JP5879471B2

JP5879471B2 - ガス遮断装置

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Publication number: JP5879471B2
Application number: JP2010256558A
Authority: JP
Inventors: 大谷　卓久; 卓久大谷; 岩本　龍志; 龍志岩本; 植木　浩一; 浩一植木; 浅野　一高; 一高浅野
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: JP2012107798A

Description

本発明はガス遮断装置が測定条件想定外の異常状態を検出するとガス通路を閉栓し、その後自動復旧を行うことでガス通路を開栓させるものである。

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。

図１１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１１に示すように、従来のガス遮断装置は流量検出部１、流量算出部２、異常流量判定部３、弁駆動部４、弁５、復帰入力部６、異常バイパス部７、センサ異常判定部８、積算バイパス部９、積算部１０から構成され、以下にその役割を記載する。

流量検出部１では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。流量算出部２では流量検出部１の流量信号ａを用いて流量ｂを算出する。異常流量判定部３は流量算出部２の流量ｂを受け取ると予め保持している判定値と比較し異常であれば弁閉信号ｃを出力する。

弁駆動部４は異常流量判定部３の弁閉信号ｃまたは復帰入力部６の弁開信号ｅあるいはセンサ異常判定部８の弁閉信号ｃを受け取ると弁駆動信号ｄを出力する。弁５は弁駆動部４の弁駆動信号ｄを受け取るとガス通路を開栓または閉栓する。復帰入力部６は外部より復帰入力を受け付けると弁開信号ｅを出力する。

異常バイパス部７は異常流量判定部３の弁閉信号ｃまたは復帰入力部６の弁開信号ｅを受け取ると任意の時間（例えば、ガス種と異なる気体が均一化するまでの１０分間としても良いし、無条件に１時間等に設定してもよい）バイパス信号ｆを出力する。

センサ異常判定部８は異常バイパス部７からのバイパス信号ｆがなければ流量検出部１の流量信号ａが予め定められた異常条件（例えば、連続でセンサからの信号がない場合や、ゲイン補正の値が上下限値に張り付く場合など）に合致するかどうかの異常判定を実施し異常成立時にのみ弁閉信号ｃを出力する。異常バイパス部７からのバイパス信号ｆがあれば予め定められた異常条件の判定を停止する。

積算バイパス部９は異常流量判定部３の弁閉信号ｃまたは復帰入力部６の弁開信号ｅを受け取ると任意の時間、流量算出部２の流量ｂの出力を停止する。積算部１０は積算バイパス部９からの流量ｂを受け取ると流量ｂを積算して保持するように構成されている。

特開２００７−１４７４３０号公報

前記従来の構成では、センサ異常判定部８は異常バイパス部７からのバイパス信号ｆがなければ流量検出部１の流量信号ａが予め定められた異常条件に合致するかどうかの異常判定を実施し異常成立時にのみ弁閉信号ｃを出力することで、流量検出部１からのガス遮
断装置が弁を開閉栓したとき発生する可能性のある一過性の異常な流量信号ａの出力を排除することができ、異常な流量信号ａに基づくセンサ異常判定を回避するようにしている。

これは、熱量転換時やガス遮断装置の設置・交換時などに、空気が混入して不均一なガスの層が出来ると超音波の伝搬が均一になっている時と異なる伝わり方となるために、現在使用しているガス種と異なってしまうことで、流量信号ａが測定条件想定外の流量を示す可能性があるためである。

超音波式ガス遮断装置の流量計測は、上流側から下流側と下流側から上流側とセンサの送受信を切替、伝搬時間Ｔの差から流速を求める構成になっている。すなわち、発信側のセンサから出力された超音波を受信側では図１０（ａ）に示すような波形として取得し、振幅がＶのレベルを３波目が超えその後に初めてゼロクロスする時点（ｔ１）を計測点とし、計測開始点（ｔ０）からの時間を伝搬時間Ｔとして測定している。このため波形全体が適正な大きさでなければ異常な流速を算出することとなる。

この適正な波形をつくるために波形の最大ピークをＶＨ、ＶＬの間に入るように都度受信回路の増幅部（図示せず）のゲイン補正し、波形の３波目が常に初めてＶのレベルを超えるようにしている。従って、ゲイン補正が想定外の変動（ゲインの上げ下げが追従できないくらい変化した場合や、上下限値に張り付いた場合等で適正な波形が得られないような場合）を必要とされたときに計測した流速が異常（例えば、２波目や４波目で初めてＶのレベルを超えた場合や、全ての波形のピークがＶのレベルを超えない場合等）となる可能性があったためである。

