JP4840950B2 - ガス種判定システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は供給ガスの種類を判別するガス種判定システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、ガス燃焼器具へ供給するガス種としては、主に都市ガスとLPガス(プロパンを主成分とした液化石油ガスで、以下、LPGと呼ぶ)とが知られているが、各燃料ガスはウォッベ指数(以下、WIと呼ぶ)やガス成分等の特性が異なるため、複数種類の燃料ガスを切り替えて燃焼させる場合には、ガス種を判別してそのガス種に適した仕様に切り替える必要がある。
【0003】
例えば、切替使用する燃料ガスのWIが大幅に異なる場合において、高WIガス用の燃焼器具にそのまま低WIガスを供給すると、単位時間当たりの発熱量(インプット)が大幅に変化して燃焼器具の燃焼や出力などの特性が悪化してしまうので、供給ガスの種類を判別して、そのガス種に適したインプットになるように調整する必要がある。
そこで、従来から各燃料ガスの密度の違いからガス種を判別するガス種判定システムが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各燃料ガスの密度が大きく違わないことから、高精度の密度センサーを設けなければならず高価であり、しかも、誤判断の心配がある。また、ガス種を変える度にガス密度を検出しなければならず面倒であった。
【0005】
ところで、最近、LPGと同様にガスボンベに液化封入して供給でき、かつLPGよりも安価なジメチルエーテル(以下、DMEと呼ぶ)をLPGの代替燃料として使用することが検討されている。このDMEの供給は現在のところ十分なものではないので、常にDMEを使い続けることができる保障もなく、DMEの供給が滞った場合には、LPGを使う必要があり、今後LPGをDMEに置き換えるようにしても、当面の間はDMEとLPGとの並行使用をすることも考えられている。
【0006】
しかし、ガス種間であまり差のない密度を検出しそれに基づいてガス種を判別すると、誤判別の心配がある。
そこで、本発明のガス種判定システムは上記課題を解決し、ガスボンベ内の燃料ガスの種類を正確に判別することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項1記載のガス燃焼器具は、
ガスボンベから需用家のガス引込口へ供給される燃料ガスの種類を判別するガス種判定システムであって、
上記ガスボンベに設けられ、上記燃料ガスの種類を示すガス種情報を保持する情報保持手段と、
上記情報保持手段に接続あるいは接近させることにより、上記ガス種情報を入力して上記燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と、
上記ガスボンベから供給された燃料ガスを、上記ガス種判別手段の判別結果に応じた圧力に調整して上記ガス引込口へ供給する供給ガス圧調整手段を備えると共に、
需用家のガス燃焼器具に、
上記圧力を検知する圧力検知手段と、
その検知圧力に応じて供給ガスの種類を判断する圧力対応ガス種判別手段と、
判定されたガス種に適した供給ガス流量等の燃焼仕様に切り替えて燃焼制御を行う燃焼制御手段
を備えたことを要旨とする。
【0008】
また、本発明の請求項2記載のガス燃焼器具は、上記請求項1記載のガス燃焼器具において、
上記情報保持手段として、上記ガス種情報を示す電気的接点を用い、
上記ガス種判別手段は、上記電気的接点からの電気信号により上記ガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別することを要旨とする。
【0009】
また、本発明の請求項3記載のガス燃焼器具は、上記請求項1記載のガス燃焼器具において、
上記ガス種情報を上記ガス種判別手段へ電波あるいは磁気あるいは光で通信する非接触式通信手段を備えたことを要旨とする。
【0010】
また、本発明の請求項4記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜3の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記ガス種判別手段の判別結果に基づいて、上記ガスボンベから供給された燃料ガスの圧力を調整したり、該燃料ガスに他の気体を混入させて希釈する等して、該燃料ガスの供給状態を自動的に切り替えて、需用家のガス燃焼器具での単位時間当たりの発熱量をガス種に関係なく略同一にする供給状態自動切替手段を備えたことを要旨とする。
【0013】
また、本発明の請求項5記載のガス燃焼器具は、上記請求項1〜4の何れかに記載のガス燃焼器具において、
上記ガスボンベに充填される燃料ガスは、ジメチルエーテルまたはLPガスであることを要旨とする。
【0014】
上記構成を有する本発明の請求項1記載のガス種判定システムは、ガスボンベに設けられた情報保持手段が、ガスボンベに充填されている燃料ガスの種類を示すガス種情報を保持し、ガス種判別手段を情報保持手段に接続あるいは接近させて、ガス種判別手段がそのガス種情報を入力してガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別する。
