(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流量信号を増幅し検出する流量検出手段と、
前記流量検出手段の検出値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、
前記流量演算手段で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、
前記流量検出手段で調整した信号増幅を判定する複数の判定値を有する増幅度判定手段と、
前記増幅度判定手段での増幅度が所定値以上の場合、前記流量検出手段において超音波信号が受信できない場合、または前記流量検出手段において超音波信号の伝播時間がガスと空気以外の伝播時間と判断された場合、に計測異常であると判定する計測異常判定手段と、
タイマを用いて所定時間を計時し、計時が終了していないときは異常判定機能を無効とし、計時が終了すれば異常判定機能を有効にする異常判定有効無効切替手段と、
異常判定機能が無効時かつ計測異常でない場合に、前記平均流量演算手段で求められた平均流量よりガスの使用状態を記憶する使用状態記憶手段と、
前記使用状態記憶手段の内容に応じて適正条件を変更する適正条件変更手段と、
前記平均流量演算手段で求めた平均流量と、前記適正条件変更手段で設定された適正条件と比較して比較異常の有無を判定する比較異常判定手段と、
異常判定機能が有効となった後に、タイマにおいて所定時間の計時を再スタートさせることにより異常判定機能を無効とする強制再学習手段と、
異常判定機能が有効時において、前記計測異常判定手段で計測異常と判定された時、或いは前記比較異常判定手段で比較異常と判断された時にガスの供給を遮断する遮断手段と、
を備えたガス遮断装置。
【請求項２】
前記増幅度判定手段おいて、増幅度が所定値以上に達したのを検出した時に前記強制再学習手段を動作させる、
請求項１記載のガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス遮断装置に関し、特に超音波で流量計測し保安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としては、図３に示すようなものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１のガス遮断装置について、図３を用いて簡単に構成を説明する。
【０００４】
ガス流路内に距離Ｌだけ離され、かつガス流方向Ｙに対して角度θをなすように、対向して配置された２つの音響トランスデューサＴＤ１、ＴＤ２を有する。両トランスデューサＴＤ１、ＴＤ２の上流側にガス遮断弁１０１が設けられている。各トランスデューサＴＤ１、ＴＤ２はトランスデューサＩ／Ｆ回路１０２，１０３を介して送信回路１０４、受信回路１０５に接続されている。送信回路１０４はマイクロコンピュータ（μＣＯＭ）１０６の制御の下で、トランスデューサＴＤ１、ＴＤ２の一方を駆動して超音波を発生させる。μＣＯＭ１０６には、各種処理を行うＣＰＵ１０６ａ、プログラムを格納したＲＯＭ１０６ｂと読み出し専用メモリＲＡＭ１０６ｃが内蔵されている。受信回路１０５はガス流路を通過した超音波信号を受信した他方のトランスデューサＴＤ１、ＴＤ２からの受信信号を処理する。μＣＯＭ１０６には、表示器１０７が接続されている。
【０００５】
次に従来例のガス遮断装置について、その構成の動作について説明する。μＣＯＭ１０６は、２つのトランスデューサＴＤ１、ＴＤ２を用いてサンプリング時間毎ガス流速を計測し、瞬時流量計測処理を行う。又μＣＯＭ１０６のＣＰＵ１０６ａは流量計測処理を行うと共に、正確な流量計測を行えているかを判断する計測異常判断処理を行っている。そして、超音波受信信号を受信時波高値が閾値を越えた後の伝搬時間を計測する。ここで、閾値を超えるようにゲイン調整を行っているが、μＣＯＭ１０６はゲインを最大にしても閾値を超えた超音波を受信できない時正確な流速計測が行えないと判断している。
【０００６】
ＣＰＵ１０６ａは、出荷モード解除後、ガス遮断弁の復帰安全確認する復帰処理を行い、混在判断手段、停止手段として働く。出荷モード解除後から、超音波信号の受信状態や、超音波信号によって演算した瞬時流量に基づいて供給ガスと空気との混在無が検出されるまでの間、混在状態が発生していると判断して流量異常の判断を停止する。この停止処理を抜けると、流量異常の判断に基づいて復帰安全確認処理を行う。
【０００７】
また、ＣＰＵ１０６ａは、出荷モード、ガス遮断弁の復帰安全確認を行う第１学習モード、第１学習モード終了後に移行され、第１学習モード開始から第３所定時間経過した後、第３所定値を超えたガス流量が流れるのを待つ第２学習モードを含む複数のモードに応じた動作を行い、混在判定手段は出荷モードである間、出荷モード解除直後に行われる第１学習モードである間、又は出荷モード解除直後に行われる第２学習モードである間、混在が発生していると判断する。従って、ガス置換作業や混在が発生する可能性がある出荷モード、第１学習モード、又は第２学習モードである間は、流速計測手段の計測異常を停止する。
【０００８】
更に、ＣＰＵ１０６ａは、出荷モード解除直後に第２学習モードに移行すると、流速計測手段による計測可不可状態、又は流速計測手段により計測した流速に基づいた混在有無の検出を開始する混在判断手段を有し、混在判断手段は出荷モード解除直後の第２学習モ
ードである間でも、混在無を検出すると、混在が発生していないと判断することにより第２学習モードが終了するのを待たずに、迅速に計測異常を開始する。
【０００９】
