JP5272298B2 - ガス遮断装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス遮断装置に関し、特に、脈動に起因する流量変動を補正するための計測モード変更に伴う電池容量の確保を図る電池収納形態に関するものである。

従来、この種のガス遮断装置としては、流路中の流体の流速に応じて変化する物理量を間欠的に測定し、該測定した物理量と前記流量の断面積と間欠時間とを乗ずることによって流路を通過した流体の通過流量を計測する流量計測方法において、前記流路中の流体の脈流を監視し、予め定めた判定値より大きい変化の脈流を検出したとき、前記間欠的な物量測定の間隔を短くするようにし、予め定めた範囲内にあって平均値が予め定めた値となるランダム時間の間隔で行うようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、被測定流体の流速または流量を所定間隔で計測する通常計測モードと前記通常計測モードに比べ高い頻度で計測する複数の変動値とにより計測する計測手段と、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合に前記計測手段の計測モードをより計測頻度の高い計測モードに変更するモード変更手段と、所定時間毎に前記変動値計測モードでの計測回数もしくは計測比率が所定の異常条件になったかどうかを判定する異常判定手段と、前記異常判定手段の出力を受け報知する報知手段とを備え、前記計測手段の出力変動が所定値以上の場合つまり脈動によって計測値が不安定となった場合に、変動値計測モードで計測することで計測値の変動を常に所定値以下としたものがある（例えば、特許文献２参照）。

また、ガスメータにおける電池実装構成としては、電池電極に溶接等で一体構成とした金属導体をプリント板に半田付けして実装する構成や、電池電極に絶縁被覆付リード線を各々溶接し、溶接部は絶縁被覆で被覆して電気的絶縁を確保すると共にリード線の片側はコネクタ等でプリント板に接続、電池はプリント板上またはプリント板近傍に専用装置により固定する構成が一般的で、この場合、電池はプリント板等に固定されるため、予め使用する負荷に応じて保証期間を満足できる電池容量を確保しておく必要があった（例えば、特許文献３参照）。
特開平１１−２５８０１８号公報 特開２００６−１０５８９０号公報 特開２００３−１３０７１０号公報

しかしながら、ガス遮断装置を通じて供給する器具の中には使用中に供給ガス圧を変動させる器具があり、例えばＧＨＰ（ガスヒートポンプ）などが隣家に設置されていると、その運転に伴いガス配管を流れるガス流量が変動し脈動が発生する。この脈動は配管の環境にもよるが周囲に広く影響を与える。通常、脈動下にあると流量計測部で検出した流量のばらつきが大きくなり、計測周期よりも短い脈動サイクルで脈動が発生するとその傾向は顕著となる。そこで、流量ばらつきを低減するために計測周期を短くして高精度で計測することで脈動によるばらつきを抑える処理を実施している。その具体的手段として、上記特許文献１または特許文献２に開示されたような方法が採用されている。

ところが、ＧＨＰ等による継続的な脈動発生以外に、一時的な供給ガス圧の変動や自家での器具使用であっても脈動のパターンと合致する場合がある。このような場合は、一過性の場合が多く、継続的に脈動が発生するというものではないので、高精度な計測を継続する必要がなく、通常精度の計測でも十分であるが、従来の方法においては、一度、高精
度な計測モードに入ると所定期間の流量安定性を確認してからでないと通常精度の計測モードに復帰させないようにしていたため、ガス遮断装置を駆動している電源である電池の消耗が激しく、電池保証期間の前に消耗してしまうという課題があった。

また、ガスメータに搭載する電池実装構成としては特許文献３に開示されたように、ガスメータで使用する負荷に必要な容量を満足する電池モジュールをプリント板に固定収納するという発想が一般的であるため、例えば脈動に起因する流量変動をカバーする計測モードを考慮した場合、その計測モードで必要な電池容量を満足する電池モジュールを搭載するという発想となるため、脈動の有無に応じて電池容量を変更し、自在に収納形態を変更するという発想ができないものであった。

本発明は上記課題を解決するもので、脈動の発生状況より、現在発生している脈動現象が一過性のものか、継続的なものかを判断し、継続的な脈動と判定した場合に電池容量を変更することで、保証期間内の安定した動作を確保すると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

上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、ガス通路内を通過するガス流量に対応して所定の計測周期で流量信号を出力する流量検出部と、前記流量検出部の流量信号に基づいて流量を算出する流量算出部と、前記流量算出部の流量値と予め定めた脈動判定値とを比較し第１の脈動信号を出力する脈動判定部と、前記脈動判定部の判定結果に応じて前記流量検出部の計測周期の変更指示を行う流量計測指示部と、所定期間内の第１の脈動信号の発生回数をカウントし記憶する脈動信号記憶部と、前記脈動信号記憶部の記憶値が予め定めた比較値を超えたとき電池容量変更指示信号を出力する電池容量変更指示部と、隣接するガスメータと通信可能な無線モジュールと、駆動用電池とを備え、前記電池容量変更指示部から電池容量変更指示信号が出力されたとき、電池容量の変更が必要な旨を報知し、脈動を検出したら第２の脈動信号を無線で送信すように構成された隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を前記無線モジュールで受信した場合、前記脈動判定部は前記比較結果に応じて第１の脈動信号を出力し、前記隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を受信しなかった場合、前記脈動判定部は前記比較結果に関係なく第１の脈動信号を出力しないようにしたものである。

上記発明によれば、脈動信号の発生状況に応じて継続的な脈動現象か、一過性の脈動現象かを判断するようにしているため、電池容量の変更が必要か否かを的確に判断することができ、継続的な脈動と判定した場合に電池容量の変更の必要性を報知することで、保証期間内の安定した動作を確保することができると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

