JP2008122218A - 超音波センサ用計測流路ユニットおよび超音波式ガスメータ - Google Patents

Abstract

【課題】安価で解体も容易な超音波センサ用計測流路ユニットおよび該超音波センサ用計測流路ユニットを用いた超音波式ガスメータを提供すること。
【解決手段】超音波式ガスメータのガス流路に収容され、超音波センサ用の計測流路を形成する流路形成部２４ａを有する超音波センサ用計測流路ユニット２４であって、流路形成部２４ａの外壁の一部を、計測流路と連通する開口が形成されるように除去した外壁除去部２４ｃと、開口の全体を塞ぐように外壁除去部２４ｃに固定されるメッシュ板２７とを備えている。
【選択図】図２

Description

本本発明は、ガスメータに収容されて超音波センサによるガス流量の計測が行われるガス流路を形成する超音波センサ用計測流路ユニットおよび該超音波センサ用計測流路ユニットを用いた超音波式ガスメータに関するものである。

近年、マイクロコンピュータを利用して、超音波センサが検出した流速からガス流量を演算する電子式ガスメータが普及している。この電子式ガスメータの小型化が進むと、超音波センサ前後の流路直線部を十分確保しきれなくなり、超音波センサは、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ヒートポンプなどは、間欠駆動されていることが多く、このため流路内の圧力変動、すなわち脈動が発生して、逆流が発生することがある。そこで、上記の問題を解決するために、超音波センサが取り付けられているメータ内の流路に整流板を装着した電子式ガスメータが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。

このような電子式ガスメータにおいては、上部にガス流入口およびガス流出口が形成されると共に、ガス流入口およびガス流出口間を連通する内部空間を有するメータ本体と、メータ本体の内部空間にそれぞれ収容された、ガス流入口と連通する遮断弁用流路ユニットと、ガス流出口と連通する出口流路ユニットと、遮断弁用流路ユニットおよび出口流路ユニット間を連通する中間流路ユニットとを備えている。

中間流路ユニットは、２つの超音波センサが取り付けられたユニット本体と、ユニット本体に収容され、２つの超音波センサによる計測が行われる計測流路を形成する多層ユニット（超音波センサ用計測流路ユニット）とから構成されている。

図５は、上述の多層ユニットの構成例を示す斜視図である。多層ユニット２４は、断面略四角形の計測流路を形成する流路形成部２４ａと、この流路形成部２４ａにより形成された計測流路を多層に分割する複数の整流板２４ｂとが樹脂により一体形成されている。また、流路形成部２４ａの左右側面には各々、ガス流れ方向に離間した２つの外壁除去部２４ｃが設けられ、この２つの外壁除去部２４ｃが各々メッシュホルダ２４ｄによって塞がれている。メッシュホルダ２４ｄは、その一部に形成されたホルダ開口部２４ｄ１にメッシュ２５が固定されている。

ユニット本体に取り付けられた２つの超音波センサは、２つのメッシュホルダ２４ｄのホルダ開口部２４ｄ１を通して、超音波の授受が行われる。メッシュ２５は、超音波センサとホルダ開口部２４ｄ１との間にできる空間に生じる渦を防止するために設けられている。
特開２００５−２８３５６５号公報

上述の多層ユニット２４において、メッシュホルダ２４ｄは、メッシュ２５を固定するのに、メッシュ２５を樹脂にてインサート成型し、樹脂部に設けた爪と多層ユニット２４の外壁除去部２４ｃに設けた爪係止部にて固定していた。このメッシュ２５を固定するためにインサート成型するという構成が、コスト的に高くなるという問題があった。

また、メッシュホルダ２４ｄのメッシュ２５と樹脂部を解体する場合、インサート成型されているために解体が困難であるという問題もあった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、安価で解体も容易な超音波センサ用計測流路ユニットおよび該超音波センサ用計測流路ユニットを用いた超音波式ガスメータを提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、超音波式ガスメータのガス流路に収容され、超音波センサ用の計測流路を形成する流路形成部を有する超音波センサ用計測流路ユニットであって、前記流路形成部の外壁の一部を、前記計測流路と連通する開口が形成されるように除去した外壁除去部と、前記開口の全体を塞ぐように前記外壁除去部に固定されるメッシュ板とを備えていることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、前記メッシュ板は、前記外壁除去部の端面に接着または溶着によって固定されることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、前記外壁除去部を形成する端面の複数箇所にボスを立設すると共に、前記メッシュ板に前記ボスを挿入可能な複数の穴を形成し、前記穴に前記ボスを挿入後、前記ボスの先端部をかしめてカシメ部を形成することにより、前記メッシュ板が前記外壁除去部に固定されることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明は、請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、前記メッシュ板は、前記外壁除去部の内側壁に形成されたメッシュ挿入用溝に挿入することによって固定されることを特徴とする。