また、学習モード２終了後は、初期学習３，４、本設定の順で進む。本設定モード中に遮断事象が発生し、ガスメータのモードが学習モード１、２に戻った場合、ガス置換が行われないので、計測異常の判断の対象とならないようにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４１９９１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記従来の構成のガス遮断装置では、出荷モード解除後の復帰安全確認時に、超音波の受信状態や瞬時流量に基づいて空気と供給ガスとの混在を判断し流量異常の判断を停止しているが、停止時どのように流量異常値を処理するか開示されていない。又、設置した以降ガス需要家が入居時に新しい大型燃焼量のガス器具に交換したり、新たに新ガス器具を設置工事する場合があり、新たに遮断条件を学習しなおす必要が生じ、その為に強制的に学習状態に戻す場合がある。そして、この際、ガス事業者が一部のガス器具のみでエアパージする場合があり、他の配管内にエア等の異ガスが残っていることがある。この場合、時間経過と共に自然とガス流路内に供給ガス以外の気体と混じることになる。
【００１２】
このように、出荷モード以降の第２学習モードにおいてもガス置換が完了し、混在判断が完了したとはいえず、別のガス配管、給湯器配管内のエアが対流により流量計測部が混在状態となり、誤って学習データに使用され結果としてガスの混在と誤判定することがあり、誤遮断が発生するという課題を有している。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するもので、ガス流路内に異ガスとの混合状態が発生しようとも誤遮断のしない使い勝手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】
【００１４】
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、異常発生時にガスの供給を遮断するガス遮断装置であって、流量信号を増幅し検出する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で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、前記流量検出手段で調整した信号増幅を判定する複数の判定値を有する増幅度判定手段と、前記流量検出手段の異常の有無を監視し異常を検出すると計測異常と判定する計測異常判定手段と、所定時間を計時するタイマ手段と、前記タイマ手段の計時中において、前記平均流量演算手段で求められた平均流量よりガスの使用状態を記憶する使用状態記憶手段と、前記使用状態記憶手段の内容に応じて適正使用条件を変更する適正条件変更手段と、所定期間を計時後、前記計測異常判定手段を作動開始させる期間計時手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量と、前記適正条件変更手段で設定された適正条件と比較して異常の有無を判定する異常判定手段と、前記タイマ手段及び前記期間計時手段を再スタートさせ再度使用状態を監視しなおすと共に計測異常判定を遅延させる強制再学習手段と、前記計測異常判定手段で計測異常と判定された時、或いは、前記異常判定手段で異常判定成立時にガスの供給を遮断する遮断手段とからなる。
【００１５】
上記発明によれば、出荷モード中、或いは出荷モード解除以降にガスを供給できる状態であっても計測異常判定手段は機能無効状態であり、起動手段により出荷モード解除以降
タイマがスタートし使用状態を観測しつつ、無効状態でも増幅度が所定値以上で計測された流量値が使用状態記憶手段に格納されず、かつ使用状態の観測用タイマとは別に期間計時手段によりガス供給配管内の混合状態発生による異常状態を回避する所定期間が経過することにより、計測異常判定手段を機能有効に切替え、新築家屋等で空き家状態でガス配管中に充分供給ガスが充満していない状態で放置されていても、長期の期間が設定されその設定期間中に均質化され、期間計時手段で計時中に入居されガス器具使用し供給ガスに一気に変わり、かつ期間が経過以降余裕を持って計測異常判定手段が有効となるが、計測異常判定手段が有効となった以降強制再学習手段によりタイマ手段や期間計時手段が再スタートさせられると、再度計測異常判定手段が無効状態となるので、ガス需要家宅が大型燃焼器具に交換設置された場合等設置工事に伴い、配管内大量の空気が入り込むが、不十分なエアパージをされたとしても計測異常判定が無効設定となるので、誤って出荷モードからの復帰時に遮断するという不具合がなく、確実かつ正確、安全に保安監視を行える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のガス遮断装置は、設置された以降ガス需要家が入居前に簡単にガス器具を操作しガス漏れ等チェックをした後、タイマがスタートし使用パターンを観測し使用状態を記憶する状態に至っても、ガス配管内の異ガスの混合状態が解消され均質化するまでの長期間、計測異常判定手段の機能を無効状態としており、長時間の期間経過後に余裕を持って機能有効に切替えるが、切り替えた以降でガス器具交換工事等が実施され配管内に再びエア等の異ガスが大量に入り込んだ場合でも、強制再学習手段によりタイマ手段や期間計時手段がリセット再スタートすることで、所定期間計測異常判定手段が無効となり、誤遮断することなく、供給配管中に異ガスが混合状態が解消され、均質なガスで充分満たされた状態になっており、本来の流量検出手段の異常、或いは計測システムの異常監視を行え、早期に計測異常判定手段を有効にすることにより復帰安全確認中に誤遮断するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】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２】同実施の形態２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
