速を計測
し、引き続くステップＳ１５ｈで計測回数カウントエリ
アｎをインクリメントさせる。引き続くステップＳ１５
ｉにおいて、上記式（４）に示すように、上記時間エリ
アＴｄとＲＡＭ１４ｃとの係数エリアｋの値を乗じて流
速を求め、ステップＳ１５ｈで計測した計測回数カウン
トエリアｎに対応する流速エリアｖｎに格納させる。そ
の後、ステップＳ１５ｊにおいて、計測回数カウントエ
リアｎが例えば１０であるか否か、すなわち流速の計測
を１０回連続して行ったか否かを判定する。流速の計測
を１０回連続して行っていなければ、ステップＳ１５ｊ
の判定がＮＯとなり再びステップＳ１５ｅに戻ることに
よって一定間隔ごとに流速の計測を行う。一方、流速の
計測を１０回連続して行っていれば、ステップＳ１５ｉ
の判定がＹＥＳとなり、引き続くステップＳ１５ｋにお
いて計測回数カウントエリアｎをリセットした後、ステ
ップＳ１５ｌに進む。

【００５０】ステップＳ１５ｌにおいては、上記式
（５）に示すように、１０回計測した流速の平均値を算
出する。その後、ステップＳ１５ｍで流速の平均値が予
め定めた所定値以上であるか否かを判定する。流速の平
均値が所定値以上でればステップＳ１５ｍの判定がＹＥ
Ｓとなり、ステップＳ１５ｎにおいて表示器１５にガス
漏れがある旨を伝える表示を行った後、ステップＳ１４
へ戻る。一方、流速の平均が所定値以下であれば図５の
ステップＳ１５ｎの判定がＮＯとなり、ステップＳ１５
ｏにおいてガス遮断弁１０ｃを弁開した後、図５のステ
ップＳ１へ戻る。

【００５１】なお、上述した実施例では、安全確認処理
において、１０回計測した流速の平均値を流速としてい
たが、脈流の発生原因が全くないガス流路においては１
回計測した時間差Ｔｄから流速を求めるようにして、消
費電力の低減を図るようにしてもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ガス遮断弁が弁閉している状態での流速、
すなわち脈流が生じていない流量における流速の短時間
の監視によりガス漏れがあるか否かを判定することがで
きるので、復帰操作後の安全確認を正確に短時間で行う
ことができる復帰安全確認方法を得ることができる。

【００５３】請求項２又は４記載の発明によれば、ガス
遮断弁が弁閉している状態での流速、すなわち脈流が生
じていない流量における流速の短時間の監視によりガス
漏れがあるか否かを判定することができるので、復帰操
作後の安全確実を正確に短時間で行って安全に復帰する
ことができる電子式ガスメータ用流量計測装置及び電子
式ガスメータを得ることができる。

【００５４】請求項３記載の発明によれば、例えばガス
流路近くを車両が通過したときのガス流路の揺れ、又は
温度変化によるガス流路内でのガスの微少な流れに起因
して下流側に流量変動が生じ、流量の変動により流速が
変動する場合であっても、所定回数計測した物理量の平
均値を流速として算出するため、脈流による流量の変動
つまり、脈流により流速が変動しても、変動分を相殺す
ることができるので、安全確認をより一層正確に行うこ
とができる電子式ガスメータ用流量計測装置を得ること
ができる。

【００５５】請求項５記載の発明によれば、復帰操作し
ても異常が生じているためガス遮断弁が弁開にならなか
ったことをユーザーに伝えることができるので、復帰操
作してもガス遮断弁が弁開しない原因がガス遮断弁等の
故障のためか、異常が生じているためかを識別すること
ができる電子式ガスメータを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の復帰安全確認方法を実施した電子式ガ
スメータ用流量計測装置を組み込んだ電子式ガスメータ
の基本構成図を示すブロック図である。

