(57)【要約】【課題】計量容器の変形や、ガス漏れがなく、取り扱いが容易で高精度の計測を行うことができる乾式ガスメータ装置を提供する。【解決手段】乾式ガスメータ装置は、１８０度位相が異なるピストンＡ、Ｂが移動するシリンダＡ、Ｂと、ピストンＡ、Ｂの移動と９０度位相が異なり、互いに１８０度位相が異なるピストンＣ、Ｄが移動するシリンダＣ、Ｄと、ピストンＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位相差の順に、周囲に順次シリンダＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとそれぞれ連通するシリンダ口Ａ２、Ｂ６、Ｃ９、Ｄ１３とガスの吸入口３５および排気口３６を配置した弁の外側部３０と、弁の外側部３０の内周側に回転に応じて吸入口３５と排気口３６の間で位相差の順にシリンダ口Ａ２、Ｂ６、Ｃ９、Ｄ１３のいずれかと順次繰り返して連通する切欠２４，２５を有する弁の内側部２０とを備える。【選択図】  図４
2004239857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾式でガスの流量を計測する乾式ガスメータ装置において、
剛体の容器および仕切りで構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に分割されると共に上記容器に対する上記仕切りの移動により上記複数段階を順次繰り返して移行する各部屋と、
剛体の固定部および回転部で構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に応じて、上記固定部に対する上記回転部の回転により上記各部屋とガスの入口から出口までを順次連続的に切替えて連通する切替弁と、
上記各部屋の上記容器に対する上記仕切りの移動と上記切替弁の上記固定部に対する上記回転部の回転とを連動させる連動機構と
を備えたことを特徴とする乾式ガスメータ装置。
【請求項２】
請求項１記載の乾式ガスメータ装置において、
上記切替弁は、上記一対のシリンダの一対のピストンおよび上記他の一対のシリンダの他の一対のピストンの位相差の順に、円周上の外周側の周囲に順次上記一対のシリンダおよび上記他の一対のシリンダとそれぞれ連通する連通口とガスの入口および出口を配置した外側弁と、上記外側弁の内周側に上記外側弁に対して回転可能に配置されて、回転に応じて上記入口と出口の間で上記位相差の順に少なくとも上記連通口のいずれかと順次繰り返して連通する空洞部を有する内側弁と、を有することを特徴とする乾式ガスメータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、乾式でガスの流量を計測する乾式ガスメータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスの流量を計量するガスメータとして、膜式ガスメータと湿式ガスメータとがあった。図１７は、従来の膜式ガスメータを示す図である。図１７において、膜式ガスメータは、一般的に２つの計量膜１７５，１７６に仕切られた４つの計量部屋Ａ〜Ｄ（１７７〜１８０）を有して構成される。膜式ガスメータは、その４つの計量部屋Ａ〜Ｄ（１７７〜１８０）のガス切替をするための２つのスライド弁１７３，１７４と、ガスの入口１７１と出口１７２とを有して構成される。また、膜式ガスメータは、図示しないが、膜とスライド弁をタイミング良く連動するための連動機構と回転を伝達し積算量を計測表示する積算機構を有して構成される。
【０００３】
図１７において、ガスは、入口１７１から入り、スライド弁１７３を通り、一方の膜１７５の１つの部屋Ｂ１７８に入ることにより、膜式ガスメータは、吸気状態となる。このとき、一方の膜１７５のその反対側の部屋Ａ１７７ではガス差圧によって膜１７５が移動する。充満していたガスはスライド弁１７３を通り、出口１７２に排出され、膜式ガスメータは、排気状態となる。
【０００４】
他方の膜１７６は連動機構により一方の膜１７５と９０度位相がずれ、同様に、他方の膜１７６の１つの部屋Ｃ１７９に入ることにより、膜式ガスメータは、吸気状態となる。このとき、他方の膜１７６のその反対側の部屋Ｄ１８０ではガス差圧によって膜１７６が移動する。充満していたガスはスライド弁１７４を通り、出口１７２に排出され、膜式ガスメータは、排気状態となる。これにより、比較的ガスをスムーズに連続計量することができると共に、膜１７５，１７６にかかる差圧は微小でもガスを計量することができる。従って、この膜式ガスメータの性能および精度が安定するのはこの膜１７５，１７６に依存することが最も大きく、次にスライド弁１７３，１７４に依存するものであった。
【０００５】
