JP2005003534A

JP2005003534A - 整流器

Info

Publication number: JP2005003534A
Application number: JP2003167873A
Authority: JP
Inventors: Minoru Seto; 実瀬戸; Masatomo Kobayashi; 賢知小林; Kazuhiro Ushijima; 一博牛嶋
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 2003-06-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】小型でありながら、計測精度が高くかつ流量測定に関する処理を軽減させる整流器を提供する。
【解決手段】流量センサが設置された流量測定装置内の流路５３の途中に装着され、流れ方向に沿って流量センサ前後の整流板１４の長さが同一になるようにしている。また、流量センサが配置される流路５３の途中に、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂが整流板１４を挟むように配置され、更に第１メッシュ１５Ａの上流側及び第２メッシュ１５Ｂの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄを備え、第１メッシュ１５Ａと第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサを挟んで対称的に配置され、第３メッシュ１５Ｃと第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサを挟んで対称的に配置されている。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばガスメータの流路途中の所定箇所に装着される整流器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マイクロコンピュータを利用して流量センサによる検出流量を積算してガス使用量を算出したり、異常時には保安のために流路を遮断する遮断弁装置等を備えたガスメータが普及している。ところが、ガスメータの小型化が進むと流量センサ前後の流路直線部を十分確保しきれなくなり、流量センサはその上流側のガス供給圧力や下流側のガス使用状況の影響を受けやすくなるという問題が発生する。また、ガス消費設備としての給湯器やガスエンジンヒートポンプ等はガスの流れが間歇的であることが多く、このため圧力変動が発生して逆流が発生することがある。そこで、この逆流を検出してより正確な流量検出する必要があるが、遮断弁装置等の内部装置によって流路が非対称にならざるを得ず、このため正流時と逆流時のセンサ出力特性が不均一になって、計量上の誤差が大きくなるという問題も発生する。これらについて図面を用いて以下に説明を加える。
【０００３】
図１１は、流量検出部前後に十分な直線距離を有する測定管の一例を示す破砕断面図である。この図１１に示す例は、円筒状の測定管７の軸に所定角度だけ軸傾斜して形成された一対の円筒状のソケット７１にそれぞれ配設される一対の超音波振動子（不図示）間の上り下りの信号伝搬時間に基づいて、流路７２を通過する流体の流速を検出するものである。なお、この測定管７の外側面の一部には圧力計用ボス７３及び温度計用ボス７４、更に出入口部には複数のネジ孔７５ａを有するフランジ７５がそれぞれ形成されている。図中、矢印は、ここを通過する流体の正流方向を示す。
【０００４】
ところで、この測定管７は、流れ方向に沿って流量検出部（ここでは超音波振動子により流量検出される箇所を示す）の前後に十分な直線距離Ｌ３及びＬ４が設けられている。この直線距離Ｌ３及びＬ４はそれぞれ、測定管７の直径Ｄの５倍以上に設定されている。すなわち、上記距離Ｌ３及びＬ４を直径Ｄの５倍以上に設定することによって、この測定管７では、流量検出部に対する上流側及び下流側からの影響を軽減して、検出精度を高めるようにしている。
【０００５】
なお、以下に本明細書中で引用する文献を示しておく。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１８３２０８号公報
【特許文献２】
特開２００１−２４１９７９号公報
【特許文献３】
特開２００２−５７０７号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４３５２０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
一方、ガスメータは近年小型化が進んでいるが、小型化が進むと上述のような十分な直線距離Ｌ３及びＬ４を筐体内に確保しきれず、流量検出部は上流側のガス供給圧力や下流側のガス使用状況の影響を受けやすくなる。この結果、流量検出精度も不安定になるという問題が発生しがちである。また、保安のために流路遮断弁装置等の内部装置を流路途中に介設する必要もあり、流路形状が流量検出部を挟んで非対称にならざるを得ない。この結果、正流時及び逆流時のセンサ出力特性が不均一になり、計量上の誤差を低減するためのパラメータ設定が複雑になって、マイクロコンピュータの処理負担が大きくなったり、ＲＡＭ領域がいたずらに増大するという問題も発生する。また、ガスメータは近年小型化にともない、従来想定されてなかった５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響も顕在化してきた。
