JP2009109434A

JP2009109434A - 給湯ガス使用量診断システム及び流量センサ

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Publication number: JP2009109434A
Application number: JP2007284319A
Authority: JP
Inventors: Akio Kaneshige; 昭雄兼重
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2007-10-31
Filing date: 2007-10-31
Publication date: 2009-05-21
Anticipated expiration: 2027-10-31
Also published as: JP5219460B2

Abstract

【課題】既設のガス給湯器の蛇口にアダプタとして流量計を備えると共に、給湯の温度を計測してガス給湯器が消費するガス使用量を演算により求めることにより、配管を変更することなく正確なガス使用量を測定可能とした給湯ガス使用量診断システムを提供する。
【解決手段】この給湯ガス使用量診断システム５０は、ガス給湯器４に給水する水の温度を検知する給水温度センサ３と、ガス給湯器４により給湯される湯温度を検知する給湯温度センサ５と、ガス給湯器４からの給湯量を検知する流量センサ１０と、給水温度センサ３が検知した給水温度データ１０、給湯温度センサ５が検知した給湯温度データ１１、流量センサ１０が検知した流量データ１２及びガスメータ７から取得された総ガス使用量データ１３に基づいてガス給湯器４が使用したガス使用量を演算する制御部９と、を備えて構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、給湯ガス使用量診断システム及び流量センサに関し、さらに詳しくは、既設のガス給湯器が消費するガス使用量を給湯温度と給湯量に基づいて演算して算出する給湯ガス使用量診断システム及び流量センサに関するものである。

近年、省エネルギと安全性の観点から、厨房や風呂に設置される給湯器、調理器等のガス器具を電気設備に変更する家庭が増加している。この一つの要因として、高齢化社会の到来により老夫婦が二人で、或いは老人が一人で生活する形態が増加し、それに伴ってガスの消し忘れ、ガス漏れ等による火災、中毒等の事故が増加していることが挙げられる。
電力会社では、このような事故発生の危険性が少ないＩＨタイプの厨房設備を顧客にアピールしている。ＩＨタイプの厨房設備の一般家庭への普及は比較的スムーズに行われているが、ガスを大量に使用するスーパーマーケットの惣菜部門、食品を調理する店舗及び学校給食を調理する中型、大型厨房、レストラン等にはまだ普及が進んでいないのが現状である。
これは加熱効率、燃料コスト等の点で電気がガスに勝っている事実が周知されていないという事実に基づいている。即ち、現実には、給湯設備を含む調理器具を電化することによるコストメリットはガスに比べて優れているにも拘わらず、個々の厨房において現実に数値として電気の優位性を示さない限り、担当者に理解されない現実が電化の普及を妨げる大きな要因となっている。特に、ガス調理器と異なり、ガス給湯器によるガス使用量を数値として算出することが難しかったため、電気給湯器による電気使用量と比較対照して、電気の優位性を需用者に知らしめることができなかった。

そこで、電力会社としては電気の優位性を需用者に知らしめるために、既設のガス厨房設備で使用されるガス給湯器のガス使用量を正確に把握して、同じ給湯量を得るためにはガスより電気の方が安く実現できることをアピールする必要がある。現状ではガス給湯器の給湯量を計測する際に超音波流量計により計測しているが、配管の径及び形状から超音波流量計の設置が難しく且つ正確な計測が困難であるといった問題がある。また、既設のガスメータから給湯器が使用したガス使用量は、給湯温度や流量により大幅に変動するため、正確に把握できないといった問題がある。また、流量を計測するために流量計を配管に形成した切り込み部に取り付ける場合には水道局の申請許可が必要であるが、現状では食品を扱う箇所での異物混入の可能性があるために許可を受けることが難しい。

この流量を検知する従来技術として特許文献１には、流量計測処理部が配管の内部に配置したピトー管により圧力データを取得し、また、温度計測処理部が配管の内部に配置した温度センサにより温度データを取得し、流量計測処理部は、ＬＯＮネットワークを介して温度データを取得し、この温度データおよび圧力データを用いて正確な流量データを算出する流量計測システムについて開示されている。
また、特許文献２には、取鍋に給湯される溶湯が、所定量に達したことをレーザセンサの出力値で判断する給湯量検出方法について開示されている。
特開２００３−２４０６１６公報特開２００２−２７３５６３公報

