JP2019178956A - ガスメータ、及びそれを備えたガス保安設備 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス管に対してサンドブラスト等による水差しの発生の有無を、当該水差しによりガス管が閉塞して供給支障が発生する前に判定する。【解決手段】ガス管からガス供給箇所へ供給されるガス流量を測定するガスメータであって、内部を通流するガスの湿度関連値を測定する湿度関連値測定部Ｓ１と、当該湿度関連値測定部Ｓ１にて測定される湿度関連値に基づいて、前記ガス管における水差しの発生の有無を判定する制御部Ｃ１とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ガス管からガス供給箇所へ供給されるガス流量を測定するガスメータ、及びそれを備えたガス保安設備に関する。
に関する。

埋設されたガス管の近傍に水道管が埋設されている場合、当該水道管が破損したときに破損個所からの水流が周辺の土砂や石を巻き込み、当該土砂や石がガス管に衝突するサンドブラストが発生することがある。当該サンドブラストによりガス管が破損した場合、ガス管の内部に泥水が侵入する（以下、水差しと呼ぶことがある）ことがある。このため、従来では、地中に埋設するガス管を保護材により防護する技術が知られている（特許文献１を参照）。

特開平１１−２４００８７号公報

上記特許文献１に開示の技術にあっては、必ずしもサンドブラストによるガス管への水差しを防止できるとは言えず、水差しが発生した場合には、当該水差しによる泥水によりガス管の内部が閉塞し、供給支障が発生する虞があった。
従来の技術では、このような供給支障が発生してから事後的な対応をするしかなく、ガス供給箇所の各戸等でのガス供給が停止する等の問題が発生する虞があった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガス管に対してサンドブラスト等による水差しの発生の有無を、当該水差しによりガス管が閉塞して供給支障が発生する前に、判定可能なガスメータ、及びそれを備えたガス保安設備を提供することにある。

上記目的を達成するためのガスメータは、
ガス管からガス供給箇所へ供給されるガス流量を測定するガスメータであって、その特徴構成は、
内部を通流するガスの湿度に関連する値である湿度関連値を測定する湿度関連値測定部と、
当該湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値に基づいて、前記ガス管における水差しの発生の有無を判定する制御部とを備える点にある。

通常、ガス管を通流するガスの湿度関連値（相対湿度又は絶対湿度を含む概念）は、数％程度であるが、ガス管にて水差しが発生している場合、特にその下流側に導かれるガスの湿度関連値は、湿度関連値の測定箇所や水差しの程度にもよるが、２０％以上６０％以下程度まで上昇することが、発明者らがこれまでの事業経験から明らかになっている。
上記特徴構成によれば、内部を通流するガスの湿度関連値を測定する湿度関連値測定部を備えることにより、制御部は、当該湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値に基づいて、ガス管における水差の発生の有無を判定することができる。具体的には、例えば、湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値が、予め決定された水差判定閾値（例えば、相対湿度が２０％以上６０％以下に設定される閾値）を超える場合、ガス管にて水差しが発生していると判定する。
以上より、ガス管に対してサンドブラスト等による水差しの発生の有無を、当該水差しによりガス管が閉塞して供給支障が発生する前に、判定することが可能なガスメータを実現できる。

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記制御部が前記ガス管に前記水差しの発生が有ると判定したときに、前記水差しの発生を外部に報知する報知部を備える点にある。

上記特徴構成を有するガスメータによれば、例えば、制御部がガス管に水差しの発生が有ると判定したときに、ＬＥＤランプやスピーカー等の報知部により、水差しの発生を外部に報知する構成を採用することで、作業員が特別な作業を行うことなく、例えば、ガス供給箇所への居住者等に、水差しが発生している可能性が高いことを知らしめることができる。
また、例えば、制御部がガス管に水差しの発生が有ると判定したときに、通信部が外部の制御センターに対して水差しが発生した情報を送信する構成を採用することで、制御センターにて、水差しが発生している可能性が高い箇所へ、保安員を即座に派遣して詳細な検査を行うことで、迅速な対応が期待できる。当該構成の場合、通信部が報知部に相当する構成となる。
特に、通信部が外部の制御センターに対して水差しが発生した情報を送信する構成にあっては、制御センターにて、複数のガスメータからの水差しが発生した情報を一元的に管理することができるから、水差しが発生した情報を発信する複数のガスメータの位置情報をも含めて判断することで、水差発生箇所の特定をより迅速で正確に行うことができる。更に、水差発生箇所の推定を行う場合、例えば、湿度関連値が高いほど水差発生箇所に近いという判断指標を加えることで、より的確に水差発生箇所を特定できる。

