ガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置
【課題】ガス漏洩の可能性があることを的確に判定でき、また、安全性も向上し得るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を提供する。
【解決手段】ガス機器に燃料ガスＧを供給するガス供給路２において、燃料ガスＧに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、燃料ガスＧに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量Ｑ０のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量Ｑ０′以外の流量Ｑ０″を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量Ｑ０″が大きいほど短い制限時間Ｔｓを設定し、その後、その無制御流量Ｑ０″の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する。
【解決手段】ガス機器に燃料ガスＧを供給するガス供給路２において、燃料ガスＧに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、燃料ガスＧに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量Ｑ０のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量Ｑ０′以外の流量Ｑ０″を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量Ｑ０″が大きいほど短い制限時間Ｔｓを設定し、その後、その無制御流量Ｑ０″の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種のガス機器に対する燃料ガス供給系でのガス漏洩検知に適したガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置に関し、特にガス消費量を計測するガスメータの機能向上に適したガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス漏洩検知に使用可能なガス器具判別装置として、ガス流量に変化が生じたとき、その変化流量に基づいて個別ガス器具単位の流量を求め、また、ガス圧力を能動的に変化させたときのガス流量変化に基づき、全ガス流量のうちガスガバナが装備されているガス器具に供給されているガス流量の割合を求めて、その割合と全ガス流量とに基づいてガスガバナが装備されているガス器具に供給されているガス流量とガスガバナが装備されていないガス器具に供給されているガス流量とを求め、これらガスガバナ装備非装備別のガス流量と前記個別ガス器具単位の流量とを比較することで、使用されているガス器具のガスガバナ装備の有無を判別して、その判別結果に基づき使用されているガス器具の種類を判別するものが提案されている（特許文献１の段落〔０００９〕参照）。
【０００３】
そして、このガス器具判別装置を用いたガス安全遮断装置として、使用されているガス器具が全てガスガバナを有するガス器具の場合には明らかにガス漏れの危険性はないものと判別し、同じような微小流量が長時間検出されても、ガスガバナを有するガス器具（例えばファンヒータ）のみが使用されている場合にはガスを遮断せず、ガスガバナを有しない器具が使用されている場合にはガス漏れと判断してガス遮断を行うものが提案されている（特許文献１の段落〔００４９〕参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、種々のガス器具の中には個別のガス流量調整を頻繁に行うものも多いなどのことから、上記した特許文献１のガス器具判別装置では、ガス流量の変化流量に基づいて個別ガス器具単位の流量を特定することが難しく、この為、使用されているガス器具の種類を正確に判別することが難しい問題があった。
【０００６】
そして、このことに原因して、特許文献１のガス器具判別装置を用いたガス安全遮断装置では、ガス漏洩の可能性があるにもかかわらずガス遮断が長時間にわたって行われなかったり、また逆に、ガス漏洩の危険性がないにもかかわらずガス遮断が行われるといったことが生じる可能性があった。
【０００７】
この実情に鑑み、本発明の主たる目的は、ガス漏洩の可能性があることを的確に判定できるガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第１特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【０００９】
つまり、圧力変化を減殺する制御手段（例えば、ガスガバナやＰＩＤ制御式等の自動流量調整手段など）が組み込まれたガス機器への供給流量Ｑ０′（以下、制御流量Ｑ０′と略称することがある）がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、図７に示す如く、その供給ガスの全部に対して上記制御手段が作用することから、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させても、ガス流量は僅かなオフセットが残る場合もあるが、上記制御手段としてのガスガバナ等制御機器の制御範囲内では圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経てほぼ圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻るようになる。
【００１０】
換言すれば、圧力変化の付与後においてガス流量が圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻る場合には、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量やガス漏洩による発生流量、あるいは、それらの合計ガス流量（以下、これらを無制御流量Ｑ０″と略称することがある）が存在しない（Ｑ０″＝０）と判定することができる。
【００１１】
一方、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器へのガス供給（制御流量Ｑ０′）が無く、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量か、ガス漏洩による発生流量かのいずれか、あるいは、それらの合計のガス流量（無制御流量Ｑ０″）がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、図８に示す如く、制御手段の作用が全くないことから圧力変化の付与後もガス流量は圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻ることがなく、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、その付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００１２】
そして、上記無制御流量については圧力の平方根に比例することが一般的に知られていることから、上記の如く無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合の圧力変化付与前における全ガス流量Ｑ０及び圧力Ｐ０と、圧力変化付与後における全ガス流量Ｑ１及び圧力Ｐ１との関係は次の（式１）で表される。
【００１３】
Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式１）
但し、Ｑ０＝Ｑ０″（無制御流量）
Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
【００１４】
すなわち、この（式１）の関係が満たされる場合には、全ガス流量Ｑ０が無制御流量である（Ｑ０″＝Ｑ０）と判定することができる。
【００１５】
また、上記制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、図９に示す如く、その流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は制御手段の作用により圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００１６】
ここで、この残存する流量変化部分（Ｑ１−Ｑ０）は無制御流量Ｑ０″の変化により生じたものであるから、圧力変化付与後の無制御流量をＱ１″とすれば、次の（式２）が得られ、
Ｑ１−Ｑ０＝Ｑ１″−Ｑ０″ ………（式２）
【００１７】
また、圧力変化付与前後の無制御流量Ｑ０″，Ｑ１″は前記（式１）と同様に次の（式３）で表される。
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式３）
【００１８】
すなわち、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合についても上記（式２），（式３）などにより無制御流量Ｑ０″を求めることができる。
【００１９】
以上のことから明らかなように、圧力変化付与前後の圧力の関係が既知の状態で、圧力変化の付与により生じるガス流量の変化を調べれば、無制御流量Ｑ０″（又はＱ１″）の有無及びその流量値を正確に判定することができる。
【００２０】
そこで、本発明に係るガス漏洩検知方法の第１特徴構成では、圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより、ガス漏洩による発生流量の可能性がある流量として上記無制御流量（圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量又はガス漏洩による発生流量）を求める。
【００２１】
そして、この無制御流量の存在が所定の制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定するが、制限時間をガス器具の種類毎の固定的な一定時間とするのではなく、無制御流量がガス漏洩による発生流量であった場合、その無制御流量が大きいほど危険度が高くなることを考慮して、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するようにし、その後、無制御流量の存在がその設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する。
【００２２】
したがって、上記第１特徴構成によれば、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができて、ガス漏洩の可能性があるにもかかわらずガス漏洩の可能性があることの判定が長時間にわたって行われなかったり、また逆に、ガス漏洩の危険性がないにもかかわらずガス漏洩の可能性があると判定されるといったことを効果的に防止することができる。
また、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するようにしたことで特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００２３】
なお、上記第１特徴構成の実施において、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するにあたっては、無制御流量と換気回数と爆発限界濃度との三者の相関に従って、無制御流量の各流量値につき所定の換気回数の下で爆発限界濃度に達する前の所定ガス濃度に至るまでの想定時間を設定制限時間として設定するのが望ましい。
【００２４】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第２特徴構成は、前記第１特徴構成の実施にあたり、
前記無制御流量を次式
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１）
ここで、Ｑ０″；無制御流量
Ｑ０；圧力変化付与前のガス流量
Ｑ１；圧力変化付与後のガス流量
Ｐ０；圧力変化付与前のガス圧力
Ｐ１；圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める点にある。
【００２５】
つまり、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態（図９参照）では、圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、前述の如く、その流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は制御手段の作用により圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００２６】
そして、この場合の圧力変化付与前における全ガス流量Ｑ０，制御流量Ｑ０′，無制御流量Ｑ０″，圧力Ｐ０と、圧力変化付与後における全ガス流量Ｑ１，制御流量Ｑ１′，無制御流量Ｑ１″，圧力Ｐ１の関係は次の（式３）〜（式６）で表される関係になる。
【００２７】
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式３）
Ｑ０＝Ｑ０′＋Ｑ０″ ………（式４）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式５）
Ｑ０′＝Ｑ１′ ………（式６）
【００２８】
なお、（式３）は圧力変化付与前後における無制御流量と圧力との関係を示し、（式４）及び（式５）は圧力変化付与前及び圧力変化付与後の夫々における全ガス流量と制御流量と無制御流量との関係を示し、（式６）は圧力変化付与後における過渡応答の後の制御流量が圧力変化付与前の制御流量に戻ることを示している。
【００２９】
ここで、例えば（式４）〜（式６）によりＱ０′，Ｑ１′を消去して次の（式７）を導き、
Ｑ０−Ｑ０″＝Ｑ１−Ｑ１″ ………（式７） （実質的に前記（式２））
【００３０】
この（式７）と（式３）とによりＱ１″を消去するように、次の如く式を順次変形すればＱ０″を未知数とする（式８）が得られる。
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０＋Ｑ０″）／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／√（Ｐ１／Ｐ０）＋Ｑ０″／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″（１−１／√（Ｐ１／Ｐ０））＝（Ｑ１−Ｑ０）／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１） ………（式８）
【００３１】
この（式８）は制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合において圧力変化付与前の無制御流量Ｑ０″を求める式として導かれるが、
