JP2008309559A - 流体管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスなどの被測定流体の流量、使用時間に対応した学習状態を、適切なタイミングでセンター（ガス事業者）へ通知することにより、ユーザのガス使用実態をガス事業者に通知可能な流体管理装置を提供する。
【解決手段】ガスメータ１は、ガスの流量を計測する計量部１１と、ガスの遮断又は供給を行う遮断部１４と、ガスの流量値が所定の条件に達したときに遮断部１４を駆動する遮断設定値を設定し直すマイコン１０ａと、マイコン１０ａにより学習された学習情報を外部へ出力する端子台１５とを備える。端子台１５は、マイコン１０ａが学習を開始したとき、又は学習開始後所定時間経過したとき、又は学習終了したときに、マイコン１０ａにより学習された学習情報を外部へ出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体管理装置、より詳細には、ＬＰガスなどの流体の残量を管理するガスメータなどの流体管理装置に関する。

従来、ガス容器内のＬＰガスが消費され続けると残量が少なくなり、ガス切れという事態が発生し、ガス供給不能となり、消費者がガスの供給を受けられないという問題が生じていた。そこでガス切れの状態を防止するために、例えば、特許文献１のように、使用時間が増加した場合、使用時間増加信号を発生して外部に伝送するものもある。

この特許文献１に記載のＬＰガス残量管理装置は、ガス容器からガス供給配管を通じてガス燃焼器具に供給されるＬＰガスの流量を積算し、積算流量値がリセット可能なガス流量積算手段と、ガス流量積算手段による積算流量値に基づいてガス容器のガス残量が予め定めた判定値以下に減少したことを検出したとき警報信号を発生して、外部に伝送する警報信号発生手段と、使用時間増加信号発生手段とを備える。この使用時間増加信号発生手段は、ガス燃焼器具へのＬＰガスの供給を遮断する使用時間遮断設定値を越えてガス燃焼器具へのＬＰガスの供給が連続的に行われたとき、又は使用時間遮断設定値に基づいて予め定めた第１の監視値を超えてガス燃焼器具へのＬＰガスの供給が連続的に行われたとき、使用時間遮断設定値を自動的に上方へ設定し直すようになされた使用時間遮断装置が、使用時間遮断設定値、又は第１の監視値を超えたガス燃焼器具の連続使用時間を検出して使用時間遮断設定値の上方への設定し直しを開始したとき、使用時間増加信号を発生して外部に伝送する。
特許第３７５５７９６号公報

しかしながら、特許文献１の場合、使用時間増加信号のみでは現在消費者がどのような状態、どのような使用状況であるのか分からず、一時的な使用量増加のために使用時間増加信号が出力され、ＬＰガスの残量が残っているにも係わらず、ＬＰガスボンベの供給を早急に行うなどの対応をとることになり、消費者に負担を与えていた。

また、ガスメータは設置から検定満期まで自動で学習を行っているが、外部機器等での読込を行わない限り学習状態は簡易的なＬＣＤ表示しかなく、消費者のガス燃焼器具の使用方法（開始、停止）、燃焼器具の追加、買換等による実際のガス消費に対応した学習状態の変化と学習された条件が把握出来ないため、ガスの配送の効率が良くない。

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、ガスなどの被測定流体の流量、使用時間に対応した学習状態を、適切なタイミングでセンター（ガス事業者）へ通知することにより、ユーザのガス使用実態をガス事業者に通知可能な流体管理装置を提供すること、を目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、被測定流体の流量を計測する流量計測手段と、前記被測定流体の遮断又は供給を行う遮断手段とを備えた流体管理装置であって、前記被測定流体の流量値が所定の条件に達したときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直す学習手段と、該学習手段により学習された学習情報を外部へ出力する学習情報出力手段とを備えたことを特徴としたものである。

