(57)【要約】【課題】ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、判断精度の低下を防止することが可能な判断装置及び判断方法を提供する。【解決手段】ガスメータ４０は、ガス流路からの圧力を受ける一方側４３ａとその他方側４３ｂとを接続するバイパス流路４４と、バイパス流路４４に設けられ、一方側４３ａにおける圧力変化に基づく他方側４３ｂでの圧力変化の発生を他方側４３ｂにおいて抑制する圧力抑制部４５と、を備えている。また、圧力センサ４２は、一方側４３ａと他方側４３ｂとの間で変位する変位部４２ａと、変位部４２ａの変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部４２ｂとからなっている。マイコン５０の判断部５０ｃは、以上の構成によって圧力センサ４２から出力される圧力信号に基づいて得られる圧力波形から、ガス器具１０の使用及びガス漏れを判断する。【選択図】図３
2010139285.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流路から分岐された分岐空間を有する分岐管と、
前記分岐管の分岐空間を一方側と他方側とに隔てることにより、ガス流路内の圧力変動に応じて一方側と他方側とに変位可能な変位部、及び、当該変位部の変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部からなる圧力センサと、
前記一方側と他方側とを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられ、一方側における圧力変化に基づく他方側での圧力変化の発生を抑制する圧力抑制手段と、
前記圧力センサからの圧力信号に基づいて得られる圧力波形から、ガス器具の使用及びガス漏れを判断する判断手段と、
を備えることを特徴とする判断装置。
【請求項２】
前記変位部は、薄膜部材によって形成されたダイヤフラムである
ことを特徴とする請求項１に記載の判断装置。
【請求項３】
前記圧力抑制手段は、前記バイパス流路の径よりも径の小さい孔を有するオリフィスである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の判断装置。
【請求項４】
前記変位部が所定量前記一方側に変位した場合、その旨を示す第１トリガ信号を出力する第１トリガ信号出力手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の判断装置。
【請求項５】
前記変位部が所定量前記他方側に変位した場合、その旨を示す第２トリガ信号を出力する第２トリガ信号出力手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の判断装置。
【請求項６】
ガス流路から分岐された分岐空間を有する分岐管と、
前記分岐管の分岐空間を一方側と他方側とに隔てることにより、ガス流路内の圧力変動に応じて一方側と他方側とに変位可能な変位部、及び、当該変位部の変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部からなる圧力センサと、
前記一方側と他方側とを接続するバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられ、一方側における圧力変化に基づく他方側での圧力変化の発生を抑制する圧力抑制手段と、
を備えることを特徴とする圧力信号出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、判断装置及び圧力信号出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスメータを介してガス器具に燃料ガスを供給するガス供給システムが知られている。このガス供給システムでは、ガス供給容器の出口などに調圧弁が設置されている。調圧弁は、下流側の圧力を例えば２．９ｋＰａ程度の一定値に保つように機能している（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１８８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、本件出願人は、特願２００８−８６０２２の技術を発明している。この発明では、ガス圧力に基づいてガバナ付きガス器具が使用されたか、ガバナ無しガス器具が使用されたか、及び、ガス漏れが発生しているか否かを判断するようになっている。
【０００４】
ところが、特許文献１に記載のガス供給システムでは、日中や夜間の温度変化によってガス管内のガス圧力が上昇してしまう。すなわち、日中にガスを未使用状態で放置しているとガス管内の温度が上昇し、調圧弁からガス器具までのガス管内の圧力が上昇してしまう。圧力は、日中に約３℃温度が上昇することで１ｋＰａ程度上昇し、場合によってガス管内の圧力は４ｋＰａに達する可能性もある。そして、ガス管内のガス圧力が上昇してしまうと、特願２００８−８６０２２の技術のようにガス圧力に基づいてガバナ付きガス器具が使用されたか否かなどを判断する場合に判断精度の低下を招いてしまう。なお、本明細書では特願２００８−８６０２２の一部技術を説明しているが、この説明は特願２００８−８６０２２の技術の公知性を認めるものではない。
【０００５】
