JP2009204190A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＣＯガスの濃度レベルにより器具の使用制限機能を適切に制御することを目的とする。
【解決手段】流量検出後流量記憶手段２６で分類して記憶し、求めた平均流量を器具流量として登録する流量登録手段２８と、ＣＯ警報器２０よりＣＯガスの濃度レベルに応じた出力信号を入力するＣＯガス漏洩判定手段２９と、ＣＯガス漏洩判定手段２９の出力信号と流量登録手段２８で流量登録されると流量記憶手段２６の記憶した流量パターン群と登録流量とを格納しガス漏洩器具を推定する器具推定手段３０と流量パターン群を記憶する器具流量記憶手段３１と器具情報を通報する通信手段３５とからなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＯ警報器とガスメータを用いて、ＣＯ発生時のガス器具の使用を制限するように制御するガス遮断装置に関し、特に、 ＣＯ警報器からの出力信号によりＣＯガス漏洩器具を特定し、保安を確保するガス遮断装置に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置として、例えば図４に示すような構成のものが知られている（特許文献１参照）。 この特許文献１のガス遮断装置について図４を用いて簡単に説明する。

１は警報器、２はマイコンガスメータで、信号線を介して接続されている。マイコンメータ２は、ＮＣＵ３に接続され、電話回線４を介して図示していない監視センタに接続されている。

警報器１は、４はメタンガスセンサーでメタンを検出する。５はＣＯセンサーでＣＯを検出するガスセンサーである。６はＣＰＵで検出ガスの発生によりメタンガスセンサー４やＣＯセンサー５の信号を検出する。センサー情報を連続的なガスの濃度値として検知する。７は音声ＬＳＩで、スピーカ８を介してガス漏れ状況を検出すると音声で周囲に通知する。９はＬＥＤで、ガス漏れ状況を検出すると表示し周囲に通知する。１０は電源回路で、最初に電源が警報器１に印加されると、前述の機能が動作開始する。

次に、上記構成の動作を説明する。この種の警報器１は、多くの場合、家庭の炊事場所におかれる。一般に、都市ガスでは可燃ガスであるメタンガスを検知すると共に、不完全燃焼時に発生するＣＯガスを検知する場合がある。メタンガスセンサー４やＣＯセンサー５はその可燃性を利用し、高温のコイル付近で検出対象の可燃性ガスを燃焼させることによってセンサー温度が上昇し抵抗値変化等で検出される。ガスを検出すると、メタンガスセンサー４やＣＯセンサー５よりＣＰＵ６に出力され、ガス漏れを検知する。警報器１がガス漏れ状況の発生を検知すると、音声ＬＳＩ７を通じてスピーカ８やＬＥＤ９を介して表示や音声で周囲の人に通知する。

警報器１がガスを検知すると信号線を介し、マイコンメータ２に情報が送られ、更にマイコンメータ２よりＮＣＵ３を通し、電話回線４を介して監視センターに通報する。種々の文献などにあるように、警報器１がガス漏れを検知し、マイコンメータ２に送られると、マイコンメータ２はガス供給を停止し、ガス通路を遮断する。ガス濃度が上昇すると、警報器１は警報アラーム送信を行う。更にガス濃度が上昇すると、１．５倍、２倍、２．５倍、３倍等のように一定の間隔のガス濃度上昇、低下に応じて送信を行う。
特開平１１−３０６４６３号公報

しかしながら、上記従来の構成では、使用中のガス器具が何らかの原因で不完全燃焼状態に陥り、警報器が早期に一酸化炭素ガス（以降ＣＯと記載）を検出したとしても、マイコンメータでは通常の器具使用状態の流量を検出しており、ＣＯガス発生器具を特定することができず、またマイコンメータがガス供給を停止すると複数のガス器具を使用していた場合、どの器具がＣＯガスを排出していたかわからず、結果として器具の修理、補修が遅れ、特に密閉された室内でストーブや風呂釜給湯器などを使用している場合、ＣＯガスは無色無臭であるため、利用者の生命等が危険な状態に長く置かれる場合があり、安全性の面で課題を有することになる。

本発明は上記課題を解決するもので、ＣＯ警報器からの低濃度のＣＯ検出信号に基づいて作動し、流量データより使用器具の判別が可能なガスメータを用いて、ＣＯガス発生時の使用ガス器具を特定することで、早期に器具修理などの対応ができ、信頼性が高く安全性の高いガス遮断装置を提供するものである。

