JP2018194506A - 流量計測ユニット及びこれを用いたガスメータ - Google Patents

Abstract

【課題】遮断機能付きガスメータの小形化、構造の簡素化が可能な流量計測ユニットを提供すること。【解決手段】流量計測ユニット１０を、被計測流体の導入部１２ａと導出部１２ｂを備えた直管状の計測流路１２を有する流量計測部１１と、導出部１２ｂに形成された遮断弁１４とを備えたことで、この流量計測ユニット１０を用いることで、ガスメータ１００の構造が簡素化され、且つ、小形化することができ、直線状配管の途中にガスメータを構成することも可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、ガスなどの流体の流量を計測する流量計測ユニット、及び、この流量計測ユニットが組み込まれたガスメータに関する。

ガスメータ等の流量計において、超音波やフローセンサーを用いた所謂電子化メータが実用化され、応用として、単独で流量計測可能な流量計測ユニット及びこれを用いたガスメータが提案されている。

また、ガスメータは保安機能としてガスの流量を監視して異常があった場合にガスを遮断する為の遮断弁が内蔵されている。

図７はこのようなガスメータを図示したもので、入口４０１と出口４０２を有するガスメータ４００内に、流量計測ユニット４０３が収容されており、被計測流体であるガスは流量計測ユニット４０３の導入部４０３ａから流入し、出口パイプ４０４に接続された導出部４０３ｂから流出するように構成されている。また、入口４０１には、遮断弁４０５が接続されており、入口４０１から入ったガスは遮断弁３０５内の通路を経由して、ガスメータ４００の本体内に拡散し、流量計測ユニット４０３の導入部４０３ａに至る（例えば、特許文献１参照）。

また、別の形態として、図６に示すように直管状のパイプ５０１の途中に外部から遮断弁５０２及び流量計測ユニット５０３を取り付けた構成のガスメータ５００も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１２−１８０３１号公報 特開２０１２−２４７２９９号公報

しかしながら、特許文献１に記載のガスメータの場合は、流量計測ユニット４０３と遮断弁４０５が離れているために、遮断弁４０５を経由してガスメータ４００内に拡散したガスは様々な方向から流量計測ユニット４０３に流入する為に、ガスメータ４００の内部の形状、大きさの影響を受け、流量計測ユニット４０３へのガスの流入状態を一定にするのは困難で有り、ガスメータの本体形状に合わせて個々に流量計測ユニット４０３の形状、或いは流量係数等を最適化する必要があった。

また、特許文献２に記載のガスメータの場合は、パイプ５０１に流量計測ユニット５０３と遮断弁５０２を取り付ける為の開口部５０１ａ、５０１ｂが別々に構成されているため、ガスメータの小型化が困難である、或いは、開口部５０１ａ、５０１ｂのそれぞれにガス漏れに対しての気密を確保する必要があり、このためのシール構成が複雑となるといった課題があった。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、遮断機能を有すると共に、内蔵されるガスメータの形状に関わらず、安定した流量計測を可能で、しかも、ガスメータの小形化が可能な流量計測ユニットを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の流量計測ユニットは、被計測流体の導入部と導出部を備えた直管状の計測流路を有する流量計測部と、前記導出部に形成された遮断弁と、を備えたものである。

これによって、遮断弁を流れるガスの流れが一定となるので、ガスメータの形状に関わらず、安定した流量計測が可能となると共に、流量計量部と遮断弁の一体化によりガスメータの小型化が可能となる。

本発明の本発明の流量計測ユニットによると、流量計測機能と遮断機能を一体化することによりガスメータの小形化を図ることが出来る。

本発明の実施の形態１における流量計測ユニットの側面図 本発明の実施の形態１における流量計測ユニットの断面図 本発明の実施の形態１における流量計測ユニットを用いたガスメータの断面図 本発明の実施の形態１における流量計測ユニットを用いたガスメータの断面図 本発明の実施の形態１における流量計測ユニットを用いたガスメータの断面図 同流量計測ユニットの断面図 従来の流量計測ユニットを用いるガスメータの断面図 従来の流量計測ユニットを用いるガスメータの断面図

第１の発明は、被計測流体の導入部と導出部を備えた直管状の計測流路を有する流量計測部と、前記導出部に形成された遮断弁と、を備えた流量計測ユニットとしたもので、流量計測機能と遮断機能を一体化することによりガスメータの小形化を図ることが出来る。

