JP6974472B2 - いくつかの流体栓ユニットを有する流体分配システムにおける流量測定のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、たとえば独立した部屋を備えた建物内の、いくつかの流体栓ユニットを有する流体分配システムにおける流体流れ測定のための方法および装置に関する。各流体栓ユニットは、たとえば冷水栓もしくは温水栓などの給水栓、または冷水と温水が混合された給水栓、または水を消費する家庭用機械などの、少なくとも１つの流体栓を含む。

より具体的には、本方法および装置は、１つの水源は冷水のためで、他方の水源は温水のためである、中心に位置する水源を有する型の水分配システムで使用されるように意図され、水源は、たとえば関連する部屋にあるいくつかの水栓ユニットに、独立した供給導管を介して連結されている。

具体的には、本発明に従う方法および装置は、特に、本願と同じ出願人によって出願された先のＰＣＴ出願の国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０６４８６７号明細書に開示される型のシステムにおいて特に有益である。つまり、液体および熱エネルギを節約するためのシステムであって、
・水が水源に向かって後ろ向きに流れて、その後に関連する供給導管がその中に保持されている気体のみを含むように、排出ポンプによって上記関連する供給導管における後ろ向きの圧力勾配を発生させることによって、関連する水栓ユニットで開栓操作を完了した後に、水が関連する供給導管から排出され、
・通常は水源への制御弁を開放することによって、関連する供給導管において前向きの圧力勾配を発生させ、水が水源から関連する水栓ユニットへ流れるようにすることで、水栓ユニットを作動させる際に、関連する供給導管に水を補充し、一方で供給導管に残っている気体を、大気圧レベルを超える操作圧力で関連する水栓ユニットへ押す。

上述で参照される先のＰＣＴ出願で開示されるシステムにおいて、各供給導管は、水分配システムの操作の全体の間に、関連する水栓ユニットに連結される水弁への流入口を収容する、関連する通路を介して、関連する減衰チャンバと連通された状態にあり、供給導管、関連する通路、および関連する減衰チャンバは、使用中に、その中に残っている気体に関して大気から分離されている閉鎖したシステムを形成する。

従って、本発明はこのような省エネルギシステムにおいて特に有益であるが、上述の冒頭と、独立請求項１および１１の序文とで定義される他のシステムでも使用され得る。

上述のとおり、本発明はＰＣＴ出願の国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０１６／０６４８６７号明細書で開示される型の省エネルギ水分配システムで使用されるのを主に目的とする。しかし、同じく本願と同じ出願人によって出願された、公開されたＰＣＴ出願の国際公開第２０１２／１４０８３５１号などの、他の関連する従来技術文献もある。後者の開示においては、補充段階の間に、栓ユニットに向かって急速に動く水の前で押される気体の圧縮体積によって、水が独立した気体通路に到達するときに、水の動きが効果的に減衰されるシステムが記載されている。

発明の目的
そこで、本発明の主な目的は、上述で参照される型の流体分配システムにおける流体流量を測定するための流体流量測定方法および装置を、非常に簡易な手段で、通常の操作中に、各独立した流体栓ユニットにある流体流入口に隣接する高価な流量計を使用することなく、提供することである。

本目的は、本発明に従って、以下に記載され、添付の請求項で詳細にされる方法および装置によって達成される。本方法は、次の段階を含む。
・各独立した供給導管に関して、独立した供給導管に沿った任意の位置または関連する流体栓ユニットに位置する第一流体圧力センサと、供給導管の全てに共通する基準圧力センサとして機能し、中心に位置する流体源に隣接して位置する第二流体圧力センサとを設けること、および
・制御ユニットが、上記第一および第二圧力センサでの水圧を、これら２つの流体圧力の間の差を含めて決定するように適用され、第一および第二流体圧力センサを制御ユニットに電気的に接続すること、および
・流体圧力および差圧の決定に基づいて、少なくとも任意の流体栓ユニットで流体流量がある限りは、各独立した供給導管を通る流体の流量を計算する。
そして、本装置は、
・上記供給導管の各々または関連する流体栓ユニットに位置する、第一流体圧力センサ、
・共通の基準圧力センサとして機能し、中心に位置する流体源に隣接して位置する、第二流体圧力センサ、
・第一および第二流体圧力センサに結合され、第一および第二流体圧力センサでの流体圧力を、これらの２つの圧力の間の差を含めて決定するように適用される、中央制御ユニット、
・水圧の決定および差圧に基づいて、独立した供給導管の各々を通る流体の流量を計算するように適用される計算部分も含む、中央制御ユニットを備える。

