JP4439195B2 - ユーティリティ消費機器運転認識装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユーティリティを消費するユーティリティ消費機器、及び、そのユーティリティ消費機器の運転状態を認識するユーティリティ消費機器運転認識装置に関する。
尚、本発明においてユーティリティとは、家庭や事業所等の需要家において消費されるガス、電気、及び、水道等を示し、これらユーティリティは、ガス事業者、電気事業者、及び、水道事業者等のユーティリティ事業者が需要家に常時供給し、その供給量が、需要家に設けられたガスメータ、電気メータ、及び、水道メータ等のメータ装置で計測される。
【０００２】
【従来の技術】
各家庭等に設けられるガスメータとして、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと呼ぶ。）を内蔵したマイコンメータがあり、そのマイコンは、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する供給異常検知機能として機能して、供給異常を検知したときには、ガスの供給を遮断する遮断弁を働かせたり、警報を発したりするように構成されている。
【０００３】
マイコンメータが有する供給検知機能は、計測したガスの総供給量やその変動量等のガス流通状態を認識し、所定の判定期間中に、上記ガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことを供給異常として検知するように構成されており、例えば、上記供給異常検知機能として、ガス消費機器が所定の安全継続時間を超えて運転されていることを検知するための安全継続時間異常検知機能や、マイコンメータの下流側に接続された内管からガスが漏洩している所謂ガス漏洩を検知するための漏洩検知機能等がある。
【０００４】
かかる安全継続時間異常検知機能は、ガスメータにより測定された総供給量が、１２時間等の所定の判定期間中に変化しないときに、そのことを安全継続時間異常として検知し、上記安全継続時間異常を検知したときにガスの供給を遮断するように構成されている。
一方、かかる漏洩検知機能は、ガスメータにより測定された総供給量が、３０日間等の所定の漏洩判定期間中に、０又は０に近い値の無流通状態流量以下とならなかったときに、そのことを上記ガス漏洩として検知し、上記ガス漏洩を検知したときに警報等を発するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、例えば、ガス消費機器として燃料電池システムのように長期に渡って継続して運転される機器が設けられている場合には、マイコンメータは、上記ガス消費機器の正常な運転による継続的なガス消費を、上記安全継続時間異常更にはガス漏洩等のガス供給異常として誤検知してしまうことがある。
【０００６】
そこで、このような継続して運転されるガス消費機器の運転を識別して、ガス供給異常の誤検知を回避するための手法として、そのガス消費機器を、点火時及び消火時の一定期間においてガス消費量を他のガス消費機器と識別可能な固有の変動パターンに従って変動させる変動操作を実行するように構成して、ガスメータ側において、ガスメータが測定したガスの総供給量の変動パターンと、ガス消費機器の点火及び消火を認識するための知識として予め記憶してある上記固有のガス消費量の変動パターンとを比較して、ガス消費機器の点火又は消火を認識するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８３８１５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１に記載の手法では、上記ガス消費機器の正常な点火及び消火は認識できるが、例えば、ガス消費機器が上記ガス消費量の変動操作を実行することができないまま異常停止してしまった場合や、ガス消費機器が点火時において上記ガス消費量の変動操作を実行することができなかった場合には、上記ガス消費機器の点火及び消火を正確に認識することができない場合がある。更に、点火を認識することができたガス消費機器に対しても、そのガス消費機器が正常に運転されているか否かの運転状態を認識することができない場合がある。
