JP2001188019A - 膜式ガスメータの圧力損失低減機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、ガス最大流量を多くしても既存の膜
式ガスメータの圧力損失を低減することができる圧力損
失低減機構を提供することを目的とする。 【解決手段】膜式ガスメータ１に内蔵された既存のガス
分配部１０３より大きな開口面積の開口部ａ、ｂ、ｃ、
ａ’、ｂ’、ｃ’を有する交換用ガス分配部３と、既存
のバルブ１１０、１１２より大きな凹部５４断面を有す
る交換用バルブ１０、１２とを備え、既存のガス分配部
１０３及びバルブ１１０、１１２を交換用ガス分配部３
及び交換用バルブ１０、１２に交換することにより圧力
損失を低減させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、既に稼働中の膜式
ガスメータの圧力損失を低減することができる圧力損失
低減機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】主として都市ガスの使用に際しガス使用
量を計測するために膜式ガスメータが用いられる。膜式
ガスメータは、メータ内を通過するガスの最大流量によ
りその号数が決められており、旧計量法では、１，３，
５，１０，１５，３０号等が規定されている。なお号数
は、ガスの最大流量が１ｍ³／ｈ当たり１号と定めてあ
り、例えば３号の膜式ガスメータのガスの最大流量は３
ｍ³／ｈということになる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、平成５年に
計量法の改正が行われ、新計量法での号数は１，１．
６，２．５，４，１０，１６，２５号・・・となること
が決まっており、現在大量に稼働中の膜式ガスメータを
新計量法に適合した号数に切り替える必要が生じてい
る。例えば、既存の３号の膜式ガスメータは２．５号ま
たは４号に切り替えることになるが、使用するガス器具
を減らすのは現実的でないため、４号に切り替えるのが
望ましい。また、新たに４号の膜式ガスメータを製造し
て既存の３号と交換するのは膨大なコストを要するため
現実的でない。そこで、既存の３号の膜式ガスメータを
流用することが考えられるが、圧力損失の問題が生じ
る。

【０００４】膜式ガスメータの圧力損失は最大流量時に
最大となり、最大流量時の圧力損失も計量法で定められ
ている。計量法で定められた圧力損失は、遮断弁内蔵の
１号〜６号の膜式ガスメータで２４２Ｐａ（パスカ
ル）、６号〜１００号で３３０Ｐａと決められている。

【０００５】ところが、既存の３号の膜式ガスメータに
最大流量４ｍ³／ｈのガスを流すと圧力損失は２７０Ｐ
ａ程度になってしまい計量法に定める規定を満たすこと
ができない。本発明の目的は、ガス最大流量を多くして
も既存の膜式ガスメータの圧力損失を低減することがで
きる圧力損失低減機構を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、膜式ガスメ
ータの圧力損失低減機構であって、前記膜式ガスメータ
に内蔵された既存のガス分配部より大きな開口面積の開
口部を有する交換用ガス分配部と、前記膜式ガスメータ
に内蔵された既存のバルブより大きな凹部断面を有する
交換用バルブとを備え、前記既存のガス分配部及びバル
ブを前記交換用ガス分配部及び交換用バルブに交換する
ことにより圧力損失を低減させることを特徴とする膜式
ガスメータの圧力損失低減機構によって達成される。

【０００７】また、上記本発明の膜式ガスメータの圧力
損失低減機構において、前記膜式ガスメータに内蔵され
た既存のクランク機構のクランク半径を前記交換用ガス
分配部及び交換用バルブに合わせて変更する変更手段を
有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による膜式
ガスメータの圧力損失低減機構を図１乃至図１０を用い
て説明する。本実施の形態では既存の３号の膜式ガスメ
ータを４号に変更する際の圧力損失低減機構を例にとっ
て説明する。まず、膜式ガスメータの概略の構成を図１
に示す断面図を用いて説明する。