【図２】本発明の復帰安全確認方法を実施した電子式ガ
スメータ用流量計測装置を組み込んだ電子式ガスメータ
の一実施の形態を示す図である。

【図３】図２のマイクロコンピュータの詳細を示すブロ
ック図である。

【図４】本発明の復帰安全確認方法を説明するためのタ
イムチャートである。

【図５】図３のマイクロコンピュータを構成するＣＰＵ
の処理手順を示すフローチャートである。

【図６】図５の安全確認処理の詳細を示すフローチャー
トである。

【図７】従来の復帰安全確認方法の一例を説明するため
のタイムチャートである。

【符号の説明】

１０ ガス流路 １００ 流速計測手段 １４ａ−１ 通過流量計測手段（ＣＰＵ） １０ｃ ガス遮断弁 １４ａ−２ 異常検出手段（ＣＰＵ） ＳＷ 復帰操作手段（復帰操作スイッチ） １４ａ−３ 弁制御手段（ＣＰＵ） １４ａ−３１ テスト遮断制御手段（ＣＰＵ） １４ａ−３２ 復帰安全確認手段（ＣＰＵ） １００ａ 計測手段 １４ａ−４ 平均値算出手段（ＣＰＵ） １４ａ−５ 流量積算手段（ＣＰＵ） １５ 表示手段（表示器）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測
   する流速計測手段を備え、該計測した流速と前記ガス流
   路の断面積と前記間欠時間とを乗ずることによって計測
   したガスの通過流量を監視して流量異常を検出し、該異
   常検出によりガス遮断弁を弁閉させて前記ガス流路を通
   じてのガス供給を遮断する流量計測装置の弁閉したガス
   遮断弁の復帰操作時の復帰安全確認方法であって、 復帰操作に応じて前記ガス遮断弁を弁開し、 弁開してから所定時間経過した後、前記ガス遮断弁を再
   び弁閉し、 再び弁閉した後、流速の計測を開始し、 該計測した流速が所定値以下のとき、前記ガス遮断弁を
   弁開しても安全であると判定することを特徴とする復帰
   操作安全確認方法。
2. 【請求項２】 ガス流路中のガスの流速を間欠的に計測
   する流速計測手段と、該計測した流速と前記ガス流路の
   断面積と前記間欠時間とを乗ずることによって前記ガス
   流路中を通過したガスの通過流量を計測する通過流量計
   測手段と、前記流速計測手段よりも上流側の前記ガス流
   路に設けられ弁閉により前記ガス流路を通じてのガス供
   給を遮断するガス遮断弁と、前記通過流量計測手段によ
   り計測された通過流量の監視により流量異常を検出する
   異常検出手段と、復帰操作によって前記ガス遮断弁を弁
   開させる弁開信号を発生する復帰操作手段と、前記ガス
   遮断弁が弁開されているとき前記異常検出手段による流
   量異常の検出に基づいて前記ガス遮断弁を弁閉させ、前
   記ガス遮断弁が弁閉されているとき前記復帰操作手段の
   発生する弁開信号に基づいて前記ガス遮断弁を弁開させ
   る制御を行う弁制御手段とを備える電子式ガスメータ用
   流量計測装置において、 前記弁制御手段は、前記復帰操作手段の発生する弁開信
   号に基づいて前記ガス遮断弁を弁開してから所定時間経
   過した後、再び前記ガス遮断弁を弁閉するテスト遮断制
   御手段と、該テスト遮断制御手段により前記ガス遮断弁
   を弁閉した後、前記流速計測手段による流速の計測を開
   始させ、該流速計測手段により計測された流速が所定値
   以下のとき前記ガス遮断弁を弁開させる復帰安全確認手
   段とを有することを特徴とする電子式ガスメータ用流量
   計測装置。
3. 【請求項３】 前記流速計測手段は、ガス流路中のガス
   の流速に応じて変化する物理量を前記間欠時間より短い
   一定間隔ごとに所定回数計測する計測手段と、前記計測
   手段により所定回数計測された物理量の平均値を流速と
   して算出する平均値演算手段とを有し、 前記弁制御手段は、前記テスト遮断制御手段により前記
   ガス遮断弁が弁閉した後、前記計測手段による所定回数
   の物理量の計測を開始させることを特徴とする請求項２
   記載の電子式ガスメータ用流量計測装置。
4. 【請求項４】 請求項２又は３記載の電子式ガスメータ
   用流量計測装置と、 前記電子式ガスメータ用流量計測装置によって計測した
   ガスの流量を積算する流量積算手段と、 該流量積算手段によって積算した積算流量を表示する表
   示手段とを備えることを特徴とする電子式ガスメータ。
5. 【請求項５】 前記テスト遮断制御手段によりガス遮断
   弁を弁閉した後、前記流速計測手段により計測した流速
   が所定値より大きいとき、その旨を伝える警報を発生す
   る警報発生手段を更に備えることを特徴とする請求項４
   記載の電子式ガスメータ。