制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合の条件式であるＱ１＝Ｑ０（即ち、圧力変化付与前後の全ガス流量が等しい）を（式８）に代入すると、無制御流量Ｑ０″＝０となり、
また、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合の条件式Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０）（即ち、前記（式１））を（式８）に代入すると、無制御流量Ｑ０″＝全ガス流量Ｑ０となることからも分かるように、
上記（式８）は、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合に限らず、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合及び無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合にも無制御流量Ｑ０″を求める式として使用することができる。
【００３２】
したがって、この（式８）に基づき無制御流量を求める上記第２特徴構成によれば、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合、並びに、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合夫々の場合分けを伴うことなく簡便に無制御流量Ｑ０″を求めることができ、ひいては、前記第１特徴構成の実施を容易にすることができる。
【００３３】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第３特徴構成は、前記第１又は第２特徴構成の実施にあたり、
前記設定制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する点にある。
【００３４】
つまり、この第３特徴構成によれば、無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達する直前の時点（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定の無制御流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前の時点）でガス漏洩の可能性があると判定する形態となり、これにより、必要以上に頻繁なガス漏洩可能性の判定を一層効果的に防止しながら、安全性の面でさらに優れたガス漏洩検知方法にすることができる。
【００３５】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第４特徴構成は、前記第１〜第３のいずれかの特徴構成の実施にあたり、
前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる点にある。
【００３６】
つまり、複数段の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１），（Ｐ１→Ｐ２）の夫々において生じるガス流量の変化は、前述と同様、制御流量Ｑ０′がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、図２に示す如く、ガス流量は各段とも圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経てほぼ圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻る。
【００３７】
一方、無制御流量Ｑ０″がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、図３に示す如く、各段とも付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００３８】
そして、この場合における各段の圧力変化付与前後の流量及び圧力の関係は、２段の圧力変化付与の場合、各段とも前述の（式１）と同様に、次の（式９）及び（式１０）で表される。
【００３９】
Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式９）
但し、Ｑ０＝Ｑ０″（無制御流量）
Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
【００４０】
Ｑ２／Ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式１０）
但し、Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
Ｑ２＝Ｑ２″（無制御流量）
【００４１】
また、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、図４に示す如く、各段とも制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００４２】
そして、この場合における各段の圧力変化付与前後の流量及び圧力の関係は、２段の圧力変化付与の場合、各段とも前述の（式３）〜（式６）と同様に、次の（式１１）〜（式１４）及び（式１５）〜（式１８）で表される。
【００４３】
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式１１）
Ｑ０＝Ｑ０′＋Ｑ０″ ………（式１２）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式１３）
Ｑ０′＝Ｑ１′ ………（式１４）
【００４４】
Ｑ２″／Ｑ１″＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式１５）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式１６）
Ｑ２＝Ｑ２′＋Ｑ２″ ………（式１７）
Ｑ１′＝Ｑ２′ ………（式１８）
【００４５】
すなわち、（式１１）〜（式１４）は１段目の圧力変化付与前後の全ガス流量Ｑ０，Ｑ１、制御流量Ｑ０′，Ｑ１′、無制御流量Ｑ０″，Ｑ１″、圧力Ｐ０，Ｐ１の関係を示し、（式１５）〜（式１８）は２段目の圧力変化付与前後の全ガス流量Ｑ１，Ｑ２、制御流量Ｑ１′，Ｑ２′、無制御流量Ｑ１″，Ｑ２″、圧力Ｐ１，Ｐ２の関係を示す。
【００４６】
ここで、前記（式１０）はＱ１＝Ｑ１″，Ｑ２＝Ｑ２″の条件があることにおいて（式１５）と同等の式であるから、両式を代表して（式１５）を各式に基づき次の如く変形すれば下記の（式１９）が得られる。
【００４７】
（Ｑ２−Ｑ２′）／（Ｑ１−Ｑ１′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ１′）／（Ｑ１−Ｑ１′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ０′）／（Ｑ１−Ｑ０′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ０＋Ｑ０″）／（Ｑ１−Ｑ０＋Ｑ０″）＝√（Ｐ２／Ｐ１）……（式１９）
【００４８】
また、基準圧力Ｐ０を大気圧とし、各段の圧力Ｐ１，Ｐ２を大気圧Ｐ０との差圧とすれば、大気圧Ｐ０においては無制御流量Ｑ０″（代表的にはガス漏洩による流量）が０となることから、上記（式１９）は次の（式２０）で表され、
【００４９】
（Ｑ２−Ｑ０）／（Ｑ１−Ｑ０）＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２０）
【００５０】
この（式２０）において、各段における元の流量からのガス流量の変化量（Ｑ２−Ｑ０），（Ｑ１−Ｑ０）をｑ１，ｑ２で表せば、
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２１）
が得られる。
【００５１】
さらに、この（式２０）を圧力変化付与の段数について一般化すれば、
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ） ………（式２２）
但し、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
が得られる。
【００５２】
そして、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める場合（即ち、Ｑ０＝Ｑ１＝Ｑ２となる場合）には上記（式２０）におけるの左辺の分母分子が０となって左辺が不定をなることから（式２２）は不適となるが、出発式である（式１０）及び（式１５）が同等の式であることからも分かるように、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合、及び、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている場合には、いずれも（式２２）の成立をもって無制御流量Ｑ０″の存在を確認することができる。
【００５３】
したがって、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量ｑｍ，ｑｎとガス圧力Ｐｍ，Ｐｎとの関係が所定の誤差範囲内で上記（式２２）を満たすことを確認する上記第４特徴構成によれば、無制御流量の判別精度を効果的に高めることができ、ひいては、ガス漏洩可能性の判定精度を一層効果的に向上させることができる。
【００５４】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第５特徴構成は、前記第１〜第４のいずれかの特徴構成の実施にあたり、
前記設定制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の前記圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たな設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００５５】
つまり、この第５特徴構成では、上記再度の圧力変化付与によるガス流量の変化を調べて、それまでの無制御流量に変化が無かったときには、その無制御流量に対する設定制限時間（先に計時を開始している設定制限時間）の計時を継続し、その設定制限時間にわたり無制御流量が変化なく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定する。
【００５６】
一方、上記再度の圧力変化付与によるガス流量の変化を調べて、無制御流量に変化があったときには、それまでの無制御流量の存在に対しコンロなどの圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器の手動による操作等があった可能性が高いとして、それまでの設定制限時間の計時を途中で終了するものの、万一、手動ガス機器の操作と判断した無制御流量が漏洩であった場合に備えて、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始する。そして、その後、その新たな設定制限時間にわたり変化後の無制御流量が再び変化することなく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定する（図６参照）。
【００５７】
すなわち、この第５特徴構成によれば、無制御流量の変化を迅速に検知して、それまでの設定制限時間の計時から変化後の無制御流量に対する新たな設定制限時間の計時へ迅速にリセットすることができ、これにより、ガス漏洩の可能性があることの判定を一層的確に行うことができ、また、安全性を一層高めることができる。
【００５８】
なお、上記第５特徴構成を実施するにあたり、ガス流量の変化後における至近の流量定常状態において再度の圧力変化付与を行うのに、流量変化量が所定量以上のある程度大きなガス流量変化があったときのみ上記再度の圧力変化付与を行うようにすれば、極微小なガス流量変化の度に再度の圧力変化付与を行う無駄を回避して、必要以上に頻繁な再度の圧力変化付与を回避することができる。
【００５９】
次に、本発明に係るガス漏洩検知装置は、上記ガス漏洩検知方法の実施に好適な装置を特定するものであり、その特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に前記燃料ガスに圧力変化を付与する圧力変化付与手段と、
この圧力変化付与手段による圧力変化付与で生じるガス流量の変化を検出する流量変化検出手段と、
この流量変化検出手段の検出結果に基づき、全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として演算する演算手段と、
この演算手段により演算された無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定して、その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力又は前記ガス供給路の遮断を行う出力手段とを設けてある点にある。
【００６０】
つまり、このガス漏洩検知装置によれば、本発明に係るガス漏洩検知方法の前記第１特徴構成によるガス漏洩可能性有無の的確な判定を人為作業によることなく実施することができて、ガス漏洩の可能性がある場合に、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力やガス供給路の遮断を自動的に行うことができ、これにより、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、実用性及び安全性に一層優れたガス漏洩検知装置とすることができる。
【００６１】
なお、本発明に係るガス漏洩検知装置の実施においては、本発明に係るガス漏洩検知方法の前記第２〜第５のいずれかの特徴構成を併せ実施する装置構成とするのが望ましい。
【００６２】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第７特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると計時を開始し、その後、ガス流量が前記所定量以下に減少すると計時を終了するのに対し、
この計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００６３】
つまり、この第７特徴構成では、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると、計時を開始するとともにガス流量の積算を開始し、その後、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）までの間に、ガス流量が前記所定量以下に減少したときには、ガス漏洩による危険性の問題が特にないとして、次のガス流動の開始に備え計時を終了するとともにガス流量の積算も終了する。
【００６４】
