(57)【要約】【課題】一過性の測定条件想定外状態での、センサ異常判定を回避すること。【解決手段】流量検出部１１と、流量算出部１２、流量判定部１３と、継続タイマ部１４と、弁駆動部１５と、弁１６と、警報報知部１７と、器具判別部１８と、第二継続タイマ部１９とを備え、従来の継続タイマ部１４の機能を残したまま、器具判別部１８が流量算出部１２の流量Ｂからガス器具のＯＮ／ＯＦＦを判定し、第二継続タイマ部１９が器具情報Ｇを監視して最大使用時間のカウンタをカウントして経過すれば弁１６によりガス通路を閉栓し警報報知部１７が警報報知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス通路内を通過するガス流量に対応して流量信号を出力する流量検出部と、前記流量信号を基に流量を算出する流量算出部と、前記流量と予め保持している判定値と比較し合致信号を出力する流量判定部と、前記流量判定部の前記合致信号に基づき前記合致信号があれば使用時間タイマをカウントし前記合致信号がなくなれば前記使用時間タイマをクリアし、前記使用時間タイマが前記合致信号に基づいた予め保持している使用時間を越えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する継続タイマ部と、使用中のガス器具を判別し器具情報を出力する器具判別部と、前記器具情報を基に第二使用時間タイマのカウントを実施し前記器具情報がなくなれば前記第二使用時間タイマのカウントをクリアし、前記器具情報基づいた予め保持している最大使用時間を前記第二使用時間タイマが越えた場合に前記弁閉信号と警報報知信号を出力する第二継続タイマ部と、前記継続タイマ部の前記弁閉信号または前記第二継続タイマ部の前記弁閉信号により弁駆動信号を出力する弁駆動部とを備え、前記第二継続タイマ部の前記第二使用時間タイマがガス器具毎に設定された前記最大使用時間を経過したときにガス供給の停止または／および警報報知を実施することを特徴としたガス遮断装置。
【請求項２】
ガス通路内を通過するガス流量に対応して流量信号を出力する流量検出部と、前記流量信号を基に流量を算出する流量算出部と、前記流量と予め保持している判定値と比較し合致信号を出力する流量判定部と、前記流量判定部の前記合致信号に基づき前記合致信号があれば使用時間タイマをカウントし前記合致信号がなくなれば前記使用時間タイマをクリアし、前記使用時間タイマが前記合致信号に基づいた予め保持している使用時間を越えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する継続タイマ部と、使用中のガス器具を判別し器具情報を出力する器具判別部と、前記器具情報を基に前記流量算出部の前記流量を使用積算値に加算し前記器具情報がなくなれば前記使用積算値をクリアし、前記器具情報に基づいた積算量を前記使用積算値が超えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する積算判定部と、前記継続タイマ部の前記弁閉信号または前記積算判定部の前記弁閉信号により弁駆動信号を出力する弁駆動部とを備え、前記積算判定部の前記使用積算値がガス器具毎に設定された前記積算量を超えたときにガス供給の停止または／および警報報知を実施することを特徴としたガス遮断装置。
【請求項３】
前記最大使用時間を超えるか前記積算量を超えるかの先に成立したものに基づきガス供給を停止することを特徴とした請求項１と請求項２に記載のガス遮断装置。
【請求項４】
前記器具情報を表示する器具情報表示部を備え、器具情報を表示することでガス遮断装置の動作状況を明示することを特徴とした請求項１または請求項２または請求項３に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、ガス遮断装置以後のガス使用時に、ガス使用上の安全を図るおよびガス使用上の利便性を向上させ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、特許文献１に記載するような構成として先行技術文献に記載されている。
【０００３】
図８は、特許文献１に記載された従来のガス遮断装置を示すものである。図８に示すように、ガス通路内を通過するガス流量に対応して流量信号ａを出力する流量検出部１と、前記流量検出部１の前記流量信号ａを受け取る受け取ると流量ｂを算出する流量算出部２と、前記流量算出部２の前記流量ｂを受け取ると予め保持している判定値と比較し合致していれば合致信号ｃを出力する流量判定部３と、前記流量判定部３の前記合致信号ｃに基づき前記合致信号ｃがあれば使用時間タイマをカウントし前記合致信号ｃがなくなれば使用時間タイマをクリアし、前記合致信号ｃに基づいた予め保持している使用時間を使用時間タイマが越えた場合に弁閉信号ｄと警報報知信号ｅを出力する継続タイマ部４と、前記継続タイマ部４の前記弁閉信号ｄを受け取ると弁駆動信号ｆを出力する弁駆動部５と、前記弁駆動部５の前記弁駆動信号ｆを受け取るとガス通路を閉栓する弁６と前記継続タイマ部４の前記警報報知信号ｅを受け取ると外部に警報報知する警報報知部７とから構成されている。
