JP2004151023A

JP2004151023A - 膜式マイコンガスメータ

Info

Publication number: JP2004151023A
Application number: JP2002318644A
Authority: JP
Inventors: Hirao Matsuda; 平生松田; Hideo Kato; 秀男加藤; Hitoshi Hayashi; 均林; Hiroshi Aoki; 浩青木; Hidekazu Oshima; 英一大島; Masahiro Noto; 雅弘能登; Hideki Akai; 秀樹赤井
Original assignee: Takenaka Seisakusho Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Takenaka Seisakusho Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【技術課題】マイコンによるガス漏れ感知において、実際のガス漏れと他のガス器具の使用あるいはガス圧の変動による誤判定をなくす。また、器差補正時にマイコンのプログラムを変更しないで済むようにする。
【解決手段】膜式マイコンガスメータにおいて、換ギヤＡ−１の回転をアイドルギヤＡ−５に伝達し、更にこのアイドルギヤＡ−５の回転を増速小ギヤＡ−６に伝達すると共に前記増速小ギヤＡ−６と一体に形成された増速ギヤＡ−７を経由してこの増速ギヤＡ−７より小径の磁石ギヤＡ−８に伝達して、流量発信磁石１９を駆動することにより流量パルスを発生させて分解能を高める。このようにすると、ガス漏れとガス器具の使用との誤判定がなくなり、また、ガス圧の変動等によりパルスを発生しない。また、器差補正時に換ギヤを交換しても、マイコンのプログラムをいちいち変更する必要がない。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス流量を機械的及び電子的に計測する機能を持ち、併せて、ガスの漏洩を監視する機能を持つ所謂膜式マイコンガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の膜式マイコンガスメータは、図１３〜図１６に示すように、ガス流入口３から流入するガス圧によって計量室内の計量膜を往復運動させると共にこの往復運動を翼軸８、８ａから図１４に示す大肘金９、９ａと小肘金１０、１０ａ及びクランク機構１１、ウォームギヤ１３、ウォームホイール軸１４ａ（図１５、図１６参照）を経由して回転運動に変換し、この回転運動を水平軸１５から水平軸ギヤ１６、換ギヤＡ−１、Ａ−２及びカウンタギヤＡ−４を経由して機械式カウンタ７を駆動して積算値（ガスの使用量）を表示し、そして前記小肘金１０には流量発信用に永久磁石１９が取り付けられていて、この磁石１９（小肘金１０）が１回転する毎に１パルスを受信する流量検出センサ２０が設けられていると共に前記パルス数を基に電子回路基盤２１で流量を計算する構成となっている。また、この構成は、特開２００２−２６７５１８号公報にも掲載されている。
【０００３】
上記マイコンガスメータにおいては、大肘金９、９ａ及び小肘金１０、１０ａが往復する運動は、計量膜が１往復する運動に同期しており、流量検出センサ２０から発信されるパルスは、Ｎ５メータの場合、流量膜の１往復は１．７リットルであることから、１．７リットル計量する毎に１パルスを発信し、これが流量計算及び漏洩監視の最小パルス数となっている。
そして、従来の漏洩監視は、所定の時間内に１パルス以上発生する状態が所定日数続いた場合には漏洩ありと判定し、所定日数の途中で所定の時間内に１パルスも検出されない場合には漏洩はないものと判断して再び漏洩監視をスタート（タイマーを再スタート）している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このため、上記小肘金１０に永久磁石１９を取り付けたガス漏れ監視方式においては、１．７リットルに１パルスしか発信しないため、ガス漏れ以外の理由、例えば口火のように、少量のガスを消費するバーナが連続して長時間（期間）点火されている場合、これをガス漏れと誤判定することがある。
