第1の発明は、ガスメータを経由した後の 配管に接続される複数のガス器具の使用状況 を監視するとともに、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、ガスメ ータには、ガス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流量値を 演算する流量演算手段と、前記流量演算手段 より求めた瞬時流量値を平均化して平均流量 値を求める平均流量演算手段と、前記平均流 量演算手段で求めた平均流量値を格納する流 量格納手段と、前記平均流量演算手段で求め た流量値と前記流量格納手段の格納値とから 変化流量が予め定めた変化値より大きいとき 流量変化ありと判定する流量変化判定手段と 、前記流量変化判定手段で増大変化時流量変 化分を登録し、減少変化時流量変化分に近い 登録流量を削除する流量登録手段と、前記流 量登録手段に登録された流量を記憶する流量 記憶手段と、前記流量変化判定手段で変化あ りと判定したとき前記流量登録手段で登録さ れていた複数の流量が削除され最大流量のみ が登録されている場合、過去削除された複数 の登録流量合計と平均流量とが所定範囲内か どうかを判定する前記流量変化補正記憶手段 と、前記流量変化補正記憶手段の出力信号に より過去の複数の記憶流量と平均流量とが所 定期間流量変化無と判定時前記流量記憶手段 の複数の流量と登録流量を削除し再登録する 判定期間手段と、使用状態の異常を監視する 判定値を記憶する監視値記憶手段と、前記流 量登録手段の流量値と前記監視値記憶手段の 判定値とを比較して異常の有無を判定する異 常判定手段と、前記判定期間手段で再登録し た場合前記異常判定手段に使用時間の補正信 号を出力する使用時間補正手段と、前記異常 判定手段の異常判定成立した時ガスの供給を 遮断する遮断手段とを備えたことを特徴とす るものである。

 そして、複数器具使用し複数の器具流量� ��登録されている時、流量変化判定手段で複� ��の器具が使用停止と判断され流量登録手段� ��り削除され単一器具となり、過去削除した� ��数器具の流量合計値近傍(所定流量範囲以内 )の場合、判定期間手段により所定期間流量� �化を監視し、所定流量以上の流量変化が検� �されなかったとき、過去削除した複数器具� �流量と判定し流量記憶手段に記憶している� �数流量と流量登録値を入れ替えることによ� �、本来複数の器具使用中であるのに一つの� �具と間違って使用時間監視し早期に使用時� �遮断し、ガス事業者の不要な出動回数が増� �したり、暖房器具のように本来長時間使用� �能であるのに短時間で停止し使い勝手の低� �するのを防止することができ、かつ安全性� �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� �装置とガス器具の設置形態を示す図、図2は� ��ガス遮断装置の制御ブロック図である。

 各家庭のガス供給管1の入口部分にガスメ ータ2が設置され、このガスメータ2を経由し� ��後のガス配管3から分岐して家庭で使用する 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。例えば、屋外にはガス 給湯器4が設置され、このガス給湯器4で生成� ��れる湯が水配管を介して台所の給湯栓5、浴 槽やシャワー装置が設置された風呂6、リビ� �グ等に設置された床暖房7に供給され、種々� ��使用形態を形成している。

 また、屋内にあっては、台所に設置され� ��ガステーブル8、リビングや寝室等に設置さ れたガスファンヒータ9にガスが供給され、� �要に応じて適宜使用される。

 そして、設置されたガス器具が使用され� ��スの消費が発生するとガスメータ2でその使 用量が計測され、そのデータが所定期間毎に 累積記憶されている。このガスメータ2に記� �されたデータはガス事業者からの定期的な� �ータ要求指令に基づいて所定の情報処理を� �った後、ガス料金やガス使用量あるいはガ� �事業者が提供する割引サービス等の情報と� �て需要家及びガス事業者に送信される。

 そして、ガスメータ2には、ガス入口とガ ス出口を有したガス流路が形成され、ガス流 量を計測する流量検出手段10とガス流路内に� ��常時にガスを遮断する遮断手段21等で構成� �れる。なお、流量検出手段10としては種々の 方式があり、流路内に設置された一対の超音 波センサで超音波信号を一方から他方に発信 しその伝搬時間より使用ガス流量を検出する ものや、流路内に熱線式センサを設け流れに より変化するインピーダンスより流量を求め るもの、さらには計量膜によりガス量を検出 し計量膜の機械的動作を磁石とリードスイッ チあるいは磁気抵抗素子等により電気的パル ス信号として流量を検出するものがある。

 そこで、超音波センサを用いた流量検出� ��段10について簡単に説明すると、超音波を� �信または受信する第1送受信器と受信または� ��信する第2送受信器が流れ方向に対向して配 置され、制御回路によって送受信の切り換え が可能になっており、ガス等の流体の流れ状 態を検出している。この第1送受信器と第2送� ��信器の信号を処理して流量を計測するもの� ��、上流から下流に超音波を送信する。そし� ��第2送受信器で受信しタイマカウンタのよう な計時手段で計測する。

 次に、切換手段で下流から上流に向かっ� ��超音波信号を送信し、時間値を計測する。� ��して、第1送受信器と第2送受信器との超音� �の伝搬時間差から流路の大きさや流体の流� �状態を考慮して流量演算手段11で流量値を求 める。流量データは瞬時流量値として予め定 めた周期毎に求められる。

 そして、所定周期で求められる瞬時流量� ��は平均流量演算手段12に入力され、ここで� �定個数の瞬時流量値を集合して平均化され� �均流量値として算出される。この平均流量� �は時系列的に流量格納手段13に格納される。 即ち流量変化判定手段14では、今回平均流量� ��算手段12で算出される平均流量値と流量格� �手段13に格納された前回、或いはN回前の格� �流量とを比較して、予め定めた変化値以上� �変化があるか否かを判定し、器具の使用開� �有無、或いは流量変化有無を判断する。例� �ば、需要家が給湯器4を使用すると流量値は� ��ロから所定の流量まで変化、あるいは他の� ��具を使用中に給湯器4等が使用されると求め た平均流量と流量格納手段13の過去の流量格� ��値とから流量変化率あるいは流量変化量が� ��定以上あったか否かで器具の使用/停止、或 いは流量変化の有無を判断する。

 そして、流量変化判定手段14で流量変化� �検出されると、器具の使用開始か、あるい� �器具の使用停止かを判断し、具体的には器� �が使用された場合は流量変化分を流量登録� �段15に登録流量値として設定する。この場合 、流量増大側の変化が検出される度に器具が 追加使用されたと判断して、都度、流量変化 分を新規登録し登録流量値として設定する。 反対に、器具の使用が停止された場合は流量 登録手段15に登録されている登録流量値のう� ��流量変化分に近い登録流量値をその器具が� ��止されたと判断し削除する。この削除処理� ��場合も同様に、流量減少側の変化が検出さ� ��る度に器具の使用が停止されたと判断して� ��度、登録流量値の削除処理を実行する。又� ��量登録手段15に登録された器具流量は、時� �列的に流量記憶手段16に記憶される。流量登 録手段15で登録流量が削除されても、流量記� ��手段16には残っている。

 更に、流量変化判定手段14から変化あり� �号が出力されると、流量変化補正記憶手段17 で流量変化が増大変化か減少変化かを判定し 記憶する。特に流量変化補正記憶手段17では� ��流量登録手段15に複数(例えば3つ以上)の器� �流量が登録された後、その後の流量変化で� �数の流量器具が削除され(特に小さい器具流� ��)、流量登録手段15に器具流量が1個のみ登録 されていた場合、登録流量が登録時点までに 削除された複数器具の合計流量とほぼ同一流 量か、或いは流量差が所定流量範囲内かを判 定し、所定流量範囲内の場合判定期間手段18� ��監視信号が出力される。

 そして、判定期間手段18では、所定期間� �均流量値と流量記憶手段17に記憶されている 複数の器具流量合計値とを平均流量を求める タイミング毎流量変化がないか監視する。所 定期間流量変化無状態が継続された場合は、 実際は器具を使用し続けているのに過去誤っ て削除された複数器具の流量を流量記憶手段 16より登録流量判定手段15に再度大きい順に� �録しなおす。

 そして、異常判定手段20は、再設定され� �登録流量で使用器具の監視を行う。異常判� �手段20は、流量域に対応した器具連続使用制 限時間、あるいは使用最大流量の監視判定値 などが記憶されている。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制限時間を 設定した監視値記憶手段19が設けられている� ��この設定値と流量登録手段15の登録流量値� �異常判定手段20で比較判定することで、登録 流量値が使用最大流量値を超えていないか、 あるいは器具使用時間が登録流量値に対応し た器具連続使用制限時間を超えていないか等 判定する。この異常判定手段20で異常を判定� ��たとき遮断手段21に遮断信号を送ってガス� �供給を停止する。また、遮断状態や遮断内� �を液晶表示素子等に表示すると共にガスの� �全監視を行っているセンターに通信手段な� �を通じて通報する。

 次に、以上のように構成されたガス遮断� ��置の動作を説明する。需要家宅で保有して� ��るガス器具、例えばガスストーブ9や給湯器 4等、が使用されるとその流量を流量検出手� �10で検出する。例えば超音波センサを用いた 場合は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11に送ら� ��て瞬時流量値として算出され、平均流量演� ��手段12で所定個数毎の平均流量値として演� �され、求められた平均流量は流量記憶手段13 に定期的に、かつ時系列的に複数個記憶され ると共に、この流量記憶手段14に記憶された� ��去の流量(例えば、前回、或いは前々回とか 、n回前の流量記憶値等)とから流量変化の有� ��を求める。つまり、所定間隔で出力される� ��均流量値を用いてその変化状態から器具の� ��用あるいは器具の停止を判断するとともに� ��その変化時の流量変化分をもって使用器具� ��登録流量とし、流量登録手段15に新規登録� �たり、既に登録済みの登録流量を削除した� �することで、変化時点の使用器具に対応し� �登録流量を正確に設定することができる。

 例えば、給湯器4を利用者が使用すると例 えば過去流量零の場合、任意の流量に変化す るが、その変化を平均流量と過去の流量とか ら変化流量として求め、その変化率或いは変 化量が所定以上の場合変化有として、即ち何 らかの器具使用有りとして流量登録手段15に� ��録する。或いはガステーブル8使用中に給湯 器4を使用すると流量格納手段13の過去流量に ガステーブル8の流量が記憶されており、流� �変化判定手段14では今回の平均流量と過去流 量記憶値とから変化流量を求め、同様に現在 の流量からの変化率、或いは変化流量が所定 以上の場合に変化有りとして変化流量を流量 登録手段15に登録する。器具使用が増加する� ��合だけでなく、複数の器具が使用中に何ら� ��の器具が停止されたり、流量が変化すると� ��量変化判定手段15では過去の流量記憶値と� �均流量とから減少変化かを判定しその減少� �化流量を出力し、流量登録手段16は減少変化 流量より登録された流量のうち最も近い流量 登録値を削除したり、或いは削減する。

 しかしながら、ガステーブル8やガスファ ンヒータ9を使用中に給湯器4の使用形態にお� ��て、特に床暖房等に使用した場合は運転初� ��の負荷が大きい場合と安定状態の負荷が小� ��い場合においては燃焼量が大きく変化する� ��このような場合、流量登録手段15にガステ� �ブル8やガスファンヒータ9の流量が登録され 、更に給湯器4の流量が登録される。給湯器4� ��運転初期に流量変化がありとして給湯器4の 使用が判定され、この時点の平均流量値が登 録流量として流量登録手段15に登録されるこ� ��になる。そして、運転が継続されると暖房� ��荷が徐々に減少していき、燃焼量すなわち� ��ス流量が比例制御により減少方向に制御さ� ��る。流量変化判定手段14により、このとき� �変化量によって、ガステーブル8やガスファ� ��ヒータ9の流量が、実際は使用しているが、 流量登録を削除される場合がある。そして給 湯器4の使用を停止するとガステーブル8とガ� ��ファンヒータ9の合計流量が1つの器具とし� �流量登録手段15に残る場合がある。

