JP3066144B2 - フルイディックガスメータ - Google Patents

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】図９と図１０に示すように、流路本体１
に形成されたフルイディック発振素子２を流れるガスの
流体振動を圧電膜センサ３で検出して流量を測定するフ
ルイディックガスメータが周知である。

【０００３】このガスメータは、フルイディック発振素
子２の流体振動が微小流量では発振しなかったり、発振
が不安定になったりして流量を計測しにくいことをカバ
ーするため、フルイディック発振素子２のノズル４に流
速検出用の熱式フローセンサ５を配置して、微小流量域
における流量を計測している。

【０００４】フローセンサによる計測範囲は、ガスメー
タの号数毎に異なっていて、３号メータでは０〜１５０
［ｌ／ｈ］、５号メータでは０〜２５０［ｌ／ｈ］、７
号メータでは０〜３５０［ｌ／ｈ］で、フローセンサで
計測するノズル４の流速は、流量に比例するものの、図
１１に示すようにメータ号数毎に異なっていた。

【０００５】フローセンサ取付部は、ノズル内にフロー
センサ・センシングチップ５ａを突出させ、このチップ
表面を通過するガスの流速を検出していた。６と７は流
路本体１に形成された入口口金と出口口金、８はノズル
４のわずか上流に配設された整流部材、９は更にその上
流に配設された別の整流部材、１０は前ケース、１１は
後ケース、１２はフルイディック発振素子２の前面にパ
ッキン１３を介して取り付けた蓋である。

【０００６】１４は表示ユニットである。ノズル４の流
れに直角な断面は長方形で、３号メータでは幅Ｗが３．
１５ｍｍ、奥行Ｄが２２ｍｍ、ノズル断面積が３．１５
×２２ｍｍ² で、ガスメータがセキュリティ機能を確保
するためには３［ｌ／ｈ］程度の内管漏洩を計測する必
要がある。

【０００７】フローセンサの感度を考慮すると、この３
号メータでは、３［ｌ／ｈ］の計測を行なうのが限界
で、５号メータ、７号メータではノズル断面が３．２×
３６ｍｍ² 、３．２×６０ｍｍ² と大きくなり、３［ｌ
／ｈ］における流速は図１１に示すように、３号メータ
の場合よりも小さくなるため、計測困難であるという問
題点があった。

【０００８】又、フローセンサの０点ドリフト量や、流
量が３［ｌ／ｈ］のときの出力の変動が表１や表２の程
度であるため、この面からも５号メータや７号メータで
３［ｌ／ｈ］の流速を計測するのは困難であった。

【０００９】

【表１】

【００１０】

【表２】

【００１１】これらの事柄は、図１２で、各号メータの
フローセンサの標準出力と、０点変動幅、３［ｌ／ｈ］
時の出力変動幅の関係をみることで容易に判る。例え
ば、３号メータでは３［ｌ／ｈ］の検出が可能である
が、５、７号メータでは検出が困難である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
セキュリティ（内管漏洩）上必要な３［ｌ／ｈ］の流量
に対応するノズルの流速を計測するには、フローセンサ
のセンシングチップ部分の流速を、５号メータと７号メ
ータについても、３号メータの場合と同程度の流速に上
げてやればよい。

【００１３】即ち、５号メータでは従来技術の５／３倍
に、７号メータでは従来技術の７／３倍にノズルのチッ
プに当るガスの流速を上げればよい。しかし、単にノズ
ルの断面積を小さくして流速を上げると、ノズルでの圧
損が上昇し、結果的にはガスメータの圧損が規定値をオ
ーバーすることになるため、この方法は実用的ではな
い。