図１８は、従来の湿式ガスメータを示す図である。図１８において、湿式ガスメータは、水（封液）と置換してガスを計るものである。湿式ガスメータは、回転軸１８４を中心に回転する回転ドラム１８３と、回転ドラム１８３に設けられた部屋Ａ〜Ｄ（１８７〜１９０）と、水の液面を測定する液面計１８６と、液面を水平にするための水平器１８５と、ガスの入口１８１と出口１８２とを有して構成される。
【０００６】
入口１８１から入ったガスは回転ドラム１８３の各部屋Ａ〜Ｄ（１８７〜１９０）に入る。回転ドラム１８３内は４部屋Ａ〜Ｄ（１８７〜１９０）に分割され、水や他の液体でガスをシールしている。出口１８２と入口１８１との微少なガス圧力差により、各々分割された部屋Ａ〜Ｄ（１８７〜１９０）にガスが順次進入、排出を繰り返して、回転ドラム１８３は、矢印の反時計方向１９１に回転する。回転ドラム１８３の１回転に排出するガス量は、一定であるから、この回転数をカウンターに伝達し、湿式ガスメータは、積算流量値を計量する。ガスは、必ず回転ドラム１８３を通って出口１８２側に排出されるため、微小流量のガスも漏らさず正確に計量することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の膜式ガスメータは、広い測定範囲であるが、膜１７５，１７６に弾性系の経年変化により膜１７５，１７６の経時容積変化により誤差が生じる。また、スライド弁１７３，１７４からガス漏れがあるため、計測精度が低下するという不都合があった。
【０００８】
また、湿式ガスメータは、他の流量計を校正するために必要な精度を有しているが、水やオイル等の液体中で回転ドラム１８３を回転させるために、液面計１８６や水平器１８５を用いて液位の微調整が常に必要となるため、取り扱いが煩雑になるという不都合があった。（参考文献：「油風式湿式ガスメータの不確かさ解析」（中尾晨一・比嘉  徹・高本正樹、計測自動制御学会論文、Ｖｏｌ．３７，Ｎｏ．８，７１３／７１８（２００１））
【０００９】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、計量容器の変形や、ガス漏れがなく、取り扱いが容易な高精度の乾式ガスメータ装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の乾式ガスメータ装置は、乾式でガスの流量を計測する乾式ガスメータ装置において、剛体の容器および仕切りで構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に分割されると共に上記容器に対する上記仕切りの移動により上記複数段階を順次繰り返して移行する各部屋と、剛体の固定部および回転部で構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に応じて、上記固定部に対する上記回転部の回転により上記各部屋とガスの入口から出口までを順次連続的に切替えて連通する切替弁と、上記各部屋の上記容器に対する上記仕切りの移動と上記切替弁の上記固定部に対する上記回転部の回転とを連動させる連動機構とを備えたものである。
【００１１】
従って本発明によれば、以下の作用をする。
各部屋は、剛体の容器に対する仕切りの移動により、ガスの吸入から排出までの複数段階に分割され、容器に対する仕切りの移動により複数段階を順次繰り返して移行する。切替弁は、固定部に対する回転部の移動により、ガスの吸入から排出までの複数段階に切り替えられ、固定部に対する回転部の回転により各部屋とガスの入口から出口までを順次連続的に切替えて連通する。連動機構は、各部屋の容器に対する仕切りの移動と切替弁の固定部に対する回転部の回転とを連動させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施の形態に適用される乾式ガスメータに用いる４本のシリンダを示す図である。
図１において、ガスの流入および排出のためのシリンダ口Ａ２および往復移動可能なピストンＡ３を有するシリンダＡ１と、ガスの流入および排出のためのシリンダ口Ｂ６および往復移動可能なピストンＢ７を有するシリンダＢ５とは連通管４を介して接続されて一対で構成され、ガスの流入および排出によって一対のピストンＡ３およびピストンＢ７が互いに逆方向にシリンダＡ１およびシリンダＢ５内を１８０度の位相差で往復移動する。
【００１３】
同様に、ガスの流入および排出のためのシリンダ口Ｃ９および往復移動可能なピストンＣ１０を有するシリンダＣ８と、ガスの流入および排出のためのシリンダ口Ｄ１３および往復移動可能なピストンＤ１４を有するシリンダＤ１２とは連通管１１を介して接続されて一対で構成され、ガスの流入および排出によって一対のピストンＣ１０およびピストンＤ１４が互いに逆方向にシリンダＣ８およびシリンダＤ１２内を１８０度の位相差で往復移動する。