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、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、判断精度の低下を防止することが可能な判断装置及び圧力信号出力装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の判断装置は、ガス流路から分岐された分岐空間を有する分岐管と、分岐管の分岐空間を一方側と他方側とに隔てることにより、ガス流路内の圧力変動に応じて一方側と他方側とに変位可能な変位部、及び、当該変位部の変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部からなる圧力センサと、一方側と他方側とを接続するバイパス流路と、バイパス流路に設けられ、一方側における圧力変化に基づく他方側での圧力変化の発生を抑制する圧力抑制手段と、圧力センサからの圧力信号に基づいて得られる圧力波形から、ガス器具の使用及びガス漏れを判断する判断手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この判断装置によれば、バイパス流路に設けられ、一方側にて発生した圧力変化の発生を他方側において抑制する圧力抑制手段を備えると共に、一方側と他方側との間で変位する変位部の変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部を備えている。このような構成であるため、圧力が急激に変動した場合には、一方側において圧力が変動するが、他方側においては圧力抑制手段によって圧力は変動しにくくなり、圧力差が生じることによって変位部が変位して圧力信号が出力される。一方、圧力が緩やかに変動した場合には、一方側において圧力が変動すると共に、他方側においても圧力が変動し、圧力差が生じずに変位部が変位せず圧力信号が出力されない（又は僅かに変位するだけで圧力波形に影響の少ない程度の圧力信号しか出力されない）。また、ガス器具の使用やガス漏れが発生した場合、元圧から或る安定した圧力まで圧力値は低下する。配管内の圧力が上昇している場合とそうでない場合とでは、この低下成分に相異が生じる。特に、この低下成分は、緩やかな低下を示す。このため、低下成分によって変位部は変位せず（又は僅かに変位するだけ）、低下成分を除いた他の成分によって変位部は変位等することとなる。従って、得られる圧力波形は、配管内の圧力が上昇している場合とそうでない場合とで相異する低下成分の影響を少なくしたものとなる。従って、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、低下成分の影響を受け難くなり、判断精度の低下を防止することができる。
【０００８】
また、本発明の判断装置において、変位部は、薄膜部材によって形成されたダイヤフラムであることが好ましい。
【０００９】
この判断装置によれば、変位部は、薄膜部材によって形成されたダイヤフラムであるため、比較的廉価で簡単な構造で圧力変動により変位する変位部を製造することができる。
【００１０】
また、本発明の判断装置において、圧力抑制手段は、バイパス流路の径よりも径の小さい孔を有するオリフィスであることが好ましい。
【００１１】
この判断装置によれば、圧力抑制手段は、バイパス流路よりも径の小さい孔を有するオリフィスであるため、比較的簡単な構造で圧力抑制手段を製造できると共に、孔径の調整によって抑制量を調節することができることから設計の容易化を図ることができ、比較的容易な製造を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の判断装置において、変位部が所定量一方側に変位した場合、その旨を示す第１トリガ信号を出力する第１トリガ信号出力手段をさらに備えることが好ましい。
【００１３】
この判断装置によれば、変位部が所定量一方側に変位した場合、その旨を示す第１トリガ信号を出力する第１トリガ信号出力手段を備えるため流路の圧力が急減した場合に、その旨を出力することができ、マイコン等によって第１トリガ信号を入力することで、圧力の急減に応じた制御を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の判断装置において、変位部が所定量他方側に変位した場合、その旨を示す第２トリガ信号を出力する第２トリガ信号出力手段をさらに備えることが好ましい。
【００１５】
この判断装置によれば、変位部が所定量他方側に変位した場合、その旨を示す第２トリガ信号を出力する第２トリガ信号出力手段を備えるため流路の圧力が急増した場合に、その旨を出力することができ、マイコン等によって第２トリガ信号を入力することで、圧力の急増に応じた制御を行うことができる。
【００１６】
また、本発明の圧力信号出力装置において、ガス流路から分岐された分岐空間を有する分岐管と、分岐管の分岐空間を一方側と他方側とに隔てることにより、ガス流路内の圧力変動に応じて一方側と他方側とに変位可能な変位部、及び、当該変位部の変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部からなる圧力センサと、一方側と他方側とを接続するバイパス流路と、バイパス流路に設けられ、一方側における圧力変化に基づく他方側での圧力変化の発生を抑制する圧力抑制手段と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
この圧力信号出力装置によれば、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、低下成分の影響を受け難くなり、判断精度の低下を防止する判断装置の提供に寄与することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、判断精度の低下を防止することが可能な判断装置及び圧力信号出力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る判断装置を含むガス供給システムの構成図である。ガス供給システム１は、ストーブ、ファンヒータ、給湯器及びガスコンロなどの各ガス器具１０に燃料ガスを供給するものであって、複数のガス器具１０と、ガス供給元の調整器２０と、配管３１，３２と、ガスメータ（判断装置）４０とを備えている。なお、図１に示す例では、ガスメータ４０を判断装置の一例として挙げるが、判断装置はガスメータ４０に限るものではない。