【特許文献１】特許第１５０９２５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では流量算出部２で算出した流量ｂに基づき、ガス器具が連続的に使用されているか否かを流量判定部３で判定し、合致信号ｃを出し使用時間タイマのカウントをしており、合致信号は流量ｂの変化量でのみ判定を行っているためガス器具のＯＮ／ＯＦＦを正確に判定ができない可能性がある。
【０００５】
すなわち図２に示すようにガス器具Ａが［１］の時点で使用開始し、ガス器具Ｂが［２］の時点で使用開始したのち、［３］の時点てガス流量が減少した場合（１７００−１５００＝２００）、ガス器具Ａ（２００）が消えたのか、ガス器具Ｂの使用量が変化（１７００→１５００）したのかは判らなかった。このためガス器具の長時間使用を禁止するために計数する使用時間タイマは流量が変化する都度（［１］、［２］、［３］、［４］の各時点）でリスタートを繰返すこととなり、このような流量変動がめんめんと繰返されると、いつまでたっても図３に示す予め保持している判定値である使用時間を越えることができず、ガス供給の停止や警報報知ができない可能性があるという課題を有していた。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、器具判別をすることによりガス器具のＯＮ／ＯＦＦを見つけガス器具の使用状況に応じた連続使用時間（最大使用時間）や総燃焼量（積算値）を設定することでガス使用者の安全性と利便性の向上を図ったガス遮断装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前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、器具判別部１８が流量算出部１２の流量Ｂを受け取ると、その流量からガス器具を判別し器具情報Ｇを出力し、第二継続タイマ部１９が器具情報Ｇを監視し器具情報Ｇが変動しない期間をカウントし器具
情報Ｇに基づいた最大使用時間を経過すればガス供給の停止や警報報知するようにしたものである。
【０００８】
あるいは、器具情報Ｇが変動しない期間の使用積算量を加算し器具情報Ｇに基づいた積算量を超えた場合にガス供給の停止や警報報知するようにしたものである。
【０００９】
これによって個々のガス器具のＯＮ／ＯＦＦに基づいた監視をガス遮断装置が実施することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のガス遮断装置は、個々のガス器具のＯＮ／ＯＦＦを監視することが可能となることで、［３］や［４］の時点でガス器具Ａの使用停止ではなくガス器具Ｂの使用流量の変動であるかどうかが判ることとなり、区間１〜４を通してガス器具Ａが使用されている場合、［４］の時点でガス右器具Ａが継続して使用されていることより［４］の時点からカウンタをリスタートするのではなく［１］から継続して判定することが可能となりガス使用者の安全性と利便性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１の発明は、ガス通路内を通過するガス流量に対応して流量信号を出力する流量検出部と、前記流量信号を基に流量を算出する流量算出部と、前記流量と予め保持している判定値と比較し合致信号を出力する流量判定部と、前記流量判定部の前記合致信号に基づき前記合致信号があれば使用時間タイマをカウントし前記合致信号がなくなれば前記使用時間タイマをクリアし、前記使用時間タイマが前記合致信号に基づいた予め保持している使用時間を越えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する継続タイマ部と、使用中のガス器具を判別し器具情報を出力する器具判別部と、前記器具情報を基に第二使用時間タイマのカウントを実施し前記器具情報がなくなれば前記第二使用時間タイマのカウントをクリアし、前記器具情報基づいた予め保持している最大使用時間を前記第二使用時間タイマが越えた場合に前記弁閉信号と警報報知信号を出力する第二継続タイマ部と、前記継続タイマ部の前記弁閉信号または前記第二継続タイマ部の前記弁閉信号により弁駆動信号を出力する弁駆動部とを備え、前記第二継続タイマ部の前記第二使用時間タイマがガス器具毎に設定された前記最大使用時間を経過したときに、ガス供給の停止または／および警報報知を実施することで、個々のガス器具のＯＮ／ＯＦＦに基づきガスの長時間使用を監視することができる。
