JP5293632B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス器具の異常使用を検知してガス流路を遮断するガス遮断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、ガス器具の正常使用で想定される以上の異常なガス流量を検知すると、ガス流路を遮断するようにしたガスメータがある（例えば、特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に記載された従来のガスメータを示すものである。図７に示すように、ガスメータ１は、家庭用ガス供給管に接続された流路１９中に配置され、下流にはガス機器１３，１４，１５が接続されている。また、ガスメータ１は、ガス流量を計測する流量計測手段３と、流量計測手段３から出力される流量値を用いてガスの異常使用を検知し遮断信号を出力する制御部９と、制御部９から出力された遮断信号を受け取りガス流路１０を遮断する遮断手段２とを有する構成である。

制御部９は、流量計測手段３から出力される流量値から増加した流量を算出する増加流量算出部４と、増加流量算出部４により算出された増加流量が異常かどうかを判定し異常と判定された場合、遮断信号を出力する増加流量遮断判定部５と、増加流量算出部４にて算出された増加流量値を用いて増加流量遮断判定部５で異常と判定するための増加流量遮断判定値を学習し、求めた異常判定値を増加流量遮断判定部５の閾値として設定する増加流量遮断判定値の学習部６とで構成されている。

ここで増加流量とは、所定計測期間毎に計測された今回流量と前々回流量や前々々回流量との差分により求められ、個別ガス器具の消費量とみなされる流量のことである。膜式のガスメータにおいては、１５秒＋ｔ秒毎に計測される今回流量と前々回流量の差分にあたる流量となる。今回流量と前々回流量の差分結果がプラスならば増加流量有となり、何かしらのガス器具が使用されたとみなし、その増加流量を登録し使用時間を監視する。ガスメータ１は、最大６つの増加流量を登録することが可能に構成されており、増加流量は、新しく検知される度に増加流量遮断判定部５にて増加流量遮断判定値と比較され、異常な流量かどうかが判定される。増加流量が異常な流量と判定された場合、ガスメータ１は遮断手段２によりガス流路１０を遮断する。このような増加流量の算出から異常判定による遮断までのことを増加流量遮断という。即ち、増加流量遮断とは、所定時間におけるガスの増加流量が設定値を超えたかどうかによるガスを遮断する機能であり、ガスメータは、この増加流量遮断やガス流量の合計値が規定値を超えたような過流量の検知でガス流路を遮断する合計流量遮断など種々の保安機能を搭載することにより、ガス消費者に安全にガスを供給している。

特開昭６３−１０１６１７号公報

しかしながら、上記ガスメータ１においては、メータ設置後の所定期間内に増加流量遮断判定値を学習することで再設定しており、たまたまその期間に大きな増加流量を伴うガス器具が使用されなかったり、或いは、同じガス器具でも大きな増加流量を伴う制御モー
ドで使用されなければ、この増加流量遮断判定値が学習により低く設定された状態となり、その後、ガス器具を正しく使用していても、増加流量遮断判定部５にて増加流量が増加流量遮断判定値を超えると必ず遮断してしまい、消費者およびガス事業者に異常使用の調査や遮断弁の復帰動作を強いることになり余計な手間を煩わせるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、器具判別によりガス器具の使用を正しく判別した場合、増加流量遮断判定値を超える増加流量を検知しただけではガスを遮断させないような構成にすることで、異常使用でない場合のガス流路の遮断を回避することができ、消費者やガス事業者に遮断弁の復帰作業などの余計な手間をかけさせないガス遮断装置を提供することを目的とする。

前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、ガス流路を流れるガスの流量を一定間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で測定された流量から増加流量を算出する増加流量算出手段と、前記増加流量が所定の判定流量以上かどうかを判定し、判定流量以上の場合に遮断信号を出力する増加流量遮断判定手段と、前記遮断信号により前記ガス流路を遮断する遮断手段と、現在使用しているガス器具を判別する器具判別手段と、前記増加流量遮断判定手段で前記増加流量が所定の判定流量以上と判定され、且つ、前記器具判別手段であらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合、前記判定流量を前記増加流量に基づいて補正する学習手段とを有し、前記増加流量遮断判定手段は、前記増加流量が判定流量以上であっても、前記器具判別手段にてあらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合は、遮断信号を出力しないことを特徴とするものである。

これによって、登録されているガス器具の使用であることを正しく判別した場合、ガス流量の増加がガス器具の使用によるものであり、何らかの要因で増加流量の判定流量を超えたものと判断でき、不必要な増加流量遮断を回避することができ、ガス消費者およびガス事業者に遮断弁の復帰動作などの余計な手間を省くことが可能となる。

