JP2008134124A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】需要家が保有する器具自身の制御により使用流量が変化しても配管内を流れる各種媒体の流量を正確に計測し、監視するガス遮断装置を提供する。
【解決手段】流量検出手段８で流量検出し平均流量演算手段１０で平均流量を求め、流量変化検出手段１２で使用流量の変化より新たな使用と判断して流量登録手段１３に変化流量を登録し、最大の登録流量と監視値記憶手段１６の監視値と比較し正常使用状態か否かを異常判定手段１７で監視判定するが、器具自身の制御により流量変化検出手段１２で流量変化と判定されない微小な流量変化する場合があるが、流量差補正推定手段１４で定期的に合計流量と流量登録手段１３の全登録流量合計値とを比較し流量変化検出時に流量差補正推定手段１４で流量登録値を補正し直して再登録し、異常判定手段１７で監視記憶値と登録流量とを監視判定し異常時流路を遮断する遮断手段１８とから構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、需要家が保有する複数の器具を使用された時、器具自身の制御により使用流量が変化しても配管内を流れる各種媒体の流量を正確に計測し、常に正確な器具流量を登録しその使用状態が安全か否かを監視するガス遮断装置に関する。

従来のこの種のガス遮断装置は、例えば特許文献１に開示されたものがあり、図２を用いて簡単に説明する。

図２において、１は流量測定手段で、ガスメーターに取り付けられた流量センサである。２は個別器具推定手段で、流量センサ１の流量信号ｓを一定計測期間（３０秒）の平均流量として演算し、この平均流量の増減をもとに使用中の個別流量の増減を推定し、増減した器具の推定個別演算流量Ｑと使用した時間を出力する。この個別器具推定手段２は、平均流量が増加した場合はその増加分のガス器具が使用されたと判断し、平均流量が減少した場合はその減少分のガス器具を止めたと判断し、使用中の個別器具を推定する。３は個別流量登録手段で、その家庭で使用する個別器具の流量（Ｑｉ）を予めインプットする設定器である。４は個別流量記憶手段で、個別流量登録手段３の個別器具の流量（Ｑｉ）と常時個別流量登録手段７の流量を順次Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，・・・，Ｑｎと記憶する。５は異常流量判定部で、個別器具推定手段２から出力される推定個別流量Ｑが個別流量記憶手段４の｛Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，・・・，Ｑｎ｝に含まれず、かつ推定個別流量Ｑが第１の所定時間（１０分）以上続けば、個別異常信号Ｅを出力する。６は報知手段あるいは遮断手段で、個別異常信号Ｅを受けて警告報知するＬＥＤ、またはガス通路を遮断する遮断弁を備えている。７は常時個別流量登録手段で、個別流量推定手段２から出力される推定個別流量Ｑが第２の所定時間（３分）以上かつ第１の所定時間（１０分）以内の場合前記推定個別流量Ｑを個別流量記憶手段４に出力する。

次に従来例の構成の動作を説明する。流量測定手段１の流量信号をもとに平均流量を計算する。この平均流量と前前回の計測の平均流量との変化流量をもとめ、増加の変化か減少の変化かを判断し、それぞれの処理により推定個別演算流量Ｑをもとめる。増加減少処理の結果あらたに出現したこの推定個別演算流量Ｑが、個別流量記憶手段４に含まれるかどうかかつ、第１の所定時間（１０分間）使用されたかどうかの判断をする。含まれずかつ、１０分以上使用されれば報知手段または遮断手段６を動作させる。含まれずまたは、１０分以上使用されなければ、それぞれ未登録流量か、３分以上使用されたか、１０分以下の使用時間であるかを判断し、すべてに合致していれば、常時個別流量登録手段７は、個別流量記憶手段４に登録の処理を行なう。

いま、複数器具の同時使用により、Ｑｔ（例としてＱ２＋Ｑ３）という平均流量の増加があり、使用時間がたとえば７分、すなわち、７分後に平均流量が減少した場合には、個別器具推定手段２より推定個別流量Ｑｔを出力される。この推定個別流量Ｑｔは、常時個別流量登録手段７により使用時間が３分以上かつ１０分以下ということで個別流量記憶手段４に登録される。以降、個別流量記憶手段４に登録されるので、この流量が１０分以上出現しても、遮断することはない。すなわち、同時立ち上げするケースの多いガス器具による誤遮断を低減することができる。また、買い替え器具等による、新しい個別流量Ｑｋ（３分以上１０分以下）があった場合には、個別器具推定手段２より推定個別流量Ｑｋが出力される。この推定個別流量Ｑｋは、常時個別流量登録手段７により使用時間が３分以上かつ１０分以下ということで個別流量記憶手段４に登録される。

