JP3334856B2 - ガスメータおよびそのガス流速計測チューブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータおよび
そのガス計測チューブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から広く一般に用いられて来たガス
メータとして膜方式のガスメータがあるが、この膜方式
のガスメータは、ガスメータの筐体内部にガス流の圧力
によって振動を繰り返す膜を有しており、この膜の振動
に対応してガスの流量を計測するという、いわば機械的
な動作を用いてそのガスの体積量を直接計測する方式の
メータである。その簡易で実用的な構造と高い耐久性を
備えているといった特質から、従来から広く盛んに利用
されて来た。しかしその一方で、このような従来の膜方
式のガスメータでは、前記の如く機械式であるという特
質もあって近年のガスメータのデジタル化に対しては馴
染み難いという不都合がある。

【０００３】ここで、ガスメータは大別すると前記の膜
方式ガスメータのような機械的には直接にガス量を計測
する方式のものの他に、ガスの流速など、ガス流の流体
としての物理的数値を計測し、その計測値に対応してガ
ス流量の数値を算出するという、いわゆる推量式のガス
メータが案出されている。

【０００４】即ち、推量式のガスメータは、ガス流量の
数値をその計測段階からデジタル信号として取り扱って
いるので、ガス流量の値をその計測後もデジタルデータ
として伝送〜処理〜記憶することができる。従って、そ
のようなデータ管理を行うシステム等にも極めて良好に
馴染むという特質を備えているので、近年のデジタル化
が進むガスメータにおいては特に好適な技術として注目
されている。

【０００５】このような推量式のガスメータには、超音
波の伝搬時間差を用いた超音波計測方式をはじめとし
て、ガス流によるタービンの回転数をロータリエンコー
ダのような機器で計数し、これに基づいてガス流量の値
を演算するといったタービン計測方式や、ガス流によっ
て生じる２地点での圧力差を用いた差圧計測方式など、
幾種類かの方式が提案されているが、いずれもガスの流
量を連続値で精確に測定できるものとして注目されてい
る。

【０００６】その中でも、特に超音波計測方式は、小型
で比較的簡易な構造でありながら精確な流量を計測でき
るガスメータに好適な技術として知られている。超音波
計測方式のガスメータは、図３にその構造の概要を示す
ように、気密構造に形成された気密室を２つの室つまり
第１室５０１および第２室５０２に分割する隔壁５０３
と、上流側のガス配管５０４に接続されて前記第１室５
０１にガス５０５を導入する導入口５０６と、下流側の
ガス配管５０７に接続されて前記第２室５０２からガス
５０５を送出する送出口５０８と、前記隔壁５０３を貫
通するように配置され、前記第１室５０１から前記第２
室５０２へとガス５０５を通過させる筒状のガス導通路
５０９と、前記ガス導通路５０９を通過するガス５０５
の流速を計測し、この流速の値に基づいてガス５０５の
流量を算出するために、ガス導通路５０９の中心線６０
０に対して平行方向に所定の長さを取って対向配置され
る超音波発／受振器５１０，５１１とから、その主要部
が形成されている。

【０００７】超音波計測方式のガスメータは、このよう
に比較的簡易な構造によって、精確なガス流量を計測す
ることが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の超音波計測方式のガスメータに用いられる
計測手段の主要部である、ガス導通路５０９および超音
波発／受振器５１０，５１１を中心としたいわゆるガス
流速計測チューブは、そのガス流速を精確に計測可能で
ある特質に起因して、製造時点などで製品としての各チ
ューブごとに誤差が生じる。つまりこの誤差はガス流速
計測チューブの１本１本ごとに異なったものとなる場合
が殆どである。これは、ガス導通路５０９の長さなど形
状に起因した誤差や、超音波発／受振器５１０，５１１
の機能上の誤差など、様々な要素に起因して生じるため
と考えられるが、ガス流速計測チューブとして一旦製造
された後では、例えばそのガス流速計測チューブをガス
メータに組み込んで完成品として検定試験を受けた際に
不良品として検定されてしまった場合などには、折角完
成品として製造したものであっても廃棄処分としなけれ
ばならないという問題がある。

