JP7842637B2 - 残量管理システム及びガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、残量管理システム及びガスメータに関する。

従来、高圧ガスボンベからの燃料ガスを需要者側まで供給するガス供給システムが知られている。ガス供給システムにおいて高圧ガスボンベからの燃料ガスは圧力調整器によって適切な圧力まで減圧されたうえで需要者側に供給される。このような圧力調整器には、いわゆる自動切替調整器というものがある。

自動切替調整器は、使用側の高圧ガスボンベと、予備側の高圧ガスボンベとの双方に接続されている。自動切替調整器は、使用側と予備側とのうち、まず使用側の高圧ガスボンベからの燃料ガスを導入し、予備側の高圧ガスボンベからの燃料ガスを導入しない状態となっている。この状態において使用側の高圧ガスボンベの燃料ガスが使用されていき、使用側の高圧ガスボンベの燃料ガスが少量となった場合に、自動切替調整器は、予備側の高圧ガスボンベから燃料ガスを導入するよう、自動的な切替を行う（例えば特許文献１参照）。

特開２０２０－１５９５３６号公報

特許文献１に記載のような自動切替調整器が自動的な切替を行った後、ガス作業員等は燃料ガス量が充分な新規の高圧ガスボンベを持参して、燃料ガスが少量となった高圧ガスボンベと交換することとなる。この際、作業員は、自動切替調整器の切替レバーを操作して、予備側の高圧ガスボンベを使用側とする。一方、持参された新規の高圧ガスボンベは、予備側として使用されることとなる。

このような作業員による作業を行うためにはガス供給システムからガス事業者に通知があることが好ましい。このような通知を実現するために、予備側の高圧ガスボンベの燃料ガスを使用する状態となったときに、その旨の信号を出力する自動切替調整器が考えられる。

図９は、比較例に係る残量管理システムを示す構成図であり、図１０は、図９に示した自動切替調整器の内部構成を示す第１の断面図であり、図１１は、図９に示した自動切替調整器の内部構成を示す第２の断面図である。なお、以下の説明において同一の要素には同一の符号を付すものとする。

図９に示す残量管理システム１００において自動切替調整器１０２は、予備側の高圧ガスボンベＢ２の燃料ガスを使用する状態となったことを後述のように検出し、その旨の切替信号を通信線ＳＬを介してガスメータ１０３に送信する。ガスメータ１０３は、通信部が内蔵又は外付けされてガス事業者に通信可能となっており、自動切替調整器１０２から切替信号を受信すると、ガス事業者に対して高圧ガスボンベＢの交換の必要がある旨の情報送信を行う。

図１０に示すように、自動切替調整器１０２は、使用側の高圧ガスボンベＢ１（図９参照）から燃料ガスを導入する第１入口流路４ａと、第１入口流路４ａに対して設けられる第１中圧弁１７とを備えている。また、自動切替調整器１０２は、予備側の高圧ガスボンベＢ２（図９参照）から燃料ガスを導入する第２入口流路４ｂと、第２入口流路４ｂに対して設けられる第２中圧弁１８とを備えている。それぞれの中圧弁１７，１８は、弁棒１７ａ，１８ａを備えている。弁棒１７ａ，１８ａは、中圧ダイヤフラム１１が第１方向に変位したときに押圧部材１１６によって押圧されるように構成されている。弁棒１７ａ，１８ａが押圧された状態で中圧弁１７，１８は弁開状態となって高圧ガスボンベＢからの高圧の燃料ガスを導入する。また、押圧部材１１６は、第１中圧弁１７の第１弁棒１７ａと第２中圧弁１８の第２弁棒１８ａとの距離が異なるように段差Ｄ’が形成されており、段差Ｄ’によって押圧部材１１６は第２中圧弁１８の第２弁棒１８ａよりも第１中圧弁１７の第１弁棒１７ａに近い状態となっている。

このような構成であるため、需要者側で燃料ガスが使用されて、中圧減圧室７の圧力が低くなると、中圧スプリング１０９のバネ力によって中圧ダイヤフラム１１が第１方向に変位する。ここで、押圧部材１１６は段差Ｄ’を有しているため、段差Ｄ’の凸部１１６ｂによって第１中圧弁１７の第１弁棒１７ａのみが押され、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスが導入される。高圧の燃料ガスが導入されると、中圧減圧室７の圧力が高くなって中圧ダイヤフラム１１は第１方向とは反対側の第２方向に変位する。以降、この動作が繰り返される。

その後、使用側の高圧ガスボンベＢ１の燃料ガスが少なくなると、段差Ｄ’の凸部１１６ｂによって第１中圧弁１７の第１弁棒１７ａが押されて燃料ガスが中圧減圧室７に導入されたとしても、中圧ダイヤフラム１１を第２方向に押し上げることができなくなる。この場合、中圧スプリング１０９のバネ力によって中圧ダイヤフラム１１が更に第１方向に変位する。これにより、段差Ｄ’の凹部１１６ａによって第２中圧弁１８の第２弁棒１８ａが押されることとなり、予備側の高圧ガスボンベＢ２から燃料ガスが導入されることとなる。

