JP2007285637A - ガス使用状態識別装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス器具、用途など機能別の使用状態の判別ができるガス使用状態識別装置を提供する。
【解決手段】家庭用ガス供給管２に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段４と、前記流量計測手段４から出力される流量値の差分値を求める演算手段７と、機能別差分判定値が登録された記憶手段８と、前記演算手段８により算出された差分値と記憶手段８内に登録された機能別差分判定値と比較して機能別のガス使用状態を判別する判定手段９とを具備したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、各家庭でのガス供給管の入り口部分に設置され、ガス流量を計測するガスメーターを利用してガスの使用状態、すなわち、ガス使用器具およびまたはガス使用用途を判別するようにしたガス使用状態識別装置に関するものである。

一般的に各家庭にはガス供給ラインの入り口にガス流量計を内蔵したガスメーターが据付られている。

また、最近ではガス消費量増大などガス供給者の経営戦略の面からガス器具別料金体系を採用することが検討され、一部では実施されつつある。

従来のガスメーターにおいて、このような器具別料金を実施する場合、ガスメーターに接続された複数の積算装置を用い、特定の時間使用された場合の積算流量や特定の範囲の流量が使用されている場合の積算値、例えば、時間区分別流量や流量区分別流量を求め、その積算値でもって料金体系を決めるものが提案されている。

図９は湯沸かし器を床暖房などの暖房用熱源として用いた場合の料金体系の一例を示し、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２、例えば、２３時から翌朝の７時までを割引時刻帯に設定し、その時刻帯でガス消費量がQ以上の割引流量区分（斜線部分）である場合には、該当ガス流量のガス料金を割引しようというものである（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７１４２１号公報

しかしながら、この方法では、前記深夜時刻帯といえども湯沸かし器が暖房用途のみならず、給湯用途にも使用されることがあり、熱源器具の特定判断が曖昧であり、例えば暖房用途に対してだけ料金を割引するなど、消費者にわかりやすく利便性のある料金設定を行うことは困難であった。

また、器具別の流量を計測するために、これら器具毎に流量計を設けて個々の流量を計測する手段も考えられるが、計測装置としては大掛かりになり、一般家庭用として対応するのにはコスト面からもシステムを構築するのが困難である。加えて、先のガス湯沸かし器の例のように器具が単一機能とは限らず、給湯用途と暖房用途のように複数機能をもつものではその時々の機能を区別することが困難であった。

本発明は、上記の課題を解決するもので、判定手段は、ガス使用器具およびまたはガス使用用途を判定手段で判定できるようにし、例えば、ガス供給元が用意した新料金メニューなどの新しいサービスに対応できるようにすることを目的とする。

本発明は前記目的達成のため、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値の差分値を求める演算手段と、機能別差分判定値が登録された記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と記憶手段内に登録された機能別差分判定値と比較して機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したものである。

本発明のガス使用状態識別装置によれば、その時々で使用されているガス器具の判別だけでなく使用用途までも判別できるものであり、ガス供給元の経営戦略上での選択肢を拡大できるという効果を奏するものである。

本発明は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値の差分値を求める演算手段と、機能別差分判定値が登録された記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と記憶手段内に登録された機能別差分判定値と比較して機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したものである。

判定手段は、ガス使用用途、または、ガス使用器具で機能を判定したり、或いはそれら両方の機能を判定することも可能である。

例えば、ガス使用器具がガス湯沸かし器であり、その用途が給湯用か、あるいは暖房用かを判定することができる。

好ましくは、流量計測手段は超音波計測装置とする。そして、各判別した機能別のガス流量変化分の積分値を算出して機能毎のガス使用流量を求めるようにした。

このようにガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータをガス供給元側に伝送手段を介して伝送したり、或いは携帯読取手段を介して現地で読取り、ガス供給元側のホストコンピュータに集積するようにしてガス供給管理システムに利用できる。これによって、ガス供給元側はガス消費を増大させる目的の料金体系が採用可能など、経営戦略上の選択肢を拡大できることとなる。

