JP2015148525A - 超音波ガスメータ - Google Patents

Abstract

【課題】少流量域から大流量域に亘って器差の個体差を抑えることが可能な超音波ガスメータの提供を目的とする。【解決手段】本発明の超音波ガスメータ１０は、計測管５０より上流側の流入流路２３の途中に遮断弁６２を備えたものであって、流入流路２３の内面から計測管５０の一端部５０Ｌが突出し、遮断弁６２より下流側でかつ計測管５０より上流側に離間した位置には、計測管５０とは逆向きに流入流路２３の内面から突出して、流入流路２３の軸方向上流から見たときに計測管５０の先端を覆う蛇行強制壁７１と、蛇行強制壁７１を含む流入流路２３の断面の断面開口全体を覆う、メッシュ材又はパンチングメタル材又はその他の多孔部材７２とを備えている。【選択図】図６

Description

本発明は、計測管より上流側の流入流路の途中に遮断弁を備えた超音波ガスメータに関する。

従来のこの種の超音波ガスメータとしては、計測管の一端部を流入流路の内面から突出させると共に、流入流路のうち、遮断弁より下流側かつ計測管より上流側に、計測管とは逆向きに流入流路の内面から突出させた整流板を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−１１２９１１号公報（段落［００１２］、第１図）

ところで、上述した従来の超音波ガスメータは、少流量域から中流量域の範囲で、器差の個体差を小さく抑えることができるが、大流量域において器差の個体差を抑えることができなかった。そのため、個々の製品毎に器差を求めて補正を行う必要があり、手間がかかっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、少流量域から大流量域に亘って器差の個体差を抑えることが可能な超音波ガスメータの提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る超音波ガスメータは、直線状に延びた計測管の一端部と他端部とが、計測管と交差する方向に延びた流入流路と流出流路の各端部内で開放して、流入流路から計測管、そして流出流路へとガスが流され、そのガスの流量を計測管を横切る超音波を利用して計測可能であると共に、流入流路の途中に備えた遮断弁によってガスを遮断可能な超音波ガスメータにおいて、流入流路の内面から計測管の一端部が突出し、遮断弁より下流側でかつ計測管より上流側に離間した位置には、計測管とは逆向きに流入流路の内面から突出して、流入流路の軸方向上流から見たときに計測管の先端を覆う蛇行強制壁と、蛇行強制壁を含む流入流路の断面の断面開口全体を覆う、メッシュ材又はパンチングメタル材又はその他の多孔部材とが備えられたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波ガスメータにおいて、多孔部材は、３０メッシュ以上、５０メッシュ以下のメッシュ材であるところに特徴を有する。ここで、「メッシュ」とは、１インチ（２５．４ｍｍ）１辺当たりの編目の数である（ＪＩＳ Ｇ３５５５参照）。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の超音波ガスメータにおいて、流入流路を上流側と下流側とに区画する区画板を設け、区画板に偏在させて形成した貫通窓に多孔部材としてのメッシュ材を張り、貫通窓の開口縁の一部を、流入流路の軸方向上流から見たときに計測管に重なるように配置して、区画板の一部で蛇行強制壁を構成したところに特徴を有する。

［請求項１及び２の発明］
請求項１の発明によれば、流入流路の内面から計測管の一端部を突出させると共に、遮断弁より下流側でかつ計測管より上流側に離間した位置に、計測管とは逆向きに流入流路の内面から突出した蛇行強制壁を設けたので、遮断弁を通過したガスが、計測管に進入する手前で蛇行するように流れて、気流が安定する。これにより、小流量域から中流量域の範囲に亘って器差の個体差を小さく抑えることができる。しかも、蛇行強制壁を含む流入流路の断面の断面開口全体が、メッシュ材又はパンチングメタル材又はその他の多孔部材で覆われているから、その多孔部材をガスが通過することで、気流がさらに安定する。これにより、蛇行強制壁だけを備えたものに比べて、大流量域における器差の個体差を小さく抑えることができる。即ち、本発明によれば、少流量域から大流量域までの従来より広い範囲に亘って器差の個体差を小さく抑えることができる。これにより、個々の製品毎に器差を求める必要が無くなり、器差の補正に係る手間を軽減することができる。