さらに、自動切替調整器１０２は、図１１に示すように、マグネットアームＭＡと、リードスイッチＲＳとを有している。ここで、予備側の高圧ガスボンベＢ２（図９参照）から燃料ガスを導入する状態と、使用側の高圧ガスボンベＢ１（図９参照）からの燃料ガスを導入する状態と比較すると、前者の方が後者よりも中圧ダイヤフラム１１が全体的に第１方向に変位した状態となっている。マグネットアームＭＡは、中圧ダイヤフラム１１（中圧ダイヤフラム受板１０）が全体的に第１方向に変位した状態で作動するようになっており、作動時にはリードスイッチＲＳに近接する。このため、比較例に係る自動切替調整器１０２は、リードスイッチＲＳから通信線ＳＬを通じてガスメータ１０３に切替信号が出力されることとなる。

しかし、上記比較例に係る残量管理システム１００は、自動切替調整器１０２にマグネットアームＭＡやリードスイッチＲＳといった検知機構を必要とすると共に、自動切替調整器１０２からガスメータ１０３までを通信線ＳＬで接続する必要がある。このため、構成の複雑化や通信線ＳＬによる美観の低下を招くものであった。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、構成の複雑化及び美観の低下を抑制することが可能な残量管理システム及びガスメータを提供することにある。

本発明に係る残量管理システムは、第１のガス容器からの燃料ガスを減圧すると共に、前記第１のガス容器のガス量が所定量以下となったときに、前記第１のガス容器とは異なる第２のガス容器からの燃料ガスを導入する自動切替調整器と、前記自動切替調整器によって減圧された燃料ガスを導入して流量計測のうえ需要者側に供給すると共に、前記第１のガス容器の燃料ガスが所定量以下となって前記第２のガス容器から燃料ガスを導入する切替状態となった旨を外部に送信するガスメータとを備えた残量管理システムであって、前記ガスメータは、ガス圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段による検出結果に基づいて、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する判断手段と、前記判断手段により所定圧力以上低下した判断された場合に前記切替状態であると判断する残量管理手段と、を備える。

また、本発明に係るガスメータは、第１のガス容器からの燃料ガスを減圧すると共に、前記第１のガス容器のガス量が所定量以下となったときに、前記第１のガス容器とは異なる第２のガス容器からの燃料ガスを導入する自動切替調整器によって減圧された燃料ガスを導入して流量計測のうえ需要者側に供給すると共に、前記第１のガス容器の燃料ガスが所定量以下となって前記第２のガス容器から燃料ガスを導入する切替状態となった旨を外部に送信するガスメータであって、ガス圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段により検出されたガス圧力に基づいて、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する判断手段と、前記判断手段により所定圧力以上低下した判断された場合に前記切替状態であると判断する残量管理手段と、を備える。

本発明によれば、構成の複雑化及び美観の低下を抑制することが可能な残量管理システム及びガスメータを提供することができる。

本発明の実施形態に係る残量管理システムを示す構成図である。 図１に示した自動切替調整器の正面図である。 図２のＣＳ１－ＣＳ１断面図である。 図２のＣＳ２－ＣＳ２断面図である。 本実施形態に係る残量管理システムを構成するガスメータのブロック図である。 比較例に係る調整圧力を示すグラフである。 本実施形態に係る調整圧力を示すグラフである。 本実施形態に係るガスメータの動作を示すフローチャートである。 比較例に係る残量管理システムを示す構成図である。 図９に示した自動切替調整器の内部構成を示す第１の断面図である。 図９に示した自動切替調整器の内部構成を示す第２の断面図である。

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。

図１は、本発明の実施形態に係る残量管理システム１を示す構成図である。図１に示す残量管理システム１は、複数の高圧ガスボンベＢ内の燃料ガスの残量（特に使用側の高圧ガスボンベ（第１のガス容器）Ｂ１の残量が少なくなったこと）を管理するためのものであって、自動切替調整器２と、ガスメータ３とを備えている。図１からも明らかなように、本実施形態に係る残量管理システム１は、自動切替調整器２とガスメータ３とが通信線ＳＬ（図９参照）でつながれていない構造となっている。

自動切替調整器２は、複数の高圧ガスボンベＢに高圧ホースＨを介して接続されており、複数の高圧ガスボンベＢからの燃料ガスを導入して減圧のうえガスメータ３に供給するものである。この自動切替調整器２は、まず使用側の高圧ガスボンベＢ１の燃料ガスを導入して需要者側に供給し、使用側の高圧ガスボンベＢ１の残量が少なくなると、予備側の高圧ガスボンベ（第２のガス容器）Ｂ２からの燃料ガスを導入して需要者側に供給するようになっている。

