JP7149458B2

JP7149458B2 - ガスメータ

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Publication number: JP7149458B2
Application number: JP2018207847A
Authority: JP
Inventors: 貴則上村; 憲司安田; 康雄木場; 章嘉川内; 幸宏尾本
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2022-10-07
Anticipated expiration: 2038-11-05
Also published as: ES2967075T3; PL3879239T3; JP2020076573A; EP3879239A4; EP3879239A1; EP3879239B1; WO2020095732A1; CN112601940A

Description

本発明は、ガス漏洩検知機能を有したガスメータに関するものである。

従来、この種のガスメータとして、遮断弁を閉じた状態で、一定以上の圧力低下時に漏洩と判定するものがある（例えば、特許文献１参照）。また、遮断弁と閉じた状態の平均流量と開けた状態の平均流量との差分で漏洩を判定するものもある（例えば、特許文献２参照）。

特開平８－３１３３２２号公報特開２００８－１８０７４１号公報

しかしながら、前記従来の圧力を用いる構成では、圧力低下の速度は下流側の配管容量に左右され、配管容量が小さい場合には圧力低下の速度が大きいため単時間で判定できるが、配管容量が大きい場合は同じ漏えい量であっても圧力低下の速度が小さくなる為、精度を高めるには長時間計測する必要があった。

また、従来の流量による方法では、配管容量には依存しないものの微小流量ではオフセット量との関係で精度が得られず、誤判定の可能性があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、微小漏洩を短時間で精度よく検知できるガスメータ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、本発明のガスメータは、ガスの流量を計測する流量計測部と、ガスを遮断する遮断弁と、ガスの圧力を検出する圧力検出部と、前記流量計測部で計測された流量値と、前記圧力検出部で検出された圧力値とから漏洩の有無を判定する漏洩検出部と、を備えたものである。

これによって、ガスの漏洩判定を単時間に確実に行うことが可能となる。

本発明のガスメータによると、計測された流量値と検出された圧力値とから漏洩の有無を判定することで、ガスの漏洩判定を単時間に確実に行うことができる。

本発明の実施の形態１におけるガスメータの構成図本発明の実施の形態１における漏洩判定のフローチャート本発明の実施の形態１における圧力低下判定値の設定を説明するグラフ本発明の実施の形態１における圧力低下判定値の他の設定方法を説明する図本発明の実施の形態２における漏洩判定のフローチャート（ａ）本発明の実施の形態２における流量差分値のコード変換テーブルを示す図、（ｂ）同、圧力差分値のコード変換テーブルを示す図、（ｃ）流量差分値コードと圧力差分値コードの合成コードを示す図

第１の発明は、ガスの流量を計測する流量計測部と、ガスを遮断する遮断弁と、ガスの圧力を検出する圧力検出部と、前記流量計測部で計測された流量値と、前記圧力検出部で検出された圧力値とから漏洩の有無を判定する漏洩検出部と、を備えたもので、計測された流量値と検出された圧力値とから漏洩の有無を判定することで、ガスの漏洩判定を単時間に確実に行うことができる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、前記漏洩検出部は、前記遮断弁を開栓してから所定時間経過後に計測された流量値と圧力値、及び前記遮断弁を閉栓してから所定時間後に計測された流量値と圧力値のそれぞれの差分値から漏洩の有無を判定することを特徴とするものである。

第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、更に、操作部を備え、前記漏洩検出部は、前記操作部の操作に応じて漏洩検出を開始することを特徴とするものである。

第４の発明は、特に、第１または第２の発明において、更に、外部との通信を行う通信部を備え、前記漏洩検出部は、前記通信部で受信した電文に応じて漏洩検出を開始することを特徴とするものである。

第５の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記漏洩検出部は、予め設定された時刻に定期的に漏洩検出を開始することを特徴とするものである。

第６の発明は、特に、第１または第２の発明において、前記漏洩検出部は、流量計測部で計測される流量からガス未使用の時間帯を判断し、ガス未使用の時間帯に漏洩検出を開始することを特徴とするものである。

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、本発明の第１の実施の形態におけるガスメータの構成図を示すものである。

図１において、ガスメータ１は、流路１０と、流量計測部２と、圧力検出部３と、遮断弁４と、制御部５と、漏洩検出部５ａと、操作部６と、通信部７と、表示部８とを備えたものである。

流路１０は、メータ入口１０ａとメータ出口１０ｂ間を連通するガス流路であり、メータ出口１０ｂ以降のガスメータ１の下流側には、図示していないガス配管を通して各種のガス器具が接続されている。

