(57)【要約】【課題】季節による流量変動に影響されないように器具推定により器具毎の最適な遮断判定値により監視することを目的とする。【解決手段】流量演算手段１０で求めた流量を分類して流量記憶手段１１に記憶し、温度演算手段１３で温度を検出し、保有する器具流量情報を予め格納する器具記憶手段１４と、器具登録データと求めた温度で記憶された流量データパターン群を補正しその補正値とから使用ガス器具を推定する器具推定手段１５と、器具推定手段１５で推定した登録器具と器具監視値設定手段１７の器具毎の遮断設定値とから使用器具の異常の有無を判定する異常判定手段１８とからなる。【選択図】図２
2010038811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流速にもとづき流量を演算する流量演算手段と、求めた瞬時流量を分類して記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段より求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記流量演算手段より温度を求める温度演算手段と、各家庭で保有する器具の流量情報を予め格納する器具記憶手段と、前記器具記憶手段の器具データと前記流量記憶手段の記憶した流量データパターン群を前記温度演算手段の温度より補正して比較し、使用ガス器具を推定する器具推定手段と、前記器具推定手段で推定された使用器具を監視対象として登録する器具監視登録手段と、予め器具毎の監視判定値を格納する器具監視値設定手段と、前記器具監視登録手段からの登録器具と前記器具監視値設定手段の設定値とから使用器具の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定時ガスの供給を遮断する遮断手段と、前記器具記憶手段に各家庭の保有ガス器具情報を登録設定したり前記異常判定手段での判定結果を通報する通信手段とを備えたガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各家庭に保有するガス器具を登録し、器具毎保安を監視するガス遮断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のガス遮断装置は図４に示す通りで、１０１はガスメータであり、ガス供給管１０２の途中に設けられ、その下流側の配管には各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具１０３が接続されている。
【０００３】
ガスメータ１０１の内部はガス管に接続されたガスの流路内に設けられたガス遮断弁１０４と、ガスの流速を測定してそれにもとづきガス流量を演算するガス流量計測手段１０５と、ガス流量計測手段１０５からの信号を演算処理して使用ガス流量を表示する表示部１０６と、地震などの振動を検出する感震器１０７と、ガス器具判別を行うための情報入力手段１０８、登録記憶手段１０９、および器具判定手段１１０と、感震器１０７の作動や器具判断、保安機能その他を統括制御処理する制御回路１１１と、それらの動力源となる電池を内蔵している。
【０００４】
情報入力手段１０８としては、ガスメータ１０１の本体に内蔵され、外部からの接続形態、或いは数値及び記号等が入力できる入力キー、および外部機器との接続手段を有している。
【０００５】
登録記憶手段１０９は、登録されたデータを記憶保持する半導体メモリまたは、記録の追加、書き換えを行う。
【０００６】
器具判定手段１１０は、登録データと計測流量値より使用ガス器具を判定する。流量計測手段１０５は、超音波方式の流速計測部を有しているが、他の計測方式でも短時間のサイクルで連続計測可能なものである。
【０００７】
次に、従来例の構成の動作を説明する。
【０００８】
ガス流量計測手段１０５に関して、計測流路のガスの流れる方向と直角方向にある壁面に一対の超音波送受信器を上流側と下流側とに角度をもって装着されている。超音波送受信器間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向と逆方向の超音波の伝搬時間差を一定間隔をおいて計り、伝搬時間差信号として出力する。この伝搬時間差信号にもとづきガスの流速を計測し、これにもとづき被計測流体の流量を演算する。
【０００９】
次に器具登録を行う手順について説明する。
【００１０】
ガスメータ１０１に登録する情報としては、各ガス機器の使用時に発生する流量パターンを用いる。実際の登録データとしては、器具スタート時から０．２秒毎の流量値のデータを所定時間分記憶したものである。
【００１１】
流量パターンの登録方法は、ガスメータ１０１の記憶手段には予め各ガス機器の流量パターンとそれに対応するコードナンバーを保持記憶している。
【００１２】
情報入力手段１０８の入力キーから設置する器具のコードナンバーが登録必要数分だけ入力され、登録記憶手段１０９に記憶される。
