JP2005098995A - Ultrasonic flow meter and hot water supply system - Google Patents
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Abstract
【課題】 従来よりもコンパクトな設置スペースで、温度が異なる複数の液体の流速及び/又は流量を計測することが可能な超音波流量計及び給湯システムの提供を目的とする。
【解決手段】 本発明の超音波流量計10によれば、共通の1つの演算処理部18において、常温水に関する計測値(流速・流量・温度)と常温水を加熱してなる加熱水に関する計測値との両方を算出することができるので、超音波流量計10の大きさを、従来の翼車式の流量計を単に2つ合わせただけのものよりも小さくすることができ、設置スペースを従来よりも小さく抑えることができる。また、加熱水の使用による消費熱量を、常温水と加熱水との温度差と加熱水の流量(使用量)とから算出するので、常温水の温度が変動した場合でも、加熱水の使用によって消費された熱量を正確に求めることができる。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic flow meter and a hot water supply system capable of measuring the flow velocity and / or flow rate of a plurality of liquids having different temperatures in a smaller installation space than before.
According to an ultrasonic flowmeter of the present invention, a measurement value (flow velocity, flow rate, temperature) related to room temperature water and measurement related to heated water obtained by heating room temperature water in one common processing unit. Since both of the values can be calculated, the size of the ultrasonic flow meter 10 can be made smaller than a simple combination of two conventional impeller-type flow meters. It can be kept smaller than before. In addition, the amount of heat consumed due to the use of heated water is calculated from the temperature difference between normal temperature water and heated water and the flow rate (used amount) of heated water, so even if the temperature of normal temperature water fluctuates, The amount of heat consumed can be accurately determined.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、超音波流量計及び給湯システムに関する。 The present invention relates to an ultrasonic flow meter and a hot water supply system.
給湯設備を備えた住宅では、水道水用配管とは別に、給湯設備に接続された温水用配管が備えられている。そして、これら配管にそれぞれ取り付けられた翼車式の流量メータによって、水道水の流量と温水の流量とが別々に計測されている。 In a house equipped with a hot water supply facility, a hot water pipe connected to the hot water supply facility is provided separately from the tap water piping. And the flow volume of tap water and the flow volume of warm water are separately measured with the impeller-type flow meter attached to these piping, respectively.
ところで、昨今の住宅事情から、流量メータの設置スペースのコンパクト化が検討されている。しかしながら、複数の翼車式の流量メータを一体化することは、構造上困難であるため、水道水用と温水用とで、流量メータの設置スペースがそれぞれ必要とされ、コンパクト化は困難であった。なお、本願発明に関係する先行技術文献は発見できなかった。 By the way, due to the recent housing situation, downsizing of the installation space of the flow meter is being studied. However, since it is difficult to integrate a plurality of impeller-type flow meters, it requires a space for installing the flow meters for tap water and hot water, and it is difficult to make them compact. It was. In addition, prior art documents related to the present invention could not be found.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来よりもコンパクトな設置スペースで、温度が異なる複数の液体の流速及び/又は流量を計測することが可能な超音波流量計及び給湯システムの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is an ultrasonic flowmeter and a hot water supply system capable of measuring the flow velocity and / or flow rate of a plurality of liquids having different temperatures in a compact installation space than conventional ones. For the purpose of provision.
上記目的を達成するため、請求項1に係る超音波流量計は、液体が流れる第1の流路に備えられた第1計測部と、第1の流路を流れる液体とは温度が異なる液体が流れる第2の流路に備えられた第2計測部と、第1計測部と第2計測部とのそれぞれに備えられて、流路の上流側と下流側とに分けて配置されると共に、液体の流れに沿った順方向と流れに逆行した逆方向との両方向で超音波を送受信する1対の超音波送受波器と、1対の超音波送受波器の間における順方向及び逆方向の超音波の到達時間の差を算出する演算部と、第1計測部と第2計測部とを交互に切り替えて演算部に接続する切り替え手段とを備え、演算部は、第1計測部に接続した場合に超音波の到達時間差に基づいて第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量を算出すると共に、第2計測部に接続した場合に超音波の到達時間差に基づいて第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量を算出するように構成したところに特徴を有する。 In order to achieve the above object, an ultrasonic flowmeter according to claim 1 is a liquid in which the temperature is different between the first measurement unit provided in the first flow path through which the liquid flows and the liquid flowing through the first flow path. The second measurement unit provided in the second flow path through which the gas flows, the first measurement unit, and the second measurement unit are provided respectively, and are arranged separately on the upstream side and the downstream side of the flow path. Forward and reverse between a pair of ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasound in both the forward direction along the flow of the liquid and the reverse direction reverse to the flow, and the pair of ultrasonic transducers A calculation unit that calculates a difference in arrival times of ultrasonic waves in the direction, and a switching unit that alternately switches between the first measurement unit and the second measurement unit and connects to the calculation unit. Calculates the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the first flow path based on the difference in arrival time of ultrasonic waves when connected to Rutotomoni, characterized in was configured to calculate the flow rate and / or flow rate of the liquid flowing through the second flow path based on the arrival time difference of the ultrasonic waves to when connected to the second measurement unit.
請求項2の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、第2の流路には常温の液体が流され、第1の流路には常温の液体を加熱した液体が流されかつ、第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=(P1−P2)・W1
上記関係式から、熱量Qを求めるように構成したところに特徴を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the first aspect, a normal temperature liquid is caused to flow through the second flow path, and a liquid obtained by heating the normal temperature liquid is caused to flow through the first flow path. When the flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1, the temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1, the temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2, and the amount of heat is Q In addition, the calculation unit
Q = (P1-P2) · W1
A characteristic is that the heat quantity Q is obtained from the above relational expression.
請求項3の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、加熱した液体を第1の流路によって所定の部位に供給し、その液体のうち、所定の部位で一部が消費された残りの液体を第2の流路で回収しかつ、第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=P1・(W1−W2)
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したところに特徴を有する。
According to a third aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the first aspect, the heated liquid is supplied to a predetermined portion by the first flow path, and a part of the liquid is consumed at the predetermined portion. The remaining liquid is collected in the second flow path, and the flow rate of the liquid flowing in the first flow path is set to W1, the flow rate of the liquid flowing in the second flow path is set to W2, and flows in the first flow path. When the liquid temperature is P1 and the heat quantity is Q, the calculation unit
Q = P1 · (W1-W2)
It is characterized in that the heat quantity Q is calculated using the above relational expression.
請求項4の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、加熱した液体を第1の流路によって所定の部位に供給し、その液体のうち、所定の部位で熱を奪われた残りの液体を第2の流路で回収しかつ、第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=(P1−P2)・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したところに特徴を有する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the first aspect, the heated liquid is supplied to a predetermined portion by the first flow path, and heat is deprived at the predetermined portion of the liquid. The remaining liquid is collected in the second flow path, the flow rate of the liquid flowing in the second flow path is W2, the temperature of the liquid flowing in the first flow path is P1, and the liquid flowing in the second flow path When the temperature of P2 is P2 and the heat quantity is Q,
Q = (P1-P2) · W2
It is characterized in that the heat quantity Q is calculated using the above relational expression.
