JP4665641B2 - 流量計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、流路に接続された器具を判別して器具別の使用流量を計測する器具判別手段を備えた流量計測装置に関し、特に未知の機器を新機器として登録する場合に関するものである。

従来、この種の流量計測装置は、図１６に示すように、ガス流路に流れるガス流量を計測するガス流量計測手段１０１と、この計測結果より流量の増加を検出する流量増加検出手段１０２と、この流量増加に伴うガス流量の瞬時増減変化を検出する流量増減検出手段
１０３と、前記瞬時増減変化検出時に新たなガス燃焼器具の使用開始を判定する器具判定手段１０４と、前記流量増加検出手段で検出されたガス流量の増加分を、前記新たなガス燃焼器具の使用開始に伴うガス流量の増加分として登録する流量登録手段１０５とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。

上記構成によって、ガス燃焼器具の使用を開始した場合にガス流量は瞬時に増減変化して安定したガス流量になる事に着目し、増減変化を判定時にガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法でガス燃焼器具の使用開始を判定し、ガス燃焼器具の使用によるガス増加分を登録することができ、また流量の減少変化に基づいて使用停止を判定するものである。
特開２００２−１７４５４２号公報

しかしながら、前記従来の構成では、ひとつの器具の使用開始と使用停止を判定することしかできず、その器具が使用したガス流量を計測することはできないし、２台の器具が使用されたときには判別が困難で、かつそれぞれの器具の使用流量は到底計測することができないという課題があった。また、未知の機器が動作した場合にも対処できないという課題もあった。

本発明の流量計測装置は、前記従来の課題を解決するもので、使用機器を特定するとともに、未知の新たな機器に対しても新機器流量情報記憶手段を有しているので、対処することができる。

前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で計測した流量値と時間情報の少なくともいずれかを記憶する流量情報記憶手段と、登録機器の流量情報を記憶する登録機器流量情報記憶手段と、動作している機器の流量情報を記憶する動作機器流量情報記憶手段と、前記流量情報記憶手段に記憶されている流量情報と前記登録機器流量情報記憶手段に記憶されている流量情報とから動作機器を特定する機器特定手段とを備え、更に前記機器特定手段で動作機器を特定できない場合に流量情報を記憶する新機器流量情報記憶手段を備えた構成である。

この構成により、記憶された流量値と時間情報を基に使用された機器を特定するとともに機器が使用した流量を算出することが可能である。また、未知の機器に対しても新機器流量情報記憶手段を有しているので、対処することができる。

本発明の流量計測装置は、使用された機器を特定するとともに、特定した機器の使用積算流量を算出することができる。また、未知の新たな機器に対しても新機器流量記憶手段を有しているので対処することができる。

第１の発明は、流路に流れる流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で計測した流量値と時間情報を記憶する流量情報記憶手段と、既に登録されている機器の流量情報を記憶する登録機器流量情報記憶手段と、前記流量情報記憶手段に記憶されている流量情報と前記登録機器流量情報記憶手段に記憶されている流量情報とを比較して動作機器を特定する機器特定手段とを備え、
前記流量情報記憶手段と、前記登録機器流量情報記憶手段は、前記流量計測手段が計測し
た流量から得られる流量と変化流量値を軸とするグラフの軌跡を流量情報として記憶するもので、機器の特徴をより精度よく把握できるので、機器特定の精度がより一層向上し、誤った機器を特定することが無くなる。

第２の発明は、特に、第１の発明において、機器特定手段で動作機器が特定された場合に、この特定された動作機器の機器名と、同機器の使用開始・停止時刻および使用積算流量とを記憶する動作機器流量情報記憶手段を備えたもので、機器別の積算流量を簡単に算出することができ、機器別、時間別料金に対応可能とすることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における流量計測装置としてのガスメータのブロック図を示すものである。

図１において、１は流量計測装置を示し、２は流量計測装置１内の流体が流れる流路である。３は流路２に設けられた超音波流量計などからなる流量計測手段を示す。流量計測手段３で計測された流量は、液晶などの表示手段４に積算流量値あるいは瞬時流量値として表示されるとともに、流量情報記憶手段５に、時刻あるいは経過時間、流量あるいは変化流量などとして記憶される。

