(57)【要約】【課題】遮断弁が機能しないときでも安全なようにフェールセーフ機能をもたせること。【解決手段】通常はガスボンベ１２からのガスはマイコンメータ８を通りガス器具１０に供給される。マイコンメータ８は流量センサ９でガス流量を検出し、流量パターンの異常時に遮断弁１３を閉じてガス事故を防止する。一方、トランジスタ３が断線故障していた場合やマイコンのポートａが破損していた場合、万一の異常時には遮断弁１３に電流を流すことが出来ないので、定期的にテスト遮断動作を行い、トランジスタ３の断線等の故障をチェックし、異常時には警告表示や通報等で異常を知らせるようにしている。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流量やガス圧力等ガスの異常パターンやガス漏れ警報器の信号等を検出してガス流量を制御するマイコンと、該マイコンの信号によりガス通路を閉じる自己保持型の遮断装置と、前記マイコンと前記遮断装置の電力を供給する電池とを備え、前記遮断装置は前記マイコンに予め組みこまれたプログラムによりテスト的に遮断動作または遮断に類する動作を行うテスト遮断機能を有するガス安全装置。
【請求項２】
テスト遮断機能は遮断装置が実際に遮断する時間より短い時間で一回または複数回遮断に類する動作を行う請求項１記載のガス安全装置。
【請求項３】
テスト遮断機能は手動で行う機能と併用する請求項１記載または２記載のガス安全装置。
【請求項４】
テスト遮断機能は遮断装置が実際に遮断動作を行う方向とは逆の方向に電流を流す請求項１、２または３記載のガス安全装置。
【請求項５】
テスト遮断機能は遮断装置が遮断状態にある時に作動する請求項１〜４のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項６】
テスト遮断機能はガス流量がない時をマイコンが推定し、その時間に実際に遮断させる請求項１〜５のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項７】
テスト遮断機能は遮断装置への電流通路が断線していないかを確認する断線検知機能と併用してなる請求項１〜６のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項８】
テスト遮断機能は遮断装置の開閉の状態を検出する遮断状態検知回路と併用してなる請求項１ないし７のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項９】
遮断装置の開閉状態の検出は遮断弁のＬ成分で遮断状態を検出する遮断状態検知回路と併用してなる請求項１〜８のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１０】
テスト遮断機能は遮断動作を行った後、実際に遮断状態にあるかを確認するため、再度遮断動作を行う請求項１〜９のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１１】
テスト遮断機能は遮断装置を手動または自動で復帰させる時に作動する請求項１〜１０のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１２】
テスト遮断機能は容器交換リセットスイッチをリセットする時に作動する請求項１〜１１のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１３】
テスト遮断機能は遮断後すぐに復帰するように作動する請求項１〜１２のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１４】
テスト遮断機能はＴ−ＮＣＵや無線機やリモコン機器から作動する請求項１〜１３のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１５】
テスト遮断機能は流量センサの擬似遮断信号により作動する請求項１〜１４のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１６】
テスト遮断機能は圧力センサの擬似遮断信号により作動する請求項１〜１５のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１７】
テスト遮断機能は感震器の擬似遮断信号により作動する請求項１〜１６のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１８】
テスト遮断機能はガス漏れ警報器の擬似遮断信号により作動する請求項１〜１７のいずれか１項記載のガス安全装置。