以下本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態が本発明を限定するものではない。

（実施の形態）
図１に示すガス使用状態識別装置１は、各家庭のガス供給管２の途中に設けられ、その下流側の配管には複数のガス器具が接続されている。

前記ガス使用状態識別装置１は、ガス供給管２に接続されたガス遮断弁３、流量計測手段４、この流量計測手段４からの信号を演算処理して使用ガス流量を表示する表示部５、地震などの振動を検出する感震器６、さらに、ガス使用状態の判別を行うための演算手段７、記憶手段８、判定手段９、制御回路１０を有する。

また、この制御回路１０は前記感震器６の作動や保安機能その他を統括制御処理するものであり、動力源として電池（図示せず）を内蔵している。

記憶手段８には、流量変化が起こったかどうかの比較判定の値が記録されているもので、具体的には半導体メモリが使用される。なお、記録の追加、書き換えができるものであれば半導体メモリに特定されるものではなく、磁気記録媒体その他でも可能である。

流量計測手段４は超音波方式のものを使用しているが、他にフルディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であればどうのような方式のものでもよい。

先ず、超音波方式の流量計測手段４の具体例を図２をもとに説明する。

矩形断面をもつ計測流路１１の相対向する路壁の上流側と下流側には一対の超音波送受信器１２，１３が配置してあって、それらの超音波伝播経路が計測流路１１を流動するガス流を斜めに横切るごとく設定してある。超音波送受信器１２，１３は交互に超音波を送受信させるもので、ガス流れに対して順方向と逆方向に超音波の伝搬が行なわれる。

つまり、超音波送受信器１２，１３間の距離、すなわち測定距離をL、ガス流れに対しての超音波伝播経路の角度をφ、超音波送受信器１２，１３の上流から下流への超音波伝播時間をｔ１、下流から上流への超音波伝播時間をｔ２、音速をC、流速Vとしたとき、
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ(１／ｔ１−１／ｔ２)
の関係となり、これにもとづきガス流量が求められる。

計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できる。ガス器具により起動や制御により変化する時間が器具ごとに異なるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある。

また、計測時間を従来の膜式方式と同等の計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、アルゴリズムの流量変化の差分を見て判断することが困難になり、そのため、本実施の形態では２秒間隔の計測を行っている。なお更に時間間隔を小さくすることは可能である。

次に、ガス器具の動作状態の判別手順について図３をもとに説明する。

流量計測では上記した様に２秒間隔毎にガス流量を計測し（ステップ１）、そのデータを演算手段７に送り流量値を微分して２秒毎の流量の差分データとして出力している（ステップ２）。

この差分データは逐次判定手段９に送られ、記憶手段８に登録されている比較判定の差分判定値との比較を行っている（ステップ３）。差分値が差分判定値を超えた場合（ステップ４）、ガス器具が起動した判断する(ステップ５)。

図４に実際のガス器具使用時のガス流量の変化と差分値の変化を示す。実線が流量計測手段４により測定されたガスの流量値、破線がそのときの微分値であり、すなわち、２秒毎の差分値を示す。ガス器具の起動時には差分値はプラス側にピークを持って表現され、停止時にはマイナス側にピークをもって表現される。

図５は具体的なガス器具の接続状況を示し、ガス使用状態識別装置１の下流側には調理に用いられるガスコンロ１４と、ガス燃焼熱を熱源とするファンヒーター１５と、ガス湯沸かし器１６とそれぞれ接続されている。ガスコンロ１４は調理用、ファンヒーター１５は温風暖房用というように単機能であるが、ガス湯沸かし器１６は給湯用と床暖房用のふたつの機能を有する。

床暖房は床裏側に熱媒体流路を形成したもので、ここを流動する熱媒体をガス湯沸かし器１６で沸かした湯で加熱するようにしたものである。

そして、ガスコンロ１４とファンヒーター１５、およびガス湯沸かし器１６における給湯動作と床暖房動作にあって、それぞれ図４のガス流量の変化と差分値の変化パターンが異なるものとなる。

