JP7270220B2 - ガス器具故障診断システム - Google Patents

Description

本開示は、瞬時流量が計測可能なガスメータを用いてガス器具の故障診断を行うガス器具故障診断システムに関する。

特許文献１は、ガスの流量計測で得たられ流量パターンに基づき、ガス器具の異常を検知する流量計測装置を開示する。この流量計測装置は、ガス器具の運転時における定常時とは異なる非定常的挙動を検知する新事象検知部と、前記新事象検知部が検知した非定常的挙動の新事象を表す新事象信号を、外部の受信装置に送信する送信部と、を備える。

特開２００９－４１９３６号公報

本開示は、ガス器具不具合時の詳細な流量データを取得することで、ガス器具のエラー表示等の情報と合わせて、ユーザーへの適格な指示と修理対応の迅速化を図ることが可能なガス器具故障診断システムを提供する。

本開示のガス器具故障診断システムは、下流側に接続されたガス器具で消費されるガスの流量を計測するガスメータと、前記ガスメータで計測された流量を通信により取得するセンター装置と、を備え、前記ガスメータは、所定のサンプリング周期で流量を計測する通常計測モードと、前記通常計測モードよりも短いサンプリング周期で流量を計測する詳細計測モードで計測が可能な流量計側部を有し、前記センター装置は、前記ガスメータへ前記詳細計測モードでの計測を指示し、前記ガスメータから前記詳細計測モードで計測した流量データを収集し、収集した流量データに基づき、前記ガス器具の故障診断の為の故障診断情報を生成するもので、このような構成によって、ガス器具不具合時の詳細な流量データを取得することで、修理対応の迅速化を図ることが可能となる。

本開示のガス器具故障診断システムは、ガス器具不具合時の詳細なガス流量データを通信により取得することで、遠隔でガス器具の故障個所の特定を行うことができ、修理対応の迅速化を図ることが可能となる。

実施の形態１におけるガス器具故障診断システムのシステム図 実施の形態１におけるガス器具故障診断システムの処理を説明する為のシーケンスフローチャート ガス器具の正常時のガス消費流量特性を示す図 ガス器具の不具合時のガス消費流量特性を示す図 ガス器具の不具合時のガス消費流量特性を示す図

（本開示の基礎となった知見等）
ガスを利用するガス器具は、生活に欠かせない器具であり故障した場合には、早期に修理
することが望まれている。一方、ガス給湯器等の設備機器は、修理業者が機器の設置されている住宅を訪問して修理する必要があり、１回の訪問で修理することが必要であるが、故障の状況をユーザーからの電話等の聞き取りによる確認だけで故障の原因を推定し、必要と思われる部品を現場（ガス給湯器の設置場所）に持参し、ガス流量等を測定して具体的な不具合箇所を特定した上で、修理する必要があった。

一方、瞬時流量を計測し、非定常な流量パターンを検知することでガス器具の異常を検出するガスメータが提案されているが、点火不良等の不具合の兆候を検出できるものの、具体的な不具合箇所まで特定できない為、修理等の具体的な対応を適切に行うことができなかった。

そこで、発明者らは、ガスメータを用いてガス器具の消費ガス流量を詳細に計測することで、ガス器具の故障個所を特定できるという着想を得た。そして、その着想を実現するには、ガスメータ単独では、故障個所を特定するための処理の負荷が大きくなり解析するのは困難であるという課題があることから、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

以下、図面を参照しながら実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
（実施の形態１）
以下、図１～図３Ｃを用いて、実施の形態１を説明する。
［１－１．構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態におけるガス器具故障診断システムの構成を示すもので、ガス器具故障診断システム１は、ガスメータ１０とガスメータ１０と通信を行うことで検針値や遮断情報などを取得するセンター装置４０から構成されている。なお、ガスメータ１０は、各家庭に設置されるものであり、複数ある内の１つを示している。

さらに、ガスメータ１０は、上流側配管２１と下流側配管２２に接続された内部流路１４を有し、内部流路１４には、ガスの流量を計測する流量計側部１１、ガスを遮断する遮断弁１５、ガスの圧力を計測する圧力計測部１６が設けられている。下流側配管２２には、ガス給湯器やガスファンヒータなどのガス機器（ガス機器Ａ２３、ガス機器Ｂ２４）が接続されている。通信部１３は、センター装置４０と通信することで、流量計側部１１で計測されたガスの流量を送信したり、また、センター装置４０からの指示内容を受信する。制御部１２は、流量計側部１１、通信部１３、遮断弁１５、圧力計測部１６等を制御するもので、マイクロコンピューターで実現している。

