JPH11183228A

JPH11183228A - ガスメータ

Info

Publication number: JPH11183228A
Application number: JP9351622A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Nukui; 一光温井; Kenichi Matsubara; 賢一松原; Michinori Komaki; 充典小牧; Takeshi Tashiro; 健田代
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスメータはメータ号数ごとに外形寸法が異な
り、膜式流量計及び本体ケース等をメータ号数ごとに製
作する必要があった。【解決手段】所定の口径を有する流路の壁面に流速セン
サを取り付けた計量部ユニットと、前記流速センサから
の検出信号により前記流路を流れるガスの流量を求める
電子回路部ユニットと、前記流路の入口を前記ガスの上
流側配管に接続する入口配管部ユニットと、前記流路の
出口を前記ガスの下流側配管に接続する出口配管部ユニ
ットとを有し、前記ガスの使用流量に応じて前記各ユニ
ットを組み合わせて構成することを特徴とするガスメー
タを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータに関
し、特に、メータ号数に応じて入口配管部、出口配管
部、計量部、電子回路部などのユニットを組み合わせて
構成したガスメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の膜式ガスメータの構成を
示す。図６（１）は、ガスメータが配管に接続された状
態であり、図６（２）は、ガスメータの内部構造であ
る。ガスメータ６０は、ガスの流量を測定すると共に、
規定以上の流量が流れた場合にガスを遮断するの機能等
を有する。このため、ガスメータ６０内には、ガスの流
量を測定する膜式流量計、ガスを遮断する遮断弁、ガス
の圧力を検出する圧力センサ、地震等の揺れを検出する
感震器等が内蔵される。

【０００３】ガスメータ６０は、図６（１）に示すよう
に上流側配管６１と下流側配管６２の間隔Ｌの間に接続
される。ガスメータ６０の高さＨ、幅Ｄ、及びガス入口
６３とガス出口６４の口金中心の間隔Ｃは、ガスの使用
流量により異なる。また、ガスメータ６０のケースは、
アルミダイキャストにより作られている。

【０００４】ガスメータ６０は、使用流量によりメータ
号数が決められている。例えば、使用最大流量が１ｍ³
／ｈまでは１号であり、使用最大流量が１０ｍ³／ｈま
では１０号等である。メータ号数が大きいガスメータ６
０は、内部の流量計の膜が大きく、ガスメータ６０の本
体の外形寸法Ｈ、Ｄ、Ｃも大きくなり、出入口６３、６
４の口径も大きくなる。

【０００５】図６（２）により膜式流量計の動作につい
て説明する。ガス入口８０から矢印７０のように流入し
たガスは、回転機構室８２を通りスライドバルブ７４か
ら計量室７５に入る。計量室７５は、ゴムダイヤフラム
等でできた計量膜７６により前後に仕切られている。計
量室７５に流入するガスは、スライドバルブ７４の揺動
により前後の部屋に交互に流入する。従って、計量膜７
６は、計量室７５に入ってきたガスの圧力により前後運
動を行う。この前後運動が可動クランク７７を通して翼
軸７８の回転運動に変えられ、伝達機構７２を介してク
ランク軸７３の回転運動となる。

【０００６】クランク軸７３の回転運動は、ウオームギ
ヤボックス７９により減速され、図示しない計量機構に
伝達されてガス流量が積算される。また、クランク軸７
３の回転運動は、連結板を介してスライドバルブ７４を
揺動させ、前述のようにガスを計量膜７６の前後の部屋
に交互に流入させる。計量室７５を通ったガスは、再び
スライドバルブ７４を通ってガス出口８１から矢印７１
のように排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のガスメータに使
用される膜式流量計は、測定する流量に応じて膜の大き
さを変えなければならない。このため、従来は、ガスの
使用流量に応じてメータ号数を決め、メータ号数に応じ
た異なる膜式流量計と一体となったガスメータを製作し
ていた。従って、ガスメータは、メータ号数ごとに外形
寸法が異なり、膜式流量計及び本体ケース等をメータ号
数ごとに製作する必要がありコストアップにつながって
いた。

【０００８】また、ガスメータの施工やメンテナンスに
おいても、メータ号数ごとにガスメータが異なっている
ので迅速に対応することができなかった。更に、大流量
を測定する膜式流量計は寸法が大きいのでガスメータの
寸法も大きくなり、取り付けスペースの面から小型化が
要望されていた。