ここで、多孔部材をメッシュ材にした場合には、請求項２の発明のように、３０メッシュ以上、５０メッシュ以下にすることで、大流量域における器差の個体差を確実に抑えることができる。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、蛇行強制壁と多孔部材としてのメッシュ材とが１つの部品になっているから、これらが別部品で構成されたものに比べて、流入流路への組み付けが容易になる。

本発明の一実施形態に係る超音波ガスメータの正面図 図１のＡ−Ａ切断面における断面図 図１のＢ−Ｂ切断面における断面図 図１のＣ−Ｃ切断面における断面図 超音波ガスメータの側面図 図５のＤ−Ｄ切断面における断面図 整流エレメントの平面図 取付座を下流側から見た図 超音波ガスメータの（Ａ）正面の断面図、（Ｂ）Ｙ−Ｙ切断面の断面図、（Ｃ）Ｘ−Ｘ切断面の断面図 実験１に係る計測失敗回数の比較結果を示すグラフ 実験１に係る計測値のばらつきの比較結果を示すグラフ 実験１に係る圧力損失の比較結果を示すグラフ 実験２に係る蛇行強制壁のみを備えたガスメータの器差特性を示すグラフ 実験２に係る本発明の実施品（３０メッシュ）の器差特性を示すグラフ 実験２に係る本発明の実施品（１５メッシュ）の器差特性を示すグラフ 実験２に係る本発明の実施品（５０メッシュ）の器差特性を示すグラフ 実験２に係る圧力損失の比較結果を示すグラフ

本発明の一実施形態を、図１〜図９を参照しつつ説明する。図１及び図５には、本発明の超音波ガスメータ１０（以下、単に「ガスメータ１０」という）の全体が示されている。以下、本書類では、説明の便宜上、図１及び図５における上下方向を、ガスメータ１０の上下方向といい、図１における左右方向を、ガスメータ１０の左右方向といい、図１の紙面と直交する方向（図５における左右方向）をガスメータ１０の前後方向という。

図２に示すように、ガスメータ１０は、メータケース２０の前面開口を、後面開放の前面カバー１１で覆ってなり、前面カバー１１とメータケース２０との間には、機器収容空間１４が形成されている。機器収容空間１４には、表示装置１５や、図示しない感震器、圧力センサ、電池、端子台等が収容されている。前面カバー１１の一部は透明な表示窓１２（図１参照）となっており、この表示窓１２から内部の表示装置１５が視認可能となっている。また、前面カバー１１のうち、表示窓１２の側方位置には、後述する遮断弁装置６０を遮断状態から復帰させるための復帰ボタン１３が配置されている。

図１に示すように、メータケース２０の上面からは１対の口金２１，２２が突出している。これら口金２１，２２は、左右方向の両端位置に形成されており、図示しないガス管に接続される。即ち、図１における左側の口金２１（以下、適宜、「入側口金２１」という）は、供給側のガス管（例えば、灯外内管）に接続され、図１における右側の口金２２（以下、適宜、「出側口金２２」という）は、消費側のガス管（例えば、灯内内管）に接続される。

図６に示すように、メータケース２０の内部には、流入流路２３と流出流路２４とが設けられている。これら流入流路２３と流出流路２４は、メータケース２０における左右方向の両端位置に設けられている。流入流路２３は入側口金２１と連通して下方に延びており、流出流路２４は出側口金２２からその延長線上で下方に延びている。なお、本実施形態のメータケース２０は鋳造品であり、流入流路２３及び流出流路２４は、口金２１，２２と共にメータケース２０に一体成形されている。

流入流路２３は、図２に示すように、入側口金２１の延長線上で下方に延びてからクランク状に屈曲している。そして、流入流路２３のうち入側口金２１とは反対側の底部２３Ｓと、流出流路２４のうち出側口金２２とは反対側の底部２４Ｓとの間が、計測管５０によって連通状態とされている（図６参照）。

計測管５０は、メータケース２０の下端部で左右方向に延びており（図６参照）、上下方向で扁平な断面矩形の角筒状をなしている（図２参照）。図６に示すように、計測管５０の一端部５０Ｌ（以下、「上流側端部５０Ｌ」という）は、流入流路２３の内面から突出しており、他端部５０Ｒは、流出流路２４の内面から突出している。また、計測管５０の中間部の内側には、上下に間隔を空けて積層された複数の仕切板５１が組み込まれており、これら仕切板５１によって計測管５０の内部に多層構造の計測流路が形成されている（図２参照）。この計測流路では、ガスが計測管５０の軸方向に沿って流れるように整流される。なお、計測管５０は、角筒状に限定するものではなく、円筒形や楕円筒形、長円筒形でもよい。

