JP4701158B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス供給先のガス流量によってガス器具の使用時間を監視し、その使用時間がガス流量に応じて予め決められた使用上限時間に達すると、ガス漏れ等の異常が発生しているとしてガスの供給を遮断するガス遮断装置に関するものである。

ガス供給先（ガス需要家）に配置されているマイコンメータは、ガス流量を計測するだけでなく、ガス遮断機能を備えたものがある。このガス遮断機能は、ガス供給先のガス流量によってガス器具の使用時間を監視し、その使用時間がガス流量に応じて予め決められた使用上限時間に達すると、ガス漏れ等の異常が発生しているとしてガスの供給を遮断するようになっている。

このマイコンメータでは、計測したガス流量をその大きさに応じて区分分けにし、各区分に区分番号を付している。ガス流量は流量が大きくなるとともに区分番号が大きい流量区分に段階的に振り分けられる。使用上限時間はその流量区分に応じて、区分番号が大きいほど、すなわちガス流量が大きいものほど、短い時間に設定され、大流量の長時間に亘る使用を制限し、安全を確保できるようになっている。

従来のガス遮断機能においては、ガス流量が連続して同一の流量区分に属している時間を計測し、その連続時間が当該流量区分の使用上限時間に達した場合、ガス供給先へのガス供給を遮断する。

また、新たなガス器具が使用開始となってガス流量が増加したり、あるいはそれまで使用していたガス器具の使用が停止されてガス流量が減少したりすることにより、それまでの流量区分を越えてガス流量が変化すると、使用上限時間はその変化後の流量区分に応じたものとなり、連続時間の計測も流量区分が変化した時点から新たに開始するようにしていた。そして、このような流量区分が変化した時点からの新たな連続時間の計測は、従来の固定流量で使用するガス器具が新規に使用開始になったことによって流量区分が変化する従来の場合は、特に問題はなかった。

一方、近年ガス比例弁を搭載してガス流量の比例制御を行うガス器具が普及している。

比例制御のガス器具を使用すると、そのガス流量は、使用態様に応じて増減する。例えば、１台の給湯器を用いて台所で洗い物をしていて浴室でシャワーを使い出した場合、使用するお湯の量が増すので、ガス流量も増加し、その結果流量区分が１ランク上のガス流量となることがある。逆に、１台の給湯器を用いて台所で洗い物をし浴室でシャワーを使っている状態から、浴室での使用を停止した場合、ガス流量が減少し、その結果流量区分が１ランク下のガス流量となることがある。

このように、比例制御機能を有するガス器具の場合、１台のガス器具でありながら流量区分をまたがって使用することがよくある。この場合、使用上限時間（連続使用遮断時間）は流量区分が変化した時点で監視時間タイマが再セットされるので、それまでの流量区分で使用した時間が無視され、１台のガス器具が連続して使用されているにもかかわらず、使用上限時間に達する迄の実質的な時間が長くなってしまう場合もあった。

このように、従来のマイコンメータのガス遮断機能では、１台のガス器具が、保安上決められている使用上限時間を越えても連続して使用される状況が発生する場合があり、保安上問題があった。

この発明は上記に鑑み提案されたもので、１台のガス器具が使用上限時間を越えて使用されるのを確実に防止することができ、保安上の問題も解消することができるガス遮断装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ガス供給先のガス流量によってガス器具の使用時間を監視し、その使用時間がガス流量に応じて予め決められた使用上限時間に達すると、ガス漏れ等の異常が発生しているとしてガスの供給を遮断するガス遮断装置において、上記ガス供給先でのガス流量を所定時間毎の平均ガス流量として検出するガス流量検出手段と、上記平均ガス流量が、平均ガス流量の大きさに応じて予め区分分けされている流量区分の何れに属するかを判別するとともに、当該流量区分には区分番号が付され、平均ガス流量が大きくなるとともに区分番号が大きい流量区分に段階的に振り分ける流量区分判別手段と、上記流量区分に応じて設定された使用上限時間が登録されている上限時間登録テーブルと、上記平均ガス流量が連続して同一の流量区分に属している連続時間を計測する時間計測手段と、上記連続時間が当該流量区分の使用上限時間に達した場合、ガス供給先へのガス供給を遮断するガス遮断手段と、上記ガス供給先で使用されるガスの供給圧力の変化を検出する圧力変化検出手段と、今回検出した平均ガス流量が属する今回流量区分が、前回検出した平均ガス流量が属していた前回流量区分と異なって区分番号が小さくなる方向に変化し、かつその時点での供給圧力の変化が所定圧力以内であるとき、上限時間登録テーブルから読み取った今回流量区分の使用上限時間から、平均ガス流量が連続して前回流量区分に属していた連続時間を差し引いた時間を、今回流量区分の使用上限時間とする上限時間変更手段と、を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明において、上記使用上限時間は、流量区分の区分番号が大きくなるとともに短くなるように設定されているものである。