請求項２の発明は、被測定流体の流量を計測する流量計測手段と、前記被測定流体の遮断又は供給を行う遮断手段とを備えた流体管理装置であって、前記被測定流体の使用時間を計時する使用時間計時手段と、該使用時間計時手段による計測値が所定値に達したときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直す学習手段と、該学習手段により学習された学習情報を外部へ出力する学習情報出力手段とを備えたことを特徴としたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記流体管理装置の学習機能を起動させるための外部信号を入力する外部信号入力手段を備え、前記学習手段は、前記外部信号入力手段により外部信号が入力されたときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直すことを特徴としたものである。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１の発明において、前記学習情報出力手段は、前記学習手段が学習を開始したとき、又は学習開始後所定時間経過したとき、又は学習終了したときに、前記学習手段により学習された学習情報を外部へ出力することを特徴としたものである。

請求項５の発明は、請求項１乃至３のいずれか１の発明において、前記学習情報出力手段は、前記学習手段による学習状態が変化するタイミングで、前記学習手段により学習された学習情報を外部へ出力することを特徴としたものである。

本発明によれば、ガスなどの被測定流体の流量、使用時間に対応した学習状態を、適切なタイミングでセンター（ガス事業者）へ通知することにより、ユーザのガス使用実態をガス事業者に知らせることができるため、ユーザの使用実態、使用状況を確実に確認することができ、ユーザが使用する燃焼器具の把握、ガス配送の効率化を図ることができる。

また、季節（気温の変化）による燃焼器具の使用開始、終了を確認することが可能となり、ガス消費量の増加を事前に把握することができるため、最適なタイミングでのガス補給、ガスの配送の効率化などを図ることができる。

また、ガスメータから開始（出荷モード解除）を通知することで、ガス使用開始状態をセンター（ガス事業者）で把握することが可能となり、ガス使用開始を確実に確認することができ、さらに、停止（閉栓、出荷モード）の通知をすることで、ガス使用停止状態を確実に把握することが出来る。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の流量管理装置に係る好適な実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る流体管理装置であるガスメータの構成例を示す図で、一般的なマイコンメータの構成例を示す図でもある。図１において、１はガスメータ、２は外部装置、１０は制御部、１１は計量部、１２はセンサ部、１３は表示部、１４は遮断部、１５は端子台、２１は宅内操作器、２２は網制御装置（以下、ＮＣＵという）、２３はガス漏れ警報器、２４は外部１機器（外部端子１の機器）、２５は外部２機器（外部端子２の機器）であり、１０ａはマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）、１０ｂはインタフェース、１０ｃは電池、１０ｄはテスト遮断スイッチ、１０ｅは容器リセットスイッチ、１１ａは計量機能、１２ａは電池電圧検出センサ、１２ｂは流量センサ、１２ｃは圧力センサ、１２ｄは感震器、１３ａは積算表示機能、１３ｂはセキュリティ表示機能、１４ａは遮断弁、１４ｂは遮断弁開スイッチである。

ガスメータ１は、ガスメータ１における各種制御を行う制御部１０、ガス流量を計量する計量部１１、センサ部１２、表示部１３、及び遮断部１４を備え、さらに、外部装置２との接続を行う端子台１５を備える。

計量部１１は、ガス流量に応じた回転体の回転数又は流体振動を出力する計量機能１１ａからなる。また、センサ部１２は、ガス流量やセキュリティに関係する物理量を検出するセンサ類からなり、電池１０ｃの電圧を検出する電池電圧検出センサ１２ａ、計量機能１１ａの出力を検出する流量センサ１２ｂ、ガス圧力低下などガス圧力を検知する圧力センサ１２ｃ、地震波等の振動を検知する感震器１２ｄ等から構成されている。なお、流量センサ１２ｂは、流量を検出するためのセンサで、勿論、流速センサであってマイコン１０ａにて流量を演算するものであってもよいし、流量演算器（流量変換器）を介してマイコン１０ａに流量を送信するものであってもよい。