図４に示すように、計測管５０のうち前後方向で対向した両側壁には、多層構造の計測流路を外部に開放した超音波透過口５２が形成されている。これら１対の超音波透過口５２は、計測管５０の軸方向の中間部でかつ軸方向において互いにずれた位置に形成されている。なお、超音波透過口５２は、超音波の透過を許容する図示しない超音波透過部材（例えば、メッシュ部材）で覆われている。

図４に示すように、計測管５０の外側には、１対の超音波センサ５５が配置されている。これら超音波センサ５５は、超音波透過口５２を介して計測管５０の軸方向と斜めに交差する方向で対向しており、これら１対の超音波センサ５５間で送受波された超音波の伝搬時間差に基づいて、計測管５０を通過するガスの流量が計測される。

なお、超音波の伝搬時間を計測する際には、超音波センサ５５が受信した受信波形における特定のゼロクロス点（例えば、第ｎピークの直後のゼロクロス点）を検出し、そのゼロクロス点を、受信側の超音波センサ５５における超音波の到達タイミングとしている。このような手法による伝搬時間の計測は公知であるから、詳細な説明は省略する。

図６に示すように、メータケース２０は、その下端寄り位置で、メインケース２７と、サブインナケース３０と、サブアウタケース３５とに分割され、メインケース２７の下端部に、サブインナケース３０とサブアウタケース３５とがそれぞれ着脱可能に固定されている。メインケース２７とサブインナケース３０は、流入流路２３及び流出流路２４を計測管５０と平行に横切る第１分割面Ｐ１で分割されている。また、メインケース２７とサブアウタケース３５は、第１分割面Ｐ１より下側でかつ第１分割面Ｐ１と平行な第２分割面Ｐ２で分割され、それらメインケース２７とサブアウタケース３５とで、メータケース２０の外殻が構成されている。

メインケース２７には、上述した１対の口金２１，２２が形成されると共に、流入流路２３及び流出流路２４のうち、底部２３Ｓ，２４Ｓを除いた部分が形成されている。また、メインケース２７には、後述する遮断弁装置６０及び整流エレメント７０を含む複数の部品が組み付けられている。

サブインナケース３０は、第１分割面Ｐ１に開放した上面開放の容器構造をなしており、上端面がメインケース２７の下面２７Ａに突き当てられている。また、サブインナケース３０における左右方向の両端部が、流入流路２３及び流出流路２４の両底部２３Ｓ，２４Ｓを構成している。

サブインナケース３０の内側には計測管５０が収容されている。詳細には、サブインナケース３０は、メインケース２７の下面２７Ａに下方から対向した底壁３１と、その底壁３１の外周縁からメインケース２７に向かって起立した周壁３２とを備え、周壁３２の上端部外面からフランジ３３が張り出している。サブインナケース３０の底壁３１のうち、左右方向の中間部は上げ底部３１Ａとなっており、その上げ底部３１Ａとメインケース２７の下面２７Ａとの間で、計測管５０の中間部を挟んで保持している（図６参照）。また、サブインナケース３０の周壁３２のうち、左右方向の中間部は、両端部よりも幅狭かつ一定幅の括れ部３２Ａとなっており、その括れ部３２Ａで計測管５０を前後方向から挟んで保持している（図４参照）。

また、周壁３２の括れ部３２Ａには、１対の貫通孔３２Ｂが形成されている。これら１対の貫通孔３２Ｂは、計測管５０に形成された１対の超音波透過口５２と対向する位置に形成されており、これら各貫通孔３２Ｂの開口縁から、センサ保持筒３４が突出している。センサ保持筒３４は、１対の超音波透過口５２を結んだ直線上で、周壁３２の外面から互いに相反する方向に突出している。センサ保持筒３４の先端部は、その内側に嵌め込まれた超音波センサ５５によって閉塞されている。なお、超音波透過口５２を覆った図示しない超音波透過部材により、センサ保持筒３４内へのガスの流入が規制され、乱流や渦流が抑制されている。

