JP5186759B2 - 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（１
０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登録個別流量の登録や削除処理を実行すると共に、所定値以下の流量変化時にも登録個別流量の補正処理を実行することで、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所定の時間毎に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平均を求める所定の時間をカウントする平均時間計時手段と、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今回の平均流量値と流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量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検出手段と、流量変化検出手段で変化ありと判定したとき変化方向に応じて流量変化分を登録／削除する流量登録手段と、平均流量演算手段で求めた今回の平均流量と流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量値の差が第１変化値より小さく第２変化値より大きいとき流量登録手段の流量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、流量登録手段の流量値に対応した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、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ものである。

上記発明によれば、流量変化検出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、流量変化が小さく流量変化検出手段で検出できなく、かつその流量変化が予め定めた範囲内の場合に、流量変化分によって登録流量値を補正するようにしているため、比例制御等によってガス流量が小さな変化率で徐々に変化するような場合でも流量変化が所定範囲内の場合は、都度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を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。

本発明のガス遮断装置は、所定値以上の流量変化の検出で登録流量の新規登録や削除処理を実行すると共に、所定値以下の流量変化時にも登録流量の補正処理を実行することで、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。

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所定の時間毎に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平均を求める所定の時間をカウントする平均時間計時手段と、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今回の平均流量値と前記流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量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と、前記流量変化検出手段で変化ありと判定したとき変化方向に応じて流量変化分を登録／削除する流量登録手段と、前記平均流量演算手段で求めた今回の平均流量値と前記流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量値の差が第１変化値より小さく第２変化値より大きいとき前記流量登録手段の流量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、流量変化検出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、流量変化が小さく流量変化検出手段で検出できなく、かつその流量変化が予め定めた範囲内の場合に、流量変化分によって登録流量値を補正するようにしているため、比例制御等によってガス流量が小さな変化率で徐々に変化するような場合でも流量変化が所定範囲内の場合は、都度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を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。

第２の発明は、平均時間計時手段のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段で求められる平均流量値と流量記憶手段の記憶値を比較し、所定値以上の変化を検出したとき登録流量補正手段に補正信号を出力する変化値判定手段を備えたことを特徴とするものである。

そして、平均流量値を求める平均流量を求める時間毎に平均流量値と過去の平均流量値の記憶値との差を求め、その差が補正動作の開始を判断する第２変化値を超えたとき、その差を用いて流量登録手段の流量値を補正するようにしているため、第１変化値より小さい変化率で徐々に変化するような場合でも、適切なタイミングで登録流量値の補正をすることができ、現在使用中の器具に対応してより精度よく登録流量の設定が可能となり、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３の発明は、平均時間計時手段のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段で求められる平均流量値と流量記憶手段の記憶値を比較する変化値判定手段と、変化値判定手段の比較結果を時系列的に記憶する変化値記憶手段、変化値記憶手段に記憶されている変化値の積算値が所定値を超えたとき登録流量補正手段に補正信号を出力する累積変化判定手段を備えたことを特徴とするものである。

そして、平均流量値を求める平均流量を求める時間毎に平均流量値と過去の平均流量値の記憶値との差を変化値として求めて記憶し、その変化値の積算値が補正動作の開始を判断する第２変化値を超えたとき、その変化値を用いて流量登録手段の流量値を補正するようにしているため、第２変化値より小さい変化率で徐々に変化するような場合でも、適切なタイミングで登録流量値の補正をすることができ、現在使用中の器具に対応してより精
度よく登録流量の設定が可能となり、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４の発明は、登録流量補正手段で流量値の補正演算が行われたとき変化値記憶手段の変化値を消去するようにしたことを特徴とするものである。

そして、登録流量値の補正処理が行われたとき変化値記憶手段のデータを初期化することで、不要なデータの消去ができ、比較的小さな記憶容量を確保するだけで、より小さな変化率で変化する場合の補正動作を行うことができる。

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平均時間計時手段２４で計時される所定時間集合し平均化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、ここで平均時間計時手段２４で計時される平均流量を求める時間の間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。

そして、流量記憶手段１４に記憶された過去の平均流量値は平均時間計時手段２４で計時される平均流量を求める時間に同期して変化値判定手段２０により現在の平均流量値と比較され、この比較結果が流量変化検出手段１５の判定基準である第１変化値より小さく、予め定めた第２変化値より大きい場合はガス流量が比例制御等で制御され小さな変化率で変化していると判断して、登録流量補正手段２１に補正信号を送って流量登録手段１６に登録されている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で平均時間計時手段２４で計時される平均流量を求める時間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、所定時間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、例えば第１変化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２１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、流量変化検出手段１５で「流量変化あり」を検出できない第１変化値以内の流量変化に対して、平均流量値を求める平均流量を求める時間を計時する平均時間計時手段２４のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段１２で求められる平均流量値と流量記憶手段１４に記憶された過去の平均流量値を、変化値判定手段２０で比較し、その比較結果において平均流量値と流量記憶手段１４の記憶値との差が予め定めた第２変化値以上ある場合に登録流量補正手段２１に補正信号を送って、変化値判定手段２０で求められる差分値を用いて流量登録手段１６に登録されている登録流量値を補正する。なお、上記一連の補正処理において、複数の登録流量値が存在する場合にどの登録流量値を補正するかについては本発明では言及しないが、例えば変化状況から器具を特定する器具判別手段を設けてもよく、器具から直接動作信号を入手するようにしてもよく、さらに別の手段で流量変化の対象器具を特定するようにしてもよいものである。