【０００９】更に、メータ号数ごとにガスメータの寸法
が異なると同時に、ガス配管について上記の口金中心の
間隔Ｃや口金の口径も異なるので、ガスメータの小型
化、共通化の弊害となっていた。

【００１０】そこで本発明は、メータ号数が異なっても
各ユニットを組み合わせることにより対応できるガスメ
ータを提供することを目的とする。また、異なるメータ
号数に対して共通に使用できる小型のガスメータを提供
することを目的とする。更に、メータ号数に対応する異
なる口金中心の距離及び口金口径に対しても、共通に使
用できる小型のガスメータを提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、所定の口
径を有する流路の壁面に流速センサを取り付けた計量部
ユニットと、前記流速センサからの検出信号により前記
流路を流れるガスの流量を求める電子回路部ユニット
と、前記流路の入口を前記ガスの上流側配管に接続する
入口配管部ユニットと、前記流路の出口を前記ガスの下
流側配管に接続する出口配管部ユニットとを有し、前記
ガスの使用流量に応じて前記各ユニットを組み合わせて
構成することを特徴とするガスメータを提供することに
より達成される。

【００１２】本発明のガスメータは、流路の壁面に流速
センサを取り付けることで測定レンジを広くすることが
できるので、ガスの使用流量に応じて各ユニットを組み
合わせて構成することができ、共通に使用できる部分が
多くコストダウンが可能となる。また、ユニット化する
ことで、不良がある場合でもその部分だけを取り替えれ
ばよくメンテナンスが容易となる。また、本発明によれ
ば、小型の流速センサを使用しているのでガスメータが
小型化される。

【００１３】また、本発明の計量部ユニットは、前記ガ
スの使用流量に応じて口径の異なる流路を有することを
特徴とする。

【００１４】本発明では、流速センサを流路の壁面に設
置し、流路の口径を変えることでさらに測定レンジが広
くなっているので、１号から６５号までの１０種類のメ
ータ号数に対して、口径の異なる３種類の計量部ユニッ
トで対応できる。

【００１５】また、本発明の電子回路部ユニットは、前
記ガスの使用流量に応じて測定パラメータ又は前記ガス
を遮断するための基準値が設定されることを特徴とす
る。

【００１６】本発明によれば、メータ号数に応じて電子
回路部ユニットの測定パラメータやガス遮断のための基
準値を変更するだけで対応でき、部品の共通化によりコ
ストダウンが可能となりメンテナンスが容易となる。

【００１７】また、本発明の入口配管部ユニット及び出
口配管部ユニットは、口径が異なるガス配管に対して両
端で口径が異なるアダプタ又は長さが異なるアダプタを
介して接続されることを特徴とする。

【００１８】本発明によれば、既設の配管の口径がガス
メータの口金の口径と異なる場合にも両端で口径の異な
るアダプタを介して接続出来るので、施工及びメンテナ
ンスが容易となる。また、入出口の配管の距離が異なる
場合には、長さの異なるアダプタを介して接続される。

【００１９】また、本発明は、前記流速センサが所定の
流量を検出した時、前記電子回路部からの指令により前
記ガスを遮断する遮断弁が、前記入口配管部ユニット又
は前記計量部ユニットに設けられていることを特徴とす
る。

【００２０】本発明によれば、瞬時流量を測定し応答の
早い流速センサを使用しているので、ガス流量が規定の
最大流量を越えた場合に、速やかに遮断弁を動作させる
ことができ安全性が向上する。

【００２１】また、本発明の前記流速センサは、熱線式
又は超音波式の流速センサであることを特徴とする。

【００２２】本発明のガスメータに熱線式流速センサを
使用した場合は、計量部ユニットが小型化される。ま
た、超音波式流速センサを使用した場合は、圧力損失を
減少させることができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例に
ついて図面に従って説明する。しかしながら、かかる実
施の形態例が本発明の技術的範囲を限定するものではな
い。

【００２４】図１は、本発明の実施の形態のガスメータ
の構成図である。図１（１）は、ガスメータの内部構造
を正面から見た様子であり、図１（２）は、背面から見
た様子である。

【００２５】本発明の実施の形態のガスメータ１は、図
１（１）に示す入口配管部３と電子回路部２、及び図１
（２）に示す出口配管部１７と計量部１３の４つのユニ
ットを有する。

