JP2008232942A - 超音波ガスメーター - Google Patents

Abstract

【課題】従来のようなＳ字状に屈曲するガス流通路を設けることなく計測性能を確保でき、しかもガスメーター本体の設計の自由度が増し、部品点数及び組立て工数を削減し、コストダウンを図ることができる超音波ガスメーターを提供する。
【解決手段】ガスメーター本体１にガス流入通路３とガス流出通路５を左右対称的に設け、ガス流入通路３から流入するガスを計測流路７に導き、計測流路７に設置した超音波センサ１１，１２によって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測した後、ガス流出通路５に導く超音波ガスメーターにおいて、ガス流入通路３及びガス流出通路５に、計測流路７の流入部７ａ及び流出部７ｂに向かって突出し、ガスの流れを整流する突起部２８ａ，２８ｂを左右対称的に設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測する超音波ガスメーターに関する。

一般家庭用のガスメーターとしての超音波ガスメーターは、例えば、特許文献１で知られている。この超音波ガスメーターは、既設の膜式ガスメーターが取付けられている配管に対して互換性を持たせるために、一般に、図４に示すように構成されている。

すなわち、ガスメーター本体１の上部には左右方向に離間してガス流入口２を有するガス流入通路３とガス流出口４を有する形成するガス流出通路５が左右対称的に設けられている。ガス流入通路３とガス流出通路５とは平行で、しかも上下方向に貫通して設けられている。ガス流入通路３とガス流出通路５の下端はガスメーター本体１の計測部本体６と接続されている。

計測部本体６にはガス流入通路３及びガス流出通路５と直角方向、つまり水平方向に計測流路７が設けられている。この計測流路７の上流側は流入側連通部８を介してガス流入通路３と連通し、この計測流路７の下流側は流出側連通部９を介してガス流出通路５と連通している。さらに、計測流路７には内部に複数枚の整流板を有する角筒状の整流管１０が設けられ、ガスを整流するようになっている。また、計測流路７にはガスの流れる方向に対して角度を持って対向する一対の超音波センサ（図示しない）が設置されている。

ガス流入通路３には、その上流側と下流側を左右方向に仕切る仕切り壁１３が設けられ、この仕切り壁１３には上流側と下流側を連通する連通孔１４が左右方向に貫通して設けられている。そして、ガスメーター本体１には連通孔１４に対向して遮断弁１５が横方向に設けられている。

ガス流入通路３の連通孔１４より下流側にはガス流入通路３を形成する内壁より横方向に突出する隔壁１６が設けられ、この隔壁１６の一部にはガス流入通路３と計測流路７とを連通させる連通口１７が設けられている。連通口１７は隔壁１６の偏った位置に設けられ、略Ｓ字状に屈曲するガス流通路１８が形成されている。つまり、ガス流通路１８は、略Ｌ字状の上流側屈曲通路１８ａと逆方向に略Ｌ字状に屈曲する下流側屈曲管路１８ｂとが連続して形成されている。

前記計測流路７の下流側の流出側連通部９も基本的に同一構造で、ガス流出通路５と隔壁１９によって区画され、この隔壁１９の一部にはガス流出通路５と計測流路７とを連通させる連通口２０が設けられている。連通口２０は隔壁１９の偏った位置に設けられ、略Ｓ字状に屈曲するガス流通路２１、すなわち、略Ｌ字状の上流側屈曲通路２１ａと逆方向に略Ｌ字状に屈曲する下流側屈曲管路２１ｂとが連続して形成されている。

計測流路７の上流側及び下流側の略Ｓ字状に屈曲するガス流通路１８，２１は、計測流路７の内部でガスの乱れを抑制し、ガスが安定した流れの中で計測されるようにしたものである。

前述のように構成された超音波ガスメーターは、ガス供給源から配管を介して供給されたガスはガス流入口２からガス流入通路３に流入し、連通孔１４を経てガス流入通路３から略Ｓ字状に屈曲するガス流通路１８を介して計測流路７の整流管１０の内部を流れる。このとき、ガスの流速分布の乱れは整流管１０によって整流される。ガスが整流管１０の内部を流れる間に、超音波センサ（図示しない）によって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測し、積算流量を積算指示部（図示しない）に指示する。計測流路７で計測されたガスはガス流通路２１を介してガス流出通路５に導かれ、ガス流出口４から配管を介してガス需要側へ流れる。
特開２００４−３３３２０２号公報