しかし、特許文献１に開示されている従来技術は、圧力をピトー管により検出して流量に変換する演算処理が複雑であるといった問題がある。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、レーザセンサにより予め設けた基準面の溶湯を常時監視して、溶湯が基準値を超えたときに所定量に達したと判断するため、汎用的な設備にこの技術を応用できないといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑み、既設のガス給湯器の蛇口にアダプタとして流量計を備えると共に、給湯の温度を計測して給湯器が消費するガス使用量を演算により求めることにより、配管を変更することなく正確なガス使用量を測定可能とした給湯ガス使用量診断システムを提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、ガス設備内に備えられたガス給湯器による給湯時のガス使用量を診断する給湯ガス使用量診断システムであって、前記ガス給湯器に給水する前の水の温度を検知する給水温度センサと、前記ガス給湯器により給湯された湯温度を検知する給湯温度センサと、前記ガス給湯器からの給湯量を検知する流量センサと、前記ガス設備が使用する総ガス使用量を計量するガスメータと、前記給水温度センサが検知した給水温度データ、前記給湯温度センサが検知した給湯温度データ、前記流量センサが検知した流量データ及び前記ガスメータが計測した総ガス使用量データに基づいて前記ガス給湯器のガス使用量を演算する制御部と、を備えたことを特徴とする。
既設のガス設備に備えられているガスメータは、給湯器とその他のガス設備で使用された総ガス使用量を計量する。従って、ガスメータの計量値だけから給湯器が使用したガス使用量を推定することは困難である。そこで本発明では、給湯器が給湯した熱量を給水温度と給湯温度の差から割り出すと共に、給湯量を流量センサにより検知して、制御部がそれらのデータに基づいて演算して給湯器が使用したガス使用量を求めるものである。

請求項２は、前記制御部は、前記流量センサが動作したことを検知すると、該流量センサから得た流量データＱ１を記憶すると共に、前記給湯温度センサが検知した給湯温度データと前記給水温度センサが検知した給水温度データとの温度差Ｔを演算し、前記流量センサが動作を停止したときに、前記流量データＱ１、前記温度差Ｔ及び現時点での前記ガスメータにより得られた総ガス使用量のデータに基づいて前記ガス給湯器が使用したガス使用量を演算することを特徴とする。
本発明の制御部がガス使用量を求める具体的な動作は、流量センサが動作を開始したときから始まる。即ち、流量センサが動作を開始することは、給湯が行われたことを意味するので、流量センサから出力される流量データＱ１を記憶し、それと同時に給湯器から供給される給湯水の温度がどれくらいかを計算する。その計算は給水温度と給湯温度の差を計算することにより容易に得られる。制御部は給湯器からの流量と温度差に基づいてガス使用量を計算するものである。
請求項３は、前記制御部は、給湯ガス使用量をＧ、ガス発熱量をＱ２、前記給湯器の効率をＰとしたとき、前記給湯ガス使用量ＧをＧ＝｛（Ｑ１×Ｔ）／Ｑ２｝×Ｐにより求めることを特徴とする。
制御部が実際に給湯量と温度差から給湯器のガス使用量を計算するための計算式は、給湯ガス使用量をＧ、ガス発熱量をＱ２、給湯器の効率をＰとしたとき、給湯ガス使用量Ｇは、Ｇ＝｛（Ｑ１×Ｔ）／Ｑ２｝×Ｐにより求めることができる。

請求項４は、前記制御部は、演算した給湯ガス使用量Ｇと前記ガスメータにより得られた総ガス使用量とを比較して当該給湯ガス使用量Ｇの値を補正することを特徴とする。
制御部は演算により求めた給湯ガス使用量Ｇが間違っていないかを確認するため、実際の総ガス使用量と比較する。即ち、総ガス使用量より給湯ガス使用量Ｇが大きくなることはあり得ないので、まずこの関係が保たれているかを確認する。即ち、計測誤差については同一計測方式において常に一定量の誤差が生じていると仮定して、推移係数を用いて演算補正する。
請求項５は、前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する大径の共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通し且つ該ケーシングの中心部に位置する最小径の中心流路と、該中心流路の外径側に同心状に配置された環状隔壁によって画成された外側流路と、該環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記外側流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明の流量センサは、基本的にアダプタタイプで構成されるため、蛇口に対して着脱可能な構成である。そして、各流路の流量に比例して水の径が変化するように複数の流路を同心状に形成して備え、各流路に水圧の変化に応じて開閉する弁を備えたものである。