また、供給ガス圧調整手段が、ガスボンベから供給された燃料ガスをガス種判別手段の判別結果に応じた圧力に調整して、需用家のガス引込口へ供給する。そして、需用家のガス燃焼器具の圧力検知手段がその調整されたガス圧を検知し、圧力対応ガス種判別手段がその検知ガス圧に応じて供給ガスの種類を判断して、燃焼制御手段がそのガス種に適した燃焼仕様に切り替えて燃焼制御を行って、適正に燃焼させることができる。
【0015】
また、本発明の請求項2記載のガス種判定システムは、ガスボンベに設けられる電気的接点がガスボンベ内の燃料ガスの種類に応じて異なるため、ガス種判別手段が、この電気的接点からの電気信号により、ガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別する。
【0016】
また、本発明の請求項3記載のガス種判定システムは、非接触式通信手段がそのガス種情報を光あるいは電波あるいは磁気でガス種判別手段へ通信する。このガス種情報を受けてガス種判別手段がガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別する。
【0017】
また、本発明の請求項4記載のガス種判定システムは、供給状態自動切替手段がガス種判別手段の判別結果に応じて、燃料ガスの供給状態を自動的に切り替えて、ガス種に関係なくガス燃焼器具での単位時間当たりの発熱量(インプット)を略同一にする。
例えば、燃料ガスのWIが高いほど、ガスボンベからの供給ガス圧を低下させたり、燃料ガスに他の気体(空気や他の燃料ガス等)を多く混入して燃料ガスを希釈して、インプットを揃える。
【0020】
また、本発明の請求項5記載のガス種判定システムは、DMEが充填されたガスボンベには、DMEを示すガス種情報を出力する情報保持手段が設けられ、一方、LPGが充填されたガスボンベには、LPGを示すガス種情報を出力する情報保持手段が設けられており、ガス種判別手段がガス種情報を受けてガスボンベ内の燃料ガスを判別する。
DMEは、LPGと同様にガスボンベに液化封入して供給できるため、LPGの代替燃料としてそのまま安全に使うことができる
【0021】
【発明の実施の形態】
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにするために、以下本発明のガス種判定システムの好適な実施形態について説明する。
【0022】
《第1実施形態》
図1は、本発明の第1実施形態として、共同住宅のガス供給管理室に置かれたガスボンベ10から各家庭のガス引込口31a,31b,31cに供給される燃料ガスの種類を判別するガス種判定システムを表す。
【0023】
ガスボンベ10としては、LPG(本実施形態では純プロパン)が封入されたLPGボンベか、DMEが封入されたDMEボンベの何れかが使用される。ここでは、LPGボンベが使用されている。
ガスボンベ10近傍には、ガスボンベ10からの燃料ガスの圧力を圧力コントローラ21で制御しながら調整する圧力調整器20が設けられ、圧力調整器20のパイプ接続口20aにガスボンベ10のパイプ接続部10aが接続される。
【0024】
圧力調整器20の2次側にはガス供給管30が接続され、このガス供給管30は、各家庭のガス引込口31a,b,cを介して、各給湯器40a,40b,40cと接続される。以降、ガス引込口31a,b,cや給湯器40a,b,cを総称する場合には、それぞれを区別せず、符号の末尾に付けられたアルファベットを省略する。
【0025】
各家庭の給湯器40には、供給ガス圧を検出するガス圧力センサー43を設け、この検出結果に応じて供給ガスの種類を判別し、判別されたガス種に適した目標燃焼制御データを切り替える器具コントローラ42を備える。
【0026】
ガスボンベ10のボンベバルブ10bの基端には、後述するボンベ側コネクタ12を備えた取付具11が掛けられる。一方、圧力調整器20には、圧力コントローラ21と電気的に接続された調整器側コネクタ22が設けられ、ボンベ側コネクタ12と接続可能な位置に配置される。
【0027】
ボンベ側コネクタ12は、図2に示されるように、互いに絶縁された6つの端子a〜fを備え、リード線13によって、端子aと残りの端子b〜fのうちの何れか1つとが短絡されている。
短絡した端子の組み合わせ(aとb,aとc,aとd,aとe,aとf)でガス種が示される。本実施形態では、aとcの組み合わせをLPGとし、aとeの組み合わせをDMEとする。ここでは、ボンベ側コネクタ12は、LPGボンベ10に設けられているため、端子aとcとがリード線13によって短絡されている。
【0028】
調整器側コネクタ22は、ボンベ側コネクタ12の端子a〜fと対応する端子g〜mを備える。
圧力コントローラ21は、調整器側コネクタ22の各端子h〜mと接続されるバッファー回路21bと、ガス種判別およびガス圧調整の制御を行う制御回路21aと、電力を供給する電源部VDDと、電源部VDDの電源供給のスイッチとなるトランジスタTr1とを備える。
【0029】
