JP4260823B2

JP4260823B2 - 膜式ガスメータ

Info

Publication number: JP4260823B2
Application number: JP2006155037A
Authority: JP
Inventors: 元小野田
Original assignee: 元小野田
Priority date: 2006-06-02
Filing date: 2006-06-02
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2026-06-02
Also published as: JP2007322334A

Description

この発明は、燃料用、冷暖房用及び照明用等に使用されるガスを計量し、その積算値の表示または瞬間流量値の管理等に供される膜式ガスメータに関する。

膜式ガスメータは、一般に、図６（ａ）（ｂ）に示すように構成されている。すなわち、ガスメータ本体１１は上部ケース１２と下部ケース１３とからなり、上部ケース１２にはガス流入口１４とガス流出口１５が設けられている。下部ケース１３には計量室１６が設けられ、この計量室１６には計量膜１７が設けられている。

そして、ガスメータ本体１１のガス流入口１４から流入するガス圧によって計量膜１７を往復運動させ、この計量膜１７の往復運動を翼軸（図示しない）を介してクランク機構及びバルブ機構からなる連動機構１８を介して積算表示部１９に連動させて積算値を表示するようになっている。

前記クランク機構は、大肘金、小肘金とからなり、計量膜１７の往復運動は、翼軸の回動運動によってクランク運動し、連動機構１８を介して積算表示部１９に積算値が表示されるようになっている。

計量膜１７は、ゴム等の可撓性を有する材料によって形成され、図６（ａ）に示すように、計量膜１７の正面形状が円形あるいは同図（ｂ）に示すように、角形あるいは四隅にＲを付けた角形（以下、角丸形という）である。この計量膜１７の中央部に膜板（図示しない）が取付けられている。計量膜１７の外周縁部は計量室１６を形成する下部ケース１３に固定され、膜板は回動アームを介して翼軸に連結されている。そして、計量室１６に交互に流入するガス圧によって計量膜１７が往復運動し、この往復運動が膜板から回動アームを介して翼軸に回動運動として伝達されるようになっている。

また、本出願人は、計量膜にシワが発生しにくく、圧力損失を軽減できる膜式ガスメータとして、特許文献１及び２を出願している。
特許第３７６１８８５号公報特開２００５−２０１８５７号公報

しかしながら、従来の膜式ガスメータにおける計量膜１７において、その計量膜形状が、図６（ｂ）に示すように、角形や角丸形のものは、往復運動時に四隅にシワができ、このシワが伸びたり縮んだりして抵抗となり、往復運動がスムーズに行われず、圧力変動として大きなあおりの原因となっている。そして、計量膜は、本来一定となるべき膜の１往復分のガスの体積（１周期体積）が必ずしも一定とならず、性能が安定しないという問題があった。

そこで、計量膜のシワの問題を解消するために、同図（ａ）に示すように、円形の計量膜１７が開発された。円形の計量膜１７は往復運動時にシワが発生しにくいため、往復運動がスムーズに行われる。また、円形の計量膜１７は、ガスメータの限られた空間の中では角形や角丸形より膜正面の面積が小さくなり、１周期体積も小さくなる。

従って、同じ時間間隔の間に通過するガスの同じ体積、すなわち同じ流量に対して角形や角丸形を使用した場合に比較して円形膜を使用した場合の方が膜の運動は速くなり、膜の往復運動の数は多くならざるを得ない。これに伴い、ガスの圧力損失やガスメータの耐久性などに影響する。換言すれば、ガスの排出体積を角形や角丸形と同一にしようとするならば、ガスメータの高さと幅が大きくなり、形状をコンパクトにしずらい点があった。

特許文献１及び２は、前述のような問題を解消できる画期的なものであるが、ガスメータの高さや幅を大きくしなくても、計量体積を大きくすることが要望されている。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、計量膜にシワが発生しにくく、ガスメータの高さや幅を大きくしなくても、計量体積を大きくすることができる膜式ガスメータを提供することにある。

この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を、一つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの上側と下側にずらした同一半径の二つの真円からなり、しかも前記第１の円形より大径の第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの幅方向に長い横長とすることを特徴とする。

請求項２は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を、一つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの右側と左側にずらした同一半径の二つの真円からなり、しかも前記第１の円形より大径の第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの高さ方向に長い縦長とすることを特徴とする。

請求項３は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を、中心をガスメータの上側と下側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの右側と左側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第２の円形とからなり、前記第１の円形と第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの幅方向に長い横長とすることを特徴とする。

請求項４は、計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、前記計量室に設けられる計量膜の形状を、中心をガスメータの上側と下側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの右側と左側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第２の円形とからなり、前記第１の円形と第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの高さ方向に長い縦長とすることを特徴とする。