【０００９】しかも超音波方式のガスメータの場合には
一般に、そのガスメータとしてガス流量を計測するため
の最適なガス流速計測チューブの性能（あるいは仕様）
が予め固定的に決めてあるので、これに合致しないある
いは誤差の大きなガス流速計測チューブは使い物になら
ない。

【００１０】従って、上記のように検定で不良品と検定
されることは言うまでもなく、１種類の（例えばガスメ
ータとしての号数など）性能に合致するために製造され
たガス流速計測チューブはその種類のガスメータのみに
しか用いることができなかった。このため、多様化する
ガスメータの仕様の要請に対してそれぞれ適合するよう
な多種類のガス流速計測チューブを用意しなければなら
ないため、性能あるいは仕様の極めて煩雑な多様化を招
くという問題があった。

【００１１】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものである。本発明は、個々のガス流速計測チ
ューブごとでばらついた誤差が生じたような場合でも、
その誤差を極めて簡易な実用性の高い手法で修正するこ
とができ、従来のような廃棄処分にすることなしに本来
の理想的な仕様に適合した性能のガス流速計測チューブ
あるいはそれを用いたガスメータを実現することができ
る技術を提供することを課題としている。また、１種類
のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメー
タで、多種類の要求性能に適合することができるような
技術を提供することを課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１に、本発明のガスメ
ータは、気密構造に形成された気密室と、該気密室を第
１室および第２室の２つの室に分割する隔壁と、上流側
のガス配管に接続されて前記第１室にガスを導入する導
入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第２室から
ガスを送出する送出口と、前記隔壁を貫通するように配
置され、前記第１室から前記第２室へとガス流体を通過
させる円筒状のガス導通路と、前記ガス導通路を通過す
るガスの流速を計測して該ガスの流量を算出するガス流
量算出手段とを有するガスメータにおいて、前記円筒状
に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄ネジが
配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して螺合する
雌ネジが円筒の内面側に刻設された円筒状の端部材であ
って、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに
各々螺合される２つの端部材と、前記ガス導通路の円筒
内を貫く線上で互いに対向するように前記２つの端部材
に付設された保持部材によって保持されて、超音波を前
記ガス導通路の円筒内を貫くように伝搬させる２個一対
の超音波発／受振器と、を備えたガス流速計測チューブ
を具備することを特徴としている。

【００１３】即ち、本発明の技術によれば、ガス導通路
の両端部それぞれの前記雄ネジに各々１つずつ端部材が
螺合されているので、このガス導通路の両端に螺合され
ている２つの端部材を、前記のネジを回転することによ
ってそのガス導通路の長手方向に平行移動させることが
できる。

【００１４】このようにしてガス導通路の両端の２つの
端部材を平行移動させることによって、その２つの端部
材各々に１個ずつ保持されている超音波発／受振器との
間の距離を、最適な値に微調整することができるので、
そのガス流速計測チューブを各ガスメータとしての仕様
に最適な性能を実現可能とすることができる。これによ
り、誤差が生じても従来のようには廃棄処分にすること
なしに、本来の理想的な仕様に適合した性能のガス流速
計測チューブを極めて簡易に実現することができる。

【００１５】また、このように本発明の技術によれば対
向配置された一対の超音波発／受振器との間の距離を最
適な値にいつでも変更可能なので、上記のような同一の
仕様で作られた１ロットの製品における誤差を調整する
効果の他にも、同一種類の部品構成で多品種つまり多種
類の要求性能に対応可能なガス流速計測チューブあるい
はそれを用いたガスメータを実現することもできる。

【００１６】即ち、同一種類の部品構成のガス流速計測
チューブあるいはそれを備えたガスメータを多数製造し
ておき、これを各種類のガスメータとして要求される仕
様にそれぞれ合致した性能となるように、前記の２個の
超音波発／受振器の間の距離を最適な値にそれぞれ変更
することによって、多種類の要求性能に対応可能とな
る。