【００２０】
調整器２０は上流からの燃料ガスを所定圧力に調整して第１配管３１に流すものである。この調整器２０は、例えば燃料ガスを２．９ｋＰａ程度の圧力に調整して第１配管３１に流す構成となっている。第１配管３１は、調整器２０とガスメータ４０とを接続するものである。第２配管３２はガスメータ４０とガス器具１０とを接続する配管である。ガスメータ４０は、燃料ガスの流量を測定して積算流量を表示するものである。このようなガス供給システム１では、ガスメータ４０内に第１配管３１及び第２配管３２とつながる流路が形成されており、調整器２０を通じて流れてきた燃料ガスは第１配管３１からガスメータ４０、及び第２配管３２を通じてガス器具１０に到達し、ガス器具１０において燃焼されることとなる。
【００２１】
また、ガス器具１０は、概略的に、遮断弁１２、ガバナ１３、及びバーナー１４を備えている。遮断弁１２は、ガス器具１０に設けられた弁である。ガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａを有し、ガス器具１０のバーナー１４に供給するガスの圧力をガバナ内弁１３ａの開度によって調整するものである。圧力調整された燃料ガスはガバナ１３の先端のノズル１３ｂを通じてバーナー１４に至り、燃焼することとなる。なお、ガス器具１０は、全てがガバナ１３を有しているわけでなく、ガスコンロなどのようにガバナ１３を有さないものもある。
【００２２】
図２は、図１に示したガバナ１３の一例を示す側方断面図である。なお、図２では、ガバナ１３の一例を示すに過ぎず、ガバナ１３の構成は図２に示すものに限られない。また、図２に示すガバナ１３については図１に示したノズル１３ｂを省略して図示する。
【００２３】
図２に示すようにガバナ１３は、外壁１３ｃとガバナキャップ１３ｄとによって形成される内部空間の一部をガス流路として用いるものである。このようなガバナ１３は、ガバナ内弁１３ａに加えて、内部空間に、ダイヤフラム１３ｅ、調整スプリング１３ｆ、及び調整ネジ１３ｇを備えている。
【００２４】
ダイヤフラム１３ｅは、ガバナ１３の内部空間を仕切る膜状の部材である。このダイヤフラム１３ｅには、一方側（流路側）にガバナ内弁１３ａが取り付けられている。また、ダイヤフラム１３ｅの他方側（流路として機能しない側）に調整スプリング１３ｆが取り付けられている。調整スプリング１３ｆは、一端にダイヤフラム１３ｅが取り付けられ、他端に調整ネジ１３ｇが取り付けられている。調整ネジ１３ｇは、ねじ切り溝が形成されたガバナ１３の内壁に固定される構造となっており、ねじ切り溝との固定位置を変化させることで調整スプリング１３ｆの圧縮率を変更可能となっている。また、調整ネジ１３ｇは外部にむき出しとなっておらず、ガバナキャップ１３ｄによって覆われた構造となっている。
【００２５】
また、ガバナ１３の外壁１３ｃには、ダイヤフラム１３ｅの他方側に通じる空気孔１３ｈが形成されている。このため、ダイヤフラム１３ｅの他方側は空気圧となっている。さらに、図２に示す例においてガバナ内弁１３ａは半球形状となっており、上下動によって通過口１３ｉの開口割合を制御可能となっている。
【００２６】
このようなガバナ１３では、ガス入側のガス圧が高くなると、ダイヤフラム１３ｅが上へ押し上げられ、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも上に引き上げられる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が小さくなって、ガス流量が減少する。一方、ガス入側のガス圧が低くなると、ダイヤフラム１３ｅが下がり、同時にダイヤフラム１３ｅに取り付けられているガバナ内弁１３ａも下がる。これにより、通過口１３ｉの開口割合が大きくなって、ガス流量が増大する。このように、ガバナ１３は上流側の圧力の変動に対して下流側の流量を一定に保つことで、下流側の圧力を調整することとなる。
【００２７】
図３は、本発明の実施形態に係るガスメータ４０の構成図である。同図に示すように、本実施形態に係るガスメータ４０は、流量センサ４１と、圧力センサ４２と、マイコン５０とを備えている。
【００２８】
流量センサ４１は、ガスメータ４０内の流路に設置され、流路内のガス流量を検出するためのものである。本実施形態に係るガスメータ４０が超音波式のガスメータである場合、流量センサ４１は、流路内に一定距離だけ離れて配置された例えば圧電式振動子からなる２つの音響トランスジューサによって構成される。また、本実施形態に係るガスメータ４０がフローセンサなどの熱式センサを搭載したガスメータである場合、温度分布をつくり出すヒータと、その温度分布に応じた信号を発生させるサーモパイル等によって構成される。
【００２９】
圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路内に存在するガスの圧力変化に応じた圧力信号を出力するものである。すなわち、この圧力センサ４２は後述の通りに差圧を検出する差圧センサとして機能するものである。詳細な説明は後述する。なお、本実施形態において圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路に設けられているが、これ限らず、可能であれば本発明の構成を逸脱しない場合でガスメータ４０の外部に存在する第１配管３１側や第２配管３２側に設置されていてもよい。同様に、流量センサ４１についても設置箇所については変更可能である。
【００３０】
なお、本実施形態では、図３において流量センサ４１及び圧力センサ４２からの信号が直接マイコン５０に入力されているが、場合によっては増幅器等の他の要素が両者間に追加されていてもよい。
【００３１】
