JP3494771B2 - 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５に示しような圧
力変動吸収装置５０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５０は、両端部が閉
塞された円筒形状のケース５１０内に円筒形状のフロー
ト５２０を収容したものである。ケース５１０には、そ
の底面に流体の入口部５１１が形成され、また側面の下
部位置には流体の出口部５１２が形成されている。ケー
ス５１０の上部には、圧力変動吸収装置５０の下流側の
圧力をケース５１０内に導入するための小孔５１０ａが
設けられている。一方、フロート５２０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５０では、上流側と
下流側との差圧に応じてケース５１０内をフロート５２
０が上下移動し、これによりケース５１０の出口部５１
２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５０では、長期間の使用によ
り、図６に示したように流体中のダストＭが圧力変動吸
収装置５０のケース５１０の内周面とフロート５２０の
外周面との間の隙間や、ケース５１０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５２０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５１０とフロート５２０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、内部へ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ケースと、外周面を
前記ケースの内周面に対向させて前記ケース内に収容さ
れ、上流側と下流側との差圧に応じて前記ケース内を上
下移動し前記ケースの出口部の開口率を変化させるフロ
ートと、前記ケースの入口部よりも上流側の流路中に少
なくとも１つ配設され、流体中のダストを除去して前記
ケース内にダストが付着することを防止するダスト除去
板とを備えたものである。

【００１０】この圧力変動吸収装置では、流体中のダス
トがダスト除去板によって除去されたのち、ダストの除
去された流体がケースの入口部からケース内に導入され
る。ケース内では、上流側と下流側との差圧に応じてフ
ロートがケース内を上下移動し、ケースの出口部の開口
率を変更する。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、ダスト除去板によって流体中
のダストが除去されるので、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に記載の
圧力変動吸収装置において、前記ダスト除去板を、流体
の流れの方向に対して傾斜するように配置し、流体が当
たってダストが付着しやすくしたものである。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の圧力変動吸収装置において、前記ダスト除去板
の、少なくとも流体の流れが当たる面に対して複数の凹
凸部を形成して、ダストがより付着しやすくしたもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】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２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、上流側流路２
と下流側流路３との間に配設されたフルイディック素子
１０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
２０と、流路２の途中に配設された圧力変動吸収装置３
０とを備えている。

【００１５】フルイディック素子１０には、図示しない
が、気体を通過させて噴流を発生させるノズル部が設け
られている。ノズル部の下流側には、一対のフィードバ
ック流路が形成されており、ノズル部を通過した気体が
その流量に応じて交互に流れるようになっている。ノズ
ル部の噴出口の近傍には、圧電膜センサに通じる導圧孔
が形成されており、気体の流れる方向の切り替わりに基
づくフルイディック発振を検出するようになっている。

【００１６】流量演算部２０は、圧電膜センサによって
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、流量の演算をするよ
うになっている。この流量演算部２０は、適宜のコンピ
ュータによって構成されている。

【００１７】図１は圧力変動吸収装置３０の具体的構成
を表すものである。この圧力変動吸収装置３０は、両端
が閉鎖された円筒形状のケース３１０内にフロート３２
０を収容した構成となっている。

【００１８】ケース３１０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３１１が形成さ
れると共に側面にガスの出口部３１２が形成され、入口
部３１１から導入されたガスがケース３１０内を通って
出口部３１２から排出されるようになっている。ケース
３１０の出口部３１２は、ケース３１０の側面のうち底
面よりに形成されている。また、ケース３１０の上部に
は、圧力変動吸収装置３０の下流側の圧力をケース２１
０内に導入するための小孔２１０ａが設けられている。

【００１９】フロート３２０は、ケース３１０の入口部
３１１側の端面が開放され、反対側端面が閉鎖された中
空円筒形状となっており、その外周面がケース３１０の
出口部３１２に対向されている。従って、フロート３２
０は、上流側と下流側との差圧に応じてケース３１０内
を移動し、出口部３１２を開閉するようになっている。

