(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管の上流側に設置した上流側振動子と、配管の下流側に設置した下流側振動子と、前記上流側振動子及び下流側振動子の間で超音波の送受信を行う送信手段及び受信手段と、超音波の送受方向を切り替える切替手段と、前記切替手段で切り替えたそれぞれの方向における超音波の伝搬時間を求める伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段で求められた伝搬時間より流量を演算する流量演算手段と、ガスの異常使用を判定する異常判定手段と、異常判定のための各種遮断値を記憶した遮断値記憶手段と、各種ガス媒体中における超音波の伝搬時間データを記憶する伝搬時間記憶手段と、前記伝搬時間計測手段で求められる伝搬時間と前記伝搬時間記憶手段に記憶された伝搬時間データより使用ガス種を特定する媒体判定手段とを備え、
ガス遮断装置を設置したとき、前記媒体判定手段で自動的に判別される使用ガス種に応じて、各種遮断値を設定する遮断値設定手段を有したガス遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば超音波を用いて配管内を流れる各種媒体、例えば各種都市ガスある  いはＬＰＧガス等媒体種を判別しその媒体使用量及び使用状態が安全か否かを監視するガス遮断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の流量計は、例えば特許文献１に示されるように図４の構成になっていた。図４は従来のガス遮断装置のブロック図を示す。
【０００３】
図４において、１は配管、３は第１の超音波プローブで、配管１の上流側に設置される。２は第２の超音波プローブで、配管１の下流側に対向して取り付けられている。
【０００４】
５は受信回路、６は送信回路である。４は切替器で受信回路５と送信回路６とを第１の超音波プローブ３もしくは第２の超音波プローブ２のどちらかに最初接続し伝搬時間を計測する。時間計測終了後、受信回路５と送信回路６と第１の超音波プローブ３もしくは第２の超音波プローブ２との接続先を最初と逆の超音波プローブに接続し、逆接続時の伝搬時間を計測する。７は伝搬時間差回路、８は流量演算回路である。
【０００５】
次に従来例の構成の動作を説明する。ＬＰガス、都市ガス等の気体の流れる配管１内で最初切替器４により対向させた第１の超音波プローブ３に送信回路６を又第２の超音波プローブ２に受信回路５を接続する。第１の超音波プローブ３より第２の超音波プローブ２に向け信号を発射し信号の第１の伝搬時間を計測する。次に切換器４により受信回路５及び送信回路６の接続する超音波プローブを逆にする。同様に第２の超音波プローブ２より第１の超音波プローブ３に向け信号発射し、信号の第２の伝搬時間を計測し、第１及び第２の伝搬時間を伝搬時間差回路７に入力し伝搬時間差を求める。次に流量演算回路８で求めた伝搬時間差より計測時の流量Ｑを求める。
【特許文献１】特開平４−３２８４２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記従来の構成では、ガス遮断装置を設置した際使用量計測あるいは異常使用状態かどうか監視するために対象のガス種が何か判別する方法が開示されていない。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するもので、ガス遮断装置設置時にガスを使用する需要家がどんな種類のガスにするかを自動的に判別し安全監視するための各種の遮断値を設定するガス遮断装置を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するために本発明は、配管の上流側に設置した上流側振動子と、配管の下流側に設置した下流側振動子と、前記上流側振動子及び下流側振動子の間で超音波の送受信を行う送信手段及び受信手段と、超音波の送受方向を切り替える切替手段と、前記切替手段で切り替えたそれぞれの方向における超音波の伝搬時間を求める伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段で求められた伝搬時間より流量を演算する流量演算手段と、ガスの異常使用を判定する異常判定手段と、異常判定のための各種遮断値を記憶した遮断値記憶手段と、各種ガス媒体中における超音波の伝搬時間データを記憶する伝搬時間記憶手段と、前記伝搬時間計測手段で求められる伝搬時間と前記伝搬時間記憶手段に記憶された伝搬時間データより使用ガス種を特定する媒体判定手段とを備え、ガス遮断装置を設置し
