JPH0821770A - 湿式ガスメータを用いる流水型ガス熱量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃料ガスの発熱量の測定時間、手数を大巾に
削減し、且つ煽りによる測定誤差の発生を無くする。 【構成】 湿式ガスメータＢに指針積算に比例するパル
ス信号を出力するガス量発信器Ｂ−０を取り付けると共
に熱量計内に出入りする水温を検出してこの出入り水温
から温度差を求め、設定水量と温度差及びガス量を基に
発熱量を演算する演算器Ｘを設け、演算して得た発熱量
を表示器Ｙで表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、燃料ガスの発熱量を流
水型ガス熱量計により測定するための装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】流水型ガス熱量計による発熱量測定とは
５リットル又は１０リットルの試料ガスを一定圧力のも
とに、これと同温度の空気と共に完全燃焼させ、燃焼生
成物を最初のガス温まで冷却し、生成した水蒸気を凝縮
させ発生した熱の総量を水に吸収させ、この熱量を求め
て標準状態に換算し、乾燥ガス／ｍ³ の発熱量を算出し
Kcalをもって表すものである。

【０００３】都市ガス等の燃料ガスの発熱量の測定は、
計量法並びにガス事業法に規定されており、その計算式
は数４のとおりである。

【０００４】

【数４】

【０００５】従来、数４に基づいて発熱量を算出する場
合には、流水型ガス熱量計（ユンケルス式）が用いら
れ、又、試料ガス量を計測するためのガスメータには湿
式ガスメータが一般に用いられている。

【０００６】流水型ガス熱量計による熱量測定原理は、
試料ガスをバーナーによって連続して燃焼させ、燃焼排
ガスを最初のガス温度まで冷却して生成水蒸気を凝縮さ
せ、発生した熱を熱量計内に連続して流れる水に完全に
吸収させて、その水温の上昇幅と水量及び試料ガス量を
測定することにより、計算によってガスの発熱量を求め
るものであって、発熱量測定には湿式ガスメータで試料
ガスを直接、指針の読みで例えば５リットル又は１０リ
ットルの体積を計量するものである（ＪＩＳＫ−２３０
１，燃料ガス及び天然ガス−分析・試験方法）。又、そ
の時、熱量計本体を通過した水温を計る際に、熱量計本
体に設置された２本の温度計により、流水の入口の温度
及び出口の温度を交互に５リットル又は１０リットルの
体積を計量中に各々１０回測定し、平均温度差を算出し
て発熱量の計算要素にしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の湿
式ガスメータを利用した流水型ガス熱量計で燃料ガスの
発熱量を測定するには、測定員がいちいち流水メータや
水温計或いはガスメータの指針を読んでこれを計算式に
代入するため、算出までに手数と時間がかかり、正確な
測定値を出すためには高度な熟練が必要であると共に同
一人が引き続いて行った測定３回の平均値をとるため
に、その労力が大変である。

【０００８】又、湿式ガスメータの場合、図１０及び図
１１に示すように、ドラム回転軸１に計量ドラム２が備
え取り付けられ、用水液は回転軸１の軸線より、上方に
液位がなるように入れられ、計量ドラム２は、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの仕切られた４つの室はそれぞれ流入口から流出
口に斜めに角度をもつ構造である。また、中心のドラム
回転軸１の外部に目盛板３及び指針４が取り付けられて
おり、計測しようとする試料ガスは、Ｕ字形の送気管５
を通って中央室（Ｅ）に入りＤ室の流入口（ｄ）からＤ
室に流れ込んでＤ室が満たされ、その浮力で矢印の方向
（時計回り）に回転力を与えることになる。

【０００９】試料ガスでＤ室が満たされ、流出口
（ｄ′）から追い出される前にＡ室の流入口（ａ）が液
面の上に出て、中央室（Ｅ）から試料ガスはＡ室の流入
口（ａ）に流れ込み、Ｂ室の流出口（ｂ′）が液中に没
した後、Ｄ室の流出口（ｄ′）が液面の上に出てくる。