請求項３に記載の発明は、上記した請求項１または２に記載の発明において、上記所定圧力は、新たなガス機器使用とは認められない程度の圧力に設定されているものである。

請求項４に記載の発明は、上記した請求項１から３の何れか１項に記載の発明において、今回検出した平均ガス流量が属する今回流量区分が、前回検出した平均ガス流量が属していた前回流量区分と異なり、かつその時点での供給圧力の変化が所定圧力以内であるとき、比例制御を行うガス器具の使用に基づくガス流量変化であると判別するものである。

この発明のガス遮断装置では、今回検出した平均ガス流量が属する今回流量区分が、前回検出した平均ガス流量が属していた前回流量区分と異なって区分番号が小さくなる方向に変化し、かつその時点での供給圧力の変化が所定圧力以内であるとき、今回流量区分の使用上限時間から、平均ガス流量が連続して前回流量区分に属していた連続時間を差し引いた時間を、今回流量区分の使用上限時間とする上限時間変更制御を行うようにしたので、１台のガス器具が使用上限時間を越えて使用されるのを確実に防止することができ、保安上の問題も解消することができる。

また、流量区分が変化した時点での供給圧力の変化が所定圧力以内のときにのみ、本発明の上限時間変更制御を行うようにしたので、保安上の問題が発生していない、新しいガス器具使用開始による流量区分変化の場合には、その適用は除外されることとなり、本発明の上限時間変更制御を、ガス器具の使用状況に応じて的確に適用することができる。

以下にこの発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１はこの発明のガス遮断装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１において、この発明のガス遮断装置は、ガス供給先のガス流量によってガス器具の使用時間を監視し、その使用時間がガス流量に応じて予め決められた使用上限時間ＴＵに達すると、ガス漏れ等の異常が発生しているとしてガスの供給を遮断する装置であり、ガス流量検出手段１と、流量区分判別手段２と、時間計測手段３と、圧力変化検出手段４と、上限時間変更手段５と、ガス遮断手段６とを備えている。

このガス遮断装置は、ガス供給先に配置されているマイコンメータに設けられ、上記の各手段１〜６は、マイコンを中心にして動作し、メモリに格納された本発明に係るソフトウェアに従ってＣＰＵが動作する機能を含めて構成されている。また、マイコンの所定の記憶領域には、流量区分テーブルＤ１と、上限時間登録テーブルＤ２とが格納されている。先ずガス流量検出手段１から順に説明する。

ガス流量検出手段１は、流量センサ１１を用いて、マイコンメータ内のガス流路を通過する、都市ガス或いはＬＰＧ等のガスの流量を検出する。ここで、流量センサ１１は、ガス流路内に設置された超音波センサ、熱線式センサ、計量膜等であり、ガス流量検出手段１は、超音波センサで超音波信号をガス流路を横断するように一方から他方に発信しその伝搬時間よりガス流路を通過するガス流量を検出したり、熱線式センサによりそのインピーダンスがガス流量に応じて変化するのを利用してガス流量を求めたり、或いは計量膜の機械的動作を磁石とリードスイッチ、磁気抵抗素子等により変換して得られた電気的パルス信号をカウントしてガス流量を求める等、種々の方式により、ガス供給先でのガス流量を求め、そのガス流量を所定時間（例えば３０秒）毎に積算して平均ガス流量Ｑａとして検出する。

流量区分判別手段２は、平均ガス流量Ｑａが、平均ガス流量Ｑａの大きさに応じて予め区分分けされている流量区分ｎの何れに属するかを判別する。

図２は流量区分テーブルの一例を示す図である。平均ガス流量Ｑａは、図２に示すように、その大きさに応じて、例えば１５段階に区分けされ、各区分に区分番号を付している。流量が大きくなるとともに区分番号が大きい流量区分ｎに段階的に振り分けられている。

時間計測手段３は、平均ガス流量Ｑａが連続して同一の流量区分ｎに属している連続時間ＴＳを計測する。この連続時間ＴＳには、図３の上限時間登録テーブルＤ２に示すように、流量区分ｎ毎に使用上限時間ＴＵが予め決められており、例えば流量区分ｎが「２」のときの使用上限時間ＴＵは７２０分、流量区分ｎが「５」のときの使用上限時間ＴＵは３９０分であり、使用上限時間ＴＵは、流量区分ｎの区分番号が大きく、流量が大きいものほど、短い時間に設定され、大流量のガス器具の長時間に亘る使用を制限し、安全を確保できるようになっている。

