技術 ガスメータ、及びその制御方法

0001

本発明は、内部のガス通流路を通流するガスの流量を計測する流量計測部と、前記ガス通流路を通流するガスの温度を計測する温度計測部と、前記ガス通流路での圧力を計測する圧力計測部と、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部との計測結果に基づいて制御を実行する制御部とを備えたガスメータ、及びその制御方法に関する。

0002

従来、ガスメータの設置工程では、ガスメータの下流側でのガス漏洩の有無を確認するべく、特許文献１に示す漏洩判定方法により、ガスメータより下流側（屋内側）でのガス漏洩の有無を判定する。当該漏洩判定方法では、ガス通流路のうちガスメータの上流側入口に設けられる屋外ガス栓を閉弁した後に、ガスメータより下流側のガス通流路の接続部位に圧力計等の機能を有するデジタルマノメータを連通接続し、当該ガスメータより下流側の下流側流路の圧力の経時変化を計測することにより、下流側流路でのガス漏洩の有無を確認する。

0003

特開２０１２−２２０４７４号公報

0004

上記特許文献１に記載の技術では、漏洩判定において、下流側流路の接続部位に対してデジタルマノメータを連通接続すると共に、漏洩判定が終了した後には当該デジタルマノメータを下流側流路の接続部位から取り外す必要がある。当該漏洩判定では、デジタルマノメータを取り外した後の下流側流路の接続部位の気密性については担保できず、改善の余地があった。
更に、特許文献１に記載の漏洩判定方法では、漏洩判定を行う場合には、現場に検査員を派遣すると共にデジタルマノメータ等の機器を用いて判定する必要があると共に、ガスメータが設置されている敷地内に進入する必要があり、判定に伴う作業工程が多くなり、且つ検査員の派遣に伴う人的コストが高くなるという問題もあった。このため、例えば、定期的な漏洩判定の実行等を行い難い状況にあり、改善の余地があった。

0005

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い経済メリットを得られつつも漏洩判定の工程を簡素化しながらも、下流側流路でのガス漏洩の有無の判定の確度をより高くすることができるガスメータ、及びその制御方法を提供する点にある。

0006

上記目的を達成するためのガスメータは、内部のガス通流路を通流するガスの流量を計測する流量計測部と、前記ガス通流路を通流するガスの温度を計測する温度計測部と、前記ガス通流路での圧力を計測する圧力計測部と、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部との計測結果に基づいて制御を実行する制御部とを備えたガスメータであって、その特徴構成は、前記制御部は、
前記流量計測部にて計測される前記ガス通流路のガス流量が予め定められた最低流量未満のときに、前記圧力計測部にてガス供給圧が計測されている状態で、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部との上流側にて前記ガス通流路を遮断し、
予め決定された第１所定期間で前記圧力計測部にて計測される圧力が圧力降下判定幅未満の低下である場合に遮断された遮断部位より下流側の下流側流路でのガス漏洩がないガス非漏洩状態であると判定すると共に、前記第１所定期間で前記圧力計測部にて計測される圧力が圧力降下判定幅以上に低下した場合に前記下流側流路でガス漏洩があるガス漏洩状態であると判定する第１漏洩判定を実行すると共に、
前記第１漏洩判定において前記ガス漏洩状態であると判定した場合であっても、前記第１漏洩判定中において前記温度計測部にて計測される温度が低下したときで、前記第１漏洩判定において圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定したときには、前記ガス漏洩状態から前記ガス非漏洩状態へ判定を変更する第２漏洩判定を実行する点にある。