上記従来の課題を解決するために本発明のガス遮断装置は、ガスメータを経由した後の配管に接続されるガス器具の使用状況を監視すると共に、ＣＯ警報器からの信号によりガス器具の使用条件を制限するガス遮断装置であって、ガスメータには、ガス流量を計測する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出値より瞬時流量値を求める流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を時系列に関連付けて流量パターンとして記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量値より器具流量と判定したとき当該流量値を登録する流量登録手段と、ＣＯ警報器からの検知信号により判定しＣＯ濃度レベルに応じた判定信号を出力するＣＯガス漏洩判定手段と、前記流量登録手段で器具流量が登録され前記ＣＯガス漏洩判定手段から判定信号が出力されたとき前記流量記憶手段の流量パターンを読み込むと共にＣＯ漏洩器具を推定し連続使用可能時間の制限値を短縮方向に設定する信号を出力する器具推定手段と、前記器具推定手段が読み込んだ前記流量記憶手段のデータを器具流量と共に記憶する器具流量記憶手段と、前記流量登録手段や前記器具推定手段や前記ＣＯガス漏洩判定手段からの信号で器具の連続使用可能時間の制限値を変更して異常の有無を判定する異常判定手段と、異常時にガスの供給を遮断する遮断手段と、各種器具情報を通報する通信手段とを備え、前記ＣＯガス漏洩判定手段の判定信号に応じて、器具の使用条件を制限して監視する監視モードと、即座に遮断信号を出力する遮断モードを有する構成としたものである。

上記発明によれば、器具の使用が開始されると、その瞬時流量を流量演算手段で求め、時系列に関連付けて流量パターンとして流量記憶手段に記憶し、一方、平均流量演算手段で平均流量を求め器具監視用の流量として流量登録手段に登録し、異常判定手段で流量の大きさ、使用時間の長さ等監視するが、監視中にＣＯ警報器がＣＯ（一酸化炭素）ガスの発生を検知し、ＣＯガス漏洩判定手段が低濃度状態の警報信号と判定した時、ＣＯガス漏洩の可能性のある器具として流量記憶手段の流量パターンや流量登録手段の登録流量をデータ群として器具推定手段に入力し、異常判定手段では登録流量の該当する流量区分で使用時間が監視されているが、器具推定手段にＣＯガス漏洩対象器具と推定される流量パターン群が入るとが監視している使用時間の残時間を短く変更して監視しなおし、分類し記憶した器具番号等の器具情報を監視センタに通報すると共に、その後何らかのＣＯガス漏れ対応措置がとられず使用されると、器具推定手段で前回の流量パターン群と照合し所定の相関係数内に入っている場合、流量登録手段に流量登録されると、異常判定手段では短い使用時間に制限することにより、極めて微量な警報信号の段階から使用時間を制限し、使用する度に使用時間制限された状態のため、ＣＯガス漏洩が極めて微量な状態で、かつ短時間で遮断されるため、利用者にとっての危険性が極めて低く、器具情報等を警告通報するのでガス事業者は異常器具を早期に特定でき対応とることができる。

本発明のガス遮断装置は、器具使用開始されるとその瞬時流量を流量演算手段で換算し、その瞬時流量を逐次、流量記憶手段に器具流量パターンとして分類して器具番号等を付して記憶し、一方合計流量遮断や増加流量遮断或いは使用時間遮断等の監視のために平均流量演算手段で平均流量を求め、異常判定手段で監視するが、器具監視用の流量として流量登録手段に登録しており、監視中にＣＯ警報器がＣＯガス漏れ検知し、ＣＯガス漏洩判定手段が低濃度状態の警報信号と判定し器具推定手段に出力し、器具推定手段ではＣＯガス漏洩の可能性のある器具が使用されたとして流量記憶手段の流量パターン及び流量登録手段の登録流量を器具流量データ群として器具流量記憶手段に格納し、かつ再使用されても器具流量記憶手段の流量パターン群とで器具流量推定し、異常判定手段では器具推定手段よりＣＯガス漏洩器具推定信号が入力されると登録流量の該当する流量区分で使用時間ではなく、優先して大幅に短縮した監視時間に制限設定し使用監視することで、器具番号等の情報と一緒に監視センタに通報すると共に、その後何らかのガス漏れ対応措置が遅れて需要家に使用されても器具推定手段で、前回の流量パターン群と照合し所定の流量パターンで所定相関係数内に入っている場合、漏洩器具を使用しているとして、極めて微量な警報信号の段階から使用時間を制限し、使用する度に使用時間制限された状態のため、ＣＯガス漏洩が極めて微量な状態で、かつ短時間で遮断されるため、利用者にとっての危険性が極めて低く、警告通報することでガス事業者に至急対応とることができ、安全性の高い効果がある。