請求項5の発明は、請求項1に記載の超音波流量計において、加熱した液体を第1の流路によって所定部位に供給し、その液体のうち、所定部位で熱を奪われ又は一部が消費された残りの液体を第2の流路で回収しかつ、第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q3=P1・W1−P2・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したところに特徴を有する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ultrasonic flowmeter according to the first aspect, the heated liquid is supplied to a predetermined portion by the first flow path, and heat is deprived or partially at the predetermined portion of the liquid. Is collected in the second flow path, the flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1, the flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2, and the first flow When the temperature of the liquid flowing through the path is P1, the temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2, and the amount of heat is Q,
Q3 = P1 / W1-P2 / W2
It is characterized in that the heat quantity Q is calculated using the above relational expression.
請求項6の発明は、請求項2乃至5の何れかに記載の超音波流量計において、演算部にて算出された第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、熱量とを通信回線に出力する共通の出力手段を備えたところに特徴を有する。 A sixth aspect of the present invention is the ultrasonic flowmeter according to any one of the second to fifth aspects, wherein the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the first flow path calculated by the calculation unit, It is characterized in that a common output means for outputting the flow rate and / or flow rate of the liquid flowing through the flow path and the amount of heat to the communication line is provided.
請求項7の発明は、請求項2乃至6の何れかに記載の超音波流量計において、演算部にて算出された第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、熱量とを表示する共通の表示部を備えたところに特徴を有する。 The invention according to claim 7 is the ultrasonic flowmeter according to any one of claims 2 to 6, wherein the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing in the first flow path calculated by the calculation unit, It is characterized by having a common display unit that displays the flow rate and / or flow rate of the liquid flowing through the flow path and the amount of heat.
請求項8の発明は、請求項1乃至7の何れかに記載の超音波流量計において、第1の流路の途中に接続されて、第1の流路の一部を構成する第1流路構成部と、第2の流路の途中に接続されて、第2の流路の一部を構成する第2流路構成部とが備えられ、第1計測部に備えた1対の超音波送受波器は、第1流路構成部に配設されると共に、第2計測部に備えられた1対の超音波送受波器は、第2流路構成部に配設されたところに特徴を有する。 The invention according to claim 8 is the ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 7, wherein the first flow connected to the middle of the first flow path and constituting a part of the first flow path. A pair of superstructures provided in the first measurement unit, including a path configuration unit and a second channel configuration unit that is connected in the middle of the second channel and configures a part of the second channel. The ultrasonic transducer is disposed in the first flow path component, and the pair of ultrasonic transducers provided in the second measurement unit is disposed in the second flow path component. Has characteristics.
請求項9の発明は、請求項1乃至8の何れかに記載の超音波流量計において、第1計測部及び第2計測部に備えられた1対の超音波送受波器をそれぞれ第1の流路及び第2の流路における液体の流れ方向と平行に並べ、順方向の超音波の到達時間をT1とし、逆方向の超音波の到達時間をT2とし、超音波送受波器同士の間隔をdとし、超音波の伝播速度をCとした場合に、演算部は、
1/T1+1/T2=2C/d
上記関係式を利用して伝播速度Cを演算し、第1の流路を流れる液体及び第2の流路を流れる液体の温度を伝播速度Cの関係式から求めるように構成したところに特徴を有する。
A ninth aspect of the present invention is the ultrasonic flowmeter according to any one of the first to eighth aspects, wherein each of the pair of ultrasonic transducers provided in the first measurement unit and the second measurement unit is a first one. Arranged in parallel with the flow direction of the liquid in the flow path and the second flow path, the arrival time of the ultrasonic wave in the forward direction is T1, the arrival time of the ultrasonic wave in the reverse direction is T2, and the distance between the ultrasonic transducers Is d and the propagation speed of the ultrasonic wave is C,
1 / T1 + 1 / T2 = 2C / d
A characteristic is that the propagation velocity C is calculated using the above relational expression, and the temperatures of the liquid flowing through the first flow path and the liquid flowing through the second flow path are obtained from the relational expression of the propagation speed C. Have.
請求項10の発明は、請求項1乃至9の何れかに記載の超音波流量計において、第1計測部及び第2計測部の計測値が、共に予め設定された各数値範囲内にあるか否かを判定する計測値判定手段を備えたところに特徴を有する。
The invention according to
請求項11の発明は、請求項1乃至10の何れかに記載の超音波流量計において、第1計測部の計測値と第2計測部の計測値との比率が、予め設定された数値範囲内にあるか否かを判定する比率判定手段を備えたところに特徴を有する。
The invention of
請求項12の発明は、請求項11に記載の超音波流量計において、比率判定手段によって計測値の比率が判定される第1計測部及び第2計測部は、共通の機器に連絡された第1の流路及び第2の流路に配置されたところに特徴を有する。
The invention according to
請求項13に係る給湯システムは、請求項2に記載の超音波流量計を備え、第2の流路に流される液体は、常温水であり、第1の流路に流される液体は、常温水を加熱してなる温水又は熱湯であるところに特徴を有する。 A hot water supply system according to a thirteenth aspect includes the ultrasonic flowmeter according to the second aspect, wherein the liquid that flows through the second flow path is room temperature water, and the liquid that flows through the first flow path is at room temperature. It is characterized by being hot water or hot water obtained by heating water.
請求項14に係る給湯システムは、請求項3乃至5の何れか記載の超音波流量計を備え、第1の流路及び第2の流路に流される液体は、温水又は熱湯であるところに特徴を有する。 A hot water supply system according to a fourteenth aspect includes the ultrasonic flowmeter according to any one of the third to fifth aspects, wherein the liquid flowing through the first flow path and the second flow path is hot water or hot water. Has characteristics.
[請求項1の発明]
上記のように構成した請求項1に係る発明によれば、演算部では、第1計測部と第2計測部とのうち、切り替え手段によって接続された方に備えられた超音波送受波器における超音波の到達時間の差に基づいて、流速及び又は流量を算出する。つまり、温度の異なる2つの液体の流速及び/又は流量を、1つの共通の演算部で算出することができる。従って、流量計の大きさを、従来の翼車式の流量計を単に2つ合わせたものよりも小さくすることができ、設置スペースを従来よりも小さく抑えることができる。さらに、流路毎に個別に演算部を設けた場合に比較して、演算部に掛かる部品コストを削減することができる。
[Invention of Claim 1]
According to the invention according to claim 1 configured as described above, in the calculation unit, in the ultrasonic transducer provided in the one connected by the switching unit between the first measurement unit and the second measurement unit. The flow velocity and / or flow rate are calculated based on the difference in arrival time of the ultrasonic waves. That is, the flow velocity and / or flow rate of two liquids having different temperatures can be calculated by one common calculation unit. Therefore, the size of the flow meter can be made smaller than a simple combination of two conventional impeller-type flow meters, and the installation space can be kept smaller than before. Furthermore, compared with the case where the calculation part is provided for every flow path, the component cost concerning a calculation part can be reduced.