ガスメータの更なる特徴構成は、
内部を通流するガスの圧力を測定する圧力測定部を備え、
前記報知部は、前記湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値と前記圧力測定部にて測定される圧力との双方を外部へ報知する点にある。

通常、複数のガス供給箇所へのガス供給圧を安定させるため、ガス管の敷設状態として、ガス供給箇所に対し、複数のガス本管からガスが供給される状態が取られている場合が多い。当該敷設状態にある場合、ガス供給箇所には、複数のガス本管のうち、ガス圧力が高い側からガスが供給されることになるため、複数のガス本管の供給圧が変化した場合、ガス供給箇所へ供給されるガス供給流路が変化することとなるため、水差発生箇所の推定が難しくなる。
上記特徴構成によれば、例えば複数のガスメータからの圧力値と位置情報とに基づけば、その時点でのガス供給流路（ガスの通流方向）を特定できる。更に、複数のガスメータの設置箇所での湿度情報をも加味することにより、上述のように複数のガス本管の何れからガスが供給されているか明確でないガス管の敷設状態であっても、水差発生箇所の特定を適切に行うことができる。

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記湿度関連値測定部は、前記内部を通流するガスの絶対湿度を計測する湿度センサと、前記内部を通流するガスの温度を計測する温度センサとから構成され、
前記湿度関連値は、前記湿度センサにて計測される絶対湿度及び前記温度センサにて計測される温度、又は前記湿度センサにて計測される絶対湿度と前記温度センサにて計測される温度とから導出される相対湿度である点にある。

上記特徴構成によれば、水差しの判断を、絶対湿度のみならず、相対湿度によっても判断できるから、例えば、外的要因によりガスの温度が低く、飽和蒸気圧の関係で絶対湿度が低くなっているような状況も考慮して、水差しの発生の有無を判断できる。

ガスメータの更なる特徴構成は、
内部でガスが通流するガス通流路を遮断可能な遮断弁を備え、
前記湿度関連値測定部は、前記ガス通流路において、前記遮断弁にて開閉される開閉部位よりも下流側に設けられている点にある。

ガスメータには、一次側のガス圧が著しく低減した場合にガスメータの二次側へのガス供給を停止するべく、ガスメータの内部のガス通流路を遮断可能な遮断弁が設けられている。
上記特徴構成によれば、遮断弁の下流側で制御基板が設けられる部位の近傍に湿度関連値測定部を設けることで、当該湿度関連値測定部と制御基板との間の通信線を短くでき、シンプルな構成を採用でき、実用上の観点から好ましい。

上記目的を達成するためのガス保安設備の特徴構成は、
これまで説明してきたガスメータの複数から信号を受信可能に構成された制御センターを備え、前記制御センターは、前記ガスメータ毎の前記湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値から、前記ガス管における前記水差しの発生箇所としての水差発生箇所を推定する水差推定部を備える点にある。

上記ガス保安設備によれば、水差推定部は、これまで説明してきた作用効果を良好に発揮して、水差発生箇所を迅速且つ的確に推定することができる。

実施形態に係るガスメータ及びガス保安設備の概略構成図 ガス配管の敷設状態と、当該敷設状態におけるガスメータにて測定されたガスの湿度と水差推定箇所との関係を示す概念図 水差推定の制御フロー図 ガス配管としての２本の本管からガス供給箇所にガスを供給するガス配管の敷設状態と、当該敷設状態において、ガスメータにて測定されたガスの湿度と水差推定箇所との関係を示す概念図