一方、上記計時の開始後、ガス流量が前記所定量に減少することなく、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に至ったときには、その時点でガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、そして、この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき（即ち、そのガス流量が前記無制御流量を含み、それまでのガス流量の積算値が無制御流量の積算値となっている可能性があるとき）、危険度が高いとしてガス漏洩の可能性があると判定する。
【００６５】
すなわち、この第７特徴構成によれば、結果的に前記第１〜第５特徴構成の場合と同じく、無制御流量の積算値がある危険量に達する直前の時点でガス漏洩の可能性があると判定することができ、この点で、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができ、また、特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００６６】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第８特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、ガス流量に所定量以上の変化があると計時を開始し、その後、さらにガス流量に所定量以上の変化があると、それまでの計時を終了して新たな計時を開始するのに対し、
各々の計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００６７】
つまり、この第８特徴構成では、ガス流量に所定量以上の変化があると、計時を開始するとともにガス流量の積算を開始し、その後、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）までの間に、ガス流量の新たな所定量以上の変化があったときには、それまでのガス流量についてはガス漏洩による危険性の問題が特にないとして、それまでの計時を終了するとともにガス流量の積算も終了し、そして、これに代え、新たに変化したガス流量の監視のために新たな計時を開始するとともにガス流量の新たな積算を開始する。
【００６８】
一方、先の計時の開始後、ガス流量の新たな所定量以上の変化が生じることなく、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に至ったときには、その時点でガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、そして、この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき（即ち、そのガス流量が前記無制御流量を含み、それまでのガス流量の積算値が無制御流量の積算値となっている可能性があるとき）、危険度が高いとしてガス漏洩の可能性があると判定する。
【００６９】
すなわち、この第８特徴構成によれば、前記第７特徴構成と同様、結果的に前記第１〜第５特徴構成の場合と同じく、無制御流量の積算値がある危険量に達する直前の時点でガス漏洩の可能性があると判定することができ、この点で、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができ、また、特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００７０】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第９特徴構成は、前記第７又は第８特徴構成の実施にあたり、
前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、ガス漏洩の判定精度を向上させる点にある。
【００７１】
つまり、前述の如く、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合、及び、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている場合のいずれについても、前記（式２２）の成立を確認すれば無制御流量Ｑ０″の存在を確認することができる。
【００７２】
したがって、前記第７又は第８特徴構成の実施において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達する直前に燃料ガスに圧力変化を付与することで無制御流量の存在を判定するのに、その圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量ｑｍ，ｑｎとガス圧力Ｐｍ，Ｐｎとの関係が所定の誤差範囲内で上記（式２２）を満たすことを確認する上記第９特徴構成によれば、無制御流量の判別精度を効果的に高めることができ、ひいては、ガス漏洩可能性の判定精度を一層効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明に係るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を適用したガスメータ１の概略構成を示し、このガスメータ１は、ガス供給路２における燃料ガスＧの瞬時流量Ｑを計測できる流量計３、燃料ガスＧに圧力変化を付与する調整弁４、燃料ガスＧを遮断する遮断弁５、燃料ガスＧの圧力Ｐを計測する圧力計６、ガス流量の積算等を行う記憶演算制御部７を備えるとともに、外部機器と通信する通信部８及び積算ガス流量の表示等を行う表示部９を備えている。
【００７４】
記憶演算制御部７は、ガス流量Ｑの積算を行う流量積算部７ａの他、ガス漏洩検知を行う漏洩監視部７ｂ、計測結果や演算結果等を記憶する記憶部７ｃ、信号の入出力を行う入出力部７ｄを備えており、流量積算部７ａで積算した積算ガス流量及び漏洩監視部７ｂによるガス漏洩監視の監視結果は入出力部７ｄを介して出力され、表示部９に表示されるとともに通信部８から外部機器に送信される。
【００７５】
漏洩監視部７ｂは、流量計３によるガス流量Ｑの計測において所定量ΔＱｓ以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量Ｑが過渡応答を経て定常状態に達した直後に調整弁４を操作することで、ガス供給路２を流動する燃料ガスＧに圧力変化を付与する圧力変化付与手段Ｘ１を備えている（図６参照）。
【００７６】
この圧力変化付与手段Ｘ１は、本例では、その１回の作動として、図２〜図４において一点鎖線で示す如く、ガス圧力Ｐを圧力変化付与前の圧力Ｐ０から第１設定変化量ΔＰａだけ変化させた圧力Ｐ１（＝Ｐ０＋ΔＰａ）にする１段目の圧力変化付与と、その後、所定時間を経て１段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ１から第２設定変化量ΔＰｂ（≠ΔＰａ）だけ変化させた圧力Ｐ２（＝Ｐ１＋ΔＰｂ）にする２段目の圧力変化付与との２段階の圧力変化付与を行い、さらにその後、所定時間を経てガス圧力Ｐを２段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ２から圧力変化付与前の圧力Ｐ０（＝Ｐ２−ΔＰａ−ΔＰｂ）に戻す構成にしてある。
【００７７】
なお、上記の各所定時間としては、各段の圧力変化付与に対しガス流量Ｑが過渡応答を経て流量定常状態に安定するのに要する時間を設定してある。
【００７８】
また、漏洩監視部７ｂは、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与の夫々について、各段の圧力変化付与により生じるガス流量Ｑの変化を流量計３による流量計測により検出する流量変化検出手段Ｘ２を備えるとともに、この流量変化検出手段Ｘ２の検出結果及び圧力計６の計測結果に基づき全ガス流量Ｑ０のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量Ｑ０′（制御流量）以外の流量Ｑ０″（無制御流量）を演算する演算手段Ｘ３を備えている。
【００７９】
そしてまた、漏洩監視部７ｂは、演算手段Ｘ３による演算で求めた流量Ｑ０″（無制御流量）の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があると判定してガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力、及び、遮断弁５によるガス供給路２の遮断（燃料ガスＧの遮断）を行う出力手段Ｘ４を備えている。
【００８０】
更に詳説すると、圧力変化を減殺する制御手段（例えば、ガスガバナやＰＩＤ制御式等の自動流量調整手段など）が組み込まれたガス機器への供給流量（制御流量Ｑ０′）がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させても、上記制御手段としてのガスガバナ等制御機器の制御範囲内では、図２に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々について、ガス流量Ｑは圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経て圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻るようになる。
【００８１】
一方、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器へのガス供給（制御流量Ｑ０′）が無く、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量か、ガス漏洩による発生流量かのいずれか、あるいは、それらの合計のガス流量（無制御流量Ｑ０″）がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させると、図３に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々ついて、その付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００８２】
また、上記制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させると、図４に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々ついて、流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００８３】
そして、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態（換言すれば、無制御流量Ｑ０″＝０の状態）を含め、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める状態及び制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態のいずれにおいても、無制御流量Ｑ０″は前述の如く次の（式８）により求め得ることから、
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１） ………（式８）
前記演算手段Ｘ３は、この（式８）に基づき無制御流量Ｑ０″をガス漏洩による発生流量の可能性がある流量として求める構成にしてある。
【００８４】
また、ガス流量Ｑ０中に無制御流量Ｑ０″が含まれる場合には前述の如く次の（式２２）が成立するから、
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ） ………（式２２）
但し、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
前記演算手段Ｘ３は、２段の圧力変化付与の夫々におけるガス流量Ｑの変化量とガス圧力Ｐとの関係が次の（式２２′）
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２２′）
但し、ｑ１＝Ｑ１−Ｑ０
ｑ２＝Ｑ２−Ｑ０
Ｐ１，Ｐ２；大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、（式２２′）を満たすことが確認されれば次のステップに進み、（式２２′）を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与に戻る構成にしてある。
【００８５】
一方、前記出力手段Ｘ４は、演算手段Ｘ３により演算された無制御流量Ｑ０″の存在が所定の制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能であると判定するのに、無制御流量Ｑ０″がガス漏洩による発生流量であった場合、その無制御流量Ｑ０″が大きいほど危険度が高くなることから、記憶部７ｃに記憶している図５に示す如き無制御流量Ｑ０″と制限時間Ｔｓとの設定関係Ｌに従って、無制御流量Ｑ０″が大きいほど短い制限時間Ｔｓを設定し、その無制御流量Ｑ０″の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力、及び、ガス供給路２の遮断を行う構成にしてある。
【００８６】
そして、上記設定関係Ｌは、無制御流量Ｑ０″の積算値∫Ｑ０″が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間Ｔｘ（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定の無制御流量Ｑ″が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせるのに要する時間）よりも僅かに短い時間が設定制限時間Ｔｓとして設定される関係にしてある。
【００８７】
圧力変化付与手段Ｘ１は、図６に示す如く、設定制限時間Ｔｓの計時中において圧力変化付与によるものではない所定変化量ΔＱｓ以上の他のガス流量変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の２段の圧力変化付与を行う構成にしてあり、これに対し、出力手段Ｘ４は、この再度の２段の圧力変化付与により演算手段Ｘ３による演算無制御流量Ｑ０″に変化があったときには、それまでの設定制限時間Ｔｓの計時を途中終了して、変化後の無制御流量Ｑ０″について新たに設定した設定制限時間Ｔｓの計時を開始し、その変化後の無制御流量Ｑ０″の存在が新たな設定制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する構成にしてある。
【００８８】
つまり（図６参照）、上記再度の圧力変化付与によるガス流量Ｑの変化を調べ、無制御流量Ｑ０″に変化が無かったときには、その無制御流量Ｑ０″に対する設定制限時間Ｔｓ（先に計時を開始している設定制限時間）の計時を継続し、その設定制限時間Ｔｓにわたり無制御流量Ｑ０″が変化なく継続して存在すると、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を行うようにしてある。