[請求項2の発明]
請求項2の発明によれば、第2の流路に流された常温の液体の温度をP2とし、第1の流路に流された常温の液体を加熱した液体の流量をW1、温度をP1とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=(P1−P2)・W1
上記関係式から、熱量Qを演算する。つまり、常温の液体と加熱した液体との温度差に基づいて、加熱した液体が消費されたことによる熱量の消費量を求めることができる。従って、常温の液体の温度が変動した場合でも、加熱した液体の消費による消費熱量を正確に算出することができる。
[Invention of claim 2]
According to the second aspect of the present invention, the temperature of the normal-temperature liquid that has flowed through the second flow path is P2, the flow rate of the liquid that has heated the normal-temperature liquid flowed through the first flow path is W1, and the temperature is When P1 is set and Q is the amount of heat, the calculation unit is
Q = (P1-P2) · W1
The amount of heat Q is calculated from the above relational expression. That is, based on the temperature difference between the liquid at normal temperature and the heated liquid, the amount of heat consumed due to consumption of the heated liquid can be obtained. Therefore, even when the temperature of the liquid at normal temperature fluctuates, the amount of heat consumed by consumption of the heated liquid can be accurately calculated.
[請求項3の発明]
請求項3の発明によれば、加熱した液体を第1の流路によって所定の部位に供給し、その液体のうち、所定の部位で一部が消費された残りの液体を第2の流路で回収する構成において、第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=P1・(W1−W2)
上記関係式を利用して、熱量Qを演算する。つまり、所定部位において加熱した液体の一部が消費されかつ、第1の流路を流れる液体の温度P1と第2の流路を流れる液体の温度P2とが一致又は近似している場合の消費熱量を算出することができる。
[Invention of claim 3]
According to the invention of claim 3, the heated liquid is supplied to the predetermined part by the first flow path, and the remaining liquid that has been partially consumed at the predetermined part of the liquid is supplied to the second flow path. The flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1, the flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2, the temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1, and the amount of heat is When Q is used, the calculation unit
Q = P1 · (W1-W2)
The amount of heat Q is calculated using the above relational expression. That is, consumption when a part of the heated liquid is consumed at the predetermined portion and the temperature P1 of the liquid flowing through the first flow path is equal to or approximate to the temperature P2 of the liquid flowing through the second flow path. The amount of heat can be calculated.
[請求項4の発明]
請求項4の発明によれば、加熱した液体を第1の流路によって所定の部位に供給し、その液体のうち、所定の部位で熱を奪われた残りの液体を第2の流路で回収する構成において、第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=(P1−P2)・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算する。つまり所定部位において加熱した液体の熱が奪われ、かつ第1の流路における流量W1と第2の流路における流量W2とが一致又は近似している場合の消費熱量を算出することができる。
[Invention of claim 4]
According to the invention of claim 4, the heated liquid is supplied to the predetermined part by the first flow path, and the remaining liquid that has been deprived of heat at the predetermined part is supplied by the second flow path. In the recovery configuration, the flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2, the temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1, the temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2, and the amount of heat is Q. When the calculation unit is
Q = (P1-P2) · W2
The amount of heat Q is calculated using the above relational expression. That is, it is possible to calculate the amount of heat consumed when the heat of the liquid heated at the predetermined portion is deprived and the flow rate W1 in the first flow path and the flow rate W2 in the second flow path match or approximate.
[請求項5の発明]
請求項5の発明によれば、加熱した液体を第1の流路によって所定の部位に供給し、その液体のうち、所定の部位で熱を奪われ又は一部が消費された残りの液体を第2の流路で回収する構成において、第1の流路を流れる液体の流量をW1、温度をP1とし、第2の流路を流れる液体の流量をW2、温度をP2とし、熱量を熱量をQとした場合に、演算部は、
Q=P1・W1−P2・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算する。つまり、所定部位において加熱した液体の熱が奪われたり、加熱した液体の一部が消費されたことによる消費熱量を算出することができる。
[Invention of claim 5]
According to the invention of claim 5, the heated liquid is supplied to the predetermined portion by the first flow path, and the remaining liquid that has been deprived of heat or partially consumed among the liquid is supplied. In the configuration of collecting in the second flow path, the flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1, the temperature is P1, the flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2, the temperature is P2, and the amount of heat is the amount of heat. Where Q is Q,
Q = P1 / W1-P2 / W2
The amount of heat Q is calculated using the above relational expression. That is, it is possible to calculate the amount of heat consumed when the heat of the heated liquid is deprived at a predetermined site or when a part of the heated liquid is consumed.
[請求項6の発明]
請求項6の発明によれば、第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、熱量とを1つの共通の通信手段で通信回線に出力できるので、流量計に通信手段を備えた場合でも、流量計の大型化を抑えることができ、しかも、通信手段に掛かる部品コストを抑えることができる。
[Invention of claim 6]
According to the invention of claim 6, the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the first flow channel, the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the second flow channel, and the heat quantity are shared by one common communication means. Therefore, even if the flow meter is provided with a communication means, it is possible to suppress an increase in the size of the flow meter and to reduce the cost of parts applied to the communication means.
[請求項7の発明]
請求項7の発明によれば、第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量と、熱量とを1つの共通の表示部で表示することができるので、流量計に表示部を備えた場合でも、流量計の大型化を抑えることができ、しかも、表示部に掛かる部品コストを抑えることができる。
[Invention of Claim 7]
According to the seventh aspect of the present invention, the flow rate and / or flow rate of the liquid flowing through the first flow channel, the flow rate and / or flow rate of the liquid flowing through the second flow channel, and the heat quantity are shared by one common display unit. Therefore, even if the flow meter is provided with a display unit, it is possible to suppress an increase in the size of the flow meter and to reduce the cost of parts applied to the display unit.
[請求項8の発明]
請求項8の発明によれば、超音波流量計は、第1流路構成部を第1の流路の途中に接続し、第2流路構成部を第2の流路の途中に接続するだけで超音波送受波器をそれぞれの流路に設置することができるので、超音波送受波器の各流路への設置を容易に行うことができる。
[Invention of Claim 8]
According to the invention of claim 8, the ultrasonic flowmeter connects the first flow path component in the middle of the first flow path and connects the second flow path component in the middle of the second flow path. Since the ultrasonic transducers can be installed in the respective flow paths only, the ultrasonic transducers can be easily installed in the respective channels.
[請求項9の発明]
請求項9の発明によれば、順方向の超音波の到達時間をT1とし、逆方向の超音波の到達時間をT2とし、1対の超音波送受波器同士の間隔をdとし、超音波の伝播速度をCとした場合、演算部は
1/T1+1/T2=2C/d
上記関係式を利用して伝播速度Cを演算し、第1の流路を流れる液体及び第2の流路を流れる液体の温度を伝播速度Cの関係式から求めることができる。これにより、温度を計測する機器を別途設けることなく、異なる流路を流れる液体の温度を測定することができる。
[Invention of claim 9]
According to the invention of claim 9, the arrival time of the ultrasonic wave in the forward direction is T1, the arrival time of the ultrasonic wave in the reverse direction is T2, the interval between the pair of ultrasonic transducers is d, and the ultrasonic wave When the propagation speed of C is C, the calculation unit is 1 / T1 + 1 / T2 = 2C / d
The propagation speed C is calculated using the above relational expression, and the temperatures of the liquid flowing through the first flow path and the liquid flowing through the second flow path can be obtained from the relational expression of the propagation speed C. Thereby, the temperature of the liquid which flows through a different flow path can be measured, without providing the apparatus which measures temperature separately.
