JP2781289B2

JP2781289B2 - フルイディックガスメータ

Info

Publication number: JP2781289B2
Application number: JP3096889A
Authority: JP
Inventors: 孝植木; 克人酒井; 繁憲岡村; 忠幸南; 泰生佐藤; 弘一安田; 廣一神田; 英行大池; 忠夫澁谷
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Tokyo Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1998-07-30
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JPH04326015A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はフルイディックガスメー
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】膜式ガスメータに代替し得る小形で設置
性に優れたガスメータとして、フルイディックガスメー
タの実用化が進められている。

【０００３】図１０にフルイディックガスメータの原理
を示す。符号１で示すようにフルイディック素子と呼ば
れる流路にガスを流し、フルイディック素子を流れるガ
スの流体振動の周波数が流量に比例することから、流体
振動をセンシングし計数積算してガス使用量を表示す
る。ところが微小流量領域ではフルイディック素子の流
体振動が生じないので、別にフローセンサによって流量
を計測し、フルイディック素子により計測した小〜大流
量時の流量と加算してガス使用量としている。図１０
で、１はフルイディック素子で矢印Ａのようにガスが流
入する。２は圧電膜センサで、フルイディック素子に発
生した流体振動を検出して電気信号に変換する。具体的
には、フルイディック素子１の二つのフィードバック流
路の脈動圧を圧電膜センサ２の圧電膜の両面に差動的に
印加して流体振動の周波数の電気信号を得る。フルイデ
ィック素子１の流路の形状や、脈動圧の検出について
は、特開平１−２２３３１３号公報及び特開平１−２５
０７２５号公報で公知であるのでここでは詳述しない
が、フルイディック素子１の入口ノズル部の中央を通る
流路中心線に対して左右対称形にフルイディック素子の
流路の形状が構成されている。３はフルイディック素子
１のノズル部の底部に配設されたフローセンサで、集積
回路（ＩＣ）技術と同様の技術で作られており、流路内
にヒータと、その上流と下流に温度センサとを配置して
構成されていて、ノズル部を通過するガスの流れによっ
て生じる両温度センサ間の温度差から微小流量を計測し
てアナログ電気信号に変換する。最大流量３ｍ³／ｈの
フルイディックガスメータの場合、３〜１５０リットル
／ｈの微小流量範囲をフローセンサ３で、１５０リット
ル／ｈ以上の流量範囲をフルイディック素子１で計測し
ている。４は圧電膜センサ２の電気信号を増幅・波形成
形する電子回路、５はフローセンサ３の出力信号を流量
に比例した周波数のパルス信号に変換するフローセンサ
付帯回路、６は４と５の出力信号を受けてガス使用量を
演算するマイコン、７はガス使用量を数字表示する液晶
表示器である。

【０００４】現在広く実用化されている膜式ガスメータ
は、単にガス使用量を計量表示するだけでなく、ガスの
流量異常やガス圧異常及び地震を検知し、緊急時には安
全のためにガスを遮断するセキュリティ機能を備えてお
り、このような機能を果たすための構成として圧力スイ
ッチ、感震器、遮断弁（電磁弁）、マイコンを有する電
子回路及び電池などを用いていた。

【０００５】そのため、フルイディックガスメータの実
用化にあたり、膜式メータと同様に、ガスの圧力異常を
検出する圧力スイッチ、一定以上の地震の揺れを検出し
電気信号を出力する感震器、ガスを遮断する遮断弁（電
磁弁）、及びセキュリティ用の電子回路を搭載したセキ
ュリティ基板等を内蔵させ、図１１乃至図１５、又は図
１６乃至図１９に示すように構成している。

【０００６】図１１乃至図１５に示す前者の従来技術
は、ガスの入口と出口がメータの下部に配設されたいわ
ゆる下入、下出の構成で、しかも奥行きの浅い設置性の
良い形にまとめられている。これらの図において、８と
９は入口８ａと出口９ｂをそれぞれ形成する口金で一体
的にダイカストで形成された流路本体１０の一部分を構
成している。流路本体１０は、入口８ａのすぐ下流の通
路１０ａと、遮断弁取付座１０ｂと、フルイディック素
子１１とが口金８，９と共に一体形成されている。

【０００７】１１ａはフルイディック素子１１のノズル
部で、フルイディック素子１１はノズル部１１ａの中央
を通る平面（Ｐ−Ｐ）に対し、流れの方向に対し左右対
称な形状に形成されている（図１１）。なお流れは図１
１で、ノズル部１１ａを左右から右方に向かって流れる
ので、前記流れの方向に対し左右対称という表現は紙面
に直角なＰ−Ｐ面に対し、流れの方向に向かって左右と
いう意味で左右対称の用語を用いている。従って、ここ
でいう左右対称の左は図１１でＰ−Ｐ平面の上でのこと
であり、右はＰ−Ｐ平面の下のことをいう。