 つまり、給湯器4使用中に給湯器の流量変 化量とガステーブル8やガスファンヒータ9の� ��量と同じ流量の流量変化が発生することが� ��る。結果ガステーブル8やガスファンヒータ 9が停止したと判定して、流量登録手段15より 流量登録値を削除する。この状態で暖房負荷 が飽和して給湯器4が停止すると流量変化判� �手段15で流量変化ありと判断して、このとき の流量変化分を流量登録手段15に登録された� ��録流量から削除される。しかし、給湯器4が 停止した時、既にガステーブル8やガスファ� �ヒータ9の流量がなくなっているので、合計� ��量が一つの器具として流量登録手段15に残� �ている。実際に使用していない1つの器具流� ��として、異常判定手段20で監視値記憶手段19 の設定値と比較する場合の登録流量の対象と なってしまう。

 つまり、実際に使用している器具の流量� ��りも大きな値の登録流量で使用器具の監視� ��行われることになり、連続使用制限時間が� ��縮されたりして予想外の短時間で遮断手段2 1が誤遮断してしまうという使い勝手の悪さ� �発生する。

 そこで、流量登録手段15に例えば器具A、� ��具Bが流量登録される毎、登録流量を流量記 憶手段16に時系列的に記憶している。最大流� ��の器具C、例えば給湯器4等が使用されて登� �される。その後流量変化し複数の登録され� �器具流量、器具A、器具Bが削除されたとき、 流量変化補正記憶手段17に器具A、器具Bが流� �変化で削除されたことを記憶しておく。更� �器具Cの給湯器4が停止した時、流量登録手段 15には、あたかも一つの器具流量のみが流量� ��録手段15に残るが、流量変化補正記憶手段17 は器具流量減少により削除された器具Aと器� �Bの合計流量と残った登録流量とを比較し、� ��ほ等しい場合、即ち流量差が所定値範囲以� ��、或いは所定比率以内の場合、判定期間手� ��18に監視信号を出力する。判定期間手段18は 、平均流量演算手段11により求めた平均流量� ��流量登録手段15の登録値、及び流量記憶手� �16に残っている器具Aと器具Bの合計流量と流� ��変化がないか所定期間監視する。その結果� ��定期間流量変化がない場合、実際は1つの登 録流量器具ではなく、複数器具がもともと継 続して使用されていると判定して、流量登録 手段15の登録流量を流量記憶手段16に残って� �る複数の器具流量で再登録しなおす。即ち� �在使用中の器具に対応して流量記憶手段の� �憶流量で設定しなおす。又、判定期間手段18 は、期間を自在に各需要家の使用実態により 任意に変えられる(時間0も可能)。

 そして、異常判定手段20はこの再設定さ� �た登録流量で監視値記憶手段19内の該当の使 用時間制限時間を参照して使用器具を監視す る。この場合、期間判定手段18で判定時間が� ��間経過しているので、使用時間補正手段22� �判定期間手段18で経過した時間を差し引いて 、補正した使用時間を、異常判定手段20に出� ��し監視する。監視時間が経過し異常発生時� ��遮断手段21を作動させてガスの供給を停止� �ることで安全性を確保するようにしている� �

 なお、本実施の形態に使用した数値限定� ��一例であり、又使用形態も本実施の形態に� ��定されるものではない。

 以上のように、流量変化判定手段14で所� �以上の流量変化が検出されたとき器具流量� �変化を判断し、流量変化補正記憶手段17で複 数器具流量が最大流量の器具を使用中(流量� �録手段15に登録中)に削除されたのを検出す� �と最大流量登録値が変化した時に、もと登� �されていた複数器具が使用され続けていな� �か判定して、所定期間流量変化がない場合� �削除された流量の器具が使用され続けてい� �と判定して、再度流量登録手段15に登録する ので、現在使用中の器具に対応した登録流量 に補正することが可能となり、使用器具に対 応した適切な使用制限機能を確保することで 誤遮断を防止することができ、かつ使い勝手 の高いガス遮断装置を提供することができる 。

 第3の発明は、ガスメータを経由した後の 配管に接続される複数のガス器具の使用状況 を監視するとともに、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、ガスメ ータには、ガス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流量値を 演算する流量演算手段と、前記流量演算手段 で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値 として求める平均流量演算手段と、前記平均 流量演算手段で求めた平均流量値を記憶する 流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求 めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予 め定めた第1変化値より大きいとき流量変化� �りと判定する流量変化判定手段と、前記流� �変化判定手段で変化ありと判定したとき流� �変化分を登録/削除する流量登録手段と、登� ��流量の変更処理が行われた後の登録流量が� ��常か否かを判定する登録流量判定手段と、� ��更処理後の登録流量に異常があるとき差分� ��量を用いて登録流量を平均流量値に近づけ� ��ように補正する登録流量補正手段を備えた� ��とを特徴とするものである。

 そして、流量変化判定手段で所定以上の� ��量変化が検出されたとき器具の使用開始あ� ��いは使用停止を判断し、使用開始の場合は� ��量変化分を登録して器具の使用制限に対応� ��る登録流量として設定し、使用停止の場合� ��流量変化分に近い登録流量を削除して実使� ��状態に近い登録流量として設定すると共に� ��除した後の登録流量が使用器具に対応した� ��録流量であるか否かを判定し、対応したも� ��でないと判定したときにその差分流量に基� ��いて登録流量を補正して使用器具に対応し� ��値に近づけるようにしているため、使用停� ��時の登録流量の削除時に間違って別の登録� ��量を削除した場合でも現在使用中の器具に� ��応した登録流量に補正することが可能とな� ��、使用器具に対応した適切な使用制限機能� ��確保することで誤遮断を防止することがで� ��、かつ安全性の高いガス遮断装置を提供す� ��ことができる。

 第4の発明は、ガスメータを経由した後の 配管に接続される複数のガス器具の使用状況 を監視するとともに、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、ガスメ ータには、ガス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流量値を 演算する流量演算手段と、前記流量演算手段 で求めた瞬時流量値を平均化して平均流量値 として求める平均流量演算手段と、前記平均 流量演算手段で求めた平均流量値を記憶する 流量記憶手段と、前記平均流量演算手段で求 めた値と前記流量記憶手段の記憶値の差が予 め定めた第1変化値より大きいとき流量変化� �りと判定する流量変化判定手段と、前記流� �変化判定手段で変化ありと判定したとき変� �方向に応じて登録信号あるいは削除信号を� �力する変化方向判定手段と、前記変化方向� �定手段の出力が増大変化のとき流量変化分� �登録し、減少変化のとき流量変化分に近い� �録流量を削除する流量登録手段と、前記流� �登録手段で削除処理が行われたとき前記平� �流量演算手段で求めた値と前記流量登録手� �の流量合計値との減算処理を行い所定以上� �差がある場合に異常信号を出力する登録流� �判定手段と、前記登録流量判定手段の異常� �号を受けてその差分流量を用いて前記流量� �録手段の登録値を補正する流量差補正推定� �段と、使用状態の異常を監視する判定値を� �憶する監視値記憶手段と、前記流量登録手� �の流量値に対応した前記監視値記憶手段の� �定値と比較して異常の有無を判定する異常� �定手段と、前記異常判定手段の異常判定で� �スの供給を遮断する遮断手段を備えたこと� �特徴とするものである。

 そして、流量変化判定手段で所定以上の� ��量変化が検出されたときその流量変化が増� ��変化か減少変化かを判断して器具の使用開� ��あるいは使用停止を判断し、使用開始の場� ��は登録信号を出力して流量変化分を新規に� ��録し器具の使用制限に対応する登録流量と� ��て設定し、使用停止の場合は削除信号を出� ��して流量変化分に近い登録流量を削除して� ��使用状態に近い登録流量として設定すると� ��に削除後の登録流量が使用器具に対応した� ��録流量であるか否かを判定し、対応したも� ��でないと判定したとき差分流量算出手段で� ��出した差分流量に基づいて登録流量を補正� ��使用器具に対応した値に近づけるようにし� ��いるため、使用停止時の登録流量の削除時� ��間違って別の登録流量を削除した場合でも� ��在使用中の器具に対応した登録流量に補正� ��ることが可能となり、また使用停止時の使� ��流量が燃焼制御等によって減少した状態で� ��録流量の削減処理を行った場合でも減少に� ��り生じた差分流量を用いて登録流量を補正� ��ることができるため、実使用状態に近い登� ��流量として再設定することが可能となり、� ��用器具に対応した適切な使用制限機能を確� ��することで誤遮断を防止することができ、� ��つ安全性の高いガス遮断装置を提供するこ� ��ができる。

 (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� �装置とガス器具の設置形態を示す図、図4は� ��ガス遮断装置の内部構成図、図5は同ガス遮 断装置の制御ブロック図である。

 各家庭のガス供給管1の入口部分にガスメ ータ2が設置され、このガスメータ2を経由し� ��後のガス配管3から分岐して家庭で使用する 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。例えば、屋外にはガス 給湯器4が設置され、このガス給湯器4で生成� ��れる湯が水配管を介して台所の給湯栓5、浴 槽やシャワー装置が設置された風呂6、リビ� �グ等に設置された床暖房7に供給され、種々� ��使用形態を形成している。

 また、屋内にあっては、台所に設置され� ��ガステーブル8、リビングや寝室等に設置さ れたガスファンヒータ9にガスが供給され、� �要に応じて適宜使用される。

 そして、設置されたガス器具が使用され� ��スの消費が発生するとガスメータ2でその使 用量が計測され、そのデータが所定期間毎に 累積記憶されている。このガスメータ2に記� �されたデータはガス事業者からの定期的な� �ータ要求指令に基づいて所定の情報処理を� �った後、ガス料金やガス使用量あるいはガ� �事業者が提供する割引サービス等の情報と� �て需要家及びガス事業者に送信される。

 そして、ガスメータ2には、ガス入口とガ ス出口を有したガス流路が形成され、そのガ ス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁11� ��ガス流量を計測する流量検出手段17として� �対の超音波センサ17a、17bが配置されている� �また、流量検出手段17からの信号でガス流量 を算出する流量演算手段19や、算出された瞬� ��流量値を所定回数集合して平均流量値とし� ��演算する平均流量演算手段12などで構成さ� �る制御回路10が内蔵され、さらに、制御回路 10を駆動させるための電池13が収納されてい� �。

 なお、流量検出手段としては種々の方式� ��あり、本実施の形態で示す流路内に設置さ� ��た一対の超音波センサで超音波信号を一方� ��ら他方に発信しその伝搬時間より使用ガス� ��量を検出するものや、流路内に熱線式セン� ��を設け流れにより変化するインピーダンス� ��り流量を求めるもの、さらには計量膜によ� ��ガス量を検出し計量膜の機械的動作を磁石� ��リードスイッチあるいは磁気抵抗素子等に� ��り電気的パルス信号として流量を検出する� ��のがあるが、本実施の形態では流量検出手� ��として超音波センサを用いたものを採用し� ��ガスメータについて説明する。

 そこでまず、超音波センサ17a、17bを用い� ��流量検出手段17について簡単に説明すると� �超音波を送信または受信する第1送受信器17A� ��受信または送信する第2送受信器17Bが流れ方 向に配置され、制御回路10を構成する切換手� ��を有する計測制御部18によって送受信の切� �換えが可能になっており、ガス等の流体の� �れ状態を検出している。この第1送受信器17A� ��第2送受信器17Bの信号を処理して流量を計測 するもので、具体的には、まず計測制御部18� ��より第1送受信器17Aを駆動し、第2送受信器17 Bに向け、すなわち上流から下流に超音波を� �信する。そして第2送受信器17Bで受信した信� ��を計測制御部18に設けた増幅手段により増� �し、この増幅された信号は基準信号と比較� �れ、基準信号以上の信号が検出された後、� �測制御部18に設けた繰り返し手段により上記 の送受信を所定の回数を繰り返し、それぞれ の時間値を計測制御部18に設けたタイマカウ� ��タのような計時手段で計測する。

