JPH095126A - ガス流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 １つのガス流量計で個別のガス機器のガス消
費量を計測可能なガス流量計を提供する。 【構成】 ガス流量計１１は、ガス配管に取り付けられ
てガスの流量を計測するものであって、ガスの圧力を計
測する圧力センサ２０と、圧力センサ２０のガス圧変動
の周波数を検出するガス圧変動検出プログラム２５と、
ガス配管に接続されガスを消費するガスエンジンヒート
ポンプが発生するガス圧変動の周波数を記憶するガス圧
変動周波数記憶手段２６と、ガス圧変動検出プログラム
２５が検出した周波数が、ガス圧変動周波数記憶手段２
６が記憶するガス圧変動周波数と一致する場合に、ガス
の変化流量ΔＱから、ガスエンジンヒートポンプのガス
消費量を算出するガス消費量演算プログラム２７とを有
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のガス機器が使用
されているガス配管系に１つ設置するだけで、個別のガ
ス機器のガス流量を計測可能なガス流量計に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、都市ガスの流量の計測は、図７に
示すように、消費者のガス配管１４の上流側にガス流量
計１０１を配設して、消費者が消費するガス流量を計測
し、そのガス流量からガス消費量を演算している。一
方、ガスエンジンヒートポンプ１２等のように冷暖房用
に使用されるガス機器で消費されるガスについては、ガ
ス料金の割引を行っている。これらのガス機器は、消費
量が大きいから割り引きしても採算が採れるからであ
る。そして、割引料金となるガスエンジンヒートポンプ
１２の消費量は、通常ガス機器１３で消費されるガス消
費量とは別に計測する必要があるため、通常ガス機器用
のガス流量計１０１の他にガスエンジンヒートポンプ専
用ガス流量計１０２を設置している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス流量計では、ガスエンジンヒートポンプ専用ガス流
量計１０２と、通常ガス機器用のガス流量計１０１との
２つを設置しなければならず、ガス会社としては、コス
トアップとなっていた。また、ガス流量計は、家の外側
に配設されるが、都市部では２つのガス流量計１０１，
１０２を取り付けるためのスペースを確保することが困
難な場合があった。また、取り付けた後でも、ガス流量
計１０１，１０２の検針が難しく、２箇所のガス流量計
を検針しなければならないため、ガス検針の効率が低下
する問題もあった。

【０００４】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、１つのガス流量計で個別のガス
機器のガス消費量を計測可能なガス流量計を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のガス流量計は、ガス配管に取り付けられ
てガスの流量を計測するガス流量計であって、ガスの圧
力を計測する圧力センサと、圧力センサのガス圧力変動
の周波数を検出するガス圧変動検出手段と、ガス配管に
接続されガスを消費する特定のガス機器が発生するガス
圧変動の周波数を記憶するガス圧変動周波数記憶手段
と、ガス圧変動検出手段が検出したガス圧変動周波数
が、ガス圧変動周波数記憶手段が記憶するガス圧変動周
波数と一致する場合に、ガスの変化流量から、特定のガ
ス機器のガス消費量を算出するガス消費量演算手段とを
有している。

【０００６】また、本発明のガス流量計は、上記のガス
流量計において、前記圧力センサの出力よりガス圧変動
幅が変化したか否かを判断する圧力変化判断手段と、前
記ガス圧変動検出手段が検出した前記周波数が変化した
か否かを判断する周波数変化判断手段とを有し、前記ガ
ス消費量演算手段が、前記ガス圧変動検出手段が検出し
た前記周波数が、前記ガス圧変動周波数記憶手段が記憶
するガス圧変動周波数と一致する場合でも、前記圧力変
化判断手段がガス圧変動幅が変化無しと判断し、かつ前
記周波数変化判断手段が周波数変化無しと判断したとき
には、そのとき発生したガスの変化流量を、前記特定の
ガス機器のガス消費量を算出するのに使用しないことを
特徴とする。また、本発明のガス流量計は、上記のもの
において、前記特定のガス機器がガスエンジンヒートポ
ンプであることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記構成を有する本発明のガス流量計は、下流
に複数のガス機器が接続されるガス配管に設置される。
ガス流量計の圧力センサは、ガス配管を流れるガスの圧
力を計測する。また、ガス圧変動検出手段は、圧力セン
サが計測したガス圧力よりガス圧力変動の周波数を検出
する。また、ガス圧変動周波数記憶手段は、ガス配管の
下流に接続されガスを消費する特定のガス機器が発生す
るガス配管におけるガス圧変動の周波数を記憶してい
る。また、圧力変化判断手段は、圧力センサの出力より
ガス圧変動幅が変化したか否かを判断する。また、周波
数変化判断手段は、ガス圧変動検出手段が検出した周波
数が変化したか否かを判断する。