【００１４】
ここで、一対のピストンＡ３およびピストンＢ７のシリンダＡ１およびシリンダＢ５内の往復移動と、一対のピストンＣ１０およびピストンＤ１４のシリンダＣ８およびシリンダＤ１２内の往復移動は、互いに９０度の位相差で行われる。
【００１５】
その結果、シリンダＡ１、シリンダＣ８、シリンダＢ５およびシリンダＤ１２内でピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の順でそれぞれ９０度ずつの位相差で往復移動をすることができる。しかも、各ピストン、各シリンダ口および各シリンダは共に剛体で構成されるため、容器の変形やガスもれがなく、精度よくガスを計量することができる。
【００１６】
図２は、弁の内側部を示す図である。
図２において、弁の内側部２０は、回転軸方向両端部の一方の円柱部２１および他方の円柱部２３と、両端部の円柱部２１，２３に挟まれて一方の円柱部２１側の円柱の一部の外周の切欠２４および他方の円柱部２３側の円柱の他の一部の外周の切欠２５が削り取られた切欠円柱部２２とを一体化して構成される。
弁の内側部２０は、後述する弁の外側部３０の内周部の挿入口３２において弁の外側部に対して回転可能に配置されて、弁の外側部の内周部の挿入口３２に挿入されて回転する。
【００１７】
弁の内側部２０の回転に応じて吸入口と排気口の間でシリンダＡ１、シリンダＣ８、シリンダＢ５およびシリンダＤ１２内におけるピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の９０度ずつの位相差の順に少なくともシリンダ口Ａ２、シリンダ口Ｃ９、シリンダ口Ｂ６およびシリンダ口Ｄ１３のいずれかと順次繰り返して切欠２４および２５が連通する。
【００１８】
図３は、弁の外側部を示す図である。
図３において、弁の外側部３０は、シリンダＡ１、シリンダＣ８、シリンダＢ５およびシリンダＤ１２内でピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の順でそれぞれ９０度ずつの位相差で往復移動をする位相差の順に、円周上の外周側の周囲に順次シリンダＡ１、シリンダＣ８、シリンダＢ５およびシリンダＤ１２のシリンダ口Ａ２、シリンダ口Ｃ９、シリンダ口Ｂ６およびシリンダ口Ｄ１３とそれぞれ連通する弁口Ａ３７、弁口Ｃ３８、弁口Ｂ３９および弁口Ｄ４０とガスの吸入口３５および排気口３６を配置する。弁の外側部３０の円柱の胴３１の内周部には、上述した弁の内側部２０が挿入可能な挿入口３２が設けられている。
【００１９】
また、弁の外側部３０は、円周上の胴３１の外周側の周囲に設けられたガスの吸入口３５と連通するように円柱の胴３１の内周側に吸入口３５側の溝３３および排気口３６と連通するように円柱の胴３１の内周側に排気口３６側の溝３４が設けられている。ガスの吸入口３５から吸入されたガスは一方の吸入口３５側の溝３３に導かれ、後述するように、弁の内側部２０の切欠２４から、各シリンダを介して、弁の内側部２０の切欠２５から、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは排気口３６から排出される。
【００２０】
図４は、弁の内側部と外側部を組み合わせたときの断面のガスの流れを示す図である。図４は、弁の外側部３０の挿入口３２に弁の内側部２０が挿入されたときのガスの気流の動きを模式的に示す図である。
【００２１】
図４において、ガスの吸入口３５から吸入されたガスは一方の吸入口３５側の溝３３に導かれ、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４に流れ込む。このとき、例えば、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側３０部に対して時計方向に回転することにより、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が弁口Ａ３７、吸入口３５および弁口Ｃ３８と連通する。また、吸入口３５は一方の吸入口３５側の溝３３を介して直接一方の吸入口３５側の切欠２４と連通する。
【００２２】
これにより、弁口Ａ３７に連通しているシリンダ口Ａ２からシリンダＡ１にガスが流れ込み、ピストンＡ３を移動させる。すると、ピストンＡ３の移動によりシリンダＡ１に連通管４を介して連通しているシリンダＢ５のピストンＢ７がシリンダＡ１のピストンＡ３と１８０度の位相差で移動をする。これにより、シリンダＢ５のシリンダ口Ｂ６からガスが流出する。シリンダ口Ｂ６と連通している弁口Ｂ３９から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
ここで、ピストンＡ３の位置をＡ位置、ピストンＢ７の位置をＢ位置という。
【００２３】
