JP4535055B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス遮断装置に関し、特に、無線モジュールを搭載したガスメータの電池収納形態に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置における電池実装構成としては、電池電極に溶接等で一体構成とした金属導体をプリント板に半田付けして実装する構成や、電池電極に絶縁被覆付リード線を各々溶接し、溶接部は絶縁被覆で被覆して電気的絶縁を確保すると共にリード線の片側はコネクタ等でプリント板に接続、電池はプリント板上またはプリント板近傍に専用装置により固定する構成が一般的で、この場合、電池はプリント板等に固定されるため、予め使用する負荷に応じて保証期間を満足できる電池容量を確保しておく必要があった（例えば、特許文献１参照）。

また、ガスメータの自動検針システム等にあっては、ガスメータと該ガスメータのデータを収集してセンタ等に通報する無線検針装置とは別々に構成され、それぞれに駆動用電源としての電池が収納されており、ガスメータには流量計測等で必要な容量を保証期間の間満足して供給できる電池モジュールが収納され、無線検針装置にはガスメータ及びセンタとの通信に必要な容量を保証期間の間満足して供給できる電池モジュールが収納されている（例えば、特許文献２参照）。

また、無線検針装置の電池収納形態としては特許文献３に開示されたようなものがあった（例えば、特許文献３参照）。
特開２００３−１３０７１０号公報 特開平８−１２５７６７号公報 特開２００３−１４１６７１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来の構成では、ガスメータで使用する負荷に必要な容量を満足する電池モジュールをプリント板に固定収納するという発想であるため、例えばガスメータに無線モジュールを搭載するという構成に変更する場合でもガスメータと無線モジュールで使用する負荷に必要な容量を満足する電池モジュールを搭載するという発想となるため、無線モジュールの搭載有無に応じて電池容量を変更し、自在に収納形態を変更するという発想ができないものであった。

また、特許文献２に開示されたものにあっては、ガスメータと無線モジュールが別々に構成され、それぞれ独自に電池を搭載するという構成であり、ガスメータの自動検針システムを構築する場合、ガスメータと無線モジュールをそれぞれ設置する必要があり、複雑な構成と費用面での負担を強いられるものであった。また、電池収納形態も特許文献１に開示されたガスメータ用の収納形態と、特許文献３に開示されたような無線検針装置用の収納形態を備える必要があった。

本発明は上記課題を解決するもので、ガスメータを設置するだけで複数の相手先と通信を可能とし、例えば、センタからの検針要求指示に従った自動検針を電話回線を使用することなく可能としたり、その検針情報等をテレビや携帯電話等に伝達することを可能としたり、複数のガスメータ間で必要な情報のやり取りを可能にしたりすることができ、かつ通信機能を持たないガスメータへの変更も容易にできる構成とし、通信機能の有無に応じ
て電池容量を変更できる電池収納形態を備えた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複数のガス器具の使用状況を監視するとともに、複数の相手先と電話回線以外の通信回線を用いて直接送受信が可能な無線モジュールを搭載した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計測手段と、前記流量計測手段の計測結果に基づいて流量を算出すると共に流量データを含む各種情報を記憶する情報記憶手段を有した制御回路と、異常時にガス流路を遮断するガス遮断弁と、複数の相手先と通信周波数帯を切り替えて情報の送受信を行う無線モジュールと、前記制御回路及び無線モジュールに電源を供給する電池とを備え、前記無線モジュールは、前記制御回路と着脱自在に構成して前記ガスメータ内に収納し、少なくとも基地局との通信周波数帯と他のガスメータ等との通信周波数帯を有し、前記電池は、前記無線モジュールが装着された場合と装着されていない場合で電池容量を変更できる収納形態としたものである。

上記発明によれば、ガスメータ内の流量計測用制御回路基板に着脱自在な構成で無線モジュールを一体的に組み込んだ形態としているため、無線モジュールを組み込んだガスメータにあっては、ガスメータを設置するだけで基地局と電話回線を用いることなく通信が可能となり、回線の混雑状況に影響を受けず基地局からの検針要求指令や異常復帰指示等の情報をスムーズに伝達することができ、ガスメータからは基地局からの指令に基づく検針値データや異常発生時の情報をスムーズに伝達することができ、従来のように検針員が需要家宅まで出向いて検針を行う必要がなく、かつガス漏れ等の異常時に回線の混雑でセンターに通報することができないという不具合を解消することができる。

また、ガスメータからは基地局に送信した検針値データに基づく所定期間毎の料金情報をテレビや携帯電話等の表示端末装置に送信することができるため、このテレビや携帯電話等を用いて表示することで、従来のようにセンターから郵送等で行っていた料金情報の送付作業を省略することができ、かつガス遮断弁が作動した場合の復帰方法に関してもテレビや携帯電話でビジュアルに表示することで復帰作業に伴う作業員の出動を低減することができ、合理的な情報伝達システムを構築することができる。

また、ガスメータへの収納形態として、コネクタ等を用いて着脱自在に組み込み可能な構成としているため、通信機能を持たないガスメータと通信機能を有するガスメータを共用化でき、かつ通信機能を有するガスメータにおいて、無線モジュール側で通信法に関連する規格を取得すれば、ガスメータに内蔵した場合でもガスメータ本体で通信法に関連する規格を取得する必要がなく、ガスメータを変更する場合等において規制を受けることがなく比較的自由に変更することができ、使い勝手の向上が図れる。