【０００８】また、ガス消費量演算手段は、ガス圧変動
検出手段が検出した周波数が、ガス圧変動周波数記憶手
段が記憶するガス圧変動周波数と一致する場合に、現在
のガス流量から、ガス圧変動が発生する前のガス流量を
減算したガス流量を特定のガス機器のガス消費流量とし
てガス消費量を算出する。ここで、ガス消費量演算手段
は、ガス圧変動検出手段が検出したガス圧変動周波数
が、ガス圧変動周波数記憶手段が記憶するガス圧変動周
波数と一致する場合でも、圧力変化判断手段がガス圧変
動幅が変化無しと判断し、かつ周波数変化判断手段が周
波数変化無しと判断したときには、そのとき発生したガ
スの変化流量を、特定のガス機器のガス消費量を算出す
るのに使用しない。

【０００９】具体例で説明すると、前記特定のガス機器
としてガスエンジンヒートポンプがガス配管に接続され
ている場合、ガスエンジンヒートポンプは、ガス配管に
周波数が１０〜２１Ｈｚであるガス圧変動を発生させる
ことが実験により確かめられている。この１０〜２１Ｈ
ｚの値をガス圧変動周波数記憶手段が記憶している。そ
して、ガス圧変動検出手段は、圧力センサが計測したガ
ス圧力に変動が発生し、その変動周波数が１０〜２１Ｈ
ｚと一致する場合に、その周波数が発生する前のガス流
量を、現在のガス流量から減算することにより、ガスエ
ンジンヒートポンプのガス流量を推定し、そのガス流量
に基づいてガス消費量を算出する。これにより、通常の
ガス機器のガス消費量と、ガスエンジンヒートポンプ等
の特定のガス機器のガス消費量を別々に算出できるた
め、通常のガス機器については通常ガス料金で処理し、
ガスエンジンヒートポンプ等については割引ガス料金で
処理することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例であるガス流量計１
１を図面を参照して詳細に説明する。図２にガス流量計
１１を使用するガス配管系を示す。ガス配管１４の流路
にガス流量計１１が配設されている。ガス配管１４は、
ガスエンジンヒートポンプ１２及び通常ガス機器１３に
直接接続されている。次に、ガス流量計１１の構成を図
３にブロック図で示す。通過するガス流量を検出する流
量検出部２８が制御手段であるＣＰＵ２１に接続してい
る。流量検出部２８は、膜式流量計やフルイディック流
量計等広く使用されているいずれの流量計を使用しても
同じなので、ここでは詳細な説明を省略する。

【００１１】ＣＰＵ２１には、制御プログラムを記憶す
るＲＯＭ２２、データ等を一時的に記憶するＲＡＭ２
３、ガス流量計１１を流れるガスの圧力を計測するため
の圧力センサ２０、及びガス消費量を表示するための表
示部２４が接続している。圧力センサ２０は、ガス配管
１４に接続している。また、ＲＡＭ２３には、ガス圧変
動検出手段であるガス圧変動検出プログラム２５、ガス
圧変動周波数記憶手段２６、ガス消費量演算手段である
ガス消費量演算プログラム２７、圧力センサ２０の出力
よりガス圧変動幅を算出し、そのガス圧変動幅に変化が
あるか否かを判断する圧力変化判断プログラム２９、ガ
ス圧変動検出プログラム２５が求めた周波数に変化があ
るか否かを判断する周波数変化判断プログラム３０が記
憶されている。

【００１２】ここで、ガスエンジンヒートポンプ１２を
使用することにより発生するガス変動の周波数は、次の
式で計算できる。 Ｖ＝Ｒ×Ｓ／６０／２ ここで、Ｖは発生するガス圧変動周波数であり、単位は
Ｈｚである。Ｒはガスエンジンヒートポンプ１２の回転
数であり、単位はｒ．ｐ．ｍである。Ｓはガスエンジン
ヒートポンプ１２の気筒数である。６０は１分間の秒数
であり、２で割っているのは、４サイクルエンジンの場
合、エンジン２回転毎に吸気弁が１回開閉するからであ
る。