流量計測部２は、この流路１０に流れるガスの流量、即ち、ガスメータの下流側に接続されたガス器具のガス消費量を計測するもので、超音波の伝搬時間に基づいて計測されたガスの流速から流量を検出するものや、サーマル方式、或いは、フルイディック方式など瞬時流量が計測できるものであり、一般的なものを使用できる。

圧力検出部３は、流路１０に流れるガスの圧力を検出するものであり、遮断弁４よりも下流側に配置されてガスメータの下流側の圧力を検出する。

遮断弁４は、流量計測部２で異常な流量が検出された場合や漏洩検出部５ａで漏洩が判定された場合に安全を確保する為にガスを遮断するものであり、電磁弁やモータ弁を採用できる。

操作部６は、遮断弁４の開栓、閉栓、および漏洩検査を開始する為の操作を行ものである。

通信部７は、外部との通信を行うことで、センター装置（図示せず）からの指示に基づき、流量計測部２で計測されたガス流量の積算値を送信したり、遮断弁４によるガスの遮断を行うことができる。

制御部５は、流量計測部２で計測された流量を積算して表示部８に表示する、或いは、流量計測部２で計測された流量に基づく異常の有無の判定や操作部６の操作に基づく遮断弁４の開栓、閉栓など、ガスメータ１の全体の制御を行うもので、マイクロコンピュータで構成できる。

表示部８は、制御部５からの流量の積算値や、漏洩検査結果を表示する。

漏洩検出部５ａは、制御部５の一つの機能として組み込まれており、流量計測部２で計測された流量と圧力検出部３で検出された圧力から下流側のガス配管からのガスの漏洩の有無を判定する機能を有しており、具体的な動作は、後述する。

以上のように構成されたガスメータについて、以下その動作、作用を図２に示すフローチャートを用いて説明する。

操作部６の操作等により、漏洩検知が開始されると、まず、遮断弁４を開栓（Ｓ１０１）した後、所定時間Ｔａ（例えば、３分）の経過を判定し（Ｓ１０２）、経過したら流量計測部２で流量（Ｑ）を計測し、圧力検出部３で圧力（Ｐ）を検出し、それぞれ平均値を記憶する（Ｓ１０３）。

なお、漏洩検知の開始時に既に遮断弁４が開栓状態である場合は、処理Ｓ１０１を省略しても良い。

次に、遮断弁４を閉栓（Ｓ１０４）した後、閉栓から所定時間Ｔｂ（例えば、３分）の経過を判定し（Ｓ１０５）、経過したら流量計測部２で流量（Ｑ）を計測し、圧力検出部３で圧力（Ｐ）を検出しそれぞれ平均値を記憶する（Ｓ１０６）。

そして、計測された流量（Ｑ）と圧力（Ｐ）を単独で漏洩の有無を判定し（Ｓ１０７）、流量（Ｑ）が、明らかに漏洩と判定される漏洩判定流量値（Ｑｃ）以上の場合、または圧力（Ｐ）が、明らかに漏洩と判定される圧力低下判定値（Ｐｃ）以下の場合には漏洩と判定する（Ｓ１１２）。

流量（Ｑ）と圧力（Ｐ）が単独では漏洩と判定されなかった場合は、遮断弁４の開栓時の流量（Ｑ１）と閉栓後の流量（Ｑ２）の流量差分値（ΔＱ＝Ｑ２－Ｑ１）と、遮断弁４の開栓時の圧力（Ｐ１）と閉栓後の圧力（Ｐ２）の圧力差分値（ΔＰ＝Ｐ２－Ｐ１）を求める（Ｓ１０８）。

そして、流量差分値（ΔＱ）が、漏洩判定流量Ｑａ（例えば、１．５Ｌ／ｈ）未満の場合は、圧力差分値（ΔＰ）が第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）以上かどうか、即ち、閉栓からの圧力低下がＰａ（Ｔｂ）以上であるかを判定し（Ｓ１１０）、第１の圧力低下判
定値Ｐａ（Ｔｂ）以上であれば、漏洩と判定する（Ｓ１１２）。

また、流量差分値（ΔＱ）が、漏洩判定流量Ｑａ以上の場合は、圧力差分値（ΔＰ）が第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）以上かどうか、即ち、開栓からの圧力低下がＰｂ（Ｔｂ）以上であるかを判定し（Ｓ１１０）、第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）以上であれば、漏洩と判定する（Ｓ１１２）。

