JP4622996B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス遮断装置に関し、特に、器具自体の流量制御により使用流量が変化した場合でも器具使用制限機能による誤遮断を防止する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は、通過ガス量に対応した流量信号を出力する流量測定手段と、流量信号が増減したときに使用中の個別器具の増減を推定し、増減した器具の推定個別演算流量と使用した時間を出力する個別器具推定手段と、あらかじめ使用する個別器具の流量を登録し登録個別流量と使用時間を出力する個別流量登録手段と、登録個別流量を記憶する個別流量記憶手段と、増減した器具の推定個別演算流量が個別流量記憶手段の登録個別流量に含まれず、かつ増減した器具の継続使用時間が第１の所定時間以上続いた場合に個別異常信号を出力する異常流量判定部と、前記個別異常信号を受信して、ガス流量の異常を警告報知する報知手段、またはガス通路を遮断する遮断手段と、個別器具推定手段の器具の推定個別演算流量が個別流量記憶手段の登録個別流量に含まれず、かつ個別器具推定手段の器具の使用した時間が第２の所定時間よりも長く第１の所定時間よりも短い場合個別流量推定手段の推定個別演算流量を個別流量記憶手段に登録する常時個別流量登録手段とを備えたガス遮断装置が開示されている（例えば、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６を用いて簡単に説明すると、１０１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。１０２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１０２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。１０３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。１０４は個別流量記憶手段で、個別流量登録手段１０３の個別器具の流量（Ｑｉ）と常時個別流量登録手段１０７の流量を順次Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，・・・，Ｑｎと記憶する。１０５は異常流量判定部で、個別器具推定手段１０２から出力される推定個別流量Ｑが個別流量記憶手段１０４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。１０６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。１０７は常時個別流量登録手段で、個別流量推定手段１０２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１０４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１０１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１０４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１０６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１０７は、個別流量記憶手段１０４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１０２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１０７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１０４に登録される。以降、個別流量記憶手段１０４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１０２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１０７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１０４に登録される。

以降、個別流量記憶手段１０４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。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、個別流量記憶手段に登録された以外の流量が新たに検出された場合のガス通路の遮断、あるいは登録個別流量として新たに登録することで誤遮断を防止するという機能は有しているものの、登録個別流量として登録したものが器具自体の流量制御により正常範囲内で流量が変化した状態で使用を停止した場合、登録時の個別流量と異なる値となり、登録個別流量を削除する際に間違って違う登録個別流量を削除してしまうケースがあり、この場合、登録個別流量の少ない方を削除し、多い方が残ってしまうと、器具を連続して使用可能な制限時間が短縮されることになり、予想以上に短い時間でガス遮断弁が作動してガスの供給を停止してしまうことになり、反対に登録個別流量の多い方を削除し、少ない方が残ってしまうと、連続使用制限時間が延長されることになり、使用流量の大きな器具を使用する場合等は安全性の面で課題を有することになる。

例えばシャワーなどを使用するとき給湯器は設定湯温に保つ為にガス流量を温度偏差に応じて制御し燃焼量を可変する場合があり、またファンヒータ等は一定室温に保つ為にガス流量を制御し燃焼量を可変する場合がある。このような場合、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負荷変動に対応した燃焼量制御によりガス流量が徐々に減少し時間経過と共に初期の推定個別演算流量と差異が生じる場合がある。通常、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、その変化量に基づいて個別流量登録手段の推定個別演算流量を登録し直すが、上記使用形態の如く小さい変化率で徐々に変化する場合は推定個別演算流量の登録し直し処理が実行されず、器具使用停止や器具使用追加のタイミングで推定個別演算流量の登録し直し処理を行った場合に、燃焼量制御等で減少した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、このような場合、登録された流量の合計値が実際の流量より多めの状態で監視されることになり、器具連続使用制限時間が短めにシフトされ誤遮断に繋がることになる。つまり、実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。