 次に、切換手段を有する計測制御部18で� �1送受信器17Aと第2送受信器17Bの送受信を切換 えて、第2送受信器17Bから第1送受信器17A、す� ��わち下流から上流に向かって超音波信号を� ��信し、この送信を前述のように繰り返し、� ��れぞれの時間値を計測する。そして、第1送 受信器17Aと第2送受信器17Bとの超音波の伝搬� �間差から流路の大きさや流体の流れ状態を� �慮して流量演算手段を構成する信号処理手� �19で流量値を求める。流量データは瞬時流量 値として予め定めた周期毎に求められる。

 そして、所定周期で求められる瞬時流量� ��は平均流量演算手段12に入力され、ここで� �定個数の瞬時流量値を集合して平均化され� �均流量値として算出される。この平均流量� �は時系列的に流量記憶手段14に記憶され、流 量変化検出手段15により平均流量演算手段12� �算出される平均流量値と比較して予め定め� �変化値以上の変化があるか否かを判定し、� �具の使用有無を判断する。例えば、需要家� �給湯器4を使用すると流量値はゼロから所定� ��流量まで、あるいは他の器具を使用中に給� ��器4等が使用されると求めた平均流量と過去 の流量記憶値とから流量変化率あるいは流量 変化量が所定以上あったか否かで器具の使用 /停止の有無を判断する。

 そして、流量変化検出手段15で所定以上� �変化値が検出されると、器具が使用された� �あるいは器具の使用が停止されたと判断し� �、器具が使用された場合は流量変化分を流� �登録手段16に登録し登録流量値として設定す る。この場合、流量増大側の変化が検出され る度に器具が追加使用されたと判断して都度 、流量変化分を新規登録し登録流量値として 設定する。反対に、器具の使用が停止された 場合は流量登録手段16に登録されている登録� ��量値のうち流量変化分に近い登録流量値を� ��除する。この削除処理の場合も同様に、流� ��減少側の変化が検出される度に器具の使用� ��停止されたと判断して都度、登録流量値の� ��除処理を実行する。

 具体的には図6に示すように、流量変化検 出手段15から変化ありの信号が出力されると� ��変化方向判定手段24で流量変化が増大変化� �減少変化かを判定し、さらに差分流量算出� �段25で流量変化検出手段15が変化ありを判定� ��たときの平均流量演算手段12で算出された� �均流量値と流量記憶手段14に記憶された記憶 値との差分流量を算出し、この変化方向判定 手段24からの登録信号または削除信号に応じ� ��差分流量算出手段25で算出される差分流量� �より流量登録手段16の登録流量値の登録処理 または削除処理を行う。

 そして、変化方向判定手段24から削除信� �が出力され、登録流量値の削除処理が実行� �れた場合は、登録流量判定手段20により削除 後の登録流量値と平均流量演算手段12で算出� ��れる平均流量値とを比較してその差が予め� ��めた範囲内に入っているかどうかを判定し� ��範囲内に入っている場合は削除処理が正常� ��実行された、つまり削除した登録流量値と� ��用停止した器具が一致していると判断して� ��録流量値の補正は行わずそのままの登録流� ��値で器具の使用監視を継続する。また、比� ��結果が所定範囲内を超えている場合は削除� ��理が正常に実行されなかった、つまり削除� ��た登録流量値と使用停止した器具が不一致� ��あると判断して、図7に示す差分流量算出手 段26で削除後の登録流量値と平均流量値の減� ��処理を行い差分流量値として算出する。こ� ��差分流量算出手段26で算出される差分流量� �を用いて流量登録手段16の登録流量値を補正 し、現在使用中の器具に対応した登録流量に なるように設定しなおす。

 そして、再設定された登録流量で使用器� ��の監視を行う。この場合、流量域に対応し� ��器具連続使用制限時間、あるいは使用最大� ��量の監視判定値などが記憶され、例えばス� ��ーブ等の使用器具へガスを供給するホース� ��何らかの原因で外れた時、発生する異常な� ��流量を監視するための合計流量遮断値や、� ��具の通常使用する最大使用時間よりはるか� ��長く使用された場合に対応した使用時間の� ��限時間を規定した使用時間遮断制限時間を� ��定した監視値記憶手段27が設けられ、この� �定値と流量登録手段16の登録流量値を異常判 定手段22で確認することで、登録流量値が使� ��最大流量値を超えていないか、あるいは器� ��使用時間が登録流量値に対応した器具連続� ��用制限時間を超えていないか等を判定する� ��とができ、この異常判定手段22で異常を判� �したとき遮断手段23に信号を送って遮断弁11� ��作動させガスの供給を停止する。また、遮� ��状態や遮断内容を液晶表示素子等に表示す� ��と共にガスの安全監視を行っているセンタ� ��に通信手段などを通じて通報する。

 以上のように構成されたガス遮断装置の� ��作を説明すると、需要家宅で保有している� ��ス器具、例えばガスストーブ9や給湯器4等� �が使用されるとその流量を流量検出手段17で 検出する。例えば超音波センサを用いた場合 は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19に送られて� ��時流量値として算出され、平均流量演算手� ��12で所定個数毎の平均流量値として演算さ� �、求められた平均流量は流量記憶手段14に定 期的に、かつ時系列的に複数個記憶されると 共に、この流量記憶手段14に記憶された過去� ��流量(例えば、前回、或いは前々回とか、n� �前の流量記憶値等)とから流量変化の有無を� ��める。つまり、所定間隔で出力される平均� ��量値を用いてその変化状態から器具の使用� ��るいは器具の停止を判断するとともに、そ� ��変化時の流量変化分をもって使用器具の登� ��流量とし、流量登録手段16に新規登録した� �、既に登録済みの登録流量を削除したりす� �ことで、変化時点の使用器具に対応した登� �流量を正確に設定することができる。

 例えば、給湯器4を利用者が使用すると過 去流量零の場合、任意の流量に変化するが、 その変化を平均流量と過去の流量とから変化 流量として求め、その変化率或いは変化量が 所定以上の場合変化有として、即ち何らかの 器具使用有りとして流量登録手段16に登録す� ��。或いはガステーブル8使用中に給湯器4を� �用すると流量記憶手段14の過去流量にガステ ーブル8の流量が記憶されており、流量変化� �出手段15では今回の平均流量と過去流量記憶 値とから変化流量を求め、同様に現在の流量 からの変化率、或いは変化流量が所定以上の 場合に変化有りとして変化流量を流量登録手 段16に登録する。器具使用が増加する場合だ� ��でなく、複数の器具が使用中に何らかの器� ��が停止されたり、流量が変化すると流量変� ��検出手段15では過去の流量記憶値と平均流� �とから減少変化かを判定しその減少変化流� �を出力し、流量登録手段16は減少変化流量よ り登録された流量のうち最も近い流量登録値 を削除したり、或いは削減する。

 しかしながら、給湯器4の使用形態におい て、特に床暖房等に使用した場合は運転初期 の負荷が大きい場合と安定状態の負荷が小さ い場合においては燃焼量が大きく変化する。 このような場合、運転初期に流量変化があり として給湯器4の使用が判定され、この時点� �平均流量値が登録流量として流量登録手段16 に登録されることになる。そして、運転が継 続されると暖房負荷が徐々に減少していき、 燃焼量すなわちガス流量が比例制御により減 少方向に制御される。このときの変化量は流 量変化検出手段15で設定された判定値より少� ��い量で変化するため流量変化ありの判定を� ��ることなく、平均流量値のみが徐々に減少� ��ていき、流量登録手段16に登録された登録� �量値は初期に設定されたままの状態で保持� �れることになる。

 つまり、時間経過と共に登録流量値と平� ��流量値の差が大きく広がってしまうことに� ��り、この状態で暖房負荷が飽和して給湯器4 が停止すると流量変化検出手段15で流量変化� ��りと判断して、このときの流量変化分を流� ��登録手段16に登録された登録流量から削除� �れる。しかし、給湯器4が停止するときの平� ��流量値は比例制御によりかなり少なくなっ� ��状態となっているため、流量変化分も初期� ��比べると減少しており、この減少した流量� ��化分を登録流量から削除しても登録流量と� ��てはある程度の値が残ってしまうことにな� ��、実際に使用していない器具の残存登録流� ��も異常判定手段22で監視値記憶手段27の設定 値と比較する場合の登録流量の対象となって しまう。つまり、実際に使用している器具の 登録流量よりも大きな値の登録流量で使用器 具の監視が行われることになり、連続使用制 限時間が短縮されたりして予想外の短時間で 遮断弁11が誤遮断してしまうという不具合が� ��生する。

 そこで本発明は、登録流量が削除された� ��き、登録流量判定手段20で削除後の登録流� �値と平均流量値を比較して、その差が所定� �囲内にあるか否かを判定することで、登録� �量の削除処理が正常に実行されたか否かを� �断し、所定範囲内の場合は削除処理が正常� �実行されたと判断して登録流量値はそのま� �に保持して器具の使用監視を継続する。所� �範囲を超えた場合は削除処理が正常に実行� �れず、上記のように不具合が発生している� �判断して、差分流量算出手段26に信号を送っ て削除後の登録流量値の合計と平均流量演算 手段12で演算される平均流量値との差分流量� ��を算出する。

 次に、この差分流量値データを登録流量� ��正手段21に送って、この登録流量補正手段21 で流量登録手段16に登録されている登録流量� ��補正し、現在使用中の器具に対応した登録� ��量に設定しなおす。

 そして、この再設定した登録流量で使用� ��具を監視し、異常発生時は遮断弁11を作動� �せてガスの供給を停止することで安全性を� �保するようにしている。

 なお、上記登録流量補正手段21による補� �処理は登録流量判定手段20における削除後の 登録流量値と平均流量値との比較結果が、削 除後の登録流量値>平均流量値の関係にあ� �場合について説明したが、削除後の登録流� �値<平均流量値の関係においては微少増加� ��判定しその差分を流量登録手段16に出力し� �録することで、現在使用中の器具状態に対� �した登録流量を確保するようにしている。

 次に、上記補正動作に関して図7を用いて より詳細に説明すると、縦軸に使用流量(l/h)� ��横軸に使用経過を示し、器具の使用形態を� ��したもので、一例として、A点で例えばガス ストーブが使用され使用流量が0(l/h)から40(l/h )に変化し、B点で例えば床暖房を使用するた� ��に給湯器が動作を開始し使用流量が40(l/h)か ら160(l/h)に変化し、その後、暖房負荷の変化� ��伴って給湯器の燃焼量が比例制御により制� ��され使用流量が徐々に減少し100(l/h)まで減� �したC点で給湯器の燃焼が停止し使用流量が4 0(l/h)に減少した状態を表したものである。

 この使用形態における器具監視機能であ� ��制御回路10の動作について説明すると、使� �ガス流量の検出は上記流量検出手段17、流量 演算手段19により瞬時流量値として求められ� ��この瞬時流量値を所定個数あるいは所定時� ��集合して平均化し、a、b、c・・・a’、b’� �c’、d’のタイミングで平均流量値として演 算され、流量記憶手段14に記憶される。

 そして、A点においてタイミングcで求め� �れた平均流量値40(l/h)と流量記憶手段14に記� �されたタイミングbの平均流量値0(l/h)が流量� ��化検出手段15で比較され、その比較結果に� �いて差分流量があらかじめ定めた値、例え� �10(l/h)以上ある場合は「変化あり」として器� ��が使用または停止したと判断して、変化方� ��判定手段24に信号を送り、ここで変化が増� �側か減少側かを判定する。図7に示す使用形� ��の場合は0(l/h)から40(l/h)に増大変化している ため器具が使用されたと判断して、差分流量 算出手段25で差分流量40(l/h)を算出する。この 差分流量40(l/h)は流量登録手段16に登録流量値 として新規登録され、以降変化が発生するま でこの登録流量値でガス器具の使用制限が監 視される。図7の使用形態においてはタイミ� �グcからタイミングkまで平均流量値の変化が ないため登録流量値は初期に登録した差分流 量40(l/h)のままとなる。

