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、流量を計測 する流量検出手段と、前記流量検出手段の検 出値より瞬時流量値を演算する流量演算手段 と、前記流量検出手段で調整した信号増幅度 を判定する増幅度判定手段と、前記流量演算 手段で演算された瞬時流量値が所定流量以下 で、かつ前記増幅度判定手段で判定された信 号増幅度が所定値以上の場合、計時を開始す る時間計測手段と、前記流量演算手段で求め た流量より前記流量検出手段の計測条件を設 定する計測条件設定手段と、前記時間計測手 段で計時される所定時間中に所定の計測条件 で計測された比率を求める計測比率演算手段 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 計測比率演算手段で求めた比率が所定比率以 上の時に前記流量検出手段に異常発生と判定 したり、或いは求めた平均流量から異常の有 無を判定する異常判定手段と、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 る遮断手段とを備えたものである。

 そして、雨水等が浸入しガス遮断装置内� ��浸水状態となると、流量検出手段で流量信� ��を検出する為に増幅すると共に、流量値が� ��動するので安定計測する為に計測条件を変� ��するが、増幅度が所定値以上になると時間� ��測開始し所定時間経過後安定計測の為の計� ��条件の比率を求め所定値以上の場合、流量� ��出手段が雨水等の浸入で浸水状態となった� ��判定し、ガス器具へのガス供給を停止する� ��で、異常な計測状態が継続するのを防止で� ��、かつ安全性を高めることが出来る。

 第2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、流量を計測 する流量検出手段と、前記流量検出手段の検 出値より瞬時流量値を演算する流量演算手段 と、前記流量検出手段で調整した信号増幅度 を判定する増幅度判定手段と、前記増幅度判 定手段で判定された信号増幅度が所定値以上 の場合、計時を開始する時間計測手段と、前 記流量演算手段で求めた流量より前記流量検 出手段の計測条件を設定する計測条件設定手 段と、前記時間計測手段で計時される所定時 間中に所定の計測条件で計測された比率を求 める計測比率演算手段と、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、前記計測比率演算手段で求 めた比率が所定比率以上の時に前記流量検出 手段に異常発生と判定したり、或いは求めた 平均流量から異常の有無を判定する異常判定 手段と、前記異常判定手段で異常判定成立時 ガスの供給を遮断する遮断手段とを備えたも のである。

 そして、流量検出手段で流量信号を検出� ��る為に増幅すると共に、流量値が変動する� ��で安定計測する為に計測条件を変更するが� ��増幅度が所定値以上になると時間計測開始� ��所定時間経過後安定計測の為の計測条件の� ��率を求め所定値以上の場合、流量検出手段� ��雨水等の浸入で浸水状態となったと判定し� ��ガス器具へのガス供給を停止するので、異� ��な計測状態が継続するのを遮断することで� ��止でき、かつ安全性が高い。

 (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� �装置の概略構成図を示す図で、図2は同ガス� ��断装置に搭載される制御装置の制御ブロッ� ��図である。図4、図5と同相当物には同一番� �を付している。

 図1で、ガス遮断装置1は各家庭の庭等に� �置され、このガス遮断装置1を経由した後、� ��家庭で使用する種々のガス器具が設置され� ��場所まで配管され、ガスが供給される。そ� ��ガス遮断装置1の内部構成は流路4と制御装� �5とがある。流路4はガス遮断装置1の流入口1a より入口側流路4aを介し、底部の流路4bを経� �、出口側流路4cを介し、各ガス器具へガスを 供給する供給口1bにつながっている。流路4に は超音波信号を送受信する上流側送受信器6� �下流側送受信器7とが流れ方向に対向して取� ��付けられている。上流側送受信器6、及び下 流側送受信器7には各々制御装置5と接続する� ��子6a、7aがある。