【００１３】現在広く使用されているガスエンジンヒー
トポンプ１２のデータに基づいて算出した発生ガス圧変
動周波数を図５に示す。ガスエンジンヒートポンプ１２
としては、単気筒、３馬力のものを使用している。計算
値は、上記式より算出した値であり、実験により計測し
た実験値とほぼ一致している。この値を図６に図示す
る。ガスエンジンヒートポンプ１２で通常使用される回
転数は、１２００〜２５００ｒ．ｐ．ｍであり、これに
対応する発生ガス圧変動周波数は、１０〜２１Ｈｚであ
る。従って、ガス圧変動周波数記憶手段２６は、発生ガ
ス圧変動周波数として、１０〜２１Ｈｚを記憶してい
る。

【００１４】次に、上記構成を有するガス流量計１１の
作用を説明する。図１にガス流量計１１の作用をフロー
チャートで示す。圧力センサ２０で計測したガス圧力を
フーリエ変換することにより、ガス圧変動周波数を求
め、それがガス圧変動周波数記憶手段２６に記憶してい
る値である１０〜２１Ｈｚに一致するか否かを判断する
（Ｓ１）。フーリエ変換等の手法は、周知なのでここで
は説明を省略する。また、フーリエ変換等の複雑な数学
的手法以外の簡便な方法でもガス圧変動周波数を求める
ことができるが、ここでは省略する。一致する場合は
（Ｓ１；ＹＥＳ）、流量変化ΔＱがあり、かつ圧力変化
判断プログラム２９がガス圧変動幅ΔＰの変化がありと
判断したか、若しくは周波数変化判断プログラム３０が
ガス圧変動周波数ｆｐの変化がありと判断した場合には
（Ｓ２；ＹＥＳ）、流量変化ΔＱがガスエンジンヒート
ポンプ１２で消費されていると判断し、ガスエンジンヒ
ートポンプ１２の流量ＱGHP として流量変化ΔＱを加算
する（Ｓ３）。そして、ＱGHP をガスエンジンヒートポ
ンプ１２の消費量として積算する（Ｓ４）。そして、Ｓ
１へ戻る。

【００１５】また、流量変化△Ｑが無い場合、またはガ
ス圧変動幅△Ｐとガス圧変動周波数ｆｐとが共に変化し
ていない場合には（Ｓ２；ＮＯ）、従来のＱGHP をその
まま使用してガスエンジンヒートポンプ１２の消費量を
清算する（Ｓ４）。そして、Ｓ１へ戻る。また、圧力セ
ンサ２０で計測したガス圧力をフーリエ変換することに
より、ガス圧変動周波数を求め、それがガス圧変動周波
数記憶手段２６に記憶している値である１０〜２１Ｈｚ
に一致しない場合には（Ｓ１；ＮＯ）、ＱGHP ＝０とし
て（Ｓ５）、Ｓ１へ戻る。

【００１６】次に、上記フローチャートを具体例で説明
する。図４に流量変化△Ｑの変化を時系列で示す。流量
変化△Ｑは、今回サンプリングした流量Ｑ２から前回サ
ンプリングした流量Ｑ１を減算した値である。図中ａで
示す期間は、ガスエンジンヒートポンプ１２が使用され
ておらず、通常ガス機器１３のみ使用されている状態を
示している。ここでは、説明を簡単にするために、通常
ガス機器１３で使用されているガス消費量を一定と仮定
している。通常ガス機器１３のみを使用している場合に
は、ガス圧変動はほとんど無いことが実験により確認さ
れている。従って、圧力センサ２０の出力によりガス圧
変動が無いことが確認されるから（Ｓ１；ＮＯ）、ＱGH
P ＝０とされ（Ｓ５）、ガスエンジンヒートポンプ１２
の消費量は加算されない。

【００１７】次に、期間ｂでは、ガスエンジンヒートポ
ンプ１２が稼働されている場合を示している。流量はＱ
１からＱ２に増加する。ガスエンジンヒートポンプ１２
を使用すると、ガス配管１４において、ガス圧変動が発
生する。従って、圧力センサ２０の出力をフーリエ変換
処理して、１０〜２１Ｈｚのガス圧変動が有ることが確
認される（Ｓ１；ＹＥＳ）。そして、流量もΔＱ＝Ｑ２
−Ｑ１変化しており、かつガス圧変動周波数ｆｐの変化
も発生しているので（Ｓ２；ＹＥＳ）、ＱGHPにΔＱを
加算する（Ｓ３）。そして、そのＱGHP をガスエンジン
ヒートポンプ１２の消費ガス量として積算し、ＲＡＭ２
３に記憶する。