第２の発明は、特に第１の発明において、前記遮断弁は、一端が前記導出部に接続され他端に出口部を有する筒状部と、該筒状部の出口部に設けた弁座と、該弁座と当接する弁体と、前記筒状部の内部に固定された前記弁体を駆動する駆動装置と、を備えたものである。

第３の発明は、特に第２の発明において、前記駆動装置は、モータと該モータの回転運動を直線運動に変換する直動機構により前記弁体を移動する構成であり、前記出口部と前記モータの回転軸と前記導入部と前記導出部が略直線状に配置されたことを特徴とするものである。

第４の発明は、被計測流体のメータ入口とメータ出口とを備えた本体と、第１〜３のいずれか１つの発明の流量計測ユニットと、を備え、前記出口部が前記メータ出口に気密に接続されたガスメータとしたものである。

第５の発明は、被計測流体のメータ入口とメータ出口とが略直線状に配置された本体と、第１〜３のいずれか１つの発明の流量計測ユニットと、を備え、前記出口部が前記メータ出口に気密に接続されたガスメータとしたものである。

第６の発明は、被計測流体のメータ入口とメータ出口とが略直線状に配置された本体と、第１〜３のいずれか１つ発明の流量計測ユニットと、を備え、前記導入部が前記メータ入口に気密に接続されたガスメータとしたものである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による流量計測ユニットおよび流量計の実施の形態を説明する。同じ構成要素には同じ参照符号を付す。既に説明した構成要素については再度の説明を省略する。なお、本発明は、以下で説明する実施の形態によって限定されるものではない。

本明細書において、ガスメータは流体を配送する配管と接続され、配管を流れる流体の流量を計測する。ガスメータには流量計測ユニットが組み込まれており、流量計測ユニットが流体の流量を計測する。つまり、流量計測ユニットはガスメータの一部品であるとする。以下では、まず流量計測ユニットの詳細な構成を説明し、その後、流量計測ユニットが組み込まれたガスメータを説明する。

（実施の形態１）
図１は流量計測ユニット１０の外観側面図、図２は同断面図である。

流量計測部１１は、被計測流体であるガスの導入部１２ａと導出部１２ｂを有する計測流路１２、及び計測流路１２を流れるガスの流量を計測する流量計測ブロック１３から構成されている。

流量計測部１１は、超音波を利用した計測方法を用いるもので、具体的には、一対の超音波送受信器１３ａ、１３ｂを用い、一方の超音波送受信器から計測流路１２内に送信された超音波がガス中を伝播し、対向する計測流路１２の内壁１２ｃに反射して更にガス中を伝播して他方の超音波送受信器で受信されるまでの時間を計測し、この時間によりガスの流速を求めて、最終的にガスの流量を求めるものである。

計測流路１２の下流側には、遮断弁１４が構成されている。遮断弁１４は、導出部１２ｂに接続される筒状部１８と、弁体１５と、弁体１５の駆動装置１９と、出口部１８ｂに形成された弁座１７とから構成され、駆動装置１９により弁体１５が移動して弁座１７と当接することでガスを遮断する。

駆動装置１９は、ステーター１６ａ、ローター１６ｂ、回転軸１６ｃからなるモータ１６と、回転軸１６ｃの先端に設けた雄ねじ１６ｄに弁体１５の雌ネジ１５ａが螺合して、回転軸１６ｃの回転を直線運動に変換する直動機構からなり、弁体１５を移動させる。

ここで筒状部１８は、ガスの入口には開口部１８ｄが形成されており、駆動装置１９は、この開口部１８ｄから筒状部１８内に挿入されて、駆動装置１９のフランジ１６ｅが固定部１８ｃに図示しないビス等により固定される。

筒状部１８と流量計測部１１との接続は、開口部１８ｄに合わせた形状を有する導出部１２ｂと図示しないＯリング等のシール部材を用いて気密に接続される。また、筒状部１８の内壁１８ａと駆動装置１９の外周との間にはガスが通過する通路が隙間として形成されており、計測流路１２を通過したガスはこの隙間を通過して出口部１８ｂから流出する。