以降、個別流量記憶手段４に登録されるので、この流量が１０分以上出現しても遮断することはない（例えば、特許文献１参照）。

それぞれの家庭で使用する個別器具をあらかじめ記憶し、個別器具以外の流量によるガス漏れによる事故を未然に防ぐことができ、器具の同時立ち上げあるいは器具の買い替え等による誤遮断を防止できる。
特開平７−４４２３９号公報

しかしながら上記従来の構成では、下記の問題点を有していた。器具使用中に、例えばシャワーなどを使用する時給湯器は設定湯温に保つ為ガス流量を温度偏差に応じて制御したり、或いはファンヒータ等は一定室温に保つ為ガス流量を制御するので、器具使用開始時に個別器具推定手段で求め個別流量登録手段に登録された推定個別演算流量が制御により少しづつ減少している場合があり、特に複数器具使用中に他方の器具が使用停止或いは大きな流量変化が発生すると個別流量登録手段の推定個別演算流量を登録しなおすが、実際の流量と登録された流量の合計値とが異なる場合があり、使用流量とは異なった監視を行い誤遮断を防止できないという課題を有していた。又この場合に対処する個別流量登録方法が開示されていない。

本発明は上記課題を解決するもので、器具流量の微少な変化を監視し実流量を求めて器具流量の登録を行うので、正確な流量に基づいたガス器具の使用状態を監視でき、安全かつ誤遮断等がおきないガス遮断装置を提供することを目的としたものである。

この課題を解決するために本発明は、ガス器具の使用すると流量検出手段で流量検出し、平均時間計時手段が経過する毎に平均流量演算手段で平均流量を求め、流量変化検出手段で使用流量の変化より新たな使用と判断して流量登録手段に変化流量を登録しても、器具自身の制御により流量変化検出手段で流量変化と判定されない微小な流量変化する場合があり、平均時間計時手段で計時した平均時間毎流量差補正推定手段で定期的に合計流量と流量登録手段の全登録流量合計値とを比較し流量登録値を補正し直して登録し、流量登録手段で最も大きい流量の登録を補正した場合、使用時間監視を継続して行うように監視補正手段により使用時間異常判定手段で使用時間を再カウントしないようにしたものである。

このことにより、器具自身の制御により実使用の流量が変化しても正確に流量を検出し異常かどうかを監視できるので、極めて安全性が高く、実際の器具流量とは異なった流量で異常監視され誤遮断となり、ガス事業者が不要な出動することなく使い勝手が向上し、保安効果が向上する。

以上説明したように本発明によれば、器具自身の制御により実使用の流量が変化しても正確に流量を検出し異常かどうかを監視できるので、極めて安全性が高く、実際の器具流量とは異なった流量で異常監視され誤遮断となり、ガス事業者が不要な出動することなく使い勝手が向上し、保安効果が向上する。

本発明は上記目的を達成するため、流路内の流量を計測する流量検出手段と、前記流量検出手段での検出値を流量に換算する流量演算手段と、前記瞬時流量より平均流量を求める為の平均化時間をカウントする平均時間計時手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流
量を所定期間毎平均化する平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた値を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段と前記流量記憶手段との格納値より流量変化があったかを判定する流量変化検出手段と、前記流量変化検出手段より変化検出時流量変化分を求め流量を登録する流量登録手段と、前記平均時間経過毎求めた平均流量と登録流量合計値との流量差を演算し前記流量差がある場合流量差で再度流量登録値を補正し登録し直す流量差補正推定手段と、前記流量差補正推定手段で前記流量登録手段の最大登録流量値を補正した場合使用時間監視補正を行う監視補正手段と、前記流量差補正推定手段で登録し直した流量を監視する判定値を記憶する時間監視値記憶手段と、前記監視値と前記流量補正推定手段の登録流量値とを比較し異常かを判定し前記監視補正手段より出力信号がある場合使用時間監視を更新判定しない使用時間異常判定手段と、前記異常判定手段で異常成立時流路を遮断する遮断手段とからなる。