 そして、B点においてタイミングlで求め� �れた平均流量値160(l/h)と流量記憶手段14に記� ��されたタイミングkの平均流量値40(l/h)が流� �変化検出手段15で比較され、その比較結果に おいて差分流量120(l/h)があらかじめ定めた値� ��例えば10(l/h)以上あるため「変化あり」とし て器具が使用または停止したと判断し、変化 方向判定手段24に信号を送り、ここで変化が� ��大側か減少側かを判定する。B点における流 量変化は40(l/h)から160(l/h)に増大変化している ため器具が使用されたと判断して、差分流量 算出手段25で差分流量120(l/h)を算出する。こ� �差分流量120(l/h)は流量登録手段16に登録流量� ��として新規登録される。

 そして、前回の登録流量値40(l/h)と今回の 登録流量値120(l/h)の合計値160(l/h)でガス器具� �使用制限が監視される。

 そして、B点以降のタイミングpからタイ� �ングc’まで比例制御等によりガス流量が制� ��され小さな変化量で徐々に使用流量が減少� ��ていくが、タイミングpにおける平均流量値 は156(l/h)であり、流量記憶手段14に記憶され� �タイミングoの平均流量値160(l/h)と流量変化� �出手段15で比較しても予め定めた比較基準値 10(l/h)より小さく「変化なし」の判定となり� �登録流量値の変更処理は行われない。また� �タイミングqの平均流量値も同様の比例制御� ��変化するため152(l/h)となり、流量記憶手段14 に記憶されたタイミングpの平均流量値156(l/h) との差分流量は4(l/h)であり、流量変化検出手 段15で比較しても同様に「変化なし」の判定� ��なり、登録流量値の変更処理は行われない� ��

 このように、小さな変化量で変化するタ� ��ミングc’までは流量変化検出手段15におけ� ��判定結果が「変化なし」となるため、登録� ��量値の変更処理は行われずB点で登録された 差分流量値120(l/h)が登録流量値として保持さ� ��ることになる。

 しかし、タイミングc’における平均流量 値は100(l/h)であり、差分流量値としては60(l/h) が実使用状態に即した登録流量値として設定 されるべき値となる。この120(l/h)と60(l/h)の乖 離を極力小さくして実使用状態に即した登録 流量値に近づけることが本発明の目的である 。

 そこで、C点においてタイミングd’で求� �られた平均流量値40(l/h)と流量記憶手段14に� �憶されたタイミングc’の平均流量値100(l/h)� �流量変化検出手段15で比較され、その比較結 果において差分流量60(l/h)があらかじめ定め� �値、例えば10(l/h)以上あるため「変化あり」� ��して器具が使用または停止したと判断し、� ��化方向判定手段24に信号を送り、ここで変� �が増大側か減少側かを判定する。C点におけ� ��流量変化は100(l/h)から40(l/h)に減少変化して� ��るため器具の使用が停止されたと判断して� ��差分流量算出手段25で差分流量60(l/h)を算出� ��る。

 この差分流量60(l/h)は減少変化であるため 、現在の流量登録手段16に登録されている登� ��流量40(l/h)と120(l/h)のうち、差分流量60(l/h)よ り大きい登録流量値で、かつ近い登録流量値 、本実施の形態では120(l/h)の差分流量の削除� ��理を行う。この削除処理の結果、流量登録� ��段16に登録されている登録流量値としては40 (l/h)と60(l/h)が残り登録流量値の合計値として 100(l/h)が存在することになる。

 ここで、登録流量判定手段20は削除処理� �の登録流量値の合計値100(l/h)とタイミングd� �で求められた平均流量値40(l/h)と比較して、� ��の差分流量が予め定めた範囲内、例えば平� ��流量値の5%以内か否かを判定し、範囲を超� �た差分流量であれば異常と判断する。本実� �の形態の場合は差分流量が60(l/h)となり、平� ��流量値40(l/h)の5%、すなわち2(l/h)を超えるた� ��異常と判断され、差分流量演算手段26で差� �流量60(l/h)が算出される。

 そして、登録流量補正手段21は差分流量� �算手段26で算出された差分流量60(l/h)で、削� �処理後の登録流量値を補正する。この場合� �登録流量値として40(l/h)と60(l/h)が存在してお り、この登録流量値のうち、上記同様に差分 流量より大きい登録流量値で、かつ近い登録 流量値を補正対象とし、本実施の形態の場合 、登録流量値60(l/h)が対象となり、この登録� �量値60(l/h)を差分流量60(l/h)で補正、すなわち 減算処理を実行すると、登録流量値としては 40(l/h)が残り、タイミングd’で求められた平� ��流量値40(l/h)と合致することになり、実使用 状態に即した登録流量値に近づけることがで きるものである。

 なお、本実施の形態に使用した数値限定� ��一例であり、又使用形態も本実施の形態に� ��定されるものではない。

 以上のように、流量変化判定手段15で所� �以上の流量変化が検出されたとき器具の使� �開始あるいは使用停止を判断し、使用開始� �場合は流量変化分を登録して器具の使用制� �に対応する登録流量として設定し、使用停� �の場合は流量変化分に近い登録流量を削除� �て実使用状態に近い登録流量として設定す� �と共に削除した後の登録流量が使用器具に� �応した登録流量であるか否かを判定し、対� �したものでないと判定したときにその差分� �量に基づいて登録流量を補正して使用器具� �対応した値に近づけるようにしているため� �使用停止時の登録流量の削除時に間違って� �の登録流量を削除した場合でも現在使用中� �器具に対応した登録流量に補正することが� �能となり、使用器具に対応した適切な使用� �限機能を確保することで誤遮断を防止する� �とができ、かつ安全性の高いガス遮断装置� �提供することができる。

 さらに具体的手段として、削除後の登録� ��量が使用器具に対応した登録流量であるか� ��かを判定し、対応したものでないと判定し� ��とき差分流量算出手段で算出した差分流量� ��基づいて登録流量を補正し使用器具に対応� ��た値に近づけるようにしたもので、使用器� ��別に登録流量を監視する場合の登録流量の� ��確な補正が可能となる。

 第5の発明は、ガスメータを経由した後の 配管に接続される複数のガス器具の使用状況 を監視するとともに、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、ガスメ ータには、ガス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流量値を 演算する流量演算手段と、前記流量演算手段 で求めた瞬時流量値を所定の時間毎に平均化 して平均流量値として求める平均流量演算手 段と、平均化時間をカウントする平均時間計 時手段と、前記平均流量演算手段で求めた平 均流量値を記憶する流量記憶手段と、前記平 均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手 段の記憶値の差が予め定めた第1変化値より� �きいとき流量変化ありと判定する流量変化� �定手段と、前記流量変化判定手段で変化あ� �と判定したとき変化方向に応じて流量変化� �を登録/削除する流量登録手段と、前記平均� ��量演算手段で求めた値と前記流量登録手段� ��登録値との差が第1変化値より小さく第2変� �値より大きいとき前記流量登録手段の流量� �を補正する登録流量補正手段と、使用状態� �異常を監視する判定値を記憶する監視値記� �手段と、前記流量登録手段の流量値に対応� �た前記監視値記憶手段の判定値と比較して� �常の有無を判定する異常判定手段と、前記� �常判定手段の異常判定でガスの供給を遮断� �る遮断手段を備えたことを特徴とするもの� �ある。

 そして、流量変化判定手段で所定以上の� ��量変化が検出されたとき器具の使用開始あ� ��いは使用停止を判断し、使用開始の場合は� ��量変化分を登録して器具の使用制限に対応� ��る登録流量として設定し、使用停止の場合� ��流量変化分に近い登録流量を削除して実使� ��状態に近い登録流量として設定すると共に� ��流量変化が小さく流量変化判定手段で検出� ��きなく、かつその流量変化が予め定めた範� ��内の場合に、流量変化分によって登録流量� ��を補正するようにしているため、比例制御� ��によってガス流量が小さな変化率で徐々に� ��化するような場合でも流量変化が所定範囲� ��の場合は、都度登録流量を補正し現在使用� ��の器具に対応した登録流量を設定すること� ��可能となり、使用器具に対応した適切な使� ��制限機能を確保することで誤遮断を防止す� ��ことができ、かつ安全性の高いガス遮断装� ��を提供することができる。

 第6の発明は、平均時間計時手段のカウン トアップ信号に同期して、平均流量演算手段 で求められる平均流量値と流量登録手段の登 録流量の合計値を比較し、所定値以上の変化 を検出したとき登録流量補正手段に補正信号 を出力する変化値判定手段を備えたことを特 徴とするものである。

 そして、平均流量値を求める平均化時間� ��に平均流量値と登録流量値の差を求め、そ� ��差が補正動作の開始を判断する第2変化値を 超えたとき、その差を用いて流量登録手段の 流量値を補正するようにしているため、第1� �化値より小さい変化率で徐々に変化するよ� �な場合でも、適切なタイミングで登録流量� �の補正をすることができ、現在使用中の器� �に対応してより精度よく登録流量の設定が� �能となり、使用器具に対応した適切な使用� �限機能を確保することで誤遮断を防止する� �とができ、かつ安全性の高いガス遮断装置� �提供することができる。

 以下、本発明の実施の形態について、図� ��を参照しながら説明する。なお、この実施� ��形態によって本発明が限定されるものでは� ��い。

 (実施の形態3)
 図8は本発明の実施の形態3におけるガス遮� �装置とガス器具の設置形態を示す図、図9は� ��ガス遮断装置の内部構成図、図10は同ガス� �断装置の制御ブロック図である。

 各家庭のガス供給管1の入口部分にガスメ ータ2が設置され、このガスメータ2を経由し� ��後のガス配管3から分岐して家庭で使用する 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。例えば、屋外にはガス 給湯器4が設置され、このガス給湯器4で生成� ��れる湯が水配管を介して台所の給湯栓5、浴 槽やシャワー装置が設置された風呂6、リビ� �グ等に設置された床暖房7に供給され、種々� ��使用形態を形成している。

 また、屋内にあっては、台所に設置され� ��ガステーブル8、リビングや寝室等に設置さ れたガスファンヒータ9にガスが供給され、� �要に応じて適宜使用される。

 そして、設置されたガス器具が使用され� ��スの消費が発生するとガスメータ2でその使 用量が計測され、そのデータが所定期間毎に 累積記憶されている。このガスメータ2に記� �されたデータはガス事業者からの定期的な� �ータ要求指令に基づいて所定の情報処理を� �った後、ガス料金やガス使用量あるいはガ� �事業者が提供する割引サービス等の情報と� �て需要家及びガス事業者に送信される。

 そして、ガスメータ2には、ガス入口とガ ス出口を有したガス流路が形成され、そのガ ス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁11� ��ガス流量を計測する流量検出手段17として� �対の超音波センサ17a、17bが配置されている� �また、流量検出手段17からの信号でガス流量 を算出する流量演算手段19や、算出された瞬� ��流量値を平均時間計時手段24で計時される� �定時間集合し平均化して平均流量値として� �算する平均流量演算手段12などで構成される 制御回路10が内蔵され、さらに、制御回路10� �駆動させるための電池13が収納されている。

 なお、流量検出手段としては種々の方式� ��あり、本実施の形態で示す流路内に設置さ� ��た一対の超音波センサで超音波信号を一方� ��ら他方に発信しその伝搬時間より使用ガス� ��量を検出するものや、流路内に熱線式セン� ��を設け流れにより変化するインピーダンス� ��り流量を求めるもの、さらには計量膜によ� ��ガス量を検出し計量膜の機械的動作を磁石� ��リードスイッチあるいは磁気抵抗素子等に� ��り電気的パルス信号として流量を検出する� ��のがあるが、本実施の形態では流量検出手� ��として超音波センサを用いたものを採用し� ��ガスメータについて説明する。

 そこでまず、超音波センサ17a、17bを用い� ��流量検出手段17について簡単に説明すると� �超音波を送信または受信する第1送受信器17A� ��受信または送信する第2送受信器17Bが流れ方 向に配置され、制御回路10を構成する切換手� ��を有する計測制御部18によって送受信の切� �換えが可能になっており、ガス等の流体の� �れ状態を検出している。この第1送受信器17A� ��第2送受信器17Bの信号を処理して流量を計測 するもので、具体的には、まず計測制御部18� ��より第1送受信器17Aを駆動し、第2送受信器17 Bに向け、すなわち上流から下流に超音波を� �信する。そして第2送受信器17Bで受信した信� ��を計測制御部18に設けた増幅手段により増� �し、この増幅された信号は基準信号と比較� �れ、基準信号以上の信号が検出された後、� �測制御部18に設けた繰り返し手段により上記 の送受信を所定の回数を繰り返し、それぞれ の時間値を計測制御部18に設けたタイマカウ� ��タのような計時手段で計測する。