【００８９】
また、上記再度の圧力変化付与によるガス流量Ｑの変化を調べ、無制御流量Ｑ０″に変化があったときには、それまでの無制御流量Ｑ０″の存在に対しコンロなどの圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器の手動による操作等があった可能性が高いとして、それまでの設定制限時間Ｔｓの計時を途中終了し、変化後の無制御流量Ｑ０″について新たに設定した設定制限時間Ｔｓの継続を開始する。
【００９０】
そして、その後、その新たな設定制限時間Ｔｓにわたり変化後の無制御流量Ｑ０″が再び変化することなく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を行うようにしてある。
【００９１】
このガスメータ１には、それ自身の消費電力の電源として、ガス供給路２を流動する燃料ガスＧの保有エネルギの一部又は自然エネルギを用いて発電を行う発電部１０を装備するとともに、その発電部１０で発電した電力に余剰があるとき、その余剰電力を以後の電力消費に備えて蓄電しておく二次電池１１を装備してあり、これにより、一次電池の使用を不要とする、ないしは、一次電池を電源として使用するにしてもその交換頻度を低減できるようにしてある。
【００９２】
上記発電部１０として燃料ガスＧの保有エネルギの一部を用いて発電するものを採用する場合、その発電部１０としては、燃料ガスＧの燃焼熱を用いて発電する熱電素子の如きものや、ガス流によるタービンや風車の駆動により発電機を駆動して発電する形式のものなどを採用することができる。
【００９３】
また、上記発電部１０として自然エネルギを用いて発電するものを採用する場合、その発電部１０としては、太陽光により発電する太陽電池や自然風による風車の駆動により発電機を駆動して発電する風力発電形式のものなどを採用することができる。
【００９４】
そして、場合によっては、燃料ガスＧの保有エネルギの一部を用いて発電するものと自然エネルギを用いて発電するものとを併用するようにしてもよい。
【００９５】
発電部１０として太陽電池を採用する場合、その太陽電池をガスメータ１の表面に設置する状態と太陽電池をガスメータ１から分離して適当箇所に設置する状態とのいずれかに設置状態を適宜選択できるようにし、これにより、太陽光強度が極力高い箇所に太陽電池を設置して効率的な発電を行えるようにするのが望ましい。
【００９６】
ガスメータ１から分離した太陽電池の設置箇所としては、ガスメータ１が設置されるメータボックスの扉や蓋の表面、あるいは、それら扉や蓋に開口や太陽光発電に適した波長範囲を透過できるガラス窓を設け、それら開口やガラス窓を通じて太陽光が得られる箇所などが考えられる。
【００９７】
また、発電部１０として太陽電池を採用する場合、発電能力の異なる複数種の太陽電池を用意して、それら複数種の太陽電池を利用し得る太陽光強度に応じ適宜組み合わせて使用するようにするのもよい。
【００９８】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、第１実施形態で示したガスメータ１についてガス漏洩の判定方式を変更した例を示す（図１０参照）。
【００９９】
すなわち、この第２実施形態のガスメータ１では、漏洩監視部７ｂの出力手段Ｘ４は、流量計３によるガス流量Ｑの計測において燃料ガスＧの所定量ΔＱｓ以上での流動開始が計測されると計時を開始し、その後、ガス流量Ｑが上記所定量ΔＱｓ以下に減少すると計時を終了する。
【０１００】
また、この計時中においてガス流量Ｑに所定量ΔＱｓ以上の流量変化があると、それまでの計時を途中終了して新たな計時を開始し、その後、さらに新たな所定量ΔＱｓ以上のガス流量変化があると、それまでの計時を再び途中終了してさらに新たな計時を開始するといったことを繰り返す。
【０１０１】
一方、圧力変化付与手段Ｘ１は、上記の如き出力手段Ｘ４による各回の計時において、演算手段Ｘ３により演算される計時開始からのガス流量Ｑの積算値∫Ｑが所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間Ｔｘの経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）に、調整弁４を操作することでガス供給路２の燃料ガスＧに圧力変化を付与する。
【０１０２】
また、この圧力変化付与として圧力変化付与手段Ｘ１は、第１実施形態と同様、ガス圧力Ｐを圧力変化付与前の圧力Ｐ０から第１設定変化量ΔＰａだけ変化させた圧力Ｐ１（＝Ｐ０＋ΔＰａ）にする１段目の圧力変化付与と、その後、所定時間を経て１段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ１から第２設定変化量ΔＰｂ（≠ΔＰａ）だけ変化させた圧力Ｐ２（＝Ｐ１＋ΔＰｂ）にする２段目の圧力変化付与との２段階の圧力変化付与を行い、さらにその後、所定時間を経てガス圧力Ｐを２段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ２から圧力変化付与前の圧力Ｐ０（＝Ｐ２−ΔＰａ−ΔＰｂ）に戻す（図２〜図４参照）。
【０１０３】
そして、この２段の圧力変化付与の夫々について流量変化検出手段Ｘ２は、各段の圧力変化により生じるガス流量Ｑの変化を流量計３による流量計測により検出し、この流量変化検出手段Ｘ２による流量変化の検出結果として、各段の圧力変化付与につき、それら圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量Ｑが所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量Ｑ０に復元しなかったとき（即ち、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める図３の状態か、あるいは、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量Ｑ０′＋Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０となっている図４の状態かのいずれかの場合のとき）、出力手段Ｘ４は、そのガス流量が前記無制御流量Ｑ０″を含むものであり、計時開始からのそれまでのガス流量Ｑの前記積算値∫Ｑが無制御流量Ｑ０″の積算値∫Ｑ０″となっている可能性があるとして、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力、及び、遮断弁５によるガス供給路２の遮断（燃料ガスＧの遮断）を行う。
【０１０４】
また、演算手段Ｘ３は、第１実施形態と同様、２段の圧力変化付与の夫々におけるガス流量Ｑの変化量とガス圧力Ｐとの関係が次の（式２２′）
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２２′）
但し、ｑ１＝Ｑ１−Ｑ０
ｑ２＝Ｑ２−Ｑ０
Ｐ１，Ｐ２；大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、（式２２′）を満たすことが確認されれば出力手段Ｘ４に上記漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を実行させ、（式２２′）を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与に戻るようにしてある。
【０１０５】
なお、流量変化検出手段Ｘ２による流量変化の検出結果として、各段の圧力変化付与につき、それら圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量Ｑが所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量Ｑ０に復元したとき（即ち、無制御流量Ｑ０″がなく制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占めている図２の状態のとき）には、所定量ΔＱｓ以下へのガス流量減少による計時の終了、又は、新たな所定量ΔＱｓ以上のガス流量変化による新たな計時の開始を待つ。
【０１０６】
なお、本発明において前述の各式は、厳密にはガス供給路におけるガス器具直前箇所でのガス流量とガス圧力とについて成立する式であり、したがって、ガス器具との距離が大きくてガス器具までのガス供給路における圧力損失が大きい箇所でのガス流量とガス圧力とについては、前述の各式による演算において誤差が生じるが、一般のガス供給設備では実用上、その誤差は特に問題とならない程度のものである。
【０１０７】
〔別実施形態〕
前述の実施形態では、複数段の圧力変化付与の夫々において生じるガス流量Ｑの変化を調べることにより無制御流量Ｑ０″を判別する例を示したが、圧力変化付与手段Ｘ１の１作動として１段の圧力変化付与のみを行い、この１段の圧力変化付与で生じるガス流量Ｑの変化を調べることで無制御流量Ｑ０″を判別するようにしてもよい。
【０１０８】
また、前述の実施形態では、圧力変化付与手段Ｘ１による調整弁４の操作により圧力変化を付与する例を示したが、このような調整弁操作による圧力変化付与に代えて、タービンや風車等の膨張機により減圧側の圧力変化を付与するようにしたり、ポンプやファンなどの加圧手段により増圧側の圧力変化を付与するようにしてもよい。
【０１０９】
さらにまた、流量定常状態の燃料ガスＧに圧力変化を付与するのに、流量定常状態のガス流量Ｑに応じて、付与する圧力変化の程度を異ならせたり、圧力変化させる機器を使い分けたり、圧力変化させる機器の使用数を異ならせたり、増圧側の圧力変化付与と減圧側の圧力変化付与とを使い分けるなどしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
下流側でガス漏洩が発生している可能性が高い場合に的確にガス漏洩の可能性を判定することができ、また、安全性も効果的に高め得るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を得ることができ、殊にガスメータの機能向上に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ガスメータの概略構成図
【図２】全ガス流量が制御流量である場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図３】全ガス流量が無制御流量である場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図４】制御流量と無制御流量とが混在する場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図５】無制御流量と制限時間との設定関係を示すグラフ
【図６】第１実施形態におけるガス漏洩検知の制御フローチャート
【図７】全ガス流量が制御流量である場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図８】全ガス流量が無制御流量である場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図９】制御流量と無制御流量とが混在する場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図１０】第２実施形態におけるガス漏洩検知の制御フローチャート
【符号の説明】
【０１１２】
２ ガス供給路
Ｇ 燃料ガス
Ｐ 圧力
Ｑ ガス流量
Ｑ０″ 無制御流量
Ｔｓ 制限時間
Ｘ１ 圧力変化付与手段
Ｘ２ 流量変化検出手段
Ｘ３ 演算手段
Ｘ４ 出力手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種のガス機器に対する燃料ガス供給系でのガス漏洩検知に適したガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置に関し、特にガス消費量を計測するガスメータの機能向上に適したガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガス漏洩検知に使用可能なガス器具判別装置として、ガス流量に変化が生じたとき、その変化流量に基づいて個別ガス器具単位の流量を求め、また、ガス圧力を能動的に変化させたときのガス流量変化に基づき、全ガス流量のうちガスガバナが装備されているガス器具に供給されているガス流量の割合を求めて、その割合と全ガス流量とに基づいてガスガバナが装備されているガス器具に供給されているガス流量とガスガバナが装備されていないガス器具に供給されているガス流量とを求め、これらガスガバナ装備非装備別のガス流量と前記個別ガス器具単位の流量とを比較することで、使用されているガス器具のガスガバナ装備の有無を判別して、その判別結果に基づき使用されているガス器具の種類を判別するものが提案されている（特許文献１の段落〔０００９〕参照）。
【０００３】
そして、このガス器具判別装置を用いたガス安全遮断装置として、使用されているガス器具が全てガスガバナを有するガス器具の場合には明らかにガス漏れの危険性はないものと判別し、同じような微小流量が長時間検出されても、ガスガバナを有するガス器具（例えばファンヒータ）のみが使用されている場合にはガスを遮断せず、ガスガバナを有しない器具が使用されている場合にはガス漏れと判断してガス遮断を行うものが提案されている（特許文献１の段落〔００４９〕参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１５１５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、種々のガス器具の中には個別のガス流量調整を頻繁に行うものも多いなどのことから、上記した特許文献１のガス器具判別装置では、ガス流量の変化流量に基づいて個別ガス器具単位の流量を特定することが難しく、この為、使用されているガス器具の種類を正確に判別することが難しい問題があった。
【０００６】
そして、このことに原因して、特許文献１のガス器具判別装置を用いたガス安全遮断装置では、ガス漏洩の可能性があるにもかかわらずガス遮断が長時間にわたって行われなかったり、また逆に、ガス漏洩の危険性がないにもかかわらずガス遮断が行われるといったことが生じる可能性があった。
【０００７】
この実情に鑑み、本発明の主たる目的は、ガス漏洩の可能性があることを的確に判定できるガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第１特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【０００９】