６は流量計測装置１内に既に登録されている機器の流量情報を記憶する登録機器流量情報記憶手段を示す。機器特定手段７は、流量情報記憶手段５の記憶している流量情報と、登録機器流量情報記憶手段６が記憶している流量情報とを比較し、登録されている機器の内、どの機器が動作したかを特定する。機器特定手段７が動作機器を特定した場合、動作機器流量情報記憶手段８に機器Ａあるいは機器Ｂのように機器名と使用した積算流量値を記憶する。また、動作時刻あるいは経過時間などの情報も記憶する。機器特定手段７が動作機器を特定できなかった場合、新機器流量情報記憶手段９に新しい機器として機器Ｎと使用した積算流量値を記憶する。

なお、１０は流量計測装置１の上流側のガス配管を、１１は下流側のガス配管を示す。下流側のガス配管１１には、各種のガス機器Ａ１２，機器Ｂ１３、機器Ｃ１４および機器Ｄ１５が各１台ずつ接続されている。また、ガス機器Ｅ１６は新たに追加されたガス機器を示し、破線で示すガス配管１７により追加接続される。

このように構成された流量計測装置１について、その動作、作用について説明する。
まず、登録機器流量情報記憶手段６に記憶されている流量情報を示す。

図２に機器Ａ、例えば、ガステ−ブルとした場合の流量情報を示す。図２の横軸は時間を、縦軸は流量計測手段で計測した流量値を示す。実線１８は流量の時間変化を示している。図中のＴｏｎ、Ｔｏｆｆは機器Ａ（ガステ−ブル）が動作、停止した時間を示している。斜線部１９は、流量が急激に増加している部分を示し、この場合、４〜６秒以内に安定流量域に達し、そのまま安定流量を続けている。垂直部分２０は動作停止を示し、瞬時に流量が零になる様子を示している。

図３に、図２に示した時間・流量特性を、横軸に流量値、縦軸に変化流量値とした場合の軌跡を曲線２１として示す。矢印２２は、軌跡の動いて行く方向を示し、横軸（流量値軸）と交差する点２３は安定流量に達したことを示している。図２で説明したように、零点２４から矢印２２に沿って軌跡曲線２１は、４〜６秒以内に安定点２３に到達する。な
お、動作停止時は、安定点２３から破線２５に沿って零点２４へ瞬時に移動する。なお、ガステ−ブルの場合、安定流量値は数百から約５００［Ｌ／ｈ］程度である。

図４に機器Ｂ、例えば、ガスファンヒ−タとした場合の流量情報を示す。図４の横軸は時間を、縦軸は流量計測手段で計測した流量値を示す。実線２６は流量の時間変化を示している。図中のＴｏｎ、Ｔｏｆｆは機器Ｂ（ガスファンヒ−タ）が動作、停止した時間を示している。斜線部２７は、流量が徐々に増加している部分を示し、この場合、十数秒程度要して安定流量域に達し、そのまま安定流量を続けている。垂直部分２８は動作停止を示し、瞬時に流量が零になる様子を示している。

図５に、図４に示した時間・流量特性を、横軸に流量値、縦軸に変化流量値とした場合の軌跡を曲線２９として示す。矢印３０は、軌跡の動いて行く方向を示し、横軸（流量値軸）と交差する点３１は安定流量に達したことを示している。図４で説明したように、零点３３から矢印３０に沿って軌跡曲線２９は、十数秒程度を要して安定点３１に到達する。なお、動作停止時は、安定点３１から破線３２に沿って零点３３へ瞬時に移動する。なお、ガスファンヒ−タの場合、安定流量値は数百から約５００［Ｌ／ｈ］程度である。