本発明のガス遮断装置によると、ガス器具の正常使用による誤遮断を回避させることでガス消費者およびガス事業者の遮断弁の復帰などの余計な手間を省くことが可能となり、利便性を向上させることが可能となる。

本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置のブロック図 本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置の増加流量算出部のブロック図 本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置の増加流量遮断判定値の学習手段のブロック図 本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置の増加流量遮断判定手段のブロック図 本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置の遮断判定部の遮断出力判定の内容一覧表を示す図 本発明の第２の実施の形態におけるガス遮断装置の増加流量遮断判定手段のブロック図 従来のガス遮断装置のブロック図

第１の発明は、ガス流路を流れるガスの流量を一定間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で測定された流量から増加流量を算出する増加流量算出手段と、前記増加流量が所定の判定流量以上かどうかを判定し、判定流量以上の場合に遮断信号を出力する増加流量遮断判定手段と、前記遮断信号により前記ガス流路を遮断する遮断手段と、現在使用しているガス器具を判別する器具判別手段と、前記増加流量遮断判定手段で前記増加流量が所定の判定流量以上と判定され、且つ、前記器具判別手段であらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合、前記判定流量を前記増加流量に基づいて補正する学習手段とを有し、前記増加流量遮断判定手段は、前記増加流量が判定流量以上であっても、前記器具判別手段にてあらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合は、遮断信号を出力しないことを特徴とするものである。

これによって、登録されているガス器具の使用であることを正しく判別した場合、ガス流量の増加がガス器具の使用によるものであり、何らかの要因で増加流量の判定流量を超えたものと判断でき、不必要な増加流量遮断を回避することができ、ガス消費者およびガス事業者に遮断弁の復帰動作などの余計な手間を省くことが可能となる。

更に、遮断を回避するだけでなく増加流量の判定値である所定流量を補正して再設定する構成とすることで、次回の遮断回避を避けることができ、正しい学習結果による増加流量の判定を可能とする。

第２の発明は、特に第１の発明において、増加流量遮断判定手段は、学習手段における判定流量の補正の回数が所定回数に達したら遮断信号を出力することを特徴とするものである。

これによって、学習手段における学習が正常に働かないとみなして遮断する構成とすることで、ガス消費者をガス管の異常やガス器具の異常などの危険から守ることができる。

第３の発明は、特に第１または２の発明において、増加流量遮断判定手段は、増加流量が予め設定されている判定流量の初期設定値を超えた場合は、器具判別手段の判定に関らず遮断信号を出力することを特徴とするものである。

これによって、通常使用の範囲で余裕を持って設定された判定流量の初期設定値を超えるような増加流量が検出された場合は、何らかの異常が発生したとみなし、ガス機器の使用に関係なくガスを遮断することで安全性を確保する事ができる。

第４の発明は、第１〜３のいずれか１つの発明のガス遮断装置の全てもしくは一部として、コンピュータを機能させるプログラムである。そして、プログラムであるので汎用コンピュータやサーバーを用いて本発明のプログラムの少なくとも一部を容易に実現できる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

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。また、各実施の形態の説明において、同一構成並びに同一作用効果を奏するところには、同一符号を付して重複した説明を行わないものとする。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス遮断装置のブロック図である。

図１において、ガスメータ１０１は、流路１００と、流量計測手段１０３と、制御部１
０９と、流量計測手段１０３で異常な流量が検知されたり、地震検知手段（図示せず）による地震が検知されるなどの緊急時にガスを遮断する遮断手段１０２とを備えたものである。さらに、ガスメータ１０１は、ガス管路１１９とガス器具１３、１４、１５の中間に配置され、下流のガス器具が正常に使用されているかどうかを監視する。

流量計測手段１０３は超音波流量計で構成され、流路１００に流れる流体としてのガスに対し、一定時間間隔で超音波を発射してその流量を計測するものであり、一般的なものを使用することができる。

制御部１０９は、増加流量算出手段１０４と、増加流量遮断判定手段１０５と、増加流量遮断判定値の学習手段１０６と、器具判別手段１０７を有したものである。

以下に制御部１０９の各構成の詳細を説明する。

器具判別手段１０７の動作は、流量計測手段１０３によって２秒ごとに計測された瞬時流量の流量値や変化流量などの流量情報により、流量計測手段１０３の下流側に接続されたガス器具１３、１４、１５のうち、どのガス器具が使用されたかを判別するものである。