センター装置４０は、ガスメータ１０と通信を行う通信部４１、通信部４１で得られたガスメータ１０の流量データを解析するデータ解析部４２を備えている。このセンター装置４０はガス事業者５０が運営しており、センター装置４０で得られたガスメータ１０の検針値に基づき、ユーザー３０に料金の請求を行ったり、遠隔遮断等の異常時の対応を行う。

なお、センター装置４０とガスメータ１０との通信方式は特に限定されず、電話回線を用いて直接通信する方式、セルラー通信により基地局（図示せず）を介する方式、ガスメータ１０に設置された無線子機（図示せず）と親機（図示せず）間を無線で通信する多段
中継とインターネット回線を用いる方式など、ガスメータ１０の設置状況に応じて適宜選択できる。

［１－２．動作］
［１－２－１．ガス器具故障診断システムの処理の流れ］
次に、本実施の形態におけるガス器具故障診断システムにおける故障診断の流れを図２のシーケンスフローチャートを用いて、ガス機器Ａ２３に不具合が生じた場合について説明する。なお、以下の説明において、センター装置４０にはガス事業者５０による作業も含めている。

センター装置４０を運営しているガス事業者５０は、先ず、ユーザー３０からガス機器Ａ２３の不具合の連絡を電話等で受けつける（Ｓ１０１）と、不具合の内容を確認（Ｓ１０１）し、原因の推定（Ｓ１０２）を行った後、ユーザー３０で対処可能と判断されたら（Ｓ１０３でＹｅｓ）、対処方法をユーザー３０に指示する（Ｓ１０４）。この指示により、不具合が解消されれば（Ｓ１０５でＹｅｓ）、対応完了（Ｓ１０７）となる。

もしも、ユーザー３０で対処できないと判断した場合（Ｓ１０３でＮｏ）場合、或いは、ユーザーで解決できず解決不可の連絡（Ｓ１０６）を受けた場合（Ｓ１０５でＮｏ）、従来は、ガス事業者５０が、電話等で得られた情報から故障個所を推定した後、修理作業者を派遣することになる。

これに対し、本実施の形態では、解決できなかった場合は、ガスメータ１０による詳細な流量データを計測することで、故障個所を特定することができる。以下、処理Ｓ１０２の原因推定に基づき解決できなかった場合の処理を説明する。

まず、ガス事業者５０は、センター装置４０によりユーザー３０宅に設置されたガスメータ１０に詳細モードによる計測を指示（Ｓ１０８）すると、ガスメータ１０は、計測モードを詳細計測モードに設定する（Ｓ１１１）。その後、ガス事業者５０はユーザー３０に対して、ガス器具Ａ２３の操作を依頼する（Ｓ１０９）。

ユーザー３０の操作（Ｓ１１０）によりガス器具Ａ２３が動作を開始すると、ガスメータ１０ではガス器具Ａ２３の詳細なガス消費流量を計測し（Ｓ１１２）、流量値を記憶装置に計測された流量値を時系列で蓄積する（Ｓ１１３）。そして、ガスメータ１０は、必要な流量データの計測が完了したら、蓄積した流量データをセンター装置４０に送信（Ｓ１１４）した後、計測モードを通常計測モードに設定する（Ｓ１１５）。

センター装置４０では、ガスメータ１０から送信された流量データを保存し（Ｓ１１６）、この流量データとガス器具の情報に基づいて、データ解析を行い（Ｓ１１７）、ガス器具Ａ２３の故障診断情報を生成（Ｓ１１８）した後、ガス事業者５０は、この故障診断情報に基づいてユーザー３０により解決可能かどうかを判断し、解決可能（Ｓ１１９でＹｅｓ）であれば対象方法を指示する（Ｓ１２０）。ユーザー３０で解決できた場合（Ｓ１２１でＹｅｓ）は、対応完了となる（Ｓ１２２）。

ユーザー３０により解決不可と判断した場合（Ｓ１１９でＮｏ）、或いは、ユーザー３０で解決できず解決不可の連絡（Ｓ１２３）を受けた場合（Ｓ１２１でＮｏ）は、ガス事業者５０は、修理方法を決定（Ｓ１２４）した上で、ユーザー３０と修理の日程調整を行い（Ｓ１２５）、修理に必要な部品等を持参し訪問して修理を行う（Ｓ１２６）。