0007

上記目的を達成するためのガスメータの制御方法は、内部のガス通流路を通流するガスの流量を計測する流量計測部と、前記ガス通流路を通流するガスの温度を計測する温度計測部と、前記ガス通流路での圧力を計測する圧力計測部とを備えたガスメータの制御方法であって、その特徴構成は、
前記流量計測部にて計測される前記ガス通流路のガス流量が予め定められた最低流量未満のときに、前記圧力計測部にてガス供給圧が計測されている状態で、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部との上流側にて前記ガス通流路を遮断し、
予め決定された第１所定期間で前記圧力計測部にて計測される圧力が圧力降下判定幅未満の低下である場合に遮断された遮断部位より下流側の下流側流路でのガス漏洩がないガス非漏洩状態であると判定すると共に、前記第１所定期間で前記圧力計測部にて計測される圧力が圧力降下判定幅以上に低下した場合に前記下流側流路でガス漏洩があるガス漏洩状態であると判定する第１漏洩判定工程を実行すると共に、
前記第１漏洩判定工程において前記ガス漏洩状態であると判定した場合であっても、前記温度計測部にて計測される温度が低下したときで、圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定したときには、前記ガス漏洩状態から前記ガス非漏洩状態へ判定を変更する第２漏洩判定工程を実行する点にある。

0008

上記特徴構成によれば、特に、ガス漏洩の判定に用いるための温度計測部を、ガスメータ内部に備えているから、第１漏洩判定が完了した後に、温度計測部を取り外す必要がなく、下流側流路の気密性が担保された状態を維持したまま、第１漏洩判定を完了できる。
更に、本発明にあっては、第１漏洩判定においてガス漏洩状態であると判定した場合であっても、温度計測部にて計測される温度が低下したときで、圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定したときには、ガス漏洩状態からガス非漏洩状態へ判定を変更する第２漏洩判定を実行するから、下流側流路でのガスの温度による圧力変化までをも考慮した状態で、ガス漏洩の有無を判定できる。結果、圧力の低下が温度の低下に伴うものであるときには、ガス漏洩と判定しないことになるので、温度の低下に伴う圧力低下を排除した状態でガス漏洩の判定を行うことができ、より確度の高いガス漏洩の判定を行うことができる。当該第２漏洩判定に関しても、その判定の後に、下流側流路にて温度計測部等を取り外す必要がないため、下流側流路での気密性を担保した状態を維持したまま、第２漏洩判定を完了できる。
更に、上記特徴構成によれば、ガスメータの制御部に対して第１漏洩判定及び第２漏洩判定を定期的に行うプログラムを組み込むことで、検査員等を現場に派遣せずとも、第１漏洩判定及び第２漏洩判定を実行できるから、経済メリットを享受できる。
以上より、経済メリットを得られつつも漏洩判定の工程を簡素化しながらも、下流側ガス流路でのガス漏洩の有無の判定の確度をより高くすることができるガスメータ、及びその制御方法を実現できる。

0009

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記制御部は、前記第２漏洩判定において、前記第１所定期間の開始時点での前記圧力計測部にて計測される圧力に対する前記開始時点から終了時点までの間の圧力の低下量の割合が、前記開始時点での前記温度計測部にて計測される温度に対する前記開始時点から終了時点までの間の温度の低下量の割合である場合、前記圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定する点にある。

0010

上記特徴構成によれば、例えば、圧力の低下量の割合が、温度の低下量の割合よりも大きい場合には、温度は低下してそれに伴う圧力低下も発生しているけれども、ガス漏洩に伴う圧力低下も発生しているとして、ガス漏洩状態にあると判定される。
即ち、上記特徴構成によれば、下流側流路での圧力低下が、下流側流路でのガスの温度の低下に伴う状態変化によるものである場合にのみ、第２漏洩判定において、ガス漏洩状態からガス非漏洩状態へ移行でき、漏洩状態の判定精度の向上を図ることができる。

0011

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記制御部は、前記流量計測部にて計測される前記ガス通流路のガス流量が零のときに、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部との上流側にて前記ガス通流路を遮断し、当該遮断した状態で前記圧力計測部にて計測される前記下流側流路の圧力が大気圧である第１状態から、前記ガス通流路の遮断を解除し、前記圧力計測部にて計測される圧力がガス供給圧力となる第２状態までにおいて、前記流量計測部にて計測される積算流量から前記下流側流路の流路容積を推定する流路容積推定を実行すると共に、
前記流路容積推定にて推定された前記下流側流路の前記流路容積が大きいほど、前記第１漏洩判定における前記圧力降下判定幅を小さい値に調整する圧力降下判定幅調整を行う点にある。