いくつかのさらなる有益な特性が、独立請求項および以下の詳細説明で述べられる。

従って、本発明に従う方法および装置のいくつかの好ましい実施形態が、添付の図面を参照しながら以下でさらに説明される。

上述のＰＣＴ出願の国際公開第２０１２／１４０８３５１号で開示される従来技術の液体分配システムを概略的に示す図である。 基本的に（２０１５年７月２日に出願された）先のスウェーデン特許出願第１５５０９４１−７号明細書に開示されるように、本発明に従う流体流量測定の方法および装置が実装される流体分配システムを、同様に概略的に示す図である。 図２のシステムで使用される減衰弁ユニットの断面図である。 図３の減衰弁ユニットのいくつかの変更形態を示す図である。

以下の説明の第一部は、出願人の先のスウェーデン特許出願第１５５０９４１−７号明細書の開示の全くのコピーであって、続く第二部は、上記の先の特許出願で開示される一般的な型のシステムで実装される本発明に関連する。

スウェーデン特許出願第１５５０９４１−７号明細書の詳細開示
以下の説明において、液体分配システムはたとえば建物における温水を対象とする。しかし当業者は、本システムはが代わりに任意の他の液体に対して使用される場合があることに気付くであろう。さらに、本システムは代わりに冷水または他の冷たい液体を分配するために使用される場合がある。

図１に示される従来技術では、水は、たとえば公共の給水配管ＳＬまたは地方の水道などの、真水源Ｓから逆止め弁１を介して温水槽２に供給され、水は比較的高い、一般的に６０〜９０℃の間の温度まで加熱される。温水器２と、変動する量の空気または気体を操作圧力で収容する役割を果たす水圧容器３とを通過する温水の再循環ループ２２がある。温水は、加熱器２に隣接する循環ポンプ（図示なし）によって循環され、２つのさらなる逆止め弁４ａ、４ｂは循環が一方向のみに保たれるのを確実にする。さらに、２つの点２４および２３でループ２２に架かる温水供給ライン６がある。温水供給ライン６には、供給ライン６に沿って温水を循環させるためのポンプ５がある。ポンプ５は、建物内の様々な温水栓ユニット９、１０につながる全ての温水供給導管７、８、が作動していないまたは閉鎖している場合でさえも、供給導管に残った液体を空にするように作動する。したがって、ポンプ５は二つの目的を有する。

温水源Ｓへの接続に隣接する各温水供給導管７、８には、それぞれ開閉可能な制御弁１１および１２、それぞれ液位センサ１３および１４、ならびにそれぞれ圧力センサ１５および１６がある。これらの構成要素のすべては、温水源の付近で、温水槽２と架橋ライン６を備えた循環ループ２２と共に中心に位置する。温水架橋ライン６にも、逆止め弁２５および制御弁２６がある。

温水槽２、再循環ループ２２、および架橋温水ライン６は、循環水が常に高温で保たれ、温水を温水供給導管７、８に連続して供給するので、熱源または温水源Ｓとしてみなしてよい。もし必要ならば、温水源は絶縁筐体内に含まれてもよく、または構成要素が絶縁材料によって個々に覆われていてもよい。

上述のＰＣＴ出願の国際公開第２０１２／１４８３５１号で説明されるように、温水がそれぞれの栓ユニット９および１０から給水されるとき、温水のみが液体供給導管７、８に存在する。栓ユニット９、１０が閉鎖されているとき、場合によっては少し遅れた後で（たとえば数分）、これは導管内の温度に著しく影響せず、それぞれの供給導管に残されている温水がポンプ５によって後ろ方向に排水され、温水源２、２２に戻る。この工程で、温水は液体導管７、８内の大気または気体によって置換される。しかし、温水が空になったときに、それぞれの弁１１、１２が閉鎖され、周辺の大気圧よりわずかに低い気体または空気圧が供給導管７、８に残る。

温水が栓９または１０から再び給水されるとき、補充操作が開始される。本発明は、図２に概略的に図示される、改良された方法およびシステムを提供する。

場合によっては図１の温水源２、２２に相当する、中心液体源ＬＳは、供給ラインＦＬ、独立した連結Ｃ１、Ｃ２等、および個々の制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等を介して、いくつかの温水供給導管ＦＣ１、ＦＣ２に連結されている。制御弁ＣＶ１が開放されると、前の排出段階で空にされた関連する供給導管ＦＣ１に、温水が迅速に流れ込む。