【０００９】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ユーティリティ消費機器の運転状態を正確に認識し、更に、ユーティリティ供給異常の誤検知を回避することができる技術を実現する点にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るユーティリティ消費機器運転認識装置の第一特徴構成は、ユーティリティの消費量を所定の個別変動周期で所定の個別変動パターンに従って変動させる消費量変動操作を実行する変動操作手段を備え、ユーティリティを消費するユーティリティ消費機器において、前記個別変動周期及び前記個別変動パターンが他のユーティリティ消費機器と識別可能なものに設定されているユーティリティ消費機器を含む消費部へのユーティリティの総供給量の総変動パターンから、前記ユーティリティ消費機器の運転状態を認識する運転状態認識手段と、前記ユーティリティ消費機器において設定されている前記個別変動パターンを、前記ユーティリティ消費機器を識別するための知識として記憶する記憶手段とを備え、前記運転状態認識手段が、前記ユーティリティの総供給量の総変動パターンと、前記記憶手段に記憶してある前記個別変動パターンを比較して、前記ユーティリティ消費機器を識別可能に構成されるユーティリティ消費機器運転認識装置であって、前記運転状態認識手段で認識した前記ユーティリティ消費機器の運転状態に応じてユーティリティ供給異常を検知する供給異常検知手段を備え、前記供給異常検知手段が、ユーティリティ供給量が所定の判定期間中に変化しないことを安全継続時間異常として検知する安全継続時間異常検知、あるいは前記所定の判定期間中に無流通状態供給量以下とならなかったことをユーティリティ漏洩として検知する漏洩検知を実行する構成で、前記個別変動周期が、前記判定期間よりも短く設定され、前記供給異常検知手段が、ユーティリティ総供給量から運転中の各ユーティリティ消費機器のユーティリティ消費量を差し引いた供給量を用いて、前記ユーティリティ供給異常を検知する点にある。
【００１１】
このユーティリティ消費機器運転認識装置を使用するシステムに使用する、ユーティリティを消費するユーティリティ消費機器は、
前記ユーティリティの消費量を所定の個別変動周期で所定の個別変動パターンに従って変動させる消費量変動操作を実行する変動操作手段を備える。尚、本願において「個別」とは、そのユーティリティ消費機器に対して設定されたものを示す。即ち、このユーティリティ消費機器によれば、例えば、正常に運転している場合において、上記変動操作手段により上記消費量変動操作を実行することで、ガス、電気、又は、水等のユーティリティを消費するユーティリティ消費機器の上流側に設けられたマイコンメータ等のメータ装置で計測されるユーティリティの総供給量を、一定の上記個別変動周期で且つ一定の上記個別変動パターンに沿って変動させることができ、メータ装置で計測された上記総供給量の総変動パターンを監視するユーティリティ消費機器運転認識装置等に、そのユーティリティ消費機器が正常に運転しているか否か等の運転状態を伝達し認識させることができる。
【００１２】
そして、ユーティリティ消費機器は、前記個別変動周期及び前記個別変動パターンが他のユーティリティ消費機器と識別可能なものに設定されている。
【００１３】
従って、このユーティリティ消費機器によれば、１つのメータ装置に対して上記変動操作手段を備えたユーティリティ消費機器が複数接続されている場合において、夫々のユーティリティ消費機器において設定される上記個別変動周期及び上記個別変動パターンを、他のユーティリティ消費機器と識別可能なものとすることで、メータ装置で計測されるユーティリティの総供給量の総変動パターンには、各ユーティリティ消費機器の個別変動パターンが個別に発現するものとなるので、上記ユーティリティ消費機器運転認識装置等に、ユーティリティ消費機器を正確に識別させることができる。
【００１４】
そして、ユーティリティ消費機器運転認識装置は、ユーティリティ消費機器を含む消費部へのユーティリティの総供給量の総変動パターンから、前記ユーティリティ消費機器の運転状態を認識する運転状態認識手段を備える。
【００１５】
よって、このユーティリティ消費機器運転認識装置によれば、上記運転状態認識手段を設けることで、上記変動操作手段を備えたユーティリティ消費機器を含む消費部の上流側に設けられたマイコンメータ等のメータ装置で計測されるユーティリティの総供給量の総変動パターンを監視し、その総変動パターンに、ユーティリティ消費機器の変動操作手段による個別変動パターンが発現しているか否かにより、そのユーティリティ消費機器が正常に運転しているか否かの運転状態を認識することができる。
【００１６】
さらに、ユーティリティ消費機器において設定されている前記個別変動パターンを、前記ユーティリティ消費機器を識別するための知識として記憶する記憶手段を備えると共に、
前記運転状態認識手段が、前記ユーティリティの総供給量の総変動パターンと、前記記憶手段に記憶してある前記個別変動パターンを比較して、前記ユーティリティ消費機器を識別可能に構成されている。
【００１７】