［１－２－２．ガスメータの動作］
次に、ガスメータ１０の動作を説明する。ガスメータ１０の流量計側部１１は、瞬時流
量が計測可能であり、所定のサンプリング周期で瞬時流量の計測を行なっており、消費電力を抑えた通常計測モード（例えば、サンプリング周期２秒）と通常計測モードよりも短いサンプリング周期の詳細計測モード（例えば、サンプリング周期０．５秒）の２つの計測モードが設定される。制御部１２の計測モード設定部１２１は、通常計測モードと詳細計測モードの切換を行い、通常は、通常計測モードを設定している。

そして、図２の処理Ｓ１０８による詳細計測モードの指示をセンター装置４０から通信部１３を介して受けると、計測モード設定部１２１は、流量計側部１１に詳細計測モードを設定する。その後、流量計側部１１は、所定期間Ｔに計測された流量データを時系列で記憶部１２２に蓄積する。なお、この所定期間Ｔは、予め定めた時間、或いは、センター装置４０にてガス器具に応じて設定された時間でもよく、ガス器具の故障原因を解析できる時間に設定される。

また、ガス器具の稼働開始をガス流量の有無で判断し、ガスが流れ始めてから詳細計測モードの実行を開始し、流量データを記憶部１２２に蓄積すると消費電力の増加を最少限とし、使用するメモリーを削減することができる。

計測が終了したら、計測モード設定部１２１は、計測モードを通常計測モードに設定し、通信部１３を介して記憶部１２２に蓄積された流量データをセンター装置４０に送信する。

なお、流量の計測と並行して、圧力計測部１６による圧力を行い、圧力計測部１６で計測された圧力データを流量データと共に、センター装置４０に送るようにして良い。

［１－２－３．センター装置の動作］
次に、センター装置４０に故障個所の特定方法についての動作（図２における処理Ｓ１１６以降）を説明する。

センター装置４０の通信部４１は、ガスメータ１０から流量データや圧力データを受信するとデータ解析部４２のデータ記憶部４２２に記憶する。データ解析部４２の器具情報記憶部４２１には、ガス器具の情報（ガス器具の機種や品番毎に、例えば、正常時のガス消費流量特性や異常時のガス消費流量特性）を記憶しており、データ解析部４２の故障診断情報生成部４２３は、データ記憶部４２２に記憶した流量データを故障診断情報として流量グラフや表等に加工して出力する。或いは、器具情報記憶部４２１に記憶されているガス消費流量特性とを比較し、正常時の流量変化と今回得られた流量データによる流量変化を故障診断情報として流量グラフ等に加工しで出力することもできる。また、圧力データがある場合についても同様に、グラフ等に加工して出力する。

従って、ガス事業者５０は、この故障診断情報と、ユーザー３０から得たガス器具の情報（不具合の内容等）に基づいてガス器具の故障の有無判断や故障個所の特定を行うことができる。

また、ユーザー３０から得られるガス器具の情報として、ガス器具のエラー表示内容、燃焼の炎の状態を映した写真や動画、或いは点火時の音などを入手できれば、より確実な故障個所の特定が可能となる。

そして、ガス事業者５０は、この特定された故障個所に基づいて、ユーザー３０と修理の訪問日程調整を行う。

図３Ａ～図３Ｃは、ガス器具（例えば、給湯器）のガス消費流量特性の事例を示すもの
で、図３Ａは、正常時の流量特性で、緩点火（Ａ）の後、最大流量（Ｂ）に達し、安定領域（Ｃ）となる特性を示す。図３Ｂは、緩点火ができない場合の流量特性で、イグナイターの動作時間内に緩点火が起きない状態が複数回継続された後、停止する状態を示している。図３Ｃは、全くガスが供給されない状態を示している。

従って、ガス事業者５０は、センター装置４０の故障診断情報生成部４２３で生成された流量グラフと図３Ａ～図３Ｃに示す特性データを比較することで、図３Ｂに類似していればイグナイター等の点火系の故障、図３Ｃの状態であれば、ガス供給弁やその駆動系の故障というように不具合が起きているガス器具の故障個所を特定することができる。

なお、本実施の形態において、ユーザー３０との対応やガス器具の故障個所の特定は、ガス事業者５０が行うことで説明したが、ガス事業者５０とは別の修理業者が行うこともできる。

更に、ユーザー３０との対応やガス器具の故障個所の特定の作業をセンター装置４０の機能として、取り込んでも良い。

即ち、電話による受付時に音声ガイダンスを流すことで、ユーザー３０による番号入力でガス器具の不具合内容を把握し、ガスメータ１０に詳細データの計測を指示した後、ユーザー３０にガス器具の操作を指示し、詳細な流量データを取得する処理を自動で行うこともできる。