そして、ガス器具の使用すると流量検出手段で流量検出し、平均時間計時手段が経過する毎に平均流量演算手段で平均流量を求め、流量変化検出手段で使用流量の変化より新たな使用と判断して流量登録手段に変化流量を登録しても、器具自身の制御により流量変化検出手段で流量変化と判定されない微小な流量変化する場合があり、平均時間計時手段で計時した平均時間毎流量差補正推定手段で定期的に合計流量と流量登録手段の全登録流量合計値とを比較し流量登録値を補正し直して登録し、流量登録手段で最も大きい流量の登録を補正した場合、使用時間監視を継続して行うように監視補正手段により使用時間異常判定手段で使用時間を再カウントしないようにするので、器具自身の制御により実使用の流量が変化しても正確に流量を検出し異常かどうかを監視できるので、極めて安全性が高く、実際の器具流量とは異なった流量で異常監視され誤遮断となり、ガス事業者が不要な出動することなく使い勝手が向上し、保安効果が向上する。

以下、本発明の第１の実施形態を図１を参照して説明する。尚、本実施形態により本発明が限定されるものではない。

(実施の形態１)
図１は本発明の第１の実施の形態のガス遮断装置である。

図において、８は流量検出手段で、都市ガス或いはＬＰＧ等のガス媒体の流路中のガス流量を検出する。例えば流量検出手段８の一例として、流路内に設置された超音波センサで超音波信号を一方から他方に発信しその伝搬時間より使用ガス流量を検出したり、流路内に熱線式センサを設け流れにより変化するインピーダンスより流量を求めるフローセンサ、或いは計量膜によりガス量を計測し計量膜の機械的動作を磁石とリードスイッチ、或いは磁気抵抗素子等により電気的パルス信号として流量を検出するものがある。

９は流量演算手段で、流量検出手段８で求めた信号を瞬時流量に換算する。例えば超音波センサの場合伝搬時間より流量を換算し求める。１０は平均流量演算手段で、流量演算手段９で求めた瞬時流量を所定時間あるいは所定個数集合して平均流量を求める。１１は流量記憶手段で求めた平均流量を時系列的に記憶している。１２は流量変化検出手段で、求めた平均流量と流量記憶手段１１の過去の流量値とから流量変化があったかを求める。例えば、需要家が給湯器等を使用すると流量値は零から任意の流量迄、或いは他の器具使用中に給湯器等使用されると求めた平均流量と過去の流量記憶値とから変化流量が所定(率、或いは流量値)以上あったかどうかで器具使用と判定する。１３は流量登録手段で、流量変化検出手段１２で流量変化を検出すると、器具使用と判定し変化流量を登録する。

１４は流量差補正推定手段で、流量変化検出時求めた平均流量と流量登録手段１３の全登録流量の合計値とから流量差を求める。流量差が零以外、或いは所定範囲外ならば流量差有りとして登録流量の補正に移行する。即ち流量変化検出時流量登録手段１３では流量
変化量に従い流量登録値を登録し直すが、流量変化検出時点で求めた流量差分だけ全登録流量値と実際の流量とのズレがあり流量差分で再度登録流量値を補正し直し再度登録し直す。

１５は監視補正手段で、流量差補正推定手段１４で流量登録手段１３の最大登録流量値を補正した場合に使用時間監視補正を行う信号を出力する。

１６は時間監視値記憶手段で、器具流量の使用時間遮断の制限値、或いは使用最大流量の監視判定値、例えば合計遮断流量値や増加流量遮断値等が記憶されており、流量差補正推定手段１４で登録し直した流量の使用時間を監視する使用時間遮断の制限時間の判定値を記憶する。

１７は使用時間異常判定手段で、流量登録手段１３で登録されたガス使用量が異常な使用状態かどうかを時間監視値記憶手段１５の判定値と比較し判定する。そして、監視補正手段１５より出力信号がある場合、カウントしている使用時間監視を更新しないように制御する。

例えばストーブ等の使用器具へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、発生する異常な大流量を監視するための合計流量遮断値や、器具の通常使用する最大使用時間よりはるかに長く使用された場合に対応した使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断制限時間が使用時間異常判定手段１７で比較され異常でないか監視する。１８が遮断手段で、使用時間異常判定手段１７から異常と判定された時遮断信号が出力され流路を遮断する。１９は報知手段で、使用時間異常判定手段１７でガスの使用状態が異常と判定し、遮断手段１８を駆動した場合遮断状態や遮断内容を液晶表示素子等に表示すると共にガスの安全監視を行っているセンタに電話回線などを通じて通報する。

