(57)【要約】【課題】従来のガスメータより、電気駆動部及び付加機能の設計の自由度を高くすることが可能なガスメータを提供する。【解決手段】本発明のガスメータ１０によれば、ガス管１１を流れる都市ガス又はプロパンガスを使用して電力を生成することができる。従って、都市ガス又はプロパンガスの供給が停止されない限り永続的に電気駆動部に給電可能になり、従来の必要とされた電池交換が不要になる。また、従来のガスメータにおけるリチウム電池の蓄電量に比べたら、供給可能な電力量が格段に向上し、電気駆動部及び付加機能の設計の自由度が格段に向上する。これにより、液晶表示パネル２０にバックライトを設けることができ、暗所においても表示部を容易に視認することが可能になる。さらに、従来より消費電力が大きな遮断弁２１も用いることができ、遮断弁２１の設計の自由度も高くなる。【選択図】  図１
2004333263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
都市ガス又はプロパンガスが流れるガス管の途中に取り付けられて、ガスの流量を計測するガスメータにおいて、
前記ガス管からガスの一部を取り込んで、そのガスから水素を取り出す改質器と、その水素を負極燃料としかつ空気中の酸素を正極酸化剤とした燃料電池と、前記燃料電池の出力した電力によって駆動される電気駆動部とを備えたことを特徴とするガスメータ。
【請求項２】
前記燃料電池は、固体高分子型の燃料電池であることを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。
【請求項３】
前記改質器は、前記ガスと空気中の酸素とを反応させて前記ガスから水素を取り出す部分燃焼式改質器であることを特徴とする請求項２に記載のガスメータ。
【請求項４】
前記燃料電池の出力によって充電されかつ前記電気駆動部に給電可能な二次電池を備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のガスメータ。
【請求項５】
前記電気駆動部としてのバックライトを有する表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のガスメータ。
【請求項６】
非常時にガスメータより下流へのガスの流れを遮断する遮断弁を備え、前記遮断弁の駆動回路を前記電気駆動部としたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のガスメータ。
【請求項７】
建造物内で消費されるガスの流量を計測すると共に、前記燃料電池が出力した電力で駆動されかつ前記建造物への侵入を規制する防犯手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のガスメータ。
【請求項８】
前記燃料電池が出力した電力を外部に供給するための外部接続部を備えたことを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス管の途中に取り付けられて、ガス管内を流れるガスの流量を計測するガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスメータとして、液晶表示装置、遮断弁、震感センサ等の電気駆動部を備えたものが知られている（特許文献１参照）。そして、従来のガスメータでは、リチウム電池等を電源として、限られた蓄電量でそれら液晶表示装置等を駆動していた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１８９８５２号公報（段落［００２３］、［００２４］、第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のガスメータでは電池交換を要すると共に、リチウム電池の限られた蓄電量だけで、電池交換までの一定期間、駆動可能な電気駆動部しか設けることができず、電気駆動部及び付加機能の設計上の自由度が低かった。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来のガスメータより、電気駆動部及び付加機能の設計の自由度を高くすることが可能なガスメータの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るガスメータは、都市ガス又はプロパンガスが流れるガス管の途中に取り付けられて、ガスの流量を計測するガスメータにおいて、ガス管からガスの一部を取り込んで、そのガスから水素を取り出す改質器と、その水素を負極燃料としかつ空気中の酸素を正極酸化剤とした燃料電池と、燃料電池の出力した電力によって駆動される電気駆動部とを備えたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のガスメータにおいて、燃料電池は、固体高分子型の燃料電池であるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載のガスメータにおいて、改質器は、ガスと空気中の酸素とを反応させてガスから水素を取り出す部分燃焼式改質器であるところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載のガスメータにおいて、燃料電池の出力によって充電されかつ電気駆動部に給電可能な二次電池を備えたところに特徴を有する。