JP2009052895A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流量計測手段から出力される瞬時流量の差分値の変化を逐次演算し、その変化量や所定の流量パターンを判断し、起動時の安定流量が小型湯沸し器の最大から最小の範囲内であることにより小型湯沸し器の起動を判断する。
【解決手段】家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を計測する流量計測手段３と、流量計測手段から出力される流量値を求める演算手段６と、器具の動作状態を判断する比較判定値を記憶する記憶手段７と、ガス器具の起動、制御、停止動作を判別検知する判別手段８と、起動後それぞれの動作開始直前と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段１２と、流量の安定を判断する流量安定判断手段１１と、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段１３と、流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であり安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時小型湯沸し器と判別する湯沸し器判別手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスの配管流路に接続されたガス器具の種類を判別して器具別の使用流量計測や器具別の保安処理を行うガス遮断装置に関するものである。

近年、安全装置が搭載されていないガス器具によるＣＯ中毒事故が注目され、特に室内で使用される小型湯沸し器に関しては、安全装置を搭載した商品への交換や安全装置を搭載していない器具をご使用のユーザへの注意喚起が更に徹底されてきている。

ガス遮断装置においてもガス流量を元に器具を特定する検討がなされ、保安機能の向上が求められてきている。

従来、この種のガス遮断装置は、図１１に示すように、ガス流路に流れるガス流量を計測するガス流量計測手段１８と、この計測結果より流量の増加を検出する流量増加検出手段１９と、この流量増加に伴うガス流量の瞬時増減変化を検出する流量増減検出手段２０と、前記瞬時増減変化検出時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定する器具判定手段２１と、前記流量増加検出手段で検出されたガス流量の増加分を、前記新たなガス燃焼器具の使用開始に伴うガス流量の増加分として登録する流量登録手段２２とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。

上記構成によって、新たにガス燃焼器具の使用を開始した場合にガス流量は瞬時に増減変化して安定したガス流量になる事に着目し、増減変化を判定時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法で新たなガス燃焼器具の使用開始を判定するとともに、流量の減少変化に基づいて使用停止を判定することができるものである。
特開２００２−１７４５４２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、使用開始に伴うガス流量の増加分に相当するガス流量の減少変化に基づき、新たなガス燃焼器具の使用停止を判定しているが、例えば燃焼制御としては全く同じ小型湯沸し器において、それが不完全燃焼防止装置が搭載されている小型湯沸し器なのか、搭載されていない小型湯沸し器なのかをガス流量によって判断することは困難であり、また起動や停止事象だけでは小型湯沸し器を特定するができないという課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、器具の起動を検出した以降、ガス流量の起動パターンと、ガス流量が所定の流量帯の範囲内であることを検出し、その後の安定流量を検出して、所定範囲内の安定流量が所定回数発生したことを検出することで、現在使用中の器具が小型湯沸し器であることを判別する技術を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と、器具の起動量や制御量や停止量を判断する流量差分パターンや比較判定値を記憶する記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と前記記憶手段内に登録された流量差分パターンや比較判定値との大きさを比較し、使用されるガス器具の起動、制御、停止動作を判別検知する判別手段と、前記判別手段によって器具の前記動作を判断した
場合、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、前記演算手段によって算出する差分値が所定範囲内であり、前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段と、前記判別手段で所定パターンの起動を検出し、前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別する湯沸し器判別手段を有する構成である。

本発明の流量計測装置は、器具の起動を検出した以降、ガス流量の起動パターンと、ガス流量が所定の流量帯であるを検出し、その後の安定流量を検出して、所定範囲内の安定流量が所定回数発生したことを検出することで、現在使用中の器具が小型湯沸し器であることを判別することができるため、予め安全装置（例えば、不完全燃焼防止装置）が搭載されていない器具として登録した場合、所定の使用時間で警報を行い、ガスを遮断することができ、長時間使用によるＣＯ中毒事故を防止することができ安全性を向上することができる。