[請求項10の発明]
請求項10の発明によれば、第1計測部及び第2計測部の計測値が、共に予め設定された数値範囲内にあるか否かを判定することができる。
[Invention of Claim 10]
According to invention of
[請求項11の発明]
請求項11の発明によれば、第1計測部の計測値と第2計測部の計測値との比率が、予め設定された数値範囲内にあるか否かを判定することができる。
[Invention of Claim 11]
According to the eleventh aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not the ratio between the measurement value of the first measurement unit and the measurement value of the second measurement unit is within a preset numerical range.
[請求項12の発明]
請求項12の発明によれば、比率判定手段による判定結果に基づいて、共通の機器の状態が正常であるか否かを判定することができる。
[Invention of Claim 12]
According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to determine whether or not the state of the common device is normal based on the determination result by the ratio determining means.
[請求項13の発明]
請求項13に係る発明によれば、第1の流路には、第2の流路に流れる常温水を加熱してなる温水又は熱湯が流れるので、温水又は熱湯を使用することで消費された熱量を、常温水と温水又は熱湯との温度差に基づいて算出することができる。従って、常温水の温度が変動した場合でも、温水又は熱湯を消費したことによる消費熱量を正確に算出することができる。
[Invention of Claim 13]
According to the invention of
[請求項14の発明]
請求項14の発明によれば、第1の流路から所定の部位に供給された温水又は熱湯のうち、所定の部位において熱を奪われたり、一部が消費されたことによる消費熱量を算出することができる。
[Invention of Claim 14]
According to the fourteenth aspect of the present invention, the amount of heat consumed by depriving heat or consuming part of the hot water or hot water supplied from the first flow path to the predetermined portion is calculated. can do.
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図3に基づいて説明する。
図1には、本発明を適用した超音波流量計10を備えた給湯システムの全体が示されている。本実施形態の給湯システムに備えられた給湯機器60は、上水道55から供給された常温水を加熱して温水又は熱湯(以下これらを纏めて「加熱水」という)を作っている。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows an entire hot water supply system including an
超音波流量計10は、上水道55から延びた水道管50(本発明の「第2の流路」に相当する)と給湯機器60に接続された給湯管51(本発明の「第1の流路」に相当する)とのそれぞれの途中部分に取り付けられて、水道管50に流れる常温水及び給湯管51に流れる加熱水の流量を計測する。そして、超音波流量計10には、1対の水道管結合部13,13と、1対の給湯管結合部15,15とが備えられている。
The
1対の水道管結合部13,13の一方には、例えば住居内に延びた水道管50Aが接続され、他方の水道管結合部13に、例えば上水道55から延びた水道管50Bが接続されている。そして、水道管50Aに備えられた給水口56から常温水が放出され、そのときの常温水の流量が計測される。
For example, a
給湯管結合部15,15の一方には、例えば住居内に延びた給湯管51Aが接続され、他方の給湯管結合部15に、給湯機器60から延びた給湯管51Bが接続されている。そして、給湯管51Aに備えられた給湯口57から加熱水が放出され、そのときの加熱水の流量が計測される。
For example, a hot
超音波流量計10には、両水道管結合部13,13の間を繋ぐように常温水流路11(本発明の「第2流路構成部」に相当する)が設けられており、常温水流路11の中間部分には、水の流れ方向に沿って1対の超音波送受波器20A,20Bが設けられている。これら超音波送受波器20A,20Bは、図2に示すように、コントロール部44からの送受切替信号によって制御され、一方が送波器になると他方が受波器になり、所定のタイミングでそれら送波器と受波器とが切り替えられる。そして、受波器としての超音波送受波器20A,20Bの検出信号が増幅回路25を介してクロックカウンタ17に取り込まれている。
The
同様に、両給湯管結合部15,15の間には、加熱水流路12(本発明の「第1流路構成部」に相当する)が設けられており、その加熱水流路12の中間部分には、加熱水の流れ方向に沿って1対の超音波送受波器30A,30Bが設けられている。これら超音波送受波器30A,30Bも、コントロール部44によって制御され(図2を参照)、所定のタイミングで送波器と受波器とが切り替えられる。そして、受波器としての超音波送受波器30A,30Bの検出信号が増幅回路25を介してクロックカウンタ17に取り込まれている。なお、常温水流路11及び加熱水流路12は、金属製の配管で構成してもよいが、可撓性を有するフレキシブル配管を用いると、水道管50及び給湯管51への取り付け作業がさらに容易となる。また、各住宅において水道管50と給湯管51との相対位置にばらつきがあった場合でも、各流路11,12を水道管50及び給湯管51に取り付けることができる。
Similarly, a heated water flow path 12 (corresponding to the “first flow path constituting part” of the present invention) is provided between the two hot water
クロックカウンタ17は、上流側の超音波送受波器20A,30Aから発信した超音波を下流側の超音波送受波器20B,30Bで受信する迄の時間(順方向到達時間)と、下流側の超音波送受波器20B,30Bから発信した超音波を上流側の超音波送受波器20A,30Aで受信する迄の時間(逆方向到達時間)とをカウントする。
The
クロックカウンタ17にてカウントされた順・逆両方向の到達時間は、演算処理部18(本発明の「演算部」に相当する)に送信される。演算処理部18では順方向到達時間と逆方向到達時間との差を算出し、これに基づいて水道管50及び給湯管51内を流れる常温水及び加熱水の流速・流量を算出する。演算処理部18における演算結果は、表示器43(本発明の「表示部」に相当する)に出力され、常温水及び加熱水の流速・流量が表示される。
The arrival times in both the forward and reverse directions counted by the
また、演算処理部18には、通信処理部41(本発明の「出力手段」に相当する)が接続されており、通信処理部41を通して演算処理部18と管理センター45との間でデータの送受信を行うことができる。具体的には、通信処理部41において、演算処理部18から入力した常温水及び加熱水の流速値及び流量値がD/A変換されて通信回線46に出力される。
The
上記したクロックカウンタ17、演算処理部18、通信処理部41、表示器43及びコントロール部44は、超音波流量計10の電子回路基板40に実装されている。そして、超音波流量計10に備えた電源部42から電子回路基板40に電力が供給されている。これら、電子回路基板40及び電源部42は、図示しないケース内に収容されている。
The
次に本実施形態の超音波流量計10の動作について説明する。
コントロール部44は、計測器切替スイッチSW5を制御して、超音波の送受信を行う超音波送受波器を選択する。コントロール部44からの計測器切替信号によって計測器切替スイッチSW5が切り替わり、例えば、図2に示すようにコントロール部44が送波回路23に接続されると、常温水流路11に備えられた超音波送受波器20A,20Bの間で超音波の送受信が行われる。具体的には、コントロール部44は、スイッチSW1,SW2を制御して、まずは図2に示すように、上流側の超音波送受波器20Aを送波回路23に接続しかつ下流側の超音波送受波器20Bを受波回路24に接続した状態にしてから、送波回路23に送信指令信号を出力する。すると、送波回路23が上流側の超音波送受波器20Aを駆動し、超音波が上流側の超音波送受波器20Aから下流側の超音波送受波器20Bに送信されると同時に、クロックカウンタ17がクロックパルスに基づいて時間計測を開始する。
Next, operation | movement of the
The
上流側の超音波送受波器20Aから送信された信号は、所定時間後に下流側の超音波送受波器20Bに受信される。すると、信号は下流側の超音波送受波器20Bに接続された受波回路24から増幅回路25に入力し、ここで増幅されてクロックカウンタ17に入力する。するとクロックカウンタ17は、時間計測をストップして、その計測結果を演算処理部18に出力し、0リセットされる。
The signal transmitted from the upstream
