(57)【要約】【課題】  リサイクル性が高く、稼動部がなく故障しにくい水道メータを実現する。【解決手段】  内部に測定流体が流れる機械式水道メータのケースを具備する水道メータにおいて、  前記機械式水道メータのケース内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなるユニットベースと、前記ユニットベースに設けられ前記測定流体が流れる第１の測定管路と、前記ユニットベースに設けられこの第１の測定管路の流線に直交して対向して配置された一対の測定電極と、前記ユニットベースに設けられこの測定電極に直交する磁場を発生する磁場発生手段とを具備したことを特徴とする水道メータである。【選択図】                    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に測定流体が流れる機械式水道メータのケースを具備する水道メータにおいて、
前記機械式水道メータのケース内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなるユニットベースと、
前記ユニットベースに設けられ前記測定流体が流れる第１の測定管路と、
前記ユニットベースに設けられこの第１の測定管路の流線に直交して対向して配置された一対の測定電極と、
前記ユニットベースに設けられこの測定電極に直交する磁場を発生する磁場発生手段と
を具備したことを特徴とする水道メータ。
【請求項２】
前記測定電極の測定信号により前記測定流体の流量を測定し前記機械式水道メータのケースの電位を回路基準とする測定回路
を具備したことを特徴とする請求項１記載の水道メータ。
【請求項３】
内部に測定流体が流れる機械式水道メータのケースを具備する水道メータにおいて、
前記機械式水道メータのケース内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなるユニットベースと、
前記ユニットベースに設けられ前記測定流体が流れる第２の測定管路と、
前記ユニットベースに設けられこの第２の測定管路に設けられた超音波送受信器と
を具備したことを特徴とする水道メータ。
【請求項４】
前記第２の測定管路は樹脂材よりなり、前記超音波送受信器は前記第２の測定管路の外側に非接液に配置されたこと
を特徴とする請求項３記載の水道メータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リサイクル性が高く、稼動部がなく故障しにくい水道メータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水道メータに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【非特許文献１】日本水道協会発行、日本水道協会規格  ＪＷＷＡ  Ｂ  １２３−１９８８「接線流羽根車複湿式・液封直読水道メータ」  昭和６３年１１月１日発行  第７頁、付図１。
【０００４】
家庭で使用される水道メータは、機械式メータである。これらは、いずれも回転機構を具備し、流量に応じてこの回転体が回転し、この回転数が流量を指示することを特徴としている。
水道メータの不具合の多くは、回転機構が故障することにより発生する。
【０００５】
水道メータを製造メーカが引き取った後は、この機械式水道メータのケースは洗浄・再塗装され、新しいメータユニットを実装して、これを販売する。
故に、ケースはリサイクル性が非常に高い。
機械式水道メータは非常に普及していて、特に口径１３ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍは非常に多い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回転機構部分は、稼動部があるため、故障しやすい。
また、ゼロ流速近傍では、回転体が回転しないため、誤差が大きくなる問題点がある。
これに対し、ゼロ流速近傍でも流量に比例した出力を得ることができる水道メータとしては、稼動部のない電磁流量計があるが、検出器部分は溶接構造となっていて、故障などで流量計をひきとっても、外筐についてはリサイクルできない問題がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、リサイクル性の高い機械式メータのケース内に電磁流量計を構成することで、リサイクル性が高く稼動部がなく故障しにくい水道メータを提供することを目的とする。
さらに、機械式水道メータの容器内の流線は曲がっていて、流速分布の影響を受けやすい問題があるので、流速分布の影響を受けにくい水道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】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の水道メータにおいては、
内部に測定流体が流れる機械式水道メータのケースを具備する水道メータにおいて、
前記機械式水道メータのケース内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなるユニットベースと、前記ユニットベースに設けられ前記測定流体が流れる第１の測定管路と、前記ユニットベースに設けられこの第１の測定管路の流線に直交して対向して配置された一対の測定電極と、前記ユニットベースに設けられこの測定電極に直交する磁場を発生する磁場発生手段とを具備したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２においては、請求項１記載の水道メータにおいて、
