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特開2024-141846ガスメータ、及びそれを備えたガス課金システム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024141846
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】ガスメータ、及びそれを備えたガス課金システム
(51)【国際特許分類】
   G01F 3/22 20060101AFI20241003BHJP
   G01F 1/00 20220101ALI20241003BHJP
   G01F 1/68 20060101ALI20241003BHJP
【FI】
G01F3/22 A
G01F1/00 Y
G01F1/68 Z
G01F1/00 S
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023053694
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000000284
【氏名又は名称】大阪瓦斯株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001818
【氏名又は名称】弁理士法人R&C
(72)【発明者】
【氏名】田村 至
(72)【発明者】
【氏名】越智 毅
【テーマコード(参考)】
2F030
2F035
【Fターム(参考)】
2F030CA01
2F030CC13
2F030CE06
2F030CE09
2F030CE22
2F030CE25
2F030CE26
2F030CG09
2F035EA01
2F035EA03
2F035EA04
2F035EA06
(57)【要約】
【課題】外部からの電力供給がない状態でも、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができると共に、長期間に亘って継続使用が可能なガスメータ、及びガス課金システムを提供する。
【解決手段】質量流量導出部S2aとを備えると共に、膜部の往復動に応じて周期移動する周期移動部位と、当該周期移動の移動方向である周期移動方向に直交する直交方向視において周期的に周期移動部位に重畳する重畳部位との何れか一方に、磁力を発生する磁力発生部Rを備えると共に、何れか他方に磁力発生部Rにて発生する磁力により誘導起電力を発生する誘導起電力発生部Kとを備え、ガス通流路LXにガスが通流して膜部が往復動しているときに誘導起電力発生部Kにて発電される電力を、少なくとも一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2aへ供給可能に構成されている。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス通流路を通流するガスの通流量に応じた膜部の往復動に基づいてガスの体積流量を導出する体積流量導出部を備えるガスメータであって、
前記ガス通流路を通流するガスの一部をバイパスして通流可能なバイパス流路と、前記バイパス流路でガスの通流方向に沿う形で設けられ且つ電力の供給により発熱する一対の低抵抗体と、一対の前記低抵抗体が設けられる前記バイパス流路での温度分布に基づいてガスの質量流量を電力の供給により導出可能な質量流量導出部とを備えると共に、
前記膜部の往復動に応じて周期移動する周期移動部位と、当該周期移動の移動方向である周期移動方向に直交する直交方向視において周期的に前記周期移動部位に重畳する重畳部位との何れか一方に、磁力を発生する磁力発生部を備えると共に、何れか他方に前記磁力発生部にて発生する磁力により誘導起電力を発生する誘導起電力発生部とを備え、
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときに前記誘導起電力発生部にて発電される電力を、少なくとも一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されているガスメータ。
【請求項2】
前記膜部の往復動に連動して回転しかつ回転軸心回りでの周方向に沿って前記磁力発生部により磁力を発生する磁力発生領域と非発生領域とを交互に備える回転体と、
当該回転体の回転に伴って前記磁力発生領域と前記非発生領域とを交互に検出する状態に設置される磁気検出部とを備えると共に、
前記誘導起電力発生部を、当該回転体の回転に伴って前記磁力発生領域による磁力付与状態と前記非発生領域による非付与状態とに交互に切り替わる形態で備え、
前記磁気検出部と前記誘導起電力発生部とで、前記回転体の前記磁力発生部にて発生する磁力を共用する請求項1に記載のガスメータ。
【請求項3】
前記磁気検出部が、前記磁力発生領域と前記非発生領域との検出信号を出力する電気駆動式として備えられ、