本発明は、上記課題を解決するもので、所定値以上の流量変化の検出で器具使用停止を判断したとき、所定の登録個別流量を削除した後の登録個別流量と流量演算手段で求められる平均流量値を比較し所定以上の差が有る場合にその差分データに基づいて登録個別流量を補正することで、小さい変化率でガス流量が徐々に変化するような使用形態において
も登録個別流量を実際の使用流量に近づけることができ、誤遮断がなく、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、ガス流量を計測する流量検出手段と、流量検出手段の検出値より流量値を演算する流量演算手段と、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として求める平均流量演算手段と、平均流量演算手段で求めた平均流量値を記憶する流量記憶手段と、平均流量演算手段で求めた値と流量記憶手段の記憶値の差が予め定めた第１変化値より大きいとき流量変化ありと判定する流量変化判定手段と、流量変化判定手段で変化ありと判定したとき流量変化分を登録／削除して登録流量の変更処理を行う流量登録手段と、登録流量の変更処理が行われた後の登録流量と前記平均流量演算手段で求めた平均流量との差分流量が所定範囲内か否かを判定する登録流量判定手段と、前記差分流量が所定範囲を超えた場合に差分流量を用いて登録流量を平均流量値に近づけるように補正する登録流量補正手段を備えたものである。

上記発明によれば、流量変化判定手段で所定以上の流量変化が検出されたとき器具の使用開始あるいは使用停止を判断し、使用開始の場合は流量変化分を登録して器具の使用制限に対応する登録流量として設定し、使用停止の場合は流量変化分に近い登録流量を削除して実使用状態に近い登録流量として設定すると共に削除した後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したときにその差分流量に基づいて登録流量を補正して使用器具に対応した値に近づけるようにしているため、使用停止時の登録流量の削除時に間違って別の登録流量を削除した場合でも現在使用中の器具に対応した登録流量に補正することが可能となり、使用器具に対応した適切な使用制限機能を確保することで誤遮断を防止することができ、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供することができる。

本発明のガス遮断装置は、所定以上の流量変化が検出され器具の使用停止が判断されて登録流量の削除処理が行われた場合に、削除した後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したときにその差分流量に基づいて登録流量を補正して使用器具に対応した値に近づけるようにしているため、使用停止時の登録流量の削除時に間違って別の登録流量を削除した場合でも現在使用中の器具に対応した登録流量に補正することが可能となり、使用器具に対応した適切な使用制限機能を確保することで誤遮断を防止することができ、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供することができる。

第１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、異常発生時にガスの供給を遮断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流量値を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値として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を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予め定めた第１変化値より大きいとき流量変化ありと判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で変化ありと判定したとき流量変化分を登録／削除して登録流量の変更処理を行う流量登録手段と、登録流量の変更処理が行われた後の登録流量と前記平均流量演算手段で求めた平均流量との差分流量が所定範囲内か否かを判定する登録流量判定手段と、前記差分流量が所定範囲を超えた場合に前記差分流量を用いて登録流量を平均流量値に近づけるように補正する登録流量補正手段を備えたことを特徴とするものである。

そして、流量変化判定手段で所定以上の流量変化が検出されたとき器具の使用開始あるいは使用停止を判断し、使用開始の場合は流量変化分を登録して器具の使用制限に対応す
る登録流量として設定し、使用停止の場合は流量変化分に近い登録流量を削除して実使用状態に近い登録流量として設定すると共に削除した後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したときにその差分流量に基づいて登録流量を補正して使用器具に対応した値に近づけるようにしているため、使用停止時の登録流量の削除時に間違って別の登録流量を削除した場合でも現在使用中の器具に対応した登録流量に補正することが可能となり、使用器具に対応した適切な使用制限機能を確保することで誤遮断を防止することができ、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供することができる。

第２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、異常発生時にガスの供給を遮断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流量値を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値として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を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予
め定めた第１変化値より大きいとき流量変化ありと判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で変化ありと判定したとき変化方向に応じて登録信号あるいは削除信号を出力する変化方向判定手段と、前記変化方向判定手段の出力が増大変化のとき流量変化分を登録し、減少変化のとき流量変化分に近い登録流量を削除する流量登録手段と、前記流量登録手段で削除処理が行われたとき前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量登録手段の流量合計値との減算処理を行い所定以上の差がある場合に異常信号を出力する登録流量判定手段と、前記登録流量判定手段の異常信号を受けてその差分流量を用いて前記流量登録手段の登録値を補正する登録流量補正手段と、使用状態の異常を監視する判定値を記憶する監視値記憶手段と、前記流量登録手段の流量値に対応した前記監視値記憶手段の判定値と比較して異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の異常判定でガスの供給を遮断する遮断手段を備えたことを特徴とするものである。