【０００８】１１ｂはフルイディック素子１１の流体出
口で流路本体１０の出口通路１０ｄを経て出口９ａに連
通している。１２は遮断弁（電磁弁）で、流路本体１０
の前記遮断弁取付座１０ｂに装着されている。１２ａは
遮断弁１２のプランジャーで、その先端に円板形の弁体
１２ｂが取付けられている。１３は弁体１２ｂと対向し
て流路本体１０に取り付けられた弁座で、弁座１３と弁
体１２ｂの間を通過したガスは流路本体１０の通路１０
ｃを経てフルイディック素子１１のノズル部１１ａに流
入するように構成されている。１４は圧力スイッチ、１
５はフルイディック素子１１の前面に取付られた蓋で、
この蓋１５に、圧電膜センサ２とフローセンサ３とが取
付けられている。この図１から図１５に示す前者の従来
技術では、入口８ａから上向きにメータに入ったガス
は、通路１０ａから、弁体１２ｂと弁座１３との間を通
過して、右向きに向きを変え、通路１０ｃを経て、フル
イディック素子１１のノズル部１１ａへと流入する。そ
してフルイディック素子１１の流体出口１１ｂから出口
通路１０ｄを通過して出口９ａへと流れる。このように
ガスは、入口８から上向きに、メータの内部へ入り、遮
断弁１２を通過して右向きに変向し、フルイディック素
子１１の流体出口１１ｂから出口通路１０ｄに移るとき
に下方に向きを変えて出口９ａへと流れる。

【０００９】図１６乃至図１９に示す他の従来技術で
は、流体本体１０に形成されたフルイディック素子１１
が、前記前者の従来技術と比較して（正面からみて、図
１６に示すように）９０度向きが変わっていて、ノズル
部１１ａの中央を通り流れの方向に位置する平面Ｐ−Ｐ
が図１６で、紙面に直角な上下方向の平面になってい
て、この平面に対称にフルイディック素子１１の形状が
構成されている。入口８ａと出口９ａの各口金８と９
は、メータの前ケースに一体的に形成されている。この
後者の従来技術の各図面で、前記前者の従来技術の図面
と同一符号のものは、同じ機能のものであるため、説明
を省略する。この後者の従来技術では、弁体１２ｂと弁
座１３との間を通過し、通路１０ｃを通ってガスは、フ
ルイディック素子１１のノズル部１１ａに入るときに９
０度変向して向きを変えて流れる。そして、この従来技
術では、圧電膜センサ２とフローセンサ３は蓋１５に対
向するフルイディック素子１１の一側壁に取付けられて
いる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のうち
前者は、フルイディック素子１１の流体出口１１ｂを出
たガスは出口通路１０ｄへと流れるにあたり、９０度流
れの向きを変えるため、流体出口１１ｂにおける流速分
布が平面Ｐ−Ｐに対して対称な分布にならず、その影響
でフルイディック素子の発振が不安定となり、流体振動
の振幅（脈動圧の振幅）が（流量が一定であるにもかか
わらず）時間的に変動し、ひどいときには、発振したり
しなかったりして間欠的に発振するという問題点があっ
た。

【００１１】後者の従来技術は、遮断弁の弁体と弁座の
間の通路と、フルイディック素子１１のノズル分布１１
ａとの間を連通する通路１０ｃが、図１９に示すように
弁座の近くで急激に折れ曲がり、流線が矢印のようにひ
どく曲折するため、圧力損失と流れの乱れとを増大さ
せ、前者の従来技術と同様に発振が不安定になるという
問題点があった。

【００１２】本発明は、上記の問題点を解消できる、小
形で、設置性のよい、セキュリティ機能を備えたフルイ
ディックガスメータを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のフルイディックガスメータは、メータの下
部に、入口（８ａ）を形成する口金（８）と、出口（９
ａ）を形成する口金（９）とを左右に並設した下入、下
出のガスメータであって、入口（８ａ）のほぼ上方に設
置され、左右方向に移動する弁体（１２ｂ）を有する遮
断弁（１２）と、出口（９ａ）の上部に出口（９ａ）の
軸線（Ｘ−Ｘ）と近い距離にあって軸線とほぼ平行な対
称面（Ｐ−Ｐ）を有して出口（９ａ）の上方に配設され
たフルイディック素子（１１）と、遮断弁（１２）の出
口とフルイディック素子（１１）のノズル（１１ａ）と
を連通する通路（１０ｃ）とを具備すると共に、該通路
（１０ｃ）の奥行きＤをフルイディック素子（１１）の
奥行きｄ以上でかつメータの奥行きから許容される範囲
で可及的に大きく定めたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】遮断弁とノズル部との連通する通路（１０ｃ）
の形状が比較的滑らかとなるため、この通路での流れの
乱れや、圧損が抑制される。又、フルイディック素子の
出口からメータの出口へと流れるガスは、殆ど向きを変
えないで流出するため、前述の通路（１０ｃ）での流れ
の乱れが抑制されることと相まって、流体振動の発振が
安定する。