【０００８】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、小型でありながら、計測精度が高くかつ流量測定に関する処理を軽減させると同時に、５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響も軽減させることができる整流器を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の整流器は、流量センサが設置された流量測定装置内の流路の途中に装着される整流器であって、前記流路の断面を所定の比率で分割するように流路の途中に配置された整流板を備え、流れ方向に沿って前記流量センサ前後の整流板の長さが同一になるようにし、前記整流板を上流側及び下流側からそれぞれ挟むように前記流路の途中に配置された第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂを備え、前記第１メッシュ１５Ａの上流側及び前記第２メッシュ１５Ｂの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて前記流路の途中に配置された第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄを備え、前記第１メッシュ１５Ａと前記第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って前記流量センサ１０を挟んで対称的に配置され、前記第３メッシュ１５Ｃと前記第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って前記流量センサ１０を挟んで対称的に配置されていることを特徴とする。
【００１０】
また、上記課題を解決するためになされた請求項２記載の整流器は、請求項１記載の整流器において、前記第１メッシュ１５Ａと前記第２メッシュ１５Ｂとは同等の粗さを有し、前記第３メッシュ１５Ｃと前記第４メッシュ１５Ｄとは同等の粗さを有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記課題を解決するためになされた請求項３記載の整流器は、請求項１又は請求項２記載の整流器において、前記第１メッシュ１５Ａ及び前記第２メッシュ１５Ｂは、前記整流板を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するためになされた請求項４記載の整流器は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の整流器において、異常時に前記流路を遮断する遮断弁装置の配置に伴って前記流量センサを挟んで上流側と下流側とで非対称形になる前記流路に装着されていることを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するためになされた請求項５記載の整流器は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の整流器において、前記流量測定装置は、前記流量センサの流量検出値に基づいて前記流路を通過したガス流量を積算することによりガス使用量を算出するマイクロコンピュータを含む電子式ガスメータであり、この電子式ガスメータに装着されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、本整流器１は流量センサ１０が設置された流量測定装置内の流路５３の途中に装着され、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さが同一になるようにしている。したがって、正流時及び逆流時の流量センサ１０の出力特性が均一化される。また、流量センサ１０が配置される流路５３の途中に、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂが整流板１４を挟むように配置され、更に第１メッシュ１５Ａの上流側及び第２メッシュ１５Ｂの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄを備え、第１メッシュ１５Ａと第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置され、第３メッシュ１５Ｃと第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置されているので、従来のように、流量センサ１０前後の整流板１４の長さが十分になくても、上流側及び下流側の影響を大きく軽減することができると同時に、５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響を大きく軽減させることができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明によれば、第１メッシュ１５Ａと第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成すなわち同等の粗さを有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置され、第３メッシュ１５Ｃと第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成すなわち同等の粗さを有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置されている。このような構成により、５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響をより軽減させることができる。
