JP3494770B2 - フルイディック流量計における圧力変動吸収装置 - 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、フルイディック流
量計において、フルイディック素子の上流側に発生した
圧力変動のうちノイズによる変動を吸収するための圧力
変動吸収装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、いわゆるフルイディック発振を利用したフルイディ
ック流量計が知られている。

【０００３】ところで、このフルイディック流量計で
は、フルイディック素子の上流側に設けられたガスガバ
ナやガスヒートポンプなどの影響により流体に脈動など
のノイズが生ずると、特に低流量域においてフルイディ
ック発振に影響を受け、測定精度が低下してしまう。

【０００４】このような脈動などのノイズによる圧力変
動を吸収するために、従来、例えば図８に示すような圧
力変動吸収装置６０を、フルイディック素子の上流側流
路の途中に配設することが考えられている。

【０００５】この圧力変動吸収装置６０は、両端部が閉
塞された円筒形状のケース６１０内に円筒形状のフロー
ト６２０を収容したものである。ケース６１０には、そ
の底面に流体の入口部６１１が形成され、また側面の下
部位置には流体の出口部６１２が形成されている。ケー
ス６１０の上部には、圧力変動吸収装置６０の下流側の
圧力をケース６１０内に導入するための小孔６１０ａが
設けられている。一方、フロート６２０は下端面が開放
されると共に上端面が閉塞されている。

【０００６】この圧力変動吸収装置６０では、流体の流
量に基づいて生ずる入口部６１１の圧力と出口部６１２
の圧力との圧力差に応じてケース６１０内をフロート６
２０が上下移動し、これによりケース６１０の出口部６
１２の開口率が変化し、流体のノイズによる圧力変動を
吸収する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の圧力変動吸収装置６０では、長期間の使用によ
り、図９に示したように流体中のダストＭが圧力変動吸
収装置６０のケース６１０の内周面とフロート６２０の
外周面との間の隙間や、ケース６１０内の窪みまたは角
に付着してしまうという問題があった。そのため、フロ
ート６２０の移動状態が不安定となり、ダストＭの付着
量が多くなるとケース６１０とフロート６２０とがダス
トＭによって固着してしまうという問題があった。従っ
て、長期間使用すると、流体のノイズによる圧力変動を
十分に吸収できなくなり、フルイディック流量計の測定
精度が低下してしまうという問題があった。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、圧力変動吸収装置内のダストの付着
を抑制でき、長期間使用しても安定してノイズによる流
体の圧力変動を吸収することができるフルイディック流
量計における圧力変動吸収装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
フルイディック素子の出力信号に基づいて流体の流量を
検出してなるフルイディック流量計の上流側における流
体の圧力変動のうちノイズによる変動を吸収するための
圧力変動吸収装置であって、上部が閉塞された筒状をな
し、前記フルイディック素子よりも上流側の流路中に配
設されると共に、底部に流体を導入するための入口部を
有し、かつ前記入口部から導入された流体を流路中に排
出するための出口部を側面に有する外ケースと、この外
ケースの入口部に前記外ケースの内壁面に対応して設け
られると共に、前記外ケースの出口部に対向する位置に
開口部を有し、前記外ケース内に流体を導入するに際し
て流体を接触させて流体中のダストを付着させることに
より、前記外ケース内に流体中のダストが付着すること
を防止する内ケースと、前記外ケースと内ケースとの間
に収容され、上流側と下流側との差圧に応じて前記外ケ
ース内を上下移動して前記外ケースの出口部の開口率を
変化させるフロートとを備えたものである。

【００１０】この圧力変動吸収機構では、流体が外ケー
ス内に導入されるに際し、流体が内ケースに接触して流
体中のダストが内ケースに付着する。また、外ケース内
では、上流側と下流側との差圧に応じてフロートが外ケ
ース内を上下移動し、その結果外ケースの出口部の開口
率が変更される。これにより、流体の圧力変動のうちノ
イズによる変動が吸収され、フルイディック素子にはノ
イズが除去された後の流体が案内される。このように、
この圧力変動吸収装置では、内ケースによって流体中の
ダストが除去されるので、外ケース内にダストが付着す
ることを防止でき、長期間使用してもフロートは流体の
流量に応じて安定して外ケース内を移動する。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の圧
力変動吸収装置において、前記内ケースの開口部の大き
さを前記外ケースの出口部と同一またはそれよりも大き
くなるよう構成したものである。