【００１７】第２に、本発明のガスメータは、第１に記
載のガスメータにおいて、前記端部材の雌ネジおよび前
記ガス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチの
ネジとして形成されていることを特徴とするガスメータ
である。このように、ガス導通路の一方の端部のネジの
ピッチを粗いものとし、他方の端部のネジのピッチは細
密なものとすることで、前記の一対の超音波発／受振器
どうしの間の距離を、比較的大きく調整（変更）する場
合には前記の粗い方のネジを備えた方の端部で調整し、
さらに細かく調整する場合には前記の細密な方のネジを
備えた方の端部で調整することができるので、さらに有
効かつ簡易に調整を実行可能なガスメータの構造を実現
することができる。

【００１８】第３に、気密構造に形成された気密室と、
該気密室を第１室および第２室に２分割する隔壁と、上
流側のガス配管に接続されて前記第１室にガスを導入す
る導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第２室
からガスを送出する送出口とを有するガスメータの内部
に前記隔壁を貫通するように配置されて、前記第１室か
ら前記第２室へとガス流体を通過させ、前記ガス流体の
ガス流速を計測するガス流速計測チューブにおいて、前
記円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ
雄ネジが配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して
螺合する雌ネジが円筒の内面側に配設された円筒状の端
部材であって、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記
雄ネジに各々一つずつが螺合される２つの端部材と、前
記ガス導通路の円筒の中心部を貫く線上の位置で互いに
対向するように、前記２つの端部材それぞれの中心部に
一個ずつがそれぞれ保持されて、超音波を前記ガス導通
路の円筒の中心部を貫くように伝搬させる２個一対の超
音波発／受振器とを備えたことを特徴とするガス流速計
測チューブである。

【００１９】即ち、この第３記載のガス流速計測チュー
ブは、第１および第２の記載のガスメータに用いられる
ガス流速計測チューブであって、これがガスメータの筐
体等に組み込まれる前の状態で製品として取り扱われる
ような場合のガス流速計測チューブである。したがっ
て、この第３に記載のガス流速計測チューブをガスメー
タに組み込むことにより、上記同様の効果を得ることが
できる。しかもこのガス流速計測チューブ自体による効
果の点でも、このガス流速計測チューブの誤差や性能
を、ガスメータに組み込んでしまう前に検査することが
できるので、従来のような完成品として組み上がってし
まった後に品質検査や検定を行なって不良品と判定され
廃棄処分としなければならなくなるといった不都合を
も、解消することができる。

【００２０】また、第４に、上記第３記載のガス流速計
測チューブにおいて、前記端部材の雌ネジおよび前記ガ
ス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジ
として形成されていることを特徴とするガス流速計測チ
ューブである。この第４記載の技術も、上記第２記載の
技術と同様に、ガス導通路の一方の端部のネジのピッチ
を粗いものとし、他方の端部のネジのピッチは細密なも
のとすることで、前記の一対の超音波発／受振器どうし
の間の距離を、比較的大きく調整（変更）する場合には
前記の粗い方のネジを備えた方の端部で調整し、さらに
細かく調整する場合には前記の細密な方のネジを備えた
方の端部で調整することができるので、さらに有効かつ
簡易に調整を実行可能なガス流速計測チューブの構造を
実現することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスメータお
よびそれに用いられるガス流速計測チューブの実施形態
を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係
るガスメータおよびそれに用いられるガス流速計測チュ
ーブの構造の概要を示す図である。なお図１（ｂ）は図
１（ａ）のガス流速計測チューブにおけるＡ−Ａ´断面
図である。また、図２はそのガス流速計測チューブが部
品として単体で取り扱われる場合の一例を示す図であ
る。