本発明のガス遮断装置は、脈動の発生状況より、現在発生している脈動現象が一過性のものか、継続的なものかを判断し、継続的な脈動と判定した場合に電池容量を変更することで、保証期間内の安定した動作を確保すると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

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所定の計測周期で流量信号を出力する流量検出部と、前記流量検出部の流量信号に基づいて流量を算出する流量算出部と、前記流量算出部の流量値と予め定めた脈動判定値とを比較し第１の脈動信号を出力する脈動判定部と、前記脈動判定部の判定結果に応じて前記流量検出部の計測周期の変更指示を行う流量計測指示部と、所定期間内の第１の脈動信号の発生回数をカウントし記憶する脈動信号記憶部と、前記脈動信号記憶部の記憶値が予め定めた比較値を超えたとき電池容量変更指示信号を出力する電池容量変更指示部と、隣接するガスメータと通信可能な無線モジュールと、駆動用電池とを備え、前記電池容量変更指示部から電池容量変更指示信号が出力されたとき、電池容量の変更が必要な旨を報知し、脈動を検出したら第２の脈動信号を無線で送信すように構成された隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を前記無線モジュールで受信した場合、前記脈動判定部は前記比較結果に応じて第１の脈動信号
を出力し、前記隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を受信しなかった場合、前記脈動判定部は前記比較結果に関係なく第１の脈動信号を出力しないことを特徴とするものである。

そして、脈動信号の発生状況に応じて継続的な脈動現象か、一過性の脈動現象かを判断するようにしているため、電池容量の変更が必要か否かを的確に判断することができ、継続的な脈動と判定した場合に電池容量の変更の必要性を報知することで、保証期間内の安定した動作を確保することができると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

第２の発明は、流量計測指示部は、脈動判定部で第１の脈動信号が出力されたとき流量検出部の計測周期を短くした高精度流量計測モードとし、流量算出部の流量値が所定期間安定状態を継続すると計測周期を長くした通常流量計測モードに復帰するようにしたことを特徴とするものである。

そして、脈動に起因する流量変動を計測周期を短くして精度よく計測することができると共に、流量変動が解消されたとき通常流量計測モードに復帰することで、電池消耗を抑制することができる。

第３の発明は、脈動判定部に複数段の脈動判定値を設定すると共に、計測モードとして高精度流量計測モードと通常流量計測モード以外に計測周期を高精度流量計測モードと通常流量計測モードの略中間とした中精度流量計測モードを設け、前記複数段の脈動判定値との比較結果に応じて計測モードを選択するようにしたことを特徴とするものである。

そして、脈動の影響度合いを複数段の脈動判定値で判別し、影響度合いに応じて計測周期を変更することで、流量精度と電池消耗の関係をバランスよく確保することができる。

第４の発明は、電池容量変更指示部は、高精度流量計測モードと中精度流量計測モードで電池容量変更指示信号を出力する条件を変更するようにしたことを特徴とするものである。

そして、高精度流量計測モードに移行する場合と中精度流量計測モードに移行する場合とでは、その移行回数を異ならせて電池容量変更指示信号を出力することで、脈動の影響度合いに応じ電池容量の変更指示を行うことができるため、実際の使用状況に適した電池容量を確保することができる。

第５の発明は、駆動用電池として、通常流量計測モードで所定の保証期間を満足する電池容量を確保するための電池モジュールを収納する第１の収納部と、電池容量の変更が必要な旨の報知がなされたときに電池容量を増大するために追加する電池モジュールを収納する第２の収納部とを備え、前記第２の収納部は着脱自在な構成としたことを特徴とするものである。

そして、脈動による流量変動が継続すると判断し電池容量の変更が必要であると報知された場合に第２の収納部に所定の電池モジュールを追加収納するだけで、現在使用している電池モジュールの容量を増大させることができ、別途設定等をやり直す必要がなく、環境条件の変化に伴う電池容量への影響を簡単に回避することができる。

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と基地局及び需要家宅との通信形態の全体構成図、図２は同ガス遮断装置における隣接するガスメータとの通信形態を示す図、図３は同ガス遮断装置の外観及び構成部品を示す図、図４は同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回路基板の構成ブロック図、図６は同ガス遮断装置と表示端末装置の通信形態を示す図である。

各家庭１３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を経由した後のガス配管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で生成さ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、リビング等に設置された床暖房７に供給され、種々の使用形態を形成している。

また、屋内にあっては、台所に設置されたガステーブル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、必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ガ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に記憶されたデータはガス事業者１５からの定期的なデータ要求指令に基づいて所定の情報処理を行った後、ガス料金やガス使用量あるいはガス事業者１５が提供する割引サービス等の情報として需要家１３及びガス事業者１５に送信される。

この送信手段としては、例えば図３に示すようにガスメータ２に内蔵された流量計測手段を構成する制御回路基板１０に一体的に組み込まれた無線モジュール１１を用いて行うようにしている。

そして、図２、図５、図６に示すように無線モジュール１１は、基地局１４と通信するために電話回線とは異なる、例えば２００ＭＨｚの通信周波数帯を有する広域通信無線モジュール１１ａと、需要家宅１３内に情報を伝達するためにテレビ１２ａやパソコンあるいは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２と通信するため、あるいは隣接するガスメータ２Ａ〜２Ｄと各種情報の授受を行うために直接通信をするための、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂで構成し、流量信号やセンサ信号に基づいてガス使用量の算出あるいは地震、ガス漏れ等の異常検知を行う制御回路１０ａからデータを受信すると、そのデータに応じて、例えばガス料金、ガス使用量あるいは地震、ガス漏れ等の異常発生に伴うガス遮断弁の作動等、需要家に報知すべき内容の場合はエリア通信無線モジュール１１ｂを用いて需要家宅１３内のテレビ１２ａあるいは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２に表示データを送信し、必要に応じて隣接するガスメータ２Ａ〜２Ｄに対して地震情報やガス漏れ情報を送信する。

