JP4876447B2 - ガスシステムとそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、器具ごとのガス消費量を検出するガスシステムとそのプログラムに関するものである。

機器ごとに個別課金するために、家庭内に存在するガス器具ごとの消費ガス量を把握することが要望されており、ガス流量変化を観測して、ガス流量変化に対応するガス器具を判定するようなガス器具判定装置が考案されている（例えば特許文献１参照）。

また、ガス器具の運転回路から取り出した信号と、ガスメータの状況から個別ガス器具のガス消費量を測定することも考案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００３−１９４３３１号公報 特開平９−１８００８４号公報

しかしながら、特許文献１はガス器具が稼動された時のガス流量の変化から稼動中のガス器具を判定するために、複雑な一連のガス流量変化を燃焼制御ステップごとに分割した部分流量パターンと呼ばれる概念を導入しており、システムとしては複雑であり、直接的にガス器具の動作状態を観測しているわけではなく、必ずしも正確に個別ガス器具のガス消費量が測定出来るとは言い切れない。

また、特許文献２は、ガス器具の動作状況を直接的に観測しているものの、運転回路周辺を改造した専用ガス器具の使用が前提となっており、メーカを問わず、どのようなガス器具にも容易に対応できるものではなく、もっと簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、何らかの装置を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易に検出するようなシステムであることが好ましい。

そこで、前記従来の課題を解決するために、本発明のガスシステムとそのプログラムにおいて、ガスメータと、ガス器具側通信機とから構成され、前記ガスメータは、ガス流量検知手段と、第１の通信手段とを具備し、前記ガス器具側通信機は、ガス器具もしくはガス管に外付けすることにより、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段と、第２の通信手段とを具備し、前記第２の通信手段は、前記検知手段により得られた点火および消火に関する情報を、前記第１の通信手段へ送信し、前記ガスメータは、前記点火および消火に関する情報と、前記ガス流量検知手段から取得したガス流量とから、前記ガス器具の消費したガス消費量を算出するようにした。

これにより、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具にガス器具側通信機を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易に検出するようなシステムが実現できる。

第１の発明は、ガスシステムにおいて、ガスメータと、ガス器具側通信機とから構成され、前記ガスメータは、ガス流量検知手段と、第１の通信手段とを具備し、前記ガス器具側通信機は、ガス器具もしくはガス管に外付けすることにより、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段と、第２の通信手段とを具備し、前記第２の通信手段は、前記検知手段により得られた点火および消火に関する情報を、前記第１の通信手段へ送信し、
前記ガスメータは、前記点火および消火に関する情報と、前記ガス流量検知手段から取得したガス流量とから、前記ガス器具の消費したガス消費量を算出するようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具にガス器具側通信機を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第２の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、温風噴出し口付近の温風の温度を検知する温度センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に温度センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第３の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、空気取り入れ口付近の空気の流れを検知する風量センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に風量センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第４の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ファンなどの駆動に用いる電源の電流を検知する電流センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に電流センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第５の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、燃焼によって生じる炭酸ガスを検知する炭酸ガスセンサを用いるようにした

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に炭酸ガスセンサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第６の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、燃焼によって生じる水分を検知する湿度センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に湿度センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第７の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、動作スイッチを操作したときに変化する静電容量を検知する静電容量センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に静電容量センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第８の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、前記ガス器具が具備するＬＥＤなどの発光手段の発光状態を検知する光検知センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に具備されている動作中であることを示すようなＬＥＤの近くに、光検知センサと通信手段と制御手段とを具備した装置（ガス器具側通信機）を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第９の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ファンなどの駆動により生じる振動を検知する振動センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具にファンなどの駆動により生じる振動を検知する振動センサを取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第１０の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、温風噴出し口付近の温風の温度によって変形する形状記憶合金による接点を用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具に温風噴出し口付近の温風の温度によって変形する形状記憶合金による接点を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第１１の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ガス管に設置して、ガス管を流れるガスの流れによって生じる振動、もしくは音を検知する振動センサ、もしくは、音検知センサを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具のガス管に設置して、ガス管を流れるガスの流れによって生じる振動、もしくは音を検知する振動センサ、もしくは、音検知センサを取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

第１２の発明は、特に第１の発明のガスシステムにおいて、前記ガス器具の点火および
消火を検知する検知手段として、バーナー付近に設置して、バーナーなどの点火状態を確認する、色検出センサ、もしくは、ＵＶセンサ、もしくは、サーモパイルを用いるようにした。

