JP6474003B2 - 器具判定装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体を配送する配管に設置され、流体の流量計を有するメータなどに利用される器具判定装置に関する。たとえば本発明は、家庭等の施設へ接続されるガス供給ライン中に設置され、ガス流量計を有するガスメータなどに利用されることにより、施設内で使用されているガス器具を判定することができるガス器具判定装置に関する。

近年、ユーザ宅で使用されるガスやガス供給路を管理しているセンターなどにおいて、異常時に警報を出したり、ガス供給路の遮断を行うシステムが普及してきている。その結果、ガス器具使用の際には、ガスの消し忘れなどによる事故を未然に防止することを可能にしている。

従来のガス保安装置は、種々の保安処理を行っている。たとえば特許文献１では、ガス保安装置は、大流量のガスが流れた時にその供給を遮断したり、ガスが微小流量で長時間流れた時にガスを遮断する。あるいは、ガス保安装置は、流量区分別に所定流量で所定時間ガスが流れた時に遮断する。

また、上述したような従来の装置では、流量区分ごとの継続使用安全時間によって一律に遮断等の保安処理を行う。その結果、使用している器具の種類によっては、正常な使用時間の範囲においてもガスが遮断されてしまう早切れが生じたり、消し忘れなどの際に遮断までに長い時間がかかるようなことが起こりうる。

そのような課題を解決するために、ガス流量及びその流量の変化特性から、器具を識別する方法が提案されている。たとえば特許文献２によれば、ガス器具判定装置は、器具識別結果により特定の器具が識別された場合は流量変化判定用の閾値を変更する。これにより、温調制御等の小さな流量変化でも流量変化有りと検出され、連続使用時間のカウントをリセットして該当器具の連続使用時間を監視することが可能になる。正常な使用時間の範囲であれば、ガスの遮断が行われないよう、保安機能の作動を停止させることができる。

特開２００１−２６４１４１号公報 特開２０１０−８３４９号公報

しかしながら、上述した従来の装置では、複数の器具が使用された際に、どの器具が温調制御を行ったのかを特定することはできない。そのため、本来、連続使用時間のカウントをリセットしてはならない場合もリセットしてしまうおそれがあった。

逆に、連続使用時間のカウントをリセットしなければならない場合には、適切にリセットすることが求められる。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、器具が使用する流体を正確に監視できる器具判定装置を提供することを目的とする。

本明細書にかかる例示的な器具判定装置は、供給管を流れる流体の流量値を取得する流量計と、前記流量計によって取得された流量値及びその流量変化特性と予め定められた少なくとも１つの器具の器具特徴とに基づいて、前記供給管に接続されて使用されている器具を識別する器具識別手段と、前記器具識別手段によって識別された器具の情報、および、使用開始時または最大使用時の前記器具の固有流量を記憶する記憶手段と、前記器具識別手段による前記器具の識別に応答してタイマのカウントを開始する計時手段と、前記計時手段による前記タイマのカウント中に、前記流量計によって取得された前記流量値の変化量と前記記憶手段に記憶された前記固有流量との関係を示す情報を算出する算出手段と、前記関係を示す情報が所定の範囲内に入っており、かつ、前記流量値の変化パターンが所定の条件を満たす場合には、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力する変化検出手段とを備え、前記タイマのカウントが所定時間を経過した時点で予め定められた処理を行う。

本明細書にかかる例示的な器具判定装置によれば、使用中の器具を特定することにより、その器具に対応したより高度な保安機能やサービスを提供することが可能になる。本発明の器具判定装置を用いることにより、本来の保安機能を低下させること無く器具の使用状況を監視することが可能となる。

例示的な実施形態１によるガスメータ１００の構成例を示す図である。 瞬時流量計測器２の概略構成図である。 ガス器具の流量値の変化パターンの例を示す図である。 ガスメータ１００の処理の手順を示すフローチャートである。 流量変化ΔＱを示す図である。 ２つの異なるガス器具について、継続監視タイマとステップ変化量との関係を示す図である。 例示的な実施形態２における器具識別の動作手順を示すフローチャートである。 例示的な実施形態３によるガスメータ２００の構成例を示す図である。 例示的な実施形態３における器具識別の動作手順を示すフローチャートである。 図４に示すフローチャートの変形例である。 ガスメータ１００のハードウェア構成例を示す図である。

まず、本願発明者らがなした発明は以下のとおりである。

本願の第１の発明にかかる器具判定装置は、供給管を流れる流体の流量値を取得する流量計と、前記流量計によって取得された流量値及びその流量変化特性と、予め定められた少なくとも１つの器具の器具特徴とに基づいて、前記供給管に接続されて使用されている器具を識別する器具識別手段と、前記器具識別手段によって識別された器具の情報、および、使用開始時または最大使用時の前記器具の固有流量を記憶する記憶手段と、前記器具識別手段による前記器具の識別に応答してタイマのカウントを開始する計時手段と、前記計時手段による前記タイマのカウント中に、前記流量計によって取得された前記流量値の変化量と前記記憶手段に記憶された前記固有流量との関係を示す情報を算出する算出手段と、前記関係を示す情報が所定の範囲内に入っており、かつ、前記流量値の変化パターンが所定の条件を満たす場合には、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力する変化検出手段とを備え、前記タイマのカウントが所定時間を経過した時点で予め定められた処理を行う。