また、制御部１０は、主として、取り込まれたセンサの信号を演算処理して処理データを収納し、表示部１３に出力したり端子台１５を介して外部に出力するもので、マイコン１０ａ、インタフェース１０ｂ、電源となる電池１０ｃ、遮断弁１４ａが正常に機能するかをテストするためのテスト遮断スイッチ１０ｄ、容器リセットスイッチ１０ｅ等から構成されている。なお、電池１０ｃは少なくとも制御部１０の電源となるものである。また、マイコン１０ａは、流量センサ１２ｂへ命令し流量センサ１２ｂからの流量検出信号に基づいて流量を計測して積算する処理を行う電子制御装置であり、演算処理をするＭＰＵと、それら各手段としてＭＰＵを機能させるためのプログラムを記録し処理データを記録するメモリとで構成される。

また、表示部１３は、制御部１０により処理されたデータを所定のプログラムまたは外部からの指令に従って表示するＬＣＤ（液晶表示部）等の表示装置であり、ガス流量の積算表示機能１３ａ，セキュリティ表示機能１３ｂなどをもっている。また、遮断部１４は、センサ部１２の信号による異常等が生じたとき、制御部１０のマイコン１０ａからの命令により制御弁を遮断するもので、制御弁としての遮断弁１４ａ，遮断弁開スイッチ１４ｂ等とから構成されている。

一方、外部装置２は、端子台１５を介してガスメータ１の外部に接続される機器類であり、例えば、宅内でガスメータ１の操作を行う宅内操作器２１、ガスメータ１との間で発呼、選択信号の送出、切断など電話交換網を制御するＮＣＵ２２、ガスメータ１におけるガス漏れを警報するガス漏れ警報器２３、及びハンディターミナルやＰＣ（パーソナルコンピュータ）等、その他の外部機器（ここでは外部１機器２４及び外部２機器２５）が設けられている。ＮＣＵ２２は、ガスメータ１の通信機能（自動通報、遠隔遮断、自動検針など）を行うためガス検針センターなどとガスメータ１を電話回線で接続する機器であり、電話機とガスメータ１を自動的に切り替えてガスメータ１のデータの送受信を行う。ハンディターミナルやＰＣは、検針器や設定器として用いられるものである。設定器は、設置されているガスメータ１の設定変更や確認などを行う。設定，確認が行われる項目には、継続使用時間設定、口火登録などあるが、ガス事業者の運用形態によりその仕様は決定される。

以上のように構成されたガスメータ１がガスラインに設置され、遮断弁開スイッチ１４ｂがＯＮ（閉路）されると、自己保持により弁開を継続し、ガス流量計測が開始される。内蔵された圧力センサ１２ｃにより検知された圧力データは、制御部１０に取り込まれて演算処理され、定められたプログラムに従って上述した圧力センサ１２ｃに与えられたセキュリティ機能を判断して計測を継続するか、遮断弁を閉止し、警報を発するか等が指令される。現在のガス圧力を計測する場合は、遮断弁開スイッチ１４ｂを押すことにより、所定時間、例えば１０秒間現在のガス圧を表示部１３に表示することができる。

図２は、本発明に係るガスメータ１のネットワークの構成例を示す図である。このように、ガスメータ１はＮＣＵ２２と接続され、ＮＣＵ２２とセンター４とが電話交換網３を介して接続されている。これにより、ガスメータ１とセンター４とが通信可能に接続される。

本発明に係るガスメータ１は、ガスの流量を計測する流量計測手段に相当する計量部１１と、ガスの遮断又は供給を行う遮断手段に相当する遮断部１４と、ガスの流量値が所定の条件（例えば、後述する監視レベルなど）に達したときに遮断部１４を駆動する遮断設定値を設定し直す学習手段に相当するマイコン１０ａと、マイコン１０ａにより学習された学習情報を外部へ出力する学習情報出力手段に相当する端子台１５とを備える。