図３に示すように、メインケース２７の下面２７Ａには、サブインナケース３０の周壁３２に沿って延びたパッキン溝２７Ｍが形成されており、そのパッキン溝２７Ｍに嵌め込まれたシールパッキン２９（図２参照）が、サブインナケース３０のフランジ３３との間で押し潰されている。この状態で、サブインナケース３０のフランジ３３を下方から貫通した複数のボルトＢ１（図４参照）を、メインケース２７の下面２７Ａの螺子孔Ｎ１（図３参照）に螺合させることで、サブインナケース３０がメインケース２７の下面２７Ａに固定されている。

図２に示すように、サブアウタケース３５は、メータケース２０全体の底壁である底壁３６と、その底壁３６の外周縁からメインケース２７に向かって起立した周壁３７とを備えている。周壁３７の上端面にはパッキン溝が形成され、そのパッキン溝にシールパッキン３９が嵌め込まれている。

一方、メインケース２７の下面２７Ａの外周縁からは、周壁２８が垂下しており、この周壁２８と、サブアウタケース３５の周壁３７とが上下方向と突き当てられて、それらの間でシールパッキン３９が押し潰されている。この状態で、サブアウタケース３５とメインケース２７とが、図示しない固定手段（例えば、ボルト）によって一体に固定されている。つまり、第１分割面Ｐ１をシールしたシールパッキン２９と、第２分割面Ｐ２をシールしたシールパッキン３９とによって、メータケース２０の外部へのガス漏れが二重に防止されている。

図２に示すように、メータケース２０（メインケース２７）には、遮断弁装置６０が組み付けられている。遮断弁装置６０は、モータ６１の回転軸（図示せず）に遮断弁６２を螺合してなり、回転軸の回転によって遮断弁６２が流入流路２３内を直動するように構成されている。本実施形態では、遮断弁６２が流入流路２３内を前後方向（図２における左右方向）に直動するように配置されており、流入流路２３のうち遮断弁６２と対向した位置には、円形の弁口２５が形成されている。

ここで、流入流路２３のうち、弁口２５の手前側（上流側）は、弁口２５と同心の円筒状をなした大径円筒部２３Ａとなっており、弁口２５の奥側（下流側）は、弁口２５と同心の円筒状をなしかつ大径円筒部２３Ａより小径な小径円筒部２３Ｂとなっている。

メータケース２０には、流入流路２３（大径円筒部２３Ａ）を前方に開放した取付孔２０Ａが形成されており、その取付孔２０Ａから遮断弁装置６０の遮断弁６２が挿入されている。また、取付孔２０Ａは、その開口縁との間にパッキン６４を挟んで螺子止めされたモータ６１によって閉塞されている。

図２に示すように、遮断弁６２は、大径円筒部２３Ａの内側に配置されて、常には、弁口２５を開放した状態で停止しており、ガスメータ１０より下流側へのガスの供給を許容する。これに対し、例えば、異常振動、過大流量或いは過大圧力等の異常が検知された場合には、遮断弁６２が小径円筒部２３Ｂに向かって直動して弁口２５の開口縁に押し付けられ、弁口２５が閉鎖される。これにより、ガスメータ１０より下流側へのガスの供給が遮断される。

ところで、流入流路２３は、途中でクランク状に屈曲したり、遮断弁６２を内包しているため、流出流路２４に比べて流路の形状が複雑になっている。このため、遮断弁６２より下流側ではガスの気流が乱れる可能性があり、その乱れた気流のまま計測管５０に流れ込むと計測精度が低下する。これに対し、本実施形態のガスメータ１０には、図２及び図６に示すように、流入流路２３のうち、遮断弁６２より下流側でかつ計測管５０より上流側に離間した位置に、ガスの気流を安定化させるための整流エレメント７０が備えられている。