本願の第２の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置に、前記流量値の変化量と前記固有流量との関係を示す前記情報が前記所定の範囲内に入っているか否かを判定する判定手段をさらに備えて構成されている。

本願の第３の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置の前記変化検出手段が、前記流量値の変化パターンがステップ状の変化を示しているときには、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力するよう構成されている。

本願の第４の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置の前記算出手段が、前記流量値の変化量と前記記憶手段に記憶された前記固有流量との比率の関係を示す比率情報を算出するよう構成されている。

本願の第５の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置の前記計時手段が、前記タイマのカウントが所定時間を経過した時点で、前記器具の運転が停止されたことを示す情報を前記記憶手段に記憶させるよう構成されている。

本願の第６の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置の前記変化検出手段が、初期値に対応する第１の値、および前記第１の値と異なる第２の値のいずれかを保持することが可能なカウンタを有しており、前記変化検出手段が、前記流量値の変化パターンがステップ状の変化を示したときには、前記カウンタを前記第１の値から前記第２の値に変更するよう構成されている。

本願の第７の発明にかかる器具判定装置は、前記器具判定装置の前記タイマのカウントが所定時間を経過し、かつ前記カウンタが前記第１の値を示しているときは、前記計時手段が、前記器具の運転が停止されたことを示す情報を前記記憶手段に記憶させるよう構成されている。

本願の第８の発明にかかる器具判定装置では、前記タイマのカウントが所定時間を経過し、かつ前記カウンタが前記第２の値を示しているときは、前記変化検出手段は、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力するよう構成されている。

本願の第９の発明にかかる器具判定装置は、前記変化検出手段が、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力した後、または、前記器具の運転が停止されたことを示す情報が前記記憶手段に記憶された後、前記カウンタをリセットするよう構成されている。

本願の第１０の発明にかかる器具判定装置は、上述のいずれかの器具判定装置に、前記供給管を流れる流体を遮断する遮断器と、運転監視手段とをさらに備え、前記運転監視手段は、前記記憶手段に、前記器具の運転が停止されたことを示す情報が記憶され、かつ、前記器具に関する流体の流量値を前記流量計が継続的に取得していることを検出したときは、前記遮断器に前記供給管を閉塞する指令を送信するよう構成されている。

本願の第１１の発明にかかる器具判定装置は、上述のいずれかの器具判定装置において、前記流体としてガスを用いるよう構成されている。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明にかかる器具判定装置の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態では、器具判定装置の例として、ガス器具を判定する機能および判定したガス器具が使用するガスを正確に監視することが可能なガスメータを挙げ、その処理を説明する。図面において、同じ構成要素には同じ参照符号を付し、既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施の形態によって限定されることはない。ガスは流体の一例であり、ガス以外の流体、たとえば水、液体酸素、液体水素などの液体、水素などの気体であっても本願発明を適用することができる。

（実施形態１）
図１は、本実施形態によるガスメータ１００の構成例を示す。

ガスメータ１００は内部配管ａを備えており、内部配管ａを介してガス供給管ｂ１とガス供給管ｂ２とを連結している。下流側のガス供給管ｂ２には、各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具（図示せず）が接続されている。

ガスメータ１００は、瞬時流量計測器２、流量演算手段３、遮断器４、運転監視手段５、器具識別手段１１、器具情報記憶手段１２、点火流量記憶手段１３、継続監視計時手段１４、ステップ変化検出手段１５、比率算出手段１６、および比率判定手段１７を有している。

瞬時流量計測器２および遮断器４は、内部配管ａの経路中に設けられている。

瞬時流量計測器２は、超音波信号を用いて内部配管ａ内のガス流により生じる伝搬時間差を求め、ガスの瞬時流量を検出する。詳細は後述する。

流量演算手段３は、瞬時流量計測器２により検出された瞬時流量を基に、瞬時流量を積算してガス流量を算出する。ガス流量の単位は、たとえば毎時当たりの容積（リットル）である。この瞬時流量計測器２及び流量演算手段３により流量値を計測する機能を実現する。瞬時流量計測器２及び流量演算手段３をまとめて「流量計１０」と呼ぶことがある。なお、流量計１０は内部配管ａを流れるガス流量値を計測できればよく、瞬時流量を求めることは必須ではない。なお、内部配管ａを流れるガスの流量値は、ガス供給管ｂ１を流れるガスのガス流量値と同じである。

器具識別手段１１は、流量演算手段３より算出された流量値及びその流量変化特性と、予め定められた少なくとも１つのガス器具の器具特徴とに基づいて、ガス供給管ｂ２に接続されて使用されているガス器具を識別する。処理の具体的な説明は後述する。あわせて器具識別手段１１は、流量演算手段３より算出された流量値のうちの最大流量を、そのガス器具の最大流量として特定する。器具識別手段１１は、器具識別の結果を器具情報記憶手段１２に出力すると共に、その器具の点火時または最大時の流量を点火流量記憶手段１３に出力する。