また、この広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂを用いた通信機能により本発明のガス事業者１５あるいは需要家１３への電池容量の変更が必要な旨を報知する報知手段を構成することができる。

そして、図６に示すように表示端末装置１２にもガスメータ２に内蔵してあるエリア通信無線モジュール１１ｂと同一の通信周波数帯を有する無線モジュール１１ｃを内蔵あるいは一体的に取り付けることで、ガスメータ２から送信される表示データを受信することができ、この表示データをテレビ１２ａあるいは携帯電話１２ｂの画面を通じて表示することで、本発明の電池容量の変更が必要な旨を報知する報知手段や、ガスメータから直接需要家に対して情報の伝達を行うことができ、従来のようにガスメータ２からガス事業者１５にデータを送信し、ガス事業者１５でデータ処理を行った情報、例えば料金通知等の
葉書を郵送等で需要家に送付するという情報伝達方法を採用する必要がなくなるため、通知作業に要する工数を削減でき、かつ通知用葉書等の郵送費用の発生もなくなり、通知業務の合理化を実現することでガス料金の低減に寄与するものである。

また、ガスメータ２から表示端末装置１２に各種情報を送信した場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂから広域通信無線モジュール１１ａに報知完了信号を送り、広域通信無線モジュール１１ａはこの報知完了信号を基地局１４に送信し、ガス事業者１５に需要家への情報伝達が完了したことを通知する。なお、この場合、表示端末装置１２からの応答信号を受信して報知完了信号を送信することが好ましく、より確実に需要家への情報伝達を行うことができる。

ここで、情報伝達の一例を説明すると、まずガス事業者１５からの検針指示が基地局１４を介して広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で送信された場合、ガスメータ２に内蔵してある広域通信無線モジュール１１ａが受信し、その検針指示情報が同一基板に搭載してある制御回路１０ａに送られる。制御回路１０ａには流量計測手段で計測された流量データが所定期間毎に累積され、その累積データ、あるいは料金データに変換した情報が情報記憶手段１０ｂに記憶されており、ガス事業者１５からの検針指示情報が入力されると制御回路１０ａは情報記憶手段１０ｂの流量累積データ、あるいは料金データに変換した情報を通信切替手段１０ｃを介してエリア通信無線モジュール１１ｂ及び広域通信無線モジュール１１ａに送り、広域通信無線モジュール１１ａは広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で基地局１４に送信し、基地局１４から専用回線を用いてガス事業者１５に検針情報が伝達される。また、エリア通信無線モジュール１１ｂは特定小電力無線通信周波数帯（４２９ＭＨｚ）でテレビ１２ａ等の表示端末装置１２に一体的に取り付けた無線モジュール１１ｃに送信し、画面上に例えば、図１１（ａ）に示すような料金情報や使用量を表示する。そして、表示端末装置１２への送信が完了すると、上記した如く、報知完了信号をガス事業者１５に送信し、需要家への情報伝達が完了したことを通知する。

また、地震や衝撃等で遮断弁が作動した場合において原因究明がなされ、ガス事業者１５からの復帰指示が基地局１４を介して広域通信周波数帯（２００ＭＨｚ）で送信された場合、ガスメータ２に内蔵してある広域通信無線モジュール１１ａが受信し、その復帰指示情報が同一基板に搭載してある制御回路１０ａに送られる。制御回路１０ａは復帰指示情報が入力されると、情報記憶手段１０ｂに記憶されている復帰作業に関する情報を通信切替手段１０ｃを介してエリア通信無線モジュール１１ｂに送り、エリア通信無線モジュール１１ｂは特定小電力無線通信周波数帯（４２９ＭＨｚ）でテレビ１２ａ等の表示端末装置１２に一体的に取り付けた無線モジュール１１ｃに送信し、画面上に例えば、図１１（ｂ）に示すような復帰作業の手順を表示する。そして、表示端末装置１２への送信が完了すると、上記した如く、報知完了信号をガス事業者１５に送信し、需要家への情報伝達が完了したことを通知する。

さらに、流量計測手段を構成する制御回路１０ａが脈動に起因する流量変動を検出した場合は、通常流量計測モードから計測周期を短くした高精度流量計測モードに切り替えて流量計測を行い、この通常流量計測モードから高精度流量計測モードへの移行回数が所定期間内に予め定めた比較値を超えたとき、脈動が継続的に発生する環境にあると判断して電池容量の変更が必要であることを報知する。この報知手段として、ガスメータに内蔵した広域通信無線モジュール１１ａを用いて基地局１４を介してガス事業者１５に直接報知するか、あるいはエリア通信無線モジュール１１ｂを用いてテレビ１２ａ等の表示端末装置１２の画面上に、例えば図１１（ｃ）に示すようなメッセージを表示し、需要家からガス事業者に電池容量の変更を依頼するようにしてもよい。

以上のように、制御回路１０ａには伝達する情報に応じて通信する相手先に対応して通
信周波数帯の異なる無線モジュールを選択すべく通信切替手段１０ｃを有しており、例えば、ガス事業者１５からの検針指示の場合は、ガス事業者１５と表示端末装置１２に情報記憶手段１０ｂの記憶情報を伝達する必要があり、この場合は、例えば２００ＭＨｚの通信周波数帯を有する広域通信無線モジュール１１ａと、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂを選択し、ガス事業者１５からの復帰指示の場合は、表示端末装置１２に情報記憶手段１０ｂの記憶情報を伝達するだけでよく、この場合は、例えば４２９ＭＨｚの特定小電力無線通信周波数帯を有するエリア通信無線モジュール１１ｂを選択すればよい。さらに、電池容量の変更を報知する場合は、広域通信無線モジュール１１ａまたはエリア通信無線モジュール１１ｂを選択して、基地局１４を経由してガス事業者１５、あるいは需要家宅内のテレビ１２ａ等の表示端末装置１２との間で情報のやり取りを直接行うことができ、周囲の環境の変化を反映させたガスメータの管理を行うことができる。