演算処理部18に計測結果が入力すると、送波回路23は、上流側の超音波送受波器20Aの駆動をストップし、次にコントロール部44から出力される送信指令信号の待ち状態になる。また、演算処理部18からコントロール部44に信号が送信され、コントロール部44がこの信号の入力を起因として、スイッチSW1,SW2を駆動する。そして、送波回路23を下流側の超音波送受波器20Bに接続し、受波回路24を上流側の超音波送受波器20Aに接続する。
When the measurement result is input to the
次いで、コントロール部44は、送波回路23に送信指令信号を出力する。これにより、今度は、超音波の送信方向を逆向きにして上記した場合と同様の処理が行われる。そして、演算処理部18において、常温水の流れに対する順方向と逆方向の両方向で計測されたクロックカウンタ17のカウント値の差が求められ、このカウント値の差に基づいて水道管50を流れる常温水の流速・流量が算出される。ここで、計測器切替スイッチSW5によってコントロール部44と送波回路23とが接続されているときには、コントロール部44からの送信指令信号が、送波回路33に入力しないので、加熱水流路12に備えられた超音波送受波器30A,30Bの間では、超音波の送受信は行われない。
Next, the
さて、以上の動作が1秒間に亘って繰り返されると、コントロール部44から再び計測器切替信号が出力される。すると、計測器切替スイッチSW5が切り替わって、コントロール部44と送波回路33とが接続される。これにより、加熱水流路12に備えられた超音波送受波器30A,30Bとの間で超音波の送受信が開始される。具体的には、図2に示すように、送波回路33と上流側の超音波送受波器30Aとが接続され、受波回路34と下流側の超音波送受波器30Bとが接続される。そして、上流側の超音波送受波器30Aから下流側の超音波送受波器30Bに信号が送信され、クロックカウンタ17によって順方向における超音波の到達時間が計測される。次いで、コントロール部44からの送受切替信号によってスイッチSW3,SW4が切り替わって、下流側の超音波送受波器30Bから上流側の超音波送受波器30Aに信号が送信され、クロックカウンタ17によって逆方向における超音波の到達時間が計測される。そして、演算処理部18にて加熱水の流れに対する順方向と逆方向の両方向で計測されたクロックカウンタ17のカウント値の差が求められ、このカウント値の差に基づいて給湯管51を流れる加熱水の流速・流量が算出される。なお、加熱水の流速・流量が算出されているときには、常温水流路11に備えた超音波送受波器20A,20Bの間において、超音波の送受信は行われない。
Now, when the above operation is repeated for one second, a measuring instrument switching signal is output from the
上述の動作を1秒間に亘って繰り返すと、再び計測器切替スイッチSW5が切り替わって、常温水流路11に備えられた超音波送受波器20A,20Bの間で超音波の送受信が行われ、水道管50を流れる常温水の流速・流量が算出される。つまり、水道管50を流れる常温水の流速・流量と、給湯管51を流れる加熱水の流速・流量とが1つの演算処理部18において1秒毎に交互に算出される。なお、コントロール部44とスイッチSW5が本発明の「切り替え手段」に相当する。また、送波回路23、受波回路24、超音波送受波器20A,20B及びスイッチSW1,SW2の全体が本発明の「第2計測部」に相当し、送波回路33、受波回路34、超音波送受波器30A,30B及びスイッチSW3,SW4の全体が本発明の「第1計測部」に相当する。
When the above operation is repeated for 1 second, the measuring instrument change-over switch SW5 is switched again, and ultrasonic waves are transmitted and received between the
ここで、演算処理部18では、以下のようにして、常温水及び加熱水の温度を算出している。即ち、図3に示すように、上流側の超音波送受波器20A,30Aから下流側の超音波送受波器20B,30Bに向けて超音波を送信したときの、超音波の到達時間をT1とし、下流側の超音波送受波器20B,30Bから上流側の超音波送受波器20A,30Aに向けて超音波を送信したときの超音波の到達時間をT2とし、上流側の超音波送受波器20A,30Aと下流側の超音波送受波器20B,30Bとの間の距離をdとした場合に、常温水及び加熱水中における音速Cは、以下の関係式
1/T1+1/T2=2C/d
から算出される。そして、演算処理部18では、例えば、理科年表等で公知な、水の温度と音速Cとの関係式又は関係曲線を反映したデータテーブルに基づいて、常温水や加熱水の温度を算出している。これにより、温度を計測する機器を別途必要とせずに液温を計測することができる。
Here, the
Is calculated from And in the
さて、本実施形態の超音波流量計10は、カロリーメータとしての機能も有する。即ち、演算処理部18では、上述のようにして求められた常温水と加熱水の流量及び温度に基づいて、熱量を算出している。具体的には、加熱水の流量をW1とし、加熱水の温度をP1とし、常温水の温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算処理部18は、
Q=(P1−P2)・W1
上記式、即ち、常温水と加熱水との温度差(「P1−P2」)に基づいて加熱水を使用することで消費された熱量を算出する。ここで、常温水は、屋外に設けられた上水道55から供給されるため、外気温によって温度が変動するが、本実施形態によれば、常温水の温度を実測しているので、常温水の温度が変化した場合でも、消費熱量を正確に算出することができる。そして、従来のように、常温水を一定の温度と仮定して消費熱量を算出していた場合と比較して、より適正な料金で加熱水を取引することができる。
Now, the
Q = (P1-P2) · W1
The amount of heat consumed by using the heating water is calculated based on the above formula, that is, the temperature difference between the normal temperature water and the heating water ("P1-P2"). Here, since the normal temperature water is supplied from the
さらには、給湯機器60において、常温水から所定温度の加熱水を作る場合に、実測した常温水の温度をフィードバックすることで、最適な条件で給湯機器60を運転させることも可能である。このようにすれば、例えば、常温水を加熱するための燃料の使用量を最適化することができる。
Furthermore, in the hot
演算処理部18にて算出された常温水及び加熱水の流速・流量・温度(以下これら3つを纏めて「計測値」という)と、加熱水の消費による消費熱量は、表示器43にて表示されている。これにより、常温水と加熱水とで別々の表示器を設けた場合に比較して、超音波流量計10の大型化を抑えることができると共に、表示器に掛かる部品コストを抑えることができる。また、常温水及び加熱水の両方の計測値と、加熱水使用による消費熱量とを同一の表示器43にて確認できるので、検針業務の効率を向上することができる。なお、表示器43に表示切替ボタンを備えておき、表示切替ボタンを押す毎に、常温水に関する計測値と加熱水に関する計測値と、加熱水使用による消費熱量とが切り替わって表示されるようにしてもよいし、流速・流量・温度・消費熱量の順に表示内容が切り替わるようにしてもよい。
The flow rate, flow rate, and temperature of the normal temperature water and heated water calculated by the arithmetic processing unit 18 (hereinafter, these three are collectively referred to as “measured values”) and the amount of heat consumed by the consumption of the heated water are displayed on the
さらに、演算処理部18にて算出された常温水及び加熱水の計測値と、加熱水使用による消費熱量とは、通信処理部41にも出力される。通信処理部41は、演算処理部18から入力した常温水及び加熱水の計測値と消費熱量とをD/A変換して通信回線46に出力する。ここで、通信処理部41は、常温水及び加熱水の両方の計測値を出力可能なので、常温水と加熱水とで別々の通信処理部を設けた場合に比較して、超音波流量計10の大型化を抑えることができると共に、通信処理部に掛かる部品コストを抑えることができる。そして、管理センター45では、各住宅に備えられた超音波流量計10からの常温水及び加熱水の計測値と、加熱水使用による消費熱量とを一括管理することができる。
Furthermore, the measured values of the normal temperature water and the heated water calculated by the
このように本実施形態によれば、共通の1つの演算処理部18において、常温水に関する計測値(流量・流速・温度)と常温水を加熱してなる加熱水に関する計測値(流量・流速・温度)との両方を算出することができるので、超音波流量計10の大きさを、従来の翼車式の流量計を単に2つ合わせただけのものよりも小さくすることができ、設置スペースを従来よりも小さく抑えることができる。また、加熱水の使用による消費熱量を、常温水と加熱水との温度差と加熱水の流量(使用量)とから算出するので、常温水の温度が変動した場合でも、加熱水の使用によって消費された熱量を正確に求めることができる。