【００２０】圧力変動吸収装置３０は、また、ケース３
１０の上流側の流路中に設けられた２つのダスト除去板
３３０ａ，３３０ｂを有している。１つのダスト除去板
３３０ａは、入口部３１１の直ぐ上流に設けられ、他の
ダスト除去板３３０ｂは、それよりも更に上流に設けら
れている。どちらのダスト除去板３３０ａ，３３０ｂ
も、ガスの流れの方向Ｘに対して適宜の角度θ_a ，θ_b
で傾斜して固定されている。

【００２１】ダスト除去板３３０ａのうちガスの流れが
当たる面３３１ａには、凹凸部として複数の突条部３３
２ａが形成されており、これら突条部３３２ａの側面部
分にＸ方向に流れるガスがほぼ垂直に当たるようになっ
ている。ダスト除去板３３０ｂにも、ダスト除去板３３
０ａと同様に複数の突条部３３２ｂが形成されている。

【００２２】次に、本実施の形態の圧力変動吸収装置３
０の作用をフルイディック流量計の作用と共に説明す
る。

【００２３】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３０の上流側と下流側との間に圧
力差が生じていないので、フロート３２０は図１におい
て破線で示したように重力の作用によってケース３１０
内下方に位置しており、出口部３１２を完全に閉鎖して
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。

【００２４】次に、流路２にガスが流れると、ガスは、
まず圧力変動吸収装置３０のうち一番上流側に配設され
たダスト除去板３３０ｂに当たる。これにより、ガス中
のダストがダスト除去板３３０ｂに付着し、ガス中から
ダストが除去される。更に、ガスは、流路２中に配置さ
れたダスト除去板３３０ａに当たる。これにより、ガス
中に残存するダストがダスト除去板３３０ａに付着し、
ガス中から残存していたダストが除去される。

【００２５】その後、ガスは、入口部３１１からケース
３１０内に導入される。これにより、入口部３１１の圧
力と出口部３１２の圧力とに差が生じ、フロート３２０
はその圧力差による力を受けて図１において実線で示し
たように持ち上げられ、ケース３１０内を上方に移動す
る。出口部３１２は、その圧力差に応じた分だけ開放さ
れ、ガスは圧力変動吸収装置３０内を通って出口部３１
２からフルイディック素子１０に向かって流れる。

【００２６】従って、ガスは圧力変動吸収装置３０のケ
ース３１０内を通過することによってフロート３２０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流体
が案内される。

【００２７】圧力変動吸収装置３０内を通過したガス
は、流路２を介してフルイディック素子１０に案内され
る。フルイディック素子１０内では、ノズル部を通過し
たガスが、一対のフィードバック流路を交互に流れてフ
ルイディック発振を生ずる。圧電膜センサ１３０は、そ
のフルイディック発振を検出し、フルイディック発振信
号４を流量演算部２０に出力する。流量演算部２０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。

【００２８】以上のとおり、本実施の形態の圧力変動吸
収装置３０は、上流側と下流側との差圧に応じて上述の
動作を繰り返す。それによりダスト除去板３３０ａ，３
３０ｂに付着したダストは、重力によって下方に落下す
る。

【００２９】このように本実施の形態によれば、ケース
３１０の入口部３１１よりも上流側の流路中にダスト除
去板３３０ａ，３３０ｂを配置したので、ガスがケース
３１０内に導入されるに先立ってガス中のダストを予め
除去することができ、ケース３１０内にダストが付着す
ることを抑制できる。従って、長期間使用しても、安定
したフロート３２０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。

【００３０】また、本実施の形態によれば、ダスト除去
板３３０ａ，３３０ｂをガスの流れの方向Ｘに対して傾
斜させて配置するようにしたので、ガスの流れを妨げる
ことなく、ガス中のダストをダスト除去板３３０ａ，３
３０ｂに付着させることができ、ガス中からダストをよ
り確実に除去することができる。