たとき、前記媒体判定手段で自動的に判別される使用ガス種に応じて、各種遮断値を設定する遮断値設定手段を有したものである。
【０００９】
上記発明によれば、設置時等音速計測手段で流量計測、監視使用としているガス媒体より超音波信号の伝搬時間を計測し、伝搬時間より媒体判定手段で媒体種を比較判定し特定し、需要家の使用するガス種を調べ、遮断値設定手段に特定したガス種信号を入力し、遮断値設定手段はガス種に対応した各種遮断値を異常判定手段に設定することにより、ガス販売業者等が誤って遮断値を誤設定することなく、需要家の使用するガス種に最適なガス遮断値を設定することが可能であり、器具を使用する一般利用者が安全にガスを使用できるという、極めてガス種選択、各種遮断値などの設定操作性、安全性の向上する効果がある。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明によれば、ガス販売業者等が誤って遮断値を誤設定することなく、需要家の使用するガス種に最適なガス遮断値を設定することが可能であり、器具を使用する一般利用者が安全にガスを使用できるという、極めてガス種選択、各種遮断値などの設定操作性、安全性の向上する効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の第１の実施の形態は、配管の上流側に設置した上流側振動子と、配管の下流側に設置した下流側振動子と、前記上流側振動子及び下流側振動子の間で超音波の送受信を行う送信手段及び受信手段と、超音波の送受方向を切り替える切替手段と、前記切替手段で切り替えたそれぞれの方向における超音波の伝搬時間を求める伝搬時間計測手段と、前記伝搬時間計測手段で求められた伝搬時間より流量を演算する流量演算手段と、ガスの異常使用を判定する異常判定手段と、異常判定のための各種遮断値を記憶した遮断値記憶手段と、各種ガス媒体中における超音波の伝搬時間データを記憶する伝搬時間記憶手段と、前記伝搬時間計測手段で求められる伝搬時間と前記伝搬時間記憶手段に記憶された伝搬時間データより使用ガス種を特定する媒体判定手段とを備え、ガス遮断装置を設置したとき、前記媒体判定手段で自動的に判別される使用ガス種に応じて、各種遮断値を設定する遮断値設定手段を有したものである。
【００１２】
そして、設置時等音速計測手段で流量計測、監視使用としているガス媒体より超音波信号の伝搬時間を計測し、伝搬時間より媒体判定手段で媒体種を比較判定し特定し、需要家の使用するガス種を調べ、遮断値設定手段に特定したガス種信号を入力し、遮断値設定手段はガス種に対応した各種遮断値を異常判定手段に設定することにより、ガス販売業者等が誤って遮断値を誤設定することなく、需要家の使用するガス種に最適なガス遮断値を設定することが可能であり、器具を使用する一般利用者が安全にガスを使用できるという、極めてガス種選択、各種遮断値などの設定操作性、安全性の向上する効果がある。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図１、図２及び図３を参照して説明する。
【００１４】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１のガス遮断装置で、９は媒体物理量検出手段で、都市ガス或いはＬＰＧ等の計測流路に設置され使用ガス媒体の物理量を検出する。この場合物理量は超音波信号等を用いて使用ガス媒体内の音速を計測したり、或いはフルイディック素子等を用いて流体の振動周波数を検出する。１０は流量演算手段で、媒体物理量検出手段９で計測した物理量より使用している媒体量、即ちガス流量等を換算し求める。１１は異常判定手段で、流量演算手段１０で求めたガス使用量が異常な使用状態かどうか判定する。例えばストーブ等の使用器具へガスを供給するホースがはずれた時等発生する大流量を監視す