【００１３】
ガスメータ１０１では一定間隔毎にガス流量を演算し、新たに演算されたガス流量値が直前の値から所定値以上増加すると、新たな器具が使用されたと判断し、その流量変化と登録記憶手段に登録された器具のコードに対応する流量パターンと比較を行い、使用されている器具の判別を行う。
【００１４】
また、ガスメータ１０１に履歴記憶手段を有し、ガス流量の測定演算値を時系列で保持記憶することにより、過去の推移と、新たに計測演算されたガス流量値を比較するため、より新たな器具が使用されたかどうかの判断することもできる。
【００１５】
流量パターンの登録方法としては、ガスメータ１０１と外部のデータベースとを接続し、新規に登録するガス機器の認証コードをキー入力で登録すると、データ登録手段によりその認証コードに対応した流量パターンがデータベースよりダウンロードされ、登録記憶手段１０９に保存される。
【００１６】
そして、ガスメータ１０１では一定間隔毎にガス流量を計測し、新たに計測されたガス流量値が直前の値から所定値以上増加すると、新たな器具が使用されたと判断し、その流量変化と登録記憶手段に登録された器具のコードに対応する流量パターンと比較を行い、使用されている器具の判別を行う。
【００１７】
流量パターンは、ある時間間隔のデータの差や最大値などの特徴的な数値をテーブル化したものを使用し、実際に計測される流量値との比較に使用する。
【００１８】
なお、初期に登録された流量パターンに対して、実使用状態での器具の流量変化のパターンに差がある場合や、経時変化により差が生じた場合、その差が所定値以上であると実際の流量値との差分分のデータを補正し、データの更新・補正を行う機能を制御手段が有する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−２００８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上記従来の構成では、各家庭が保有するガス器具の登録方法はあるが、どのように保安確保するか開示されておらず、また、給湯器など季節により水温が変動しガス量、即ち瞬時流量値が変わる場合に対しどのように保安確保するか、また、結果密閉された室内で使用されるストーブや風呂釜給湯器などの器具の複雑なガス量制御行っている時の器具の保安確保をどのように確保するかなど安全性の面で課題を有することになる。
【００２０】
本発明は、上記課題を解決するもので、各家庭の保有するガス器具を把握し、水温が変動しガス量が変動しても使用した器具を特定し、早期に保安監視の対応ができ、信頼性が高く安全性の高いガス遮断装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
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、流速にもとづき流量を演算する流量演算手段と、求めた瞬時流量を分類して記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段より求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記流量演算手段より温度を求める温度演算手段と、各家庭で保有する器具の流量情報を予め格納する器具記憶手段と、前記器具記憶手段の器具データと前記流量記憶手段の記憶した流量データパターン群を前記温度演算手段の温度より補正して比較し、使用ガス器具を推定する器具推定手段と、前記器具推定手段で推定された使用器具を監視対象として登録する器具監視登録手段と、予め器具毎の監視判定値を格納する器具監視値設定手段と、前記器具監視登録手段からの登録器具と前記器具監視値設定手段の設定値とから使用器具の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定時ガスの供給を遮断する遮断手段と、前記器具記憶手段に各家庭の保有ガス器具情報を登録設定したり前記異常判定手段での判定結果を通報する通信手段とからなる。
【００２２】
上記発明によれば、使用器具の瞬時流量を流量演算手段で求め、時系列に流量記憶手段に記憶し、予め器具記憶手段に通信手段などより器具の情報（各種流量データ）を格納させておき、器具推定手段で流量パターン群と照合し所定の相関係数内に入っているかを判定しどの器具を使用されたかを推定することにより使用器具を器具監視登録手段に登録し、器具監視値設定手段の判定値をもとに異常判定手段で器具流量値や器具使用時間の長さ等監視することにより、器具毎の使用監視を行え、例えば給湯器のようにひとつの器具であるのに一定温度制御のためにガス量が制御され結果複数の流量値で登録され、実態と異なる流量で長時間或いは逆に短時間監視されることがなく、利用者にとっての危険性が極めて低く、器具情報等を警告通報するのでガス事業者は異常器具を早期に特定でき対応とることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