よって、１つのメータ装置に対して上記変動操作手段を備えたユーティリティ消費機器が複数接続され、その各ユーティリティ消費機器において設定される上記個別変動周期及び上記個別変動パターンが、他のユーティリティ消費機器と識別可能なものとされている場合において、上記記憶手段を設けることで、上記運転状態認識手段において、上記ユーティリティの総供給量の総変動パターンに個別に発現する各ユーティリティ消費機器の個別変動パターンを、予め記憶してある個別変動パターンと比較して、運転状態を認識した各ユーティリティ消費機器を他のユーティリティ消費機器と識別することができる。
【００１８】
さらに、本発明に係るユーティリティ消費機器運転認識装置は、前記運転状態認識手段で認識した前記ユーティリティ消費機器の運転状態に応じてユーティリティ供給異常を検知する供給異常検知手段を備える。
【００１９】
結果、このユーティリティ消費機器運転認識装置によれば、上記供給異常検知手段を設けることで、上記変動操作手段が設けられ長期に渡って継続して運転されるユーティリティ消費機器が運転中であると認識したときには、そのユーティリティ消費機器の異常運転をユーティリティ供給異常として検知し、一方、そのユーティティリティ消費機器が全て停止していると認識したときには、他の消費部における安全継続時間異常検知やユーティリティ漏洩等のユーティリティ供給異常を公知の供給異常検知手法にて検知することができる。従って、ユーティリティ消費機器の継続運転によるユーティリティ供給異常の誤検知を回避し、正確にユーティリティ供給異常を検知することができる。
そして、前記供給異常検知手段が、ユーティリティ供給量が所定の判定期間中に変化しないことを安全継続時間異常として検知する安全継続時間異常検知、あるいは前記所定の判定期間中に無流通状態供給量以下とならなかったことをユーティリティ漏洩として検知する漏洩検知を実行する構成とされていることで、安全継続時間異常検知、あるいは漏洩検知が可能となる。
ここで、前記変動操作手段による消費量変動操作の個別変動周期を、前記供給異常検知手段による供給異常検知の前記判定期間よりも短く設定しておくことで、各機器の識別を適切に実行した状態で、供給異常検知を実行できる。
また、前記供給異常検知手段が、ユーティリティ総供給量から運転中の各ユーティリティ消費機器のユーティリティ消費量を差し引いた供給量を用いて、前記ユーティリティ供給異常を検知することで、運転中のユーティリティ消費機器以外の供給量に基づいて供給異常を検知できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１に示すように、ガス供給事業者により導管１を介して家庭や店舗等の需要部へ供給されたガス（ユーティリティの一例）は、先ず、その需要部に設置されているガスメータ１０を通過した後に、需要部内に配設された内管２を通って、需要部に設置された燃料電池システムやガスエンジンコジェネシステムやガスファンヒータ等のガス消費機器（ユーティリティ消費機器の一例）（以下、「機器」と略称する。）２０，３０やその他のガス消費部（以下、「消費部」と略称する。）４０に供給される。
【００２２】
上記ガスメータ１０には、導管１から内管２へと流通するガスの総供給量を計測する計測部１２と、各種処理を実行可能なマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と略称する。）１５と、内管２へのガスの流通を遮断可能な遮断弁１３と、マイコン１５の出力信号により点灯可能な警報ランプ１９等が設けられており、計測部１２で計測された総供給量は、積算流量としてガスメータ１０に設けられた表示部（図示せず。）に表示される。
【００２３】
また、ガスメータ１０に設けられたマイコン１５は、所定のプログラムを実行することにより、ガスの漏洩、ガスホースの抜け、ガス管破損、ガス栓誤開放等のガス供給異常を検知する供給異常検知手段１６として機能する。
その供給異常検知手段１６は、上記計測部１２で計測された総供給量から認識されるガス流通状態を監視し、所定の判定期間中にそのガス流通状態が所定のリセット状態とならなかったことを上記ガス供給異常として検知するように構成される。そして、供給異常検知手段１６は、上記ガス供給異常を検知したときには、遮断弁１３を働かせてガスの流通を遮断したり、警報ランプ１８を点灯させたり、ガス供給異常が発生した旨を認識可能な警報信号を、通信ネットワーク等を介してガス供給業者が運営管理する管理サーバ側へ送信したりすることができる。
【００２４】
詳しくは、マイコン１５の供給異常検知手段１６は、計測部１２で計測された総供給量が、１２時間等の所定の判定期間中に変化しないことを安全継続時間異常として検知する安全継続時間異常検知や、計測部１２で計測された総供給量が、３０日間等の所定の判定期間中に、０又は０に近い値の無流通状態供給量以下とならなかったことをガス漏洩として検知する漏洩検知等の供給異常検知を実行可能に構成されている。