これにより、簡単な方法、すなわち、既存のガス器具を分解、または、改造することなしに、ガス器具のガス管に設置して、バーナー付近に設置して、バーナーなどの点火状態を確認する、色検出センサ、もしくは、ＵＶセンサ、もしくは、サーモパイルを取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易かつ正確に検出するようなシステムが実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて一実施形態について詳細に説明する。なお、この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）
ガスシステムの構成について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態のガスシステムの構成の一例を示す図である。図１において、ガス器具側通信機１０００はガス器具３０００に取り付けて、ガス器具３０００が点火、もしくは、消火されたことを検知する装置であって、ガスメータ２０００と小電力無線で通信する。

ガス器具側通信機１０００は、第２の送受信手段１００（これには器具固有のＩＤも記録されている）と、それらを含めて全体を制御する第２の制御手段１１０と、（ガス器具側通信機１０００を取り付けた）ガス器具３０００が点火、もしくは、消火されたことを検知する検知手段１２０とを具備している。

この検知手段１２０は、ガス器具３０００の機能動作手段３００（温風吹き出し口、または、空気取り入れ口、または、電源線、または、排気口、または、動作スイッチ、または、状態表示ＬＥＤ）に密接、あるいは、それらの直近に配置され、物理的な状態変化を捉える。そして、ガス器具３０００が点火された、あるいは、消火された、あるいは、点火消火のいずれかが生じたという事を第２の制御手段１１０が検知する。次に、その情報（点火消火情報）を、第２の制御手段１１０は、第２の送受信手段１００を介して、器具固有ＩＤと共に、ガスメータ２０００に送信するという処理の流れになる。

例えば、検知手段１２０として、温風噴出し口付近の温風の温度を検知するように温度センサを用いて、一定温度以上になればガス器具が点火されたものと判定し、ある一定温度以下になれば消火されたものと判定することが出来る。具体的には、サーミスタを温風吹き出し口付近に設置して、その抵抗値の変動により点火、あるいは、消火を検知することが考えられる。

なお、以下に示す各種センサの事例にも共通するが、点火、あるいは、消火の操作が行なわれた直後に、センサ信号の変化が現れるわけでは必ずしもなく、多少の遅延（例えば十数秒程度）を生じることも想定している。こういった場合においても、点火、あるいは、消火の操作があったかどうかということが確実にガスメータに伝達するさえ出来れば、ガスメータにおいて、その後の十数秒以内に生じるガス消費量の変化を捉えることは容易であり、必ずしもセンサが（点火、あるいは、消火の操作に対して）、リアルタイムに反応する必要はない（詳細説明は後述）。

あるいは、検知手段１２０として、空気取り入れ口付近の空気の流れを検知する風量センサを用いて、一定の流量以上になればガス器具が点火されたものと判定し、ある一定の流量以下になれば消火されたものと判定することが出来る。

あるいは、検知手段１２０として、ファンなどの駆動に用いる電源の電流を検知するために、電流センサを用いて、一定の電流以上になればガス器具が点火されたものと判定し、ある一定電流以下になれば消火されたものと判定することが出来る。具体的には、電源ラインの途中に中継器を設け、その中継器内にて電流計を接続して、電源線に流れる電流変動により点火、あるいは、消火を検知することが考えられる。

あるいは、検知手段１２０として、燃焼によって生じる炭酸ガスを検知する炭酸ガスセンサを用いて、排気口から排出される排気に含まれる炭酸ガスが一定の濃度以上になればガス器具が点火されたものと判定し、ある一定の濃度以下になれば消火されたものと判定することが出来る。具体的には、排気口付近にＣＯ２センサを設置して、その出力電圧の変動により点火、あるいは、消火を検知することが考えられる。

あるいは、検知手段１２０として、燃焼によって生じる水分を検知する湿度センサを用いて、排気口から排出される排気に含まれる湿度が一定の湿度以上になればガス器具が点火されたものと判定し、ある一定の湿度以下になれば消火されたものと判定することが出来る。

あるいは、検知手段１２０として、（例えばガス器具の操作パネル、あるいは、操作リモコンなどに設けられた）動作スイッチ付近の静電容量を観測しておき、動作スイッチを操作したときに変化する静電容量を検知する静電容量センサを用いて、一定の静電容量以上になればガス器具が点火あるいは消火された可能性があると判定する。

ただし、この方法では点火あるいは消火を区別することが困難なため、ガス消費量の変化があったことと合わせて判断する。すなわち、静電容量が変化した際に、ガス消費量も変化したかどうかで判断し、ガス消費量が増えた時は点火であり、減った時は消火で、消費量に変化がないときには、動作とは関係しないスイッチの操作または誤検出であると判定することが考えられる。

あるいは、検知手段１２０として、前記ガス器具が具備する（例えばガス器具の操作パネル、あるいは、操作リモコンなどに設けられた）ＬＥＤなどの発光手段の発光状態を検知する光検知センサを用いて、点火ＬＥＤが点灯すればガス器具が点火されたものと判定し、点火ＬＥＤが消灯すれば消火されたものと判定することが出来る。