【発明を実施するための形態】
【００１８】
第１の発明は、異常発生時にガスの供給を遮断するガス遮断装置であって、流量信号を増幅し検出する流量検出手段と、前記流量検出手段の検出値より瞬時流量を演算する流量演算手段と、前記流量演算手段で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、前記流量検出手段で調整した信号増幅を判定する複数の判定値を有する増幅度判定手段と、前記流量検出手段の異常の有無を監視し異常を検出すると計測異常と判定する計測異常判定手段と、所定時間を計時するタイマ手段と、前記タイマ手段の計時中において、前記平均流量演算手段で求められた平均流量よりガスの使用状態を記憶する使用状態記憶手段と、前記使用状態記憶手段の内容に応じて適正使用条件を変更する適正条件変更手段と、所定期間を計時後、前記計測異常判定手段を作動開始させる期間計時手段と、前記平均流量演算手段で求めた平均流量と、前記適正条件変更手段で設定された適正条件と比較して異常の有無を判定する異常判定手段と、前記タイマ手段及び前記期間計時手段を再スタートさせ再度使用状態を監視しなおすと共に計測異常判定を遅延させる強制再学習手段と、前記計測異常判定手段で計測異常と判定された時、或いは、前記異常判定手段で異常判定成立時にガスの供給を遮断する遮断手段とからなる。
【００１９】
そして、出荷モード中、或いは出荷モード解除以降ガスを供給できる状態であっても計測異常判定手段は機能無効状態であり、起動手段により出荷モード解除以降、タイマがスタートし使用状態を観測しながら、無効状態でも誤って増幅度が所定値以上の流量値が使
用状態記憶手段に格納されず、かつ期間計時手段によりガス供給配管内の混合状態発生による異常状態による誤判定や誤遮断を回避する所定期間が経過することにより、計測異常判定手段を機能有効となるが、計測異常判定手段が有効となった以降でも、強制再学習手段によりタイマ手段や期間計時手段が再スタートさせられると、再度計測異常判定手段が無効状態となるので、ガス需要家宅が大型燃焼器具に交換設置された場合等設置工事に伴い、配管内大量の空気が入り込み、不十分なエアパージをされたとしても計測異常判定が無効設定となるので、ガス配管中に充分供給ガスが充満していない状態で放っておかれても、長期の期間が設定されその設定期間中に均質化され、期間が経過以降計測異常判定手段が有効となるので、誤って出荷モードからの復帰時に遮断するという不具合がなく、事業者が不要な出動をすることなく安全に保安監視を行える。
【００２０】
第２の発明は、特に第１の発明において、前記期間計時手段で動作開始以降前記増幅度判定手段より所定値以上の増幅度に達したのを検出した時に再度期間計時を開始させるリトライ判定手段を備えたんものである。
【００２１】
そして、期間計時手段で期間カウント中に配管内が対流により混合状態となった場合、リトライ判定手段により期間計時をリセットスタートすることができる。
【００２２】
第３の発明は、特に第１または２の発明の遮断装置の手段の全てもしくは一部をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００２３】
そして、プログラムであるのでマイコン等を用いて本発明のガス遮断装置の一部あるいは全てを容易に実現することができる。また記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は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を示す図である。図３と同相当物には同一番号を付している。
【００２５】
図示していないが、ガス遮断装置は各家庭の庭等に設置され、このガス遮断装置を経由した後、各家庭で使用する種々のガス器具が設置された場所まで配管され、ガスが供給される。そのガス遮断装置の内部構成は流路と制御装置とがある。流路はガス遮断装置の流入口より入口側流路を介し、底部の流路を経て、出口側流路を介し、各ガス器具へガスを供給する供給口につながっている。
【００２６】
図１は同ガス遮断装置の制御ブロック図である。流量検出手段１は上流側送受信器２、下流側送受信器３、切替手段４、送信手段５、受信手段６、伝搬時間計測手段７、振幅判定手段８、及び増幅度調整手段９とからなる。超音波を送信または受信する上流側送受信器２と、同じく受信または送信する下流側送受信器３が切替手段４によって送受信の切り換えが可能になっている。超音波信号を送受信する上流側送受信器２と下流側送受信器３とは流路の上流と下流に対向して取り付けられている。
【００２７】
この上流側送受信器２、或いは下流側送受信器３に超音波信号を出力する送信手段が接続され、切替手段４によって上流側送受信器２、或いは下流側送受信器３を介して超音波信号を受信手段６で受信する。
【００２８】
まず、送信手段５により上流側送受信器２で超音波信号を送信し、下流側送受信器３で受信し、受信手段６からの受信信号を伝搬時間計測手段７で伝搬時間を計測する。次に、切替手段４により切替えて同様に下流から上流に向かって超音波信号を送信し、伝搬時間を計測する。そして、上流側送受信器２と下流側送受信器３との超音波の伝搬時間差は予