請求項６は、前記流量センサは、前記外側流路の更に外径側に同心状に配置された他の環状隔壁によって画成された他の外側流路と、他の環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の外側流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の外側流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は、更に多くの流路を同心状に形成することにより、より詳細に水量を径の変化として捉えることができる。
請求項７は、前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通する第１の流路と、該第１の流路との間を隔壁によって仕切られた第２の流路と、該隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は、ケーシング内に共通流路の下流端と常時連通する第１の流路と、この第１の流路を隔壁によって画成された第２の流路とを備えたものである。

請求項８は、前記流量センサは、前記第２の流路との間を他の隔壁によって仕切られた他の流路と、前記他の隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は、複数の流路を形成することにより、より詳細に水量を径の変化として捉えることができる。ここで、他の流路とは第３、第４の流路、以降の他の流路も有り得ることを意味している。
請求項９は、前記各弁のうち、外径側に位置する弁ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されていることを特徴とする。
本発明の流量センサに備えられた弁は、水圧の変化に応じて開閉するように構成し、ケーシングの同心状の外側にある弁ほど弁を開放させるのに要する水圧を強くなるように構成している。これにより、流量（水圧）が多いほど水柱の径が太くなるように動作する。

請求項１０は、前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に備えられたケーシングであって、該ケーシングから供給される給湯水により回転する回転体と、該回転体の回転数を検知する回転計と、を備えたことを特徴とする。
流量はケーシングから供給される給湯水の速度にほぼ比例する。そこで本発明では、ケーシングの内部又は出口に回転体を備え、その回転体の軸に回転計を備えてケーシングから供給される給湯水の速度（流量）を測定するものである。
請求項１１は、給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する大径の共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通し且つ該ケーシングの中心部に位置する最小径の中心流路と、該中心流路の外径側に同心状に配置された環状隔壁によって画成された外側流路と、該環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記外側流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項７と同様の作用効果を奏する。

請求項１２は、前記外側流路の更に外径側に同心状に配置された他の環状隔壁によって画成された他の外側流路と、他の環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の外側流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の外側流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項８と同様の作用効果を奏する。
請求項１３は、給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通する第１の流路と、該第１の流路との間を隔壁によって仕切られた第２の流路と、該隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項７と同様の作用効果を奏する。

請求項１４は、前記第２の流路との間を他の隔壁によって仕切られた他の流路と、前記他の隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項８と同様の作用効果を奏する。
請求項１５は、前記各弁のうち、外径側に位置する弁ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されていることを特徴とする。
本発明は請求項９と同様の作用効果を奏する。
請求項１６は、給湯器の蛇口に備えられたケーシングであって、該ケーシングから供給される給湯水により回転する回転体と、該回転体の回転数を検知する回転計と、を備えたことを特徴とする。
本発明は請求項１０と同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、制御部は、流量センサが動作したことを検知すると、この流量センサから出力される流量データＱ１を記憶すると共に、給湯温度センサが検知した給湯温度データと給水温度センサが検知した給水温度データの温度差Ｔを演算し、流量センサが動作を停止したときに、流量データＱ１、温度差Ｔ及び現時点でのガスメータにより得られた総ガス使用量のデータに基づいてガス給湯器が使用したガス使用量を演算するので、給湯器が使用したガス使用量を正確に、且つ簡単に求めることができる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の一実施形態に係る給湯ガス使用量診断システムの構成図である。この給湯ガス使用量診断システム５０は、ガス給湯器４に給水する水の温度を検知する給水温度センサ３と、ガス給湯器４により給湯される湯温度を検知する給湯温度センサ５と、ガス給湯器４からの給湯量を検知する流量センサ１０と、給水温度センサ３が検知した給水温度データ１４、給湯温度センサ５が検知した給湯温度データ１１、流量センサ１０が検知した流量データ１２及び全てのガス設備が使用する総ガス使用量を計量するガスメータ７から取得された総ガス使用量データ１３に基づいてガス給湯器４が使用したガス使用量を演算する制御部９と、を備えて構成されている。
そして流量センサ１０は本実施形態では蛇口８に対して着脱可能に取り付けられている。また、ガス給湯器４に給水する水は、水道管１と直結され、バルブ２を開放することにより供給される。またガスメータ７はガス管６に直結され、ガス給湯器４の他に図示しない他のガス設備のガス使用量も併せて計量することができる。そして計量したデータがデジタル値により出力される構成である。また、給水温度センサ３及び給湯温度センサ５は、例えば、サーミスタや熱電対等で構成され、温度により抵抗値や起電力が変化するものであり、それらの温度データを制御部９に入力することにより、デジタル値に変換される。また、流量センサ１０は、単位時間当たりの流量が検出できる手段であればどのような構成でも構わない（詳細は後述する）。また、制御部９は、ＣＰＵとメモリにより構成され、メモリ（ＲＯＭ）に記憶されたプログラムに従って動作する。或いはＣＰＵを使用しないでハードウェアにより構成しても構わない。