【請求項１９】
テスト遮断機能はＣＯ警報器等外部接続機器の擬似遮断信号により作動する請求項１〜１８のいずれか１項記載のガス安全装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス安全装置の特にガスメータの安全回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスメータの遮断装置はリチウム電池等の電池を電源とし、流量センサによるガス流量の流量パターンをマイクロコンピュータ（以下マイコンと表記する）で記憶し、規定のパターンから逸脱した場合や、圧力センサにより異常なガス圧の場合、ガス漏れ警報器等外部接続機器からの信号、感震器からの地震信号等の不安全信号を受けた場合に遮断装置である遮断弁によりガスを遮断し、ガス漏れやガス器具の消し忘れからガス爆発や火災を防ぐ機能を有している。
【０００３】
また、ガスメータは１０年間電池交換不要の仕様であり、省電流化のため自己保持型のソレノイド弁やモータ弁が用いられている。ソレノイド弁は通常永久磁石によりガス通路の開成を保持し、ガス漏れ等異常時にはこの永久磁石による開成の向きと逆方向の向きに電流を一瞬（数十ミリセカント）流して磁力を消滅させバネ圧によりガスを閉じる。従って、一般のソレノイド弁と異なり、開成中はソレノイドへの電流が不要であり１０年間電池交換不要の省電力化が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、一般のソレノイド弁はそのドライブトランジスタ等が断線故障した場合、電流が流れなくなり遮断するフェ‐ルセーフ機能を有するが、自己保持型の場合はそのドライブトランジスタが断線しても遮断せず、フェ‐ルセーフとなっていない。
【０００５】
また、この欠点を補うために手動スイッチによるテスト遮断機能を有する。これは、ガスメータの一部にテスト遮断用のリードスイッチを設け、ガス点検時等に磁石により検針員が作動させて実際の遮断機能が正常か点検を行うものである。定期的な点検によりガスメータの安全性は保たれるが、手動で行う必要があるため、実施されることが少ない。また、近年は自動検針が行われるようになり、更にその回数はほとんど皆無である。
【０００６】
また、流量センサや圧力センサ、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器、外部接続機器、感震器の不安全信号に対してフェ‐ルセーフとなっていない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためマイコンからのプログラムにより自動的に遮断動作または遮断に類する動作を行い遮断機能の安全性を確保または向上させる。
【０００８】
また、瞬時にテスト遮断に類する回路動作を行い、あるいは遮断と逆方向に電流を流し、遮断弁を遮断させずに遮断回路の安全性を確認する。また、手動のテスト遮断、遮断弁の断線検知回路、遮断状態検知回路と併用し、遮断回路の安全性を確認する。また、遮断状態の確認は遮断弁のＬ成分で行う。また、テスト遮断は遮断状態にあるとき、ガス流量がない時、弁復帰時、容器交換リセット時に行い遮断回路の安全性を確認する。また、テスト遮断後にはすぐに自動的に復帰させる。さらに、テスト遮断は集中管理センターや検針時のリモコン機器から実施可能とする。また、流量センサや圧力センサ、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器、外部接続機器、感震器の擬似不安全信号を外部またはマイコンプログラムにより発生させてテスト遮断を行う。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に係るガス安全装置はあらかじめテスト遮断のプログラムを書きこまれたマイコンを有する。そして、マイコンは自動的にテスト遮断動作を実施する。
【００１０】
本発明の請求項２に係るガス安全装置はは遮断装置が実際に遮断する時間より短い時間で作動するテスト遮断機能を有する。そして、遮断回路の安全性を確認する。
【００１１】
本発明の請求項３に係るガス安全装置は手動で行う機能と併用するテスト遮断機能を有する。そして、遮断回路の安全性を確保される。
【００１２】
本発明の請求項４に係るガス安全装置は遮断装置が実際に遮断動作を行う方向とは逆の方向に電流を流すテスト遮断機能を有する。そして、遮断を行うことなく遮断回路の安全性を確保する。
【００１３】
本発明の請求項５に係るガス安全装置は遮断装置が遮断状態にある時に作動するテスト遮断機能を有する。そして、実使用面で安全性を損なわずに遮断装置の安全性を確保する。