しかしながら、前述した超音波ガスメーターのように、計測流路７の上流側及び下流側に形成した略Ｓ字状に屈曲するガス流通路１８，２１は、計測流路７の内部でガスの乱れを抑制し、ガスの流れを安定化させるものであるが、略Ｓ字状のガス流通路１８，２１で、外側を流れるガスの流速分布が速くなる。

さらに、略Ｓ字状に屈曲するガス流通路１８，２１を確保するために、従来はガスメーター本体１に対して遮断弁１５を横方向から取り付けている。従って、遮断弁１５をガスメーター本体１に対して取付ける際の取付け作業性が悪く、また部品点数が多くなり、組立て工数がかかってコストアップの原因となっている。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、計測性能を確保でき、しかもガスメーター本体の設計の自由度が増し、部品点数及び組立て工数を削減し、コストダウンを図ることができる超音波ガスメーターを提供することにある。

この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、ガスメーター本体にガス流入通路とガス流出通路を左右対称的に設け、前記ガス流入通路から流入するガスを計測流路に導き、前記計測流路に設置した超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測した後、前記ガス流出通路に導く超音波ガスメーターにおいて、前記ガス流入通路及び前記ガス流出通路に、前記計測流路の流入部及び流出部に向かって突出し、ガスの流れを整流する突起部を左右対称的に設けたことを特徴とする。

請求項２は、請求項１の前記突起部は、前記計測通路の流入部及び流出部における上下方向の中間部に向かって突出していることを特徴とする。

請求項３は、請求項１の前記突起部は、前記計測通路の流入部における上流側及び流出部における下流側に、前記計測通路の流入部及び流出部に向かって突出して設けられているとともに、前記突起部の先端部と前記計測通路の流入部及び流出部の開口部とはオーバーラップしていることを特徴とする。

請求項４は、請求項１〜３のいずれかの前記ガス流入通路には、その上流側と下流側を仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に前記ガスメーター本体の前後方向に貫通して前記上流側と下流側を連通する連通孔を設け、前記ガスメーター本体には前記連通孔に対向して遮断弁を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、計測流路の流入部及び流出部に向かって突出する突起部を設け、ガスの流れを整流することにより、計測性能を確保できる。従って、ガスメーター本体のガス流通路の形状及び遮断弁を取付ける位置等の設計の自由度が増すため、部品点数及び組立て工数を削減してコストダウンを図ることができるという効果がある。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、従来と同一構成部分は同一番号を付す。図１及び図２は第１の実施形態を示し、ガスメーター本体１の上部には左右方向に離間してガス流入口２を有するガス流入通路３とガス流出口４を有する形成するガス流出通路５が左右対称的に設けられている。ガス流入通路３とガス流出通路５とは平行で、しかも上下方向に貫通して設けられている。

ガス流入通路３には、ガスメーター本体１の前後方向を２分し、ガス流入通路３の上流側３ａと下流側３ｂを仕切る仕切り壁２２が設けられている。この仕切り壁２２にはガスメーター本体１の前後方向に貫通して上流側３ａと下流側３ｂを連通する連通孔２３が設けられている。さらに、ガスメーター本体１の前部側には弁取付け部１ａが設けられ、この弁取付け部１ａにはガスメーター本体１の前部側から取付けねじ２４によって遮断弁２５が固定されている。そして、緊急時に連通孔２３を遮断弁２５によって遮断できるようになっている。

ガス流入通路３及びガス流出通路５の下端部は直角に屈曲する屈曲部２６ａ，２６ｂを介して計測部本体６と連通している。屈曲部２６ａ，２６ｂの内部にはガスメーター本体１とは別部材の筒状ピース２７ａ，２７ｂが内挿され、この筒状ピース２７ａ，２７ｂを介してガス流入通路３及びガス流出通路５が計測流路７と連通している。従って、計測流路７の流入部７ａを形成する整流管１０の先端部１０ａ及び計測流路７の流出部７ｂを形成する整流管１０の後端部１０ｂは筒状ピース２７ａ，２７ｂの内部の略中間部まで突出している。整流管１０の両側部には計測流路７を流れるガスの方向に対して角度を持って対向する一対の超音波センサ１１，１２が設置されている。