なお、広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂはそれぞれ別々に設けてもよく、共通の無線モジュールとし通信周波数帯を広域通信周波数帯と特定小電力無線通信周波数帯で切替えるようにしてもよいもので、前者の場合、通信切替手段１０ｃは広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂを選択する必要があり、同時通信が可能というメリットがある反面、設置スペース大やコスト高というデメリットを有している。後者の場合、通信切替手段１０ｃは通信相手先に応じて通信周波数帯を切替える必要があり、設置スペース小やコスト安というメリットがある反面、同時通信ができず交互通信になるというデメリットを有している。

次に、制御回路１０ａに内蔵されたガス流量を計測する流量計測手段について簡単に説明すると、ガスメータ２には、図３、図４に示すように、ガス入口２ａとガス出口２ｂを有し、その間のガス流路内に異常時にガスを遮断する遮断弁２ｃとガス流量を計測する一対の超音波センサ１７Ａ、１７Ｂが設けられ、その下流側にガス圧を検出する圧力センサ２ｄが配置されている。また、超音波センサ１７Ａ、１７Ｂからの信号でガス流量を算出する制御回路１０ａを搭載した制御回路基板１０がガスメータ２の表示部２ｅに液晶表示器１０ｅを臨ますように配置され、さらに、制御回路１０ａを駆動させるための電池２ｆが収納されている。また、遮断弁２ｃが作動した後の復帰動作を手動で行う手段として復帰ボタン２ｇが配置されている。

そして、ガス流量を計測する流量計測部１７と制御回路１０ａは、例えば図１２に示すように、ガス流路に一対の超音波センサを配置し流路を流れる流量に応じて変化する伝播時間を計測することで流量を測定するものがある。以下、その構成を説明すると、超音波を送信または受信する第１送受信器１７Ａと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１０ａを構成する切換手段を有する計測制御部１８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１７Ａと第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により第１送受信器１７Ａを駆動し、第２送受信器１７Ｂに向け、すなわち上流から下流に超音波を送信する。そして第２送受信器１７Ｂで受信した信号を計測制御部１８に設けた増幅手段により増幅し、この増幅された信号は基準信号と比較され、基準信号以上の信号が検出された後、計測制御部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ン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で第１送受信器１７Ａと第２送受信器１７Ｂの送受信を切り換えて、第２送受信器１７Ｂから第１送受信器１７Ａ、すなわち下流から上流に向かって超音波信号を送信し、この送信を前述のように繰り返し、そ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との超音波の伝搬時間差
から流路１６の大きさや流体の流れ状態を考慮して信号処理手段１９で流量値を求める。求められた流量データは情報記憶手段１０ｂで累積され、所定期間毎の累積データとして記憶される。

また、流量計測部１７が配置された流路１６内には異常時等にガスの流れを遮断する遮断弁２ｃが設けられ、信号処理手段１９で求められる流量値が異常に多い場合や通常考えられる使用時間を超えて流量値が検出されるような場合に異常と判断して遮断弁２ｃを作動させてガス流路１６を遮断する。また、振動センサや圧力センサ２ｄから地震や衝撃、あるいは異常なガス圧の信号が入力されると、情報記憶手段１０ｂを介して遮断弁２ｃを作動させてガス流路１６を遮断する。

次に、電池消耗に大きな影響を与える脈動現象に起因する流量変動について説明する。

同じガス配管１に接続された需要家にＧＨＰ（ガスヒートポンプ）等が設置されている場合、このＧＨＰが使用されると供給ガス圧に圧力変動が発生し、この圧力変動がガス配管１を介して他の需要家の供給ガス圧にも影響を及ぼし、脈動現象としてガス流速、すなわちガス流量が変動する。この場合、所定の計測周期でガス流量を計測しているため、計測周期よりも短い周期で脈動が発生すると計測周期の間で変動する流量は計測値に反映されないこととなり、流量バラツキが大きくなる。このため、一般的には計測周期を短くして対応するようにしているが、計測周期を短くすると電池消耗が激しくなり電池保証期間を満足できなくなるという別の問題が発生する。

そこで、脈動が発生したときだけ計測周期を短くするように切り替えればよいが、脈動の発生と終結のタイミングが正確に検出することが困難なため、一度脈動が発生し計測周期を短くした高精度流量計測モードに入ると所定期間その計測モードを継続して流量変動が安定したことが確認できてからでないと通常流量計測モードに復帰することができないものであった。そのため、不必要な高精度計測モードでの流量計測を強いられるものであった。また、流量変動の原因としては上記した如くＧＨＰ（ガスヒートポンプ）等の使用による脈動に起因するもの以外に、自分の家の器具使用に連動して一時的に流量が変動する場合や、供給ガス圧の一時的な変動による場合があり、全ての流量変動に対して高精度流量計測モードで対応すると電池消耗が激しく保証期間内における動作保証ができないことになる。

そこで、脈動現象の発生状況、つまり通常流量計測モードから高精度流量計測モードへの移行回数に応じて継続的な脈動現象か、一過性の脈動現象かを判断し、一過性の場合は電池容量の変更を行わず、継続的な脈動が発生していると判断した場合に電池容量の変更を行う旨を指示するようにしているため、電池容量の変更が必要か否かを的確に判断することができ、継続的な脈動と判定した場合に電池容量の変更の必要性を報知することで、保証期間内の安定した動作を確保することができると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