【００２５】
機器２０，３０は、総供給量を計測するガスメータ１０から内管２を介してガスが供給され、その供給されたガスを制御弁２４，３４による消費量調整を伴って消費部２６，３６にて消費して発電、給湯、暖房等を行うように構成されている。
【００２６】
また、機器２０，３０には、制御弁２４，３４を働かせて、消費部２６，３６の運転制御を行うためのコンピュータからなる運転制御装置２１，３１が設けられおり、かかる運転制御装置２１，３１は、所定のプログラムを実行することにより、後述の消費量変動操作を実行する変動操作手段２２，３２として機能し、その詳細構成について以下に説明する。
【００２７】
これまで説明したように、機器２０，３０を、供給異常検知手段１６を有するガスメータ１０を介してガスが供給されるように設置し、その機器２０，３０が例えば燃料電池システムのように長時間に渡って一定出力で継続的に運転される場合には、ガスメータ１０の供給異常検知手段１６が、機器２０，３０における継続的なガスの消費を、ガス供給異常と間違って検知してしまうことがある。
詳しくは、供給異常検知手段１６は、機器２０，３０のガス消費量が長期（例えば１２時間）に渡って一定であった場合には、前述の安全継続時間異常と誤検知してガスの供給を遮断してしまい、更に、機器２０，３０が長期（例えば３０時間）に渡って継続的にガスを消費した場合には、前述のガス漏洩と誤検知して警報を発してしまう。
【００２８】
そこで、上記運転制御装置２１，３１に構成された変動操作手段２２，３２は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、その機器２０，３０においてガスを消費中（即ち、運転中）に、前述のガスメータ１０の供給異常検知手段１６の判定期間よりも短く他の機器とは異なる個別変動周期で、且つ、他の機器とは異なる個別変動パターンに従って、制御弁２４，３４により、ガス消費量を変動させる消費量変動操作を実行するように構成されている。
【００２９】
一方、マイコン１５は、図２（ｄ）に示すように、その機器２０，３０を含む消費部２０，３０，４０へのガスの総供給量の変動パターン、即ち、計測部１２で計測されたガスの総供給量の総変動パターンに、上記機器２０，３０の変動操作手段２２，３２による上記個別変動パターンが発現しているか否かにより、機器２０，３０の運転状態、即ち、正常に運転しているか否かを認識する運転状態認識手段１７を備えたユーティリティ消費機器運転認識装置として機能する。
【００３０】
更に、上記各機器２０，３０における上記個別変動周期及び上記個別変動パターンの夫々は、他と識別可能なものに設定されており、更に、マイコン１５に設けられたメモリ等で構成される記憶手段１８には、夫々の機器２０，３０において設定されている上記個別変動パターンが、夫々の機器２０，３０を識別するための知識として記憶されている。
【００３１】
そして、マイコン１５に構成された運転状態認識手段１７は、計測部１２で計測されたガスの総供給量の総変動パターンから機器２０，３０の運転状態を認識するに、その総変動パターンを、予め記憶手段１８に記憶してある夫々の機器２０，３０の個別変動パターンと比較して、上記運転状態を認識した機器を他と識別可能に構成されている。
【００３２】
更に、マイコン１５に構成された供給異常検知手段１６は、上記運転状態認識手段１７で、総供給量の総変動パターンを監視して、長期に渡って継続的に運転される可能性がある機器２０，３０の全てが停止していると認識したときのみ、前述の安全継続時間異常検知及び漏洩検知等の供給異常検知を行い、上記機器２０，３０の内いずれかが運転中のときには、上記供給異常検知を行わずに、その機器２０，３０の運転状態の監視のみを行うように構成されている。
【００３３】
また、上記各機器２０，３０において設定されている個別変動パターンを、例えば、変動幅をその機器２０，３０のガス消費量に応じて変更するなどして、各機器２０のガス消費量を認識可能なものとすることで、運転状態認識手段１７において、運転中の各機器２０，３０のガス消費量を上記運転状態として認識することもできる。
更に、このように運転状態認識手段１７で各機器２０，３０のガス消費量を認識可能な場合には、上記供給異常検知手段１６は、上記機器２０，３０の内いずれかが運転中のときでも、計測部１２で計測されたガスの総供給量から運転中の各機器２０，３０のガス消費量を差し引いた供給量を用いて、前述の安全継続時間異常検知及び漏洩検知等の供給異常検知を行うことができる。
【００３４】