【００１８】次に、ガスエンジンヒートポンプ１２を停
止した場合を期間ｃで示している。流量は、Ｑ２からＱ
１に変化する。この場合、ガスエンジンヒートポンプ１
２が使用されておらず、通常ガス機器１３のみ使用され
ている。従って、圧力センサ２０の出力によりガス圧変
動が無いことが確認されるから（Ｓ１；ＮＯ）、ＱGHP
＝０とされ（Ｓ５）、ガスエンジンヒートポンプ１２の
消費量は加算されない。ガスエンジンヒートポンプ１２
と通常ガス機器１３とでの合計のガス消費量は、流量検
出部２８の出力に基づいてトータルガス消費量として算
出され、ＲＡＭ２３に記憶されている。従って、トータ
ルガス消費量から、上記ガスエンジンヒートポンプ１２
の消費量を減算すると、通常ガス機器１３のガス消費量
が算出できる。表示部２４は、ガスエンジンヒートポン
プ１２及び通常ガス機器１３のガス消費量を各々表示し
ている。この各々を検討することにより、各々に応じた
ガス料金を請求することができる。

【００１９】次に、期間ｃの状態で通常ガス機器１３の
ガス消費量に変化があった場合を説明する。例えば、通
常ガス機器１３の一部が停止され、通常ガス機器１３の
ガス消費量が減少した場合を考える。この場合、ガスエ
ンジンヒートポンプ１２を使用しているので、ガス配管
１４においてガス圧変動が発生している。従って、圧力
センサ２０の出力をフーリエ変換処理して、１０〜２１
Ｈｚのガス圧変動が有ることが確認される（Ｓ１；ＹＥ
Ｓ）。そして、流量も△Ｑ減少している。しかし、ガス
圧変動幅△Ｐはガスエンジンヒートポンプ１２の稼働が
変化していないため、変化していないことが、圧力変化
判断プログラム２９により確認され、また、ガス圧変動
周波数ｆｐも変化していないことが、周波数変化判断プ
ログラム３０により確認されるので（Ｓ２；ＮＯ）、Ｑ
GHP に△Ｑを加算することなく、前回のＱGHP をそのま
ま使って、ガスエンジンヒートポンプ１２の消費ガス量
として積算し、ＲＡＭ２３に記憶する。これにより、ガ
スエンジンヒートポンプ１２の稼働中に通常ガス機器１
３のガス使用量が変化しても、ガスエンジンヒートポン
プ１２のガス消費量を正確に積算することができ、通常
ガス機器１３のガス消費量も正確に積算することができ
る。

【００２０】以上詳細に説明したように、本実施例のガ
ス流量計１１によれば、ガスの圧力を計測する圧力セン
サ２０と、圧力センサ２０のガス圧変動の周波数を検出
するガス圧変動検出プログラム２５と、ガス配管に接続
されガスを消費するガスエンジンヒートポンプ１２が発
生するガス圧変動の周波数である１０〜２１Ｈｚを記憶
するガス圧変動周波数記憶手段２６と、ガス圧変動検出
プログラム２５が検出したガス圧変動周波数が、ガス圧
変動周波数記憶手段２６が記憶するガス圧変動周波数１
０〜２１Ｈｚと一致する場合に、ガスの変化流量ΔＱか
ら、ガスエンジンヒートポンプ１２のガス消費量を算出
するガス消費量演算プログラム２７とを有しているの
で、１つのガス流量計１１を用いてガスエンジンヒート
ポンプ１２のガス消費量と通常ガス機器１３のガス消費
量とを個別に算出し表示することができる。

【００２１】また、本実施例のガス流量計１１は、圧力
センサ２０の出力よりガス圧変動幅が変化したか否かを
判断する圧力変化判断プログラム２９と、ガス圧変動検
出手段が検出したガス圧変動周波数が変化したか否かを
判断する周波数変化判断プログラム３０とを有し、ガス
消費量演算プログラム２７が、ガス圧変動検出プログラ
ム２５が検出した周波数が、ガス圧変動周波数記憶手段
２６が記憶するガス圧変動周波数と一致する場合でも、
圧力変化判断プログラム２９がガス圧変動幅変化無しと
判断し、かつ周波数変化判断プログラム３０がガス圧変
動周波数変化無しと判断したときには、そのとき発生し
たガスの変化流量ΔＱを、ガスエンジンヒートポンプ１
２のガス消費量を算出するのに使用しないので、ガスエ
ンジンヒートポンプ１２の稼働中に通常ガス機器１３の
一部を停止した場合でも、通常ガス機器１３のガス消費
量とガスエンジンヒートポンプ１２のガス消費量とを個
別に正確に算出することができる。

