JP2015148531A - ガス流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波式流量計測ユニットと流路部を有するガスメータにおいて、安定した流量計測を可能とするガス流量計を提供することを課題とする。
【解決手段】被計測流体を気密に収容する装置本体１と、装置本体１への被計測流体の入口パイプ４と、装置本体１からの被計測流体の出口パイプ５と、一端側が出口パイプ５に接続され、内部を流れる被計測流体の流量を演算する超音波式流量計測ユニット９とを備え、超音波式流量計測ユニット９の他端側を支持する支持部材１０を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、超音波を伝播させてガスの流量を計測するガス流量計に関するものである。

ガス流量計は、例えば、超音波の伝播時間、または伝播速度がガス（流体）の流速に応じて変化することを利用して、流路途中に備えた計測管内を流れるガスに超音波を伝播させてガスの流量を計測する。

図４２に従来のガス流量計を示す。装置本体１０１は、金属をプレス加工して形成した上ケース１０２と下ケース１０３から構成される。上ケース１０２には、入口パイプ１０４と、出口パイプ１０５が配置されており、入口パイプ１０４は、遮断弁１０６を介して装置本体１の内部で開口している。出口パイプ１０５には、Ｌ字状の接続パイプ１０７を介して超音波式流量計測ユニット１０８が接続される。

特開２０１２−１６３５１８号公報

しかしながら、前記従来の構成では、出口パイプ１０５が超音波式流量計測ユニット１０８を片持ち状に支持する構成であるため、不安定となる。特に、出口パイプ１０５が超音波式流量計測ユニット１０８をほぼ水平に支持する構成のため、出口パイプ１０５に対するモーメントが大きくなり、より不安定となり、容易に超音波式流量計測ユニット１０８が揺れ、揺れにより安定した流量計測ができない問題がある。

この問題を解決するために、接続パイプ１０７および超音波式流量計測ユニット１０８を装置本体１０１にネジ固定することが考えられる。この構成においては、装置本体１０１は、金属をプレス加工により形成したものであり、ネジが装置本体１０１を貫通するため、ネジと装置本体１０１の孔周縁との間からのガス漏れを防止するために、シール材が設けられる。

しかしながら、シール材は、ガスメータの耐用年数に比較して耐久性が悪く、シール材が剥がれた場合には、ネジと装置本体１０１の孔周縁との隙間からガス漏れが発生する問題がある。

本願発明は、前記従来の問題点を解決するもので、超音波式流量計測ユニットと流路部を有するガスメータにおいて、安定した流量計測を可能とするガス流量計を提供することを課題とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のガス流量計は、被計測流体を気密に収容する装置本体と、前記装置本体への被計測流体の入口パイプと、前記装置本体からの被計測流体の出口パイプと、前記出口パイプに接続される接続パイプと、一端側が前記接続パイプに接続され、内部を流れる被計測流体の流量を演算する超音波式流量計測ユニットとを備え、前記超音波式流量計測ユニットの他端側を支持する支持部材を設けたことを特徴とするものである。

本発明のガス流量計は、超音波式流量計測ユニットの振動を抑制でき、流量計測精度を向上することができる。

本実施の形態１の断面図 同他の方向の断面図 同要部斜視図 同要部拡大断面図 同要部斜視図 同要部斜視図 本実施の形態２の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態３の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態４の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態５の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態６の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態７の断面図 同要部断面図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 本実施の形態８の断面図 同要部断面図 図３５におけるＡ−Ａ断面図 図３５におけるＢ−Ｂ断面図 同要部斜視図 同支持部材の斜視図 同支持部材と超音波式流量計測ユニットとの接続を説明する斜視図 同支持部材と超音波式流量計測ユニットとの接続状態を示す斜視図 従来例の断面図

第１の発明は、被計測流体を気密に収容する装置本体と、前記装置本体への被計測流体の入口パイプと、前記装置本体からの被計測流体の出口パイプと、前記出口パイプに接続される接続パイプと、一端側が前記接続パイプに接続され、内部を流れる被計測流体の流量を演算する超音波式流量計測ユニットとを備え、前記超音波式流量計測ユニットの他端側を支持する支持部材を設けたことを特徴とするものである。

超音波式流量計測ユニットの振動が抑制され、流量計測精度が向上する。

第２の発明は、第１の発明において、前記支持部材を前記装置本体に支持することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１の断面図である。図２は、同他の方向の断面図である。図３は、同要部斜視図である。図４は、同要部拡大断面図である。図５は、同要部斜視図である。図６は、同要部斜視図である。