【００１６】
また、請求項３記載の発明によれば、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂは、整流板１４を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように配置されているので、整流効果が上がって測定精度がより向上する。
【００１７】
また、請求項４記載の発明によれば、本整流器１は、遮断弁装置５５Ａの配置に伴い流量センサ１０を挟んで上流側と下流側とで非対称形になる流路５３に装着される。すなわち、遮断弁装置５５Ａにより保安性を高めると、一方で正流時及び逆流時のセンサ出力特性が不均一になるという問題が発生するが、本発明によるとこのセンサ出力特性の不均一性の問題も解決される。
【００１８】
また、請求項５記載の発明によれば、本整流器１は、マイクロコンピュータを利用してガス使用量を算出する電子式ガスメータに装着される。本発明は、上述したように、正流時及び逆流時のセンサ出力特性を均一にして流量計算処理を簡素化するので、このような電子式ガスメータに装着されると、マイクロコンピュータに対する負担を小さくすることができて非常に有効である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図１を用いて本発明の基本となる構成について説明する。図１は本発明の整流器に係る基本構成を示す概略断面図であり、特に、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）はそれぞれ正流方向及び逆流方向に対応したものである。
【００２０】
図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本整流器は、複数の整流板１４、第１メッシュ１５Ａ、第２メッシュ１５Ｂ及び第３メッシュ１５Ｃを含み、流量センサ１０が設置された流量測定装置内の流路５３の途中に装着される。流量測定装置は、例えば、ガスメータであるがこの他の流量計にも適用可能である。ガスメータへの適用例は図２以降で後述する。
【００２１】
複数の整流板１４は共に同型状をしており、流路５３の断面を均等に分割するようにそれぞれ等間隔かつ平行になるように配置されている。複数の整流板１４は流量センサ１０の設置箇所に基づいて配置されており、詳細には、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さＬ１及びＬ２が同一になるように配置されている。なお、この流量センサ１０前後とは、流量センサ１０により流量検出される箇所の前後を示す。
【００２２】
第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂは、上記複数の整流板１４を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように流路５３の途中に配置されている。また、第３メッシュ１５Ｃは、第１メッシュ１５Ａの上流側に所定の間隔をおいて流路５３の途中に配置されている。そして、これら第１メッシュ１５Ａ、第２メッシュ１５Ｂ及び第３メッシュ１５Ｃの目の細かさ、すなわち、１平方インチ当たりの格子数はそれぞれ、例えば、８０個、４０個及び８０個である。すなわち、上流側から順に各メッシュの格子数は、８０個（密）、８０個（密）及び４０個（粗）となっている。
【００２３】
このような構成にすることにより、従来のように、流量センサ１０前後の整流板１４の長さが十分になくても、上流側及び下流側の影響を大きく軽減することができる。すなわち、図１（Ａ）に矢印で示すような正流時には、第３メッシュ１５Ｃ及び第１メッシュ１５Ａ、並びに整流板１４を通過して整流されるので、流量センサ１０から乱れの少ない出力が得られる。また、正流時には、第２メッシュ１５Ｂ１５Ｃによりこれより下流側からの影響が排除される。また、図１（Ｂ）に矢印で示すような逆流時には、正流時と流れの向きが逆になるだけで、各メッシュ及び整流板は同等の作用をする。これらの結果、整流板１４の長さが十分になくてもそれと同等の整流作用が得られるため、本整流器１が装着されるガスメータ等の流量測定装置の小型化を促進することができる。また、上記第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂは、複数の整流板１４を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように配置されているので、整流板とメッシュとの間にすき間が発生することがなくなり、整流効果が上がって測定精度がより向上する。
【００２４】
また、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さＬ１及びＬ２が同一になるようにしている。したがって、図１（Ａ）に示す正流時、及び図１（Ｂ）に示す逆流時の流量センサ１０の出力特性が均一化される。この出力特性は、図７においても示される。この結果、正流時及び逆流時に同等のパラメータ及び処理手順が適用できるため、流量計算処理が簡素化される。
【００２５】
次に、上述のような基本構成を適用した整流器について、図２〜図６を用いて説明する。図２及び図３はそれぞれ、図１の基本構成を適用した整流器の一例を示す斜視図及び分解斜視図である。図４、図５及び図６はそれぞれ、図２及び図３で示す整流器が装着されるガスメータの平面図、背面図及び図４におけるＸＸ線断面図である。