マイコン１０ａは、ガスの使用時間を計時する使用時間計時手段としての機能を備えるようにしてもよい。この場合、マイコン１０ａは、ガス流量あるいはガス使用時間の計測値が所定値に達したときに、遮断部１４を駆動する遮断設定値を設定し直す。なお、ここでいう学習とは、ガス流量、ガス使用時間に対応した適切な遮断設定値を学習することをいう。また、学習情報には、設定し直された遮断設定値、ガスメータ１の学習状態（後述の図３を参照）、学習履歴、最大流量値などの情報を含ませることができる。

端子台１５は、ガスメータ１の学習機能を起動させるための外部信号を入力する外部信号入力手段としての機能を備えるようにしてもよい。この場合、マイコン１０ａは、端子台１５により外部信号が入力されたときに、遮断部１４を駆動する遮断設定値を設定し直す。

端子台１５は、マイコン１０ａが学習を開始したとき、又は学習開始後所定時間経過したとき、又は学習終了したときに、マイコン１０ａからの指示に従って、マイコン１０ａにより学習された学習情報を外部（すなわちセンター４）へ出力する。あるいは、端子台１５は、マイコン１０ａによる学習状態が変化するタイミングで、マイコン１０ａにより学習された学習情報を外部（センター４）へ出力するようにしてもよい。

このような構成とすることで、ガスメータ１の学習経過の実態が適切なタイミングでセンター４へ送られるため、センター４のガス事業者はこれを把握して、ガスの配送の効率化を図ると共に、ガス切れを防止することができる。例えば、ガスメータ１が学習中の場合は、使用器具把握がまだなので配送に余裕を持たせる。また、ガスメータ１が学習済みの場合は、使用器具把握ができているので、配送計画が立てやすい。また、ガスメータ１のガス器具使用状態（使用流量、使用時間）がわかることで、より精度の高い配送計画を立てることが可能となる。

図３は、本発明のガスメータ１による学習開始の手順の一例を示した図で、遮断設定値の自動設定機能の学習開始手順に対応する学習状態とセキュリティ表示を示す図である。
ガスメータ１の設置完了から（Ｓ１）、テスト遮断を行い（Ｓ２）、約２分以内に遮断弁開操作を行い（Ｓ３）、遮断弁開操作後に約３０秒間監視（Ｓ４）を含む一連の手順の学習状態は「初期学習前出荷モード」となる。

次に、２１Ｌ／ｈ以上の流量を検知すると（Ｓ５）、学習状態は「出荷モード解除」に移行する。ここで１時間経過した場合、学習状態は「学習開始スタンバイモード」に移行する。また、１時間以内に、テスト遮断を行い（Ｓ６）、約２分以内に遮断弁開操作を行い（Ｓ７）、復帰安全確認中漏洩遮断（Ｓ８）、遮断弁開操作（Ｓ９）、そして、約３０秒間復帰安全確認中（Ｓ１０）の動作処理を行うことにより、学習状態は「学習開始スタンバイモード」に移行する。

上記Ｓ１〜Ｓ１０の動作が完了すると、ユーザは正常にガスメータ１を使用することができ、学習状態は「初期学習前期」、「初期学習後期」に移行し、ユーザのガス使用状態から流量検知学習を行う。

学習状態が「初期学習前記」の場合、２１Ｌ／ｈ以上の流量検知学習がスタートされると（Ｓ１１）、各ガスメータを監視しているセンター４へ外部通報される。そして、３日間経過時に、流量検知学習スタートから３日間までの最大流量値又は最大使用時間に安全率を掛けた値が遮断設定値として仮設定される（Ｓ１２）。この時も各ガスメータを監視しているセンター４へ仮設定された遮断設定値や学習状態等が外部に伝達され、センター４ではユーザが現在どの様な使用状況であるかなど詳細に把握することが可能となる。