あるいは、検知手段１２０として、ファンなどの駆動により生じる振動を検知する振動センサを用いて、継続的に振動を検知すればガス器具が点火されたものと判定し、継続的に検知しなくなれば消火されたものと判定することが出来る。

あるいは、検知手段１２０として、温風噴出し口付近の温風の温度によって変形する形状記憶合金による接点を用いて、ある一定温度以上に達して形状が変わり接点情報が変化することで点火されたものと判定し、その逆に形状が戻り接点情報が変化すれば消火されたものと判定することが出来る。

あるいは、検知手段１２０として、ガス管に設置して、ガス管を流れるガスの流れによって生じる振動、もしくは音を検知する振動センサ、もしくは、音検知センサを用いて、継続的に振動を検知すればガス器具が点火されたものと判定し、継続的に検知しなくなれば消火されたものと判定することが出来る。

具体的には、ゴム製ガスホースの途中に中継器を挿入して、その中継器内にフローセンサを設置して、その出力電圧の変動により点火、あるいは、消火を検知することが考えられる。また、固定式の金属性ガス管のような場合には、ガス器具を設置工事する際に、ガス管の途中に中継器を挿入することが考えられ、いずれの場合においてもガス器具を分解、または、改造することなく設置できる。

あるいは、検知手段１２０として、バーナー付近に設置して、バーナーなどの点火状態を確認する、色検出センサ、もしくは、ＵＶセンサ、もしくは、サーモパイルを用いて、赤色系、青色系などの点火に特徴的な信号を検知すればガス器具が点火されたものと判定し、それらを検知しなくなれば消火されたものと判定することが出来る。

次にガスメータ２０００について説明する。ガスメータ２０００は、第２の送受信手段１００と通信する第１の送受信手段２００と、それらを含めて全体を制御する第１の制御手段２１０（時計、時刻記録）と、ガスの流量を検知するガス流量検知手段２２０と、ガス流量検知手段２２０で検知したガス流量を記録する記録手段２３０と、ガス会社５０００とインターネット４０００を経由して通信するためのＷＡＮ通信手段２４０とを具備している。なお、第１の制御手段には、時計と、時刻記録の機能を含んでいるが、これらの用途については別途説明する。

また、ＷＡＮ通信手段２４０を具備しているので、インターネット４０００を経由して、例えば、個別器具ごとのガス消費量をガス会社５０００に知らせて、ガス会社では課金計算などの処理を効率良く行なうことが出来る。またＷＡＮ通信手段はガスメータに内蔵せず、家庭のＡＤＳＬモデムなど他の通信機器と接続する形態でも構わない。ＷＡＮ通信手段に限らず、電話などの公衆回線でガス会社５０００と通信してもよい。

ガス器具側通信機１０００と、ガスメータ２０００とは小電力無線通信を行なうが、検知手段１２０がガス器具の点火、もしくは、消火を検知した時点で、第２の制御手段１１０がそれを認知して、第２の送受信手段１００から、ガスメータ２０００に向けて器具固有ＩＤと共に、点火、もしくは、消火されたこと、あるいは、点火消火のいずれかがあったことを示す情報が送信されるのであるが、この情報を受けたガスメータ２０００の動作フローについては後述する。

なお、ガス器具側通信機１０００は、ガス器具３０００を改造したり、分解したりすること無しに、ガス器具１０００の外部に簡単に設置できて、必要な時に取り付けられるようになっていることが好ましい。

また、検知手段１２０は、図１においてはガス器具側通信機１０００と同一筐体になっているが、これにこだわる必要はなく、別々の筐体に分離していても構わない。むしろ別々の筐体に分離していることにより、（熱に弱い電子回路である）第２の送受信手段１００や、第２の制御手段１１０をガス器具３０００の発生する熱から保護するといった効果
も得られるので、好ましい。

次に図２を用いて、ガスメータ２０００が情報（点火・消火情報）を受信した時の、動作の流れを示している。図２は、ガスメータ２０００が情報（点火・消火情報）を受信した時の、動作の流れの一例を示す図である。ここでは点火された、あるいは、消火されたという情報が明確に得られる場合（つまり静電容量センサ以外の場合）について述べている。

ガスメータ２０００では、第１の制御手段２１０の時計、時刻記録の機能を用いて、一定時間ごとに（Ｓ５００）、ガス流量検知手段２２０でガス流量を検知して、検知したガス流量を記録手段２３０に記録している（Ｓ５１０）。そして、ガス器具側通信機１０００から点火されたという情報を待つ（Ｓ５２０）。

点火されたという情報が得られたら、点火時間を記録しておく（Ｓ５３０）。その後は同様に一定時間ごとに（Ｓ５４０）、ガス流量検知手段２２０でガス流量を検知して、検知したガス流量を記録手段２３０に記録しながら（Ｓ５５０）、ガス器具側通信機１０００から消火されたという情報を待つ（Ｓ５６０）。消火されたという情報が得られたら、消火時刻を記録する（Ｓ５７０）。

