JP3804331B2 - ガスメータ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス消費源による消費に伴うガスの流量をガス供給源との間で計測するガスメータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば都市ガス等の集団ガス供給設備においては、各戸に設置されたガスメータによってガス使用量が計測、表示されるが、近年では、漏洩検出機能とのリンクを図るためや、計測精度の向上を図るため等の理由から、在来の膜式のガス流量測定機構に代えて、超音波式やフルイディック式、フロー式等の電気的に流量を測定するセンサが測定手段として多用されている。
【0003】
しかし、上述したセンサには、その仕様上の制約から、高い精度で流量を測定できる範囲に限界があり、そのため、微少流量から大流量までの広い範囲を測定範囲とするガスメータにおいては、単一の流量センサによって全測定範囲に亘り高い精度で流量を測定することが困難であるという不具合がある。
【0004】
そこで、ガス流路上にてセンサによりガスの流量を測定するに当たり、例えば特開昭61−223517号公報や特開昭62−21019号公報に記載されたフルイディック流量計のように、ガスメータのガス流路中に高流量用通路に対して低流量用通路を分岐合流させた部分を設けて、特にガスの流量が少ない場合には、高流量用通路の弁体を閉じて低流量用通路にしかガスが流れないようにし、この低流量用通路内を流れるガスの流量を、低流量用通路に設けた比較的低流量の範囲における計測精度の高いセンサにより測定すれば、ガスの流量に応じて測定精度の高いセンサを使い分けることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したようにガスの流量の大小に応じてガスの流路と測定に用いるセンサとを共に切り換える場合、例えば、弁体が高流量用通路を閉じている間は低流量用通路内しかガスが流れないので、この低流量用通路内を流れるガスを低流量計測に適したセンサにより測定すれば、ガス流路内を流れるガスの流量が測定できるわけであるが、弁体が高流量用通路を開いているとなると、低流量用通路内だけでなく高流量用通路内にもガスが流れるので、単に低流量用通路内を流れるガスの流量を低流量測定に適したセンサにより測定しただけでは、ガス流路内を流れるガスの流量を正しく測定することができない。
【0006】
そうとなると、ガスの流量が少ない場合に、ガスの流量測定精度を向上させる目的で、比較的低流量の範囲における測定精度の高いセンサにより低流量用通路内を流れるガスの流量を計測する際には、高流量用通路が弁体により確実に閉じられていなければならないことになる。
【0007】
そのため、例えば、ガス流路内を流れるガスの測定結果からガスの流量の減少を検出し、それに基づいて、ガス流量の測定に用いるセンサを比較的高流量向きのセンサから比較的低流量向きのセンサに切り換えても、肝心の弁体の開閉動作が遅れてしまったり、それどころか開閉動作が途中で支えて弁体がその時点でまだ高流量用通路を開いたままだと、測定精度の向上を図るために折角行った測定用センサの切り換えが、図らずも全体のガス流量のうち一部のガス流量しか測定できない状況を招いて、測定精度を却って低下させてしまうことになってしまう。
【0008】
そこで、弁体を電磁ソレノイド等の電気的駆動源により開閉動作させることも考えられるが、一般に電源を内蔵のバッテリに頼るガスメータにおいては、流量測定の演算処理を行うマイクロコンピュータやセンサが消費する電力を確保するのが最優先事項で、弁体の駆動源といったガス圧力に抗するだけのトルクを要する部品には大きな電力を消費させたくないのが実情であり、そうとなると、上述した2つの公報に記載されたフルイディック流量計のように、弁体の開閉動作はやはり弁体の上流側と下流側とのガス圧力の差としたいというのが実際のところである。
【0009】
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、ガス流路内を流れるガスの流量が比較的少ない場合に、ガス流路の途中の高流量用通路を弁体により閉じて、高流量用通路に対して分岐合流する低流量用通路内にのみガスが流れるようにし、低流量測定に適したセンサを用いて低流量用通路内を流れるガスを測定することで、ガス流路内を流れるガスの流量を精度よく測定できるようにするに当たり、弁体の開閉を電力の消費を伴わずしかも確実円滑に行わせることができるガスメータを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために請求項1に記載した本発明のガスメータは、弁体により所定箇所が開閉される高流量用通路と、該高流量用通路のうち少なくとも前記所定箇所をバイパスし前記高流量用通路の最大流量よりも低い最大流量でのガスの通過を可能とする低流量用通路とを、ガス流路の途中に有し、前記高流量用通路のうち前記所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力を一方の面に受けると共に前記低流量用通路内のガス圧力を他方の面に受けるダイヤフラムの変位を動力として、前記弁体を開閉駆動させ、前記ガス流路内を流れるガスの流量の計測のうち少なくとも、該ガス流路を流れるガスの流量が前記低流量用通路の最大流量よりも低い所定の閉弁流量を下回っていて前記弁体が前記所定箇所を閉じている状態での計測を、前記低流量用通路内を流れるガスの流量を測定することで行うガスメータにおいて、前記ダイヤフラムの変位を、該変位が作用する作用点と前記弁体に該弁体の開閉のための動力を伝達する力点との間の支点を中心とした回転運動に変換し、該回転運動を前記ダイヤフラムの変位方向と交わる開閉方向への直線運動に変換して前記弁体に伝達するリンク機構を備え、前記リンク機構により伝達される前記開閉方向への直線運動により前記弁体が前記所定箇所を開閉することを特徴とする。
【0011】
また、請求項1に記載した本発明のガスメータは、前記ダイヤフラムが、前記ガス流路内を流れるガスの流量の増加時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記低流量用通路の最大流量よりも低く、かつ、前記閉弁流量よりも高い所定の第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記所定箇所を閉じる閉塞箇所から前記所定箇所を開く開放箇所に移動するように変位すると共に、前記ガス流路内を流れるガスの流量の減少時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記閉弁流量よりも高く、かつ、前記第1切換流量よりも低い第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記開放箇所から前記閉塞箇所に移動するように変位するように構成されているものとした。
【0012】
さらに、請求項2に記載した本発明のガスメータは、請求項1に記載した本発明のガスメータにおいて、前記低流量用通路の分岐箇所から分岐されて前記他方の面に延設され、前記他方の面が受けるガス圧力を前記分岐箇所から前記他方の面に導く圧力導入用通路と、前記低流量用通路のうち前記分岐箇所よりもガス流の下流側の低流量用通路箇所に設けられ、該低流量用通路箇所をガス漏洩発生時に閉じる常開型のパイロット遮断弁とをさらに備えるものとした。
【0013】
また、請求項3に記載した本発明のガスメータは、図1に基本構成図で示すように、請求項1又は2に記載した本発明のガスメータにおいて、前記低流量用通路29内を流れるガスの流量が低流量域用ガス流量検出手段31により測定され、前記ガス流路Aのうち前記高流量用通路C及び前記低流量用通路29を除くガス流路部分Bに設けられ、該ガス流路部分B内を流れるガスの流量を測定する高流量域用ガス流量検出手段23と、該高流量域用ガス流量検出手段23及び前記低流量域用ガス流量検出手段31の検出結果を基に、これら高流量域用ガス流量検出手段23及び低流量域用ガス流量検出手段31のうちいずれか一方を有効とすると共に他方を無効とし、少なくとも、前記弁体27により前記所定箇所が開放されている間においては、前記低流量域用ガス流量検出手段31を無効とすると共に前記高流量域用ガス流量検出手段23を有効とする選択有効化手段49Aとをさらに備え、前記高流量域用ガス流量検出手段23及び前記低流量域用ガス流量検出手段31のうち、前記選択有効化手段49Aが有効としたガス流量検出手段の検出結果を基に、前記ガス流路A内を流れるガスの流量を計測するものとした。
【0014】
請求項1に記載した本発明のガスメータによれば、所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力と低流量用通路内のガス圧力との圧力差の変化によりダイヤフラムが変位すると、この変位が作用点に作用したリンク機構が、支点を中心として回転運動すると共にこの回転運動が弁体の開閉方向への直線運動に変換されて、リンク機構の力点から弁体に伝達されて、弁体がダイヤフラムの変位方向と交わる開閉方向に移動し高流量用通路の所定箇所を開閉することになる。
【0015】
したがって、ダイヤフラムの変位方向と弁体の開閉方向とが一致或は平行せず交わるため、方向変換をリンク機構において行わなければならなくても、その方向変換を、ダイヤフラムの変位が作用する作用点と弁体に開閉方向の直線運動を伝達する力点との間の支点を中心としたリンク機構の回転により、単なる直線運動の組み合わせよりも低い抵抗で円滑にダイヤフラムの変位を弁体に伝達し、ダイヤフラムの変位を動力とする弁体の開閉方向への移動を途中で支えさせずに円滑かつ確実に行わせることが可能となる。
【0016】
また、請求項1に記載した本発明のガスメータによれば、ガス流路内を流れるガスの流量の増加時においては、ガス流路内を流れるガスの流量が、低流量用通路の最大流量よりも低く、かつ、閉弁流量よりも高い第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移すると、弁体が高流量用通路の所定箇所を閉じる閉塞箇所からこの所定箇所を弁体が開く開放箇所に移動するようにダイヤフラムが変位する。
【0017】
これに対して、ガス流路内を流れるガスの流量の減少時においては、ガス流路内を流れるガスの流量が、閉弁流量よりも高く、かつ、第1切換流量よりも低い第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移すると、弁体が高流量用通路の所定箇所を開く開放箇所からこの所定箇所を弁体が閉じる閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが変位する。
【0018】
そして、ガス流路内を流れるガスの流量が第2切換流量から第1切換流量までである間は、ガス流路内を流れるガスの流量の増加時においては、低流量域用ガス流量検出手段による低流量用通路内を流れるガスの流量の測定検出結果を基に、ガス流路内を流れるガスの流量が計測される一方、ガス流路内を流れるガスの流量の減少時においては、高流量域用ガス流量検出手段により検出されるガスの流量を基に、ガス流路内を流れるガスの流量が計測されることになる。
【0019】