ガス遮断手段６は、連続時間ＴＳが当該流量区分ｎの使用上限時間ＴＵに達した場合、ガス供給先へのガス供給を遮断する。例えば、平均ガス流量Ｑａが７０Ｌ／ｈ前後で連続して同一の流量区分３に属していた場合、その連続時間ＴＳが、流量区分３使用上限時間ＴＵ（７２０分）に達した時点で、ガス供給先へのガス供給が遮断される。

この使用上限時間ＴＵは、平均ガス流量Ｑａが所定の条件を満たした場合は、本発明の上限時間変更制御により変更され、その変更された使用上限時間ＴＵに基づいて、ガス供給が遮断される。その詳細は後述する。

圧力変化検出手段４は、ガス供給先で使用されるガスの供給圧力Ｐの変化を検出する。すなわち、マイコンメータには、そのガス流路に臨むように、圧力センサ４１が設けられており、その圧力センサ４１の計測信号に基づいて、供給圧力Ｐの変化を検出している。

上限時間変更手段５は、平均ガス流量Ｑａの変化が所定の条件を満たした場合に、本発明の上限時間変更制御を実行し、上限時間登録テーブルＤ２に設定されている上限時間ＴＵの変更を行う。

図４は上限時間変更制御の説明図であり、（ａ）は平均ガス流量Ｑａの流量変化を、（ｂ）は供給圧力Ｐの変化が小のとき、（ｃ）は供給圧力Ｐの変化が大のときをそれぞれ示している。

図４において、横軸は経過時間を示し、時刻ｔ１で、平均ガス流量Ｑａは増加し、それまでの（前回までの）流量区分ｎが、今回は流量区分（ｎ＋１）に変化している。また、平均ガス流量Ｑａが前回までの流量区分ｎに連続して属していた連続時間ＴＳはＴ１になっている。

また時刻ｔ１での供給圧力Ｐは、（ｂ）ではそれ以前の圧力から微小に減少し、（ｃ）では大きく減少している。（ｂ）での圧力変化分ΔＰ（符号は−）は、所定圧力以内（−Ｐ１≦ΔＰ≦Ｐ２）に収まっており、例えば−１３３３．２２Ｐａ（−１０ｍｍＨｇ）以上で−３９９．９７Ｐａ（−３ｍｍＨｇ）以下になっている。一方（ｃ）での圧力変化分ΔＰ（符号は−）は、所定圧力範囲（−Ｐ１≦ΔＰ≦Ｐ２）に収まらず、例えば−１５９９．８６Ｐａ（−１２ｍｍＨｇ）以下になっている。

ところで、供給圧力Ｐは、ガス供給先で新しいガス器具が使用開始となりガス流量が増加した場合や、比例制御の１台のガス器具での流量制御でガス流量が増加した場合、マイコンメータで検出する供給圧力Ｐは、その時点で一旦小さくなり、その後時間の経過とともに復帰していく。また、圧力変化分ΔＰは、ガス供給先で新しいガス器具が使用開始となりガス流量が増加した場合は、その変化幅は（ｃ）のように大きくなり、比例制御の１台のガス器具での流量制御でガス流量が増加した場合は、その変化幅は（ｂ）のように小となる。

本発明では、この供給圧力Ｐの変化に着目して、平均ガス流量Ｑａの変化が新しいガス器具の使用開始によるものか、比例制御の１台のガス器具によるものかを判別している。すなわち、供給圧力Ｐの変化分ΔＰが所定圧力以内（例えば−１３３３．２２Ｐａ（−１０ｍｍＨｇ）以上で−３９９．９７Ｐａ（−３ｍｍＨｇ））であれば、そのときの平均ガス流量Ｑａの変化は比例制御の１台のガス器具によるものとし、供給圧力Ｐの変化分ΔＰが所定圧力以外（例えば−１５９９．８６Ｐａ（−１２ｍｍＨｇ）以下）であれば、そのときの平均ガス流量Ｑａの変化は新しいガス器具の使用開始によるものとする。

上記の上限時間変更手段５は、今回検出した平均ガス流量Ｑａが属する今回流量区分（ｎ＋１）が、前回検出した平均ガス流量Ｑａが属していた前回流量区分ｎと異なり、かつその時点での供給圧力Ｐの変化分ΔＰが所定圧力以内（例えば−１３３３．２２Ｐａ（−１０ｍｍＨｇ）以上で−３９９．９７Ｐａ（−３ｍｍＨｇ））であるとき、今回の平均ガス流量Ｑａの変化は１台のガス器具の比例制御によるものと判別し、上限時間登録テーブルＤ２から読み取った今回流量区分（ｎ＋１）の使用上限時間ＴＵから、平均ガス流量Ｑａが連続して前回流量区分ｎに属していた連続時間Ｔ１を差し引いた時間を、新たな今回流量区分の使用上限時間ＴＵとする上限時間変更制御を行う。