【０００５】
また、ガス給湯機において、床暖房装置が接続されていると、この床暖房装置は、冬場においては長期間にわたって連続して使用されていることがあり、この場合にも、所定時間に１パルス以上のパルスが、長期間に亘って発信され、これをガス漏れと誤判定することがある。
以上の誤判定を解消するためには、１．７リットルで１パルスの発信ではなく、１．７リットルで例えば２０パルスを発信するようなパルス発信手段つまり分解能を高めたパルス発生手段とすれば、初期状態より短時間で１パルスの信号が入り、このパルスが一定期間継続した場合にガス漏れありと判定すると云うロジックでガス漏れを判定することができ、これにより、誤判定の心配は殆んど無くなる。
【０００６】
また、小肘金１０に磁石１９を取り付けた場合、大型のガス機器のＯＮ、ＯＦＦ等があると、ガス圧が変動し、このガス圧の変動によって、計量膜が脈動すると、この脈動が翼軸８、８ａから大肘金９、９ａ、小肘金１０、１０ａと伝わり、磁石１９がたまたま流量検出センサ２０の近傍に位置していると、この磁石１９の動きによってパルスが発生し、これが誤判定の原因となることがある。
また、ガスメータは一台毎に器差を検査しており、この器差の補正は、換ギヤの交換で行っている。このため、従来は、換ギヤの変更毎にマイコンのプログラムを変更しており、これには多くの手数がかかるという問題があった。
【０００７】
本発明の目的は、ガス機器の使用状態に関わりなく、ガス漏れを確実に判定することができると共にガス圧の変動により誤パルスが発生したりせず、更に器差補正時にマイコンのプログラムの変更を行う必要のない膜式マイコンガスメータを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、膜式マイコンガスメータにおいて、ガス流入口から流入するガス圧によって計量室内の計量膜を往復運動させると共にこの往復運動を大肘金と小肘金及びクランク機構とウォームギヤを経由して水平軸を中心とする回転運動に変換し、この回転運動を水平軸に固定された水平軸ギヤから換ギヤ及びカウンタギヤを経由して機械式カウンタを駆動することによりガスの使用量を表示し、且つパルス発生用の円盤を駆動して流量パルス信号を発生させ、このパルスから流量監視及びガス漏れ監視を行う膜式マイコンガスメータにおいて、前記換ギヤの回転を中間ギヤ群を経由して前記パルス発生用の円盤に伝達し、この円盤を回転することによりパルスを発生するように構成して成るものである。
【０００９】
更に、請求項２に記載の発明においては、請求項１の換ギヤと円盤ギヤ間には、増速用の中間ギヤ群を介在させていることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項１に記載の流量パルス発生用の円盤にはこの円盤の回転軸を中心とする同心円線上に等間隔に永久磁石が取り付けられていると共にこの永久磁石に対向する位置に磁気センサが取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１に記載の流量パルス発生用の円盤には、円盤の回転軸を中心とする同心円線上において、等間隔に複数個の透光窓が設けられていると共に、この透光窓を挟んで対向するように発光素子と受光素子が配置されていることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、膜式マイコンガスメータであって、機械式カウンタと電子式計量機能、ガス漏れ検知機能を有するガスメータに適用される。
【００１３】
【実施例１】
本実施例１は、請求項１〜３に記載した発明に対応するものである。図１は膜式マイコンガスメータの正面図、図２は断面図であって、符号の１はメータ本体、２はガス流入口３から流入したガス圧により往復運動する計量膜４を組み込んだ計量室、５は計量されたガスを送出するガス送出口である。なお、計量室２と計量膜４は一対で構成されており、図２においては、図示の裏側に同一の計量室と計量膜の構成がある。