そして、流量変化判定手段で所定以上の流量変化が検出されたときその流量変化が増大変化か減少変化かを判断して器具の使用開始あるいは使用停止を判断し、使用開始の場合は登録信号を出力して流量変化分を新規に登録し器具の使用制限に対応する登録流量として設定し、使用停止の場合は削除信号を出力して流量変化分に近い登録流量を削除して実使用状態に近い登録流量として設定すると共に削除後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したとき差分流量算出手段で算出した差分流量に基づいて登録流量を補正し使用器具に対応した値に近づけるようにしているため、使用停止時の登録流量の削除時に間違って別の登録流量を削除した場合でも現在使用中の器具に対応した登録流量に補正することが可能となり、また使用停止時の使用流量が燃焼制御等によって減少した状態で登録流量の削減処理を行った場合でも減少により生じた差分流量を用いて登録流量を補正することができるため、実使用状態に近い登録流量として再設定することが可能となり、使用器具に対応した適切な使用制限機能を確保することで誤遮断を防止することができ、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供することができる。

（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内部構成図、図３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。

そして、ガスメータ２には、ガス入口とガス出口を有したガス流路が形成され、そのガス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁１１とガス流量を計測する流量検出手段１７として一対の超音波センサ１７ａ、１７ｂが配置されている。また、流量検出手段１７からの信号でガス流量を算出する流量演算手段１９や、算出された瞬時流量値を所定回数集合して平均流量値として演算する平均流量演算手段１２などで構成される制御回路１０が内蔵され、さらに、制御回路１０を駆動させるための電池１３が収納されている。

なお、流量検出手段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が、本実施の形態では流量検出手段として超音波センサを用いたものを採用したガスメータについて説明する。

そこでまず、超音波センサ１７ａ、１７ｂを用いた流量検出手段１７について簡単に説明すると、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１０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の大きさや流体の流れ状態を考慮して流量演算手段を構成する信号処理手段１９で流量値を求める。流量データは瞬時流量値として予め定めた周期毎に求められる。

そして、所定周期で求められる瞬時流量値は平均流量演算手段１２に入力され、ここで所定個数の瞬時流量値を集合して平均化され平均流量値として算出される。この平均流量値は時系列的に流量記憶手段１４に記憶され、流量変化検出手段１５により平均流量演算手段１２で算出される平均流量値と比較して予め定めた変化値以上の変化があるか否かを判定し、器具の使用有無を判断する。例えば、需要家が給湯器４を使用すると流量値はゼ
ロから所定の流量まで、あるいは他の器具を使用中に給湯器４等が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流量変化率あるいは流量変化量が所定以上あったか否かで器具の使用／停止の有無を判断する。

そして、流量変化検出手段１５で所定以上の変化値が検出されると、器具が使用された、あるいは器具の使用が停止されたと判断して、器具が使用された場合は流量変化分を流量登録手段１６に登録し登録流量値として設定する。この場合、流量増大側の変化が検出される度に器具が追加使用されたと判断して都度、流量変化分を新規登録し登録流量値として設定する。反対に、器具の使用が停止された場合は流量登録手段１６に登録されている登録流量値のうち流量変化分に近い登録流量値を削除する。この削除処理の場合も同様に、流量減少側の変化が検出される度に器具の使用が停止されたと判断して都度、登録流量値の削除処理を実行する。

具体的には図４に示すように、流量変化検出手段１５から変化ありの信号が出力されると、変化方向判定手段２４で流量変化が増大変化か減少変化かを判定し、さらに差分流量算出手段２５で流量変化検出手段１５が変化ありを判定したときの平均流量演算手段１２で算出された平均流量値と流量記憶手段１４に記憶された記憶値との差分流量を算出し、この変化方向判定手段２４からの登録信号または削除信号に応じて差分流量算出手段２５で算出される差分流量により流量登録手段１６の登録流量値の登録処理または削除処理を行う。