器具情報記憶手段１２は、現在使用されている器具の情報を記憶する。

点火流量記憶手段１３は、器具識別手段１１により識別された際の器具の点火時または最大時の流量を記憶する。

継続監視計時手段１４は、器具識別手段１１により特定の器具が識別された場合のみ、継続監視タイマＴｋのカウント値をインクリメントする。一定時間経過した場合には、該当器具が停止されたとみなすことができるとして、継続監視計時手段１４は器具情報記憶手段１２に器具停止情報を出力する。

ステップ変化検出手段１５は、流量演算手段３より算出された流量値及びその流量変化特性から、流量のステップ変化を監視する。なお、ステップ変化の条件は変更できる設定であってもよい。ステップ変化検出手段１５は、流量のステップ変化を検出すると、継続監視計時手段１４にタイマリセット要求を出力する。

比率算出手段１６は、変化流量値と点火流量記憶手段１３に記憶された流量値との比率Ｘを算出する。

比率判定手段１７は、比率算出手段１６により算出された流量比率Ｘが所定の範囲内にあるか否かを判定する。なお、所定の範囲は変更できる設定であってもよい。

なお、本実施の形態１における瞬時流量計測器２は、超音波方式で流量を計測するが、これは一例である。フルイディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であれば他の方式を用いてもよい。なお「短時間」とは、ガスメータ１００の仕様上必要とされる監視間隔以下の時間を意味する。

遮断器４は、運転監視手段５からの指示に基づいて内部配管ａを閉塞する。これにより、下流のガス供給管ｂ２に位置するガス器具へのガスの供給を遮断する。

瞬時流量計測器２及び流量演算手段３の動作について、超音波方式を例にして説明するが、上述のように本発明はこの方式に限定されない。

図２は、瞬時流量計測器２の概略構成図である。

瞬時流量計測器２は、内部配管ａに連通する矩形断面を持つ計測流路３０を有する。計測流路３０の相対向する流路壁の上流側と下流側には、一対の超音波送受信器３１、３２が配置されている。これらの超音波送受信器３１、３２は、超音波伝播経路が計測流路３０を流動するガス流を斜めに横切るように設定され、交互に超音波を送受信させることによって、ガス流に対して順方向と逆方向に超音波の伝搬をおこなう。なお、ガス流の方向は図２中の矢印によって示されている。

このとき、超音波送受信器３１、３２間の距離、すなわち測定距離をＬ、ガス流に対する超音波伝播経路の角度をφ、超音波送受信器３１、３２の上流から下流への超音波伝播時間をｔ１、下流から上流への超音波伝播時間をｔ２、音速をＣとすると、流速Ｖは以下の式により求められる。

超音波送受信器３１から送信された超音波が超音波送受信器３２に到達するまでの伝搬時間ｔ１は、下式にて示される。
ｔ１ ＝ Ｌ ／（Ｃ＋Ｖｃｏｓφ） （１）

また、超音波送受信器３２から送信された超音波が超音波送受信器３１に到達するまでの伝搬時間ｔ２は、下式にて示される。
ｔ２ ＝ Ｌ ／（Ｃ−Ｖｃｏｓφ） （２）

式（１）と式（２）から流体の音速Ｃを消去すると、下式が得られる。
Ｖ ＝（ Ｌ ／（２ｃｏｓφ）） × （（１／ｔ１）−（１／ｔ２）） （３）

この流速Ｖと計測流路３０の断面積とからガス流の瞬時流量を算出する。瞬時流量の計測の時間間隔は、超音波の送受信が可能な範囲で設定できる。この瞬時流量に基づいて、流量演算手段３が１時間当たりの流量を算出することになる。

一般的に、使用するガス器具によって起動時や制御によりガス流量の変化する時間が異なるため、計測時間間隔を小さくすることは、器具識別を瞬時に行うためには有利となるが、計測時間間隔を短くすると、電池により駆動しているガスメータ等では、電池の消耗が大きくなる。また、計測時間間隔が従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の２桁オーダーの秒数間隔になると、流量変化の差分を見て判断することが困難になる。

本実施の形態では、ガス器具が使われていないときは、２秒間隔の周期的な瞬時流量の計測を行い、その差分値をとってガス器具の起動を識別する。ただし電池の消耗等を問題しない場合には、計測時間間隔を更に短くすることも可能である。例えば、１秒間隔でもよいし、０．５秒間隔でもよい。さらに、ガス器具起動後は、計測精度を上げるために計測時間間隔を短くするなどの制御を行ってもよい。

次に、器具識別手段１１の動作を詳述する。

図３は、ガス器具の流量値の変化パターンの例を示す。横軸は時間（秒）を表し、縦軸はガス流量（リットル／時）を表す。

器具識別手段１１は、所定期間毎にガス流量値を求め、その変化パターン、およびガス流量値を利用してガス器具を識別している。具体的には、器具識別手段１１は、１秒ごとに１６秒間、流量演算手段３からガス流量値を取得する。その結果、中間安定段階（図３の３〜５秒）と、安定段階（６秒以降）とが存在すると判定すると、器具識別手段１１は、各段階の流量値に基づいてガス器具を識別する。中間安定流量は緩点火流量に相当し、また安定流量は点火直後の安定した流量に相当する。

たとえば器具識別手段１１は、３回分の計測値の平均値が第１の範囲内に入っている場合には中間安定段階であると判定し、６回分の計測値の平均値が第２の範囲内に入っている場合には安定段階であると判定する。