つまり、圧力変化を減殺する制御手段（例えば、ガスガバナやＰＩＤ制御式等の自動流量調整手段など）が組み込まれたガス機器への供給流量Ｑ０′（以下、制御流量Ｑ０′と略称することがある）がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、図７に示す如く、その供給ガスの全部に対して上記制御手段が作用することから、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させても、ガス流量は僅かなオフセットが残る場合もあるが、上記制御手段としてのガスガバナ等制御機器の制御範囲内では圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経てほぼ圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻るようになる。
【００１０】
換言すれば、圧力変化の付与後においてガス流量が圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻る場合には、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量やガス漏洩による発生流量、あるいは、それらの合計ガス流量（以下、これらを無制御流量Ｑ０″と略称することがある）が存在しない（Ｑ０″＝０）と判定することができる。
【００１１】
一方、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器へのガス供給（制御流量Ｑ０′）が無く、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量か、ガス漏洩による発生流量かのいずれか、あるいは、それらの合計のガス流量（無制御流量Ｑ０″）がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、図８に示す如く、制御手段の作用が全くないことから圧力変化の付与後もガス流量は圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻ることがなく、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、その付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００１２】
そして、上記無制御流量については圧力の平方根に比例することが一般的に知られていることから、上記の如く無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合の圧力変化付与前における全ガス流量Ｑ０及び圧力Ｐ０と、圧力変化付与後における全ガス流量Ｑ１及び圧力Ｐ１との関係は次の（式１）で表される。
【００１３】
Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式１）
但し、Ｑ０＝Ｑ０″（無制御流量）
Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
【００１４】
すなわち、この（式１）の関係が満たされる場合には、全ガス流量Ｑ０が無制御流量である（Ｑ０″＝Ｑ０）と判定することができる。
【００１５】
また、上記制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、上記圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、図９に示す如く、その流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は制御手段の作用により圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００１６】
ここで、この残存する流量変化部分（Ｑ１−Ｑ０）は無制御流量Ｑ０″の変化により生じたものであるから、圧力変化付与後の無制御流量をＱ１″とすれば、次の（式２）が得られ、
Ｑ１−Ｑ０＝Ｑ１″−Ｑ０″ ………（式２）
【００１７】
また、圧力変化付与前後の無制御流量Ｑ０″，Ｑ１″は前記（式１）と同様に次の（式３）で表される。
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式３）
【００１８】
すなわち、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合についても上記（式２），（式３）などにより無制御流量Ｑ０″を求めることができる。
【００１９】
以上のことから明らかなように、圧力変化付与前後の圧力の関係が既知の状態で、圧力変化の付与により生じるガス流量の変化を調べれば、無制御流量Ｑ０″（又はＱ１″）の有無及びその流量値を正確に判定することができる。
【００２０】
そこで、本発明に係るガス漏洩検知方法の第１特徴構成では、圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより、ガス漏洩による発生流量の可能性がある流量として上記無制御流量（圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量又はガス漏洩による発生流量）を求める。
【００２１】
そして、この無制御流量の存在が所定の制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定するが、制限時間をガス器具の種類毎の固定的な一定時間とするのではなく、無制御流量がガス漏洩による発生流量であった場合、その無制御流量が大きいほど危険度が高くなることを考慮して、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するようにし、その後、無制御流量の存在がその設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する。
【００２２】
したがって、上記第１特徴構成によれば、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができて、ガス漏洩の可能性があるにもかかわらずガス漏洩の可能性があることの判定が長時間にわたって行われなかったり、また逆に、ガス漏洩の危険性がないにもかかわらずガス漏洩の可能性があると判定されるといったことを効果的に防止することができる。
また、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するようにしたことで特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００２３】
なお、上記第１特徴構成の実施において、無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定するにあたっては、無制御流量と換気回数と爆発限界濃度との三者の相関に従って、無制御流量の各流量値につき所定の換気回数の下で爆発限界濃度に達する前の所定ガス濃度に至るまでの想定時間を設定制限時間として設定するのが望ましい。
【００２４】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第２特徴構成は、前記第１特徴構成の実施にあたり、
前記無制御流量を次式
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１）
ここで、Ｑ０″；無制御流量
Ｑ０；圧力変化付与前のガス流量
Ｑ１；圧力変化付与後のガス流量
Ｐ０；圧力変化付与前のガス圧力
Ｐ１；圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める点にある。
【００２５】
つまり、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態（図９参照）では、圧力変化の付与（Ｐ０→Ｐ１）によりガス流量を変化させると、前述の如く、その流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は制御手段の作用により圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００２６】
そして、この場合の圧力変化付与前における全ガス流量Ｑ０，制御流量Ｑ０′，無制御流量Ｑ０″，圧力Ｐ０と、圧力変化付与後における全ガス流量Ｑ１，制御流量Ｑ１′，無制御流量Ｑ１″，圧力Ｐ１の関係は次の（式３）〜（式６）で表される関係になる。
【００２７】
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式３）
Ｑ０＝Ｑ０′＋Ｑ０″ ………（式４）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式５）
Ｑ０′＝Ｑ１′ ………（式６）
【００２８】
なお、（式３）は圧力変化付与前後における無制御流量と圧力との関係を示し、（式４）及び（式５）は圧力変化付与前及び圧力変化付与後の夫々における全ガス流量と制御流量と無制御流量との関係を示し、（式６）は圧力変化付与後における過渡応答の後の制御流量が圧力変化付与前の制御流量に戻ることを示している。
【００２９】
ここで、例えば（式４）〜（式６）によりＱ０′，Ｑ１′を消去して次の（式７）を導き、
Ｑ０−Ｑ０″＝Ｑ１−Ｑ１″ ………（式７） （実質的に前記（式２））
【００３０】
この（式７）と（式３）とによりＱ１″を消去するように、次の如く式を順次変形すればＱ０″を未知数とする（式８）が得られる。
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０＋Ｑ０″）／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／√（Ｐ１／Ｐ０）＋Ｑ０″／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″（１−１／√（Ｐ１／Ｐ０））＝（Ｑ１−Ｑ０）／√（Ｐ１／Ｐ０）
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１） ………（式８）
【００３１】
この（式８）は制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合において圧力変化付与前の無制御流量Ｑ０″を求める式として導かれるが、
制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合の条件式であるＱ１＝Ｑ０（即ち、圧力変化付与前後の全ガス流量が等しい）を（式８）に代入すると、無制御流量Ｑ０″＝０となり、
また、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合の条件式Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０）（即ち、前記（式１））を（式８）に代入すると、無制御流量Ｑ０″＝全ガス流量Ｑ０となることからも分かるように、
上記（式８）は、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合に限らず、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合及び無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合にも無制御流量Ｑ０″を求める式として使用することができる。
【００３２】
したがって、この（式８）に基づき無制御流量を求める上記第２特徴構成によれば、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在する場合、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占める場合、並びに、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める場合夫々の場合分けを伴うことなく簡便に無制御流量Ｑ０″を求めることができ、ひいては、前記第１特徴構成の実施を容易にすることができる。
【００３３】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第３特徴構成は、前記第１又は第２特徴構成の実施にあたり、
前記設定制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する点にある。
【００３４】
つまり、この第３特徴構成によれば、無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達する直前の時点（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定の無制御流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前の時点）でガス漏洩の可能性があると判定する形態となり、これにより、必要以上に頻繁なガス漏洩可能性の判定を一層効果的に防止しながら、安全性の面でさらに優れたガス漏洩検知方法にすることができる。
【００３５】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第４特徴構成は、前記第１〜第３のいずれかの特徴構成の実施にあたり、
前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる点にある。
【００３６】
つまり、複数段の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１），（Ｐ１→Ｐ２）の夫々において生じるガス流量の変化は、前述と同様、制御流量Ｑ０′がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、図２に示す如く、ガス流量は各段とも圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経てほぼ圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻る。
【００３７】
一方、無制御流量Ｑ０″がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、図３に示す如く、各段とも付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００３８】
そして、この場合における各段の圧力変化付与前後の流量及び圧力の関係は、２段の圧力変化付与の場合、各段とも前述の（式１）と同様に、次の（式９）及び（式１０）で表される。
【００３９】
Ｑ１／Ｑ０＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式９）
但し、Ｑ０＝Ｑ０″（無制御流量）
Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
【００４０】
Ｑ２／Ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式１０）
但し、Ｑ１＝Ｑ１″（無制御流量）
Ｑ２＝Ｑ２″（無制御流量）
【００４１】
また、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、図４に示す如く、各段とも制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００４２】
