JP4583831B2 - ガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、ガスメータに関する。具体的には、ガスの流れを調整する整流板を備えた超音波式のガスメータに関する。

上述の超音波式のガスメータの従来例として、ガスが流れる計測流路に平板形状の整流板が組付けられたものがある（特許文献１を参照。）。
整流板は、計測流路を構成する内壁のうちで対向する二つの内壁面に橋架状態で組付けられる。この対向する二つの内壁面には、計測流路内に超音波を伝播させるための伝播窓部が形成されている。そして伝播窓部の計測流路側に開口した開口部には、平板形状の蓋部材（本発明の「乱流抑制部材」に該当する。）が嵌め込まれる。計測流路内を流れるガスが、開口部付近で渦を巻くのを防止するためである。この蓋部材には、超音波を透過する透過部位が形成されている。
上述の整流板は、超音波の伝播経路上のガスの流れを整える必要上、この蓋部材を横断して計測流路に配置されることとなる。このため、蓋部材の計測流路内部側の面と整流板とは接触した状態となる。
特開２００３−８３７９１号公報

しかし上述の構成では、ガスメータの検出精度が次第に低下していく可能性があった。これは、上述の蓋部材と整流板の透過部位との接触部分にゴミが溜まることによる。
本発明は上述した点に鑑みて創案されたものである。つまり本発明が解決しようとする課題は、蓋部材の透過部位と整流板との接触部分をなくすことで、ガスメータの検出精度を長期間維持することにある。

上記課題を解決するために、本発明の各発明は次の手段をとる。
第１の発明に係るガスメータは、計測流路を流れるガスの流量を超音波を利用して計測するガスメータであって、計測流路は、ガスが流れる方向に対して垂直な断面が四つの辺からなる四角形状の筒体であり、四つの辺のうちで対向する二つの面には超音波を通過させるための伝播窓部がそれぞれ形成されるとともに、対向する二つの面の間には、ガスが流れる方向に長尺な平板部材である整流板が橋架状態で組付けられ、伝播窓部には、計測流路の内側から平板形状の乱流抑制部材が組付けられ、乱流抑制部材には、その組付け状態時において計測流路内部を臨む面の中央に超音波を透過する透過部位が形成され、整流板の長尺な辺は、ガスが流れる方向に伝播窓部を横切って配置され、乱流抑制部材は、その組付け状態時において整流板によって伝播窓部に押しつけられた状態となるとともに、同状態時において、透過部位と、透過部位を臨む整流板の長尺な辺との間には隙間が形成された状態となる。

この第１の発明では、計測流路を構成する面（内壁面を意味する。）のうちで対向する位置にある二つの面にそれぞれ伝播窓部が形成されている。この伝播窓部には、計測流路の内側から乱流抑制部材が組付けられる。乱流抑制部材には、超音波を通過させる透過部位が形成されている。
また伝播窓部が形成された二つの面には、整流板が橋架状態で組付けられる。整流板は、ガスが流れる方向に乱流抑制部材を横切って配置されている。このため乱流抑制部材と整流板との両者が計測流路に組付けられた状態では、乱流抑制部材が整流板により伝播窓部に押し付けられた状態となる。
このとき、上述の透過部位と整流板との間には隙間が形成されているため、組み付け状態時の両者の間には接触する部分がないこととなる。

また第１の発明に係るガスメータでは、隙間は、整流板の長尺な辺に形成された凹部位により形成されている。
第１の発明では、上述の透過部位と整流板との間の隙間が整流板の凹部位によって形成されることとなる。
そして凹部位の奥行き方向の両側辺部がクランク状とされて、第一の側辺部と、支持辺部と、第二の側辺部を有する。
さらに両側辺部の第一の側辺部と支持辺部にて、乱流抑制部材に整流板を位置決めして取付ける。このとき支持辺部によって、乱流抑制部材の縁部を伝播窓部側に押し付けつつ、第二の側辺部によって、透過部位と整流板の間に隙間を形成する構成である。
また第２の発明に係るガスメータは、第１の発明に係るガスメータにおいて、第一の側辺部が、整流板の長尺な辺に対して垂直に連接し、第二の側辺部が、第一の側辺部と平行に形成され、第一の側辺部と第二の側辺部が、両側辺部に対して垂直な支持辺部で連結されることを特徴とする。