0012

上記特徴構成の如く、流路容積推定にて下流側流路の流路容積を推定することで、下流側流路の下流側ガス流路の流路容積の大小を知ることできる。
そして、上記特徴構成によれば、当該流路容積が大きい場合、圧力降下判定幅が小さい場合であっても、外部に漏洩しているガス流量が大きいものとなるから、推定された流路容積が大きいほど、第１漏洩判定における圧力硬化判定幅を小さい値に調整することで、外部に漏洩するガスの流量が多くなりすぎることを防止でき、現場毎の状況に対応した第１漏洩判定による安全性を向上できる。

0013

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記制御部は、メータ設置時に前記流路容積推定を実行するものであり、
前記流路容積推定より後において、前記圧力降下判定幅調整を実行する場合には、前記設置時に推定された前記流路容積を、前記温度計測部にて計測される温度に基づいて補正した補正流路容積に基づいて前記圧力降下判定幅の調整を行う圧力降下判定幅補正調整を実行する点にある。

0014

流路容積推定を行うには、ガスメータの遮断弁を遮断して客先へのガスの供給を停止する必要がある。上記特徴構成によれば、流路容積の推定は、メータ取り付け時に実行すればいいから、圧力降下判定幅の調整を行う毎に、ガスメータの遮断弁を閉止する必要がなく、客先でのガス利用の利便性を高めることができる。
しかも、圧力降下判定幅の設定については、メータ取り付け時に推定した流路容積に基づいて、現状のガスの温度により補正した値を用いるから、計測時における下流側流路の周囲環境の状態をも反映して、圧力降下判定幅を調整できる。

0015

ガスメータの更なる特徴構成は、
前記ガス通流路を遮断する遮断弁を備える共に、前記流量計測部と前記温度計測部と前記圧力計測部とが前記ガス通流路において前記遮断弁の下流側に備えられ、
前記制御部は、前記遮断弁にて前記ガス通流路を遮断した状態で、前記第１漏洩判定及び前記第２漏洩判定を実行する点にある。

0016

上記特徴構成によれば、ガスメータの内部に設けられる遮断弁により、下流側流路の上流端を遮断できるから、外部の監視センターからガスメータへ第１漏洩判定及び第２漏洩判定を行う指令を出したときに、ガスメータ自身にてその遮断弁を遮断して、第１漏洩判定及び第２漏洩判定を行うための環境を良好に設定できる。
これにより、作業員が現場に赴くことなく、第１漏洩判定及び第２漏洩判定を実行することができ、人的コストの削減を行うことができ、経済性を向上させることができる。

0017

これまで説明してきたガスメータには、
外部の監視センターから前記第１漏洩判定及び前記第２漏洩判定の実行の指示を受信可能であると共に、前記第１漏洩判定及び前記第２漏洩判定の判定結果を前記監視センターへ送信可能な通信部が設けられることが好ましい。

0018

実施形態に係るガスメータの概略構成図である。
実施形態に係るガスメータの制御方法を示すフロー図である。

0019

本発明の実施形態に係るガスメータ１００、及びその制御方法は、高い経済メリットを得られつつも漏洩判定の工程を簡素化しながらも、下流側流路でのガス漏洩の有無の判定の確度をより高くすることができるものに関する。以下、当該ガスメータ１００、及びその制御方法について、図面に基づいて説明する。