そして、この場合における各段の圧力変化付与前後の流量及び圧力の関係は、２段の圧力変化付与の場合、各段とも前述の（式３）〜（式６）と同様に、次の（式１１）〜（式１４）及び（式１５）〜（式１８）で表される。
【００４３】
Ｑ１″／Ｑ０″＝√（Ｐ１／Ｐ０） ………（式１１）
Ｑ０＝Ｑ０′＋Ｑ０″ ………（式１２）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式１３）
Ｑ０′＝Ｑ１′ ………（式１４）
【００４４】
Ｑ２″／Ｑ１″＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式１５）
Ｑ１＝Ｑ１′＋Ｑ１″ ………（式１６）
Ｑ２＝Ｑ２′＋Ｑ２″ ………（式１７）
Ｑ１′＝Ｑ２′ ………（式１８）
【００４５】
すなわち、（式１１）〜（式１４）は１段目の圧力変化付与前後の全ガス流量Ｑ０，Ｑ１、制御流量Ｑ０′，Ｑ１′、無制御流量Ｑ０″，Ｑ１″、圧力Ｐ０，Ｐ１の関係を示し、（式１５）〜（式１８）は２段目の圧力変化付与前後の全ガス流量Ｑ１，Ｑ２、制御流量Ｑ１′，Ｑ２′、無制御流量Ｑ１″，Ｑ２″、圧力Ｐ１，Ｐ２の関係を示す。
【００４６】
ここで、前記（式１０）はＱ１＝Ｑ１″，Ｑ２＝Ｑ２″の条件があることにおいて（式１５）と同等の式であるから、両式を代表して（式１５）を各式に基づき次の如く変形すれば下記の（式１９）が得られる。
【００４７】
（Ｑ２−Ｑ２′）／（Ｑ１−Ｑ１′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ１′）／（Ｑ１−Ｑ１′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ０′）／（Ｑ１−Ｑ０′）＝√（Ｐ２／Ｐ１）
（Ｑ２−Ｑ０＋Ｑ０″）／（Ｑ１−Ｑ０＋Ｑ０″）＝√（Ｐ２／Ｐ１）……（式１９）
【００４８】
また、基準圧力Ｐ０を大気圧とし、各段の圧力Ｐ１，Ｐ２を大気圧Ｐ０との差圧とすれば、大気圧Ｐ０においては無制御流量Ｑ０″（代表的にはガス漏洩による流量）が０となることから、上記（式１９）は次の（式２０）で表され、
【００４９】
（Ｑ２−Ｑ０）／（Ｑ１−Ｑ０）＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２０）
【００５０】
この（式２０）において、各段における元の流量からのガス流量の変化量（Ｑ２−Ｑ０），（Ｑ１−Ｑ０）をｑ１，ｑ２で表せば、
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２１）
が得られる。
【００５１】
さらに、この（式２０）を圧力変化付与の段数について一般化すれば、
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ） ………（式２２）
但し、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
が得られる。
【００５２】
そして、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める場合（即ち、Ｑ０＝Ｑ１＝Ｑ２となる場合）には上記（式２０）におけるの左辺の分母分子が０となって左辺が不定をなることから（式２２）は不適となるが、出発式である（式１０）及び（式１５）が同等の式であることからも分かるように、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合、及び、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている場合には、いずれも（式２２）の成立をもって無制御流量Ｑ０″の存在を確認することができる。
【００５３】
したがって、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量ｑｍ，ｑｎとガス圧力Ｐｍ，Ｐｎとの関係が所定の誤差範囲内で上記（式２２）を満たすことを確認する上記第４特徴構成によれば、無制御流量の判別精度を効果的に高めることができ、ひいては、ガス漏洩可能性の判定精度を一層効果的に向上させることができる。
【００５４】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第５特徴構成は、前記第１〜第４のいずれかの特徴構成の実施にあたり、
前記設定制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の前記圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たな設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００５５】
つまり、この第５特徴構成では、上記再度の圧力変化付与によるガス流量の変化を調べて、それまでの無制御流量に変化が無かったときには、その無制御流量に対する設定制限時間（先に計時を開始している設定制限時間）の計時を継続し、その設定制限時間にわたり無制御流量が変化なく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定する。
【００５６】
一方、上記再度の圧力変化付与によるガス流量の変化を調べて、無制御流量に変化があったときには、それまでの無制御流量の存在に対しコンロなどの圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器の手動による操作等があった可能性が高いとして、それまでの設定制限時間の計時を途中で終了するものの、万一、手動ガス機器の操作と判断した無制御流量が漏洩であった場合に備えて、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始する。そして、その後、その新たな設定制限時間にわたり変化後の無制御流量が再び変化することなく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定する（図６参照）。
【００５７】
すなわち、この第５特徴構成によれば、無制御流量の変化を迅速に検知して、それまでの設定制限時間の計時から変化後の無制御流量に対する新たな設定制限時間の計時へ迅速にリセットすることができ、これにより、ガス漏洩の可能性があることの判定を一層的確に行うことができ、また、安全性を一層高めることができる。
【００５８】
なお、上記第５特徴構成を実施するにあたり、ガス流量の変化後における至近の流量定常状態において再度の圧力変化付与を行うのに、流量変化量が所定量以上のある程度大きなガス流量変化があったときのみ上記再度の圧力変化付与を行うようにすれば、極微小なガス流量変化の度に再度の圧力変化付与を行う無駄を回避して、必要以上に頻繁な再度の圧力変化付与を回避することができる。
【００５９】
次に、本発明に係るガス漏洩検知装置は、上記ガス漏洩検知方法の実施に好適な装置を特定するものであり、その特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に前記燃料ガスに圧力変化を付与する圧力変化付与手段と、
この圧力変化付与手段による圧力変化付与で生じるガス流量の変化を検出する流量変化検出手段と、
この流量変化検出手段の検出結果に基づき、全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として演算する演算手段と、
この演算手段により演算された無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定して、その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力又は前記ガス供給路の遮断を行う出力手段とを設けてある点にある。
【００６０】
つまり、このガス漏洩検知装置によれば、本発明に係るガス漏洩検知方法の前記第１特徴構成によるガス漏洩可能性有無の的確な判定を人為作業によることなく実施することができて、ガス漏洩の可能性がある場合に、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力やガス供給路の遮断を自動的に行うことができ、これにより、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、実用性及び安全性に一層優れたガス漏洩検知装置とすることができる。
【００６１】
なお、本発明に係るガス漏洩検知装置の実施においては、本発明に係るガス漏洩検知方法の前記第２〜第５のいずれかの特徴構成を併せ実施する装置構成とするのが望ましい。
【００６２】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第７特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると計時を開始し、その後、ガス流量が前記所定量以下に減少すると計時を終了するのに対し、
この計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００６３】
つまり、この第７特徴構成では、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると、計時を開始するとともにガス流量の積算を開始し、その後、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）までの間に、ガス流量が前記所定量以下に減少したときには、ガス漏洩による危険性の問題が特にないとして、次のガス流動の開始に備え計時を終了するとともにガス流量の積算も終了する。
【００６４】
一方、上記計時の開始後、ガス流量が前記所定量に減少することなく、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に至ったときには、その時点でガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、そして、この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき（即ち、そのガス流量が前記無制御流量を含み、それまでのガス流量の積算値が無制御流量の積算値となっている可能性があるとき）、危険度が高いとしてガス漏洩の可能性があると判定する。
【００６５】
すなわち、この第７特徴構成によれば、結果的に前記第１〜第５特徴構成の場合と同じく、無制御流量の積算値がある危険量に達する直前の時点でガス漏洩の可能性があると判定することができ、この点で、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができ、また、特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００６６】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第８特徴構成は、
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、ガス流量に所定量以上の変化があると計時を開始し、その後、さらにガス流量に所定量以上の変化があると、それまでの計時を終了して新たな計時を開始するのに対し、
各々の計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定する点にある。
【００６７】
つまり、この第８特徴構成では、ガス流量に所定量以上の変化があると、計時を開始するとともにガス流量の積算を開始し、その後、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）までの間に、ガス流量の新たな所定量以上の変化があったときには、それまでのガス流量についてはガス漏洩による危険性の問題が特にないとして、それまでの計時を終了するとともにガス流量の積算も終了し、そして、これに代え、新たに変化したガス流量の監視のために新たな計時を開始するとともにガス流量の新たな積算を開始する。
【００６８】
一方、先の計時の開始後、ガス流量の新たな所定量以上の変化が生じることなく、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に至ったときには、その時点でガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、そして、この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき（即ち、そのガス流量が前記無制御流量を含み、それまでのガス流量の積算値が無制御流量の積算値となっている可能性があるとき）、危険度が高いとしてガス漏洩の可能性があると判定する。
【００６９】
すなわち、この第８特徴構成によれば、前記第７特徴構成と同様、結果的に前記第１〜第５特徴構成の場合と同じく、無制御流量の積算値がある危険量に達する直前の時点でガス漏洩の可能性があると判定することができ、この点で、先述した特許文献１のガス安全遮断装置などに比べ、ガス漏洩の可能性があることを一層的確に判定することができ、また、特に安全性の面において一層優れたガス漏洩検知方法となる。
【００７０】
本発明に係るガス漏洩検知方法の第９特徴構成は、前記第７又は第８特徴構成の実施にあたり、
前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、ガス漏洩の判定精度を向上させる点にある。
【００７１】
つまり、前述の如く、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める場合、及び、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている場合のいずれについても、前記（式２２）の成立を確認すれば無制御流量Ｑ０″の存在を確認することができる。
【００７２】
したがって、前記第７又は第８特徴構成の実施において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達する直前に燃料ガスに圧力変化を付与することで無制御流量の存在を判定するのに、その圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量ｑｍ，ｑｎとガス圧力Ｐｍ，Ｐｎとの関係が所定の誤差範囲内で上記（式２２）を満たすことを確認する上記第９特徴構成によれば、無制御流量の判別精度を効果的に高めることができ、ひいては、ガス漏洩可能性の判定精度を一層効果的に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
〔第１実施形態〕
図１は本発明に係るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を適用したガスメータ１の概略構成を示し、このガスメータ１は、ガス供給路２における燃料ガスＧの瞬時流量Ｑを計測できる流量計３、燃料ガスＧに圧力変化を付与する調整弁４、燃料ガスＧを遮断する遮断弁５、燃料ガスＧの圧力Ｐを計測する圧力計６、ガス流量の積算等を行う記憶演算制御部７を備えるとともに、外部機器と通信する通信部８及び積算ガス流量の表示等を行う表示部９を備えている。