第１の発明は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値を求める演算手段と、器具を判断する比較判定値を記憶する記憶手段と、前記演算手段により算出された流量値と前記記憶手段内に登録された比較判定値を用いて使用されるガス器具の動作状態を判別検知する判別手段と、器具の動作状況をもとに、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段とを備え、前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別するものであり、小型湯沸し器を的確に検出することが可能となる。

第２の発明は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と、器具の起動量や制御量や停止量を判断する流量差分パターンや比較判定値を記憶する記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と前記記憶手段内に登録された流量差分パターンや比較判定値との大きさを比較し、使用されるガス器具の起動、制御、停止動作を判別検知する判別手段と、前記判別手段によって器具の前記動作を判断した場合、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、前記演算手段によって算出する差分値が所定範囲内であり、前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段と、前記判別手段で所定パターンの起動を検出し、前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別するものであり、小型湯沸し器を的確に検出することが可能となる。

第３の発明は、ガス遮断弁と、外部と通信が可能な通信手段と、予め登録された安全装置なし登録手段と、前記安全装置なし登録手段の登録がある場合で、湯沸し器判別手段が小型湯沸し器と判断した場合に、所定時間の制限時間をカウントする使用制限タイマ手段とを有し、前記使用制限タイマ手段が経過した時点で、小型湯沸し器の連続使用があった
ことを前記通信手段によって外部に通信し、ガス遮断弁を遮断するものであり、安全装置なしの小型湯沸し器の使用を所定時間で警報し、ガスを遮断することができる。

第４の発明は、特に、前記所定時間の制限時間をカウントする使用制限タイマ手段にて、小型湯沸し器の断続使用の時間を計測する機能を有し、連続使用が所定時間継続しない場合でも、断続使用があり総使用時間が所定時間に達した場合は前記通信手段によって外部に通信し、ガス遮断弁を遮断するものであり、安全装置なしの小型湯沸し器の断続使用を所定時間で警報し、ガスを遮断することができる。

第５の発明は、前記安全装置なし登録手段の登録がある場合で、湯沸し器判別手段が小型湯沸し器と判断した場合、前記ガス遮断弁による遮断は復帰不可とするもので、使用時間を最小限に制限することができる。

第６の発明は、特に、前記湯沸し器判別手段は、使用制限タイマ手段により使用時間を計測すると同時に、湯沸し器の判別に至ったガス流量や計測中の継続時間等の履歴データを記憶する履歴データ保持手段を有し、小型湯沸し器の継続使用があったことと、前記履歴データ保持手段の履歴データとを合わせて、前記通信手段によって外部に通信する機能を有することで、例えば、公衆回線を用いた集中監視センターへ安全装置なしの小型湯沸し器の使用による警報と、その警報に至った履歴データとを送信することができるので、センターからガス器具使用者へ確認の連絡を行う際警報に至ったガス流量や使用時間等を使用者に伝えることが可能となり、更に保安機能を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって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の実施の形態におけるガス遮断装置としてのガスメータのブロック図を示すものである。

図１において、１はガスメータ装置であり、ガス供給管の途中に設けられ、その下流側の配管には各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具が接続されている。

図１において、ガスメータ装置１は、流量計測手段３、演算手段６、判別手段８、記憶手段７、制御手段１０、表示部４、感震器５、ガス遮断弁２、通信手段９１を有して構成される。流量計測手段３は、ガス供給管ａの経路中に接続され、後述するように、超音波信号を用いてガス供給管ａ内のガス流により生じる伝搬時間差を求め、ガスの瞬時流量を検出するものである。演算手段６は、検出された瞬時流量を基に、瞬時流量を積算してガス流量を算出したり、流量差分値を算出するなど、後述する器具判別のための流量特性に関する各種演算を行うものである。この流量計測手段３及び演算手段６が流量計測部の機能を実現する。

判別手段８は、前記算出された流量値及び流量差分値に基づき、記憶された器具別の判定値によって流量値や流量変化量、変化時間等のガス流量の流量特性を判定し、ガス供給管ａをガスが流れているときに使用されている特定のガス器具の判別を行うものである。