【００１２】
第２の発明は、ガス通路内を通過するガス流量に対応して流量信号を出力する流量検出部と、前記流量信号を基に流量を算出する流量算出部と、前記流量と予め保持している判定値と比較し合致信号を出力する流量判定部と、前記流量判定部の前記合致信号に基づき前記合致信号があれば使用時間タイマをカウントし前記合致信号がなくなれば前記使用時間タイマをクリアし、前記使用時間タイマが前記合致信号に基づいた予め保持している使用時間を越えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する継続タイマ部と、使用中のガス器具を判別し器具情報を出力する器具判別部と、前記器具情報を基に前記流量算出部の前記流量を使用積算値に加算し前記器具情報がなくなれば前記使用積算値をクリアし、前記器具情報に基づいた積算量を前記使用積算値が超えた場合に弁閉信号と警報報知信号を出力する積算判定部と、前記継続タイマ部の前記弁閉信号または前記積算判定部の前記弁閉信号により弁駆動信号を出力する弁駆動部とを備え、前記積算判定部の前記使用積算値がガス器具毎に設定された前記積算量を超えたときにガス供給の停止または／および警報報知を実施することで個々のガス器具のＯＮ／ＯＦＦに基づきガス器具に見合った総燃焼量で監視することができる。
【００１３】
第３の発明は、前記最大使用時間を超えるか前記積算量を超えるかの先に成立したもの
に基づきガス供給を停止することで、最大使用時間と積算量の２つの判断基準により使用時間内であるが想定したガス器具の積算量を越えた場合や積算量は達していないが想定した使用時間を越えた場合を互いに補い合うことができる。例えば２００Ｌ／ｈ（ばらつきにより１５０〜２５０Ｌ／ｈを範囲とする）のガス器具を５時間使用可能とした場合、
２００×５＝１０００であるがガス使用量が多い方にばらついた場合、１０００／２５０＝４で４時間後に規定量に達することになるこのため積算量で規制することでより安全性が向上し、逆にガス使用量が少ない方にばらついた場合、１０００／１５０≒６．７時間となるため使用時間で規制することでより安全性を向上させることができる。
【００１４】
第４の発明は、前記器具情報を表示する器具情報表示部を備え、器具情報を表示することでガス遮断装置の動作状況を明示することで、ガス使用者にガス器具の使用状況を明確にすることで注意喚起をすることができ、ガス供給の停止を未然に防止することや、より安全にガスの使用をすることが可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。
【００１６】
（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機能ブロック図を示すものである。
【００１７】
図１において、流量検出部１１は後述するように、超音波を用いてガス通路内を通過する瞬時流量を検出して流量信号Ａを出力する。
【００１８】
流量算出部１２は、流量検出部１１で検出された流量信号Ａを基に流量Ｂの算出を行う。
【００１９】
流量判定部１３は、流量算出部１２の流量Ｂを受け取ると図３に示す予め保持している判定値と比較し、流量Ｂと合致していれば合致信号Ｃ（例えば使用時間とする。ガス流量に変動（例えば、複数回分の流量Ｂの平均値が前回求めた複数回分の平均値より３％以上変化した場合）があれば使用時間タイマを０にし、その後再び合致するガス器具があれば使用時間を出力する）を出力する。
【００２０】
継続タイマ部１４は、合致信号Ｃを受け取り、合致信号Ｃがあれば（例えば、使用時間が０以外）使用時間タイマをカウント（例えば、使用時間に変動がない場合）し、合致信号Ｇがなくなれば（例えば、使用時間が０）使用時間タイマをクリアする。使用時間タイマのカウントが予め保持している使用時間を越えた場合（例えば、合致信号Ｃの使用時間）に弁閉信号Ｄと警報報知信号Ｅを出力する。
【００２１】
なお合致信号Ｃを使用時間ではなくガス流量の変動の有無と流量Ｂとし、継続タイマ部１４が図３に示す予め保持している使用時間を抽出する構成にしてもよい。
【００２２】
器具判別部１８は、流量Ｂから算出された流量差分値に基づき、記憶されたガス器具別の判定値によって流量変化量や変化時間等のガス流量の流量変化特性を判定し、ガス通路内をガスが流れているときに使用されているガス器具の判別を行い器具情報Ｇ（例えば、予め保持している図７に示す器具名や最大使用時間、積算量等）を出力する。
【００２３】
第二継続タイマ部１９は、器具判別部１８の器具情報Ｇを受け取り、器具情報Ｇあれば