図９（Ａ）及び同図（Ｃ）に示すように、整流エレメント７０は、ガスが通過不可能な蛇行強制壁７１と、ガスが通過可能な多孔部材７２とを有している。蛇行強制壁７１は、計測管５０の上流側端部５０Ｌとは逆向きに流入流路２３の内面から張り出しており、流入流路２３の軸方向上流から見たときに上流側端部５０Ｌの先端を覆うように構成されている。つまり、遮断弁６２の下流側においてガスは、図９（Ａ）及び同図（Ｂ）の太線矢印で示すように、蛇行強制壁７１を迂回し、蛇行強制壁７１と上流側端部５０Ｌとの間を通過してから、さらに折り返して計測管５０に進入するように構成されている。本実施形態では、整流エレメント７０を取り除いた状態の流入流路２３の左右方向の幅Ｗ１が３０［ｍｍ］であるのに対し、蛇行強制壁７１の左右方向への張り出し長Ｌ１が、例えば、１４［ｍｍ］となっており、蛇行強制壁７１と上流側端部５０Ｌとの重なり部分における左右方向の長さＬ２が、例えば、５．５［ｍｍ］となっている。また、蛇行強制壁７１と計測管５０の上流側端部５０Ｌとの上下方向の間隔Ｈ１は、９．８５［ｍｍ］となっている。

一方、多孔部材７２は、蛇行強制壁７１を含む流入流路２３の断面の断面開口全体を覆っている。即ち、蛇行強制壁７１を迂回した全てのガスが、多孔部材７２を通過するように構成されている。本実施形態の多孔部材７２は、金属製の線材を格子状（井桁状又はハニカム状）に編んだメッシュ材であり、そのメッシュサイズは、３０メッシュとなっている。

整流エレメント７０は、樹脂製の蛇行強制壁７１と金属製の多孔部材７２との一体成形品（インサート成形品）であり、流入流路２３のうち、遮断弁６２と計測管５０との中間位置に形成された取付座４０（図８参照）に宛がって固定されている。詳細には、図７に示すように、取付座４０に取り付けられて流入流路２３を上流側と下流側とに区画する区画板７３に、蛇行強制壁７１としての壁部を残して貫通窓７４を形成し、その貫通窓７４の全体に多孔部材７２としてのメッシュ材を張った構造になっている。換言すれば、区画板７３の偏在した位置に貫通窓７４を形成して、その貫通窓７４に多孔部材７２としてのメッシュ材を張り、流入流路２３の軸方向の上流側から見たときに、貫通窓７４の開口縁の一部７４Ａが計測管５０の上流側端部５０Ｌに重なるように配置して、区画板７３の一部で蛇行強制壁７１を構成している。また、整流エレメント７０（区画板７３）のうち、取付座４０に宛がわれた外寄り部分には、螺子挿通孔７０Ａと凹凸係合孔７０Ｂとが形成されている。

図８に示すように、取付座４０は、流入流路２３の内面の一部を陥没及び突出させて形成されている。取付座４０は、流入流路２３の内面と交差した水平な座面４１を有し、メインケース２７を下方から見たときに座面４１が略コの字形になるように形成されている。また、座面４１の一部はコの字の内側に突出した半島部４１Ａとなっており、複数設けられたそれら半島部４１Ａには、螺子孔Ｎ３又は係合突起４２が形成されている

整流エレメント７０は、メインケース２７の下面開口から流入流路２３内に挿入され、整流エレメント７０（区画板７３）の外寄り部分が取付座４０と当接する。このとき、座面４１から突出した係合突起４２が整流エレメント７０に形成された凹凸係合孔７０Ｂと凹凸係合すると共に、流入流路２３の内面によって整流エレメント７０が水平方向で位置決めされる。この状態で、整流エレメント７０の螺子挿通孔７０Ａに通した複数のボルトＢ３を、取付座４０に形成された螺子孔Ｎ３に螺合させることで、整流エレメント７０が流入流路２３内に着脱可能に固定される（図３参照）。ここで、蛇行整流壁７１と多孔部材７２としてのメッシュ材は、整流エレメント７０として１つの部品になっているから、これらが別部品になっているものに比べてメータケース２０に対する組み付けを容易にすることができる。

整流エレメント７０の取り付け構造としては、例えば、整流エレメント７０（区画板７３）の外縁部を、メインケース２７とサブインナケース３０との間で挟持することも考えられる。ところが、この場合には、メインケース２７とサブインナケース３０との間だけでなく、メインケース２７と整流エレメント７０の間及び、サブインナケース３０と整流エレメント７０の間もそれぞれシールする必要があり、シール構造が複雑になる。これに対し、本実施形態によれば、整流エレメント７０が流入流路２３の内側に組み付けられているから、上記構成に比べてシール構造を簡素にすることができる。