しかしながら、一過性の異常な状態で測定条件想定外な流量となるのは特許文献１で記載している期待される効果である熱量転換時やガス遮断装置の設置・交換時のガス供給する作業者がガス遮断装置に対して操作や工事を実施しているときだけではない。図９に示すようにガス（図示せず）を使用するユーザ宅３７に、ガスを供給するために地中に埋設されている導管３２に事故や自然災害、工事ミス等によって大量の空気（エアー３１）等が誤って混入すると、導管３２からガスを使用するユーザ宅３７に引き込まれている枝管（上流側配管３３）を経由してガス遮断装置３４にエアー３１が流入するため、一過性（ガス種と異なる気体が均一化するまでの間）の異常な不均一なガスの層が形成される可能性がある。

すなわち、導管３２にエアー３１が誤って混入された場合、混入場所（Ｐ１の箇所）から下流にある（例えば、導管３２内の矢印の方向）ユーザ宅３７でガス機器３６が使用されると、下流側の圧力が下がるため結果エアー３１が下流側に移動して行くことになるので、連鎖的に混入場所よりも下流側にあるユーザ宅３７で一過性の異常な不均一なガスの層が形成され、広範囲な地域で異常状態となり一斉にガス遮断装置３４が閉栓するという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ガス供給の作業者を介すことなく自動的に開栓するガス遮断装置を提供することを目的とする。

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、安全性を担保するために一旦ガス遮断装置は閉栓するが、一過性の異常なガスの状態が均一化するまでに必要とされる時間経過後に自動的に開栓する積算停止判定部や、一過性の異常なガスの状態であったものが均一化することで異常状態が改善されたかを判定するセンサ異常判定部や、異常状態を検出した時点でガス遮断装置よりも下流側に設置されているガス機器にパージ信号
を出力することで強制的に燃焼（ガス機器にガスを消費させることでガス遮断装置内に流入したエアーを移動させる）させるパージ指示部を備えたものである。

これによれば、パージ指示部で、まずガス機器の強制燃焼により流量検出部に流入したエアーを下流側に押し流すことができる。しかしながら導管に混入したエアーが大量の場合にはパージ量によっては不均一なガスの層をすべて押し流すことができない場合がある。その場合は一旦ガス遮断装置は閉栓し、その後気体が均一化するまでに必要とされる時間が経過したあと、あるいは一過性の異常なガスの状態であったものが均一化することで異常状態が改善されたことを検出した時点でガス遮断装置がガス供給の作業者が行う復旧作業を要さずに自動的に開栓させることができるようになる。

本発明のガス遮断装置は、導管に事故や自然災害、工事ミス等によって大量のエアーが誤って混入したことで、一過性の異常な状態となり広範囲でガス遮断装置が閉栓しても自動的に開栓することで、ガス供給の作業者がガスを使用するユーザ宅を一軒一軒回って開栓作業を行う必要がなくなるためガス供給の作業者の大幅な作業軽減が図れ、さらにユーザ宅に作業者が訪れて開栓処置することでユーザが再びガスを使えようになるまでに要する待ち時間を大幅に短縮することができ、安全性と利便性をさらに向上させることができる。

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本発明の実施の形態１におけるプログラムフローチャート本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置の機能ブロック図本発明の実施の形態２におけるプログラムフローチャート本発明の実施の形態３におけるガス遮断装置の機能ブロック図本発明の実施の形態３におけるプログラムフローチャート本発明の実施の形態４におけるガス遮断装置の機能ブロック図本発明の実施の形態４におけるプログラムフローチャートガス遮断装置と周辺の配置関連図（ａ）超音波信号の受信波形図、（ｂ）異常判定と異常解除判定の方法を説明する図従来のガス遮断装置の機能ブロック図

第１の発明は、ガス通路内を通過するガス流量に対応した流量信号を出力する流量検出部と、前記流量信号に基づいて流量を算出する流量算出部と、前記流量を受け取ると予め保
持している異常流量を判定する判定値と比較し異常であれば弁閉信号を出力する異常流量判定部と、前記流量を受け取ると予め保持している異常判定条件と比較し異常であれば弁閉信号とセンサ異常信号を出力するセンサ異常判定部と、前記センサ異常信号を受け取ると第一の所定期間の計時を開始し、前記第一の所定期間が経過したときに弁開信号を出力する前記積算停止判定部と、前記ガス通路を閉栓または開栓する弁と、前記弁閉信号を受け取ると前記弁を閉栓する駆動信号を出力し、前記弁開信号を受け取ると前記弁を開栓する弁駆動信号を出力する弁駆動部と、前記流量の積算する積算部と、を備え、前記センサ異常判定部は、前記流量信号が予め定められた異常判定条件に合致した場合、第二の所定期間の計時を開始し、第二の所定期間計時中に少なくとも１回以上の前記異常判定条件との否合致と合致を繰り返し検出した場合、センサ異常と判断し、報知することを特徴としたものである。