器具識別手段１１は、中間安定段階および安定段階の両方の条件を満たすと判定すると、中間安定段階のガス流量値、安定段階のガス流量値、および予め定められた少なくとも１つのガス器具の器具特徴に基づいて、ガス供給管ｂ２に接続されて使用されているガス器具を識別する。

たとえば器具識別手段１１は、家庭用ファンヒータの器具特徴として、中間安定段階のガス流量値＝１５０リットル／時、安定段階のガス流量値＝２００リットル／時という情報が予め記述されたテーブルを内部バッファ（図示せず）に格納している。器具識別手段１１は、テーブルを参照して、図３に示す中間安定段階のガス流量値および安定段階のガス流量値から、使用が開始されたガス器具は、家庭用ファンヒータであると識別することができる。

なお、図３には、ガス流量の最小値が０（リットル／時）と示されているが、これは理解の便宜のためである。既にガス器具が使用されている状況下で、新たに上述した家庭用ファンヒータの使用が開始される場合もある。そのような場合には、それまで定常的に流れていたガスの流量値を全体の流量値から減算して、図３に示す変化量および変化パターンを取得すればよい。

なお、同じ家庭用ファンヒータに分類されるガス器具であっても、暖房能力の違いで器具特徴が異なることがあり得る。よって上述したテーブルには分類可能なガス器具毎の器具特徴が記述されればよい。なお、後述するステップ変化の変化量もまた、ガス器具に応じて異なり得る。

他の構成要素の処理は、図４に示すガスメータ１００の処理に関連して説明する。

図４は、ガスメータ１００の処理の手順を示すフローチャートである。ガスメータ１００の処理は流量検出時から開始される。

ステップＳ１において、継続監視計時手段１４は継続監視中か否か判定する。継続監視中であれば処理はステップＳ８に移行し、継続監視中でなければ処理はステップＳ２に移行する。継続監視中か否かは、継続監視タイマＴｋが稼働中か否かで判断すればよい。

以下ではまず継続監視計時手段１４が稼働していないとして説明する。

ステップＳ２において、瞬時流量計測器２および流量演算手段３は、ガス流量の有無の判定を行う。ガス流量があれば処理はステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、器具識別手段１１は図３を参照しながら説明した器具識別処理を行い、ステップＳ４において、器具情報記憶手段１２は器具識別手段１１によって行われた器具識別の結果を器具情報として記憶する。またステップＳ５において、点火流量記憶手段１３は、固有流量を記憶する。「固有流量」とは、その器具固有の流量を表しており、器具識別時の点火流量または最大流量を表す。本実施形態では点火流量を一例として挙げ、「点火流量Ｑｍａｘ」と記述する。その後処理はステップＳ６に移行する。

ステップＳ６において、器具識別手段１１は、識別結果が特定器具か否かの判定を行う。「特定器具」とは、ガス流量の継続的監視が必要な、予め定められた器具である。たとえば上述したガスファンヒータは、消し忘れが生じたときのために流量を監視する必要がある。そのため、ガスファンヒータは特定器具として予め定められ得る。

特定器具であれば処理はステップＳ７に移行し、特定器具でなければ処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ７において、継続監視計時手段１４は継続監視タイマＴｋをスタートさせる。流量が相対的に大きい器具が使用されている期間中は、継続監視タイマＴｋを一時停止させてもよい。たとえば、給湯器のような、ファンヒータより流量値が大きいガス器具は使用中の流量変化が大きく、ステップ変化の検出が困難な場合もある。そこで、そのような器具が使用されていることが検出された場合には、継続監視タイマＴｋを一時停止させ、ステップ変化の監視を一時中断してもよい。

次に、処理はステップＳ１２に進む。ステップＳ１２において、継続監視計時手段１４は継続監視タイマＴｋのカウント値が一定値Ｔｓを超えたか否かを判定する。図４のステップＳ１２における「Ｔｋ」は便宜的にカウント値を示している。一定値Ｔｓは、予め定められた時間に対応するカウント値である。経過している場合には処理はステップＳ１３に移行し、そうでない場合には処理は終了する。継続監視計時手段１４がカウントを開始した直後には後者に該当する。

処理は再びステップＳ１から開始される。継続監視計時手段１４がカウントを開始しているため、ステップＳ１の処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、比率算出手段１６は、ステップＳ５において記憶した器具識別時の点火流量Ｑｍａｘと、流量変化ΔＱとの関係を示す情報を算出する。ここでいう「関係を示す情報」とは、本実施形態では、比率Ｘをいう。比率算出手段１６は、Ｘ＝ΔＱ／Ｑｍａｘによって比率Ｘを算出する。その後、処理はステップＳ９に移行する。

図５は、流量変化ΔＱを示す。２回目以降のステップＳ１の実行時には、それまでガス流量が存在していたことが前提とされるため、流量変化ΔＱを検出することができる。本実施形態では、比率算出手段１６は、予め定められた閾値を超える変化があった場合に流量変化ΔＱを検出するとしている。たとえば比率算出手段１６は、流量値４１から流量値４２への変化、および流量値４３から流量値４４への変化は、閾値を超えないため流量変化ΔＱとして検出しない。一方、比率算出手段１６は、流量値４２から流量値４３への変化は閾値を超えるとして流量変化ΔＱとして検出する。