【００７４】
記憶演算制御部７は、ガス流量Ｑの積算を行う流量積算部７ａの他、ガス漏洩検知を行う漏洩監視部７ｂ、計測結果や演算結果等を記憶する記憶部７ｃ、信号の入出力を行う入出力部７ｄを備えており、流量積算部７ａで積算した積算ガス流量及び漏洩監視部７ｂによるガス漏洩監視の監視結果は入出力部７ｄを介して出力され、表示部９に表示されるとともに通信部８から外部機器に送信される。
【００７５】
漏洩監視部７ｂは、流量計３によるガス流量Ｑの計測において所定量ΔＱｓ以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量Ｑが過渡応答を経て定常状態に達した直後に調整弁４を操作することで、ガス供給路２を流動する燃料ガスＧに圧力変化を付与する圧力変化付与手段Ｘ１を備えている（図６参照）。
【００７６】
この圧力変化付与手段Ｘ１は、本例では、その１回の作動として、図２〜図４において一点鎖線で示す如く、ガス圧力Ｐを圧力変化付与前の圧力Ｐ０から第１設定変化量ΔＰａだけ変化させた圧力Ｐ１（＝Ｐ０＋ΔＰａ）にする１段目の圧力変化付与と、その後、所定時間を経て１段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ１から第２設定変化量ΔＰｂ（≠ΔＰａ）だけ変化させた圧力Ｐ２（＝Ｐ１＋ΔＰｂ）にする２段目の圧力変化付与との２段階の圧力変化付与を行い、さらにその後、所定時間を経てガス圧力Ｐを２段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ２から圧力変化付与前の圧力Ｐ０（＝Ｐ２−ΔＰａ−ΔＰｂ）に戻す構成にしてある。
【００７７】
なお、上記の各所定時間としては、各段の圧力変化付与に対しガス流量Ｑが過渡応答を経て流量定常状態に安定するのに要する時間を設定してある。
【００７８】
また、漏洩監視部７ｂは、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与の夫々について、各段の圧力変化付与により生じるガス流量Ｑの変化を流量計３による流量計測により検出する流量変化検出手段Ｘ２を備えるとともに、この流量変化検出手段Ｘ２の検出結果及び圧力計６の計測結果に基づき全ガス流量Ｑ０のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量Ｑ０′（制御流量）以外の流量Ｑ０″（無制御流量）を演算する演算手段Ｘ３を備えている。
【００７９】
そしてまた、漏洩監視部７ｂは、演算手段Ｘ３による演算で求めた流量Ｑ０″（無制御流量）の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があると判定してガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力、及び、遮断弁５によるガス供給路２の遮断（燃料ガスＧの遮断）を行う出力手段Ｘ４を備えている。
【００８０】
更に詳説すると、圧力変化を減殺する制御手段（例えば、ガスガバナやＰＩＤ制御式等の自動流量調整手段など）が組み込まれたガス機器への供給流量（制御流量Ｑ０′）がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させても、上記制御手段としてのガスガバナ等制御機器の制御範囲内では、図２に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々について、ガス流量Ｑは圧力変化付与直後の一時的な過渡応答を経て圧力変化付与前の流量Ｑ０に戻るようになる。
【００８１】
一方、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器へのガス供給（制御流量Ｑ０′）が無く、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器への供給流量か、ガス漏洩による発生流量かのいずれか、あるいは、それらの合計のガス流量（無制御流量Ｑ０″）がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占めている状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させると、図３に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々ついて、その付与圧力変化に応じた流量変化（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００８２】
また、上記制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″とが混在して、それらの合計流量がガス供給路２の全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態では、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与によりガス流量Ｑを変化させると、図４に示す如く、１段目の圧力変化付与（Ｐ０→Ｐ１）及び２段目の圧力変化付与（Ｐ１→Ｐ２）の夫々ついて、流量変化のうち制御流量Ｑ０′について生じた変化部分は圧力変化付与直後の過渡応答を経て消失し、他方の無制御流量Ｑ０″について生じた変化部分（Ｑ１−Ｑ０），（Ｑ２−Ｑ０）が圧力を元に戻さない限り継続的に残存する状態になる。
【００８３】
そして、制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′）を占める状態（換言すれば、無制御流量Ｑ０″＝０の状態）を含め、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０″）を占める状態及び制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量が全ガス流量Ｑ０（＝Ｑ０′＋Ｑ０″）となっている状態のいずれにおいても、無制御流量Ｑ０″は前述の如く次の（式８）により求め得ることから、
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１） ………（式８）
前記演算手段Ｘ３は、この（式８）に基づき無制御流量Ｑ０″をガス漏洩による発生流量の可能性がある流量として求める構成にしてある。
【００８４】
また、ガス流量Ｑ０中に無制御流量Ｑ０″が含まれる場合には前述の如く次の（式２２）が成立するから、
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ） ………（式２２）
但し、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
前記演算手段Ｘ３は、２段の圧力変化付与の夫々におけるガス流量Ｑの変化量とガス圧力Ｐとの関係が次の（式２２′）
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２２′）
但し、ｑ１＝Ｑ１−Ｑ０
ｑ２＝Ｑ２−Ｑ０
Ｐ１，Ｐ２；大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、（式２２′）を満たすことが確認されれば次のステップに進み、（式２２′）を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与に戻る構成にしてある。
【００８５】
一方、前記出力手段Ｘ４は、演算手段Ｘ３により演算された無制御流量Ｑ０″の存在が所定の制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能であると判定するのに、無制御流量Ｑ０″がガス漏洩による発生流量であった場合、その無制御流量Ｑ０″が大きいほど危険度が高くなることから、記憶部７ｃに記憶している図５に示す如き無制御流量Ｑ０″と制限時間Ｔｓとの設定関係Ｌに従って、無制御流量Ｑ０″が大きいほど短い制限時間Ｔｓを設定し、その無制御流量Ｑ０″の存在が設定制限時間Ｔｓにわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力、及び、ガス供給路２の遮断を行う構成にしてある。
【００８６】
そして、上記設定関係Ｌは、無制御流量Ｑ０″の積算値∫Ｑ０″が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間Ｔｘ（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定の無制御流量Ｑ″が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせるのに要する時間）よりも僅かに短い時間が設定制限時間Ｔｓとして設定される関係にしてある。
【００８７】
圧力変化付与手段Ｘ１は、図６に示す如く、設定制限時間Ｔｓの計時中において圧力変化付与によるものではない所定変化量ΔＱｓ以上の他のガス流量変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の２段の圧力変化付与を行う構成にしてあり、これに対し、出力手段Ｘ４は、この再度の２段の圧力変化付与により演算手段Ｘ３による演算無制御流量Ｑ０″に変化があったときには、それまでの設定制限時間Ｔｓの計時を途中終了して、変化後の無制御流量Ｑ０″について新たに設定した設定制限時間Ｔｓの計時を開始し、その変化後の無制御流量Ｑ０″の存在が新たな設定制限時間Ｔｓにわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する構成にしてある。
【００８８】
つまり（図６参照）、上記再度の圧力変化付与によるガス流量Ｑの変化を調べ、無制御流量Ｑ０″に変化が無かったときには、その無制御流量Ｑ０″に対する設定制限時間Ｔｓ（先に計時を開始している設定制限時間）の計時を継続し、その設定制限時間Ｔｓにわたり無制御流量Ｑ０″が変化なく継続して存在すると、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を行うようにしてある。
【００８９】
また、上記再度の圧力変化付与によるガス流量Ｑの変化を調べ、無制御流量Ｑ０″に変化があったときには、それまでの無制御流量Ｑ０″の存在に対しコンロなどの圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれていないガス機器の手動による操作等があった可能性が高いとして、それまでの設定制限時間Ｔｓの計時を途中終了し、変化後の無制御流量Ｑ０″について新たに設定した設定制限時間Ｔｓの継続を開始する。
【００９０】
そして、その後、その新たな設定制限時間Ｔｓにわたり変化後の無制御流量Ｑ０″が再び変化することなく継続して存在したとき、ガス漏洩の可能性があると判定して漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を行うようにしてある。
【００９１】
このガスメータ１には、それ自身の消費電力の電源として、ガス供給路２を流動する燃料ガスＧの保有エネルギの一部又は自然エネルギを用いて発電を行う発電部１０を装備するとともに、その発電部１０で発電した電力に余剰があるとき、その余剰電力を以後の電力消費に備えて蓄電しておく二次電池１１を装備してあり、これにより、一次電池の使用を不要とする、ないしは、一次電池を電源として使用するにしてもその交換頻度を低減できるようにしてある。
【００９２】
上記発電部１０として燃料ガスＧの保有エネルギの一部を用いて発電するものを採用する場合、その発電部１０としては、燃料ガスＧの燃焼熱を用いて発電する熱電素子の如きものや、ガス流によるタービンや風車の駆動により発電機を駆動して発電する形式のものなどを採用することができる。
【００９３】
また、上記発電部１０として自然エネルギを用いて発電するものを採用する場合、その発電部１０としては、太陽光により発電する太陽電池や自然風による風車の駆動により発電機を駆動して発電する風力発電形式のものなどを採用することができる。
【００９４】
そして、場合によっては、燃料ガスＧの保有エネルギの一部を用いて発電するものと自然エネルギを用いて発電するものとを併用するようにしてもよい。
【００９５】
発電部１０として太陽電池を採用する場合、その太陽電池をガスメータ１の表面に設置する状態と太陽電池をガスメータ１から分離して適当箇所に設置する状態とのいずれかに設置状態を適宜選択できるようにし、これにより、太陽光強度が極力高い箇所に太陽電池を設置して効率的な発電を行えるようにするのが望ましい。
【００９６】
ガスメータ１から分離した太陽電池の設置箇所としては、ガスメータ１が設置されるメータボックスの扉や蓋の表面、あるいは、それら扉や蓋に開口や太陽光発電に適した波長範囲を透過できるガラス窓を設け、それら開口やガラス窓を通じて太陽光が得られる箇所などが考えられる。
【００９７】
また、発電部１０として太陽電池を採用する場合、発電能力の異なる複数種の太陽電池を用意して、それら複数種の太陽電池を利用し得る太陽光強度に応じ適宜組み合わせて使用するようにするのもよい。
【００９８】
〔第２実施形態〕
この第２実施形態では、第１実施形態で示したガスメータ１についてガス漏洩の判定方式を変更した例を示す（図１０参照）。
【００９９】
すなわち、この第２実施形態のガスメータ１では、漏洩監視部７ｂの出力手段Ｘ４は、流量計３によるガス流量Ｑの計測において燃料ガスＧの所定量ΔＱｓ以上での流動開始が計測されると計時を開始し、その後、ガス流量Ｑが上記所定量ΔＱｓ以下に減少すると計時を終了する。
【０１００】
また、この計時中においてガス流量Ｑに所定量ΔＱｓ以上の流量変化があると、それまでの計時を途中終了して新たな計時を開始し、その後、さらに新たな所定量ΔＱｓ以上のガス流量変化があると、それまでの計時を再び途中終了してさらに新たな計時を開始するといったことを繰り返す。
【０１０１】
一方、圧力変化付与手段Ｘ１は、上記の如き出力手段Ｘ４による各回の計時において、演算手段Ｘ３により演算される計時開始からのガス流量Ｑの積算値∫Ｑが所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間Ｔｘの経過直前（換言すれば、ガス漏洩による発生流量の可能性がある継続的に一定のガス流量が一定の換気状態にある所定空間を爆発限界に至らせる事態となる直前）に、調整弁４を操作することでガス供給路２の燃料ガスＧに圧力変化を付与する。
【０１０２】
また、この圧力変化付与として圧力変化付与手段Ｘ１は、第１実施形態と同様、ガス圧力Ｐを圧力変化付与前の圧力Ｐ０から第１設定変化量ΔＰａだけ変化させた圧力Ｐ１（＝Ｐ０＋ΔＰａ）にする１段目の圧力変化付与と、その後、所定時間を経て１段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ１から第２設定変化量ΔＰｂ（≠ΔＰａ）だけ変化させた圧力Ｐ２（＝Ｐ１＋ΔＰｂ）にする２段目の圧力変化付与との２段階の圧力変化付与を行い、さらにその後、所定時間を経てガス圧力Ｐを２段目の圧力変化付与後の圧力Ｐ２から圧力変化付与前の圧力Ｐ０（＝Ｐ２−ΔＰａ−ΔＰｂ）に戻す（図２〜図４参照）。