図２は、図１に示した自動切替調整器２の正面図であり、図３は、図２のＣＳ１－ＣＳ１断面図であり、図４は、図２のＣＳ２－ＣＳ２断面図である。

図２～図４に示す自動切替調整器２は、下部ハウジングＨ１と上部ハウジングＨ２とを備え、これらが組み付けられることによりハウジングが形成されている。下部ハウジングＨ１は、２つの入口流路４ａ，４ｂと、出口流路５とが形成されている。入口流路４ａ，４ｂは、それぞれ左右の高圧ガスボンベＢ（図１参照）に接続され、高圧ガスボンベＢからの高圧ガスを導入する流路である。出口流路５は、入口流路４ａ，４ｂに対して直交する方向に形成され、自動切替調整器２にて減圧された燃料ガスをガスメータ３に供給するための流路である。

このような自動切替調整器２は、入口流路４ａ，４ｂから導入される高圧ガスを、中圧に減圧する一次調整器６と、一次調整器６によって減圧された燃料ガスをさらに減圧する二次調整器２３とを備えている。

一次調整器６は、中圧減圧室７と、大気圧室８と、中圧スプリング９と、中圧ダイヤフラム受板１０と、中圧ダイヤフラム１１と、下部軸受部材１２と、切替軸１３と、上部軸受部材１４と、切替レバー１５と、押圧部材１６と、２つの中圧弁１７，１８と、２つの中圧弁スプリング１９，２０と、表示部２１と、表示窓２２と、表示スプリングＳとを備えている。

中圧減圧室７は、入口流路４ａ，４ｂから導入された高圧ガスを一時的に保持する部位である。大気圧室８は、外部と連通することにより内部が大気圧となる部位である。

中圧ダイヤフラム１１は、周縁が下部ハウジングＨ１と上部ハウジングＨ２との間に挟持固定されており、中圧減圧室７と大気圧室８とを気密に隔てる薄膜状の部材である。また、中圧ダイヤフラム１１は、中圧ダイヤフラム受板１０を介して中圧スプリング９により中圧減圧室７側（第１方向）に付勢されている。この中圧ダイヤフラム１１は、中圧減圧室７の圧力が高まると中圧スプリング９の付勢力に抗して大気圧室８側（第２方向）に変位する。

下部軸受部材１２は、中圧ダイヤフラム１１の軸心部に同軸的に固定されるものである。切替軸１３は、下部軸受部材１２に挿入される部材であって、下部軸受部材１２の軸方向（以下単に軸方向という）の軸回りに回転自在となっている。また、切替軸１３は、下部軸受部材１２に対して軸方向には固定された状態になっており、中圧減圧室７内のガス圧力の変動に伴って、中圧ダイヤフラム１１と共に軸方向に移動する。

上部軸受部材１４は、切替軸１３の上部を囲むように形成された部材であって、上部ハウジングＨ２に対して挿入取付されるものである。この上部軸受部材１４は、この切替軸１３を回転自在に支持するものであって、筒部１４ａと、鍔部１４ｂとを有している。筒部１４ａは、切替軸１３が挿通される筒体である。鍔部１４ｂは、筒部１４ａの上端から円周状に突出するフランジである。

第１中圧弁１７は、第１入口流路４ａから中圧減圧室７に至るまでの経路上に設けられた弁体である。第２中圧弁１８は、第２入口流路４ｂから中圧減圧室７に至るまでの経路上に設けられた弁体である。第１中圧弁スプリング１９は、第１中圧弁１７を第２方向に付勢するものである。第２中圧弁スプリング２０は、第２中圧弁１８を第２方向に付勢するものである。

各中圧弁１７，１８は、それぞれが押圧部材１６（第２方向）に向かって伸びる弁棒１７ａ，１８ａを備えている。第１弁棒１７ａは、第１ノズル部ＮＺ１内に挿通された状態で、その先端が中圧減圧室７に至っている。第２弁棒１８ａは、第２ノズル部ＮＺ２内に挿通された状態で、その先端が中圧減圧室７に至っている。

切替レバー１５は、上部ハウジングＨ２の上部において軸回りに１８０度回転可能とされるものである。切替レバー１５が指し示す側の高圧ガスボンベＢが使用側の高圧ガスボンベＢ１となる。押圧部材１６は、中圧ダイヤフラム１１の軸心部に固定状態で設けられるものであり、切替軸１３を通じて切替レバー１５の回転と共に回転するものである。また、押圧部材１６は、凹部１６ａと凸部１６ｂとを有している。凹部１６ａは、上部ハウジングＨ２側に凹む部位であり、凸部１６ｂは、下部ハウジングＨ１側に突き出る部位である。切替レバー１５を１８０度回転させた場合、これら、凹部１６ａと凸部１６ｂとの位置が入れ替わることとなり、使用側の高圧ガスボンベＢ１と予備側の高圧ガスボンベＢ２との関係が入れ替わることとなる。

表示部２１は、鍔部１４ｂに支持され、支持箇所を中心に回動可能となった部材である。この表示部２１は、棒状の軸部２１ａと、軸部２１ａの先端に設けられた板部２１ｂとを有し、板部２１ｂには例えば赤色部位と白色部位とが形成されている。白色部位は、赤色部位に対して表示部２１の回動方向に隣接して形成されている。このため、表示部２１は、回動方向に沿って赤色部位と白色部位とが連続して形成されていることとなる。