これによれば、前記センサ異常判定部が異常判定を行い異常と判断すると前記弁がガス通路を閉栓し、さらに、前記積算停止判定部が一過性の異常なガスの状態が改善するまでに必要とされる期間を計時して第一の所定期間が経過すると自動的に開栓するとともに、前記積算停止表示部によって一旦閉栓してから自動的に開栓するまでの間の自動復旧の待ち状態であることを表示することが可能となり、利便性と安全性を両立させることができ
る。

また、前記センサ異常判定部は、前記流量信号が予め定められた異常判定条件に合致した場合、第二の所定期間の計時を開始し、第二の所定期間計時中に少なくとも１回以上の前記異常判定条件との否合致と合致を繰り返し検出した場合、センサ異常と判断し、報知することで、一過性の異常なガスの状態ではないため自動復旧ができなかったことを報知して警告するものである。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記センサ異常判定部は、前記流量信号が予め定められた異常判定条件に合致した場合、前記弁閉信号と前記センサ異常信号を出力する前にパージ信号を出力してガス遮断装置の下流側に設置されているガス機器を強制運転した後、再度、前記異常判定条件に合致した時に前記弁閉信号と前記センサ異常信号を出力するようにしたことで、前記弁閉信号と前記センサ異常信号を出力する前に異常と判断するに至った一過性の異常なガスを前記流量検出部から下流側に移動させることで現在使用しているガスに戻ったか否かを判定することが可能となり、強制的に一過性の異常なガスの状態を改善し不必要な閉栓と開栓を行うことを防止するものである。

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におけるガス遮断装置の機能ブロック図を示すものである。

図１において、実施の形態１のガス遮断装置は流量検出部１１、流量算出部１２、異常流量判定部１３、弁駆動部１４、弁１５、センサ異常判定部１６、積算停止判定部１７、積算停止表示部１８、積算部１９とから構成され、以下にその役割を記載する。

流量検出部１１は、ガス通路内を通過するガス流量に対応して定期的（例えば、１秒毎でも良いし、１分毎でもよい）に流量信号Ａ（例えば、ガス通路内に対向した超音波センサを取り付け超音波の伝播時間の違いからガス流量を検知してもよい）を出力する。

流量算出部１２は、流量検出部１１の流量信号Ａに基づいて流量Ｂ（例えば、予め保持している流量信号Ａに対する重み付けを持たせた係数を流量信号Ａに掛けて流量Ｂを算出してもよい。単独の流量信号Ａから流量Ｂを求めても良いし、複数の流量信号Ａから平均した流量Ｂを求めてもよい）を算出する。

異常流量判定部１３は、流量算出部１２の流量Ｂを受け取ると予め保持している判定値（例えば、ガス遮断装置が許容している最大通過ガス流量でもよいし、少量のガス流量が継続して流れ続けて許容時間を超えた場合でもよい）と比較し異常であれば弁閉信号Ｃを出力し、異常でなければ弁閉信号Ｃは出力しない。

弁駆動部１４は、異常流量判定部１３またはセンサ異常判定部１６の弁閉信号Ｃや、あるいは積算停止判定部１７の弁開信号Ｈを受け取ると弁駆動信号Ｄ（例えば、弁１５を開栓または閉栓するように駆動させる信号）を出力する。

弁１５は、弁駆動部１４の弁駆動信号Ｄを受け取るとガス通路を閉栓または開栓する。

センサ異常判定部１６は、流量検出部１１の流量信号Ａが予め定められた異常判定条件に合致するか否かの異常判定を実施し、異常成立時に弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力し、異常否成立時は弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力しない。

なお、異常判定条件としては、流量信号Ａを直接比較する異常判定値の他に、例えば、連続でセンサからの信号がない場合や、ゲイン補正の値が上下限値に張り付く場合などを一回で判定してもよいし、複数回連続するようにしてもよい。また、複数回連続判定を実施する場合は第三の所定期間を設け、１分毎等のタイミングで実施するようにしてもよい。

積算停止判定部１７は、センサ異常判定部１６のセンサ異常信号Ｅを受け取ると第一の所定期間（例えば、一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善するまでの時間として１０分間や無条件に１時間としてもよい）の計時を開始し、第一の所定期間の計時中は積算停止信号Ｆと積算停止表示信号Ｇを出力し、第一の所定期間が経過したときに弁開信号Ｈを出力する。

積算部１９は、積算停止判定部１７の積算停止信号Ｆがあれば流量算出部１２の流量Ｂの積算を停止して、一過性の異常なガスの状態に基づいてガス遮断装置が計数している積算値を誤積算しないようにし、積算停止信号Ｆがなければ流量算出部１２の流量Ｂの積算を行う。