第二使用時間タイマ（器具情報Ｇはガス器具のＯＮ／ＯＦＦに基づくため、図２に示すような流量変動があっても、たとえば区間１〜４を通してガス器具Ａが使われ続けていたのであれば、［３］、［４］の時点でガス器具Ａが停止したとは判定されないため、［１］を起点として第二継続タイマ部でカウントを継続することができる。なお第二継続タイマ部は１つの特定したガス器具を監視するものでもあっても良いし、複数（例えばファンヒータを２台でもファンヒータと給湯器等の組合せであっても良い）のガス器具を同時に監視するものであってもよい）のカウント（例えば、器具情報Ｇに変動がない場合）を実施し器具情報Ｇがなくなれば（例えば、器具情報Ｇが当該ガス器具なし）第二使用時間タイマのカウントをクリアし器具情報Ｇ基づいた最大使用時間（例えば、図７のファンヒータのＴａ時間。Ｔａ時間は１２時間等の固定値でもよいしガス器具やガス使用者の使用実態、設置環境によって１時間〜３日間の間のように自由に設定できるものであっても良い）を第二使用時間タイマが越えた場合に弁閉信号Ｄと警報報知信号Ｅを出力する。
【００２４】
弁駆動部１５は継続タイマ部１４からの弁閉信号Ｄまたは第二継続タイマ部からの弁閉信号Ｄあるいは積算判定部２０の弁閉信号Ｄを受け取ると弁駆動信号を出力する。弁１６は弁駆動部１５の弁駆動信号Ｆを受け取るとガス通路を閉栓する。
【００２５】
警報報知部１７は継続タイマ部１４の警報報知信号Ｅまたは第二継続タイマ部１９の警報報知信号Ｅあるいは積算判定部２０の警報報知信号Ｅを受け取ると外部に警報報知（例えば、ＬＥＤやＬＣＤ等による表示。あるいはブザー等のよる音による明示。さらにガス遮断装置と有線や無線で接続し遠隔から監視するセンタやガス使用者のインターネットや携帯電話等により報知することでも同様の効果が得られる）する。
【００２６】
積算判定部２０は、器具判別部１８の器具情報Ｇを受け取ると、流量算出部１２の流量Ｂを使用積算値に加算し器具情報Ｇがなくなれば（例えば、器具情報Ｇが当該ガス器具なし）使用積算値をクリアし、器具情報Ｇに内の積算量（例えば、図７のファンヒータのＶａ。Ｖａは１０ｍ３等の固定値でも良いしガス器具やガス使用者の使用実態、設置環境によって１．５ｍ３〜１０８ｍ３間のように自由に設定できるものであっても良い）を使用積算値が超えた場合に弁閉信号Ｄと警報報知信号Ｅを出力する。
【００２７】
器具情報表示部２１は、器具判別部１８の器具情報Ｇを受け取ると器具情報を表示（例えば、ＬＥＤやＬＣＤ等による表示。あるいはガス遮断装置と有線や無線で接続し遠隔から監視するセンタやガス使用者のインターネットや携帯電話等により報知することでも同様の効果が得られる）する。
【００２８】
上記の流量検出部１１の動作について詳しく説明する。図４は超音波による流量計の概略構成を示す構成図である。
【００２９】
流量検出部１１は、ガス通路に連通する矩形断面を持つ計測流路３２を有し、この計測流路３２の相対向する流路壁の上流側と下流側には、一対の超音波送受信器３３、３４が配置されている。これらの超音波送受信器３３、３４は、超音波伝播経路が計測流路３２を流動するガス流を斜めに横切るように設定され、交互に超音波を送受信させることによって、ガス流に対して順方向と逆方向に超音波の伝搬を行う。
【００３０】
このとき、超音波送受信器３３、３４間の距離、すなわち測定距離をＬ、ガス流に対する超音波伝播経路の角度をφ、超音波送受信器３３、３４の上流から下流への超音波伝播時間をｔ１、下流から上流への超音波伝播時間をｔ２、音速をＣとすると、流速Ｖは以下の式により求められる。
【００３１】
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ(（１／ｔ１）−（１／ｔ２）)    …（１）
この流速Ｖと計測流路３２の断面積とからガス流の流量信号Ａを算出する。
【００３２】
流量信号Ａの計測の時間間隔は、超音波の送受信が可能な範囲で設定できる。ガス器具により起動や制御により変化する時間がガス器具ごとに異なるため、計測時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測時間間隔を短くすると電池の消耗が大きくなる。また、計測時間間隔が従来のガスメータで使用している膜式方式と同等の２桁オーダーの秒数間隔になると、流量変化の差分を見て判断することが困難になる。そこで、本実施形態では、２秒間隔の周期的な流量の計測を行い、その差分値をとってガス器具の起動を判別する。なお、計測時間間隔は更に短くすることも可能である。例えば、ガス器具起動後は計測精度を上げるために計測時間間隔を短くするなどの制御を行ってもよい。
【００３３】
次に、器具判別部１８の動作について詳しく説明する。図５はガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す特性図、図６は複数のガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す特性図である。