または、比率算出手段１６は、Ｎ個の流量値を１組とし、各組の代表値同士から流量変化ΔＱを求めてもよい。たとえば、流量値Ｑｉ（ｉ：１〜Ｎの整数）の平均値をＱａｖｅ１とし、流量値Ｑｊ（ｊ：２〜Ｎ＋１の整数）の平均値をＱａｖｅ２とする。このとき、流量変化を以下のように定義する。
流量変化＝｜Ｑａｖｅ１−Ｑａｖｅ２｜ （４）

上述した流量変化が閾値を超える場合には、｜Ｑａｖｅ１−Ｑａｖｅ２｜をΔＱとして検出する。上述の「Ｎ」として３以上の整数を採用すると、流量変化をより確実に検出可能である。たとえばＮ＝３の例で検討する。１組の計測値の中に、図５に示す上側の計測点（流量値４２の計測点まで）が２個または３個含まれる場合には、その組の平均値は上側の計測点により近くなる。一方、１組に含まれる計測値を時系列に沿って１つずつずらした結果、１組の計測値の中に、図５に示す下側の計測点（流量値４３の計測点以降）が２個または３個含まれることになった場合には、その組の平均値は下側の計測点により近くなる。代表値の差が比較的大きいため、閾値を設定して流量変化を検出することは容易である。

再び図４を参照する。ステップＳ９において、比率判定手段１７は、比率Ｘが所定の範囲内であるか否かを判定する。所定の範囲内とは、本実施形態ではたとえば０．１＜Ｘ＜０．２（すなわち１０％から２０％までの範囲内）である。所定範囲内の変化であれば処理はステップＳ１０に移行し、そうでなければ処理はステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１０において、ステップ変化検出手段１５は、ステップ変化が生じているか否かを判定する。この処理は、流量値の変化パターンがステップ変化条件を満たすか否かの判定を意味する。「ステップ変化条件」とは、流量値がステップ状に変化していると判断できる条件を言う。

たとえば上述した図５はステップ変化条件を満たす例を示している。ステップ変化検出手段１５は、連続する４つの流量値を利用してステップ変化条件が満たされているか否かを判定する。図５の一点鎖線の枠に囲まれた４つの流量値に注目すると、流量値４１から流量値４２へは変化がなく、および流量値４３から流量値４４へも変化がない。そして、その間の、流量値４２から流量値４３の間では流量変化ΔＱが生じている。結果として、流量値４１から４４までの間では、ステップ状に流量が変化している。このようなステップ状の流量変化をしていると言えるか否かがステップ変化条件として規定される。なお、上述した「変化がない」ことには、２つの流量値が完全に一致することのみならず、数％程度の範囲内に入っている場合も包含される。

再び図４を参照する。ステップＳ１０において、ステップ変化が生じているときには、ステップ変化検出手段１５は、継続監視計時手段１４のカウントをリセットする要求を出力し、処理はステップＳ１１に移行する。一方、ステップ変化が生じていないときには、処理はステップＳ２に移行し、再びステップＳ２以降の処理が実行される。

ステップＳ１１において、継続監視計時手段１４は、カウントをリセットするステップ変化検出手段１５からの要求の受信に応答して、継続監視タイマＴｋをリセットする。その後、処理はステップＳ１２に進む。継続監視計時手段１４がリセットされた直後のステップＳ１３の処理では、継続監視計時手段１４が一定時間を経過していないため、処理は終了する。

ステップＳ１２において、継続監視計時手段１４の継続監視タイマＴｋのカウント値が一定値Ｔｓを超えた場合には、該当するガス器具がオフされたと見なすことができる。継続監視計時手段１４は、そのガス器具が停止されたことを示す器具停止情報を器具情報記憶手段１２に送り、記憶させる。流量値が所定閾値以下になった場合も同様に該当ガス器具がオフされたと見なすことができる。

なお、ステップＳ１２で該当するガス器具がオフされたと見なすことにより、たとえばガス漏れやガス器具の消し忘れを検出してガスを遮断する処理にも活用することができる。ガス漏れ時等には、ステップ変化が生じないが、ガスが供給され続けている状況が発生しているからである。図１に示すガスメータ１００には、遮断器４および運転監視手段５が設けられている。運転監視手段５は、器具情報記憶手段１２に器具停止情報が記述されており、かつ流量演算手段３により、停止したガス器具に関して特定されるガス流量が継続して検出される場合には、内部配管ａを遮断することにより、該当するガス器具に供給されるガスを止めてもよい。

なお、ガスメータ１００としては通常、ガスの供給を遮断するために遮断器４および運転監視手段５が設けられているが、ガス器具がオフされたことを器具情報記憶手段１２に保持する目的で足りる場合にはこれらは必須ではない。

このように、器具識別手段１１が特定器具であると判定すると継続監視タイマＴｋがスタートし、ステップ変化検出手段１５が所定時間内にステップ変化を検出した場合は、継続監視タイマＴｋをリセットして再びステップ変化の出現を監視する。図６は、２つの異なるガス器具について、継続監視タイマとステップ変化量との関係を示す。ガス器具ごとに異なる点火流量ＱＡｍａｘおよびＱＢｍａｘが規定されている。さらに、それぞれのガス器具について、比率Ｘが所定の範囲内であるかどうかが判定され、さらに、ステップ変化条件が満たされているかどうかが判定される。全ての条件が満たされたと判定されると、継続監視タイマＴｋがリセットされる。