積算停止表示部１８は積算停止判定部１７の積算停止表示信号Ｇがあれば積算停止中の表示（例えば、一過性の異常なガスの状態を検出してガス通路を閉栓してから、第一の所定期間が経過し開栓するまでの期間中を通してＬＥＤの点灯やＬＣＤによる記号や文字の表示等により報知してもよいし、ガス通路の閉栓状態または開栓状態に合わせた表示をＬＥＤやＬＣＤ等で表示してもよい。またＬＣＤに第一の所定期間の経過時間または所定期間が終了するまでの残時間を表示しても同様の効果が得られる）を行い、積算停止表示信号Ｇがなければ積算停止中の表示は行わない。

以上のように、本実施の形態においては、センサ異常判定部１６が異常判定を行い異常と判断すると弁１５がガス通路を閉栓し、さらに積算部１９が積算を停止してガス遮断装置が計数しているガス使用量の誤積算を防止することが可能となる。さらに積算停止判定部１７が一過性の異常なガスの状態が改善するまでに必要とされる期間を計時して第一の所定期間が経過すると自動的に開栓するとともに、積算停止表示部１８によって一旦閉栓してから自動的に開栓するまでの間の自動復旧の待ち状態であることを表示することができる。

なお、開栓時には、下流側のガス機器が解放状態のままである等により発生する可能性があるガス漏れがないかをガス圧力の変動等により判定し、ガス漏れを検出するとガス通路を開栓状態のままにしてはいけないので、再度ガス通路を閉栓し自動復旧を停止するようにしてもよい。

すなわち、図９においてガス（図示せず）を使用するユーザ宅３７にガスを供給する導管３２が事故や自然災害または工事ミスにより誤ってＰ１の箇所でエアー３１が混入した
場合、エアー３１が導管３２の中を下流側（矢印の方向）に移動してくるとユーザ宅３７に本来はガスを引き込むための上流側配管３３の入り口（Ｐ２の箇所）からＰ３の箇所を経由してガス遮断装置３４にエアー３１が流入してくることとなる。

ガス遮断装置３４の計量検出部１１（Ｐ４の箇所）でガスとエアー３１が不均一に混合すると不均一でガスの層が出来、均一になっている時と超音波の伝搬が異なる伝わり方となるため測定条件想定外の流量となり、センサ異常判定部１６で予め定められた異常判定条件と合致し弁閉信号Ｃを出力することでガス通路が閉栓され保安が担保される。閉栓後、第一の所定期間に至るまでの時間を掛けてガスとエアー３１が混合され徐々に均一に混ざっていくため、やがて不均一なガスとエアー３１の層がなくなることとなる。

以上より、第一の所定期間経過後に開栓することでガス供給の作業者（図示せず）がユーザ宅３７を一軒一軒回ってガス遮断装置３４の開栓作業（復旧作業）をすることなく、ガス遮断装置３４が自動的に復旧させることができるようになる。

図２に実施の形態１のプログラムフローチャートを処理Ｓ０１から処理Ｓ１５にて示す。今、処理開始から処理終了までのフローはインターバルカレンダ等により周期的に処理されるものとする。また、プログラム起動時には期間カウンタは０に、異常期間中はリセット状態に初期化されているものとする。

流量検出部１１において処理Ｓ０１は、ガスユーザのガスの使用に対応した流量信号Ａ（例えば、ガス通路内に対向した超音波センサを取り付け超音波の伝播時間の違いから算出したガス流量に基づく信号）を定期的（例えば、１秒毎、或いは１分毎）に出力して処理Ｓ０２に移行する。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ０２は、既に異常と判定済みであれば処理Ｓ１１に移行し、既に異常と判定済みでなければ処理Ｓ０３へ移行する。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ０３は、流量検出部１１の流量信号Ａが予め定められた異常判定条件に合致するか否かの異常判定を実施し、異常判定条件と合致していると判断した場合は処理Ｓ０８へ移行し、異常判定条件と合致していないと判断した場合は処理Ｓ０４へ移動する。

なお、異常判定条件としては、流量信号Ａを直接比較する異常判定値の他に、例えば、連続でセンサからの信号がない場合や、ゲイン補正の値が設定された上下限値に張り付く場合などを一回で判定してもよいし、定期的（例えば、１分毎）に判定し複数回連続して継続する場合に異常と判定してもよい。

流量算出部１２において処理Ｓ０４は、流量信号Ａから予め保持している流量信号Ａに対する重み付けを持たせた係数を流量信号Ａに掛けて流量Ｂを求め処理Ｓ０５に移行する。なお、流量Ｂは、複数計測で得られる流量信号Ａを平均して求めてもよい。