ここで、器具判別手段１０７の動作の一例を説明する。器具判別動作は、２秒ごとの瞬時流量の変化幅である差分流量が所定値より大きくプラス値の場合、なんらかの器具が動作開始したと判別し、また差分流量が所定値より大きくマイナス値の場合、なんらかの器具が動作停止したと判定するものである。そして、その後の差分流量の変化の組み合わせを用いて、あらかじめ入力された器具の差分流量の変化の特徴と比較して器具を特定するものである。例えば、差分流量とは、２秒間隔で計測された瞬時流量値の特定時間間隔（例えば４秒間）ごとの流量差を求めることで算出されるもので、器具判別は、２秒差分流量と４秒差分流量と６秒差分流量などの異なった時間間隔で求められる差分流量を組合せることによって、ガスの流量変化の特徴を抽出し使用されているガス器具を判別するものである。

なお、計測時間間隔は短いほど流量変化が的確に捉えられ高精度に判別を行うことができるが、電池で駆動させるガスメータでは、低消費電力と計測精度の観点から、２秒単位ごとの差分流量を用いることが検討され、１０年間の使用を可能にした構成としている。

また、流量計測手段１０３を超音波流量計で構成することにより、所定等間隔時間の瞬時流量値を検出でき、器具判別も高精度に行うことができる。

増加流量算出手段１０４は、流量計測手段１０３から得られた瞬時流量を用いて増加流量を算出するもので、増加流量とは流量の増減を算出することでガス器具が使用されたか使用を停止したかを簡易的に表すものである。

次に、増加流量算出手段１０４の動作の一例を図２を用いて説明する。流量計測手段１０３で２秒おきに瞬時流量を求めた後、平均流量演算部１２０で所定時間あるいは所定の計測回数分の合計流量から平均流量を求める。流量記憶部１２２は、求めた平均流量を時系列的に記憶していく。増加流量検出部１２１は、今回求めた平均流量と流量記憶部１２２の過去の平均流量値とから流量変化があったかを求め、増加流量を検出する。

例えば、需要家が給湯器等を使用するとガスの流量は零から任意の流量迄までが変化流量となり、或いは他の器具使用中に給湯器等使用されると今回求めた平均流量と過去の流量記憶値とから変化流量となり、この変化流量が所定以上あったかどうかで増加流量の検
出を行う。増加流量検出部１２１で増加流量が検出された場合、増加流量算出手段１０４にて増加流量が算出されたことになる。算出された増加流量は、増加流量遮断判定手段１０５にて遮断手段１０２により遮断を行う必要がある増加量かどうかの判断を行う為の増加流量遮断判定値と比較を行い、この増加流量遮断判定値を超えた場合、後述する例外処理を除き、ホース抜けなどの異常なガス使用とみなして流路１００を遮断する。また、算出された増加流量は、増加流量遮断判定値の学習手段１０６に入力され、増加流量遮断判定手段１０５で増加流量遮断判定値を学習するために用いられる。

次に、増加流量遮断判定値の学習手段１０６にて増加流量遮断判定値を学習する一例を図３を用いて説明する。増加流量遮断判定値の学習手段１０６は、あらかじめガスメータの号数に応じて適正な増加流量遮断判定値を初期設定値として設定する初期条件設定部１３５と、現在設定されている増加流量遮断判定値を記憶し増加流量遮断判定手段１０５へこの記憶している増加流量遮断判定値を送る増加流量遮断条件設定部１３４と、所定時間をカウントするタイマー部１３１と、タイマー部１３１にカウント開始の起動信号を送る起動信号印加部１３２と、タイマー部１３１の作動開始とともに増加流量算出手段１０４で算出される増加流量を所定の条件に従い記憶する増加流量記憶部１３０と、増加流量の実測値を更新しタイマー部における所定時間のカウント終了時に最終データを増加流量遮断条件設定部１３４に送る増加流量遮断条件変更部１３３とから構成されている。

上記構成にて、起動信号印加部１３２（例えば、押しボタンスイッチ、外部からの信号伝送手段など）が作動するとタイマー部１３１に起動信号を送り、タイマー部１３１は前記信号を受けて所定時間のカウントを開始する。前記所定時間は、あらかじめ設定されているものでも良いし任意に設定できるものでも良いが、例えば、１週間、１ヶ月というようなスパンである。