上記目的を達成するため本発明は、ガスメータを経由した後の配管に接続されるガス器具の使用状況を監視すると共に、ＣＯ警報器からの信号によりガス器具の使用条件を制限するガス遮断装置であって、ガスメータには、ガス流量を計測する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出値より瞬時流量値を求める流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を時系列に関連付けて流量パターンとして記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量値より器具流量と判定したとき当該流量値を登録する流量登録手段と、ＣＯ警報器からの検知信号により判定しＣＯ濃度レベルに応じた判定信号を出力するＣＯガス漏洩判定手段と、前記流量登録手段で器具流量が登録され前記ＣＯガス漏洩判定手段から判定信号が出力されたとき前記流量記憶手段の流量パターンを読み込むと共にＣＯ漏洩器具を推定し連続使用可能時間の制限値を短縮方向に設定する信号を出力する器具推定手段と、前記器具推定手段が読み込んだ前記流量記憶手段のデータを器具流量と共に記憶する器具流量記憶手段と、前記流量登録手段や前記器具推定手段や前記ＣＯガス漏洩判定手段からの信号で器具の連続使用可能時間の制限値を変更して異常の有無を判定する異常判定手段と、異常時にガスの供給を遮断する遮断手段と、各種器具情報を通報する通信手段とを備え、前記ＣＯガス漏洩判定手段の判定信号に応じて、器具の使用条件を制限して監視する監視モードと、即座に遮断信号を出力する遮断モードを有する構成としたものである。

そして、器具の使用が開始されると、その瞬時流量を流量演算手段で求め、逐次流量記憶手段に入力して時系列に関連付けた流量パターンとして記憶し、一方、平均流量演算手段で平均流量を求め器具監視用の流量として流量登録手段に登録し、異常判定手段で流量値、使用時間の長さ等監視するが、監視中に器具が何らかの原因で不完全燃焼状態となりＣＯ警報器がＣＯガス漏れ検知し、ＣＯガス漏洩判定手段が低濃度状態の警報信号と判定した時、ＣＯガス漏洩の可能性のある器具として流量記憶手段の流量パターンや流量登録手段の登録流量をデータ群とから器具推定手段では器具流量記憶手段に格納された過去の流量パターンや登録流量とから定常的にＣＯガス漏れを起している流量パターンの器具かを推定し、かつ器具流量記憶手段に格納すると共に、異常判定手段では登録流量の該当する流量区分で使用時間監視されているが、器具推定手段にＣＯ漏洩対象器具と推定される流量パターン群が入ると監視している使用時間を短縮し残時間を短く変更して監視しなおし、監視センタに通報すると共に、その後何らかのＣＯガス漏れ対応措置がとられず使用されると器具推定手段で、前回の流量パターン群と照合し例えば所定の相関係数内に入っている場合、流量登録手段に流量登録されると、異常判定手段では短い使用時間に制限することにより、極めて微量なＣＯガス警報信号の段階から使用時間を制限し、使用する度に使用時間制限された状態のため、ＣＯガス漏洩が極めて微量な状態で、かつ短時間で遮断されるため、利用者にとっての危険性が極めて低く、器具情報を警告通報することでガス事業者は異常器具を特定しやすく早期対応が可能である。

また、本発明は、器具推定手段として、最初にＣＯガス漏れ信号が検出されたときは無条件に監視モードを実行すると共に各種データを器具流量記憶手段に記憶するようにしたものである。

また、本発明は、器具推定手段として、ＣＯガス漏洩判定手段が出力するＣＯ濃度の低い段階の第１段信号からＣＯ濃度の高い最大の第ｎ段信号において、ＣＯ濃度が高くなるにつれて出力される判定信号に応じて、器具の連続使用可能時間の制限値を短くなる方向に設定するようにしたものである。

また、本発明は、器具推定手段として、ＣＯガス漏洩判定手段からＣＯ濃度の高い最大の第ｎ段判定信号が出力されると、異常判定手段を介して遮断手段を閉じる信号を出力するようにしたものである。

また、本発明は、器具推定手段として、ＣＯ漏洩器具が使用と停止を繰り返す場合、繰り返し回数に応じて器具の連続使用可能時間の制限値を短くなる方向に設定するようにしたものである。

そして、プログラムであるのでマイコン等を用いて本発明の遮断装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置とガス器具の設置形態を示す図、図２は同ガス遮断装置の制御ブロック図である。

