(57)【要約】【課題】流路に接続されたガス器具ごとの使用流量を積算する流量計測装置に関するものである。【解決手段】超音波流量計７（瞬時流量計測手段）が計測した瞬時流量を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段９を備えることで、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、流量区分ごとの使用流量の流量管理やガス器具の使用とも対応させてガス器具の使用流量を管理することができるようになる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に流れる流体の流量を時間ごとに逐次計測する瞬時流量計測手段と、前記瞬時流量計測手段が計測した瞬時流量を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えた流量計測装置。
【請求項２】
瞬時流量計測手段を接続した配管の下流側に接続された器具の使用流量を登録する器具流量登録手段と、登録された器具の使用流量を含む所定流量範囲の器具の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えた請求項１記載の流量計測装置。
【請求項３】
流量区分積算別手段は、瞬時流量計測手段の計量範囲全域を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する請求項１記載の流量計測装置。
【請求項４】
瞬時流量計測手段を接続した配管の下流側に接続された器具の使用流量を登録する器具流量登録手段と、登録された器具の使用流量を含む所定流量範囲の器具の流量区分と、前記瞬時流量計測手段の計量範囲全域を所定の流量区分に分割し、それぞれの流量区分を混在させて逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えた請求項１記載の流量計測装置。
【請求項５】
流量区分別積算手段は、器具の流量区分への積算を優先して積算する請求項４記載の流量計測装置。
【請求項６】
器具流量登録手段によって登録された登録器具の使用流量で前記登録器具が動作しているか否かを判別する器具判別手段を備えた請求項２または４または５記載の流量計測装置。
【請求項７】
器具判別手段が登録された登録器具の使用流量で前記登録器具が使用されていると判別したときに、前記登録器具の流量区分に前記登録器具の使用流量のみを抽出するように判別して積算する流量区分別積算手段を備えた請求項６記載の流量計測装置。
【請求項８】
器具判別手段の判別結果に基づいて、器具の流量区分ごとに使用流量を積算する流量区分別積算手段を備えた請求項６または７記載の流量計測装置。
【請求項９】
流量計測手段は超音波流量計である請求項１から８のいずれか１項記載の流量計測装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項記載の流量計測装置を用いた流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス配管等流路に接続された器具の使用流量を判別して流量区分ごとに使用流量を積算して使用流量を管理する流量計測装置および流体供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の流量計測装置は、図８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１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２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３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４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５とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記構成によって、新たに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新たなガス燃焼器具の使用開始を判定することで、簡易な方法で新たなガス燃焼器具の使用開始を判定するとともに、流量の減少変化に基づいて使用停止を判定することができるものである。
【特許文献１】特開２００２−１７４５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、ガス器具の使用開始や使用停止を監視しても、ガス器具がどの流量区分で使用されていたかは判別できず、流量区分ごとの使用実態を管理することはできなかった。また、流量区分ごとに分割積算しようとしても逐次区分への振り分けができず細かい区分はできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、流路に流れる流体の流量を時間ごとに逐次計測する瞬時流量計測手段と、前記瞬時流量計測手段が計測した瞬時流量を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えたものである。