このタイマー部１３１の作動と同時に、増加流量記憶部１３０は、算出された増加流量をデータとして記憶していく。増加流量遮断条件変更部１３３は、それぞれ実測された増加流量の最大の値を記憶することでデータを更新していくのである。タイマー部１３１における所定時間のカウントが終了すると、最終のデータ、即ち、所定時間内に検出された最大の増加流量を定数倍した値が増加流量遮断条件変更部１３３から増加流量遮断条件設定部１３４に送られる。この増加流量遮断条件設定部１３４では、すでに設定されている初期設定値と、増加流量遮断条件変更部１３３から送られた値とを比較し、値の小さい方を選んで新しく増加流量遮断判定値として再設定するのである。すなわち、前述のタイマー部１３１における所定時間のカウントが終了するまでは、増加流量遮断判定手段１０５では増加流量算出手段１０４で算出された増加流量をあらかじめ設定されている初期設定値と比較し異常状態を判断しているが、タイマー動作中の増加流量の実測結果から新たに増加流量遮断判定値が段定しなおされた後は、再設定された増加流量遮断判定値と算出された増加流量を比較し異常状態を判断している。ここで、異常と判断されたときには遮断手段１０２が作動し流路１００を閉止する。

ここで、制御部１０９は、マイクロコンピュータ（マイコン）等を構成するプロセッサ及び動作プログラムにより構成され、プロセッサにおいて所定の動作プログラムを実行して対応する処理を行うことにより、各機能が実現される。

以上のように構成されたガス遮断装置において、以下その動作、作用を説明する。

流量計測手段１０３は、瞬時流量を計測し、器具判別手段１０７や増加流量算出手段１０４へ瞬時流量を出力する。増加流量算出手段１０４は、入力された瞬時流量より増加流量を算出し、増加流量遮断判定手段１０５へ増加流量を出力する。また、器具判別手段１０７は、入力された瞬時流量より器具の特徴を抽出し、使用されているガス器具の判別を
行う。ここで、あらかじめ用意されているガス器具の特徴と一致したかしなかったかの情報を増加流量遮断判定手段１０５へ出力する。増加流量遮断判定手段１０５は、増加流量遮断判定値の学習手段１０６から設定された増加流量遮断判定値と増加流量算出手段１０４から入力された増加流量値と、器具判別手段１０７から入力されたあらかじめ用意されたガス器具との一致情報をもとに異常なガス使用かどうかを判定する。

次に、増加流量遮断判定手段１０５の異常判定の動作について図４、図５を用いて説明する。増加流量異常判定部１４０は、増加流量遮断判定値の学習手段１０６から設定された増加流量遮断判定値と増加流量算出手段１０４から入力された増加流量値とを比較し、入力された増加流量値が増加流量遮断判定値を超えた異常な増加流量かどうかを判定する。増加流量異常判定部１４０にて、異常と判定されたら異常増加流量信号を遮断判定部１４１に出力し、正常と判定されたら正常増加流量信号を遮断判定部１４１に出力する。遮断判定部１４１は、器具判別手段１０７からの入力情報があらかじめ登録されているガス器具と不一致し、且つ、増加流量異常判定部１４０より異常増加流量信号が入力された場合、図５の項目（ｂ）に示すように遮断手段１０２へ遮断信号を出力し、流路１００を遮断させる。しかし、図５の項目（ａ）のように、遮断判別部１４１に異常増加流量信号が入力されても、器具判別手段１０７の判別結果が登録されているガス器具と一致した場合、増加流量遮断判定値が正しく学習されなかったとして遮断を回避する。

以上のように、本発明の第１の実施の形態においては、登録されているガス器具を正常に使用されたという器具判別結果が得られたときに、増加流量が増加流量遮断判定値を超えた場合には、正しい器具が使われたということで遮断を回避することで、ガス消費者やガス事業者に復帰操作などの余計な手間をかけさせず利便性を向上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１０７の判別結果が登録されているガス器具と一致し、且つ、異常増加流量信号が得られた場合、遮断判定部１４１は遮断を回避するだけでなく、増加流量遮断判定値が正しく学習されなかったとみなして起動信号印加部１３２によりタイマー部１３１のタイマーを起動させるようにして、増加流量遮断判定値を再度学習させるようにすることで、何度も遮断を回避させることを止めさせることができ、以降は正しく学習された増加流量遮断判定値で増加流量の異常判定を行うことができるようになり、増加流量遮断の精度を高めることができる。