【００１２】この圧力変動吸収装置では、外ケースの入
口部から導入された流体が、内ケースの開口部を通過し
たのち外ケース内全体に拡散することなく出口部から排
出される。

【００１３】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。

【００１４】図５は本発明の一実施の形態に係る圧力変
動吸収装置を用いたフルイディック流量計１の概略構成
を表すものである。このフルイディック流量計１は、例
えばガスメータとして使用されるもので、上流側の流路
２と下流側の流路３との間に配設されたフルイディック
素子１０と、流路２の途中に配設された圧力変動吸収装
置２０と、フルイディック素子１０の出力信号（フルイ
ディック発振信号４）を処理して流量を求める流量演算
部３０とを備えている。

【００１５】図６はフルイディック流量計１の断面構成
を表すものである。このフルイディック素子１０は、ガ
スを導入するための入口部１１１とガスを排出するため
の出口部１１２とを有する本体１１０を備えている。本
実施の形態の圧力変動吸収装置２０は、例えばこの入口
部１１１に設置されている。

【００１６】本体１１０内には、入口部１１１と出口部
１１２との間に流体流路１１３が形成されている。流体
流路１１３内には、入口部１１１から導入したガスを通
過させて噴流を配設させるノズル部１１４が設けられて
いる。ノズル部１１４の下流側には、拡大された流路を
形成する一対の側壁１１５，１１６が設けられている。
この側壁１１５，１１６の間には、所定の間隔を開け
て、上流側に第１ターゲット１１７、下流側に第２ター
ゲット１１８がそれぞれ配設されている。側壁１１５，
１１６の外側には、ノズル部１１４を通過したガスを各
側壁１１５，１１６の外周部に沿ってノズル部１１４の
噴出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路１２
１，１２２を形成するリターンガイド１２３が配設され
ている。フィードバック流路１２１，１２２の各出口部
分と出口部１１２との間には、リターンガイド１２３の
背面と本体１１０とによって、一対の排出路１２４，１
２５が形成されている。ノズル部１１４の噴出口の近傍
には、ノズル部１１４を通過したガスの流れる方向の切
り替わりを検出するための圧電膜センサに通じる導圧孔
１２６，１２７が設けられている。

【００１７】図７は図６における導圧孔１２６，１２７
を含む圧電膜センサ１３０の断面を拡大して表すもので
ある。この図に示すように、本体１１０の底部の外側に
は、圧電膜センサ１３０が設けられている。導圧孔１２
６，１２７にはそれぞれ導圧管１４１，１４２の一端が
接続されている。導圧管１４１，１４２の他端は、圧電
膜センサ１３０の各圧力導入口に接続されている。そし
て、この圧電膜センサ１３０によって、導圧孔１２６に
おける圧力と導圧孔１２７における圧力との差（以下、
単に差圧という。）を検出し、その差圧の変化に基づい
てフルイディック発振を検出するようになっている。導
圧管１４１，１４２および圧電膜センサ１３０は、本体
１１０の底部の外側に固定されたケース１４３によって
覆われている。

【００１８】図１は圧力変動吸収装置２０の具体的構成
を表すものである。この圧力変動吸収装置２０は、両端
部が閉鎖された円筒形状の外ケース２１０内にフロート
２２０を収容した構成となっている。

【００１９】外ケース２１０は例えば合成樹脂により形
成されており、その底面にガスの入口部２１１が形成さ
れると共に側面の底面側近傍にガスの出口部２１２が形
成され、入口部２１１から導入されたガスがケース２１
０内を通って出口部２１２から排出されるようになって
いる。外ケース２１０の上面には圧力変動吸収装置２０
の下流側の圧力をケース２１０内に導入するための小孔
２１０ａが設けられている。

【００２０】外ケース２１０の入口部２１１には、入口
部２１１側端面が開放され他端面が閉鎖されてなる中空
円筒形状の内ケース２３０が配設されている。内ケース
２３０の側壁には、外ケース２１０内を外部と連通する
開口部２３１が形成されている。この開口部２３１は、
外ケース２１０の出口部２１２と対向する位置に形成さ
れており、外ケース２１０の入口部２１１から導入され
たガスの多くが内ケース２３０の開口部２３１を通過し
たのち外ケース２１０内全体に拡散することなく、出口
部２１２を介して外ケース２１０の外部に排出されるよ
うになっている。なお、開口部２３１の形状および大き
さは、出口部２１２と同一とされている。