このとき、弁口Ｃ３８に連通しているシリンダ口Ｃ９からシリンダＣ８にガスが流れ込み、ピストンＣ１０を移動させる。すると、ピストンＣ１０の移動によりシリンダＣ８に連通管１１を介して連通しているシリンダＤ１２のピストンＤ１４がシリンダＣ８のピストンＣ１０と１８０度の位相差で移動をする。これにより、シリンダＤ１２のシリンダ口Ｄ１３からガスが流出する。シリンダ口Ｄ１３と連通している弁口Ｄ４０から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００２４】
ここで、ピストンＣ１０の位置をＣ位置、ピストンＤ１４の位置をＤ位置という。また、ピストンＡ３の位置はピストンＣ１０の位置と９０度の遅れ位相差があり、ピストンＢ７の位置はピストンＤ１４の位置と９０度の遅れ位相差がある。これにより、ピストンＡ３はＡ位置、Ｃ位置、Ｂ位置およびＤ位置、ピストンＣ１０はＣ位置、Ｂ位置、Ｄ位置およびＡ位置、ピストンＢ７はＢ位置、Ｄ位置、Ａ位置およびＣ位置、ピストンＤ１４はＤ位置、Ａ位置、Ｃ位置およびＢ位置、の順序で各状態のピストン位置を繰り返す。
【００２５】
また、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転することにより、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が、順次、弁口Ａ３７、吸入口３５および弁口Ｃ３８、弁口Ｃ３８および弁口Ｂ３９、弁口Ｂ３９および弁口Ｄ４０、弁口Ｄ４０および弁口Ａ３７と連通する。また、弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５が、順次、弁口Ｂ３９、排気口３６および弁口Ｄ４０、弁口Ｄ４０および弁口Ａ３７、弁口Ａ３７および弁口Ｃ３８、弁口Ｃ３８および弁口Ｂ３９と連通する。その結果、弁の内側部２０および弁の外側部３０は剛体で構成されるため、容器の変形やガスもれがなく、精度よくガスを計量することができる。
【００２６】
図５は、ピストンロッドを示す図である。
図５において、ピストンＡ３にはピストンロッドＡ５１が接続され、ピストンＢ７にはピストンロッドＢ５２が接続される。また、ピストンＣ１０にはピストンロッドＣ５３が接続され、ピストンＤ１４にはピストンロッドＤ５４が接続される。これにより、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の動きはピストンロッドＡ５１、ピストンロッドＣ５３、ピストンロッドＢ５２およびピストンロッドＤ５４を介して外部に伝えられる。
【００２７】
図６は、弁の内側部の回転を示す図である。
図６において、弁の外側部３０は筐体６３に固定部６４により固定され、弁の内側部２０は軸受け６１によりシャフト６２に接続され、矢印で示すように時計方向に回転する。
【００２８】
図７および図８は、弁の駆動機構例１を示す図である。図７は、弁の上から見た概略図である。図８は、弁の横から見た概略図である。
【００２９】
シリンダＡ１、シリンダＤ１２、シリンダＢ５、シリンダＣ８のピストンＡ３、ピストンＤ１４、ピストンＢ７およびピストンＣ１０は、それぞれピストンロッドＡ５１、ピストンロッドＤ５４、ピストンロッドＢ５２、ピストンロッドＣ５３に接続され、ピストンロッドＡ５１、ピストンロッドＤ５４、ピストンロッドＢ５２、ピストンロッドＣ５３はシャフト６２を介して弁の内側部２０に接続されている。
【００３０】
これにより、ガスが順次、シリンダＡ１、シリンダＤ１２、シリンダＢ５、シリンダＣ８を移動することにより、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の往復の動きはピストンロッドＡ５１、ピストンロッドＣ５３、ピストンロッドＢ５２およびピストンロッドＤ５４を介して弁の内側部２０に回転駆動力として伝えられる。その結果、なんら調整を必要とせず、容易に各シリンダ内のガスの移動により、弁の内側部２０を回転させて、両者を連動させることができる。
【００３１】
図９は、弁の切替に対するピストン位置の移動を示す図である。
図９は、９５で示すピストンのうち、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４が順次Ａ位置、Ｃ位置、Ｂ位置およびＤ位置を繰り返して、９１で示す状態が状態１、状態２、状態３および状態４を繰り返すとき、弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４が回転して吸入口３６が順次弁の外側部３０の弁口ＡＣ（３７，３８）、ＤＡ（４０，３７）、ＢＤ（３９，４０）、ＣＢ（３８，３９）と連通し、弁の内側部２０の排気口３６側の切欠２５が回転して排気口３６が順次弁の外側部３０の弁口ＢＤ（３９，４０）、ＣＢ（３８，３９）、ＡＣ（３７，３８）、ＤＡ（４０，３７）と連通することを示している。