本発明の実施形態に係るガスメータ１００及びガス保安設備２００は、ガス管に対してサンドブラスト等による水差しの発生の有無を、当該水差しによりガス管が閉塞して供給支障が発生する前に判定可能なものに関する。
以下、図面に基づいて、当該実施形態に係るガスメータ１００及びガス保安設備２００について説明する。

〔ガスメータ〕
ガスメータ１００は、超音波流量計として構成されており、ガス管から住居等のガス供給箇所（図示せず）へ供給されるガスＧの流量を計測するものである。
当該ガスメータ１００には、図１の一部断面図に示すように、一次側のガス配管に連通接続されるガス流入口１１と、二次側のガス配管に連通接続されるガス流出口１２と、当該ガス流入口１１とガス流出口１２とを接続する形がガス流路Ｌが形成されている。
ガス流路Ｌには、整流流路を形成する筒状部材２０が配設されると共に、当該筒状部材２０の内部には、筒軸心に沿って延びる整流板２１が複数設けられている。
詳細な図示は省略するが、当該ガスメータ１００には、筒状部材２０の内部に形成される整流流路に超音波を伝播させる一対の送受波器ＳＪ１、ＳＪ２とが備えられている。
より詳細には、ガス流路Ｌを通流するガスの流れ方向に対して、当該流れ方向に沿った第１方向及び当該第１方向とは逆方向の第２方向に超音波を伝搬させて、第１方向の所定伝搬距離を伝搬した超音波を受信すると共に第２方向の所定伝搬距離を伝搬した超音波を受信する一対の送受波器ＳＪ１、ＳＪ２を備えると共に、第１方向で所定伝搬距離を超音波が伝搬する第１伝搬時間と第２方向で所定伝搬距離を超音波が伝搬する第２伝搬時間とを計測し、計測された第１伝搬時間及び第２伝搬時間と所定伝搬距離とからガス流路を通流するガスのガス流速を導出し、当該ガス流速とガス流路Ｌ（整流流路）の流路断面積とからガス流量を導出する制御装置Ｃを備える。
制御装置Ｃは、ガスメータ１００の内部の中央に形成される中央空間Ｋに制御基板として実装されており、ソフトウェア群と演算装置や記憶部等のハードウェア群とが協働する状態で設けられている。制御装置Ｃでは、ガスメータ１００において、ガス流量の演算等を行う制御部Ｃ１や、制御部Ｃ１からの各種信号をガスメータ１００の外部の制御センターＣＳへ無線ネットワーク回線等を介して送信する通信部Ｃ２（報知部の一例）等の機能部位が備えられる。
また、図示は省略するが、ガスメータ１００には、制御部Ｃ１にて演算されたガス流量を外部から視認可能な状態で表示する表示部が設けられている。

筒状部材２０にて構成される整流流路の上流側には、ガスメータ１００の上流側のガス圧が著しく低下したときに安全上の観点からガス流路Ｌを遮断する遮断弁３０が設けられており、当該遮断弁３０は、弁体３１がガス流路Ｌ内に突出形成される弁座部３２に着座する形態で、ガス流路Ｌの開閉部位ＬＫを閉止して、ガス流路Ｌを閉止する。

ガス流路Ｌとしての整流流路には、その流路軸心に略直交する方向に開口ＬＲが形成されると共に、整流流路の内部と連通する状態で連通空間ＳＫが併設されている。当該連通空間ＳＫは、整流流路の流れが阻害されないように、整流流路から外れた位置で且つガスメータ１００の内部に形成されている。当該連通空間ＳＫの内部には、湿度関連値測定部としての湿度センサＳ１及び温度センサ（図示せず）が配設されており、当該湿度センサＳ１は整流流路を通流するガスＧの絶対湿度を測定し、温度センサは整流流路を通流するガスＧの温度を測定し、測定された絶対湿度及び温度が、制御部Ｃ１へ送られる。
制御部Ｃ１は、測定された絶対湿度及び温度から相対湿度を導出し、当該相対湿度が予め決定された水差判定閾値（例えば、相対湿度が５０％以上８０％以下）を超えたとき、ガスメータ１００の外面に設けられる水差発生ランプＲ（報知部の一例）を点灯させる。更には、制御部Ｃ１は、通信部Ｃ２により、無線ネットワーク回線Ｎ等を介して、導出した相対湿度を、制御センターＣＳに送信する。
尚、制御部Ｃ１は、導出した相対湿度のうち、最大値を記憶すると共に当該最大値を表示部（図示せず）へ表示する構成を採用しても構わない。また、制御部Ｃ１は、記憶した相対湿度の測定値を、表示部や他のタブレット等の表示機器（図示せず）に対して時系列に表示する構成を採用しても構わない。