以上のように、本実施の形態においては、器具使用後のステップ変化を監視することで、正確な器具使用状況を把握することができる。

なお、器具ごとによってステップ変化の条件を変える設定としてもよい。例えば、ファンヒータの場合、点火する際は最大流量で着火する構成となっており、着火後は所定時間経過後に温度調整用の制御動作が行われる。この温度調整用の制御動作は、最大から最少までを複数段階の流量値によって制御する構成であり、緩やかな流量変化や階段状の流量変化が発生する。このような流量変化を検出し得るステップ変化の条件を設定してもよい。

（実施形態２）
本実施形態は、図１に示す遮断器４および運転監視手段５の処理に関する。これらは、実施形態１による処理（図４）の前に動作する。なお、本実施形態にかかるガスメータの構成は、図１に示すガスメータ１００と同じである。したがって、本実施形態にかかるガスメータの構成として、図１に示すガスメータ１００を参照しながら説明する。

図７は、本実施の形態における器具識別の動作手順を示すフローチャートである。図７から明らかなように、図７の処理が行われた後、図４に示すフローチャートの処理が行われる。

図１に示す運転監視手段５は、流量区分に応じた継続使用時間を監視し、異常時に遮断器４に遮断信号を出力する。この処理は、保安精度を高めるために行われている。「流量区分」とは、ガス器具の最大流量ごとに定められる区分である。流量区分に応じて、ガス器具が継続して使用された場合に許容される最長の使用時間が、法令、規格などによって予め決められている。

たとえば、運転監視手段５は、最大流量と流量区分とが対応付けられたテーブルＡと、流量区分と最長の使用時間とが対応付けられたテーブルＢとを保持している。実施の形態１において説明したように、器具識別手段１１は、識別したガス器具の最大流量を特定している。ガス器具の最大流量が特定されると、運転監視手段５はテーブルＡを参照して流量区分を特定し、テーブルＢを参照して最長の使用時間を特定する。運転監視手段５は、継続使用時間が最長の使用時間を超えたか否かを監視することになる。

なお、ガスメータ１００の運転が開始され、ガス流量が検出されると、器具識別手段１１はその時点で利用されているガス器具を識別する。よって、その流量区分も特定される。

図７に示すフローチャートを説明する。

ステップＳ２１において、流量演算手段３はガス流量を検出したか否かを判定する。ガス流量を検出すると処理はステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２において、器具識別手段１１はガス器具を識別する。ガス器具の識別が完了すると、継続監視計時手段１４は継続使用時間のカウントアップを行い、処理はステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３において、流量演算手段３は、ガスの継続使用時間が、既に識別されたガス機器の流量区分の継続安全使用時間以内であるか否か判定する。該当流量区分の継続安全使用時間は、たとえば家庭用、業務用などの流量区分に応じて予め定められた、継続的に使用しても安全であると判断される時間である。継続安全使用時間は、たとえば２時間であってもよいし、５時間であってもよい。継続安全使用時間以内であるならば処理は図４のステップＳ１に移行し、以後の説明は省略する。一方、継続安全使用時間以内でないならば処理はステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、器具識別手段１１は、既に識別されていたガス器具が、予め定められた所定器具であるか否かを判定する。所定器具である場合には処理はステップＳ２５に移行し、所定器具でない場合には処理はステップＳ２６に移行する。「所定器具」は、たとえばガスコンロ、ファンヒータ、給湯器である。

ステップＳ２５において、運転監視手段５は継続安全使用時間の設定値を上限値に変更し、継続安全使用時間の学習を行う。ここでいう「学習」とは、ガスメータ１００がガス器具の遮断流量値を決定する処理を言う。

運転監視手段５は、継続安全使用時間の設定値を上限値（最大値）に変更するのみでもよい。ただし本実施形態では、たとえばファンヒータが利用されていない場合には、運転監視手段５は継続安全使用時間の設定値を最大値ではなく、それよりも小さい値を継続安全使用時間の設定値として利用する。運転監視手段５が、ファンヒータの利用頻度を特定し、その結果に基づいてガス器具の遮断流量値を最大値よりも低い値に決定する処理が学習である。

ステップＳ２６において、運転監視手段５は遮断器４に内部配管ａを閉塞する指令の送信（遮断出力）を行う。

このように、運転監視手段５は、ガス器具に応じた継続安全使用時間を監視することで、保安精度を高めることができる。

以上のように、本実施の形態においては、正確な器具使用状況を把握するだけでなく、ガス器具に応じた保安機能を設定することで、不要遮断を減らし高精度にガス器具の運転状況を監視することができる。

図７に示す処理では、運転監視手段５は、継続使用時間が、継続安全使用時間内であるか否かを判定した。しかしながら、使用時間に代えて、流量値を用いることも可能である。具体的には、図７のステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２５を以下のように変更すればよい。

すなわち図７のステップＳ２２において、流量演算手段３は、継続使用流量の累積値を計算する。そしてステップＳ２３において、流量演算手段３は、継続的に使用している流量値が、継続的に使用しても安全であると予め定められた流量値（継続安全使用流量値）以内であるかどうかを判定すればよい。さらに、ステップＳ２５において、運転監視手段５は、継続安全使用量の上限を設定すればよい。