即ち、上記変動操作手段２２，３２は、上記漏洩判定期間中に、上記制御弁２４，３４を働かせて、内管２から機器２０の改質部２５及び加熱部２６へ供給されるガス供給量を、例えば１．０Ｌ／ｈの上記漏洩検知で用いる無流通状態流量以下に一時的に変動させる漏洩誤検知回避操作を実行することにより、機器２０の継続的な運転に起因するガス漏洩の誤検知を回避する。
【００３５】
以下、これまで説明してきたガス消費機器２０，３０及びユーティリティ消費機器運転認識装置として構成されたマイコン１５を用いた実施例について、図２に基づいて説明する。
【００３６】
尚、図２（ａ）は、機器２０のガス消費量の変化状態を示す図、図２（ｂ）は、機器３０のガス消費量の変化状態を示す図、図２（ｃ）は、機器２０，３０以外の消費部４０のガス消費量の変化状態を示す図、図２（ｄ）は、ガスメータ１０で計測されたガスの総供給量の変化状態を示す図、である。
【００３７】
各機器２０，３０の運転中のガス消費量は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、前述の変動操作手段２２，３２により、他の機器とは異なる個別変動周期で、同じく他の機器とは異なる個別変動パターンに従って変動する。
【００３８】
すると、上記ガスメータ１０で計測された総供給量は、図２（ｄ）に示すように、機器２０のガス消費量（図２（ａ））、機器３０のガス消費量（図２（ｂ））、及び、消費部４０のガス消費量（図２（ｃ））とを含み、更に、上記各機器２０，３０の個別変動パターンが発現した総変動パターンに沿って変動するものとなる。
【００３９】
よって、運転状態認識手段１７は、予め記憶手段１８に記憶してある各機器２０，３０の個別変動周期及び個別変動パターンを参照し、この総供給量の総変動パターンにおいて、個別変動周期毎で個別変動パターンが発現している機器を運転中と認識し、個別変動周期で個別変動パターンが発現していない機器を停止中と認識する。
【００４０】
更に、供給異常検知手段１６は、全ての機器２０，３０が停止中であると認識したときから、上記供給異常検知を開始することで、上記機器２０，３０の継続的な運転による供給異常の誤検知を回避することができる。
【００４１】
尚、変動操作手段２２，３２を有する各機器２０，３０において、制御弁２４，３４と消費部２６，３６との間に、ガスを一次貯留するバッファタンクを備えることで、変動操作手段２２，３２により各制御弁２４，３４の開度を変動ささせてガス消費量を個別変動パターンに従って変動させても、消費部２６，３６へのガス供給量を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明する概略構成図
【図２】ガス消費量及び総供給量の変動状態を示すグラフ図
【符号の説明】
１０：ガスメータ
１５：マイクロコンピュータ（ユーティリティ消費機器運転認識装置）
１６：供給異常検知手段
１７：運転状態認識手段
１８：記憶手段
２０，３０：ガス消費機器（ユーティリティ消費機器）
２２，２３：変動操作手段

Claims (1)

1. ユーティリティの消費量を所定の個別変動周期で所定の個別変動パターンに従って変動させる消費量変動操作を実行する変動操作手段を備え、ユーティリティを消費するユーティリティ消費機器において、前記個別変動周期及び前記個別変動パターンが他のユーティリティ消費機器と識別可能なものに設定されているユーティリティ消費機器を含む消費部へのユーティリティの総供給量の総変動パターンから、前記ユーティリティ消費機器の運転状態を認識する運転状態認識手段と、
   前記ユーティリティ消費機器において設定されている前記個別変動パターンを、前記ユーティリティ消費機器を識別するための知識として記憶する記憶手段とを備え、
   前記運転状態認識手段が、前記ユーティリティの総供給量の総変動パターンと、前記記憶手段に記憶してある前記個別変動パターンを比較して、前記ユーティリティ消費機器を識別可能に構成されるユーティリティ消費機器運転認識装置であって、
   前記運転状態認識手段で認識した前記ユーティリティ消費機器の運転状態に応じてユーティリティ供給異常を検知する供給異常検知手段を備え、
   前記供給異常検知手段が、ユーティリティ供給量が所定の判定期間中に変化しないことを安全継続時間異常として検知する安全継続時間異常検知、あるいは前記所定の判定期間中に無流通状態供給量以下とならなかったことをユーティリティ漏洩として検知する漏洩検知を実行する構成で、
   前記個別変動周期が、前記判定期間よりも短く設定され、
   前記供給異常検知手段が、ユーティリティ総供給量から運転中の各ユーティリティ消費機器のユーティリティ消費量を差し引いた供給量を用いて、前記ユーティリティ供給異常を検知するユーティリティ消費機器運転認識装置。

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