(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値から同流量の時間経過分の差分値を求める演算手段と、所定量以上の差分値の連続発生回数を計測するカウンタ手段と、このカウンタ手段が計測した値により機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したガス使用状態識別装置。
【請求項２】
家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値から同流量の時間経過分の差分値を求める演算手段と、所定量以上の差分値の連続発生時間を計測するタイマ手段と、このタイマ手段が計測した値により機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したガス使用状態識別装置。
【請求項３】
判定手段は、ガス使用用途で機能を判定するようにした請求項１または２記載のガス使用状態識別装置。
【請求項４】
判定手段は、ガス使用器具で機能を判定するようにした請求項１または２記載のガス使用状態識別装置。
【請求項５】
判定手段は、ガス使用器具およびガス使用用途で機能を判定するようにした請求項１または２記載のガス使用状態識別装置。
【請求項６】
判定手段は、ガス使用器具がガス湯沸かし器であり、その用途が給湯用か、或いは暖房用かを判定する請求項５記載のガス使用状態識別装置。
【請求項７】
流量計測手段は超音波計測装置よりなる請求項１記載のガス使用状態識別装置。
【請求項８】
請求項１または２記載のガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータをガス供給元側に伝送手段を介して伝送するようにしたガス供給管理システム。
【請求項９】
請求項１または２記載のガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータを携帯読取手段で読取り、ガス供給元側のホストコンピュータに集積するようにしたガス供給管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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ーを利用してガスの使用状態、すなわち、ガス使用器具およびまたはガス使用用途を判別するようにしたガス使用状態識別装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に各家庭にはガス供給ラインの入り口にガス流量計を内蔵したガスメーターが据付られている。
【０００３】
また、最近ではガス消費量増大などガス供給者の経営戦略の面からガス器具別料金体系を採用することが検討され、一部では実施されつつある。
【０００４】
従来のガスメーターにおいて、このような器具別料金を実施する場合、ガスメーターに接続された複数の積算装置を用い、特定の時間使用された場合の積算流量や特定の範囲の流量が使用されている場合の積算値、例えば、時間区分別流量や流量区分別流量を求め、その積算値でもって料金体系を決めるものが提案されている。
【０００５】
図１２は湯沸かし器を床暖房などの暖房用熱源として用いた場合の料金体系の一例を示し、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２、例えば、２３時から翌朝の７時までを割引時刻帯に設定し、その時刻帯でガス消費量がQ以上の割引流量区分（斜線部分）である場合には、該当ガス流量のガス料金を割引しようというものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、この方法では、前記深夜時刻帯といえども湯沸かし器が暖房用途のみならず、給湯用途にも使用されることがあり、熱源器具の特定判断が曖昧であり、例えば暖房用途に対してだけ料金を割引するなど、消費者にわかりやすく利便性のある料金設定を行うことは困難であった。
【０００７】
また、器具別の流量を計測するために、これら器具毎に流量計を設けて個々の流量を計測する手段も考えられるが、計測装置としては大掛かりになり、一般家庭用として対応するのにはコスト面からもシステムを構築するのが困難である。
【０００８】
そこで、器具毎の起動時のガス流量変化パターンに注目してその時々に使用されている器具を判別するものが提案されている。すなわち、起動時のガス流量変化に時間がかかるパターンでは温水暖房用のガス湯沸かし器、起動時のガス流量変化が短時間であるパターンではではガステーブルとして判別しようというものである（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−７１４２１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記の器具判別手段では、判別精度に課題があって実用化までには至っていないのが現状である。また、起動時のガス流量変化パターンを判別するものであるため、使用途中では判別がうまくできなくなる課題があった。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するもので、ガス使用器具およびまたはガス使用用途を確実に判定できるようにし、例えば、ガス供給元が用意した新料金メニューなどの新しいサ