制御弁ＣＶ１が開いていて、液体源ＬＳに広がる圧力（一般的には約２から５ｂａｒ（２０００００から５０００００Ｐａ）の超過圧力、もしくは絶対的には大気圧の３００％より大きい）に相当する下からの駆動圧力を伝達するので、供給導管ＦＣ１には高圧力勾配があり、上部には０．２から０．８ｂａｒ（２００００から８００００Ｐａ）の過小圧力、もしくは絶対的には大気圧の２０から８０％などの、非常に低い圧力がある。したがって、温水は水栓ユニットＬＴ１に向かって高速で流れる。通常、液体源ＬＳから建物内のそれぞれの温水栓ユニットＬＴ１等までの、供給導管の長さは、少なくとも５から３０ｍである。温水が液体栓ユニットに到達するとき、いわゆる温水の「水撃」である、強打する衝撃のリスクがある。しかし、上述のＰＣＴ出願の国際公開第２０１２／１４０８３５１号から本質的に周知なように、減衰チャンバＤ１が液体弁Ｖ１の近辺に配置され、空気または気体のクッションが急速に動く温水からの影響を減衰させる。

本発明に従って、各減衰チャンバＤ１、Ｄ２等は、通路ＯＰ１、ＯＰ２等を介して、関連する供給導管ＦＣ１、ＦＣ２の端部に連結される。この通路には、たとえば止め弁、逆止め弁、またはチェック弁である、液体弁ユニットＶ１、Ｖ２等への流入口がある。図３、４、５、６および７Ａ、７Ｂ、８、８Ａ、８Ｂも参照すること。

減衰弁ユニットＤＶ１、ＤＶ２等（図３、３Ａ、３Ｂを参照）の構造は、本願と同日に出願された、それぞれ「減衰弁」および「流体止め弁」と称される、２つの別の特許出願に詳細に開示されている。従って、液体弁ユニットＶ１、Ｖ２は、直列に接続された２つのチェック弁ＶＡ１、ＶＡ２を含む場合があり、チェック弁ＶＡ１、ＶＡ２は、圧力応答部分、たとえば２つの面対称のダイヤフラムばねを含む非線形ばね装置Ｓ１、によって閉鎖位置に向かって偏向されており、弁の流入口ＩＮ１、ＩＮ２等で閾値圧力レベルに達したときに、弁が閉鎖位置（図３Ｂ）から開放位置（図３Ａ）に移動する。非線形ばね装置Ｓ１等は、閾値圧力に達したときに、弁ボディがその開放位置まで（図３の右側に）比較的長い距離を突然に動くようになっている。そのため、閾値圧力レベルに達したすぐ後に、弁が明らかに開き、大流量の温水を可能にする。

ばね装置Ｓ１は、軸ロッドＲによって２つのチェック弁ＶＡ１、ＶＡ２と連動され、ばね装置の端部の位置がチェック弁に伝達されて開放（図３Ａ）または閉鎖（図３Ｂ）する。

減衰チャンバＤ１、Ｄ２等は、独立した筐体に格納されることもあり（図３、４、５、６、７Ａ、７Ｂに図示される）、または液体弁Ｖ１が中心に位置するハウジングによって形成されることもある（図８）。いずれの場合においても、供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等の上端部（図２）は、弁Ｖ１、Ｖ２等の流入口ＩＮ１、ＩＮ２も収容する、上述の通路ＯＰ１、ＯＰ２に隣接する。

供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等に広がる圧力および体積は、補充水の圧力が通路ＯＰ１、ＯＰ２等に到達したときに比較的低く、弁の設定閾値圧力より低いようになっている。そのため、隣接する減衰チャンバＤ１、Ｄ２等に閉じ込められた空気または気体が、空気または気体の圧力がそれに隣接する水に同様の圧力を生じて弁Ｖ１、Ｖ２等の閾値レベルに相当するレベルに上昇する程度まで圧縮されるより前に、水は通路ＯＰ１、ＯＰ２等を過ぎてさらに上に動く。そして弁が突然開き、温水は弁を通って隣接する液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等に流れ込む。ここでは通路ＯＰ１、ＯＰ２等には水しかないので、水のみが弁を通って液体栓ＬＴ１、ＬＴ２等に流れ込み、気体または空気は流れ込まない。液体源ＬＳの圧力が、大気圧（液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等においてでさえ）および液体弁Ｖ１、Ｖ２等の閾値圧力よりはるかに高いので、減衰チャンバＤ１、Ｄ２等で圧縮される空気または気体が、液体分配システムの通常操作中に圧縮されたままであって、通路ＯＰ１、ＯＰ２に広がらないことを確実にする。