のガス遮断装置は、需要家が何らかの器具を使用開始すると求めた瞬時流量を時系列的に流量記憶手段に器具流量パターンとして記憶し、かつ分類して器具番号などを付して記憶し、また、伝搬時間より流量を求める際外気温度を求めておき、さらに、予め器具記憶手段に各家庭の保有する器具の流量パターンなどのデータを通信手段などを介し記憶させておき、器具推定手段で検出した温度により記憶した流量パターンの流量値を補正し器具記憶手段の流量パターンと比較しどの器具が使用されたかを推定し、器具番号などで器具監視登録手段に登録し、異常判定手段で器具毎の監視判定値をもとに合計流量遮断や増加流量遮断或いは使用時間遮断等の監視を行い、異常判定時器具番号等の情報と一緒に監視センタに通報するので、季節により即ち外気温度により器具の同じ制御で瞬時流量が変動しても誤って流量登録されることなく、また、誤った流量で長時間あるいは逆に短時間の使用時間されることがないので、安全性を高めることができるものである。
【００２４】
加えて、器具コード信号で警告通報するので、ガス事業者がどの器具が異常使用されているかが即わかり、需要家に即通知するなどの至急対応とることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
上記目的を達成するために本発明は、流速にもとづき流量を演算する流量演算手段と、求めた瞬時流量を分類して記憶する流量記憶手段と、前記流量演算手段より求めた瞬時流量より平均流量を求める平均流量演算手段と、前記流量演算手段より温度を求める温度演算手段と、各家庭で保有する器具の流量情報を予め格納する器具記憶手段と、前記器具記憶手段の器具データと前記流量記憶手段の記憶した流量データパターン群を前記温度演算手段の温度より補正して比較し、使用ガス器具を推定する器具推定手段と、前記器具推定手段で推定された使用器具を監視対象として登録する器具監視登録手段と、予め器具毎の監視判定値を格納する器具監視値設定手段と、前記器具監視登録手段からの登録器具と前記器具監視値設定手段の設定値とから使用器具の異常の有無を判定する異常判定手段と、前記異常判定手段で異常と判定時ガスの供給を遮断する遮断手段と、前記器具記憶手段に各家庭の保有ガス器具情報を登録設定したり前記異常判定手段での判定結果を通報する通信手段とからなる。
【００２６】
そして、使用器具の瞬時流量を流量演算手段で求め、逐次時系列に流量記憶手段に記憶し、予め器具記憶手段に通信手段などより器具の情報（各種流量データ）を格納させておき、一方検出した伝搬時間より流量を求める温度を求め記憶した瞬時流量データを補正し器具推定手段で器具記憶手段の流量パターン群と照合し所定の相関係数内に入っているかを判定し、どの器具を使用されたかを推定することにより使用器具を器具監視登録手段に登録し、器具監視値設定手段の器具毎の遮断判定値をもとに異常判定手段で器具流量値や器具使用時間の長さ等監視することにより、器具毎の使用監視を行え、例えば給湯器のようにひとつの器具であるのに一定温度制御のためにガス量が制御されるが、その瞬時流量が季節、外気温度により変動するが、誤って別器具を誤判定されることなく、正確に器具特定ができ、かつそのガス流量が複数の流量値で登録され、実態と異なる流量で長時間或いは逆に短時間監視されることがなく、利用者にとっての危険性が極めて低いものとなる。
【００２７】
また、器具情報などを警告通報するので、ガス事業者は異常器具を早期に特定でき対応とることができ、さらに、器具情報を警告通報することでガス事業者は異常器具を特定しやすく早期対応が可能である。
【００２８】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、この実施の形態が本発明を限定するものではない。
【００２９】
（実施の形態１）
図１において、各家庭のガス供給管１にはガス遮断装置２が接続され、末端は分岐されて種々のガス器具、例えば、台所の給湯栓３、浴槽やシャワー装置が設置された風呂４、リビングなどに設置された床暖房５に湯を供給するガス給湯機６とか、台所に設置されたガステーブル７、リビングや寝室等に設置されたガスファンヒータ８に連絡されている。
【００３０】
図２は前記ガス遮断装置２の制御ブロックを示し、９は流速検出手段で、ガスの流速を計測する。
【００３１】
流速検出手段９としては、超音波検出方式があり、例えば、ガスの流れを超音波が斜めに横切るごとく一対の超音波送受器を流路の上、下流側に配置し、予め定めた周期毎に上流から下流へ、また、下流から上流に向かって超音波信号を送信し、その伝搬時間差から流速を計測するものが挙げられる。
【００３２】
そして、流速にもとづいて流量演算手段１０が流路断面積、補正係数を乗じ瞬時流量を演算するようにしている。
【００３３】
１１は流量記憶手段で、所定流量以上の流量を検出すると器具流量と判定し、その瞬時流量を記憶する。使用開始以降の流量パターン群として記憶するとともに、大流量域、中流量域、小流量域毎に分類しシリアルの器具番号を付して格納する。