そして、無線モジュールの搭載有無に応じて電池容量の変更が可能な電池収納形態としているため、必要に応じて容易に電池の追加、削減を行うことができ、合理的な電池電源を構成することができる。

本発明のガス遮断装置は、ガスメータを設置するだけで、基地局との電話回線以外の通信回線による情報伝達、表示端末装置との情報伝達、さらには隣接するガスメータ間での情報伝達が可能になると共に、無線モジュールの搭載有無に応じて電池容量の変更が可能な電池収納形態とすることで、必要に応じて容易に電池の追加、削減を行うことができ、合理的な電池電源を構成することができる。

第４の発明は、ガスメータを経由した後の配管に接続される複数のガス器具の使用状況を監視するとともに、複数の相手先と電話回線以外の通信回線を用いて直接送受信が可能な無線モジュールを搭載した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計測手段と、前記流量計測手段の計測結果に基づいて流量を算出すると共に流量データを含む各種情報を記憶する情報記憶手段を有した制御回路と、異常時にガス流路を遮断するガス遮断弁と、複数の相手先と通信周波数帯を切り替えて情報の送受信を行う無線モジュールと、前記制御回路及び無線モジュールに電源を供給する電池とを備え、前記無線モジュールは、前記制御回路と着脱自在に構成して前記ガスメータ内に収納し、少なくとも基地局との通信周波数帯と他のガスメータ等との通信周波数帯を有し、前記電池は、前記制御回路に電源を供給する第１の電池モジュールと、前記無線モジュールが装着された場合に追加する第２の電池モジュールとからなり、前記無線モジュールが装着された場
合は、前記第２の電池モジュールが収納されていないと通信機能が作動しないようにしたことを特徴とするものである。

そして、第２の電池収納ボックスに電池が収納されていない状態での通信動作を禁止することで、ガスメータの基本機能である流量計測用制御回路の保証期間内の動作を確実に保証することができる。

第５の発明は、ガスメータを経由した後の配管に接続される複数のガス器具の使用状況を監視するとともに、複数の相手先と電話回線以外の通信回線を用いて直接送受信が可能な無線モジュールを搭載した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計測手段と、前記流量計測手段の計測結果に基づいて流量を算出すると共に流量データを含む各種情報を記憶する情報記憶手段を有した制御回路と、異常時にガス流路を遮断するガス遮断弁と、複数の相手先と通信周波数帯を切り替えて情報の送受信を行う無線モジュールと、前記制御回路及び無線モジュールに電源を供給する電池とを備え、前記無線モジュールは、前記制御回路と着脱自在に構成して前記ガスメータ内に収納し、少なくとも基地局との通信周波数帯と他のガスメータ等との通信周波数帯を有し、前記電池は、前記制御回路に電源を供給する第１の電池モジュールと、前記無線モジュールが装着された場合に追加する第２の電池モジュールとからなり、前記無線モジュールが装着されていない場合は、前記第２の電池モジュールの収納有無に関係なくメータ機能が作動するようにしたことを特徴とするものである。

そして、ガスメータの基本機能である流量計測用制御回路の保証期間内の動作をより確実に保証することができ、例えば、脈動発生時の流量計測で電池消耗が激しい場合などはこの第２の電池モジュールを利用することで流量計測用の電池容量を増大させることができる。

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、この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は本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置と基地局及び需要家宅との通信形態の全体構成図、図２は同ガス遮断装置における隣接するガスメータとの通信形態を示す図、図３は同ガス遮断装置の外観及び構成部品を示す図、図４は同ガス遮断装置の内部構成図、図５は同ガス遮断装置の制御回路基板の構成ブロック図、図６は同ガス遮断装置と表示端末装置の通信形態を示す図である。

各家庭１３のガス供給管１の入口部分にガスメータ２が設置され、このガスメータ２を経由した後のガス配管３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４が設置され、このガス給湯器４で生成される湯が水配管を介して台所の給湯栓５、浴槽やシャワー装置が設置された風呂６、リビング等に設置された床暖房７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８、リビングや寝室等に設置さ
れたガスファンヒータ９にガスが供給され、必要に応じて適宜使用される。

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メータ2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。このガスメータ2に記憶されたデータはガス事業者１５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１５が提供する割引サービス等の情報として需要家１３及びガス事業者１５に送信される。

この送信手段としては、例えば図３に示すようにガスメータ２に内蔵された流量計測手段を構成する制御回路基板１０に一体的に組み込まれた無線モジュール１１を用いて行い、この無線モジュール１１はコネクタ１０ｄで着脱自在に制御回路基板１０にオンボードされ、無線モジュール１１を搭載せず通信機能を有しないガスメータと無線モジュール１１を搭載した通信機能を有するガスメータを任意に選択できる構成とし、ガスメータ２の共通化を図り、通信機能の有無に関係なく使用できるようにしている。

また、無線モジュール１１を着脱自在な構成とすることで、通信機能を有する場合であっても通信規格を取得した無線モジュールを搭載すれば、ガスメータ本体で通信機としての規格を取得する必要がなく、ガスメータを変更する場合等において規制を受けることなく比較的自由に変更が可能となる。