閾値圧力に達した際に液体弁を開放するのに代わって、液体弁Ｖ１、Ｖ２等の流入口ＩＮ１、ＩＮ２等で、通路ＯＰ１、ＯＰ２内の液体の存在を感知するセンサを設けることが可能である。センサは、液体の存在を感知すると液体弁Ｖ１、Ｖ２を開放する、たとえば電磁気装置または機械的アクチュエータなどの対応するアクチュエータと結合される、液位センサ、光学センサ、またはフロートセンサの場合がある。

栓ハンドル、または対応する装置もしくはセンサが特定の液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等を閉鎖するために作動されるときのみ、変化が生じる。そして、弁Ｖ１、Ｖ２等と関連する液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２との間（または液体弁もしくは液体栓ユニットに隣接する他の位置）に挿入される圧力センサＰＳ１、ＰＳ２等（図２を参照）は、圧力上昇（流れは停止しているが供給圧力がまだ存在する）を感知し、次に液体源ＬＳに隣接する制御弁ＣＶ１、ＣＶ２を閉鎖する制御ユニットＣＵに電気信号を送信する。制御ユニットＣＵは、独立した排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等にも、それらを開放するように信号を送信する。この排出弁は、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等に対して下流（供給導管が補充されるときに見られるように）であるが隣接して位置する、分岐部に配置される。排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等は、温水を液体源ＬＳに再循環する排出ポンプＥＰに共に連結される。

圧力センサＰＳ１およびＰＳ２は、液体弁Ｖ１、Ｖ２等と、液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２との間の（短い）導管と連結されるように概略的に図示されている。しかしそれらは代替的に、液体弁の筐体内でその流出側に配置されてもよく、または液体栓ユニットそのものに隣接して配置されてもよい。

当然ながら、制御ユニットを介して電気信号を送信する代わりに、上述のＰＣＴ出願の国際公開第２０１２／１４８３５１号トに開示されるように、圧力パルスまたは他の物理的変化量を、供給導管に沿って液体源に伝え、パルスまたは他の物理的変化量が感知され利用されて、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等の閉鎖および排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等の開放を始動することが可能である。

特定の供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等が、排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等を介して液体源に連結されるとき、液体（温水）は排出ポンプＥＰによって液体源ＬＳに吸い戻されるであろう。分岐部で（または隣接して）液位を感知するように配置される液位センサＬＳ１、ＬＳ２もまたある。このセンサが、液面が最低レベルに達したことを感知するとき、このことは全ての液体が関連する供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等から空にされた（除去された）ことを示す。代替手段は、制御弁または排出弁に隣接する低圧力を単に感知することであって、低圧力は実質的に全ての液体が供給導管から空にされたことを示す。

従って、この時点で、特定の供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等には、０．５ｂａｒ（５００００Ｐａ）の過小圧力（大気圧の５０％）または０．２〜０．８ｂａｒ（２００００〜８００００Ｐａ）の間の過小圧力などの非常に低い圧力がある。そして、信号が制御ユニットＣＵに送信され、これによって排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等が閉鎖され、関連する供給導管は空の状態のままで、供給導管から放散される熱による熱損失がない。供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等には、非常に低い圧力（ほぼ真空）の気体または空気のみが残されている。新たな補充サイクルは、液体栓ユニットの１つを開放することによって、誘発されてもしくは開始されて始まる。

制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等および排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等が、分岐部において分離して位置している配置は、供給導管ＦＣ１、ＦＣ１等のいずれかまたはいくつかを、互いに独立して空にすることができるという利点を有する。それゆえに、供給導管ＦＣ１、ＦＣ２の１つ以上が、他の供給導管ＦＣ２、ＦＣ１等の１つ以上が補充される、もしくは関連する液体栓ユニットＬＴ２、ＬＴ１で温水を給水するために作動している間に、空にされ得る。一方で図１に示される従来技術では、このことが不可能であった。むしろ、全ての供給導管が共に操作ポンプに連結できるようになる前に、全ての供給導管が作動していない状態になるまで待つ必要があった。

供給ラインＦＬ、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等、独立した排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等、および共に連結される排出ポンプＥＰを含む、特殊な液体分配ユニットは、同日に同出願人によって出願された「液体分配ユニット」と題される別の特許出願でさらに詳細に開示されている。