【００２６】
図２及び図３に示すように、本整流器１は、第１及び第２メッシュユニット１１及び１２、並びに整流板ユニット１３から構成される。これらユニット１１、１２及び１３はそれぞれ別途に形成されて、これらが一体化されて一つの整流器１が形成される。このような整流器１は、例えば、ガスメータの流量センサ１０が設置される流路５３の途中に装着される。
【００２７】
第１メッシュ１５Ａユニット１１は、所定長の四角形筒状の外枠部、及びこの外枠部により形成される両開口面をそれぞれ覆い、本整流器１が装着される流路のガス流方向に対して垂直になるようにこの外枠部に図１で示したような第１メッシュ１５Ａ、第３メッシュ１５Ｃがそれぞれ固着されている。詳細には、第３メッシュ１５Ｃ及び第１メッシュ１５Ａはそれぞれ、この外枠部の上流側開口面及び下流側開口面をそれぞれ覆うように固着されている。この固着には例えば超音波振動溶着が利用される。これら外枠部及びメッシュはそれぞれ、例えば、耐熱性プラスティック製及び金属製である。この第１メッシュ１５Ａユニット１１の両側面縁部からは可撓性のある腕状の係止片１１１、１１３が突設されている。そして、これら係止片１１１、１１３のそれぞれの先端付近には内向する係止突起１１１ａ、１１３ａが形成されている。
【００２８】
また、第２メッシュユニット１２は第１メッシュ１５Ａユニット１１と類似の構成を有しており、所定長の四角形筒状の外枠部、及びこの外枠部により形成される上流開口面を覆い、本整流器１が装着される流路のガス流方向に対して垂直になりこの外枠の下流側開口面を覆うように図１で示したような第２メッシュ１５Ｂが固着されている。この固着にも例えば超音波振動溶着が利用される。これら外枠部及びメッシュはそれぞれ、例えば、耐熱性プラスティック製及び金属製である。この第２メッシュユニット１２における上流側両側面縁部からも可撓性のある腕状の係止片１２２、１２４が突設されている。そして、これら係止片１２２、１２４のそれぞれの先端付近には内向する係止突起１２２ａ、１２４ａが形成されている。なお、ここでいう上流側又は下流側とは、正流時における上流側又は下流側を示すものとする。
【００２９】
一方、整流板ユニット１３は、所定長で断面凹状をした外枠部、及びこの外枠部の内壁に流路の断面を均等に分割するように、図１で示したような複数の薄い板状の整流板１４がそれぞれ等間隔で平行に配設されている。これら外枠部及び整流板１４は共に、例えば、耐熱性プラスティック製である。この整流板ユニット１３には、対向する側面外壁がくりぬかれるようにして４つの係止溝１３１、１３２等（係止片１１３、１２４に対応する係止溝は不図示）が形成されている。詳細には、係止溝１３１は、上記係止片１１１の係止突起１１１ａがスライド可能なスライド溝１３１ｂ及び係止突起１１１ａに対応した形状の係止凹部１３１ａから構成される。また、整流板ユニット１３の外枠部の対向する内壁には、薄板状の上記複数の整流板１４がそれぞれスライド挿入される複数の溝１３５が形成されている。これらの溝１３５を利用して、複数の整流板１４が取り付けられる。他の係止溝１３２等も同様であるのでここでは説明を省略する。
【００３０】
そして、上記整流板ユニット１３を両側から挟むように、上記第１メッシュ１５Ａユニット１１及び第２メッシュユニット１２が組み付けられて整流器１が形成される。すなわち、整流器１の組み立て時には、まず、複数の整流板１４がそれぞれ、整流板ユニット１３の複数の溝１３５にスライド挿入される。次に、上記係止片１１１、１１３の係止突起１１１ａ、１１３ａを、係止溝１３１、１３３のスライド溝１３１ｂ等上をスライドさせながら、係止凹部１３１ａ等まで誘導して、係止突起１１１ａ、１１３ａを係止凹部１３１ａ等に係合させる。これによって、第１メッシュ１５Ａユニット１１を整流板ユニット１３に固定する。
【００３１】
同様にして、第２メッシュユニット１２の整流板ユニット１３への固定時には、上記係止片１２２、１２４の係止突起１２２ａ、１２４ａを、係止溝１３２等のスライド溝１３２ｂ等上をスライドさせながら、係止凹部１３２ａ等まで誘導して、係止突起１２２ａ、１２４ａを係止凹部１３２ａ等に係合させる。なお、この第２メッシュユニット１２の整流板ユニット１３への固定を、上記第１メッシュ１５Ａユニット１１の整流板ユニット１３への固定より先に行ってもよいし、組み立て時間節約のために、第１メッシュ１５Ａユニット１１及び第２メッシュユニット１２を同時に整流板ユニット１３に固定するようにしてもよい。このようにして組み立てられた整流器１は、図４〜図６に示すガスメータ本体５の流路５３の所定位置に固定される。
【００３２】
このように、メッシュ及び整流板をユニット化して組み込むことにより、整流部が簡易でコンパクトな構成となるため、上述したような整流作用による計測装置の小型化に加えて更なる小型化が可能になる。また、コンパクトな構成でユニット化することにより、量産性も向上する。更に、上記のような構成により、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂが複数の整流板１４を上流側及び下流側から密着して挟むように配置することが可能になり、整流効果が上がって測定精度がより向上する。説明を加えると、せっかくメッシュにより整流しても、メッシュと整流板との間にすき間があると、このすき間に渦が発生してしまい整流効果が半減するが、上述のような密着構成にすることにより、この渦の発生を防止し、良好な測定精度を得ることができるようになる。