【００２２】ガスメータ１およびそれに用いられるガス
流速計測チューブ２の主要部は、気密構造に形成された
気密室を第１室１０１および第２室１０２の２つの室に
分割する隔壁１０３と、上流側のガス配管１０４に接続
されて前記第１室１０１にガス１００を導入する導入口
１０５と、下流側のガス配管１０６に接続されて前記第
２室１０２からガス１００を送出する送出口１０７と、
前記隔壁１０３を貫通するように配置され、前記第１室
１０１から前記第２室１０２へとガス１００を通過させ
る円筒状のガス導通路１０８と、前記ガス導通路１０８
を通過するガス１００の流速を計測してこのガス１００
の流量を算出するガス流量算出手段１０９とを有するガ
スメータである。そして前記のガス導通路１０８は、円
筒状に形成されておりその長手方向の両端部にはそれぞ
れ雄ネジ２０１ａ，２０１ｂが配設されたガス導通路１
０８である。そしてさらには、前記雄ネジ２０１ａ，２
０１ｂに対して螺合する雌ネジ２０２ａ，２０２ｂが円
筒内面側に刻設された円筒状の端部材２０３ａ，２０３
ｂであって、前記ガス導通路１０８の両端部それぞれの
前記雄ネジ２０１ａ，２０１ｂに各々螺合される２つの
端部材２０３ａ，２０３ｂと、前記のガス導通路１０８
の円筒の中心部を貫く中心線２０５上の位置で互いに対
向するように、前記２つの端部材２０３ａ，２０３ｂそ
れぞれの中心部に各々一個ずつ、その端部材２０３ａ，
２０３ｂに付設された保持部材２０４ａ，２０４ｂによ
って保持されて、超音波を前記ガス導通路１０８の円筒
の中心部を貫くように伝搬させるように対向配置された
２個一対の超音波発／受振器１１０，１１１とを具備し
ている。上記のうち、ガス導通路１０８、端部材２０３
ａ，２０３ｂ、保持部材２０４ａ，２０４ｂ、超音波発
／受振器１１０，１１１とから、本発明に係るガスメー
タ１およびガス流速計測チューブ２の主要部は構成され
ている。なお、超音波発／受振器１１０，１１１で計測
されたデータに基づいてガス流量を演算するガス流量演
算手段の回路系そのものについては、従来のガス流量を
演算するための回路系と同様のものを用いれば良いの
で、本明細書では説明の簡潔化を図るためにその詳述は
省略する。

【００２３】そしてさらに、上記の端部材２０３ａ，２
０３ｂの雌ネジ２０２ａ，２０２ｂおよび前記ガス導通
路１０８の雄ネジ２０１ａ，２０１ｂが、それら両端の
端部材２０３ａ，２０３ｂどうしで異なったピッチのネ
ジとして形成されている。即ち、端部材２０３ａ側の雄
ネジ２０１ａおよび雌ネジ２０２ａは細密なピッチのネ
ジとし、他方の端部材２０３ｂ側の雄ネジ２０１ｂおよ
び雌ネジ２０２ｂは粗いピッチのネジとすることによ
り、一対に対向配置された２個の超音波発／受振器１１
０と超音波発／受振器１１１との間の距離の大きな変更
は、端部材２０３ｂ側をガス導通路１０８に対して回転
させて調整し、細かい微調整は端部材２０３ａ側を回転
させて調整することができる。このような粗密相異なる
ピッチの使い分け手法としては、例えばガス流速計測チ
ューブ２を異なる種類のガスメータに適用するように前
記の距離を調整するような場合には一般にその距離は比
較的大きく変化させることが必要となるので、粗いピッ
チの方の端部材２０３ｂ側を回転させて大まかに調節し
ておき、さらに同一仕様上での誤差の調整を行う際には
細密なピッチの方の端部材２０３ａを回転させてさらに
細かく調整すれば、最適な調整を、迅速に効果的に行う
ことができる。

【００２４】なお、上記のようなガス流速計測チューブ
は、単体で部品としても取り扱えるように形成し、所定
のガスメータの筐体中に組み込んで用いるようにするこ
とも可能である。そのような場合の一例を図２の斜視図
に示す。図２からも明らかに見て取れるように、このガ
ス流速計測チューブは、そのガス導通路１０８のほぼ中
央部にフランジ３００が配設されており、ガスメータ１
の隔壁１０３に予め用意された取付け穴などに装着可能
となっている。しかも、保持部材２０４ａ，２０４ｂ
（ただし２０４ｂは図２においては見えない位置にある
ので図示省略）は、超音波発／受振器１１０，１１１を
中心線２０５上の位置に保持するのみでなく、ガス流を
整流する整流フィンのような形状に形成されているの
で、これを通過するガス１００の流れを整流して、精確
な計測に対してさらに寄与することができる。