上記課題を解決するためになされた請求項４記載の発明の超音波式ガスメータは、請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波センサ用計測流路ユニットを収容したことを特徴とする。

請求項１乃至４記載の発明によれば、従来のようにメッシュを樹脂にてインサート成型する必要がなくなり、メッシュ板２７のみの固定となるため、コストダウンとなる。また、メッシュ板２７の多層ユニット２４からの解体も容易となる。

請求項５記載の発明によれば、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明の利点を有する超音波式ガスメータが得られる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る超音波センサ用計測流路ユニットを組み込んだ超音波式ガスメータの分解断面図である。

超音波式ガスメータは、上部にガス流入口１１およびガス流出口１２が形成されると共に、ガス流入口１１およびガス流出口１２間を連通する内部空間を有するメータ本体１０と、メータ本体１０の内部空間にそれぞれ収容される、ガス流入口１１と連通する遮断弁用流路ユニット２１と、ガス流出口１２と連通する出口流路ユニット２３と、遮断弁用流路ユニット２１および出口流路ユニット２３間を連通する中間流路ユニット２２とを備えている。

遮断弁用流路ユニット２１は、ガス流入口１１に連通する開口部と、中間ユニット２２に連通する開口部２１ａとを有するガス流路を有し、このガス流路の途中に遮断弁３０を備えている。

出口流路ユニット２３は、ガス流出口１２に連通する開口部と、中間ユニット２２に連通する開口部２３ａとを有するガス流路を有する。

中間流路ユニット２２は、遮断弁用流路ユニット２１および出口流路ユニット２３の底面に設けられた開口部２１ａおよび２３ａと各々連通する開口部２２ａ１および２２ａ２が上面に設けられたガス流路を有する。そして、開口部２１ａおよび２３ａの周縁に設けたフランジ部２１ｂおよび２３ｂと、中間流路ユニット２２の開口部２２ａ１および２２ａ２の周縁とが、ネジＤ１により固定されている。これにより、遮断弁用流路ユニット２１および出口流路ユニット２３と、中間流路ユニット２２との固定を、ガス気密を保ちつつ行うことができる。

また、中間流路ユニット２２は、底面側に設けられる中間流路ユニット本体２２ｂと、中間流路ユニット本体２２ｂとは別体に形成されると共に、上面側に設けられる上蓋２２ｃとから構成されている。また、この中間流路ユニット２２内には、図示しない２つの超音波センサによる流速計測が行われる多層ユニット（本発明の超音波センサ用計測流路ユニット）２４が収容されている。２つの超音波センサは、中間流路ユニット本体２２ｂの側部に、ガス流れ方向に離間しかつ流れ方向と所定の角度を成すように互いに対向して配置されており、多層ユニット２４を通して超音波の送受信を行う。

多層ユニット２４は、図２に示すように、断面略四角形の計測流路を形成する流路形成部２４ａと、この流路形成部２４ａにより形成された計測流路を多層に分割する整流板２４ｂとが樹脂により一体形成されている。流路形成部２４ａの左右側面には各々、ガス流れ方向に離間し、計測流路と通する開口が形成されるように外壁を除去した２つの外壁除去部２４ｃが設けられている。この２つの外壁除去部２４ｃには、各々、金属等からなる平板状のメッシュ板２７が取り付けられ、開口の全体がメッシュ板２７によって塞がれている。メッシュ板２７は、超音波センサと外壁除去部２４ｃとの間の空間に生じる渦を防止するために設けられている。

多層ユニット２４の外面には、２つの弾性の凸部２４ｆが設けられている。詳しくは、２つの凸部２４ｆは、それぞれ、流路形成部２４ａの両端部付近に設けられている。

このような構成の多層ユニット２４を、中間流路ユニット２２内に中間流路ユニット本体２２ｂと上蓋２２ｃとの間に挟んで収容することにより、図１に示すように、中間流路ユニット２２内面と多層ユニット２４外面との間の隙間Ｃを凸部２４ｆにより塞いで、ガスが隙間Ｃを通ってガス流出口１２に流れることを防止することができる。これにより、ガスが隙間Ｃから多層ユニット２４外に流出してしまうことがなくなり、全てのガスが多層ユニット２４内の整流板２４ｂで分割された計測流路を通過するため、隙間Ｃの大小により流速計測特性がばらついてしまうことがない。