【００２６】入口配管部３は、前述した上流側配管に接
続される口金９を有し、ガスを矢印１１のようにガスメ
ータ１内に取り入れる。口金９を通ったガスは、図１
（２）に示す管内を通って計量部１３に導かれる。ま
た、入口配管部３は遮断弁４を有し、規定以上の流量が
流れた場合にガスの流入を遮断する。入口配管部３は、
点線ＡＡのところから分割可能となっており、メータ号
数に適合させた口金９及び遮断弁４等を備えて、他のユ
ニットと組み合わされガスメータを構成する。なお、遮
断弁４は、ガスの使用状況により使用されない場合があ
り、また、計量部１３に付属させる場合もある。

【００２７】入口配管部３を通ったガスは、図１（２）
に示す計量部１３に流入する。流入したガスは、金網１
５、整流板１６により平行な流れにされ、流路の壁面に
設けた流速センサ１４により流量が測定される。

【００２８】本実施の形態のガスメータは、熱線式流速
センサを使用しているため、従来の膜式流量計と比較し
同一寸法の計量部１３で適用できるメータ号数の範囲が
広い。このため、１号、１．６号、２．５号、４号、６
号の５種類のメータ号数に対して、流路径を例えば２０
ｍｍとした共通の流量部１３を適用できる。また、１０
号、１６号の２種類のメータ号数に対して、流路径を例
えば３２ｍｍとした共通の流量部１３を適用でき、２５
号、４０号、６５号の３種類のメータ号数に対して、流
路径を例えば５０ｍｍとした共通の流量部１３を適用で
きる。

【００２９】また、本実施の形態の流量部１３の流路径
は最大で５０ｍｍであるので、ガスメータ１のケースの
幅Ｄを約１８０ｍｍ、高さＨを約１５０ｍｍとして流路
径５０ｍｍの流量部１３を内蔵可能にしておけば、同一
寸法のケースを１０種類のメータ号数に対して共通に使
用できる。なお、計量部１３は、図１（２）の点線ＡＡ
及びＢのところで分割可能となり、各メータ号数に合わ
せて他のユニットと組み合わせてガスメータが構成され
る。

【００３０】計量部１３を通ったガスは、出口配管部１
７を通り矢印１２の方向に流出する。出口配管部１７の
口金１０は、入口の口金９と同様に各メータ号数に適合
した口径のものが使用され、前述した下流側配管に接続
される。また、出口配管部１７は、図１（２）の点線Ｂ
及びＥに示すところで分割可能となっており、各メータ
号数に適合するように口金１０の口径等が選択され、他
のユニットと組み合わされてガスメータが構成される。

【００３１】電子回路部２は、図１（１）に示すように
感震器６、圧力センサ７、電池８、基板５等を含んだユ
ニットで、点線ＡＡの部分で分割可能となっている。感
震器６は、例えばガス使用中に約２００ガル（震度５）
以上の地震を検出するとリレー接点を閉じ、遮断弁４を
動作させてガスの流入を遮断する。圧力センサ７は、金
属ダイヤフラムによる差圧検知方式によりガス圧力を検
出し、例えばガス使用中に上流側ガス供給圧力が所定の
値以下となった場合に遮断弁４を動作させる。電池８
は、電子回路部２に電源を供給しており、通常の使用状
態であれば１０年以上の使用が可能である。

【００３２】基板５は、マイクロプロセッサ等を搭載す
るコントローラ基板で、各センサからの信号により遮断
弁４を動作させると共に、通信インターフェースを介し
て電話回線に接続され、自動通報、遠隔遮断、自動検針
などを行うことができる。電子回路部２は、遮断弁４を
動作させる流量等が測定パラメータとして設定され、他
のユニットと組み合わされてガスメータを構成する。

【００３３】以上のように、本実施の形態のガスメータ
１は、入口配管部３、出口配管部１７、計量部１３、電
子回路部２がそれぞれ分割可能なユニットとなってい
る。しかも、計量部には、測定レンジの広い熱線式流速
センサを使用し、電子回路部２には、設定パラメータが
変更可能なマイクロプロセッサを使用している。このた
め、各メータ号数に合わせて入口配管部３、出口配管部
１７を組み合わせれば、従来１０種類のガスメータが必
要であったのが、計測部１３の流路径が異なる３種類の
ガスメータで対応できる。しかも、ガスメータ１のケー
スの大きさを流路径が最も大きな計量部１３を内蔵でき
る大きさにすれば、ケースとしては１種類のガスメータ
で対応でき、コストダウンが可能となりメンテナンスが
容易となる。