上記の実施の形態の説明では、平均ガス流量Ｑａの流量区分の区分番号が大きくなる方向へ、平均ガス流量Ｑａが増加する場合について説明したが、平均ガス流量Ｑａの流量区分の区分番号が小さくなる方向へ、平均ガス流量Ｑａが減少する場合も、本発明に係る上限時間変更制御は同様に適用することができる。

以上述べたように、この発明のガス遮断装置では、平均ガス流量Ｑａの変化が所定の条件を満たした場合に、今回流量区分（ｎ＋１）の使用上限時間ＴＵをそのまま採用せず、今回流量区分（ｎ＋１）の使用上限時間ＴＵから、平均ガス流量Ｑａが連続して前回流量区分ｎに属していた連続時間Ｔ１を差し引いた時間を、新たな今回流量区分の使用上限時間ＴＵとするようにしたので、１台のガス器具が使用上限時間を越えて使用されるのを確実に防止することができ、保安上の問題も解消することができる。

また、流量区分ｎが変化した時点での供給圧力Ｐの変化ΔＰが所定圧力以内のときにのみ、本発明の上限時間変更制御を行うようにしたので、保安上の問題が発生していない、新しいガス器具使用開始による流量区分変化の場合には、その適用は除外されることとなり、本発明の上限時間変更制御を、ガス器具の使用状況に応じて的確に適用することができる。

この発明のガス遮断装置の構成を概略的に示すブロック図である。 流量区分テーブルの一例を示す図である。 上限時間登録テーブルの一例を示す図である。 上限時間変更制御の説明図であり、（ａ）は平均ガス流量Ｑａの流量変化を、（ｂ）は供給圧力Ｐの変化が小のとき、（ｃ）は供給圧力Ｐの変化が大のときをそれぞれ示す。

符号の説明

１ ガス流量検出手段
２ 流量区分判別手段
３ 時間計測手段
４ 圧力変化検出手段
５ 上限時間変更手段
６ ガス遮断手段
１１ 流量センサ
４１ 圧力センサ
Ｐ 供給圧力
ΔＰ 圧力変化分
Ｄ１ 流量区分テーブル
Ｄ２ 上限時間登録テーブル
Ｑａ 平均ガス流量
ＴＳ 連続時間
ＴＵ 使用上限時間
ｎ 流量区分

Claims (4)

1. ガス供給先のガス流量によってガス器具の使用時間を監視し、その使用時間がガス流量に応じて予め決められた使用上限時間に達すると、ガス漏れ等の異常が発生しているとしてガスの供給を遮断するガス遮断装置において、
   上記ガス供給先でのガス流量を所定時間毎の平均ガス流量として検出するガス流量検出手段と、
   上記平均ガス流量が、平均ガス流量の大きさに応じて予め区分分けされている流量区分の何れに属するかを判別するとともに、当該流量区分には区分番号が付され、平均ガス流量が大きくなるとともに区分番号が大きい流量区分に段階的に振り分ける流量区分判別手段と、
   上記流量区分に応じて設定された使用上限時間が登録されている上限時間登録テーブルと、
   上記平均ガス流量が連続して同一の流量区分に属している連続時間を計測する時間計測手段と、
   上記連続時間が当該流量区分の使用上限時間に達した場合、ガス供給先へのガス供給を遮断するガス遮断手段と、
   上記ガス供給先で使用されるガスの供給圧力の変化を検出する圧力変化検出手段と、
   今回検出した平均ガス流量が属する今回流量区分が、前回検出した平均ガス流量が属していた前回流量区分と異なって区分番号が小さくなる方向に変化し、かつその時点での供給圧力の変化が所定圧力以内であるとき、上限時間登録テーブルから読み取った今回流量区分の使用上限時間から、平均ガス流量が連続して前回流量区分に属していた連続時間を差し引いた時間を、今回流量区分の使用上限時間とする上限時間変更手段と、
   を備えることを特徴とするガス遮断装置。
2. 上記使用上限時間は、流量区分の区分番号が大きくなるとともに短くなるように設定されている、請求項１に記載のガス遮断装置。
3. 上記所定圧力は、新たなガス機器使用とは認められない程度の圧力に設定されている、請求項１または２に記載のガス遮断装置。
4. 今回検出した平均ガス流量が属する今回流量区分が、前回検出した平均ガス流量が属していた前回流量区分と異なり、かつその時点での供給圧力の変化が所定圧力以内であるとき、比例制御を行うガス器具の使用に基づくガス流量変化であると判別する、請求項１から３の何れか１項に記載のガス遮断装置。

Images