【００２１】フロート２２０は、外ケース２１０の入口
部２１１側端面が開放され、反対側端面が閉鎖された中
空円筒形状をなしており、外周面を外ケース２１０の出
口部２１２に対向させ内周面を内ケース２３０の開口部
２３１に対向させて外ケース２１０内に収容されてい
る。従って、フロート２２０は、上流側と下流側の差圧
に応じて外ケース２１０内を移動し、開口部２３１およ
び出口部２１２を開閉するようになっている。

【００２２】流量演算部３０は、圧電膜センサ１３０に
よって検出されたフルイディック発振信号４の周波数
（または周期）が流路２，３を流れるガスの流量（また
は流速）と相関関係があることに基づいて、流量の演算
をするものである。この流量演算部３０は、適宜のコン
ピュータによって構成されている。

【００２３】次に、本実施の形態の圧力変動吸収装置２
０の作用をフルイディック流量計１の作用と共に説明す
る。図２は圧力変動吸収装置２０の流路２，３にガスが
流れていないときの状態を表している。一方、図３は圧
力変動吸収装置２０の流路２，３にガスが流れていると
きの状態を表している。

【００２４】まず、流路２にガスが流れていないとき
は、圧力変動吸収装置２０の上流側と下流側との間に差
が生じていないので、フロート２２０は重力の作用によ
りケース２１０内の下方に位置しており、出口部２１２
および開口部２３１を完全に閉鎖した状態となってい
る。従って、ガスはフルイディック素子１０に向かって
流れていない。

【００２５】次に、流路２にガスが流れると、ガスは圧
力変動吸収装置２０の入口部２１１から圧力変動吸収装
置２０内に導入され、内ケース２３０の内面２３２に接
触する。これにより、ガス中のダストＭは、図４に示し
たように、内ケース２３０の内面２３２に付着する。こ
れにより、ガス中からダストＭが除去される。

【００２６】また、ガスが圧力変動吸収装置２０の入口
部２１１から圧力変動吸収装置２０内に導入されること
により、内ケース２３０の開口部２３１の圧力と外ケー
ス２１０の出口部２１２の圧力とに差が生ずるので、フ
ロート２２０はその圧力差による力を受けて持ち上げら
れ外ケース２１０内を上方に移動する。これにより、開
口部２３１および出口部２１２は、その圧力差に応じた
分だけ開放され、ガスは開口部２３１から外ケース２１
０内に吹き込まれたのち出口部２１２を通ってフルイデ
ィック流量計１０に向かって流れる。

【００２７】従って、ガスは圧力変動吸収装置２０内を
通過することによりフロート２２０による負荷力を受け
ることになるので、脈動などのノイズを含んでいてもそ
のノイズによる圧力変動は吸収され、フルイディック流
量計１０にはノイズの除去されたガスが案内される。

【００２８】また、本実施の形態の圧力変動吸収装置２
０は、開口部２３１と出口部２１１とが互いに対向する
ように形成されているので、入口部２１１から導入され
たガスは、開口部２３１を通過したのち外ケース２１０
内全体に拡散することなく直ぐ出口部２１２から外ケー
ス２１０外に排出され、ガス中に残存するダストＭが外
ケース２１０内に付着するのを防止できる。

【００２９】圧力変動吸収装置２０内を通過したガス
は、流路２を介してフルイディック流量計１０の入口部
１１１に案内される。入口部１１１から導入されたガス
は、流体流路１１３を経てノズル部１１４に入る。ノズ
ル部１１４を通過したガスは、フルイディック発振を生
ずる。これにより導圧孔１２６と導圧孔１２７との間で
圧力差が生じ、圧電膜センサ１３０は、その差圧変化に
基づきフルイディック発振を検出する。圧電膜センサ１
３０によって検出されたフルイディック発振信号４は、
流量演算部３０に出力され、流量演算部３０はそのフル
イディック信号４の周波数（または周期）に基づき流路
２，３を流れるガスの流量を演算する。