【００１４】
本発明の請求項６に係るガス安全装置はガス流量がない時を前記マイコンが推定し、その時間に実際に遮断させるテスト遮断機能を有する。そして、遮断機能の安全性を確保する。
【００１５】
本発明の請求項７に係るガス安全装置は遮断装置への電流通路が断線していないかを確認する断線検知機能と併用してなるテスト遮断機能を有する。そして遮断弁ソレノイドの断線と回路の安全性が確保される。
【００１６】
本発明の請求項９に係るガス安全装置は遮断装置の開閉状態検出を遮断弁のＬ成分で検出する遮断状態検知回路と併用してなるなるテスト遮断機能を有する。
【００１７】
本発明の請求項１０に係るガス安全装置は遮断動作を行った後、実際に遮断状態にあるかを確認するため、再度遮断動作を行うテスト遮断機能を有する。
【００１８】
本発明の請求項１１に係るガス安全装置は遮断装置を手動または自動で復帰させる時に作動するテスト遮断機能を有する。
【００１９】
本発明の請求項１２に係るガス安全装置は容器交換リセットスイッチをリセットする時に作動するテスト遮断機能を有する。本発明の請求項１３にかかるガス安全装置は遮断後すぐに復帰するように作動するテスト遮断機能を有する。
【００２０】
本発明の請求項１４に係るガス安全装置はＴ−ＮＣＵや無線機やリモコン機器から作動するなるテスト遮断機能を有する。
【００２１】
本発明の請求項１５に係るガス安全装置は流量センサの擬似信号により作動するテスト遮断機能を有する。本発明の請求項１６にかかるガス安全装置は圧力センサの擬似信号により作動するテスト遮断機能を有する。
【００２２】
本発明の請求項１７に係るガス安全装置は感震器の擬似信号により作動するテスト遮断機能を有する。
【００２３】
本発明の請求項１８に係るガス安全装置はガス漏れ警報器の擬似信号により作動するテスト遮断機能を有する。
【００２４】
本発明の請求項１９に係るガス安全装置はＣＯ警報器、外部接続機器の擬似信号により作動するテスト遮断機能を有する。そして、これらのテスト遮断機能により、従来以上に機器の安全性を高める。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２６】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１である回路図および全体のシステムを示す。図において、１はマイコンメータの遮断回路及びテスト遮断回路を示す。２は電池、３は遮断用トランジスタ、４は感震器、５はマイコン、６は容器交換リセットスイッチ、７はガス漏れ警報器、８はマイコンメータ本体、９は流量センサ、１０はガス器具、１１は圧力センサ、１２はガスボンベ（容器）、１３は遮断弁、１４は電流検知用抵抗を示す。
【００２７】
図２はモータ弁の回路図を示す。１５、１８は遮断用トランジスタ、１７、１９は復帰用トランジスタ、１６はモータ弁を示す。
【００２８】
図３は遮断弁の遮断作動時の電流波形を示す。Ａは元波形及び遮断弁断線時の波形、Ｂは遮断弁が閉の時に遮断弁に電流を流した時の波形、Ｃは遮断弁が開状態で固着した時に遮断弁に電流を流した時の波形を示す。Ｄは遮断弁が開から閉になる時の波形を示す。
【００２９】
まず、図１により動作、作用について説明する。通常はガスボンベ１２からのガスはマイコンメータ８を通りガス器具１０に供給される。マイコンメータは流量センサ９でガス流量を検出し、流量パターンの異常時に遮断弁１３を閉じてガス事故を防止する。遮断弁１３は遮断用トランジスタ３で約４０ｍｓの間電流を流し、ガス流路を遮断する。遮断弁１３は永久磁石による自己保持型で通常（開）時は永久磁石の磁力で可動鉄片を吸着しており、トランジスタ３はオフの状態にある。遮断時はこの永久磁石の磁力を一瞬のトランジスタ３からの電流で無くし、バネ圧により閉じてガスを遮断する。
【００３０】
ところが、トランジスタ３が断線故障していた場合やマイコンのポートａが破損していた場合、万一の異常時には遮断弁に電流を流すことが出来ないのでガスは遮断されない。本発明では通常時定期的にテスト遮断あるいはこれに類する動作を行い、トランジスタ３の断線等の故障をチェックし、異常時には警告表示や通報等で異常を知らせる。テスト遮断時は約１ｍｓの電流を流してその波形をａ部の入力によりマイコンにてチェックする。波形としては図３のＣとなる。遮断弁が作動するには少なくても１０ｍｓが必要で１ｍｓでは遮断弁が作動せず、通常動作に関係なく定期的にテスト遮断確認が実施できる。
【００３１】