【０００６】
これによって、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、流量区分ごとの使用流量の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策などにも利用できる。さらには、使用ガス器具との対応付けから使用流量の制限なども可能となり安全面も管理できるようにすることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の流量計測装置は、流路に流れる流体の流量を時間ごとに逐次計測する瞬時流量計測手段と、前記瞬時流量計測手段が計測した瞬時流量を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えることで、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、流量区分ごとの使用流量の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策への利用や使用ガス器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、流路に流れる流体の流量を時間ごとに逐次計測する瞬時流量計測手段と、前記瞬時流量計測手段が計測した瞬時流量を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えた構成とすることにより、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、流量区分ごとの使用流量の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策への利用や使用ガス器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理することができる。
【０００９】
第２の発明は、瞬時流量計測手段を接続した配管の下流側に接続されたガス器具の使用流量を登録する器具流量登録手段と、登録されたガス器具の使用流量を含む所定流量範囲のガス器具の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えることで、逐次流量を使用ガス器具の流量区分ごとに積算していくことができ、使用ガス器具の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策への利用や使用ガス器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理することができる。
【００１０】
第３の発明は、特に、第１の発明の流量計測装置の流量区分積算別手段は、瞬時流量計測手段の計量範囲全域を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する構成において、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、使用流量領域全体の使用流量の流量管理ができる。
【００１１】
第４の発明は、特に、第１の発明の流量計測装置は、瞬時流量計測手段を接続した配管の下流側に接続されたガス器具の使用流量を登録するガス器具流量登録手段と、登録されたガス器具の使用流量を含む所定流量範囲のガス器具の流量区分と、前記瞬時流量計測手段の計量範囲全域を所定の流量区分に分割し、それぞれの流量区分を混在させて逐次流量を積算する流量区分別積算手段を備えることで、より細かく流量区分を分割することができるので細かい管理ができるようになり、いろいろな家庭の使用状況に対応できると共に、安全施策もガス器具ごとに設定したり、全体で設定したり細かく設定することができる。
【００１２】
第５の発明は、特に、第４の発明の流量計測装置の流量区分別積算手段は、ガス器具の流量区分への積算を優先して積算することで、流量区分が混在した場合でもガス器具の区分を優先することで、ガス器具ごとの積算流量の計測を中心にすることができ、ガス料金施策などの対応を付けやすくすることができる。
【００１３】
第６の発明は、特に第２または４から５の発明の流量計測装置の器具流量登録手段によって登録された登録ガス器具の使用流量で前記登録ガス器具が動作しているか否かを判別する器具判別手段を備えることで、ガス器具との対応を確実にすることができガス料金施策などの対応やガス器具ごとの保安機能を付加することができる。
【００１４】
第７の発明は、特に、第６の発明の流量計測装置の器具判別手段が登録された登録ガス器具の使用流量で前記登録ガス器具が使用されていると判別したときに、前記登録ガス器具の流量区分に前記登録ガス器具の使用流量のみを抽出するように判別して積算する流量区分別積算手段を備えることで、登録ガス器具の積算流量を計測することができるのでガス料金施策などの対応やガス器具ごとの保安機能をいくつも付加することができる。