【００１０】次に試料ガスでＡ室が満たされ、流出口
（ａ′）から追い出される前にＢ室の流入口（ｂ）が液
面の上に出て、中央室（Ｅ）の試料ガスはＢ室の流入口
（ｂ）に流れ込み、Ｃ室の流出口（ｃ′）が液中に没し
た後、Ａ室の流出口（ａ′）が液面の上に出てくる。

【００１１】このような作動が次々に繰り返されること
で各室により、１回転の試料ガスを計量する。上記のよ
うな部分構成上、指針４の位置を目盛板３上の目盛で直
接読み取る時に、計量ドラム２は４つに仕切られた室の
ため１回転中、４回の煽りが必然的に起こり、これが原
因して誤差が生じやすいという欠点がある。

【００１２】本発明の目的は、自動により発熱量を算出
することができると共に煽りによる測定誤差を生じない
湿式ガスメータを用いる流水型ガス熱量計を提案するこ
とである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明に係る湿式ガスメ
ータを用いる流水型ガス流量計の構成は次の通りであ
る。

【００１４】１．湿式ガスメータ側に操作信号受信回路
を取り付けると共に、この受信回路がガスの流量計測の
開始の信号を受けたときに、湿式ガスメータの指針積算
に比例するパルス信号を出力する積算流量信号出力回路
を取り付けた構成のガス量発信器と、熱量計内に流入す
る水温と熱量計から流出する水温を検出して出力する水
温発信器と、前記ガス量発信器及び水温発信器から出力
されたガス量と出入り水温の差及び設定水量から数１に
基づいて発熱量を算出し、この値を表示器に表示する熱
量演算器と、から成る湿式ガスメータを用いる流水型ガ
ス熱量計。

【００１５】

【数５】

【００１６】２．熱量演算器において、燃料ガスの発熱
量を求める演算式が数６及び数７からなることを特徴と
する前記１記載の湿式ガスメータを用いる流水型ガス熱
量計。

【００１７】

【数６】

【００１８】

【数７】

【００１９】３．湿式ガスメータの回転軸にスリット板
を取り付けると共にこのスリット板を間に置いて発光素
子と受光素子を配置して回転軸の回転位置を検出するガ
ス量発信器を用いる前記１又は２記載の湿式ガスメータ
を用いる流水型ガス熱量計。

【００２０】

【作用】発熱量の測定に際しては、先ず試料ガス量を５
リットル或いは１０リットルと云うように設定ボタンを
用いて設定し、次に測定スイッチボタンを入れる。測定
スイッチボタンが入れられると、この信号が湿式ガスメ
ータ側の受信回路に入力され、直ちに試料ガス量の計測
が開始する。ガス量は、指針により積算値が表示される
と同時に、この指針積算に比例した信号が出力回路から
出力される。この信号は、発光素子で発光した光軸がス
リット板のセクターでカットされ、受光素子で断続的に
発光する起電流を信号としてとり込み、増幅、整形して
得たパルス信号であって、発信回路（流量発信器）から
演算器側へ出力される。

【００２１】同時に、熱量計内に流れる水温の出入りの
温度が水温発信器から出力され、この出力が演算器に入
力される。

【００２２】演算器は、試料ガス量及び出入りの水温の
差を求め、更に設定された水量及び係数を数７に代入し
て発熱量の算出を行い、この値を表示器に表示する。

【００２３】

【実施例】図１は湿式ガスメータを用いる流水型熱量計
を示すもので、Ａはガス熱量計、Ｂはガスメータ、Ｃは
ガス圧力調整器、Ｄはガス湿潤器、Ｅは空気湿潤器、Ｆ
ははかり、Ｇは気圧計、Ｈは流水受器、Ｉはメスシリン
ダ、Ｊは流水温度測定用温度計、Ｋは室温測定用温度
計、Ｌは水槽、Ｍはかくはん機、Ｎは水温調節器、Ｏは
水温調節用温度計、Ｐは回転扇、Ｑは室温調節器、Ｒは
排水口、Ｓはおもり、Ｔは排気口、Ｕは測定台、Ｖはガ
スメータ台、Ｗは一次ガス圧力調整器、Ｘは演算器、Ｙ
は表示器である。