さらに、ガス流入通路３側の筒状ピース２７ａの左内側壁及びガス流出通路５側の筒状ピース２７ｂの右内側壁には計測流路７の流入部７ａ及び流出部７ｂに向かって突出する突起部２８ａ，２８ｂが一体に設けられている。これら突起部２８ａ，２８ｂは筒状ピース２７ａ，２７ｂの前後方向（ガスメーター本体１の前後方向）の全体に亘って設けられている。そして、これら突起部２８ａ，２８ｂは計測流路７の流入部７ａ及び流出部７ｂの上下方向の中間部に向かって突出してガスの流れを整流する役目をしており、左右対称的に設けられている。

ここで、突起部２８ａの突出長について説明すると、図１に示すように、筒状ピース２７ａの左内側壁と流入部７ａとの間隔ａが約８ｍｍのとき、突起部２８ａの突出長ｂは約５ｍｍであり、突起部２８ａの先端部と流入部７ａとの間隔ｃが約３ｍｍに設定されている。また、突起部２８ｂの突出長においても同様であり、筒状ピース２７ｂの右内側壁と流出部７ｂとの間隔ａが約８ｍｍのとき、突起部２８ｂの突出長ｂは約５ｍｍであり、突起部２８ｂの先端部と流出部７ｂとの間隔ｃが約３ｍｍに設定されている。

すなわち、突起部２８ａはガス流入通路３から計測流路７に流れ込むガスを整流し、突起部２８ｂは計測流路７の流出部７ｂからガス流出通路５に流れるガスを整流するようになっており、超音波センサ１１，１２によってガス流量を計測する際の計測性能を向上させている。

前述のように構成された超音波ガスメーターは、ガス供給源から配管を介して供給されたガスはガス流入口２からガス流入通路３に流入し、ガス流入通路３から筒状ピース２７ａを介して計測流路７の整流管１０の内部を流れる。このとき、ガスの流速分布の乱れは突起部２８ａによって整流され、さらに整流管１０によって層流に整流される。ガスが整流管１０の内部を流れる間に、超音波センサ１１，１２によって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測し、積算流量を積算指示部（図示しない）に指示する。計測流路７で計測されたガスは筒状ピース２７ｂを介してガス流出通路５に導かれ、ガス流出口４から配管を介してガス需要側へ流れる。

このとき、ガス流入通路３及びガス流出通路５は略ストレートのガス流通路であるため、内部を流通するガスの圧力損失を低減させることができる。ガスメーターは、最大流量での圧力損失が規定されており、圧力損失を低減するために流路を広げる必要が生じる場合があるが、圧力損失を低減させることができる構造であるため、圧力損失を低減するために流路を広げる必要がなく、超音波ガスメーターの小型化が図れる。

また、ガス流入通路３には、ガスメーター本体１の前後方向を２分し、ガス流入通路３の上流側３ａと下流側３ｂを仕切る仕切り壁２２が設けられ、この仕切り壁２２に上流側３ａと下流側３ｂを連通する連通孔２３が設けられている。従って、連通孔２３を緊急時に遮断する遮断弁２５をガスメーター本体１の前部側から取付けることができ、組立て作業性の向上が図れる。さらに、従来のように、Ｓ字状に屈曲するガス流通路を設ける必要がなく、ガスメーター本体１のガス流通路の形状及び遮断弁２５を取付ける位置等の設計の自由度が増し、部品点数の削減と相俟ってコストダウンを図ることができる。

なお、前記実施形態においては、ガス流入通路３側の筒状ピース２７ａの左内側壁及びガス流出通路５側の筒状ピース２７ｂの右内側壁に突起部２８ａ，２８ｂを一体に設けたが、ガスメーター本体１の内壁に突起部２８ａ，２８ｂを一体に設けてもよく、突起部２８ａ，２８ｂの形状も限定されるものではない。

図３は第２の実施形態を示し、（ａ）はガスメーター本体の平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線に断面図であり、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。