図１のように、既設のガス設備に備えられているガスメータ７は、ガス給湯器４とその他のガス設備で使用された総ガス使用量を計量する。従って、ガスメータ７の計量値だけに基づいてガス給湯器４が使用したガス使用量を測定することは困難である。そこで本実施形態では、ガス給湯器４が給湯した熱量を給水温度データ１４と給湯温度データ１１の差から割り出すと共に、給湯量を流量センサ１０により検知して、制御部９がそれらのデータに基づいて演算してガス給湯器４が使用したガス使用量を求めるものである。
従って、制御部９は、流量センサ１０が動作したことを検知すると、この流量センサ１０から出力される流量データＱ１を記憶すると共に、給湯温度センサ５が検知した給湯温度データ１１と給水温度センサ３が検知した給水温度データ１４の温度差Ｔを演算し、流量センサ１０が動作を停止したときに、流量データＱ１、温度差Ｔ及び現時点でのガスメータ７により得られた総ガス使用量データ１３に基づいてガス給湯器４が使用したガス使用量を演算するものである。

このように、本実施形態の制御部９がガス使用量を求める具体的な動作は、流量センサ１０が動作を開始したときから始まる。即ち、流量センサ１０が動作を開始することは、蛇口８の栓を開放して給湯が行われたことであるので、流量センサ１０から出力される流量データ１２（Ｑ１）を計数し、それと同時にガス給湯器４から供給される給湯水の温度がどれくらいかを計算する。その計算は給水温度データ１４と給湯温度データの差を計算することにより容易に得られる。
即ち、給湯ガス使用量をＧ、ガス発熱量をＱ２、ガス給湯器４の効率をＰとしたとき、給湯ガス使用量Ｇは、下記（１）式により求めることができる。
Ｇ＝｛（Ｑ１×Ｔ）／Ｑ２｝×Ｐ・・・（１）
また、制御部９は演算により求めた給湯ガス使用量Ｇが間違っていないかを確認するため、実際の総ガス使用量データ１３と比較する。即ち、総ガス使用量１３より給湯ガス使用量Ｇが大きくなることはあり得ないので、まずこの関係が保たれているかを確認する。即ち、計測誤差については同一計測方式において常に一定量の誤差が生じていると仮定して、推移係数を用いて演算補正する。

図２は本発明の一実施形態に係る給湯ガス使用量診断システムの動作を説明するフローチャートである。図１を参照して説明する。
まず制御部９は、流量センサ１０を常に監視し、流量センサ１０が動作したか否かを監視する（Ｓ１）。蛇口８が開放されて流量センサ１０が動作すると（Ｓ１でＹＥＳのルート）、流量データ１２の例えばパルス数を計測する（Ｓ２）。その動作を継続しながら、給水温度センサ３から出力される給水温度データ１０を計測し（Ｓ３）、続いて給湯温度センサ５から出力される給湯温度データ１１を計測する（Ｓ４）。これらのデータは制御部９内のメモリに一旦記憶される。次に、メモリに記憶した給湯温度データ１１と給水温度データ１４の差を計算してその結果をメモリに記憶する（Ｓ６）。このとき温度差は、蛇口の開放量や火力により異なるので、制御部９は温度が所定の範囲を超えて変化した場合に限って新たに記憶するようにして、温度と継続時間を対応付けて記憶する。次に、流量センサ１０が停止したか否かを監視し（Ｓ７）、動作のままである場合は（Ｓ７でＮＯのルート）、ステップＳ２に戻って継続する。一方、ステップＳ７で流量センサ１０が停止した場合（Ｓ７でＹＥＳのルート）、ステップＳ２で継続して計測した動作を停止して総流量を計算する（Ｓ８）。そして、メモリに記憶した温度差データと継続時間から平均的な温度差データを割り出し、この温度差データと総流量に基づいて、前述した（１）式により給湯ガス使用量Ｇを計算する（Ｓ９）。次に、計算した給湯ガス使用量Ｇが正しいか否かを検証するために、総ガス使用量データ１３と計算した給湯ガス使用量Ｇを比較し、総ガス使用量より給湯ガス使用量Ｇが大きくなることは絶対無いので、まずこの関係が保たれているかを確認し、次に、過去のデータから大幅に異なっているかを確認する。もし、大きく異なっていた場合は、所定の係数により補正する（Ｓ１０）。
尚、ガスメータ７がデジタルデータを出力する構成でない場合は、目視により検針して確認しても良い。