そして、変化方向判定手段２４から削除信号が出力され、登録流量値の削除処理が実行された場合は、登録流量判定手段２０により削除後の登録流量値と平均流量演算手段１２で算出される平均流量値とを比較してその差が予め定めた範囲内に入っているかどうかを判定し、範囲内に入っている場合は削除処理が正常に実行された、つまり削除した登録流量値と使用停止した器具が一致していると判断して登録流量値の補正は行わずそのままの登録流量値で器具の使用監視を継続する。また、比較結果が所定範囲内を超えている場合は削除処理が正常に実行されなかった、つまり削除した登録流量値と使用停止した器具が不一致であると判断して、図４に示す差分流量算出手段２６で削除後の登録流量値と平均流量値の減算処理を行い差分流量値として算出する。この差分流量算出手段２６で算出される差分流量値を用いて流量登録手段１６の登録流量値を補正し、現在使用中の器具に対応した登録流量になるように設定しなおす。

そして、再設定された登録流量で使用器具の監視を行う。この場合、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、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を設定した監視値記憶手段２７が設けられ、この設定値と流量登録手段１６の登録流量値を異常判定手段２２で確認することで、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を判定することができ、この異常判定手段２２で異常を判定したとき遮断手段２３に信号を送って遮断弁１１を作動させ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などを通じて通報する。

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と、需要家宅で保有しているガス器具、例えばガスストーブ９や給湯器４等、が使用されるとその流量を流量検出手段１７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１９に送られて瞬時流量値として算出され、平均流量
演算手段１２で所定個数毎の平均流量値として演算され、求められた平均流量は流量記憶手段１４に定期的に、かつ時系列的に複数個記憶されると共に、この流量記憶手段１４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。つまり、所定間隔で出力される平均流量値を用いてその変化状態から器具の使用あるいは器具の停止を判断するとともに、その変化時の流量変化分をもって使用器具の登録流量とし、流量登録手段１６に新規登録したり、既に登録済みの登録流量を削除したりすることで、変化時点の使用器具に対応した登録流量を正確に設定することができる。

例えば、給湯器４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１６に登録する。或いはガステーブル８使用中に給湯器４を使用すると流量記憶手段１４の過去流量にガステーブル８の流量が記憶されており、流量変化検出手段１５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に変化有りとして変化流量を流量登録手段１６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たり、流量が変化すると流量変化検出手段１５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１６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したり、或いは削減する。

しかしながら、給湯器４の使用形態において、特に床暖房等に使用した場合は運転初期の負荷が大きい場合と安定状態の負荷が小さい場合においては燃焼量が大きく変化する。このような場合、運転初期に流量変化がありとして給湯器４の使用が判定され、この時点の平均流量値が登録流量として流量登録手段１６に登録されることになる。そして、運転が継続されると暖房負荷が徐々に減少していき、燃焼量すなわちガス流量が比例制御により減少方向に制御される。このときの変化量は流量変化検出手段１５で設定された判定値より少ない量で変化するため流量変化ありの判定をすることなく、平均流量値のみが徐々に減少していき、流量登録手段１６に登録された登録流量値は初期に設定されたままの状態で保持されることになる。

つまり、時間経過と共に登録流量値と平均流量値の差が大きく広がってしまうことになり、この状態で暖房負荷が飽和して給湯器４が停止すると流量変化検出手段１５で流量変化ありと判断して、このときの流量変化分を流量登録手段１６に登録された登録流量から削除される。しかし、給湯器４が停止するときの平均流量値は比例制御によりかなり少なくなった状態となっているため、流量変化分も初期に比べると減少しており、この減少した流量変化分を登録流量から削除しても登録流量としてはある程度の値が残ってしまうことになり、実際に使用していない器具の残存登録流量も異常判定手段２２で監視値記憶手段２７の設定値と比較する場合の登録流量の対象となってしまう。つまり、実際に使用している器具の登録流量よりも大きな値の登録流量で使用器具の監視が行われることになり、連続使用制限時間が短縮されたりして予想外の短時間で遮断弁１１が誤遮断してしまうという不具合が発生する。