本実施形態のガスメータ１０の構成は以上であり、次に本実施形態の動作を説明する。入側口金２１からガスメータ１０内に進入したガスは、流入流路２３、計測管５０、流出流路２４の順に通って、出側口金２２からガスメータ１０の外部に排出される。また、流入流路２３において、ガスは、入側口金２１の中心軸に沿って下方に向かい、弁口２５の手前（大径円筒部２３Ａ）で後方に曲がって弁口２５を通過したあと、弁口２５の後側（小径円筒部２３Ｂ）で下方に曲がって計測管５０に向かう。

小径円筒部２３Ｂを通過したガスは、整流エレメント７０の蛇行強制壁７１を迂回するように曲がって多孔部材７２を通過してから、計測管５０の上流側端部５０Ｌと蛇行強制壁７１との間を上流側端部５０Ｌに沿って流れたあと、上流側端部５０Ｌの前方で折り返して計測管５０に進入する。このように、計測管５０の手前で、ガスの流れを強制的に蛇行させることができるから、整流エレメント７０を備えていないものに比べて、ガスの気流を安定させることができる。これにより、少流量域から中流量域の範囲において器差をの個体差を小さく抑えることができる。しかも、整流エレメント７０には、蛇行強制壁７１だけではなく、多孔部材７２が備えられており、蛇行強制壁７１を迂回して流れた全てのガスが多孔部材７２を通過する。このとき、ガスの気流を安定化させるから、蛇行強制壁７１だけを備えたものに比べて、大流量域における器差の個体差を小さく抑えることができる。即ち、本実施形態によれば、少流量域から大流量域までの広い範囲に亘って器差の個体差を小さく抑えることができ、「ＪＩＳ Ｂ８５７１」に定義されたガスメータ１０の「使用最大流量」を引き上げることが可能になる。

以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。まず、本発明の実施品としてのガスメータの効果を調べる前に、蛇行強制壁７１の単体の効果を調べるべく、以下の実験１を行った。

［実験１］
整流エレメント７０から多孔部材７２を排除した点だけが上記実施形態のガスメータ１０とは異なるガスメータａ（Ｌ１＝１４［ｍｍ］，Ｌ２＝５．５［ｍｍ］）と、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１をガスメータａより短くしたガスメータｂ（Ｌ１＝９［ｍｍ］、Ｌ２＝０．５［ｍｍ］）と、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１をガスメータａより長くしたガスメータｃ（Ｌ１＝２４［ｍｍ］，Ｌ２＝１５．５［ｍｍ］）と、整流エレメント７０を有しない点だけが上記実施形態のガスメータ１０とは異なるガスメータｄとを製作した。なお、ガスメータａ〜ｃにおいて、蛇行強制壁７１と計測管５０との上下方向の間隔Ｈ１は、９．８５［ｍｍ］で一定とした。

次に、これら各ガスメータａ〜ｄに対して、予め定めた流量でガス（ＬＰガス）を流し続けて流量計測を１０００回を繰り返し、計測失敗の回数をカウントして、図１０に示すようにグラフ化した。なお、「計測失敗」とは、超音波センサ５５の受信波形における特定のゼロクロス点（第ｎピークの直後のゼロクロス点）の検出に失敗したことを意味する。

次に、各ガスメータａ〜ｄに対して予め定めた流量でガスを流し続けて流量計測を２００回を繰り返し、計測成功時の計測値のばらつき（最大値と最小値の差分）を求めて、図１１に示すようにグラフ化した。

さらに、各ガスメータａ〜ｄに予め定めた流量でガス（ＬＰガス）を流して、各ガスメータａ〜ｄの入口側と出口側の圧力を計測し、各流量における圧力損失を求めて、図１２に示すようにグラフ化した。

［実験結果］
図１０のグラフに基づき各ガスメータａ〜ｄを比較すると、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１が最も短いガスメータｂと、整流エレメント７０自体を備えていないガスメータｄでは、流量が大きくなるに従って計測失敗回数が増大するのに対し、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１が上記実施形態と同一のガスメータａと、張り出し長Ｌ１が最も長いガスメータｃでは、全ての設定流量において、計測失敗回数を０回にすることができた。また、図１１のグラフに基づき各ガスメータａ〜ｄを比較すると、ガスメータａ，ｃは、ガスメータｂ，ｄに比べて計測値のばらつきが小さいことが分かった。また、ガスメータａ，ｃを比較すると、張り出し長Ｌ１が比較的短いガスメータａの方が、若干ばらつきが小さいことが分かった。さらに、図１２のグラフに基づき各ガスメータａ〜ｄを比較すると、蛇行強制壁７１を備えたガスメータａ〜ｃは、整流エレメント７０自体を備えていないガスメータｄに比べて圧力損失が大きくなったが、ガスメータａ〜ｃの中でも、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１が最も大きいガスメータｃだけは、かけ離れて大きいことが分かった。