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときの前記誘導起電力発生部にて発電される電力は、一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されていると共に、前記磁気検出部及び前記体積流量導出部へ供給可能に構成されている請求項2に記載のガスメータ。
【請求項4】
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときの前記誘導起電力発生部にて発電される電力は、蓄電されることなく、少なくとも一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されている請求項2に記載のガスメータ。
【請求項5】
前記回転体は、前記回転軸心回りの回転方向で、前記磁力発生領域と前記非発生領域とを交互に周期的に設ける形態で、前記磁力発生領域を複数備え、
前記誘導起電力発生部が、複数設けられる請求項2に記載のガスメータ。
【請求項6】
前記体積流量導出部にて導出される前記体積流量と、前記質量流量導出部にて導出される前記質量流量との積算値を各別に表示可能な表示部を備えている請求項1又は2に記載のガスメータ。
【請求項7】
請求項1又は2に記載のガスメータを備えたガス課金システムであって、
前記体積流量導出部にて導出される単位時間当たりの前記体積流量と、前記質量流量導出部にて導出される単位時間当たりの前記質量流量とに基づいて、ガス料金を算出するガス課金システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス通流経路を通流するガスの通流量に応じた膜部の往復動に基づいてガスの体積流量を導出する体積流量導出部を備えるガスメータ、及びそれを備えたガス課金システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ガスメータとして、特許文献1に示すように、ガス通流経路を通流するガスの通流量に応じた膜部の往復動に基づいてガスの体積流量を導出する体積流量導出部を備える、所謂、膜式ガスメータが知られている(特許文献1を参照)。
当該膜式ガスメータでは、体積流量導出部として、膜部の往復動を磁気的に検出するMRセンサを備えており、当該MRセンサは電力消費量を十分に小さくして、膜式ガスメータの検定満期毎(10年毎)に交換される電池からの電力供給により駆動可能に構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2017-181311号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
昨今のガスの自由化により、バイオマス由来のガス等が供給されることに伴い、様々なガス種、ガス組成、熱量のガスが供給されるガス供給環境となることが想定される。
しかしながら、上記特許文献1に開示の膜式ガスメータは、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができるような構成とはなっていなかった。このため、消費電力を極力抑制するという制約下においても、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができる新たなガスメータの開発が望まれていた。
【0005】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部からの電力供給がない状態でも、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができると共に、長期間に亘って継続使用が可能なガスメータ、及びガス課金システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するためのガスメータは、
ガス通流路を通流するガスの通流量に応じた膜部の往復動に基づいてガスの体積流量を導出する体積流量導出部を備えるガスメータであって、その特徴構成は、
前記ガス通流路を通流するガスの一部をバイパスして通流可能なバイパス流路と、前記バイパス流路でガスの通流方向に沿う形で設けられ且つ電力の供給により発熱する一対の低抵抗体と、一対の前記低抵抗体が設けられる前記バイパス流路での温度分布に基づいてガスの質量流量を電力の供給により導出可能な質量流量導出部とを備えると共に、
前記膜部の往復動に応じて周期移動する周期移動部位と、当該周期移動の移動方向である周期移動方向に直交する直交方向視において周期的に前記周期移動部位に重畳する重畳部位との何れか一方に、磁力を発生する磁力発生部を備えると共に、何れか他方に前記磁力発生部にて発生する磁力により誘導起電力を発生する誘導起電力発生部とを備え、
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときに前記誘導起電力発生部にて発電される電力を、少なくとも一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されている点にある。