積算部１９において処理Ｓ０５は、流量Ｂを積算して保持し処理Ｓ０６へ移行する。

異常流量判定部１３において処理Ｓ０６は、流量Ｂと予め保持している異常流量を判定する判定値（例えば、ガス遮断装置が許容している最大通過ガス流量でもよいし、少量のガス流量が継続して流れ続けて許容時間を超えた場合でもよい）と比較し異常と判断したときは処理Ｓ０７に移行し、異常と判断しないときは処理を終了する。

弁駆動部１４において処理Ｓ０７は、弁を駆動しガス通路を閉栓して処理を終了する。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ０８は、積算停止判定部１７の第一の所定期間の期間カウンタをクリア（０にする）し処理Ｓ０９へ移行する。処理Ｓ０９は異常判定条件が合致し一過性の異常なガスの状態を検出してガス通路を閉栓してから、第一の所定期間が経過し開栓するまでの状態であることを示す異常期間中をセットして処理Ｓ１０へ移行する。

積算停止表示部１８において処理Ｓ１０は、積算停止中の表示（例えば、一過性の異常なガスの状態を検出してガス通路を閉栓してから、第一の所定期間が経過し開栓するまでの期間中を通してＬＥＤの点灯やＬＣＤによる記号や文字の表示等により報知してもよいし、ガス通路の閉栓状態または開栓状態に合わせた表示をＬＥＤやＬＣＤ等で表示してもよい。またＬＣＤに第一の所定期間の経過時間または所定期間が終了するまでの残時間を表示しても同様の効果が得られる）を行い処理Ｓ０７へ移行する。

積算停止判定部１７において処理Ｓ１１は、第一の所定期間（例えば、一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善するまでの時間として１０分間や無条件に１時間としてもよい）をカウントして処理Ｓ１２へ移行する。処理Ｓ１２は第一の所定期間が経過していれば処理Ｓ１３へ移行し、第一の所定期間が経過していなければ処理を終了する。処理Ｓ１３は異常期間中の状態をリセットして処理Ｓ１４へ移行する。
積算停止表示部１８において処理Ｓ１４は、積算停止中の表示を消灯して処理Ｓ１５へ移行する。

弁駆動部１４において処理Ｓ１５は、弁を駆動しガス通路を開栓して処理を終了する。

（実施の形態２）
図３は、本発明の実施の形態２におけるガス遮断装置の機能ブロック図を示すものである。

図３において、実施の形態２のガス遮断装置は流量検出部１１、流量算出部１２、異常流量判定部１３、弁駆動部１４、弁１５、センサ異常判定部１６、積算停止判定部１７、積算停止表示部１８、積算部１９とから構成され、センサ異常判定部１６から積算停止判定部１７にセンサ異常解除信号Ｉを出力する以外は実施の形態１と同一のため説明は省略する、以下にセンサ異常判定部１６と積算停止判定部１７の役割を記載する。

図１０（ｂ）は、センサ異常判定部１６における流量信号Ａの異常判定と異常解除判定を模式的に説明する図で、流量信号Ａ（異常判定対象値）が、異常判定成立値以下になった場合に異常と判定し、異常解除成立値以上になった場合に異常を解除することを示している。

そして、センサ異常判定部１６は、流量検出部１１の流量信号Ａが予め定められた異常判定条件に合致するか否かの異常判定を実施し、異常成立時に弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力した後も異常判定を継続して実施し異常判定条件に合致しなくなり、図１０（ｂ）の異常解除成立値を超えて異常状態が解除されるとセンサ異常解除信号Ｉを出力する。

積算停止判定部１７は、センサ異常判定部１６のセンサ異常信号Ｅを受け取ると第一の所定期間（例えば、モデル実験等で導き出された一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善するまでの時間として１０分間や無条件に１時間としてもよい）の計時を開始し、第一の所定時間の計時中またはセンサ異常判定部１６のセンサ異常解除信号Ｉを受け取るまでは積算停止信号Ｆと積算停止表示信号Ｇを出力し、第一の所定期間が経過するかまたはセンサ異常解除信号Ｉを受け取った時に弁開信号Ｈを出力する。

以上のように、本実施の形態においては、センサ異常判定部１６が一旦異常を検出して異常成立したあと、第一の所定期間が経過する前に異常判定条件と合致しなくなり異常状態が解除され次第自動復旧するものである。

すなわち、図９においてガス遮断装置３４よりも下流側にある下流側配管３５内に残っているガス（図示せず）とガス遮断装置３４に到達する前にガスとエアー３１がある程度混ざっていた場合、その混ざり具合によっては一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善するまでの時間は、モデル実験等で導き出された一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善するまでの時間よりも短縮できる可能性がある。