図４、５、６、７Ａ、７Ｂおよび８、８Ａ、８Ｂの変更形態が、ここで簡単に説明される。

図４では、液体弁ユニットＶ１は図３の液体弁と全く同じである。しかし、関連する減衰チャンバＤ１は、通路ＯＰ’１を介して、気体流入弁ＧＩＶ１と気体流出弁ＧＯＶ１の２つの並行する弁装置を収容する供給導管ＦＣ１に連結される。気体流入弁ＧＩＶ１は、逆止め弁の形態であって、圧力が大気圧より高くたとえば０．１ｂａｒ（１００００Ｐａ）の超過圧力を超えるときに、供給導管ＦＣ１を補充する間に減衰チャンバに気体を流入させるためのものである。そして気体流出弁ＧＯＶ１は、供給導管ＦＣ１を空にする間に気体が供給導管ＦＣ１へ逆流できるようにする。たとえば２から３ｂａｒ（２０００００から３０００００Ｐａ）の設定値を超える差圧に達するとき、気体流出弁ＧＯＶ１が開くであろう。気体流出弁は液体弁ユニットＶ１のように構成されるが、チェック弁（逆止め弁）ＶＡ’１を１つのみ有する。排出中に差圧が低減されるときでさえ、気体流出弁は小さな差圧がある限りは開いたままで、差圧が逆転したときにさえ開いたままの場合がある。そして、続いて水を補充する間に、流入する水が気体流出弁をその閉鎖位置に変えるであろう。約０．２ｂａｒ（２００００Ｐａ）の超過圧力の圧力に到達したとき、気体流入弁ＧＩＶ１が開き、気体と場合によってはいくらかの水を減衰チャンバに流入させる。気体流出弁ＧＯＶ１は、液体弁Ｖ１を通って温水を給水する間に閉鎖されたままである。

弁Ｖ１を通って関連する温水栓ユニット（図２のＬＴ１）に流出する水が定常状態に達するまで、並列する流出および流入弁ＧＯＶ１、ＧＩＶ１を備えた弁の配置は、減衰チャンバＤ１内の気体が、液体弁Ｖ１が開くときに供給導管ＦＣ１内の付随する圧力低減を伴ってそこにとどまることを確実にする。このようにして、空気または気体が液体弁Ｖ１を流れるのが妨げられている。

減衰チャンバは、図３および４に示されるように自由な内部空間を有してもよく、または図５に示されるように減衰チャンバＤ’１のための変位可能なピストンＰを有してもよく、または図６に示されるように減衰チャンバＤ”１のための可撓性のあるダイヤフラムＤIを有してもよい。ピストンＰまたはダイヤフラムは、変化するあらかじめ設定された初期気圧を有する一番奥の区画を画定するが、この区画にある気体は補充段階で水と混合しない。

液体弁の構造は、たとえば図７Ａおよび７Ｂに示されるように異なる場合があり、エラストマーのボディＶ１は、通路ＯＰ”１で、供給導管ＦＣ１と減衰チャンバＤ１との間に配置され、通路ＯＰ”１が開いている（および右側の液体弁部分が閉じている）位置（図７Ａ）と、通路ＯＰ”１が閉じている（および右側の液体弁部分が開いている）位置（図７Ｂ）との間で変位可能である。温水が温水栓ユニットＬＴ１に流入するときに後者の位置がとられ、一方でサイクルの他の段階の間には他の位置がとられる。

図８、８Ａおよび８Ｂは、特にコンパクトな減衰弁ＤＶ’１の実施形態を示す。ここで、液体弁Ｖ１は、内部減衰チャンバＤ１を画定するハウジングＨ内で中心に配置される。流入口ＩＮ１は、開口通路ＯＰ１内で、供給導管ＦＣ１と減衰チャンバＤ１との間に位置する。流入口ＩＮ１は、小さなオリフィスの形態であって、導管ＣＯを介して液体弁ユニットＶ１とつながっている。導管およびオリフィス流入口ＩＮ１の内径は、供給導管ＦＣ１を空にする間でさえ、水が導管ＣＯに残って、気体が液体弁Ｖ１に侵入するのを防ぐようにする。当然ながら、この場合もまた、弁Ｖ１の閾値液位は、弁Ｖ１が開いて水が水栓ユニットＬＴ１に流入できるようにする前に、液体が流入口ＩＮ１に到達することを確実にするほど高い。

当業者は、添付の請求項に規定される範囲内で、本方法および液体分配システムを変更できる。たとえば、上述で示されるように、システムを温かい液体よりむしろ冷たい液体に使用することが可能であろう。供給導管は金属の管類、またはプラスチックのホースからなる場合がある。当然ながら、液体弁Ｖ１、Ｖ２等の閾値圧力レベルは各場合に対して適切な値で設定されるように変更可能であって、各減衰弁ユニットＤＶ１、ＤＶ２等にけるシステムおよび減衰特性を最適化するように、これらの閾値圧力レベルを変更することも可能である。場合によっては、減衰チャンバの体積も変更可能な場合がある。