そして、図２、図５、図６に示すように無線モジュール１１は、基地局１４と通信するために電話回線とは異なる、例えば２００ＭＨｚの通信周波数帯を有する広域通信無線モジュール１１ａと、需要家宅１３内に情報を伝達するためにテレビ１２ａやパソコンあるいは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２と通信するため、あるいは隣接するガスメータ２Ａ〜２Ｄと各種情報の授受を行うために直接通信をするための、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂで構成し、流量信号やセンサ信号に基づいてガス使用量の算出あるいは地震、ガス漏れ等の異常検知を行う制御回路１０ａからデータを受信すると、そのデータに応じて、例えばガス料金、ガス使用量あるいは地震、ガス漏れ等の異常発生に伴うガス遮断弁の作動等、需要家に報知すべき内容の場合はエリア通信無線モジュール１１ｂを用いて需要家宅１３内のテレビ１２ａあるいは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２に表示データを送信し、さらに流量変動幅が規定値より大きく供給ガスに脈動が発生していると判断したときは隣接するガスメータ２Ａ〜２Ｄに対して脈動信号を送信する。

そして、図６に示すように表示端末装置１２にもガスメータ２に内蔵してあるエリア通信無線モジュール１１ｂと同一の通信周波数帯を有する無線モジュール１１ｃを内蔵あるいは一体的に取り付けることで、ガスメータ２から送信される表示データを受信することができ、この表示データをテレビ１２ａあるいは携帯電話１２ｂの画面を通じて表示することで、ガスメータから直接需要家に対して情報の伝達を行うことができ、従来のように、ガスメータ２からガス事業者にデータを送信し、ガス事業者でデータ処理を行った情報、例えば料金通知等の葉書を郵送等で需要家に送付するという情報伝達方法を採用する必要がなくなるため、通知作業に要する工数を削減でき、かつ通知用葉書等の郵送費用の発生もなくなり、通知業務の合理化を実現することでガス料金の低減に寄与するものである。

また、隣接するガスメータから脈動信号が送られてきた場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂで受信し、その情報を制御回路１０ａに送ってガス流量を計測するときの計測周期に反映することで計測精度を上げて流量計測を行い、流量バラツキを低減するようにしている。

また、ガスメータ２から表示端末装置１２に各種情報を送信した場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂから広域通信無線モジュール１１ａに報知完了信号を送り、広域通信無線モジュール１１ａはこの報知完了信号を基地局１４に送信し、ガス事業者１５に需要家への情報伝達が完了したことを通知する。なお、この場合、表示端末装置１２からの応答信号を受信して報知完了信号を送信することが好ましく、より確実に需要家への情報伝達を行うことができる。

ここで、情報伝達の一例を説明すると、まずガス事業者１５からの検針指示が基地局１４を介して広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で送信された場合、ガスメータ２に内蔵してある広域通信無線モジュール１１ａが受信し、その検針指示情報が同一基板に搭載してある制御回路１０ａに送られる。制御回路１０ａには流量計測手段で計測された流量データが所定期間毎に累積され、その累積データ、あるいは料金データに変換した情報が情報記憶手段１０ｂに記憶されており、ガス事業者１５からの検針指示情報が入力されると制御回路１０ａは情報記憶手段１０ｂの流量累積データ、あるいは料金データに変換した情報を通信切替手段１０ｃを介してエリア通信無線モジュール１１ｂ及び広域通信無線モジュール１１ａに送り、広域通信無線モジュール１１ａは広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で基地局１４に送信し、基地局１４から専用回線を用いてガス事業者１５に検針情報が伝達される。また、エリア通信無線モジュール１１ｂは特定小電力無線通信周波数帯（４２９ＭＨｚ）でテレビ１２ａ等の表示端末装置１２に一体的に取り付けた無線モジュール１１ｃに送信し、画面上に例えば、図１１（ａ）に示すような料金情報や使用量を表示する。そして、表示端末装置１２への送信が完了すると、上記した如く、報知完了信号をガス事業者１５に送信し、需要家への情報伝達が完了したことを通知する。

また、地震や衝撃等で遮断弁が作動した場合において原因究明がなされ、ガス事業者１５からの復帰指示が基地局１４を介して広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で送信された場合、ガスメータ２に内蔵してある広域通信無線モジュール１１ａが受信し、その復帰指示情報が同一基板に搭載してある制御回路１０ａに送られる。制御回路１０ａは復帰指示情報が入力されると、情報記憶手段１０ｂに記憶されている復帰作業に関する情報を通信切替手段１０ｃを介してエリア通信無線モジュール１１ｂに送り、エリア通信無線モジュール１１ｂは特定小電力無線通信周波数帯（４２９ＭＨｚ）でテレビ１２ａ等の表示端末装置１２に一体的に取り付けた無線モジュール１１ｃに送信し、画面上に例えば、図１１（ｂ）に示すような復帰作業の手順を表示する。そして、表示端末装置１２への送信が完了すると、上記した如く、報知完了信号をガス事業者１５に送信し、需要家への情報伝達が完了したことを通知する。

また、無線モジュール１１が装着された状態で、電池容量の変更作業を行っていない場合は、ガスメータに内蔵の無線モジュール１１を用いて所定の場所に報知する。報知ルートとしてガス事業者１５に直接報知する場合は、広域通信無線モジュール１１ａにより広域通信周波数帯（例えば、２００ＭＨｚ）を用いて基地局１４に送信し、専用回線を介してガス事業者１５に電池モジュールを追加して電池容量を増大させる必要がある旨のメッセージを伝達する。また、報知ルートとして需要家に報知する場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂにより特定小電力無線通信周波数帯（例えば、４２９ＭＨｚ）を用いて需要家宅内のテレビ１２ａまたは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２に送信し、画面上に例えば図１１（ｃ）に示すように、電池容量の変更が必要になった旨を表示し、需要家からガス事業者に対して電池モジュールの追加を要請する。