【００３４】図２は、本発明の実施の形態の計量部の構
成図である。計量部１３には、前述した入口配管部３か
ら矢印２２のように測定すべきガスが流入する。計量部
１３の両端にはフランジ２０があり、それぞれ前述した
入口配管部３及び出口配管部１７に接続される。流量を
測定されたガスは、矢印２３のように出口配管部１７に
排出される。

【００３５】計量部１３の流路２１の径Φは、前述のよ
うに３種類あり、１号から６号に対して流路径Φ２０ｍ
ｍ、１０号から１６号に対して流路径Φ３２ｍｍ、２５
号から６５号に対して流路径Φ５０ｍｍとされる。

【００３６】流路２１の壁面には、低流量用流速センサ
１４ａと大流量用流速センサ１４ｂが設置され、それぞ
れの流速センサは、測定部流路の同一円周上に９０度ず
らして４個ずつ設置される。流速センサは流路２１の壁
面に設置され、広い測定レンジが可能となる。後述する
ように流速センサは、ヒータの両側の温度センサの検出
温度の差により流速を検出する。従って、温度センサの
間隔やヒータの消費電力等により測定レンジが異なるた
め、低流量用と大流量用の２種類の流速センサにより更
に高範囲の測定レンジを確保している。それぞれの流速
センサが９０度ごとに４か所配置されているのは、流速
分布が不均一となった場合でも平均をとることにより、
流速を高精度に測定するためである。

【００３７】流路２１内には、金網１５及び整流ストレ
ーナ１６が設置される。金網１５は、流れの中に発生し
た渦を細かく砕き流速分布を一様にする。また、整流ス
トレーナ１６は、流れの旋回成分を取り除き流れを真っ
直ぐにする。

【００３８】図３は、本発明の実施の形態の流速センサ
の説明図である。本実施の形態で使用される熱線式流速
センサは、シリコンチップ上にマイクロマシニング技術
により製作された高感度、高速応答の流速検出素子であ
る。

【００３９】図３（１）に示すシリコンチップ３０は、
縦横が約１．７ｍｍ×１．７ｍｍ、厚さは約０．５ｍｍ
である。シリコンチップ３０の表面には、白金薄膜抵抗
によりヒータ３６、上流側温度センサ３４、下流側温度
センサ３５が形成される。ヒータ３６、上流側温度セン
サ３４、下流側温度センサ３５は、ダイアフラム３９上
に形成され、その下部は中空のキャビティとなってい
る。このため、各センサは、シリコン基板から熱的に絶
縁されている。

【００４０】熱線式流速センサ１４の動作原理は、次の
ようである。センサチップ中央に配置されたヒータ３６
が、図示しない周囲温度センサにより検出されたガスの
温度より一定温度高くなるように、ヒータ駆動回路４４
より加熱される。

【００４１】流れのないときは、ヒータ３６の両側の温
度分布は対称になるため、上流側温度センサ３４と下流
側温度センサ３５の検出温度は等しくなる。一方、矢印
４６に示すようにガスの流れがある場合は、ヒータ３６
の両側の温度分布の対称性が崩れ、上流側温度センサ３
４の検出温度は低下し、下流側温度センサ３５の検出温
度は高くなる。白金薄膜抵抗は温度が上がると抵抗値が
大きくなり、温度が下がると抵抗値が小さくなる特性を
有する。このため、ガスの流速は白金薄膜抵抗の抵抗値
の変化に変換される。

【００４２】上流側温度センサ３４と下流側温度センサ
３５は、図３（２）に示すように、抵抗４０、４１と共
にブリッジ回路を構成し、上流側温度センサ３４と下流
側温度センサ３５の抵抗値の変化は電気信号に変換され
る。

【００４３】ブリッジ回路からの電気信号は、増幅器４
２で増幅され、Ａ／Ｄコンバータ４３でディジタル信号
に変換される。Ａ／Ｄコンバータ４３の出力は、内部バ
ス４７を通ってＣＰＵ４５に取り込まれ、ＰＲＯＭ４８
に格納されているオフセットやリニアライズの補正デー
タにより補正され、流量データに変換される。

【００４４】図４は、本発明の他の実施の形態のガスメ
ータの構成図であり、図４（１）は、上口金タイプ、図
４（２）は、横口金タイプの背面から見た内部構造であ
る。図１に示した下口金タイプを同様の部分の説明は省
略し、異なる部分について説明する。

