JPH03236864A - ガス遮断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、異常時にガス通路を自動的に遮断し、都市ガ
ス・プロパンガス等による爆発事故・中毒事故等の発生
を未然に防止するガス遮断装置に関する。

従来の技術 従来のこの種のガス遮断装置は、第５図に示すようにガ
ス供給ライン中に設けられたガスメータの通過ガス量に
応して信号を発する流量測定手段１と、前記流量測定手
段から送られる流量信号でガスメータ通過ガス量の変化
流量を演算する変化流量演算部２と、前記変化流量が予
め複数に分割して得たガス流量区分のいずれに属するか
を判定する区分判定部３と、前記区分判定部により判定
した区分に対応して予め継続して使用可能な許容時間を
記憶する初期条件設定部４と、前記変化流量演算部で演
算した変化流量のガスが流れ始めてからの継続使用時間
と継続使用許容時間とを比較し前者が後者を上回ったと
きに遮断信号を出力する適正使用条件判定部５と、所定
期間をカウントする計時部６と、前記計時部に起動信号
を出力する起動信号印加手段７と、前記計時部作動中の
ガス流量区分の継続使用時間を記憶すると共に前記記憶
された継続使用時間に基づいて演算を実施する使用状態
記憶演算部８と、前記使用状態記憶演算部の出力と前記
初期条件とを比較し所定値を新しい適正使用条件として
設定変更する適正使用条件設定変更部９と、前記適正使
用条件判定部からの遮断信号に応してガス通路を遮断す
る遮断手段１０とから構成されていた。

ここで適正使用条件とは、ある燃焼範囲のガス器具が連
続して使われる時間の統計データから各燃焼範囲毎に設
定された連続して使用出来る時間で、区分判定部からの
データが前記時間条件を超過したとき遮断手段に作動信
号を送り、ガス通路を遮断することによって、ガス器具
の消し忘れ等のときも安全を確保するものである。

上記した構成によって、計時部に起動１３号が印加され
ると所定期間のカウントが開始され、と同時に使用状態
記憶演算部の作動により前記期間中の予め設定されてい
る各ガス流量区分毎の継続使用時間が計測される。前記
計時部がタイムアウトした時点で、観測された継続使用
時間データに基づいて使用状態記憶演算部で使用条件を
演算する。

例えば、記憶された各最大値に所定値（安全係数）を乗
して適正使用条件設定変更部での初期条件との比較に用
い、より小さい方を適正使用条件として再設定するので
ある。

上記の演算値と初期値とを比較した結果から、新たに設
定された適正継続使用時間条件を第６図に示す。本図の
横軸はガス流量、縦軸は適正使用条件である継続使用時
間を表し、破線（Ｌｌ）が初期条件で、実線（Ｌ２）が
新たに設定された適正使用条件である０図に示す横軸の
１．２，３゜４．５はガス流量区分を示し、各ガス流量
区分毎に継続使用時間の許容値が決っている０区分１２
．４では、前記使用状態記憶演算部にて観測・演算され
た結果が適正使用時間条件として設定されている。すな
わち、初期条件よりも演算結果の方が小さかったので、
後者が選択されたのである。

上記のように、タイマー期間中に、各区分の実測値が更
新されていき、タイマー終了と同時に各最終データが使
用状態記憶演算部にて所定値倍され、適正使用条件設定
変更部にて初期条件と比較されて、継続使用時間の遮断
条件を新たに設定するのである。以降、適正使用条件判
定部では前述の新しい設定条件と区分判定部からの信号
を比較して、各流量区分の条件を逸脱した場合には異常
と判断して遮断手段を作動させるのである。（例えば、
特開昭６３−１０８１１８号公報）発明が解決しようと
する課題 しかしながら上記のような構成では、ある期間ガス器具
の使用頻度が低いと遮断条件を少しづづ厳しくし、逆に
頻度が上がってくると遮断条件を少しづづ甘くするとい
った大ざっばな条件修正しか出来ない。また条件判定で
誤った適正ガス器具使用中であるのに異常と判断した場
合あるいは異常状態であるのに異常と判断しなかった場
合に、適正使用条件の判定基準を自動修正することはな
い。さらに口火などの微少流量とガス漏れなどは流量区
分としては同一なので違いを判別することも出来ない。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、ガス流量
の変化を時系列データとしてパターン認識することで同
一区分どうしでもその流量変化の特徴的な違いを速やか
に抽出し、また万一誤認識した場合でも教師信号に従い
適正使用条件の判定基準を自動修正させることを目的と
する。