各家庭のガス供給管１１の入口部分にガス遮断装置１２が設置され、このガス遮断装置１２を経由した後のガス配管１３から分岐して家庭で使用する種々のガス器具が設置された場所まで配管されガスが供給される。例えば、屋外にはガス給湯器１４が設置され、このガス給湯器１４で生成される湯が水配管を介して台所の給湯栓１５、浴槽やシャワー装置が設置された風呂１６、リビング等に設置された床暖房１７に供給され、種々の使用形態を形成している。また、屋内にあっては、台所に設置されたガステーブル１８、リビングや寝室等に設置されたガスファンヒータ１９にガスが供給されるが、台所やリビングや寝室などにＣＯ警報器２０が設置されＣＯ（一酸化炭素、ＣＯと略す）ガス漏れ監視している。

そして、設置されたガス器具が使用されガスの消費が発生するとガス遮断装置１２でその使用量が計測され、そのデータが所定期間毎に累積記憶されている。このガス遮断装置１２に記憶されたデータはガス事業者からの定期的なデータ要求指令に基づいて所定の情報処理を行った後、ガス料金やガス使用量あるいはガス事業者が提供する割引サービス等の情報として需要家及びガス事業者に送信される。

図２は、ガス遮断装置１２と接続されたＣＯ警報器２０の制御ブロック図である。２０のＣＯ警報器は一例として、ＣＯガスを検出しＣＯ濃度レベルに応じ信号レベルが変化するＣＯガスセンサ２１と、その信号を増幅する増幅手段２２と、増幅された信号を処理するＣＰＵ２３とからなる。ＣＯ警報器２０はガス遮断装置１２の端子台等を通して接続される。ＣＯ警報器２０はガス遮断装置１２にＣＯガス濃度レベルが高くなるに応じて、コード信号やアナログ信号を出力する。

ガス遮断装置１２として、２４は流量検出手段で、ガス流量を計測する。なお、流量検出手段２４としては種々の方式があり、本実施の形態で示す流路内に設置された一対の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するものや、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もの、さらには計量膜によりガス量を検出し計量膜の機械的動作を磁石とリードスイッチある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。

例えば、超音波センサを用いた流量検出手段２４の場合、図示していないが超音波を送信または受信する第１送受信器と受信または送信する第２送受信器が流れ方向に対抗して配置され、予め定めた周期毎に上流から下流へ、又下流から上流に向かって超音波信号を送信し、伝搬時間を計測する。そして、第１送受信器と第２送受信器との超音波の伝搬時間差から流路の断面積や流体の流れ状態を考慮して、２５の流量演算手段で瞬時流量値を求める。

そして、流量記憶手段２６は、所定流量以上の流量値を器具流量と確定し、該器具流量以上の瞬時流量を時系列的に関連付けて記憶する。流量パターン群として記憶すると共に、大流量域、中流量域、小流量域毎に分類しシリアルの器具番号を付して格納する。

平均流量演算手段２７は、所定周期で求められる瞬時流量値を入力し、所定個数の瞬時流量値を集合して平均化し平均流量値として算出する。

流量登録手段２８は、求めた平均流量値が所定流量以上の場合に器具流量として、連続使用時間監視対象として登録される。通常、前回もしくはＮ回前の流量値に対して流量変化幅が所定流量以上の場合、器具流量として増加流量分を登録する。少なくなれば器具停止と判断し流量登録値を削除或いは変更する。

ＣＯガス漏洩判定手段２９は、ＣＯ警報器２０から部屋のＣＯガス濃度レベルに応じた信号が出力されるが、どの濃度レベルの漏洩信号かを判定する。ＣＯガス漏洩判定手段２９はアナログ信号を受信し処理したり、通信信号で受信したり、濃度レベルを符号化したディジタル信号で受信したりする。

器具推定手段３０は、流量記憶手段２６の記憶している流量パターン群とＣＯガス漏洩判定手段２９の信号と、器具流量記憶手段３１に格納している過去の器具流量パターン群と流量登録値とから、ガス漏れの可能性のある器具流量パターンかを推定する。流量登録手段２８にひとつの流量登録しかない場合、流量記憶手段２６の流量パターンの器具をＣＯガス漏洩器具と推定し内部に登録する。複数の流量登録がされている場合、所定流量以上の流量値の変化やピーク流量、ピーク流量以降の流量変化について、例えば相関係数や共分散等を用いて流量の近い度合いが所定以内かで判定する。