図６に機器Ｃ、例えば、ガス給湯機とした場合の流量情報を示す。図６の横軸は時間を、縦軸は流量計測手段で計測した流量値を示す。実線３４は流量の時間変化を示している。図中のＴｏｎ、Ｔｏｆｆは機器Ｃ（ガス給湯機）が動作、停止した時間を示している。斜線部３５は、流量が急激に増加し、その後所定の安定流量に落ち着くまでの立上り状態を示し、この場合、数十秒程度要して安定流量域に達し、そのまま安定流量を続けている。垂直部分３６は動作停止を示し、瞬時に流量が零になる様子を示している。

図７に、図６に示した時間・流量特性を、横軸に流量値、縦軸に変化流量値とした場合の軌跡を曲線３７として示す。矢印３８は、軌跡の動いて行く方向を示し、変化流量が、一度マイナスとなってから横軸（流量値軸）と交差する点３９は安定流量に達したことを示している。図６で説明したように、零点４０から矢印３８に沿って軌跡曲線３７は、数十秒程度を要して安定点３９に到達する。なお、動作停止時は、安定点３９から破線４１に沿って零点４０へ瞬時に移動する。また、立上り時の最大流量値は横軸との交点４２で示される。なお、ガス給湯機の場合、安定流量値は約１２００［Ｌ／ｈ］程度以上である。

図８に機器Ｄ、例えば、ガス給湯機を利用した床暖房機とした場合の流量情報を示す。図８の横軸は時間を、縦軸は流量計測手段で計測した流量値を示す。実線４３は流量の時間変化を示している。図中のＴｏｎ、Ｔｏｆｆは機器Ｄ（床暖房機）が動作、停止した時間を示している。斜線部４４は、流量が徐々に増加し、最大流量４５に達した後、徐々に減少し、所定の安定流量に落ち着くまでの立上り状態を示し、この場合、安定流量に達するまでに十数分程度要した。安定流量に達した後は、そのまま安定流量を続ける。垂直部分４６は動作停止を示し、瞬時に流量が零になる様子を示している。

図９に、図８に示した時間・流量特性を、横軸に流量値、縦軸に変化流量値とした場合の軌跡を曲線４７として示す。矢印４８は、軌跡の動いて行く方向を示す。図８で説明したように、変化流量は、小刻みにプラス流量を繰り返し、最大流量値４９を経て、小刻みにマイナス流量を繰り返した後、横軸（流量値軸）と交差する点５０で示される安定流量に達する。なお、動作停止時は、安定点５０から破線５１に沿って零点５２へ瞬時に移動する。なお、ガス給湯機を利用した床暖房機の場合、安定流量値は約２００［Ｌ／ｈ］程度以上である。また、最大流量値は約１０００［Ｌ／ｈ］であった。

以上、登録機器流量情報記憶手段６に記憶されているガス機器Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（各
一台）の流量情報を示した。ガス機器が使用され、流量計測手段３により、流量の変化が計測されると、機器特定手段７は、登録機器流量情報記憶手段６に記憶されている流量情報と、流量計測手段３により計測され、流量情報記憶手段５に記憶された流量情報とを比較し、使用されたガス機器は、Ａ、ＢＣあるいはＤなどと特定する。この時、流量情報は、時間−流量値、あるいは、流量値−変化流量値、或いは、その両方を用いて使用されたガス機器を特定する。使用されたガス機器を特定した場合、動作機器流量情報記憶手段８に、使用されたと特定したガス機器名、使用開始時刻、使用継続時間、使用された積算流量値、使用停止時刻などを記憶する。

また、例えば、流量計測手段３により流量値が計測され、流量情報記憶手段５に記憶された流量情報が、図１０および図１１に示すように未知の場合には、使用されたガス機器を特定することができないので、新機器流量情報記憶手段９に、ガス機器名を新機器Ｘとして、使用開始時刻、使用継続時間、使用された積算流量値、使用停止時刻などを記憶する。