図３は本発明の第１の実施形態に係る流量センサの構成を示す図である。図３（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ視図、（ｃ）は（ａ）のＡ視図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この流量センサ２０は、ガス給湯器４の蛇口８に接続される筒状体（ケーシング）２０ａと、筒状体２０ａ内の上流側に位置する大径の共通流路２１と、共通流路２１の下流端と常時連通し且つ筒状体２０ａの中心部に位置する最小径の中心流路２６と、中心流路２６の外径側に同心円状に配置された環状隔壁２６ａ、２６ｂによって画成された外側流路２５、２４と、環状隔壁２６ａ、２６ｂの上流側端部と筒状体内壁との間を仕切る遮蔽板３６と、遮蔽板３６に貫通形成されて共通流路２１と外側流路２５、２４とを連通させる連通孔３７、３８と、この連通孔３７、３８を共通流路２１内の水圧の変化に応じて開閉する弁２３、２２と、各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサ２７、２８、２９と、を備えて構成されている。そして本実施形態ではセンサ２７、２８、２９は対向型の光センサであり、発光素子２７ａ、２８ａ、２９ａと受光素子２７ｂ、２８ｂ、２９ｂを備えて構成される。尚、本実施形態では流路が３つの場合について説明したが、２以上であればいくつでも構わない。また、筒状体２０ａの形状が同心円の場合について説明したが、同心状であれば形状は円に限定されるものではなく、矩形でも構わない。

本実施形態の流量センサ２０は、基本的にアダプタタイプで構成されるため、蛇口８に備えられた筒状体（ケーシング）２０ａである。そして、流量に比例して水の径が変化するように複数の流路２４、２５、２６を備え、流路２４、２５に備えられ水圧の変化に応じて開閉する弁２２、２３を備えたものである。即ち、本実施形態の流量センサ２０に備えられた各弁２２、２３は、水圧の変化に応じて開閉するように構成し、筒状体の外径側に位置する弁２２ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されている。これにより、流量（水圧）が多いほど水柱の径が太くなるように動作する。図３（ｄ）（ｅ）（ｆ）は夫々水圧Ｐ（流量）が異なる場合の各弁の動作を説明する図である。図３（ｄ）は最も弱い水圧Ｐ１の場合であり、この場合は、弁２２、２３は閉じたままで、流路２６にのみ給湯水が流れる。このときはセンサ２７だけが動作して流量が最も少ないことを検知することができる。図３（ｅ）は中間の水圧Ｐ２の場合であり、この場合は、弁２３は閉じたままで、弁２２が開放して流路２５と２６に給湯水が流れる。このときはセンサ２７と２８が動作して流量が中間であることを検知することができる。図３（ｆ）は最も強い水圧Ｐ３の場合であり、この場合は、弁２２、２３が開放して、流路２４、２５、２６の全てに給湯水が流れる。このときはセンサ２７、２８、２９の全てが動作して流量が最も多いことを検知することができる。即ち、水圧の関係はＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３となる。尚、本実施形態では、３つの流路を設けたが、これより多くても少なくても構わない。

図４は本発明の第２の実施形態に係る流量センサの構成を示す図である。この流量センサ６０は、ガス給湯器４の蛇口８に接続される筒状体（ケーシング）６０ａと、この筒状体６０ａ内の上流側に位置する共通流路６１と、共通流路６１の下流端と常時連通する第１の流路６２と、第１の流路６２との間を隔壁７０によって仕切られた第２の流路６３と、第２の流路６３との間を隔壁７３によって仕切られた第３の流路６４と、各隔壁７０、７３の上流側端部と筒状体内壁との間を仕切る遮蔽板７２と、この遮蔽板７２に貫通形成されて共通流路６１と第２の流路６３とを連通させる連通孔７１と、連通孔７１を共通流路６１内の水圧の変化に応じて開閉する弁６６と、遮蔽板７２に貫通形成されて共通流路６１と第３の流路６４とを連通させる連通孔７４と、連通孔７４を共通流路６１内の水圧の変化に応じて開閉する弁６５と、各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサ６７、６８、６９と、を備えて構成されている。尚、本実施形態では流路が３の場合について説明したが、２以上であればいくつでも構わない。また、本実施形態の流量センサ６０の動作は、基本的に第１の実施形態と同様であるので、説明は省略する。