制御手段１０は、器具対応処理部の機能を有しており、ガスメータ装置１内の各部の動作制御の他、判別手段８によるガス器具の特定結果に基づき警告やガスの遮断などの保安処理、器具特定結果の報告、器具判別情報の更新処理などを行うものである。記憶手段７は、特定の器具の判別に用いる判定値等の器具判別情報、流量計測手段３により計測された瞬時流量値情報、演算手段６により算出されたガス流量値情報や流量差分値情報などの
流量情報、及び、使用器具や使用状況の履歴情報など、ガスメータ装置１にて用いる各種情報を記憶するものである。ここで、制御手段１０、演算手段６、判別手段８は、マイクロコンピュータ（マイコン）等を構成するプロセッサ及び動作プログラムにより構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理を行うことにより、各機能が実現される。また、記憶手段７は、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリにより構成される。

記憶手段７には、起動や制御や停止などの流量変化の発生を判断する比較判定値が記録したり、器具判別の結果等を記録するものであり、例えばフラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成される。

なお、前記記憶手段は本発明では半導体メモリを使用しているが、記録の追加、書き換えができるものであれば、磁気記録媒体や不揮発性メモリ、その他でもかまわない。
なお、本発明の流量計測手段３に関しては、超音波方式の計測手段を使用しているが、計測方式としては、他の流量計測方式でもフルイディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であればよい。

表示部４は、ＬＥＤ、液晶ディスプレイ等により構成され、ガス流量やガス器具の動作状態、警告などを表示するものである。感震器５は、地震などの振動を検出して検出信号を制御手段１０に出力するものである。ガス遮断弁２は、ガス供給管ａの経路中に接続され、制御手段１０からの指示に基づいてガス供給管ａを閉塞してガスの供給を遮断するものである。

通信手段９は、有線または無線による通信機能を有し、例えば公衆回線を介して管理センター（図示せず）と接続される。この通信手段９は、器具判別情報等を要求する情報要求信号などを管理センターへ送信し、器具判別情報などを含む信号を管理センターから受信するなど、各種情報及びコマンドや信号を管理センターとの間で授受するものである。

管理センターは、コンピュータ等を有して構成され、管理部の機能を実現するもので、所定の期間ごと、新規の器具情報の追加や器具情報の変更があったとき、ガスメータ装置１から要求があったときなどに、器具判別情報を含む信号をガスメータ装置１へ送信する。この管理センターは、コンピュータ等を構成するプロセッサ及び動作プログラムを含み、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理を行うことにより、各機能が実現される。

上記の流量計測手段３及び演算手段６の動作について詳しく説明する。図２は流量計測手段３の概略構成を示す構成図である。

流量計測手段３は、ガス供給管ａに連通する矩形断面を持つ計測流路３２を有し、この計測流路３２の相対向する流路壁の上流側と下流側には、一対の超音波送受信器３３、３４が配置されている。これらの超音波送受信器３３、３４は、超音波伝播経路が計測流路３２を流動するガス流を斜めに横切るように設定され、交互に超音波を送受信させることによって、ガス流に対して順方向と逆方向に超音波の伝搬を行う。

このとき、超音波送受信器３３、３４間の距離、すなわち測定距離をＬ、ガス流に対する超音波伝播経路の角度をφ、超音波送受信器３３、３４の上流から下流への超音波伝播時間をｔ１、下流から上流への超音波伝播時間をｔ２、音速をＣとすると、流速Ｖは以下の式により求められる。

Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ（（１／ｔ１）−（１／ｔ２）） …（１）
この流速Ｖと計測流路３２の断面積とからガス流の瞬時流量を算出する。

瞬時流量の計測の時間間隔は、超音波の送受信が可能な範囲で設定できる。ガス器具により起動や制御により変化する時間が器具ごとに異なるため、計測時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測時間間隔を短くすると電池の消耗が大きくなる。また、計測時間間隔が従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の２桁オーダーの秒数間隔になると、流量変化の差分を見て判断することが困難になる。そこで、本実施形態では、ガス器具が使われていないときは２秒間隔の周期的な瞬時流量の計測を行い、その差分値をとってガス器具の起動を判別する。なお、計測時間間隔は更に短くすることも可能である。例えば、ガス器具起動後は計測精度を上げるために計測時間間隔を短くするなどの制御を行ってもよい。

