(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス入口からガス出口に流れるガスの流量を測定して積算するガスメータであって、
前記ガスを所定の流量範囲で流す複数の流路と、前記複数の流路ごとに設けられ前記複数の流路のそれぞれを開閉し且つそれぞれの開閉が段階的にずらされつつ開閉方向が同方向となるように並列的に配置される開閉弁と、前記ガス入口から前記ガス出口に流れる前記ガスの流量に対応した流路を前記複数の流路から選択する流路選択手段と、前記開閉弁のそれぞれを段階的に同方向で一体的に移動させることにより前記開閉弁を段階的にずらすように開閉させて前記流路選択手段で選択された前記流路を開放する弁駆動手段とを備えたガスメータ。
【請求項２】
前記流路選択手段は、前記ガス入口から流入したガスの圧力を検知する圧力センサを備え、この圧力センサの検知信号に基づいて前記ガスを流す流路を選択する請求項１記載のガスメータ。
【請求項３】
最小流量範囲で前記ガスを流す一つの流路に流量センサを配設し、この流量センサの検知信号と前記各流路の流路特性に対応して予め設定された係数とに基づいて前記ガス入口から前記ガス出口に流れる前記ガスの流量を測定して積算する手段を備えた請求項１又は２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、ガスの流量を測定して積算するガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上流側（例えばガス会社）から下流側（例えばガス需要家）に供給されるガスの流量を測定して積算するガスメータは、流量範囲が定められた一つの流路を有しており、その流路を流れるガスの流量を流量センサで検知したうえ、その検知信号に基づいてガスの流量を測定し、それを積算するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のガスメータは、予め流量範囲が定められた一つの流路しか有していないため、ガス需要家のガス機器が変更されて大きな流量のガスを供給する必要が生じたような場合、ガスメータを交換しなければならない。即ち、従来のガスメータでは一台で広範囲なガス流量に対応出来ないという問題がある。
【０００４】
そこで本発明では、例えばガス需要家のガス機器が変更されて大きな流量のガスを供給する必要が生じたような場合でも一台で対応可能なガスメータを提供することを解決すべき課題とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載したガスメータにより解決することができる。
請求項１記載のガスメータによれば、ガス入口からガス出口に流れるガスの流量に対応した流路を複数の流路から選択したうえ、選択した流路を開閉弁の駆動により開放し、ガスを流すことができるため、ガス流量測定範囲を広くすることができる。そのため、ガス需要家のガス機器が変更されて大きな流量のガスを供給する必要が生じたような場合でも一台で対応することが可能となる。
【０００６】
請求項２記載のガスメータによれば、ガス入口からガス出口に流れるガスの流量に対応して変化するガス圧力に対応してガスを流す流路を自動的に選択することができる。
【０００７】
また、請求項３記載のガスメータによれば、最小流量範囲のガスを流す一つの流路に配設された一つの流量センサの検知信号と各流路の流路特性に対応して予め設定された係数とに基づいてガス入口からガス出口に流れるガスの流量を測定して積算することができる。そのため、一つの流量センサで複数の流路に流れるガスの流量を測定することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、ガスメータ１の構成を示した断面図である。図１に示すように、ガスメータ１のケース２にはガス会社などの配管が接続されるガス入口３と、ガス需要家側などの配管が接続されるガス出口４とが設けられている。
上記ケース２の内部には、ガス入口３と連通された前室５及びガス出口４と連通された後室６が形成されている。また、前室５と後室６の間に第１の流路７及び第２の流路８が形成されている。上記第１の流路７は通常流量範囲のガスを流す流路であり、第２の流路８は第１の流路７の流量範囲の上限を超える流量のガスを流す流路である。
【０００９】
上記前室５において、第１の流路７を開閉する第１の弁体９と、第２の流路８を開閉する第２の弁体１０とが設けられている。また、ケース２の外側に第１の弁体９と第２の弁体１０とを一体的に駆動する弁駆動装置１１が取り付けられている。この弁駆動装置１１は、モータの回転を直線運動に変換する駆動機構を有しており、同モータの回転によりロッド１１ａが軸方向に移動されるように構成されている。