器具流量記憶手段３１にはＣＯガス漏洩判定手段２９から信号出力される度、順次流量記憶手段２６の流量パターン群や流量登録手段２８の流量登録値等の情報が記憶される。

異常判定手段３２は、所定の監視条件に基づいて使用器具の監視を行う。

監視値設定手段３３は、流量登録手段２８の登録流量より、流量域に対応した器具連続使用制限時間、あるいは使用最大流量の監視判定値などが記憶されている。例えば、ストーブ等へガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態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て使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断制限時間を設定されており、この設定値と流量登録手段２８の登録流量値を異常判定手段３２で比較判定することで、登録流量値が使用最大流量値を超えていないか、あるいは器具使用時間が登録流量値に対応した器具連続使用制限時間を超えていないか等、判定する。

器具推定手段３０から異常判定手段３２にＣＯ漏洩器具判定信号が出力されると、監視設定手段３３の本来の連続使用制限時間に優先して、はるかに短い連続使用制限時間が設定される。また、最もＣＯ高い濃度レベルの警報信号がＣＯガス漏洩判定手段２９より出力された場合は、異常判定手段３２に出力し、即座に遮断手段３４を作動させ遮断する。

この異常判定手段３２で異常と判定したとき、遮断手段３４に遮断信号を送ってガスの供給を停止する。また、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ーに通信手段３５を通じて通報する。

器具推定手段３０でＣＯガス漏洩器具と推定されると、異常判定手段３２では登録流量の使用時間を監視しているが、該使用時間を大幅に短縮調整する。

流量登録手段２８に器具流量が登録され、異常判定手段３２で使用時間を視しているとき、器具推定手段３０でＣＯガス漏れ漏洩器具が推定されると、使用時間を調整する。

使用時間を調整する度に通信手段３５を通じて、ガス事業者の監視センタ(図示せず)に使用時間の制限を変更した旨の発呼通知を行う。この時、属する大流量域、中流量域、小流量域の流量域コードと各々の流量域に属する器具番号を、通信手段３５を通じてセンターに通信する。

次に、本発明のガス遮断装置の動作を説明する。需要家宅で保有しているガス器具、例えばガスストーブ１９や給湯器１４等、が使用されるとその流量を流量検出手段２４で検出する。例えば、超音波センサを用いた場合は超音波信号の伝搬時間が検出値として計測され、この信号が流量演算手段２５に送られ瞬時流量値として算出される。

流量記憶手段２６では流量演算手段２５で算出された瞬時流量値が所定流量以上の流量値である場合に器具流量と判定し、該流量値を順次入力し時系列に関連付けて流量パターンとして記憶される。同時に、検出した流量パターンの瞬時流量値より、大流量域、中流量域、小流量域かの流量域コードと流量域毎に分類し器具番号を付して記憶する。

平均流量演算手段２７は所定個数毎の流量より平均流量を演算し、求めた平均流量はＮ回(ｎ＝１〜)前の平均流量と比較し所定流量以上の流量変化があった場合、何らかの器具使用と判定して流量登録手段２８に増加流量が登録される。

そして、異常判定手段３２は登録流量の属する流量区分より監視値設定手段３３に記憶している監視値、すなわち連続使用可能時間の制限値を参照して使用器具の連続使用時間を計時し監視する。一方、流量登録手段２８に登録される前に平均流量演算手段２７で求めた流量値が、ホース抜け等の原因による異常流量を超えていないかも並行して監視する。

ガステーブル１８やガスファンヒータ１９等がリビングや台所で使用されているとき、何らかの原因で不完全燃焼状態となりＣＯガス漏れが発生すると、ＣＯ警報器２０のＣＯガスセンサ２１が検出し、ＣＯガス濃度レベルの極めて低い段階の警報信号として、例えば第一段警報信号としてＣＰＵ２３よりガス遮断装置１２にＣＯガス漏れ信号が出力される。

ＣＯガス漏洩判定手段２９が第１段信号を検出すると、器具推定手段３０は流量登録値と流量記憶手段２６の記憶している流量パターン群と、器具流量記憶手段３１の流量データ群、流量パターン群や登録されていた流量とを比較し、各流量パターンのブロックに分けて相関関係を調べる。流量の立ち上がり、ピーク流量や安定状態の流量値、流量変化したときの変化流量勾配などより判定し、ＣＯガス漏れ信号を検出した時の器具流量かを推定する。

最初にＣＯガス漏れ信号が検出された場合は無条件に、流量パターン群や登録流量は器具流量記憶手段３１に格納されると共に、安全の為に異常判定手段３２にＣＯガス漏れ器具検知として信号出力し、使用時間計測し監視している時間を短縮する。例えばガステーブル１８やガスファンヒータ１９を使用中で、当初７２０分より監視していた時間を例えば２０分等に短縮する。そして、流量記憶手段２６で記憶した大流量域、中流量域、小流量域毎に分類し器具番号を、合わせて格納する。使用されるうちにＣＯガス漏洩判定手段２９がＣＯ警報器よりＣＯ濃度の高い最大の第ｎ段警報信号を入力すると、器具推定手段３０でＣＯ漏洩器具が使用との推定出力が異常判定手段に出力されると、異常判定手段３２は即座に遮断信号を遮断手段３４に出力する。