課題を解決するための手段 上記１１Ｎを解決するために本発明のガス遮断装置は、
変化流量演夏手段から得られる時系列信号データをもと
に正常ガス器具燃焼中か否かを判別し異常状態と判断さ
れる場合遮断信号を出力するパターン認識判定手段と、
このパターン認識判定手段が誤って適正ガス器具使用中
であるのに異常と判断した場合あるいは異常状態である
のに異常と判断しなかった場合にこれを教師信号として
印加する誤認識報知手段と、誤認識報知手段からの教師
信号に基づいて適正使用条件の判定基準を自動修正する
学習機能を備えた適正使用条件設定変更手段という槽底
を備えたものである。

作用 本発明は上記した槽底によって、ガス流量の継続使用時
間から遮断条件を大まかな区分によって判断するのでは
なくガス流量の時間変化をリアルタイムに観測しパター
ン認識するので、その変化経緯から例えば口火などの微
少流量とガス漏れなどとの違いを読み取ることが出来る
のである。さらに誤認識してしまった場合、判定基準を
自動修正する機能を持つので実使用状態におけるガス安
全の判定基準を次第に厳密に規定していくことになる。

実施例 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図において、第５図と同一番号のものは同一機能を
有する構成要素である。１１は、変化流量演算手段２か
ら得られる時系列信号データをもとに正常ガス器具燃焼
中か否かを判別し異常状態と判断される場合遮断信号を
出力するパターン認識判定手段であるが、パターン認識
能力を持たせるため本ガス器具に組み込む以前に取り出
しておいて充分に学習を施しておく、この事前学習につ
いて第２図・第３図・第４図を用いて説明する０例えば
第２図に示すように正常な口火のガス流量パターン（ａ
）と内管漏洩によるガス漏れし）では同しようなガス流
量区分にあるがその時間変化には特徴的な差異がある。

正常な口火のガス流量ではこの燃焼状態が永遠に継続す
ることは通常前えられず、必ずどこかの地点でオン状態
からオフ状態ないしはオフ状態からオン状態への非連続
的な流量変化点が現れる。さらにガス器具の燃焼特性に
より、燃焼中はごく微少な流量のゆらぎが発生するのが
一般的である。これに対し内管漏洩によるガス漏れの場
合、その流量変化は必ず途切れることなく永続的な推移
を示し、その流量はマクロ的に見て常に一定か微増傾向
となる。また第３図に示すように、各ガス器具点火時の
流量変化パターンを測定すると、器具自身の立ち上がり
特性により大型給湯機やセントラルヒーティング装置の
場合は比例弁を搭載しているので、緩点火モードのパタ
ーンを示すことが知られている。一方マイクロコンピュ
ータ等を搭載せずガス流量を手動で変化させるポータプ
ルストーブやこんろの場合、このような緩点火モードの
パターンは見られない。

今ｎ個のガス流量の時系列データを用いる場合、第４図
に示す３層のバンクプロパゲーションにューラルネット
ワーク）モデルを用いて学習を進めることができる。入
力層はガス流量の生データｎ個及びガス変化流量（ガス
流量の時間微分値）データｎ個とを取る。中間層として
今仮に５個を設定し、出力層として正常燃焼パターンか
異常燃焼パターンかガス漏れパターンかの３種類を判別
させるようにする。詳細な学習アルゴリズムは省略する
が、（例えば中野肇　監修　技術評論社「入門と実習ニ
ューロコンピュータ」参照）入力サンプルデータと教師
信号とのマツチングを繰り返すことによって各ニューロ
ン間の結合係数（重み）にある値に収束していき、結果
的としてこのパターン認識判定手段１１は正常燃焼パタ
ーンと異常燃焼パターンとガス漏れパターンとを識別で
きる能力を持つことになる。もちろん出力層としては遮
断すべきか否かの２種類だけをとって（２値判別で）、
学習させても構わない。