上記ロッド１１ａの先端部に板状の弁座１２が取り付けられており、弁座１２に２本の弁軸１３，１４の基端部が固定されている。これらの弁軸１３，１４は先端部が開口された筒状に形成されており、弁軸１３の内径部に前記第１の弁体９の図示していない軸が摺動可能に挿通され、弁軸１４の内径部に前記第２の弁体１０の図示していない軸が摺動可能に挿通されている。
上記弁軸１３の外周部に配設されたスプリング１５の基端部は弁座１２に弾着され、先端部は第１の弁体９に弾着されている。また、弁軸１４の外周部に配設されたスプリング１６の基端部は弁座１２に弾着され、先端部は第２の弁体１０に弾着されている。
この構成により、第１の弁体９、第２の弁体１０がそれぞれ第１の流路７、第２の流路８を閉鎖する位置に駆動された場合、スプリング１５，１６の弾性力により第１の弁体９、第２の弁体１０が押圧されるため、各流路７，８の閉鎖が確実に行われる。
【００１０】
上記のように、第１の弁体９、第２の弁体１０、弁駆動装置１１、弁座１２、弁軸１３，１４、及びスプリング１５，１６で構成される弁駆動機構は、図１に示すように、第１の弁体９が第１の流路７を開放し、第２の弁体１０が第２の流路８を開放する(ア)の弁位置と、第１の弁体９が第１の流路７を開放し、第２の弁体１０が第２の流路８を閉鎖する(イ)の弁位置と、第１の弁体９が第１の流路７を閉鎖し、第２の弁体１０が第２の流路８を閉鎖する(ウ)の弁位置とに位置決めする。
【００１１】
図１に示すように、ガス入口から前室５に供給されるガスの圧力を検知する圧力センサ１７が前室５に取り付けられている。また、第１の流路７に、ガスの流量を検知する流量センサ１８が取り付けられている。
上記圧力センサ１７は、例えば高分子圧電膜を用いた公知のものであり、ガス圧力に対応した信号を出力する。また、上記流量センサ１８は、例えばフルイディック式や、熱式の公知のものであり、ガス流量に対応した信号を出力する。
尚、上記圧力センサ１７、流量センサ１８は上記のようなもに限らず、ガス圧力、ガス流量を検知できるものであればよい。
【００１２】
図５は、ガスメータ１の電気的な構成を示したブロック図である。
図５に示すように、ガスメータ１は前記弁駆動装置１１を制御するためにマイクロコンピュータ２０を備えている。そして、マイクロコンピュータ２０の入力側には前記圧力センサ１７と流量センサ１８が接続されており、マイクロコンピュータ２０の出力側には弁駆動装置１１及び後述のガス積算流量を表示する表示器２１が接続されている。
【００１３】
次に、ガスメータ１のガス測定作用について説明する。
ガス需要家のガス元栓が開けられると、前室５にガスが流入される。
マイクロコンピュータ２０は、最初、第１の弁体９が第１の流路７を開放し、第２の弁体１０が第２の流路８を閉鎖する（イ）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０が位置決めされるように前記弁駆動装置１１を制御する。
マイクロコンピュータ２０は、上記状態で前記圧力センサ１７から出力される圧力検知信号に基づくガス圧力の大きさが所定値（図２のａ点）に達していない場合、第１の流路７に設けられた前記流量センサ１８からの流量検知信号に基づいて後述のようにガスの流量を測定し、その流量を積算したうえ、表示器２１に積算流量を表示する。
【００１４】
次に、マイクロコンピュータ２０は、図２に示すように第１の流路７に流れるガスの流量が大きくなり、前記圧力センサ１７からの圧力検知信号に基づくガス圧力の大きさがａ点に達すると、第１の流路７と第２の流路８とを開放する（ア）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０を位置決めするように弁駆動装置１１を制御する。
尚、上記のように、第２の流路８が開放された瞬間、ガス圧力の大きさがａ点より急激に低下するが、マイクロコンピュータ２０は、所定時間以内のガス圧力の変化を無視して第１の流路７、第２の流路８の開放を継続させる。
【００１５】
このように、第１の流路７、第２の流路８が共に開放され、第１の流路７及び第２の流路８にガスが流れると、マイクロコンピュータ２０は、後述のように前記流量センサ１８からの流量検知信号に基づいて第１の流路７及び第２の流路８に流れるガスの流量を測定し、その流量を積算したうえ、表示器２１に積算流量を表示する。そして、ガス需要家側に供給されるガスの流量が減少し、ガス圧力が所定のｂ点まで低下した場合、弁駆動装置１１を制御し、第１の弁体９、第２の弁体１０を（イ）の弁位置に位置決めして第２の流路８を閉鎖させる。
【００１６】