さらに、流量計測手段を構成する制御回路１０ａが脈動に起因する流量変動を検出した場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂを用いて隣接するガスメータに対して脈動信号を送信し、脈動信号を受信したガスメータはそのエリアで供給されるガスに脈動が発生していると判断し、計測流量値が予め定めた判定値を超える場合に脈動に起因する流量変動
であると判定して直ちに計測周期を短くした高精度計測モードに切り替えて流量計測を行うようにする。

以上のように、制御回路１０ａには伝達する情報に応じて通信する相手先に対応して通信周波数帯の異なる無線モジュールを選択すべく通信切替手段１０ｃを有しており、例えば、ガス事業者１５からの検針指示の場合は、ガス事業者１５と表示端末装置１２に情報記憶手段１０ｂの記憶情報を伝達する必要があり、この場合は、例えば２００ＭＨｚの通信周波数帯を有する広域通信無線モジュール１１ａと、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂを選択し、ガス事業者１５からの復帰指示の場合は、表示端末装置１２に情報記憶手段１０ｂの記憶情報を伝達するだけでよく、この場合は、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂを選択すればよい。さらに、脈動信号の送受信というように隣接するガスメータ間での通信の場合はエリア通信無線モジュール１１ｂを選択してメータ間で各種情報のやり取りを直接行うことができ、周囲の環境の変化を反映させたガスメータの管理を行うことができる。

なお、広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂはそれぞれ別々に設けてもよく、共通の無線モジュールとし通信周波数帯を広域通信周波数帯と特定小電力無線通信周波数帯で切替えるようにしてもよいもので、前者の場合、通信切替手段１０ｃは広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂを選択する必要があり、同時通信が可能というメリットがある反面、設置スペース大やコスト高というデメリットを有している。後者の場合、通信切替手段１０ｃは通信相手先に応じて通信周波数帯を切替える必要があり、設置スペース小やコスト安というメリットがある反面、同時通信ができず交互通信になるというデメリットを有している。

次に、制御回路１０ａに内蔵されたガス流量を計測する流量計測手段について簡単に説明すると、ガスメータ２には、図３、図４に示すように、ガス入口２ａとガス出口２ｂを有し、その間のガス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁２ｃとガス流量を計測する一対の超音波センサ１７Ａ、１７Ｂが設けられ、その下流側にガス圧を検出する圧力センサ２ｄが配置されている。また、超音波センサ１７Ａ、１７Ｂからの信号でガス流量を算出する制御回路１０ａを搭載した制御回路基板１０がガスメータ２の表示部２ｅに液晶表示器１０ｅを臨ますように配置され、さらに、制御回路１０ａや無線モジュール１１を駆動させるための電池２ｆが収納されている。また、遮断弁２ｃが作動した後の復帰動作を手動で行う手段として復帰ボタン２ｇが配置されている。

また、電池２ｆの収納形態としては、制御回路基板１０に無線モジュール１１がオンボードされ各相手先との通信機能を有したガスメータの場合と、無線モジュール１１を搭載せず通信機能を持たないガスメータの場合で、異なる電池容量となるように電池が収納できる構成としている。つまり、通信機能を持たず流量計測機能だけの場合と、流量計測データに基づく各種情報を伝達する通信機能を有した場合とでは消費電力に大きな差が生じることになり、１つの電池電源で通信機能を有した場合と有していない場合の両方を満足させようとすると、通信機能を有した場合に必要な電池容量を確保しておく必要があり、通信機能を有していないガスメータにおいては余分な電池容量を持つことになる。本発明のように無線モジュール１１を着脱自在な構成として、基本となる流量計測機能を有したガスメータを共用化しようとする場合、無線モジュール１１の搭載有無に応じて電池容量が変更できる電池収納形態とする構成が好ましく、これにより機能形態に対応した合理的な電池電源が構成できるものである。

その具体的構成として、図７〜図１０に示すようにガスメータ２の前面側に電池収納部２６を設け、通常は電池収納蓋２６ａで覆い、電池容量の変更を行う場合に該蓋２６ａを
開くことで第２の電池モジュール２６ｂの追加等を容易に行うことができるようになっている。そして、電池収納部２６はガスメータの基本となる流量計測機能を有した制御回路１０ａに電源を供給する第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納スペース２６ｄと、無線モジュール１１を搭載した場合に追加電源として第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の収納スペース２６ｅで構成し、第１の収納スペース２６ｄに収納された第１の電池モジュール２６ｃは一度装着すると電池寿命が尽きるまで交換の必要がないため、カバー等で覆うことで容易に着脱できない構成とし、無線モジュール１１の搭載有無に応じて電池容量を変更するために第２の電池モジュール２６bを追加収納する第２の収納スペース２６ｅはスライド方式等で着脱自在な構成とし、第１の収納スペース２６ｄと第２の収納スペース２６ｅを区別して構成している。

また、電池収納スペースの具体的な実施形態として図８に示すように、一つの電池収納ボックス２７を上下に区分して下段側に第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納スペース２６ｄを形成し、上段側に第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の収納スペース２６ｅを形成することで、電池収納ボックス２７を引き出したとき上段側に形成した第２の収納スペース２６ｅが露出する形態となるため、電池モジュールを追加する場合に誤装着がなく、装着作業を容易に行うことができる。