次に、判別手段８の動作について詳しく説明する。図６はガス器具使用時のガス流量の変化を示す特性図で、図７はガス器具使用時のガス流量の差分値の変化を示す特性図である。

図６は流量計測手段３により測定されたガスの瞬時流量値、図７はそのときの微分値、すなわち、所定の計測時間間隔毎の差分値をそれぞれ示している。差分値は、ガス器具の起動時にはプラス側にピークを持って表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される。ここで、差分値の変化がある所定の値（比較判定値）以上の場合、ガス流量に変化があったとして器具の判別や状態の変化を判断することが可能である。

例えば、ガスコンロ、ガスファンヒータ、ガス湯沸かし器などの器具が判別できることとなる。なお、ガスコンロは調理用、ファンヒータは温風暖房用というように単機能であるが、ガス湯沸かし器は給湯用と床暖房用の二つの機能を有する。床暖房は床裏側に熱媒体流路を形成したもので、ここを流動する熱媒体をガス湯沸かし器で沸かした湯で加熱するようにしたものである。そして、給湯用と床暖房用とでは、起動または制御パターンが異なり、当然のことながら差分値の変化量や変化時間にも違いがある。そこで、所定値以上の差分値の連続発生回数や連続発生時間などにより、ガス器具がガス湯沸かし器である場合には、給湯用か床暖房用かまでも判定可能である。なお、差分値は起動または制御開始時だけではなく、停止または制御終了時のマイナス差分を用いてもよい。

判別手段８は、流量計測手段３で検出された所定時間ごとの瞬時流量、及び演算手段６で算出された瞬時流量の差分値に基づき、ガス器具の起動時などに、記憶手段７に予め記憶されている器具判別情報を用いて流量値、及び流量変化量や変化時間を判定し、特定のガス器具の判別を行う。なお、ガス器具の使用状況の履歴情報などを用いて器具を特定することも可能である。

図８は本実施形態における器具判別情報の一例を示す図である。器具判別情報としては、例えば、器具Ａ、器具Ｂなどの器具ごとに、器具ＩＤ、器具の種類（ガス給湯器、床暖房熱源機、浴室暖房機、浴室乾燥機、風呂給湯器、５号湯沸かし器、ガスファンヒータ、ガスＦＦ温風器、ガスストーブ、ガステーブル（コンロ）、ガスオーブン、ガス炊飯器など）、器具のメーカ、品番などの特定器具情報を割り当て、個々の特定の器具に対して、流量特性Ａ（立上り流量推移）、流量特性Ｂ（安定流量）、流量特性Ｃ（制御流量推移）などの対応する流量特性情報を関連付けて記憶しておく。

この器具判別情報は、ガスメータ装置１におけるガスメータの出荷時などに、現在までに出荷されたガス器具に関する情報を記憶手段７に記憶して登録しておく。また、ユーザ宅でのガス器具の設置時などに、該当する種類のガス器具に関する情報を設定するようにしてもよい。また、所定の期間ごと、新規の器具情報の追加や器具情報の変更があったと
き、ガスメータ装置１から要求があったときなどに、管理センター（図示せず）から器具判別情報をガスメータ装置１へ通信手段９を介して送信して通信によって設定することも可能である。なお、器具判別情報は、管理センターで保持しておき、必要なときのみガスメータ装置１へ転送してガス器具の特定を行うようにしてもよい。

図９は本実施形態のガス器具判別システムの動作手順を示すフローチャートである。まず、流量計測手段３及び演算手段６により、所定の計測時間間隔ごとに瞬時流量を計測し、瞬時流量の積算値や差分値等を算出する（ステップＳ１）。そして、制御手段１０により、特定の器具を判別するタイミングであるかどうかを判定する（ステップＳ２）。ここで、器具判別タイミングでない場合は、元の処理に戻って再び流量計測処理を行う。ステップＳ２で器具判別タイミングとなった場合は、判別手段８により、器具判別情報を参照する（ステップＳ３）。そして、算出された瞬時流量値やその差分値に基づき、流量変化量や変化時間による流量変化特性、あるいは安定時の流量値などによって器具判別情報の流量特性を判定し、使用されている特定のガス器具を判別する（ステップＳ４）。