【００３２】
図１０は状態１、図１１は状態２、図１２は状態３および図１３は状態４における弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４および排気口３６側の切欠２５の各回転位置のガスの吸入および排気を示す図である。
【００３３】
図１０に示す状態１においては、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４がＡ位置、Ｃ位置、Ｂ位置およびＤ位置であって、弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４が回転して吸入口３５が弁の外側部３０の弁口ＡＣ（３７，３８）に連通し、弁の内側部２０の排気口３６側の切欠２５が回転して排気口３６が弁の外側部３０の弁口ＢＤ（３９，４０）に連通する状態である。
【００３４】
ここで、ガスの吸入口３５から吸入されたガスは一方の吸入口３５側の溝３３に導かれ、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４に流れ込む。このとき、例えば、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が弁口Ａ３７、吸入口３５および弁口Ｃ３８と連通する。また、吸入口３５は一方の吸入口３５側の溝３３を介して直接一方の吸入口３５側の切欠２４と連通する。
【００３５】
これにより、弁口Ａ３７に連通しているシリンダ口Ａ２からシリンダＡ１にガスが流れ込み、ピストンＡ３を移動させる。すると、ピストンＡ３の移動によりシリンダＡ１に連通管４を介して連通しているシリンダＢ５のピストンＢ７がシリンダＡ１のＡ位置のピストンＡ３と１８０度の位相差のＢ位置に移動をする。これにより、シリンダＢ５のシリンダ口Ｂ６からガスが流出する。シリンダ口Ｂ６と連通している弁口Ｂ３９から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００３６】
このとき、弁口Ｃ３８に連通しているシリンダ口Ｃ９からシリンダＣ８にガスが流れ込み、ピストンＣ１０を移動させる。すると、ピストンＣ１０の移動によりシリンダＣ８に連通管１１を介して連通しているシリンダＤ１２のピストンＤ１４がシリンダＣ８のＣ位置のピストンＣ１０と１８０度の位相差のＤ位置に移動をする。これにより、シリンダＤ１２のシリンダ口Ｄ１３からガスが流出する。シリンダ口Ｄ１３と連通している弁口Ｄ４０から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００３７】
このピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の状態１から状態２への移動により、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転して状態１から状態２へ移行する。
【００３８】
図１１に示す状態２においては、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４がＣ位置、Ｂ位置、Ｄ位置およびＡ位置であって、弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４が回転して吸入口３５が弁の外側部３０の弁口ＤＡ（４０，３７）に連通し、弁の内側部２０の排気口３６側の切欠２５が回転して排気口３６が弁の外側部３０の弁口ＣＢ（３８，３９）に連通する状態である。
【００３９】
ここで、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転することにより、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が弁口Ｃ３８および弁口Ｂ３９と連通する。また、吸入口３５は一方の吸入口３５側の溝３３を介して直接一方の吸入口３５側の切欠２４と連通する。
【００４０】
これにより、弁口Ａ３７に連通しているシリンダ口Ａ２からシリンダＡ１にガスが流れ込み、ピストンＡ３を移動させる。すると、ピストンＡ３のＡ位置からＣ位置への移動によりシリンダＡ１に連通管４を介して連通しているシリンダＢ５のピストンＢ７がシリンダＡ１のピストンＡ３のＣ位置と１８０度の位相差でＤ位置へ移動をする。これにより、Ｄ位置のシリンダＢ５のシリンダ口Ｂ６からガスが流出する。シリンダ口Ｂ６と連通している弁口Ｂ３９から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００４１】