また、別の実施形態として図９、図１０に示すように、第１の電池モジュール２６ｃ及び第２の電池モジュール２６ｂを収納する電池収納ボックスをそれぞれ別々に設け、第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の電池収納ボックス２８ａをスライドにより着脱自在に引き出し可能な構成とし、第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納ボックス２８ｂはビス等でガスメータ２に固定する構成としたことで、追加の電池モジュールを収納する第２の電池収納ボックス２８ａのみがスライド可能な構成となるため、電池モジュールを追加する場合に誤装着がなく、装着作業を容易に行うことができる。

なお、電池収納形態は本実施の形態に限定されるものではなく、第２の電池モジュール２６ｂが着脱自在に収納できるものであればどのような形態でもよいものである。

また、第２の電池モジュール２６ｂが装着された第２の電池収納ボックス２８ａが電池収納部２６に確実に収納されたとき、第１の電池モジュール２６ｃと電気的に接続される接続手段を付加することで、電池容量の変更を可能とし、無線モジュール１１等の負荷が増大した場合の電池寿命を適正に設定することができる。

また、無線モジュール１１が装着された場合は、第２の電池モジュール２６ｂが収納されていないと通信機能が作動しないような回路構成とすることで、ガスメータの基本機能である流量計測用制御回路の保証期間内の動作を確実に保証することができる。

また、無線モジュール１１が装着されていない場合は、第２の電池モジュール２６ｂの収納有無に関係なくメータ機能が作動するような回路構成とすることで、ガスメータの基本機能である流量計測用制御回路の保証期間内の動作をより確実に保証することができ、例えば、脈動発生時の流量計測で電池消耗が激しい場合などはこの第２の電池モジュール２６ｂを利用することで流量計測用の電池容量を増大させることができる。

さらに、電池収納部２６に確認窓等を設け、第２の電池収納ボックス２６ｂの収納状態をガスメータ本体の外側から確認できる構成とすることで、無線モジュール１１装着時の電池の追加が必要であること、あるいは無線モジュール１１が装着されていない場合の余分な電池容量の追加状態を、簡単に確認することができるものでもある。

そして、ガス流量を計測する流量計測部１７と制御回路１０ａは、例えば図１２に示す
ように、ガス流路に一対の超音波センサを配置し流路を流れる流量に応じて変化する伝播時間を計測することで流量を測定するものがある。以下、その構成を説明すると、超音波を送信または受信する第１送受信器１７Ａと受信または送信する第２送受信器１７Ｂが流れ方向に配置され、制御回路１０ａを構成する切換手段を有する計測制御部１８によって送受信の切り換えが可能になっており、ガス等の流体の流れ状態を検出している。この第１送受信器１７Ａと第２送受信器１７Ｂの信号を処理して流量を計測するもので、具体的には、まず計測制御部１８により第１送受信器１７Ａを駆動し、第２送受信器１７Ｂに向け、すなわち上流から下流に超音波を送信する。そして第２送受信器１７Ｂで受信した信号を計測制御部１８に設けた増幅手段により増幅し、この増幅された信号は基準信号と比較され、基準信号以上の信号が検出された後、計測制御部１８に設けた繰り返し手段により上記の送受信を所定の回数を繰り返し、それぞれの時間値を計測制御部１８に設けたタイマカウンタのような計時手段で計測する。

次に、切換手段を有する計測制御部１８で第１送受信器１７Ａと第２送受信器１７Ｂの送受信を切り換えて、第２送受信器１７Ｂから第１送受信器１７Ａ、すなわち下流から上流に向かって超音波信号を送信し、この送信を前述のように繰り返し、それぞれの時間値を計測する。そして、第１送受信器１７Ａと第２送受信器１７Ｂとの超音波の伝搬時間差から流路１６の大きさや流体の流れ状態を考慮して信号処理手段１９で流量値を求める。求められた流量データは情報記憶手段１０ｂで累積され、所定期間毎の累積データとして記憶される。

また、流量計測部１７が配置された流路１６内には異常時等にガスの流れを遮断する遮断弁２ｃが設けられ、信号処理手段１９で求められる流量値が異常に多い場合や通常考えられる使用時間を超えて流量値が検出されるような場合に異常と判断して遮断弁２ｃを作動させてガス流路１６を遮断する。また、振動センサや圧力センサ２ｄから地震や衝撃、あるいは異常なガス圧の信号が入力されると、情報記憶手段１０ｂを介して遮断弁２ｃを作動させてガス流路１６を遮断する。

次に、電池寿命に多大な影響を与える脈動現象に起因する流量変動について説明する。

同じガス配管１に接続された需要家にＧＨＰ（ガスヒートポンプ）等が設置されている場合、このＧＨＰが使用されると供給ガス圧に圧力変動が発生し、この圧力変動がガス配管１を介して他の需要家の供給ガス圧にも影響を及ぼし、脈動現象としてガス流速、すなわちガス流量が変動する。この場合、所定の計測周期でガス流量を計測しているため、計測周期よりも短い周期で脈動が発生すると計測周期の間で変動する流量は計測値に反映されないこととなり、流量バラツキが大きくなる。このため、一般的には計測周期を短くして対応するようにしているが、計測周期を短くすると電池消耗が激しくなり電池保証期間を満足できなくなるという別の問題が発生する。

そこで、脈動が発生したときだけ計測周期を短くするように切り替えればよいが、脈動の発生と終結のタイミングが正確に検出することが困難なため、一度脈動が発生し計測周期を短くした高精度計測モードに入ると所定期間その計測モードを継続して流量変動が安定したことが確認できてからでないと通常計測モードに復帰することができないものであった。そのため、不必要な高精度計測モードでの流量計測を強いられるものであった。