 図2は制御装置の制御ブロック図である。 流量検出手段8は上流側送受信器6、下流側送� ��信器7、切替手段9、送信手段10、受信手段11� ��伝搬時間計測手段12、振幅判定手段13、及び 増幅度調整手段14とからなる。超音波を送信� ��たは受信する上流側送受信器6と、同じく受 信または送信する下流側送受信器7が切替手� �9によって送受信の切り換えが可能になって� ��る。この上流側送受信器6或いは下流側送受 信器7に超音波信号を出力する送信手段10が接 続され、切替手段9によって上流側送受信器6� ��いは下流側送受信器7を介して超音波信号を 受信手段11で受信する。まず送信手段10によ� �上流側送受信器6で超音波信号を送信し、下� ��側送受信器7で受信し、受信手段11からの受� ��信号を伝搬時間計測手段12で伝搬時間を計� �する。次に、切換手段9により切替えて同様� ��下流から上流に向かって超音波信号を送信� ��、伝搬時間を計測する。そして、上流側送� ��信器6と下流側送受信器7との超音波の伝搬� �間差は予め定めた周期毎(例えば2秒毎等)に� �められる。受信手段11で受信した超音波信号 は振幅判定手段13で適正な大きさの振幅かを� ��定するが、大きすぎたり小さすぎたりする� ��合適正な大きさになるように増幅度調整手� ��14で調整する。増幅度調整手段14は例えば受 信波のピーク電圧が例えば500mV程度になるよ� ��に利得値1から100(30~60dB)の範囲で増幅度の制 御が可能である。そして次回には調整された 増幅度で次回計測時送信手段10より超音波信� ��を送信する。

 そして、所定周期毎計測し求めた伝搬時� ��は流量演算手段15で瞬時流量値に換算され� �。計測条件設定手段16は求めた瞬時流量より 流路4内の圧力変動状態を検出し、計測回数� �計測周期(通常の計測周期、例えば2秒よりは るかに短い時間で計測)等の計測条件を段階� �に変えて、常に圧力変動等の影響を受けず� �定して流量を計測できるように流量検出手� �8を制御する。又瞬時流量値は平均流量演算� ��段17に入力され、所定個数の瞬時流量値を� �合して平均流量値として算出される。一方� �量検出手段8の超音波信号の振幅レベルを調� ��する増幅度を増幅度判定手段18で監視する� �通常流量が大きくなると超音波信号受信感� �が低下するので増幅度が大きくなる傾向が� �る。

 流量演算手段15で求めた瞬時流量が所定� �量、例えば1000L/h以下の状態で増幅度判定手� ��18の増幅度が所定値以上の場合、時間計測� �段19により流量検出手段8の異常監視の1時間� ��タイマを計測スタートする。異常監視のタ� ��マをスタートすると共に、計測条件設定手� ��16の計測条件の監視を計測比率演算手段20で スタートする。計測条件は圧力変動等の状態 に応じ、数段階の計測条件があり、計測条件 設定手段16は、所定段階以上の計測条件で計� ��し始めた回数をカウントし、1時間の監視タ イマ内で流量計測できる全サンプリング回数 に対する所定段階以上の計測条件で計測した 回数比率を求める。

 そして、異常判定手段21は、求められた� �均流量で使用器具の監視を行ったり、現在� �流量検出手段8に異常はないか監視を行う。� ��常判定手段21は、計測比率演算手段20で求め た回数比率が所定比率以上になった場合、通 常の小流量の範囲で異常に大きな増幅度にな っているのは流量検出手段8が何らかの原因� �、例えば雨水等の浸水で異常な流量検出を� �ていると判定し、遮断信号を出力する。又� �常判定手段21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、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。この設定値と 平均流量値とを異常判定手段21で比較判定す� ��ことで、流量値が使用最大流量値を超えて� ��ないか、或いは器具の使用時間が登録流量� ��対応した連続使用の制限時間を超えていな� ��か等を監視する。

 この異常判定手段21で異常成立と判定し� �時、遮断手段22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23は、遮断� ��態や遮断内容を液晶表示素子等に表示する� ��共にガスの安全監視を行っているガス事業� ��のセンターに電話回線等の通信により通報� ��る。