最後に点火時間から消火時間までの間に増加したガス消費量を算出（Ｓ５８０）することになるが、図３に示すように増加分を積分することでガス消費量を検知することが可能となる。

点火されたという情報を受けた場合でも、実際のガス消費に至らなかった場合には、図３で示すようなガス消費量増大にはならないが、この場合でも、増加分を積分するという方法で問題はない（すなわち、ガス消費量の増加無しという結果が得られる）。

ここまでは、点火された、あるいは、消火されたという情報が得られる場合について述べているが、検知手段１２０として、静電容量センサを用いた場合には、点火あるいは消火を区別することが困難なため、ガス消費量の変化があったことと合わせて判断する。すなわち、静電容量が変化した際に、ガス消費量も変化したかどうかで判断し、ガス消費量が増えた時は点火であり、減った時は消火で、消費量に変化がないときには動作とは関係しないスイッチの操作または誤検出であると判定することが考えられる。

さらにセンサから点火、もしくは、消火に関する情報を受信した後、多少の遅延（例えば十数秒）があったとしても、点火時間（実際にはその十数秒前に点火されているので、「点火時間マイナス遅延時間」を実際の点火時間に置き換える）から、消火時間（実際にはその十数秒前に消火されているので、「消火時間マイナス遅延時間」を実際の消火時間に置き換える）までの間に増加したガス消費量を算出することにより、増加分を積分することで容易にガス消費量を検知することが可能となる（図示していない）。

なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバ等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録、もしくはインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

なお、本実施の形態では小電力無線通信で説明したが、これに限らない。電波、赤外線のほか有線通信でも可能である。

以上のように、本発明のガスシステムと、そのプログラムは、既存のガス器具にガス器具側通信機を取り付けるだけで、そのガス器具のガス消費量を容易に検出するようなシステムが実現できる。

本発明の実施の形態１におけるガスシステムの構成の一例を示す図 本発明の実施の形態１におけるガスメータ２０００が情報（点火消火情報を受信した時の、動作の流れの一例を示す図 本発明の実施の形態１におけるガスメータ２０００が算出するガス消費量算定の一例を示す図

符号の説明

１００ 第２の送受信手段（器具固有ＩＤ）（第２の通信手段）
１１０ 第２の制御手段
１２０ （点火、もしくは、消火）検知手段
２００ 第１の送受信手段（第１の通信手段）
２１０ 第１の制御手段（時計、時刻記録）
２２０ ガス流量検知手段
２３０ （ガス流量の）記録手段
２４０ ＷＡＮ通信手段
３００ 機能動作手段（温風吹き出し口、または、空気取り入れ口、または、電源線、または、排気口、または、動作スイッチ、または、状態表示ＬＥＤ）
１０００ ガス器具側通信機
２０００ ガスメータ
３０００ ガス器具
４０００ インターネット
５０００ ガス会社

Claims (12)

1. ガスメータと、ガス器具側通信機とから構成されるガスシステムであって、
   前記ガスメータは、
   ガス流量検知手段と、
   第１の通信手段とを具備し、
   前記ガス器具側通信機は、
   ガス器具もしくはガス管に外付けすることにより、前記ガス器具の点火および消火を検知する検知手段と、
   第２の通信手段とを具備し、
   前記第２の通信手段は、前記検知手段により得られた点火および消火に関する情報を、前記第１の通信手段へ送信し、
   前記ガスメータは、
   前記点火および消火に関する情報と、前記ガス流量検知手段から取得したガス流量とから、前記ガス器具の消費したガス消費量を算出することを特徴とするガスシステム。
2. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、温風噴出し口付近の温風の温度を検知する温度センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
3. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、空気取り入れ口付近の空気の流れを検知する風量センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
4. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ファンなどの駆動に用いる電源の電流を検知する電流センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
5. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、燃焼によって生じる炭酸ガスを検知する炭酸ガスセンサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
6. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、燃焼によって生じる水分を検知する湿度センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
7. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、動作スイッチを操作したときに変化する静電容量を検知する静電容量センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
8. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、前記ガス器具が具備するＬＥＤなどの発光手段の発光状態を検知する光検知センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
9. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ファンなどの駆動により生じる振動を検知する振動センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
10. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、温風噴出し口付近の温風の温度によって変形する形状記憶合金による接点を用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
11. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、ガス管に設置して、ガス管を流れるガスの流れによって生じる振動、もしくは音を検知する振動センサ、もしくは、音検知センサを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。
12. ガス器具の点火および消火を検知する検知手段として、バーナー付近に設置して、バーナーなどの点火状態を確認する、色検出センサ、もしくは、ＵＶセンサ、もしくは、サーモパイルを用いることを特徴とする請求項１記載のガスシステム。

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