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時間使用された場合等、使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断テーブル等が格納され、それに該当する異常状態がないか監視する。１２は遮断手段で、異常判定手段１１から異常と判定された時遮断信号が出力されガス流路を遮断する。
【００１５】
１３は媒体判定手段で、媒体物理量検出手段９の出力信号により使用媒体のガス種を判定する。例えば、ＬＰＧガス、或いは６Ｃ、１３Ａ等種々の都市ガスの各々の成分状態下での物理量（例えば、音速、或いは信号伝搬速度等）をデータとして記憶しており、媒体物理量検出手段９で検出した物理量より該当するガス種を特定する。物理量として例えば超音波を使用して流路内の音速値を格納しており、計測した物理量より例えば音速より媒体内のガス種を特定出来る。１４は遮断値設定手段で、媒体判定手段１３で使用ガス種が特定されると、そのガス種に対応した遮断値を異常判定手段１１に設定する。
【００１６】
以後異常判定手段１１は遮断値設定手段１４からの各種遮断設定値と流量演算手段１０で設定した流量信号値とを比較判定し遮断判定値を超えていた場合、異常使用と判定し遮断手段１２を駆動しガス流路を遮断する。１５は報知手段で、異常手段１１により遮断した場合、遮断内容をガス使用者、或いはガス販売事業者に電話回線等を介して通知する。
【００１７】
次に上記構成の動作を説明する。ガス遮断装置設置時、流量計測及び安全監視のため各種遮断値が初期値として設定されている。例えば同じ都市ガスでも成分が異なれば器具の燃焼量等も変わる。従って、設定時ガス種の確認判定を行いもし初期値が適合しないガス種の遮断値ならば、次に検出したガス種に対応した各種遮断値を設定する。以下次のように行う。
【００１８】
使用ガス配管に、媒体物理量検出手段９が設置されており、定期的に或いは所定期間継続して使用ガス媒体の物理量、例えば音速や伝搬速度等の物理量を検出する。例えば所定温度での音速は、都市ガスで１３Ａならば４５０m/s、ＬＰＧガスならば２８０m/sと検出される。その物理量検出手段９より物理量が検出されると流量演算手段１０で音速等の物理量を換算し流量を求める。
【００１９】
設置時、使用媒体の音速等の物理量を求める。媒体物理量検出手段９より得た物理量を媒体判定手段２２に入力する。媒体判定手段１３は、計測した物理量より最も近い物理量を示すガス種を検索する。その結果もとめたガス種を遮断値設定手段１４に出力する。遮断値設定手段１４は得たガス種に基づき遮断値記憶手段２３の中より対応するガス種の各種遮断値、合計流量遮断や増加流量遮断値、又使用時間遮断の制限時間等を異常判定手段１１に判定値として設定する。異常判定手段１１に設定されると、遮断値設定状態が解除され、ガス使用時の監視状態となる（一般の需要家が使用できる状態となる）。
【００２０】
このことによりガス遮断装置を設置時、使用ガス種を自動的に判別し対応した遮断値を設定できる。この後、使用ガス量の流量計測や各種安全監視を行う。流量演算手段１０で換算した流量値と異常判定手段１１に設定された遮断値とを比較し異常の場合、遮断手段１２を駆動しガスの供給を停止する。
【００２１】
このようにしてガス遮断装置設置時自動的にガス種判別し遮断値を設定できるので、人間が間違ってガス種に対応した遮断値を設定し、ガスの使用状態を異常監視するようなことがなくなる。例えばＬＰＧは都市ガスの１３Ａの熱量に比較し大きいため、使用最大流量等の遮断値を間違って大きくしすぎると器具のホースはずれ等によりガス媒体が漏れた時危険であるが、ガス媒体種を自動判別するため安全性が向上する。
【００２２】
（実施例２）
図２は本発明の実施例２のガス遮断装置である。図２において、図１及び図４と同一機能を有する構成要素には同一番号を付した。
【００２３】
図２において、１６は設定手段で、ガス遮断装置が交換設置されたり、別のガス種の使用地域に移設される場合、再度ガス種を判別し使用ガスに適した遮断値を再設定するための指示を電文等の通信手段によって、媒体判定手段１３にガス種判別処理指示を出力する。
【００２４】