ービスに対応できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記目的達成のため、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値から同流量の時間経過分の差分値を求める演算手段と、所定量以上の差分値の連続発生回数を計測するカウンタ手段と、このカウンタ手段が計測した値により機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガス使用状態識別装置によれば、その時々で使用されているガス器具の判別だけでなく使用用途までも判別できるものであり、ガス供給元の経営戦略上での選択肢を拡大できるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値から同流量の時間経過分の差分値を求める演算手段と、所定量以上の差分値の連続発生回数を計測するカウンタ手段と、このカウンタ手段が計測した値により機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したものである。
【００１４】
また、家庭用ガス供給管に接続され、ガス流量を一定時間間隔で計測する流量計測手段と、前記流量計測手段から出力される流量値から同流量の時間経過分の差分値を求める演算手段と、所定量以上の差分値の連続発生時間を計測するタイマ手段と、このタイマ手段が計測した値により機能別のガス使用状態を判別する判定手段とを具備したものである。
【００１５】
判定手段は、ガス使用用途、或いはガス使用器具、さらにはそれら両方を含めて機能を判定するようにした。
【００１６】
ガス使用用途とガス使用器具の両方を含めて機能とした場合は、ガス使用器具がガス湯沸かし器であり、その用途が給湯用か、或いは暖房用かを判定するのが一例である。
【００１７】
流量計測手段としては、好ましくは超音波計測装置とする。
【００１８】
そして、ガス使用状態識別装置で得られた機能毎のガス使用流量のデータをガス供給元側に伝送手段を介して伝送するか、或いは携帯読取手段で読取り、ガス供給元側のホストコンピュータに集積すれば、ガス供給管理システムに利用できる。これによって、ガス供給元側はガス消費を増大させる目的の料金体系が採用可能など、経営戦略上の選択肢を拡大できることとなる。
【００１９】
以下本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。なお、本実施の形態が本発明を限定するものではない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１に示すガス使用状態識別装置１は、各家庭のガス供給管２の途中に設けられ、その下流側の配管には複数のガス器具が接続されている。
【００２１】
前記ガス使用状態識別装置１は、ガス供給管２に接続されたガス遮断弁３、流量計測手段４、この流量計測手段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、地震などの振動を検出する感震器６、さらに、ガス使用状態の判別を行うための演算手段
７、差分値発生回数に応じた機能を記憶した記憶手段８、判定手段９、流量の時間経過分の差分値発生回数をカウントするカウンタ手段１０、制御回路１１を有する。
【００２２】
また、この制御回路１１は前記感震器６の作動や保安機能その他を統括制御処理するものであり、動力源として電池（図示せず）を内蔵している。記憶手段８は、具体的には半導体メモリが使用される。なお、記録の追加、書き換えができるものであれば半導体メモリに特定されるものではなく、磁気記録媒体その他でも可能である。
【００２３】
流量計測手段４は超音波方式のものを使用しているが、他にフルディック方式などの短時間に一定サイクルで連続計測可能であればどうのような方式のものでもよい。
【００２４】
先ず、超音波方式の流量計測手段４の具体例を図２をもとに説明する。
【００２５】
矩形断面をもつ計測流路１２の相対向する路壁の上流側と下流側には一対の超音波送受信器１３，１４が配置してあって、それらの超音波伝播経路が計測流路１２を流動するガス流を斜めに横切るごとく設定してある。超音波送受信器１３，１４は交互に超音波を送受信させるもので、ガス流れに対して順方向と逆方向に超音波の伝搬が行なわれる。
【００２６】
つまり、超音波送受信器１３，１４間の距離、すなわち測定距離をL、ガス流れに対しての超音波伝播経路の角度をφ、超音波送受信器１３，１４の上流から下流への超音波伝播時間をｔ１、下流から上流への超音波伝播時間をｔ２、音速をC、流速Vとしたとき、
Ｖ＝Ｌ／２ｃｏｓφ(１／ｔ１−１／ｔ２)
の関係となり、これにもとづきガス流量が求められる。
【００２７】
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。ガス器具により起動や制御により変化する時間が器具ごとに異なるため、測定時間間隔を小さくすることは器具判別を瞬時に行う点では有利となるが、計測間隔を短くすると電池の消耗が大きくなるなどの課題がある。
【００２８】
また、計測時間を従来の膜式方式と同等の計測間隔が２桁オーダーの秒数間隔になると、アルゴリズムの流量変化の差分を見て判断することが困難になり、そのため、本実施の形態では２秒間隔の計測を行っている。なお更に時間間隔を小さくすることは可能である。
【００２９】
次に、ガス器具の動作状態の判別手順について図３〜５をもとに説明する。
【００３０】
先ず、図３（ａ）は、ガスファンヒータなどガス流量調整が所定の時間をかけて、例えばステッピングモータなどを駆動源を介して行なう器具Ａの流量変化特性を、（ｂ）はガスコンロなど流量調整が手動で瞬間的に行なわれる器具Ｂの流量変化特性をそれぞれ示している。
【００３１】
したがって、図４のように、器具Ａではガス流量調整時の差分値が６回カウントされ、器具Ｂでは１回カウントされることとなる。
【００３２】
すなわち、ガス器具毎に起動や制御の形態が異なるために差分値のカウント数も異なるものとなり、器具Ａ，Ｂ，Ｃでいえば図５のような結果となる。
【００３３】
具体的フローを図６で説明する。流量計測手段４では上記した様に２秒間隔毎にガス流量を計測し（ＳＴ１）、そのデータを演算手段７に送り流量値を微分して２秒毎の流量の差分値を演算する（ＳＴ２）。そして、その差分値が所定値以上かどうかを判断し（ＳＴ