表示窓２２は、透明の樹脂材料により構成され、切替レバー１５の一部を切り欠いた切り欠き部に設けられている。作業員等は、表示窓２２を介して切替レバー１５の外部から、表示部２１を視認可能となっている。

表示スプリングＳは、鍔部１４ｂと表示部２１との間において圧縮状態で設けられたコイルバネである。詳細に説明すると表示スプリングＳは、一端側が鍔部１４ｂに支持され、他端側が表示部２１の軸部２１ａに接触している。このような表示スプリングＳは、圧縮状態において表示部２１を回動させることなく、表示部２１は図４に示す位置にて留めることとなる。一方、この表示スプリングＳの圧縮状態が開放されると、表示部２１を図４に示す矢印方向に回動させることとなる。

二次調整器２３は、低圧減圧室２４と、大気圧室２５と、低圧スプリング２６と、低圧ダイヤフラム受板２７と、低圧ダイヤフラム２８と、作動棹２９と、スプリング受け座金３０と、安全弁調整スプリング３１と、開閉用レバー３２と、ピン３３と、低圧弁３４と、ノズル部３５とを備えている。

低圧減圧室２４は、一次調整器６から導入された中圧ガスを一時的に保持する部位である。大気圧室２５は、外部と連通することにより内部が大気圧となる部位である。

低圧ダイヤフラム２８は、周縁が下部ハウジングＨ１と上部ハウジングＨ２との間に挟持固定されており、低圧減圧室２４と大気圧室２５とを気密に隔てている。また、低圧ダイヤフラム２８は、低圧ダイヤフラム受板２７を介して低圧スプリング２６により低圧減圧室２４側に付勢されている。

作動棹２９は、低圧ダイヤフラム２８の中心を軸方向に貫通して設けられる部材であって、低圧減圧室２４側先端には開閉用レバー３２が設けられている。開閉用レバー３２の先端（作動棹２９接続側と反対側の先端）には、ピン３３が設けられている。このため、開閉用レバー３２は、ピン３３を中心に回動可能となっている。

また、開閉用レバー３２のピン３３よりも更に先端には、低圧弁３４が設けられている。低圧弁３４は、開閉用レバー３２の回動に応じて、中圧減圧室７と出口流路５との間に設けられたノズル部３５を開閉するように動作するようになっている。

また、作動棹２９の大気圧室２５側の先端には、スプリング受け座金３０が設けられている。このスプリング受け座金３０と低圧ダイヤフラム２８との間には、安全弁調整スプリング３１が介装されている。安全弁調整スプリング３１は、作動棹２９の下端に一体に形成された安全弁の弁体２９ａを、低圧ダイヤフラム２８の下部側に配置した弁体受けに当接する方向に常時付勢している。

次に、本実施形態に係る自動切替調整器２の動作を説明する。まず、図３に示す状態において需要者側でガスが使用され、中圧減圧室７の圧力が減圧したとする。この場合、中圧スプリング９の付勢力により中圧ダイヤフラム１１が第１方向に変位する。そして、第１中圧弁１７の第１弁棒１７ａが凸部１６ｂによって第１方向に押し下げられる。これにより、第１入口流路４ａ側の第１中圧弁１７が動作して第１入口流路４ａが開き、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの高圧ガスが中圧減圧室７に導入される。なお、第２中圧弁１８の第２弁棒１８ａは、凹部１６ａによって押し下げられることなく、第２入口流路４ｂの第２中圧弁１８は動作せず第２入口流路４ｂは開かないこととなる。すなわち、予備側の高圧ガスボンベＢ２からは燃料ガスが導入しないこととなる。

使用側の高圧ガスボンベＢ１から高圧ガスが流入することにより中圧減圧室７の圧力が上昇すると、中圧スプリング９の付勢力に抗して中圧ダイヤフラム１１が第２方向に変位する。これにより、第１弁棒１７ａと共に第１中圧弁１７が上部ハウジングＨ２側に移動して、第１入口流路４ａは閉じられることとなる。その後、需要者側でガスが使用されると、中圧減圧室７の圧力が減圧する。中圧減圧室７の圧力が減圧すると、上記動作を繰り返すこととなる。

また、第１入口流路４ａ側に接続される高圧ガスボンベＢ内のガス量が減少して所定量以下となると、中圧減圧室７の圧力が上昇し難くなる。この場合、中圧減圧室７の圧力により中圧ダイヤフラム１１を第２方向に押し上げることができず、中圧スプリング９の付勢力により中圧ダイヤフラム１１が第１方向に一層変位することとなる。これにより、凹部１６ａが第２中圧弁１８の第２弁棒１８ａに接触して押し下げられることとなり、第２入口流路４ｂ側に接続される予備側の高圧ガスボンベＢ２から高圧ガスが流入するようになる。

なお、使用側の高圧ガスボンベＢ１の燃料ガスが所定量以下となって予備側の高圧ガスボンベＢ２から燃料ガスを導入する状態を、燃料ガスの導入先が切り替わったことから、切替状態という。