【００１５】更に、遮断弁出口とノズル部との間の距離
が長くなるので、この面からも通路（１０ｃ）が滑らか
となり、流れの乱れや、圧損を効果的に抑制する。

【００１６】

【実施例】図１乃至図４に示す第１実施例において、２
は圧電膜センサ、３はフローセンサ、４はフローセンサ
付帯回路、８は入口８ａを形成する口金、９は出口９ａ
を形成する口金で、両口金８と９はメータの下部左右に
並設され、いわゆる下入、下出のガスメータとなってい
る。

【００１７】１０は流路本体で、入り口８ａと連通する
通路１０ａ、遮断弁取付座１０ｂ、通路１０ｃ、フルイ
ディック素子１１、及び出口通路１０ｄとが一体的に形
成されている。１１ａはフルイディック素子のノズル
部、１１ｂは流体出口、Ｐ−Ｐはフルイディック素子１
１のノズル部１１ａの中央を通る平面で、図１における
紙面に直角で、フルイディック素子１１の対称面となっ
ていて、このＰ−Ｐ平面に面対称にフルイディック素子
１１の形状が形成されている。メータは出口９ａの軸線
で、前記対称面Ｐ−Ｐはこの軸線Ｘ−Ｘと近い距離Ｓに
あって、かつ軸線Ｘ−Ｘと平行になるようにフルイディ
ック素子１１の向きと位置が決められている（特に図１
参照）。

【００１８】１２は遮断弁（電磁弁）で、流路本体１０
の前記遮断弁取付座１０ｂに装着されている。１２ａは
遮断弁１２のプランジャーで、その先端に円板形の弁体
１２ｂが取付られている。１３は弁体１２ｂと対向して
流路本体１０に取付られた弁座で、弁座１３と弁体１２
ｂの間を通過したガスは流路本体の通路１０ｃを経てノ
ズル部１１ａに流入するように構成されている。Ｄは通
路１０ｃの奥行き、ｄはフルイディック素子１１の奥行
きである（特に図４参照）。

【００１９】１４は圧力スイッチ、１５はフルイディッ
ク素子１１の前面に取りつけられた蓋、１６は感震器で
流路本体１０の水平な取付面を有する感震器取付座１０
ｅに鉛直に取付けられている。感震器１６は水銀球を封
入したスイッチを内蔵しているため鉛直方向に取付ける
ことでその性能が保証される。１７は電池、１８は液晶
表示器７を実装した積算表示基板で流路本体１０の上部
に柱１９と取付板２０により取付けられている。なお電
池１７は直接流路本体１０の上部に取付けられている。
２１はセキュリティ基板でやはり柱１９により流路本体
１０の上部に取付けられている。２２は前ケースで、前
記口金８と９を一体的にその下部に形成し、上部には、
前記液晶表示器７に表示されるガス使用量を見るための
窓ガラス２３を備えている。２４は後ケースでパッキン
２５を介して前ケース２２に固定されている。

【００２０】次に第２実施例を図５乃至図９に従って説
明する。なお、これらの図面で、前記図１乃至図４に示
す実施例と同一符号のものは、同じ機能を果たすもので
あるため、再度の説明を省略する。この実施例では口金
８と９は流路本体１０と一体的に形成され、前ケース２
２とは別体となっている。積算表示基板１８は蓋１５か
ら前方に延びる柱１９に取付けられ、液晶表示器７は前
ケース２２の前面に設けた窓ガラス２３を通して視認で
きる。２６はフルイディック素子１１のノズル部１１ａ
に入るガスの流れを整えるための整流壁、１９’はセキ
ュリティ基板２１を取付けるための専用の柱である。通
路１０ｃの奥行きＤは、フルイディック素子１１の奥行
きｄより大きく、前後ケース２２，２４で決まるメータ
ケースの奥行き（深さ）から許される範囲内でいっぱい
の大きさに定めてある（図７、図９参照）。