【００２５】またさらには、超音波発／受振器１１０，
１１１には通常、それらに電圧を印加して機能させるた
めの配線３０１ａ，３０１ｂが接続されている。従っ
て、例えばこの超音波発／受振器１１０，１１１を駆動
回路に接続してガス流速計測チューブの性能検査を実施
する際などには、最適な性能に合致させるために２０３
ａや２０３ｂを回転させてガス流速計測チューブの長さ
を調整することになるが、このとき端部材２０３ａや端
部材２０３ｂを回転させると、これに接続されている配
線３０１ａ，３０１ｂが捩れてしまい不都合である。こ
のような不都合を避けることが必要な場合には、例えば
ネジ２０１ａと２０１ｂとを互いに逆ネジの対とし、端
部材２０３ａ、２０３ｂは回転させずにガス導通路１０
８を回転させるようにすれば良い。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、個々のガス流速計測チューブごとでばら
ついた誤差が生じたような場合でも、その誤差を極めて
簡易な実用性の高い手法で修正することができ、従来の
ような廃棄処分にすることなしに本来の理想的な仕様に
適合した性能のガス流速計測チューブあるいはそれを用
いたガスメータを実現することができる。また、１種類
のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメー
タを極めて簡易な手法で再調整することができるので、
１種類の構造のガス流速計測チューブで多種類の要求性
能に適合可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスメータおよびそれに用いられ
るガス流速計測チューブの構造の概要を示す図である。

【図２】ガス流速計測チューブが部品として単体で取り
扱われる場合の一例を示す図である。

【図３】従来の超音波計測方式のガスメータの構造の概
要を示す図である。

【符号の説明】

１…ガスメータ、２…ガス流速計測チューブ、１００…
ガス、１０８…ガス導通路、２０３ａ，２０３ｂ…端部
材、２０４ａ，２０４ｂ…保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−153117（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−269914（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−84814（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/66

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気密構造に形成された気密室と、該気密
   室を第１室および第２室の２つの室に分割する隔壁と、
   上流側のガス配管に接続されて前記第１室にガスを導入
   する導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第２
   室からガスを送出する送出口と、前記隔壁を貫通するよ
   うに配置され、前記第１室から前記第２室へとガス流体
   を通過させるガス導通路と、前記ガス導通路を通過する
   ガスの流速を計測して該ガスの流量を演算するガス流量
   演算手段とを有するガスメータにおいて、 円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄
   ネジが配設されたガス導通路と、 前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒内面側に刻設
   された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両端
   部それぞれの前記雄ネジに各々螺合される２つの端部材
   と、 前記ガス導通路の円筒内を貫く線上で互いに対向するよ
   うに、前記２つの端部材それぞれに付設された保持部材
   によって各々が保持されて、前記ガス導通路の円筒内を
   貫くように超音波を伝搬させる２個で一対の超音波発／
   受振器と、を備えたガス流速計測チューブを具備するこ
   とを特徴とするガスメータ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のガスメータにおいて、 前記両端の端部材の雌ネジおよびそれに螺合する前記ガ
   ス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジ
   であることを特徴とするガスメータ。
3. 【請求項３】 気密構造に形成された気密室と、該気密
   室を第１室および第２室に２分割する隔壁と、上流側の
   ガス配管に接続されて前記第１室にガスを導入する導入
   口と、下流側のガス配管に接続されて前記第２室からガ
   スを送出する送出口とを有するガスメータの内部に前記
   隔壁を貫通するように配置されて、前記第１室から前記
   第２室へとガス流体を通過させ、前記ガス流体のガス流
   速を計測するガス流速計測チューブにおいて、 円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄
   ネジが配設されたガス導通路と、 前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒の内面側に配
   設された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両
   端部それぞれの前記雄ネジに各々一つずつが螺合される
   ２つの端部材と、 前記ガス導通路の円筒の中心部を貫く線上の位置で互い
   に対向するように、前記２つの端部材それぞれの中心部
   に一個ずつがそれぞれ保持されて、超音波を前記ガス導
   通路の円筒の中心部を貫くように伝搬させる２個で一対
   の超音波発／受振器とを備えたことを特徴とするガス流
   速計測チューブ。
4. 【請求項４】 請求項３記載のガス流速計測チューブに
   おいて、 前記端部材の雌ネジおよび前記ガス導通路の雄ネジが、
   前記両端で異なったピッチのネジとして形成されている
   ことを特徴とするガス流速計測チューブ。