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載のガスメータにおいて電気駆動部としてのバックライトを有する表示部を備えたところに特徴を有する。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかに記載のガスメータにおいて、非常時にガスメータより下流へのガスの流れを遮断する遮断弁を備え、遮断弁の駆動回路を電気駆動部としたところに特徴を有する。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１乃至６の何れかに記載のガスメータにおいて、建造物内で消費されるガスの流量を計測すると共に、燃料電池が出力した電力で駆動されかつ建造物への侵入を規制する防犯手段を備えたところに特徴を有する。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１乃至７の何れかに記載のガスメータにおいて、燃料電池が出力した電力を外部に供給するための外部接続部を備えたところに特徴を有する。
【００１４】
【発明の作用及び効果】
請求項１のガスメータは、ガス管を流れる都市ガス又はプロパンガスを使用して電力を生成することができる。従って、都市ガス又はプロパンガスの供給が停止されない限り、永続的に電気駆動部に給電可能になる。ここで、燃料電池を固体高分子型であることが好ましい（請求項２の発明）。なお、燃料電池は、リン酸型（ＰＡＦＣ）、溶融炭酸塩型（ＭＣＦＣ）又は固体酸化物型（ＳＯＦＣ）であってもよい。また、燃料電池を固体高分子型とした場合には、改質器を部分燃焼式改質器とすることが、コンパクトな構成とする上で好ましい。なお、改質器は、ガスと水蒸気を反応させて水を得る水蒸気改質器であってもよいし、ガスと水蒸気とを反応させ、発生した水素を分離して取り出す水素分離型改質器であってもよい。
【００１５】
また、本発明のガスメータによれば、従来のガスメータにおけるリチウム電池の蓄電量に比べたら、供給可能な電力量が格段に向上し、電気駆動部及び付加機能の設計の自由度が格段に向上する。これにより例えば、表示部にバックライトを設けることができ、暗所においても表示部を容易に視認することが可能になる（請求項５の発明）。さらに、従来より消費電力が大きな遮断弁も用いることができ、遮断弁の設計の自由度も高くなる。また、ガスの流量計測のサンプリング周期を短くして、詳細な計測を行うことも可能になる。また、燃料電池の出力によって充電されかつ電気駆動部に給電可能な二次電池を備えることで、電気駆動部への給電量が安定する（請求項４の発明）。
【００１６】
なお、本発明のガスメータは、ガスの流量計測や保安機能のみにとどまらす、ガスメータ自体に防犯手段を設けたり（請求項７の発明）、他の機器への電源供給するための外部接続部を設けるなどして（請求項８の発明）、用途を拡大することができる。ここで、防犯手段としては、赤外線センサを使用して不法侵入者の監視を行う構成が考えられ、他の機器への電源供給としては、外灯やガス湯沸かし器等のガスメータの周辺機器への電源供給が考えられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１に基づいて説明する。
本実施形態のガスメータ１０は、ガス管１１の途中に取り付けられて、ガスメータ１０から下流側に流れるガスの流量を計測する。詳細には、ガスメータ１０の外面に設けた１対のガス管結合部１２，１２の一方に例えば住居内に延びたガス管１１Ａが接続され、他方のガス管結合部１２に、例えば都市ガス又はプロパンガスのガス供給源から延びたガス管１１Ｂが接続されている。そして、住居内に流れるガスの流量が計測される。
【００１８】
ガスメータ１０には、両ガス管結合部１２，１２の間を繋ぐようにガス流路１３が設けられており、そのガス流路１３の中間部分に備えた計測部屋１４には、ガスの流れ方向に沿って１対の超音波センサ１５Ａ，１５Ｂが設けられている。これら超音波センサ１５Ａ，１５Ｂは、一方が送波器になると他方が受波器になり、所定のタイミングでそれら送波器と受波器とが切り替えられる。そして、受波器としての超音波センサ１５Ａ，１５Ｂの検出信号が増幅回路１７を介して制御部１８に取り込まれている。
【００１９】
制御部１８は、上流側の超音波センサ１５Ａから発信した超音波を下流側の超音波センサ１５Ｂで受信する迄の時間と、下流側の超音波センサ１５Ｂから発信した超音波を上流側の超音波センサ１５Ａで受信する迄の時間との差に基づいて計測部屋１４内を流れるガスの流速・流量を演算する。制御部１８の演算結果は、マイコン１９に取り込まれ、ここで液晶表示データが生成される。そして、マイコン１９に接続された液晶表示パネル２０に、ガスの流速・流量が表示される。この液晶表示パネル２０には、バックライトが備えられており、図示しない所定のスイッチを操作することによってバックライトが点灯し、暗所においても液晶表示パネル２０を容易に視認することができる。