また、図４に示す二次調整器２３においては、需要者側でガスが使用されることにより、低圧減圧室２４の圧力が減圧する。これにより、低圧スプリング２６の付勢力により低圧ダイヤフラム２８が第１方向に変位する。そして、開閉用レバー３２がピン３３を支点として図４における反時計回り方向に回動する。この回動により、低圧弁３４が出口流路５側に移動して、ノズル部３５を開放する。これにより、中圧減圧室７側のガスが、出口流路５側に流れる。

一方、低圧減圧室２４の圧力が上昇すると、低圧スプリング２６の付勢力に抗して、低圧ダイヤフラム２８が第２方向へ変位し、低圧弁３４が図中左方向へ移動する。これにより、ノズル部３５の流路が閉じられ、低圧減圧室２４へのガスの流入を抑制する。その後、需要者側でガスが使用されると、低圧減圧室２４の圧力が減圧して、上記動作を繰り返すこととなる。

なお、低圧減圧室２４の圧力が所定の圧力を越えて異常に高くなった場合には、低圧ダイヤフラム２８のそれ以上の移動が安全弁調整スプリング３１によって阻止され、安全弁の弁体２９ａが開き、低圧減圧室２４内のガスを大気圧室２５の通気孔を介して外部に逃がすこととなる。

また、表示部２１は、上記動作に伴って以下のように動作する。まず、使用側の高圧ガスボンベＢ１内のガス量が充分であり、高圧ガスが中圧減圧室７に流入する状態において表示スプリングＳは、圧縮状態を維持している。すなわち、表示部２１は回動せず、表示窓２２には、例えば表示部２１の白色部位が対向する。従って、作業員等には表示窓２２から白色部位が視認されることとなり、使用側の高圧ガスボンベＢ１について交換の必要性がないことを知ることができる。

これに対して、使用側の高圧ガスボンベＢ１内のガス量が充分でなくなり所定量以下となると、予備側の高圧ガスボンベＢ２からの高圧ガスが中圧減圧室７に流入する。この場合、凹部１６ａが第２弁棒１８ａと接触することとなる。すなわち、中圧ダイヤフラム１１は、使用側の高圧ガスボンベＢ１のみから高圧ガスを導入しているときよりも、全体的に第１方向に変位した状態となる。この状態において、表示スプリングＳは、圧縮状態が開放されて表示部２１を回動させる。これにより、例えば表示部２１の赤色部位が表示窓２２と対向する。従って、作業員等には表示窓２２から赤色部位が視認されることとなり、使用側の高圧ガスボンベＢ１について交換が必要であることを知ることができる。

図５は、本実施形態に係る残量管理システム１を構成するガスメータ３のブロック図である。図５に示すように、ガスメータ３は、流量センサ４１と、制御部４２と、表示部４３と、圧力センサ（圧力検出手段）４４と、遮断弁４５と、通信部４６とを備えている。

流量センサ４１は、例えば超音波センサによって構成され、流路における燃料ガスの流速を計測し、流速と流路断面積とに基づいて単位時間当たりのガス流量を算出するものである。流量センサ４１は、算出した単位時間当たりのガス流量の情報を制御部４２に送信する。

制御部４２は、ガスメータ３の全体を制御するものであって、漏洩や地震等の検知時に遮断弁４５を弁閉させて保安を図る機能等を有している。また、制御部４２は、流量センサ４１から送信される単位時間当たりのガス流量の情報に基づいてガスの積算流量を表示部４３に表示させるようになっている。この制御部４２は、ガスメータ３が動作するのに必要なプログラム及びデータ等が記憶されている。

表示部４３は、ガスの積算流量を表示させるものである。また、表示部４３は、遮断弁４５が弁閉状態であるのか、遮断弁４５の弁閉時における遮断理由、及び、警告内容等を表示する。

圧力センサ４４は、ガスメータ３に流入する燃料ガスの圧力を検出するためのものである。圧力センサ４４は、圧力信号を制御部４２に送信する。制御部４２は、圧力センサ４４からの圧力信号に基づいて異常圧力である場合やガス漏洩が検出される場合には遮断弁４５を動作させることとなる。

遮断弁４５は、ガスメータ３内の流路を解放したり閉塞したりするものである。遮断弁３３５が閉塞状態となると需要側への燃料ガスの供給が遮断されることとなる。

通信部４６は、外部のガス事業者等と通信を行うものである。特に、本実施形態に係る残量管理システム１において通信部４６は、上記切替状態となった旨をガス事業者に送信する機能を有している。ガス事業者は、通信部４６により切替状態となった旨を受信すると、新規の高圧ガスボンベＢを持参して使用側の高圧ガスボンベＢ１と交換することとなる。

さらに、本実施形態において制御部４２は、判断部（判断手段）４２ａと、残量管理部（残量管理手段）４２ｂと、記憶部（記憶手段）４２ｃとを備えている。判断部４２ａは、圧力センサ４４に基づいて得られる特定流量におけるガス圧力が前回値と比較して所定圧力以上低下したかを判断するものである。