0020

ガスメータ１００は、超音波流量計として構成されており、ガス管から住居等のガス供給箇所（図示せず）へ供給されるガスの流量を計測するものである。
当該ガスメータ１００には、図１の一部断面図に示すように、一次側のガス配管に連通接続されるガス流入口１１と、二次側のガス配管に連通接続されるガス流出口１２と、当該ガス流入口１１とガス流出口１２とを接続する形でガス通流路Ｌが形成されている。
ガス通流路Ｌには、整流流路を形成する筒状部材２０が配設されると共に、当該筒状部材２０の内部には、筒軸心に沿って延びる整流板２１が複数設けられている。
詳細な図示は省略するが、当該ガスメータ１００には、筒状部材２０の内部に形成される整流流路に超音波を伝播させる一対の送受波器ＳＪ１、ＳＪ２とが備えられている。
より詳細には、ガス通流路Ｌを通流するガスの流れ方向に対して、当該流れ方向に沿った第１方向及び当該第１方向とは逆方向の第２方向に超音波を伝搬させて、第１方向の所定伝搬距離を伝搬した超音波を受信すると共に第２方向の所定伝搬距離を伝搬した超音波を受信する一対の送受波器ＳＪ１、ＳＪ２を備えると共に、第１方向で所定伝搬距離を超音波が伝搬する第１伝搬時間と第２方向で所定伝搬距離を超音波が伝搬する第２伝搬時間とを計測し、計測された第１伝搬時間及び第２伝搬時間と所定伝搬距離とからガス流路を通流するガスのガス流速を導出し、当該ガス流速とガス通流路Ｌ（整流流路）の流路断面積とからガス流量を導出する制御装置Ｃを備え、これらが流量計測部として機能する。
制御装置Ｃは、ガスメータ１００の内部の中央に形成される中央空間Ｋに制御基板として実装されており、ソフトウェア群と演算装置や記憶部等のハードウェア群とが協働する状態で設けられている。制御装置Ｃでは、ガスメータ１００において、ガス流量の演算等を行う制御部Ｃ１や、制御部Ｃ１からの各種信号をガスメータ１００の外部の監視センターＣＳへ無線ネットワーク回線Ｎ等を介して送信する通信部Ｃ２等の機能部位が備えられる。監視センターＣＳは、通信部ＣＳ１を介して複数のガスメータ１００（Ｍ１〜Ｍ５）との間で各種情報を送受信可能に構成されている。
また、図示は省略するが、ガスメータ１００には、制御部Ｃ１にて演算されたガス流量を外部から視認可能な状態で表示する表示部が設けられている。

0021

筒状部材２０にて構成される整流流路の上流側には、ガスメータ１００の上流側のガス圧が著しく低下したときに安全上の観点からガス通流路Ｌを遮断する遮断弁３０が設けられており、当該遮断弁３０は、弁体３１がガス通流路Ｌ内に突出形成される弁座部３２に着座する形態で、ガス通流路Ｌの開閉部位ＬＫを閉止して、ガス通流路Ｌを閉止する。

0022

ガス通流路Ｌとしての整流流路には、その流路軸心に略直交する方向に開口ＬＲが形成されると共に、整流流路の内部と連通する状態で連通空間ＳＫが併設されている。当該連通空間ＳＫは、整流流路の流れが阻害されないように、整流流路から外れた位置で且つガスメータ１００の内部に形成されている。当該連通空間ＳＫの内部には、ガス通流路Ｌを通流するガスの温度を計測する温度センサＳ１（温度計測部の一例）及びガス通流路Ｌのガスの圧力を計測する圧力センサＳ２（圧力計測部の一例）が配設されており、当該温度センサＳ１及び圧力センサＳ２にて計測される温度及び圧力は、制御装置Ｃの制御部Ｃ１が受信する。