図１０はガス流量の変化特性において特定のガス器具を判別するタイミングの一例を示す図である。図１０に示すように、ガス器具の起動時のタイミングｔａにおいて、立上り流量推移の流量特性によって器具を特定したり、ガス器具の安定動作時のタイミングｔｂにおいて、安定流量の流量特性によって器具を特定したり、ガス器具の出力調整の制御時のタイミングｔｃにおいて、制御流量推移の流量特性によって器具を特定するなど、所定の器具判別タイミングにおいてガス器具を特定する。このとき、特定のガス器具を判別する際、立上り流量推移と安定流量などの複数の流量特性を用いて、複数の判定条件の組み合わせによって判別するようにすれば、判別精度を向上できる。

次いで、制御手段１０は、判別手段８で特定された器具特定結果に応じて、特定のガス器具に対応した器具対応処理を行う（ステップＳ５）。この器具対応処理としては、器具特定結果の報告、保安処理としての警告やガス供給の遮断などを実行する。保安処理を行う場合、警告を行う、警告を行った後に遮断する、遮断する、遮断後に再度復旧させる自動復帰確認機能など、種々の処理やその組み合わせが考えられる。警告を行う際に、ユーザが登録している固定電話や携帯電話に遮断や遮断予告の通知をしたり、ガス供給路を管理している管理センター（図示せず）に通報するようなことも可能である。

警告を行う場合は、制御手段１０から表示部４に警告指示信号を送出し、この警告指示信号に応じて、表示部４においてＬＥＤ点灯や液晶ディスプレイへの文字や絵の表示などを行って異常を報知する。また、音などを用いて警告してもよい。遮断を行う場合は、制御手段１０からガス遮断弁２に遮断指示信号を送出し、この遮断指示信号に応じて、ガス遮断弁２を駆動してガス供給管ａを閉じ、ガスの供給を遮断する。

また、ガス器具の特定結果の報告を行う場合は、制御手段１０は通信手段９から器具特定結果情報を送信し、例えば公衆回線を介して管理センター（図示せず）に通知する。管理センターは、器具特定結果に基づき、特定のガス器具に対する管理処理を行う。例えば、特定のガス器具を使用しているユーザに保守や販売等のサービスに関するお知らせ等の処置をするなど、種々の用途に器具特定結果を利用できる。

また、管理センター（図示せず）は、所定の期間ごと、新規の器具情報の追加や器具情報の変更があったとき、ガスメータ装置１から要求があったときなどに、器具判別情報を通信手段９を介してガスメータ装置１に送信する。ガスメータ装置１の制御手段１０は、受信した新規の器具判別情報を記憶手段７に記憶し、器具判別情報の設定を更新する。このように適宜器具判別情報を更新することで、ガス器具の特定を常時継続的に精度良く行うことが可能になる。

上述したように、本実施形態によれば、流量計測手段３及び演算手段６においてガス流量の流量変化量や変化時間を算出し、判別手段８においてガス器具の種類等を特定することが可能となる。この器具特定結果を用いて、特定のガス器具に対して、警告や遮断などの保安処理を行ったり、ガス料金設定を行ったり、保守や販売等のサービスに利用するなど、種々の用途に利用することが可能であり、ガス器具の管理を適切かつ利便性良く行うことができる。

なお、本実施形態においては、記憶手段７に予め記憶されている器具判別情報として、流量値、流量変化量や変化時間、及びガス器具の使用状況の履歴情報を用いて、特定のガス器具の判別を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、計測頻度を上げた流量変化量、ガス圧力、ガス温度を特定のガス器具の器具判別情報として用いることもできる。

以上のように構成されたガスメータについて、以下その動作、作用を説明する。

図１にて、ガスメータ装置１では、流量計測手段３で例えば２秒間隔毎にガス流量を計測し、そのデータを演算手段６に送り流量値を微分し、２秒毎（４秒毎や６秒毎でもよい。）の流量の差分データとして出力している。