しかも、ガス流路内を流れるガスの流量が増加する場合には、増加したガスの流量が閉弁流量を越えて、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果が、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段による検出結果から、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段による検出結果への切り換えられた後、さらに、ガス流路内を流れるガスの流量が増加すると、その流量が第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移することになる。
【0020】
このため、弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動するようにダイヤフラムが移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致する状態から一致しない状態に変移するタイミングは、ガス流路内を流れるガスの流量を、低流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして計測する状態から、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして計測する状態に変移した時点よりも後となる。
【0021】
よって、ダイヤフラムの移動により弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致する状態から一致しない状態に変移したにも拘わらず、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果は、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果に切り換わらず低流量域用ガス流量検出手段による検出結果のままという事態の発生を、確実に防止することが可能となる。
【0022】
一方、ガス流路内を流れるガスの流量が減少する場合には、減少したガスの流量が第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移して、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが移動し、これに伴い、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態から一致する状態に変移した後、さらに、ガス流路内を流れるガスの流量が減少すると、その流量が閉弁流量を上回る状態から下回る状態に変移することになる。
【0023】
このため、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態から一致する状態に変移するタイミングは、ガス流路内を流れるガスの流量を、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして測定する状態から、低流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして測定する状態に変移する時点よりも前となる。
【0024】
よって、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果が、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段による検出結果から、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段による検出結果に切り換わったにも拘わらず、ダイヤフラムの移動とそれに伴う弁体の開放箇所から閉塞箇所への移動とが行われず、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態のままという事態の発生を、確実に防止することが可能となる。
【0025】
また、高流量域用ガス流量検出手段により高い精度で検出できる流量の範囲が、閉弁流量を下回る流量を含むように設定すると共に、低流量域用ガス流量検出手段により高い精度で検出できる流量の範囲が、ガス流路内を流れるガスの流量が閉弁流量を上回る流量となった場合に低流量用通路内を流れるガスの流量を含むように設定することで、次のようなことが可能となる。
【0026】
つまり、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果の、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果と低流量域用ガス流量検出手段による検出結果との一方から他方への切り換えが、どちらのガス流量検出手段によっても高い精度で流量を検出できる状態で行われるようにして、かかる切り換えの際の流量計測精度の低下を防ぐことが可能となる。
【0027】
しかも、第1切換流量よりも第2切換流量の方が低いことから、ガス流路内を流れるガスの流量が第1切換流量を下回る状態から上回る状態に増加して、弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動するようにダイヤフラムが移動した後に、ガス流路内を流れるガスの流量の僅かな減少で、その流量が第2切換流量を上回る状態から下回る状態となり、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラム37が移動するといった、ダイヤフラム及び弁体の頻繁な移動が発生することがない。
【0028】
そのため、弁体の頻繁な開閉により高流量用通路内のガスに波動が生じ、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にしたガス流路内を流れるガスの流量の計測精度が、高流量用通路内のガスに生じた波動の影響で低下してしまうのを防止することが可能となる。
【0029】
また、請求項2に記載した本発明のガスメータによれば、ガスメータよりも下流側でガスが消費されていないと、ガス流路内で閉弁流量を上回るガスの流れが生じないため、ダイヤフラムの各面が各々受ける所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力と低流量用通路内のガス圧力との間に差が発生せず、これにより、ダイヤフラムの変位が生じず弁体が閉じたままとなる。
【0030】
一方、ガスメータよりも下流側でガスが消費されて、弁体により開閉される所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力が減少すると、高流量用通路におけるガスの最大流量よりも低流量用通路におけるガスの最大流量の方が低いことから、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分の、ガス供給源から供給されるガスの圧力との差が拡大し、ダイヤフラムの各面が各々受けるガス圧力の間に差が発生し、これにより、ダイヤフラムの変位が生じて弁体が開くことになる。
【0031】
しかし、ガスの消費ではなくガスの漏洩により、弁体により開閉される所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力が減少すると、ガスメータよりも下流側での漏洩の発生がガス流路内を流れるガスの流量の計測結果を基に検出されて、それまで開いていたパイロット遮断弁が閉じ、パイロット遮断弁が、低流量用通路から圧力導入用通路が分岐される分岐箇所を、所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分から遮断して、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分のみに圧力導入用通路を連通させることになる。
【0032】
そうすると、高流量用通路におけるガスの最大流量よりも低流量用通路におけるガスの最大流量の方が低いにも拘わらず、ダイヤフラムの他方の面が受ける低流量用通路内のガス圧力が、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力に徐々に近づいて、ダイヤフラムの各面が各々受けるガス圧力の間の差が減少し、これにより、ダイヤフラムの変位が生じて、それまで開いていた弁体が高流量用通路の所定箇所を閉じることになる。
【0033】
したがって、ガス流路内のガスの流れが少ない場合に、低流量用通路内を流れるガスの流量を測定することでガス流路を流れるガスの流量を精度よく計測するために、高流量用通路の所定箇所に設けた弁体を用い、しかも、高流量用通路に比べて通過可能なガス流量が低く閉弁時に要するトルクの小さい低流量用通路におけるパイロット遮断弁の閉弁動作をトリガとして、高流量用通路の弁体を、電動ではなくあくまでガスメータ内のガス圧力差の変化に伴うダイヤフラムの変位により、低電力で閉じさせることが可能となる。
【0034】
さらに、請求項3に記載した本発明のガスメータによれば、少なくとも弁体27が高流量用通路Cの所定箇所25を開いている状態では、高流量用通路C内と低流量用通路29内とに別れて流れるガスがいずれも通過するガス流路Aにおいて、高流量域用ガス流量検出手段23によりガスの流量を測定することで、全てのガス流量が漏れなく計測されることになる。
【0035】
一方、弁体27が高流量用通路Cの所定箇所25を閉じている状態では、ガス流路A内を流れるガスが低流量用通路29内を全て通過することになるので、ガス流路Aにおいて高流量域用ガス流量検出手段23によりガスの流量を測定しても、低流量用通路29の低流量域用ガス流量検出手段31によりガスの流量を測定しても、全てのガス流量が漏れなく計測されることになる。
【0036】
したがって、高流量域用ガス流量検出手段23に比較的高流量の範囲における検出精度の高い流量検出手段を用い、少なくとも弁体27が高流量用通路Cの所定箇所25を開いているような、ガス流路A内を流れるガスの流量が比較的高い状況においては、選択有効化手段49Aによって無効とされた低流量域用ガス流量検出手段31ではなく、有効とされた、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段23が測定するガスの流量をもって、ガス流路A内を流れるガスの全流量を、高い精度で計測することが可能となる。
【0037】
同様に、低流量域用ガス流量検出手段31に比較的低流量の範囲における検出精度の高い流量検出手段を用い、弁体27が高流量用通路Cの所定箇所25を閉じているような、ガス流路A内を流れるガスの流量が比較的低い状況においては、常に、或は、その状況のうち特定の、例えば、ガス流路A内を流れるガスの流量が極端に低いような状況においては、選択有効化手段49Aによって無効とされた高流量域用ガス流量検出手段23ではなく、有効とされた、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段31が測定する、低流量用通路29内を流れるガスの流量をもって、ガス流路A内を流れるガスの全流量を、高い精度で計測することが可能となる。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるガスメータの実施形態を、図面を参照して説明する。
【0039】
図2は本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの概略構成を示す正面図であり、本実施形態の電子式ガスメータ(以下、ガスメータと略記する)は、図2中引用符号1で示す平面視矩形のハウジングの正面に液晶ディスプレイによる流量表示器3を有しており、ハウジング1の上面には、不図示のガス供給源側に接続されるガス流入口5と、不図示のガス消費源側に接続されるガス流出口7とが設けられている。