【０１０３】
そして、この２段の圧力変化付与の夫々について流量変化検出手段Ｘ２は、各段の圧力変化により生じるガス流量Ｑの変化を流量計３による流量計測により検出し、この流量変化検出手段Ｘ２による流量変化の検出結果として、各段の圧力変化付与につき、それら圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量Ｑが所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量Ｑ０に復元しなかったとき（即ち、無制御流量Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０を占める図３の状態か、あるいは、制御流量Ｑ０′と無制御流量Ｑ０″との合計流量Ｑ０′＋Ｑ０″が全ガス流量Ｑ０となっている図４の状態かのいずれかの場合のとき）、出力手段Ｘ４は、そのガス流量が前記無制御流量Ｑ０″を含むものであり、計時開始からのそれまでのガス流量Ｑの前記積算値∫Ｑが無制御流量Ｑ０″の積算値∫Ｑ０″となっている可能性があるとして、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力、及び、遮断弁５によるガス供給路２の遮断（燃料ガスＧの遮断）を行う。
【０１０４】
また、演算手段Ｘ３は、第１実施形態と同様、２段の圧力変化付与の夫々におけるガス流量Ｑの変化量とガス圧力Ｐとの関係が次の（式２２′）
ｑ２／ｑ１＝√（Ｐ２／Ｐ１） ………（式２２′）
但し、ｑ１＝Ｑ１−Ｑ０
ｑ２＝Ｑ２−Ｑ０
Ｐ１，Ｐ２；大気圧との差圧
を満たすことを確認し、そして、（式２２′）を満たすことが確認されれば出力手段Ｘ４に上記漏洩情報の出力及びガス供給路２の遮断を実行させ、（式２２′）を満たすことが確認されなければ再度、圧力変化付与手段Ｘ１による２段の圧力変化付与に戻るようにしてある。
【０１０５】
なお、流量変化検出手段Ｘ２による流量変化の検出結果として、各段の圧力変化付与につき、それら圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量Ｑが所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量Ｑ０に復元したとき（即ち、無制御流量Ｑ０″がなく制御流量Ｑ０′が全ガス流量Ｑ０を占めている図２の状態のとき）には、所定量ΔＱｓ以下へのガス流量減少による計時の終了、又は、新たな所定量ΔＱｓ以上のガス流量変化による新たな計時の開始を待つ。
【０１０６】
なお、本発明において前述の各式は、厳密にはガス供給路におけるガス器具直前箇所でのガス流量とガス圧力とについて成立する式であり、したがって、ガス器具との距離が大きくてガス器具までのガス供給路における圧力損失が大きい箇所でのガス流量とガス圧力とについては、前述の各式による演算において誤差が生じるが、一般のガス供給設備では実用上、その誤差は特に問題とならない程度のものである。
【０１０７】
〔別実施形態〕
前述の実施形態では、複数段の圧力変化付与の夫々において生じるガス流量Ｑの変化を調べることにより無制御流量Ｑ０″を判別する例を示したが、圧力変化付与手段Ｘ１の１作動として１段の圧力変化付与のみを行い、この１段の圧力変化付与で生じるガス流量Ｑの変化を調べることで無制御流量Ｑ０″を判別するようにしてもよい。
【０１０８】
また、前述の実施形態では、圧力変化付与手段Ｘ１による調整弁４の操作により圧力変化を付与する例を示したが、このような調整弁操作による圧力変化付与に代えて、タービンや風車等の膨張機により減圧側の圧力変化を付与するようにしたり、ポンプやファンなどの加圧手段により増圧側の圧力変化を付与するようにしてもよい。
【０１０９】
さらにまた、流量定常状態の燃料ガスＧに圧力変化を付与するのに、流量定常状態のガス流量Ｑに応じて、付与する圧力変化の程度を異ならせたり、圧力変化させる機器を使い分けたり、圧力変化させる機器の使用数を異ならせたり、増圧側の圧力変化付与と減圧側の圧力変化付与とを使い分けるなどしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
下流側でガス漏洩が発生している可能性が高い場合に的確にガス漏洩の可能性を判定することができ、また、安全性も効果的に高め得るガス漏洩検知方法及びガス漏洩検知装置を得ることができ、殊にガスメータの機能向上に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】ガスメータの概略構成図
【図２】全ガス流量が制御流量である場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図３】全ガス流量が無制御流量である場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図４】制御流量と無制御流量とが混在する場合において２段の圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図５】無制御流量と制限時間との設定関係を示すグラフ
【図６】第１実施形態におけるガス漏洩検知の制御フローチャート
【図７】全ガス流量が制御流量である場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図８】全ガス流量が無制御流量である場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図９】制御流量と無制御流量とが混在する場合において圧力変化を付与したときの流量変化を示すグラフ
【図１０】第２実施形態におけるガス漏洩検知の制御フローチャート
【符号の説明】
【０１１２】
２ ガス供給路
Ｇ 燃料ガス
Ｐ 圧力
Ｑ ガス流量
Ｑ０″ 無制御流量
Ｔｓ 制限時間
Ｘ１ 圧力変化付与手段
Ｘ２ 流量変化検出手段
Ｘ３ 演算手段
Ｘ４ 出力手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項２】
前記無制御流量を次式
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１）
ここで、Ｑ０″；無制御流量
Ｑ０；圧力変化付与前のガス流量
Ｑ１；圧力変化付与後のガス流量
Ｐ０；圧力変化付与前のガス圧力
Ｐ１；圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める請求項１記載のガス漏洩検知方法。
【請求項３】
前記設定制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する請求項１又は２記載のガス漏洩検知方法。
【請求項４】
前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス漏洩検知方法。
【請求項５】
前記設定制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の前記圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たな設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス漏洩検知方法。
【請求項６】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に前記燃料ガスに圧力変化を付与する圧力変化付与手段と、
この圧力変化付与手段による圧力変化付与で生じるガス流量の変化を検出する流量変化検出手段と、
この流量変化検出手段の検出結果に基づき、全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として演算する演算手段と、
この演算手段により演算された無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定して、その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力又は前記ガス供給路の遮断を行う出力手段とを設けてあるガス漏洩検知装置。
【請求項７】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると計時を開始し、その後、ガス流量が前記所定量以下に減少すると計時を終了するのに対し、
この計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項８】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、ガス流量に所定量以上の変化があると計時を開始し、その後、さらにガス流量に所定量以上の変化があると、それまでの計時を終了して新たな計時を開始するのに対し、
各々の計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項９】
前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、ガス漏洩の判定精度を向上させる請求項７又は８記載のガス漏洩検知方法。
【請求項１】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に、
前記燃料ガスに圧力変化を付与して、その圧力変化付与で生じるガス流量の変化を調べることにより全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として求めるとともに、この無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定し、
その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項２】
前記無制御流量を次式
Ｑ０″＝（Ｑ１−Ｑ０）／（√（Ｐ１／Ｐ０）−１）
ここで、Ｑ０″；無制御流量
Ｑ０；圧力変化付与前のガス流量
Ｑ１；圧力変化付与後のガス流量
Ｐ０；圧力変化付与前のガス圧力
Ｐ１；圧力変化付与後のガス圧力
に基づいて求める請求項１記載のガス漏洩検知方法。
【請求項３】
前記設定制限時間として、前記無制御流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間よりも僅かに短い時間を設定する請求項１又は２記載のガス漏洩検知方法。
【請求項４】
前記無制御流量の判別において、前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、前記無制御流量の判別精度を向上させる請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス漏洩検知方法。
【請求項５】
前記設定制限時間の計時中において前記圧力変化付与によるものではないガス流量の変化があったとき、その流量変化後における至近の流量定常状態において再度の前記圧力変化付与を行い、
この再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化があったときには、
それまでの設定制限時間の計時を途中終了して、変化後の無制御流量について新たに設定した設定制限時間の計時を開始するとともに、その変化後の無制御流量の存在が新たな設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定し、
一方、再度の圧力変化付与により生じるガス流量の変化を調べて全ガス流量のうちの前記無制御流量に変化が無かったときには、
それまでの設定制限時間の計時を継続して、先の無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したときガス漏洩の可能性があると判定する請求項１〜４のいずれか１項に記載のガス漏洩検知方法。
【請求項６】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスに所定量以上の流量変化が計測され、その後、ガス流量が過渡応答を経て定常状態に達した直後に前記燃料ガスに圧力変化を付与する圧力変化付与手段と、
この圧力変化付与手段による圧力変化付与で生じるガス流量の変化を検出する流量変化検出手段と、
この流量変化検出手段の検出結果に基づき、全ガス流量のうち、圧力変化を減殺する制御手段が組み込まれているガス機器への供給流量以外の流量を無制御流量として演算する演算手段と、
この演算手段により演算された無制御流量が大きいほど短い制限時間を設定して、その後、前記無制御流量の存在が設定制限時間にわたって継続したとき、ガス漏洩の可能性があることを示す漏洩情報の出力又は前記ガス供給路の遮断を行う出力手段とを設けてあるガス漏洩検知装置。
【請求項７】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、燃料ガスの所定量以上での流動が開始されると計時を開始し、その後、ガス流量が前記所定量以下に減少すると計時を終了するのに対し、
この計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項８】
ガス機器に燃料ガスを供給するガス供給路において、ガス流量に所定量以上の変化があると計時を開始し、その後、さらにガス流量に所定量以上の変化があると、それまでの計時を終了して新たな計時を開始するのに対し、
各々の計時において、計時開始からのガス流量の積算値が所定空間を爆発限界に至らせる量に達するのに要する時間の経過直前に前記ガス供給路の燃料ガスに圧力変化を付与し、
この圧力変化付与に伴う過渡応答の後、ガス流量が所定の誤差範囲内で圧力変化付与の前の定常流量に復元しなかったとき、ガス漏洩の可能性があると判定するガス漏洩検知方法。
【請求項９】
前記圧力変化付与を複数段にわたって行い、各段の圧力変化付与におけるガス流量の変化量とガス圧力との関係が次式
ｑｎ／ｑｍ＝√（Ｐｎ／Ｐｍ）
ここで、ｑｍ，ｑｎ；ｍ段目及びｎ段目における元の流量からのガス流量変化量
Ｐｍ，Ｐｎ；ｍ段目及びｎ段目におけるガス圧力（大気圧との差圧）
を満たすことを確認することで、ガス漏洩の判定精度を向上させる請求項７又は８記載のガス漏洩検知方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００９−１２８０６９（Ｐ２００９−１２８０６９Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３００７６８（Ｐ２００７−３００７６８）
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２０日（２００７．１１．２０）
【出願人】（００００００２８４）大阪瓦斯株式会社 (2,453)
【Ｆターム（参考）】
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