【０００９】膜式ガスメータ１の内部は、図１に示すよ
うに、分割壁２により上部室４及び下部室６の２室に分
けられている。上部室４には、ガス流入口８が接続され
て外部配管からガスが流入するようになっている。分割
壁２には上部室４と下部室６とを空間的に接続する４個
の開口部（流路）ａ、ｂ、ａ’、ｂ’が設けられてい
る。開口部ａ、ｂ間には、ガス流出口２８に接続する流
出用開口部ｃが設けられ、開口部ａ’、ｂ’間には、ガ
ス流出口２８に接続する流出用開口部ｃ’が設けられて
いる。流出用開口部ｃ、ｃ’は合流してガス流出口２８
に接続されている。これら開口部ａ、ｂ、ｃ、ａ’、
ｂ’、ｃ’は例えば樹脂一体成型により形成されたガス
分配部３に設けられ、ガス分配部３は容易に取り替え可
能にダイキャスト製の分割壁２に固定されている。

【００１０】上部室４には、開口部ａ、ｂ、ｃ上を摺動
して開口部ａ、ｂ、ｃのそれぞれを開口あるいは遮蔽す
るバルブ１０と、開口部ａ’、ｂ’、ｃ’上を摺動して
開口部ａ’、ｂ’、ｃ’のそれぞれを開口あるいは遮蔽
するバルブ１２とが設けられている。バルブ１０は開口
部ａ又はｂと流出用開口部ｃとを空間的に接続するため
の凹部が形成されており、樹脂製材料を成型して製造さ
れている。同様に、バルブ１２は開口部ａ’又はｂ’と
流出用開口部ｃ’とを空間的に接続するための凹部が形
成されており、樹脂製材料を成型して製造されている。

【００１１】バルブ１０と１２は上部室４内に設けられ
たクランク機構１４により後述のように連動して開口部
ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’上をそれぞれ摺動するよ
うになっている。クランク機構１４は、小ひじ金１６、
１８及び大ひじ金２０、２２を介して翼軸２４、２６に
接続されている。翼軸２４、２６の所定角の回転運動に
基づいてクランク機構１４はバルブ１０、１２を所定角
度だけ開口部ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’上を摺動さ
せるようになっている。翼軸２４、２６は分割壁２に設
けられた開口を通って下部室６に達している。

【００１２】下部室６には、室を左右に分離する仕切板
３０が中央に設けられている。仕切板３０で仕切られた
左右の室にはそれぞれ薄いゴム製の膜３２、３２’を介
して膜板３４、３４’が支持されており、これらにより
４つの計量室Ｉ〜ＩＶが構成されている。計量室Ｉ〜Ｉ
Ｖへのガスの導入及び排出は、膜３２、３２’とバルブ
１０、１２の連動作用により行われるが、その原動力は
ガスが使用されることによって生じるガス流入口８とガ
ス排出口２８との間のガスの圧力差による。

【００１３】各膜板３４、３４’はそれぞれ翼軸２４、
２６に連結されており、膜板３４、３４’の移動に伴っ
て翼軸２４、２６が所定量回転するようになっている。
この回転が大ひじ金２０、２２、小ひじ金１６、１８を
経由しクランク機構１４を回転させバルブ１０、１２を
摺動させる。このバルブ１０、１２の動きにより計量室
Ｉ〜ＩＶ内へのガスの導入及び排出が制御される。

【００１４】次に、この膜式ガスメータ１によるガス流
入及びガス排出の動作について、図２を用いてより詳細
に説明する。図２（ａ）〜（ｄ）は図１と同方向から見
た膜式ガスメータ１の簡略化した断面を示している。図
２（ｉ）〜（ｉｖ）は、膜式ガスメータ１のクランク機
構１４と開口部部ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’及びそ
の近傍を上方から見た状態を示している。但し、図２
（ｉ）〜（ｉｖ）におけるバルブ１０、１２はその摺動
動作を分かり易くするために模式的に示している。