As described above, according to the present embodiment, in one
また、超音波流量計は、常温水流路11の水道管結合部13,13を水道管50A,50Bに接続し、加熱水流路12の給湯管結合部15,15を給湯管51A,51Bに接続するだけで超音波送受波器20A,20Bと超音波送受波器30A,30Bとをそれぞれ水道管50と給湯管51とに設置することができるので、超音波流量計10の水道管50及び給湯管51への取付けが容易となる。
Further, the ultrasonic flowmeter connects the water
[第2実施形態]
図4は本発明の第2実施形態を示す。
この第2実施形態は、給湯システムの構成を上記第1実施形態とは異なる構成としたものである。その他の構成については上記第1実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
This 2nd Embodiment makes the structure of the hot water supply system different from the said 1st Embodiment. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations, and duplicate descriptions are omitted.
本実施形態の給湯システムでは、給湯機器60で作られた加熱水が循環流路70によって循環されている。超音波流量計10は、循環流路70の途中、より詳細には、給湯機器60に接続された送り側配管71(本発明の「第1の流路」に相当する)と、送り側配管71の下流側に備えられた戻り側配管72(本発明の「第2の流路」に相当する)の途中とに取り付けられており、送り側配管71及び戻り側配管72に流れる加熱水の流量を計測している。
In the hot water supply system of the present embodiment, the heating water produced by the hot
送り側配管71と戻り側配管72との間には、送り側配管71を流れる加熱水の一部を循環流路70外へ放出可能な取水部73と、送り側配管71から供給された加熱水の熱によって空調を行う空調機器74とが備えられている。これにより、超音波流量計10では、取水部73及び空調機器74に流入する前の加熱水の流量及び温度と、空調機器74にて熱が奪われたり、取水部73にて一部が消費された後の残りの加熱水の流量及び温度が計測される。なお、取水部73及び空調機器74が本発明の「所定の部位」に相当する。
Between the
さて、演算処理部18では、送り側配管71を流れる加熱水の流量及び温度と、戻り側配管72を流れる加熱水の流量及び温度とから熱量を算出している。具体的には、送り側配管71を流れる加熱水の流量をW1、温度をP1とし、戻り側配管72を流れる加熱水の流量をW2、温度をP2とし、熱量をQとした場合に、演算処理部18は、
Q=P1・(W1−W2) ・・・(1)
Q=(P1−P2)・W2 ・・・(2)
Q=P1・W1−P2・W2 ・・・(3)
上記(1)〜(3)の何れかの関係式に基づいて消費熱量を算出する。
The
Q = P1 · (W1-W2) (1)
Q = (P1-P2) · W2 (2)
Q = P1 / W1-P2 / W2 (3)
The amount of heat consumption is calculated based on the relational expression (1) to (3) above.
例えば、送り側配管71に流れる加熱水と戻り側配管72に流れる使用済みの加熱水の温度が一致又は近似しかつ、送り側配管71における流量W1と戻り側配管72における流量W2が異なる場合には、上記関係式(1)に基づいて消費熱量Qが算出される。また、送り側配管71における流量W1と戻り側配管72における流量W2とが一致又は近似しかつ、送り側配管71の加熱水の温度P1と戻り側配管72の使用済みの加熱水の温度P2とが異なる場合には、上記関係式(2)に基づいて消費熱量Qが算出される。さらに、送り側配管71と戻り側配管72における流量(W1,W2)と温度(P1,P2)が共に異なる場合には、上記関係式(3)に基づいて消費熱量Qが算出される。つまり、送り側配管71に流れる加熱水の熱量と、戻り側配管72に流れる使用済みの加熱水の熱量との差を算出して、送り側配管71を流れる加熱水の一部が消費されたり、空調機器74で加熱水の熱が奪われたことによる消費熱量が算出される。なお、関係式(3)において、P1=P2とした関係式は、関係式(1)と同義であり、W1=W2とした関係式は関係式(2)と同義である。
For example, when the temperature of the heated water flowing in the
本実施形態によれば、演算処理部18は、超音波の伝播時間Cから温度を算出しているので、温度計を別途設けることなく、送り側配管71及び戻り側配管72を流れる加熱水の温度をそれぞれ算出することができる。しかも、送り側配管71を流れる加熱水の流量と、戻り側配管72を流れる加熱水の流量とが計測されるので、送り側配管71と戻り側配管72との間で加熱水の流量に変化があった場合、即ち、循環流路70の途中で、加熱水の一部が循環流路70の外部に放出された場合でも、消費熱量を正確に算出することができる。
According to the present embodiment, since the
さらには、取水部73における加熱水の消費と空調機器74の使用とが同時に行われたか、個別に行われたかを把握することができるので、給湯機器60の運転状態をコントロールし易くなり、運転効率を向上させることができる。
Furthermore, since it is possible to grasp whether consumption of the heated water in the
[第3実施形態]
図5は本発明の第3実施形態を示す。この第3実施形態は、燃料電池システムに本発明の超音波流量計10を備えた点が上記第1及び第2実施形態とは異なる。その他の構成については上記第1及び第2実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
[Third Embodiment]
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. The third embodiment differs from the first and second embodiments in that the fuel cell system includes the
図5において符号100は、所謂、固体高分子型燃料電池(PEFC)システム(以下、単に「燃料電池システム」という)である。燃料電池システム100は、改質器101、電池スタック103、インバータ104等の各種機器を備えてなる。
In FIG. 5,
改質器110は、例えば、都市ガスを改質して水素ガスを生成し、生成した水素ガスを電池スタック103に供給する。電池スタック103は、供給された水素ガスと酸素ガスとを反応させて電気を発生させ、インバータ104に出力する。インバーター104は、電池スタック103から出力された直流の電気を交流に変換して出力する。
For example, the
改質器101には、都市ガスが流れるガス供給配管110Aが接続されると共に、ガス改質に使用される水及び空気が流れる水供給配管111及び空気供給配管112が接続されている。また、加熱用のバーナー102には、都市ガスを供給するためのバーナーガス配管110Bと、空気を供給するためのバーナー空気配管113が接続されている。
A
改質器101と電池スタック103との間は水素ガス配管114によって連結され、改質器101で生成された水素ガスは、この水素ガス配管114から電池スタック103に供給される。電池スタック103には、水素ガス配管114の他に、電池スタック103にて電気を発生させる際に残った水素ガスをバーナー102に供給するための残水素ガス配管115と、電池スタック103に供給された水素ガスや酸素ガスを加湿するための加湿器(図示せず)から延びた加湿用配管116が接続されている。
The
ところで、燃料電池システム100には、電池スタック103から発生する熱を回収するための熱交換器105が備えられており、熱交換器105と電池スタック103との間に設けられた冷却用配管117内を冷却水が循環している。さらに、熱交換器105では、電池スタック103から回収した熱を利用して、例えば、常温水を加熱し温水が作られている。即ち、熱交換器105には、常温水用配管119が接続され、常温水が熱交換器105内に通される。熱交換器105を通過する間に、常温水は、熱交換器105が回収した熱によって暖められて温水又は熱湯(以下、これらを纏めて加熱水という)となり、加熱水用配管118によって貯湯タンク106に送られる。そして、この貯湯タンク106に貯留された加熱水が、例えば、住居内へ給湯される。
By the way, the
さて、本実施形態では、超音波流量計10に備えた常温水流路11(本発明の「第2流路構成部」に相当する)が、前記常温水用配管119及び改質用の水が流れる水供給配管111(本発明に係る「第2の流路」に相当する)の途中に接続されている。また、加熱水流路12(本発明の「第1流路構成部」に相当する)が、冷却用配管117のうち電池スタック103から熱交換器105に向かう流路及び、前記加熱水用配管118(本発明に係る「第1の流路」に相当する)の途中に接続されている。そして、常温水流路11に備えた超音波送受波器20A,20Bとの間で超音波の送受信が行われ、演算処理部18にて、熱交換器105に流れ込んだ常温水及び、改質器101に供給された改質用の水の流速・流量が演算されている。また、加熱水流路12に備えた超音波送受波器30A,30Bとの間で超音波の送受信が行われ、演算処理部18にて、電池スタック103を通過することで加熱された冷却水と、熱交換器105から貯湯タンク106に送られた加熱水の流速・流量が演算されている。そして、演算処理部18では、上記4つの配管111,117,118,119を流れる水の流量の比率が、予め設定された所定の数値範囲内であるか否かをチェックして、改質器101に流入する水及び熱交換器105に流入又は流出する水の流れが正常であるか否かを監視している。即ち、燃料電池システム100における温度の異なる複数の液体の流れを監視している。なお、演算処理部118は、本発明の「比率判定手段」に相当し、熱交換器105は、本発明に係る「共通の機器」に相当する。