請求項５は、請求項３または４に記載の前記第１の円形と第２の円形は、同一半径または異なる半径であることを特徴とする。

請求項６は、請求項１〜５のいずれかに記載の前記共通部分で形成される計量膜の長軸を傾斜させて前記計量室に設けたことを特徴とする。

請求項７は、請求項１〜６のいずれかに記載の前記共通部分の四隅にＲを付けたことを特徴とする。

請求項１，２の発明によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができ難い構造とすることができ、同時にガスメータの高さ寸法を高くしなくても円形膜や楕円形膜より計量体積を大きくすることができる。さらに、請求項１の場合、円形膜や楕円形膜と比べて横長に構成でき、計量膜の往復運動を取り出す翼軸を計量室の中心から離れた位置に配置できる。このため、回動アームが長くなり、翼軸の回転トルクを利用してバルブを駆動する駆動力を大きくすることができる。

請求項３の発明によれば、従来の角形や角丸形に比べてシワができ難い構造とすることができるだけでなく、またガスメータの高さ寸法を高くしなくても、円形膜や楕円形膜より計量体積を大きくすることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図である。膜式ガスメータの構成は従来と基本的に同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。

図１（ａ）（ｂ）に示すように、計量室１６に組み込まれる計量膜２１は、ゴム等の可撓性を有する材料によってガスメータの幅方向に長い横長形状をなしている。すなわち、２４は１点鎖線で示すように一つの真円からなる半径がａの第１の円形であり、２５ａ，２５ｂは２点鎖線で示すように中心ｏをガスメータの上側と下側にｃだけずらした二つの真円からなる半径ｂが第１の円形２４より大きい第２の円形である。第２の円形２５ａ，２５ｂは、第１の円形２４と交差しており、第１の円形２４と第２の円形２５ａ，２５ｂの重なりによって構成される実線で囲まれる斜線で示す共通部分２６で計量膜２１の形状（ガスメータの幅方向に長い横長形状）を構成している。
なお、共通部分２６の四隅２６ａは第１の円形２４と第２の円形２５ａ，２５ｂの曲線と曲線とを交差させた角部でもよく、四隅２６ａにＲを付けてもよい。
前記共通部分２６の面積Ｓは、次の式で求められる。

Ｓ＝２ａ^２α＋２ｂ^２β−２ａｃ×ｃｏｓα
ただし、
α＝ｓｉｎ^−１（ｂ^２−ａ^２−ｃ^２）／２ａｃ
β＝ｃｏｓ^−１（ｂ^２−ｃ^２−ａ^２）／２ｂｃ
となる。

第１の実施形態によれば、計量膜２１は、従来の角形や角丸形に比べてシワができ難く、同時にガスメータの高さ寸法を高くしなくても円形膜や楕円形膜より計量体積を大きくすることができる。さらに、円形膜や楕円形膜と比べて横長に構成でき、計量膜２１の往復運動を取り出す翼軸２２を計量室１６の中心から離れた位置に配置できる。このため、回動アーム２３が長くなり、翼軸２２の回転トルクを利用してバルブを駆動する駆動力を大きくすることができる。

図２は第２の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図である。膜式ガスメータの構成は従来と基本的に同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、計量室１６に組み込まれる計量膜２７は、ゴム等の可撓性を有する材料によって、ガスメータの高さ方向に長い縦長形状をなしている。すなわち、２８は１点鎖線で示すように一つの真円からなる半径がａの第１の円形であり、２９ａ，２９ｂは２点鎖線で示すように中心ｏをガスメータの右側と左側にｃだけずらした二つの真円からなる半径ｂが第１の円形２８より大きい第２の円形である。第２の円形２９ａ，２９ｂは、第１の円形２４と交差しており、第１の円形２８と第２の円形２９ａ，２９ｂの重なりによって構成される実線で囲まれる斜線で示す共通部分３０で計量膜２７の形状（ガスメータの高さ方向に長い縦長形状）を構成している。
なお、第１の実施形態と同様に、共通部分３０の四隅３０ａは第１の円形２８と第２の円形２９ａ，２９ｂの曲線と曲線とを交差させた角部でもよく、四隅３０ａにＲを付けてもよい。また、前記共通部分３０の面積Ｓの求め方も第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態によれば、計量膜２７は、従来の角形や角丸形に比べてシワができにくく、圧力損失を軽減でき、またガスメータの幅寸法を狭く構成でき、設置スペースを少なくできる。また、従来の円形膜に比べて縦長となるため、計量膜２７の往復運動を取り出す翼軸２２が、図２（ａ）に示すように、計量室１６の中心から近くなり、回動アーム２３が短くなるが、バルブ機構がロータリバルブの場合には翼軸２２の回転トルクを利用してバルブを駆動する駆動力を大きくする必要がないため有効である。

図３は第３の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図である。膜式ガスメータの構成は従来と基本的に同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。

図３（ａ）（ｂ）に示すように、計量室１６に組み込まれる計量膜３１は、ゴム等の可撓性を有する材料によって、ガスメータの幅方向に長い横長形状をなしている。すなわち、３２ａ，３２ｂは１点鎖線に示すように中心ｏをガスメータの上側と下側にｄだけずらし、しかも交差させた二つの真円からなる半径がｅの第１の円形である。３３ａ，３３ｂは２点鎖線に示すように中心ｏをガスメータの右側と左側にｆだけずらし、しかも交差させた二つの真円からなる半径がｇの第２の円形である。