【００３４】
１２は平均流量演算手段で、所定周期で求められる瞬時流量を所定個数集合して平均化され平均流量値として算出する。
【００３５】
１３は温度検出手段で、上流側、および下流側から交互に超音波を送信し受信した超音波の伝搬時間の差より求めるが、伝搬時間は外気温度により媒体中（空気やガス気体中）の音速が変化する。
【００３６】
予め２３℃での伝搬時間を基準として記憶しておき、その伝搬時間と求めた伝搬時間と比較して外気温度を求める。
【００３７】
１４は器具記憶手段で、各家庭で保有されている器具の流量パターンデータが格納されている。
【００３８】
１５は器具推定手段で、流量記憶手段１１の流量データと器具記憶手段１４に格納されている器具流量データとから推定し、現在使用されている器具が何かを推定する。この時、外気温度、即ち季節により瞬時流量が変動する。
【００３９】
器具記憶手段１４は標準温度（２３℃）での流量パターンが格納されているので、記憶した流量信号を求めた温度で季節補正する。例えば、気温が低い場合、流量値が高くなり、気温が低くなると流量値が少なく補正される。
【００４０】
こうして求めた流量信号、例えば所定流量以上の流量値の変化やピーク流量、ピーク流量以降の流量変化について、例えば相関係数や共分散などを用いて流量の近い度合いが所定以内かでどの器具かを判定する。
【００４１】
１６は器具監視登録手段で、器具推定手段１５で推定した器具コードを登録するとともに、平均流量演算手段１２で求めた平均流量を登録する。
【００４２】
求めた平均流量値が所定流量以上の場合器具を表す代表流量として、保安監視対象として登録される。
【００４３】
１７は器具監視値設定手段で、器具毎に連続使用制限時間、あるいは使用最大流量の監視判定値などが記憶されている。
【００４４】
１８は異常判定手段で、使用器具の監視を行う。例えば、ストーブなどへガスを供給するホースが何らかの原因で外れた時、異常な大流量が発生するが、そのような状態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て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されており、この設定値と器具監視登録手段１６の登録流量値を異常判定手段１８で比較判定することで、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など判定する。
【００４５】
この異常判定手段１８で異常と判定したとき遮断手段１９に遮断信号を送ってガスの供給を停止する。
【００４６】
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（図示せず）に通信手段２０を通じて通報する。この時電話回線やインタネットなどの伝送媒体２１を介して行う。
【００４７】
この時属する大流量域、中流量域、小流量域の流量域コードと各々の流量域に属する器具番号を、通信手段２０を通じてセンタに通信する。
【００４８】
通信手段２０は、センタ或いは設定器などを介して器具記憶手段１４や器具監視値設定手段１７に各家庭の保有している器具の流量パターンデータを予め登録することが可能である。
【００４９】
次に、本発明のガス遮断装置の動作を説明する。
【００５０】
需要家宅で保有しているガス器具、例えばガスファンヒータ８やガス給湯機６などが使用されると、そのときのガス流速を流速検出手段９で計測して、それにもとづき流量演算手段１０で瞬時流量を演算する。
【００５１】
流量記憶手段１１では所定流量以上の流量値であると器具流量と判定し、時系列の流量値が流量パターンとして記憶される。
【００５２】
同時に検出した流量パターンの瞬時流量値より、大流量域、中流量域、小流量域かの流量域コードと流量域毎に分類し器具番号を付して記憶する。
【００５３】
また、温度検出手段１３で求めた伝搬時間より外気温度を求める。予め標準温度（２３℃）での伝搬時間が内部に格納されており、その伝搬時間と流速検出手段９が検出した伝搬時間とを比較し温度を求める。
【００５４】
平均流量演算手段１２は所定個数毎の流量より平均流量を演算し、求めた平均流量はＮ回（ｎ＝１〜）前の平均流量と比較し所定流量以上の流量変化があった場合、何らかの器具使用と判定して器具監視登録手段１６に使用流量が登録される。
【００５５】
器具記憶手段１４は、各家庭で保有されている器具の流量パターンデータが格納されている。
【００５６】
器具推定手段１５で、流量記憶手段１１の流量データと器具記憶手段１４に格納されている器具流量データとから推定し、現在使用されている器具が何かを推定する。
【００５７】
この時外気温度、即ち季節によりガス量が変動する。器具記憶手段１４は標準温度（２３℃）での流量パターンが格納されているので、記憶した流量信号を求めた温度と標準温度（２３℃）との比で瞬時流量値を換算する。