【0040】
そして、前記ハウジング1の内部は、図3に縦断面図で示すように、2つの隔壁9,11によって、ガス流入口5と連通する第1チャンバ13と、ガス流出口7と連通する第2チャンバ15と、この第2チャンバ15と第1チャンバ13との間に配置された第3チャンバ17とに区画されており、また、第1チャンバ13と第3チャンバ17との間には、隔壁19によって第4チャンバ21が形成されている。
【0041】
また、前記隔壁9には、第1チャンバ13と第3チャンバ17とを連通する通孔9aが形成されており、この通孔9aには、例えば超音波センサからなる筒状の高流量域用流量検出センサ23(高流量域用ガス流量検出手段に相当)が嵌合されていて、ガス流入口5から第1チャンバ13内に流入したガスがこの高流量域用流量センサ23の内部を通過して第3チャンバ17内に流入する。
【0042】
そして、高流量域用流量検出センサ23は、第1チャンバ13内から第3チャンバ17内に流入するガスの流量を検出し、その検出流量に応じた検出信号を出力するように構成されている。
【0043】
さらに、前記隔壁11には、第3チャンバ17と第2チャンバ15とを連通する通孔11aが形成されていて、この通孔11aには筒状の弁ポート部材25(所定箇所に相当)が嵌合されていると共に、この弁ポート部材25を開閉する弁体27が、第3チャンバ17側に配設されている。
【0044】
そして、前記弁体27が弁ポート部材25を開放している状態においては、第3チャンバ17内から第2チャンバ15内に向かうガスの弁ポート部材25の通過が可能とされ、弁体27が弁ポート部材25を閉塞している状態においては、第3チャンバ17内から第2チャンバ15内に向かうガスの弁ポート部材25の通過が不能とされる。
【0045】
また、図3中には配置の関係上現れないので、想像線によって図3中に示しているが、第3チャンバ17と第2チャンバ15との間は、弁ポート部材25とは異なるバイパス供給路29(低流量用通路に相当)によって連通しており、このバイパス供給路29の中途箇所に、例えば超音波センサやICフローセンサ等からなる低流量域用流量検出センサ31(低流量域用ガス流量検出手段に相当)が設けられている。
【0046】
そして、低流量域用流量検出センサ31は、バイパス供給路29を通って第3チャンバ17内から第2チャンバ15内に流入するガスの流量を検出し、その検出流量に応じた検出信号を出力するように構成されている。
【0047】
また、前記バイパス供給路29のうち、低流量域用流量検出センサ31が配設された箇所よりも第3チャンバ17寄りの箇所には、弁ポート33(分岐箇所よりもガス流の下流側の低流量用通路箇所に相当)が形成されていると共に、この弁ポート33が配設された箇所よりも低流量域用流量検出センサ31寄りのバイパス供給路29箇所には、電磁ソレノイド35の作動により弁ポート33に対して接離してバイパス供給路29を開閉する双方向遮断弁34(パイロット遮断弁に相当)が設けられている。
【0048】
さらに、前記第4チャンバ21は、ダイヤフラム37によって、図3中ダイヤフラム37の上方に位置する低圧室39と、図3中ダイヤフラム37の下方に位置する高圧室41とに区画されており、このうち高圧室41は、隔壁19に形成された通孔19aを介して第3チャンバ17に連通していて、ダイヤフラム37の高圧室41に臨む下面37a(一方の面に相当)が、第3チャンバ17内のガスの圧力を受けるように構成されている。
【0049】
一方、前記低圧室39は、バイパス供給路29のうち、弁ポート33が配設された箇所よりも低流量域用流量検出センサ31寄りの分岐箇所29aにおいて、ガス圧伝達流路43(圧力導入用通路に相当)を介してバイパス供給路29と連通していて、ダイヤフラム37の低圧室39に臨む上面37b(他方の面に相当)が、バイパス供給路29内のガスの圧力を受けるように構成されている。
【0050】
そして、ダイヤフラム37の下面37aと前記弁体27とは、複数のリンクレバー等からなるリンク機構45を介して連結されていて、図3に示すように、ダイヤフラム37が高圧室41側の第1箇所に位置する状態では、リンク機構45を介して弁体27が弁ポート部材25を閉塞する閉塞箇所に移動され、反対に、図4の縦断面図に示すように、ダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所に位置する状態では、リンク機構45を介して弁体27が弁ポート部材25を開放する開放箇所に移動されるように構成されている。
【0051】
前記リンク機構45は、二股状の第1リンクレバー45aと、この第1リンクレバー45aの一方の先端に基端が枢着された棒状の第2リンクレバー45bと、第1リンクレバー45aの他方の先端に基端が枢着された棒状の第3リンクレバー45cと、この第3リンクレバー45cの先端に基端が枢着された棒状の第4リンクレバー45dとを有している。
【0052】
前記第1リンクレバー45aの両先端間の基端部は、第3チャンバ17の支持ブロック46に枢支されており、第2リンクレバー45bの先端はダイヤフラム37の下面37aに枢着されており、前記第4リンクレバー45dの中間部は前記支持ブロック46によりスラスト方向に軸受されており、第4リンクレバー45dの先端は弁体37に連結されている。
【0053】
そして、本実施形態では、第2リンクレバー45bの先端とダイヤフラム37の下面37aとの枢着点が請求項中の作用点に相当し、第1リンクレバー45aの基端と支持ブロック46との枢着点が請求項中の支点に相当し、第4リンクレバー45dと弁体27との連結箇所が請求項中の力点に相当している。
【0054】
尚、ダイヤフラム37は、上面37bと隔壁19との間に介設されたコイルスプリング47の弾発力により、図4に示す低圧室39側の第2箇所から図3に示す高圧室41側の第1箇所に向けて付勢されており、また、ダイヤフラム37は、その下面37aに受ける第3チャンバ17内のガスの圧力と、その上面37bに受けるバイパス供給路29内のガスの圧力との圧力差の変化に応じて、第1箇所及び第2箇所の相互間で移動する。
【0055】
そして、図3に示すように、ダイヤフラム37が高圧室41側の第1箇所に位置し、これにより、リンク機構45を介してダイヤフラム37の下面37aに連結された弁体27が閉塞箇所に位置して、弁体27により弁ポート部材25が閉塞されると、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスが、全てバイパス供給路29を通る状態となる。
【0056】
これに対し、図4に示すように、ダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所に位置し、これにより、リンク機構45を介してダイヤフラム37の下面37aに連結された弁体27が開放箇所に位置して、弁体27により弁ポート部材25が開放されると、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスが、一部はバイパス供給路29を通るものの、残りの一部は開放された弁ポート部材25を通る状態となる。
【0057】
尚、バイパス供給路29内を通過可能なガスの最大流量LbMAX は、ガス流入口5から第1チャンバ13、高流量域用流量センサ23の内部、第3チャンバ17、弁ポート部材25の内部、並びに、第2チャンバ15を経てガス流出口7に通過可能なガスの最大流量LaMAX よりも低い値に設定されている。
【0058】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、第1チャンバ13から隔壁9の通孔9aに嵌合された高流量域用流量センサ23の内部を通って第3チャンバ17に至り、さらに、弁体27により開放された弁ポート部材25の内部を通って第2チャンバ15に至るガスの流路が、請求項中の高流量用通路Cに相当しており、これと、バイパス供給路29とにより構成される、ガス流入口5からガス流出口7に至るガスの流路が、請求項中のガス流路Aに相当している。
【0059】
ところで、第3チャンバ17は第1チャンバ13を介してガス流入口5と連通しており、したがって、ダイヤフラム37の下面37aが受ける第3チャンバ17内のガスの圧力は、ガス流入口5が接続されるガス供給源側のガスの圧力、即ち、ガス供給圧に等しくなる。
【0060】
一方、バイパス供給路29は第2チャンバ15を介してガス流出口7と連通しており、したがって、ダイヤフラム37の上面37bが受けるバイパス供給路29内のガスの圧力は、このバイパス供給路29を通り第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量に応じて変動する。
【0061】
そして、ダイヤフラム37の上面37bが受けるバイパス供給路29内のガスの圧力が最大になるのは、ガス消費源側においてガスが消費されず、その結果、第2チャンバ15からガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスが全くない状態の場合であるが、その場合であっても、ダイヤフラム37の上面37bが受けるバイパス供給路29内のガスの圧力は、第3チャンバ17内のガスの圧力、即ち、ガス供給圧に等しい値までしか上がらず、それを上回る値となることはない。
【0062】
また、本実施形態では上述したように、高流量域用流量検出センサ23と低流量域用流量検出センサ31との2つの流量検出センサを用いているが、このうち、高流量域用流量検出センサ23は、ガスメータのガス流入口5からガス流出口7に向けてハウジング1内を流れるガスの流量を縦軸にとった図5の説明図中に実線で示す、下限流量L1以上の流量において、高い精度での流量検出が可能とされている。
【0063】
一方、低流量域用流量検出センサ31は、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1よりも高く、かつ、図5中に長短の破線で示すバイパス供給路29内を通過可能なガスの最大流量LbMAX よりも若干高い、図5中に短い破線で示す上限流量L3以下の流量において、高い精度での流量検出が可能とされている。
【0064】
さらに、本実施形態では、この高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1や低流量域用流量検出センサ31の上限流量L3と、第1箇所に位置するダイヤフラム37が反転して第2箇所に位置するようになる時点や、第2箇所に位置するダイヤフラム37が反転して第1箇所に位置するようになる時点の、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量との関係が、次のとおりになるように、ダイヤフラム37が構成されている。
【0065】
即ち、閉塞箇所に位置する弁体27により弁ポート部材25が閉塞されている状態では、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1よりも高く、かつ、バイパス供給路29内を通過可能なガスの最大流量LbMAX よりも若干低い、図5中に1点鎖線で示す増加時切換レベルL5(第1切換流量に相当)を上回るまで増加すると、ダイヤフラム37の下面37aが受ける第3チャンバ17内のガスの圧力により、コイルスプリング47の弾発力に抗してダイヤフラム37が、図3に示す高圧室41側の第1箇所から図4に示す低圧室39側の第2箇所に移動する。
【0066】