また、２０は平均時間計時手段で、所定時間カウントすると所定時間内の瞬時流量をもとに平均流量演算手段１０で平均流量を求めたり、流量差補正演算手段１４で平均流量と流量登録手段１３の登録流量合計値との流量差より流量登録値を補正する。

次に上記構成の動作を説明する。ガス需要家宅で保有している器具、例えばガスストーブや給湯器等の流量を、需要家が使用すると流量検出手段８で検出する。定期的にサンプリングし求めた検出値を流量演算手段９で瞬時流量に換算する。一方、平均時間計時手段２０で瞬時流量を平均化する時間をカウントすると共に所定時間が経過すると、平均流量演算手段１０は平均時間内に求めた数個の瞬時流量より平均流量を求める。平均流量は流量記憶手段１１に定期的に、かつ時系列的に複数個記憶されると共に、流量変化検出手段１２で流量記憶手段に記憶された過去の流量(例えば、前回、或いは前々回とか、n回前の流量記憶値等)とから流量変化の有無を求める。例えば給湯器を利用者が使用すると過去流量零の場合、任意の流量に変化するが、その変化を平均流量と過去の流量とから変化流量として求め、その変化率或いは変化量が所定以上の場合変化有として、即ち何らかの器具使用有りとして流量登録手段１３に登録する。或いはガステーブル使用中に給湯器を使用すると流量記憶手段１０の過去流量にガステーブル流量が記憶されており、流量変化検出手段１２では今回の平均流量と過去流量記憶値とから変化流量を求め、同様に現在の流量からの変化率、或いは変化流量が所定以上の場合変化有りとして変化流量を流量登録手段１３に登録する。器具使用が増加する場合だけでなく、複数の器具が使用中に何らかの器具が停止されると流量変化検出手段１１では過去の流量記憶値と平均流量とから減少変化かを判定しその減少変化流量を出力し、流量登録手段１３は減少変化流量より登録された流量のうち最も近い流量登録値を削除する。

一方、流量変化検出手段１２の流量変化に応じて流量登録手段１３で流量登録を行う前
に以下の処理を先立っておこなう。流量差補正推定手段１４は平均時間計時手段２０が平均時間カウントする毎に流量変化検出手段１２の出力により次の処理を行う。まず流量変化検出がない場合、平均流量演算手段１０で平均流量が求まる毎流量登録手段１３の登録された全登録流量の合計値とを複数個時系列的に記憶する。平均流量と全登録流量合計値とから流量差を求める。流量差が零、或いは所定範囲内の場合、流量登録手段１３に登録された流量値は実際の全使用器具の流量であると判定する。流量差が零、或いは所定範囲内(範囲率、範囲流量)でない場合、即ち流量差がある場合、全流量登録値は全使用器具の流量が微少変化し、正確でない流量が登録されていると判定し流量登録補正処理を行う。

並行して監視補正手段１５に補正出力を行ったことを出力する。平均流量から全登録流量合計値との流量差がプラスの場合、微少増加と判定しその差分を流量登録手段１３に出力し登録する。逆に流量差がマイナスの場合、器具の比例制御などによる微少減少と判定し、流量差を減少変化流量として流量登録手段１３に出力し流量登録手段１３では登録された流量の減少補正を行う。これにより流量変化にひっかからない微少な現象変化により、あたかも流量があるかのように間違って登録された流量値を削減或いは削除でき、その時点の実際流れている流量と登録流量の合計値とが等しくなる。即ち実際の器具の使用流量に対応した登録値となる。

流量登録手段１３は最大登録流量を再登録し直すと監視補正手段１５で使用時間カウント継続信号を出力する。流量変化検出手段１２で最大登録流量が更新された場合は使用時間継続信号を出力しない。