 次に、切換手段を有する計測制御部18で� �1送受信器17Aと第2送受信器17Bの送受信を切換 えて、第2送受信器17Bから第1送受信器17A、す� ��わち下流から上流に向かって超音波信号を� ��信し、この送信を前述のように繰り返し、� ��れぞれの時間値を計測する。そして、第1送 受信器17Aと第2送受信器17Bとの超音波の伝搬� �間差から流路の大きさや流体の流れ状態を� �慮して流量演算手段を構成する信号処理手� �19で流量値を求める。流量データは瞬時流量 値として予め定めた周期毎に求められる。

 そして、所定周期で求められる瞬時流量� ��は平均流量演算手段12に入力され、ここで� �均時間計時手段24で計時される平均化時間の 間瞬時流量値を集合して平均化され平均流量 値として算出される。この平均流量値は時系 列的に流量記憶手段14に記憶され、流量変化� ��出手段15により平均流量演算手段12で算出さ れる平均流量値と比較して予め定めた変化値 以上の変化があるか否かを判定し、器具の使 用有無を判断する。例えば、需要家が給湯器 4を使用すると流量値はゼロから所定の流量� �で、あるいは他の器具を使用中に給湯器4等� ��使用されると求めた平均流量と過去の流量� ��憶値とから流量変化率あるいは流量変化量� ��所定以上あったか否かで器具の使用/停止の 有無を判断する。

 そして、流量変化検出手段15で所定以上� �変化値が検出されると、器具が使用された� �あるいは器具の使用が停止されたと判断し� �、器具が使用された場合は流量変化分を流� �登録手段16に登録し登録流量値として設定す る。この場合、流量増大側の変化が検出され る度に器具が追加使用されたと判断して都度 、流量変化分を新規登録し登録流量値として 設定する。反対に、器具の使用が停止された 場合は流量登録手段16に登録されている登録� ��量値のうち流量変化分に近い登録流量値を� ��除する。この削除処理の場合も同様に、流� ��減少側の変化が検出される度に器具の使用� ��停止されたと判断して都度、登録流量値の� ��除処理を実行する。

 そして、流量登録手段16に登録された登� �流量値は平均時間計時手段24で計時される平 均化時間に同期して変化値判定手段20により� ��均流量値と比較され、この比較結果が流量� ��化検出手段15の判定基準である第1変化値よ� ��小さく、予め定めた第2変化値より大きい場 合はガス流量が比例制御等で制御され小さな 変化率で変化していると判断して、登録流量 補正手段21に補正信号を送って流量登録手段1 6に登録されている登録流量値を補正し、現� �使用中の器具に対応した登録流量になるよ� �に設定しなおす。

 そして、再設定された登録流量で使用器� ��の監視を行う。この場合、流量域に対応し� ��器具連続使用制限時間、あるいは使用最大� ��量の監視判定値などが記憶され、例えばス� ��ーブ等の使用器具へガスを供給するホース� ��何らかの原因で外れた時、発生する異常な� ��流量を監視するための合計流量遮断値や、� ��具の通常使用する最大使用時間よりはるか� ��長く使用された場合に対応した使用時間の� ��限時間を規定した使用時間遮断制限時間を� ��定した監視値記憶手段27が設けられ、この� �定値と流量登録手段16の登録流量値を異常判 定手段22で確認することで、登録流量値が使� ��最大流量値を超えていないか、あるいは器� ��使用時間が登録流量値に対応した器具連続� ��用制限時間を超えていないか等を判定する� ��とができ、この異常判定手段22で異常を判� �したとき遮断手段23に信号を送って遮断弁11� ��作動させガスの供給を停止する。また、遮� ��状態や遮断内容を液晶表示素子等に表示す� ��と共にガスの安全監視を行っているセンタ� ��に通信手段などを通じて通報する。

 以上のように構成されたガス遮断装置の� ��作を説明すると、需要家宅で保有している� ��ス器具、例えばガスストーブ9や給湯器4等� �が使用されるとその流量を流量検出手段17で 検出する。例えば超音波センサを用いた場合 は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19に送られて� ��時流量値として算出され、平均流量演算手� ��12で平均時間計時手段24で計時される平均化 時間毎の平均流量値として演算され、求めら れた平均流量は流量記憶手段14に定期的に、� ��つ時系列的に複数個記憶されると共に、こ� ��流量記憶手段14に記憶された過去の流量(例� ��ば、前回、或いは前々回とか、n回前の流量 記憶値等)とから流量変化の有無を求める。� �まり、所定時間で出力される平均流量値を� �いてその変化状態から器具の使用あるいは� �具の停止を判断するとともに、その変化時� �流量変化分をもって使用器具の登録流量と� �、流量登録手段16に新規登録したり、既に登 録済みの登録流量を削除したりすることで、 変化時点の使用器具に対応した登録流量を正 確に設定することができる。

 例えば、給湯器4を利用者が使用すると過 去流量零の場合、任意の流量に変化するが、 その変化を平均流量と過去の流量とから変化 流量として求め、その変化率或いは変化量が 所定以上の場合変化有として、即ち何らかの 器具使用有りとして流量登録手段16に登録す� ��。或いはガステーブル8使用中に給湯器4を� �用すると流量記憶手段14の過去流量にガステ ーブル8の流量が記憶されており、流量変化� �出手段15では今回の平均流量と過去流量記憶 値とから変化流量を求め、同様に現在の流量 からの変化率、或いは変化流量が所定以上の 場合に変化有りとして変化流量を流量登録手 段16に登録する。器具使用が増加する場合だ� ��でなく、複数の器具が使用中に何らかの器� ��が停止されたり、流量が変化すると流量変� ��検出手段15では過去の流量記憶値と平均流� �とから減少変化かを判定しその減少変化流� �を出力し、流量登録手段16は減少変化流量よ り登録された流量のうち最も近い流量登録値 を削除したり、或いは削減する。

 しかしながら、給湯器4の使用形態におい て、特に床暖房等に使用した場合は運転初期 の負荷が大きい場合と安定状態の負荷が小さ い場合においては燃焼量が大きく変化する。 このような場合、運転初期に流量変化があり として給湯器4の使用が判定され、この時点� �平均流量値が登録流量として流量登録手段16 に登録されることになる。そして、運転が継 続されると暖房負荷が徐々に減少していき、 燃焼量すなわちガス流量が比例制御により減 少方向に制御される。このときの変化量は流 量変化検出手段15で設定された判定値、例え� ��第1変化値より少ない量で変化するため流量 変化ありの判定をすることなく、平均流量値 のみが徐々に減少していき、流量登録手段16� ��登録された登録流量値は初期に設定された� ��まの状態で保持されることになる。

 つまり、時間経過と共に登録流量値と平� ��流量値の差が大きく広がってしまうことに� ��り、この状態で暖房負荷が飽和して給湯器4 が停止すると流量変化検出手段15で流量変化� ��りと判断して、このときの流量変化分を流� ��登録手段16に登録された登録流量から削除� �れる。しかし、給湯器4が停止するときの平� ��流量値は比例制御によりかなり少なくなっ� ��状態となっているため、流量変化分も初期� ��比べると減少しており、この減少した流量� ��化分を登録流量から削除しても登録流量と� ��てはある程度の値が残ってしまうことにな� ��、実際に使用していない器具の残存登録流� ��も異常判定手段22で監視値記憶手段21の設定 値と比較する場合の登録流量の対象となって しまう。つまり、実際に使用している器具の 登録流量よりも大きな値の登録流量で使用器 具の監視が行われることになり、連続使用制 限時間が短縮されたりして予想外の短時間で 遮断弁11が誤遮断してしまうという不具合が� ��生する。

 そこで本発明は、流量変化検出手段15で� �流量変化あり」を検出できない第1変化値以� ��の流量変化に対して、平均流量値を求める� ��均化時間を計時する平均時間計時手段24の� �ウントアップ信号に同期して、平均流量演� �手段12で求められる平均流量値と流量登録手 段16に登録されている登録流量値の合計値を� ��変化値判定手段20で比較し、その比較結果� �おいて平均流量値と登録流量値の合計値の� �が予め定めた第2変化値以上ある場合に登録� ��量補正手段21に補正信号を送って、変化値� �定手段20で求められる差分値を用いて流量登 録手段16に登録されている登録流量値を補正� ��る。なお、上記一連の補正処理において、� ��数の登録流量値が存在する場合にどの登録� ��量値を補正するかについては本発明では言� ��しないが、例えば変化状況から器具を特定� ��る器具判別手段を設けてもよく、器具から� ��接動作信号を入手するようにしてもよく、� ��らに別の手段で流量変化の対象器具を特定� ��るようにしてもよいものである。

 以上のように、流量変化判定手段15で第1� ��化値以上の流量変化が検出されたとき器具� ��使用開始あるいは使用停止を判断し、使用� ��始の場合は流量変化分を登録して器具の使� ��制限に対応する登録流量として設定し、使� ��停止の場合は流量変化分に近い登録流量を� ��除して実使用状態に近い登録流量として設� ��すると共に、流量変化が小さく流量変化判� ��手段15で検出できなく、かつその流量変化� �予め定めた範囲内、つまり第1変化値より小� ��く第2変化値より大きい場合に、流量変化分 によって登録流量値を補正するようにしてい るため、比例制御等によってガス流量が小さ な変化率で徐々に変化するような場合でも流 量変化が所定範囲内の場合は、都度登録流量 を補正し、現在使用中の器具に対応した登録 流量を設定することが可能となり、使用器具 に対応した適切な使用制限機能を確保するこ とで誤遮断を防止することができ、かつ安全 性の高いガス遮断装置を提供することができ るものである。

 次に、上記補正動作に関して図11を用い� �より詳細に説明すると、縦軸に使用流量(l/h) 、横軸に使用経過を示し、器具の使用形態を 表したもので、一例として、A点で例えばガ� �ストーブが使用され使用流量が0(l/h)から40(l/ h)に変化し、B点で例えば床暖房を使用するた めに給湯器が動作を開始し使用流量が40(l/h)� �ら160(l/h)に変化し、その後、暖房負荷の変化 に伴って給湯器の燃焼量が比例制御により制 御され使用流量が徐々に減少し100(l/h)まで減� ��したC点で給湯器の燃焼が停止し使用流量が 40(l/h)に減少した状態を表したものである。

 この使用形態における器具監視機能であ� ��制御回路10の動作について説明すると、使� �ガス流量の検出は上記流量検出手段17、流量 演算手段19により瞬時流量値として求められ� ��この瞬時流量値を平均時間計時手段24で計� �される所定時間集合して平均化し、a、b、c� �・・a’、b’、c’、d’のタイミングで平均� ��量値として演算され、流量記憶手段14に記� �される。

 そして、A点においてタイミングcで求め� �れた平均流量値40(l/h)と流量記憶手段14に記� �されたタイミングbの平均流量値0(l/h)が流量� ��化検出手段15で比較され、その比較結果に� �いて差分流量があらかじめ定めた値、例え� �10(l/h)以上ある場合は「変化あり」として器� ��が使用または停止したと判断して、この変� ��が増大側か減少側かを判定する。図11に示� �使用形態の場合は0(l/h)から40(l/h)に増大変化� ��ているため器具が使用されたと判断して差� ��流量40(l/h)を算出する。この差分流量40(l/h)� �流量登録手段16に登録流量値として新規登録 され、以降流量変化が発生するまでこの登録 流量値でガス器具の使用制限が監視される。 図11の使用形態においてはタイミングcからタ イミングkまで平均流量値の変化がないため� �録流量値は初期に登録した差分流量40(l/h)の� ��まとなる。