マイコン５０は、ガスメータ４０の全体を制御するものであり、流量の積算制御、表示制御、遮断弁の遮断制御等を行うものである。また、本実施形態においてマイコン５０は、圧力検出部（圧力検出手段）５０ａと、記憶部５０ｂと、判断部（判断手段）５０ｃとを備えている。圧力検出部５０ａは、圧力センサ４２からの圧力信号に基づいて燃料ガスの圧力を検出するものである。記憶部５０ｂは、圧力検出部５０ａにより検出された各時刻の圧力値を記憶するものである。記憶部５０ｂに記憶される圧力値は、例えば最大で１秒程度のデータであり、約１ミリ秒に１回の計測間隔で測定されたデータである。このような各時刻における圧力値の蓄積によって圧力波形が得られる。判断部５０ｃは、各時刻の圧力値に基づく圧力波形から、ガス器具１０の使用及びガス漏れを判断するものである。
【００３２】
ここで、判断部５０ｃによるガス器具１０の使用及びガス漏れの判断原理について説明する。図４は、ガバナ付きガス器具１０の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図４において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガバナ付きガス器具１０の使用を開始してからの経過時間（秒）を示している。
【００３３】
ガバナ付きガス器具１０の使用が開始された場合、圧力は、図４に示す所定の振幅を示した後に、安定状態となる。具体的には、ガバナ付きガス器具１０の使用開始直後に、一度「−０．１」ｋＰａ弱への圧力低下を示した後（符号ａ１参照）、約「０．０５」ｋＰａへの圧力上昇を示す（符号ａ２参照）。その後、圧力は約「−０．０５」ｋＰａ強への圧力低下を示した後に（符号ａ３参照）、約「０．０５」ｋＰａ弱への圧力上昇を示す（符号ａ４参照）。以後、徐々に振幅が小さくなりつつも圧力は振動を繰り返し、最終的には圧力変化がない安定状態となる。
【００３４】
このような圧力の振動が発生する理由は、ガバナ１３内に調整スプリング１３ｆが設けられているからである。すなわち、ガバナ付きガス器具１０の使用が開始されると、調整スプリング１３ｆが振動すると共に、ガバナ内弁１３ａについても振動し、通過口１３ｉの開口割合についても小刻みに大きくなったり小さくなったりと変化するからである。
【００３５】
特に、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時においては、圧力振動の周波数や振幅に特徴が見られる。具体的には調整スプリング１３ｆが小刻みに振動することから、圧力について細かな振動を示すこととなる。この結果、圧力波形は比較的高い周波数成分を多く含むこととなる。また、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時に調整スプリング１３ｆの振動によって通過口１３ｉが大きくなったり小さくなったりすることから、圧力波形は、大きな振幅を示す。
【００３６】
なお、圧力Ｐは、
【数１】
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なる演算式で表すことができる。ここで、Ｃは振幅を示し、ｋは摩擦力（減衰定数）を示し、ωは復元力を示し、αは初期位置を示している。この式は多くの周波数ｆｉ＝ωｉ／２πの振動の重ね合わせであることを示している。
【００３７】
図５は、ガバナ無しガス器具１０の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図５において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガバナ無しガス器具１０の使用を開始してからの経過時間（秒）を示している。
【００３８】
ガバナ無しガス器具１０の使用が開始された場合、圧力は、図５に示す所定の振幅を示した後に、安定状態となる。具体的には、ガバナ付きガス器具１０の使用開始直後に、一度「−０．１」ｋＰａ弱への圧力低下を示した後（符号ｂ１参照）、約「０．０１」ｋＰａへの圧力上昇を示す（符号ｂ２参照）。その後、圧力は約「−０．０５」ｋＰａ強への圧力低下を示す（符号ｂ３参照）。以後、圧力上昇が無い状態のまま、圧力は振動を繰り返す。そして、振幅が徐々に振幅が小さくなり、最終的には圧力変化がない安定状態となる。このような圧力の振動が発生する理由は、以下による。
【００３９】
図６は、ガバナ無しガス器具１０での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。図６に示すように、ガバナ無しガス器具１０が使用された場合、燃料ガスは第２配管３２からノズルホルダ１００を通じてバーナー１４等に至る。ここで、ノズルホルダ１００にある流速を持った気体が流入したときはその慣性力で急には流速が小さくならずに一端ガスが圧縮され圧力が上昇する。その後上昇した圧力により流入流速が小さく（場合によっては逆流）なって圧力が下がる。これを繰り返すことで圧縮膨張の振動が発生する。
【００４０】
以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用時と、ガバナ無しガス器具１０の使用時とでは、圧力は振動することとなる。しかしながら、図５に示す圧力波形を図４に示す圧力波形と比較すると、以下のような差異がある。
【００４１】
まず、ガバナ付きガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆのように細かく振動する物質を有しているのに対し、ガバナ無しガス器具１０の場合、そのような物質を有していない。このため、図５に示す圧力波形は、図４に示す圧力波形と同様に振動を示しているものの、全体として振動周波数が図４に示す圧力波形よりも低くなる。
【００４２】
さらに、ガバナ付きガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆの振動によって振幅が大きくなっているが、ガバナ付きガス器具１０の場合、調整スプリング１３ｆが無く、ノズルホルダ１００の圧縮性による振動が発生しているのみである。このため、図５に示す圧力波形は、図４に示す圧力波形よりも振幅が小さくなる。