制御センターＣＳは、複数のガスメータ（図１では、Ｍ１〜Ｍ５）にて取得された湿度情報を、所定の時間毎（例えば、１分以上１時間以下の時間）に、無線ネットワーク回線Ｎ等を介して通信部ＣＳ１により受信し、受信した情報を記憶部ＣＳ３に記憶するように構成されている。更に、制御センターＣＳは、複数のガスメータＭ１〜Ｍ５夫々での相対湿度から、ガス管における水差しの発生箇所としての水差発生箇所を推定する水差推定部ＣＳ２を備える。
上述した複数のガスメータＭ１〜Ｍ４及び制御センターＣＳが、ガス保安設備２００として働く。

以下、当該水差推定部ＣＳ２による水差発生箇所の推定に関し、図２、３に基づいて、説明する。
ガス配管の敷設状態として、図２に示すように、一のガス本管Ｌ１から一のガス供給本管Ｌ２が分岐し、当該ガス供給本管Ｌ２から複数のガス供給支管Ｌ３がガス供給箇所（図示せず）へ延設され、当該ガス供給支管Ｌ３を通流するガスＧの流量を計測するガスメータＭが設けられる敷設状態を前提とする。
尚、当該敷設状態では、図２に示すように、ガス供給支管Ｌ３として、ガス本管Ｌ１に近い側から順に、第１ガス供給支管Ｌ３ａ〜第５ガス供給支管Ｌ３ｅが設けられており、それら夫々に対して、第１ガスメータＭ１〜第５ガスメータＭ５が記載の順に設けられている。

図３の制御フローを参照して、各ガスメータＭ１〜Ｍ５は、湿度センサＳ１によりガスＧの湿度及び温度センサによりガスＧの温度を測定して相対湿度を導出する湿度測定処理が実行される（＃０１）。
当該湿度測定処理は、複数のガスメータＭ１〜Ｍ５にて実行される（＃０２）。
更に、水差推定部ＣＳ２は、複数のガスメータＭ１〜Ｍ５の夫々で実行した湿度測定処理での測定結果に基づいて、水差発生箇所を推定する水差推定処理を実行する（＃０３）。
具体的には、水差推定部ＣＳ２は、水差発生箇所の下流側において、複数のガスメータＭ１〜Ｍ５の夫々で測定された相対湿度が高い湿度測定箇所（ガスメータＭ１〜Ｍ５の設置箇所）ほど水差発生箇所に近いと推定する形態で、水差発生箇所を推定する。