制御回路21aには、バッファー回路21bを介して調整器側コネクタ22の端子h〜mからの電気信号をそれぞれ入力する入力端子p〜tを備えると共に、トランジスタTr1のベースへ制御信号を出力する出力端子nを備える。このトランジスタTr1のコレクタは、調整器側コネクタ22の端子gと接続される。
【0030】
上述した構成のガス種判定システムでは、ガスボンベ10を圧力調整器20に接続する際に、ボンベ側コネクタ12を調整器側コネクタ22に接続すると共に、図示しないスイッチを押して、圧力コントローラ21の制御回路21aにより、出力端子nからトランジスタTr1をオンさせる。
この場合、ボンベ側コネクタ12の端子aとcとが短絡されているため、制御回路21aの入力端子qにハイレベル信号が入力される。
【0031】
入力端子qから信号を受けた制御回路21aは、ボンベ側コネクタ12の組み合わせがaとcであると判断し、この組み合わせからガスボンベ10内の燃料ガスがLPGであると判別し、トランジスタTr1をオフする。
ガス種の判別を一層確実にするために、繰り返しトランジスタTr1をオンさせ、複数回ガス種を判別する。
【0032】
このガス種判別中に、制御回路21aの入力端子p〜tのうち複数の入力端子に電気信号が入力される場合には、ゴミ等によりボンベ側コネクタ12の端子同士が導通したこと等が考えられるため、エラーであることをランプ(図示略)の点灯により報知する。尚、ブザーで報知してもよい。
【0033】
また、トランジスタTr1がオフの時に、各入力端子p〜tに信号が入力されていないことも確認する。信号が入力されている場合には、この入力端子と電源部VDDとの間で短絡していること等が考えられるため、エラーであることをランプの点灯により報知する。
こうしたエラーがなければ、制御回路21aは、判別されたガス種(つまりLPG)用に供給ガス圧(例えば、300mmH2O)を調整する。
【0034】
一方、ガスボンベ10にDMEが充填される場合には、ボンベ側コネクタ12のリード線13によって端子aとeとが短絡されているため、制御回路21aは、端子eに対応する入力端子sからハイレベル信号を入力して、燃料ガスがDMEであると判断し、その判別結果に基づいて、DME用に供給ガス圧(例えば400mmH2O)を調整する。
後述するように、給湯器40側でガス種を判別できるように、供給ガス圧をLPGとDMEとで変えておく。
【0035】
このようにして圧力調整器20で圧力が調整された燃料ガスは、図1に示されるように、ガス供給管30を通って、各家庭のガス引込口31a,b,cに供給される。
給湯器40のガス圧力センサー43は、供給されてきた燃料ガスの圧力を検出し、器具コントローラ42へ圧力データを送る。そして、器具コントローラ42は、その圧力データから供給ガスの種類を判別する。つまり、供給ガス圧が所定値(例えば、350mmH2O)以上であればDMEと判断し、所定値未満であればLPGと判断する。
【0036】
そして、器具コントローラ42は、判別されたガス種に適した目標燃焼制御データに切り替え、ファン(図示略)の回転数を調整したり、ガス比例弁(図示略)の開度の制御により供給ガス圧を調整して、供給空気流量や供給ガス流量を制御する。この結果、ガス種に関係なく、適正な空燃比で燃焼することができる。
【0037】
以上詳述したガス種判定システムでは、ガスボンベ10に設けられたボンベ側コネクタ12と、圧力調整器20に設けられた調整器側コネクタ22とを接続するだけで、ガス種を正確に判別できる。
【0038】
しかも、そのガス種用に供給ガス圧に制御することで、各家庭の給湯器は、この圧力をガス種データとしてガス種を判別することができる。つまり、器具コントローラ42a,b,cが各圧力センサー43a,b,cの検知圧力からガス種を判別することができる。この結果、各器具コントローラ42a,b,cと圧力コントローラ21とを結ぶガス種判別用通信線を設けなくてもよい。通信線の配線作業の手間を省くことができる。
【0039】
また、各器具コントローラ42でガス種に適した供給ガス流量に調整するため、ガス種に関係なくインプットを等しくする。この際、圧力調整器20で供給ガス圧を正確に調整する必要がなく、ガス種を区別できる程度に供給ガス圧を調整するだけでよく、高精度の圧力調整器を必要としない。
しかも、ガス密度のようにガス種毎の差があまり変わらない特性をガス種判別に用いるのではなく、供給ガス圧を判別データとしているため、誤判別を無くすことができる。
また、各燃焼器具において供給空気流量もガス種に合わせて調整するため、燃焼状態が一層良好になる。
【0040】
従って、ガス種を切り替えてもインプットを等しくすることができ、給湯器の燃焼や出力などの特性を良好に維持できる。
この結果、各家庭の給湯器40等のガス燃焼器具によって、ガス種を判別してガス種毎に燃焼制御を切り替えるといったことを行う必要がない。つまり、ガス燃焼器具側では、ガス種を区別する必要がなく、今後DMEが新たに供給されるようになっても、LPG用のガス燃焼器具をそのまま使用することができる。
【0041】
このようにして、LPGとDMEとをその市場価格,供給状況に応じて適宜切り替えて使うといった並行使用が可能になり、経済的である。この際、使用者は燃料ガスを区別して器具を使用しなくてもよく、安全で使い勝手がよい。