次に登録された流量値は、使用時間異常判定手段１７で時間監視値記憶手段１６の記憶値と比較監視される。時間監視値記憶手段１６には使用時間遮断の制限時間が記憶されている。使用時間異常判定手段１７では登録流量の使用時間をカウントし、登録流量の流量域に対応した制限時間と比較監視し、超えると異常流量と判定し遮断信号を遮断手段１８に出力する。ここで、監視補正手段１５より使用時間継続信号が出力されると、使用時間は継続カウントする。単に器具の制御により流量変化とならない微少流量変化の補正であり、使用時間のカウントは継続する。使用時間がカウント完了すると遮断手段１８を駆動し流路を閉じガスの供給を停止する。又、遮断信号が出力されると遮断内容を報知手段１９で表示する。

通常給湯器等の湯温制御において一定温度に到達すると以後比例制御等により使用量が次第に減少する場合があり、流量変化検出手段１２では微小な流量変化が所定の変化率未満或いは所定流量未満の為流量変化として検出できない場合がある。その為流量登録手段１３に登録されている流量登録値を修正できない為、実際の合計流量と流量登録合計値とは不一致の状態が継続する。その後いずれかの器具が停止されたり大きな流量変化があった場合、変化した流量が減少変化流量として流量登録値より減少した器具流量を探し近い器具流量を探し停止と判定し削除する。この時減少変化流量より大きな登録流量を削除する場合があり、登録流量と減少変化流量との差分流量を削除しすぎたとして再度流量登録する場合があった。その結果間違って流量登録され異常判定手段１７で使用時間監視され、本来存在しない流量区分の流量であるの誤って使用時間遮断するという不具合が従来あった。しかし平均時間経過毎平均流量演算手段１０で平均流量と求める度に、流量差補正推定手段１４で流量登録手段１３に登録されている全流量の合計値とから流量差を求め、かつ減少変化流量として流量登録手段１３で登録流量を補正し再登録する。流量変化検出時にその前時点の流量差が零、或いは所定範囲内であり、実際存在していない流量が流量登録値として登録されている状態が存在しない。流量補正推定手段１４により最大登録流量を補正した場合、監視している使用時間は継続してカウントする。器具の制御による微少な流量減少である為使用時間カウントは継続する。

このようにして実際の流量が次第に減少し少なくなっているにもかかわらず、登録時点の流量を修正できていなかったことによる不具合を改善し、かつ本来の正しい流量で使用時間監視を再カウントすることなく継続して行えるので、誤って短い時間で遮断したり、或いは本来使用していない器具の使用時間予告警告通報を上げる等の誤警報を行うのを防止でき、極めて安全性や保安信頼性が向上している。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、膜式、超音波センサ、熱線式センサ、フルイディックセンサ等を用いて配管内を流れる各種ガス媒体、ＬＰガス、都市ガス、水素ガスの気体計測、又超音波センサ等を用いて水などの液体を計測する水道メータ等の用途に適用できる。

本発明の実施形態１のガス遮断装置の制御ブロック図 従来のガス遮断装置の制御ブロック図

符号の説明

８ 流量検出手段
９ 流量演算手段
１０ 平均流量演算手段
１１ 流量記憶手段
１２ 流量変化検出手段
１３ 流量登録手段
１４ 流量差補正推定手段
１５ 監視補正手段
１６ 時間監視値記憶手段
１７ 使用時間異常判定手段
１８ 遮断手段
１９ 報知手段
２０ 平均時間計時手段

Claims (1)

1. 流路内の流量を計測する流量検出手段と、前記流量検出手段での検出値を流量に換算する流量演算手段と、前記瞬時流量より平均流量を求める為の平均化時間をカウントする平均時間計時手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量を所定期間毎平均化する平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた値を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段と前記流量記憶手段との格納値より流量変化があったかを判定する流量変化検出手段と、前記流量変化検出手段より変化検出時流量変化分を求め流量を登録する流量登録手段と、前記平均時間経過毎求めた平均流量と登録流量合計値との流量差を演算し前記流量差がある場合流量差で再度流量登録値を補正し登録し直す流量差補正推定手段と、前記流量差補正推定手段で前記流量登録手段の最大登録流量値を補正した場合使用時間監視補正を行う監視補正手段と、前記流量差補正推定手段で登録し直した流量を監視する判定値を記憶する時間監視値記憶手段と、前記監視値と前記流量補正推定手段の登録流量値とを比較し異常かを判定し前記監視補正手段より出力信号がある場合使用時間監視を更新判定しない使用時間異常判定手段と、前記異常判定手段で異常成立時流路を遮断する遮断手段とを備えたガス遮断装置。

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