以上のように、本実施の形態の流量計測ユニット１０によると、遮断機能を有しているので、ガスメータに組み込むだけで、計測と遮断の機能を実現できる。

また、メータ内部空間の大きさ、形状の違いにより流量計測ユニット１０に流入するガスの流れ状態に違いがあっても、弁体１５による整流効果で流量計測への影響を緩和することができ、種々の形状のガスメータに対して１つの流量計測ユニット１０で対応することが可能となる。

図３は、流量計測ユニット１０をガスメータ１００に組み込んだ断面図を示すもので、メータ入口１０１とメータ出口１０２を有するガスメータ本体１０３の内部に、流量計測ユニット１０が内蔵され、出口部１８ｂがメータ出口１０２と連結された連結部材１０４に接続されている。この構成において、被計測流体であるガスは、白抜き矢印で示すように、メータ入口１０１から流量計測ユニット１０を通過し、連結部材１０４を経由してメータ出口１０２から流出する。

以上のように、本願の流量計測ユニット１０をガスメータに組み込むことで容易に遮断機能付きのガスメータを実現することが出来る。

図４は、本願の流量計測ユニット１０を組み込んだ他の実施例のガスメータ２００を示すもので、メータ入口２０１とメータ出口２０２とが直線状に配置されたガスメータ本体２０３の内部に、流量計測ユニット１０が内蔵され、流量計測ユニット１０の出口部１８ｂが直接メータ出口２０２に気密に接続されている。図５は流量計測ユニット１０にメータ入口２０１とが接合された状態の断面図を示すもので、流量計測ユニット１０とメータ出口２０２はＯリング２１により気密に接続されている。

以上の構成によるガスメータ２００によると、図３に記載のガスメータ１００に比べ、ガスメータ本体のさらなる小形化が可能となる。また、直線状配管の途中にガスメータを取り付けることが可能となり、設置の自由度が高まる。

図６は、本願の流量計測ユニット１０を組み込んだ他の実施例のガスメータ３００を示すもので、流量計測ユニット１０の導入部１２ａとメータ入口３０１とが連結部材３０で接続されている。

以上の構成によるガスメータ３００によると、本願の流量計測ユニットをメータ入口３０１に直接接続することで図３に記載のガスメータ１００に比べ、ガスメータ本体のさらなる小形化が可能となる。また、直線状配管の途中にガスメータを取り付けることが可能となり、設置の自由度が高まる。

本発明にかかる計測ユニットによると、遮断弁を内蔵したことにより、遮断機能を有するガスメータの小形化が可能となる。

１０ 流量計測ユニット
１１ 流量計測部
１２ 計測流路
１２ａ 導入部
１２ｂ 導出部
１４ 遮断弁
１５ 弁体
１６ モータ
１７ 弁座
１８ 筒状部
１８ｂ 出口部
１９ 駆動装置
１００，２００，３００ ガスメータ
１０１，２０１，３０１ メータ入口
１０２，２０２，３０２ メータ出口

Claims (6)

1. 被計測流体の導入部と導出部を備えた直管状の計測流路を有する流量計測部と、
   前記導出部に形成された遮断弁と、
   を備えた流量計測ユニット。
2. 前記遮断弁は、一端が前記導出部に接続され他端に出口部を有する筒状部と、該筒状部の出口部に設けた弁座と、該弁座と当接する弁体と、前記筒状部の内部に固定された前記弁体を駆動する駆動装置と、を備えた請求項１記載の流量計測ユニット。
3. 前記駆動装置は、モータと該モータの回転運動を直線運動に変換する直動機構により前記弁体を移動する構成であり、
   前記出口部と前記モータの回転軸と前記導入部と前記導出部が略直線状に配置されたことを特徴とする請求項２記載の流量計測ユニット。
4. 被計測流体のメータ入口とメータ出口とを備えた本体と、
   請求項１〜３に記載のいずれか１つの流量計測ユニットと、
   を備え、
   前記出口部が前記メータ出口に気密に接続されたガスメータ。
5. 被計測流体のメータ入口とメータ出口とが略直線状に配置された本体と、
   請求項１〜３に記載のいずれか１つの流量計測ユニットと、
   を備え、
   前記出口部が前記メータ出口に気密に接続されたガスメータ。
6. 被計測流体のメータ入口とメータ出口とが略直線状に配置された本体と、
   請求項１〜３に記載のいずれか１つの流量計測ユニットと、
   を備え、
   前記出口部が前記メータ入口に気密に接続されたガスメータ。

Images