上述で示されるように、システムの通常の操作中に、空気または他の気体が排出されないことは大きな利点である。減衰チャンバは大気に対して閉鎖しており、他の取付具および連結具は非常に低いまたはかなり高い圧力においてでさえも気密であるべきである。従来技術のように、流入空気弁を通して周囲の空気を入れる必要がない。それゆえに、本システムは高い補充速度と高い信頼性とを備えて急速に稼働し、それゆえに建物内に適切に設置した後で大幅に低いサービス費用で稼働する。

本システムは、たとえば、大型容器（水上または空中輸送）もしくは移動車両、または温かいもしくは冷たい液体を種々の栓ユニットに分配する必要がある他のユニットなどの、建物以外の他のユニットに使用されてもよい。

流体流量測定の方法および装置に関する本発明の詳細説明
ここで、流体分配システム自体に関して上述で説明された、図２を参照する。

流体流量測定に関する本発明に従って、中心に位置する流体源ＬＳに隣接して、供給ラインＦＬに圧力センサＰＳ’が追加されている。液体源からの供給ラインＦＬ、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等、独立した排出弁ＥＶ１、ＥＶ２等、および共に連結される排出ポンプＥＰを含む液体分配ユニットは、独立した供給導管ＦＣ１、ＦＣ２に比較的安定したシステム流体圧力を与える。しかし、制御弁ＣＶ１、ＣＶ２が閉じているとき、それぞれの供給ラインＦＣ１、ＦＣ２等内の流体圧力は、液体源LSに広がるシステム流体圧力と一般的に異なる。また、それぞれの制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等を開く際に、各供給導管ＦＣ１、ＦＣ２のそれぞれの供給点Ｃ１、Ｃ２等より（液体源ＬＳから見て）下流の液体圧力は、供給導管に沿って、そしてそれぞれの関連する液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２内でも降下する。

従って、流体圧力センサは、供給点Ｃ１、Ｃ２等からずっと、それぞれの供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等に沿った任意の場所と、関連する液体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等とに配置できる。図２に示される例においては、このような流体圧力センサＰＳ１、ＰＳ２等は主要弁Ｖ１および液体栓ユニットＬＴ２との間に位置する。しかし、この流体圧力センサの位置は、図２で文字Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ、つまり、供給点Ｃ１のすぐ下流、制御弁ＣＶ１の下流、液体栓ユニットＬＴ１への流入口IN１に隣接して、または液体栓ユニットＬＴ１そのものの中のどこかで示されるように、異なる場合がある。

第一流体圧力センサＰＳ１等と、液体源ＬＳと隣り合う第二参照流体圧力センサＰＳ’との配置は、第一流体圧力センサのそれぞれ１つと、参照としての役割を果たす第二流体圧力センサとの間の、各供給導管内の圧力降下を測定できるようにする。この圧力降下は、他の要素と共に、関連する供給導管を通る流体流量の関数であって、それゆえに、第一および第二流体圧力センサのこのような各組に感知される圧力と、これら２つのセンサの間の差圧とに基づいて、流体流量を計算することが可能である。従ってこの目的のために、このような計算を行うために適用される制御ユニットＣＵに含まれる、特殊計算部分ＣＰがある。

通常は、正確な流体流量値を得るためにシステムを較正することが必要である。これは、初期較正段階で、たとえばそれぞれの供給導管で、たとえばそのいずれかの端部に隣接して一時的に挿入される流量計（図面に示されていない、たとえば標準の型の）によって、実施可能である。そして、感知される圧力とこれらの圧力の差とを含むパラメータの組に対応する、測定された流体流量値は、後の時点で正確な流体流量値が決定（計算）できるように制御ユニットの計算部分ＣＰに保存される。

流体流量値の実際の測定は、特定の供給導管ＦＣ１、ＦＣ２等に流体の実際の流れがあるとき、つまり関連する制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等が開かれた後に実施されればよい。たとえば、供給導管内に流れが存在することは、関連する制御弁ＣＶ１、ＣＶ２等の下流に位置する関連する液位センサＬＳ１、ＬＳ２等によって判断される。

実際には、圧力は、関連する流体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等の流体栓が作動した後で、供給導管の補充完了した後のみに決定されるべきである。はじめは、定常流または一定流が得られるより前に、圧力は初期遷移相の間に大幅に変化するであろう。数秒のみ続くこの補充段階は、記録される必要がない。というのも、付随する排出段階が後に存在し、一致する量の流体およびエネルギが液体源に送り返されるからである。そのため、これらの段階を測定から除去することは極めて適切である。