一方、開放箇所に位置する弁体27により弁ポート部材25が開放されている状態では、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1よりも高く、かつ、増加時切換レベルL5よりも若干低い、図5中に2点鎖線で示す減少時切換レベルL7(第2切換流量に相当)を下回るまで減少すると、コイルスプリング47の弾発力によりダイヤフラム37が、ダイヤフラム37の下面37aが受ける第3チャンバ17内のガスの圧力に抗して、図4に示す低圧室39側の第2箇所から図3に示す高圧室41側の第1箇所に移動する。
【0067】
そして、上述した高流量域用流量検出センサ23や低流量域用流量検出センサ31を用いたガス流量の測定は、図6の電気的な概略構成のブロック図で示すマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する。)49によって行われる。
【0068】
前記マイコン49は、CPU49a、RAM49b、及び、ROM49cを有しており、このうち、CPU49aには、RAM49b及びROM49cの他、前記高流量域用流量検出センサ23及び低流量域用流量検出センサ31が各々接続されていると共に、ガスメータの外部に露出するようにハウジング1に設けられたリセットスイッチ51が接続されており、さらに、ドライバ3a,35aを介して前記流量表示器3及び電磁ソレノイド35が各々接続されている。
【0069】
前記RAM49bは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、前記ROM49cには、CPU49aに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
【0070】
次に、前記ROM49cに格納された制御プログラムに従いCPU49aが行うガスの流量測定処理を、図7のフローチャートを参照して説明する。
【0071】
ガスメータ内の不図示の電池が接続されてマイコン49が起動し、プログラムがスタートすると、CPU49aは、まず、RAM49bのワークエリア内に設けられた各種フラグエリアのフラグやタイマエリアのタイマ値のリセット、及び、バッファエリアのクリア等を行う初期設定を実行する(ステップS1)。
【0072】
そして、ステップS1の初期設定が済んだならば、次に、RAM49bの切換フラグエリアのフラグF1が「0」であるか否かを確認し(ステップS3)、「0」でない場合は(ステップS3でN)、後述するステップS13に進み、「0」である場合は(ステップS3でY)、低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を取り込んだ後(ステップS5)、取り込んだ検出信号の示すガス流量Lが、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1よりも若干高く、かつ、減少時切換レベルL7よりも若干低い、図5中に長い破線で示すスレッシュレベルTh1(閉弁流量に相当)を上回っているか否かを確認する(ステップS7)。
【0073】
ガス流量LがスレッシュレベルTh1を上回っている場合は(ステップS7でY)、図7に示すように、RAM49bの切換フラグF1を「1」に設定した後(ステップS9)、ステップS13に進み、スレッシュレベルTh1を上回っていない場合は(ステップS7でN)、ステップS5において取り込んだ低流量域用流量検出センサ31からの検出信号の示すガス流量Lを、ドライバ3a経由で流量表示器3に表示させた後(ステップS11)、後述するステップS21に進む。
【0074】
また、ステップS3においてRAM49bの切換フラグF1が「0」でない場合(N)と、ステップS9においてRAM49bの切換フラグF1を「1」に設定した後とに各々進むステップS13では、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を取り込み、次に、取り込んだ検出信号の示すガス流量LがスレッシュレベルTh1を下回っているか否かを確認する(ステップS15)。
【0075】
ガス流量LがスレッシュレベルTh1を下回っている場合は(ステップS15でY)、RAM49bの切換フラグF1を「0」に設定した後(ステップS17)、ステップS5にリターンし、スレッシュレベルTh1を下回っていない場合は(ステップS15でN)、ステップS13において取り込んだ高流量域用流量検出センサ23からの検出信号の示すガス流量Lを、ドライバ3a経由で流量表示器3に表示させた後(ステップS19)、ステップS21に進む。
【0076】
ステップS11又はステップS19においてガス流量Lを流量表示器3に表示させた後に各々進むステップS21では、RAM49bの漏洩検出フラグエリアのフラグF3が「0」であるか否かを確認し、「0」でない場合は(ステップS21でN)、後述するステップS29に進む。
【0077】
一方、漏洩検出フラグF3が「0」である場合は(ステップS21でY)、ステップS5において低流量域用流量検出センサ31から取り込んだ検出信号の示すガス流量Lの、最新の過去複数回分の状況を基に、ガス流出口7に接続されたガス消費源側におけるガスの微少漏洩が発生しているか否かを確認すると共に、ステップS13において取り込んだ高流量域用流量検出センサ23からの検出信号の示すガス流量Lが、ガス消費源による消費レベルとはかけ離れた高い値であるか否かを基に、ガス消費源側におけるガス管の外れ等によるガスの噴出漏洩が発生しているか否かを確認する(ステップS23)。
【0078】
微少漏洩や噴出漏洩と言ったガスの漏洩が発生していない場合は(ステップS23でN)、ステップS3にリターンし、発生している場合は(ステップS23でY)、双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞されるように電磁ソレノイド35を作動させるための駆動信号をドライバ35aに出力し(ステップS25)、漏洩検出フラグF3を「1」に設定すると共に、切換フラグF1が「1」であればそれを「0」に設定した後(ステップS27)、ステップS3にリターンする。
【0079】
また、ステップS21において漏洩検出フラグF3が「0」でない場合(N)に進むステップS29では、リセットスイッチ51が操作されたか否かを確認し、操作されていない場合は(ステップS29でN)、ステップS3にリターンし、操作された場合は(ステップS29でY)、双方向遮断弁34により弁ポート33が開放されるように電磁ソレノイド35を作動させるための駆動信号をドライバ35aに出力し(ステップS31)、漏洩検出フラグF3を「0」に設定した後(ステップS33)、ステップS3にリターンする。
【0080】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態では、図7のフローチャートにおけるステップS3、ステップS9、ステップS15、並びに、ステップS17が、請求項中の選択有効化手段49Aに対応する処理となっている。
【0081】
次に、上述のように構成された本実施形態のガスメータの動作(作用)について説明する。
【0082】
まず、不図示のガス消費源側でのガスの消費が行われてないものとして、不図示のガス供給源側にガス流入口5を接続すると共にガス消費源側にガス流出口7を接続してガスメータを設置すると、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側にガスが流出しない。
【0083】
したがって、この時点では、隔壁19に形成された通孔19aを介して高圧室41に連通する第3チャンバ17内のガスから、ダイヤフラム37の下面37aが受ける圧力と、ガス圧伝達流路43を介して低圧室39に連通するバイパス供給路29内のガスから、ダイヤフラム37の上面37bが受ける圧力とのバランスの関係で、図3に示すように、ダイヤフラム37がコイルスプリング47の弾発力により下動して高圧室41側の第1箇所に位置し、このダイヤフラム37の下面37aにリンク機構45を介して連結された弁体27は、閉塞箇所に位置して弁ポート部材25を閉塞している。
【0084】
この状態でガス消費源側でガスの消費が行われ始めると、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側にガスが流出し、これに伴って、ガス流入口5から第1チャンバ13に流入した後、高流量域用流量センサ23の内部を通って第3チャンバ17に流入した全てのガスが、バイパス供給路29を通って第2チャンバ15に流入し、さらに、ガス流出口7を介してガス消費源側に流出するようになる。
【0085】
そして、この状態でのガスの流量は、バイパス供給路29の中途箇所に設けられた、上限流量L3以下の流量において高い精度での流量検出が可能な低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を基に計測される。
【0086】
また、上述した弁体27が閉塞箇所に位置して弁ポート部材25を閉塞している状態において、ガス消費源側でガスの消費量が増し、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が増加して、その流量がスレッシュレベルTh1を上回るようになると、その後は、スレッシュレベルTh1よりも低い下限流量L1以上の流量において高い精度での流量検出が可能な、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測される。
【0087】
尚、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量がスレッシュレベルTh1を上回るようになった段階では、ダイヤフラム37は依然として自重により高圧室41側の第1箇所に位置し、弁体27は閉塞箇所に位置して弁ポート部材25を閉塞している。
【0088】
その後、ガス消費源側でガスの消費量がさらに増し、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量がさらに増加して、その流量が増加時切換レベルL5を上回ると、ガス圧伝達流路43を介して低圧室39に連通するバイパス供給路29内のガスからダイヤフラム37の上面37bが受ける圧力が減少する。
【0089】
そのため、ダイヤフラム37の上面37bが受ける圧力が減少する分だけ、通孔19aを介して高圧室41に連通する第3チャンバ17内のガスからダイヤフラム37の下面37aが受ける圧力が、コイルスプリング47の弾発力に勝るようになり、その結果、ダイヤフラム37が高圧室41側の第1箇所から上動して、図4に示すように、低圧室39側の第2箇所に位置する。
【0090】
すると、図3に示す状態から図4に示す状態への変位によっても分かるように、第2リンクレバー45bの先端がダイヤフラム37の下面37aにより上方に引き上げられ、これに追従して第1リンクレバー45aの一方の先端が上方に引き上げられつつ第1チャンバ13側に変位して円弧運動し、第1リンクレバー45aがその基端と支持ブロック46との枢着点を中心として左回り方向に回転して、この回転により第1リンクレバー45aの他方の先端が引き上げられつつ第1チャンバ13側に変位して円弧運動する。
【0091】
そして、第1リンクレバー45aの他方の先端の円弧運動に追従して、第3リンクレバー45cの基端が引き上げられつつ第1チャンバ13側に変位して円弧運動し、この円弧運動により第3リンクレバー45cの先端が第1チャンバ13側に変位して、この変位に追従して第4リンクレバー45dの全体が、支持ブロック46により軸受されたスラスト方向において第1チャンバ13側に変位し、この第4リンクレバー45dの変位により、閉塞箇所に位置していた弁体27が開放箇所に移動して弁ポート部材25が開放される。