そして、ガスメータにおける脈動現象の検出手段としては、計測周期を長く設定した通常計測モードにおいて上記方法で計測された流量値と予め設定した脈動判定値を脈動判定部２５で比較し、脈動判定値を超えるような流量変動がある場合に脈動に起因する異常流量であると判断して脈動信号を出力する。脈動判定部２５から脈動信号が出力されると所定時間を計時するタイマ手段２９が作動し、そのタイマ手段２９が作動中の脈動信号の発生回数を脈動信号記憶部３０がカウントし記憶する。そして、電池容量変更指示部３１はタイマ手段２９が計時終了した時点で脈動信号記憶部３０のカウント数と予め定めた比較値を比較し、カウント数が比較値を超えている場合は頻繁に脈動に起因する流量変動が発生しており、継続的に脈動現象が発生していると判断して電池容量変更指示信号を出力し
、カウント数が比較値を下回る場合は一過性の脈動現象であると判断して電池容量変更指示信号を出力しない。

そして、電池容量変更指示部３１から電池容量変更指示信号が出力されると、上記した如くガスメータ２に内蔵の無線モジュール１１を用いて所定の場所に報知する。報知ルートとしてガス事業者１５に直接報知する場合は、広域通信無線モジュール１１ａにより広域通信周波数帯（例えば、２００ＭＨｚ）を用いて基地局１４に送信し、専用回線を介してガス事業者１５に電池モジュールを追加して電池容量を増大させる必要がある旨のメッセージを伝達する。また、報知ルートとして需要家に報知する場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂにより特定小電力無線通信周波数帯（例えば、４２９ＭＨｚ）を用いて需要家宅内のテレビ１２ａまたは携帯電話１２ｂ等の表示端末装置１２に送信し、画面上に例えば図１１（ｃ）に示すように、電池容量の変更が必要になった旨を表示し、需要家からガス事業者に対して電池モジュールの追加を要請する。

また、脈動判定部２５に設定する脈動判定値を複数段とし、この複数段の脈動判定値と脈動信号記憶部３０のカウント数を比較し、各段数毎の比較結果に基づいて計測モードを選択するようにしてもよく、その場合は、計測モードとして高精度流量計測モードと通常流量計測モード以外に計測周期を高精度流量計測モードと通常流量計測モードの略中間値とした中精度流量計測モードを設ける必要がある。そして、脈動に起因する流量変動が比較的軽微な場合は中精度流量計測モードを選択し、流量変動が激しい場合は高精度流量計測モードを選択することで、流量バラツキと電池消耗のバランスを考慮した流量計測を実現することができる。

さらに、高精度流量計測モードと中精度流量計測モードとでは、電池容量変更指示信号を出力する条件を変更し、例えば中精度流量計測モードの場合は所定時間内に発生する脈動信号が多い回数を設定した第１の比較値を超えたときに電池容量の変更が必要であると判断して電池容量変更指示信号を出力し、高精度流量計測モードの場合は所定時間内に発生する脈動信号が少ない回数を設定した第２の比較値を超えたときに電池容量の変更が必要であると判断して電池容量変更指示信号を出力する。この計測モードに応じて電池容量変更指示信号を出力するタイミングを変更することで、脈動の影響度合いに応じ電池容量の変更指示を行うことができるため、実際の使用状況に適した電池容量を確保することができる。つまり、高精度流量計測モードが選択される場合は脈動の影響が大きい状態であり、この場合は電池消耗も激しく少ない回数で電池容量変更指示信号を出力しないと電池寿命に影響を与えることになるため、電池容量変更指示部３１の比較値として少ない回数を設定した第２の比較値を設定し、中精度流量計測モードが選択される場合は脈動の影響が比較的軽微であり、この場合は電池消耗が多少増大する程度であるため、電池容量変更指示部３１の比較値として多い回数を設定した第１の比較値を設定し、この第１の比較値を超えたとき電池容量変更指示信号を出力することで、むやみに電池容量を増大させることを抑えるようにしている。

また、脈動現象が継続的なものであるか、一過性のものであるかを特定する別の実施形態として図１３に示すような方法もある。

脈動の発生と終結のタイミングを隣接するガスメータからの脈動信号の受信によって特定のエリア内で発生する脈動現象を確認し、その確認結果に基づいて計測モードの切り替えを行うようにしたものであり、具体的には、特定のエリア内に高精度計測モードを頻繁に行っても電池寿命が保証期間を十分満足できる電池容量を持ったガスメータを設置し、このガスメータが同じ系統のガス配管１の脈動現象を検出するようにする。そして、脈動現象を検出した場合は、エリア通信無線モジュール１１ｂから隣接するガスメータに対して脈動信号を送信する。

そして、上記特定のガスメータにおける脈動現象の検出手段としては、計測周期を長く設定した通常計測モードにおいて上記方法で計測された流量値と予め設定した脈動判定値を脈動判定部２５で比較し、脈動判定値を単数回あるいは複数回超えるような流量変動がある場合に脈動に起因する異常流量であると判断して脈動信号を出力する。脈動判定部２５から脈動信号が出力されると無線モジュール１１に送って、エリア通信無線モジュール１１ｂを用いて隣接する他のガスメータに対して外部脈動判定信号として送信する。そして、脈動現象を判定すると制御回路１０ａは計測制御部１８に対して計測周期を通常計測モードより短い周期で超音波センサ１７Ａ、１７Ｂを駆動して計測する高精度計測モードに切り替えるべく指示信号を出力する。以降、計測周期を短くした高精度計測モードにて流量計測が行われ、計測流量値が所定期間安定した状態が継続すると、通常計測モードに復帰するようにしている。

