JP2010160003A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

【課題】ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行い、使用器具を特定でき、使用ガス器具に応じた保安機能を有するガスメータを提供することを目的とする。
【解決手段】予め登録手段８で使用ガス器具２の流量パターンを前記流量計測部４で計測して登録データとするようにしてあり、各家毎個別に使用している使用ガス器具２の計測データが登録データとなるとともに、流量計測部４で計測される所定の流量パターンの時に開始するようにしてあり、他の影響を受けずに、登録する使用ガス器具２のガス流量を流量計測部４で計測できるようになり、ガスメータに使用ガス器具２の登録を精度良く行うことができるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各家庭でのガス供給管の入り口部分に設置され、ガス流量を計測するガスメータにおいて、各ガス器具に応じた高度な保安機能やサービスを提供するために、使用中のガス器具を判別検知する技術に関するものである。

従来この種のガスメータとしては、図７に示すような構成がある。つまり、一般的に各家庭には、ガス供給ラインの入り口にガスの流量計を内蔵したガスメータ２１が取り付けられている。現状多くのガスメータ２１にはガス流量の計測という基本的な機能に付加して、異常発生時にはガス供給を遮断する保安機能を有している。例えば、感震器を内蔵することにより、地震の際にはその振動を検知して弁を閉じ、ガス供給を遮断する。また、ある所定量である所定時間以上ガスが流れたままになっている場合には、ガスが漏洩していると見なしてガスを遮断する仕組みを有していた。

しかしながらこれら保安機能をさらに進化させるためには、使用器具の判別を行い、器具に応じたガス遮断条件を設定する必要があり、以下のような提案がなされている。すなわち、計測されるガス流量に応じて、その流量変化から、使用されているガス器具を類推するアルゴリズムがあった（例えば特許文献１参照）。

さらに、上記の使用器具の判別を具現化するために、種々の提案がなされており、例えば、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を計測する流量計測手段に加え、器具情報入力手段と器具情報入力手段により登録されたデータを記憶する登録記憶手段と登録記憶手段のデータをもとにガス流量計測手段で計測されるガス流量値と比較し、使用ガス器具を判断する器具判定手段を有する構成があった。

そしてこれによれば、各家毎個別に、ガスメータにその家にあるガス器具の登録を行う構成とし、登録するデータとして各機器に特徴的な流量パターンを登録するため、判定する機器の数が個々の家庭内の登録機器に限られ比較するデータ数が少なくなると共に、判定基準となる各機器の流量パターンを比較基準データとして記憶させるため、器具判別の信頼性が向上し、器具判別が簡単なアルゴリズムで高い判定能力をもつことが可能となり、使用器具に対応した保安設定値を最適に変更することや、使用機器に対応したガス料金の設定など、新たなサービスの提供を可能とするものもあった（例えば特許文献２参照）。
特開平３−２３６５１３号公報 特開２００６−２００８０２号公報

上記の使用ガス器具を判断する器具判定を行うには、各家毎個別に使用している使用ガス器具のガス流量を計測して、その特徴的なパターンを捉えて、ガスメータにその家にあるガス器具の登録を行い、この登録機器のデータと計測した使用ガス器具のガス流量を比較することで実現するようになっており、器具判定を精度良く行うには、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行わなければならない。

しかしながら、各家毎個別に使用している使用ガス器具は複数であるために、ガスメータにその家にあるガス器具の登録を行うときに、意図する機器以外に複数作動していたりすると、計測する使用ガス器具のガス流量が複合されて、ガスメータに使用ガス器具の登
録を正確にできない危険性があった。特に、床暖房などの室内の暖房設備などに、ガス器具が使用されていると、常時使用されているものであるため、使用者があまり認識していない場合もあり、ガスメータに使用ガス器具の登録を正確にできない心配があった。

そのため、ガスメータに使用ガス器具の登録を器具情報入力手段で使用ガス器具の標準のデータを登録するようにすると、例えばガスメータにガス器具のデータテーブルを複数設け、使用ガス器具に対応するデータ番号を入力することで使用するガス器具の登録を行うようにすると、使用ガス器具のばらつきで、使用ガス器具の標準のデータと、各家毎個別に使用している使用ガス器具の計測されたガス流量のデータが異なり、やはり、使用ガス器具を判断する器具判定を精度良く行うことができないという心配があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行い、使用器具を特定でき、使用ガス器具に応じた保安機能を有するガスメータを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガスメータは、家庭用ガス供給管に接続されガス流量を計測する流量計測手段と、使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとする登録手段と、前記登録手段を開始させる登録開始手段と、得られた使用ガス器具の流量パターンを登録データとして記憶する登録パターン記憶手段と、前記登録パターン記憶手段の登録データと前記流量計測手段で計測されるガス流量値とを比較し使用ガス器具を判断する器具判定手段とを備え、予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするとともに、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンが所定のパターンの時に、前記登録開始手段を開始可能とした構成としてある。