め定めた周期毎（例えば２秒毎等）に求められる。
【００２９】
受信手段６で受信した超音波信号は振幅判定手段８で適正な大きさの信号振幅かを判定するが、大きすぎたり小さすぎたりする場合は伝搬時間計測に誤差を生ずるので、適正な大きさになるように増幅度調整手段９で調整する。そして、次回受信手段６は調整された増幅度で、送信手段５からの超音波信号を受信する。
【００３０】
そして、所定周期毎計測し求めた伝搬時間は流量演算手段１０で瞬時流量に換算される。又瞬時流量は平均流量演算手段１１に入力され、所定個数の瞬時流量を集合して平均流量値として算出される。一方、流量検出手段１の超音波信号の振幅レベルを調節する増幅度を増幅度判定手段１２で監視する。通常流量が大きくなったり、超音波が通過する流路が均質な媒体でない場合、超音波信号受信感度が低下するので増幅度が大きくなる傾向がある。
【００３１】
計測異常判定手段１３は、流量検出手段１の異常の有無を判定する。例えば、増幅度判定手段１２の増幅度が所定値以上の場合、何らかの原因で超音波受信信号が異常に低下していると判断する。又、流量検出手段１において、上流側送受信器２より超音波信号を送信し下流側送受信器３で受信できなかった場合、或いは下流側送受信器３で超音波信号を受信し伝搬時間計測手段７で計測した伝搬時間が本来の供給ガス、或いは空気以外の伝搬時間を検出した場合、異ガス混入と判定し、正しく超音波による流量計測ができないと判定する。
【００３２】
起動手段１４は、例えばテストスイッチと呼ばれるリードスイッチ等でなり、ガス事業者が磁石などにより操作され、操作信号が入力されると出荷モード状態が解除される。起動手段１４は、操作することにより出荷モード状態に至らせたりもする。又出荷モードを解除し復帰させる復帰スイッチ（図示せず）を操作させると、復帰安全確認時間経過後、ガス器具を使用可能となる通常状態に至る。
【００３３】
タイマ手段１５は、起動手段１４より出力される起動信号を入力すると所定時間のカウントを開始する。この所定時間は予め設定されてもよいし、任意に設定できるものでもよく、例えば１週間とか１ヵ月というようなスパンである。このタイマ手段１５の作動開始と同時に使用状態記憶手段１６は、ガスの使用パターン、即ち平均流量演算手段１１からの平均流量により合計流量・増加流量・継続使用時間を記憶していく。ただし、計測異常判定手段１３が無効状態の場合には、後述の増幅度判定手段１２で判定された増幅度が所定値以上の時、流量は使用状態記憶手段１６には記憶されず、正常な増幅度で計測された流量のみが記憶される。
【００３４】
使用状態記憶手段１６は、各々実測されたガスの使用パターンの最大を記憶するために更新していく。タイマ手段１５がカウント終了すると、最終データが適正条件変更手段より出力される。
【００３５】
起動手段１４が操作されると、計測異常判定手段１３の機能を作動許可する為の期間計時手段１８にも起動信号が入力され、期間計時手段１８は、所定期間の計時をスタートする。通常、計測異常判定手段１３は、機能無効で異常判定を作動させていない。ガス事業者により設置されたガス遮断装置は通常出荷モード状態であり、起動手段１４を操作することにより出荷モード状態より解除され、通常のガス器具が使用される状態になるとタイマ手段１５と期間計時手段１８とがカウントスタートする。所定期間の計時が完了すると、計測異常判定手段１３は機能有効に切り替わり、各種の計測に関する異常判定の有無を実施する。
【００３６】
増幅度判定手段１２は、計測異常判定手段１３が機能無効の間、ガス器具が使用されていないのに流量演算手段１０で求めた瞬時流量が大きく増幅度判定手段が所定値以上の値を示している時、出荷モード解除後も充分配管内に供給ガスと他の気体が混合していると判定し、その時の瞬時流量を用いず、記憶されている直近の過去の正常な増幅度の時に計測した瞬時流量を採用し、平均流量演算手段１１に出力する。
【００３７】
増幅度判定手段１２は複数の判定値を有し、例えば上流側送受信器２や下流側送受信器３にダスト等がたまり次第に大きな増幅度でないと流量計測できなくなる判定値や、上流側送受信器２や下流側送受信器３が断線したとき、超音波信号を受信できないので、増幅度調整手段９で増幅度を大きくする調整を行い、最大の増幅度となるが、このような場合に流量計測不可と判定するための判定値を有する。
【００３８】
又、流量検出手段１は正常でもガス配管中に例えば空気等の異ガスと混合状態にあると、流量検出時超音波は異なった密度の媒体間を伝搬することになり、屈折や反射を起しつつ進む為、受信手段６に到達した超音波信号は振幅判定手段８で超音波信号のレベルを判定すると非常に小さなレベルとなる。そこで増幅度調整手段９で信号レベルを大きくする為に増幅度を大きくするが、結果、前述のダスト検出レベルを超える場合となり、計測不可の判定値を超える場合もある。本来ガス器具の停止状態であるのに、混合状態が生ずると器具流量のような高い流量を示すことがある。
【００３９】
そして、異常判定手段１９は、求められた平均流量で使用ガス器具の監視を行ったり、現在の流量検出手段１に異常はないか監視を行う。異常判定手段１９は、初期設定値の流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等の初期値が記憶されている。例えば、ガスストーブ等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、ガス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の制限時間等が記憶されている。
【００４０】