【0092】
その結果、ガス流入口5から第1チャンバ13に流入した後、高流量域用流量センサ23の内部を通って第3チャンバ17に流入したガスは、一部はバイパス供給路29を通って第2チャンバ15に流入し、残りの一部は開放された弁ポート部材25を通って第2チャンバ15に流入し、これら第2チャンバ15に流入したガスが、さらに、ガス流出口7を介してガス消費源側に流出するようになる。
【0093】
尚、この状態においても、ガスの流量は高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測される。
【0094】
一方、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量がスレッシュレベルTh1を上回るようになった後、その流量が、バイパス供給路29内を通過可能なガスの最大流量LbMAX よりも低い増加時切換レベルL5を上回るまでに増加しなければ、ガス流出口7からガス消費源側に流出するガスの流量がスレッシュレベルTh1を下回るまで減少しない限り、ガスの流量は高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測され続ける。
【0095】
これに対し、ダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所に位置し、これに伴い弁体27が開放箇所に位置して弁ポート部材25を開放している状態で、ガス消費源側でガスの消費量が減少し、これにより、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が、減少時切換レベルL7を下回ると、ガス圧伝達流路43を介して低圧室39に連通するバイパス供給路29内のガスからダイヤフラム37の上面37bが受ける圧力が増加する。
【0096】
そのため、ダイヤフラム37の上面37bが受ける圧力が増加する分だけ、通孔19aを介して高圧室41に連通する第3チャンバ17内のガスからダイヤフラム37の下面37aが受ける圧力よりも、コイルスプリング47の弾発力が勝るようになり、その結果、ダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所から下動して、図3に示すように、高圧室41側の第1箇所に位置する。
【0097】
すると、図4に示す状態から図3に示す状態への変位によっても分かるように、第2リンクレバー45bの先端がダイヤフラム37の下面37aにより下方に押し下げられ、これに追従して第1リンクレバー45aの一方の先端が下方に押し下げられつつ第2チャンバ15側に変位して円弧運動し、第1リンクレバー45aがその基端と支持ブロック46との枢着点を中心として右回り方向に回転して、この回転により第1リンクレバー45aの他方の先端が押し下げられつつ第1チャンバ13側に変位して円弧運動する。
【0098】
そして、第1リンクレバー45aの他方の先端の円弧運動に追従して、第3リンクレバー45cの基端が押し下げられつつ第2チャンバ15側に変位して円弧運動し、この円弧運動により第3リンクレバー45cの先端が第2チャンバ15側に変位して、この変位に追従して第4リンクレバー45dの全体が、支持ブロック46により軸受されたスラスト方向において第2チャンバ15側に変位し、この第4リンクレバー45dの変位により、開放箇所に位置していた弁体27が閉塞箇所に移動して弁ポート部材25が閉塞される。
【0099】
その結果、ガス流入口5から第1チャンバ13に流入した後、高流量域用流量センサ23の内部を通って第3チャンバ17に流入したガスは、全てバイパス供給路29を通って第2チャンバ15に流入し、この第2チャンバ15に流入したガスが、さらに、ガス流出口7を介してガス消費源側に流出するようになる。
【0100】
尚、この状態においても、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1よりも高いスレッシュレベルTh1を下回るまでに減少しなければ、ガスの流量は、スレッシュレベルTh1よりも低い下限流量L1以上の流量において高い精度での流量検出が可能な、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測され続ける。
【0101】
そして、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が減少時切換レベルL7を下回った後、その流量が、減少時切換レベルL7よりも低いスレッシュレベルTh1を下回るまでさらに減少すると、その後は、スレッシュレベルTh1よりも高い上限流量L3以下の流量において高い精度での流量検出が可能な、低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を基に計測される。
【0102】
以上のような状況の下で、低流量域用流量検出センサ31からの検出信号や高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測される、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量、即ち、ガス消費源によるガス消費量は、流量表示器3に随時表示される。
【0103】
また、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量がスレッシュレベルTh1よりも低く、その流量が低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を基に計測されている状況の下で、ガス流出口7に接続されたガス消費源側におけるガスの微少漏洩が発生すると、低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を基に測定された最新の過去複数回分の流量の状況によりその旨が検出され、電磁ソレノイド35が作動されて双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞される。
【0104】
すると、この状況ではダイヤフラム37が高圧室41側の第1箇所に位置しており、これに伴って、弁体27が閉塞箇所に位置して弁ポート部材25を閉塞しているので、双方向遮断弁34による弁ポート33の閉塞によって、第3チャンバ17から第2チャンバ15に至るガスの供給経路が断たれることになり、よって、ガスメータにおいてガス供給源側からガス消費源側へのガスの供給が遮断されることになる。
【0105】
一方、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が増加時切換レベルL5を上回っており、その流量が高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測されている状況の下で、ガス流出口7に接続されたガス消費源側におけるガスの噴出漏洩が発生すると、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測された流量によりその旨が検出され、電磁ソレノイド35が作動されて双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞される。
【0106】
すると、この状況ではダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所に位置しており、これに伴って、弁体27が開放箇所に位置して弁ポート部材25を開放しているので、双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞されても、第3チャンバ17から第2チャンバ15に至るガスの供給経路は弁ポート部材25を介して確保されたままとなるが、弁ポート33が分岐箇所29aよりも第2チャンバ15側に位置していることから、ガス圧伝達流路43が第2チャンバ15から遮断され、第3チャンバ17のみに連通した状態とされる。
【0107】
これにより、ガス圧伝達流路43を介して低圧室39に導入されるガスが、双方向遮断弁34により遮断された第2チャンバ15から、専ら第3チャンバ17に代わり、その結果、低圧室39に臨むダイヤフラム37の上面37bが受けるガスの圧力が、ダイヤフラム37の下面37aが受ける第3チャンバ17内のガスの圧力に次第に近づいて、ダイヤフラム37がコイルスプリング47の弾発力により第2箇所から第1箇所に移動することになる。
【0108】
すると、ガス消費源側でガスの消費量が減少した場合と同じように、第2リンクレバー45bの先端がダイヤフラム37の下面37aにより下方に押し下げられ、これに追従した第1リンクレバー45aの右回り方向への回転により、第3リンクレバー45c及び第4リンクレバー45dが第2チャンバ15側に変位して、それまでガス流入口5から第1チャンバ13乃至第3チャンバ17等を経てガス流出口7開放箇所に位置していた弁体27が閉塞箇所に移動して、弁ポート部材25が強制的に閉塞される。
【0109】
このようにして、ガス消費源側におけるガスの噴出漏洩の発生に伴い弁体27が弁ポート部材25を強制的に閉塞させると、その時点では、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が増加時切換レベルL5を上回っていて、この増加時切換レベルL5よりも低いスレッシュレベルTh1をも当然上回っていることから、ガス消費源側に流出するガスの流量は、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測されている。
【0110】
しかし、弁体27が弁ポート部材25を強制的に閉塞させると、弁ポート部材25を通過できなくなった第3チャンバ17内のガスがパイパス供給路29に全て流入するようになり、しかも、このパイパス供給路29に流入したガスも、双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞されていることから第2チャンバ15には到達できず、結果的に、ガスメータの内部でガス消費源へのガスの流れが遮断されるので、高流量域用流量検出センサ23からの検出信号を基に計測されるガスの流量はやがてスレッシュレベルTh1を下回るようになり、その時点の後は、ガス消費源側に流出するガスの流量が、低流量域用流量検出センサ31からの検出信号を基に計測されるように切り換わることになる。
【0111】
そして、微少漏洩の発生時にしろ噴出漏洩の発生時にしろ、双方向遮断弁34により弁ポート33が閉塞された後、リセットスイッチ51が操作されると、電磁ソレノイド35が作動されて双方向遮断弁34により弁ポート33が開放され、第3チャンバ17からバイパス供給路29を介して第2チャンバ15に至るガスの供給経路が確保されて、ガス供給源側からガス消費源側へのガスの供給が回復されることになる。
【0112】
このように本実施形態のガスメータによれば、ガス供給源側に接続されたガス流入口5から第1チャンバ13、第3チャンバ17、及び、第2チャンバ15を介して、ガス消費源側に接続されたガス流出口7に向けて、ガス消費源によるガスの消費量に応じて流れるガスの流量を計測するに当たり、次のような構成を採用した。
【0113】