ガス流入通路３側の筒状ピース２７ａの左内側壁における流入部７ａより上流側（図面上で上側）には突起部３１ａが一体に設けられている。同様に、ガス流出通路５側の筒状ピース２７ｂの右内側壁における流出部７ｂより下流側（図面上で上側）には突起部３１ｂが一体に設けられている。これら突起部３１ａ，３１ｂは計測流路７の流入部７ａ及び流出部７ｂ方向に突出し、先端部は計測通路７の流入部７ａ及び流出部７ｂの開口部とはオーバーラップしている。そして、突起部３１ａは計測流路７の流入部７ａに向かうガスの流れを突起部３１ａの上側で先端側に導き、次いで突起部３１ａの先端側で折り返して突起部３１ａの下側に導く。さらに、ガスの一部は計測流路７の下側に回り込んで、計測流路７の周囲から流入部７ａに導かれるようになっており、筒状ピース２７ａの内部においては、ガスが略Ｓ字状に屈曲する流れとなる。

また、突起部３１ｂは計測流路７の流出部７ｂからガス流出通路５に向かうガスの流れは突起部３１ｂの下側で先端側に導き、次いで突起部３１ｂの先端側で折り返して突起部３１ｂの上側に導かれるようになっており、筒状ピース２７ｂの内部においては、ガスが略Ｓ字状に屈曲する流れとなる。

ここで、突起部３１ａの突出長について説明すると、図３に示すように、筒状ピース２７ａの左内側壁と流入部７ａとの間隔ａが約８ｍｍのとき、突起部３１ａの突出長ｂは約１２〜１３ｍｍであり、突起部３１ａの先端部と流入部７ａとのラップ幅ｃが約４〜５ｍｍに設定されている。また、突起部３１ｂの突出長においても同様であり、筒状ピース２７ｂの右内側壁と流出部７ｂとの間隔ａが約８ｍｍのとき、突起部３１ｂの突出長ｂは約１２〜１３ｍｍであり、突起部３１ｂの先端部と流出部７ｂとのラップ幅ｃが約４〜５ｍｍに設定されている。

すなわち、突起部３１ａはガス流入通路３から計測流路７に流れ込むガスを整流し、突起部３１ｂは計測流路７の流出部７ｂからガス流出通路５に流れるガスを整流するようになっており、超音波センサ１１，１２によってガス流量を計測する際の計測性能を向上させている。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。

この発明の第１の実施形態を示し、超音波ガスメーターの縦断正面図。 同実施形態を示し、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。 この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）はガスメーター本体の平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ線に断面図、（ｃ）はＣ−Ｃ線に断面図。 従来の超音波ガスメーターの縦断正面図。

符号の説明

１…ガスメーター本体、２…ガス流入口、３…ガス流入通路、４…ガス流出口、５…ガス流出通路、７…計測流路、７ａ…流入部、７ｂ…流出部、１１，１２…超音波センサ、２５…遮断弁、２８ａ，２８ｂ，３１ａ，３１ｂ…突起部

Claims (4)

1. ガスメーター本体にガス流入通路とガス流出通路を左右対称的に設け、前記ガス流入通路から流入するガスを計測流路に導き、前記計測流路に設置した超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測した後、前記ガス流出通路に導く超音波ガスメーターにおいて、
   前記ガス流入通路及び前記ガス流出通路に、前記計測流路の流入部及び流出部に向かって突出し、ガスの流れを整流する突起部を左右対称的に設けたことを特徴とする超音波ガスメーター。
2. 前記突起部は、前記計測通路の流入部及び流出部における上下方向の中間部に向かって突出していることを特徴とする請求項１記載の超音波ガスメーター。
3. 前記突起部は、前記計測通路の流入部における上流側及び流出部における下流側に、前記計測通路の流入部及び流出部に向かって突出して設けられているとともに、前記突起部の先端部と前記計測通路の流入部及び流出部の開口部とはオーバーラップしていることを特徴とする請求項１記載の超音波ガスメーター。
4. 前記ガス流入通路には、その上流側と下流側を仕切る仕切り壁を設け、この仕切り壁に前記ガスメーター本体の前後方向に貫通して前記上流側と下流側を連通する連通孔を設け、前記ガスメーター本体には前記連通孔に対向して遮断弁を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の超音波ガスメーター。

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