JP5220215B2 - 流量センサ - Google Patents
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Description
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。
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。
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取り付け可能であり、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に好適な流量センサを提供することを目的とする。
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。
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3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、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。
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5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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
Claims (5)
- 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1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3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2又は4に記載の流量センサ。
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