この差分データは逐次判別手段８に送られ、記憶手段７に登録されている比較判定値との比較を行っている。差分値が起動を判断する比較判定値を超えた場合、ガス器具が起動したと判断し、その状態を記憶手段７に登録する。さらにガス器具が停止した場合には、負の値の差分値が発生し、起動を登録されている器具の停止の比較判定値に一致する場合、動作していた器具が停止したと判断する。

図１の器具の判別の動作を行う制御手段１０において、詳細な動作と作用を図３の制御手段１０ａとして、図６と合わせて説明する。

小型湯沸し器は一般的に燃焼能力が５号や８号のものがあり、台所の蛇口の上部に設置されていることが多く、点火方式には大きく２種類ある。

１つは小型湯沸し器の運転スイッチを押すと、自動的に水道水が流れ、点火動作を行ってお湯を供給する方式と、もう１つは常時種火を燃焼させて、蛇口を開くと水流を検出して、点火動作を行ってお湯を供給する方式である。

安全装置（例えば、不完全燃焼防止装置機能）が搭載されていない小型湯沸し器は、一般的には種火点火方式が多いが、種火方式であれば不完全燃焼防止装置機能なしとは必ずしも言えず、その仕様はメーカによって異なっている。

また小型湯沸し器の運転中の燃焼量は、湯沸し器内でガス流量を比例的に制御する比例弁を搭載しておらずほぼ一定量であり、例えば季節や用途等に応じて、お湯を熱くしたり、ぬるくしたりする場合に、大能力から小能力の範囲で燃焼能力を手動操作でリニアに調整する機能（階段状の切換え調整ではない機能）が搭載されている。

従って、燃焼能力を変更しない限り、ほぼ一定の燃焼量で運転し、燃焼能力を変更する場合も所定の範囲以内のほぼ一定した燃焼量で運転するという特徴がある。

また、小型湯沸し器の燃焼量（ガス流量）はガステーブルやファンヒータに比べて多く、これも特徴といえる。

図３にて、前記判別手段８にて、起動の流量パターンが小型湯沸し器相当のパターンを検出し器具の起動を判断する。

起動を検出した以降、流量取得手段１２によって起動後のガス流量を取得する。

一方演算手段６で算出した差分値（例えば２秒差分値）を流量安定判断手段１１によって監視し、差分値が安定を判断する比較判定値以内になって安定状態にあることを判断する。ここで安定している状態を判断する方法として、差分値が安定を判断する比較判定値以下を１回でも検出した時点で判断してもよいし、差分値が安定を判断する比較判定値以下になり、その状態が複数回連続した時点で判断してもよい。

そして、前記流量安定判断手段１１流量安定と判断した回数を安定流量カウント手段１３によってカウントする。

以降、判別手段で流量変化を検出する毎に、前記流量取得手段１２で変化後の流量の取得と、前記流量安定判断手段１１で流量の安定性を判断と、前記安定流量カウント手段１３で安定流量の発生回数のカウントを繰り返し行う。

ここで、安定流量カウント手段１３は、予め登録されている最大流量から最小流量の範囲以内であり、前回発生した安定流量と今回発生した安定流量とを比較し、所定範囲以内で同等な流量である場合にカウントするものである。

そして、湯沸し器判別手段１４にて、安定流量カウント手段１３の安定回数（例えば、３回）によって、小型湯沸し器として予め登録されている最大流量から最小流量の範囲以内の安定した流量が発生したことを確定して、その安定流量を小型湯沸し器の流量であることを記憶手段７に登録し、現在動作中の器具は小型湯沸し器であると判断する。

図６にて、時間ｔ１で小型湯沸し器が能力小で起動し、安定流量Ｑａ１で運転している、そして時間ｔ２で燃焼能力を大に切換えると安定流量Ｑａ２になり、時間ｔ３で停止している。