 次に、以上のように構成されたガス遮断� ��置1の動作を説明する。ガス需要家宅にガス 事業者がガス遮断装置1を設置し、端子蓋1eを 開けて、通信装置や警報器(図示せず)等を接� ��した後、端子蓋1eを固定部材1f(ビス等)で固� ��しようとして、固定部材1fの固定が緩かっ� �り、締め方が甘かったり、或いは接続線等� �何らかの原因ではさまった場合、雨水が端� �蓋1eとガス遮断装置1本体との隙間より進入� �る場合がある。この場合で浸入した雨水が� �ス遮断装置1の下部に位置している流路4の部 分に溜まり、上流側送受信器6や下流側送受� �器7等が浸水し水没状態となる。このような� ��態で流量を流量検出手段8で検出する。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15に送られて瞬時流� ��値として換算されるが、水没した状態のた� ��上流側送受信器6や下流側送受信器7の端子6a や7a間のインピーダンスが低下するため、超� ��波信号の大きさが不安定でかつ変動するの� ��、器具を全く使用していない流量状態であ� ��ても伝搬時間計測手段12で計測した伝搬時� �値が変化するので、結果流量演算手段15で求 めた流量値が変動する。又端子間インピーダ ンスが低下する為、超音波信号が小さくなる が、その状態を受信手段11で受信し信号レベ� ��が振幅判定手段13で所定値以下であるのを� �定すると、常にピーク値が500mVになるように 増幅度調整手段14では増幅度を大きくする。� ��果器具が使用されていない低流量状態であ� ��のに流量信号を検出する信号の増幅度が次� ��に大きくなる。

 流量演算手段15で求めた瞬時流量が変動� �ると計測条件設定手段16はその状態より器具 を使用していないのに供給するガス圧が変動 した場合の流量状態と同じ状態と判定し、圧 力変動時の計測条件に変更制御する。即ち、 通常は2秒毎に定期的に計測しているが、そ� �計測条件を変更し、例えば、計測間隔を短� �して計測回数を増加させ流量を安定的に計� �する。時間計測手段19や計測比率演算手段20� ��流量演算手段15からの瞬時流量が所定流量� �下(例えば1000L/h以下等)で、増幅度判定手段18 が所定増幅度(例えば利得値60以上等)以上に� �した状態と判定すると、ガス遮断装置1の下� ��に位置する流量検出手段8が何らかの原因で 浸水等により端子間インピーダンスが低下し 異常状態になった可能性があると判定し、時 間計測手段19は流量検出手段8の異常監視タイ マを計測スタートする。同時に計測比率演算 手段20は時間計測手段19の異常監視タイマ中� �流量計測回数に対する計測条件を変更して� �量を計測している回数比率を求める。そし� �、この回数比率が、例えば80%以上等の所定� �率に達すると流量検出手段8が浸水等により� ��子間インピーダンスが低下し異常状態にな� ��たと判定し異常判定手段21に遮断信号を出� �する。通常GHP(ガスヒートポンプ装置)等の圧 力変動を起こす器具が使用された場合、計測 条件設定手段14は脈動状態を検出すると計測� ��件が上位(精度を上げた測定条件)に上がり� �安定流量を検出すると計測条件が段階的に� �がったりと交互に計測条件が変化するが、� �ス遮断装置1内の流量検出手段8等が水没し端 子間インピーダンスが低下すると常に計測条 件が最も上位の計測条件で計測し続ける。

 しかしながらガス遮断装置の電源(図示せ ず)は通常は電池を使用するが、上記従来の� �うな、常に上位の計測条件で計測されると� �容量の電池が必要となるため、このように� �期に異常状態を検出することは、小容量の� �池での構成が可能となる点でも大きな効果� �奏する。