次に、上記特定のガスメータから送信される脈動信号を受信して脈動現象を判定するガスメータについて説明する。脈動信号をエリア通信無線モジュール１１ｂで受信すると、その情報を制御回路１０ａに送り、外部脈動信号判定部１０ｆで外部脈動判定信号ありとして登録する。この状態で通常計測モードで計測された流量値が脈動判定値を超えた場合は、脈動判定部２５が制御回路１０ａに脈動信号を出力する。つまり、隣接するガスメータから脈動信号が送信される状態はそのエリアで脈動の原因となる器具、例えばＧＨＰが使用されていることであり、流量変動が発生した場合の原因として脈動を特定することができるため、直ちに高精度計測モードに切り替えて精度よく流量計測を行うことで流量バラツキの低減を図ることができる。

また、エリア通信無線モジュール１１ｂが脈動信号を受信しない状態の場合は、外部脈動判定信号なしとして制御回路１０ａの外部脈動信号判定部１０ｆに登録する。この状態においては脈動判定部２５の判定結果に関係なく、つまり、脈動判定値を超えるような流量変動が発生しても高精度計測モードに切り替えることなく、通常計測モードを継続して流量計測を行う。つまり、隣接するガスメータから脈動信号が送信されない状態は、そのエリアで脈動の原因となる器具、例えばＧＨＰが使用されていないことであり、流量変動が発生した場合の原因は自分の家における器具使用等による一過性のものであると判断できるため、通常計測モードを継続することで、電池消耗の抑制を図ることができる。

また、高精度計測モード中に外部脈動判定信号なしが登録された場合は、所定の安定期間を経過するまでもなく、直ちに通常計測モードに復帰させることで、電池消耗の抑制を図ることができる。

また、外部脈動判定信号により高精度計測モードと通常計測モードの切り替えを行う場合に、外部脈動判定信号の受信回数に応じて高精度計測モードと通常計測モードの切替タイミングを変更するようにしてもよく、この場合、エリア通信無線モジュール１１ｂを介して隣接するガスメータの脈動発生回数よりそのエリアのガス供給系統における脈動の影響度合いを判断し、影響度合いに応じて高精度流量計測モードと通常流量計測モードの切り替えを行うことができるため、精度よく流量変動の原因を特定することが可能となり、実際の使用状況に適した流量計測条件を選択することが可能となり、電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

また、エリア通信無線モジュール１１ｂを用いた通信の相手として、隣接するガスメータのうち、予め特定したガスメータと脈動信号の送受信を行い、この特定のガスメータからの脈動判定信号と脈動判定部２５の判定結果に応じて高精度流量計測モードと通常流量計測モードを切り替えるようにしてもよく、この場合、受信レベルの強さや器具使用頻度の条件等から予め特定したガスメータの脈動情報に基づいて計測モードの切り替えを行う
ようにしているため、正確な流量変動の原因を特定することができ、実使用に適した計測モードの選択で電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

また、隣接するガスメータのうち、予め特定したガスメータと脈動信号の送受信を行い、流量計測指示部は、特定のガスメータからの脈動判定信号の回数と脈動判定部２５の判定結果に応じて高精度流量計測モードと通常流量計測モードを切り替えるようにしてもよく、この場合、特定のガスメータからの脈動情報の頻度に応じて計測モードの切り替えを行うようにしているため、より正確な流量変動の原因を特定することができ、実使用に適した計測モードの選択で電池消耗を抑制しつつ、流量バラツキの低減を図ることができる。

次に、報知手段から電池容量の変更が必要である旨が報知された場合に電池容量を変更する電池収納形態について説明する。

電池２ｆの収納形態としては、電池容量変更指示信号の有無に応じて異なる電池容量となるように電池が収納できる構成としている。つまり、電池容量変更指示信号が出力された場合と、出力されない場合とでは消費電力に大きな差が生じることになり、１つの電池電源で電池容量変更指示信号が出力された場合と、そうでない場合の両方を満足させようとすると、電池容量変更指示信号が出力された場合を想定して必要な電池容量を確保しておく必要があり、電池容量変更指示信号が出力されない、つまり脈動の影響を受けず計測モードの変更がないガスメータにおいては余分な電池容量を持つことになる。本発明のように脈動に起因する流量変動が継続的なものか、一過性のものかを判別し、継続的に脈動現象が発生する環境にある場合に、電池容量が変更できる電池収納形態とする構成が好ましく、これにより使用環境にに対応した合理的な電池電源が構成できるものである。

その具体的構成として、図７〜図１０に示すようにガスメータ２の前面側に電池収納部２６を設け、通常は電池収納蓋２６ａで覆い、電池容量の変更を行う場合に該蓋２６ａを開くことで第２の電池モジュール２６ｂの追加等を容易に行うことができるようになっている。そして、電池収納部２６はガスメータの基本となる流量計測機能を有した制御回路１０ａに電源を供給する第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納スペース２６ｄと、使用環境等の影響で流量計測モードを計測周期の短い高精度流量計測モードに切り替える必要があり、その状況が頻繁に発生すると判断した場合に追加電源として第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の収納スペース２６ｅで構成し、第１の収納スペース２６ｄに収納された第１の電池モジュール２６ｃは一度装着すると電池寿命が尽きるまで交換の必要がないため、カバー等で覆うことで容易に着脱できない構成とし、計測モード変更等の負荷変動に応じて電池容量を変更するために第２の電池モジュール２６ｃを追加収納する第２の収納スペース２６ｅはスライド方式等で着脱自在な構成とし、第１の収納スペース２６ｄと第２の収納スペース２６ｅを区別して構成している。