0023

さて、制御部Ｃ１は、漏洩判定の工程を簡素化しながらも、ガス通流路Ｌにおける遮断弁３０の下流側の下流側流路Ｌａでのガス漏洩の有無の判定の確度をより高くするべく、以下の制御を実行する。
制御部Ｃ１は、超音波流量計にて計測されるガス通流路Ｌのガス流量が予め定められた最低流量（例えば、２０Ｌ／ｈ以上４０Ｌ／ｈ以下の流量で、可変に設定可能な流量）未満のときに、圧力センサＳ２にてガス供給圧（例えば、供給約款に記載された供給圧力１．０〜２．５ｋＰａ）が計測されている状態で、超音波流量計の超音波の送受波器ＳＪ１、ＳＪ２と温度センサＳ１と圧力センサＳ２との上流側にて遮断弁３０によりガス通流路Ｌを遮断し、超音波流量計にて計測されるガス通流路Ｌのガス流量が最低流量未満の状態において、予め決定された第１所定期間（例えば、２分）で圧力センサＳ２にて計測される圧力が圧力降下判定幅（例えば、ガス供給圧未満の圧力値で、可変に設定可能な圧力幅）未満の低下である場合に下流側流路Ｌａでのガス漏洩がないガス非漏洩状態であると判定すると共に、第１所定期間で圧力センサＳ２にて計測される圧力が圧力降下判定幅以上に低下した場合に、下流側流路Ｌａでガス漏洩があるガス漏洩状態であると判定する第１漏洩判定を実行すると共に、第１漏洩判定においてガス漏洩状態であると判定した場合であっても、温度センサＳ１にて計測される温度が低下したときで、圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定したときには、ガス漏洩状態からガス非漏洩状態へ判定を変更する第２漏洩判定を実行する。
当該制御によれば、デジタルマノメータ等の他の機器を、下流側流路Ｌａの接続部位（図示せず）に連通接続したり取り外したりすることなく、ガス漏洩の有無の判定を行うことができ、下流側流路Ｌａの接続部位からのガス漏洩のリスクを排除できる。
尚、第１所定期間は、後述の流路容積推定処理にて推定される流路容積に基づいて、設置箇所毎（流路容積毎）に各別に設定可能に構成されている。

0024

より詳細なガス漏洩に係る制御については、図２の制御フローを参照しながら説明する。
制御部Ｃ１は、第１漏洩判定処理を下流側流路Ｌａの流路容積に合わせて適切に実行するため、下流側流路Ｌａの流路容積を推定する流路容積推定処理を実行する（＃０１）。
当該流路容積推定処理は、例えば、ガスメータ１００の取り付け時でガスメータ１００の下流側が大気圧近傍である時に行うものであり、制御部Ｃ１は、超音波流量計にて計測されるガス通流路Ｌのガス流量が零であるときに、遮断弁３０にてガス通流路Ｌを遮断し、当該遮断状態において圧力センサＳ２にて計測される下流側流路Ｌａの圧力が大気圧である第１状態から、ガス通流路Ｌの遮断弁３０による遮断を解除し、圧力センサＳ２にて計測される圧力がガス供給圧力となる第２状態までにおいて、超音波流量計にて計測される流量の積算値から下流側流路Ｌａの流路容積を推定する流路容積推定を実行する。
制御部Ｃ１は、流路容積推定にて推定された下流側流路Ｌａの流路容積が大きいほど、第１漏洩判定における圧力降下判定幅を小さい値に調整する圧力降下判定幅調整を行う（＃０２）。これにより、下流側流路Ｌａの容積が通常よりも大容量の場合で、漏洩がある場合に、ガス漏洩量が大きくなり過ぎることを防止し、安全性の向上を図っている。
当該推定された流路容積及び圧力降下判定幅は、制御装置Ｃの記憶部（図示せず）に記憶され、ガスメータ１００の取り付け後に、下記の制御にて利用される。

0025

制御部Ｃ１は、ガスメータ１００が設置されている各戸において、ガスの利用がないことを確認するべく、超音波流量計にて計測される流量が予め定められた最低流量未満か否かを判断する（＃０３）。流量が最低流量未満でない場合、所定時間毎に、流量が最低流量未満か否かを判断する処理を繰り返す（＃０４）。
制御部Ｃ１は、流量が最低流量未満であると判断すると、圧力センサＳ２にてガス供給圧が計測されている状態で、遮断弁３０を遮断する（＃０５）。
制御部Ｃ１は、予め決定された第１所定期間で圧力センサＳ２にて計測される圧力が圧力降下判定幅未満の低下である場合に下流側流路Ｌａでのガス漏洩がないガス非漏洩状態であると判定すると共に、第１所定期間で圧力センサＳ２にて計測される圧力が、上記＃０２で流路容積に対応して設定された圧力降下判定幅以上に低下した場合に、下流側流路Ｌａでガス漏洩があるガス漏洩状態であると判定する第１漏洩判定を実行する（＃０６）。
ただし、当該第１漏洩判定では、第１漏洩判定中に温度の低下が発生し、当該温度の低下に伴って圧力低下が発生したときには、ガスが漏洩していないにも関わらず、ガス漏洩状態であると判定されてしまう虞がある。