 この異常判定手段21で異常成立と判定し� �時、遮断手段22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23は、遮断� ��態や遮断内容を液晶表示素子等に表示する� ��共にガスの安全監視を行っているガス事業� ��のセンターに電話回線等の通信により通報� ��る。ガス事業者は直ちにガス遮断装置1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。

 一方並行して、平均流量演算手段12で流� �演算手段15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21には、流量域毎に対� ��した使用時間の制限時間値、あるいは使用� ��大流量の監視判定値等が記憶されている。� ��えばストーブ等へガスを供給するホースが� ��らかの原因で外れた時、異常な大流量が発� ��するが、そのような状態を監視するための� ��計流量遮断値や、器具の通常使用する最大� ��用時間よりはるかに長く使用された場合に� ��応して使用時間の制限時間を規定した使用� ��間遮断の制限時間等が記憶されている。こ� ��設定値と平均流量値とを異常判定手段21で� �較判定することで、流量値が使用最大流量� �を超えていないか、或いは器具の使用時間� �登録流量に対応した連続使用の制限時間を� �えていないか等監視し、超えた場合遮断信� �を出力する。

 なお、本実施の形態に使用した構成は一� ��であり、又使用形態も本実施の形態に限定� ��れるものではない。

 以上のように、何からの原因でガス遮断� ��置1の端子蓋1eが緩んだ状態で固定され、雨� ��等が浸入しガス遮断装置1の下部に位置する 流量検出手段8が浸水状態になったり、最悪� �の上部に位置する制御装置5迄が水没するよ� ��な状態になったのを、流量検出手段8からの 検出した流量信号の変化や流量を検出制御す る増幅度調整手段14の増幅度を監視すること� ��より、流量検出手段8の異常を早期に検出で きるので、浸水することにより本来器具を使 用していないのに流量を計測して異常なガス 使用量として積算したり、異常な流量が検出 されたとして保安機能が働き、ガスを遮断す る等の誤遮断といった異常動作を継続して起 すことを防止し、ガス器具を使用するガス需 要家を安全に監視するためのガス遮断装置が 異常であることを早期に判定し通報するので 、安全性や信頼性が極めて高く、かつ使い勝 手が高い効果がある。

 (実施の形態2)
 図3は本発明の実施の形態2におけるガス遮� �装置に搭載される制御装置の制御ブロック� �である。図1、図4及び図5と同相当物には同� �番号を付している。

 図3は制御装置の制御ブロック図である。 流量検出手段8は上流側送受信器6、下流側送� ��信器7、切替手段9、送信手段10、受信手段11� ��伝搬時間計測手段12、振幅判定手段13、及び 増幅度調整手段14とからなる。超音波を送信� ��たは受信する上流側送受信器6と受信または 送信する下流側送受信器7が切替手段9によっ� ��送受信の切り換えが可能になっている。こ� ��上流側送受信器6或いは下流側送受信器7に� �音波信号を出力する送信手段10が接続され、 切替手段9によって上流側送受信器6或いは下� ��側送受信器7を介して超音波信号を受信手段 11で受信する。まず送信手段10により上流側� �受信器6が超音波信号を送信し、下流側送受� ��器7で受信し、受信手段11からの受信信号を� ��搬時間計測手段12で伝搬時間を計測する。� �に、切換手段9により切替えて同様に下流か� ��上流に向かって超音波信号を送信し、伝搬� ��間を計測する。そして、上流側送受信器6と 下流側送受信器7との超音波の伝搬時間差は� �め定めた周期毎に求められる。受信手段11で 受信した超音波信号は振幅判定手段13で適正� ��大きさの振幅かを判定するが、大きすぎた� ��小さすぎたりする場合適正な大きさになる� ��うに増幅度調整手段14で調整する。増幅度� �整手段14は例えば受信波のピーク電圧が例え ば500mV程度になるように利得値1から100(30~60dB) の範囲で増幅度制御が可能である。そして次 回には調整された増幅度で次回計測時送信手 段10より超音波信号を送信する。