この設定値と平均流量値とを異常判定手段１９で比較判定することで、流量値が使用最大流量値を超えていないか、或いはガス器具の使用時間が登録流量に対応した連続使用の制限時間を超えていないか等を監視する。又、異常判定手段１９は、タイマ手段１５がカウント完了すると、適正使用条件変更手段１７からの出力値と比較し、小さいほうの遮断判定値を選んで適正使用条件として設定し直す。
【００４１】
この異常判定手段１９で異常成立と判定した時、遮断手段２０に遮断信号を送ってガス供給を停止する。また、報知通信手段２１は、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ガス事業者のセンターに電話回線等の通信により通報する。
【００４２】
強制再学習手段２２は、例えば通信、或いは起動手段や復帰手段（図示していないが）等の組み合わせ操作によりタイマ手段１５や期間計時手段１８をリセットし再スタートさせる。需要家が入居前に大型の燃焼量のガス器具と交換する場合がある。この設置工事により再度、合計流量遮断、増加流量遮断や使用時間遮断の遮断監視判定値を使用パターンを観測して設定しなおす必要があり、そのような場合操作される。操作されると以降ガス需要家のガス器具使用パターンを使用状態記憶手段１６に記憶しなおし、所定タイマ時間が経過すると適正使用条件変更手段１７により新しい設定値を出力する。と同時に期間計時手段１８がリセットされると計測異常判定手段１３が機能無効状態に戻る。万が一、新ガス器具設置時に配管内の異ガスが充分除去されておらず所定増幅度以上で流量計測する状態が発生した場合でも、誤って流量検出手段１の計測異常と誤判定しない。
【００４３】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築、或いは検満による交換設置時、出荷モード状態にある。ガス需要家が入居しガス器具を使用開始する前にガス事業者により出荷モードが解除される。即ち起動手段１４で、例えばテストスイッチと呼ばれるスイッチの操作により、出荷モード状態が解除され、復帰操作により遮断手段２０が復帰される。そして復帰後、ガス器具を使用しガス漏れがないか点検するが、この点検により配管内の空気などの供給ガスとは異なる異ガスをパージする。
【００４４】
しかし、即座にガス器具を使用できるように、未入居の段階より既に出荷モード状態が解除されている場合もある。こうした場合、例えばガステーブルのみのガス器具を使用し簡単に着火検知確認程度で、十分配管内のエアをパージしきれず終える場合もあり、充分にガス配管内が供給ガスで満たされていない状態となる。
【００４５】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、時間がたつにつれ流路内は、対流により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となる為、上流側送受信器２や下流側送受信器３等より送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、屈折が起こり受信手段６で受信する信号レベルは小さくなる。
【００４６】
このような状態を流量検出手段１の振幅判定手段８で検出すると、増幅度調整手段９で信号レベルを大きくするように増幅度を大きくするが、混合状態が継続する為に増幅度は異常に高くなる。又、混合状態である為に、超音波信号振幅は安定せず、レベル変動が常時おきる。このような状態で超音波信号の伝搬時間が検出値として計測され、この信号が流量演算手段１０に送られて瞬時流量として換算されるが、混合状態のため上流側送受信器２や下流側送受信器３間の受信信号のレベルが変動すると共に信号の伝搬時間が絶えず変動するため、ガス器具を全く使用していない流量状態であるのに伝搬時間計測手段７で計測した伝搬時間値が変化するので、結果、流量演算手段１０で求めた流量値が変動する。
【００４７】
ガス遮断装置は一般に出荷モード状態で設置されているが、設置工事形態により、出荷モードが解除され復帰された状態の場合もある。通常、計測異常判定手段１３の機能は無効状態となっており、起動手段１４により出荷モード解除状態より通常の供給ガスを使用できる状態になってからタイマ手段１５や期間計時手段１８がタイマカウント開始する。
【００４８】
期間計時手段１８の期間は通信などで可変できるが、例えば数週間等の期間が設定される。タイマ手段１５が作動中、平均流量演算手段１１よりの流量より使用状態を記憶する。タイマ手段１５や期間計時手段１８が作動中に増幅度判定手段１２より所定増幅度以上との出力信号がだされ、供給ガス以外の気体との混合状態である信号が出力された場合、その時の流量演算手段１０の瞬時流量は使用せず、例えば増幅度判定手段１２の出力信号が異常と判定する前の正常状態の増幅度で計測した瞬時流量を使用し、平均流量演算手段１１に出力する。即ち、増幅度判定手段１２で異常と判定された時の流量は使用状態記憶手段１６には記憶されないようにしている。
【００４９】
タイマ手段１５がカウント完了すると、使用状態記憶手段１６の格納値より適正使用条件変更手段１７により新しい遮断判定値（合計流量遮断、増加流量遮断や使用時間遮断の判定値）が異常判定手段１９に出力される。一方、期間計時手段１８により所定期間が計時されると、計測異常判定手段１３の機能を有効に切替える。即ち、この所定期間の間にガス需要家が入居されると、ガス器具を使用することにより計測異常判定手段１３が無効の間に供給配管内は充分供給ガスにパージされ、供給ガスに切り替わった状態で計測異常判定の機能無効から有効に切り替わる。従って、他の気体との混合状態が解消されており、混合状態での異常な流量計測が発生しない。