【００２１】

【発明の効果】本発明のフルイディックガスメータは、
上述のように構成されているので、遮断弁の出口からフ
ルイディック素子のノズル部までの通路（１０ｃ）での
流れの乱れや、圧損が少なく、又、フルイディック素子
の流体出口（１１ｂ）から出口（９ａ）に流れる間に流
れが変向することが殆どないから、フルイディック素子
の発振が安定し、ガスメータの性能が向上する。しか
も、奥行きが浅く、小形で、設置性のよいガスメータを
実現できる。更に、通路（１０ｃ）の奥行きＤをフルイ
ディック素子（１１）の奥行きｄ以上でかつメータの奥
行きから許容される範囲で可及的に大きく定めたので、
進路１０ｃが滑らかで、かつ長くなり、フルイディック
素子の発振安定化に及ぼす効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の前ケースとフルイディッ
ク素子の蓋を取外した状態の縦断面で、断面は図２のＡ
−Ａ断面に対応する。

【図２】図１のＢ−Ｂ断面図。

【図３】図１のＣ−Ｃ断面図。

【図４】第１実施例の流路本体の図１におけるＤ−Ｄ断
面図。

【図５】本発明の第２実施例の前ケースを取外した正面
図。

【図６】図５におけるＥ−Ｅ断面図。

【図７】図５におけるＦ−Ｆ断面図。

【図８】第２実施例の流路本体の正面図。

【図９】図８のＧ−Ｇ段階断面図。

【図１０】フルイディックガスメータの原理を示す説明
図。

【図１１】従来技術の前ケースとフルイディック素子の
蓋を取外した正面図で、一部縦断面は図１３のＨ−Ｈ断
面と図１４のＩ−Ｉ断面図。

【図１２】図１１のＪ−Ｊ断面図。

【図１３】図１１のＫ−Ｋ断面図。

【図１４】図１１のＬ−Ｌ断面図。

【図１５】図１１の下面図。

【図１６】従来技術の前ケースとフルイディック素子の
蓋を取外した状態での一部縦断面図。

【図１７】図１６のＭ−Ｍ段階断面図。

【図１８】図１６のＮ−Ｎ断面図。

【図１９】図１６のＯ−Ｏ断面図。

【符号の説明】

８，９口金８ａ入口９ａ出口１０流路本体１０ｃ通路１１フルイディック素子１１ａノズル部１２遮断弁１２ｂ弁体ｄフルイディック素子の奥行きＤ通路１０の奥行き、Ｘ−Ｘ軸線、Ｐ−Ｐ対
称面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000142425 株式会社金門製作所東京都板橋区志村１丁目２番３号 (73)特許権者 000156813 関西ガスメータ株式会社大阪府大阪市東成区東小橋２丁目10番16 号 (72)発明者植木孝東京都大田区南久が原１−11−３ (72)発明者酒井克人東京都足立区千住柳町20−９ (72)発明者岡村繁憲大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者南忠幸大阪市中央区平野町四丁目１番２号大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者佐藤泰生愛知県東海市新宝町507−２東邦瓦斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者安田弘一愛知県東海市新宝町507−２東邦瓦斯株式会社総合技術研究所内 (72)発明者神田廣一愛知県名古屋市熱田区千年一丁目２番70 号愛知時計電機株式会社内 (72)発明者大池英行東京都板橋区志村一丁目２番３号株式会社金門製作所内 (72)発明者澁谷忠夫大阪市東成区東小橋二丁目10番16号関西ガスメータ株式会社内 (56)参考文献特開平４−58112（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01F 1/20 G01F 3/22 G01F 15/18

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】メータの下部に、入口（８ａ）を形成す
る口金（８）と、出口（９ａ）を形成する口金（９）と
を左右に並設した下入、下出のガスメータであって、入
口（８ａ）のほぼ上方に設置され、左右方向に移動する
弁体（１２ｂ）を有する遮断弁（１２）と、出口（９
ａ）の上部に出口（９ａ）の軸線（Ｘ−Ｘ）と近い距離
にあって軸線とほぼ平行な対称面（Ｐ−Ｐ）を有して出
口（９ａ）の上方に配設されたフルイディック素子（１
１）と、遮断弁（１２）の出口とフルイディック素子
（１１）のノズル（１１ａ）とを連通する通路（１０
ｃ）とを具備すると共に、該通路（１０ｃ）の奥行きＤ
をフルイディック素子（１１）の奥行きｄ以上でかつメ
ータの奥行きから許容される範囲で可及的に大きく定め
たことを特徴とするフルイディックガスメータ。