 そして、所定周期毎計測し求めた伝搬時� ��は流量演算手段15で瞬時流量値に換算され� �。計測条件設定手段16は求めた瞬時流量より 流路4内の流れ状態を判定し、計測回数や計� �周期等の計測条件を変えて常に安定して流� �計測できるように流量検出手段8を制御する� ��又瞬時流量値は平均流量演算手段17に入力� �れ、所定個数の瞬時流量値を集合して平均� �量値として算出される。一方流量検出手段8� ��超音波信号の振幅レベルを調節する増幅度� ��増幅度判定手段18で監視する。通常流量が� �きくなると超音波信号受信感度が低下する� �で増幅度が大きくなる傾向がある。

 増幅度判定手段18の増幅度が所定値以上� �場合、時間計測手段19により流量検出手段8� �異常監視のタイマを計測スタートする。異� �監視のタイマをスタートすると共に、計測� �件設定手段16の計測条件の監視を計測比率演 算手段20でスタートする。

 そして、異常判定手段21は、求められた� �均流量で使用器具の監視を行ったり、現在� �流量検出手段8に異常はないか監視を行う。� ��常判定手段21は、計測比率演算手段20で求め た回数比率が所定比率以上になった場合、通 常の小流量の範囲で異常に大きな増幅度にな っているのは流量検出手段8が何らかの原因� �、例えば雨水等の浸入で異常な流量検出を� �ていると判定し、遮断信号を出力する。

 次に、以上のように構成されたガス遮断� ��置1の動作を説明する。ガス需要家宅にガス 事業者がガス遮断装置1を設置し、端子蓋1eを 開けて、通信装置や警報器(図示せず)等を接� ��した後、端子蓋1eを固定部材1f(ビス等)で固� ��しようとして、固定部材1fの固定が緩かっ� �り、締め方が甘かったり、或いは接続線が� �らかの原因ではさまった場合、雨水が端子� �1eとガス遮断装置1本体との隙間より進入す� �場合がある。この場合で浸水した雨水がガ� �遮断装置1の下部に位置している流路4の部分 に溜まり、上流側送受信器6や下流側送受信� �7等が浸水し水没状態となる。このような状� ��で流量を流量検出手段8で検出する。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15に送られて瞬時流量� ��として換算されるが、水没した状態のため� ��流側送受信器6や下流側送受信器7の端子6aや 7a間のインピーダンスが低下するため、超音� ��信号の大きさが不安定でかつ変動するので� ��器具を全く使用していない流量状態である� ��に伝搬時間計測手段12で計測した伝搬時間� �が変化するので、結果流量演算手段15で求め た流量値が変動する。又端子間インピーダン スが低下する為、超音波信号が小さくなるが 、その状態を受信手段11で受信し信号レベル� ��振幅判定手段13で所定値以下であるのを判� �すると増幅度調整手段14では常にピーク値が 500mVになるように増幅度を大きくする。結果� ��具が使用されていない低流量状態であるの� ��流量信号を検出する信号の増幅度が次第に� ��きくなる。

 流量演算手段15で求めた瞬時流量が変動� �ると計測条件設定手段16はその状態より器具 を使用していないのに供給するガス圧が変動 した場合の流量状態と同じ状態と判定し、圧 力変動時の計測条件に変更制御する。即ち、 定期的に計測を行っているが、その時計測回 数を増加させたり、通常の計測周期より短い 計測周期で計測し流量を安定的に計測する。 時間計測手段19や計測比率演算手段20は、増� �度判定手段18が所定増幅度(例えば利得値60以 上等)以上に達した状態と判定すると、ガス� �断装置1の下部に位置する流量検出手段8が何 らかの原因で浸水等により端子間インピーダ ンスが低下し異常状態になった可能性がある と判定し、時間計測手段19は流量検出手段8の 異常監視タイマを計測スタートする。同時に 計測比率演算手段20は時間計測手段19の異常� �視タイマ中の流量計測回数に対する計測条� �を変更して流量を計測している回数比率を� �める。そして、この回数比率が、例えば80%� �上等の所定比率に達すると流量検出手段8が� ��水等により端子間インピーダンスが低下し� ��常状態になったと判定し異常判定手段21に� �断信号を出力する。通常GHP等の圧力変動を� �こす器具が使用された場合、計測条件設定� �段14は脈動状態を検出すると計測条件が上位 (精度を上げた測定条件)に上がり、安定流量� ��検出すると計測条件が段階的に下がったり� ��交互に計測条件が変化するが、ガス遮断装� ��1内の流量検出手段8等が水没し端子間イン� �ーダンスが低下すると常に計測条件が最も� �位の計測条件で計測し続ける。