【００１５】図２（ａ）、（ｉ）において、バルブ１０
は開口部ａ、ｂを共に遮蔽しており、膜板３４は進行方
向と反対方向へ折り返す死点の位置に達して停止してい
る。このとき、バルブ１２は開口部ａ’、ｂ’を開口し
ている。計量室ＩＩＩ内のガスは開口部ａ’から流出側
開口部ｃ’を通って圧力の低いガス流出口２８に流出す
ると共に、計量室ＩＶには開口部ｂ’を介して上部室４
のガス量入口８からのガスが流入し、ガス圧力により膜
板３４’は計量室ＩＩＩ側に移動する。この膜板３４’
の動きにより、翼軸２６、大ひじ金２２、小ひじ金１８
を介してクランク機構１４が回転しバルブ１０、１２を
図中右側へ摺動させる（図２（ｂ）、（ｉｉ））。

【００１６】これにより、計量室Ｉにガスが導入される
と同時に計量室ＩＩに充満していたガスの排出が始ま
る。このとき排出されるガス量は図１の斜線で示した容
積Ｖとなる。また、このときのバルブ１０側の膜板３４
の動きによりバルブ１２が作動し、計量室ＩＩＩにガス
が導入されると同時に計量室ＩＶのガスは排出され、以
下、図２（ｄ）、（ｉｖ）−＞図２（ａ）、（ｉ）−＞
図２（ｂ）、（ｉｉ）−＞図２（ｃ）、（ｉｉｉ）の順
に連続的に繰り返される。なお、クランク機構１４の回
転は図示しない水平軸に伝達され、カウンタを動作させ
てガス消費量を表示することができる。

【００１７】次に、本実施の形態による膜式ガスメータ
の圧力損失低減機構を従来例との対比において図３乃至
図１０を用いて説明する。図３乃至図５は本実施の形態
に係る交換用ガス分配部３と交換用バルブ１０、１２を
示し、図６乃至図８は比較例としての従来例に係るガス
分配部１０３とバルブ１１０、１１２を示している。

【００１８】図３はガス分配部３を示しており、図３
（ａ）はその平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ
線で切断した断面図、図３（ｃ）は、ガス分配部３の開
口部ａ、ｂ、ｃの平面図を示している。図３において、
開口部ａ、ｂ、ｃと開口部ａ’、ｂ’、ｃ’はＡ−Ａ線
について対称に配置されており、開口部ａ、ｂ、ｃの中
心及び開口部ａ、ｂ、ｃ上面で摺動するバルブ１０の回
転軸の軸受部５０とを結ぶ仮想直線と、開口部ａ’、
ｂ’、ｃ’の中心及び開口部ａ’、ｂ’、ｃ’上面で摺
動するバルブ１２の回転軸の軸受部５１とを結ぶ仮想直
線とがほぼ直交する位置関係になっている。

【００１９】また、図３（ｂ）に示すガス分配部３の高
さｄ１は例えば１１ｍｍに設定され、図３（ｃ）に示す
開口部ａ、ｂ、ｃの最長幅ｄ２は例えば３６．６ｍｍ、
流出用開口部ｃの最短幅ｄ３は例えば１２．５２ｍｍに
設定されている。また、図３（ｂ）に示すように、開口
部上端部はバルブ１０、１２が摺動可能なように平坦に
形成されている。

【００２０】一方、図６は現行品のガス分配部１０３を
示しており、図６（ａ）はその平面図、図６（ｂ）は図
６（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、図６（ｃ）は、
ガス分配部１０３の開口部ａ、ｂ、ｃの平面図を示して
いる。図６に示すように現行品の外観形状は本実施の形
態のガス分配部３と同様の外形寸法で同様の外観形状を
有している。しかしながら、図６（ｂ）に示すガス分配
部１０３の高さｄ１００は１３ｍｍに設定され、図６
（ｃ）に示す開口部ａ、ｂ、ｃの最長幅ｄ１０２は３３
ｍｍ、流出用開口部ｃの最短幅ｄ１０３は１１ｍｍとな
っている。