図６は、比較例に係る調整圧力を示すグラフである。比較例に係る自動切替調整器１０２（図１０及び図１１参照）においては、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスについて、流量０ｋｇ／ｈ付近において約３．０５ｋＰａに調圧され、流量２ｋｇ／ｈにおいて約２．９０ｋＰａに調圧される。また、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスは、流量４ｋｇ／ｈにおいて約２．８８ｋＰａに調圧され、流量６ｋｇ／ｈにおいて約２．９２ｋＰａに調圧され、流量８ｋｇ／ｈにおいて約２．９７ｋＰａに調圧される。

一方、比較例に係る自動切替調整器１０２においては、予備側の高圧ガスボンベＢ２からの燃料ガスについては、流量０ｋｇ／ｈ付近において約２．９８ｋＰａに調圧され、流量２ｋｇ／ｈにおいて約２．８１ｋＰａに調圧される。また、予備側の高圧ガスボンベＢ２からの燃料ガスは、流量４ｋｇ／ｈにおいて約２．８３ｋＰａに調圧され、流量６ｋｇ／ｈにおいて約２．８７ｋＰａに調圧され、流量８ｋｇ／ｈにおいて約２．９０ｋＰａに調圧される。

このように、比較例に係る自動切替調整器１０２は、規格を満たす範囲内において、使用側供給時と予備側供給時とで調整圧力に若干の差がある。これは、以下の理由による。

まず、図１０に示す比較例において、高圧ガスボンベＢの燃料ガスの圧力をＰ１とし、中圧減圧室７における燃料ガスの圧力をＰ３とする。また、中圧弁スプリング１９，２０による荷重をＦ１とし、中圧スプリング１０９による荷重をＦ３とし、第１及び第２ノズル部ＮＺ１，ＮＺ２の面積をＳｍ０とし、中圧ダイヤフラム１１の有効面積Ｓｍとする。この場合、中圧弁１７，１８を閉じようとする力（左辺）と、中圧弁１７，１８を開けようとする力（右辺）とは、以下の関係式でつり合いがとれることとなる。
Ｓｍ０×Ｐ１＋Ｆ１＋Ｓｍ×Ｐ３＝Ｆ３＋Ｓｍ０×Ｐ３

この式を中圧減圧室７における燃料ガスの圧力Ｐ３の式に変換すると、
Ｐ３＝（Ｆ３－Ｓｍ０×Ｐ１－Ｆ１）／（Ｓｍ－Ｓｍ０）
となり、Ｐ３は中圧スプリング１０９による荷重Ｆ３に依存することとなる。従って、一次調整器１０６においては荷重Ｆ３に応じた減圧が行われることとなる。

ここで、押圧部材１６は、凹部１６ａと凸部１６ｂとを有しており、一次調整器１０６には、凸部１６ｂと第１弁棒１７ａとが接触して使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスが導入される。また、使用側の高圧ガスボンベＢ１の燃料ガスが少なくなると、一次調整器１０６では凹部１６ａと第２弁棒１８ａとが接触して予備側の高圧ガスボンベＢ２からの燃料ガスが導入される。すなわち、予備側供給時には、使用側供給時よりも中圧スプリング１０９が伸びた状態となっており、荷重Ｆ３が小さい。よって、図６に示したように、使用側供給時の方が予備側供給時よりも調整圧力が高くなる傾向にある。

なお、図１１に示すように、低圧減圧室２４における燃料ガスの圧力をＰ４とし、低圧スプリング２６による荷重をＦ４とし、ノズル部３５の面積をＳｌ０とし、低圧ダイヤフラム２８の有効面積Ｓｌとする。また、開閉用レバー３２のレバー比をａとする。この場合、低圧弁３４を閉じようとする力（左辺）と、低圧弁３４を開けようとする力（右辺）とは、以下の関係式でつり合いがとれることとなる。
Ｓｌ×Ｐ４＋（１／ａ）×Ｓｌ０×Ｐ４＝Ｆ４＋（１／ａ）×Ｓｌ０×Ｐ３

この式を低圧減圧室２４における燃料ガスの圧力Ｐ４の式に変換すると、
Ｐ４＝｛Ｆ４＋（１／ａ）×Ｓｌ０×Ｐ３｝／｛Ｓｌ＋（１／ａ）×Ｓｍ０｝
となり、Ｐ４は中圧Ｐ３に依存することとなる。従って、二次調整器２３による減圧は一次調整器１０６の減圧度合い（すなわち中圧Ｐ３）に影響を受ける。

このように比較例に係る自動切替調整器１０２は、使用側供給時と予備側供給時とで調整圧力に若干の差がある。本実施形態に係る自動切替調整器２は、この差が大きくなるように調整されており、切替状態の前後の特定流量における圧力差が０．２ｋＰａとなるようにされている。

図７は、本実施形態に係る調整圧力を示すグラフである。本実施形態に係る自動切替調整器２においては、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスについて、流量０ｋｇ／ｈ付近において約３．１７ｋＰａに調圧され、流量２ｋｇ／ｈにおいて約２．９９ｋＰａに調圧される。また、使用側の高圧ガスボンベＢ１からの燃料ガスは、流量４ｋｇ／ｈにおいて約２．９８ｋＰａに調圧され、流量６ｋｇ／ｈにおいて約３．００ｋＰａに調圧され、流量８ｋｇ／ｈにおいて約３．０９ｋＰａに調圧される。