【００３１】更に、本実施の形態によれば、ダスト除去
板３３０ａ，３３０ｂ各々のガスの流れが当たる面３３
１ａ，３３１ｂに、複数の突条部３３２ａ，３３２ｂを
それぞれ設けるようにしたので、これら突条部３３２
ａ，３３２ｂによってガス中のダストがダスト除去板３
３０ａ，３３０ｂに容易に付着する。これによってガス
中からダストを更により確実に除去することができる。

【００３２】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、ダスト除去板３３０ａ，３３０ｂに複数の
突条部３３２ａ，３３２ｂをそれぞれ形成するようにし
たが、突条部でなくとも、要は複数の凹凸部を形成すれ
ば上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。具
体的には、図３に示したように、ガスの流れに対向する
複数の凹所３３３を形成することにより複数の凹凸部を
形成してもよく、あるいは図４に示したように、網目状
に溝部３３４を形成することにより複数の凹凸部を形成
してもよい。

【００３３】また、上記実施の形態では、ダスト除去板
３３０ａ，３３０ｂに複数の突条部３３２ａ，３３２ｂ
をそれぞれ形成するようにしたが、複数の突条部３３２
ａ，３３２ｂを形成することなくダスト除去板３３０
ａ，３３０ｂを単なる平坦面によって構成してもよい。

【００３４】更に、上記実施の形態では、ダスト除去板
３３０ａ，３３０ｂを入口部３１１の直ぐ上流側の流路
中に配置したが、入口部３１１の上流側の流路中であれ
ばどこであってもよい。

【００３５】加えて、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
のみ説明したが、ガスの流量測定に限らず種々の流体の
流量測定に応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ないし３の
いずれか１に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、ケースの入口部よりも上流側の
流路中にダスト除去板を配置するようにしたので、流体
がケース内に導入されるに先立って流体中のダストを予
め除去することができ、ケース内にダストが付着するこ
とを抑制できる。従って、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または３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、ダスト
除去板を流体の流れの方向に対して傾斜させて配置する
ようにしたので、流体をダスト除去板に当てて流体中の
ダストをダスト除去板に付着させることにより、流体中
からダストをより確実に除去することができるという効
果を奏する。

【００３８】また、請求項３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、ダスト除去板の
流体の流れが当たる面に複数の凹凸部を形成するように
したので、流体中のダストを複数の凹凸部によってダス
ト除去板に容易に付着させることができ、流体中からダ
ストを更により確実に除去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
の構成を表す断面図である。

【図２】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３】本発明に係る圧力変動吸収装置の他のダスト除
去板の構成を表す側面図である。

【図４】本発明に係る圧力変動吸収装置の他のダスト除
去板の構成を表すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側
面図である。

【図５】従来のフルイディック流量計における圧力変動
吸収装置を説明するための断面図である。

【図６】従来のフルイディック流量計における圧力変動
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 ３０ 圧力変動吸収装置 ３１０ ケース ３１１ 入口部 ３１２ 出口部 ３２０ フロート ３３０ａ，３３０ｂ ダスト除去板 ３３１ａ，３３１ｂ ガスの流れが当たる面 ３３２ａ，３３２ｂ 突条部 ３３３ 凹所 ３３４ 溝部 Ｘ ガスの流れの方向

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 一色 尚志 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７−318386（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−124711（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/00 - 9/02

Claims (3)

(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
   有するケースと、 外周面を前記ケースの内周面に対向させて前記ケース内
   に収容され、上流側と下流側との差圧に応じて前記ケー
   ス内を上下移動し前記ケースの出口部の開口率を変化さ
   せるフロートと、 前記ケースの入口部よりも上流側の流路中に少なくとも
   １つ配設され、流体中のダストを除去して前記ケース内
   にダストが付着することを防止するダスト除去板とを備
   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】 前記ダスト除去板は、流体の流れの方向
   に対して傾斜するように配置され、流体が当たってダス
   トが付着しやすくされたことを特徴とする請求項１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。
3. 【請求項３】 前記ダスト除去板は、少なくとも流体の
   流れが当たる面に対して複数の凹凸部が形成され、ダス
   トが付着しやすくされたことを特徴とする請求項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。