なお、増加流量遮断判定値として、予め設定されている初期設定値は、通常使用の範囲で余裕を持って設定された値であり、増加流量遮断判定手段１０５は、器具判別手段１０７で登録されているガス器具の判別ができた場合でも、増加流量が増加流量遮断判定値を超えた場合は、遮断信号を出力するように構成している。このことにより、増加流量遮断判定値の学習が何らかの原因で正しく学習できなかった場合でも、安全性を確保する事ができる。

（実施の形態２）
図６は、本発明の第２の実施の形態のガス遮断装置の増加流量遮断判定手段１０８である。また、他の構成要素は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

図６において、遮断判定部１４４は、増加流量が増加流量遮断判定値を超えたにも関らず、器具判別手段１０７で登録されたガス器具を検知できた場合に遮断信号を出力せずに遮断を回避し、増加流量遮断判定値の学習手段１０６へ信号を送り増加流量遮断判定値の再学習を開始させた後、遮断回避再学習カウント部１４２に遮断回避信号を送り、遮断回避再学習カウンタをカウントアップさせる。遮断回避再学習カウント部１４２は、その遮断回避再学習カウンタの情報を遮断回避再学習異常判定部１４３に出力する。遮断回避再学習異常判定部１４３は、遮断回避再学習カウンタが所定の回数を超えた場合、増加流量
遮断判定値が正しく学習されない原因がどこかにあるとみなす遮断回避再学習異常信号を遮断判定部１４４へ出力する。遮断判定部１４４は、遮断回避再学習異常信号を入力すると、増加流量や器具判別の情報にかかわらず遮断手段１０２へ遮断信号を出力し、流路１００を遮断させる。また、遮断回避再学習カウンタは、初期値はゼロで遮断回避信号を受け取ったらカウントアップし、カウント値が所定回数を超えたら、遮断手段１０２による遮断を行い、遮断後もしくは遮断からの復帰時にカウンタをゼロクリアする。

以上のように、本発明の第２の実施の形態においては、遮断回避の回数を制限し、制限した回数以上の遮断回避があればすぐに遮断させることで、遮断回避を繰り返す真の原因の調査の必要性をガス事業者に知らせることができ、ガス消費者の安全を確保することができる。

以上、本発明の各種実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態において示された事項に限定されず、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者がその変更・応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

なお、上記各実施の形態においては制御手段に格納してあるプログラムでマイクロコンピュータを機能させて実行するが、プログラムに代えハードを以って実行することも可能である。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は、増加流量遮断を増加流量のみでなく器具判別の判別結果をも用いることで、より高精度にガスの異常使用を検知することが可能となるので、家屋等に設置されるガス流量を計測するガスメータを用いてガス供給路の漏れを検出するガス遮断装置ならびにガスを供給する供給システム等に有用できる。

１３、１４、１５ ガス器具
１１９ ガス管路
１００ 流路
１０１ ガスメータ（ガス遮断装置）
１０２ 遮断手段
１０３ 流量計測手段
１０４ 増加流量算出手段
１０５、１０８ 増加流量遮断判定手段
１０６ 増加流量遮断判定値の学習手段
１０７ 器具判別手段

Claims (4)

1. ガス流路を流れるガスの流量を一定間隔で計測する流量計測手段と、
   前記流量計測手段で測定された流量から増加流量を算出する増加流量算出手段と、
   前記増加流量が所定の判定流量以上かどうかを判定し、判定流量以上の場合に遮断信号を出力する増加流量遮断判定手段と、
   前記遮断信号により前記ガス流路を遮断する遮断手段と、
   現在使用しているガス器具を判別する器具判別手段と、
   前記増加流量遮断判定手段で前記増加流量が所定の判定流量以上と判定され、且つ、前記器具判別手段であらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合、前記判定流量を前記増加流量に基づいて補正する学習手段とを有し、
   前記増加流量遮断判定手段は、前記増加流量が判定流量以上であっても、前記器具判別手段にてあらかじめ登録されているガス器具の使用を判別できた場合は、遮断信号を出力しないことを特徴とするガス遮断装置。
2. 増加流量遮断判定手段は、学習手段における判定流量の補正の回数が所定回数に達したら遮断信号を出力することを特徴とする請求項１に記載のガス遮断装置。
3. 増加流量遮断判定手段は、増加流量が予め設定されている判定流量の初期設定値を超えた場合は、器具判別手段の判定に関らず遮断信号を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のガス遮断装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス遮断装置の全てもしくは一部として、コンピュータを機能させるプログラム。
   

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