図３は、マイクロコンピュータ２０によるガスの流量測定及び流量積算のフローチャートである。
マイクロコンピュータ２０は、最初、第１の弁体９が第１の流路７を開放し、第２の弁体１０が第２の流路８を閉鎖する（イ）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０を位置決めする。この状態で、前記流量センサ１８からの流量検知信号及び第１の流路７の流路特性に基づいて予め設定された係数βを用いて第１の流路７に流れるガスの実際の流量を演算し、測定したうえ、その流量の積算値を表示器２１に表示する。
また、第１の流路７、第２の流路８が共に開放される（ア）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０を位置決めした場合、流量センサ１８からの流量検知信号及び第１の流路７及び第２の流路８の流路特性に基づいて予め設定された係数αを用いて第１の流路７及び第２の流路８に流れるガスの実際の流量を演算し、測定したうえ、その流量の積算値を表示器２１に表示する。
尚、第１の流路７、第２の流路８が共に閉鎖される（ウ）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０を位置決めした場合、ガスの流量はゼロであるため流量積算をしない。
【００１７】
図４は、異常流量のガスが流れた場合、あるいはガス漏れが発生した場合に異常を検知する安全ロジックのフローチャートである。
図４に示すように、第１の流路７、第２の流路８が共に開放される（ア）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０が位置決めされた場合、及び第１の弁体９が第１の流路７を開放し、第２の弁体１０が第２の流路８を閉鎖する（イ）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０が位置決めされた場合、予め、安全上、設定された上限流量を超えるガスが流れると、この異常流量は前記流量センサ１８により検知されるため、マイクロコンピュータ２０は、上記安全ロジックを作動させて流量異常検知をする。
【００１８】
また、第１の流路７、第２の流路８が共に閉鎖される（ウ）の弁位置に第１の弁体９、第２の弁体１０が位置決めされた状態でガス漏れが発生すると、前記圧力センサ１７により検知されるガス圧力が、予め、安全上、設定された値より低下するため、マイクロコンピュータ２０は、上記安全ロジックを作動させて圧力異常検知をする。
【００１９】
以上説明した実施の形態では、圧力センサ１７による圧力検知に基づいて前記第２の流路８を閉鎖するか開放するかを自動制御したが、ガス需要家のガス使用機器等に供給されるガスの流量範囲が明らかである場合、図示していない手動流路選択手段で、開放する流路を予め選択設定しても良い。この場合、例えばガス需要家のガス機器が変更されて大きな流量のガスを供給する必要が生じたような場合でも一台で対応可能である。
また、流量センサ１８を第１の流路７に設けたが、流量センサを各流路に設けてもよい。
また、本実施の形態では、二つの流路を設けた例を示したが、三つあるいはそれ以上の流路を設けてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、一台のガスメータで広範囲なガスの流量を測定し、積算することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスメータの断面図である。
【図２】ガスメータのガス流量とガス圧力の関係を示した作用説明図である。
【図３】ガスメータのガス流量測定作用を示したフローチャートである。
【図４】異常発生時のフローチャートである。
【図５】ガスメータの電気的な構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１          ガスメータ
２          ケース
３          ガス入口
４          ガス出口
５          前室
６          後室
７          第１の流路
８          第２の流路
９          第１の弁体
１０          第２の弁体
１１          弁駆動装置
１２          弁座
１７          圧力センサ
１８          流量センサ
【図１】
0004282836.tif 000002
【図２】
0004282836.tif 000003
【図３】
0004282836.tif 000004
【図４】
0004282836.tif 000005
【図５】
0004282836.tif 000006