また、外壁除去部２４ｃへのメッシュ板２７の取り付けは、外壁除去部２４ｃの端面２４ｇに、接着剤（図示しない）で接着、または熱による端面２４ｇの溶着、または超音波による端面２４ｇの溶着によって接合されることにより行われる。

このように構成することで、本実施の形態によれば、従来のようにメッシュを樹脂にてインサート成型する必要がなくなり、メッシュ板２７のみの固定となるため、コストダウンとなる。また、メッシュ板２７の多層ユニット２４からの解体も容易となる。

以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。

たとえば、上述の実施の形態では、メッシュ板２７の取り付けは、外壁除去部２４ｃの端面２４ｇに接着または溶着によって接合されることにより行われているが、図３および図４に示す他の方法で行っても良い。

すなわち図３（Ａ）に示すように、外壁除去部２４ｃの端面２４ｇの複数箇所にボス２４ｇ１を一体成形により立設すると共に、メッシュ板２７にボス２４ｇ１を挿入可能な複数の穴２７ａを形成し、図３（Ｂ）に示すように、穴２７ａにボス２４ｇ１を挿入後、ボス２４ｇ１の先端部を溶かしてカシメ部２４ｇ２を形成することにより、メッシュ板２７を外壁除去部２４ｃに固定するように構成しても良い。

また、図４に示すように、流路形成部２４ａの側面の下側の一側部を残して外壁除去部２４ｃを形成し、その内側壁２４ｈおよび２４ｉにメッシュ挿入用溝２４ｈ１および２４ｉ１を形成し、このメッシュ挿入用溝２４ｈ１および２４ｉ１に上方からメッシュ板２７を挿入することにより固定するように構成しても良い。

本発明の実施の形態に係る超音波センサ用計測流路ユニットを組み込んだ超音波式ガスメータの分解断面図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１の超音波式ガスメータを構成する多層ユニット２４へのメッシュ板２７の取り付け前および取り付け後を示す斜視図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、多層ユニット２４へのメッシュ板２７の取り付けの他の実施例における取り付け前および取り付け後を示す斜視図である。 多層ユニット２４へのメッシュ板２７の取り付けのさらに他の実施例をしめす分解斜視図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、従来の多層ユニット２４へのメッシュホルダ２４ｄの取り付け前および取り付け後を示す斜視図である。

符号の説明

２４ 多層ユニット（超音波センサ用計測流路ユニット）
２４ｃ 外壁除去部
２４ｇ 端面
２４ｇ１ ボス
２４ｇ２ カシメ部
２４ｈ 内側壁
２４ｈ１ メッシュ挿入用溝
２４ｉ 内側壁
２４ｉ１ メッシュ挿入用溝
２７ メッシュ板
２７ａ 穴

Claims (5)

1. 超音波式ガスメータのガス流路に収容され、超音波センサ用の計測流路を形成する流路形成部を有する超音波センサ用計測流路ユニットであって、
   前記流路形成部の外壁の一部を、前記計測流路と連通する開口が形成されるように除去した外壁除去部と、前記開口の全体を塞ぐように前記外壁除去部に固定されるメッシュ板とを備えていることを特徴とする超音波センサ用計測流路ユニット。
2. 請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、
   前記メッシュ板は、前記外壁除去部の端面に接着または溶着によって固定されることを特徴とする超音波センサ用計測流路ユニット。
3. 請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、
   前記外壁除去部を形成する端面の複数箇所にボスを立設すると共に、前記メッシュ板に前記ボスを挿入可能な複数の穴を形成し、前記穴に前記ボスを挿入後、前記ボスの先端部をかしめてカシメ部を形成することにより、前記メッシュ板が前記外壁除去部に固定されることを特徴とする超音波センサ用計測流路ユニット。
4. 請求項１記載の超音波センサ用計測流路ユニットにおいて、
   前記メッシュ板は、前記外壁除去部の内側壁に形成されたメッシュ挿入用溝に挿入することによって固定されることを特徴とする超音波センサ用計測流路ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の超音波センサ用計測流路ユニットを収容したことを特徴とする超音波式ガスメータ。

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