【００３３】
ところで、上述した整流器１が装着されるガスメータは、図４、図５及び図６に示すガスメータ本体５と、ガスメータ本体５の正面側に覆設される図示しないガスメータカバーから構成される。なお、ここでは、ガスメータはマイクロコンピュータを装備して流量計算処理やガス使用量積算処理をしたり、ガス流異常を検出してガス流路遮断等の異常処理を行う電子式ガスメータを想定している。
【００３４】
図４、図５及び図６に示すように、ガスメータ本体５は箱型状の外形をしており、例えば、アルミダイキャスト製である。このガスメータ本体５の上面には、ガス供給源側及びガス消費源側に至るそれぞれのガス配管に連接される円筒状の流入口５１及び流出口５２が設けられている。流入口５１から流入したガスは、正面からみてＵ字型のガスメータ本体５に形成された流路５３を経て、流出口５２側に流出していく。この流路５３の途中には、上記整流器１の形状に対応した整流器ユニット収容部５４が形成されている。
【００３５】
この整流器ユニット収容部５４は、詳細には、上述した整流器１を構成する第１メッシュ１５Ａユニット１１、第２メッシュユニット１２及び整流板ユニット１３にそれぞれ対応する第１メッシュ１５Ａユニット収容部５４１、第２メッシュユニット収容部５４２及び整流板ユニット収容部５４３から構成されている。特に、整流板ユニット収容部５４３には、流路５３を通過するガス流量を検出するための流量センサ、例えば、マイクロフローセンサ（不図示）の測定面に対応した円形状のセンサ孔５４４が設けれらている。詳細には、このセンサ孔５４４の位置は整流板ユニット収容部５４３の中央部に設けられており、ここに整流器１が装着された際に、図１で示したように、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さＬ１及びＬ２が同一になる。
【００３６】
また、このガスメータ本体５には、遮断弁装置５５Ａ、圧力検出器５５Ｂや感震器５５Ｃ等の関連部品が所定位置に配置される。また、上記遮断弁装置５５Ａ等の関連部品や流量検出等の各種処理を行うマイクロコンピュータに電源を供給する複数個の電池５６が、ガスメータ本体５の中央部に配置される。更に、ガスメータ本体５には、上記関連部品や、図示しない表面カバー、裏面カバーをネジ止め固定するための複数のネジ止部５７Ａ、５７Ｂ、５７Ｃ、５７Ｄが設けられている。なお、図４及び図５に示すように、ガスメータ本体５内の流路５３の途中には保安のための遮断弁装置５５Ａが設けられるので、これに伴い流路５３は流量センサ１０の設置箇所を挟んで上流側と下流側とで非対称形になっている。
【００３７】
このような形状のガスメータ本体５に前述した整流器１が装着される。すなわち、整流器１は、ガスメータ本体５に形成された流路５３の途中にある整流器ユニット収容部５４に装着される。詳細には、図２に示す整流器１の一番上に配置される整流板１４１が、図５に示すガスメータ本体５の整流器ユニット収容部５４のセンサ孔５４４に対向し、整流器１を構成する第１メッシュ１５Ａユニット１１、第２メッシュユニット１２及び整流板ユニット１３が、整流器ユニット収容部５４を構成する第１メッシュ１５Ａユニット収容部５４１、第２メッシュユニット収容部５４２及び整流板ユニット収容部５４３にそれぞれ対応するようにして、整流器１がガスメータ本体５の背面から装着される。このように装着されると、上述したように、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さＬ１及びＬ２が同一になる。
【００３８】
そして、このようにして整流器１が装着されたガスメータ本体５の背面側には、ここでは図示しない裏面カバーが覆設されて、複数のネジ止め部５７Ｂを利用してネジ止めされる。また、ガスメータ本体５の正面側にも同様に、ここでは図示しない積算流量を表示する表示器や上記マイクロコンピュータ等を搭載した電子基板を挟んで、表示窓部やリセットスイッチ等が配設された表面カバーが覆設されて、複数のネジ止め部５７Ｄを利用してネジ止めされる。このようにして、本整流器１が装着されたガスメータが組み立て完了する。
【００３９】
なお、このようなガスメータでは、流量センサ１０により検出された流路５３を通過するガス流量が、ここでは図示しないマイクロコンピュータにより積算されて、その値が表示器上に表示される。また、流量等の異常時にはマイクロコンピュータにより指令されて、流路５３が遮断弁装置により遮断される。
【００４０】
このように、図２及び図３で示した構成の整流器１をガスメータに適用することにより、遮断弁装置５５Ａにより保安性が高められることは勿論、流量センサ１０前後の整流板１４の長さが十分になくても上流側及び下流側からの影響が大きく軽減されるため、小型化が達成されたガスメータが得られる。また、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さが同一になるようにしているので、正流時及び逆流時の流量センサ１０の出力特性も均一化される。したがって、正流時及び逆流時に同等のパラメータ及び処理手順が適用できるため、流量計算処理が簡素化されてマイクロコンピュータの負担が軽減される。
【００４１】
次に、上述のような構成の整流器１の出力特性を図７に示す。図７は、上述の整流器を用いた場合の流量センサの出力特性を示すグラフである。流量センサと整流板との位置関係は上述した通りとする。
【００４２】