また、各コネクタ12,22を用いるためガス種を判別するための構成が簡単になり、製造コストが安価となる。
【0042】
また、ガスボンベで供給される燃料ガスの種類が将来新たに増えても、他の空いている端子(b,d,f)を用いることにより対応できる。尚、本実施形態では、供給ガスが2種類なので、各コネクタ12,22の端子は、それぞれ3つ備えていれば十分である。
【0043】
《第2実施形態》
次に、第2実施形態について図1を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。尚、図1中の符号43a,43b,43cは、本実施形態では不要となる。また、ガス燃焼器具40は、給湯器ではなく、ガスこんろである。
【0044】
圧力調整器20の圧力コントローラ21は、ガスボンベ10内の燃料ガスの種類を判別して、そのガス種に適した供給ガス圧に調整する。
【0045】
この供給ガス圧について説明する。現在、LPGの標準ガス圧PLPGは、280mmH2Oである。DMEを同じガス燃焼器具(つまりノズル径も等しい)を用いて同インプットで燃焼するためのガス圧PDMEを算出する。
インプットがガス圧の平方根とWIとに比例することから、LPGとDMEとで同一インプットにするためには次式が成り立つようにすればよい。。
【0046】
PLPG 1/2WILPG=PDME 1/2WIDME …式(1)
尚、WILPG:LPG(ここでは純プロパン)のWIで19,000kcal/Nm3、WIDME:DMEのWIで12,420kcal/Nm3。
各値を代入して、PDME=655mmH2Oが求められる。
【0047】
従って、圧力調整器20でLPGの供給ガス圧を280mmH2Oに、DMEの供給ガス圧を655mmH2Oに調整する。これにより、LPGとDMEとで同一インプットになる。
このようにして圧力調整器20で圧力が調整された燃料ガスは、図1に示されるように、ガス供給管30を通って、各家庭のガス引込口31a,b,cに供給される。
【0048】
以上詳述したガス種判定システムでは、圧力コントローラ21がガス種を判別し、そのガス種に適した供給ガス圧に調整してガスこんろ40に燃料ガスを送るため、ガスこんろ40は、ガス種毎にガス圧を切り替える必要がない。
つまり、ガスこんろ40側では、ガス種を区別する必要がなく、今後DMEが新たに供給されるようになっても、LPG用のガス燃焼器具をそのまま使用することができる。
また、燃料ガスの特性を計測器で検出する必要がないため、誤検出の心配がなく、記憶されたデータから正確にガス種を判別できる。
【0049】
本実施形態において、判別されたガス種に応じてダンパーの開度を調整する構成にしてもよい。
本実施形態では、DMEが供給される場合に、LPGの場合よりも供給ガス圧を高くするため、バーナに吸引される空気量もLPGの場合よりも増加する。
これに対して、図示しないダンパーの開度を小さくすることにより、LPGの場合と同じ流量の空気を吸引して適切な空燃比を保たせることができ、この結果、ガス種に関係なく、バーナは一層良好に燃焼することができる。
【0050】
《第3実施形態》
次に、第3実施形態について図3を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。但し、圧力調整器20や圧力センサー43を備えていない。
【0051】
本実施形態のガス種判定システムは、ボンベ側コネクタ12に保持されるデータを直接、各家庭の燃焼器具40に送信してガス種を判別するものである。
ガスボンベ10にはガス種データを保持するボンベ側コネクタ12が設けられ、各家庭の各燃焼器具40a,b,cには、それぞれガス種データを入力する入力部と、ガス種判別を行うガス種判別部と、燃焼制御を行う燃焼制御部とを備えた器具コントローラ44a,b,cが設けられ、ボンベ側コネクタ12と接続される器具側コネクタ25と電気的に接続される。
【0052】
こうした構成のガス種判定システムでは、各家庭の器具コントローラ44a,b,cにおいて、入力部が、ボンベ側コネクタ12に保持されるデータを器具側コネクタ25を介して受信して、ガス種判別部がガス種を判別し、燃焼制御部が、そのガス種に適した燃焼仕様に切り替えて、つまりガス比例弁の開度やファンの回転速度を調整するといった燃焼制御を行う。この場合には、ガス種による燃焼状態の差がなくなり、使用者はガス種を区別して使用する必要がなく使い勝手がよい。
尚、各家庭のガス引込口31a,b,cにガス種判別装置を設け、ボンベ側コネクタ12からのガス種信号を、各器具コントローラ44にではなくガス引込口31に送ってもよい。この場合、各ガス引込口31のガス種判別装置から、家庭内のガス器具へガス種判別信号を送るようにする。
【0053】
第1〜第3実施形態においてガス供給システムについて説明したが、ガス種判別のバリエーションを以下の変更例で挙げる。
《第1変更例》
次に、第1変更例について図4を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。
【0054】
ガスボンベ10には、不揮発性メモリ16を実装した基板15に接続されたボンベ側コネクタ14が設けられ、圧力調整器20には、圧力コントローラ23と調整器側コネクタ24とが設けられる。各コネクタ14,24は、ガスボンベ10の接続時に作業者によって接続される。