３）、それが連続して何回かをカウンタ手段１０でカウントし（ステップ４）、記憶手段８に記憶されている器具毎の差分値発生回数と比較して（ステップ５）、判定手段９が使用器具を判別するものである（ステップ６）。
【００３４】
このように差分値の発生回数をもって、例えばガスコンロ、ガス燃焼熱を熱源とするファンヒーター、ガス湯沸かし器などの器具が判別できることとなる。
【００３５】
ところで、ガスコンロは調理用、ファンヒーターは温風暖房用というように単機能であるが、ガス湯沸かし器は給湯用と床暖房用のふたつの機能を有する。
【００３６】
床暖房は床裏側に熱媒体流路を形成したもので、ここを流動する熱媒体をガス湯沸かし器で沸かした湯で加熱するようにしたものである。そして、給湯用と床暖房用とでは起動、または制御パターンが異なり、当然のことながら差分値発生回数にも違いがある。
【００３７】
したがって、そのガス器具がガス湯沸かし器である場合には、それが給湯用か床暖房用かまでも判定するものである。
【００３８】
判定手段９による判定は、前記の説明から、使用されているガス器具の判定であるし、併せて用途（ガス湯沸かし器の場合）でもあることが明かである。用途に注目した場合に、単機能であるガスコンロは調理用途、ファンヒーターは暖房用途ということに特定できるであろう。
【００３９】
本実施の形態ではガス器具と用途、およびそれらを合わせたものを総称して機能と定義した。
【００４０】
なお、差分値は起動、または制御開始時ではなく、停止、または制御終了時のマイナス差分でもよい。
【００４１】
（実施の形態２）
図７は実施の形態２を示すもので、実施の形態１における図１と同一作用を発揮する構成については同一符号を付し、その説明は実施の形態１のものを援用する。
【００４２】
本実施の形態にあっては、差分値が発生している時間をタイマ手段１５で測定するようにし、また記憶手段８には器具毎の差分値発生時間が記憶してある。
【００４３】
先の実施の形態１と同様、図８（ａ）のようにガスファンヒータなどガス流量調整が所定の時間をかけて、例えばステッピングモータなどを駆動源を介して行なう器具の流量変化特性を、（ｂ）はガスコンロなど流量調整が手動で瞬間的に行なわれる器具Ｂの流量変化特性をそれぞれ示している。
【００４４】
したがって、器具Ａではガス流量調整時の差分値発生が時間Ｔ続き、器具Ｂではそれよりははるかに短い差分値発生時間Ｔ２となる。
【００４５】
すなわち、ガス器具毎に起動や制御の形態が異なるために差分値発生時間は、器具Ａ，Ｂ，Ｃでいえば図９のような結果となる。
【００４６】
したがって、差分値発生時間をタイマ手段１５で計測して記憶手段８に記憶している器具毎の差分値発生時間と比較することで使用器具、用途、およびそれら双方の判定が可能となる。
【００４７】
（実施の形態３）
図１０は形態の実施３を示すもので、実施の形態１における図１と同一作用を発揮する構成については同一符号を付し、その説明は実施の形態１のものを援用する。
【００４８】
実施の形態１と異なる点は、流量変化による器具の判別の方法である。判別のために比較するのは図１１のグラフ上の斜線部分の面積である。流量の差分値が判定値を超えた時点からの流量値から流量変化前の流量値を積算手段１６で加減算し、流量の差分値が連続して記憶手段７に登録された判定値を超えている間は上記演算で求めた流量の変化分を演算手段７により積算して、積算量を求め、その積算量と記憶手段内の判定値と判別手段が比較判断し状態変化した器具を判別する。流量が変化する時間だけでなく量も含めて判定するので判別の精度が向上するものである。
【００４９】
また、全体ガス流量より機能別のガス使用量を算出することが可能である。このようにガス使用状態識別装置１で得られた機能別のガス流量データをガス供給元側のホストコンピュータに入力することで、多様なサービスの提供が可能となる。
【００５０】
データ入力方式としては、ガス使用状態識別装置１で得られた機能別のガス流量データを有線方式、または無線方式で転送するもの、或いは携帯型の読取手段で検針者が現場でデータを読取り、ガス供給元側のホストコンピュータに入力するものなどが考えられるであろう。
【００５１】
提供しうるサービスの例として、一つに新たなガス料金体系として、ガス消費の拡大を目的に特定のガス器具とか特定の用途に割引制度を適用することが考えられ、ガス供給元の経営戦略の選択肢を広げることができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上のように、本発明にかかわるガス使用状態識別装置は、使用されているガス器具の判別だけでなく使用用途までも判別できるものであり、ガス供給元の経営戦略上での選択肢を拡大できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガス使用状態識別装置の構成図
【図２】同流量計測手段の構成図
【図３】同器具毎のガス流量特性図
【図４】同器具毎のガス差分値特性図
【図５】器具毎の差分値発生回数を示す説明図
【図６】同フローチャート
【図７】本発明の実施の形態２におけるガス使用状態識別装置の構成図
【図８】同同器具毎のガス差分値特性図
【図９】器具毎の差分値継続時間を示す説明図
【図１０】本発明の実施の形態３におけるガス使用状態識別装置の構成図
【図１１】同器具毎のガス流量特性図
【図１２】従来のガス消費形態を示す説明図
【符号の説明】
【００５４】
１  ガス使用状態識別装置
２ガス供給管
４  流量計測手段
７  演算手段
８  記憶手段
９  判定手段
１０  カウンタ手段
１５  タイマ手段
１６  積算手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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