また、センター装置４０では、ガス器具の機種ごとの流量特性や圧力特性を器具情報記憶部に記憶しておき、通信で得られた流量データと比較することで故障個所を特定して故障診断情報として生成するように構成してもよい。更に、ユーザーとの訪問日程調整も電話の音声ガイダンスを用いて自動化できることは言うまでもない。

［１－３．効果等］
以上の様に本実施の形態のガス器具故障診断システム１において、ガスメータ１０は、所定のサンプリング周期で流量を計測する通常計測モードと、前記通常計測モードよりも短いサンプリング周期で流量を計測する詳細計測モードで計測が可能な流量計側部を有し、センター装置４０は、ガスメータ１０へ詳細計測モードでの計測を指示し、ガスメータ１０から詳細計測モードで計測した流量データを収集し、収集した流量データに基づき、前記ガス器具の故障診断の為の故障診断情報を生成する。

これにより、センター装置４０を運営するガス事業者５０は、故障診断情報とガス器具の情報により、遠隔でガス器具の故障個所の特定を行うことができる。そして、１回の訪問で修理を完了することができ修理対応の迅速化を図ることが可能となる。また、ガス事業者５０は、訪問修理の回数を削減することができる。

本実施の形態のように、ガスメータ１０は、センター装置４０からの指示を受けた後、流量有を検知して前記詳細計測モードでの計測を開始するようにしても良い。

これにより、詳細計測モードによる消費電力の増加を最少限とし、流量データの蓄積に要するメモリーを削減することができる。

本実施の形態のように、センター装置４０のガス事業者５０は、ガス器具を所有するユーザー３０からの連絡に基づき、前記詳細計測モードでの計測の指示をガスメータ１０に行うようにしても良い。

これにより、不具合が生じた場合のみ消費電力の大きな詳細計測モードを実施することができるので、ガスメータの消費電力の増加を抑制することができる。

本実施の形態のように、ガスメータ１０は、ガスの圧力を計測する圧力計測部１６を備え、流量データと共に、計測した圧力データをセンター装置４０へ送信し、センター装置４０は、流量データと圧力データに基づいて故障診断情報を生成してもよい。

これにより、流量データだけでなく、圧力データを踏まえて故障診断情報を生成することができるので故障個所の特定精度が向上する。

本実施の形態のように、ガス器具の情報として、ガス器具の動作状態の画像を含むようにしても良い。

これにより、センター装置４０における故障個所の特定を確実に行うことができる。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

以上のように、本発明にかかるガス器具故障診断システムによると一般家庭のガス器具だけでなく、業務用のガス器具の故障診断にも適用することができる。

１ ガス器具故障診断システム
１０ ガスメータ
２３ ガス器具Ａ
２４ ガス器具Ｂ
４０ センター装置

Claims (5)

1. 下流側に接続されたガス器具で消費されるガスの流量を計測するガスメータと、前記ガスメータで計測された流量を通信により取得するセンター装置と、を備え、
   前記ガスメータは、所定のサンプリング周期で流量を計測する通常計測モードと、前記通常計測モードよりも短いサンプリング周期で流量を計測する詳細計測モードで計測が可能な流量計側部を有し、
   前記センター装置は、前記ガスメータへ前記詳細計測モードでの計測を指示し、前記ガスメータから前記詳細計測モードで計測した流量データを収集し、収集した流量データに基づき、前記ガス器具の故障診断の為の故障診断情報を生成することを特徴とするガス器具故障診断システム。
2. 前記ガスメータは、前記センター装置から前記詳細計測モードでの計測の指示を受けた後、流量有を検知して前記詳細計測モードでの計測を開始することを特徴とする請求項１に記載のガス器具故障診断システム。
3. 前記ガスメータは、ガスの圧力を計測する圧力計測部を備え、前記流量データと共に、計測した圧力データを前記センター装置へ送信し、
   前記センター装置は、前記流量データと前記圧力データに基づいて前記故障診断情報を生成することを特徴とする請求項１または２に記載のガス器具故障診断システム。
4. 前記センター装置は、前記ガス器具を所有するユーザーからの連絡に基づき、前記指示を前記ガスメータに行うことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のガス器具故障診断システム。
5. 前記ガス器具の情報として、前記ガス器具の動作状態の画像データを含むことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のガス器具故障診断システム。

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