また、センター４へ遮断設定値が伝達されたことにより、センター４側から該当するガスメータへデータ要求を行うことも可能であり、遮断設定値に限らず、学習状態、学習履歴、最大流量値等の更に詳細なデータを把握することが可能であるのはいうまでもない。

Ｓ１２において仮設定後、１１日間の期間を設け本設定を行うが、この場合も２１Ｌ／ｈ以上の流量検知学習がスタートした期間から１４日間の最大流量値又は最大使用時間に基づいて安全率を掛けた値が本設定され（Ｓ１３）、ユーザのガス消費パターンに合わせた遮断設定値が設定される。

Ｓ１３において本設定が完了すると、センター４へ設定された遮断設定値が伝達され、センター４側でユーザが現在どの学習状態で、どのような使用状況であるかを確認することが可能となる。

Ｓ１３の本設定開始後、Ｓ１４において流量監視が行われ、論理遮断（Ｓ１５）あるいは強制再学習（Ｓ１６）に移行する。Ｓ１５の論理遮断の場合、Ｓ１１に移行し処理を繰り返し、Ｓ１６の強制再学習の場合、Ｓ５に移行し処理を繰り返す。Ｓ１４において、マイコン１０ａは、所定流量以上、例えば、設定された遮断設定値より低く且つ遮断設定値に所定の率を掛けた値を監視レベルとし、計測流量がこの監視レベルを超えたとき、再学習が行われ、遮断設定値が設定し直される。

上記と同様に、マイコン１０ａは、計量部１１によるガス流量あるいはマイコン１０ａによるガス使用時間の計測値が所定値に達したとき、再学習を行い、遮断設定値を設定し直すようにしてもよい。さらに、マイコン１０ａは、外部から端子台１５を介して再学習開始信号が入力されたとき、再学習を行い、遮断設定値を設定し直すようにしてもよい。

例えば、ユーザの事情により、急にガス使用量が増加し、流量値が設定された遮断設定値を超えた場合、即遮断となる。この場合、設定された上限値が遮断設定値となるように再学習が行われる。また、流量値が監視レベルを超え、且つ、遮断設定値を超えない場合では、遮断設定値を上方へ設定し直すための増加再学習が行われる。この場合、監視レベルを超えた流量値に安全率２．６を掛けた値が仮設定値として遮断設定値に設定される。

さらに、監視レベルを超えた流量値から所定期間監視を行い、所定期間内に再度監視レベルを超える流量を検出した場合、最初に監視レベルを超えた流量値と次に監視レベルを超えた流量値とで比較を行い、最大の流量値の値に安全率２．２を掛けた値が本設定値として遮断設定値に設定し直される。本設定が設定し直された後、設定し直された遮断設定値をセンター４（又は外部）へ報知する。これにより、センター４側では遮断設定値が変更されたことを確認可能となる。

なお、上記一連の処理は、ガス流量の増加に限らず、ガスの使用時間が増加した場合でも同様に実施することができる。

このような構成とすることで、センター４のガス事業者は遮断設定値が変更されたことを知り、現在ユーザがどのような使用状態であるかを確認可能となる。例えば、遮断設定値により、管理者側で消費者が現在どの学習を行っているのかなども判断することができる。

ガスメータ１の設置後に、実際にガスの使用開始を通知するタイミングで「出荷モード解除情報」がセンター（ガス事業者）４へ通知され、センター４では学習前のガスメータ１の状態を取得、保存する。また、ガスメータ１の学習が終了（本設定）したタイミングで再度「本設定開始情報」がセンター（ガス事業者）４へ通知され、センター４では学習完了時のガスメータ１の状態を取得、保存する。センター４において学習開始時と終了時の内容を比較することにより、ガスメータ１のユーザの最大使用量を把握することが可能となり、最適な配送量の計画を立てることが可能となる。

例えば、コンロのみの使用の場合は、学習終了時の学習状態が少量のガス使用量に設定され、また、大型の給湯器を使用している場合は、学習終了時の学習状態が大量のガス使用量に設定される。