以上のように、流量変化検出手段１５で第１変化値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、流量変化が小さく流量変化検出手段１５で検出できなく、かつその流量変化が予め定めた範囲内、つまり第１変化値より小さく第２変化値より大きい場合に、流量変化分によって登録流量値を補正するようにしているため、比例制御等によってガス流量が小さな変化率で徐々に変化するような場合でも流量変化が所定範囲内の場合は、都度登録流量を補正し、現在使用中の器具に対応した登録流量を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ものである。

また、別の実施形態として、流量変化検出手段１５で「流量変化あり」を検出できない第１変化値以内の流量変化に対して、平均時間計時手段２４のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段１２で求められる平均流量値と流量記憶手段１４に記憶された過去の平均流量値を比較する変化値判定手段２０と、この変化値判定手段２０の比較結果を時系列的に記憶する変化値記憶手段２５と、この変化値記憶手段２５に記憶されている変化値の積算値が所定値を超えたとき登録流量補正手段２１に補正信号を出力する累積変化判定手段２６を設け、平均流量値を求める平均流量を求める時間毎に平均流量値と流量記憶手段１４の記憶値との差を変化値として求めて記憶し、その変化値の積算値が補正動作の開始を判断する第２変化値を超えたとき、その変化値を用いて流量登録手段１６の流量値を補正することで、第２変化値より小さい変化率で徐々に変化するような場合でも、適切なタイミングで登録流量値の補正をすることができ、現在使用中の器具に対応してより精度よく登録流量の設定が可能となり、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ものである。

また、登録流量補正手段２１で登録流量値の補正処理が行われたとき変化値記憶手段２５のデータを初期化することで、不要なデータの消去ができ、比較的小さな記憶容量を確保するだけで、より小さな変化率で変化する場合の補正動作を行うことができるものである。

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、この瞬時流量値を平均時間計時手段２４で計時される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、この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４０（ｌ／ｈ）を算出する。この差分流量４０（ｌ／ｈ）は流量登録手段１５に登録流量値として新規登録され、以降流量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、この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１２０（ｌ／ｈ）を算出する。この差分流量１２０（ｌ／ｈ）は流量登録手段１５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を例えば１５５（ｌ／ｈ）とすると、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として例えば１５２（ｌ／ｈ）とすると、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１５５（ｌ／ｈ）との差分流量は３（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、流量変化があっても流量変化検出手段１５で「変化なし」の判定となるような場合、流量変化検出手段１５の判定基準である第１変化値よりも小さい第２変化値を変化値判定手段２０に設定し、この第２変化値を判定基準として微小な流量変化時における登録流量値の補正動作を行うようにしたものである。

例えばタイミングｐの微小な流量変化について説明すると、上記した如くタイミングｐの平均流量値は１５５（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）との差分流量は５（ｌ／ｈ）となり、流量変化検出手段１５に設定した第１変化値１０（ｌ／ｈ）よりは小さく「変化なし」の判定となる。このとき、この「変化なし」信号を変化値判定手段２０に送ると、変化値判定手段２０はタイミングｐの平均流量値１５５（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｏの平均流量値１６０（ｌ／ｈ）とを比較し、その差分値５（ｌ／ｈ）が算出され、第２変化値として例えば、５（ｌ／ｈ）を設定すると、変化値判定手段２０の差分値５（ｌ／ｈ）は第２変化値以上となり、登録流量値の補正動作を実行すると判断して登録流量補正手段２１に補正信号として差分値データを出力し、流量登録手段１５の登録流量値を補正する。この場合、補正する登録流量値として給湯器を対象にすると、タイミングｏにおける給湯器の登録流量として１２０（ｌ／ｈ）が登録されているため、タイミングｐにおける補正動作として（１２０−５）（ｌ／ｈ）となり、流量登録手段１６の登録流量は４０（ｌ／ｈ）と１１５（ｌ／ｈ）で再登録されることになる。

以上のように、微小な流量変化の場合でも登録流量値を平均流量値にほぼ等しい状態で管理することができ、登録流量値を用いて器具の使用制限を正確に監視することが可能となる。