【００２２】なお、前記実施例は本発明を何ら限定する
ものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種
々の変形、改良が可能であることは勿論である。例え
ば、本実施例では、ガスエンジンヒートポンプ１２のガ
ス圧変動として１０〜２１Ｈｚを用いているが、ガスエ
ンジンヒートポンプ１２の種類に応じて変化させれば良
いことは言うまでもない。また、ガスエンジンヒートポ
ンプ１２に限らず、ガス配管１４内のガス圧に変動を発
生させるガス機器であれば、応用できることも当然であ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明のガス流量計によれば、ガスの圧力を計測する圧力セ
ンサと、圧力センサのガス圧変動の周波数を検出するガ
ス圧変動検出手段と、ガス配管に接続されガスを消費す
る特定ガス機器が発生するガス圧変動の周波数を記憶す
るガス圧変動周波数記憶手段と、ガス圧変動検出手段が
検出したガス圧変動周波数が、ガス圧変動周波数記憶手
段が記憶するガス圧変動周波数と一致する場合に、ガス
の変化流量から、特定ガス機器のガス消費量を算出する
ガス消費量演算手段とを有しているので、１つのガス流
量計を用いて特定ガス機器のガス消費量と通常ガス機器
のガス消費量とを個別に算出し表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるガス流量計１１の作用
を示すフローチャートである。

【図２】ガス流量計１１が使用されるガス配管系の構成
を示すブロック図である。

【図３】ガス流量計１１の制御手段の構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】ガス流量Ｑの変化を示すデータ図である。

【図５】ガスエンジンヒートポンプ１２とガス圧変動と
の関係を示す第一データ図である。

【図６】ガスエンジンヒートポンプ１２とガス圧変動と
の関係を示す第二データ図である。

【図７】従来のガス流量計が使用されるガス配管系の構
成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１ ガス流量計 １２ ガスエンジンヒートポンプ １３ 通常ガス機器 ２０ 圧力センサ ２５ ガス圧変動検出プログラム ２６ ガス圧変動周波数記憶手段 ２７ ガス消費量演算プログラム ２８ 流量検出部 ２９ 圧力変化判断プログラム ３０ 周波数変化判断プログラム

フロントページの続き (72)発明者 佐藤 孝人 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦ガス株 式会社総合技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス配管に取り付けられてガスの流量を
   計測するガス流量計において、 前記ガスの圧力を計測する圧力センサと、 前記圧力センサのガス圧変動の周波数を検出するガス圧
   変動検出手段と、 前記ガス配管に接続されガスを消費する特定のガス機器
   が発生するガス圧変動の周波数を記憶するガス圧変動周
   波数記憶手段と、 前記ガス圧変動検出手段が検出した前記周波数が、前記
   ガス圧変動周波数記憶手段が記憶するガス圧変動周波数
   と一致する場合に、ガスの変化流量から、前記特定のガ
   ス機器のガス消費量を算出するガス消費量演算手段とを
   有することを特徴とするガス流量計。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するものにおいて、 前記圧力センサの出力よりガス圧変動幅が変化したか否
   かを判断する圧力変化手段と、 前記ガス圧変動検出手段が検出した前記周波数が変化し
   たか否かを判断する周波数変化判断手段とを有し、 前記ガス消費量演算手段が、前記ガス圧変動検出手段が
   検出した前記周波数が、前記ガス圧変動周波数記憶手段
   が記憶するガス圧変動周波数と一致する場合でも、前記
   圧力変化判断手段が圧力変動幅が変化無しと判断し、か
   つ前記周波数変化判断手段が周波数変化無しと判断した
   ときには、そのとき発生したガスの変化流量を、前記特
   定のガス機器のガス消費量を算出するのに使用しないこ
   とを特徴とするガス流量計。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載するもの
   において、 前記特定のガス機器がガスエンジンヒートポンプである
   ことを特徴とするガス流量計。