【0055】
このボンベ側コネクタ14は、a〜gの7つの端子を備え、不揮発性メモリ16にそれぞれ接続される。具体的には、両端の端子a,gはグランドGNDに、端子bは電源入力部VDDに、端子cはチップセレクトCSに、端子dはシリアルクロックSKに、端子eはデータ入力部DIに、端子fはデータ出力部DOに接続される。
不揮発性メモリ16には、ガスボンベ10に充填された燃料ガスの特性(例えば、WI、ガス比重、燃焼速度、プロパン含有率,ブタン含有率,水素含有率等のガス成分情報)を示すガス種特性データが記憶されている。
【0056】
一方、調整器側コネクタ24は、ボンベ側コネクタ14の端子a〜gに対応して、h〜pの7つの端子を備える。
圧力コントローラ23は、調整器側コネクタ24の各端子h,j〜nと接続されるバッファー回路23bと、ガス種判別およびガス圧調整の制御を行う制御回路23aと、電力を供給する電源部VDDと、電源部VDDの電源供給のスイッチとなるトランジスタTr1と、端子hとバッファ回路23bとを結ぶ配線にコネクタ未接続時に端子rの論理を確定するために設けられた抵抗体Rとを備える。端子iはトランジスタTr1のエミッタに接続され、端子pは接地される。
制御回路23aには、入力・出力端子q〜vが設けられ、出力端子qはトランジスタTr1のベースに接続される。
【0057】
上述した構成のガス種判定システムでは、ガスボンベ10を圧力調整器20に接続する際に、ボンベ側コネクタ14を調整器側コネクタ24に接続する。
この接続により、信号が調整器側コネクタ24の端子p→ボンベ側コネクタ14の端子g,a→調整器側コネクタ24の端子h→バッファ回路23b→入力端子r→制御回路23aという順序で伝達され、制御回路23aは、ボンベ側コネクタ14が調整器側コネクタ24に接続されたと判断する。
【0058】
そして、制御回路23aは、接続を判断してから所定時間(例えば、ボンベ側コネクタ14が調整器側コネクタ24に奥まで差し込まれたと見込まれる200〜500ミリ秒)後に、出力端子qからトランジスタTr1をオンさせ、調整器側コネクタ24の端子iとボンベ側コネクタ14の端子bとを介して、電源部VDDの電力を不揮発性メモリ16に供給する。
【0059】
この電源供給後、制御回路23aは、ボンベ側コネクタ14の端子c〜fを用いて通信を行い、ガス種特性データを読み出して、ガスボンベ10内の燃料ガスの種類を判別する。
この際、各データにパリティを持たせておき、データを誤って読み込んでしまうことを防ぐ。また、ガス種特性データの値が規定範囲を超えた場合には、エラーとなり、ランプを点灯して報知する。
こうしたエラーがなければ、制御回路23aが、判別されたガス種用に供給ガス圧を調整し、各家庭のガス引込口31に燃料ガスを供給する。
【0060】
以上詳述したガス種判定システムは、第1実施形態と同様の効果が得られる。
しかも、ガスボンベ10に設けられたボンベ側コネクタ14と、圧力調整器20に設けられた調整器側コネクタ24とを接続するだけで電源が入るため、第1実施形態のような操作スイッチを設ける必要がない。
【0061】
また、燃料ガスの特性を示すデータを用いるため、ガス種を一層正確に判別できる。この結果、ガスボンベで供給される燃料ガスの種類が将来新たに増えても、そのデータ(例えば、WI)から供給ガス圧の値を算出するなどして、新ガスに適した供給ガス圧に調整し、ガス種に関係なく同一インプットで燃焼させることができる。また、ガス成分データから適切な供給空気量を算出して燃焼性能を良好にすることもできる。
【0062】
特に、第2,第3実施形態に本変更例を適用する場合には、単なる燃料ガスの種類(LPGやDMEなど)ではなくガス種特性データ(ガス比重やWIなど)を読み出すことができるため、多くのデータを用いてガス燃焼器具の燃焼制御を木目細かに行うことができる。
【0063】
更に、各コネクタ14,24の接続状態が、それぞれの両端の端子a,g,h,kを用いて判断されるため、ボンベ側コネクタ14が調整器側コネクタ24に半挿入あるいは傾いて挿入されているなどの不完全接続状態であるか否かを確認できる。この結果、各コネクタ14,24が完全に接続されてから制御回路23aへガス種特性データを送信するため、確実にデータを読み出すことができる。
【0064】
《第2変更例》
次に、第2変更例について図5,図6を用いて説明する。尚、第1変更例と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。
ガスボンベ10には、図5に示されるように、ガス特性送信装置50が設けられ、圧力調整器20には、ガス特性受信装置60が設けられる。
【0065】
このガス特性送信装置50は、図6に示されるように、ガス種特性データを記憶した不揮発性メモリ51と、不揮発性メモリ51からのデータを読み出す制御回路52と、制御回路52に電源供給する電源回路53と、制御回路52で読み出したデータをアンテナ55を用いてガス特性受信装置60へ送信する送信回路54とを備える。
【0066】