【００１５】
第８の発明は、特に、第６と７の発明の流量計測装置の器具判別手段の判別結果に基づいて、ガス器具の流量区分ごとに使用流量を積算する流量区分別積算手段を備えることで、単なる流量区分ではなくガス器具の使用実態に合致した使用流量で積算することかせ可
能となり、より精度の高い区分別の計測が可能となる。
【００１６】
第９の発明は、特に、第８の発明の流量計測装置の流量計測手段は超音波流量計とすることで、瞬時流量計測値を精度良く求められるので、流量区分ごとへの振り分けも精度良く行なうことができる。
【００１７】
第１０の発明は、特に、第１から第９の発明の流量計測装置を流体供給システムに利用した場合、それぞれの家庭で個別に流量区分の積算流量を計測することができ、１家庭だけでなく地域全体で流量区分ごとの使用流量を管理することができるので、ガス器具ガス料金の施策の普及を促進することができるとともに、ガス料金だけでなくガス器具判別の結果により保安機能などを設定することで安全なガス供給システムを地域全体で実現するシステムとして有効に利用することができる。
【００１８】
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。
【００１９】
（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。
【００２０】
図１においてガスメータは、流路６に流れる流量を計測する瞬時流量計測手段としての超音波流量計７と、前記超音波流量計７が所定時間間隔ごとに計測した流量値を基に任意の時間間隔差分流量を求め、その基に時間間隔差分流量から流路に接続されて使用されているガス器具の使用流量を計測する器具使用流量計測手段８を備え、前記器具使用流量計測手段８の計測した流量を所定の流量区分に逐次流量を積算する流量区分別積算手段９を備えた構成とした。ここで、１０は使用されるガス器具の使用流量を登録する器具流量登録手段、１１は器具流量登録手段によって登録された登録ガス器具の使用流量で前記登録ガス器具が動作しているか否かを判別する器具判別手段、１２は流量計測装置としてのガスメータ、１３はガスを停止させたい時に流路６を遮断する流路遮断弁、１４はそれぞれの部位の動作を制御するマイコン、１５は電池、１６は表示部、１７は操作部、１８は通信部、１９から２１はガス管路２２に接続されたガス器具である。
【００２１】
以上のように構成されたガスメータについて、以下その動作、作用を説明する。
【００２２】
まず、図２を用いて器具判別手段１１の動作、判別方法について説明する。
【００２３】
使用開始ガス器具の判別や使用停止ガス器具の判別の判定は、所定時間間隔としての２秒間隔で計測された超音波流量計７の瞬時流量値の差分流量を用いて行う。ここで、差分流量は、所定時間間隔の２倍を特定間隔として用い、４秒間の流量差を特定間隔差分流量として用いる。この差分流量を４秒差分流量と呼ぶこととする。
【００２４】
そこで、４秒差分流量が所定流量値より大きくプラス値の場合、なんらかのガス器具が動作開始したと判別し、また４秒差分流量が所定流量値より大きくマイナス値の場合、なんらかのガス器具が動作停止したと判定する。
【００２５】
なお、２秒間隔の計測や、４秒差分流量を用いることは、１実施例であり、ケースによっては他の時間を用いて行うこともあるし、いろいろな時間間隔の差分流量を組み合わせて使用することもある。ただ、本実施例のように電池で駆動させる超音波を利用したガスメータでは、低消費電力と計測精度の観点から、２秒間隔計測による４秒差分流量を用いることが適している。すなわち、４秒差分流量で判別することで、ガス器具の動作を見逃
すことなく検出することができるのである。
【００２６】
そして、４秒差分流量が、判別条件として登録されている流量値と等しいか、またはその流量範囲に該当する場合は、その差分流量値から所定ガス器具と判別して開始ガス器具判別または停止ガス器具判別を行なうものである。
【００２７】
例えば、使用される流量が低流量域の場合、ガス器具はたくさん存在する。そこで、差分流量だけでは判別が困難であり、差分流量の挙動を見て判別する。図２の流量変化特性図は、時刻Ｔ１でガス器具２０としてのガスファンヒータが使用開始され、その後、時刻Ｔ２でガス器具２１としてのガスコンロが使用開始される。そして、時刻Ｔ３でガスコンロが停止し、時刻Ｔ４でガスファンヒータが停止したことを示したものである。
【００２８】
このような特性の場合、時刻Ｔ１以前の安定流量値（ここではゼロ流量）と、時刻Ｔ２の時の安定流量Ｑ１の差分を取り、ガス器具流量（Ｑ１−０）を求める。同様に、時刻Ｔ３以前の安定流量値（ここではＱ１）と、時刻Ｔ３以降の安定流量（ここではＱ２）の差分を取り、ガス器具流量（Ｑ２−Ｑ１）を求める。それぞれのガス器具流量から、あらかじめ登録されているガス器具の流量と近い時、それの近いガス器具が起動されたと判別する。また、そのガス器具が判別された以降、それぞれのガス器具流量を流量区分別積算手段９がそれぞれの流量区分に積算していくことで、流量区分の流量積算が行なえるものである。