【００５０】
計測異常判定手段１３が有効となった以降、増幅度判定手段１２が所定レベル以上となる場合は、上流側送受信器２や下流側送受信器３が経年劣化し或いはダスト等により正常計測できにくい流路状態となった可能性が高い。そこでこのような状態を計測異常判定手段１３で検出すると異常判定手段１９に信号出力し、この異常判定手段１９で異常成立と判定した時、遮断手段２０に遮断信号を送ってガス供給を停止する。
【００５１】
また、報知通信手段２１は、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ガス事業者のセンターに電話回線等の通信により通報する。ガス事業者は直ちにガス遮断装置を交換する等の対応措置を実施でき、速やかに異常状態を回避することが可能である。
【００５２】
未入居のままタイマ手段１５がカウント完了し適正使用条件変更手段１７により新しい遮断判定値が確定した以降、ガス需要家の入居が決定し入居前に新しいガス器具を増設工事されたり、大型の給湯器に交換工事される場合がある。こうした場合、強制再学習手段２２により、再度適正使用条件を決定することになる。強制再学習手段２２が操作されるとタイマ手段１５や期間計時手段１８がクリアされ再度カウント開始すると共に、使用状態記憶手段１６は使用パターンを記憶し始める。同時に計測異常判定手段１３は機能無効となる。設置工事により供給ガスと空気などの異ガスとが混合状態となり、増幅度が所定値以上となる流量計測が発生しても、計測異常判定を行わないと共に使用状態記憶手段１６に異常な流量を記憶しない。増幅度が正常時の流量値を格納する。
【００５３】
一方並行して、平均流量演算手段１１では流量演算手段１０で求めた瞬時流量を所定個数毎の平均流量値として演算される。求められた平均流量は異常判定手段１９には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばガスストーブ等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に、初期設定値として合計流量遮断値や、ガス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の制限時間等が記憶されている。
【００５４】
異常判定手段１９は、タイマ手段１５がカウント完了すると適正使用条件変更手段１７から出力された新たな遮断判定値と初期設定値とを比較し、小さい方の設定値を新しい遮断判定値として採用する。この遮断判定値と平均流量値とを異常判定手段１９で比較判定することで、流量値が使用最大流量値を超えていないか、或いはガス器具の使用時間が登録流量に対応した連続使用の制限時間を超えていないか等監視し、超えた場合遮断信号を出力する。強制再学習手段２２が操作されると異常判定手段１９は、初期設定値に戻る。
【００５５】
本実施の形態では、計測異常判定手段１３の機能切替用の期間計時手段１８と適正使用条件を求める為のタイマ手段１５とが独立して作動しており、ガス需要家が入居されなかった場合、起動手段１４が操作された以降、タイマ手段１５は作動開始するため、使用パターンの観測が開始されてしまい、使用状態記憶手段１６に記憶される。従って、供給ガスと空気との混合状態により異常な増幅度となり異常な流量を検出することがあっても、正常増幅度で計測された流量のみが残り、異常な流量値は使用しないためにタイマ手段１５がカウント完了時、適正使用条件変更手段１７では異常な遮断判定値が設定されるのを防止できる。
【００５６】
また、未入居が継続しその間、タイマ手段１５が完了しても、期間計時手段１８により、供給配管内の混合状態が対流により均質な状態に切り替わるまでの期間に設定されており、その期間後、計測異常判定手段１３が機能無効から有効に切り替わるため、誤って計測異常と判定することがない。各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、供給ガスとそれ以外のガスとが一旦混合状態となると温度により対流で異常な増幅度の状態が出
現するが、遮断値を決定する為の使用パターン観測用タイマであるタイマ手段１５と、混合状態解消判定の期間計時手段１８とは独立しているので、誤って早期に計測異常判定手段１３を有効にして誤遮断や誤判定に至ることがない。
【００５７】
なお、本実施の形態に使用した構成は一例であり、又使用形態も本実施の形態に限定されるものではない。
【００５８】
以上のように、ガス遮断装置の計測異常判定手段１３は供給配管中の気体の混合の有無に係わらず機能無効状態であり、各種遮断判定値の適正条件を求める為のタイマであるタイマ手段１５とは別の混合状態が解消され均質な気体状態となるまでの期間が設定された期間計時手段１８による所定期間が経過すると計測異常判定手段１３は機能有効となり、又、強制再学習手段２２によりタイマ手段１５や期間計時手段１８がリセットされると、再度、計測異常判定手段１３を無効状態に戻すので、流量検出手段１の機能が正常に動作しているか否かを監視することにより、流量検出手段１が誤って混合気体下で流量計測し、あたかも流量検出手段１の異常であると誤判定し誤遮断するのを防止することができ、ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【００５９】
（実施の形態２）
図２は本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置の制御ブロック図を示す図である。図１や図３と同相当物には同一番号を付している。
【００６０】