ガスの漏洩がない場合は、流量差分値（ΔＱ）は本来０であるので、流量差分値（ΔＱ）がガスメータ１で検出される漏洩流量となるが、流量計測部２の計測精度との関係からこの流量差分値（ΔＱ）のみで判断すると誤判定の可能性がある為、本実施の形態では、上記の手順で漏洩の有無を判定することで、確実に漏洩判定を行っている。

ここで、第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）と第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）は、開栓から所定時間Ｔｂ経過後の圧力低下の判定値であり、流量と経過時間で予め設定された値であり、図３を用いて説明する。

図３は、漏洩判定流量Ｑａと流量Ｑｂ（Ｑｂ＞Ｑａ）の場合の初期圧力Ｐ１からの時間経過に伴う圧力低下を示すグラフの模式図であり、線Ａが漏洩判定流量Ｑａの場合、線Ｂが流量Ｑｂの場合を示している。

図３に示すように、閉栓から所定時間Ｔｂ経過後に計測された圧力は、流量に応じて（図２の処理Ｓ１０９）、漏洩判定値が設定され、図３のＰ２の場合は、圧力低下判定値として、第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）が選択されて漏洩判定が行われる（図２の処理Ｓ１１０）。また、図３のＰ２’の場合は、圧力低下判定値として、第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）が選択されて漏洩判定が行われる（図２の処理Ｓ１１１）。

以上のように、本実施の形態では、流量に応じて圧力低下判定値を選択することで、単時間で正確な漏洩判定を行うことができる。

また、本実施の形態では、漏洩判定流量Ｑａを閾値として、第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）と第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）の２つ圧力低下判定値を選択しているが、圧力低下判定値を漏洩判定流量Ｑａの関数として定義しても良い。

さらに、漏洩が発生している場合の開栓後の圧力低下は、ガスメータの下流の配管容量に依存することから、第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）と第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）は固定値ではなく、推定される配管容量に応じて、複数選択できるようにすると、更に、漏洩検知の判定精度を向上することができる。

即ち、図４に示すように、ガスメータ１が設置される建物の配管容量の範囲を容量１，２，３として区分し、それぞれの配管容量に応じて第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）と第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）の値（ｐ１～ｐ６）を設定することができる。

なお、本実施の形態では、圧力判定値として流量に応じて、第１の圧力低下判定値Ｐａ（Ｔｂ）と第２の圧力低下判定値Ｐｂ（Ｔｂ）を選択するようにしたが、図２に示す処理Ｓ１１１を省略して、流量差分値（ΔＱ）が漏洩判定流量Ｑａ未満の場合のみ、圧力低下判定を行い、流量差分値（ΔＱ）が漏洩判定流量Ｑａ以上の場合は漏洩と判定するように構成しても良い。

本実施の形態において、漏洩検知の開始は操作部６の操作により行ったが、操作部６に、漏洩検知開始の為の専用のスイッチを設け、このスイッチの操作としても良いし、遮断
弁４の開栓や閉栓を操作する為のスイッチの組み合わせによる操作としても良い。また、予め設定された時刻に定期的に漏洩検出を開始するようにしても良い。また、通信部７に対して外部の設定器等による電文で指示する構成でもよい。更に、流量計測部２で計測される流量からガス未使用の時間帯を判断し、ガス未使用の時間帯に漏洩検出を定期的に自動で開始するようにしても良い。

以上のように、本実施の形態においては、漏洩検出部５ａを、流量計測部２で計測された流量値と、圧力検出部３で検出された圧力値とから漏洩の有無を判定する構成としたことで、ガスの漏洩判定を単時間に確実に行うことができる。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について、図５に示すフローチャート、及び、図６にコード変換テーブルを用いて説明する。なお、本実施の形態における構成は実施の形態１で用いた図１と同様であり説明は省略する。

まず、操作部６の操作等により、漏洩検知が開始されると、まず、遮断弁４を開栓（Ｓ２０１）した後、所定時間Ｔａ（例えば、３分）の経過を判定し（Ｓ２０２）、経過したら流量計測部２で流量（Ｑ）を計測し、圧力検出部３で圧力（Ｐ）を検出しそれぞれ平均値を記憶する（Ｓ２０３）。

なお、漏洩検知の開始時に既に遮断弁４が開栓状態である場合は、処理Ｓ２０１を省略しても良い。

次に、遮断弁４を閉栓（Ｓ２０４）した後、閉栓から所定時間Ｔｂ（例えば、３分）の経過を判定し（Ｓ２０５）、経過したら流量計測部２で流量（Ｑ）を計測し、圧力検出部３で圧力（Ｐ）を検出しそれぞれ平均値を記憶する（Ｓ２０６）。