一方、ガス特性受信装置60は、ガス特性送信装置50のアンテナ55から送られたデータをアンテナ65を用いて受信する受信回路64と、受信されたガス種特性データに応じてガス種を判断し圧力調整器20を流れる燃料ガスの供給圧を制御する制御回路62と、ガス特性送信装置50の電源回路53へ電磁誘導によって電力を送る電源回路63とを備える。
【0067】
上述した構成のガス種判定システムでは、ガスボンベ10を圧力調整器20に接続する際に、図示しないスイッチを押すことにより、圧力調整器20に設けられたガス特性受信装置60の制御回路62が起動し、制御回路62が電源回路63を作動させ電磁誘導により、ガスボンベ10に設けられたガス特性送信装置50の電源回路53へ電力を送る。
【0068】
こうして電源供給された制御回路52は、不揮発性メモリ51からガス種特性データを読み出し、送信回路54によりアンテナ55から圧力調整器20側のアンテナ65へデータを送信する。
このデータを受信回路64から制御回路62に伝え、制御回路62でそのデータに応じてガス種を判別し、そのガス種に応じた供給ガス圧に調整して各家庭のガス引込口31に燃料ガスを供給する。そして各給湯器がその供給ガス圧からガス種を判別する。
【0069】
以上詳述したガス種判定システムは、第1変更例と同様に、燃料ガスの特性を示すガス種特性データを用いるため、ガス種を一層正確に判別でき、しかも、将来ガス種が増えても対応できる。
【0070】
更に、このガス種特性データを電波で通信するため、ガス特性送信装置50とガス特性受信装置60との間に、コネクタのような接触部を設ける必要がない。
従って、コネクタの接続忘れによりガス種の判別が不可能になることを防止できる。また、こうしたコネクタを備えていると、ゴミが溜まって接触不良が起きたり、端子が錆びたりするが、本実施形態ではそういった不具合がなく、ガス種判定システムの耐久性を良好に維持できる。
【0071】
また、ガスボンベを接続するだけで、電波通信を行うガス特性送信装置50とガス特性受信装置60とが接近するため、コネクタのように接続しなくてもガス種判別可能状態にすることができる。
本実施形態ではアンテナ55,65(図6)を用いてガス種特性データを電波通信しているが、これに代えて、図7に示されるように、電磁誘導通信を行ってもよい。
【0072】
《第3変更例》
次に、第3変更例について図8を用いて説明する。尚、第1変更例と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。
ガスボンベ10には、ガス特性送信装置70が設けられ、圧力調整器20には、ガス特性受信装置80が設けられる。
【0073】
このガス特性送信装置70は、ガス種特性データを記憶した不揮発性メモリ71と、不揮発性メモリ71からのデータを読み出す制御回路72と、制御回路72を電源供給する電池73と、制御回路72で読み出したデータを赤外線通信する赤外線発光素子74と、制御回路72の電源供給のオン・オフをするスイッチSW1とを備える。
【0074】
一方、ガス特性受信装置80は、ガス特性送信装置70の赤外線発光素子74から送られた赤外線を受光する赤外線受光素子84と、赤外線受光素子84からのガス種特性データに応じてガス種を判断し圧力調整器20を流れる燃料ガスの供給圧を制御する制御回路82と、ガス特性送信装置70のスイッチSW1のオン動作に連動してオンになるスイッチSW2とを備える。
【0075】
上述した構成のガス種判定システムでは、作業者は、ガスボンベ10を圧力調整器20に接続する際に、操作ボタンを押すことでガス特性送信装置70のスイッチSW1,ガス特性受信装置80のスイッチSW2を同時にオンさせる。
スイッチSW1のオンにより、制御回路72を電源供給して不揮発性メモリ71からガス種特性データを読み出し、そのデータを赤外線発光素子74からガス特性受信装置80の赤外線受光素子84へ所定回数だけ送信する。
【0076】
制御回路82は、スイッチSW2がオンになると、ガス種特性データの受信を開始して、そのデータを読み込み、正常な読み込みを完了した場合には、スイッチSW2がオフになるまでそのデータを保持する。このデータからガスボンベ10内の燃料ガスの種類を判別する。
この際、制御回路72からガス種特性データを所定回数(複数回)だけ送信されても、所定時間内に制御回路82が正常な読み込みをすることができない場合には、エラーとなり、ランプを点灯して報知する。
【0077】
こうしたエラーがなければ、制御回路82が、判別されたガス種用に供給ガス圧を調整し、各家庭のガス引込口31に燃料ガスを供給する。
そして、ガスボンベ10が圧力調整器20から外されてスイッチSW2がオフになると、制御回路82は、保持していたガス種特性データをクリアして、再度スイッチSW2がオンになるまで圧力調整器20の動作を停止し、燃料ガスの各ガス引込口31への供給を停止する。
【0078】
以上詳述したガス種判定システムは、第1変更例と同様に、燃料ガスの特性を示すガス種特性データを用いるため、ガス種を一層正確に判別でき、しかも、将来ガス種が増えても対応できる。
【0079】
また、ガス種特性データを複数回送信するため、データを正常に読み込むことが確実になる。