このようにあらかしめ充分に学習をさせたパターン認識
判定手段１１が流量測定手段１・変化流量演算手段２か
ら得られる時系列信号データを受けると、各ニューロン
間の結合係数（重み）にもとづいて演算し、正常ガス器
具燃焼中か否かを判別し異常状態と判断される場合遮断
信号を出力する。

しかしながら実使用状態において、このパターン認識判
定手段１１が今まで学習しなかったような予期せぬ流量
パターンに対し、誤って適正ガス器具使用中であるのに
異常と判断したりあるいは異常状態であるのに異常と判
断しない場合が考えられる。そこで実使用状態のままこ
のような誤認識結果に対し教師信号を印加できるようス
イッチ入刃部からなる誤認識報知手段１３が設けられて
いる。

適正使用条件設定変更手段１２は誤認識報知手段１３及
びパターン認識判定手段１１に接続され、誤認識報知手
段１３から与えられる教師信号に基づいてパターン認識
判定手段１１における適正使用条件の判定基準すなわち
各ニューロン間の結合係数（重み）を自動修正するとい
う構成を備えたものである。

各ニューロン間の結合係数（重み）を自動修正する場合
、ある一定の補正量を強制操作すると考えてもよいし、
入力データを記憶しておいて前記したような学習を繰り
返すと考えてもよい。

この構成によればパターン認識判定手段１１に対しく入
力サンプルデータと教師信号とをセットで与え）、ニュ
ーラルネットワークによる初期学習を行わせておくこと
で、このガス遮断装置は徐々にパターン認識能力を備え
るよう作用し、学習完了以降に入力される種々のガス流
量パターンに正確に遮断すべきか否かの判断を下すこと
ができるようになる。

発明の効果 以上のように本発明のガス遮断装置によれば次の効果が
得られる。

（１）ガス流量の変化を時系列データとしてパターン認
識することで、流量変化の特徴を速やかに抽出できるの
で、遮断すべきか否かの判定にかかる時間がより短くな
り安全度が増す。

（２）たとえ同一のガス流量区分どうしでもパターン認
識による特徴抽出能力によっその違いを判別し、ユーザ
ーの実状に即したよりきめの細かい判定基準を設定でき
る。

（３）万一誤認識した場合でも、教師信号に従い適正使
用条件の判定基準を実使用状態のまま自動修正できるの
で、例えば、メンテナンスを行う場合に不要な出動を強
いられる確率が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるガス遮断装置のブロッ
ク図、第２図は同装置の微少ガス流量パターンの時間的
変化を示す波形図、第３図は同装置の点火時のガス流量
パターンの時間的変化を示す波形図、第４図は同装置の
認識判定手段の初期学習を行わせるニューラルネットワ
ーク構成図、第５図は従来のガス遮断装置のブロック図
、第６図は従来のガス遮断装置の使用時間条件を示す特
性図である。 ｌ・・・・・・流量測定手段、２・・・・・・変化流量
演算部、１０・・・・・・遮断手段、１１・・・・・・
パターン認識判定手段、１２・・・・・・適正使用条件
設定変更部、１３・・・・・・誤認識報知手段。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガス供給ライン中に設置されたガスメータを通過
   するガス量に応じて信号を発する流量測定手段と、前記
   流量測定手段からの信号でガスメータ通過ガス量の変化
   流量を演算する変化流量演算手段と、前記変化流量演算
   手段から得られる時系列信号データをもとに正常ガス器
   具燃焼中か否かを判別し異常状態と判断される場合遮断
   信号を出力するパターン認識判定手段と、前記パターン
   認識判定手段からの遮断信号に応じてガス通路を遮断す
   る遮断手段とを備えたガス遮断装置。
2. （２）パターン認識判定手段が誤って適正ガス器具使用
   中であるのに異常と判断した場合あるいは異常状態であ
   るのに異常と判断しなかった場合にこれを教師信号とし
   て印加する誤認識報知手段と、前記誤認識報知手段から
   の教師信号に基づいて適正使用条件の判定基準を自動修
   正する学習機能を備えた適正使用条件設定変更手段とか
   ら構成された特許請求の範囲第１項記載のガス遮断装置
   。