ガス流量計の外殻は、装置本体１により構成されており、装置本体１は、金属をプレス加工して形成した上ケース２と下ケース３から構成している。上ケース２の上面には、入口パイプ４と、出口パイプ５を配置しており、入口パイプ４は、装置本体１の内部において遮断弁６を介して開口している。出口パイプ５には、接続パイプ７を接続している。接続パイプ７には、取付部８を形成しており、取付部８には、超音波式流量計測ユニット９の流出口９ａを接続し、固定金具（図示せず）により固定している。

超音波式流量計測ユニット９は、接続パイプ７から離間した流入口９ｂ側位置を支持部材１０によって、上ケース２と下ケース３の当接部分に形成した保持部１１に位置決め保持される。

支持部材１０は、中央部分上面に超音波式流量計測ユニット９を固定する固定部１２を設け、固定部１２には、超音波式流量計測ユニット９の下部両側面を位置決め規制する規制部１３を形成するとともに、超音波式流量計測ユニット９底面に形成した凸部１４を挿入する凹溝１５を形成している。また、支持部材１０は、両側に外方に向かって支持腕１１６を延設している。支持腕１６は、上ケース２と下ケース３の当接部分に形成した保持部１１により、位置決め保持される。保持部１１は、支持腕１６に対応する位置にのみ形成し、支持腕１６を安定に保持するよう構成している。

次に、上記のように構成されたガス流量計について作用を説明する。

図１から図６に示すように、超音波式流量計測ユニット９は、支持部材１０の規制部１３をガイドとして凸部１４を凹溝１５に挿入して支持部材１０に位置決め固定する。

この状態で、超音波式流量計測ユニット９の流出口９ａ側を接続パイプ７の取付部８に接続し、固定金具（図示せず）により固定する。なお、超音波式流量計測ユニット９と取付部８との固定は、係合爪等による固定としてもよい。この構成とすることにより、固定金具を廃止することができ、組立作業性を向上でき、安価に構成することができる。

この状態では、接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット９、および支持部材１０は一体化された状態となる。よって、一つのユニットとして取り扱うことができ、取り扱い性
を向上でき、装置本体１への組立作業性を向上できる。

ユニット化した接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット９等を装置本体１に組み込む際には、上ケース２を反転させる。そして、上ケース２に固定された出口パイプ５に接続パイプ７を接続し、支持部材１０の支持腕１６を上ケース２の保持部１１に仮保持し、下ケース３を被せて上ケース２と下ケース３の周縁を気密に封止する。

これにより、本実施の形態のガス流量計においては、超音波式流量計測ユニット９は、流出口９ａ側が接続パイプ７に固定され、流入口９ｂ側が支持部材１０により装置本体１の保持部１１に支持される。よって、超音波式流量計測ユニット９は、安定に支持できる。これにより、超音波式流量計測ユニット９の揺動を抑制し、安定した計測を行うことができる。

また、輸送時等に振動が生じても、超音波式流量計測ユニット９の大きな揺動が抑制できる。よって、出口パイプ５と上ケース２との接続部分における変形等を抑制でき、出口パイプ５と上ケース２との接続部分のシール性が損なわれるのを抑制できる。

なお、上記説明においては、超音波式流量計測ユニット９を支持部材１０に支持した状態で、接続パイプ７に接続している。他の構成として、超音波式流量計測ユニット９を接続パイプ７に接続した後に、支持部材１０に支持するようにしてもよい。

（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２を図７から図１１に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図７は、本実施の形態２の断面図である。図８は、同要部断面図である。図９は、同要部斜視図である。図１０は、同要部斜視図である。図１１は、同支持部材の斜視図である。

本実施の形態２において、超音波式流量計測ユニット１７は、流入口１７ｂ側両側面の下部に係止突起１８を形成している。支持部材１９は、中央部分に固定部２０を形成し、固定部２０に超音波式流量計測ユニット１７の係止突起１８に係止する係止爪２１を左右に一対形成している。また。支持部材１９は、固定部２０の両側から外側に向かって支持腕２２を延設している。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット１７は、係止突起１８を支持部材１９の固定部２０の係止爪２１に係止して支持部材１９に固定する。そして、超音波式流量計測ユニット１７の流出口１７ａ側を接続パイプ７の取付部８に接続し、固定金具（図示せず）により固定する。超音波式流量計測ユニット１７と取付部８との固定は、係合爪等による固定としてもよい。この構成とすることにより、固定金具を廃止することができ、組立作業性を向上することができ、安価に構成することができる。