このとき、弁口Ｄ４０に連通しているシリンダ口Ｄ１３からシリンダＤ１２にガスが流れ込み、ピストンＤ１４を移動させる。すると、ピストンＤ１４のＤ位置からＡ位置への移動によりシリンダＤ１２に連通管１１を介して連通しているシリンダＣ８のピストンＣ１０がシリンダＤ１２のピストンＤ１４のＡ位置と１８０度の位相差でＢ位置へ移動をする。これにより、Ｂ位置のシリンダＣ８のシリンダ口Ｃ９からガスが流出する。シリンダ口Ｃ９と連通している弁口Ｃ３８から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００４２】
このピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の状態２から状態３への移動により、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転して状態２から状態３へ移行する。
【００４３】
図１２に示す状態３においては、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４がＢ位置、Ｄ位置、Ａ位置およびＣ位置であって、弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４が回転して吸入口３５が弁の外側部３０の弁口ＢＤ（３９，４０）に連通し、弁の内側部２０の排気口３６側の切欠２５が回転して排気口３６が弁の外側部３０の弁口ＡＣ（３７，３８）に連通する状態である。
【００４４】
ここで、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転することにより、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が弁口Ｂ３９および弁口Ｄ４０と連通する。これにより、弁口Ｂ３９に連通しているシリンダ口Ｂ６からシリンダＢ５にガスが流れ込み、ピストンＢ７を移動させる。すると、ピストンＢ７のＤ位置からＡ位置への移動によりシリンダＢ７に連通管４を介して連通しているシリンダＡ１のピストンＡ３がシリンダＢ５のピストンＢ７のＤ位置と１８０度の位相差のＢ位置へ移動をする。これにより、Ｂ位置のシリンダＡ１のシリンダ口Ａ２からガスが流出する。シリンダ口Ａ２と連通している弁口Ａ３７から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００４５】
このとき、弁口Ｄ４０に連通しているシリンダ口Ｄ１３からシリンダＤ１２にガスが流れ込み、ピストンＤ１４を移動させる。すると、ピストンＤ１４のＡ位置からＣ位置への移動によりシリンダＤ１２に連通管１１を介して連通しているシリンダＣ８のピストンＣ１０がシリンダＤ１２のピストンＤ１４のＣ位置と１８０度の位相差のＤ位置へ移動をする。これにより、Ｄ位置のシリンダＣ８のシリンダ口Ｃ９からガスが流出する。シリンダ口Ｃ９と連通している弁口Ｃ４０から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００４６】
このピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４の状態３から状態４への移動により、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転して状態３から状態４へ移行する。
【００４７】
図１３に示す状態４においては、ピストンＡ３、ピストンＣ１０、ピストンＢ７およびピストンＤ１４がＤ位置、Ａ位置、Ｃ位置およびＢ位置であって、弁の内側部２０の吸入口３５側の切欠２４が回転して吸入口３５が弁の外側部３０の弁口ＣＢ（３８，３９）に連通し、弁の内側部２０の排気口３６側の切欠２５が回転して排気口３６が弁の外側部３０の弁口ＤＡ（４０，３７）に連通する状態である。
【００４８】
ここで、弁の内側部２０は、弁の外側部３０の内周部において弁の外側部３０に対して時計方向に回転することにより、弁の内側部２０の一方の吸入口３５側の切欠２４が弁口Ｃ３８および弁口Ｂ３９と連通する。これにより、弁口Ｃ３８に連通しているシリンダ口Ｃ９からシリンダＣ８にガスが流れ込み、ピストンＣ１０を移動させる。すると、ピストンＣ１０のＤ位置からＡ位置への移動によりシリンダＣ８に連通管１１を介して連通しているシリンダＤ１２のピストンＤ１４がシリンダＣ８のピストンＣ１０のＡ位置と１８０度の位相差のＢ位置へ移動をする。これにより、Ｂ位置のシリンダＤ１２のシリンダ口Ｄ１３からガスが流出する。シリンダ口Ｄ１３と連通している弁口Ｄ４０から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００４９】