図２の例で行くと、第１ガスメータＭ１〜第５ガスメータＭ５のうち、第４ガスメータＭ４の相対湿度が最も高いので、当該第４ガスメータＭ４の設置箇所が、水差発生箇所の下流側において水差発生箇所に最も近い箇所であると推定する。尚、当該第４ガスメータＭ４の上流側で、直近のガスメータである第３ガスメータＭ３は、微量ながら相対湿度が計測されている。これは、当該第３ガスメータＭ３では、ガスＧの流れに逆流する形態で、水差発生箇所から湿分が流れ込んでいるためである。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態にあっては、湿度センサＳ１及び温度センサ（図示せず）は、ガスメータ１００を通流するガスＧの湿度及び温度を計測できれば良いため、ガスメータ１００の内部のガス流路Ｌの何れの箇所に設定しても構わない。
更に、湿度センサＳ１及び温度センサ（図示せず）は、ガスメータ１００を通流するガスＧの湿度及び温度を計測する意味からは、必ずしもガスメータ１００の内部に配設されている必要はない。例えば、ガスメータ１００に基部（図示せず）が固定されている状態で、センサ部（図示せず）が、ガスメータ１００に連通接続されるガス管の内部に位置するような設置形態も、本発明の技術的範囲に含むものである。
また、湿度センサＳ１及び温度センサ（図示せず）は、ガスメータ１００の遮断弁３０が閉止している場合であっても、水差しの発生の有無を判定する観点からは、ガス流路Ｌにおいて遮断弁３０の開閉部位ＬＫより上流側（図１でＳ２で示す位置）に備えることが好ましい。
湿度センサ及び温度センサは、ガス流路Ｌにおいて遮断弁３０にて開閉される開閉部位ＬＫよりも上流側に設けられているから、一次側のガス圧が著しく低減して遮断弁が遮断しているような状況にあっても、ガス管の上流側の相対湿度を導出できるから、当該測定結果に基づいて、水差しの発生の有無の判定や、水差発生箇所の推定を行うことができる。
また、ガスメータ１００の設置時で、遮断弁３０が閉止している状況でガスの開通前であっても、一次側の相対湿度を導出できるから、その値に基づいて、水差しの発生の有無の判定や、水差発生箇所の推定を行うことができる。

（２）上記実施形態においてガスメータ１００は、超音波式ガスメータとして構成したが、膜式メータ等、他のガスメータであっても、本発明の機能を良好に発揮する。

（３）ガスメータ１００は、報知部として、水差発生ランプＲと通信部Ｃ２との何れか一方のみを備える構成であっても構わない。

（４）上記ガスメータ１００は、水差しの発生の有無のみを、報知部としての水差発生ランプＲにて外部へ知らしめる構成を採用したが、制御部Ｃ１が、例えば、導出された相対湿度から、水差発生箇所を推定して、表示部（図示せず）等に表示する構成を採用しても構わない。
この場合、制御部Ｃ１は、導出される相対湿度が高いほど水差発生箇所が自身のガスメータから近い等の判定指標に基づいて、水差発生箇所を推定する構成を採用しても構わない。
制御部Ｃ１は、導出される相対湿度を、表示部（図示せず）に表示する構成を採用しても構わない。

（５）図４に示すように、ガス供給本管Ｌ２に対して二のガス本管Ｌ１（第１ガス本管Ｌ１ａ、第２ガス本管Ｌ１ｂ：二以上であっても構わない）の双方からガスが供給される場合にあっては、ガスの上流側が、第１ガス本管Ｌ１ａ側になるときと、第２ガス本管Ｌ１ｂ側になる場合とが出てくるときとが想定され、水差発生箇所の推定が難しくなる。以下、このようなガス管の敷設状態であっても、水差発生箇所の推定を良好に行うことができる構成について説明する。
ガス配管の敷設状態として、図４に示すように、ガス本管として第１ガス本管Ｌ１ａと第２ガス本管Ｌ１ｂと、第１ガス本管Ｌ１ａに一端側が連通接続されると共に第２ガス本管Ｌ１ｂとに対し他端側が連通接続されるガス供給本管Ｌ２と、ガス供給本管Ｌ２から複数のガス供給支管Ｌ３がガス供給箇所（図示せず）へ延設され、当該ガス供給支管Ｌ３を通流するガスＧの流量を計測するガスメータＭが設けられる敷設状態を前提とする。
尚、当該敷設状態では、図４に示すように、ガス供給支管Ｌ３として、第１ガス本管Ｌ１ａに近い側から順に、第１ガス供給支管Ｌ３ａ〜第５ガス供給支管Ｌ３ｅが設けられており、それら夫々に対して、第１ガスメータＭ１〜第５ガスメータＭ５が記載の順に設けられている。