【００４３】
このような特徴から、マイコン５０の判断部５０ｃは、ガバナ付きガス器具１０の使用であるか、ガバナ無しガス器具１０の使用であるか否かを判断できることとなる。
【００４４】
図７は、ガス漏れ時の圧力変化の様子を示すグラフである。なお、図７において縦軸は、圧力変化量（ｋＰａ）を示し、横軸はガス漏れが発生してからの経過時間（秒）を示している。
【００４５】
図７に示すように、ガス漏れが発生した場合、圧力は明確な振動を示すことなく緩やかに低下していくこととなる。このように、ガス漏れの場合、調整スプリング１３ｆの振動、及び、ノズルホルダ１００の圧縮性による振動の双方が発生しないため、圧力波形には明確な振動が見られない。
【００４６】
以上のように、ガバナ付きガス器具１０の使用開始時と、ガバナ無しガス器具１０の使用開始時と、ガス漏れ発生時とでは、圧力波形に特徴的な差異がある。この特徴は、圧力変動開始から数秒（例えば１秒）以内に表れる。マイコン５０の判断部５０ｃは、上記の特徴から、ガバナ付きガス器具１０の使用であるか、ガバナ無しガス器具１０の使用であるか、ガス漏れであるかを判断することができる。
【００４７】
しかしながら、日中にガスを未使用状態で放置していると配管３１，３２内の温度が上昇し、調整器２０からガス器具１０までの配管３１，３２内の圧力が上昇してしまう。圧力は、日中に約３℃温度が上昇することで１ｋＰａ程度上昇し、場合によって配管３１，３２内の圧力は４ｋＰａに達する可能性もある。そして、配管３１，３２内のガス圧力が上昇してしまうと、図４〜図７を参照して説明したようにガス圧力に基づいてガバナ付きガス器具が使用されたか否かなどを判断する場合に、判断精度の低下を招いてしまう。
【００４８】
ここで、以下の説明においてガス器具使用前やガス漏れ発生前など圧力変動前の配管３１，３２内の圧力を元圧と称する。
【００４９】
図８は、元圧が上昇している場合と上昇していない場合とにおけるガス器具１０の使用開始時の圧力波形を示すグラフである。元圧が上昇していない場合、ガス器具１０の使用開始前の圧力値は、約２．９５ｋＰａとなっている。そして、ガス器具１０が使用されると、圧力値は使用開始から所定の振動を示しながら１秒後には約２．８ｋＰａとなる。一方、元圧が上昇していた場合、ガス器具１０の使用開始前の圧力値は、約３．１７ｋＰａとなっている。そして、ガス器具１０が使用されると、圧力値は使用開始から所定の振動を示しながら１秒後には約２．８ｋＰａとなる。
【００５０】
このように、元圧が上昇している場合と上昇していない場合とでは、得られる圧力波形が相違してしまう。このような相違から、判断部５０ｃは、ガバナ付きガス器具が使用されたか否かなどを判断する場合に、判断を誤ってしまう可能性がある。
【００５１】
しかし、本実施形態に係るガスメータ４０では、圧力センサ４２が変位部４２ａと、信号出力部４２ｂとから構成されていると共に、分岐管４３、バイパス流路４４及び圧力抑制部４５等を備えているため、判断精度の低下を防止することができる。再度、図３を参照する。
【００５２】
まず、分岐管４３は、ガス流路から分岐された配管であって、ガス流路から分岐された分岐空間４３ａ，４３ｂを形成している。また、圧力センサ４２は、変位部４２ａと、信号出力部４２ｂとから構成されている。変位部４２ａは、薄膜部材のダイヤフラムによって形成され、分岐空間４３ａ，４３ｂを一方側４３ａと他方側４３ｂとに隔てる構成となっている。ここで、一方側４３ａとは、圧力変動と正対する正対側であって、ガス流路と正対する正対側ともいう。すなわち、この一方側４３ａは、バイパス流路４４を介することなくガス流路と空間を同じとする側となる。また、この変位部４２ａは、薄膜ダイヤフラムによって形成されていることから、ガス流路の圧力変動に応じて一方側４３ａと他方側４３ｂとに変位可能となっている。信号出力部４２ｂは、変位部４２ａ上に設けられた歪みゲージである。この歪みゲージは、歪み量に応じた信号を発生させる構成となっている。このため、信号出力部４２ｂは、変位部４２ａが一方側４３ａ又は他方側４３ｂに変位した場合、その変位量に応じた圧力信号を出力することとなる。
【００５３】
バイパス流路４４は、一方側４３ａと他方側４３ｂとを接続する流路である。圧力抑制部４５は例えばオリフィスであって、オリフィスはバイパス流路４４の径よりも径の小さい孔を有した部材である。このオリフィスにより、一方側４３ａにおける圧力変化に基づく他方側４３ｂでの圧力変化の発生を抑制することとなる。すなわち、ガス流路内の圧力が急激に上昇した場合には、一方側４３ａにおいて圧力が上昇するが、他方側４３ｂにおいては圧力抑制部４５によって圧力は上昇しにくくなる。これにより、圧力差が生じ、変位部４２ａが変位して圧力信号が出力される。一方、圧力が緩やかに上昇した場合には、一方側４３ａにおいて圧力が上昇すると共に、他方側４３ｂにおいても圧力が上昇する。これにより、圧力差が生じずに変位部４２ａが変位せず圧力信号が出力されない（又は僅かに変位するだけで圧力波形に影響の少ない程度の圧力信号しか出力されない）。
【００５４】
なお、圧力センサ４２は、ガスメータ４０内の流路に限らず、第１配管３１側や第２配管３２側に設置されてもよいが、この場合、分岐管４３及び圧力抑制部４５等についても第１配管３１側や第２配管３２側に設置することは言うまでもない。
【００５５】
また、本件出願人は、ガス器具１０が使用された場合、圧力値が安定するまでの区間（例えば図８の時間「０」〜「０．２」程度までの区間）において、圧力波形がある一定速度で低下する低下成分と、ある特定成分とからなっている点を見出した。ある特定成分とは、ガス器具１０の使用時には細かな振動成分となり、ガス漏れ発生時には明確に振動とは言えない成分となる。さらに、本件出願人は、元圧が上昇している場合と上昇していない場合とでは、低下成分が異なるが、特定成分には大きな差が見られない点を見出した。
【００５６】