器具が停止され再使用され、同様にＣＯガス漏れ信号をＣＯガス漏洩判定手段２９が検出すると、器具推定手段３０では器具流量記憶手段３１のデータと例えば相関係数等でＣＯガス漏れ器具かどうかを推定し、異常判定手段３２にＣＯガス漏洩器具検知信号を出力し使用時間を大幅に制限する。器具推定手段３０より異常判定手段３２にＣＯ漏洩器具判定信号が出力されると監視設定手段３３の本来の制限時間に優先してはるかに短い使用時間制限時間が設定される。つまり、ガス漏洩器具が使用と停止を繰り返すような場合に、繰り返し回数に応じて器具の連続使用可能時間の制限値を短くなる方向に設定するようにしている。

同時に通信手段３５を介してガス事業者のセンターにＣＯガス漏洩検知による連続使用時間の制限を実行した旨の発呼通信を行う。通常の発呼は異常内容を示すコード信号と流量区分であるが、ＣＯ漏洩の場合は更にＣＯ漏洩状態を示すＣＯ漏洩コードや、器具コード、ＣＯ警報内容(第１段、第２段などの濃度レベルをコード化)や制限時間等を送る。通常、第１段の濃度レベルの警報信号は人体に影響を与えない極めて低レベルの信号である。

ＣＯ警報器２０で検出したＣＯガス濃度が次第に高くなると第２段、第３段警報と変化して送られてくる。その信号を検出すると、器具推定手段３０での器具流量パターンの相関係数の判定幅を広げ、ガス漏れ器具の推定を容易にすると共に連続使用時間の監視値を更に短縮し、残時間を次第に短くする。同時にセンターに発呼通信する。又、ガス濃度レベルが一気に高くなり、ＣＯガス漏洩判定手段２９が最大濃度の極めて危険な警報信号を入力されたら、異常判定手段３２に出力し即座に遮断手段３４に遮断信号を出力しガスの供給を停止し安全性を確保している。

なお、本実施の形態に使用した数値限定は一例であり、又使用形態も本実施の形態に限定されるものではない。

以上のように、ＣＯ警報器２０でＣＯガス漏れを検出し、ガス遮断装置１２側のＣＯガス漏洩判定手段２９でＣＯガス濃度レベルの低い第一段の警報信号であると判定すると、器具推定手段３０で登録された器具流量と流量記憶手段２６に記憶された所定流量以上の器具流量の時系列信号と器具流量記憶手段３１に格納されているデータとからＣＯガス漏洩器具かどうかを推定し、ＣＯガス漏洩器具と推定したとき、異常判定手段３２で計時監視している使用時間を制限すると共に、分類し記憶している器具番号を通信手段３５によりセンターに通報ことで、ガス事業者に対してどの器具がトラブルを起しているかを通知でき、ガス器具使用者の安全を確保し、ＣＯガス漏れによる一酸化炭素中毒等の生命への危険を防止すると共に、ガス事業者のセンターに器具番号等情報を通報することにより器具を特定しやすく、ＣＯガス濃度レベルの低い段階で早期に安全対策を実施することができ、極めて安全で、信頼性の高いガス器具使用環境を提供することができる。

次に、別の実施形態として、ＣＯガス漏洩判定手段２９からのガス漏れ判定信号がなくても、流量パターンを判定することでガス漏洩器具の使用開始を推定し、異常判定手段３２に連続使用時間の制限値を短縮方向に設定しなおす信号を出力するようにした構成について、実施の形態２として以下に記す。

（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置の制御ブロック図である。図３において、図１、図２と同一機能を行う手段には同一番号を付している。

図３において、各家庭の、台所に設置されたガステーブル１８、リビングや寝室等に設置されたガスファンヒータ１９にガスが供給され、台所やリビングや寝室などにＣＯガス漏れ監視用としてＣＯ警報器２０が設置されている。

図３においてＣＯ発生頻度計測手段３６は、ＣＯガス漏洩判定手段２９でＣＯ警報器２０からのＣＯガス漏れ信号を判定すると、器具推定手段３０は流量記憶手段２６の記憶している流量パターンと流量登録手段２８の登録流量とからひとまとまりの流量データ群としてガス漏洩頻度有りとしてカウントし、このカウント数が所定回数達すると、以降はＣＯガス漏洩判定手段２９からのガス漏れ判定信号がなくても、流量記憶手段２６と器具流量記憶手段３１の流量パターンを判定することで、ガス漏洩器具の使用開始を推定し、ガス漏洩器具であることを推定したとき、異常判定手段３２に連続使用時間の制限値を短縮方向に設定しなおす信号を出力する。