In the present embodiment, the normal temperature water flow path 11 (corresponding to the “second flow path constituent part” of the present invention) provided in the
[他の実施形態]
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記第1〜第3実施形態では、液体としての水の流速・流量を計測していたが、水に限らず、他の液体を計測してもよい。
[Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
(1) In the said 1st-3rd embodiment, although the flow velocity and flow volume of the water as a liquid were measured, you may measure not only water but another liquid.
(2)上記第1及び第2実施形態では、常温水と加熱水又は、送り側配管71における加熱水と戻り側配管72における加熱水の計測値を、共通の表示器43にて表示するように構成していたが、別々の表示器に表示するようにしてもよい。
(2) In the first and second embodiments, the
(3)上記第1及び第2実施形態では、常温水流路11又は戻り側配管72に備えた超音波送受波器20A,20Bと加熱水流路12又は送り側配管71に備えた超音波送受波器30A,30Bとが1秒毎に切り替えられて駆動していたが、例えば、0.5秒毎に切り替えてもよいし、2秒毎に切り替えてもよい。
(3) In the first and second embodiments, the
(4)上記第2実施形態における給湯システムでは、循環流路70の途中に取水部73が備えられていたが、取水部73を備えていない構成、即ち、加熱水が完全に循環する構成でもよい。また、空調機器74を備えず、取水部73のみを備えた構成でもよい。
(4) In the hot water supply system according to the second embodiment, the
(5)前記第3実施形態では、演算処理部18は、各配管111,117,118,119を流れる水の流量の比率が、所定の数値範囲内であるか否かをチェックしていたが、各配管111,117,118,119を流れる水の流量又は流速が何れも予め定められた所定の数値範囲内にあるか否かをチェックするようにしてもよい。この場合、演算処理部18は、本発明の「計測値判定手段」に相当する。
(5) In the third embodiment, the
(6)前記第3実施形態では、演算処理部18は、4つの配管111,117,118,119を流れる水の流量の比率が予め設定された所定の数値範囲内であるか否かをチェックしていたが、これら4つの配管111,117,118,119のうちの何れか2つ又は3つの配管に流れる水の流量又は流速の比率が、所定の数値範囲内にあるか否かをチェックするようにしてもよい。
(6) In the third embodiment, the
10 超音波流量計
11 常温水流路(第2流路構成部)
12 加熱水流路(第1流路構成部)
18 演算処理部(演算部、計測値判定手段、比率判定手段)
20A,20B 超音波送受波器
30A,30B 超音波送受波器
41 通信処理部(出力手段)
43 表示器(表示部)
50 水道管(第2の流路)
51 給湯管(第1の流路)
71 送り側配管(第1の流路)
72 戻り側配管(第2の流路)
73 取水部(所定の部位)
74 空調機器(所定の部位)
111 水供給配管(第2の流路)
117 冷却用配管(第1の流路)
118 加熱水用配管(第1の流路)
119 常温水用配管(第2の流路)
10
12 Heating water channel (first channel component)
18 Arithmetic processing part (calculation part, measured value judging means, ratio judging means)
20A, 20B
43 Display (display unit)
50 Water pipe (second flow path)
51 Hot water supply pipe (first flow path)
71 Feeding side piping (first flow path)
72 Return-side piping (second flow path)
73 Water intake (predetermined part)
74 Air conditioning equipment (predetermined part)
111 Water supply pipe (second flow path)
117 Piping for cooling (first flow path)
118 Heating water piping (first flow path)
119 Pipe for room temperature water (second flow path)
Claims (14)
前記第1の流路を流れる液体とは温度が異なる液体が流れる第2の流路に備えられた第2計測部と、
前記第1計測部と前記第2計測部とのそれぞれに備えられて、前記流路の上流側と下流側とに分けて配置されると共に、前記液体の流れに沿った順方向と流れに逆行した逆方向との両方向で超音波を送受信する1対の超音波送受波器と、
前記1対の超音波送受波器の間における前記順方向及び前記逆方向の超音波の到達時間の差を算出する演算部と、
前記第1計測部と前記第2計測部とを交互に切り替えて前記演算部に接続する切り替え手段とを備え、
前記演算部は、前記第1計測部に接続した場合に超音波の到達時間差に基づいて前記第1の流路を流れる液体の流速及び/又は流量を算出すると共に、前記第2計測部に接続した場合に超音波の到達時間差に基づいて前記第2の流路を流れる液体の流速及び/又は流量を算出するように構成したことを特徴とする超音波流量計。 A first measurement unit provided in the first flow path through which the liquid flows;
A second measurement unit provided in a second flow path through which a liquid having a temperature different from that of the liquid flowing in the first flow path;
Provided in each of the first measurement unit and the second measurement unit and arranged separately on the upstream side and the downstream side of the flow path, and reverse to the forward direction and the flow along the flow of the liquid A pair of ultrasonic transducers that transmit and receive ultrasonic waves in both directions opposite to
A calculation unit that calculates a difference between arrival times of the ultrasonic waves in the forward direction and the reverse direction between the pair of ultrasonic transducers;
Switching means for alternately switching between the first measurement unit and the second measurement unit and connecting to the calculation unit;
The computing unit calculates the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the first flow path based on the difference in arrival time of ultrasonic waves when connected to the first measurement unit, and is connected to the second measurement unit In this case, the ultrasonic flowmeter is configured to calculate the flow velocity and / or flow rate of the liquid flowing through the second flow path based on the difference in arrival time of the ultrasonic waves.