また、マイコンに外部入力としてテスト遮断スイッチを設けた場合（図示はしていないが）手動により実際に遮断動作をさせて遮断装置の安全を確認できる。図２はモータ弁１６のドライブ回路を示す。開弁時には１７、１９のトランジスタ、遮断時には１５、１８のトランジスタがオンする。テスト遮断時には逆向きに１７、１９のトランジスタをオンしてｂの波形を観測する。モータが断線の場合は図３のＡの波形となるのでモータ弁の異常を検出できる。
【００３２】
また、実際に遮断している時はガスの使用を中断することはないので、その間は設定された時間でテスト的にトランジスタ３をオンさせて入力ａによりトランジスタ３等の作動を確認できる。また、マイコンはガス流量を常時観測しており、深夜等ガスが使用されない時間を学習し、その時間に実際に遮断弁を作動させてその安全性を確認する。
【００３３】
次に、図３により遮断弁の状態検出方法を説明する。遮断弁の可動鉄芯は開状態の時にソレノイド（巻線）内にあるのでＬ値は５０ミリヘンリーある。閉の時は可動鉄芯がソレノイドから外れる（遠くなる）のでＬ値は２０ミリヘンリーとなる。断線の場合は０である。コイルに矩形波を流すと、Ｌ値の為に電流は少し遅れて流れるために図３の波形となる。従って、テスト遮断時、確実に閉になっているかを確認するために、トランジスタ３は４０ｍｓのオンで遮断した後、再度オンして数ミリセカント後の電流をみる。電流値は抵抗１４で電圧に変換されマイコンのポートａで値が読み取られる。規定値内に入っていれば、確実に閉になっているかが確認される。また、この状態検出は通常の異常検出による閉の確認にも用いられる。
【００３４】
また、遮断弁の復帰時はその直前にガスが使用されていないので、ガスの使用を中断することなく手動復帰および自動復帰の時にテスト遮断を行う。容器交換リセットスイッチ６を押すことでマイコンメータに記憶された積算ガス量はリセットされるがリセット時は容器交換の作業者がいるのでテスト遮断を連動して行うことで異常時の処置も取りやすくなる。
【００３５】
また、テスト遮断して遮断弁の状態を確認後すぐに復帰動作を行う。予め復帰動作の考慮してテスト遮断を行うが、遮断して復帰するまでには０．１秒となる。
【００３６】
ガス使用中にフルのテスト遮断を行った場合、遮断弁付近のガスの流れは一瞬停止するが、遮断弁からガス器具までの配管中に蓄えられたガス圧のため実際にガス器具の燃焼には異常をきたさない。
【００３７】
更に、遮断装置の安全確認だけでなく、流量センサ部、圧力センサ部、感震器、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器等外部機器の安全チェックを行う。これらの確認は定期的または決められたタイミングで各異常パターンをマイコンから各センサ部へ擬似入力する。図１の流量センサポートｃへ擬似出力ポートｂよりガス流量の異常パターンを入力する。そのパターンをマイコンが正常であればトランジスタ３をオンし遮断弁を閉じる。同様に図示していないが各センサもこの方法でテスト遮断を行う。擬似入力方法は本実施例の場合、マイコン内のプログラムによるが、各素子にその発生機能を組みこむことで更に安全性は高まる。
【００３８】
これらの機能をマイコンメータ内部の機能以外に、外部のＴ−ＮＣＵや無線機やリモコン機器等の通信機器から指令を発する。ガス集中管理センターや検針のタイミングでテスト遮断が可能である。
【００３９】
【発明の効果】
従来、手動スイッチによるテスト遮断によりマイコンメータの安全性を確保してきたが、本発明によるとマイコンプログラムにより自動的にテスト遮断を行うので更に安全性を高めることができる。また、近年自動検針などで手動によるテスト遮断が不可能のマイコンメータでも自動的、および遠隔制御により実施可能となる。さらに、従来テスト遮断を行い、実際に遮断したか否かの確認が自動的に行えなかったが、本発明によると可能となり、電子回路のチェックのみならず、遮断弁の機械的チェックも可能となる。
【００４０】
また、従来は遮断部のみの安全性確認であったが、流量センサ部、圧力センサ部、感震器、ガス漏れ警報器、ＣＯ警報器等外部機器部等の安全チェックを行うことが出来、遮断部と併せ、さらに安全性を高めることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１におけるガス安全装置の構成図
【図２】同装置のモータ弁の回路図
【図３】同装置における遮断弁の遮断作動時の電流波形図
【符号の説明】
２　リチウム電池
３　遮断用トランジスタ
５　マイコン
１３　遮断弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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