流体流量値の測定および後続の計算は、各流体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等における流体消費の通常の変化量を適切に考慮する頻度で、制御ユニットＣＵの計算部分ＣＰにおいて定期的に実行されるのが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。従って、実際の流体消費の正確な計算が時間と共に制御ユニットに記録され保存されるように、（同じ流体栓ユニット内で）１つ以上の追加の流体栓が作動しまたは閉鎖されるときに生じる流量変動が考慮されるべきである。収集されたデータは、各流体栓ユニットＬＴ１、ＬＴ２等に関する費用を正しく請求できるように、中央管理者に定期的にまたはバッチ式で移送される。

好ましくは、各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）で消費される水量および／または熱エネルギ量は、定期的に記録されるべきである。熱エネルギは、各独立した供給導管内を流れる流体の温度を測定、決定、または計算する際に計算できる。場合によっては、この目的のために、各供給導管に温度センサ（図示なし）があるべきである。しかし、流体分配ユニット内で（図２の底部で）温度が調整され一定に保たれる場合は、このような測定の必要性はない場合がある。むしろ、既定のまたは固定の温度がこれらの計算に使用される場合がある。

システムの初期較正に関して、次のパラメータの１つ以上が考慮されるのが好ましい。
・各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）の長さによって生じる圧力低下
・各独立した供給導管における、第一と第二流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ２等）との間の垂直液位差
・各独立した流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）における、各独立した流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）における、上記流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）または主要流体弁（Ｖ２、Ｖ２等）での圧力降下
・各独立した供給導管でまたは各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）の流体流入口に隣接して一時的に使用される流量計の流量値、および／または
・同じ流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）に連結される並行する流体分配システムにおける圧力。

これらのパラメータの少なくとも１つは、流量計に関連するパラメータを除いて、各流量測定の間にも考慮されるのが好ましく、本発明の目的は各供給導管におけるこのような流量計の費用を避けることである。

当然ながら、当業者は、添付の請求項の範囲内で測定方法および装置を変更することができる。具体的には、制御ユニットＣＵの計算部分ＣＰにあるソフトウェアは、たとえば地域もしくは国の規制、気候条件および他の固有の要素に応じて、流体分配システムの特定の設置に適用できる。また、たとえば流体分配システムをはじめに設置するときの較正は、このような条件を考慮しながら実行され得る。

Claims (15)