図５は本発明の第３の実施形態に係る流量センサの構成を示す図である。図５（ａ）は内部透視図、（ｂ）は回転動作を説明する模式図である。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。この流量センサ４０は、ガス給湯器４の蛇口８に備えられた筒状体（ケーシング）３０であって、この筒状体３０を流れる流体により回転する回転体３２と、回転体３２の軸３１の回転数を検知する回転計３３と、を備えて構成されている。
即ち、流量は筒状体３０から供給される流体の速度にほぼ比例する。そこで本実施形態では、筒状体３０の内部に回転体３２を備え、その回転体３２の軸３１に回転計を備えて筒状体３０から供給される流体の速度（流量）を測定するものである。尚、本実施形態では、回転体３２を筒状体３０の内部に備えたが、筒状体３０の出口に備えても構わない。

以上の通り本発明によれば、制御部９は、流量センサ１０が動作したことを検知すると、この流量センサ１０から出力される流量データ１２（Ｑ１）を記憶すると共に、給湯温度センサ５が検知した給湯温度データ１１と給水温度センサ３が検知した給水温度データ１４の温度差Ｔを演算し、流量センサ１０が動作を停止したときに、流量データＱ１、温度差Ｔ及び現時点でのガスメータ７により得られた総ガス使用量データ１３に基づいてガス給湯器４が使用したガス使用量を演算するので、ガス給湯器４が使用したガス使用量を正確に、且つ簡単に求めることができる。
また、制御部９は、給湯ガス使用量をＧ、ガス発熱量をＱ２、給湯器の効率をＰとしたとき、給湯ガス使用量ＧをＧ＝｛（Ｑ１×Ｔ）／Ｑ２｝×Ｐにより求めるので、ガス給湯器の種類が変わった場合でも、同じように給湯ガス使用量を求めることができる。
また、制御部９は、求めた給湯ガス使用量Ｇとガスメータ７により得られた総ガス使用量とを比較して当該給湯ガス使用量Ｇの値を補正するので、更に正確なデータを得ることができる。

また、流量センサ２０は、ガス給湯器４の蛇口８に備えられた筒状体であって、この筒状体の中心軸に対して同心円状に形成された複数の流路２４、２５、２６と、各流路に備えられ水圧の変化に応じて開閉する弁２２、２３と、各流路を流れる給湯水を検知するセンサ２７、２８、２９と、を備えたので、流量の検知を流路に流れる給湯水の有無により検知でき、構成を簡略化することができる。
また、各弁のうち、外径側に位置する弁２２ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されているので、流量に比例して流路の幅を広くすることができる。
また、流量センサ４０は、ガス給湯器４の蛇口８に備えられた筒状体であって、この筒状体を流れる給湯水により回転する回転体３２と、この回転体３２の回転数を検知する回転計３３と、を備えたので、回転計３３の回転速度を検知するだけで給湯水の流量を検知することができる。

本発明の一実施形態に係る給湯ガス使用量診断システムの構成図である。本発明の一実施形態に係る給湯ガス使用量診断システムの動作を説明するフローチャートである。本発明の第１の実施形態に係る流量センサの構成を示す図であり、（ａ）は側断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ視図、（ｃ）は（ａ）のＡ視図、（ｄ）（ｅ）（ｆ）は夫々水圧Ｐ（流量）が異なる場合の各弁の動作を説明する図である。本発明の第２の実施形態に係る流量センサの構成を示す図である。本発明の第２の実施形態に係る流量センサの構成を示す図であり、（ａ）は内部透視図、（ｂ）は回転動作を説明する模式図である。

符号の説明

１水道管、２バルブ、３給水温度センサ、４ガス給湯器、５給湯温度センサ、６ガス管、７ガスメータ、８蛇口、９制御部、１０流量センサ、１１給湯温度データ、１２流量データ、１３総ガス使用量データ、１４給水温度データ、５０給湯ガス使用量診断システム