図２は同遮断装置の制御ブロック図である。リトライ判定手段２３は、期間計時手段１８が起動した後、流量検出手段１の超音波信号の信号レベルを監視する増幅度判定手段１２より所定値以上の増幅度に達したのを入力されると、使用パターンを観測するタイマ手段１５がカウント進行しているのに異常な混合状態が発生したと判定し期間計時手段１８の計時をゼロスタートさせる。又、強制再学習手段２２により再度、タイマ手段１５や期間計時手段１８がカウントしなおしている最中でも、所定値以上の増幅度を示す状態が発生すると、工事により供給ガス配管中のエアパージが充分なされず、供給ガス以外の異ガスとの混合状態にあると判定し、計測異常判定手段１３の機能有効切替えを更に遅延させる。
【００６１】
次に、以上のように構成されたガス遮断装置の動作を説明する。ガス遮断装置は新築、或いは検満による交換設置時、出荷モード状態にある。ガス需要家が入居しガス器具を使用開始する前にガス事業者により出荷モードが解除される。即ち、起動手段１４で、例えばテストスイッチと呼ばれるスイッチの操作により、出荷モード状態が解除され、復帰操作により遮断手段２０が復帰される。そして復帰後、ガス器具を使用しガス漏れがないか点検するが、この点検により配管内の空気などの供給ガスとは異なる異ガスをパージする。
【００６２】
しかしながら、即座にガス器具を使用できるように、未入居の段階より既に出荷モード状態が解除されている場合もある。こうした場合、例えばガステーブルのみのガス器具を使用し簡単に着火検知確認程度で、十分配管内のエアをパージしきれず終える場合もあり、充分にガス配管内が供給ガスで満たされていない。
【００６３】
このような配管内状況下で流量計測が行われると、時間がたつにつれ流路内は、対流により供給ガスと空気等の異なるガスが混合状態となる為、上流側送受信器２や下流側送受信器３等より送信される超音波は、混合気体の中を伝搬することとなり、屈折が起こり受信手段６で受信する信号レベルは小さくなる。このような状態を流量検出手段１の振幅判定手段８で検出すると、増幅度調整手段９で信号レベルを大きくするように増幅度を大き
くするが、混合状態が継続する為に増幅度は異常に高くなる。
【００６４】
又、混合状態である為に、超音波信号振幅は安定せず、レベル変動が常時起きる。このような状態で超音波信号の伝搬時間が検出値として計測され、この信号が流量演算手段１０に送られて瞬時流量として換算されるが、混合状態のため上流側送受信器２や下流側送受信器３間の受信信号のレベルが変動すると共に信号の伝搬時間が絶えず変動するため、ガス器具を全く使用していない流量状態であるのに伝搬時間計測手段７で計測した伝搬時間値が変化するので、結果、流量演算手段１０で求めた流量値が変動する。
【００６５】
ガス遮断装置は一般に出荷モード状態で設置されているが、設置工事形態により、出荷モードが解除され復帰された状態の場合もある。通常、計測異常判定手段１３の機能は無効状態となっている。起動手段１４により出荷モード解除状態より通常の供給ガスを使用できる状態になってからタイマ手段１５や期間計時手段１８がタイマカウント開始する。期間計時手段１８の期間は通信などで可変できるが、例えば数週間等の期間が設定される。タイマ手段１５が作動中、平均流量演算手段１１よりの流量より使用状態を記憶する。
【００６６】
タイマ手段１５や期間計時手段１８が作動中に増幅度判定手段１２より所定増幅度以上との出力信号がだされると、供給ガス以外の気体との混合状態である信号が出力された場合、その時の流量演算手段１０の瞬時流量は使用せず、例えば増幅度判定手段１２の出力信号が異常と判定する前の正常状態の増幅度で計測した瞬時流量を使用し、平均流量演算手段１１に出力する。増幅度判定手段１２で以上と判定された時の流量は使用状態記憶手段１６には記憶されないようにしている。
【００６７】
タイマ手段１５がカウント完了すると、使用状態記憶手段１６の格納値より適正使用条件変更手段１７により新しい遮断判定値（合計流量遮断、増加流量遮断や使用時間遮断の判定値）が異常判定手段１９に出力される。
【００６８】
一方、期間計時手段１８により所定期間の経過が計時されると、計測異常判定手段１３の機能を有効に切替える。即ちこの所定期間にガス需要家が入居されると、ガス器具を使用することにより無効期間の間に供給配管内は充分供給ガスにパージされ、供給ガスに切り替わった状態で計測異常判定の機能無効から有効に切り替わる。他の気体との混合状態が解消されており、混合状態での異常な流量計測が発生しない。その以降、増幅度判定手段１２が所定レベル以上となる場合は、上流側送受信器２や下流側送受信器３が経年劣化し或いはダスト等により正常計測できにくい流路状態となった可能性が高い。そこでこのような状態を計測異常判定手段１３で検出すると異常判定手段１９に信号出力し、この異常判定手段１９で異常成立と判定した時、遮断手段２０に遮断信号を送ってガス供給を停止する。
【００６９】
また、報知通信手段２１は、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ガス事業者のセンターに電話回線等の通信により通報する。ガス事業者は直ちにガス遮断装置を交換する等の対応措置を実施でき、速やかに異常状態を回避することが可能である。
【００７０】
そして、未入居のままタイマ手段１５がカウント完了し適正使用条件変更手段１７により新設定値が確定した以降、ガス需要家の入居が決定し入居前に新しいガス器具を増設工事されたり、大型の給湯器に交換工事される場合があるが、こうした場合は、強制再学習手段２２により再度適正使用条件を決定することができる。
【００７１】
