(57)【要約】【課題】１つのガスメータで複数の器具別ガス使用量を計測し表示する。使わない出口からのガスの流出を防止する。電池の消耗を低減する。【解決手段】主検知部４と器具別検知部６，７の流路４Ａ，６Ａ，７Ａにそれぞれ配設した送受波器４Ｂ，４Ｃ、６Ｂ，６Ｃ、７Ｂ，７Ｃを共通の制御部１１で制御して、順方向と逆方向に交互に超音波を送受信し、伝搬時間から積算流量を流路毎に制御部１１で演算して、表示部１２に表示する。出口９にガス器具が連通されないときは、制御部１１を操作して開閉弁１０を閉じる。同時に器具別検知部７の送信側送受波器の駆動を止め、受信側送受波器に接続されている受信波検知部の電源を切る。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに出口を有する流路と、該流路毎に設けた一対の超音波送受波器とを含む流速検知部を複数備え、
前記一対の超音波送受波器間で、超音波の送受信を行い、流れに対して順方向の超音波伝搬時間と、流れに対して逆方向の超音波伝搬時間に基づいて前記各流路の積算流量を演算する制御部と、演算結果を表示する表示部を具備したことを特徴とする流量計。
【請求項２】
流量計がガスメータであって、複数の流速検知部のうち、少なくとも１つ流速検知部の下流部分に、開閉可能の開閉弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の流量計。
【請求項３】
前記開閉弁を閉じるのと連動して、その開閉弁を設けた流路の超音波送受波器の、送信側送受波器の駆動を止めるとともに、受信側送受波器の電気信号を増幅・検知する受信波検知部の電源を切るようにしたことを特徴とする請求項２記載の流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量計、特にガスメータに好適な超音波流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
器具毎の使用ガス流量を個別に積算表示するガスメータ等の流量計で、流量を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された流量に関する情報を表示する表示手段と、他の計測手段により計測された流量値に関する情報を受信する受信手段と、前記受信手段により受信した情報を記憶する記憶手段とを備え、前記表示手段は前記記憶手段からの情報も表示する構成の流量計が公知である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この流量計は、前記他の計測手段により計測積算された積算値を受信して記憶し、表示手段を備えた流量計（例えばガスメータ）に表示する。表示手段を備えた流量計は、その計測手段で計測した流量を積算する積算手段を備えている。このように、計測した流量を積算する積算手段を２つの流量計がそれぞれ有しているため、そのぶん、構成が複雑で、大型になるという問題点があった。
【０００４】
その上、離れた位置に設置された２つの流量計同士を結ぶ通信手段も必要で、この面からもコスト高になるという問題点があった。
【０００５】
また、流体中に超音波を送信し、超音波の向き（送信方向）を、流れと同じ順方向と、流れと反対の逆方向のそれぞれについて、超音波の伝搬時間を計測し、これらの伝搬時間に基づいて流体の流速を計測し、更に流量や積算流量等の演算を行う超音波流量計で、超音波送受波器で受信した信号を検知する受信波検知部の電源を測定中以外のときに切って、消費電力を減らすようにした流量計が提案されている。この超音波流量計は、順方向、逆方向毎に超音波パルスの送受信を複数（ｎ）回ずつ繰り返すようになっているが、流量に応じて、順方向測定と逆方向測定の測定間隔の時間（Ｔ）や繰り返し回数ｎを変えることによっても、消費電力の低減を行っている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
ところで、ガス供給事業では、長時間に亘り大流量を使用するガスヒートポンプ（ＧＨＰ）方式の冷暖房装置や、大流量を要求される自動車の天然ガス充てん機等のガス器具に対しては特別の器具別料金制を採用し、それ等のガス器具のガス使用量を計測するために、それぞれ器具別のガスメータを設置しているので、メータの設置場所のスペースが大きくなるだけでなく、それぞれのメータが流量を積算する積算手段や表示手段を要し、メータ自体が大型でコスト高になるという問題点があった。
【特許文献１】特開平４−２６５８２４号公報
【特許文献２】特開平９−２５７５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで本発明は、前記問題点を解消できるガスメータ等の流量計、即ち１つの流量計で複数の器具で使われる使用流量の総和と特定の器具での使用流量を計測表示できる小型でコストの低い流量計やガスメータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれに出口を有する流路と、該流路毎に設けた一対の超音波送受波器とを含む流速検知部を複数備え、