以上のような敷設状態では、ガスメータＭ１〜Ｍ５は、内部を通流するガスの圧力を測定する圧力センサ（圧力測定手段の一例：図示せず）を備える共に、報知部としての表示部（図示せず）が導出される相対湿度と圧力センサにて測定される圧力との双方を外部へ報知する構成を採用することが好ましい。
又は、通信部Ｃ２が、導出される相対湿度と圧力センサにて測定される圧力との双方を制御センターＣＳへ送信する構成を備えることが好ましい。
水差推定部ＣＳ２では、共通のガス供給本管Ｌ２からガスＧの供給を受ける複数のガスメータの夫々で測定された複数の圧力に関し、隣接する圧力のうち圧力が高い側のガスメータを上流側としてガス供給流路を推定する。
そして、水差推定部ＣＳ２では、相対湿度に加え、圧力に基づいて推定されるガス供給流路に基づいて、水差発生箇所を推定するのである。
これにより、ガスの上流側が明確となるため、水差発生箇所の特定の精度をより高めることができる。
更に、仮に、第１ガス本管Ｌ１ａの供給圧力Ｐａと第２ガス本管Ｌ１ｂの供給圧力Ｐｂとの圧力差が小さく、水差しの推定の演算中において、上流側が入れ替わるようなことがあっても、上流側が変更したことを容易に把握でき、水差発生箇所の推定をより効率的に行うことができる。

（６）上記実施形態では、相対湿度に基づいて水差しの発生の有無を判定する構成を示したが、絶対湿度に基づいて判定する構成を採用しても構わない。即ち、温度センサを設けない構成を採用しても構わない。
この場合、湿度関連値測定部は、湿度センサＳ１にて構成されることになる。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明のガスメータ、及びそれを備えたガス保安設備は、ガス管に対してサンドブラスト等による水差しの発生の有無を、当該水差しによりガス管が閉塞して供給支障が発生する前に、判定可能なガスメータ、及びそれを備えたガス保安設備として、有効に利用可能である。

１００ ：ガスメータ
Ｍ１〜Ｍ５：ガスメータ
２００ ：ガス保安設備
Ｃ１ ：制御部
ＣＳ ：制御センター
ＣＳ２ ：水差推定部
Ｇ ：ガス
Ｌ ：ガス流路
Ｎ ：無線ネットワーク回線
Ｒ ：水差発生ランプ
Ｓ１ ：湿度センサ

Claims (6)

1. ガス管からガス供給箇所へ供給されるガス流量を測定するガスメータであって、
   内部を通流するガスの湿度に関連する値である湿度関連値を測定する湿度関連値測定部と、
   当該湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値に基づいて、前記ガス管における水差しの発生の有無を判定する制御部とを備えるガスメータ。
2. 前記制御部が前記ガス管に前記水差しの発生が有ると判定したときに、前記水差しの発生を外部に報知する報知部を備える請求項１に記載のガスメータ。
3. 内部を通流するガスの圧力を測定する圧力測定部を備え、
   前記報知部は、前記湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値と前記圧力測定部にて測定される圧力との双方を外部へ報知する請求項２に記載のガスメータ。
4. 前記湿度関連値測定部は、前記内部を通流するガスの絶対湿度を計測する湿度センサと、前記内部を通流するガスの温度を計測する温度センサとから構成され、
   前記湿度関連値は、前記湿度センサにて計測される絶対湿度及び前記温度センサにて計測される温度、又は前記湿度センサにて計測される絶対湿度と前記温度センサにて計測される温度とから導出される相対湿度である請求項１〜３の何れか一項に記載のガスメータ。
5. 内部でガスが通流するガス通流路を遮断可能な遮断弁を備え、
   前記湿度関連値測定部は、前記ガス通流路において、前記遮断弁にて開閉される開閉部位よりも下流側に設けられている請求項１〜４の何れか一項に記載のガスメータ。
6. 請求項１〜５の何れか一項に記載のガスメータの複数から信号を受信可能に構成された制御センターを備え、前記制御センターは、前記ガスメータ毎の前記湿度関連値測定部にて測定される湿度関連値から、前記ガス管における前記水差しの発生箇所としての水差発生箇所を推定する水差推定部を備えるガス保安設備。

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