一方、予備側の高圧ガスボンベＢ２からの燃料ガスについては、流量０ｋｇ／ｈ付近において約２．８７ｋＰａに調圧され、流量２ｋｇ／ｈにおいて約２．７０ｋＰａに調圧される。また、予備側の高圧ガスボンベＢ２からの燃料ガスは、流量４ｋｇ／ｈにおいて約２．７２ｋＰａに調圧され、流量６ｋｇ／ｈにおいて約２．７７ｋＰａに調圧され、流量８ｋｇ／ｈにおいて約２．８０ｋＰａに調圧される。

なお、図７に示すように圧力差を大きくするため、本実施形態に係る自動切替調整器２は、押圧部材１６における凹部１６ａと凸部１６ｂとの段差Ｄが比較例の段差Ｄ’よりも大きくなるようにされている。また、中圧スプリング９のばね定数が比較例の中圧スプリング１０９よりも大きいものとされていてもよい。

再度図５を参照する。上記したように、判断部４２ａは、圧力センサ４４を通じて得られた特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断するものである。本実施形態に係る自動切替調整器２は、切替状態の前後で圧力差が大きくなっている。このため、判断部４２ａは、切替状態の前後における圧力変化、すなわち所定圧力（例えば０．２ｋＰａ）以上の低下を判断することができる。

残量管理部４２ｂは、判断部４２ａにより所定圧力以上低下した判断された場合に自動切替調整器２が切替状態であると判断する。また、残量管理部４２ｂは、自動切替調整器２が切替状態であると判断した場合、通信部４６にその旨を通知し、通信部４６は、ガス事業者等の外部に切替状態である旨を送信する。

記憶部４２ｃは、ガスメータ３が動作するためのプログラム等のほか、変換データ（変換式に限らず対応表等の変換に必要なデータを含む概念である）を記憶したものである。変換データは、特定流量と異なる流量の燃料ガスが流れている場合に圧力センサ４４により検出されたガス圧力を、特定流量におけるガス圧力に変換するためのものである。

図７に示すように、使用側供給時及び予備側供給時の双方において調整圧力は似た曲線を示している。本実施形態において記憶部４２ｃは、例えばこのような曲線を変換式（変換データの１つ）として記憶しており、判断部４２ａは、特定流量とは異なる流量において検出された圧力を、変換式に基づいて特定流量におけるガス圧力に変換する。そして、判断部４２ａは、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する。これにより、判断部４２ａは、所定圧力以上低下したかの判断にあたり、特定流量の燃料ガスを待つ必要がない。

さらに、図５に示すように、ガスメータ３は温度センサ（温度検出手段）４７を備えている。温度によって燃料ガスは膨張等する。このため、圧力検出にあたり誤差が生じ得る可能性がある。よって、本実施形態に係る判断部４２ａは、温度センサ４７を通じて検出された温度に基づいて、特定温度におけるガス圧力を算出し、算出した特定温度におけるガス圧力に基づいて所定圧力以上低下したかを判断する。これにより、温度のバラツキによって誤った低下判断をしてしまう可能性を低減させることができる。

図８は、本実施形態に係るガスメータ３の動作を示すフローチャートである。まず、図８に示すように、ガスメータ３の制御部４２は、流量センサ４１からの流量信号に基づいてガスを使用中であるかを判断する（Ｓ１）。制御部４２がガスを使用中でないと判断した場合（Ｓ１：ＮＯ）、使用中であると判断されるまで、この処理が繰り返される。

一方、制御部４２がガスを使用中であると判断した場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部４２は、圧力センサ４４からの信号に基づいて、燃料ガスの圧力を測定する（Ｓ２）。次に、制御部４２は、圧力測定時の流量が特定流量であるかを判断する（Ｓ３）。

圧力測定時の流量が特定流量でない場合（Ｓ３：ＮＯ）、制御部４２は、記憶部４２ｃに記憶される変換データに基づいて特定流量における圧力に変換する（Ｓ４）。そして、処理はステップＳ５に移行する。また、圧力測定時の流量が特定流量である場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において制御部４２は、温度補正を実行する（Ｓ５）。例えば制御部４２は、特定温度における圧力値となるように、ステップＳ２にて測定された又はステップＳ４において変換された圧力を温度補正する。

その後、制御部４２は、温度補正済みの圧力値を記憶部４２ｃに記憶させる（Ｓ６）。次に、判断部４２ａは、記憶された前回値よりも今回値が所定圧力以上低下したかを判断する（Ｓ７）。今回値が所定圧力以上低下していない場合（Ｓ７：ＮＯ）、処理はステップＳ１に移行する。

一方、今回値が所定圧力以上低下した場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、残量管理部４２ｂは、切替状態であると判断する（Ｓ８）。次いで、残量管理部４２ｂは、通信部４６にその旨を送信し、通信部４６はガス事業者等にその旨を通信する（Ｓ９）。その後、図８に示す処理は終了する。