【００２９】
このような方法によって、流量区分ごとの使用流量を積算していくもので、流量区分の例を図３から図５に示す。また、図６と図７には、流量変化特性との対応を示す。ここで、  図３は、超音波流量計７の計測流量区分全体を区分分けしたものであり、図４は、超音波流量計７の計測流量区分全体を分割した区分に、ガス器具別の流量区分を設定したものである。流量区分とガス器具区分が重なり合った時は、ガス器具区分を優先することを示している。また、図５は、ガス器具別の流量区分どうして重なり合う場合の優先順位を設定したものである。小さい流量区分の区分分けが優先されることを示している。ここで、ガス器具に関係なく流量を分割している区分を全体流量区分（例えば、図３の区分１〜区分４）と呼び、ガス器具ごとに設定された区分をガス器具流量区分（例えば、図４のガス器具１区分〜ガス器具４区分）と呼ぶことにする。
【００３０】
図６のようにガス器具が単体で動作している場合は、登録ガス器具の設定流量で区分できる。ここで、登録流量とは、例えば、ガス器具１の起動時の平均流量を１００Ｌ／ｈとすると、その流量に対して±１０Ｌ／ｈの幅を持たせることとする。こうすることで、ガス器具１のガス器具別のガス器具流量区分は９０Ｌ／ｈから１１０Ｌ／ｈの範囲ということになる。登録流量の幅は、ガス器具によって登録時に変えることができる。手動で動作させるガステーブルなどは、操作する人によって多少起動流量にバラツキが生じるので幅を広く取っておくことが望ましい。
【００３１】
また、図２のように複数のガス器具が動作する場合は、単なる流量区分では区分分けできない。その場合は図７に示すように差分流量を用いてガス器具の動作流量を推測し、その流量が計測していると判断してガス器具ごとのガス器具流量区分に積算していくこととした。例えば、図７ではΔＱ１でＴ５の時刻まで継続したと判断して、ΔＱ１の該当する流量区分に積算していくことにした。またΔＱ２のガス器具はＴ４まで継続したとして判断した時、ΔＱ２の該当する流量区分に積算していくことにした。継続時間は器具判別手段が、立ち上がりの流量、例えばΔＱ１に近いマイナス差分を検出したとき、ΔＱ１で起動したガス器具が停止すると判別することとしている。このようにな方法を用いれば、器具の動作が単体でも複数でも、判別してそれぞれのガス器具流量区分に振り分けていくことができる。
【００３２】
また、複数のガス器具が同時に起動されたときなど、判別が困難なときは、従来の全体流量区分に積算することで対応できるようになる。このように全体流量区分とガス器具流量区分を混在させることで、より汎用性の高い流量区分別の積算流量を計測することができる。
【００３３】
これらの流量区分に逐次流量を積算していくことができ、流量区分ごとの使用流量の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策への利用や使用ガス器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理することができる。
【００３４】
さらに、超音波流量計７を接続した配管の下流側に接続されたガス器具の使用流量を登録するガス器具流量登録手段１０と、登録されたガス器具の使用流量を含む所定流量範囲のガス器具の流量区分に分割して逐次流量を積算する流量区分別積算手段９を備えることで、逐次流量を使用ガス器具の流量区分ごとに積算していくことができ、使用ガス器具の流量管理ができるとともに、ガス器具の使用とも対応させてガスの使用流量を管理することのできるようになり、ガス使用料金施策への利用や使用ガス器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理することができる。
【００３５】
また、流量区分積算別手段９は、超音波流量計７の計量範囲全域を所定の流量区分に分割して逐次流量を積算する構成において、逐次流量を決められた流量区分ごとに積算していくことができ、使用流量領域全体の使用流量の流量管理ができる。
【００３６】
そして、超音波流量計７を接続した配管の下流側に接続されたガス器具の使用流量を登録する器具流量登録手段１０と、登録された器具の使用流量を含む所定流量範囲のガス器具の流量区分と、超音波流量計７の計量範囲全域を所定の流量区分に分割し、それぞれの流量区分を混在させて逐次流量を積算する流量区分別積算手段９を備えることで、より細かく流量区分を分割することができるので細かい管理ができるようになり、いろいろな家庭の使用状況に対応できると共に、安全施策もガス器具ごとに設定したり、全体で設定したり細かく設定することができる。
【００３７】
また、流量区分別積算手段９は、ガス器具の流量区分への積算を優先して積算することで、流量区分が混在した場合でもガス器具の区分を優先することで、ガス器具ごとの積算流量の計測を中心にすることができ、ガス料金施策などの対応を付けやすくすることができる。
【００３８】