図７において、横軸はガス流量、すなわち、時間当たりのガス流量（リットル）を示す。その範囲は０〜１０００（Ｌ／ｈ）である。また、縦軸はこの測定範囲における上記流量センサ１０による逆流／正流比を示す。この逆流／正流比とは、図１（Ａ）で示すような正流時におけるセンサ出力値と、図１（Ｂ）で示すような逆流時におけるセンサ出力値との比率である。図７中、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はサンプリング番号を示す。
【００４３】
この図７に示すように、いずれのサンプリング番号においても、上記流量範囲にわたって逆流／正流比は、流量変化とは無関係に常に略１．００となることがわかる。説明を加えると、逆流を正しくとらえる必要があるのは１０００（Ｌ／ｈ）の範囲であるが、この領域ではメッシュ配置ではなく、センサに対するメッシュまでの距離によって特性が決定されことが知られており、このため流量センサ前後の整流板の長さを同一にすると、図７に示すように、逆流／正流比が一定になる。この現象を上例では積極的に利用している。すなわち、１０００（Ｌ／ｈ）を超える正流に対しては２枚のメッシュでより整流効果を高め、ほとんどが１０００（Ｌ／ｈ）以下である逆流に対しては１枚のメッシュですませることにより、すぐれた正逆整流効果を得ながらも構成をできる限りシンプルにしている。したがって、実用上、正流時及び逆流時に同等のパラメータ及び処理手順を適用することができるようになる。
【００４４】
なお、逆流時のバラツキを更に改善したい場合には、特に、消費源としての給湯器を起因とする５０〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響を軽減させたい場合には、上記第２メッシュ１５Ｂの下流側に他のメッシュを追加設置すればよい。これに関する実施形態を以下に示す。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は共に、本発明の整流器の一実施形態の基本構成を示す概略断面図であり、特に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）はそれぞれ正流方向及び逆流方向に対応したものである。なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）において、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）と共通する部分には、同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４５】
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すように、この実施形態においては、上記図２及び図３の整流器において、第２メッシュ１５Ｂの下流側に第４メッシュ１５Ｄを追加設置する。詳細には、この第４メッシュ１５Ｄは、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで第３メッシュ１５Ｃと対称的に配置される。すなわち、流量センサ１０から第３メッシュ１５Ｃまでの距離と、流量センサ１０から第４メッシュ１５Ｄまでの距離とは共に、図中、Ａ＋Ｂで示すように等しくなっている。また、この第４メッシュ１５Ｄは、第３メッシュ１５Ｃと同等の構成を有する。例えば、第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄの粗さ、すなわち、番手＃（１平方インチ当たりのメッシュ本数）は共に４０である。
【００４６】
これと共に、この実施形態においては、この第１メッシュ１５Ａもまた、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで第２メッシュ１５Ｂと対称的に配置される。すなわち、流量センサ１０から第１メッシュ１５Ａまでの距離と、流量センサ１０から第２メッシュ１５Ｂまでの距離とは共に、図中、Ａで示すように等しくなっている。また、この第１メッシュ１５Ａは、第２メッシュ１５Ｂと同等の構成を有する。例えば、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂの番手＃は共に８０である。但し、第１メッシュ１５Ａ（又は第２メッシュ１５Ｂ）と、第３メッシュ１５Ｃ（又は第４メッシュ１５Ｄ）とは、異なっていてもよい。
【００４７】
このような基本構成において、図８（Ｂ）に示すように、逆流方向からの脈動により圧力変動が加わった場合、この流速分布Ｒはまず第４メッシュ１５Ｄで均一化された流速分布Ｒ′となり、第２メッシュ１５Ｂを通過して、流速センサ１０方向に向かう。第２メッシュ１５Ｂの通過後は、流速分布Ｒ′から流速分布は発達しにくい。定常時にも、第２メッシュ１５Ｂを通過した後の流速分布は、Ｒ′で示す分布と略同等になるので、脈動時及び定常時の流速分布が近似することになる。なお、図８（Ａ）の流速分布Ｎ、Ｎ′で示すように、正流方向からガス流がある場合にも同様である。
【００４８】
このような基本構成を有する整流器は、図２及び図３で示す例と類似した形状に具現化することができる。すなわち、この実施形態では、図２及び図３における第１メッシュ１５Ａユニット１１と第２メッシュユニット１２とが同等になるように変更したうえで、第２メッシュユニット１２における第２メッシュ１５Ｂの装着面とは他面に、上記第４メッシュ１５Ｄを装着するようにすればよい。この場合、この変更された整流器の形状に応じて、ガスメータ側の整流板ユニット収容部５４の形状も若干変更する必要がある。
【００４９】