次に第３の発明に係るガスメータは、第１の発明又は第２の発明に係るガスメータにおいて、凹部位は、組付け状態時の整流板が透過部位を臨む部位のみに形成されている。
第３の発明では、組付け状態時において透過部位を臨む整流板の部位のみに凹部位が形成されている。そして、同状態で透過部位を臨む整流板の部位以外の部位には凹部位が形成されていない。つまり、同状態で透過部位を臨む整流板の部位以外の部位では、乱流抑制部材が整流板により伝播窓部に押し付けられた状態が維持されることとなる。

次に第４の発明に係るガスメータは、第１の発明から第３の発明のいずれかに係るガスメータにおいて、ガスの流入側に位置する整流板の短尺な辺を構成する部位は、その稜角が面取りされて形成されている。
第４の発明では、流入したガスが最初に接触する整流板の部位が面取りされている。

上述した本発明によれば、次の効果を得ることができる。
先ず第１の発明によれば、透過部位と整流板との間には接触する部分がないため、同部分にゴミがたまることがない。このため、集積したゴミが原因となるガスメータの検出精度の低下を防止又は低減することができる。
また第１の発明によれば、整流板の凹部位によって、上述の透過部位と整流板との間に隙間が形成される。このため透過部位の形状を変更することなく、ゴミの集積を防止することができる。
また第２の発明によれば、整流板の凹部位によって、透過部位と整流板との間により適切な隙間が形成される。

次に第３の発明によれば、組付け状態時において透過部位を臨む整流板の部位以外の部位では、乱流抑制部材が整流板により伝播窓部に押し付けられた状態が維持される。このため、乱流抑制部材が計測流路内方向へとズレるのを従来通り防止又は低減できる。
次に第４の発明によれば、流入したガスが最初に接触する整流板の部位が面取りされているため、同部分が角張っている場合と比較してガスの流れがスムーズとなる。この結果として、計測流路内に侵入したゴミはガスの流れによってスムーズに排出される。

以下に本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
図１はガスメータの外観図、図２はガスメータの内部構造図、図３〜図９はガスメータの各構成部材の図である。
本実施例に係るガスメータ１は、超音波を利用してガスの流量を計測するための装置である。このガスメータ１は、その内部に配置された後述の計測管３０（図３を参照。）内に流れるガスの流量を計測する。
後述の通り、計測管３０の対向する内壁面には、整流板７０が橋架されて固定されている。また計測管３０の対向する内壁面にはセンサ孔４１，５１がそれぞれ形成されている。センサ孔４１，５１には乱流抑制部材６０がそれぞれ嵌め込まれている。乱流抑制部材６０には、超音波を透過する透過部位６１が形成されている。本実施例のガスメータ１は、この透過部位６１と整流板７０との間に隙間が形成されたものである。
なおセンサ孔４１，５１が、本発明にいう「伝播窓部」に相当する。

［ガスメータ外観］
図１のガスメータ１は略長方形状の箱体である。同図で見て、ガスメータ１の上方位置にはガス供給元流入口３とガス設備流出口５とが設けられている。
ガスの供給先となるガス会社等から供給されたガスは、ガス供給元流入口３からガスメータ１内に流入する。ガスメータ１内でガス流量が計測されたガスは、ガス設備流出口５から流出されガスを使用する設備・施設へと供給される。

ガスメータ１正面には、ガス流量の積算値等を表示する表示手段７が設けられている。表示手段７の表示内容は、切換え用スイッチ（図示しない。）で適宜変更できる。
また、端子カバー９で覆われた部位の内部には、通信端子（図示しない。）が配置されている。通信装置（図示しない。）を通信端子に接続することで、その通信装置から送られる信号によりガスメータ１を操作することもできる。

［ガスメータ内部］
図２のガスメータ１内部には、第一のガス流路１０と，ガス流量計測流路２０と，第二のガス流路１５とが形成されている。ガスメータ１内で各流路が連通し、同図で見て略Ｕ字型にガスの通る通路が形成されている。
上述のガス供給元流入口３からガスメータ１内部に流入したガスは、第一のガス流路１０を通過してガス流量計測流路２０へと流入する。ガス流量計測流路２０へと流入したガスは、超音波を利用してその流量が計測される。流量が計測されたガスは、第二のガス流路１５を通り上述のガス設備流出口５から外部へと流出していく。