なお、継続安全使用時間を上限値に設定する処理は１度のみ実行されればよい。繰り返し上限値に設定されることを回避して安全を担保するためである。流量が一旦ゼロに戻り、再度ステップＳ２４で所定器具であると判定された場合には、上限値に設定することが可能になる。

上述の処理で、「所定器具」は、予め定められた流量区分で、かつ、予め定められた器具である、という条件に変更してもよい。器具毎に柔軟に適用するためである。

（実施形態３）
図８は、本実施形態によるガスメータ２００の構成例を示す。図８に示す構成が図１と相違する点は、図８のガスメータ２００には、図１に示される遮断器４および運転監視手段５が設けられておらず、また流量積算手段２０が設けられていることである。

流量積算手段２０は、ガス器具ごとにガス流量値を積算する。これは、ガス器具毎に流量を管理することを意味し、ガスメータとしての機能を高めていると言える。

図９は、本実施の形態における器具識別の動作手順を示すフローチャートである。図９において、図４と同一動作を示す手順には同一番号を付し説明は省略する。

以下では、図１と相違するステップであるステップＳ３１〜Ｓ３４を説明する。

ステップＳ３１において、器具識別手段１１は使用器具が所定器具であるか否かを判定する。所定器具である場合は、ステップＳ３２に移行し、所定器具でない場合は、ステップＳ１に移行する。ステップＳ３２において、流量積算手段２０は該当器具の器具流量を積算する。

また、ステップＳ６において、器具識別の結果が特定器具の場合は、ステップＳ３３に移行し、流量演算手段３は、点火流量Ｑｍａｘを器具流量として登録する。

また、ステップＳ３４において、該当器具のステップ変化が現れたときは、ステップ変化検出手段１５は、器具流量の更新を行う。

このように、流量積算手段２０は、特定ガス器具の流量値を積算することで、ガスメータとしての機能を高めている。

以上のように、本実施の形態においては、正確な器具使用状況を把握するだけでなく、ガス器具に応じた積算機能を付与することで、様々なサービスを展開できるような高機能なガスメータを提供することができる。

次に、図１０を参照しながら、実施の形態１に係る処理の変形例を説明する。

図１０は、図４に示すフローチャートの変形例を示す。図１０の処理は、図７中の遷移先である図４に代えて採用することができる。また、図１０において図４と相違する処理を、図９に反映させてもよい。

図１０と図４との間で相違する処理は、図４のステップＳ１１に代えてステップＳ４１を設け、さらにステップＳ４２〜Ｓ４４を追加したことである。以下、ステップＳ４１〜Ｓ４４の処理を説明する。図４および図１０において同じステップ番号が付された処理の説明は省略する。

ステップＳ４１では、ステップ変化検出手段１５がステップ変化カウンタをインクリメントする。ステップ変化カウンタとは、たとえばステップ変化検出手段１５がレジスタ等の記憶手段（図示せず）を用いて実現するカウンタである。ステップ変化カウンタの初期値は０である。ステップ変化検出手段１５は、ステップＳ１０におけるステップ変化を検出したタイミングで、たとえば１ずつインクリメントする。よって、ステップ変化カウンタが０でない値を示している場合には、ステップＳ１０のステップ変化があったことを示す。

ステップＳ４２において、ステップ変化検出手段１５は、ステップ変化カウンタの値が０か否かを判定する。０の場合には処理はステップＳ１３に進む。０ではない場合には処理はステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３において、継続監視計時手段１４は、カウントをリセットするステップ変化検出手段１５からの要求の受信に応答して、継続監視タイマＴｋをリセットする。その後処理はステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４は、ステップＳ１３の処理の後、およびステップＳ４３の処理の後に行われる。ステップＳ１３は、ガス器具がオフと判定され、ガス器具の運転が停止されたことを示す情報が器具情報記憶手段１２に記憶される処理である。ステップＳ４３の処理は、ステップ変化検出手段１５が継続監視計時手段１４に対して継続監視タイマＴｋのカウントをリセットする要求を出力する処理である。

ステップＳ４４において、ステップ変化検出手段１５はステップ変化カウンタをリセットする。これによりステップ変化カウンタには初期値である０が設定される。なお、ステップＳ１３はステップ変化カウンタが０の場合に行われる処理であるから、ステップＳ１３の後にステップＳ４４を設けず、ステップＳ４３の後にのみステップＳ４４を実行してもよい。

なお、ステップ変化カウンタの初期値が０であること、および１ずつインクリメントされることは一例に過ぎない。ステップ変化カウンタは、初期値と、初期値とは異なる値とを保持できればよい。

図１０の処理によれば、タイマ一定時間経過前にステップ変化を検出できた場合、一定時間経過までステップ変化を監視しないよう動作させることも可能である。これにより、処理が軽減される。

図１１は、ガスメータ１００のハードウェア構成例を示す。ガスメータ１００は、中央演算回路（ＣＰＵ）１１０と、メモリ１２０と、流量計１０と、遮断器４とを有している。なお、ガスメータ２００に関しては、遮断器４を省略し、流量積算手段２０に対応する処理をたとえばＣＰＵ１１０が行えばよい。以下、ガスメータ１００を例に挙げて説明する。