1. 流体分配システムにおいて流体流量を測定するための方法であって、
   前記流体分配システムは、各々が流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）と少なくとも１つの流体栓とを含む、いくつかの流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）に、独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）を介して連結される、中心に位置する流体源（ＬＳ）を含み、
   ・前記各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）に関して、前記独立した供給導管に沿った任意の位置または関連する前記流体栓ユニットに位置する第一流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ２等）と、前記供給導管の全てに共通する基準圧力センサとして機能し、前記中心に位置する流体源（ＬＳ）に隣接して位置する第二流体圧力センサ（ＰＳ’）とを設けること、および
   ・制御ユニット（ＣＵ）が、前記第一および第二流体圧力センサでの流体圧力を、これら２つの流体圧力の間の差を含めて決定し、前記流体圧力および前記差圧の前記決定に基づいて、少なくとも前記流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）で任意の前記流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）への流体流量がある限りは、各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）を通る流体の流量を計算するように適用され、前記第一および第二流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ２等およびＰＳ’）を前記制御ユニット（ＣＵ）に電気的に接続すること
   の段階を含む方法。
2. 流体の流量の前記計算は、流体流量計が前記システムで一時的に使用される、前記流体分配システムの初期較正にも基づく、請求項１で定義される方法。
3. 前記計算は定期的に実行される、請求項１または２で定義される方法。
4. 前記計算は一定期間にわたって実施され、
   ・前記一定期間中に各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）で消費される流体量、および
   ・各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）内を流れる流体の温度を測定、決定、または計算する際に、前記一定期間中に各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）で消費される熱エネルギ量
   のうちの少なくとも１つを計算し記録する、先行請求項のいずれか１つで定義される方法。
5. 前記決定および前記計算は、１つは冷水のためで、１つは温水のためである、並行する水分配システムで実施され、冷水および温水の混合は、各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）内で、流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）から下流で各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）までに発生する、先行請求項のいずれか１つで定義される方法。
6. 前記流体分配システムの初期較正は、
   ・前記各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）の長さによって生じる圧力低下、
   ・前記各独立した供給導管における、前記第一および第二流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ’）の間の垂直液位の差、
   ・前記各独立した流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）における、前記流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）または主要流体弁（Ｖ１、Ｖ２等）での圧力降下、
   ・前記初期較正の間に、前記各独立した供給導管で、または前記各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）にある前記流体流入口に隣接して、一時的に使用される流量計の流量値、ならびに
   ・同じ流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２）に連結される、並行する流体分配システム内の圧力
   のパラメータのうちの少なくとも１つを考慮する、先行請求項のいずれか１つで定義される方法。
7. 各流量測定の間にも、前記パラメータの少なくとも１つが考慮される、請求項６で定義される方法。
8. 前記流体分配システムの操作全体の間に、前記独立した供給導管（ＦＣ１等）の各々が、関連する前記流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ”等）への前記流入口（ＩＮ１等）を収容する、関連する通路（ＯＰ１、ＯＰ’１、ＯＰ”１等）を介して、関連する減衰チャンバ（Ｄ１、Ｄ’１、Ｄ”１等）との連通を維持され、前記独立した供給導管、前記関連する通路、および前記関連する減衰チャンバは使用中に閉鎖したシステムを形成し、その中に残った気体に関して周囲の空気から分離されており、前記流体源（ＬＳ）と前記各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）の前記流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２）との間における前記流体分配システムからの流体または熱の流出を妨げる、先行請求項のいずれかで定義される方法。
9. 主要流体弁（Ｖ１等）は、前記流体流入口（ＩＮ１等）と関連する水栓ユニット（ＬＴ１等）との間で連結される、請求項８で定義される方法。
10. 前記独立した供給導管の各々は、前記関連する流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２）での各開栓操作が完了した後に、ポンプ（ＥＶ１、ＥＶ２等）によって空にされ、流体が前記中心に位置する流体源（ＬＳ）に向かって後ろ向きに流れ、供給導管はその後、大気より大幅に低い圧力でそこに保持される気体のみを含み、前記関連する栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）の栓を作動させる際に、前記関連する独立した供給導管は、大気圧を大幅に上回る圧力が前記流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２等）に到達するまで流体を補充され、それによって前記流体流入口（ＩＮ１、ＩＮ２）における主要流体弁（Ｖ１、Ｖ２等）を開放させる、請求項８または９で定義される方法。
11. 流体分配システムにおける流体の流量を測定するための装置であって、各々が少なくとも１つの流体栓を含むいくつかの流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）に、独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）を介して連結される、中心に位置する流体源（ＬＳ）を含み、
    前記流量測定装置が、
    ・前記供給導管の各々または関連する前記流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）に位置する、第一流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ２等）、
    ・共通の基準圧力センサとして機能し、前記中心に位置する流体源（ＬＳ）に隣接して位置する、第二流体圧力センサ（ＰＳ’）、
    ・前記第一および第二流体圧力センサ（ＰＳ１、ＰＳ２等およびＰＳ’）に結合され、前記第一および第二圧力センサでの流体圧力を、これらの２つの圧力の間のそれぞれの差を含めて決定するように適用される、中央制御ユニット（ＣＵ）、
    ・前記流体圧力の前記決定および前記それぞれの差圧に基づいて、前記独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）の各々を通る流体の流量を計算するように適用される計算部分（ＣＰ）も含む、中央制御ユニット（ＣＵ）
    を備える、装置。
12. 並行に配置された２つの水分配システムがあり、１つは冷水のためで、他方は温水のためである、請求項１１で定義される流量測定装置。
13. 前記制御ユニット（ＣＵ）は、一定期間にわたって前記流量を測定するように適用され、
    ・前記一定期中に各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２）で消費される流体量、および
    ・各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）内を流れる流体の温度を測定、決定、または計算する際に、前記一定期間中に各流体栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２）で消費される熱エネルギ量
    のうちの少なくとも１つを計算し記録する、請求項１１または１２で定義される流量測定装置。
14. 装置はまた、流体分配システムの初期較正のために一時的に使用される流体流量計も備える、請求項１１から１３のいずれか１つで定義される流量測定装置。
15. 前記制御ユニット（ＣＵ）の前記計算部分（ＣＰ）は、一定期間にわたって流体測定を実施するように適用され、
    ・前記一定期間中に各栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）で消費される流体量、および
    ・各独立した供給導管（ＦＣ１、ＦＣ２等）内を流れる流体の温度を測定、決定、または計算する際に、前記一定期間中に各栓ユニット（ＬＴ１、ＬＴ２等）で消費される熱エネルギ量
    のうちの少なくとも１つを計算し記録する、請求項１１から１４のいずれか１つで定義される流量測定装置。

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