即ち、ガス供給源側からガス流入口5を経て第1チャンバ13に流入し、その後、第2チャンバ15からガス流出口7を経てガス消費源側に流出するガスを、第1チャンバ13から第3チャンバ17を介して第2チャンバ15に導くと共に、第3チャンバ17と第2チャンバ15とを区画する隔壁11の弁ポート部材25を弁体27により開閉可能とし、さらに、第3チャンバ17と第2チャンバ15とをバイパス供給路29により弁ポート部材25をバイパスするように連通させるようにした。
【0114】
そして、バイパス供給路29の分岐箇所29aからガス圧伝達流路43を介して低圧室39に導かれる第2チャンバ15内のガスの圧力と、第3チャンバ17から第4チャンバ21の高圧室41に導かれる第3チャンバ17内のガスの圧力とのバランスの変化によるダイヤフラム37の変位を、リンク機構45の第1リンクレバー45aの回転運動に変換し、この回転運動を第4リンクレバー45dのスラスト方向への直線運動に変換して、この第4リンクレバー45dの直線運動により弁体27を開閉させる構成とした。
【0115】
このため、ダイヤフラム37の移動を、その移動方向と交わる弁体27の開閉方向へリンク機構45により方向変換しなければならなくても、その方向変換を、ダイヤフラム37の変位が作用する第2リンクレバー45bに一方の先端が枢着され、弁体27に開閉方向の直線運動を伝達する第4リンクレバー45dに第3リンクレバー45cを介して他方の先端が枢着された第1リンクレバー45aの基端を中心とした回転により、単なる直線運動の組み合わせよりも低い抵抗で円滑にダイヤフラム37の移動による動力を弁体27に伝達し、ダイヤフラム37の移動を動力とする弁体27の開閉方向への移動を途中で支えさせずに円滑かつ確実に行わせることができる。
【0116】
また、本実施形態のガスメータによれば、第1チャンバ13と第3チャンバ17とを区画する隔壁9の通孔9aに筒状の高流量域用流量検出センサ23を設けて、その内部を通過するガスの流量を検出可能とし、第3チャンバ17と第2チャンバ15とを区画する隔壁11の通孔11aに筒状の弁ポート部材25を嵌合して、その内部をガスが通過するようにすると共に、隔壁11を迂回して第3チャンバ17と第2チャンバ15とを連通させ、弁ポート部材25の内部を通過するガスの最大流量LaMAX よりも低い最大流量LbMAX でのガスの通過を可能とするバイパス供給路29を設けて、このバイパス供給路29内を流れるガスの流量を低流量域用流量検出センサ31により検出可能とした。
【0117】
そして、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が増加して、バイパス供給路29の最大流量LbMAX よりも低い増加時切換レベルL5を上回ったら、弁ポート部材25を閉塞している弁体27をダイヤフラム37及びリンク機構45により開放させ、反対に、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が減少して、バイパス供給路29の最大流量LbMAX よりも低い減少時切換レベルL7を下回ったら、弁ポート部材25を開放している弁体27をダイヤフラム37及びリンク機構45により閉塞させるようにした。
【0118】
その上、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が、増加時切換レベルL5や減少時切換レベルL7よりも低いスレッシュレベルTh1よりもさらに低く、弁体27が弁ポート部材25を閉塞していれば、第3チャンバ17から第2チャンバ15に流入するガスが全て通過するバイパス供給路29内でのガスの流量を検出する、比較的低流量において検出精度の高い低流量域用流量検出センサ31の検出結果を基に、ガス消費源側に流出するガスの流量を測定し、反対に、ガス消費源側に流出するガスの流量が、増加時切換レベルL5や減少時切換レベルL7よりも低いスレッシュレベルTh1よりは高ければ、比較的高流量において検出精度の高い高流量域用流量検出センサ23の検出結果を基に、ガス消費源側に流出するガスの流量を測定するようにした。
【0119】
このため、第3チャンバ17から第2チャンバ15に流入するガスが全てバイパス供給路29を通過する、弁体27が弁ポート部材25を閉塞している状態では、バイパス供給路29の最大流量LbMAX よりも低いスレッシュレベルTh1をさらに下回るガスの流量が、比較的低流量において検出精度の高い低流量域用流量検出センサ31の検出結果を基に測定され、一方、弁体27が弁ポート部材25を開放している状態では、第3チャンバ17から第2チャンバ15に流入するガスが内部を必ず通過する高流量域用流量検出センサ23の検出結果を基に、スレッシュレベルTh1を上回るガスの流量が測定されるようになる。
【0120】
よって、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量を、単一の流量検出センサの検出結果を基に測定する場合に比べて、ガス消費源側に流出するガスの流量に応じて高い精度で検出できる流量検出センサを選択して、高精度で検出することができる。
【0121】
そして、本実施形態のガスメータによれば、弁体27による弁ポート部材25の開閉動作を、低流量域用流量検出センサ31や高流量域用流量検出センサ23の検出結果から測定される、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量を基に駆動される、電磁ソレノイド等の専用の駆動源を別途用いて行うようにはせず、あくまで、ダイヤフラム37の移動を動力として行っていることから、ダイヤフラム37が配設される第4チャンバ21の低圧室39と高圧室41とからダイヤフラム37の上面37bと下面37aとが各々受けるガスの圧力差の変化を利用して、専用の駆動源によらずに弁体27による弁ポート部材25の開閉動作を行わせることができる。
【0122】
また、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量を測定する際の基にする検出結果を、低流量域用流量検出センサ31の検出結果と高流量域用流量検出センサ23の検出結果との間で切り換えるスレッシュレベルTh1は、弁ポート部材25を閉塞している弁体27がダイヤフラム37及びリンク機構45により開放される際の増加時切換レベルL5や、弁ポート部材25を開放している弁体27がダイヤフラム37及びリンク機構45により閉塞される際の減少時切換レベルL7の一方又は両方と同じ値としてもよい。
【0123】
しかし、本実施形態のガスメータのように、スレッシュレベルTh1を増加時切換レベルL5よりも低い値に設定すれば、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が増加した際に、弁ポート部材25を閉塞している弁体27が、ダイヤフラム37及びリンク機構45により弁ポート部材25を開放する段階よりも、ガス消費源側に流出するガスの流量を測定する際の基にする検出結果を、低流量域用流量検出センサ31の検出結果から高流量域用流量検出センサ23の検出結果に切り換える段階が、必ず前になる。
【0124】
そのため、弁体27が弁ポート部材25を開放して、低流量域用流量検出センサ31が検出するバイパス供給路29内でのガスの流量が、ガス消費源側に流出するガスの流量と一致しなくなってしまったにも拘わらず、ガス消費源側に流出するガスの流量を測定する際の基にする検出結果が、高流量域用流量検出センサ23の検出結果を基に測定する状態に切り換わらず、依然として低流量域用流量検出センサ31の検出結果を基に測定され続けて、ガス消費源側に流出するガスの流量が正確に測定できなくなってしまうという事態の発生を、防止することができるので、有利である。
【0125】
同様に、本実施形態のガスメータのように、スレッシュレベルTh1を減少時切換レベルL7よりも低い値に設定すれば、第2チャンバ15及びガス流出口7を介してガス消費源側に流出するガスの流量が減少した際に、弁ポート部材25を開放している弁体27が、ダイヤフラム37及びリンク機構45により弁ポート部材25を閉塞する段階が、ガス消費源側に流出するガスの流量を測定する際の基にする検出結果を、高流量域用流量検出センサ23の検出結果から低流量域用流量検出センサ31の検出結果に切り換える段階が、必ず前になる。
【0126】
そのため、ガス消費源側に流出するガスの流量が比較的高く弁体27が弁ポート部材25を開放したままで、ガス消費源側に流出するガスの流量がバイパス供給路29内でのガスの流量と一致しない状態であるにも拘わらず、ガス消費源側に流出するガスの流量を、比較的高流量における測定精度の高い高流量域用流量検出センサ23の検出結果を基にして測定する状態から、比較的低流量における測定精度の高い低流量域用流量検出センサ31の検出結果を基にして測定する状態に変移してしまい、ガス消費源側に流出するガスの流量が正確に測定できなくなってしまうという事態の発生を、防止することができるので、有利である。
【0127】
また、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1と低流量域用流量検出センサ31の上限流量L3とのうち一方又は両方は、スレッシュレベルTh1と同じ値としてもよいが、本実施形態のように、高流量域用流量検出センサ23の下限流量L1をスレッシュレベルTh1よりも低い値とし、かつ、低流量域用流量検出センサ31の上限流量L3をスレッシュレベルTh1よりも高い値とすれば、次のことが言える。
【0128】
即ち、ガス消費源側に流出するガスの流量を高流量域用流量検出センサ23の検出結果を基にして測定する状態と、低流量域用流量検出センサ31の検出結果を基にして測定する状態との間で切り換える際に、その切り換えが、どちらのガス流量検出手段によっても高い精度で流量を検出できる状態で行われるようにして、かかる切り換えの際の流量測定精度の低下を防ぐことができるので、有利である。
【0129】
しかも、増加時切換レベルL5よりも減少時切換レベルL7の方が低いことから、ガス消費源側に流出するガスの流量が増加時切換レベルL5を下回る状態から上回る状態に増加して、ダイヤフラム37が高圧室41側の第1箇所から低圧室39側の第2箇所に移動し弁体27が閉塞箇所から開放箇所に移動した後に、ガス消費源側に流出するガスの流量の僅かな減少で、その流量が減少時切換レベルL7を上回る状態から下回る状態となり、ダイヤフラム37が低圧室39側の第2箇所から高圧室41側の第1箇所に移動し弁体27が開放箇所から閉塞箇所に移動するといった、ダイヤフラム37及び弁体27の頻繁な移動が発生することがない。
【0130】
そのため、弁体27の頻繁な開閉により第3チャンバ17内のガスに波動が生じ、この第3チャンバ17内に第1チャンバ13内から流入するガスが内部を通過する高流量域用ガス流量検出手段23によるガス流量の検出結果に影響が生じ、その結果、高流量域用ガス流量検出手段23の検出結果を基にした、ガス消費源側に流出するガスの流量の測定精度が低下してしまうのを防止することができるので、有利である。
【0131】
さらに、本実施形態では、ダイヤフラム37がコイルスプリング47の弾発力により、低圧室39側の第2箇所から高圧室41側の第1箇所に向けて付勢されるものとしたが、ダイヤフラム37の下面37aに受ける第3チャンバ17内のガスの圧力と、ダイヤフラム37の上面37bに受けるバイパス供給路29内のガスの圧力との圧力差だけにより、或は、これにダイヤフラム37の自重を加味した力により、ダイヤフラム37を結果的に第2箇所から第1箇所に向けて付勢された状態にする構成としてもよい。
【0132】