ＣＰＵ１１０は、メモリ１２０に格納されたコンピュータプログラム１２２を実行する。コンピュータプログラム１２２は、図４に示す処理が記述されている。ＣＰＵ１１０は、ある時点では器具識別手段１１として動作し、異なる時点ではステップ変化検出手段１５として動作する。上述した他の手段についても同様である。またはＣＰＵ１１０は、見かけ上同時に上述の複数の手段として動作し得る。つまり、ＣＰＵ１１０は、図１に示す運転監視手段５、器具識別手段１１、継続監視計時手段１４、ステップ変化検出手段１５、比率算出手段１６、比率判定手段１７として動作し得る。なお、流量演算手段３（図１）は流量計１０に含めているが、ＣＰＵ１１０およびコンピュータプログラム１２２によって実現されてもよい。

メモリ１２０は、たとえばＲＡＭであり、器具情報記憶手段１２および点火流量記憶手段１３に対応する。メモリ１２０は、器具情報および点火流量の情報を格納する。メモリ１２０は、器具特徴を記述したテーブルを格納していてもよい。なお、たとえば２つのメモリ１２０を設け、それぞれに器具情報および点火流量の情報を保存してもよい。

以上のように、本発明にかかる器具判定装置は、器具の使用状況を正確に把握することができる。これにより、本来の保安機能を低下させること無く、不要遮断を減らすことができる。

２ 瞬時流量計測器
３ 流量演算手段
４ 遮断器
５ 運転監視手段
１０ 流量計
１１ 器具識別手段
１２ 器具情報記憶手段
１３ 点火流量記憶手段
１４ 継続監視計時手段
１５ ステップ変化検出手段
１６ 比率算出手段
１７ 比率判定手段
２０ 流量積算手段
１００、２００ ガスメータ

Claims (11)

1. 供給管を流れる流体の流量値を取得する流量計と、
   前記流量計によって取得された流量値及びその流量変化特性と予め定められた少なくとも１つの器具の器具特徴とに基づいて、前記供給管に接続されて使用されている器具を識別する器具識別手段と、
   前記器具識別手段によって識別された器具の情報、および、使用開始時または最大使用時の前記器具の固有流量を記憶する記憶手段と、
   前記器具識別手段による前記器具の識別に応答してタイマのカウントを開始する計時手段と、
   前記計時手段による前記タイマのカウント中に、前記流量計によって取得された前記流量値の変化量と前記記憶手段に記憶された前記固有流量との関係を示す情報を算出する算出手段と、
   前記関係を示す情報が所定の範囲内に入っており、かつ、前記流量値の変化パターンが所定の条件を満たす場合には、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力する変化検出手段と
   を備え、前記タイマのカウントが所定時間を経過した時点で予め定められた処理を行う、器具判定装置。
2. 前記流量値の変化量と前記固有流量との関係を示す前記情報が前記所定の範囲内に入っているか否かを判定する判定手段をさらに備えた、請求項１に記載の器具判定装置。
3. 前記変化検出手段は、前記流量値の変化パターンがステップ状の変化を示しているときには、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力する、請求項１または２に記載の器具判定装置。
4. 前記算出手段は、前記流量値の変化量と前記記憶手段に記憶された前記固有流量との比率の関係を示す比率情報を算出する、請求項１から３のいずれかに記載の器具判定装置。
5. 前記計時手段は、前記タイマのカウントが所定時間を経過した時点で、前記器具の運転が停止されたことを示す情報を前記記憶手段に記憶させる、請求項１に記載の器具判定装置。
6. 前記変化検出手段は、初期値に対応する第１の値、および前記第１の値と異なる第２の値のいずれかを保持することが可能なカウンタを有しており、
   前記変化検出手段は、前記流量値の変化パターンがステップ状の変化を示したときには、前記カウンタを前記第１の値から前記第２の値に変更する、請求項１または２に記載の器具判定装置。
7. 前記タイマのカウントが所定時間を経過し、かつ前記カウンタが前記第１の値を示しているときは、前記計時手段は、前記器具の運転が停止されたことを示す情報を前記記憶手段に記憶させる、請求項６に記載の器具判定装置。
8. 前記タイマのカウントが所定時間を経過し、かつ前記カウンタが前記第２の値を示しているときは、前記変化検出手段は、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力する、請求項６に記載の器具判定装置。
9. 前記変化検出手段は、前記タイマのカウントをリセットする要求を出力した後、または、前記器具の運転が停止されたことを示す情報が前記記憶手段に記憶された後、前記カウンタをリセットする、請求項７または８に記載の器具判定装置。
10. 前記供給管を流れる流体を遮断する遮断器と、
    運転監視手段と
    をさらに備え、
    前記運転監視手段は、
    前記記憶手段に、前記器具の運転が停止されたことを示す情報が記憶され、かつ、前記器具に関する流体の流量値を前記流量計が継続的に取得していることを検出したときは、前記遮断器に前記供給管を閉塞する指令を送信する、請求項１から９のいずれかに記載の器具判定装置。
11. 前記流体はガスである、請求項１から１０のいずれかに記載の器具判定装置。

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