この状態では、接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット１７、支持部材１９は一体化された状態となり、一つのユニットとして取り扱うことができ、取り扱い性を向上でき、装置本体１への組立作業性を向上できる。

ユニット化した接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット１７等を装置本体１に組み込む際には、上ケース２を反転させる。そして、上ケース２に固定された出口パイプ５に接続パイプ７を接続し、支持部材１９の支持腕２２を上ケース２の保持部１１に仮保持する。さらに、下ケース３を被せて上ケース２と下ケース３の周縁を気密に封止する。

なお、上記説明においては、超音波式流量計測ユニット１７を支持部材１９に支持した状態で、接続パイプ７に接続している。他の構成として、超音波式流量計測ユニット１７を接続パイプ７に接続した後に、支持部材１９に支持するようにしてもよい。

超音波式流量計測ユニット１７は、流出口１７ａ側を接続パイプ７に接続し、流入口１７ｂ側を支持腕２２により装置本体１に保持する。よって、超音波式流量計測ユニット１７は、安定に支持できるので、揺動を抑制でき、安定した計測を行うことができる。

輸送時等に振動が生じても、超音波式流量計測ユニット１７は、揺動が抑制できる。よって、出口パイプ５と上ケース２との接続部分に対する変形等を抑制できる。これにより、出口パイプ５と上ケース２との接続部分のシール性が損なわれるのを抑制できる。

（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３を図１２から図１６に基づいて説明する。なお、実施の形態１または実施の形態２と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図１２は、本実施の形態３の断面図である。図１３は、同要部断面図である。図１４は、同要部斜視図である。図１５は、同要部斜視図である。図１６は、同支持部材の斜視図である。

本実施の形態３において、超音波式流量計測ユニット２３は、流入口２３ｂ側両側面の下部に係止凹部２４を形成している。支持部材２５は、中央部分に固定部２６を形成し、固定部２６に超音波式流量計測ユニット２３の係止凹部２４に係止する係止爪２７を左右に一対形成している。また。支持部材２５は、固定部２６の両側から外側に向かって支持腕２８を延設している。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット２３は、係止凹部２４に支持部材２５の固定部２６の係止爪２７に係止して支持部材２５に固定する。

実施の形態３の取付方法、作用、効果に関する以降の説明は、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態４）
以下に、本発明の実施の形態４を図１７から図２１に基づいて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態３と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図１７は、本実施の形態４の断面図である。図１８は、同要部断面図である。図１９は、同要部斜視図である。図２０は、同要部斜視図である。図２１は、同支持部材の斜視図である。

本実施の形態４において、超音波式流量計測ユニット２９は、流入口２９ｂ側の一側面下部に係止凹部３０を形成している。支持部材３１は、中央部分に固定部３２を形成し、超音波式流量計測ユニット２９の係止凹部３０に係止する位置に貫通孔３３を形成している。貫通孔３３にネジ３４を螺合してネジ３４先端を係止凹部３０に挿入することにより超音波式流量計測ユニット２９に支持部材３１を固定している。また。支持部材３１は、固定部３２の両側から外側に向かって支持腕３１ａを延設している。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット２９は、支持部材３１の貫通孔３３にネジ３４を螺合し、ネジ３４先端を係止凹部３０に挿入することにより超音波式流量計測ユ
ニット２９に支持部材３１を固定する。

実施の形態４の取付方法、作用、効果に関する以降の説明は、実施の形態２と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態５）
以下に、本発明の実施の形態５を図２２から図２５に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図２２は、本実施の形態５の断面図である。図２３は、同要部断面図である。図２４は、同要部斜視図である。図２５は、同支持部材の斜視図である。

本発明の実施の形態５において、支持部材３５は、超音波式流量計測ユニット９の流入口９ｂ側を装置本体１の保持部１１に保持する。支持部材３５は、超音波式流量計測ユニット９を上下から挟持する下部支持部材３６と上部支持部材３７を有している。

下部支持部材３６は、中央部分上面に超音波式流量計測ユニット９を固定する固定部３８を設け、固定部３８には、超音波式流量計測ユニット９の下部両側面を位置決め規制する規制部３９を形成している。また、支持部材３５は、両側に外方に向かって支持腕４０を延設し、支持腕４０上面から上方に係止爪４１を形成している。支持腕４０は、上ケース２と下ケース３の当接部分に形成した保持部１１により、位置決め保持される。