【0007】
上記特徴構成によれば、膜部の往復動に応じて周期移動する周期移動部位と、当該周期移動の移動方向である周期移動方向に直交する直交方向視において周期的に周期移動部位に重畳する重畳部位との何れか一方に、磁力を発生する磁力発生部を備えると共に、何れか他方に磁力発生部にて発生する磁力により誘導起電力を発生する誘導起電力発生部とを備えるから、ガス通流路に測定対象のガスが通流した場合に、磁力発生部による磁力により誘導起電力発生部にて誘導起電力を発生することができる。
更に、上記特徴構成によれば、ガス通流路を通流するガスの一部をバイパスして通流可能なバイパス流路と、バイパス流路でガスの通流方向に沿う形で設けられ且つ電力の供給により発熱する一対の低抵抗体と、一対の低抵抗体が設けられるバイパス流路での温度分布に基づいてガスの質量流量を電力の供給により導出可能な質量流量導出部とを備え、ガス通流路にガスが通流して膜部が往復動しているときの誘導起電力発生部にて発電される電力を、少なくとも一対の低抵抗体及び質量流量導出部へ供給することで、外部から電力を供給することなく、質量流量を良好に導出することができる。
以上より、外部からの電力供給がない状態でも、ガスの種類等の変動に対応した流量として体積流量及び質量流量の測定ができると共に、長期間に亘って継続使用が可能なガスメータを実現できる。
【0008】
ガスメータの更なる特徴構成は、
前記膜部の往復動に連動して回転しかつ回転軸心回りでの周方向に沿って前記磁力発生部により磁力を発生する磁力発生領域と非発生領域とを交互に備える回転体と、
当該回転体の回転に伴って前記磁力発生領域と前記非発生領域とを交互に検出する状態に設置される磁気検出部とを備えると共に、
前記誘導起電力発生部を、当該回転体の回転に伴って前記磁力発生領域による磁力付与状態と前記非発生領域による非付与状態とに交互に切り替わる形態で備え、
前記磁気検出部と前記誘導起電力発生部とで、前記回転体の前記磁力発生部にて発生する磁力を共用する点にある。
【0009】
上記特徴構成によれば、膜部の往復動を検出する磁気検出部と、少なくとも質量流量を検出するための電力を発生する誘導起電力発生部の双方で、回転体の磁力発生部にて発生する磁力を共用するので、構成の簡略化、及び経済性の向上を図ることができる。
【0010】
ガスメータの更なる特徴構成は、
前記磁気検出部が、前記磁力発生領域と前記非発生領域との検出信号を出力する電気駆動式として備えられ、
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときの前記誘導起電力発生部にて発電される電力は、一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されていると共に、前記磁気検出部及び前記体積流量導出部へ供給可能に構成されている点にある。
【0011】
上記特徴構成によれば、ガス通流路にガスが通流して膜部が往復動しているときの誘導起電力発生部にて発電される電力は、一対の低抵抗体及び質量流量導出部へ供給可能に構成されていると共に、磁気検出部及び体積流量導出部へ供給可能に構成されているから、場合によっては体積流量の導出に係る電力をも自身で供給することができ、外部からの電力供給がない場合でも、より長期間に亘って継続的に使用可能なガスメータを実現できる。
【0012】
ガスメータの更なる特徴構成は、
前記ガス通流路にガスが通流して前記膜部が往復動しているときの前記誘導起電力発生部にて発電される電力は、蓄電されることなく、少なくとも一対の前記低抵抗体及び前記質量流量導出部へ供給可能に構成されている点にある。
【0013】
ガス通流路にガスが通流して膜部が往復動しているときの誘導起電力発生部にて発生する誘導起電力は、ガス通流路にガスが通流しているときに発生するため、当該誘導起電力を、ガス通流路にガスが通流している場合に電力を消費する一対の低抵抗体及び質量流量導出部へ供給することで、当該電力を蓄電するバッテリー等を設ける必要がなく、寿命のあるバッテリーを含まない構成とすることで、より一層の長寿命化を図ることができる。
【0014】
ガスメータの更なる特徴構成は、
前記回転体は、前記回転軸心回りの回転方向で、前記磁力発生領域と前記非発生領域とを交互に周期的に設ける形態で、前記磁力発生領域を複数備え、
前記誘導起電力発生部が、複数設けられる点にある。
【0015】
誘導起電力発生部は、自身に対する磁束密度の変化に応じて起電力を発生させる。このため、上記特徴構成の如く、回転体を、回転軸心回りの回転方向で、磁力発生領域と非発生領域とを交互に周期的に設ける形態で、磁力発生領域を複数備えると共に、誘導起電力発生部を複数設けることで、単一の誘導起電力発生部を設ける場合に比べ、回転体の回転数を増加することなく、誘導起電力発生部に対する磁束密度の変化量を増加させて、発生する誘導起電力を増加できる。
【0016】