 そして、B点においてタイミングlで求め� �れた平均流量値160(l/h)と流量記憶手段14に記� ��されたタイミングkの平均流量値40(l/h)が流� �変化検出手段15で比較され、その比較結果に おいて差分流量120(l/h)があらかじめ定めた値� ��例えば10(l/h)以上あるため「変化あり」とし て器具が使用または停止したと判断し、この 変化が増大側か減少側かを判定する。B点に� �ける流量変化は40(l/h)から160(l/h)に増大変化� �ているため器具が使用されたと判断して差� �流量120(l/h)を算出する。この差分流量120(l/h)� ��流量登録手段16に登録流量値として新規登� �される。

 そして、前回の登録流量値40(l/h)と今回の 登録流量値120(l/h)の合計値160(l/h)でガス器具� �使用制限が監視される。

 そして、B点以降のタイミングpからタイ� �ングc’まで比例制御等によりガス流量が制� ��され小さな変化量で徐々に使用流量が減少� ��ていくが、タイミングpにおける平均流量値 を例えば155(l/h)とすると、流量記憶手段14に� �憶されたタイミングoの平均流量値160(l/h)と� �量変化検出手段15で比較しても予め定めた比 較基準値10(l/h)より小さく「変化なし」の判� �となり、登録流量値の変更処理は行われな� �。また、タイミングqの平均流量値も同様の� ��例制御で変化するとして例えば152(l/h)とす� �と、流量記憶手段14に記憶されたタイミング pの平均流量値155(l/h)との差分流量は3(l/h)であ り、流量変化検出手段15で比較しても同様に� ��変化なし」の判定となり、登録流量値の変� ��処理は行われない。

 このように、小さな変化量で変化するタ� ��ミングc’までは流量変化検出手段15におけ� ��判定結果が「変化なし」となるため、登録� ��量値の変更処理は行われずB点で登録された 差分流量値120(l/h)が登録流量値として保持さ� ��ることになる。

 しかし、タイミングc’における平均流量 値は100(l/h)であり、差分流量値としては60(l/h) が実使用状態に即した登録流量値として設定 されるべき値となる。この120(l/h)と60(l/h)の乖 離を極力小さくして実使用状態に即した登録 流量値に近づけることが本発明の目的である 。

 そこで、流量変化があっても流量変化検� ��手段15で「変化なし」の判定となるような� �合、流量変化検出手段15の判定基準である第 1変化値よりも小さい第2変化値を変化値判定� ��段20に設定し、この第2変化値を判定基準と� ��て微小な流量変化時における登録流量値の� ��正動作を行うようにしたものである。

 例えばタイミングpの微小な流量変化につ いて説明すると、上記した如くタイミングp� �平均流量値は155(l/h)であり、流量記憶手段14� ��記憶されたタイミングoの平均流量値160(l/h)� ��の差分流量は5(l/h)となり、流量変化検出手� ��15に設定した第1変化値10(l/h)よりは小さく「 変化なし」の判定となる。このとき、この「 変化なし」信号を変化値判定手段20に送ると� ��変化値判定手段20はタイミングpの平均流量� ��155(l/h)とこの時点の流量登録手段16の登録流 量の合計値(40+120)(l/h)とを比較し、その差分� �5(l/h)が算出され、第2変化値として例えば、5 (l/h)を設定すると、変化値判定手段20の差分� �5(l/h)は第2変化値以上となり、登録流量値の� ��正動作を実行すると判断して登録流量補正� ��段21に補正信号として差分値データを出力� �、流量登録手段16の登録流量値を補正する。 この場合、補正する登録流量値として給湯器 を対象にすると、タイミングoにおける給湯� �の登録流量として120(l/h)が登録されているた め、タイミングpにおける補正動作として(120- 5)(l/h)となり、流量登録手段16の登録流量は40( l/h)と115(l/h)で再登録されることになる。

 以上のように、微小な流量変化の場合で� ��登録流量値を平均流量値にほぼ等しい状態� ��管理することができ、登録流量値を用いて� ��具の使用制限を正確に監視することが可能� ��なる。

 次に、第2変化値より小さい値で流量変化 を行う場合について説明すると、上記した如 くタイミングqの平均流量値は152(l/h)であり、 流量記憶手段14に記憶されたタイミングpの平 均流量値155(l/h)との差分流量は3(l/h)となり、� ��量変化検出手段15に設定した第1変化値10(l/h) よりは小さく「変化なし」の判定となる。こ のとき同様に、この「変化なし」信号を変化 値判定手段20に送ると、変化値判定手段20は� �イミングpの平均流量値152(l/h)とこの時点の� �量登録手段16の登録流量の合計値(40+115)(l/h)� �を比較し、その差分値3(l/h)が算出され、第2� ��化値として例えば、5(l/h)を設定すると、変� ��値判定手段20の差分値3(l/h)は第2変化値以下� ��なり補正動作は実行しないと判断し、次の� ��イミングrの処理に移行する。

 タイミングrの平均流量値を148(l/h)とする� ��、流量記憶手段14に記憶されたタイミングq� ��平均流量値152(l/h)との差分流量は4(l/h)とな� �、流量変化検出手段15に設定した第1変化値10 (l/h)よりは小さくこの場合も「変化なし」の� ��定となる。このとき同様に、この「変化な� ��」信号を変化値判定手段20に送ると、変化� �判定手段20はタイミングrの平均流量値148(l/h) とこの時点の流量登録手段16の登録流量の合� ��値(40+115)(l/h)とを比較し、その差分値7(l/h)が 算出され、第2変化値として例えば、5(l/h)を� �定すると、変化値判定手段20の差分値7(l/h)は 第2変化値以上となり、登録流量値の補正動� �を実行すると判断して登録流量補正手段21に 補正信号として差分値データを出力し、流量 登録手段16の登録流量値を補正する。この場� ��、補正する登録流量値として給湯器を対象� ��すると、タイミングqにおける給湯器の登録 流量として115(l/h)が登録されているため、タ� ��ミングrにおける補正動作として(115-7)(l/h)と なり、流量登録手段16の登録流量は40(l/h)と108 (l/h)で再登録されることになる。

 以上のように、より微小な流量変化で補� ��動作が行われないタイミングがあったとし� ��も、平均流量値と登録流量値の差が第2変化 値以上になったタイミングで登録流量値の補 正が行われるため、登録流量値を平均流量値 にほぼ等しい状態で管理することができ、登 録流量値を用いて器具の使用制限を正確に監 視することが可能となるとともに、補正動作 頻度を適切な値に抑えることができ電池消耗 への影響面でも有利となる。

 そして、小さな変化率で徐々に流量が変� ��する過程で上記補正動作を繰り返すことで� ��タイミングc’では流量登録手段16の登録流� ��は40(l/h)と60(l/h)で登録されることになり、C� ��で給湯器の動作が停止した場合は、流量変� ��検出手段15で検出される「変化あり」時の� �量登録手段16の削除処理によって、流量登録 手段16の登録流量は40(l/h)となり、タイミング d’で求められる平均流量値40(l/h)と合致して� ��使用状態に即した登録流量値に近づけるこ� ��ができるものである。

 なお、本実施の形態に使用した数値限定� ��一例であり、又使用形態も本実施の形態に� ��定されるものではない。

 第7の発明は、ガスメータを経由した後の 配管に接続される複数のガス器具の使用状況 を監視するとともに、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、ガスメ ータには、ガス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流量値を 演算する流量演算手段と、前記流量演算手段 で求めた瞬時流量値を所定の時間毎に平均化 して平均流量値として求める平均流量演算手 段と、平均化時間をカウントする平均時間計 時手段と、前記平均流量演算手段で求めた平 均流量値を記憶する流量記憶手段と、前記平 均流量演算手段で求めた値と前記流量記憶手 段の記憶値の差が予め定めた第1変化値より� �きいとき流量変化ありと判定する流量変化� �定手段と、前記流量変化判定手段で変化あ� �と判定したとき変化方向に応じて流量変化� �を登録/削除する流量登録手段と、前記平均� ��量演算手段で求めた値と前記流量記憶手段� ��記憶値との差が第1変化値より小さく第2変� �値より大きいとき前記流量登録手段の流量� �を補正する登録流量補正手段と、使用状態� �異常を監視する判定値を記憶する監視値記� �手段と、前記流量登録手段の流量値に対応� �た前記監視値記憶手段の判定値と比較して� �常の有無を判定する異常判定手段と、前記� �常判定手段の異常判定でガスの供給を遮断� �る遮断手段を備えたことを特徴とするもの� �ある。

 そして、流量変化判定手段で所定以上の� ��量変化が検出されたとき器具の使用開始あ� ��いは使用停止を判断し、使用開始の場合は� ��量変化分を登録して器具の使用制限に対応� ��る登録流量として設定し、使用停止の場合� ��流量変化分に近い登録流量を削除して実使� ��状態に近い登録流量として設定すると共に� ��流量変化が小さく流量変化判定手段で検出� ��きなく、かつその流量変化が予め定めた範� ��内の場合に、流量変化分によって登録流量� ��を補正するようにしているため、比例制御� ��によってガス流量が小さな変化率で徐々に� ��化するような場合でも流量変化が所定範囲� ��の場合は、都度登録流量を補正し現在使用� ��の器具に対応した登録流量を設定すること� ��可能となり、使用器具に対応した適切な使� ��制限機能を確保することで誤遮断を防止す� ��ことができ、かつ安全性の高いガス遮断装� ��を提供することができる。

 第8の発明は、平均時間計時手段のカウン トアップ信号に同期して、平均流量演算手段 で求められる平均流量値と流量記憶手段の記 憶値を比較し、所定値以上の変化を検出した とき登録流量補正手段に補正信号を出力する 変化値判定手段を備えたことを特徴とするも のである。

 そして、平均流量値を求める平均化時間� ��に平均流量値と過去の平均流量値の記憶値� ��の差を求め、その差が補正動作の開始を判� ��する第2変化値を超えたとき、その差を用い て流量登録手段の流量値を補正するようにし ているため、第1変化値より小さい変化率で� �々に変化するような場合でも、適切なタイ� �ングで登録流量値の補正をすることができ� �現在使用中の器具に対応してより精度よく� �録流量の設定が可能となり、使用器具に対� �した適切な使用制限機能を確保することで� �遮断を防止することができ、かつ安全性の� �いガス遮断装置を提供することができる。

 第9の発明は、平均時間計時手段のカウン トアップ信号に同期して、平均流量演算手段 で求められる平均流量値と流量記憶手段の記 憶値を比較する変化値判定手段と、変化値判 定手段の比較結果を時系列的に記憶する変化 値記憶手段、変化値記憶手段に記憶されてい る変化値の積算値が所定値を超えたとき登録 流量補正手段に補正信号を出力する累積変化 判定手段を備えたことを特徴とするものであ る。

 そして、平均流量値を求める平均化時間� ��に平均流量値と過去の平均流量値の記憶値� ��の差を変化値として求めて記憶し、その変� ��値の積算値が補正動作の開始を判断する第2 変化値を超えたとき、その変化値を用いて流 量登録手段の流量値を補正するようにしてい るため、第2変化値より小さい変化率で徐々� �変化するような場合でも、適切なタイミン� �で登録流量値の補正をすることができ、現� �使用中の器具に対応してより精度よく登録� �量の設定が可能となり、使用器具に対応し� �適切な使用制限機能を確保することで誤遮� �を防止することができ、かつ安全性の高い� �ス遮断装置を提供することができる。

 第10の発明は、登録流量補正手段で流量� �の補正演算が行われたとき変化値記憶手段� �変化値を消去するようにしたことを特徴と� �るものである。

 そして、登録流量値の補正処理が行われ� ��とき変化値記憶手段のデータを初期化する� ��とで、不要なデータの消去ができ、比較的� ��さな記憶容量を確保するだけで、より小さ� ��変化率で変化する場合の補正動作を行うこ� ��ができる。

 以下、本発明の実施の形態について、図� ��を参照しながら説明する。なお、この実施� ��形態によって本発明が限定されるものでは� ��い。

 (実施の形態4)
 図12は本発明の実施の形態4におけるガス遮� ��装置とガス器具の設置形態を示す図、図13� �同ガス遮断装置の内部構成図、図14は同ガス 遮断装置の制御ブロック図である。