上部支持部材３７は、中央下部に超音波式流量計測ユニット９の上部が挿入されて超音波式流量計測ユニット９を位置決め保持する凹部４２を形成している。また、上部支持部材３７は、両側に下部支持部材３６の係止爪４１が挿入係止される係止孔部４３を有している。

次に、本実施の形態５のガス流量計について作用を説明する。

図２２から図２５に示すように、超音波式流量計測ユニット９は、下部支持部材３６の規制部３９をガイドとして下部支持部材３６に仮固定される。そして、上部支持部材３７の係止孔部４３に係止爪４１を挿入して係止し、超音波式流量計測ユニット９を下部支持部材３６と上部支持部材３７との間で挟持する。

この状態で、超音波式流量計測ユニット９の流出口９ａ側を接続パイプ７の取付部８に接続し、固定金具（図示せず）により固定する。なお、超音波式流量計測ユニット９と取付部８との固定は、係合爪等による固定としてもよい。この構成とすることにより、固定金具を廃止することができ、組立作業性を向上でき、安価に構成することができる。

この状態では、接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット９、および支持部材３５は一体化された状態となる。よって、一つのユニットとして取り扱うことができ、取り扱い性を向上でき、装置本体１への組立作業性を向上できる。

ユニット化した接続パイプ７、超音波式流量計測ユニット９等を装置本体１に組み込む際には、上ケース２を反転させる。そして、上ケース２に固定された出口パイプ５に接続パイプ７を接続し、支持部材３５の支持腕４０を上ケース２の保持部１１に仮保持し、下ケース３を被せて上ケース２と下ケース３の周縁を気密に封止する。

これにより、本実施の形態のガス流量計においては、超音波式流量計測ユニット９は、流出口９ａ側が接続パイプ７に固定され、流入口９ｂ側が支持部材１０により装置本体１
の保持部１１に支持される。よって、超音波式流量計測ユニット９は、安定に支持できる。これにより、超音波式流量計測ユニット９の揺動を抑制し、安定した計測を行うことができる。

なお、上記説明においては、超音波式流量計測ユニット９を支持部材３５に支持した状態で、接続パイプ７に接続している。他の構成として、超音波式流量計測ユニット９を接続パイプ７に接続した後に、支持部材３５に支持するようにしてもよい。

（実施の形態６）
以下に、本発明の実施の形態６を図２６から図２９に基づいて説明する。なお、実施の形態１と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図２６は、本実施の形態６の断面図である。図２７は、同要部断面図である。図２８は、同要部斜視図である。図２９は、同支持部材の斜視図である。

本発明の実施の形態６において、超音波式流量計測ユニット４４は、両側面に係止凸部４５を形成している。支持部材４６は、超音波式流量計測ユニット４４の流入口４４ｂ側上部が挿入される凹部４７を形成しており、凹部４７下部両側に超音波式流量計測ユニット４４の係止凸部４５に係合する係合爪４８を形成している。また、支持部材４６は、両側に外方に向かって支持腕４９を延設しており、支持腕４９は、上ケース２と下ケース３の当接部分に形成した保持部１１により、位置決め保持される。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット４４は、支持部材４６の係合爪４８を係止凸部４５に係止することにより超音波式流量計測ユニット４４に支持部材４６を固定する。

本実施の形態６の取付方法、作用、効果に関する以降の説明は、実施の形態１と同様であるので、説明を省略する。

（実施の形態７）
以下に、本発明の実施の形態７を図３０から図３３に基づいて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態６と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図３０は、本実施の形態７の断面図である。図３１は、同要部断面図である。図３２は、同要部斜視図である。図３３は、同支持部材の斜視図である。

本発明の実施の形態７において、支持部材５０は、超音波式流量計測ユニット４４の流入口４４ｂ側下部を支持する固定部５１を形成しており、固定部５１上部両側に超音波式流量計測ユニット４４の係止凸部４５に係合する係合爪５２を形成している。また、支持部材５０は、固定部５１から下方に向かって支持脚５３を延設しており、支持脚５３を下ケース３内底面に当接させて超音波式流量計測ユニット４４を位置決め保持する。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット４４は、支持部材５０の固定部５１の係合爪５２を係止凸部４５に係止することにより超音波式流量計測ユニット４４に支持部材５０を固定する。超音波式流量計測ユニット４４は、支持部材５０の支持脚５３を下ケース３内底面に当接させている。よって、超音波式流量計測ユニット４４は、流入口４４ｂ側を支持脚５３により支持するとともに、流出口４４ａを接続パイプ７の取付部８に接続することにより、安定に支持され、超音波式流量計測ユニット９の揺動を抑制し、安定した計測を行うことができる。