また、前記登録開始手段を開始可能とする前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンは、前記流量計測手段で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときとした構成としてある。

そして、予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするようにしてあり、各家毎個別に使用している使用ガス器具の計測データが登録データとなるので、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

また、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンが所定のパターンの時に、または、流量計測手段で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときに、登録開始手段を開始可能としてあり、計測する使用ガス器具のガス流量が複合されて、ガスメータに使用ガス器具の登録を正確にできない危険性を回避することができるようになる。

つまり、登録するガス器具以外にガスを用いてないとき、および、ガス漏れ等を生じていないときに、登録開始手段を開始可能としてあるので、他の影響を受けずに、登録する使用ガス器具のガス流量を流量計測手段で計測できるようになり、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

本発明のガスメータは、予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするようにしてあり、各家毎個別に使用している使用ガス器具の計測データが登録データとなるとともに、流量計測手段で計測される所定の流量パター
ンの時に開始するようにしてあり、他の影響を受けずに、登録する使用ガス器具のガス流量を流量計測手段で計測できるようになり、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

第１の発明によるガスメータは、家庭用ガス供給管に接続されガス流量を計測する流量計測手段と、使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとする登録手段と、前記登録手段を開始させる登録開始手段と、得られた使用ガス器具の流量パターンを登録データとして記憶する登録パターン記憶手段と、前記登録パターン記憶手段の登録データと前記流量計測手段で計測されるガス流量値とを比較し使用ガス器具を判断する器具判定手段とを備え、予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするとともに、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンが所定のパターンの時に、前記登録開始手段を開始可能とした構成としてある。

また、第２の発明によるガスメータは、前記登録開始手段を開始可能とする前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンは、前記流量計測手段で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときとした構成としてある。

そして、予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするようにしてあり、各家毎個別に使用している使用ガス器具の計測データが登録データとなるので、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

また、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンが所定のパターンの時に、または、流量計測手段で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときに、登録開始手段を開始可能としてあり、計測する使用ガス器具のガス流量が複合されて、ガスメータに使用ガス器具の登録を正確にできない危険性を回避することができるようになる。

つまり、登録するガス器具以外にガスを用いてないとき、および、ガス漏れ等を生じていないときに、登録開始手段を開始可能としてあるので、他の影響を受けずに、登録する使用ガス器具のガス流量を流量計測手段で計測できるようになり、ガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

第３の発明によるガスメータは、特に第１の発明の前記器具判定手段で判定された使用ガス器具の使用モードが所定のモードの時に、前記登録開始手段を開始可能とした構成としてある。

そして、器具判定手段で判定された使用ガス器具の使用モードが所定のモードの時に、登録開始手段を開始可能としてあり、計測する使用ガス器具のガス流量が複合されても、ガスメータに使用ガス器具の登録を正確にできない危険性を回避することができるようになる。

つまり、登録するガス器具以外に他のガス器具が使用されていても、他のガス器具の使用モードが明確なため、使用しているガス器具のガス流量を流量計測手段で計測したものから、器具判定手段で判定された使用ガス器具の使用モードのガス流量を差し引くことで、登録するガス器具の流量パターンを登録データとすることができるようになる。

第４の発明によるガスメータは、特に第３の発明の前記登録開始手段を開始可能とする
前記器具判定手段で判定された使用ガス器具の所定のモードは、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量が安定してほぼ同一流量を使用するモードとした構成としてある。

そして、使用ガス器具の流量が安定してほぼ同一流量を使用するモードであれば、登録するガス器具のゼロ点が器具判定手段で判定された使用ガス器具の使用するほぼ同一流量分ずれただけとなるので、よりガスメータに使用ガス器具の登録を精度良く行うことができるようになる。

第５の発明は、特に、第１〜４いずれか１つの発明の流量計測手段において、超音波による計測構成とすることで、流量値の計測範囲も広く、かつ瞬時流量計測も可能であるため、より正確な流量計測が行え、器具判別に対する信頼性向上も図るガスメータを構成することが可能となる。

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、本発明の実施の形態１におけるガスメータの概略構成図、図２は流量計測部の構成図、図３は器具判定フローチャート、図４は登録データを用いない場合の器具登録フローチャート、図５は登録データを用いた場合の器具登録フローチャート、図６は使用ガス器具の登録流量の特性図である。