このとき、弁口Ｂ３９に連通しているシリンダ口Ｂ６からシリンダＢ５にガスが流れ込み、ピストンＢ７を移動させる。すると、ピストンＢ７のＡ位置からＣ位置への移動によりシリンダＢ５に連通管４を介して連通しているシリンダＡ１のピストンＡ３がシリンダＢ５のピストンＢ７のＣ位置と１８０度の位相差のＡ位置へ移動をする。これにより、Ｄ位置のシリンダＡ１のシリンダ口Ａ２からガスが流出する。シリンダ口Ａ２と連通している弁口Ａ３７から弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５へガスが流れ込み、他方の排気口３６側の溝３４に導かれたガスは弁の内側部２０の他方の排気口３６側の切欠２５と連通している排気口３６から排出される。
【００５０】
上述した図７および図８において弁の駆動機構例１を示したが、これに限らず、以下のように構成してもよい。
図１４は、弁の駆動機構例２を示す図であり、図１４Ａは正面図、図１４Ｂは側面図である。図１５は、弁の駆動機構例２の上面図である。
図１４Ａにおいて示すように、筒状のガスメータの筐体１４１を直径幅で同一の長さの板１４２で仕切って２つのカマボコ状の部屋１４３，１４４を設け、第１の部屋１４３にシリンダＡ１４５およびシリンダＢ１４６を設け、第２の部屋１４４にシリンダＣ１４７およびシリンダＤ１４８を設ける。
【００５１】
また、図１４Ｂにおいて示すように、板１４２で仕切られたガスメータの筐体１４１の第１の部屋１４３内のシリンダＡ１４５およびシリンダＢ１４６のピストンロッドＡ１５３およびピストンロッドＢ１５４をタイミング歯車Ａ１５７およびタイミング歯車Ｂ１５８の円周上の固定点と回転自在に接続し、第２の部屋１４４内のシリンダＣ１４７およびシリンダＤ１４８のピストンロッドＣ１５５およびピストンロッドＤ１５６をタイミング歯車Ｃ１５９およびタイミング歯車Ｄ１６０の円周上の固定点と回転自在に接続する。
【００５２】
そして、図１５において示すように、タイミング歯車Ａ１５７またはタイミング歯車Ｂ１５８およびタイミング歯車Ｃ１５９またはタイミング歯車Ｄ１６０の回転軸１６１を弁の内側部２０に固定する。これにより、ガスメータの筐体１４１を２つの部屋１４３，１４４に区切ることによって、２つのシリンダ同士のシリンダＡ１４５およびシリンダＢ１４６、シリンダＣ１４７およびシリンダＤ１４８を実質的に接続することができる。この場合、実質的に接続される２つのシリンダのシリンダＡ１４５およびシリンダＢ１４６、シリンダＣ１４７およびシリンダＤ１４８内のピストンＡ１４９およびピストンＢ１５０、ピストンＣ１５１およびピストンＤ１５２はタイミング歯車Ａ１５７およびタイミング歯車Ｂ１５８、タイミング歯車Ｃ１５９およびタイミング歯車Ｄ１６０を利用することによって、互いに１８０度の位相差で動かすことができる。このタイミング歯車Ａ１５７、タイミング歯車Ｂ１５８、タイミング歯車Ｃ１５９またはタイミング歯車Ｄ１６０のうちのいずれかの回転軸１６１を弁の内側部２０と連動することによって、弁の内側部２０を回転させて、ガスの流れを切り替えることができる。
【００５３】
以下に、ガスの流量の検出方法を説明する。
ガスの流れの切り替えを行う弁の回転数はガスの流量に比例する。そこで、この弁の回転数をカウントすることによって通過したガスの体積を求めることができる。また、弁の回転の速度、または単位時間当たりの回転数や回転角度を検出することによって、流量を求めることができる。
【００５４】
図１６は、サーボモータを補助的に利用した回転駆動系を示す図である。
ここで、弁の回転の速度、または単位時間当たりの回転数や回転角度の検出の分解能を高めるためには、回転する弁の内側部２０にパルスエンコ−ダを接続して、回転速度に比例したパルス出力を得ることができる。さらに、より高精度化のためには、図１６に示すように、ピストンロッドＡ１５３およびピストンロッドＢ１５４ならびにピストンロッドＣ１５５およびピストンロッドＤ１５６にそれぞれリニアエンコ−ダＡ１６１およびリニアエンコ−ダＢ１６２ならびにリニアエンコ−ダＣ１６３およびリニアエンコ−ダＤ１６４等を取り付けて、実際に移動するピストンＡ１４９およびピストンＢ１５０ならびにピストンＣ１５１およびピストンＤ１５２の動きに連動してパルス出力を得ることも可能である。
【００５５】
この測定原理は、機械的に上述した駆動機構を動かすことにより測定もできるが、図１６に示すように、小型サーボモータ１６６および補助歯車１６５を利用してタイミング歯車Ａ１５７、タイミング歯車Ｂ１５８、タイミング歯車Ｃ１５９またはタイミング歯車Ｄ１６０のうちのいずれかに対して補助的に電気的な駆動を行うことにより駆動をより正確にして検出機能を高度化することも可能である。
この場合、小型サーボモータ１６６の駆動力によって駆動機構の機械的な摩擦力を補うことにより、ガスメータの長期安定性を改善し、シリンダの漏れを少なくし、測定範囲を拡大し、応答速度を向上する等の効果を得ることができる。ここで、小型サーボモータ１６６は、ガスメータの各部屋の差圧の発生による測定の誤差をなくし、または小さくし、予め決められた回転数に応じた回転力を発生するように制御される。