６は前記計量室２の上部に区画して形成された機械室、７は機械式カウンタである。
【００１４】
８は計量膜４の往復運動により回転する翼軸であって、この翼軸８（８ａ）には大肘金９（９ａ）の基部が固定され、大肘金９（９ａ）の先端には小肘金１０（１０ａ）の基部が回転自在に取り付けられ、この小肘金１０（１０ａ）の先端はクランク機構１１に連結されていて、クランク機構１１の作用でクランク軸１２を回転し、このクランク軸１２に取り付けられたウォームギヤ１３の作用でウォームホイール１４を回転し、このウォームホイール１４の回転はウォームホイール軸１４ａから水平軸１５に伝達されてこの水平軸１５に固定された水平軸ギヤ１６を回転する（図３、図４参照）。
【００１５】
図３は機械室６内の中間ギヤ群Ａの説明図、図４は中間ギヤ群Ａとウォームホイール軸１４ａ及び水平軸１５、水平軸ギヤ１６を示す側面図、図５は図４部分の平面図、図６は流量発信磁石１９、流量検出センサ２０、電子回路基盤２１部分を示す平面図である。図３〜図５において、中間ギヤ群Ａは、水平軸ギヤ１６に噛合する換ギヤＡ−１と、この換ギヤＡ−１と一体の小換ギヤＡ−２と、この小換ギヤＡ−２に噛合するカウンタギヤＡ−４と、換ギヤＡ−１及び小換ギヤＡ−２と一体の大換ギヤＡ−３と、この大換ギヤＡ−３に噛合するアイドルギヤＡ−５と、このアイドルギヤＡ−５に噛合する増速小ギヤＡ−６と、この増速小ギヤＡ−６と一体の増速ギヤＡ−７と、この増速ギヤＡ−７に噛合する磁石ギヤ（円盤ギヤ）Ａ−８とから成る。
【００１６】
そして、前記磁石ギヤＡ−８が形成された磁石ギヤ軸１７には、図１１（Ａ）（Ｂ）に示すように円盤１８の円周上にＮＳ極１９ａを等間隔で円周上に取り付けた流量発信磁石１９が取り付けられている。
図６、図１１において、２０は前記流量発信磁石１９の外周面に対向する流量検出センサであって、流量発信磁石１９が１回転することにより２０のパルスを発生し、このパルスは、電子回路基盤（流量演算回路）２１に入力される。電子回路基盤２１では、パルス信号を基に流量を演算すると共にこの流量（パルス）があらかじめ設定された条件を満たす場合に、ガス漏れありと判定し、警報回路を駆動したり、ガスを遮断する。
【００１７】
本実施例１のガスメータは以上の如き構成から成り、その作用について説明すると、ガス流入口３から流入したガス圧により計量膜４が往復運動を行うと、この往復運動は翼軸８から大肘金９、小肘金１０、クランク機構１１で回転運動に変換され、この回転は、クランク軸１２からウォームギヤ１３、ウォームホイール１４、ウォームホイール軸１４ａを介して水平軸１５に伝達され、水平軸ギヤ１６から換ギヤＡ−２→カウンタギヤＡ−４→カウンタ７に入力される。
【００１８】
一方、水平軸ギヤ１６の回転は、換ギヤＡ−３→アイドルギヤＡ−５→増速小ギヤＡ−６→増速ギヤＡ−７→磁石ギヤＡ−８→磁石ギヤ軸１７→円盤１８と伝達され、この間に水平軸ギヤ１６の回転が増速される（図３、図４参照）。このようにして円盤１８が回転すると、流量パルスが流量検出センサ２０から発信され、電子回路基盤２１に入力される。このパルスから、電子回路基盤２１は流量の計算、監視を行い、ガス漏れと判断したときに警報を出力する。
【００１９】
【実施例２】
本実施例２は、ギヤ群Ａの位置と磁気センサ２０の位置関係が実施例１と違うのみで、構成及び作用は実施例１と全く同一のため、図７〜図１０にその構成と符号のみを現わし、構成の説明は重複を避けるために省略する。
【００２０】
【実施例３】