（実施の形態８）
以下に、本発明の実施の形態８を図３４から図４１に基づいて説明する。なお、実施の形態１から実施の形態７と同一部品は同一符号を付して説明を省略する。

図３４は、本実施の形態８の断面図である。図３５は、同要部断面図である。図３６は、図３５におけるＡ−Ａ断面図である。図３７は、図３５におけるＢ−Ｂ断面図である。図３８は、同要部斜視図である。図３９は、同支持部材の斜視図である。図４０は、同支持部材と超音波式流量計測ユニットとの接続を説明する斜視図である。図４１は、同支持部材と超音波式流量計測ユニットとの接続状態を示す斜視図である。

本発明の実施の形態８において、超音波式流量計測ユニット５４の下面には、固定部５５を突出形成している。固定部５５は、略円形状の頭部５５ａと、頭部５５ａより小径の脚部５５ｂとから構成している。

支持部材５６は、接続パイプ７下面に固定される基部５７と、基部５７から延設した保持部５８を備えている。保持部５８は、超音波式流量計測ユニット５４を支持する。基部５７は、基部５７の上面の四隅に位置決め用の突起５９を形成している。支持部材５６は、基部５７の突起５９を接続パイプ７下面に形成した位置決め穴（図示せず）に挿入し、位置決めした状態で接着固定する。保持部５８は、遊端側に超音波式流量計測ユニット５４の両側面を位置決めする立上り片６０を形成するとともに、一端側に大径の丸孔を有する長孔形状、所謂、鍵穴形状の取付孔６１を形成している。取付孔６１は、固定部５５の頭部５５ａが挿入可能な丸孔部分６１ａと、丸孔部分６１ａに連続し、丸孔部分６１ａより幅狭で固定部５５の脚部５５ｂより幅広に形成した長孔部分６１ｂとから構成している。

上記構成において、超音波式流量計測ユニット５４は、両側面を支持部材５６の保持部５８の立上り片６０により位置決めして、固定部５５の頭部５５ａを取付孔６１の丸孔部分６１ａに挿入する。そして、超音波式流量計測ユニット５４を、固定部５５の脚部５５ｂが取付孔６１の長孔部分６１ｂに位置するように摺動して支持部材５６に固定する。

そして、超音波式流量計測ユニット５４の流出口５４ａ側を接続パイプ７の取付部８に接続し、支持部材５６の基部５７を接続パイプ７下面に固定する。

超音波式流量計測ユニット５４は、流入口５４ｂ側を支持部材５６により支持するとともに、流出口５４ａを接続パイプ７の取付部８に接続することにより、安定に支持され、超音波式流量計測ユニット９の揺動を抑制し、安定した計測を行うことができる。

以上のように、本発明にかかるガス流量計は、超音波式流量計測ユニットを流路部材と連結して固定することで、超音波式流量計測ユニットの振動を含めた移動を抑制することが可能となるので、流量計測精度が高いガス流量計を提供することが可能である。

１ 装置本体
２ 上ケース
３ 下ケース
４ 入口パイプ
５ 出口パイプ
６ 遮断弁
７ 接続パイプ
８ 取付部
９ 超音波式流量計測ユニット
９ａ 流出口
９ｂ 流入口
１０ 支持部材
１７ 超音波式流量計測ユニット
１７ａ 流出口
１７ｂ 流入口
１９ 支持部材
２３ 超音波式流量計測ユニット
２３ｂ 流入口
２４ 係止凹部
２５ 支持部材
２９ 超音波式流量計測ユニット
２９ｂ 流入口
３０ 係止凹部
３１ 支持部材
３５ 支持部材
３６ 下部支持部材
３７ 上部支持部材
４４ 超音波式流量計測ユニット
４４ａ 流出口
４４ｂ 流入口
４６ 支持部材
５０ 支持部材
５４ 超音波式流量計測ユニット
５４ａ 流出口
５４ｂ 流入口
５６ 支持部材

Claims (2)

1. 被計測流体を気密に収容する装置本体と、
   前記装置本体への被計測流体の入口パイプと、
   前記装置本体からの被計測流体の出口パイプと、
   前記出口パイプに接続される接続パイプと、
   一端側が前記接続パイプに接続され、内部を流れる被計測流体の流量を演算する超音波式流量計測ユニットとを備え、
   前記超音波式流量計測ユニットの他端側を支持する支持部材を設けたことを特徴とするガス流量計。
2. 前記支持部材を前記装置本体に支持することを特徴とする請求項１記載のガス流量計。

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