【００５６】
なお、以上は測定原理を説明したものであって、各シリンダ口と各弁口とは、互いに公差をシビアに設計すると共に、Ｏリングを用いてシールすることが実際に必要となる。また、各シリンダは別途駆動源を用いて動作させる必要がある。
【００５７】
【発明の効果】
この発明の乾式ガスメータ装置は、乾式でガスの流量を計測する乾式ガスメータ装置において、剛体の容器および仕切りで構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に分割されると共に上記容器に対する上記仕切りの移動により上記複数段階を順次繰り返して移行する各部屋と、剛体の固定部および回転部で構成され、ガスの吸入から排出までの複数段階に応じて、上記固定部に対する上記回転部の回転により上記各部屋とガスの入口から出口までを順次連続的に切替えて連通する切替弁と、上記各部屋の上記容器に対する上記仕切りの移動と上記切替弁の上記固定部に対する上記回転部の回転とを連動させる連動機構とを備えたので、計量容器の変形や、ガス漏れがなく、取り扱いが容易で高精度の計測を行うことができるという効果を奏する。
【００５８】
また、この発明の乾式ガスメータ装置は、上述において、上記切替弁は、上記一対のシリンダの一対のピストンおよび上記他の一対のシリンダの他の一対のピストンの位相差の順に、円周上の外周側の周囲に順次上記一対のシリンダおよび上記他の一対のシリンダとそれぞれ連通する連通口とガスの入口および出口を配置した外側弁と、上記外側弁の内周側に上記外側弁に対して回転可能に配置されて、回転に応じて上記入口と出口の間で上記位相差の順に少なくとも上記連通口のいずれかと順次繰り返して連通する空洞部を有する内側弁とを有するので、切替弁の外側弁に対する内側弁の回転により、吸入されたガスが切替弁から順次各シリンダに流れを切り替えて移動して、ガスの流れを切り替えられたピストンの移動により切替弁の内側部が回転されて、ガスを排気するまでの各状態を繰り返して、正確な計測を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に適用される乾式ガスメータに用いる４本のシリンダの構成および各ピストンの位置を示す図であり、図１ＡはＡ位置、図１ＢはＢ位置、図１ＣはＣ位置、図１ＤはＤ位置である。
【図２】弁の内側部を示す図である。
【図３】弁の外側部を示す図であり、図３Ａは正面図、図３Ｂは側面図である。
【図４】弁の内側部と外側部を組み合わせたときの断面のガスの流れを示す図である。
【図５】ピストンロッドを示す図である。
【図６】弁の内側部の回転を示す図である。
【図７】弁の駆動機構例１（弁の上から見た概略図）を示す図である。
【図８】弁の駆動機構例１（弁の横から見た概略図）を示す図である。
【図９】弁の切替に対するピストン位置の移動を示す図である。
【図１０】弁の切替の状態１を示す図である。
【図１１】弁の切替の状態２を示す図である。
【図１２】弁の切替の状態３を示す図である。
【図１３】弁の切替の状態４を示す図である。
【図１４】弁の駆動機構例２（正面および側面から見た概略図）を示す図であり、図１４Ａは正面図、図１４Ｂは側面図である。
【図１５】弁の駆動機構例２（弁の上から見た概略図）を示す図である。
【図１６】サーボモータを補助的に利用した回転駆動系を示す図である。
【図１７】従来の膜式ガスメータを示す図である。
【図１８】従来の湿式ガスメータを示す図である。
【符号の説明】
１……シリンダＡ、２……シリンダ口Ａ、３……ピストンＡ、４……連通管、５……シリンダＢ、６……シリンダ口Ｂ、７……ピストンＢ、８……シリンダＣ、９……シリンダ口Ｃ、１０……ピストンＣ、１１……連通管、１２……シリンダＤ、１３……シリンダ口Ｄ、１４……ピストンＤ、２０……弁の内側部、２１……円柱部、２２……切欠円柱部、２３……円柱部、２４……切欠、２５……切欠、３０……弁の外側部、３１……胴、３２……挿入部、３３……溝、３４……溝、３５……吸入口、３６……排気口、３７……弁口Ａ、３８……弁口Ｃ、３９……弁口Ｂ、４０……弁口Ｄ、５１……ピストンロッドＡ、５２……ピストンロッドＢ、５３……ピストンロッドＣ、５４……ピストンロッドＤ、６１……軸受け、６２……シャフト、６３……筐体、６４……固定部、９１……状態、９２……弁、９３……吸入側、９４……排気側、９５……ピストン、
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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