安定流量Ｑａ１、Ｑａ２は、最大から最小の所定範囲以内（図示せず）であり、安定を判断する範囲以内で安定している流量である。

またガス器具を複合で使用する場合、小型湯沸し器の燃焼量は、例えばガステーブルやファンヒータの燃焼量よりも多いため、演算手段６で算出する差分値も大きな値となり、差分値によって起動を判断し、起動前の安定流量と起動後の安定流量を計測し、安定流量の差分流量を計算して、差分流量が前記小型湯沸し器の最大から最小の所定の範囲以内であることを判断することで、容易に小型湯沸し器の起動を検出することができる。停止事象についても、マイナス側の差分値によって同様な判断が可能である。

図４にて、図３との相違点について説明する。

通信手段９は、例えば公衆電話回線を介してガスの集中監視を行う管理センター（図示せず）に接続し、必要なデータを送受信することができる。安全装置なし登録手段１５は、例えば、熱電対等による不完全燃焼防止装置が搭載されていない小型湯沸し器であることを予め登録し、その登録内容を記憶する手段である。登録方法には現場で設定する方式や管理センターを経由して通信で設定する方式などが挙げられる。

使用制限タイマ手段１６は、前記安全装置なし登録手段１５の登録ありの場合に、前記湯沸し器判別手段１４が使用中の器具を小型湯沸し器であると判断した時点から小型湯沸し器の連続使用時間の計測を所定時間（例えば、５分）だけ行う。

また、使用制限タイマ手段１６の計測する時間は、例えば通信等により、計測時間を変更することが可能で、使用者の利便性や安全性等を考慮した設定時間を選択することが可能な構成としている。

そして、使用制限タイマ手段１６が所定時間（例えば、５分）を計測した時点で、安全装置なしの小型湯沸し器が所定時間連続したことを、通信手段９によって管理センターへ発呼し、ガス遮断弁で遮断を行う。

管理センター（図示せず）は前記安全装置なしの小型湯沸し器が所定時間連続したこと受けて、器具使用者へ器具の使用状況や異常が無いかの確認を行うことができ、保安機能を向上することができる。

図５にて、図４との相違点について説明する。

図５にて、履歴データ保持手段１７は、前記安全装置なしの小型湯沸し器の連続使用の発呼と遮断に至った例えば、現在使用中のガス流量、小型湯沸し器の連続使用時間、小型湯沸し器の判定に至った安定流量の検出回数等の履歴データを保持するものであり、湯沸し器判別手段１４が湯沸し器と判断した以降に、湯沸し器と判断した条件を含めて関係するデータを保持することができる。

そして、使用制限タイマ手段１６が所定時間（例えば、５分）を計測した時点で、安全装置なしの小型湯沸し器の使用が所定時間連続したこと、履歴データを、通信手段９によって管理センター（図示せず）へ発呼を行う。

管理センターは前記安全装置なしの小型湯沸し器の使用が所定時間連続したこと、履歴データ受けて、器具使用者へ器具の使用状況や異常の有無の確認と、発呼や遮断に至ったガス流量や連続使用時間等を使用者に伝えることができ、より納得性のある説明を行うことができ、更に保安機能を向上することができる。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と、器具の起動量や制御量や停止量を判断する流量差分パターンや比較判定値を記憶する記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と前記記憶手段内に登録された流量差分パターンや比較判定値との大きさを比較し、使用されるガス器具の起動、制御、停止動作を判別検知する判別手段と、前記判別手段によって器具の前記動作を判断した場合、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、前記演算手段によって算出する差分値が所定範囲内であり、前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段と、前記判別手段で所定パターンの起動を検出し、前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別する湯沸し器判別手段を有する構成である。

そして予め登録されている予め登録された安全装置なし登録手段の登録結果とを組み合
わせて、安全装置なしの小型湯沸し器の使用を所定時間が経過した時点で警報し、ガス遮断弁で遮断する。