本実施形態においては、ガスメータ４０では、上記圧力センサ４２、分岐管４３及び圧力抑制部４５等を有しているため、緩やかに圧力が変化する低下成分については検出されず除去されることとなり、得られる圧力波形は、特定成分に基づくものとなる。これにより、温度の影響を受けて配管３１，３２内の圧力が上昇した場合とそうでない場合とで同じような圧力波形を得て、判断精度が低下しないようにしている。
【００５７】
図９は、元圧が上昇している場合と上昇していない場合とにおける圧力変化の波形を示すグラフである。図９に示すように、両者の波形は低下成分が除去されることとなり、似た圧力波形となっている。このように、圧力波形は、配管３１，３２内の圧力に影響を受けることなく、似たものとなるため、判断部５０ｃにおいて判断精度が低下してしまうことを防止することができる。
【００５８】
再度、図３を参照する。本実施形態に係るガスメータ４０は、変位部４２ａに接点５１を有している。この接点５１はグランドに接続されている。また、ガスメータ４０は、第１接点５２と、第２接点５３とを備えている。このため、ガス流路内のガス圧が急減して変位部４２ａが所定量一方側４３ａに変位した場合、接点５１と第１接点５２とが接触する。これにより、変位部４２ａが所定量一方側４３ａに変位した旨を示す第１トリガ信号がマイコン５０に出力される。なお、接点５１と第１接点５２とで第１トリガ信号出力部が構成されている。
【００５９】
同様に、ガス流路内のガス圧が急増して変位部４２ａが所定量他方側４３ｂに変位した場合、接点５１と第２接点５３とが接触する。これにより、変位部４２ａが所定量他方側４３ｂに変位した旨を示す第２トリガ信号がマイコン５０に出力される。なお、接点５１と第２接点５３とで第２トリガ信号出力部が構成されている。
【００６０】
このように構成することにより、マイコン５０に第１及び第２トリガ信号を入力して、圧力の急減や急増に応じた制御を行うことができる。例えば、本実施形態においてガス器具１０の使用及びガス漏れの判断は、ガス流量やガス圧の変動が発生してから数秒（１秒〜２秒）程度の圧力データに基づいて行われる。このため、ガス流量の変化が無い場合、すなわちガス圧力の変動が無い場合には圧力を検出せず、圧力が急変して第１又は第２トリガ信号が発生した場合にのみ、圧力を検出して記憶部５０ｂに記憶させるなどの制御を行うことができる。
【００６１】
次に、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を説明する。図１０は、本実施形態に係るガスメータ４０の動作を示すフローチャートである。なお、図１０に示す処理は、マイコン５０が第１トリガ信号や第２トリガ信号を入力した場合に実行される。
【００６２】
図１０に示すように、まずマイコン５０の圧力検出部５０ａは、圧力センサ４２からの圧力信号に応じて、ガス圧力を検出する（Ｓ１０）。次いで、記憶部５０ｂは、ステップＳ１０において検出された圧力値を記憶する（Ｓ１１）。そして、マイコン５０は、計測終了か否かを判断する（Ｓ１２）。計測時間は数秒（例えば１秒から２秒）であり、マイコン５０は、この数秒が経過したか否かを判断する。計測終了でないと判断した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理はステップＳ１０に移行し、圧力検出部５０ａは、圧力センサ４２からの圧力信号に応じてガス圧力を検出する（Ｓ１０）。
【００６３】
一方、計測終了と判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、判断部５０ｃは、ステップＳ１１における記憶によって得られる圧力波形に基づいて、ガス器具１０の使用やガス漏れを判断する（Ｓ１３）。その後、マイコン５０は、ステップＳ１３の処理においてガス漏れ無しと判断されたか否かを判断する（Ｓ１４）。
【００６４】
ガス漏れ無しと判断されていた場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、図１０に示す処理は終了する。一方、ガス漏れ無しと判断されていなかった場合（Ｓ１４：ＮＯ）、すなわち、ガス漏れがあったと判断されていた場合、マイコン５０は、遮断弁を遮断すると共に、警報等を行う（Ｓ１５）。その後、図１０に示す処理は終了する。
【００６５】
図１１は、図１０に示したステップＳ１３の詳細を示すフローチャートであり、ガス器具１０の使用及びガス漏れ判断に関する処理を示している。図１１に示すように、まず、マイコン５０は、図１０のステップＳ１２において生成された補正波形の周波数を分析すると共に（Ｓ３０）、振幅を分析する（Ｓ３１）。
【００６６】
その後、マイコン５０は、ステップＳ３０の分析結果に基づいて、波形内に判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれるか否かを判断する（Ｓ３２）。判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれると判断した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、すなわち図４に示した圧力波形のようにある程度周波数が高い場合、マイコン５０は、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ３３）。そして、図１１に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ１４に移行する。
【００６７】