このような構成の整流器の脈動に対する特性を以下に示す。図９及び図１０はそれぞれ、図８の整流器を用いた場合の５０ヘルツ及び１５０ヘルツの脈動に対する圧力変動幅と平均流量との関係を示すグラフである。なお、図９及び図１０において、改善後の特性を実線で示し、改善前の特性を実線で示している。改善後の特性は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）において、距離Ａを４．５ｍｍ、距離Ｂを１０ｍｍ、整流板数を１１層、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂの粗さを共に＃８０、第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄの粗さを共に＃４０とし、ベース流量を１００（Ｌ／ｈ）として取得されたものである。改善前の特性は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）において、第４メッシュ１５Ｄを除いて、上記と同等の条件で取得されたものである。
【００５０】
図９及び図１０で示すように、整流器を図８（Ａ）及び図８（Ｂ）で示すような構成にすることにより、脈動による平均流量への影響が大幅に軽減されていることがわかる。すなわち、この実施形態により、脈動時における流量センサ周りの流れを定常時のそれに近づけることができる。図示しないが、５０ヘルツ〜１５０ヘルツにおける上記以外の脈動周波数に対しても同様な改善効果あることが確かめられている。したがって、この実施形態で示す整流器により、５０ヘルツ〜１５０ヘルツの脈動の発生源となるガス給湯器を消費源として持つ流量測定装置に対して、脈動の影響を軽減させて計測精度を安定させることができる。
【００５１】
なお、各メッシュの粗さは細かくするほど脈動の影響を軽減することができるが、あまり細かくしすぎると圧力損失が大きくなる。このため、適度に各メッシュの粗さを調整することが必要となる。例えば、上記例示したように各メッシュの粗さを設定することが好ましいことが確かめられている。
【００５２】
また、ガスメータの流路途中にメッシュ構造を挿入するというアイディア自体は、例えば、上記特許文献１〜４等で周知であるが、これらの文献が、流量センサ１０が配置される流路５３の途中に、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂが整流板１４を挟むように配置し、更に第１メッシュ１５Ａの上流側及び第２メッシュ１５Ｂの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄを配置するという本発明の特徴を示唆するものではないことは明らかである。
【００５３】
以上のように、本実施形態によれば、コンパクトで整流効果の高い整流器が得られる。また、本整流器を利用することにより、安全性が高くかつ小型化が達成されたガスメータ等の流量測定装置が得られる。更に、正流時及び逆流時のセンサ出力特性が均一化されて、測定装置に内蔵されるマイクロコンピュータの負担を軽減させることもできる。そのうえ、ガス給湯器を起因とする５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響も軽減することもできる。
【００５４】
なお、上記実施形態においては、遮断弁装置が整流器の下流側にある場合を例示したが、遮断弁装置は整流器の上流側に配置されていてもよい。この場合にも、上述したような遮断弁装置が整流器の下流側にある場合と同様の効果が得られる。また、本発明は、上述した電子式ガスメータの以外の流量測定装置にも適用可能である。更に、整流器を構成するユニット数や係止片等の形状も、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、本整流器１は流量センサ１０が設置された流量測定装置内の流路５３の途中に装着され、流れ方向に沿って流量センサ１０前後の整流板１４の長さが同一になるようにしている。したがって、正流時及び逆流時の流量センサ１０の出力特性が均一化される。この結果、正流時及び逆流時に同等のパラメータ及び処理手順が適用できるため、流量計算処理が簡素化される。また、流量センサ１０が配置される流路５３の途中に、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂが整流板１４を挟むように配置され、更に第１メッシュ１５Ａの上流側及び第２メッシュ１５Ｂの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて第３メッシュ１５Ｃ及び第４メッシュ１５Ｄを備え、第１メッシュ１５Ａと第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置され、第３メッシュ１５Ｃと第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置されているので、従来のように、流量センサ１０前後の整流板１４の長さが十分になくても、上流側及び下流側の影響を大きく軽減することができると同時に、５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響を大きく軽減させることができる。
【００５６】