これまで説明してきたガスメータは、前記体積流量導出部にて導出される前記体積流量と、前記質量流量導出部にて導出される前記質量流量との積算値を各別に表示可能な表示部を備えていることが好ましい。
これにより、例えば、通常の体積流量に加えて、ガスの熱量に係る指標としての質量流量に係る情報を知ることができる。
【0017】
上述したガスメータを備えたガス課金システムであって、その特徴構成は、
前記体積流量導出部にて導出される単位時間当たりの前記体積流量と、前記質量流量導出部にて導出される単位時間当たりの前記質量流量とに基づいて、ガス料金を算出する点にある。
【0018】
上記特徴構成によれば、ガス料金を、単なる体積流量のみならず、熱量に関連する指標である質量流量をも反映させた形で決定できるから、より実態に則した状態でガス料金の請求を行うことができる。
例えば、単位時間当たりのガス料金に関しては、体積流量が同一である場合、単位時間における質量流量が大きいほど単位ガス料金を高くなる形態で設定することで、より実態に則した状態でガス料金の請求を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】実施形態に係るガスメータ、及びガス課金システムに係る概略構成図である。
図2】実施形態に係るガスメータの一部断面図である。
図3】質量流量導出部に係る構成を含む連結機構の分解斜視図である。
図4】磁力発生部を含む回転体、磁気検出部、誘導起電力発生部との関係を示す図である。
図5】磁気検出部からの検出信号、誘導起電力発生部での誘導起電力の発生状態を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の実施形態に係るガスメータ100、及びガス課金システム200は、外部からの電力供給がない状態でも、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができると共に、長期間に亘って継続使用が可能なガスメータ、及びガス課金システムを提供する。
【0021】
図1~5に示すように、当該実施形態に係るガスメータ100は、所謂、膜式ガスメータとして構成されており、ガス供給口1から導入したガス(例えば、都市ガス13A)をガス排出口2から住宅等のガス需要先に供給する形態で、ガス需要先に設置されることになる。
ガス供給口1から導入してガス排出口2から需要先に供給するガスの量を計測して、ケーシングCの外部に設けた液晶式又はカウンタ式の表示部Hに計測したガス量を表示するように構成されている。
【0022】
ケーシングCは、下ケーシング部C1と、当該下ケーシング部C1に対して着脱自在な上ケーシング部C2とから構成されている。下ケーシング部C1の内部には、図3に示すように、計量室4、及び、計量室4へのガスの給排により往復動する計量用の膜部Fが設けられている。
即ち、下ケーシング部C1の内部の中央に仕切壁5が設けられ、その仕切壁5の両側に概ね円筒形状の計量室形成用空間が形成される。左右の計量室形成用空間の中央部に、当該空間を左右に仕切る状態で膜部Fが配置されることにより、各膜部Fの両側夫々に計量室4が形成されている。即ち、膜部Fが一対設けられ、計量室4が4つ形成されている。
【0023】
一対の膜部Fの夫々に対応して、回転軸心を上下方向に沿う形で設け且つ上端側を下ケーシング部C1の上部壁を貫通する状態で支持した翼軸6が設けられている。翼軸6に取付けた翼7の先端に、膜部Fが上下方向(図3で矢印Z方向)に沿う軸心回りで揺動自在に枢支されている。
【0024】
上ケーシング部C2の内部には、図3に示すように、4つの計量室4へのガスの給排を制御する弁部V、一対の膜部Fに対して連結機構Lにて連動連結されて、一対の膜部Fの往復動で回転する回転体R、回転体Rの回転を検出する磁気検出部位M(図4参照)、及び、当該磁気検出部位Mからの検出信号に基づいて、需要先に供給されるガスの量を求める第1制御装置S1としての制御部S1aが設けられている。
即ち、制御部S1aが、磁気検出部位Mからの検出信号に基づいて、需要先に供給されるガスの体積流量(所定期間での積算値)を求めて、求めた体積流量(所定期間での積算値)を表示部Hに表示するように構成され、また、制御部S1aが、ガスの体積流量が過剰に増大するとき等の異常時においては、後述する遮断弁(図示せず)を遮断状態に操作するように構成されている。
【0025】
弁部Vは、4つの計量室4のうちの左側の2つ及び右側の2つの夫々に対応させる状態で、一対の揺動バルブ9を備え、各揺動バルブ9が、一対の膜部Fの往復動により揺動して、4つの計量室4に対するガスの給排を制御するように構成されている。
【0026】
尚、周知な構成であるので詳細な説明並びに図示は省略するが、上ケーシング部C2の内部には、ガスの圧力を検出する圧力センサ、地震の震動を検出する感震器、及び、ガス通流路LX(図3に図示)を遮断する遮断弁が設けられ、圧力センサが異常圧力を検出したときや感震器が地震を検出したとき等、異常が発生したときには、制御部S1aが、遮断弁を遮断状態に制御するように構成されている。上ケーシング部C2の側面部には、遮断状態の遮断弁を開弁状態に復帰するための復帰軸(図示せず)の操作部を覆う復帰軸キャップ8が設けられている。