図１０は未知のガス機器Ｘの流量・時間特性を示し、横軸は時間、縦軸は流量値を示す。５３は流量特性を、５４は立上りを、５５は立上りの最大流量値を、５６は停止時の特性をそれぞれ示す。図１１は未知のガス機器Ｘの変化流量値・流量値特性を示し、横軸は流量値、縦軸は変化流量値を示す。５７は流量特性の軌跡を示し、５８は軌跡の移動方向を示す。５９は立上り時の最大流量値を、６０は安定した時の流量値を示す。また、破線６１は、停止時の軌跡を示し、安定流量値６０から零流量値６２への移動を示している。

このように、新機器Ｘとして新機器流量情報記憶手段９に流量情報が記憶されると、外部への報知手段を有しているので、外部へその旨を報知することができる。

報知手段が、表示手段である場合、流量計測装置１は、表示手段４にその旨を表示する。表示は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレィ）の点灯あるいは点滅、または、ＬＥＤ（発光ダイオ−ド）の点灯あるいは点滅などで表示する。この場合、例えば、検針員などが、新ガス機器Ｘが動作したことを容易に確認することでき、例えば、確認した後、新ガス機器Ｘを登録機器流量情報記憶手段６に記憶させることができる。

また、外部への報知手段が通信回線である場合には、新機器Ｘとして新機器流量情報記憶手段９に流量情報が記憶されると、流量計測装置１は、外部への報知手段（通信回線）を使って、流量計測装置１を管轄するセンタ−装置に通報し、新ガス機器Ｘを登録機器流量情報記憶手段６に記憶させることもできる。

（実施の形態２）
図１２、図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるガス機器Ａが２台動作し、停止した時のガス流量特性を示すものである。

図１２において横軸は時間を、縦軸は流量を示す。５７はＴｏｎ１で第１の機器Ａが動作したときの流量特性を、５８はＴｏｎ２において第２のガス機器Ａが動作したときの流量特性を示す。５９は第１のガス機器Ａと第２のガス機器Ａとが定常状態にある時の流量特性を示す。６０はＴｏｆｆ１において第１のガス機器Ａもしくは第２のガス機器Ａのどちらか一方が停止した時の流量特性を示す。６１はＴｏｆｆ２において他方のガス機器Ａが停止した時の流量特性を示す。

図１３に、図１２に示した時間・流量特性を、横軸に流量値、縦軸に変化流量値とした場合の軌跡を曲線６２として示す。矢印６３は、軌跡の動いて行く方向を示す。横軸（流量値軸）と交差する中間の６３は、第１のガス機器Ａが動作を開始し、定常状態になった
ことを示している。最大流量６４は、第１のガス機器Ａと第２のガス機器Ａとが定常状態にあることを示している。破線６５は、定常状態の６４から一方のガス機器Ａが停止した場合を、破線６６は他方のガス機器Ａが停止し、軌跡が零点６７に達したことを示している。

このようなガス流量特性が流量計測手段３において計測され、流量情報記憶手段５に記憶された場合、例えば、登録機器流量情報記憶手段６にガス機器Ａが２台と記憶されていた場合は、機器特定手段７は２台のガス機器Ａが順次動作はじめ、順次停止したと判別することができる。

また、登録機器流量情報記憶手段６にガス機器Ａが１台であると記憶されていた場合は、機器特定手段７はガス機器Ａが動作はじめたあと、新ガス機器Ｘが動作を始めたと判別することができるが、同一のガス流量特性であると判別できるので、ガス機器Ａが一台追加されたと判別することができ、登録機器流量情報記憶手段６にガス機器Ａが２台と記憶させることができる。即ち、自動的にガス機器Ａを追加して記憶することが容易に実現できる。即ち、未知のガス機器Ｘは抹消される。

なお、図１４に２台のガス機器Ａが順次動作を開始し、同時に停止した場合の流量特性を実線６８で示す。また、図１５に２台のガス機器Ａが同時に動作を開始し、順次停止した場合の流量特性を実線６９で示す。これらの場合においても、同一のガス流量特性であると判別できるので、ガス機器Ａが一台追加されたと判別することができ、登録機器流量情報記憶手段６にガス機器Ａが２台と記憶させることができる。即ち、自動的にガス機器Ａを追加して記憶することが容易に実現できる。