以上のことから、蛇行強制壁７１を単体で設けた場合には、その張り出し長Ｌ１を、１４［ｍｍ］以上（上流側端部５０Ｌとの重なり部分の左右方向の長さＬ２を５．５［ｍｍ］以上）とすることで、計測値のばらつき及び計測失敗回数を抑えることができることが分かった。また、圧力損失を考慮すると、蛇行強制壁７１の張り出し長Ｌ１は、今回の実験で試したものの中では、１４［ｍｍ］が最適であるという結論に至った。

［実験２］
実験１から、蛇行強制壁７１については、上記実施形態と同一構造のものが最適であるという結果になった。この結果を踏まえ、次に、多孔部材７２の効果を調べるべく、以下の実験を行った。即ち、上記実施形態と同一構造を有した本発明の実施品としてのガスメータｆ（３０メッシュ）と、多孔部材７２のメッシュサイズをガスメータｆより粗くしたガスメータｇ（１５メッシュ）と、多孔部材７２のメッシュサイズをガスメータｆより細かくしたガスメータｈ（５０メッシュ）と、整流エレメント７０から多孔部材７２を排除した点だけがガスメータｆとは異なるガスメータａとを、それぞれ６つずつ製作した。

次に、上記した４種類（各種類６つずつ）のガスメータａ，ｆ〜ｈに、予め定めた流量でガス（ＬＰガス）を流して、そのときの計測値（表示値）を求めた。

設定流量毎に各ガスメータａ，ｆ〜ｈの器差を算出し、ガスメータａ，ｆ〜ｈの流量と器差の関係をグラフ化した（図１３〜図１６参照）。

さらに、各ガスメータａ，ｆ〜ｈから、最も器差特性に優れていた供試品を１つずつ選定し、それら選定した各供試品に予め定めた流量でガス（ＬＰガス）を流して入口と出口の圧力を計測し、各流量における圧力損失を求めて、図１７に示すようにグラフ化した。

［実験結果］
図１３及び図１５のグラフに示すように、多孔部材７２を備えていないガスメータａと、多孔部材７２のメッシュサイズが比較的粗いガスメータｇでは、大流量域（具体的には、４０００［Ｌ／ｈ］以上）において、６つの供試品の一部で器差が大きくなることが分かった。即ち、大流量域において、器差に個体差が発生することが分かった。

図１６のグラフに示すように、多孔部材７２のメッシュサイズが比較的細いガスメータｈでは、６つの供試品の全てにおいて、少流量域から大流量域までの広い範囲に亘って器差が抑えられていることが分かった。即ち、少流量域から大流量域に亘って、器差の個体差を抑えることができることが分かった。

図１４のグラフに示すように、本発明の実施品であるガスメータｆは、６つの供試品の全てにおいて、少流量域から大流量域までの広い範囲に亘って器差が抑えられていることが分かった。即ち、少流量域から大流量域に亘って、器差の個体差を抑えることができることが分かった。

図１７のグラフに基づき、ガスメータａ，ｆ〜ｈを比較すると、多孔部材７２を備えたガスメータｆ〜ｈは何れも、多孔部材７２を備えていない（蛇行強制壁７１だけを備えた）ガスメータａに比べて圧力損失が大きくなった。また、ガスメータｆ〜ｈを比較すると、メッシュサイズが細かくなるに従って圧力損失は増加したが、最もメッシュサイズの細かいガスメータｈ（５０メッシュ）でも、最大約２５０［Ｐａ］であることが分かった。