次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。

需要家宅で保有しているガス器具、例えばガスストーブ１９や給湯器１４等、が使用されるとその流量を流量検出手段２４で検出する。例えば、超音波センサを用いた場合は超音波信号の伝搬時間が検出値として計測され、この信号が流量演算手段２５に送られて瞬時流量値として算出される。

流量記憶手段２６では所定流量以上の流量値を器具流量と確定し、該器具流量以上の瞬時流量を時系列的に関連付けて記憶する。流量パターン群として記憶すると共に、流量域毎に流量パターンを分類して器具番号を付して記憶する。

平均流量演算手段２７は、所定周期で求められる瞬時流量値を入力し、所定個数の瞬時流量値を集合して平均化し平均流量値として算出する。

流量登録手段２８は、求めた平均流量値が所定流量以上の場合に器具流量として、連続使用時間監視対象として登録される。通常、前回もしくはＮ回前の流量値に対して流量変化幅が所定流量以上の場合、器具流量として増加流量分を登録する。少なくなれば器具停止と判断し流量登録値を削除或いは変更する。

そして、異常判定手段３２は登録流量の属する流量区分より監視値設定手段３３に記憶している監視値、すなわち使用時間の制限時間値を参照して使用器具の使用時間を計時し監視する。一方、流量登録手段２８に登録される前に平均流量演算手段２７で求めた流量値が、ホース抜け等の原因による異常流量を超えていないかも並行して監視する。

ガステーブル１８やガスファンヒータ１９等がリビングや台所で使用されているとき、何等かの原因で不完全燃焼状態となりＣＯガス漏れが発生すると、ＣＯ警報器２０のＣＯガスセンサ２１が検出し、ＣＯガス濃度レベルの極めて低い段階の警報信号として、例えば第一段警報信号としてＣＰＵ２３よりガス遮断装置１２にＣＯガス漏れ信号が出力される。

ＣＯガス漏洩判定手段２９が第一段信号を判定すると、器具推定手段３０は流量登録値と流量記憶手段２６の記憶している流量パターン群と、器具流量記憶手段３１の流量データ群、流量パターン群や登録されていた流量とを比較し、各流量パターンのブロックに分けて相関関係を調べる。流量の立ち上がり、ピーク流量や安定状態の流量値、流量変化したときの変化流量勾配などより判定し、ガス漏れ信号を検出した時の器具流量かを推定する。

器具が使用されＣＯガス漏れが検出される度に、ＣＯ発生頻度計測手段３６では器具推定手段３０でＣＯガス漏れ器具と推定した流量パターン器具における発生頻度としてＣＯガス漏れ発生回数を計測する。

最初にガス漏れ信号が検出された場合、流量パターン群や登録流量は器具流量記憶手段３１に格納されると共に、安全の為に異常判定手段３２にガス漏れ器具検知として信号出力し使用時間計測し監視している時間を短縮する。例えばガステーブル１８やガスファンヒータ１９を使用中で、当初７２０分より監視していた時間を例えば６０分等とし、残時間を短縮する。

器具が停止され再使用され、同様にガス漏れ信号をＣＯガス漏洩判定手段２９が検出すると、器具推定手段３０では器具流量記憶手段３１のデータと例えば相関係数等でガス漏れ器具かどうかを推定するたびに、ＣＯ発生頻度計測手段３６で回数を計測する。その発生回数が所定回数以上となると、ガス漏れ判定手段２９からのガス漏れ信号がなくとも異常判定手段３２にガス漏洩器具検知信号を出力し使用時間を大幅に制限する。

同時に通信手段３５を介してガス事業者のセンターにガス漏洩検知による使用時間制限対応の発呼通信と共に異常発生している器具番号等の器具情報を通報する。ＣＯ警報器２０が作動すると、図示していないが音声報知等でガス需要家に警告するが、度重なるとＣＯ警報器２０の電源を抜く場合があり、結果的にガス器具からの漏れが発生していても通報できない場合があるが、既にガス流量データよりガス漏れ器具の流量パターンとして推定可能であり、器具の使用時間を大幅に制限できる。