また、本実施形態のガスメータによれば、高流量域用ガス流量検出手段23や低流量域用流量検出センサ31によるガス流量の検出結果により、ガス消費源側において微少漏洩や噴出漏洩が発生しているものと認められた際に、バイパス供給路29の分岐箇所29aよりも第2チャンバ15寄りの箇所に設けた弁ポート33を双方向遮断弁34により強制的に閉じる構成とした。
【0133】
このため、低圧室39と高圧室41とのガス圧力の差を減少させ或はなくして、コイルスプリング47の弾発力により低圧室39側の第2箇所から高圧室41側の第1箇所にダイヤフラム37を移動させ、この移動を動力として弁ポート部材25を閉じるように弁体27を移動させることができ、これにより、弁体27そのものを電磁ソレノイドにより大きなトルクで駆動する場合のような大きな電力消費を伴わずに、双方向遮断弁34という小さなトルクで動く電動弁のために小さな電力を消費するだけで、漏洩遮断のための閉弁駆動を行わせることができる。
【0134】
【発明の効果】
以上に説明したように請求項1に記載した本発明のガスメータによれば、弁体により所定箇所が開閉される高流量用通路と、該高流量用通路のうち少なくとも前記所定箇所をバイパスし前記高流量用通路の最大流量よりも低い最大流量でのガスの通過を可能とする低流量用通路とを、ガス流路の途中に有し、前記高流量用通路のうち前記所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力を一方の面に受けると共に前記低流量用通路内のガス圧力を他方の面に受けるダイヤフラムの変位を動力として、前記弁体を開閉駆動させ、前記ガス流路内を流れるガスの流量の計測のうち少なくとも、該ガス流路を流れるガスの流量が前記低流量用通路の最大流量よりも低い所定の閉弁流量を下回っていて前記弁体が前記所定箇所を閉じている状態での計測を、前記低流量用通路内を流れるガスの流量を測定することで行うガスメータにおいて、前記ダイヤフラムの変位を、該変位が作用する作用点と前記弁体に該弁体の開閉のための動力を伝達する力点との間の支点を中心とした回転運動に変換し、該回転運動を前記ダイヤフラムの変位方向と交わる開閉方向への直線運動に変換して前記弁体に伝達するリンク機構を備え、前記リンク機構により伝達される前記開閉方向への直線運動により前記弁体が前記所定箇所を開閉する構成とした。
【0135】
このため、所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力と低流量用通路内のガス圧力との圧力差の変化によりダイヤフラムが変位すると、この変位が作用点に作用したリンク機構が、支点を中心として回転運動すると共にこの回転運動が弁体の開閉方向への直線運動に変換されて、リンク機構の力点から弁体に伝達されて、弁体がダイヤフラムの変位方向と交わる開閉方向に移動し高流量用通路の所定箇所を開閉することになる。
【0136】
したがって、ダイヤフラムの変位方向と弁体の開閉方向とが一致或は平行せず交わるため、方向変換をリンク機構において行わなければならなくても、その方向変換を、ダイヤフラムの変位が作用する作用点と弁体に開閉方向の直線運動を伝達する力点との間の支点を中心としたリンク機構の回転により、単なる直線運動の組み合わせよりも低い抵抗で円滑にダイヤフラムの変位を弁体に伝達し、ダイヤフラムの変位を動力とする弁体の開閉方向への移動を途中で支えさせずに円滑かつ確実に行わせることができる。
【0137】
また、請求項1に記載した本発明のガスメータによれば、前記ダイヤフラムが、前記ガス流路内を流れるガスの流量の増加時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記低流量用通路の最大流量よりも低く、かつ、前記閉弁流量よりも高い所定の第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記所定箇所を閉じる閉塞箇所から前記所定箇所を開く開放箇所に移動するように変位すると共に、前記ガス流路内を流れるガスの流量の減少時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記閉弁流量よりも高く、かつ、前記第1切換流量よりも低い第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記開放箇所から前記閉塞箇所に移動するように変位するように構成されているものとした。
【0138】
このため、ガス流路内を流れるガスの流量の増加時においては、ガス流路内を流れるガスの流量が、低流量用通路の最大流量よりも低く、かつ、閉弁流量よりも高い第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移すると、弁体27が高流量用通路の所定箇所を閉じる閉塞箇所からこの所定箇所を弁体が開く開放箇所に移動するようにダイヤフラムが変位する。
【0139】
これに対して、ガス流路内を流れるガスの流量の減少時においては、ガス流路内を流れるガスの流量が、閉弁流量よりも高く、かつ、第1切換流量よりも低い第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移すると、弁体が高流量用通路の所定箇所を開く開放箇所からこの所定箇所を弁体が閉じる閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが変位する。
【0140】
そして、ガス流路内を流れるガスの流量が第2切換流量から第1切換流量までである間は、ガス流路内を流れるガスの流量の増加時においては、低流量域用ガス流量検出手段による低流量用通路内を流れるガスの流量の測定検出結果を基に、ガス流路内を流れるガスの流量が計測される一方、ガス流路内を流れるガスの流量の減少時においては、高流量域用ガス流量検出手段により検出されるガスの流量を基に、ガス流路内を流れるガスの流量が計測されることになる。
【0141】
しかも、ガス流路内を流れるガスの流量が増加する場合には、増加したガスの流量が閉弁流量を越えて、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果が、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段による検出結果から、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段による検出結果への切り換えられた後、さらに、ガス流路内を流れるガスの流量が増加すると、その流量が第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移することになる。
【0142】
このため、弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動するようにダイヤフラムが移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致する状態から一致しない状態に変移するタイミングは、ガス流路内を流れるガスの流量を、低流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして計測する状態から、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして計測する状態に変移した時点よりも後となる。
【0143】
よって、ダイヤフラムの移動により弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致する状態から一致しない状態に変移したにも拘わらず、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果は、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果に切り換わらず低流量域用ガス流量検出手段による検出結果のままという事態の発生を、確実に防止することが可能となる。
【0144】
一方、ガス流路内を流れるガスの流量が減少する場合には、減少したガスの流量が第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移して、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが移動し、これに伴い、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態から一致する状態に変移した後、さらに、ガス流路内を流れるガスの流量が減少すると、その流量が閉弁流量を上回る状態から下回る状態に変移することになる。
【0145】
このため、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが移動して、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量が、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態から一致する状態に変移するタイミングは、ガス流路内を流れるガスの流量を、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして測定する状態から、低流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にして測定する状態に変移する時点よりも前となる。
【0146】
よって、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果が、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段による検出結果から、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段による検出結果に切り換わったにも拘わらず、ダイヤフラムの移動とそれに伴う弁体の開放箇所から閉塞箇所への移動とが行われず、低流量域用ガス流量検出手段が検出する低流量用通路内を流れるガスの流量、ガス流路内を流れるガスの全流量と一致しない状態のままという事態の発生を、確実に防止することができる。
【0147】
また、高流量域用ガス流量検出手段により高い精度で検出できる流量の範囲が、閉弁流量を下回る流量を含むように設定すると共に、低流量域用ガス流量検出手段により高い精度で検出できる流量の範囲が、ガス流路内を流れるガスの流量が閉弁流量を上回る流量となった場合に低流量用通路内を流れるガスの流量を含むように設定することで、次のようなことができる。
【0148】
つまり、ガス流路内を流れるガスの流量を計測する際の基にする検出結果の、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果と低流量域用ガス流量検出手段による検出結果との一方から他方への切り換えが、どちらのガス流量検出手段によっても高い精度で流量を検出できる状態で行われるようにして、かかる切り換えの際の流量計測精度の低下を防ぐことができる。
【0149】
しかも、第1切換流量よりも第2切換流量の方が低いことから、ガス流路内を流れるガスの流量が第1切換流量を下回る状態から上回る状態に増加して、弁体が閉塞箇所から開放箇所に移動するようにダイヤフラムが移動した後に、ガス流路内を流れるガスの流量の僅かな減少で、その流量が第2切換流量を上回る状態から下回る状態となり、弁体が開放箇所から閉塞箇所に移動するようにダイヤフラムが移動するといった、ダイヤフラム及び弁体の頻繁な移動が発生することがない。
【0150】