また、電池収納スペースの具体的な実施形態として図８に示すように、一つの電池収納ボックス２７を上下に区分して下段側に第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納スペース２６ｄを形成し、上段側に第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の収納スペース２６ｅを形成することで、電池収納ボックス２７を引き出したとき上段側に形成した第２の収納スペース２６ｅが露出する形態となるため、電池モジュールを追加する場合に誤装着がなく、装着作業を容易に行うことができる。

また、別の実施形態として図９、図１０に示すように、第１の電池モジュール２６ｃ及び第２の電池モジュール２６ｂを収納する電池収納ボックスをそれぞれ別々に設け、第２の電池モジュール２６ｂを収納する第２の電池収納ボックス２８ａをスライドにより着脱自在に引き出し可能な構成とし、第１の電池モジュール２６ｃを収納する第１の収納ボッ
クス２８ｂはビス等でガスメータ２に固定する構成としたことで、追加の電池モジュールを収納する第２の電池収納ボックス２８ａのみがスライド可能な構成となるため、電池モジュールを追加する場合に誤装着がなく、装着作業を容易に行うことができる。

なお、電池収納形態は本実施の形態に限定されるものではなく、第２の電池モジュール２６ｂが着脱自在に収納できるものであればどのような形態でもよいものである。

また、第２の電池モジュール２６ｂが装着された第２の電池収納ボックス２８ａが電池収納部２６に確実に収納されたとき、第１の電池モジュール２６ｃと電気的に接続される接続手段を付加することで、電池容量の変更を可能とし、負荷が増大した場合の電池寿命を適正に設定することができる。

また、電池収納部２６に確認窓等を設け、第２の電池収納ボックス２６ｂの収納状態をガスメータ本体の外側から確認できる構成とすることで、電池容量の追加状態を、簡単に確認することができるものでもある。

また近年、超音波センサを用いたガスメータにあっては瞬時流量が簡単に測定できるため、ガス漏れ等の保安機能以外に、器具判別機能を利用して各種サービスの提供が検討され、回路負荷が増大し電池消耗が激しくなる傾向にある。

その一例を示すと、使用器具や用途に応じてガス料金の割引率を設定しようとするもので、超音波センサによる瞬時流量計測機能を用いた器具判別手段で使用ガス器具あるいは用途を特定し、器具別或いは用途別に使用量を求め、予め定めた割引率を適用してガス料金を算出することで、ガス利用の促進と需要家へのサービス提供を行うものである。

その具体的手段の一例として、使用するガス器具の種類を特定する器具信号を設定し登録する器具信号登録手段２１と、使用するガス器具の用途別に使用形態を特定する用途別信号登録手段２２と、この器具信号登録手段２１及び用途別信号登録手段２２の登録情報より予め定めた分類毎に家庭内の使用ガス器具を分類する器具分類手段２３とを有する器具判別手段２４が設けられている。

ここで、器具信号登録手段２１は、例えば下表（表１）のように、器具の種類に応じて信号を設定登録する。

また、用途別信号登録手段２２は、例えば下表（表２）のように、器具の用途別に使用形態を特定する信号を設定登録する。

また、器具分類手段２３は、ガス事業者がガス器具の種類及び使用形態等からガス料金の割引対象分野を予め設定し分類したものに、上記（表１）及び（表２）で得られる情報より家庭内で使用するガス器具を当てはめ分類するもので、例えば下表（表３）のように、給湯器を用いて床暖房を行っている場合は割引Ａとし、ガスファンヒータ等で温風暖房を行っている場合は割引Ｂとし、それ以外は標準として分類し、家庭内で使用しているガス器具を設定登録する。

そして、器具信号登録手段２１、用途別信号登録手段２２、器具分類手段２３で構成される器具判別手段２４からの登録信号に基づいてガス器具の使用状況に応じたガス使用量を監視する情報記憶手段１０ｂを有している。この情報記憶手段１０ｂは、流量計測部１７の信号処理手段１９で求められるガス流量値を入力し、器具分類手段２３で分類された分野に該当するガス器具の登録情報と共に管理され、ガス事業者１５から定期的に要求される検針指示情報を無線モジュール１１、詳細には広域通信無線モジュール１１ａが受信すると、情報記憶手段１０ｂの所定期間毎の累積流量データや割引率を反映した料金データ等の情報を取り出し、無線モジュール１１、詳細には広域通信無線モジュール１１ａとエリア通信無線モジュール１１ｂから基地局１４と表示端末装置１２に送信し、基地局１４から専用回線を用いてガス事業者１５に通知すると共に、表示端末装置１２の画面を用いて需要家に所定期間のガス料金情報を通知する。

また、上記情報記憶手段１０ｂで行う器具判別について概略を説明すると、器具判別手段２４に記憶する登録データとして、例えば図９に示すような流量パターンを用いる。実際の登録データとしては、器具スタート時から例えば０．２秒毎の流量値のデータを所定時間分記憶したものである。なお、データの時間間隔としては０．２秒に限定する必要はなく、要求される器具判別能力により任意に設定できるものである。

流量計測部１７では一定間隔毎にガス流量を計測し、新たに計測されたガス流量値が直前の値から所定値以上増加すると、新たな器具が使用されたと判断し、その流量変化と器具判別手段２４に登録された器具のコードに対応する流量パターンと比較を行い、使用されている器具の判別を行う。

なお、本実施の形態では情報記憶手段１０ｂは、分類された項目毎にガス器具の使用登録が有るか否かの情報と、トータルのガスの使用量を所定期間毎に管理するようにし、例
えば冬場の暖房期間中は表３に示すように、床暖房と温風暖房の使用器具が登録された状態でガス使用量が管理され、夏場は割引対象分野の使用登録器具がない状態でガス使用量が管理されることになるが、これ以外にも、例えば、情報記憶手段１０ｂに器具判別手段２４で分類されたガス器具毎にガス使用量を求める機能を付加することで、より細かな分類が可能となり、多様なサービスの提供ができ、保安面においても充実させることができる。