【００２１】図９は、本実施の形態によるガス分配部３
の開口部ａ、ｂ、ｃと現行品のガス分配部１０３の開口
部ａ、ｂ、ｃを重ね合わせて見た状態を示している。図
中実線が本実施の形態であり、破線が現行品である。図
９の比較から明らかなように本実施の形態による開口部
ａ、ｂ、ｃの方が開口面積において現行品より広くなっ
ていることが分かる。

【００２２】次に、図４は本実施の形態によるバルブ１
０、１２を示しており、図４（ａ）はその平面図、図４
（ｂ）は同底面図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線
で切断した断面図を示している。図４に示すように、バ
ルブ１０、１２は、ガス分配部３の開口部ａ、ｂ、ｃ上
及び開口部ａ’、ｂ’、ｃ’上をそれぞれ摺動できるよ
うに底面部端部は平面に形成されている。底面部中央に
は、開口部ａ（ａ’）又はｂ（ｂ’）と流出用開口部ｃ
（ｃ’）とを空間的に接続するための凹部５４が形成さ
れている。バルブ１０、１２上面にはクランク機構１４
と連結するための連結棒５６が形成されている。

【００２３】バルブ１０、１２の一端側には、バルブ１
０、１２の回転中心となる回転軸に回転自在にはまりこ
むばか穴５２が形成されている。また、図４（ａ）に示
すバルブ１０、１２の摺動方向に沿う最大寸法ｄ４は例
えば３７．１８ｍｍに設定され、図４（ｃ）に示す凹部
５４の深さｄ５は例えば１０ｍｍに設定されている。

【００２４】一方、図７は現行品のバルブ１１０、１１
２を示しており、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）
は同底面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線で切断
した断面図を示している。図７に示すように、現行品の
外観形状は本実施の形態のバルブ１０、１２と同様の外
観形状を有している。しかしながら、図７（ａ）に示す
バルブ１１０、１１２の摺動方向に沿う最大寸法ｄ１０
４は３２．５６ｍｍに設定され、図７（ｃ）に示す凹部
１５４の深さｄ１０５は８ｍｍに設定されている。

【００２５】図１０は、本実施の形態によるバルブ１
０、１２と現行品のバルブ１１０、１１２を平面方向に
重ね合わせて見た状態を示している。図中実線が本実施
の形態であり、破線が現行品である。図１０の比較から
明らかなように本実施の形態によるバルブ１０、１２の
方が底面面積及び凹部５４底面積において現行品より広
くなっていることが分かる。また、図４（ｃ）と図７
（ｃ）との対比により、凹部５４の方がより深く形成さ
れていることが分かる。

【００２６】このように、本実施の形態によるバルブ１
０、１２の凹部５４の深さを現行品より深くすることに
より、流路の流れ部の抵抗を減らすことができる。これ
により膜式ガスメータ１の圧力損失を低減させることが
できると共に、現行品と比較して、新計量法で定める所
定の検定公差（流量範囲が使用最大流量の０．１倍の流
量〜使用最大流量以下において１．５％）より十分小さ
い範囲内に納めてガスメータの器差特性の平準化が図れ
るようになる。

【００２７】以上のようであるから、本実施の形態によ
るガス分配部３の開口部ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’
及びその上を摺動するバルブ１０、１２で形成されるガ
ス流路の容積は、現行品のそれより大きくすることがで
きる。従って、現行品の膜式ガスメータのガス分配部１
０３とバルブ１１０、１１２とを本実施の形態によるガ
ス分配部３とバルブ１０、１２とに付け替えることによ
り、ガスメータ内のガスの最大流量を増加させても圧力
損失を抑えることができるようになる。

【００２８】なお、現行品に比較して本実施の形態によ
るガス分配部３とバルブ１０、１２との相対的移動距離
は増大するので、それに伴ってクランク機構１４のクラ
ンク半径を大きくさせる必要がある。本実施の形態では
図５（ａ）に示すようにクランク半径を例えば８．５ｍ
ｍとしている。ちなみに図８（ａ）に示すように現行品
では７．２ｍｍである。