短縮できる時間は導管３２に誤ってエアー３１が混入した場所（Ｐ１の箇所）とユーザ宅３７までの距離および導管３２と上流側配管３３の設置状況（曲がり具合や曲がる箇所数等々）や混入してからのガス遮断装置３４に至るまでの経過時間等々により異なることが予想できるため、異常成立後も異常判定を継続して実施し異常判定条件に合致しなくなるのを監視することで、早期に自動復旧することができるようになる。

なお、異常判定条件に合致するか否かの判定は、合致と否合致を頻繁に繰り返さないようにして判定を実施するために図１０（ｂ）に示すようにヒステリシス（異常判定成立値と異常解除成立値）を設けて異常判定対象値と比較する場合がある。このとき、異常解除成立値の設定内容によっては一過性の異常なガスの状態が均等にまざりあって改善しているようになっていても、第一の所定期間内に異常解除成立値を超え異常状態が解除する条件が成立していない場合もある。しかし、このときは第一の所定期間経過後に弁開信号Ｈが出力することで自動的に復旧することができるようになる。

以上のように、本実施の形態においてはセンサ異常判定部１６が一旦異常を検出して異常成立したあと、第一の所定期間が経過する前に異常判定条件と合致しなくなり異常状態が解除されたと判定するとセンサ異常解除信号Ｉを出力して自動復旧させることができる。

図４に実施の形態２のプログラムフローチャートを処理Ｓ０１から処理Ｓ１６にて示す。但し、実施の形態１のプログラムフローチャートと同一番号のものは同じ処理のため説明を省略するが、処理Ｓ１２は第一の所定期間が経過していなければ処理を終了するのではなく処理Ｓ１６へ移行するものとする。今、処理開始から処理終了までのフローはインターバルカレンダ等により周期的に処理されるものとする。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ１６は、流量検出部１１の流量信号Ａが予め定められた異常解除条件に合致し、異常状態が解除されると処理Ｓ１３へ移行し、異常判定条件に合致していれば処理を終了する。異常解除条件としては、異常解除成立値を少なくとも１回以上超えた場合としても良い。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３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。

図５において、実施の形態３のガス遮断装置は流量検出部１１、流量算出部１２、異常流量判定部１３、弁駆動部１４、弁１５、センサ異常判定部１６、積算停止判定部１７、積算停止表示部１８、積算部１９、警告表示部２０とから構成され、センサ異常判定部１６と警告表示部２０以外は実施の形態２と同一のため説明は省略する、以下にセンサ異常判定部１６と警告表示部２０の役割を記載する。

なお、異常判定条件としては、流量信号Ａを直接比較する異常判定値の他に、例えば、連続でセンサからの信号がない場合や、ゲイン補正の値が上下限値に張り付く場合などを一回で判定してもよいし、複数回連続するようにしてもよい。また、複数回連続判定を実施する場合は第三の所定期間を設け、例えば、１分毎等のタイミングで実施するようにしてもよい。

異常判定条件に合致して異常成立したあと第二の所定期間（例えば、１時間）の計時を開始し、この第二の所定期間計時中に少なくとも１回以上（例えば、連続３回）の異常判定条件との否合致と合致を繰り返し検出した場合にセンサ異常警告表示信号Ｊを出力する。

警告表示部２０は、センサ異常判定部１６のセンサ異常警告表示信号Ｊを受け取ると警告表示（例えば、ＬＥＤの点灯やＬＣＤによる記号や文字の表示等により警告してもよい）を行う。

すなわち、図９においてガス遮断装置３４が閉栓すると、ガス遮断装置３４を境に上流側配管３３のＰ３（〜Ｐ４）の箇所と下流側配管３５（Ｐ４〜）Ｐ５の箇所において、各々の箇所でガス（図示せず）とエアー３１が均一になろうと混ざり合いが始まることとなる。しかしながら、第一の所定期間経過等でガス遮断装置３４が開栓したときＰ３とＰ５はガスとエアー３１の混ざり具合が異なる可能性がある。このため開栓と同時にＰ３とＰ５の混じり合ったガスの状態によっては、再び不均一なガスの層が形成されて超音波の伝搬が均一になっている時と異なる伝わり方となり異常状態が発生する可能性がある。しかしながら、第二の所定期間中（例えば、１時間）に少なくとも１回以上（例えば、３回）連続して自動復旧に失敗した場合は、本来は不均一なガスが複数回の自動復旧中を行っている間に混ざり合って解消されるべきものが解消されないため、もはや一過性の異常状態ではなくガス遮断装置３４側に異常と判断するような故障等が発生している可能性があることを考慮し警告表示を行うものである。

以上のように、本実施の形態においては、センサ異常判定部１６が異常判定条件との否合致と合致を繰り返し検出することでセンサ異常警告表示信号Ｊを出力し、ガス遮断装置内の流量検出部１１に異常がある可能性があり、一過性の異常なガスの状態ではないため自動復旧ができなかったことを警告表示することができる。