そこで本発明は、登録流量が削除されたとき、登録流量判定手段２０で削除後の登録流量値と平均流量値を比較して、その差が所定範囲内にあるか否かを判定することで、登録流量の削除処理が正常に実行されたか否かを判断し、所定範囲内の場合は削除処理が正常に実行されたと判断して登録流量値はそのままに保持して器具の使用監視を継続する。所定範囲を超えた場合は削除処理が正常に実行されず、上記のように不具合が発生していると判断して、差分流量算出手段２６に信号を送って削除後の登録流量値の合計と平均流量演算手段１２で演算される平均流量値との差分流量値を算出する。

次に、この差分流量値データを登録流量補正手段２１に送って、この登録流量補正手段２１で流量登録手段１６に登録されている登録流量を補正し、現在使用中の器具に対応した登録流量に設定しなおす。

そして、この再設定した登録流量で使用器具を監視し、異常発生時は遮断弁１１を作動させてガスの供給を停止することで安全性を確保するようにしている。

なお、上記登録流量補正手段２１による補正処理は登録流量判定手段２０における削除後の登録流量値と平均流量値との比較結果が、削除後の登録流量値＞平均流量値の関係にある場合について説明したが、削除後の登録流量値＜平均流量値の関係においては微少増加と判定しその差分を流量登録手段１６に出力し登録することで、現在使用中の器具状態に対応した登録流量を確保するようにしている。

次に、上記補正動作に関して図５を用いてより詳細に説明すると、縦軸に使用流量（ｌ／ｈ）、横軸に使用経過を示し、器具の使用形態を表したもので、一例として、Ａ点で例えばガスストーブが使用され使用流量が０（ｌ／ｈ）から４０（ｌ／ｈ）に変化し、Ｂ点で例えば床暖房を使用するために給湯器が動作を開始し使用流量が４０（ｌ／ｈ）から１６０（ｌ／ｈ）に変化し、その後、暖房負荷の変化に伴って給湯器の燃焼量が比例制御により制御され使用流量が徐々に減少し１００（ｌ／ｈ）まで減少したＣ点で給湯器の燃焼が停止し使用流量が４０（ｌ／ｈ）に減少した状態を表したものである。

この使用形態における器具監視機能である制御回路１０の動作について説明すると、使用ガス流量の検出は上記流量検出手段１７、流量演算手段１９により瞬時流量値として求められ、この瞬時流量値を所定個数あるいは所定時間集合して平均化し、ａ、ｂ、ｃ・・・ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’のタイミングで平均流量値として演算され、流量記憶手段１４に記憶される。

そして、Ａ点においてタイミングｃで求められた平均流量値４０（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｂの平均流量値０（ｌ／ｈ）が流量変化検出手段１５で比較され、その比較結果において差分流量があらかじめ定めた値、例えば１０（ｌ／ｈ）以上ある場合は「変化あり」として器具が使用または停止したと判断して、変化方向判定手段２４に信号を送り、ここで変化が増大側か減少側かを判定する。図５に示す使用形態の場合は０（ｌ／ｈ）から４０（ｌ／ｈ）に増大変化しているため器具が使用されたと判断して、差分流量算出手段２５で差分流量４０（ｌ／ｈ）を算出する。この差分流量４０（ｌ／ｈ）は流量登録手段１６に登録流量値として新規登録され、以降変化が発生するまでこの登録流量値でガス器具の使用制限が監視される。図５の使用形態においてはタイミングｃからタイミングｋまで平均流量値の変化がないため登録流量値は初期に登録した差分流量４０（ｌ／ｈ）のままとなる。

そして、Ｂ点においてタイミングｌで求められた平均流量値１６０（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｋの平均流量値４０（ｌ／ｈ）が流量変化検出手段１５で比較され、その比較結果において差分流量１２０（ｌ／ｈ）があらかじめ定めた値、例えば１０（ｌ／ｈ）以上あるため「変化あり」として器具が使用または停止したと判断し、変化方向判定手段２４に信号を送り、ここで変化が増大側か減少側かを判定する。Ｂ点における流量変化は４０（ｌ／ｈ）から１６０（ｌ／ｈ）に増大変化しているため器具が使用されたと判断して、差分流量算出手段２５で差分流量１２０（ｌ／ｈ）を算出する。この差分流量１２０（ｌ／ｈ）は流量登録手段１６に登録流量値として新規登録される。