【0027】
<連結機構の詳細>
図3に示すように、一対の翼軸6の上端部に装着した一対の大肘金10、一対の大肘金10の先端部に枢着した小肘金11、及び、一対の小肘金11の先端部が同軸心回りで枢着されるクランク台12が設けられている。
下ケーシング部C1の上部壁に取り付けた支持台13に、軸心を上下方向に沿わせたクランク軸14が回転自在に支持され、クランク軸14の上端部に、クランクアーム15が装着されている。
クランクアーム15の先端に、上方に突出する軸部15aの下端部が固着され、この軸部15aに、クランク台12における小肘金11の先端部が枢着される箇所とは異なる箇所が枢支されている。また、クランクアーム15の軸部15aに枢支連結した2本のクランクロッド16が、弁部Vの一対の揺動バルブ9に連結されている。
【0028】
つまり、膜部Fと回転体Rとを連動連結する連結機構Lが、一対の大肘金10、一対の小肘金11、クランク台12、クランクアーム15、及び、クランク軸14を主要部として構成されている。クランク軸14が回転することにより、一対の揺動バルブ9が、クランクロッド16の押し引きにより揺動して、4つの計量室4に対するガスの給排を制御するように構成されている。
【0029】
クランクアーム15の先端の軸部15aの上端に、回転体Rを支持する支持リンク17が固着され、回転体Rが、クランク軸14の軸心を回転軸心Xとして回転する状態で、支持リンク17に支持されている。つまり、一対の膜部Fが往復動するに伴って、一対の翼軸6が所定角度で回動し、その一対の翼軸6の回動に伴って、回転体Rが、クランク軸14の軸心を回転軸心Xとして回転するように構成されている。
即ち、当該回転体Rが、膜部Fの往復動に応じて周期移動する支持リンク17(周期移動部位の一例)に設けられる。
【0030】
<回転体の検出構成>
図5に示すように、回転体Rが、回転軸心X回りでの周方向に沿って磁力発生部により磁力を発生する磁力発生領域JAと非発生領域JBとを交互に備える形態に構成されている。
本実施形態においては、磁力発生領域JAと非発生領域JBとが、回転軸心X回りの周方向に沿って、90度ずつの間隔で形成されている。即ち、回転体Rは、回転軸心回りの回転方向で、磁力発生領域JAと非発生領域JBとを交互に周期的に設ける形態で、磁力発生領域JAを複数備えている。
【0031】
ちなみに、詳細な説明は省略するが、棒磁石(磁力発生部の一例)を回転軸心Xと直交する姿勢で回転体Rに装着することによって、磁力発生領域JAと非発生領域JBとを、回転軸心X回りの周方向に沿って、90度ずつの間隔で形成するように構成されている。
【0032】
回転体Rの回転に伴って磁力発生領域JAと非発生領域JBとを交互に検出する状態に磁気検出部位Mが設置されている。本実施形態においては、磁気検出部位Mとして、一対の磁気検出作用部MR1、MR2が、回転体Rの回転軸心X回りの周方向に沿って、135度の間隔を隔てる状態で設置されている。つまり、図3に示すように、連結機構Lの上方箇所に、上ケーシング部C2を上下に区画する隔壁18が設けられ、その隔壁18の上部に設置したMRセンサを構成するセンサ基板SKに、一対の磁気検出作用部MR1、MR2が設けられている。換言すると、当該磁気検出部は、磁力発生領域JAと非発生領域JBとの検出信号を識別可能に出力する電気駆動式として備えられる。
このように、磁気検出部位M(センサ基板SK上の一対の磁気検出作用部MR1、MR2)及び第1制御装置S1が磁気検出部として機能する。
【0033】
磁気検出部位Mを構成する一対の磁気検出作用部MR1、MR2は、磁気抵抗素子等を用いて構成されるものであって、駆動用電力の供給状態のときに、磁力発生領域JAと非発生領域JBとの検出信号を出力するように構成されている。
具体的には、磁気検出作用部MR1、MR2は、磁力発生領域JAを検出するときには、検出信号としてON信号を出力し、かつ、非発生領域JBを検出するときには、検出信号としてOFF信号を出力するように構成されている。
【0034】
即ち、図5に示すように、一対の磁気検出作用部MR1、MR2の夫々が、磁力発生領域JAに対応するON信号と、非発生領域JBに対応するOFF信号とを、回転体Rが90度回転するごとに切換える形態で、交互に出力することなる。
また、一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの一方の磁力発生領域JAに対応するON信号及び非発生領域JBに対応するOFF信号に対して、一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの他方の磁力発生領域JAに対応するON信号及び非発生領域JBに対応するOFF信号が、回転体Rが45度回転することに相当する位相でずれることになる。