（実施の形態３）
次に、流量計測装置１に、外部からは見えないが、磁力あるいは電波などで動作する試運転モ−ドスィッチが設けられている場合について説明する。例えば、図１において、新しいガス機器Ｅ１６がガス配管１７に追加する場合に、試運転モ−ドスィッチを動作させ、最大流量、最小流量など種々の流量パタ−ンで試運転をおこなう。流量計測装置１は、試運転モ−ドスィッチが動作すると、ガス機器Ｅの流量パタ−ンとして流量計測手段３が計測したガス流量を登録機器流量情報記憶手段６に記憶するように動作する。この動作は、試運転モ−ドスィッチがオフされるまで続けられる。もちろんこの場合には、他のガス機器は動作させないことはいうまでもない。

なお、上記の説明で、試運転モ−ドのスィッチが外部から見えないとしたが、外部から見える場合には、特殊なスィッチ操作、例えば、所定の時間間隔で数回スィッチＯＮ動作を繰り返して初めてスィッチがＯＮするようにしておいても良い。

このように流量計測装置１に試運転モ−ドスィッチが設けられていると簡単に新しいガス機器を認識させることができる。

なお、以上の説明において、流量計測手段３として超音波流量計を用いた場合について説明したが、瞬時計測型の流量計、例えば、フルイディック型流量計、あるいは熱線式フロ−型流量計であっても同様の効果は得られる。また、従来の膜式流量計と異なり、瞬時計測型の流量計であれば、流量に依存することなく計測タイミングを設定できるので、ガス流量および流量変化を適当な間隔で計測可能となる。このため、あらゆる流量のガス機器の流量および流量変化を計測することができ、ガス機器の特定を容易におこなうことができる。

以上のように、本発明にかかる流量計測装置は、流量計測手段が計測した流量値を流量情報記憶手段に記憶させるとともに、登録機器流量情報記憶手段に予め有している流量値あるいは流量変化値などと比較し、機器特定手段で、動作機器を特定することができる。動作機器が特定された場合、動作機器流量情報記憶手段に、機器別に流量情報を記憶させることができる。このため、機器の使用状況、あるいは機器別の使用積算流量なども簡単に算出でき、器具別ガス使用料金なども算出する可能とすることができる。

本発明の実施形態１における流量計測装置のブロック図 同流量計測装置で計測される機器Ａの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ａの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｂの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｂの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｃの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｃの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｄの流量パターン図 同流量計測装置で計測される機器Ｄの流量パターン図 同流量計測装置で計測される未知の機器Ｘの流量パターン図 同流量計測装置で計測される未知の機器Ｘの流量パターン図 本発明の実施形態２における２台の機器Ａの流量パターン図 本発明の実施形態２における２台の機器Ａの流量パターン図 本発明の実施形態２における２台の機器Ａの流量パターン図 本発明の実施形態２における２台の機器Ａの流量パターン図 従来の流量計測装置のブロック図

１ 流量計測装置
３ 流量計測手段
５ 流量情報記憶手段
６ 登録機器流量情報記憶手段
７ 機器特定手段
８ 動作機器流量情報記憶手段
９ 新機器流量情報記憶手段

Claims (2)

1. 流路に流れる流体の流量を計測する流量計測手段と、前記流量計測手段で計測した流量値と時間情報を記憶する流量情報記憶手段と、既に登録されている機器の流量情報を記憶する登録機器流量情報記憶手段と、前記流量情報記憶手段に記憶されている流量情報と前記登録機器流量情報記憶手段に記憶されている流量情報とを比較して動作機器を特定する機器特定手段とを備え、
   前記流量情報記憶手段と、前記登録機器流量情報記憶手段は、前記流量計測手段が計測した流量から得られる流量と変化流量値を軸とするグラフの軌跡を流量情報として記憶する流量計測装置。
2. 機器特定手段で動作機器が特定された場合に、この特定された動作機器の機器名と、同機器の使用開始・停止時刻および使用積算流量とを記憶する動作機器流量情報記憶手段を備えた請求項１記載の流量計測装置。