また、請求項２記載の発明によれば、第１メッシュ１５Ａと第２メッシュ１５Ｂとは同等の構成すなわち同等の粗さを有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置され、第３メッシュ１５Ｃと第４メッシュ１５Ｄとは同等の構成すなわち同等の粗さを有し、流れ方向に沿って流量センサ１０を挟んで対称的に配置されている。このような構成により、５０ヘルツ〜１５０ヘルツ程度の脈動の影響をより軽減させることができる。したがって、このような脈動の発生源となるガス給湯器を消費源として持つ流量測定装置の計測精度を向上させるのに大きく貢献することができる。
【００５７】
また、請求項３記載の発明によれば、第１メッシュ１５Ａ及び第２メッシュ１５Ｂは、整流板１４を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように配置されているので、整流効果が上がって測定精度がより向上する。
【００５８】
また、請求項４記載の発明によれば、本整流器１は、遮断弁装置５５Ａの配置に伴い流量センサ１０を挟んで上流側と下流側とで非対称形になる流路５３に装着される。すなわち、遮断弁装置５５Ａにより保安性を高めると、一方で正流時及び逆流時のセンサ出力特性が不均一になるという問題が発生するが、本発明によるとこのセンサ出力特性の不均一性が解決されるため、保安性が向上し、かつ正流時及び逆流時のセンサ出力特性が均一化された整流器が得られる。なお、遮断弁装置５５Ａは、流量センサ１０を挟んで上流側又は下流側のいずれに配置されていてもよく、いずれの場合にも同様に上記効果が得られる。
【００５９】
また、請求項５記載の発明によれば、本整流器１は、マイクロコンピュータを利用してガス使用量を算出する電子式ガスメータに装着される。本発明は、上述したように、正流時及び逆流時のセンサ出力特性を均一にして流量計算処理を簡素化するので、このような電子式ガスメータに装着されると、マイクロコンピュータに対する負担を小さくすることができて非常に有効となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）及び図１（Ｂ）は共に、本発明の整流器に係る基本構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の基本構成を適用した整流器の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の整流器の分解斜視図である。
【図４】図２及び図３で示す整流器が装着されるガスメータを例示する平面図である。
【図５】図４のガスメータの背面図である。
【図６】図４におけるＸＸ線断面図である。
【図７】図２の整流器を用いた場合の流量センサの出力特性を示すグラフである。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は共に、本発明の整流器の一実施形態の基本構成を示す概略断面図である。
【図９】図８の整流器を用いた場合の５０ヘルツの脈動に対する圧力変動幅と平均流量との関係を示すグラフである。
【図１０】図８の整流器を用いた場合の１５０ヘルツの脈動に対する圧力変動幅と平均流量との関係を示すグラフである。
【図１１】流量検出部前後に十分な直線距離を有する測定管の一例を示す破砕断面図である。
【符号の説明】
１整流器
１０流量センサ
１１第１メッシュ１５Ａユニット
１２第２メッシュユニット
１３整流板ユニット
１４整流板
１５Ａ第１メッシュ
１５Ｂ第２メッシュ
１５Ｃ第３メッシュ
１５Ｄ第４メッシュ
５３流路
５４整流器ユニット収容部
５５Ａ遮断弁装置
１１１係止片
１１１ａ係止突起
１３１係止溝
１３１ｂスライド溝部
１３１ａ係止凹部
１３５溝

Claims

流量センサが設置された流量測定装置内の流路の途中に装着される整流器であって、
前記流路の断面を所定の比率で分割するように流路の途中に配置された整流板を備え、
流れ方向に沿って前記流量センサ前後の整流板の長さが同一になるようにし、前記整流板を上流側及び下流側からそれぞれ挟むように前記流路の途中に配置された第１メッシュ及び第２メッシュを備え、
前記第１メッシュの上流側及び前記第２メッシュの下流側にそれぞれ所定の間隔をおいて前記流路の途中に配置された第３メッシュ及び第４メッシュを備え、前記第１メッシュと前記第２メッシュとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って前記流量センサを挟んで対称的に配置され、
前記第３メッシュと前記第４メッシュとは同等の構成を有し、流れ方向に沿って前記流量センサを挟んで対称的に配置されている
ことを特徴とする整流器。
請求項１記載の整流器において、
前記第１メッシュと前記第２メッシュとは同等の粗さを有し、
前記第３メッシュと前記第４メッシュとは同等の粗さを有する
ことを特徴とする整流器。
請求項１又は２記載の整流器において、
前記第１メッシュ及び前記第２メッシュは、前記整流板を上流側及び下流側からそれぞれ密着して挟むように配置されている
ことを特徴とする整流器。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の整流器において、
異常時に前記流路を遮断する遮断弁装置の配置に伴って前記流量センサを挟んで上流側と下流側とで非対称形になる前記流路に装着されている
ことを特徴とする整流器。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の整流器において、
前記流量測定装置は、前記流量センサの流量検出値に基づいて前記流路を通過したガス流量を積算することによりガス使用量を算出するマイクロコンピュータを含む電子式ガスメータであり、この電子式ガスメータに装着されている
ことを特徴とする整流器。