前記測定電極の測定信号により前記測定流体の流量を測定し前記機械式水道メータのケースの電位を回路基準とする測定回路を具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３においては、
内部に測定流体が流れる機械式水道メータのケースを具備する水道メータにおいて、
前記機械式水道メータのケース内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなるユニットベースと、前記ユニットベースに設けられ前記測定流体が流れる第２の測定管路と、前記ユニットベースに設けられこの第２の測定管路に設けられた超音波送受信器とを具備したことを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４においては、請求項３記載の水道メータにおいて、
前記第２の測定管路は樹脂材よりなり、前記超音波送受信器は前記第２の測定管路の外側に非接液に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
リサイクル性の高い機械式メータのケース内に電磁流量計を構成することで、リサイクル性が高く、稼動部がなく故障し難い水道メータが得られる。
樹脂モールドのユニットベース内に、第１の測定管路が形成されたので、流れる流体全体に磁場が形成でき、流れ全体からの起電力を得ることができることから、流速分布の影響を受け難い水道メータが得られる。
【００１３】
機械式水道メータのケース内の測定流体の流線に対し直角になる方向に、測定電極、磁場を形成する磁場発生手段が配置されたので、測定流体の流れの垂直方向に磁場を形成され、効率よい起電力を得ることができ、流速分布の影響を小さくすることができる長所を持ちながら、流路構造を簡便にできる水道メータが得られる。
ユニットベースは樹脂材よりなるので、樹脂成型により安価に製作することが出来る水道メータが得られる。
【００１４】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
測定電極の測定信号により測定流体の流量を測定し、機械式水道メータのケースの電位を回路基準とする測定回路が設けられたので、機械式水道メータのケースの電位を回路基準とすることで、機械式水道メータのケース内を静電遮蔽することができ、対ノイズ性が向上された水道メータが得られる。
【００１５】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
リサイクル性が高い機械式メータのケース内に超音波流量計が構成されたので、リサイクル性が高く、稼動部がなく故障しにくい水道メータが得られる。
樹脂モールドのユニットベース内に、第２の測定管路が形成されたので、流速分布の影響を受け難い水道メータが得られる。
【００１６】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
第２の測定管路は樹脂材よりなり、超音波送受信器は第２の測定管路の外側に非接液に配置されたので、耐食性が向上された水道メータが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の平面図、図３は図１の電気回路のブロック図である。
【００１８】
ケース１は、ＪＷＷＡ  Ｂ  １２３−１９８８  接線流羽根車複湿式・液封直読水道メータ  に示される機械式水道メータのケースである。
ユニットベース２は、機械式水道メータのケース１内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなる。
第１の測定管路３は、ユニットベース２に設けられ測定流体ＦＬが流れる。
【００１９】
一対の測定電極４，５は、ユニットベース２に設けられ、第１の測定管路３の流線に直交して対向して配置されている。
磁場発生手段６は、第１の測定管路３に設けられ、測定電極４，５に直交する磁場を発生する。
この場合は、ユニットベース２に設けられた励磁コイル６ａ、励磁コイル６ａに設けられた磁極コア６ｂ、第１の測定管路３を覆って設けられたプレートコア６ｃを有する。
【００２０】
アース電極７は、第１の測定管路３に面してユニットベース２に設けられている。
電池８は、ユニットベース２に設けられ、図３に示す電気回路を駆動するための電力を供給する。
図３の電気回路は、ユニットベース２に設けられた基板９に実装される。
この基板９には、表示器１０も実装される。
【００２１】
図３に電気回路を示す。
励磁回路１１は、励磁コイル６ａに電流を流す。これにより第１の測定管路３に発生する磁場と第１の測定管路３に流れる測定流体ＦＬの流速に比例した電圧が定電極４，５間に発生する。これをバッファ回路１２、差動増幅器１３で増幅し、Ａ／Ｄ変換器１４でＡ／Ｄ変換する。
【００２２】
Ａ／Ｄ変換した信号をＣＰＵ１５により流量換算し、表示器１０に表示する。
アース電極７は、測定電極４，５とは別個に設けられ、これを図３に示す電気回路の回路基準（コモン）としている。
【００２３】
以上の構成において、図３に示す励磁回路より励磁コイル６ａに、励磁電流を流し、第１の測定管路３の測定電極４，５に直交する断面に磁場を形成する。
励磁コイル６ａで発生した磁場を、軟質磁性材料からなるプレートコア６ｃにより、第１の測定管路３に効率よく磁場を分布させる。
磁極コア６ｂは、磁性材料であり、磁気的損失を軽減する。
【００２４】
この結果、
リサイクル性の高い機械式メータのケース１内に電磁流量計を構成することで、リサイクル性が高く、稼動部がなく故障し難い水道メータが得られる。
樹脂モールドのユニットベース２内に、第１の測定管路３が形成されたので、流れる流体全体に磁場が形成でき、流れ全体からの起電力を得ることができることから、流速分布の影響を受け難い水道メータが得られる。