 各家庭のガス供給管1の入口部分にガスメ ータ2が設置され、このガスメータ2を経由し� ��後のガス配管3から分岐して家庭で使用する 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。例えば、屋外にはガス 給湯器4が設置され、このガス給湯器4で生成� ��れる湯が水配管を介して台所の給湯栓5、浴 槽やシャワー装置が設置された風呂6、リビ� �グ等に設置された床暖房7に供給され、種々� ��使用形態を形成している。

 また、屋内にあっては、台所に設置され� ��ガステーブル8、リビングや寝室等に設置さ れたガスファンヒータ9にガスが供給され、� �要に応じて適宜使用される。

 そして、設置されたガス器具が使用され� ��スの消費が発生するとガスメータ2でその使 用量が計測され、そのデータが所定期間毎に 累積記憶されている。このガスメータ2に記� �されたデータはガス事業者からの定期的な� �ータ要求指令に基づいて所定の情報処理を� �った後、ガス料金やガス使用量あるいはガ� �事業者が提供する割引サービス等の情報と� �て需要家及びガス事業者に送信される。

 そして、ガスメータ2には、ガス入口とガ ス出口を有したガス流路が形成され、そのガ ス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁11� ��ガス流量を計測する流量検出手段17として� �対の超音波センサ17a、17bが配置されている� �また、流量検出手段17からの信号でガス流量 を算出する流量演算手段19や、算出された瞬� ��流量値を平均時間計時手段24で計時される� �定時間集合し平均化して平均流量値として� �算する平均流量演算手段12などで構成される 制御回路10が内蔵され、さらに、制御回路10� �駆動させるための電池13が収納されている。

 なお、流量検出手段としては種々の方式� ��あり、本実施の形態で示す流路内に設置さ� ��た一対の超音波センサで超音波信号を一方� ��ら他方に発信しその伝搬時間より使用ガス� ��量を検出するものや、流路内に熱線式セン� ��を設け流れにより変化するインピーダンス� ��り流量を求めるもの、さらには計量膜によ� ��ガス量を検出し計量膜の機械的動作を磁石� ��リードスイッチあるいは磁気抵抗素子等に� ��り電気的パルス信号として流量を検出する� ��のがあるが、本実施の形態では流量検出手� ��として超音波センサを用いたものを採用し� ��ガスメータについて説明する。

 そこでまず、超音波センサ17a、17bを用い� ��流量検出手段17について簡単に説明すると� �超音波を送信または受信する第1送受信器17A� ��受信または送信する第2送受信器17Bが流れ方 向に配置され、制御回路10を構成する切換手� ��を有する計測制御部18によって送受信の切� �換えが可能になっており、ガス等の流体の� �れ状態を検出している。この第1送受信器17A� ��第2送受信器17Bの信号を処理して流量を計測 するもので、具体的には、まず計測制御部18� ��より第1送受信器17Aを駆動し、第2送受信器17 Bに向け、すなわち上流から下流に超音波を� �信する。そして第2送受信器17Bで受信した信� ��を計測制御部18に設けた増幅手段により増� �し、この増幅された信号は基準信号と比較� �れ、基準信号以上の信号が検出された後、� �測制御部18に設けた繰り返し手段により上記 の送受信を所定の回数を繰り返し、それぞれ の時間値を計測制御部18に設けたタイマカウ� ��タのような計時手段で計測する。

 次に、切換手段を有する計測制御部18で� �1送受信器17Aと第2送受信器17Bの送受信を切換 えて、第2送受信器17Bから第1送受信器17A、す� ��わち下流から上流に向かって超音波信号を� ��信し、この送信を前述のように繰り返し、� ��れぞれの時間値を計測する。そして、第1送 受信器17Aと第2送受信器17Bとの超音波の伝搬� �間差から流路の大きさや流体の流れ状態を� �慮して流量演算手段を構成する信号処理手� �19で流量値を求める。流量データは瞬時流量 値として予め定めた周期毎に求められる。

 そして、所定周期で求められる瞬時流量� ��は平均流量演算手段12に入力され、ここで� �均時間計時手段24で計時される平均化時間の 間瞬時流量値を集合して平均化され平均流量 値として算出される。この平均流量値は時系 列的に流量記憶手段14に記憶され、流量変化� ��出手段15により平均流量演算手段12で算出さ れる平均流量値と比較して予め定めた変化値 以上の変化があるか否かを判定し、器具の使 用有無を判断する。例えば、需要家が給湯器 4を使用すると流量値はゼロから所定の流量� �で、あるいは他の器具を使用中に給湯器4等� ��使用されると求めた平均流量と過去の流量� ��憶値とから流量変化率あるいは流量変化量� ��所定以上あったか否かで器具の使用/停止の 有無を判断する。

 そして、流量変化検出手段15で所定以上� �変化値が検出されると、器具が使用された� �あるいは器具の使用が停止されたと判断し� �、器具が使用された場合は流量変化分を流� �登録手段16に登録し登録流量値として設定す る。この場合、流量増大側の変化が検出され る度に器具が追加使用されたと判断して都度 、流量変化分を新規登録し登録流量値として 設定する。反対に、器具の使用が停止された 場合は流量登録手段16に登録されている登録� ��量値のうち流量変化分に近い登録流量値を� ��除する。この削除処理の場合も同様に、流� ��減少側の変化が検出される度に器具の使用� ��停止されたと判断して都度、登録流量値の� ��除処理を実行する。

 そして、流量記憶手段14に記憶された過� �の平均流量値は平均時間計時手段24で計時さ れる平均化時間に同期して変化値判定手段20� ��より現在の平均流量値と比較され、この比� ��結果が流量変化検出手段15の判定基準であ� �第1変化値より小さく、予め定めた第2変化値 より大きい場合はガス流量が比例制御等で制 御され小さな変化率で変化していると判断し て、登録流量補正手段21に補正信号を送って� ��量登録手段16に登録されている登録流量値� �補正し、現在使用中の器具に対応した登録� �量になるように設定しなおす。

 そして、再設定された登録流量で使用器� ��の監視を行う。この場合、流量域に対応し� ��器具連続使用制限時間、あるいは使用最大� ��量の監視判定値などが記憶され、例えばス� ��ーブ等の使用器具へガスを供給するホース� ��何らかの原因で外れた時、発生する異常な� ��流量を監視するための合計流量遮断値や、� ��具の通常使用する最大使用時間よりはるか� ��長く使用された場合に対応した使用時間の� ��限時間を規定した使用時間遮断制限時間を� ��定した監視値記憶手段27が設けられ、この� �定値と流量登録手段16の登録流量値を異常判 定手段22で確認することで、登録流量値が使� ��最大流量値を超えていないか、あるいは器� ��使用時間が登録流量値に対応した器具連続� ��用制限時間を超えていないか等を判定する� ��とができ、この異常判定手段22で異常を判� �したとき遮断手段23に信号を送って遮断弁11� ��作動させガスの供給を停止する。また、遮� ��状態や遮断内容を液晶表示素子等に表示す� ��と共にガスの安全監視を行っているセンタ� ��に通信手段などを通じて通報する。

 以上のように構成されたガス遮断装置の� ��作を説明すると、需要家宅で保有している� ��ス器具、例えばガスストーブ9や給湯器4等� �が使用されるとその流量を流量検出手段17で 検出する。例えば超音波センサを用いた場合 は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19に送られて� ��時流量値として算出され、平均流量演算手� ��12で平均時間計時手段24で計時される平均化 時間毎の平均流量値として演算され、求めら れた平均流量は流量記憶手段14に定期的に、� ��つ時系列的に複数個記憶されると共に、こ� ��流量記憶手段14に記憶された過去の流量(例� ��ば、前回、或いは前々回とか、n回前の流量 記憶値等)とから流量変化の有無を求める。� �まり、所定時間で出力される平均流量値を� �いてその変化状態から器具の使用あるいは� �具の停止を判断するとともに、その変化時� �流量変化分をもって使用器具の登録流量と� �、流量登録手段16に新規登録したり、既に登 録済みの登録流量を削除したりすることで、 変化時点の使用器具に対応した登録流量を正 確に設定することができる。

 例えば、給湯器4を利用者が使用すると過 去流量零の場合、任意の流量に変化するが、 その変化を平均流量と過去の流量とから変化 流量として求め、その変化率或いは変化量が 所定以上の場合変化有として、即ち何らかの 器具使用有りとして流量登録手段16に登録す� ��。或いはガステーブル8使用中に給湯器4を� �用すると流量記憶手段14の過去流量にガステ ーブル8の流量が記憶されており、流量変化� �出手段15では今回の平均流量と過去流量記憶 値とから変化流量を求め、同様に現在の流量 からの変化率、或いは変化流量が所定以上の 場合に変化有りとして変化流量を流量登録手 段16に登録する。器具使用が増加する場合だ� ��でなく、複数の器具が使用中に何らかの器� ��が停止されたり、流量が変化すると流量変� ��検出手段15では過去の流量記憶値と平均流� �とから減少変化かを判定しその減少変化流� �を出力し、流量登録手段16は減少変化流量よ り登録された流量のうち最も近い流量登録値 を削除したり、或いは削減する。

 しかしながら、給湯器4の使用形態におい て、特に床暖房等に使用した場合は運転初期 の負荷が大きい場合と安定状態の負荷が小さ い場合においては燃焼量が大きく変化する。 このような場合、運転初期に流量変化があり として給湯器4の使用が判定され、この時点� �平均流量値が登録流量として流量登録手段16 に登録されることになる。そして、運転が継 続されると暖房負荷が徐々に減少していき、 燃焼量すなわちガス流量が比例制御により減 少方向に制御される。このときの変化量は流 量変化検出手段15で設定された判定値、例え� ��第1変化値より少ない量で変化するため流量 変化ありの判定をすることなく、平均流量値 のみが徐々に減少していき、流量登録手段16� ��登録された登録流量値は初期に設定された� ��まの状態で保持されることになる。

 つまり、時間経過と共に登録流量値と平� ��流量値の差が大きく広がってしまうことに� ��り、この状態で暖房負荷が飽和して給湯器4 が停止すると流量変化検出手段15で流量変化� ��りと判断して、このときの流量変化分を流� ��登録手段16に登録された登録流量から削除� �れる。しかし、給湯器4が停止するときの平� ��流量値は比例制御によりかなり少なくなっ� ��状態となっているため、流量変化分も初期� ��比べると減少しており、この減少した流量� ��化分を登録流量から削除しても登録流量と� ��てはある程度の値が残ってしまうことにな� ��、実際に使用していない器具の残存登録流� ��も異常判定手段22で監視値記憶手段21の設定 値と比較する場合の登録流量の対象となって しまう。つまり、実際に使用している器具の 登録流量よりも大きな値の登録流量で使用器 具の監視が行われることになり、連続使用制 限時間が短縮されたりして予想外の短時間で 遮断弁11が誤遮断してしまうという不具合が� ��生する。

 そこで本発明は、流量変化検出手段15で� �流量変化あり」を検出できない第1変化値以� ��の流量変化に対して、平均流量値を求める� ��均化時間を計時する平均時間計時手段24の� �ウントアップ信号に同期して、平均流量演� �手段12で求められる平均流量値と流量記憶手 段14に記憶された過去の平均流量値を、変化� ��判定手段20で比較し、その比較結果におい� �平均流量値と流量記憶手段14の記憶値との差 が予め定めた第2変化値以上ある場合に登録� �量補正手段21に補正信号を送って、変化値判 定手段20で求められる差分値を用いて流量登� ��手段16に登録されている登録流量値を補正� �る。なお、上記一連の補正処理において、� �数の登録流量値が存在する場合にどの登録� �量値を補正するかについては本発明では言� �しないが、例えば変化状況から器具を特定� �る器具判別手段を設けてもよく、器具から� �接動作信号を入手するようにしてもよく、� �らに別の手段で流量変化の対象器具を特定� �るようにしてもよいものである。