また、ガスボンベ10が接続されている間ずっとガス種特性データを制御回路82へ送り続けるのではなく、各スイッチSW1,SW2のオンから所定時間後にデータの送受信を停止してデータを保持するため、電池73の消費電力を節約でき、長期に渡ってガス種判定システムを利用できる。
【0080】
尚、赤外線による光通信に代えて、ガス種特性データを示すバーコードをガスボンベに添付しておいて、ガスボンベ接続時にそのデータを読み取ったり、イメージから文字を認識するソフトであるOCRを用いて、ガスボンベに記載されたガス種を読み取ることにより、ガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別してもよい。
【0081】
《第4変更例》
次に、第4変更例について図9を用いて説明する。尚、第1実施形態と異なる部分について説明し、重複する部分に関しては同一符号を付してその説明を省略する。
本変更例のガス種判定システムは、圧力調整器20のパイプ接続口20cとガスボンベ10のパイプ接続口10cとの機械的な接続によりスイッチをオンして、接続されたことを検知し、電気通信によりガス種を判別するものである。
【0082】
圧力調整器20のパイプ接続口20cに複数の溝20d,20e,20fを形成し、位置決め用の溝20d以外の溝20e,fには、それぞれスイッチ26e,26fを設ける。この溝20e,20fは、位置決め用溝20dとの距離がそれぞれ異なる。
【0083】
一方、LPG用のガスボンベ10のパイプ接続部10cに、2つの突起部10d,10e(DMEの場合、10d,10f)を形成し、詳しくは、位置決め用突起部10dが位置決め用の溝20dに填まる際に、他方の突起部10e,10fが溝20e,20fに填まる位置に形成する。
【0084】
そして、これらのパイプ接続口10c,20c同士の接続により、位置決め用突起部10dが位置決め溝20dに填まると共に、ガス種を示す突起部10e(または10f)が、圧力調整器20側の溝20e(または20f)に填まってスイッチ26e(または26f)がオンになる。圧力調整器20の圧力コントローラ21は、そのオン信号を検知して供給ガス圧を制御する。
【0085】
ここでは、LPGボンベでは、2つの突起部10d,eをDMEボンベの2つの突起部10d,fよりも近づけて配置しているため、位置決め溝20dに近い方の溝20eに設けられたスイッチ26eがオンになれば、供給ガスがLPGであると判断し、遠い方の溝20fに設けられたスイッチ26fがオンになれば、DMEであると判断する。
【0086】
このようにして、パイプ接続口10c,20c同士の接続と同時にガス種を判別することができる。
しかも、パイプ接続口10c,20cの接続とは別に、ガス種判別用のコネクタを接続しなくてもよいため、接続忘れを防止できる。
【0087】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
例えば、本発明は、給湯器やガスこんろに供給される燃料ガスの判定に限定されず、風呂釜付き給湯器や、ガス暖房器等の家庭用ガス燃焼器具に供給される燃料ガスを判定してもよい。
【0088】
また、判別する燃料ガスは、LPGやDMEに限定されない。
また、ガス種に関係なくインプットを合わせるために、燃料ガスの供給圧力を調整する代わりに、空気や他の燃料ガスを混入することにより燃料ガスを希釈して、各家庭に供給してもよい。
【0089】
また、第1実施形態において、各家庭のガス引込口の下流のガス配管途中にガス圧力センサーを1つ設け、ガス種判別装置を配置してガス種を一括判定して、そのガス引込口に接続された各ガス燃焼器具にその判定信号を送るようにしてもよい。この場合には、ガス燃焼器具の台数だけガス圧力センサーとガス種判別装置を設ける必要が無く、コストを低減できる。
【0090】
また、第2変更例では、電波通信や光通信により圧力コントローラ21へガス種特性データを送信しているが、これに代えて、各家庭のガス燃焼器具の器具コントローラに、アンテナあるいは光通信ケーブルに繋がれた赤外線受光素子,データ受信装置,ガス種判別装置を設けることにより、ガス特性送信装置から送信されるガス種特性データを直接受信させてもよい。
【0091】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の請求項1のガス種判定システムによれば、情報保持手段とガス種判別手段とによって、ガスボンベに充填されている燃料ガスの種類を正確に判定することができる。
この判別結果を使って、ガスボンベの交換時にガス種が変更されても、ガス種の変更を判断し、種類の異なる燃料ガスを切り替えて使用することができる。
また、ガス種変更時に、例えば、ガス種に関係なくインプットを等しくする際に、ガスボンベから供給された燃料ガスの圧力や燃料ガスの希釈率などを間違って調整することを防ぐことができる。
更に、ガス種の判別結果をガス燃焼器具に送らなくても、その結果に応じて調整されたガス圧に応じて、ガス燃焼器具が供給ガスの種類を判断することができる。
従って、ガスボンベとガス燃焼器具との間に判別結果伝達手段を設ける必要がなく、ガス種判定システムが複雑にならず、製造コストが安価となる。また、判別結果伝達手段の設置の手間を省くことができる。
【0092】