前記一対の超音波送受波器間で、超音波の送受信を行い、流れに対して順方向の超音波伝搬時間と、流れに対して逆方向の超音波伝搬時間に基づいて前記各流路の積算流量を演算する制御部と、演算結果を表示する表示部を具備したことを特徴とする流量計である。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の流量計において、流量計がガスメータであって、複数の流速検知部のうち、少なくとも１つ流速検知部の下流部分に、開閉可能の開閉弁を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２の流量計において、前記開閉弁を閉じるのと連動して、その開閉弁を設けた流路の超音波送受波器の、送信側送受波器の駆動を止めるとともに、受信側送受波器の電気信号を増幅・検知する受信波検知部の電源を切るようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流量計は、上記解決手段の構成を備えているので、器具別の使用流量を１台の流量計で計測表示できる。また、ガス器具別の料金体系が可能である。
【００１２】
請求項２の発明では、使用しない検知部から下流へのガスの不要な流出を未然に防止できる。そして、請求項３の発明では、開閉弁を閉じて使用しないようにした検知部の電力消費を防止して、電池の消耗を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に本発明の好ましい実施の形態を図面の実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１（ａ）は本発明の説明図、同図（ｂ）は、その検知部の縦断面図、図２は図１の実施例の一部分の詳細を示すブロック図である。
【００１５】
図１（ａ）で流量計としてのガスメータ１の入口２から矢印Ａのように流入したガスは、遮断弁３を通過して主検知部４を通り、矢印Ｂで示すように主出口５から、図示されてない下流のガス器具、例えば給湯器やコンロ等へ流れる。また、主検知部４の下流には、器具別検知部６と７が連通され、それらの下流の各出口は、特定のガス器具へのガス配管に連通されている。
【００１６】
器具別検知部６の下流の器具別出口８は、図示されてないＧＨＰ方式の冷暖房装置に通じていて、該冷暖房装置がガスを使うと、矢印Ｃのようにガスが流れる。また、器具別検知部７の下流の器具別出口９は、図示されてない自動車用天然ガス充てん機に通じていて、自動車にガスを充てんするときは、矢印Ｄに示すようにガスが流れる。器具別検知部７の下流部分に配設されている開閉弁１０は開いている。
【００１７】
図１（ｂ）は、主検知部４と、器具別検知部６，７を一体的に構成した検知部分の流路構造を示す断面で、各検知部４，６，７は、それぞれ流路４Ａ，６Ａ，７Ａと，これらの各流路に設けた超音波送受波器４Ｂ，４Ｃ、６Ｂ，６Ｃ、７Ｂ，７Ｃとで構成されている。
【００１８】
各検知部４，６，７の流路４Ａ，６Ａ，７Ａを流れるガス（流体）は、それぞれ超音波送受波器４Ｂ，４Ｃ、６Ｂ，６Ｃ、７Ｂ，７Ｃ間で超音波パルスを流路の流体（ガス）中に伝搬させ、その伝搬時間に基づいて流速・流量を演算し、更に積算流量を求めるが、超音波パルスで流体中の伝搬時間を計測し、それから流速・流量、更に積算流量を演算して求めることは、超音波流量計、例えば前記特許文献２などで周知のことであるので説明は省略する。
【００１９】
各超音波送受波器は周知の超音波トランスドューサ（振動子）からなり、送信側にも受信側にも切り替えて使うことができる。そのため、送受波器４Ｂから超音波パルスを送信して送受波器４Ｃで受信して、矢印Ｅで示す流れと同じ順方向伝搬時間を直接計測し、次に、送受波器４Ｃから超音波パルスを矢印Ｅに示す流れ方向とは逆方向に送信し、送受波器４Ｂで受信して、逆方向伝搬時間を計測し、その逆方向伝搬時間と前記順方向伝搬方向に基づいて、検知部４における流体（ガス）の流速・流量を求め、更に積算流量を求める。順方向と逆方向の計測時における送受波器の制御や、伝搬時間の計測（計数）、流速・流量・積算流量等の演算は、３つの検知部４，６，７について、すべて図１（ａ）に符号１１で示す１つの制御部で行う。この制御部１１はそのためのマイクロコンピュータを有し、電池電源で作動する。
【００２０】
なお、各検知部で順方向と逆方向の計測を行うときに、同一方向に超音波を繰り返して複数（ｎ）回連続して送受信を行い、その複数回の総伝搬時間（総到達時間）に基づいて流速を演算することで計測精度の向上を図ってもよく、このようにすることも前記特許文献２などで周知である。
【００２１】
こうして、主検知部４で計測した伝搬時間に基づいて、ガスメータ１内を通過する全体の流量や積算流量（ガス使用量）を制御部１１で演算し、演算したガス使用量は表示部１２に表示する。また、器具別検知部６で計測した伝搬時間に基づいて演算したガス使用量は特定ガス器具の前記ＧＨＰ方式の冷暖房装置のガス使用量として表示部１２に表示する。更に、器具別検知部７で計測した伝搬時間に基づいて演算したガス使用量は、特定ガス器具の前記自動車用天然ガス充てん機のガス使用量として表示器１２に表示する。