【００２５】
機械式水道メータのケース１内の測定流体の流線に対し直角になる方向に、測定電極、磁場を形成する磁場発生手段が配置されたので、測定流体の流れの垂直方向に磁場を形成され、効率よい起電力を得ることができ、流速分布の影響を小さくすることができる長所を持ちながら、流路構造を簡便にできる水道メータが得られる。
ユニットベース２は樹脂材よりなるので、樹脂成型により安価に製作することが出来る水道メータが得られる。
【００２６】
更に、測定流体ＦＬを流す第１の測定管路３が形成された。この第１の測定管路３の形成により、
流体の流れに対して直角となる磁場を形成しやすくなる効果が生ずる。流体に流れ方法に対し、直角方向の磁場を増やすことで、起電力に寄与する  ｖ（流速）×Ｂ（磁束密度）  の効率をよくすることが可能となる水道メータが得られる。
【００２７】
流体全体に磁場を与え、測定電極４，５で測定流体ＦＬ全体からの起電力を得ることができるので、流速分布の影響を受けにくくすることが可能となる水道メータが得られる。
測定電極４，５の測定信号により測定流体ＦＬの流量を測定し、アース電極７を測定電極４，５とは別個に設け、これを図３に示す電気回路の回路基準（コモン）としている。      
【００２８】
機械式水道メータのケース１は、金属で構成されているので導電性がある。
ケース１を図３に示す電気回路の回路基準（コモン）に電気的に接続することで、ケース１内を静電遮蔽することができ、対ノイズ性が向上された水道メータが得られる。
【００２９】
図４は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図５は図４の側断面図である。
本実施例においては、ユニットベース２１をＬ字形に形成し、測定流体ＦＬの流路の中央部を遮る位置に測定電極２２，２３と励磁コイル２４と磁極コア２５とプレートコア２６とが設けられたものである。
測定流体ＦＬは励磁コイル２４等の両側を流れる。
この結果、図１の効果が得られると共に、構造が簡便になる水道メータが得られる。
【００３０】
図６は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図７は図６の側断面図である。
本実施例においては、ユニットベース３１をＬ字形に形成し、測定流体ＦＬの流路の中央部を遮る位置に測定電極３２，３３と励磁コイル３４と磁極コア３５とプレートコア３６とが設けられたものである。
プレートコア３６は管路を囲むように伸延したものである。
この結果、図１の効果が得られると共に、構造が簡便になる水道メータが得られる。
【００３１】
図８は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図９は図８の平面図である。
本実施例においては、Ｌ字形に形成されたユニットベース４１に、第１の測定管路４２が設けられると共に、測定流体ＦＬの流路の片側に寄せて、励磁コイル４３ａ、磁極コア４３ｂ、第１の測定管路４２を覆って設けられたプレートコア４３ｃが設けられている。
【００３２】
一対の測定電極４４，４５は第１の測定管路４２の流線に直交して対向して配置されている。
この結果、測定流体ＦＬの圧損が少なくできる水道メータが得られる。
【００３３】
図１０は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図１１は図１０の要部構成説明図である。
本実施例は、大口径、例えば口径が５０ｍｍ以上の大型の機械式メータのケース５１への適用例である。
【００３４】
ユニットベース５２は、機械式水道メータのケース５１内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなる。
第１の測定管路５３は、ユニットベース５２に設けられ測定流体ＦＬが流れる。
一対の測定電極５４，５５は、ユニットベース５２に設けられ、第１の測定管路５３の流線に直交して対向して配置されている。
【００３５】
磁場発生手段５６は、第１の測定管路５３に設けられ、測定電極５４，５５に直交する磁場を発生する。
この場合は、ユニットベース５２に設けられた励磁コイル５６ａ、励磁コイル５６ａに設けられた磁極コア５６ｂ、第１の測定管路５３を覆って設けられたプレートコア５６ｃを有する。
帰還磁路５７は、ユニットベース５２の外周に沿って設けられている。
【００３６】
この結果、口径が大きい場合は、第１の測定管路５３を長く取ることが出来るので、流速分布をより安定化できる水道メータが得られる。
【００３７】
図１２は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図１３は図１２の要部構成説明図である。
本実施例は、大口径、例えば口径が５０ｍｍ以上の大型の機械式メータのケース６１への適用例である。
【００３８】
ユニットベース６２は、機械式水道メータのケース６１内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなる。
第１の測定管路６３は、全体の測定流体ＦＬの流れを乱さないように、ユニットベース６２に斜めに設けられ測定流体ＦＬが流れる。
【００３９】
一対の測定電極６４，６５は、ユニットベース６２に設けられ、第１の測定管路６３の流線に直交して対向して配置されている。
磁場発生手段６６は、第１の測定管路６３に設けられ、測定電極６４，６５に直交する磁場を発生する。
【００４０】
この場合は、ユニットベース６２に設けられた励磁コイル６６ａ、励磁コイル６６ａに設けられた磁極コア６６ｂ、第１の測定管路６３を覆って設けられたプレートコア６６ｃを有する。
【００４１】