本実施の形態においては、脈動の発生と終結のタイミングを無線モジュール１１を搭載した隣接するガスメータからの脈動信号の受信によって特定のエリア内で発生する脈動現象を確認し、その確認結果に基づいて計測モードの切り替えを行うようにしたものであり、具体的には、特定のエリア内に高精度計測モードを頻繁に行っても電池寿命が保証期間を十分満足できる電池容量を持ったガスメータを設置し、このガスメータが同じ系統のガ
ス配管１の脈動現象を検出するようにする。そして、脈動現象を検出した場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂから隣接するガスメータに対して脈動信号を送信する。

そして、上記特定のガスメータにおける脈動現象の検出手段としては、計測周期を長く設定した通常計測モードにおいて上記方法で計測された流量値と予め設定した脈動判定値を脈動判定部２５で比較し、脈動判定値を単数回あるいは複数回超えるような流量変動がある場合に脈動に起因する異常流量であると判断して脈動信号を出力する。脈動判定部２５から脈動信号が出力されると無線モジュール１１に送って、エリア通信無線モジュール１１ｂを用いて隣接する他のガスメータに対して外部脈動判定信号として送信する。そして、脈動現象を判定すると制御回路１０ａは計測制御部１８に対して計測周期を通常計測モードより短い周期で超音波センサ１７Ａ、１７Ｂを駆動して計測する高精度計測モードに切り替えるべく指示信号を出力する。以降、計測周期を短くした高精度計測モードにて流量計測が行われ、計測流量値が所定期間安定した状態が継続すると、通常計測モードに復帰するようにしている。

次に、上記特定のガスメータから送信される脈動信号を受信して脈動現象を判定するガスメータについて説明する。脈動信号をエリア通信無線モジュール１１ｂで受信すると、その情報を制御回路１０ａに送り、外部脈動信号判定部１０ｆで外部脈動判定信号ありとして登録する。この状態で通常計測モードで計測された流量値が脈動判定値を超えた場合は、脈動判定部２５が制御回路１０ａに脈動信号を出力する。つまり、隣接するガスメータから脈動信号が送信される状態はそのエリアで脈動の原因となる器具、例えばＧＨＰが使用されていることであり、流量変動が発生した場合の原因として脈動を特定することができるため、直ちに高精度計測モードに切り替えて精度よく流量計測を行うことで流量バラツキの低減を図ることができる。

また、エリア通信無線モジュール１１ｂが脈動信号を受信しない状態の場合は、外部脈動判定信号なしとして制御回路１０ａの外部脈動信号判定部１０ｆに登録する。この状態においては脈動判定部２５の判定結果に関係なく、つまり、脈動判定値を超えるような流量変動が発生しても高精度計測モードに切り替えることなく、通常計測モードを継続して流量計測を行う。つまり、隣接するガスメータから脈動信号が送信されない状態は、そのエリアで脈動の原因となる器具、例えばＧＨＰが使用されていないことであり、流量変動が発生した場合の原因は自分の家における器具使用等による一過性のものであると判断できるため、通常計測モードを継続することで、電池消耗の抑制を図ることができる。

また、高精度計測モード中に外部脈動判定信号なしが登録された場合は、所定の安定期間を経過するまでもなく、直ちに通常計測モードに復帰させることで、電池消耗の抑制を図ることができる。

また、外部脈動判定信号により高精度計測モードと通常計測モードの切り替えを行う場合に、外部脈動判定信号の受信回数に応じて高精度計測モードと通常計測モードの切替タイミングを変更するようにしてもよく、この場合、エリア通信無線モジュール１１ｂを介して隣接するガスメータの脈動発生回数よりそのエリアのガス供給系統における脈動の影響度合いを判断し、影響度合いに応じて高精度流量計測モードと通常流量計測モードの切り替えを行うことができるため、精度よく流量変動の原因を特定することが可能となり、実際の使用状況に適した流量計測条件を選択することが可能となり、電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

また、エリア通信無線モジュール１１ｂを用いた通信の相手として、隣接するガスメータのうち、予め特定したガスメータと脈動信号の送受信を行い、この特定のガスメータからの脈動判定信号と脈動判定部の判定結果に応じて高精度流量計測モードと通常流量計測
モードを切り替えるようにしてもよく、この場合、受信レベルの強さや器具使用頻度の条件等から予め特定したガスメータの脈動情報に基づいて計測モードの切り替えを行うようにしているため、正確な流量変動の原因を特定することができ、実使用に適した計測モードの選択で電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

また、隣接するガスメータのうち、予め特定したガスメータと脈動信号の送受信を行い、流量計測指示部は、特定のガスメータからの脈動判定信号の回数と脈動判定部の判定結果に応じて高精度流量計測モードと通常流量計測モードを切り替えるようにしてもよく、この場合、特定のガスメータからの脈動情報の頻度に応じて計測モードの切り替えを行うようにしているため、より正確な流量変動の原因を特定することができ、実使用に適した計測モードの選択で電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

さらに、流量計測モードとして高精度流量計測モードと通常流量計測モード以外に、中精度流量計測モードを設け、隣接するガスメータからの外部脈動判定信号に応じて選択するようにしてもよく、この場合、中精度流量計測モードを設けることで計測周期を多段階に設定することが可能となり、隣接するガスメータからの外部脈動判定信号に応じて選択することで、脈動に起因する流量変動が特定しづらい場合等の電池消耗の抑制と流量バラツキの低減をバランスよく実現することができる。