次に上記構成の動作を説明する。ガス遮断装置の交換設置時、あるいは移設時流量計測及び安全監視のため各種遮断値が前回設置場所での遮断値が設定されている。例えば同じ都市ガスでも６Ｃと１３Ａでは成分が異なり器具の燃焼量等も変わり、監視する遮断レベルも変える必要が発生する。
【００２５】
ガス遮断装置をガス事業者が設置した時、作業者が設定手段１６により媒体判定設定の指示を行う。例えば設定手段１６は電文で指示入力されると媒体判定手段１３に送信する。媒体判定手段１３は、設定手段１６よりの電文信号を受信すると、ガス遮断装置はガス種等の媒体判定及び遮断値設定状態となり、異常監視モードではなく設定モードにはいる。以下次のように行う。
【００２６】
使用ガス配管に、媒体物理量検出手段９が設置されており、定期的に或いは所定期間継続して使用ガス媒体の物理量、例えば音速や伝搬速度等の物理量を検出する。例えば所定温度での音速は、都市ガスで１３Ａならば４５０m/s、ＬＰＧガスならば２８０m/sと検出される。その物理量検出手段９より物理量が検出されると流量演算手段１０で音速等の物理量を換算し流量を求める。
【００２７】
設置時、使用媒体の音速等の物理量を求める。媒体物理量検出手段９より得た物理量を媒体判定手段２２に入力する。媒体判定手段１３は、計測した物理量より最も近い物理量を示すガス種を検索する。その結果もとめたガス種を遮断値設定手段１４に出力する。遮断値設定手段１４は得たガス種に基づき遮断値記憶手段２３の中より対応するガス種の各種遮断値、合計流量遮断や増加流量遮断値、又使用時間遮断の制限時間等を異常判定手段１１に判定値として設定する。異常判定手段１１に設定されると、遮断値設定状態が解除され、ガス使用時の監視状態となる（一般の需要家が使用できる状態となる）。
【００２８】
このことによりガス遮断装置を設置時、使用ガス種を自動的に判別し対応した遮断値を設定できる。この後、使用ガス量の流量計測や各種安全監視を行う。流量演算手段１０で換算した流量値と異常判定手段１１に設定された遮断値とを比較し異常の場合、遮断手段１２を駆動しガスの供給を停止する。
【００２９】
このようにしてガス遮断装置設置時自動的にガス種判別し遮断値を設定できるので、人間が間違ってガス種に対応した遮断値を設定し、ガスの使用状態を異常監視するようなことがなくなる。市場に種々のガス種が存在しており、ガス事業者としてガス遮断装置を設置する場合、ガス種を正確に把握し、遮断値を設定する必要がある。使用開始後、燃焼量が小さいガス種を使用しているのに、ガス遮断判定値が大きすぎる設定を誤って行ったりする誤操作がなくなり安全性が向上する。
【００３０】
（実施例３）
図３は本発明の実施例３のガス遮断装置である。図３において、図１、図２及び図４と同一機能を有する構成要素には同一番号を付した。
【００３１】
図３で、１７は音速計測手段で、媒体物理量検出手段９の一方式で媒体内を信号が伝搬する音速を計測する。音速計測手段１７は、配管１の上流側に設けた上流側振動子３と、配管１の下流側に設置した下流側振動子２と、切替手段１８と、送信手段１９と、受信手段２０と、伝搬時間計測手段２１からなる。音速計測手段９は、超音波信号を出力又は受信出来る素子から構成されている。送信手段１９と受信手段２０とは切替手段１８に接続され、切替手段１８は交互に送信手段１９と受信手段２０を上流側振動子３或いは下流側振動子２に接続する。伝搬時間計測手段２１は、切替手段１８により上流側振動子３に受信手段２０を接続し（下流側振動子２に送信手段１９を接続）受信した信号伝搬時間と、次に切替手段１８により下流側振動子２に受信手段２０を接続し（上流側振動子３に送信手段１９を接続）受信した信号伝搬時間とから信号伝搬時間差を求める。
【００３２】
２２は伝搬時間記憶手段で、各種ガス媒体中の超音波信号の伝搬時間を記憶している。例えば、ＬＰＧガス、或いは６Ｃ、１３Ａ等種々の都市ガスの成分状態での伝搬時間データを記憶している。２３は遮断値記憶手段で、各々のガス種に対応した各種遮断値データが例えばテーブルデータとして格納されている。例えば、ホース抜け等の大流量を検知し異常判定するための合計流量遮断値や、器具の最大使用時間より使用時間の制限時間を規定した使用時間遮断テーブル等が格納されている。
【００３３】