次に、第２変化値より小さい値で流量変化を行う場合について説明すると、上記した如くタイミングｑの平均流量値は１５２（ｌ／ｈ）であり、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１５５（ｌ／ｈ）との差分流量は３（ｌ／ｈ）となり、流量変化検出手段１５に設定した第１変化値１０（ｌ／ｈ）よりは小さく「変化なし」の判定となる。このとき同様に、この「変化なし」信号を変化値判定手段２０に送ると、変化値判定手段２０はタイミングｐの平均流量値１５２（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｐの平均流量値１５５（ｌ／ｈ）とを比較し、その差分値３（ｌ／ｈ）が算出され、第２変化値として例えば、５（ｌ／ｈ）を設定すると、変化値判定手段２０の差分値３（ｌ／ｈ）は第２変化値以下となり補正動作は実行しないと判断し、その差分値３（ｌ／ｈ）を変化値記憶手段２５に記憶し、次のタイミングｒの処理に移行する。

タイミングｒの平均流量値を１４８（ｌ／ｈ）とすると、流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｑの平均流量値１５２（ｌ／ｈ）との差分流量は４（ｌ／ｈ）となり、流量変化検出手段１５に設定した第１変化値１０（ｌ／ｈ）よりは小さくこの場合も「変化なし」の判定となる。このとき同様に、この「変化なし」信号を変化値判定手段２０に送ると、変化値判定手段２０はタイミングｒの平均流量値１４８（ｌ／ｈ）と流量記憶手段１４に記憶されたタイミングｑの平均流量値１５２（ｌ／ｈ）とを比較し、その差分値４（ｌ／ｈ）が算出され、第２変化値として例えば、５（ｌ／ｈ）を設定すると、変化値判定手段２０の差分値４（ｌ／ｈ）は第２変化値以下となり補正動作は実行しないと判断し、その差分値４（ｌ／ｈ）を変化値記憶手段２５に記憶する。

この時点で変化値記憶手段２５にはタイミングｑの差分値３（ｌ／ｈ）とタイミングｒの差分値４（ｌ／ｈ）が記憶され、積算値として７（ｌ／ｈ）が記憶されていることになり、累積変化判定手段２６はこの差分値の積算値７（ｌ／ｈ）と第２変化値５（ｌ／ｈ）を比較し、差分値の積算値が第２変化値を超えている場合、登録流量補正手段２１に補正信号として差分値の積算データを出力し、流量登録手段１５の登録流量値を補正する。この場合、上記同様補正する登録流量値として給湯器を対象にすると、タイミングｑにおける給湯器の登録流量として１１５（ｌ／ｈ）が登録されているため、タイミングｒにおける補正動作として（１１５−７）（ｌ／ｈ）となり、流量登録手段１６の登録流量は４０（ｌ／ｈ）と１０８（ｌ／ｈ）で再登録されることになる。

以上のように、より微小な流量変化で補正動作が行われないタイミングがあったとしても、平均流量値と流量記憶手段１４の記憶値との差の積算値が第２変化値以上になったタイミングで登録流量値の補正が行われるため、登録流量値を平均流量値にほぼ等しい状態で管理することができ、登録流量値を用いて器具の使用制限を正確に監視することが可能となるとともに、補正動作頻度を適切な値に抑えることができ電池消耗への影響面でも有利となる。

そして、小さな変化率で徐々に流量が変化する過程で上記補正動作を繰り返すことで、タイミングｃ’では流量登録手段１６の登録流量は４０（ｌ／ｈ）と６０（ｌ／ｈ）で登録されることになり、Ｃ点で給湯器の動作が停止した場合は、流量変化検出手段１５で検出される「変化あり」時の流量登録手段１６の削除処理によって、流量登録手段１６の登録流量は４０（ｌ／ｈ）となり、タイミングｄ’で求められる平均流量値４０（ｌ／ｈ）と合致して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、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

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 (4)

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所定の時間毎に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平均を求める所定の時間をカウントする平均時間計時手段と、
   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今回の平均流量値と前記流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量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検出手段と、
   前記流量変化検出手段で変化ありと判定したとき変化方向に応じて流量変化分を登録／削除する流量登録手段と、
   前記平均流量演算手段で求めた今回の平均流量値と前記流量記憶手段に記憶されている過去に求めた平均流量値の差が第１変化値より小さく第２変化値より大きいとき前記流量登録手段の流量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と、
   を備えたガス遮断装置。
2. 平均時間計時手段のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段で求められる平均流量値と前記流量記憶手段の記憶値を比較し、所定値以上の変化を検出したときその変化値を登録流量補正手段に補正信号として出力する変化値判定手段を備えた請求項１記載のガス遮断装置。
3. 平均時間計時手段のカウントアップ信号に同期して、平均流量演算手段で求められる平均
   流量値と前記流量記憶手段の記憶値を比較する変化値判定手段と、変化値判定手段の比較結果を時系列的に記憶する変化値記憶手段、変化値記憶手段に記憶されている変化値の積算値が所定値を超えたとき登録流量補正手段に補正信号を出力する累積変化判定手段を備えた請求項１記載のガス遮断装置。
4. 登録流量補正手段で流量値の補正処理が実行されたとき変化値記憶手段の変化値を消去するようにした請求項３記載のガス遮断装置。