【００４５】図４（１）の上口金タイプは、従来のガス
メータと同様に上面に口金９、１０を有するので、従来
のガスメータ（図６）との互換性が良好である。図４
（２）の横口金タイプは、主に２５号から６５号の大流
量に適用される。横口金タイプにすれば、図４（３）に
示すように間隔が異なり、横方向の入口と出口をもつガ
ス配管６１、６２との接続が簡略化される。従来のガス
メータは、大流量になるに従い本体部の寸法が大きくな
っていたが、本実施の形態では、計量部１３を小型化で
きるため、大流量に対しても幅Ｄが約１８０ｍｍ、高さ
Ｈが約１５０ｍｍとなり、小流量のガスメータと同一の
寸法に収めることができる。

【００４６】図５は、本発明の実施の形態のガスメータ
を口径の異なる配管に接続する場合の構成図である。図
５（１）は、図１に示した下口金タイプの入口配管部３
の口金９及び出力配管部１７の口金１０に口径変換アダ
プタ５０、５１を接続した様子を示す。例えば本実施の
形態では、メータ号数が１０号と１６号は、共通のガス
メータ（共通の計量部、入口配管部、出口配管部を有す
る）が使用されるが、１０号と１６号は接続する配管の
口径が異なる。従って、入口配管部３及び出力配管部１
７の口金９、１０を１０号に適合する口径として、１６
号に対しては両端の口径が異なる口径変換アダプタ５
０、５１を接続して対応する。

【００４７】図５（２）は、図４（２）に示した横口金
タイプに口径変換アダプタ５２、５３を接続した様子を
示す。横口金タイプは、主に大流量の２５号、４０号、
６５号に共通に使用されるが、各号は、配管の口径が異
なると共に、配管の間隔が異なる。従って、この場合
は、口金９、１０の口径及び流路の長さＭ１を、例え
ば、２５号に適合するようにして、４０号又は６５号に
対しては、接続管の口径及び配管の間隔に適合するよう
な両端の口径が異なり、長さも異なる口径変換アダプタ
５２、５３を接続して対応する。従って、４０号のアダ
プタ５２、５３の長さは、６５号のアダプタ５２、５３
の長さより短くガス配管側の口径も小さい。その結果、
４０号と６５号で異なる流路の長さＭ２に対応できる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明のガスメータ
は、ガスの使用流量に応じて各ユニットを組み合わせて
構成できるので、共通に使用できる部分が多くコストダ
ウンが可能となる。また、ユニット化することで、不良
がある場合でもその部分だけを取り替えればよくメンテ
ナンスが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のガスメータの構成図であ
る。

【図２】本発明の実施の形態の計量部の構成図である。

【図３】本発明の実施の形態の流速センサの説明図であ
る。

【図４】本発明の他の実施の形態のガスメータの構成図
である。

【図５】本発明の他の実施の形態のガスメータの構成図
である。

【図６】従来のガスメータの構成図である。

【符号の説明】

１ガスメータ２電子回路部３入口配管部４遮断弁５基板６感震器７圧力センサ８電池１３計量部１４流速センサ１７出口配管部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の口径を有する流路の壁面に流速セン
サを取り付けた計量部ユニットと、前記流速センサからの検出信号により前記流路を流れる
ガスの流量を求める電子回路部ユニットと、前記流路の入口を前記ガスの上流側配管に接続する入口
配管部ユニットと、前記流路の出口を前記ガスの下流側配管に接続する出口
配管部ユニットとを有し、前記ガスの使用流量に応じて前記各ユニットを組み合わ
せて構成することを特徴とするガスメータ。
【請求項２】請求項１において、前記計量部ユニットは、前記ガスの使用流量に応じて口
径の異なる流路を有することを特徴とするガスメータ。
【請求項３】請求項１において、前記電子回路部ユニットは、前記ガスの使用流量に応じ
て測定パラメータ又は前記ガスを遮断するための基準値
が設定されることを特徴とするガスメータ。
【請求項４】請求項１において、前記入口配管部ユニット及び出口配管部ユニットは、口
径が異なるガス配管に対して両端で口径が異なるアダプ
タ又は長さの異なるアダプタを介して接続されることを
特徴とするガスメータ。
【請求項５】請求項１において、前記流速センサが所定の流量を検出した時、前記電子回
路部からの指令により前記ガスを遮断する遮断弁が、前
記入口配管部ユニット又は前記計量部ユニットに設けら
れていることを特徴とするガスメータ。
【請求項６】請求項１乃至５において、前記流速センサは、熱線式又は超音波式の流速センサで
あることを特徴とするガスメータ。