以上のように、電池寿命に影響を与える脈動現象の発生を、ガスメータに内蔵した無線モジュール１１を用いて隣接するガスメータとの間で行う通信機能を用いることで、特定のエリアで発生した脈動情報を取得することが可能となり、この脈動情報に基づいて適正な計測モードの選択を行い、電池消耗の抑制を行いつつ、電池容量の変更が可能な電池収納構成で電池モジュールを追加し電池容量を増大することで、各種の電池負荷増大時の最適な電池容量を確保することができる。

また近年、超音波センサを用いたガスメータにあっては瞬時流量が簡単に測定できるため、ガス漏れ等の保安機能以外に、器具判別機能を利用して各種サービスの提供が検討され、回路負荷が増大し電池消耗が激しくなる傾向にある。

その一例を示すと、使用器具や用途に応じてガス料金の割引率を設定しようとするもので、超音波センサによる瞬時流量計測機能を用いた器具判別手段で使用ガス器具あるいは用途を特定し、器具別或いは用途別に使用量を求め、予め定めた割引率を適用してガス料金を算出することで、ガス利用の促進と需要家へのサービス提供を行うものである。

その具体的手段の一例として、使用するガス器具の種類を特定する器具信号を設定し登録する器具信号登録手段２１と、使用するガス器具の用途別に使用形態を特定する用途別信号登録手段２２と、この器具信号登録手段２１及び用途別信号登録手段２２の登録情報より予め定めた分類毎に家庭内の使用ガス器具を分類する器具分類手段２３とを有する器具判別手段２４が設けられている。

ここで、器具信号登録手段２１は、例えば下表（表１）のように、器具の種類に応じて信号を設定登録する。

また、用途別信号登録手段２２は、例えば下表（表２）のように、器具の用途別に使用形態を特定する信号を設定登録する。

また、器具分類手段２３は、ガス事業者がガス器具の種類及び使用形態等からガス料金の割引対象分野を予め設定し分類したものに、上記（表１）及び（表２）で得られる情報より家庭内で使用するガス器具を当てはめ分類するもので、例えば下表（表３）のように、給湯器を用いて床暖房を行っている場合は割引Ａとし、ガスファンヒータ等で温風暖房を行っている場合は割引Ｂとし、それ以外は標準として分類し、家庭内で使用しているガス器具を設定登録する。

そして、器具信号登録手段２１、用途別信号登録手段２２、器具分類手段２３で構成される器具判別手段２４からの登録信号に基づいてガス器具の使用状況に応じたガス使用量を監視する情報記憶手段１０ｂを有している。この情報記憶手段１０ｂは、流量計測部１７の信号処理手段１９で求められるガス流量値を入力し、器具分類手段２３で分類された分野に該当するガス器具の登録情報と共に管理され、ガス事業者１５から定期的に要求される検針指示情報を無線モジュール１１、詳細には広域通信無線モジュール１１ａが受信すると、情報記憶手段１０ｂの所定期間毎の累積流量データや割引率を反映した料金データ等の情報を取り出し、無線モジュール１１、詳細には広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂから基地局１４と表示端末装置１２に送信し、基地局１４から専用回線を用いてガス事業者１５に通知すると共に、表示端末装置１２の画面を用いて需要家に所定期間のガス料金情報を通知する。

また、上記情報記憶手段１０ｂで行う器具判別について概略を説明すると、器具判別手段２４に記憶する登録データとして、例えば図１３に示すような流量パターンを用いる。実際の登録データとしては、器具スタート時から例えば０．２秒毎の流量値のデータを所定時間分記憶したものである。なお、データの時間間隔としては０．２秒に限定する必要はなく、要求される器具判別能力により任意に設定できるものである。

流量計測部１７では一定間隔毎にガス流量を計測し、新たに計測されたガス流量値が直前の値から所定値以上増加すると、新たな器具が使用されたと判断し、その流量変化と器
具判別手段２４に登録された器具のコードに対応する流量パターンと比較を行い、使用されている器具の判別を行う。

なお、本実施の形態では情報記憶手段１０ｂは、分類された項目毎にガス器具の使用登録が有るか否かの情報と、トータルのガスの使用量を所定期間毎に管理するようにし、例えば冬場の暖房期間中は表３に示すように、床暖房と温風暖房の使用器具が登録された状態でガス使用量が管理され、夏場は割引対象分野の使用登録器具がない状態でガス使用量が管理されることになるが、これ以外にも、例えば、情報記憶手段１０ｂに器具判別手段２４で分類されたガス器具毎にガス使用量を求める機能を付加することで、より細かな分類が可能となり、多様なサービスの提供ができ、保安面においても充実させることができる。

また、本実施の形態では器具判別手段２４の分類項目として、料金割引サービスを対象としたが、これに限定されるものではなく、保安サービス等、ガス事業者等が必要と考えるサービスを対象に器具別の監視方法を採用することができるものである。

以上のように、電話回線以外の無線通信手段を用いて基地局１４との通信が可能な無線モジュール１１ａと、制御回路１０ａに内蔵した流量計測手段の計測結果に基づく各種情報を特定小電力無線等の無線通信手段を用いてテレビ１２ａや携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２、あるいは隣接するガスメータ２Ａ〜２Ｄとの通信が可能な無線モジュール１１ｂとを、ガスメータ２内の流量計測用制御回路基板１０に一体的に組み込んだ形態としているため、ガスメータ２を設置するだけで基地局１４と電話回線を用いることなく通信が可能となり、回線の混雑状況に影響を受けず基地局１４からの検針要求指令や異常復帰指示等の情報をスムーズに伝達することができ、ガスメータ２からは基地局１４からの指令に基づく器具判別情報を反映した検針値データや異常発生時の情報をスムーズに伝達することができ、従来のように検針員が需要家宅まで出向いて検針を行う必要がなく、かつガス漏れ等の異常時に回線の混雑でセンターに通報することができないという不具合を解消することができる。