【0035】
つまり、回転体が45度回転するごとに次の状態に変化する形態で、一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの一方が磁力発生領域JAに対応する検出信号(ON信号)を出力しかつ一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの他方が非発生領域JBに対応する検出信号(OFF信号)を出力する第1状態、一対の磁気検出作用部MR1、MR2の夫々が磁力発生領域JAに対応する検出信号(ON信号)を出力する第2状態、一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの一方が非発生領域JBに対応する検出信号(OFF信号)を出力しかつ一対の磁気検出作用部MR1、MR2のうちの他方が磁力発生領域JAに対応する検出信号(ON信号)を出力する第3状態、及び、一対の磁気検出作用部MR1、MR2の夫々が非発生領域JBに対応する検出信号(OFF信号)を出力する第4状態が、回転体Rが半回転する間に、現出されることになる。
【0036】
また、半回転した回転体Rが残りを半回転する間には、回転体Rが45度回転するごとに次の状態に変化する形態で、上記の4つの状態が現出されることになる。したがって、回転体Rが一回転する間に、回転体Rの回転位相を、8つの回転位相N1~N8に分解した状態で検出することができるように構成されている。
【0037】
さて、当該実施形態に係るガスメータ100では、昨今のガスの自由化の流れから、供給されるガスの種類等が変動する場合に対応するべく、ガス通流路LXを通流するガスの質量流量も計測可能に構成されている。
説明を追加すると、ガス通流路LXを通流するガスの一部をバイパスして通流可能なバイパス流路BLと、バイパス流路BLでガスの通流方向に沿う形で設けられ且つ電力の供給により発熱する一対の低抵抗体R1、R2と、一対の低抵抗体R1、R2が設けられるバイパス流路BLでの温度分布に基づいてガスの質量流量を電力の供給により導出可能な質量流量導出部S2aを有する第2制御装置S2とを備える。
質量流量導出部S2aは、一対の低抵抗体R1、R2に電気的に接続されるブリッジ回路を有しており、バイパス流路BLに流体が通流している状態で、一対の低抵抗体R1、R2のうち上流側に設けられる第2低抵抗体R2の熱が奪われると共に下流側に設けられる第1低抵抗体R1へ熱が移動したときに、一対の低抵抗体R1、R2の抵抗値のバランスの変化をブリッジ回路で取得し、取得した値に基づいてガスの質量流量を導出する。
質量流量導出部S2aにて導出される質量流量(所定期間での積算値)は、上述の体積流量(所定期間での積算値)と共に上記表示部Hへ表示される。即ち、表示部Hにおいて、質量流量(所定期間での積算値)と体積流量(所定期間での積算値)とは、各別に表示される。
【0038】
さて、通常、超音波流量計としてのガスメータ100は、低消費電力化が図られ、外部から電力が供給されることなく、内部に設けられる電池(図示せず)から供給される電力により、駆動可能に構成されている。このため、上述の一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2aにて質量流量を導出するための電力を、ガスメータ100の長い運用期間に亘って確保することが難しいという問題がある。
【0039】
そこで、当該実施形態に係るガスメータ100にあっては、図3に示すように、回転体Rを支持する支持リンク17の周期移動の移動方向である周期移動方向(軸部15aを軸心とする回転方向)に直交する直交方向視において、周期的に回転体Rの磁力発生領域JAと非発生領域JBに重畳する重畳部位(図3、4に示すように直交方向視で磁力発生領域JA及び非発生領域JBに交互に重畳する部位)に、磁力発生領域JAにて発生する磁力により誘導起電力を発生するコイル部K(誘導起電力発生部の一例)を備える。即ち、コイル部Kは、回転体Rの回転に伴って磁力発生領域JAによる磁力付与状態と非発生領域JBによる非付与状態とに交互に切り替わる形態で備えられる。
当該構成により、磁気検出部位M(磁気検出作用部MR1、MR2)とコイル部K(誘導起電力発生部)とで、回転体の磁力発生部にて発生する磁力を共用する。
更に、ガス通流路LXにガスが通流して膜部Fが往復動しているときにコイル部Kにて発電される電力を、一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2a(第2制御装置S2)へ供給するよう構成されている。
ちなみに、コイル部Kで誘導起電力が発生するタイミングは、膜部Fが往復動して回転体Rが回転しているタイミング、即ち、ガス通流路LXにガスが通流しているタイミングであって、第2制御装置S2としての質量流量導出部S2a及び第1低抵抗体R1及び第2低抵抗体R2にて質量流量を計測して電力を消費するタイミングであるので、コイル部Kにて発生した誘導起電力は、蓄電池等に蓄電することなく、一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2a(第2制御装置S2)へ供給され消費される。