【００５８】
即ち、季節による流量変動による補正を行い、器具推定時に季節による要因により誤判定しないようにする。例えば標準温度時の瞬時流量に対し、気温が低い場合、流量値が高くなるので下げる補正をし、気温が高くなると流量値が少なくなるので上げる補正をする。
【００５９】
こうしても求めた流量信号、例えば所定流量以上の流量値の変化やピーク流量、ピーク流量以降の流量変化について、相関係数や共分散等を用いて器具記憶手段１４の器具毎の格納された流量との近い度合いを求め、近い度合いの器具がどれかを判定する。
【００６０】
こうして推定した器具コード信号を器具監視登録手段１６に出力する。
【００６１】
そして、異常判定手段１８は、器具監視登録手段１６に登録された器具コード信号や使用流量より器具監視値設定手段１７に記憶している監視値、すなわち合計流量や増加流量遮断判定を行うとともに、器具コード信号により器具監視値設定手段１７の器具毎の使用時間の制限時間値を参照して、使用器具の使用時間を計時し監視する。
【００６２】
例えば、ガステーブル７やガスファンヒータ８などがリビングや台所で使用され、流量信号を検出すると、器具推定手段１５は流量記憶手段１１の記憶している流量パターン群と、器具記憶手段１４のガステーブルやガスファンヒータの流量データ群、流量パターン群や登録されていた流量とを比較する。
【００６３】
この時、季節により器具の流量パターンの絶対値が変動するが、温度を検出し瞬時流量を補正する。その補正された流量値でなる各流量パターンをブロック毎に分けて相関関係を調べる。
【００６４】
流量の立ち上がり、ピーク流量や安定状態の流量値、流量変化したときの変化流量勾配などより判定し、どのガス器具が使用されたかを推定する。例えばガステーブル７やガスファンヒータ８などの複数の器具が共に使用中と推定した場合、ガステーブルは１２０分、ガスファンヒータは７２０分と各々設定され使用時間監視する。
【００６５】
異常判定手段１８で使用監視の結果異常成立時、即座に遮断信号を遮断手段１９に出力する。同時に通信手段２０を介してガス事業者のセンタにどのガス器具よる流量異常遮断発生か、どの器具が長時間使用か、或いは使用時間遮断の場合は使用時間遮断の発呼通信を行う。
【００６６】
通常の発呼通信は器具のコード信号や異常内容を示すコード信号と流量区分等である。
【００６７】
また、器具監視登録手段１６に登録される前に平均流量演算手段１２で求めた流量値がホース抜けなどの原因による異常流量を超えていないかも並行して監視する。
【００６８】
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。
【００６９】
以上のように、器具推定手段１５でどのガス器具を使用しているかを推定する際、外気温度を求め温度による瞬時流量を補正し季節要因による瞬時流量の変動による器具推定の誤判定を防止し、その補正値と器具記憶手段１４の流量パターン値とから器具を推定するので、外気温度、即ち季節に左右されることなく正確に器具を特定でき、異常判定手段１８で使用されているガス器具毎に器具流量の大きさ、及び使用時間を並行して監視し、異常な使用のされ方を検出した場合、直ちに遮断することができ、分類し記憶している器具番号を通信手段によりセンタに通報ことによりガス事業者にどの器具が異常使用しているかを通知でき、ガス器具需要者の安全を確保し、最悪ガス器具使用によるガス漏れによる一酸化炭素中毒等の生命への危険を防止するとともに、かつガス事業者のセンタに器具番号等情報を通報することにより器具を特定しやすく、早期に安全対策をガス事業者、或いはガス需要家に取らせることができ、極めて安全で、かつ信頼性が高い。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、温度補正された流量信号でガス器具を識別特定し、推定した器具毎に最適な遮断判定値を設定し監視することにより器具の保安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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ガス器具の設置形態を示す説明図
【図２】本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の制御ブロック図
【図３】従来のガス遮断装置の制御ブロック図
【符号の説明】
【００７２】
９  流速検出手段
１０  流量演算手段
１１  流量記憶手段
１２  平均流量演算手段
１３  温度演算手段
１４  器具記憶手段
１５  器具推定手段
１６  器具監視登録手段
１７  器具監視値設定手段
１８  異常判定手段
１９  遮断手段
２０  通信手段
【図１】
2010038811.tif 000003
【図２】
2010038811.tif 000004
【図３】
2010038811.tif 000005