図１において、ガスメータ１はガス供給管の途中に設けられ、その下流側の配管には各顧客宅内に設置された１台以上のガス器具２が接続されている。

ガスメータ１内部はガス管に接続されたガスの流路内に設けられたガス遮断弁３とガス流量計測手段である流量計測部４とガス流量計測部４からの信号を演算処理して使用ガス流量を表示する表示部５、また地震などの振動を検出する感震器６、感震器６の作動や器具判断、保安機能その他を統括制御処理する制御部である計測制御部７およびそれらの動力源となる電池（図示せず）を内蔵している。制御部６０には、本発明に係わるガス器具判別を行うため、使用ガス器具１の流量パターンを流量計測部４で計測して登録データとする登録手段８と、登録手段８を開始させるスイッチ等の登録開始手段９と、得られた使用ガス器具２の流量パターンを登録データとして記憶する登録パターン記憶手段である記憶手段１０と、記憶手段１０の登録データと前記流量計測部４で計測されるガス流量値とを比較し使用ガス器具２を判断する器具判定手段１１とを備えている。

上記、記憶手段１０は、登録データを記憶保持する半導体メモリまたは、記録の追加、書き換えができるものであれば、磁気記録媒体その他でも可能である。

以下、動作について説明する。

まず超音波方式の流速計測に関して図２をもとに説明する。計測流路１２は矩形断面を持っており、計測流路１２のガスの流れる方向と直角方向にある壁面には計測流路１２を挟んで一対の超音波送受信器１３、１４が計測流路１２の上流側と下流側で角度φを有して斜めに対向して装着されている。超音波送受信器１３、１４間で交互に超音波を送受信させて流体の流れに対して順方向と逆方向の超音波の伝搬時間の差を一定間隔を置いて計測し、伝搬時間差信号として出力する働きを持つ。この伝搬時間差信号を受けて演算手段（図示せず）により被計測流体の流速及び流量を算出するものである。

図２においてＬは測定距離であり、ｔ１を上流からの伝達時間、ｔ２を下流からの伝達時間、Ｃを音速とすると、流速Ｖは、Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ（１／ｔ１−１／ｔ２）としてあらわされる。

計測の時間間隔は超音波の送受信が可能な範囲で設定できるが、器具判別を行うためには０．１秒の分解能があれば充分である。

このように、超音波による計測構成とすることで、流量値の計測範囲も広く、かつ瞬時流量計測も可能であるため、より正確な流量計測が行え、器具判別に対する信頼性向上も図るガスメータを構成することが可能となる。

つぎに、器具判定を行う手順について説明する。その流れ図（フローチャート）を図３に示す。

流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量のパターンを計測し（ステップ１）、記憶手段１０の登録データと比較し、ほぼ合致する使用ガス器具２を器具判定手段１１で判断する（ステップ２）。そして、この器具判定手段１１で使用ガス器具２の使用状況を把握することで、ガス料金の設定や機器の使用状態に応じた効率よくガス器具を使えるようにするマネイジメントサービスなど種々の利用方法が可能である。

前述の使用ガス器具２の登録データを作成して器具登録を行う手順について説明する。

図４の登録データを用いない場合の器具登録フローチャートにおいて、まず、登録手段８の動作を開始させるスイッチ等の登録開始手段９がＯＮされると（ステップ３）、流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量パターンが所定のパターン、例えば、ガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときに（ステップ４）、登録手段８は所定時間の流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量を記憶手段１０に記憶していく。この間に、登録する使用ガス器具２を起動させ、この使用ガス器具２の立ち上がりおよび安定時の流量パターンを記憶手段１０に記憶させる（ステップ５）。

なお、記憶手段１０に記憶された使用ガス器具２の流量パターンを、パターン処理して、データの簡素化して登録し直すようにしてもよい（ステップ６）。

このように、予め登録手段８で使用ガス器具２の流量パターンを前記流量計測部４で計測して登録データとするようにしてあり、各家毎個別に使用している使用ガス器具２の計測データが登録データとなるので、ガスメータに使用ガス器具２の登録を精度良く行うことができるようになる。

また、前記流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量パターンが所定のパターンの時に、または、流量計測部４で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときに、登録開始手段９を開始可能としてあり、計測する使用ガス器具２のガス流量が複合されて、ガスメータに使用ガス器具２の登録を正確にできない危険性を回避することができるようになる。

つまり、登録するガス器具以外にガスを用いてないとき、および、ガス漏れ等を生じていないときに、登録開始手段９を開始可能としてあるので、他の影響を受けずに、登録する使用ガス器具２のガス流量を流量計測部４で計測できるようになり、ガスメータに使用ガス器具２の登録を精度良く行うことができるようになる。

また、図５に示すように、器具判定手段１１で用いる登録データがある時に登録データ
を用いた場合の器具登録フローチャートにおいて、登録手段８を開始させるスイッチ等の登録開始手段９がＯＮされると（ステップ７）、器具判定手段１１で判定された使用ガス器具２の使用モードが所定のモードの時に、例えば、流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量が安定してほぼ同一流量を使用するモードのときに（ステップ８）、登録手段８は所定時間の流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量を記憶手段１０に記憶していく。この間に、登録する使用ガス器具２を起動させ、この使用ガス器具２の立ち上がりおよび安定時の流量パターンを記憶手段１０に記憶させる（ステップ９）。