また、本実施の形態では器具判別手段２４の分類項目として、料金割引サービスを対象としたが、これに限定されるものではなく、保安サービス等、ガス事業者等が必要と考えるサービスを対象に器具別の監視方法を採用することができるものである。

以上のように、脈動信号の発生状況に応じて継続的な脈動現象か、一過性の脈動現象かを判断するようにしているため、電池容量の変更が必要か否かを的確に判断することができ、継続的な脈動と判定した場合に電池容量の変更の必要性を報知することで、保証期間内の安定した動作を確保することができると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものである。

さらに、脈動による計測モードの変更に伴う負荷の増大以外にも、器具判別等機能付加に伴う負荷の増大時等においても、電池寿命を延長するための有効な手段でもある。

以上のように、本発明に係るガス遮断装置は、脈動信号の発生状況に応じて継続的な脈動現象か、一過性の脈動現象かを判断し、電池容量の変更が必要か否かを判断するようにしているため、継続的な脈動と判定した場合に電池容量の変更の必要性を確実に報知することができ、保証期間内の安定した動作を確保することができると共に、簡単に電池容量の変更が可能な電池収納形態を提供するものであり、負荷変動に起因する各種現象が発生するようなメータに対して有効である。

本発明の実施の形態１におけるガス遮断装置の通信形態を示す全体構成図 同ガス遮断装置における隣接するガスメータ間の通信形態を示す図 同ガス遮断装置の外観及び構成部品を示す図 同ガス遮断装置の内部構成図 同ガス遮断装置の制御回路基板の構成ブロック図 同ガス遮断装置と表示端末装置の通信形態を示す図 同ガス遮断装置の電池収納部を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の一例を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の別の一例を示す図 同ガス遮断装置の電池収納形態の別の一例を示す図 （ａ）同表示端末装置における料金情報表示形態を示す図（ｂ）同表示端末装置における復帰情報表示形態を示す図（ｃ）同表示端末装置における電池容量変更情報表示形態を示す図 同ガス遮断装置の制御ブロック図 同ガス遮断装置の別の実施形態における制御ブロック図 同ガス遮断装置における器具判別用の流量パターンの一例を示す図

符号の説明

２ ガスメータ
２ｆ 電池
１０ 制御回路基板
１０ａ 制御回路（流量計測指示部）
１０ｂ 情報記憶手段
１０ｃ 通信切替手段
１１ 無線モジュール（報知手段）
１１ｂ エリア通信無線モジュール（報知手段）
１７Ａ、１７Ｂ 超音波センサ（流量検出部）
１９ 信号処理部（流量算出部）
２５ 脈動判定部
２６ 電池収納部
２７ 電池収納ボックス
２８ａ 第１の電池収納ボックス
２８ｂ 第２の電池収納ボックス
２９ タイマ手段
３０ 脈動信号記憶手段
３１ 電池容量変更指示部

Claims (5)

1. ガス通路内を通過するガス流量に対応して所定の計測周期で流量信号を出力する流量検出部と、
   前記流量検出部の流量信号に基づいて流量を算出する流量算出部と、
   前記流量算出部の流量値と予め定めた脈動判定値とを比較し、第１の脈動信号を出力する脈動判定部と、
   前記脈動判定部の判定結果に応じて前記流量検出部の計測周期の変更指示を行う流量計測指示部と、
   所定期間内の第１の脈動信号の発生回数をカウントし記憶する脈動信号記憶部と、
   前記脈動信号記憶部の記憶値が予め定めた比較値を超えたとき電池容量変更指示信号を出力する電池容量変更指示部と、
   隣接するガスメータと通信可能な無線モジュールと、
   駆動用電池とを備え、
   前記電池容量変更指示部から電池容量変更指示信号が出力されたとき、電池容量の変更が必要な旨を報知し、脈動を検出したら第２の脈動信号を無線で送信すように構成された隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を前記無線モジュールで受信した場合、前記脈動判定部は前記比較結果に応じて第１の脈動信号を出力し、
   前記隣接するガスメータから前記第２の脈動信号を受信しなかった場合、前記脈動判定部は前記比較結果に関係なく第１の脈動信号を出力しないガス遮断装置。
2. 前記流量計測指示部は、前記脈動判定部で前記第１の脈動信号が出力されたとき前記流量検出部の前記計測周期を短くした高精度流量計測モードとし、前記流量算出部の流量値が所定期間安定状態を継続すると前記計測周期を長くした通常流量計測モードに復帰するようにした請求項１記載のガス遮断装置。
3. 前記脈動判定部に複数段の脈動判定値を設定すると共に、計測モードとして高精度流量計測モードと通常流量計測モード以外に計測周期を高精度流量計測モードと通常流量計測モードの略中間とした中精度流量計測モードを設け、前記複数段の脈動判定値との比較結果に応じて前記計測モードを選択するようにした請求項１または２記載のガス遮断装置。
4. 前記電池容量変更指示部は、前記高精度流量計測モードと前記中精度流量計測モードで前記電池容量変更指示信号を出力する条件を変更するようにした請求項３記載のガス遮断装置。
5. 前記駆動用電池は、
   前記通常流量計測モードで所定の保証期間を満足する電池容量を確保するための電池モジュールを収納する第１の収納部と、
   前記電池容量の変更が必要な旨の報知がなされたときに電池容量を増大するために追加する電池モジュールを収納する第２の収納部とを備え、
   前記第２の収納部は着脱自在な構成とした請求項２〜４のいずれか１項記載のガス遮断装置。