前記第１の円形３２ａ，３２ｂと第２の円形３３ａ，３３ｂとは交差しており、第１の円形３２ａ，３２ｂと第２の円形３３ａ，３３ｂの重なりによって構成される実線で囲まれる斜線で示す共通部分３４はガスメータの幅方向に長い横長に形成されている。

なお、第１，２の実施形態と同様に、共通部分３４の四隅３４ａは第１の円形３２ａ，３２ｂと第２の円形３３ａ，３３ｂの曲線と曲線とを交差させた角部でもよく、四隅３４ａにＲを付けてもよい。また、第１の円形３２ａ，３２ｂと第２の円形３３ａ，３３ｂとは半径が異なる例を示しているが、同一半径でもよい。
ここで、一例として、実際のガスメータに組み込む計量膜３１について述べると、図４に示すように、半径ｅ＝８０ｍｍで、中心ｏをガスメータの上側と下側にｄ＝６０ｍｍずらした第１の円形３２ａ，３２ｂと、半径ｇ＝７０ｍｍで、中心ｏをガスメータの右側と左側にｆ＝４０ｍｍずらした第２の円形３３ａ，３３ｂとが交差する形状で、共通部分３４の四隅３４ａをＲ＝１５ｍｍで丸めた形状のものの面積Ｓ＝２０６９．９６ｍｍ^２となる。

一方、図４に重ねて作図した長径が６０ｍｍ、短径が４０ｍｍの楕円の面積は、Ｓ＝１８８４．９６ｍｍ^２であり、半径が２０ｍｍの真円の面積Ｓ＝１２５６．６４ｍｍ^２であるので、本実施形態の計量膜３１は、楕円よりも約９．８％、真円よりは６４．７％排出体積が大きくなっていることが分る。逆に言えば、楕円形と同一体積とするならば、占有面積を９．８％、円形と同一体積とするならば、占有面積を６４．７％減少させることができる。
図５は第４の実施形態を示し、膜式ガスメータの概略的正面図である。膜式ガスメータの構成は従来と基本的に同一であり、同一構成部分に同一番号を付して説明を省略する。

計量室１６に組み込まれる計量膜３５は、第１〜第３の実施形態と同一の楕円形の計量膜であるが、この計量膜３５の長軸（長手方向）を傾斜させて計量室１６に配置している。つまり、計量室１６が正面視で、矩形であれば、その対角線方向に計量膜３５が配置されている。なお、本実施形態では、計量膜３５の傾斜角を３０°にしたが、その角度は任意であり、限定されるものではない。本実施形態によれば、第１〜第３の実施形態と同様の効果がある。

なお、この発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の考案を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組合わせてもよい。

この発明の第１の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。この発明の第２の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。この発明の第３の実施形態を示し、（ａ）は膜式ガスメータの概略的正面図、（ｂ）は計量膜の概略的正面図。同実施形態を示し、実際のガスメータに組み込んだ計量膜の説明図。この発明の第４の実施形態を示し、膜式ガスメータの概略的正面図。従来の膜式ガスメータを示し、（ａ）は丸形の計量膜を使用した正面図、（ｂ）は角形・角丸形の計量膜を使用した正面図。

符号の説明

１６…計量室、２１…計量膜、２４…第１の円形、２５ａ，２５ｂ…第２の円形、２６…共通部分

Claims

計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を、一つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの上側と下側にずらした同一半径の二つの真円からなり、しかも前記第１の円形より大径の第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの幅方向に長い横長とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を、一つの真円からなる第１の円形と、中心をガスメータの右側と左側にずらした同一半径の二つの真円からなり、しかも前記第１の円形より大径の第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの高さ方向に長い縦長とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を、中心をガスメータの上側と下側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第１の円形と、
中心をガスメータの右側と左側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第２の円形とからなり、
前記第１の円形と第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの幅方向に長い横長とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
計量室に計量膜を設け、ガス流入口から流入するガス圧によって計量膜を往復運動させ、この計量膜の往復運動を翼軸及びクランク機構を介してバルブ機構及び積算機構に連動させる膜式ガスメータにおいて、
前記計量室に設けられる計量膜の形状を、中心をガスメータの上側と下側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第１の円形と、
中心をガスメータの右側と左側にずらし、しかも交差させた同一半径の二つの真円からなる第２の円形とからなり、
前記第１の円形と第２の円形とを交差させ、前記第１の円形と第２の円形の重なりによって構成される共通部分でガスメータの高さ方向に長い縦長とすることを特徴とする膜式ガスメータ。
前記第１の円形と第２の円形は、同一半径または異なる半径であることを特徴とする請求項３または４に記載の膜式ガスメータ。
前記共通部分で形成される計量膜の長軸を傾斜させて前記計量室に設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の膜式ガスメータ。
前記共通部分の四隅にＲを付けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の膜式ガスメータ。