また、判別値以上の周波数成分が規定値以上含まれないと判断した場合（Ｓ３２：ＮＯ）、マイコン５０は、第１の山の振幅値（すなわち圧力が変化してから最初に振幅が正方向に大きくなったときの最大値、又は、全体を通して最も振幅が正方向に大きくなったときの値）が元圧（図４等の縦軸で「０」の圧力）に所定量を加えた値以上であるか否かを判断する（Ｓ３４）。第１の山の振幅値が元圧に所定量を加えた値以上であると判断した場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、マイコン５０は、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ３３）。そして、図１１に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ１４に移行する。
【００６８】
一方、第１の山の振幅値が元圧に所定量を加えた値以上でないと判断した場合（Ｓ３４：ＮＯ）、マイコン５０は、第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値（具体的には元圧±規定の値）であるか否かを判断する（Ｓ３５）。第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値であると判断した場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、マイコン５０は、ガバナ無しガス器具１０の使用であると判断する（Ｓ３６）。そして、図１１に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ１４に移行する。
【００６９】
また、第１の山の振幅値が元圧とほぼ同等の値でないと判断した場合（Ｓ３５：ＮＯ）、マイコン５０は、第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下であるか否かを判断する（Ｓ３７）。第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下であると判断した場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、マイコン５０は、流量センサ４１からの信号に基づいて規定量以上の流量が検出されるか否かを判断する（Ｓ３８）。
【００７０】
規定量以上の流量が検出されると判断した場合（Ｓ３８：ＹＥＳ）、すなわち、ガス器具１０の使用による周波数及び振幅の特徴が得られず、流路内のガス圧が低下し、しかも規定量以上の流量が検出された場合、マイコン５０は、ガス漏れであると判断する（Ｓ３９）。そして、図１１に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ１４に移行する。
【００７１】
ところで、第１の山の振幅値が元圧に所定量を減算した値以下でないと判断した場合（Ｓ３７：ＮＯ）、及び、規定量以上の流量が検出されないと判断した場合（Ｓ３８：ＮＯ）、マイコン５０は、ガス器具１０の使用及びガス漏れのいずれにも該当しないと判断する（Ｓ４０）。そして、図１１に示す処理は終了し、処理は図１０のステップＳ１４に移行する。
【００７２】
なお、ガス器具１０の使用及びガス漏れについては、図１１に示すものに限らず、例えば、他の方法によって判断されてもよい。例えば、マイコン５０は、ステップＳ３２又はステップＳ３４において「ＹＥＳ」と判断した場合、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断するが、これに限らず、ステップＳ３２及びステップＳ３４の双方において「ＹＥＳ」と判断した場合、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。
【００７３】
また、マイコン５０は、圧力波形の減衰係数が予め定められた値以下である場合に、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。さらに、マイコン５０は、第１の山の振幅値が、第１の谷の振幅値（すなわち圧力が変化してから最初に振幅が負方向に大きくなったときの最小値、又は、全体を通して最も振幅が負方向に大きくなったときの値）よりも小さい場合に、ガバナ付きガス器具１０の使用であると判断してもよい。さらには、上記した内容を各種組み合わせて、ガバナ付きガス器具１０の使用を判断してもよい。
【００７４】
このようにして、本実施形態に係るガスメータ４０によれば、バイパス流路４４に設けられ、一方側４３ａにて発生した圧力変化の発生を他方側４３ｂにおいて抑制する圧力抑制部４５を備えると共に、一方側４３ａと他方側４３ｂとの間で変位する変位部４２ａの変位量に応じた圧力信号を出力する信号出力部４２ｂを備えている。このような構成であるため、圧力が急激に変動した場合には、一方側４３ａにおいて圧力が変動するが、他方側４３ｂにおいては圧力抑制部４５によって圧力は変動しにくくなり、圧力差が生じることによって変位部４２ａが変位して圧力信号が出力される。一方、圧力が緩やかに変動した場合には、一方側４３ａにおいて圧力が変動すると共に、他方側４３ｂにおいても圧力が変動し、圧力差が生じずに変位部が変位せず圧力信号が出力されない（又は僅かに変位するだけで圧力波形に影響の少ない程度の圧力信号しか出力されない）。また、ガス器具１０の使用やガス漏れが発生した場合、元圧から或る安定した圧力まで圧力値は低下する。元圧が上昇している場合とそうでない場合とでは、この低下成分に相異が生じる。特に、この低下成分は、緩やかな低下を示す。このため、低下成分によって変位部４２ａは変位せず（又は僅かに変位するだけ）、低下成分を除いた他の成分によって変位部４２ａは変位等することとなる。従って、得られる圧力波形は、元圧が上昇している場合とそうでない場合とで相異する低下成分の影響を少なくしたものとなる。従って、ガス器具１０の使用判断やガス漏れ判断にあたり、低下成分の影響を受け難くなり、判断精度の低下を防止することができる。
【００７５】
また、変位部４２ａは、薄膜部材によって形成されたダイヤフラムであるため、比較的廉価で簡単な構造で圧力変動により変位する変位部を製造することができる。
【００７６】