前記第1の流路には前記常温の液体を加熱した液体が流されかつ、
前記第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、
前記第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、
前記第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、
熱量をQとした場合に、
前記演算部は、
Q=(P1−P2)・W1
上記関係式から、熱量Qを求めるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 A liquid at room temperature is flowed through the second flow path,
A liquid obtained by heating the room temperature liquid is flowed through the first flow path, and
The flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1,
The temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1,
The temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2,
If the heat quantity is Q,
The computing unit is
Q = (P1-P2) · W1
2. The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the heat quantity Q is obtained from the relational expression.
前記第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、
前記第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、
前記第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、
熱量をQとした場合に、
前記演算部は、
Q=P1・(W1−W2)
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 Supplying the heated liquid to a predetermined site by the first channel, and collecting the remaining liquid that is partially consumed at the predetermined site in the second channel;
The flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1,
The flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2,
The temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1,
If the heat quantity is Q,
The computing unit is
Q = P1 · (W1-W2)
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the ultrasonic flowmeter is configured to calculate a heat quantity Q using the relational expression.
前記第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、
前記第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、
前記第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、
熱量をQとした場合に、
前記演算部は、
Q=(P1−P2)・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 Supplying the heated liquid to a predetermined site by the first flow path, and collecting the remaining liquid from which the heat has been deprived at the predetermined position in the second flow path; and
The flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2,
The temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1,
The temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2,
If the heat quantity is Q,
The computing unit is
Q = (P1-P2) · W2
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the ultrasonic flowmeter is configured to calculate a heat quantity Q using the relational expression.
前記第1の流路を流れる液体の流量をW1とし、
前記第2の流路を流れる液体の流量をW2とし、
前記第1の流路を流れる液体の温度をP1とし、
前記第2の流路を流れる液体の温度をP2とし、
熱量をQとした場合に、
前記演算部は、
Q=P1・W1−P2・W2
上記関係式を利用して、熱量Qを演算するように構成したことを特徴とする請求項1に記載の超音波流量計。 The heated liquid is supplied to a predetermined part by the first flow path, and the remaining liquid from which heat has been deprived or partly consumed is supplied to the second flow path. And collect
The flow rate of the liquid flowing through the first flow path is W1,
The flow rate of the liquid flowing through the second flow path is W2,
The temperature of the liquid flowing through the first flow path is P1,
The temperature of the liquid flowing through the second flow path is P2,
If the heat quantity is Q,
The computing unit is
Q = P1 / W1-P2 / W2
The ultrasonic flowmeter according to claim 1, wherein the ultrasonic flowmeter is configured to calculate a heat quantity Q using the relational expression.
前記第2の流路の途中に接続されて、前記第2の流路の一部を構成する第2流路構成部とが備えられ、
前記第1計測部に備えた前記1対の超音波送受波器は、前記第1流路構成部に配設されると共に、前記第2計測部に備えられた前記1対の超音波送受波器は、前記第2流路構成部に配設されたことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の超音波流量計。 A first flow path component connected in the middle of the first flow path and constituting a part of the first flow path;
A second flow path component connected to the second flow path and constituting a part of the second flow path;
The pair of ultrasonic transducers provided in the first measurement unit is disposed in the first flow path component and the pair of ultrasonic transducers provided in the second measurement unit. The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 7, wherein a vessel is disposed in the second flow path component.
前記順方向の超音波の到達時間をT1とし、
前記逆方向の超音波の到達時間をT2とし、
前記超音波送受波器同士の間隔をdとし、
超音波の伝播速度をCとした場合に、前記演算部は、
1/T1+1/T2=2C/d
上記関係式を利用して前記伝播速度Cを演算し、前記第1の流路を流れる液体及び前記第2の流路を流れる液体の温度を前記伝播速度Cの関係式から求めるように構成したことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の超音波流量計。 The pair of ultrasonic transducers provided in the first measurement unit and the second measurement unit are arranged in parallel with the liquid flow direction in the first channel and the second channel, respectively.
The arrival time of the ultrasonic wave in the forward direction is T1,
The arrival time of the ultrasonic wave in the reverse direction is T2,
The interval between the ultrasonic transducers is d,
When the ultrasonic propagation velocity is C, the calculation unit is
1 / T1 + 1 / T2 = 2C / d
The propagation speed C is calculated using the above relational expression, and the temperature of the liquid flowing through the first flow path and the temperature of the liquid flowing through the second flow path is obtained from the relational expression of the propagation speed C. The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 1 to 8, wherein
前記第2の流路に流される液体は、常温水であり、
前記第1の流路に流される液体は、前記常温水を加熱してなる温水又は熱湯であることを特徴とする給湯システム。 The ultrasonic flowmeter according to claim 2 is provided.
The liquid flowing through the second flow path is room temperature water,
The hot water supply system, wherein the liquid flowing through the first flow path is hot water or hot water obtained by heating the room temperature water.
前記第1の流路及び前記第2の流路に流される液体は、温水又は熱湯であることを特徴とする給湯システム。
The ultrasonic flowmeter according to any one of claims 3 to 5,
The hot water supply system, wherein the liquid flowing through the first channel and the second channel is hot water or hot water.
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JP2004229018A JP2005098995A (en) | 2003-08-22 | 2004-08-05 | Ultrasonic flow meter and hot water supply system |
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