【００２４】上記実施例において、湿式ガスメータＢに
は、図２に示すように、回転軸Ｂ−１に取り付けたスリ
ット板Ｂ−２と、発光素子Ｂ−３と、受光素子Ｂ−４か
ら成る試料ガス量発信器Ｂ−０が取り付けられており、
この発信器Ｂ−０は受信回路Ｂ−５を経由する遠隔操作
で発信（計測）を開始し、積算指針に比例するパルス信
号を出力する。図２において、Ｂ−５は目盛板、Ｂ−６
は指針、Ｂ−７はドラム、Ｂ−８は送気管である。

【００２５】温度計Ｊは、図３に示すように、入側温度
計Ｊ−１と出側温度計Ｊ−２と、夫々で計測した水温を
出力する水温発信器Ｊ−０とから成る。

【００２６】上記実施例において、試料ガスは一次ガス
圧調整器Ｗ→ガス圧力調整器Ｃ→ガス湿潤器Ｄ→湿式ガ
スメータＢを経由して熱量計Ａのガスバーナに供給され
る。熱量計Ａは、この試料ガスをバーナで連続的に燃焼
させ、燃焼排ガスを最初のガス温度まで冷却して生成水
蒸気を凝縮させ、発生した熱を熱量計内を連続して流れ
る水に完全に吸収させて、その水温を上昇させる。この
入と出の水温は、水温検出器Ｊ−０から出力され、演算
器Ｘは出と入りの温度差を求めると共にこの値と湿式ガ
スメータから出力された試料ガス量及び設定水量を基に
発熱量を算出し、算出された発熱量は、表示器に表示す
る。具体的に行う演算式を数８及び数９に示す。

【００２７】

【数８】

【００２８】

【数９】

【００２９】図４〜図９に試料ガス量発信器についての
他の実施例を示す。

【００３０】図４は、フォトセンサ式発信器であって、
これは周囲を等間隔で切欠したスリット板１０とフォト
センサ１１から構成され、指針軸１２に固定されたスリ
ット板１０が回転すると発光素子１３と受光素子１４の
光軸がスリット板１０により遮蔽、投光により受光素子
１４に起電流が発生し、この信号を増幅、整形してパル
ス信号を出力する方式である。これには光学式エンコー
ダーも含まれる。

【００３１】図５は、マグネット２０を装着した円板２
１とリードスイッチ２２から構成され、指針軸２３に固
定されたマグネット２０を装着した円板２１が回転する
とリードスイッチ２４がマグネット２０の磁力に感応し
て接点が動作してＯＮ，ＯＦＦのパルス信号を出力す
る。

【００３２】この発信器は、接点防爆バリヤと接続する
事で本質安全防爆回路を作る事が出来る。

【００３３】図６は、マイクロスイッチ３０とカム３１
及びレバー３２から構成され、指針軸３３に固定された
カム３１が回転するとレバー３２が上下してマイクロス
イッチ３０の接点が動作してＯＮ，ＯＦＦのパルス信号
が出力する。

【００３４】図７は、巾の広いスリット板４０と発信コ
イル４１と検出回路４２で構成され、指針軸４３に固定
されたスリット板４０が発信コイル４１に接近するとコ
イルのインダクタンスが変化して発信周波数が変化し、
この周波数の変化を検波して増幅する事によりパルス信
号を発生するものであって、この発信器も防爆バリヤと
接続する事で本質安全防爆回路を作る事が出来る。