そして、遮断弁４の開栓時の流量（Ｑ１）と閉栓後の流量（Ｑ２）の流量差分値（ΔＱ＝Ｑ２－Ｑ１）と、遮断弁４の開栓時の圧力（Ｐ１）と閉栓後の圧力（Ｐ２）の圧力差分値（ΔＰ＝Ｐ２－Ｐ１）を求める（Ｓ２０７）。

次に、流量差分値（ΔＱ）を図６（ａ）に示すコード変換テーブルでコードに変換する。即ち、流量差分値（ΔＱ）の値が属する値により、Ｑｒ０（例えば、１．５Ｌ／ｈ）未満であればコード「０」、Ｑｒ０以上、Ｑｒ１（例えば、４．５Ｌ／ｈ）未満であればコード「１」、Ｑｒ１以上、Ｑｒ２（例えば、１０．０Ｌ／ｈ）未満であればコード「２」、Ｑｒ２以上であればコード「３」が付与される（Ｓ２０８）。

同様に、圧力差分値（ΔＰ）を図６（ｂ）に示すコード変換テーブルでコードに変換する。即ち、圧力差分値（ΔＰ）の値が属する値により、Ｐｒ０（例えば、１０ｍｂａｒ）未満であればコード「０」、Ｐｒ０以上、Ｐｒ１（例えば、２０ｍｂａｒ）未満であればコード「１」、Ｐｒ１以上、Ｐｒ２（例えば、４０ｍｂａｒ）未満であればコード「２」、Ｐｒ２以上であればコード「３」が付与される（Ｓ２０９）。

次に、図６（ｃ）に示すように、得られた流量差分値（ΔＱ）のコードを上位桁、圧力差分値（ΔＰ）を下位桁とする２桁の合成コードを作成し（Ｓ２１０）、表示部８に表示する（Ｓ２１１）。

以上のように本実施の形態によると、表示部８に表示された合成コードを確認することで、漏洩の有無および状態を確認することができる。

即ち、合成コードが「００」であれば、漏洩は発生していないと判断でき、「３３」であれば、明らかに漏洩が発生していると判断して使用禁止とすることができ、それ以外については、合成コードと設置状況等に応じて、使用の可否を判断するといったことが可能となる。

なお、本実施の形態では、流量差分値（ΔＱ）、圧力差分値（ΔＰ）の値に応じてそれぞれ４つに区分して４つのコードを付与したが、少なくとのそれぞれを２つ以上に区分してコードを付与すれば良い。

また、実施の形態１と同様に、漏洩検知の開始は漏洩検知開始の為の専用のスイッチを設け、このスイッチの操作としても良いし、遮断弁４の開栓や閉栓を操作する為のスイッチの組み合わせによる操作としても良い。また、予め設定された時刻に定期的に漏洩検出を開始するようにしても良い。また、通信部７に対して外部の設定器等による電文で指示する構成でもよい。更に、流量計測部２で計測される流量からガス未使用の時間帯を判断し、ガス未使用の時間帯に漏洩検出を定期的に自動で開始するようにしても良い。

以上のように、本実施の形態においては、漏洩検出部５ａを、流量計測部２で計測された流量値と、圧力検出部３で検出された圧力値とから漏洩の有無および漏洩の状態を識別することができるので、ガスの漏洩状況に応じた対応を取ることができる。

以上のように、本発明にかかるガスメータは、流量値と、圧力値とから漏洩の有無を判定する構成としたことで家庭用のみならず業務用のガスメータの用途にも適用できる。

１ガスメータ
２流量計測部
３圧力検出部
４遮断弁
５制御部
５ａ漏洩検出部
６操作部
７通信部
８表示部

Claims

ガスの流量を計測する流量計測部と、
ガスを遮断する遮断弁と、
ガスの圧力を検出する圧力検出部と、
前記流量計測部で計測された流量値と、前記圧力検出部で検出された圧力値とから漏洩の有無を判定する漏洩検出部と、
を備え、
前記漏洩検出部は、前記遮断弁を開栓してから所定時間経過後に計測された流量値と圧力値、及び前記遮断弁を閉栓してから所定時間後に計測された流量値と圧力値を計測し、
計測された流量値と圧力値を単独で漏洩の有無を判定できなかった場合、前記遮断弁の開栓時と閉栓時の流量値と圧力値のそれぞれの差分値を流量差分値及び圧力差分値として求め、前記流量差分値に応じて設定された圧力低下判定値と前記圧力差分値を比較して漏洩の有無を判定することを特徴とするガスメータ。
前記圧力低下判定値は、ガスメータが設置された建物の配管容量の範囲毎に設定されたことを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。