【００１４】そこで、本発明は、ガスメータの圧損を規
定値より上げることなく、フローセンサのセンシングチ
ップによる３［ｌ／ｈ］程度のセキュリティ機能に必要
な流量計測を５号、７号ガスメータにおいても、３号メ
ータと同様に計測可能な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。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、フルイディック発振素子（２）のノ
ズル（４）の奥行寸法（Ｄ）をフルイディック発振素子
を有しない分流流路（４Ｃ）とフルイディック発振素子
とを有する分流流路（４Ｂ）に分割し、このフルイディ
ック発振素子を有する分流流路（４Ｂ）内にフローセン
サ・センシングチップ（５ａ）を突出させ、このチップ
表面を通過するガスの流速をセンシングチップ（５ａ）
により計測すると共に、センシングチップ（５ａ）の前
方にわずか離れて分流板（１５）を配設してノズル
（４）の分流流路（４Ｂ）をセンシングチップ（５ａ）
が突出している第１の流路（４Ａ）と、残りの第２の流
路（４Ｂ′）とに区画し、第１の流路（４Ａ）の上流を
除いて第２の流路（４Ｂ′）の上流に整流部材（８）を
配設し、前記フルイディック発振素子を有しない分流流
路（４Ｃ）にも整流部材（８′）を配設したことを特徴
とするものである。

【００１６】また、第２の発明は、整流部材（８）
（８′）をあみ（網）で構成したものである。

【００１７】

【作用】第１の流路（４Ａ）の上流には、整流部材
（８）が配設されてなく、第２の流路（４Ｂ′）の上流
に整流部材（８）が配設されているため、第１の流路
（４Ａ）に分流するガスの流速が大きくなり、センシン
グチップ（５ａ）による流速検出出力が大きくなり、フ
ローセンサの検出感度が向上する。

【００１８】フルイディック発振素子の発振は従来通
り、整流部材（８）で流れが整流されるため安定して発
振する。また、気体の一部は整流部材（８′）を通じて
フルイディック発振素子（２）を有しない分流流路（４
ｃ）を流通する。

【００１９】

【実施例】図１〜図５の実施例では、従来技術に比較し
て分流流路４ｃと分流板１５と整流部材８′を設けたこ
とと、整流部材８の形状（奥行）がわずかに異なるのみ
であり、他の符号１〜１４で示す部分は従来技術と変ら
ないので、説明を省略する。

【００２０】１５は分流板で、図５に示すように金属の
薄板を折曲げて構成してあり、この板面１５ａが、図２
に示すようにノズル４の奥の面４ａからｄだけ離れて、
センシングチップ５ａの前方に配設されている。板面１
５ａは、この状態で、ノズル４の奥の面４ａと並行であ
る。

【００２１】このように分流板１５を設けることで、ノ
ズル４の分流流路４Ｂは、分流板１５の板面１５ａより
奥の部分の第１の流路４Ａと、残りの第２の流路４Ｂ′
とに区画され、第１の流路４Ａにセンシングチップ５ａ
が突出する。

【００２２】整流板８は、第１の流路４Ａの上流を除い
て第２の流路４Ｂ′の上流にだけ図１、図２に示すよう
に配設される。なお、分流板１５の上流端は、図１〜図
３に示すように、整流部材８の上流まで延長配設されて
いる。

【００２３】なお、分流板１５と整流部材８とは、流路
本体１にはめ合わせて固定される。フルイディック発振
素子２の奥行寸法Ｄ₁ はノズル４の奥行寸法Ｄより短く
なっており、フルイディック発振素子２の蓋１６をノズ
ル４内に延長して、フルイディック発振素子を有するＤ
₁ 寸法の分流流路４Ｂとフルイディック発振素子を有し
ないＤ₀ 寸法の分流流路４ｃにノズル４を区画してい
る。

【００２４】また、該分流流路４ｃにはあみからなる整
流部材８′が設置されている。上流の整流部材９を通過
したガスは図２に示すように、分流板１５で分けられ、
その一部分は第１の流路４Ａを矢印Ａのように通過し、
センシングチップ５ａでその流速が計測される。他の大
部分のガスは矢印Ｂのように整流部材８を通過して第２
の流路４Ｂ′を流れ、両流路のガスはフルイディック発
振素子２に流れて流体振動を生じる。

【００２５】更に、気体の一部は整流部材８′を通じて
分流流部４ｃを流通する。このようにすることで、第１
の流路４Ａに流入するガスが整流部材８の流体抵抗を受
けなく、従来技術と比較してセンシングチップ５ａの表
面に当たって流れるガスの流速が大きくなって、フロー
センサ５の出力パルスが増大した実験結果を図７に示
す。