 しかしながらガス遮断装置の電源(図示せ ず)は通常は電池を使用するが、上記従来の� �うな、常に上位の計測条件で計測されると� �容量の電池が必要となるため、このように� �期に異常状態を検出し、警告もしくは遮断� �の対応措置をとることは大きな効果を奏す� �。

 この異常判定手段21で異常成立と判定し� �時遮断手段22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23は、遮断状� ��や遮断内容を液晶表示素子等に表示すると� ��にガスの安全監視を行っているガス事業者� ��センターに電話回線等の通信により通報す� ��。ガス事業者は直ちにガス遮断装置1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。

 一方並行して、平均流量演算手段12で流� �演算手段15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21には、流量域毎に対� ��した使用時間の制限時間値、あるいは使用� ��大流量の監視判定値等が記憶されている。� ��えばストーブ等へガスを供給するホースが� ��らかの原因で外れた時、異常な大流量が発� ��するが、そのような状態を監視するための� ��計流量遮断値や、器具の通常使用する最大� ��用時間よりはるかに長く使用された場合に� ��応して使用時間の制限時間を規定した使用� ��間遮断の制限時間等が記憶されている。こ� ��設定値と平均流量値とを異常判定手段21で� �較判定することで、流量値が使用最大流量� �を超えていないか、或いは器具の使用時間� �登録流量に対応した連続使用の制限時間を� �えていないか等監視し、超えた場合遮断信� �を出力する。

 なお、本実施の形態に使用した構成は一� ��であり、又使用形態も本実施の形態に限定� ��れるものではない。

 以上のように、何からの原因でガス遮断� ��置1の端子蓋1eが緩んだ状態で固定され、雨� ��等が浸入しガス遮断装置1の下部に位置する 流量検出手段8が浸水状態になったり、最悪� �の上部に位置する制御装置5迄が水没するよ� ��な状態になったのを、流量検出手段8からの 検出した流量信号の変化や流量を検出制御す る増幅度調整手段14の増幅度を監視すること� ��より、流量検出手段8の異常を早期に検出で きるので、浸水することにより本来器具を使 用していないのに流量を計測し異常なガス使 用量として積算したり、異常な流量が検出さ れたとして保安機能が働き、ガスを遮断する 等の誤作動といった異常動作を継続して起す ことを防止し、ガス器具を使用するガス需要 家を安全に監視するためのガス遮断装置が異 常であることを早期に判定し通報するので、 安全性や信頼性が極めて高く、かつ使い勝手 が高い効果がある。

 なお、以上の実施の形態に係る本ガス遮� ��装置の手段の全てもしくは一部を実行させ� ��ためのプログラムを作成すれば、マイコン� ��を用いて本発明を実施することができるし� ��また、このプログラムを記録媒体に記録し� ��り、通信回線を用いて配信することにより� ��布やインストール作業を簡単行うことがで� ��る。

 本出願は、2008年6月24日出願の日本特許出 願、特願2008-164091に基づくものであり、その� ��容はここに参照として取り込まれる。

 以上、本発明の各種実施形態を説明した� ��、本発明は前記実施形態において示された� ��項に限定されず、明細書の記載、並びに周� ��の技術に基づいて、当業者がその変更・応� ��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。