そして、前回の登録流量値４０（ｌ／ｈ）と今回の登録流量値１２０（ｌ／ｈ）の合計値１６０（ｌ／ｈ）でガス器具の使用制限が監視される。

そして、Ｂ点以降のタイミングｐからタイミングｃ’まで比例制御等によりガス流量が制御され小さな変化量で徐々に使用流量が減少していくが、タイミングｐにおける平均流量値は１５６（ｌ／ｈ）であり、流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｏの平均流量値１６０（ｌ／ｈ）と流量変化検出手段１５で比較しても予め定めた比較基準値１０（ｌ／ｈ）より小さく「変化なし」の判定となり、登録流量値の変更処理は行われない。また、タイミングｑの平均流量値も同様の比例制御で変化するため１５２（ｌ／ｈ）となり、流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｐの平均流量値１５６（ｌ／ｈ）との差分流量は４（ｌ／ｈ）であり、流量変化検出手段１５で比較しても同様に「変化なし」の判定となり、登録流量値の変更処理は行われない。

このように、小さな変化量で変化するタイミングｃ’までは流量変化検出手段１５における判定結果が「変化なし」となるため、登録流量値の変更処理は行われずＢ点で登録された差分流量値１２０（ｌ／ｈ）が登録流量値として保持されることになる。

しかし、タイミングｃ’における平均流量値は１００（ｌ／ｈ）であり、差分流量値としては６０（ｌ／ｈ）が実使用状態に即した登録流量値として設定されるべき値となる。この１２０（ｌ／ｈ）と６０（ｌ／ｈ）の乖離を極力小さくして実使用状態に即した登録流量値に近づけることが本発明の目的である。

そこで、Ｃ点においてタイミングｄ’で求められた平均流量値４０（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｃ’の平均流量値１００（ｌ／ｈ）が流量変化検出手段１５で比較され、その比較結果において差分流量６０（ｌ／ｈ）があらかじめ定めた値、例えば１０（ｌ／ｈ）以上あるため「変化あり」として器具が使用または停止したと判断し、変化方向判定手段２４に信号を送り、ここで変化が増大側か減少側かを判定する。Ｃ点における流量変化は１００（ｌ／ｈ）から４０（ｌ／ｈ）に減少変化しているため器具の使用が停止されたと判断して、差分流量算出手段２５で差分流量６０（ｌ／ｈ）を算出する。

この差分流量６０（ｌ／ｈ）は減少変化であるため、現在の流量登録手段１６に登録されている登録流量４０（ｌ／ｈ）と１２０（ｌ／ｈ）のうち、差分流量６０（ｌ／ｈ）より大きい登録流量値で、かつ近い登録流量値、本実施の形態では１２０（ｌ／ｈ）の差分流量の削除処理を行う。この削除処理の結果、流量登録手段１６に登録されている登録流量値としては４０（ｌ／ｈ）と６０（ｌ／ｈ）が残り登録流量値の合計値として１００（ｌ／ｈ）が存在することになる。

ここで、登録流量判定手段２０は削除処理後の登録流量値の合計値１００（ｌ／ｈ）とタイミングｄ’で求められた平均流量値４０（ｌ／ｈ）と比較して、その差分流量が予め定めた範囲内、例えば平均流量値の５％以内か否かを判定し、範囲を超えた差分流量であれば異常と判断する。本実施の形態の場合は差分流量が６０（ｌ／ｈ）となり、平均流量値４０（ｌ／ｈ）の５％、すなわち２（ｌ／ｈ）を超えるため異常と判断され、差分流量演算手段２６で差分流量６０（ｌ／ｈ）が算出される。