本発明の実施の形態におけるガスメータ装置のブロック図 本発明の実施の形態における超音波流量計の概略構成図 本発明の実施の形態における制御手段のブロック図 本発明の実施の形態における制御手段のブロック図 本発明の実施の形態における制御手段のブロック図 本発明の実施の形態における流量の特性図 本発明の実施の形態における流量の差分値の特性図 本発明の実施の形態における器具判別情報の一例を示す図 本発明の実施の形態の器具判別の動作手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態のガス流量の変化特性においてガス器具を判別するタイミングの一例を示す図 従来のガスメータ装置のブロック図

符号の説明

１ ガスメータ装置
２ ガス遮断弁
３ 流量計測手段
４ 表示部
５ 感震器
６ 演算手段
７ 記憶手段
８ 判別手段
９ 通信手段
１０ 制御手段
１１ 流量安定判断手段
１２ 流量取得手段
１３ 安定流量カウント手段
１４ 湯沸し器判別手段
１５ 安全装置なし登録手段
１６ 使用制限タイマ手段
１７ 履歴データ保持手段

Claims (6)

1. 家庭用ガス供給管に接続され、
   ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、
   前記流量計測手段から出力される流量値を求める演算手段と、
   器具を判断する比較判定値を記憶する記憶手段と、
   前記演算手段により算出された流量値と前記記憶手段内に登録された比較判定値を用いて使用されるガス器具の動作状態を判別検知する判別手段と、
   器具の動作状況をもとに、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、
   前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、
   前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段とを備え、
   前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別することを特徴としたガス遮断装置。
2. 家庭用ガス供給管に接続され、
   ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、
   前記流量計測手段から出力される流量の差分値を求める演算手段と、
   器具の起動量や制御量や停止量を判断する流量差分パターンや比較判定値を記憶する記憶手段と、
   前記演算手段により算出された差分値と前記記憶手段内に登録された流量差分パターンや比較判定値との大きさを比較し、使用されるガス器具の起動、制御、停止動作を判別検知する判別手段と、
   前記判別手段によって器具の前記動作を判断した場合、それぞれの動作開始直前の流量値と動作確定直後の流量値を計測する流量取得手段と、
   前記演算手段によって算出する差分値が所定範囲内であり、前記流量計測手段が計測する流量が安定していることを判断する流量安定判断手段と、
   前記流量安定判断手段によって検出される安定流量において、所定範囲内の安定流量の検出回数をカウントする安定流量カウント手段と、
   前記判別手段で所定パターンの起動を検出し、前記流量取得手段で検出した流量が所定の流量帯であって、前記安定流量カウント手段が所定回数以上の安定流量を検出した時点で使用中の器具を小型湯沸し器と判別する湯沸し器判別手段を有するガス遮断装置。
3. ガス遮断弁と、
   外部と通信が可能な通信手段と、
   予め登録された安全装置なし登録手段と、
   前記安全装置なし登録手段の登録がある場合で、湯沸し器判別手段が小型湯沸し器と判断した場合に、所定時間の制限時間をカウントする使用制限タイマ手段とを有し、前記使用制限タイマ手段が経過した時点で、小型湯沸し器の連続使用があったことを前記通信手段によって外部に通信し、ガス遮断弁を遮断する請求項１または請求項２に記載のガス遮断装置。
4. 前記所定時間の制限時間をカウントする使用制限タイマ手段は、小型湯沸し器の断続使用の時間を計測する機能を有し、連続使用が所定時間継続しない場合でも、断続使用があり総使用時間が所定時間に達した場合は前記通信手段によって外部に通信し、ガス遮断弁を遮断する請求項１から３に記載のガス遮断装置。
5. 前記安全装置なし登録手段の登録がある場合で、湯沸し器判別手段が小型湯沸し器と判断
   した場合の前記ガス遮断弁による遮断は、復帰不可とする請求項１から４記載のガス遮断装置。
6. 前記湯沸し器判別手段は、使用制限タイマ手段により使用時間を計測すると同時に、湯沸し器の判別に至ったガス流量や計測中の継続時間等の履歴データを記憶する履歴データ保持手段を有し、小型湯沸し器の継続使用があったことと、前記履歴データ保持手段の履歴データとを合わせて、前記通信手段によって外部に通信する請求項１から５に記載のガス遮断装置。