以上のことから、多孔部材７２をメッシュ材にした場合には、そのメッシュサイズを３０メッシュ以上、５０メッシュ以下にすることで、大流量域における器差の個体差を抑えることができることが分かった。即ち、蛇行強制壁７１との組み合わせにより、少流量域から大流量域までの広い範囲に亘って、器差の個体差を抑えることができることが分かった。また、多孔部材７２を備えていないガスメータａでは、使用最大流量が４０００［Ｌ／ｈ］であったが、３０メッシュ以上、５０メッシュ以下のメッシュ材を多孔部材７２として備えた本実施品（ガスメータｆ，ｈ）では、使用最大流量を［６０００Ｌ／ｈ］にすすることが可能であることが分かった。なお、圧力損失を考慮すると、今回の実験で試したメッシュサイズの中では、３０メッシュが最適であることが分かった。

［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）上記実施形態では、線材を格子状に編んだメッシュ材で多孔部材７２を構成していたが、多孔部材７２を、パンチングメタル材やエキスパンドメタル材、その他、ガスが通過可能な複数の通気孔を備えた部材で構成してもよい。

（２）上記実施形態において、整流エレメント７０は、区画板７３に偏在させて形成した貫通窓７４に、多孔部材７２としてのメッシュ材を張った構造をなしていたが、区画板に偏在させて設けた穿孔領域に複数の通気孔を貫通形成して本発明の「多孔部材」としてもよい。

（３）上記実施形態において、整流エレメント７０は、蛇行強制壁７１と多孔部材７２の一体成形品であったが、蛇行強制壁７１（区画板７３）に対して多孔部材７２を着脱可能とすると共に、メッシュサイズの異なる複数種類の多孔部材７２を用意しておき、任意の多孔部材７２を選択して取り付けたり、蛇行強制壁７１（区画板７３）の単体で使用することが可能な構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、整流エレメント７０がメータケース２０とは別部品で構成されていたが、整流エレメント７０のうち、蛇行強制壁７１をメータケース２０に一体形成してもよい。具体的には、例えば、サブインナケース３０の周壁３２の上端部内面から、蛇行強制壁７１が張り出した構成にしてもよい。

（５）上記実施形態では、整流エレメント７０が流入流路２３内に形成された取付座４０に螺子止めされていたが、接着剤により固定してもよいし、溶着固定してもよいし、流入流路２３への圧入により固定してもよい。

（６）上記実施形態では、遮断弁６２がガスメータ１０の前後方向に直動するように配置されていたが、遮断弁６２の直動方向はこれに限定するものではなく、例えば、ガスメータ１０の左右方向或いは上下方向に直動するように配置してもよい。また、遮断弁６２は、直動するものに限定するものではなく、例えばボールバルブでもよい。

１０ 超音波ガスメータ
２３ 流入流路
２４ 流出流路
２５ 弁口
４０ 段差面
５０ 計測管
６２ 遮断弁
７０ 整流エレメント
７１ 蛇行強制壁
７２ 多孔部材
７３ 区画壁
７４ 貫通窓

Claims (3)

1. 直線状に延びた計測管の一端部と他端部とが、前記計測管と交差する方向に延びた流入流路と流出流路の各端部内で開放して、前記流入流路から前記計測管、そして前記流出流路へとガスが流され、そのガスの流量を前記計測管を横切る超音波を利用して計測可能であると共に、前記流入流路の途中に備えた遮断弁によってガスを遮断可能な超音波ガスメータにおいて、
   前記流入流路の内面から前記計測管の一端部が突出し、
   前記遮断弁より下流側でかつ前記計測管より上流側に離間した位置には、前記計測管とは逆向きに前記流入流路の内面から突出して、前記流入流路の軸方向上流から見たときに前記計測管の先端を覆う蛇行強制壁と、前記蛇行強制壁を含む前記流入流路の断面の断面開口全体を覆う、メッシュ材又はパンチングメタル材又はその他の多孔部材とが備えられたことを特徴とする超音波ガスメータ。
2. 前記多孔部材は、３０メッシュ以上、５０メッシュ以下の前記メッシュ材であることを特徴とする請求項１に記載の超音波ガスメータ。
3. 前記流入流路を上流側と下流側とに区画する区画板を設け、
   前記区画板に偏在させて形成した貫通窓に前記多孔部材としての前記メッシュ材を張り、前記貫通窓の開口縁の一部を、前記流入流路の軸方向上流から見たときに前記計測管に重なるように配置して、前記区画板の一部で前記蛇行強制壁を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波ガスメータ。

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