図６に実施の形態３のプログラムフローチャートを処理Ｓ０１から処理Ｓ２６にて示す。但し、実施の形態２のプログラムフローチャートと同一番号のものは同じ処理のため説明を省略するが、スタート後は処理Ｓ１７へ移行し、処理Ｓ０３は異常判定条件と合致していると判断した場合は処理Ｓ０８へ移行するのではなく処理Ｓ２３へ移行するものとする。今、処理開始から処理終了までのフローはインターバルカレンダ等により周期的に処理されるものとする。また、プログラム起動時には連続期間と連続回数は０に、連続期間
中はリセット状態に初期化されているものとする。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ１７は、第二の所定期間であることを示す少なくとも１回以上（例えば、連続３回）の異常判定条件との否合致と合致を繰り返していることを計数している連続期間中か否かを判定し、連続期間中でなければ処理Ｓ０１へ移行し、連続期間中であれば処理Ｓ１８へ移行する。

処理Ｓ１８は連続期間（例えば、第二の所定期間を１時間としてもよい）を計時して処理Ｓ１９へ移行する。処理Ｓ１９は連続期間が経過していなければ処理Ｓ０１へ移行し、経過していれば処理Ｓ２０へ移行する。

処理Ｓ２０は連続期間中に発生した１回以上の異常判定条件との否合致と合致の繰り返し回数である連続回数をクリア（０にする）し処理Ｓ２１へ移行する。処理Ｓ２１は連続期間中をリセットし処理Ｓ２２へ移行する。処理Ｓ２２は連続期間をクリア（０にする）し処理Ｓ０１へ移行する。

処理Ｓ２３は、連続回数を計数して処理Ｓ２４へ移行する。処理Ｓ２４は連続回数が所定回数に達していれば処理Ｓ２５へ移行し、達していなければ処理Ｓ２６へ移行する。

警告表示部２０において処理Ｓ２５は、警告表示（例えば、ＬＥＤの点灯やＬＣＤによる記号や文字の表示等により警告してもよい）を行い処理Ｓ２６へ移行する。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ２６は、連続期間中をセットして処理Ｓ０８へ移行する。

（実施の形態４）
図７は、本発明の実施の形態４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。

図７において、実施の形態４のガス遮断装置は流量検出部１１、流量算出部１２、異常流量判定部１３、弁駆動部１４、弁１５、センサ異常判定部１６、積算停止判定部１７、積算停止表示部１８、積算部１９、パージ指示部２１とから構成され、センサ異常判定部１６とパージ指示部２１以外は実施の形態２と同一のため説明は省略する、以下にセンサ異常判定部１６とパージ指示部２１の役割を記載する。

センサ異常判定部１６は、流量検出部１１の流量信号Ａが予め定められた異常判定条件に合致するか否かの異常判定を実施して異常判定条件に合致した場合、少なくとも１回以上のパージ信号Ｋを出力させたあと再度異常判定条件に合致するか否かの異常判定を実施し再度異常が成立した時に弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力し、異常否成立時は弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力しない。

このパージ信号Ｋの出力は、ガス機器がガス遮断装置以降の下流側配管内のガスを一掃する量をパージできるなら１回行い、少量ずつ様子を見ながらパージと異常判定を繰り返す方法なら複数回に分けて行うことで、ガス遮断装置３４の下流側に設置されているガス機器３６を強制運転する。強制運転とすては、ガス遮断装置よりも下流側の屋外に設置されている給湯器を強制燃焼させてもよいし、屋内に設置されているガス機器や専用のパージ装置を設けて空タンク内や可能であれば大気中にパージしてもよい。

なお、異常判定条件としては、流量信号Ａを直接比較する異常判定値の他に、例えば、連続でセンサからの信号がない場合や、ゲイン補正の値が上下限値に張り付く場合などを
一回で判定してもよいし、複数回連続するようにしてもよい。また複数回連続判定を実施する場合は第三の所定期間を設け、例えば１分毎等のタイミングで実施するようにしてもよい。

パージ指示部２１は、パージ信号Ｋを受け取ると外部のガス機器に強制燃焼の指示を与える。指示の方法としては、有線や無線を用いて強制燃焼のトリガー信号を与えてガス機器側で所定の時間安定して燃焼するまでパージ制御させても良いし、一定期間の信号を与えて一定期間中は強制燃焼させるようにしてもよい。

すなわち、図９においてガス遮断装置３４よりも下流側にあるユーザ宅３７内に設置されているガス機器３６（例えば、屋外に設置されている給湯器）を強制燃焼させることで、ガス遮断装置３４内の流量検出部１１にある（Ｐ４の箇所）の一過性の異常なガスをＰ５以降の箇所に押し流すことで（Ｐ６の箇所まで押し流し、ガス機器に強制燃焼させる方が望ましい）異常な状態から強制的に脱却させるように試みることが可能となる。