従来、ユーザが引越し等で長期間ガスの使用を停止する場合は、ガスメータを閉栓（出荷モード）するが、これまではガスメータの簡易な表示しかなく、ガスを停止したことをセンター（ガス事業者）へ連絡して配送計画の見直しを行っていた。このため、情報の伝達がリアルタイムに行われず無駄な配送を行うことになっていた。
これに対して、本発明のガスメータ１の場合、ガス使用停止の「閉栓（出荷モード）情報」、ガス使用開始の「出荷モード解除情報」がセンター（ガス事業者）４へ通知されることにより、即座に配送計画に反映させることができる。また、使用開始と同時にガスの配送が可能となる。

すなわち、ガスメータ１は、ガスメータ１の学習状態が変化するタイミング（図３に示す「初期学習前出荷モード」，「出荷モード解除」，…など）で、学習状態に関する情報（ガス使用停止の「出荷モード情報」，ガス使用開始の「出荷モード解除情報」など）を通知する。

このように、本発明によれば、実際のガスメータの使用実態の変化を、適切なタイミングでガス事業者へ通知することにより、ガス事業者はユーザの使用実態、使用状況を確実に確認することができ、ユーザの燃焼器具の把握、ガス配送の効率化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る流体管理装置であるガスメータの構成例を示す図である。 本発明に係るガスメータのネットワークの構成例を示す図である。 本発明のガスメータによる学習開始の手順の一例を示した図である。

符号の説明

１…流体管理装置（ガスメータ）、２…外部装置、３…電話交換網、４…センター（ガス事業者）、１０…制御部、１０ａ…マイコン、１０ｂ…インタフェース、１０ｃ…電池、１０ｄ…テスト遮断スイッチ、１０ｅ…容器リセットスイッチ、１１…計量部、１１ａ…計量機能、１２…センサ部、１２ａ…電池電圧検出センサ、１２ｂ…流量センサ、１２ｃ…圧力センサ、１２ｄ…感震器、１３…表示部、１３ａ…積算表示機能、１３ｂ…セキュリティ表示機能、１４…遮断部、１４ａ…遮断弁、１４ｂ…遮断弁開スイッチ、１５…端子台、２１…宅内操作器、２２…ＮＣＵ、２３…ガス漏れ警報器、２４…外部１機器、２５…外部２機器。

Claims (5)

1. 被測定流体の流量を計測する流量計測手段と、前記被測定流体の遮断又は供給を行う遮断手段とを備えた流体管理装置であって、
   前記被測定流体の流量値が所定の条件に達したときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直す学習手段と、該学習手段により学習された学習情報を外部へ出力する学習情報出力手段とを備えたことを特徴とする流体管理装置。
2. 被測定流体の流量を計測する流量計測手段と、前記被測定流体の遮断又は供給を行う遮断手段とを備えた流体管理装置であって、
   前記被測定流体の使用時間を計時する使用時間計時手段と、該使用時間計時手段による計測値が所定値に達したときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直す学習手段と、該学習手段により学習された学習情報を外部へ出力する学習情報出力手段とを備えたことを特徴とする流体管理装置。
3. 前記流体管理装置の学習機能を起動させるための外部信号を入力する外部信号入力手段を備え、
   前記学習手段は、前記外部信号入力手段により外部信号が入力されたときに前記遮断手段を駆動する遮断設定値を設定し直すことを特徴とする請求項１又は２に記載の流体管理装置。
4. 前記学習情報出力手段は、前記学習手段が学習を開始したとき、又は学習開始後所定時間経過したとき、又は学習終了したときに、前記学習手段により学習された学習情報を外部へ出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体管理装置。
5. 前記学習情報出力手段は、前記学習手段による学習状態が変化するタイミングで、前記学習手段により学習された学習情報を外部へ出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の流体管理装置。

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