この結果、口径が大きい場合は、第１の測定管路６３を長く取ることが出来るので、流速分布をより安定化できる水道メータが得られる。
更に、第１の測定管路６３は、全体の測定流体ＦＬの流れを乱さないように、ユニットベース６２に斜めに設けられているので、圧損が少なくできる水道メータが得られる。
【００４２】
図１４は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図１５は図１４の要部構成説明図である。
本実施例においては、ユニットベース７２は、機械式水道メータのケース７１内に挿入着脱自在に取付けられ樹脂材よりなる。
【００４３】
第２の測定管路７３と、ユニットベース７２に設けられ測定流体ＦＬが流れる。
超音波送受信器７４，７５は、第２の測定管路７３に設けられている。
この場合は、第２の測定管路７３は樹脂材よりなり、超音波送受信器７４，７５は第２の測定管路７３の外側に非接液に配置されている。
電池７６は、ベース７２に設けられている。
【００４４】
以上の構成において、超音波送受信器７４、７５からの、上流側から下流側に送信された超音波の伝達時間と、下流側から上流側へ送信された超音波の伝達時間の差から流速が計測される。
【００４５】
この結果、
リサイクル性が高い機械式メータのケース７１内に超音波流量計が構成されたので、リサイクル性が高く、稼動部がなく故障しにくい水道メータが得られる。
樹脂モールドのユニットベース７２内に、第２の測定管路７３が形成されたので、この流路の形成により、流体全体に超音波を当てることが可能となり、流速分布の影響を受けにくい水道メータが得られる。
【００４６】
第２の測定管路７３は樹脂材よりなり、超音波送受信器７４，７５は第２の測定管路７３の外側に非接液に配置されたので、電磁流量計の電極部は接液させる必要があるが、第２の測定管路７３を樹脂材で構成することにより、超音波送受信器７４，７５と測定流体ＦＬとの音響インピーダンスの整合が容易に取れ、超音波流量計送受信器７４，７５は接液させないので、防水性能を向上させ、また耐食性が向上された水道メータが得られる。
【００４７】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図１の電気回路のブロック図である。
【図４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図５】図４の側断面図である。
【図６】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図７】図６の側断面図である。
【図８】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図９】図８の図８の平面図である。
【図１０】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図１１】図１０の要部構成説明図である。
【図１２】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図１３】図１２の要部構成説明図である。
【図１４】本発明の他の実施例の要部構成説明図である。
【図１５】図１４の要部構成説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      ケース
２      ユニットベース
３      第１の測定管路
４      測定電極
５      測定電極
６      磁場発生手段
６ａ    励磁コイル
６ｂ    磁極コア
６ｃ    プレートコア
７      アース電極
８      電池
９      基板
１０    表示器
１１    励磁回路
１２    バッファ回路
１３    差動増幅器
１４    Ａ／Ｄ変換器
１５    ＣＰＵ
２１    ユニットベース
２２    測定電極
２３    測定電極
２４    励磁コイル
２５    磁極コア
２６    プレートコア
３１    ユニットベース
３２    測定電極
３３    測定電極
３４    励磁コイル
３５    磁極コア
３６    プレートコア
４１    ユニットベース
４２    第１の測定管路
４３ａ    励磁コイル
４３ｂ    磁極コア
４３ｃ    プレートコア
４４    測定電極
４５    測定電極
５１    ケース
５２    ユニットベース
５３    第１の測定管路
５４    測定電極
５５    測定電極
５６    磁場発生手段
５６ａ  励磁コイル
５６ｂ  磁極コア
５６ｃ  プレートコア
５７    帰還磁路
６１    ケース
６２    ユニットベース
６３    第１の測定管路
６４    測定電極
６５    測定電極
６６    磁場発生手段
６６ａ  励磁コイル
６６ｂ  磁極コア
６６ｃ  プレートコア
７１    ケース
７２    ユニットベース
７３    第２の測定管路
７４    超音波送受信器
７５    超音波送受信器
７６    電池
ＦＬ    測定流体
【図１】
2005308435.tif 000003
【図２】
2005308435.tif 000004
【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】
2005308435.tif 000011
【図１０】
2005308435.tif 000012
【図１１】
2005308435.tif 000013
【図１２】
2005308435.tif 000014
【図１３】
2005308435.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2005308435.tif 000017