【００２９】こうすることにより、本実施の形態では、
図５（ｂ）に示すように、例えばガス分配部３の開口部
ｂと流出用開口部ｃ、及びバルブ１０の凹部５４とで形
成される流路の有効バルブ開口面積として例えば１．２
５ｍｍ²の広さを得ることができる。一方、図８（ｂ）
に現行品における有効バルブ開口面積は１．０３ｍｍ ²
である。従って、本実施の形態によれば、現行品と比較
して圧力損失を２０％程度小さくすることができるよう
になる。

【００３０】なお、上記実施の形態で示した各寸法は、
現行品との比較において本実施形態による圧力損失軽減
機構のガス流路の方が大きい容積を有していることを示
すための一具体的例示であり、他の種々の数値を用いる
ことももちろん可能である。

【００３１】このように本実施の形態によれば、例えば
３号の膜式ガスメータのバルブ１１０、１１２及びガス
分配部１０３並びにクランク半径を、本実施の形態によ
る交換用バルブ１０、１２及びガス分配部３等に交換す
ることにより、４号の膜式ガスメータに容易に改良する
ことができるようになる。

【００３２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、既存の膜
式ガスメータにおける圧力損失を低減することができる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による膜式ガスメータの
概略の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施の形態による膜式ガスメータ１
によるガス流入及びガス排出の動作について説明する図
である。

【図３】本発明の一実施の形態によるガス分配部３の概
略の構成を示す図である。

【図４】本発明の一実施の形態によるバルブ１０、１２
の概略の構成を示す図である。

【図５】本発明の一実施の形態によるクランク半径の一
例を示す図である。

【図６】現行品の膜式ガスメータに搭載されたガス分配
部１０３の概略の構成を示す図である。

【図７】現行品の膜式ガスメータに搭載されたバルブ１
１０、１１２の概略の構成を示す図である。

【図８】現行品の膜式ガスメータにおけるクランク半径
を示す図である。

【図９】本発明の一実施の形態によるガス分配部３の開
口部ａ、ｂ、ｃと現行品のガス分配部１０３の開口部
ａ、ｂ、ｃを重ね合わせて見た状態を示す図である。

【図１０】本発明の一実施の形態によるバルブ１０、１
２と現行品のバルブ１１０、１１２を平面方向に重ね合
わせて見た状態を示す図である。

【符号の説明】

１ 膜式ガスメータ ２ 分離壁 ３、１０３ ガス分配部 ４ 上部室 ６ 下部室 ８ ガス流入口 １０、１２、１１０、１１２ バルブ １４ クランク機構 １６、１８ 小ひじ金 ２０、２２ 大ひじ金 ２４、２６ 翼軸 ２８ ガス流出口 ３０ 仕切板 ３２、３２’ 膜 ３４、３４’ 膜板 ５０ 軸受部 ５４、１５４ 凹部 ａ、ｂ、ｃ、ａ’、ｂ’、ｃ’ 開口部 Ｉ〜ＩＶ 計量室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】膜式ガスメータの圧力損失低減機構であっ
   て、 前記膜式ガスメータに内蔵された既存のガス分配部より
   大きな開口面積の開口部を有する交換用ガス分配部と、 前記膜式ガスメータに内蔵された既存のバルブより大き
   な凹部断面を有する交換用バルブとを備え、 前記既存のガス分配部及びバルブを前記交換用ガス分配
   部及び交換用バルブに交換することにより圧力損失を低
   減させることを特徴とする膜式ガスメータの圧力損失低
   減機構。
2. 【請求項２】請求項１記載の膜式ガスメータの圧力損失
   低減機構において、 前記膜式ガスメータに内蔵された既存のクランク機構の
   クランク半径を前記前記交換用ガス分配部及び交換用バ
   ルブに合わせて変更する変更手段を有することを特徴と
   する膜式ガスメータの圧力損失低減機構。