以上のように、本実施の形態においては、弁閉信号Ｃとセンサ異常信号Ｅを出力する前に異常と判断するに至った一過性の異常なガスを流量検出部１１から下流側に移動させることで現在使用しているガスに戻ったか否かを判定することが可能となり、強制的に一過性の異常なガスの状態を改善し不必要な閉栓と開栓を行うことを防止することができる。

図８に実施の形態４のプログラムフローチャートを処理Ｓ０１から処理Ｓ３０にて示す。但し、実施の形態２のプログラムフローチャートと同一番号のものは同じ処理のため説明を省略するが、処理Ｓ０３は異常判定条件と合致していると判断した場合は処理Ｓ０８へ移行するのではなく処理Ｓ２７へ移行し、処理Ｓ１５は処理を終了するのではなく処理Ｓ３０へ移行するものとする。今、処理開始から処理終了までのフローはインターバルカレンダ等により周期的に処理されるものとする。またプログラム起動時にはバージ済はリセット状態に初期化されているものとする。

センサ異常判定部１６において処理Ｓ２７は、パージ済か否かを判定してパージ済であれば処理Ｓ０８へ移行し、パージ済でなければ処理Ｓ２８へ移行する。

パージ指示部２１において処理Ｓ２８は、ガス機器に強制燃焼の指示を与えて処理Ｓ２９へ移行する。処理Ｓ２９はパージ済をセットして処理を終了する。

積算停止判定部１７において処理Ｓ３０は、パージ済をリセットして処理を終了する。

従って、深夜から明け方にかけて行った道路工事により導管が誤って傷つけられ、その後エアーが混入した状態で導管が修理された場合、従来は一過性の異常なガスの状態になるとユーザ宅のガス遮断装置がガス通路を閉栓したままになっていた為、ユーザが朝になって朝食の用意やシャワー等によりガス機器を使用しようとしたときに初めて、ガス機器が動作しないことに気づくことになり、その結果、道路工事を行った周辺地域一帯から一斉にガス供給者に開栓を要求する通報が電話等で行われることが危惧されたが、本実施の形態１〜４では、ガス遮断装置に自動復旧機能を搭載させることにより、異常状態を検出して一旦閉栓しても自動的に復旧してガス通路を開栓しているため、朝起きていつものようにガス機器が正常に使えるようになっているので、ユーザが異常状態になっていたことを認識する可能性を低減させることができる。

この結果、安全性を担保した上で、ガス供給者側とユーザ側の両方において利便性を向上させることができる。

以上のように、本発明にかかるガス遮断装置は一過性のガスの異常なガスの状態を強制的に改善することが可能となるので、ガスを水等に置き換えれば、水道メータ等の用途にも適用できる。

１１流量検出部
１２流量算出部
１３異常流量判定部
１４弁駆動部
１５弁
１６センサ異常判定部
１７積算停止判定部

Claims

ガス通路内を通過するガス流量に対応した流量信号を出力する流量検出部と、
前記流量信号に基づいて流量を算出する流量算出部と、
前記流量を受け取ると予め保持している異常流量を判定する判定値と比較し異常であれば弁閉信号を出力する異常流量判定部と、
前記流量を受け取ると予め保持している異常判定条件と比較し異常であれば弁閉信号とセンサ異常信号を出力するセンサ異常判定部と、
前記センサ異常信号を受け取ると第一の所定期間の計時を開始し、前記第一の所定期間が経過したときに弁開信号を出力する積算停止判定部と、
前記ガス通路を閉栓または開栓する弁と、
前記弁閉信号を受け取ると前記弁を閉栓する駆動信号を出力し、前記弁開信号を受け取ると前記弁を開栓する弁駆動信号を出力する弁駆動部と、
前記流量の積算する積算部と、
を備え、前記センサ異常判定部は、前記流量信号が予め定められた異常判定条件に合致した場合、第二の所定期間の計時を開始し、第二の所定期間計時中に少なくとも１回以上の前記異常判定条件との否合致と合致を繰り返し検出した場合、センサ異常と判断し、報知することを特徴としたガス遮断装置。
前記センサ異常判定部は、前記流量信号が予め定められた異常判定条件に合致した場合、前記弁閉信号と前記センサ異常信号を出力する前にパージ信号を出力してガス遮断装置の下流側に設置されているガス機器を強制運転した後、再度、前記異常判定条件に合致した時に前記弁閉信号と前記センサ異常信号を出力するようにしたことを特徴とした請求項１記載のガス遮断装置。