また、ガスメータ２からは基地局１４に送信した検針値データに基づく器具判別情報を反映した所定期間毎の料金情報をテレビ１２ａや携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２に送信することができるため、このテレビ１２ａや携帯電話１２ｂ等を用いて表示することで、従来のようにガス事業者１５から郵送等で行っていた料金情報の送付作業を省略することができ、かつガス遮断弁２０が作動した場合の復帰方法に関してもテレビ１２ａや携帯電話１２ｂでビジュアルに表示することで復帰作業に伴う作業員の出動を低減することができ、合理的な情報伝達システムを構築することができる。

さらに、無線モジュール１１ｂを介して隣接するガスメータの脈動発生状況を容易に取得することが可能となるため、広範囲にガス圧変動に影響を及ぼすＧＨＰ等の器具の設置あるいは使用状況を把握することができ、この情報を基に一過性の流量変動か、脈動に起因する継続的な流量変動かを短期間で判別することができるため、電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

そして、無線モジュールの搭載有無に応じて電池容量の変更が可能な電池収納形態としているため、必要に応じて容易に電池の追加、削減を行うことができ、合理的な電池電源を構成することができる。

以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、メータを設置するだけで複数の相手先との通信を可能とし、無線モジュールの搭載有無に応じて電池容量の変更が可能な電池収納
形態としているため、必要に応じて容易に電池の追加、削減を行うことができ、合理的な電池電源を構成することが可能で、水道や電気の料金メータにも適用できるものである。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の通信形態を示す全体構成図 同ガス遮断装置における隣接するガスメータ間の通信形態を示す図 同ガス遮断装置の外観及び構成部品を示す図 同ガス遮断装置の内部構成図 同ガス遮断装置の制御回路基板の構成ブロック図 同ガス遮断装置と表示端末装置の通信形態を示す図 同ガス遮断装置の電池収納部を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の一例を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の別の一例を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の別の一例を示す図 （ａ）同表示端末装置における料金情報表示形態を示す図（ｂ）同表示端末装置における復帰情報表示形態を示す図（ｃ）同表示端末装置における電池容量変更情報表示形態を示す図 同ガス遮断装置の制御ブロック図 同ガス遮断装置における器具判別用の流量パターンの一例を示す図

符号の説明

２ ガスメータ
２ｆ 電池
１０ 制御回路基板
１０ａ 制御回路
１０ｂ 情報記憶手段
１０ｃ 通信切替手段
１１ 無線モジュール
１１ａ 広域通信無線モジュール
１１ｂ エリア通信無線モジュール
１２ 表示装置
１２ａ テレビ
１２ｂ 携帯電話
１４ 基地局
２６ 電池収納部
２７ 電池収納ボックス
２８ａ 第１の電池収納ボックス
２８ｂ 第２の電池収納ボックス

Claims (2)

1. ガスメータを経由した後の配管に接続される複数のガス器具の使用状況を監視するとともに、複数の相手先と電話回線以外の通信回線を用いて直接送受信が可能な無線モジュールを搭載した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計測手段と、前記流量計測手段の計測結果に基づいて流量を算出すると共に流量データを含む各種情報を記憶する情報記憶手段を有した制御回路と、異常時にガス流路を遮断するガス遮断弁と、複数の相手先と通信周波数帯を切り替えて情報の送受信を行う無線モジュールと、前記制御回路及び無線モジュールに電源を供給する電池とを備え、前記無線モジュールは、前記制御回路と着脱自在に構成して前記ガスメータ内に収納し、少なくとも基地局との通信周波数帯と他のガスメータ等との通信周波数帯を有し、前記電池は、前記制御回路に電源を供給する第１の電池モジュールと、前記無線モジュールが装着された場合に追加する第２の電池モジュールとからなり、前記無線モジュールが装着された場合は、前記第２の電池モジュールが収納されていないと通信機能が作動しないようにしたガス遮断装置。
2. ガスメータを経由した後の配管に接続される複数のガス器具の使用状況を監視するとともに、複数の相手先と電話回線以外の通信回線を用いて直接送受信が可能な無線モジュールを搭載した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計測手段と、前記流量計測手段の計測結果に基づいて流量を算出すると共に流量データを含む各種情報を記憶する情報記憶手段を有した制御回路と、異常時にガス流路を遮断するガス遮断弁と、複数の相手先と通信周波数帯を切り替えて情報の送受信を行う無線モジュールと、前記制御回路及び無線モジュールに電源を供給する電池とを備え、前記無線モジュールは、前記制御回路と着脱自在に構成して前記ガスメータ内に収納し、少なくとも基地局との通信周波数帯と他のガスメータ等との通信周波数帯を有し、前記電池は、前記制御回路に電源を供給する第１の電池モジュールと、前記無線モジュールが装着された場合に追加する第２の電池モジュールとからなり、前記無線モジュールが装着されていない場合は、前記第２の電池モジュールの収納有無に関係なくメータ機能が作動するようにしたガス遮断装置。