0026

そこで、制御部Ｃ１は、第１漏洩判定においてガス漏洩状態であると判定した場合であっても、第１漏洩判定中において温度センサＳ１にて計測される温度が低下したときで、第１漏洩判定での圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定したときには、ガス漏洩状態からガス非漏洩状態へ判定を変更する第２漏洩判定を実行する（＃０７）。
第２漏洩判定について説明を追加すると、制御部Ｃ１は、第２漏洩判定において、第１所定期間の開始時点での圧力センサＳ２にて計測される圧力に対する開始時点から終了時点までの間の圧力の低下量の割合が、開始時点での温度センサＳ１にて計測される温度に対する開始時点から終了時点までの間の温度の低下量の割合である場合、圧力の低下が温度の低下に伴う圧力低下であると判定する。
上記＃０７の制御を実行することで、例えば、圧力の低下量の割合が、温度の低下量の割合よりも大きい場合には、温度は低下してそれに伴う圧力低下も発生しているけれども、ガス漏洩に伴う圧力低下も発生しているとして、ガス漏洩状態にあると判定される。このため、下流側流路Ｌａでの圧力低下が、下流側流路Ｌａでのガスの温度変化に伴う状態変化によるものである場合にのみ、第２漏洩判定において、ガス漏洩状態からガス非漏洩状態へ移行でき、漏洩状態の判定精度の向上を図ることができる。

0027

制御部Ｃ１は、ガス漏洩状態であると判定された場合、ガスメータ１００に備えられる漏洩ランプＲを点滅させると共に、通信部Ｃ２を介して、監視センターＣＳへガス漏洩状態にあることを知らせる信号を送信する漏洩報知処理を実行する（＃０８）。

0028

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、圧力降下判定幅調整、第１漏洩判定、及び第２漏洩判定は、ガスメータ１００に設けられる遮断弁３０にてガス通流路Ｌを遮断した状態で実行する例を示した。
しかしながら、圧力降下判定幅調整、第１漏洩判定、及び第２漏洩判定は、ガスメータ１００の上流側のガス通流路Ｌを開閉する開閉弁（図示せず）にて実現するように構成しても構わない。

0029

（２）上記実施形態において、ガスメータ１００は、超音波メータである例を示したが、膜式メータ等の他のメータであっても、本発明の機能は良好に発揮される。

0030

（３）上記実施形態において、温度センサＳ１は、相対湿度を計測する相対湿度センサとして構成しても構わない。この場合、制御部Ｃ１は、相対湿度センサにて計測される温度に基づいて、各種制御を実行することになる。
尚、当該相対湿度センサによる計測は、ガスメータ１００の復帰後、一定流量以上の通流があった後に開始される。

0031

（４）上記実施形態において、流路容積推定処理や圧力降下幅調整処理は、実行しなくても構わない。

0032

（５）上記実施形態における流路容積推定により推定された流路容積は、第１漏洩判定を実行するタイミングでのガスメータ１００の温度に基づいて補正されるように構成しても構わない。当該補正は、状態方程式の関係に基づいて行われる。
そして、＃０２の圧力降下判定幅調整は、補正された流路容積に基づいて圧力降下判定幅の調整を行う圧力降下判定幅補正調整に置き換えられることになる。

0033

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

0034

本発明のガスメータ、及びその制御方法は、高い経済メリットを得られつつも漏洩判定の工程を簡素化しながらも、下流側流路でのガス漏洩の有無の判定の確度をより高くすることができるガスメータ、及びその制御方法として、有効に利用可能である。

0035

３０ ：遮断弁
１００ ：ガスメータ
Ｃ ：制御装置
Ｃ１ ：制御部
Ｃ２ ：通信部
ＣＳ ：監視センター
Ｌ ：ガス通流路
Ｌａ ：下流側流路
Ｓ１ ：温度センサ
Ｓ２ ：圧力センサ
ＳＪ１ ：送受波器
ＳＪ２ ：送受波器