【００２０】
計測部屋１４より上流側には、遮断弁２１が設けられている。この遮断弁２１は、常には開放状態になっており、駆動回路２２によって駆動されて閉塞状態になり、ガスメータ１０より下流にガスが流れることを禁止する。
【００２１】
図１における２４は感震器であって、地震等による揺れを検出する。また、２３は圧力センサであって、ガス流路１３内のガス圧を検出する。圧力センサ２３及び感震器２４の検出信号は制御部１８に取り込まれ、それら検出信号に基づいて異常が検出された場合には、駆動回路２２によって遮断弁２１が駆動されて、住居内へのガスの流れが遮断される。
【００２２】
制御部１８には、通信用の複数のインターフェース回路２５が接続されており、これらインターフェース回路２５を通して制御部１８と外部機器との間でデータの送受信を行うことができる。具体的には、インターフェース回路２５に例えば電話回線を接続して遠隔操作でガスメータ１０のデータを読み取ることが可能になっている。また、制御部１８には、外部機器に接続可能なＩ／Ｏポートが備えられており、ここに、例えば、ガス会社の社員が携帯するデータ解析装置やパソコン或いは防犯システム等の外部機器２６が接続可能となっている。
【００２３】
なお、制御部１８には、リセットスイッチ２７及びテストスイッチが備えられると共に、マイコン１９には発振回路２９が備えられている。
【００２４】
上記した駆動回路２２、増幅回路１７、制御部１８、マイコン１９、液晶表示パネル２０及びそのバックライト等は本発明に係る電気駆動部に相当し、ガスメータ１０の電子基板回路４０に実装されている。そして、ガスメータ１０に備えた電源部３３から電子基板回路４０に電力が供給されている。
【００２５】
さて、電源部３３は、ガス管１１を流れるガスから電力を生成する構成になっている。具体的には、ガス流路１３のうち計測部屋１４より上流側に分岐路３４を設けて、ガス流路１３を流れるガスの一部を電源部３３に取り込んでいる。電源部３３は、改質器３０と燃料電池３１と二次電池３２とからなる。改質器３０は電子基板回路４０側からの制御信号を受けてガスから水素を取り出す。また、燃料電池３１は改質器３０から排出された水素を負極燃料としかつ空気中の酸素を正極酸化剤として電力を生成する。燃料電池３１から出力された電力により二次電池３２が充電される。そして、二次電池３２又は燃料電池３１が出力した電力によって電子基板回路４０に実装された各電気駆動部が駆動される。
【００２６】
なお、本実施形態のガスメータ１０では、図１に示すように、ガス流路１３のうち計測部屋１４より上流側から電源部３３にガスを取り込み、電源部３３で使用したガスを含めずにガスの流量を計測する構成であったが、計測部屋１４より下流側から電源部３３にガスを取り込み、電源部３３で使用したガスも含めてガスの流量を計測する構成にしてもよい。
【００２７】
上記構成からなる本実施形態のガスメータ１０によれば、ガス管１１を流れる都市ガス又はプロパンガスを使用して電力を生成することができる。従って、都市ガス又はプロパンガスの供給が停止されない限り永続的に電気駆動部に給電可能になり、従来の必要とされた電池交換が不要になる。また、従来のガスメータにおけるリチウム電池の蓄電量に比べたら、供給可能な電力量が格段に向上し、電気駆動部及び付加機能の設計の自由度が格段に向上する。これにより、液晶表示パネル２０にバックライトを設けることができ、暗所においても表示部を容易に視認することが可能になる。さらに、従来より消費電力が大きな遮断弁２１も用いることができ、遮断弁２１の設計の自由度も高くなる。また、ガスの流量計測のサンプリング周期を短くして、詳細な計測を行うことも可能になる。また、燃料電池３１の出力によって充電されかつ電気駆動部に給電可能な二次電池３２を備えることで、電気駆動部への給電量が安定する。
【００２８】
＜他の実施形態＞
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）前記実施形態では、住居に流れるガスの流量を計測するガスメータを例示したが、例えば、工場や集合住宅に流れるガスの流量を計測するためのガスメータに本発明を適用してもよい。
【００２９】
（２）前記実施形態のガスメータにおいて、二次電池３２の残容量が所定値より下がった場合にのみ燃料電池３１で電力を生成し、二次電池３２の残容量が所定値より大きな場合には、燃料電池３１を停止させる構成にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスメータの斜視図
【符号の説明】
１０…ガスメータ
１１…ガス管
１７…増幅回路
２０…液晶表示パネル（電気駆動部）
２１…遮断弁
２２…駆動回路（電気駆動部）
３０…改質器
３１…燃料電池
３２…二次電池
３３…電源部
４０…電子基板回路（電気駆動部）
【図１】
2004333263.tif 000003