 以上のように、流量変化判定手段15で第1� ��化値以上の流量変化が検出されたとき器具� ��使用開始あるいは使用停止を判断し、使用� ��始の場合は流量変化分を登録して器具の使� ��制限に対応する登録流量として設定し、使� ��停止の場合は流量変化分に近い登録流量を� ��除して実使用状態に近い登録流量として設� ��すると共に、流量変化が小さく流量変化判� ��手段15で検出できなく、かつその流量変化� �予め定めた範囲内、つまり第1変化値より小� ��く第2変化値より大きい場合に、流量変化分 によって登録流量値を補正するようにしてい るため、比例制御等によってガス流量が小さ な変化率で徐々に変化するような場合でも流 量変化が所定範囲内の場合は、都度登録流量 を補正し、現在使用中の器具に対応した登録 流量を設定することが可能となり、使用器具 に対応した適切な使用制限機能を確保するこ とで誤遮断を防止することができ、かつ安全 性の高いガス遮断装置を提供することができ るものである。

 また、図15に示す別の実施形態として、� �量変化検出手段15で「流量変化あり」を検出 できない第1変化値以内の流量変化に対して� �平均時間計時手段24のカウントアップ信号に 同期して、平均流量演算手段12で求められる� ��均流量値と流量記憶手段14に記憶された過� �の平均流量値を比較する変化値判定手段20と 、この変化値判定手段20の比較結果を時系列� ��に記憶する変化値記憶手段25と、この変化� �記憶手段25に記憶されている変化値の積算値 が所定値を超えたとき登録流量補正手段21に� ��正信号を出力する累積変化判定手段26を設� �、平均流量値を求める平均化時間毎に平均� �量値と流量記憶手段14の記憶値との差を変化 値として求めて記憶し、その変化値の積算値 が補正動作の開始を判断する第2変化値を超� �たとき、その変化値を用いて流量登録手段16 の流量値を補正することで、第2変化値より� �さい変化率で徐々に変化するような場合で� �、適切なタイミングで登録流量値の補正を� �ることができ、現在使用中の器具に対応し� �より精度よく登録流量の設定が可能となり� �使用器具に対応した適切な使用制限機能を� �保することで誤遮断を防止することができ� �かつ安全性の高いガス遮断装置を提供する� �とができるものである。

 また、登録流量補正手段21で登録流量値� �補正処理が行われたとき変化値記憶手段25の データを初期化することで、不要なデータの 消去ができ、比較的小さな記憶容量を確保す るだけで、より小さな変化率で変化する場合 の補正動作を行うことができるものである。

 次に、上記補正動作に関して図16を用い� �より詳細に説明すると、縦軸に使用流量(l/h) 、横軸に使用経過を示し、器具の使用形態を 表したもので、一例として、A点で例えばガ� �ストーブが使用され使用流量が0(l/h)から40(l/ h)に変化し、B点で例えば床暖房を使用するた めに給湯器が動作を開始し使用流量が40(l/h)� �ら160(l/h)に変化し、その後、暖房負荷の変化 に伴って給湯器の燃焼量が比例制御により制 御され使用流量が徐々に減少し100(l/h)まで減� ��したC点で給湯器の燃焼が停止し使用流量が 40(l/h)に減少した状態を表したものである。

 この使用形態における器具監視機能であ� ��制御回路10の動作について説明すると、使� �ガス流量の検出は上記流量検出手段17、流量 演算手段19により瞬時流量値として求められ� ��この瞬時流量値を平均時間計時手段24で計� �される所定時間集合して平均化し、a、b、c� �・・a’、b’、c’、d’のタイミングで平均� ��量値として演算され、流量記憶手段14に記� �される。

 そして、A点においてタイミングcで求め� �れた平均流量値40(l/h)と流量記憶手段14に記� �されたタイミングbの平均流量値0(l/h)が流量� ��化検出手段15で比較され、その比較結果に� �いて差分流量があらかじめ定めた値、例え� �10(l/h)以上ある場合は「変化あり」として器� ��が使用または停止したと判断して、この変� ��が増大側か減少側かを判定する。図16に示� �使用形態の場合は0(l/h)から40(l/h)に増大変化� ��ているため器具が使用されたと判断して差� ��流量40(l/h)を算出する。この差分流量40(l/h)� �流量登録手段15に登録流量値として新規登録 され、以降流量変化が発生するまでこの登録 流量値でガス器具の使用制限が監視される。 図16の使用形態においてはタイミングcからタ イミングkまで平均流量値の変化がないため� �録流量値は初期に登録した差分流量40(l/h)の� ��まとなる。

 そして、B点においてタイミングlで求め� �れた平均流量値160(l/h)と流量記憶手段14に記� ��されたタイミングkの平均流量値40(l/h)が流� �変化検出手段15で比較され、その比較結果に おいて差分流量120(l/h)があらかじめ定めた値� ��例えば10(l/h)以上あるため「変化あり」とし て器具が使用または停止したと判断し、この 変化が増大側か減少側かを判定する。B点に� �ける流量変化は40(l/h)から160(l/h)に増大変化� �ているため器具が使用されたと判断して差� �流量120(l/h)を算出する。この差分流量120(l/h)� ��流量登録手段15に登録流量値として新規登� �される。

 そして、前回の登録流量値40(l/h)と今回の 登録流量値120(l/h)の合計値160(l/h)でガス器具� �使用制限が監視される。

 そして、B点以降のタイミングpからタイ� �ングc’まで比例制御等によりガス流量が制� ��され小さな変化量で徐々に使用流量が減少� ��ていくが、タイミングpにおける平均流量値 を例えば155(l/h)とすると、流量記憶手段14に� �憶されたタイミングoの平均流量値160(l/h)と� �量変化検出手段15で比較しても予め定めた比 較基準値10(l/h)より小さく「変化なし」の判� �となり、登録流量値の変更処理は行われな� �。また、タイミングqの平均流量値も同様の� ��例制御で変化するとして例えば152(l/h)とす� �と、流量記憶手段14に記憶されたタイミング pの平均流量値155(l/h)との差分流量は3(l/h)であ り、流量変化検出手段15で比較しても同様に� ��変化なし」の判定となり、登録流量値の変� ��処理は行われない。

 このように、小さな変化量で変化するタ� ��ミングc’までは流量変化検出手段15におけ� ��判定結果が「変化なし」となるため、登録� ��量値の変更処理は行われずB点で登録された 差分流量値120(l/h)が登録流量値として保持さ� ��ることになる。

 しかし、タイミングc’における平均流量 値は100(l/h)であり、差分流量値としては60(l/h) が実使用状態に即した登録流量値として設定 されるべき値となる。この120(l/h)と60(l/h)の乖 離を極力小さくして実使用状態に即した登録 流量値に近づけることが本発明の目的である 。

 そこで、流量変化があっても流量変化検� ��手段15で「変化なし」の判定となるような� �合、流量変化検出手段15の判定基準である第 1変化値よりも小さい第2変化値を変化値判定� ��段20に設定し、この第2変化値を判定基準と� ��て微小な流量変化時における登録流量値の� ��正動作を行うようにしたものである。

 例えばタイミングpの微小な流量変化につ いて説明すると、上記した如くタイミングp� �平均流量値は155(l/h)であり、流量記憶手段14� ��記憶されたタイミングoの平均流量値160(l/h)� ��の差分流量は5(l/h)となり、流量変化検出手� ��15に設定した第1変化値10(l/h)よりは小さく「 変化なし」の判定となる。このとき、この「 変化なし」信号を変化値判定手段20に送ると� ��変化値判定手段20はタイミングpの平均流量� ��155(l/h)と流量記憶手段14に記憶されたタイミ ングoの平均流量値160(l/h)とを比較し、その差 分値5(l/h)が算出され、第2変化値として例え� �、5(l/h)を設定すると、変化値判定手段20の差 分値5(l/h)は第2変化値以上となり、登録流量� �の補正動作を実行すると判断して登録流量� �正手段21に補正信号として差分値データを出 力し、流量登録手段15の登録流量値を補正す� ��。この場合、補正する登録流量値として給� ��器を対象にすると、タイミングoにおける給 湯器の登録流量として120(l/h)が登録されてい� ��ため、タイミングpにおける補正動作として (120-5)(l/h)となり、流量登録手段16の登録流量� ��40(l/h)と115(l/h)で再登録されることになる。

 以上のように、微小な流量変化の場合で� ��登録流量値を平均流量値にほぼ等しい状態� ��管理することができ、登録流量値を用いて� ��具の使用制限を正確に監視することが可能� ��なる。

 次に、第2変化値より小さい値で流量変化 を行う場合について説明すると、上記した如 くタイミングqの平均流量値は152(l/h)であり、 流量記憶手段14に記憶されたタイミングpの平 均流量値155(l/h)との差分流量は3(l/h)となり、� ��量変化検出手段15に設定した第1変化値10(l/h) よりは小さく「変化なし」の判定となる。こ のとき同様に、この「変化なし」信号を変化 値判定手段20に送ると、変化値判定手段20は� �イミングpの平均流量値152(l/h)と流量記憶手� �14に記憶されたタイミングpの平均流量値155(l /h)とを比較し、その差分値3(l/h)が算出され、 第2変化値として例えば、5(l/h)を設定すると� �変化値判定手段20の差分値3(l/h)は第2変化値� �下となり補正動作は実行しないと判断し、� �の差分値3(l/h)を変化値記憶手段25に記憶し、 次のタイミングrの処理に移行する。

 タイミングrの平均流量値を148(l/h)とする� ��、流量記憶手段14に記憶されたタイミングq� ��平均流量値152(l/h)との差分流量は4(l/h)とな� �、流量変化検出手段15に設定した第1変化値10 (l/h)よりは小さくこの場合も「変化なし」の� ��定となる。このとき同様に、この「変化な� ��」信号を変化値判定手段20に送ると、変化� �判定手段20はタイミングrの平均流量値148(l/h) と流量記憶手段14に記憶されたタイミングqの 平均流量値152(l/h)とを比較し、その差分値4(l/ h)が算出され、第2変化値として例えば、5(l/h) を設定すると、変化値判定手段20の差分値4(l/ h)は第2変化値以下となり補正動作は実行しな いと判断し、その差分値4(l/h)を変化値記憶手 段25に記憶する。

 この時点で変化値記憶手段25にはタイミ� �グqの差分値3(l/h)とタイミングrの差分値4(l/h) が記憶され、積算値として7(l/h)が記憶されて いることになり、累積変化判定手段26はこの� ��分値の積算値7(l/h)と第2変化値5(l/h)を比較し 、差分値の積算値が第2変化値を超えている� �合、登録流量補正手段21に補正信号として差 分値の積算データを出力し、流量登録手段15� ��登録流量値を補正する。この場合、上記同� ��補正する登録流量値として給湯器を対象に� ��ると、タイミングqにおける給湯器の登録流 量として115(l/h)が登録されているため、タイ� ��ングrにおける補正動作として(115-7)(l/h)とな り、流量登録手段16の登録流量は40(l/h)と108(l/ h)で再登録されることになる。

 以上のように、より微小な流量変化で補� ��動作が行われないタイミングがあったとし� ��も、平均流量値と流量記憶手段14の記憶値� �の差の積算値が第2変化値以上になったタイ� ��ングで登録流量値の補正が行われるため、� ��録流量値を平均流量値にほぼ等しい状態で� ��理することができ、登録流量値を用いて器� ��の使用制限を正確に監視することが可能と� ��るとともに、補正動作頻度を適切な値に抑� ��ることができ電池消耗への影響面でも有利� ��なる。

 そして、小さな変化率で徐々に流量が変� ��する過程で上記補正動作を繰り返すことで� ��タイミングc’では流量登録手段16の登録流� ��は40(l/h)と60(l/h)で登録されることになり、C� ��で給湯器の動作が停止した場合は、流量変� ��検出手段15で検出される「変化あり」時の� �量登録手段16の削除処理によって、流量登録 手段16の登録流量は40(l/h)となり、タイミング d’で求められる平均流量値40(l/h)と合致して� ��使用状態に即した登録流量値に近づけるこ� ��ができるものである。

 なお、本実施の形態に使用した数値限定� ��一例であり、又使用形態も本実施の形態に� ��定されるものではない。

 本出願は、平成19年7月12日出願の日本特� �出願(特願2007-182928)に基づくものであり、そ� ��らの内容はここに取り込まれる。