記憶手段８には予め各差分値、および各ガス器具が同時使用されることを想定した各差分値のそれぞれの合成差分値が登録されている。

したがって、流量計測手段４により測定されたガスの流量微分値と記憶手段８に登録されている差分値との比較にもとづき判定手段９は現在使用されているガス器具を判定し、また、そのガス器具がガス湯沸かし器１６である場合には、それが給湯用か床暖房用か、或いは両方に使われているかまでも判定するものである。

判定手段９による判定は、前記の説明から、使用されているガス器具の判定であるし、併せて用途（ガス湯沸かし器１６の場合）でもあることが明かである。用途に注目した場合に、単機能であるガスコンロ１４は調理用途、ファンヒーター１５は暖房用途ということに特定できるであろう。

本実施の形態ではガス器具と用途、およびそれらを合わせたものを総称して機能と定義した。

また、図６に示すような各機能で使用された全体ガス流量より起動と同様に流量変化を単位時間毎の変化に分け、その変化量がどの機能の変化に相当するかを記憶手段８に登録した各差分値、およびそれぞれの合成差分値と比較して判断し、各ガス量の変化値を積分することで機能別の使用ガス変化を求めたもので、これから図７に示すように機能別のガス使用量を算出することが可能である。

そして、このようにガス使用状態識別装置１で得られた機能別のガス流量データをガス供給元側の管理センターへ取り込むことで、多様なサービスの提供が可能となる。

ガス流量データをガス供給元側の管理センターへ取り込む方法の一つが伝送手段を活用することである。

データ転送方式としては、有線方式、または無線方式などが挙げられる。また、他の方法として、ガス使用状態識別装置１に機能毎のガス使用流量のデータを蓄積しておき、これを現地で携帯読取手段で読取り、その後そのデータをガス供給元側のホストコンピュータに入力するものでもよい。

提供しうるサービスの例として、一つに新たなガス料金体系として、ガス消費の拡大を目的に特定のガス器具とか特定の用途に割引制度を適用することが考えられ、ガス供給元の経営戦略上の選択肢を拡大することができるものである。

以上のように、本発明にかかわるガス使用状態識別装置は、使用されているガス器具の判別だけでなく使用用途までも判別できるものであり、ガス供給元の経営戦略上での選択肢を拡大できるものである。

本発明の実施の形態におけるガス使用状態識別装置の構成図 本発明の実施の形態における流量計測手段の構成図 本発明の実施の形態における判別動作の流れ図 本発明の実施の形態におけるガス器具流量波形の図 本発明の実施の形態におけるガス供給系統図 本発明の実施の形態におけるガス消費パターン図 本発明の実施の形態における機能判別後の各消費ガス量の説明図 従来のガス消費形態を示す説明図

符号の説明

１ ガス使用状態識別装置
２ガス供給管
４ 流量計測手段
７ 演算手段
８ 記憶手段
９ 判定手段

Claims (9)

1. 家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値の差分値を求める演算手段と、機能別差分判定値が登録された記憶手段と、前記演算手段により算出された差分値と記憶手段内に登録された機能別差分判定値と比較して機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したガス使用状態識別装置。
2. 判定手段は、ガス使用用途で機能を判定するようにした請求項１記載のガス使用状態識別装置。
3. 判定手段は、ガス使用器具で機能を判定するようにした請求項１記載のガス使用状態識別装置。
4. 判定手段は、ガス使用器具およびガス使用用途で機能を判定するようにした請求項１記載のガス使用状態識別装置。
5. 判定手段は、ガス使用器具がガス湯沸かし器であり、その用途が給湯用か、或いは暖房用かを判定する請求項４記載のガス使用状態識別装置。
6. 流量計測手段は超音波計測装置よりなる請求項１記載のガス使用状態識別装置。
7. 各判別した機能別のガス流量変化分の積分値を算出して機能毎のガス使用流量を求めるようにした請求項１〜５いずれか１項記載のガス使用状態識別装置。
8. 請求項７記載のガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータをガス供給元側に伝送手段を介して伝送するようにしたガス供給管理システム。
9. 請求項７記載のガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータを携帯読取手段で読取り、ガス供給元側のホストコンピュータに集積するようにしたガス供給管理システム。
   

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