【００３０】以上のとおり、本実施の形態のフルイディ
ック流量計１は、ガスの流量に応じて上述の動作を繰り
返す。それにより圧力変動吸収装置２０の内ケース２３
０の内面２３２に付着したダストＭは、重力によって下
方に落下する。

【００３１】このように本実施の形態によれば、外ケー
ス２１０の入口部２１１に内ケース２３０を配設すると
共に、この内ケース２３０に開口部２３１を設けるよう
にしたので、ガスを外ケース２１０内に導入するに際
し、ガスを内ケース２３０の内面２３２に接触させてガ
ス中のダストＭを付着させ、ガス中からダストＭを除去
することができる。従って、ガス中のダストＭが外ケー
ス２１０内に付着するのを抑制でき、長期間使用しても
安定したフロート２２０の移動を確保することができ
る。その結果、長期間使用しても流体の圧力変動のうち
ノイズによる変動を確実に吸収でき、長期間にわたって
高い測定精度を保持することができる。

【００３２】また、本実施の形態によれば、内ケース２
３０の開口部２３１と外ケース２１０の出口部２１２と
を互いに対向させると共に、両者を同じ大きさに形成し
ているので、入口部２１１から導入されたガスを開口部
２３１から出口部２１２へスムーズに流すことができ、
ガスが外ケース２１０内全体に拡散することを防止する
ことができる。従って、ガス中に残存するダストＭが外
ケース２１０内に付着することを防止でき、長期間使用
しても安定したフロート２２０の移動を確保することが
できる。

【００３３】更に、本実施の形態によれば、内ケース２
３０の開口部２３１の形状および大きさを外ケース２１
０の出口部２１２のそれらと同一としているので、入口
部２１１から導入したガスを外ケース２１０内全体に拡
散させることなくスムーズに出口部２１２から排出させ
ることができる。従って、ガス中に残存するダストＭが
外ケース２１０内に付着することを防止でき、長期間使
用しても安定したフロート２２０の移動を確保すること
ができる。

【００３４】なお、本発明は上記実施の形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施
の形態では、開口部２３１の形状および大きさを出口部
２１２のそれらと同一としたが、開口部２３１の大きさ
が出口部２１２の大きさよりも大きければ、開口部２３
１から外ケース２１０内に吹き込まれたガスを外ケース
２１０内に拡散させることなく円滑に出口部２１２から
排出させることができるので、上記実施の形態と実質的
に同一の効果を得ることができる。

【００３５】更に、上記実施の形態では、圧力変動吸収
装置２０の設置位置をフルイディック流量計１の入口部
１１１としたが、フルイディック素子の上流側であれ
ば、入口部１１１以外に設けるようにしてもよい。ま
た、上記実施の形態では、フルイディック流量計１をガ
スメータとして使用する場合について説明したが、ガス
の流量測定に限らず種々の流体の流量測定に用いるフル
イディック流量計にも適用できるものである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１または２記
載のフルイディック流量計における圧力変動吸収装置に
よれば、外ケースの入口部に内ケースを配設すると共
に、この内ケースに外ケースの出口部に対応させて開口
部を形成するようにしたので、外ケース内に流体を導入
するに際し、流体を内ケースに接触させて流体中のダス
トを付着させ、流体中からダストを除去することができ
る。従って、流体中のダストが外ケース内に付着するの
を抑制でき、長期間使用しても安定したフロートの移動
を確保することができる。その結果、長期間使用しても
流体の圧力変動のうちノイズによる変動を確実に吸収で
き、長期間にわたって高い測定精度を保持することがで
きるという効果を奏する。

【００３７】特に、請求項２記載のフルイディック流量
計における圧力変動吸収装置によれば、内ケースの開口
部の大きさを外ケースの出口部と同一またはそれよりも
大きくなるようにしたので、入口部から導入した流体を
外ケース内全体に拡散させることなく円滑に出口部から
排出させることができる。従って、流体中に残存するダ
ストが外ケース内に付着することを防止でき、長期間使
用しても安定したフロートの移動を確保することができ
るという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る圧力変動吸収装置
の構成を一部破断して表す分解斜視図である。