【００２６】図７の実験で２本の曲線（１）（２）の条
件は、分流板の前記寸法ｄと、センシチングチップ５ａ
の中央から分流板１５の下流端までの寸法Ｌ₁が表３の
ように定めてある。

【００２７】

【表３】

【００２８】なお、ノズル４の幅Ｗは３．２ｍｍ、奥行
Ｄは３３ｍｍ、フルイディック素子の奥行Ｄ₁ は２２ｍ
ｍである。図７で明らかなような曲線（１）と（２）の
出力パルスが従来技術の２に比較して大幅に改善されて
いる。

【００２９】因みに、流量３［ｌ／ｈ］におけるフロー
センサの出力パルスは、曲線（１）、（２）の場合で、
それぞれ１２パルス、及び７パルスで、曲線（１）の場
合が良い結果を示している。

【００３０】なお、このとき、ノズル４におけるＤ₁部
の流れ方向の長さＬは２５ｍｍ、整流部材８にはＳ．
Ｗ．Ｇ．♯３０のステンレス線を用いた３５メッシュの
金網を用い、分流流路４ｃ部のノズル幅は６ｍｍ、整流
部材８′はＳ．Ｗ．Ｇ．♯３０Ｂのステンレス線を用い
た３０メッシュの金網を用いている。

【００３１】

【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、フローセンサのセンシ
ングチップの表面に当たって通過する第１の流路のガス
流速が大きくなり、フローセンサの出力パルスが増大す
るから、セキュリティ機能に必要な３［ｌ／ｈ］程度の
微小流量の検出を確実に行なえる。

【００３２】更に、フルイディック素子の奥行を短くで
きるため、該素子部のダイキャストによる成型が容易に
なる。更に、フルイディック素子を有しない分流流部に
整流部材を設けたので、この分流流部に入る気体に流通
抵抗を与え、フルイディック素子を有する分流流部への
最適な流量を確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図３のＡ−Ａ断面図。

【図２】図１の一部を拡大した図。

【図３】本発明の実施例の前ケースとフルイディック発
振素子の蓋を取外した状態の正面図。

【図４】図３よりフルイディック発振素子の分流流路を
取外した図。

【図５】本発明の実施例に使う分流板の斜視図。

【図６】整流部材の斜視図。

【図７】フローセンサの流量対出力特性線図。

【図８】フルイディック発振素子の器差特性線図。

【図９】従来技術の前ケースとフルイディック発振素子
の蓋を取外した状態の正面図。

【図１０】図９のＢ−Ｂ断面図。

【図１１】流量対流速特性線図。

【図１２】フローセンサの出力変動を説明する図。

【符号の説明】

２ フルイディック発振素子 ４ ノズル ４Ａ、４Ｂ、４Ｂ′、４Ｃ 流路 ５ａ フローセンサ・センシングチップ（センシングチ
ップ） ８、８′ 整流部材 １５ 分流板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 稔彦 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 水越 靖 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメ ーター株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−77717（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−96817（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−151518（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−148122（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−142002（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−88114（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−58118（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−36532（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/20 G01F 1/68

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フルイディック発振素子（２）のノズル
   （４）の奥行寸法（Ｄ）をフルイディック発振素子を有
   しない分流流路（４Ｃ）とフルイディック発振素子とを
   有する分流流路（４Ｂ）に分割し、このフルイディック
   発振素子を有する分流流路（４Ｂ）内にフローセンサ・
   センシングチップ（５ａ）を突出させ、このチップ表面
   を通過するガスの流速をセンシングチップ（５ａ）によ
   り計測すると共に、センシングチップ（５ａ）の前方に
   わずか離れて分流板（１５）を配設してノズル（４）の
   分流流路（４Ｂ）をセンシングチップ（５ａ）が突出し
   ている第１の流路（４Ａ）と、残りの第２の流路（４
   Ｂ′）とに区画し、第１の流路（４Ａ）の上流を除いて
   第２の流路（４Ｂ′）の上流に整流部材（８）を配設
   し、前記フルイディック発振素子を有しない分流流路
   （４Ｃ）にも整流部材（８′）を配設したことを特徴と
   するフルイディックガスメータ。
2. 【請求項２】 整流部材（８）（８′）をあみで構成し
   た請求項１記載のフルイディックガスメータ。