【００３４】
図５において、実線は流量算出部１２により測定されたガスの流量、破線はそのときの微分値、すなわち、所定の計測時間間隔毎の差分値をそれぞれ示している。差分値は、ガス器具の起動時にはプラス側にピークを持って表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される。ここで、差分値の変化がある所定の値（変化判定値）以上の場合、ガス流量に変化があったとしてガス器具の判別や状態の変化を判断する。
【００３５】
図６に示すように、ガスの流量Ｂの差分値に基づき、例えば３つのガス器具（Ａ、Ｂ、Ｃ）を同時に使用した場合であっても、個々のガス器具の起動や停止、並びに出力調整時のガス流量の変化を検出できる。ガス器具毎に起動時や終了時、並びに出力調整時のガス流量調整における制御の形態が異なり、ガス流量の流量変化特性が異なっている。したがって、ガス流量やその流量変化特性を判定することによって、ガス器具の種類を判別することが可能である。
【００３６】
例えば、ガスコンロ、ガス燃焼熱を熱源とするファンヒータ、ガス湯沸かし器などのガス器具が判別できることとなる。なお、ガスコンロは調理用、ファンヒータは温風暖房用というように単機能であるが、ガス湯沸かし器は給湯用と床暖房用の二つの機能を有する。床暖房は床裏側に熱媒体流路を形成したもので、ここを流動する熱媒体をガス湯沸かし器で沸かした湯で加熱するようにしたものである。そして、給湯用と床暖房用とでは、起動または制御パターンが異なり、当然のことながら差分値の変化量や変化時間にも違いがある。そこで、所定値以上の差分値の連続発生回数や連続発生時間などにより、ガス器具がガス湯沸かし器である場合には、給湯用か床暖房用かまでも判定可能である。なお、差分値は起動または制御開始時だけではなく、停止または制御終了時のマイナス差分を用いてもよい。
【００３７】
以上のように構成されたガス遮断装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３８】
まず、器具情報Ｇが出力されていれば当該するガス器具の連続使用時間（最大使用時間）や総燃焼量（積算量）に達するまでカウントし、達すると弁閉信号Ｄと警報報知信号Ｅを出力する。そして、弁１６がガス通路を閉栓しガス供給の停止、警報報知部１７がＬＥＤ等で報知をする。
【００３９】
以上のように、本実施の形態においてはガス器具のＯＮ／ＯＦＦを監視することができ複数のガス器具が複雑にＯＮ／ＯＦＦを繰返す一般的なガスの使用状況においても１つまたは複数のガス器具をトレースし、連続使用時間や総燃焼量に達し不安全であると判断し
た場合にはガス供給の停止や警報報知することができガス使用者の安全性と利便性を向上させることができる。よしんば複数のガス器具が同時にＯＮ／ＯＦＦして器具判別ができないタイミングがあっても、従来の機能である継続タイマ部１４があるため、現状の安全性を担保することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、ガス器具のＯＮ／ＯＦＦを判定することでガス器具毎の使用（最大使用時間、積算量）を監視することができ、ガス使用上の安全性と利便性の向上をさせる本ガス遮断装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態におけるガス遮断装置の機能ブロック図
【図２】本発明の実施の形態におけるガス使用パターンの一例を示す図
【図３】本発明の実施の形態における継続タイマが予め保持しているデータ図
【図４】本実施形態における超音波流量計の概略構成を示す構成図
【図５】本実施形態におけるガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す特性図
【図６】本実施形態における複数のガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す特性図
【図７】本実施形態におけるガス漏れの判定に用いる流量特性情報の一例を示す図
【図８】従来のガス遮断装置の機能ブロック図
【符号の説明】
【００４２】
１１  流量検出部
１２  流量算出部
１３  流量判定部
１４  継続タイマ部
１５  弁駆動部
１６  弁
１７  警報報知部
１８  器具判別部
１９  第二継続タイマ部
２０  積算判定部
２１  器具情報表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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