【図２】図１に示した圧力変動吸収装置の作用を説明す
るための断面図である。

【図３】図１に示した圧力変動吸収装置の作用を説明す
るための断面図である。

【図４】図１に示した圧力変動吸収装置の作用を説明す
るための断面図である。

【図５】図１の圧力変動吸収装置を用いたフルイディッ
ク流量計の概略構成を表すブロック図である。

【図６】図５に示したフルイディック流量計の全体構成
を表す断面図である。

【図７】図６に示したフルイディック流量計におけるフ
ルイディック素子の圧電膜センサの構成を表す断面図で
ある。

【図８】従来の圧力変動吸収装置を説明するための断面
図である。

【図９】従来の圧力変動吸収装置を説明するための断面
図である。

【符号の説明】

１ フルイディック流量計 ２，３ 流体流路 １０ フルイディック素子 ２０ 圧力変動吸収装置 ２１０ 外ケース ２１１ 入口部 ２１２ 出口部 ２１３ 内壁面 ２２０ フロート ２３０ 内ケース ２３１ 開口部 ２３２ 内壁面 ３０ 流量演算部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000116633 愛知時計電機株式会社 愛知県名古屋市熱田区千年１丁目２番70 号 (73)特許権者 000142425 株式会社金門製作所 東京都板橋区大原町13番１号 (73)特許権者 000150109 株式会社竹中製作所 大阪府大阪市生野区中川西１丁目１番51 号 (73)特許権者 000156813 関西ガスメータ株式会社 京都府京都市下京区中堂寺鍵田町10 (73)特許権者 000222211 東洋ガスメーター株式会社 富山県新湊市本江2795番地 (72)発明者 温井 一光 神奈川県藤沢市みその台９−10 (72)発明者 酒井 克人 東京都葛飾区高砂３−２−７−123 (72)発明者 加藤 秀男 埼玉県北葛飾郡栗橋町大字河原代959− ２ 108街区６−２ (72)発明者 佐藤 左右文 神奈川県川崎市高津区梶ケ谷２−11−２ (72)発明者 佐藤 真一 東京都八王子市北野町543−15 (72)発明者 岡村 繁憲 大阪府大阪市中央区平野町４−１−２ 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 孝人 愛知県東海市新宝町507−２ 東邦瓦斯 株式会社総合研究所内 (72)発明者 三宮 静雄 愛知県名古屋市熱田区千年１−２−70 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 松下 雅彦 東京都渋谷区広尾５−１−11 (72)発明者 能登 雅弘 千葉県船橋市丸山４−28−12 (72)発明者 山田 一博 千葉県千葉市中央区今井３−25−16 (72)発明者 青木 利昭 東京都板橋区志村１−２−３ 株式会社 金門製作所中央研究所内 (72)発明者 波元 政信 大阪府大阪市東成区東小橋２−10−16 関西ガスメータ株式会社内 (72)発明者 今崎 正成 大阪府東大阪市西岩田４−７−31 株式 会社金門製作所 関西研究所内 (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 平１−124711（ＪＰ，Ａ) 特公 昭55−22667（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルイディック素子の出力信号に基づい
   て流体の流量を検出してなるフルイディック流量計の上
   流側における流体の圧力変動のうちノイズによる変動を
   吸収するための圧力変動吸収装置であって、 上部が閉塞された筒状をなし、前記フルイディック素子
   よりも上流側の流路中に配設されると共に、底部に流体
   を導入するための入口部を有し、かつ前記入口部から導
   入された流体を流路中に排出するための出口部を側面に
   有する外ケースと、 この外ケースの入口部に前記外ケースの内壁面に対応し
   て設けられると共に、前記外ケースの出口部に対向する
   位置に開口部を有し、前記外ケース内に流体を導入する
   に際して流体を接触させて流体中のダストを付着させる
   ことにより、前記外ケース内に流体中のダストが付着す
   ることを防止する内ケースと、 前記外ケースと内ケースとの間に収容され、上流側と下
   流側との差圧に応じて前記外ケース内を上下移動して前
   記外ケースの出口部の開口率を変化させるフロートとを
   備えたことを特徴とするフルイディック流量計における
   圧力変動吸収装置。
2. 【請求項２】 前記内ケースの開口部の大きさが前記外
   ケースの出口部と同一またはそれよりも大きいことを特
   徴とする請求項２記載のフルイディック流量計における
   圧力変動吸収装置。