また、圧力抑制部４５は、バイパス流路４４よりも径の小さい孔を有するオリフィスであるため、比較的簡単な構造で圧力抑制部４５を製造できると共に、孔径の調整によって抑制量を調節することができることから設計の容易化を図ることができ、比較的容易な製造を行うことができる。
【００７７】
また、変位部４２ａが所定量一方側４３ａに変位した場合、その旨を示す第１トリガ信号を出力する第１トリガ信号出力部を備えるため流路の圧力が急減した場合に、その旨を出力することができ、マイコン５０によって第１トリガ信号を入力することで、圧力の急減に応じた制御を行うことができる。
【００７８】
また、変位部４２ａが所定量他方側４３ｂに変位した場合、その旨を示す第２トリガ信号を出力する第２トリガ信号出力部を備えるため流路の圧力が急増した場合に、その旨を出力することができ、マイコン５０によって第２トリガ信号を入力することで、圧力の急増に応じた制御を行うことができる。
【００７９】
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。例えば、本実施形態において圧力値は１ミリ秒に１回の計測間隔となっていたが、これに限らず、計測間隔は適宜変更可能である。
【００８０】
また、本実施形態において判断装置はガスメータ４０の内部構成として存在しているが、これに限らず、判断装置をガスメータ４０から取り出して構成してもよい。
【００８１】
また、本実施形態において圧力センサ４２は、歪みゲージを備えるものであったが、これに限らず、静電容量式やピエゾ抵抗式など、他の構成を備えるものであってもよい。
【００８２】
さらに、ガスメータ４０内から、圧力センサ４２、分岐管４３及び圧力抑制部４５を取り出して、圧力信号出力装置として構成してもよい。この場合、ガス器具の使用判断やガス漏れ判断にあたり、低下成分の影響を受け難くなり、判断精度の低下を防止する判断装置の提供に寄与することができるからである。
【００８３】
さらに、第１トリガ信号出力部及び第２トリガ信号出力部は以下のようになっていてもよい。図１２は、第１トリガ信号出力部及び第２トリガ信号出力部の他の例を示す構成図である。図１２に示す例では、２つの分岐管４３Ａ，４３Ｂを備えている。なお、分岐管４３Ａ，４３Ｂの数は２つに限らず、３つ以上であってもよい。また、それぞれの分岐管４３Ａ，４３Ｂごとにバイパス流路４４Ａ，４４Ｂが設けられ、それぞれのバイパス流路４４Ａ，４４Ｂには、圧力抑制部４５Ａ，４５Ｂが設けられている。また、第１の分岐管４３Ａ側には、接点５１Ａと第１接点５２が設けられており、変位部４２Ａａが所定量一方側４３ａに変位した場合、その旨を示す第１トリガ信号を出力する。一方、第２の分岐管４３Ｂ側には、接点５１Ａと第２接点５３が設けられており、変位部４２Ｂａが所定量他方側４３ｂに変位した場合、その旨を示す第２トリガ信号を出力する。以上のように構成された場合も、マイコン５０によって第１トリガ信号を入力することで、圧力の急減に応じた制御を行うことができると共に、マイコン５０によって第２トリガ信号を入力することで、圧力の急増に応じた制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態に係る判断装置を含むガス供給システムの構成図である。
【図２】図１に示したガバナの一例を示す側方断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るガスメータの構成図である。
【図４】ガバナ付きガス器具の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。
【図５】ガバナ無しガス器具の使用を開始したときの圧力変化の様子を示すグラフである。
【図６】ガバナ無しガス器具での燃料ガスの供給の様子を示す概略図である。
【図７】ガス漏れ時の圧力変化の様子を示すグラフである
【図８】元圧が上昇している場合と上昇していない場合とにおけるガス器具の使用開始時の圧力波形を示すグラフである。
【図９】元圧が上昇している場合と上昇していない場合とにおける圧力変化の波形を示すグラフである。
【図１０】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。
【図１１】図１０に示したステップＳ１３の詳細を示すフローチャートであり、ガス器具の使用及びガス漏れ判断に関する処理を示している。
【図１２】第１トリガ信号出力部及び第２トリガ信号出力部の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００８５】
１…ガス供給システム
１０…ガス器具
１２…遮断弁
１３…ガバナ
１３ａ…ガバナ内弁
１３ｂ…ノズル
１３ｃ…外壁
１３ｄ…ガバナキャップ
１３ｅ…ダイヤフラム
１３ｆ…調整スプリング
１３ｇ…調整ネジ
１３ｈ…空気孔
１４…バーナー
２０…調整器
３１…第１配管
３２…第２配管
４０…ガスメータ（判断装置）
４１…流量センサ
４２…圧力センサ
４２ａ，４２Ａａ，４２Ａｂ…変位部
４２ｂ，４２Ｂａ，４２Ｂｂ…信号出力部
４３，４３Ａ，４３Ｂ…分岐管
４４，４４Ａ，４４Ｂ…バイパス流路
４５…圧力抑制部
５０…マイコン
５０ａ…圧力検出部（圧力検出手段）
５０ｂ…記憶部
５０ｃ…判断部（判断手段）
５１…接点
５２…第１接点
５３…第２接点
【図１】
2010139285.tif 000004
【図２】
2010139285.tif 000005
【図３】
2010139285.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2010139285.tif 000009
【図７】
2010139285.tif 000010
【図８】
2010139285.tif 000011
【図９】
2010139285.tif 000012
【図１０】
2010139285.tif 000013
【図１１】
2010139285.tif 000014
【図１２】
2010139285.tif 000015