このようにして、本実施形態に係る残量管理システム１及びガスメータ３によれば、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下した場合、切替状態になったと判断する。ここで、自動切替調整器２において切替状態となると調整圧力が低下する。ガスメータ３は、この調整圧力の低下を判断することで切替状態を判断する。よって、自動切替調整器２において切替状態となったことを検知するためのマグネットアームＭＡ等の検知構成を不要にできると共に通信線ＳＬも不要とすることができる。従って、構成の複雑化及び美観の低下を抑制することができる。

また、特定流量と異なる流量のガス圧力を変換データに基づいて特定流量におけるガス圧力を変換し、変換したガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する。このため、ガスメータ３は、特定流量の燃料ガスを待ち、そのときのガス圧力を検出して低下判断する必要がなく、変換データによって変換することで、特定流量と異なる流量のガス圧力に基づいて切替状態を判断することができる。

また、検出された温度に基づいて特定温度におけるガス圧力を算出し、算出したガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断するため、比較するガス圧力同士の温度環境が大きく異なる等の理由から誤った切替状態の判断を行ってしまう可能性を低減することができる。

また、本実施形態に係る自動切替調整器２によれば、切替状態前後の特定流量における圧力差が０．２ｋＰａ以上であるため、切替状態となったことを圧力差によって検知し易くなり、構成の複雑化及び美観の低下を抑制する残量管理システム１の構築に貢献することができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。

例えば本実施形態においてガスメータ３は温度センサ４７を備えているが、温度を検出できれば特に温度センサ４７に限られるものではない。例えば流量センサ４１が超音波センサである場合、流量センサ４１にて送受信される超音波信号は温度依存性を有する。このため、この温度依存性に基づいて温度を検出するように構成されていてもよい。また、通信部４６にて地域の外気温度の情報を受信する等、他の手法で温度が検出されてもよい。

また、本実施形態において判断部４２ａは、前回値と比較して所定圧力以上低下したかを判断するが、これに限らず、前回以前の複数回の平均値や中央値等の代表値よりも所定圧力以上低下したかを判断してもよい。さらには、前々回値等、前回以前の特定の１回の圧力値よりも所定圧力以上低下したかを判断してもよい。

１ ：残量管理システム
２ ：自動切替調整器
３ ：ガスメータ
４２ａ ：判断部（判断手段）
４２ｂ ：残量管理部（残量管理手段）
４２ｃ ：記憶部（記憶手段）
４４ ：圧力センサ（圧力検出手段）
４７ ：温度センサ（温度検出手段）
Ｂ１ ：使用側の高圧ガスボンベ（第１のガス容器）
Ｂ２ ：予備側の高圧ガスボンベ（第２のガス容器）

Claims (4)

1. 第１のガス容器からの燃料ガスを減圧すると共に、前記第１のガス容器のガス量が所定量以下となったときに、前記第１のガス容器とは異なる第２のガス容器からの燃料ガスを導入する自動切替調整器と、前記自動切替調整器によって減圧された燃料ガスを導入して流量計測のうえ需要者側に供給すると共に、前記第１のガス容器の燃料ガスが所定量以下となって前記第２のガス容器から燃料ガスを導入する切替状態となった旨を外部に送信するガスメータとを備えた残量管理システムであって、
   前記ガスメータは、ガス圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段による検出結果に基づいて、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する判断手段と、前記判断手段により所定圧力以上低下した判断された場合に前記切替状態であると判断する残量管理手段と、を備える
   ことを特徴とする残量管理システム。
2. 前記ガスメータは、前記特定流量と異なる流量の燃料ガスが流れている場合に前記圧力検出手段により検出されたガス圧力を、前記特定流量におけるガス圧力に変換するための変換データを記憶した記憶手段をさらに備え、
   前記判断手段は、前記特定流量と異なる流量で前記圧力検出手段により検出されたガス圧力を、前記記憶手段により検出された前記変換データに基づいて前記特定流量におけるガス圧力に変換し、変換したガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の残量管理システム。
3. 前記ガスメータは、温度を検出する温度検出手段をさらに備え、
   前記判断手段は、前記温度検出手段により検出された温度に基づいて、特定温度におけるガス圧力を算出し、前記特定温度におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する
   ことを特徴とする請求項１に記載の残量管理システム。
4. 第１のガス容器からの燃料ガスを減圧すると共に、前記第１のガス容器のガス量が所定量以下となったときに、前記第１のガス容器とは異なる第２のガス容器からの燃料ガスを導入する自動切替調整器によって減圧された燃料ガスを導入して流量計測のうえ需要者側に供給すると共に、前記第１のガス容器の燃料ガスが所定量以下となって前記第２のガス容器から燃料ガスを導入する切替状態となった旨を外部に送信するガスメータであって、
   ガス圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記圧力検出手段により検出されたガス圧力に基づいて、特定流量におけるガス圧力が所定圧力以上低下したかを判断する判断手段と、
   前記判断手段により所定圧力以上低下した判断された場合に前記切替状態であると判断する残量管理手段と、
   を備えることを特徴とするガスメータ。