即ち、強制再学習手段２２が操作されるとタイマ手段１５や期間計時手段１８がクリアされ再度カウント開始すると共に、使用状態記憶手段１６は使用パターンを記憶し始める
。同時に計測異常判定手段１３は機能無効となる。従って、大型の給湯器に交換工事等の設置工事により供給ガスと空気などの異ガスとが混合状態となり、増幅度が所定値以上となる流量計測が発生しても、計測異常判定を行わないと共に使用状態記憶手段１６に異常な流量を記憶せず、増幅度が正常時の流量値を格納することができる。
【００７２】
一方並行して、平均流量演算手段１１では流量演算手段１０で求めた瞬時流量を所定個数毎の平均流量値として演算される。求められた平均流量は異常判定手段１９には、流量域毎に対応した使用時間の制限時間値、あるいは使用最大流量の監視判定値等が記憶されている。例えばガスストーブ等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に、初期設定値として合計流量遮断値や、ガス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の制限時間等が記憶されている。
【００７３】
そして、タイマ手段１５がカウント完了すると適正使用条件変更手段１７により新たな設定値と初期設定値とが比較され、小さい方の設定値が新設定値として採用される。この設定値と平均流量値とを異常判定手段１９で比較判定することで、流量値が使用最大流量値を超えていないか、或いはガス器具の使用時間が登録流量に対応した連続使用の制限時間を超えていないか等監視し、超えた場合遮断信号を出力する。強制再学習手段２２が操作されると異常判定手段１９は、初期設定値に戻る。
【００７４】
計測異常判定手段１３の機能切替用の期間計時手段１８と適正使用条件を求める為のタイマ手段１５とが独立して作動しており、ガス需要家が入居されなかった場合起動手段１４が操作された以降、タイマ手段１５は作動開始するため、使用パターンの観測が開始されてしまい、使用状態記憶手段１６に記憶される。供給ガスと空気との混合状態により異常な増幅度となり異常な流量を検出することがあっても、正常増幅度で計測された流量のみが残り、異常な流量値は使用しないためにタイマ手段１５がカウント完了時、適正使用条件変更手段１７では異常な遮断判定値が設定されるのを防止できる。
【００７５】
更に、未入居が継続しその間、タイマ手段１５が完了しても、期間計時手段１８で計時される所定期間は、供給配管内の混合状態が対流により均質な状態に切り替わるまでの十分な期間に設定されており、その期間後、計測異常判定手段１３が機能無効から有効に切り替わるため、誤って計測異常と判定することがない。即ち、各ガス需要家により配管状態、配管条件が異なり、供給ガスとそれ以外のガスとが一旦混合状態となると温度による対流で異常な増幅度の状態が出現するが、期間計時手段１８は、遮断値を決定する為の使用パターン観測用であるタイマ手段１５とは独立した混合状態解消判定の期間を計時する期間に設定しているため誤って早期に計測異常判定手段１３を有効にして誤遮断や誤判定にいたることがない。
【００７６】
そして、タイマ手段１５がカウントスタートした以降、増幅度判定手段１２より異常な増幅度となった出力信号がくると即ち配管内が供給ガス以外の異ガスとの混合状態であると判定し、リトライ判定手段２３により期間計時手段１８のカウントを一旦リセットし再度計時する。従って、タイマ手段１５によりガス需要家が入居しガス器具を使用することにより異常な混合状態が解消されてはいなかったと判定し、混合状態を解除され対流により完全な均質状態の気体に変わるようにする為に期間延長する。
【００７７】
なお、本実施の形態に使用した構成は一例であり、又使用形態も本実施の形態に限定されるものではない。
【００７８】
以上のように、ガス遮断装置の計測異常判定手段１３は供給配管中の気体の混合の有無に係わらず機能無効状態であり、各種遮断判定値の適正条件を求める為のタイマとは別の
混合状態が解消され均質な気体状態となるまでの期間が設定された期間計時手段１８による所定期間が経過すると計測異常判定手段１３は機能有効となり、又、強制再学習手段２２により再度、タイマ手段１５や期間計時手段１８がリセットされると適正使用条件を再度求めなおすと共に、計測異常判定手段１３を再度機能無効状態に戻すことができる。
【００７９】
従って、工事により異ガスとの混合状態になっていても、再度、リトライ判定手段２３で期間計時手段１８を更にリセットするので、流量検出手段１の機能が正常に動作しているか否かを監視することにより、流量検出手段１が誤って混合気体下で流量計測し、流量計測手段３の異常であると誤判定し誤遮断するのを防止することができ、ガス遮断装置を正常に動作させるので、安全性や信頼性が極めて高く、かつ誤遮断によりガス事業者が不要出動することなく使い勝手が高い効果がある。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、設置時の供給配管中の異ガスによる計測異常を防止する為のものであり、同様に水道メータ等の流量計測装置全般に適用できるものである。
【符号の説明】
【００８１】
１  流量検出手段
１０  流量演算手段
１１  平均流量演算手段
１２  増幅度判定手段
１３  計測異常判定手段
１５  タイマ手段
１６  使用状態記憶手段
１７  適正使用条件変更手段
１８  期間計時手段
１９  異常判定手段
２０  遮断手段
２２  強制再学習手段
２３  リトライ判定手段
【図１】
0005857179.tif 000002
【図２】
0005857179.tif 000003
【図３】
0005857179.tif 000004