そして、登録流量補正手段２１は差分流量演算手段２６で算出された差分流量６０（ｌ／ｈ）で、削除処理後の登録流量値を補正する。この場合、登録流量値として４０（ｌ／ｈ）と６０（ｌ／ｈ）が存在しており、この登録流量値のうち、上記同様に差分流量より大きい登録流量値で、かつ近い登録流量値を補正対象とし、本実施の形態の場合、登録流量値６０（ｌ／ｈ）が対象となり、この登録流量値６０（ｌ／ｈ）を差分流量６０（ｌ／
ｈ）で補正、すなわち減算処理を実行すると、登録流量値としては４０（ｌ／ｈ）が残り、タイミングｄ’で求められた平均流量値４０（ｌ／ｈ）と合致することになり、実使用状態に即した登録流量値に近づけることができるものである。

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、流量変化判定手段１５で所定以上の流量変化が検出されたとき器具の使用開始あるいは使用停止を判断し、使用開始の場合は流量変化分を登録して器具の使用制限に対応する登録流量として設定し、使用停止の場合は流量変化分に近い登録流量を削除して実使用状態に近い登録流量として設定すると共に削除した後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したときにその差分流量に基づいて登録流量を補正して使用器具に対応した値に近づけるようにしているため、使用停止時の登録流量の削除時に間違って別の登録流量を削除した場合でも現在使用中の器具に対応した登録流量に補正することが可能となり、使用器具に対応した適切な使用制限機能を確保することで誤遮断を防止することができ、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供することができる。

さらに具体的手段として、削除後の登録流量が使用器具に対応した登録流量であるか否かを判定し、対応したものでないと判定したとき差分流量算出手段で算出した差分流量に基づいて登録流量を補正し使用器具に対応した値に近づけるようにしたもので、使用器具別に登録流量を監視する場合の登録流量の正確な補正が可能となる。

以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、使用ガス量が変化する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。

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 同ガス遮断装置の内部構成図 同ガス遮断装置の制御ブロック図 同ガス遮断装置の別の制御ブロック図 同ガス遮断装置の登録流量補正動作を説明する図 従来のガス遮断装置の制御ブロック図

符号の説明

２ ガスメータ
１１ ガス遮断弁
１２ 平均流量演算手段
１４ 流量記憶手段
１５ 流量変化検出手段
１６ 流量登録手段
１７ 流量検出手段
１９ 流量演算手段
２０ 登録流量判定手段
２１ 登録流量補正手段
２２ 異常判定手段
２３ 遮断手段
２４ 変化方向判定手段
２５、２６ 差分流量算出手段

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、異常発生時にガスの供給を遮断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流量値を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値として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を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予め定めた第１変化値より大きいとき流量変化ありと判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で変化ありと判定したとき流量変化分を登録／削除して登録流量の変更処理を行う流量登録手段と、登録流量の変更処理が行われた後の登録流量と前記平均流量演算手段で求めた平均流量との差分流量が所定範囲内か否かを判定する登録流量判定手段と、前記差分流量が所定範囲を超えた場合に前記差分流量を用いて登録流量を平均流量値に近づけるように補正する登録流量補正手段を備えたガス遮断装置。
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、異常発生時にガスの供給を遮断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流量値を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値として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を記憶する流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予め定めた第１変化値より大きいとき流量変化ありと判定する流量変化判定手段と、前記流量変化判定手段で変化ありと判定したとき変化方向に応じて登録信号あるいは削除信号を出力する変化方向判定手段と、前記変化方向判定手段の出力が増大変化のとき流量変化分を登録し、減少変化のとき流量変化分に近い登録流量を削除する流量登録手段と、前記流量登録手段で削除処理が行われたとき前記平均流量演算手段で求めた値と前記流量登録手段の流量合計値との減算処理を行い所定以上の差がある場合に異常信号を出力する登録流量判定手段と、前記登録流量判定手段の異常信号を受けてその差分流量を用いて前記流量登録手段の登録値を補正する登録流量補正手段と、使用状態の異常を監視する判定値を記憶する監視値記憶手段と、前記流量登録手段の流量値に対応した前記監視値記憶手段の判定値と比較して異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の異常判
   定でガスの供給を遮断する遮断手段を備えたガス遮断装置。