そして、器具流量登録手段１０によって登録された登録ガス器具の使用流量で前記登録ガス器具が動作しているか否かを判別する器具判別手段を備えることで、ガス器具との対応を確実にすることができ、単なる流量区分ではなく、ガス器具に対応させて積算流量を計測することができるのでガス料金施策などの対応やガス器具ごとの保安機能を付加することができる。
【００３９】
さらに、器具判別手段１１が登録された登録ガス器具の使用流量で前記登録ガス器具が使用されていると判別したときに、前記登録ガス器具の流量区分に前記登録ガス器具の使用流量のみを抽出するように判別して積算する流量区分別積算手段９を備えることで、登録ガス器具の積算流量を計測することができるのでガス料金施策などの対応やガス器具ごとの保安機能をいくつも付加することができる。
【００４０】
器具判別手段１１の判別結果に基づいて、ガス器具の流量区分ごとに使用流量を積算する流量区分別積算手段９を備えることで、単なる流量区分ではなくガス器具の使用実態に
合致した使用流量で積算することかせ可能となり、より精度の高い区分別の計測が可能となる。
【００４１】
また、流量区分だけで分割するように説明してきたが、ガスの使用時間によって区分することも可能である。例えば、全体流量区分やガス器具流量区分の流量が、所定時間区分ごとに時間を積算していくこともできる。これによって、流量と継続時間のマトリックスとして使用流量を管理することもできるようになる。
【００４２】
このような流量計測装置を流体供給システムに利用した場合、それぞれの家庭で個別にガス器具判別動作を開始させたり、停止させたりすることができ、１家庭だけでなく地域全体に器具判別手段を波及することができるので、ガス器具ガス料金の施策の普及を促進することができるとともに、ガス料金だけでなくガス器具判別の結果により保安機能などを設定することで安全なガス供給システムを地域全体で実現するシステムとして有効に利用することができ、ガス器具別料金などの顧客サービスを実現することができるものである。
【００４３】
なお、以上の説明は超音波流量計を用いた場合について説明したが、他の瞬間式の流量計測手段でも、同様の効果が得られることは明白である。そして、瞬時流量計を用いることで、流量に関係なく等時間間隔に計測タイミングが設定できるので、どんな流量のガス器具でもタイミングよく流量を計測することができる。また、ガスメータで説明したが、工業用流量計や水道メータにおいても同様に、流量計測装置の下流側に接続された使用ガス器具のガス器具別使用流量の計測に使用することができる。
【００４４】
また、ガス器具別料金についての実施例で説明したが、ガス器具判別の情報は、ガスを安全に供給する保安機能に用いることも可能である。その場合、ガス器具判別動作切換手段９によって、ガス器具判別の動作を切り換えることで、ガス器具別の保安機能も切り換えることができる。例えば、ガス器具ごとに連続使用の許可時間を設定することが可能になるが、ガス器具判別の動作を開始したときにのみガス器具別の連続使用時間制限を有効にし、ガス器具判別機能を停止した時は、ガス器具別の連続使用時間制限も停止することができる。また、自動的にガス器具判別の動作を開始する場合、保安機能も自動的にガス器具判別による保安機能に切り換えられる。このように、器具判別動作切換手段９によって、保安機能の切換えも可能となり、ガス器具判別の動作と保安機能の連携をスムーズに行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明にかかる流量計測装置は、ガス、水道等の使用料金施策への利用や使用器具ごとの使用流量の制限なども可能となり安全面も管理できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】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
【図２】同流量計測装置で計測される流量パターン図
【図３】同流量計測装置で分割される流量区分を示す説明図
【図４】同流量計測装置で分割される他の流量区分を示す説明図
【図５】同流量計測装置で分割される他の流量区分を示す説明図
【図６】同流量計測装置で計測される流量パターン図
【図７】同流量計測装置で計測される流量パターンを分析した特性図
【図８】従来の流量計測装置のブロック図
【符号の説明】
【００４７】
６  流路
７  超音波流量計（流量計測手段）
８  器具使用流量計測手段
９  流量区分別積算手段
１１  器具判別手段
１２  ガスメータ
１３  流路遮断弁
１４  マイコン
１５  電池
１６  表示部
１７  操作部
１８  通信部
１９〜２１  ガス器具
２２  ガス管路
【図１】
2008111729.tif 000003
【図２】
2008111729.tif 000004
【図３】
2008111729.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008111729.tif 000009
【図８】
2008111729.tif 000010