なお、前述と同様に、記憶手段１０に記憶された使用ガス器具２の流量パターンを、平均化や立ち上がり前までのゼロ流量測定の誤差範囲内にあるときの削除や平均化などの処理をして、データの簡素化して登録し直すようにしてもよい（ステップ８）。

このように、器具判定手段１１で判定された使用ガス器具２の使用モードが所定のモードの時に、登録開始手段９を開始可能としてあり、計測する使用ガス器具２のガス流量が複合されても、ガスメータに使用ガス器具２の登録を正確にできない危険性を回避することができるようになる。

つまり、登録するガス器具以外に他のガス器具が使用されていても、他のガス器具の使用モードが明確なため、使用しているガス器具のガス流量を流量計測部４で計測したものから、器具判定手段１１で判定された使用ガス器具２の使用モードのガス流量を差し引くことで、登録するガス器具の流量パターンを登録データとすることができるようになる。これによりガスメータに使用ガス器具２の登録を精度良く行うことができるようになる。

前述のガスメータ１に登録する情報としては、上記したように各ガス機器の使用時に発生する流量パターンを用いる。図６にその一例を示す。実際の登録データとしては、器具スタート時から０．２秒毎の流量値のデータを所定時間分記憶したものである。なお、データの時間間隔としては０．２秒に限定する必要はなく、要求される器具判別能力により任意に設定できるものである。

なお、本発明の流量計測部４に関しては、超音波方式の計測部で説明したが、計測方式としては、他の流量計測方式でも短時間のサイクルで連続計測可能であれば使用可能である。また、登録開始手段９の開始は、器具判定手段１１で判定された使用ガス器具２の使用モードが使用ガス器具２の流量が安定してほぼ同一流量を使用するモードで説明したが、これは、ガス床暖房装置のように、流量計測部４で計測される使用ガス器具２の流量がほぼ同一流量でＯＮ−ＯＦＦを繰り返すような単純な流量変化を繰り返すモードの場合に、登録開始手段９を開始可能とするようにしてもよく、その他各部の構成も本発明の目的を達成する範囲であればその構成はどのようなものであってもよい。

以上のように、本発明にかかるガスメータは、登録するデータとして各機器に特徴的な流量パターンを登録するため、判定する機器の数が個々の家庭内の機器に限られ比較するデータとの数が少なくなると共に、判定基準となる各機器の流量パターンを登録するため、その信頼性も高くなり、器具判別が簡単なアルゴリズムで高い判定能力をもつことが可能となり、使用器具に対応した保安設定値を最適に変更することや、使用機器に対応したガス料金の設定など、新たなサービスの提供を可能とする。

本発明の実施の形態１におけるガスメータの構成図 同ガスメータの流量計測部の構成図 同ガスメータの器具判定のフローチャート 同ガスメータの登録データを用いない場合の器具登録のフローチャート 同ガスメータの登録データを用いた場合の器具登録のフローチャート 同ガスメータの登録流量の特性図 従来のガスメータの構成図

４ 流量計測部（流量計測手段）
８ 登録手段
９ 登録開始手段
１０ 記憶手段（登録パターン記憶手段）
１１ 器具判定手段

Claims (5)

1. 家庭用ガス供給管に接続されガス流量を計測する流量計測手段と、
   使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとする登録手段と、
   前記登録手段を開始させる登録開始手段と、
   得られた使用ガス器具の流量パターンを登録データとして記憶する登録パターン記憶手段と、
   前記登録パターン記憶手段の登録データと前記流量計測手段で計測されるガス流量値とを比較し使用ガス器具を判断する器具判定手段とを備え、
   予め登録手段で使用ガス器具の流量パターンを前記流量計測手段で計測して登録データとするとともに、
   前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンが所定のパターンの時に前記登録開始手段を開始可能としたガスメータ。
2. 前記登録開始手段を開始可能とする前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量パターンは、前記流量計測手段で計測されるガス流量値がゼロ流量測定の誤差範囲内にある時とした請求項１に記載のガスメータ。
3. 前記器具判定手段で判定された使用ガス器具の使用モードが所定のモードの時に、前記登録開始手段を開始可能とした請求項１に記載のガスメータ。
4. 前記登録開始手段を開始可能とする前記器具判定手段で判定された使用ガス器具の所定のモードは、前記流量計測手段で計測される使用ガス器具の流量が安定してほぼ同一流量を使用するモードとした請求項３に記載のガスメータ。
5. 超音波流量計測により構成される流量計測手段を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスメータ。

Images