Claims

ガス設備内に備えられたガス給湯器による給湯時のガス使用量を診断する給湯ガス使用量診断システムであって、
前記ガス給湯器に給水する前の水の温度を検知する給水温度センサと、
前記ガス給湯器により給湯された湯温度を検知する給湯温度センサと、
前記ガス給湯器からの給湯量を検知する流量センサと、
前記ガス設備が使用する総ガス使用量を計量するガスメータと、
前記給水温度センサが検知した給水温度データ、前記給湯温度センサが検知した給湯温度データ、前記流量センサが検知した流量データ及び前記ガスメータが計測した総ガス使用量データに基づいて前記ガス給湯器のガス使用量を演算する制御部と、
を備えたことを特徴とする給湯ガス使用量診断システム。
前記制御部は、前記流量センサが動作したことを検知すると、該流量センサから得た流量データＱ１を記憶すると共に、前記給湯温度センサが検知した給湯温度データと前記給水温度センサが検知した給水温度データとの温度差Ｔを演算し、前記流量センサが動作を停止したときに、前記流量データＱ１、前記温度差Ｔ及び現時点での前記ガスメータにより得られた総ガス使用量のデータに基づいて前記ガス給湯器が使用したガス使用量を演算することを特徴とする請求項１に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記制御部は、給湯ガス使用量をＧ、ガス発熱量をＱ２、前記給湯器の効率をＰとしたとき、前記給湯ガス使用量ＧをＧ＝｛（Ｑ１×Ｔ）／Ｑ２｝×Ｐにより求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記制御部は、演算した給湯ガス使用量Ｇと前記ガスメータにより得られた総ガス使用量とを比較して当該給湯ガス使用量Ｇの値を補正することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する大径の共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通し且つ該ケーシングの中心部に位置する最小径の中心流路と、該中心流路の外径側に同心状に配置された環状隔壁によって画成された外側流路と、該環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記外側流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記流量センサは、前記外側流路の更に外径側に同心状に配置された他の環状隔壁によって画成された他の外側流路と、他の環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の外側流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の外側流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする請求項５に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通する第１の流路と、該第１の流路との間を隔壁によって仕切られた第２の流路と、該隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記流量センサは、前記第２の流路との間を他の隔壁によって仕切られた他の流路と、前記他の隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記各弁のうち、外径側に位置する弁ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されていることを特徴とする請求項６又は８に記載の給湯ガス使用量診断システム。
前記流量センサは、前記給湯器の蛇口に備えられたケーシングであって、該ケーシングから供給される給湯水により回転する回転体と、該回転体の回転数を検知する回転計と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の給湯ガス使用量診断システム。
給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する大径の共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通し且つ該ケーシングの中心部に位置する最小径の中心流路と、該中心流路の外径側に同心状に配置された環状隔壁によって画成された外側流路と、該環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記外側流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする流量センサ。
前記外側流路の更に外径側に同心状に配置された他の環状隔壁によって画成された他の外側流路と、他の環状隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の外側流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の外側流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする請求項１１に記載の流量センサ。
給湯器の蛇口に接続されるケーシングと、該ケーシング内の上流側に位置する共通流路と、該共通流路の下流端と常時連通する第１の流路と、該第１の流路との間を隔壁によって仕切られた第２の流路と、該隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る遮蔽板と、該遮蔽板に貫通形成されて前記共通流路と前記第２の流路とを連通させる連通孔と、該連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する弁と、前記各流路から流出する給湯水の有無を夫々個別に検知するセンサと、を備えたことを特徴とする流量センサ。
前記第２の流路との間を他の隔壁によって仕切られた他の流路と、前記他の隔壁の上流側端部と前記ケーシング内壁との間を仕切る前記遮蔽板と、を備え、該遮蔽板に設けられて前記共通流路と該他の流路とを連通させる他の連通孔と、該他の連通孔を該共通流路内の水圧の変化に応じて開閉する他の弁と、前記他の流路から流出する給湯水の有無を検知する他のセンサと、を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の流量センサ。
前記各弁のうち、外径側に位置する弁ほど、弁を開放させるのに要する水圧が強くなるように構成されていることを特徴とする請求項１２又は１４に記載の流量センサ。
給湯器の蛇口に備えられたケーシングであって、該ケーシングから供給される給湯水により回転する回転体と、該回転体の回転数を検知する回転計と、を備えたことを特徴とする流量センサ。