次に上記構成の動作を説明する。ガス遮断装置設置時、流量計測及び安全監視のため各種遮断値が初期値として設定されている。例えば同じ都市ガスでも成分が異なれば器具の燃焼量等も変わる。従って、設定時ガス種の確認判定を行いもし初期値が適合しないガス種の遮断値ならば、次に検出したガス種に対応した各種遮断値を設定する。以下次のように行う。
【００３４】
配管１内で、音速計測手段１７は、上流側振動子３と下流側振動子２とが対向して取り付けられる。まず切替手段１８により上流側振動子３に接続された受信手段２０が、下流側振動子２を介し送信手段１９より発射された超音波信号を受信する。送信開始後受信までの信号の伝搬時間を伝搬時間計測手段２１で求める。次に切替手段１８は、下流側振動子２に接続された受信手段２０が上流側振動子３を介し送信手段１９より発射された超音波信号を受信する。同様に送信開始後受信までの信号の伝搬時間を伝搬時間計測手段２１で求める。対向し合う振動子２、３より相互に超音波信号を受信すると、伝搬時間計測手段２１は伝搬時間差を演算し、求めた伝搬時間を媒体判定手段１３に出力する。媒体判定手段１３は、入力した伝搬時間と伝搬時間記憶手段２２に記憶された種々の媒体即ちガス種の伝搬時間と比較判定しガス種を特定する。特定すると媒体判定手段１３は遮断値設定手段１４にガス種を出力する。遮断値設定手段１４は得たガス種に基づき遮断値記憶手段２３の中より対応するガス種の各種遮断値、合計流量遮断や増加流量遮断値、又使用時間遮断の制限時間等を異常判定手段１１に判定値として設定する。
【００３５】
異常判定手段１１に設定されると、設定モードが解除され、ガス使用時の監視状態となる（一般の需要家が使用できる状態となる）。通常例えば、１３Ａ等の都市ガスは音速が４５０m/sとなり、一方ＬＰＧガスでは２８０m/sとなり都市ガスの方が音速が速く伝搬時間は短くなる。
【００３６】
このことによりガス遮断装置を設置し、使用ガス種を自動的に判別し対応した遮断値を設定した後、使用ガス量の流量計測や各種安全監視を行う。音速計測手段１７で音速（この場合、伝搬時間を計測し音速を求めるが）を計測し、求めた伝搬時間より流量を換算し求め、更に求めた流量値と異常判定手段１１に設定された遮断値とを比較し異常の場合、遮断手段１２を駆動しガスの供給を停止する。
【００３７】
実施例の音速計測手段１７は、切替手段１８を使用し上流側振動子３、下流側振動子２に接続する送信手段１９、受信手段２０を交互に切り替えて伝搬時間を測定する場合であるが、上流側振動子３と下流側振動子２とに各々送信手段１９、受信手段２０を有し、接続される方式もある。即ち一方が送信手段の場合、他方が受信手段が接続され、計測完了したら、上流側振動子３及び下流側振動子２に接続する受信手段２０及び送信手段１９を切り替えて、流量を検出する場合においても本発明は同様である（音速計測手段は図示せず）。
【００３８】
このようにしてガス遮断装置を設置時等自動的に使用ガス種を判別し対応した遮断値を設定できるので、この後使用ガス量の流量計測や各種安全監視を安全に行え、人間が間違ってガス種を設定し異常な遮断値が設定されるようなことがなくなる。
【００３９】
市場に種々のガス種が存在しており、ガス事業者としてガス遮断装置を設置する場合、ガス種を正確に把握し、遮断値を設定する必要がある。使用開始後、燃焼量が小さいガス種を使用しているのに、ガス遮断判定値が大きすぎる設定を誤って行ったりする誤操作がなくなり安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施例１のガス遮断装置の制御ブロック図
【図２】本発明の実施例２のガス遮断装置の制御ブロック図
【図３】本発明の実施例３のガス遮断装置の制御ブロック図
【図４】従来のガス遮断装置のブロック図
【符号の説明】
【００４１】
９  媒体物理量検出手段
１０  流量演算手段
１１  異常判定手段
１２  遮断手段
１３  媒体判定手段
１４  遮断値設定手段
１６  設定手段
１７  音速計測手段
【図１】
0004552952.tif 000002
【図２】
0004552952.tif 000003
【図３】
0004552952.tif 000004
【図４】
0004552952.tif 000005