また、第一段の濃度レベルの警報信号は人体に影響を与えない極めて低レベルの信号であり、初期の段階であり使用時間制限することにより安全性を確保できる。

なお、本実施の形態に使用した数値限定は一例であり、又使用形態も本実施の形態に限定されるものではない。

以上のように、ＣＯ警報器２０でガス漏れを検出し、ガス遮断装置１２側のＣＯガス漏洩判定手段２９でガス濃度レベルの低い第一段の警報信号と検出されると、器具推定手段３０で登録された器具流量と流量記憶手段２６に所定流量以上記憶された流量の時系列信号と器具流量記憶手段３１に格納されているデータとからガス漏れ器具かどうかを推定し、その発生回数をＣＯ発生頻度計測手段３６でカウントし、このカウント数が所定回数に達すると、ＣＯガス漏洩判定手段２９からの警報信号がなくとも器具推定手段３０からの信号でガス漏洩器具と推定し、異常判定手段３２で計時監視している連続使用時間を制限するようにしている。

これにより、ガス器具使用者の安全を確保し、ガス漏れによる火災や生命への危険を防止すると共に、器具推定手段３０により異常判定した器具番号等の器具情報をガス事業者のセンターに通報することができ、ＣＯ発生器具を特定しやすく、ガス濃度レベルの低い段階で早期に安全対策を実施することができ、極めて安全で、かつ信頼性の高い、ガス器具の使用環境を提供することができる。

以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、ガス漏洩検知するとガス漏洩器具を特定し監視しているガス流量器具の使用制限機能を適切に確保できるものであり、器具監視装置全般に適用できるものである。

ガス器具の設置形態を示す図 本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の制御ブロック図 本発明の実施の形態２における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

２０ ＣＯ警報器
２４ 流量検出手段
２５ 流量演算手段
２６ 流量記憶手段
２７ 平均流量演算手段
２８ 流量登録手段
２９ ＣＯガス漏洩判定手段
３０ 器具推定手段
３１ 器具流量記憶手段
３２ 異常判定手段
３４ 遮断手段
３６ ＣＯ発生頻度計測手段

Claims (6)

1. ガスメータを経由した後の配管に接続されるガス器具の使用状況を監視すると共に、ＣＯ警報器からの信号によりガス器具の使用条件を制限するガス遮断装置であって、
   ガスメータには、ガス流量を計測する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出値より瞬時流量値を求める流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を時系列に関連付けて流量パターンとして記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値を求める平均流量演算手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量値より器具流量と判定したとき当該流量値を登録する流量登録手段と、ＣＯ警報器からの検知信号により判定しＣＯ濃度レベルに応じた判定信号を出力するＣＯガス漏洩判定手段と、前記流量登録手段で器具流量が登録され前記ＣＯガス漏洩判定手段から判定信号が出力されたとき前記流量記憶手段の流量パターンを読み込むと共にＣＯ漏洩器具を推定し連続使用可能時間の制限値を短縮方向に設定する信号を出力する器具推定手段と、前記器具推定手段が読み込んだ前記流量記憶手段のデータを器具流量と共に記憶する器具流量記憶手段と、前記流量登録手段や前記器具推定手段や前記ＣＯガス漏洩判定手段からの信号で器具の連続使用可能時間の制限値を変更して異常の有無を判定する異常判定手段と、異常時にガスの供給を遮断する遮断手段と、各種器具情報を通報する通信手段とを備え、
   前記ＣＯガス漏洩判定手段の判定信号に応じて、器具の使用条件を制限して監視する監視モードと、即座に遮断信号を出力する遮断モードを有するガス遮断装置。
2. 器具推定手段は、最初にＣＯガス漏れ信号が検出されたときは無条件に監視モードを実行すると共に各種データを器具流量記憶手段に記憶するようにした請求項１記載のガス遮断装置。
3. 器具推定手段は、ＣＯガス漏洩判定手段が出力するＣＯ濃度の低い段階の第１段信号からＣＯ濃度の高い最大の第ｎ段信号において、
   ＣＯ濃度が高くなるにつれて出力される判定信号に応じて、器具の連続使用可能時間の制限値を短くなる方向に設定するようにした請求項１又は２記載のガス遮断装置。
4. 器具推定手段は、ＣＯガス漏洩判定手段からＣＯ濃度の高い最大の第ｎ段判定信号が出力されると、異常判定手段を介して遮断手段を閉じる信号を出力する請求項１又は２記載のガス遮断装置。
5. 器具推定手段は、ＣＯ漏洩器具が使用と停止を繰り返す場合、繰り返し回数に応じて器具の連続使用可能時間の制限値を短くなる方向に設定するようにした請求項１又は２記載のガス遮断装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載のガス遮断装置の手段の全て、もしくは一部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。

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