【００２２】
ところで、天然ガスを燃料に使う自動車は現段階では普及率が小さいので、実施例のガスメータをガス需要家に設置しても、その需要家で自動車用天然ガス充てん機を使用していないと、器具別検知部７は全く使用されることがない。このようなときは、ガスメータ１の器具別出口９に下流のガス配管を接続しないでおく。そして、制御部１１を操作して開閉弁１０を閉じておく。こうすることで、器具別出口９から不用意にガスが流出するのを未然に防止する。
【００２３】
遮断弁３は、周知のガスメータに使用されている安全機能用のもので、主検知部４を流れるガスの流量又は器具別検知部６，７各々に流れる流量が異常であると判定した場合に自動的に閉じて、ガス事故を未然に防止する。
【００２４】
図２は、前記開閉弁１０を閉じたときに、超音波送受波器の駆動部や、受信波検知部の電源を切って電力消費を低減する構成を示す。ＣＰＵ１３は電池電源１４で作動し、送受波器７Ｂ，７Ｃのいずれか一方を送信側に、他方を受信側にして作動させるように、順逆方向切替部１５を制御し、超音波パルスの送信方向を矢印Ｇの順方向にしたり、その逆の逆方向にしたりして、順方向測定と逆方向測定を交換に一定時間間隔で行う。また、切替スイッチ１６を操作すると、ＣＰＵ１６がインターフェース１７を介して前記開閉弁１０を開閉する。この開閉弁１０は、開弁時も、閉弁時も、一時的に操作電流を流すことで開弁又は閉弁し、そのあと操作電流を断っても開弁状態又は閉弁状態を保持する自己保持型の弁を用いている。
【００２５】
器具別検知部の下流に、自動車用天然ガス充てん機が接続されないときは、切替スイッチ１６を図示の状態から切り替える。すると、開閉弁１０のコイルに一時的に閉弁用の操作電流が流れて開閉弁１０が閉じる。ＣＰＵ１３は、同時に電源供給制御部１８を制御して、受信波検知部１９への電池１４からの電源供給を断つ。また、送信側送受波器を駆動する駆動部２０への駆動信号を止めて、不要な電力消費を無くす。
【００２６】
なお、超音波の送受信を繰り返して複数回（ｎ回）ずつ順方向と逆方向測定毎に行う場合、送受信のための電力消費を低減して電池寿命を延長する策として、流量に応じて、順方向と逆方向の測定間隔の時間（Ｔ）を変更したり、流量に応じて繰り返し回数ｎを変えることもできる。これらのことは、前記特許文献で公開されているのと同じ方法で実施すればよい。
【実施例２】
【００２７】
図３に示す実施例２は、検知部分を、同図（ｂ）で示すように３つの器具別検知部２１，２２，２３を重ね合わせて一体的に構成した。そして、同図（ａ）のようにガスメータの入口２から矢印Ａのように流入したガスは、遮断弁３を通過して、３つの器具別検知部２１，２２，２３に分流して流れる。
【００２８】
器具別検知部２１の下流の器具別出口２４は、図示されていないガス器具、例えば給湯器やコンロ等にガス配管で接続連通される。
【００２９】
器具別検知部２２の下流の器具別出口２５は、ガス配管で図示されてないＧＨＰ方式の冷暖房装置に接続される。また、器具別検知部２３の下流の器具別出口２６は、ガス配管で、図示されてない自動車用天然ガス充てん機に接続される。
【００３０】
各器具別検知部２１，２２，２３の流路２１Ａ，２２Ａ，２３Ａに設けた超音波送受波器２１Ｂ，２１Ｃ、２２Ｂ，２２Ｃ、２３Ｂ，２３Ｃは、共通の制御部１１Ａに接続されて制御される。この実施例では、各器具別検知部２１，２２，２３の流路２１Ａ，２２Ａ，２３Ａでの順方向、逆方向伝搬時間に基づいて、各流路の流速・流量・積算流量を制御部１１Ａで演算すると共に、３つの流路の積算流量の合計の総積算流量も演算して表示部１２に表示する。遮断弁３は３つの流路の合計流量又は各々の流量に基づいて、緊急時に閉じる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施例で、同図（ａ）は説明図、（ｂ）は検知部分の縦断面図である（実施例１）。
【図２】図１の一部分の詳細図である（実施例１）。
【図３】本発明の他の実施例で、（ａ）は全体の説明図、（ｂ）は検知部分の縦断面図である（実施例２）。
【符号の説明】
【００３２】
１    ガスメータ
２    入口
４    主検知部
５    主出口
６，７，２１，２２，２３    器具別検知部
４Ａ，６Ａ，７Ａ，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ    流路
４Ｂ，４Ｃ，６Ｂ，６Ｃ，７Ｂ，７Ｃ，２１Ｂ，２１Ｃ，２２Ｂ，２２Ｃ，２３Ｂ，２３Ｃ    送受波器
８，９，２４，２５，２６    器具別出口    
１０    開閉弁
１１，１１Ａ    制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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