【0040】
ここで、コイル部Kは、回転体Rを支持する支持リンク17の周期移動の移動方向である周期移動方向(軸部15aを軸心とする回転方向)に直交する方向に、コイルのコイル軸心を沿わせる形で設けられる複数(当該実施形態では一対)の第1コイルK1及び第2コイルK2から構成されている。
第1コイルK1及び第2コイルK2は、図4に示す周期移動方向に直交する直交方向視において、回転体Rの回転軸心X(クランク軸14の回転軸心)を中心として180度を成す角度で設けられている。
これにより、第1コイルK1及び第2コイルK2は、図5に示すように、誘導起電力を発生することになる。
【0041】
当該実施形態に係るガス課金システム200では、夫々のガスメータ100(GM1、GM2・・・)の第1制御装置S1にて導出される単位時間当たりの体積流量と、質量流量導出部C2aとしての第2制御装置S2にて導出される単位時間当たりの質量流量とに基づいて、ガス料金を算出するように構成できる。
例えば、当該実施形態に係るガスメータ100(GM1、GM2・・・)では、体積流量に加え、質量流量も計測可能に構成されているから、体積流量をQ[m/s]、質量流量をm[kg/s]、密度をρ[kg/m]としたときに、以下の〔式1〕の関係が成立する。
【0042】
〔式1〕
ρ=Q/m
【0043】
そこで、当該ガス課金システム200は、例えば、単位時間毎の体積流量を単位時間毎の密度ρの平均値で補正した値を、所定の課金期間にて足し合わせる形態で、ガス料金を導出する。尚、補正においては、密度ρが大きいほど、単位時間毎のガス料金が高くなる形態をとることができる。
【0044】
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態においては、体積流量の計測に係る制御を実行する第1制御装置S1、及び質量流量の計測に係る質量流量導出部を有する第2制御装置S2とは、各別に備える構成例を示したが、両者を一体的に備える構成を採用しても構わない。
また、上記実施形態では、ガス通流路LXにガスが通流しているときに誘導起電力発生部にて発生する誘導起電力は、一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2aを有する第2制御装置S2へ供給される構成例を示したが、これに加え、体積流量導出部としての第1制御装置S1へ供給するように構成しても構わない。
【0045】
(2)上記特徴構成では、表示部Hにおいて、体積流量及び質量流量を表示する構成例を示したが、これらの値に加え、体積流量を上述の密度ρにて補正した補正流量を表示する構成例を示しても構わない。
【0046】
(3)上記実施形態では、支持リンク17上に磁力発生領域JAを有する回転体Rが設けられ、それに重畳する重畳部位に、誘導起電力発生部としてのコイル部Kが設けられる構成を示したが、支持リンク17上にコイル部Kが設けられ、それに重畳する重畳部位に、回転体Rが設けられる構成を採用しても構わない。
この場合、コイル部Kにて発生される誘導起電力は、非接触で、一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2a等の電力消費部へ導かれる構成が好適に採用される。
この場合、磁力検出部としてのセンサ基板SKについても、支持リンク17上、又は支持リンク17と共に回転する部位に設けられることが好ましい。
センサ基板SKの検出信号は、非接触で第1制御装置S1へ信号伝達する構成を好適に採用できる。
【0047】
(4)上記実施形態では、コイル部Kにて発生した誘導起電力を、一対の低抵抗体R1、R2及び質量流量導出部S2aへ導き消費する構成を示したが、これに加え、センサ基板SK及び第1制御装置S1としての制御部S1aへも導き消費する構成を採用しても構わない。
【0048】
尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0049】
本発明のガスメータ、及びガス課金システムは、外部からの電力供給がない状態でも、ガスの種類等の変動に対応した流量の測定ができると共に、長期間に亘って継続使用が可能なガスメータ、及びガス課金システムとして、有効に利用可能である。
【符号の説明】
【0050】
100 :ガスメータ
200 :ガス課金システム
BL :バイパス流路
C2a :質量流量導出部
F :膜部
H :表示部
JA :磁力発生領域
JB :非発生領域
K :コイル部
K1 :第1コイル
K2 :第2コイル
LX :ガス通流路
M :磁気検出部位
MR1 :磁気検出作用部
MR2 :磁気検出作用部
R :回転体
R1 :第1低抵抗体
R2 :第2低抵抗体
S1 :第1制御装置
S2a :質量流量導出部
図1
図2
図3
図4
図5