【００３５】図８は、指針軸５０に固定された円板５１
の周囲にリング状のマグネット５２を設置して、ラジア
ル状の極性を着磁されたマグネット５２と磁気により感
応する抵抗素子５３により抵抗変化を増幅してパルスを
発生するものであって、定消費電流によるメリットがあ
る。

【００３６】図９は、指針軸６０に固定された円板６１
の周囲のマグネット６２とＭＰセンサ６３の極性により
自己発電（無電源パルス発生）する信号を出力するもの
であって、商用電源が利用出来ない場所での発信に効果
的である。

【００３７】

【発明の効果】本発明は以上のように、湿式ガスメータ
から指針積算に比例するパルス信号を遠隔操作で出力さ
せてこれを演算器内にとり込むと共に設定水量と熱量計
内を流れる水温の温度差により熱量を算出して表示器に
表示するように構成したので、燃料ガスの発熱量を測定
する場合、すべて自動的に行うことができる。よって、
測定作業時間の短縮と手数を大幅に軽減することができ
ると共に高度の熟練を要さずして正確な測定を行うこと
ができる。又、試料ガス量は指針積算に比例するパルス
信号で出力を行い、演算器はこれを取り込むため、従来
のような煽りによる測定誤差もなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した湿式ガスメータ利用の流水型
熱量計の説明図。

【図２】ガス量発信器を取り付けた湿式ガスメータの説
明図。

【図３】演算器及び表示器の説明図。

【図４】オフセットセンサ式試料ガス量発信器の説明
図。

【図５】リードスイッチ式試料ガス量発信器の説明図。

【図６】マイクロスイッチ式試料ガス量発信器の説明
図。

【図７】近接スイッチ式試料ガス量発信器の説明図。

【図８】磁気抵抗式試料ガス量発信器の説明図。

【図９】自己発電式試料ガス量発信器の説明図。

【図１０】従来の湿式ガスメータの説明図。

【図１１】従来の湿式ガスメータの説明図。

【符号の説明】

Ａ ガス熱量計 Ｂ ガスメータ Ｃ ガス圧力調整器 Ｄ ガス湿潤器 Ｅ 空気湿潤器 Ｆ はかり Ｇ 気圧計 Ｈ 流水受器 Ｉ メスシリンダ Ｊ 流水温度測定用温度計 Ｋ 室温測定用温度計 Ｌ 水槽 Ｍ かくはん機 Ｎ 水温調節器 Ｏ 水温調節用温度計 Ｐ 回転扇 Ｑ 室温調節器 Ｒ 排水口 Ｓ おもり Ｔ 排気口 Ｕ 測定台 Ｖ ガスメータ台 Ｗ 一次ガス圧力調整器 Ｘ 演算器 Ｙ 表示器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湿式ガスメータ側に操作信号受信回路を
   取り付けると共に、この受信回路がガスの流量計測の開
   始の信号を受けたときに、湿式ガスメータの指針積算に
   比例するパルス信号を出力する積算流量信号出力回路を
   取り付けた構成のガス量発信器と、 熱量計内に流入する水温と熱量計から流出する水温を検
   出して出力する水温発信器と、 前記ガス量発信器及び水温発信器から出力されたガス量
   と出入り水温の差及び設定水量から数１に基づいて発熱
   量を算出し、この値を表示器に表示する熱量演算器と、 から成る湿式ガスメータを用いる流水型ガス熱量計。 【数１】
2. 【請求項２】 熱量演算器において、燃料ガスの発熱量
   を求める演算式が数２及び数３からなることを特徴とす
   る請求項１記載の湿式ガスメータを用いる流水型ガス熱
   量計。 【数２】 【数３】
3. 【請求項３】 湿式ガスメータの回転軸にスリット板を
   取り付けると共にこのスリット板を間に置いて発光素子
   と受光素子を配置して回転軸の回転位置を検出するガス
   量発信器を用いる請求項１又は２記載の湿式ガスメータ
   を用いる流水型ガス熱量計。