更に、本発明の請求項2のガス種判定システムによれば、ガスボンベに設けられる電気的接点からの電気信号を用いてガス種を判別するため、ガス種を判別するための構成が簡単になり、製造コストが安価となる。
【0093】
更に、本発明の請求項3のガス種判定システムによれば、ガス種情報を電波または光または磁気で通信するため、ガス種判別手段と情報保持手段との間にコネクタ等の接触部を持つ必要がなく、ガスボンベを接続する時に接触部を接続し忘れてガス種の判別ができなくなることを防止できる。また、ゴミによる接触不良や錆びといったコネクタ特有の不具合がなく耐久性が良い。
【0094】
更に、本発明の請求項4のガス種判定システムによれば、ガス種判別手段の判別結果に応じて、燃料ガスの供給状態を自動的に切り替えるため、燃料ガスのWIの大きさに関係なく同一能力でバーナを燃焼でき、複数種類の燃料ガスを切り替えて使う並行使用ができる。
【0097】
更に、本発明の請求項5のガス種判定システムによれば、ガスボンベという同じガス供給形態のLPGとDMEとを判別でき切り替えて使用できるため、市場価格,供給状況等に応じて燃料ガスを選択でき、経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1,第2実施形態としてのガス種判定システムの概略構成図である。
【図2】第1,第2実施形態としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図3】第3実施形態としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図4】第1変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図5】第2変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図6】第2変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図7】第2変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図8】第3変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【図9】第4変更例としてのガス種判定システムの主要部の概略構成図である。
【符号の説明】
10…ガスボンベ、10a,20a…パイプ接続口、12,14…ボンベ側コネクタ、13…リード線、16,51,71…不揮発性メモリ、20…圧力調整器、21…圧力コントローラ、21a,23a,52,62,72,82…制御回路、22,24…調整器側コネクタ、30…ガス供給管、31a,b,c…ガス引込口、40a,b,c…給湯器、42a,b,c…器具コントローラ、43a,b,c…ガス圧力センサー、50,70…ガス特性送信装置、55,65…アンテナ、60,80…ガス特性受信装置、74…赤外線発光素子、84…赤外線受光素子、SW1,2…スイッチ。
Claims (5)
- ガスボンベから需用家のガス引込口へ供給される燃料ガスの種類を判別するガス種判定システムであって、
上記ガスボンベに設けられ、上記燃料ガスの種類を示すガス種情報を保持する情報保持手段と、
上記情報保持手段に接続あるいは接近させることにより、上記ガス種情報を入力して上記燃料ガスの種類を判別するガス種判別手段と、
上記ガスボンベから供給された燃料ガスを、上記ガス種判別手段の判別結果に応じた圧力に調整して上記ガス引込口へ供給する供給ガス圧調整手段を備えると共に、
需用家のガス燃焼器具に、
上記圧力を検知する圧力検知手段と、
その検知圧力に応じて供給ガスの種類を判断する圧力対応ガス種判別手段と、
判定されたガス種に適した供給ガス流量等の燃焼仕様に切り替えて燃焼制御を行う燃焼制御手段
を備えたことを特徴とするガス種判定システム。 - 上記情報保持手段として、上記ガス種情報を示す電気的接点を用い、
上記ガス種判別手段は、上記電気的接点からの電気信号により上記ガスボンベ内の燃料ガスの種類を判別することを特徴とする請求項1記載のガス種判定システム。 - 上記ガス種情報を上記ガス種判別手段へ電波あるいは磁気あるいは光で通信する非接触式通信手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のガス種判定システム。
- 上記ガス種判別手段の判別結果に基づいて、上記ガスボンベから供給された燃料ガスの圧力を調整したり、該燃料ガスに他の気体を混入させて希釈する等して、該燃料ガスの供給状態を自動的に切り替えて、需用家のガス燃焼器具での単位時間当たりの発熱量をガス種に関係なく略同一にする供給状態自動切替手段を備えたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のガス種判定システム。
- 上記ガスボンベに充填される燃料ガスは、ジメチルエーテルまたはLPガスであることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のガス種判定システム。
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