本実施例３は、流量パルス発生手段に関する請求項４に対応するもので、図１２（Ａ）（Ｂ）は円盤１８に透光窓１８ａを形成し、この窓１８ａを間に挟んで発光素子１９ａと受光素子１９ｂを配置し、窓１８ａを通過した光を受光素子１９ｂが受光する毎に１パルスを発生するようにした構成である。但し、本発明において、流量パルス発生手段の構成は、上記実施例に限定されるものではない。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は以上のように、換ギヤの回転を磁石ギヤに伝達して円盤を回転し、この円盤の回転によってパルスを発生するように構成し、従来のようにパルス発生用の永久磁石を小肘金に取り付けないようにした。この結果、計量膜の往復運動で１回の１パルスしか発生しない従来のパルス発生手段に比較して、１．７リットルを計測する間に複数のパルス、例えば１０〜２０パルスを発生させ、分解能を高めることができる。この結果、口火や床暖房装置の運転とガス漏れの区別がしやすくなり、誤判定の機会が無くなる。
又、１パルスについて、各ギヤ比の設定により、従来のように１．７リットルではなく、例えば０．１リットル単位とすることにより、ガスの積算値の計算やガス漏れの判断において計算がしやすくなる。
【００２２】
また、本発明では、換ギヤから円盤の回転をとっているため、ガス圧の変動があった場合でもウォームギヤホイール軸と水平軸ギヤのところで計量膜の脈動運動は吸収され、円盤には伝わらないことから、外乱が原因するパルスの誤発信の心配がない。また、器差補正のために換ギヤを交換した場合、円盤の回転もそのままで補正されることになることから、マイコンのプログラムを器差補正時にいちいち変更する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したガスメータの正面図
【図２】本発明を実施したガスメータの断面図
【図３】ギヤ群の説明図
【図４】ギヤ群の側面図
【図５】ウォームホイール軸、水平軸、流量発信磁石、カウンタ等の説明図
【図６】流量検出センサ及び電子回路基盤の説明図
【図７】実施例２のギヤ群の説明図
【図８】実施例２のギヤ群の側面図
【図９】実施例２のウォームホイール軸、水平軸、ギヤ群の説明図
【図１０】実施例２の流量検出センサ、電子回路基盤の説明図
【図１１】実施例３の説明図
【図１２】実施例４の説明図
【図１３】従来のガスメータのカウンタと水平ギヤ部分の説明図
【図１４】従来のガスメータの機械室部分平面図。
【図１５】従来のガスメータの機械室部分側面図。
【図１６】従来のガスメータの機械室部分平面図。
【符号の説明】
１メータ本体
４計量膜
７カウンタ
１１クランク機構
１５水平軸
１６水平軸ギヤ
Ａ−１換ギヤ
Ａ−２小換ギヤ
Ａ−３大換ギヤ
Ａ−４カウンタギヤ
Ａ−５アイドルギヤ
Ａ−６増速小ギヤ
Ａ−７増速ギヤ
Ａ−８磁石ギヤ
１７磁石ギヤ軸
１９流量発信磁石
２０流量検出センサ
２１電子回路基盤

Claims

ガス流入口から流入するガス圧によって計量室内の計量膜を往復運動させると共にこの往復運動を大肘金と小肘金及びクランク機構とウォームギヤを経由して水平軸を中心とする回転運動に変換し、この回転運動を水平軸に固定された水平軸ギヤから換ギヤ及びカウンタギヤを経由して機械式カウンタを駆動することによりガスの使用量を表示し、且つパルス発生用の円盤を駆動して流量パルス信号を発生させ、このパルスから流量監視及びガス漏れ監視を行う膜式マイコンガスメータにおいて、前記換ギヤの回転を中間ギヤ群を経由して前記パルス発生用の円盤に伝達し、この円盤を回転することによりパルスを発生するように構成して成る膜式マイコンガスメータ。
請求項１の換ギヤと円盤ギヤ間には、増速用の中間ギヤ群を介在させていることを特徴とする膜式マイコンガスメータ。
請求項１に記載の流量パルス発生用の円盤には、この円盤の回転軸を中心とする同心円線上に等間隔に永久磁石が取り付けられていると共にこの永久磁石に対向する位置に磁気センサが取り付けられていることを特徴とする膜式マイコンガスメータ。
請求項１に記載の流量パルス発生用の円盤には、円盤の回転軸を中心とする同心円線上において、等間隔に複数個の透光窓が設けられていると共に、この透光窓を挟んで対向するように発光素子と受光素子が配置されていることを特徴とする膜式マイコンガスメータ。