そのため、弁体の頻繁な開閉により高流量用通路内のガスに波動が生じ、高流量域用ガス流量検出手段による検出結果を基にしたガス流路内を流れるガスの流量の計測精度が、高流量用通路内のガスに生じた波動の影響で低下してしまうのを防止することができる。
【0151】
また、請求項2に記載した本発明のガスメータによれば、請求項1に記載した本発明のガスメータにおいて、前記低流量用通路の分岐箇所から分岐されて前記他方の面に延設され、前記他方の面が受けるガス圧力を前記分岐箇所から前記他方の面に導く圧力導入用通路と、前記低流量用通路のうち前記分岐箇所よりもガス流の下流側の低流量用通路箇所に設けられ、該低流量用通路箇所をガス漏洩発生時に閉じる常開型のパイロット遮断弁とをさらに備える構成とした。
【0152】
このため、ガスメータよりも下流側でガスが消費されていないと、ガス流路内で閉弁流量を上回るガスの流れが生じないため、ダイヤフラムの各面が各々受ける所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力と低流量用通路内のガス圧力との間に差が発生せず、これにより、ダイヤフラムの変位が生じず弁体が閉じたままとなる。
【0153】
一方、ガスメータよりも下流側でガスが消費されて、弁体により開閉される所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力が減少すると、高流量用通路におけるガスの最大流量よりも低流量用通路におけるガスの最大流量の方が低いことから、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分の、ガス供給源から供給されるガスの圧力との差が拡大し、ダイヤフラムの各面が各々受けるガス圧力の間に差が発生し、これにより、ダイヤフラムの変位が生じて弁体が開くことになる。
【0154】
しかし、ガスの消費ではなくガスの漏洩により、弁体により開閉される所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力が減少すると、ガスメータよりも下流側での漏洩の発生がガス流路内を流れるガスの流量の計測結果を基に検出されて、それまで開いていたパイロット遮断弁が閉じ、パイロット遮断弁が、低流量用通路から圧力導入用通路が分岐される分岐箇所を、所定箇所よりもガス流の下流側に位置する高流量用通路部分から遮断して、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分のみに圧力導入用通路を連通させることになる。
【0155】
そうすると、高流量用通路におけるガスの最大流量よりも低流量用通路におけるガスの最大流量の方が低いにも拘わらず、ダイヤフラムの他方の面が受ける低流量用通路内のガス圧力が、所定箇所よりもガス流の上流側に位置する高流量用通路部分のガス圧力に徐々に近づいて、ダイヤフラムの各面が各々受けるガス圧力の間の差が減少し、これにより、ダイヤフラムの変位が生じて、それまで開いていた弁体が高流量用通路の所定箇所を閉じることになる。
【0156】
したがって、ガス流路内のガスの流れが少ない場合に、低流量用通路内を流れるガスの流量を測定することでガス流路を流れるガスの流量を精度よく計測するために、高流量用通路の所定箇所に設けた弁体を用い、しかも、高流量用通路に比べて通過可能なガス流量が低く閉弁時に要するトルクの小さい低流量用通路におけるパイロット遮断弁の閉弁動作をトリガとして、高流量用通路の弁体を、電動ではなくあくまでガスメータ内のガス圧力差の変化に伴うダイヤフラムの変位により、低電力で閉じさせることができる。
【0157】
また、請求項3に記載した本発明のガスメータによれば、前記低流量用通路内を流れるガスの流量が低流量域用ガス流量検出手段により測定され、前記ガス流路のうち前記高流量用通路及び前記低流量用通路を除くガス流路部分に設けられ、該ガス流路部分内を流れるガスの流量を測定する高流量域用ガス流量検出手段と、該高流量域用ガス流量検出手段及び前記低流量域用ガス流量検出手段の検出結果を基に、これら高流量域用ガス流量検出手段及び低流量域用ガス流量検出手段のうちいずれか一方を有効とすると共に他方を無効とし、少なくとも、前記弁体により前記所定箇所が開放されている間においては、前記低流量域用ガス流量検出手段を無効とすると共に前記高流量域用ガス流量検出手段を有効とする選択有効化手段とをさらに備え、前記高流量域用ガス流量検出手段及び前記低流量域用ガス流量検出手段のうち、前記選択有効化手段が有効としたガス流量検出手段の検出結果を基に、前記ガス流路内を流れるガスの流量を計測する構成とした。
【0158】
このため、少なくとも弁体が高流量用通路の所定箇所を開いている状態では、高流量用通路内と低流量用通路内とに別れて流れるガスがいずれも通過するガス流路において、高流量域用ガス流量検出手段によりガスの流量を測定することで、全てのガス流量が漏れなく計測されることになる。
【0159】
一方、弁体が高流量用通路の所定箇所を閉じている状態では、ガス流路内を流れるガスが低流量用通路内を全て通過することになるので、ガス流路において高流量域用ガス流量検出手段によりガスの流量を測定しても、低流量用通路の低流量域用ガス流量検出手段によりガスの流量を測定しても、全てのガス流量が漏れなく計測されることになる。
【0160】
したがって、高流量域用ガス流量検出手段に比較的高流量の範囲における検出精度の高い流量検出手段を用い、少なくとも弁体が高流量用通路の所定箇所を開いているような、ガス流路内を流れるガスの流量が比較的高い状況においては、選択有効化手段によって無効とされた低流量域用ガス流量検出手段ではなく、有効とされた、比較的高流量の範囲における検出精度の高い高流量域用ガス流量検出手段が測定するガスの流量をもって、ガス流路内を流れるガスの全流量を、高い精度で計測することができる。
【0161】
同様に、低流量域用ガス流量検出手段に比較的低流量の範囲における検出精度の高い流量検出手段を用い、弁体が高流量用通路の所定箇所を閉じているような、ガス流路内を流れるガスの流量が比較的低い状況においては、常に、或は、その状況のうち特定の、例えば、ガス流路内を流れるガスの流量が極端に低いような状況においては、選択有効化手段によって無効とされた高流量域用ガス流量検出手段ではなく、有効とされた、比較的低流量の範囲における検出精度の高い低流量域用ガス流量検出手段が測定する、低流量用通路内を流れるガスの流量をもって、ガス流路内を流れるガスの全流量を、高い精度で計測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の本発明のガスメータの基本構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る電子式ガスメータの概略構成を示す正面図である。
【図3】ダイヤフラムが第1箇所に位置する状態における図2のハウジングの縦断面図である。
【図4】ダイヤフラムの第2箇所に位置する状態における図2のハウジングの縦断面図である。
【図5】図4のガス流入口からガス流出口に向けてハウジング内を流れるガスの流量を縦軸にとった説明図である。
【図6】図2の電子式ガスメータの電気的な概略構成のブロック図である。
【図7】図6のマイクロコンピュータのROMに格納された制御プログラムに従いCPUが行う処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
23 高流量域用ガス流量検出手段
25 所定箇所
27 弁体
29 低流量用通路
29a 分岐箇所
31 低流量域用ガス流量検出手段
33 弁ポート(分岐箇所よりもガス流の下流側の低流量用通路箇所)
34 双方向遮断弁(パイロット遮断弁)
37 ダイヤフラム
37a ダイヤフラム下面(ダイヤフラムの一方の面)
37b ダイヤフラム上面(ダイヤフラムの他方の面)
43 ガス圧伝達流路(圧力導入用通路)
45 リンク機構
49 マイクロコンピュータ
49a CPU
49b RAM
49c ROM
49A 選択有効化手段
A ガス流路
B ガス流路部分
C 高流量用通路
Claims (3)
- 弁体により所定箇所が開閉される高流量用通路と、該高流量用通路のうち少なくとも前記所定箇所をバイパスし前記高流量用通路の最大流量よりも低い最大流量でのガスの通過を可能とする低流量用通路とを、ガス流路の途中に有し、前記高流量用通路のうち前記所定箇所よりもガス流の上流側の高流量用通路部分内のガス圧力を一方の面に受けると共に前記低流量用通路内のガス圧力を他方の面に受けるダイヤフラムの変位を動力として、前記弁体を開閉駆動させ、前記ガス流路内を流れるガスの流量の計測のうち少なくとも、該ガス流路を流れるガスの流量が前記低流量用通路の最大流量よりも低い所定の閉弁流量を下回っていて前記弁体が前記所定箇所を閉じている状態での計測を、前記低流量用通路内を流れるガスの流量を測定することで行うガスメータにおいて、
前記ダイヤフラムの変位を、該変位が作用する作用点と前記弁体に該弁体の開閉のための動力を伝達する力点との間の支点を中心とした回転運動に変換し、該回転運動を前記ダイヤフラムの変位方向と交わる開閉方向への直線運動に変換して前記弁体に伝達するリンク機構を備え、
前記リンク機構により伝達される前記開閉方向への直線運動により前記弁体が前記所定箇所を開閉し、
前記ダイヤフラムは、前記ガス流路内を流れるガスの流量の増加時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記低流量用通路の最大流量よりも低く、かつ、前記閉弁流量よりも高い所定の第1切換流量を下回る状態から上回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記所定箇所を閉じる閉塞箇所から前記所定箇所を開く開放箇所に移動するように変位すると共に、前記ガス流路内を流れるガスの流量の減少時において、該ガス流路内を流れるガスの流量が、前記閉弁流量よりも高く、かつ、前記第1切換流量よりも低い第2切換流量を上回る状態から下回る状態に変移した際に、前記リンク機構を介して前記弁体が前記開放箇所から前記閉塞箇所に移動するように変位するように構成されている、
ことを特徴とするガスメータ。 - 前記低流量用通路の分岐箇所から分岐されて前記他方の面に延設され、該他方の面が受けるガス圧力を前記分岐箇所から前記他方の面に導く圧力導入用通路と、前記低流量用通路のうち前記分岐箇所よりもガス流の下流側の低流量用通路箇所に設けられ、該低流量用通路箇所をガス漏洩発生時に閉じる常開型のパイロット遮断弁とをさらに備える請求項1記載のガスメータ。
- 前記低流量用通路内を流れるガスの流量は低流量域用ガス流量検出手段により測定され、前記ガス流路のうち前記高流量用通路及び前記低流量用通路を除くガス流路部分に設けられ、該ガス流路部分内を流れるガスの流量を測定する高流量域用ガス流量検出手段と、該高流量域用ガス流量検出手段及び前記低流量域用ガス流量検出手段の検出結果を基に、これら高流量域用ガス流量検出手段及び低流量域用ガス流量検出手段のうちいずれか一方を有効とすると共に他方を無効とし、少なくとも、前記弁体により前記所定箇所が開放されている間においては、前記低流量域用ガス流量検出手段を無効とすると共に前記高流量域用ガス流量検出手段を有効とする選択有効化手段とをさらに備え、前記高流量域用ガス流量検出手段及び前記低流量域用ガス流量検出手段のうち、前記選択有効化手段が有効としたガス流量検出手段の検出結果を基に、前記ガス流路内を流れるガスの流量を計測する請求項1又は2記載のガスメータ。
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