ガスメータ１に流入するガスの圧力は、第二のガス流路１５に設けられた圧力センサ１５ａにより計測されている。第一のガス流路１０には遮断弁１０ａが設けられている。そして、圧力センサ１５ａにより異状が検出された場合には、図２で見て左方向に遮断弁１０ａが移動して第一のガス流路１０を遮断する。検出される異状としては、例えば予め設定された圧力範囲をガス圧が超えた場合がある。

［ガス流量計測流路］
図３のガス流量計測流路２０は、本体ケース２１と，計測管３０とからなる。
本体ケース２１は、上蓋部材２１ａと底蓋部材２１ｂとで構成されている。
上蓋部材２１ａは、本体ケース２１の外形を形作る箱体である。上蓋部材２１ａの上部には、本体ケース２１内部と各ガス流路とを連通する連通口２２，２３が形成されている。また上蓋部材２１ａの両側面には、二つの超音波送受信センサ（図示しない。）をそれぞれ組付けるためのセンサ収納部２５が二ヶ所形成されている。二つのセンサ収納部２５，２５は、ガスの流れる方向（同図の矢印で示した方向）に対して所定の角度θをもって対向している。
この上蓋部材２１ａに平板形状の底蓋部材２１ｂを嵌め込むことで、内部が中空の本体ケース２１が形成される。この本体ケース２１内部には計測管３０が収納される。

［計測管］
図３の計測管３０は、第一の側壁部３０ｌと第二の側壁部３０ｒと上面部３０ｕと底面部３０ｄの四辺で構成される断面略長方形状の管部材である。
この計測管３０は、図４に示す通り、第一の計測管部材４０と，第二の計測管部材５０と，乱流抑制部材６０と，整流板７０とからなる。
計測管３０の外形部分は、第一の計測管部材４０と第二の計測管部材５０とで構成される。計測管３０内部の所定位置には、乱流抑制部材６０と整流板７０とが配置される。

［第一の計測管部材，第二の計測管部材］
図４の第一の計測管部材４０と第二の計測管部材５０とは、断面略Ｌ字形状の長尺な板部材である。各計測管部材４０，５０は、その一方に形成された複数の突起部材９０を他方に形成された挿入孔８０に挿入することで互いに組付けられる。
第一の計測管部材４０は、上述した第一の側壁部３０ｌと底面部３０ｄの二辺を構成する（図３を参照。）。第二の計測管部材５０は、第二の側壁部３０ｒと上面部３０ｕの二辺を構成する（図３を参照。）。
第一の側壁部３０ｌの内壁面と第二の側壁部３０ｒの内壁面とには、複数の溝部８２がそれぞれ形成されている。また第一の側壁部３０ｌにはセンサ孔４１が形成され、第二の側壁部３０ｒにはセンサ孔５１が形成されている。
各センサ孔４１，５１は、図４のとおり略長方形状の貫通窓である。この各センサ孔４１，５１には、後述の乱流抑制部材６０が嵌め込まれることとなる。

溝部８２は、図５に示す通り、底面部３０ｄに対して平行に走る溝である。第一の側壁部３０ｌには三本の溝部８２が形成されている。この溝部８２は、センサ孔４１を横切って形成されている。
溝部８２の両端部分には、第一の側壁部３０ｌをその厚み方向に貫通する第一の孔部８７，８７が形成されている。この第一の孔部８７には、後述の整流板７０の第一の突起部７２が挿入される。また溝部８２の長尺な辺の中央部分にも貫通孔である第二の孔部８９が形成されている。この第二の孔部８９には、後述の整流板７０の第二の突起部７３が挿入される。
なお第二の側壁部３０ｒにも、三本の溝部８２が形成されている（図４を参照。）。

［乱流抑制部材］
図５の乱流抑制部材６０は、同図で見て略長方形状の平板部材である。乱流抑制部材６０は、第一の側壁部３０ｌに形成された取付部４５（図４を参照。）に収納される。つまり乱流抑制部材６０に形成された取付孔６２に上述の突起部材９０を挿入することで、乱流抑制部材６０が取付部４５に位置決め固定される。
この乱流抑制部材６０の寸法は、同形状のセンサ孔４１の寸法よりも大きく形成されている。このため取付部４５に収納された乱流抑制部材６０によって上述のセンサ孔４１が覆い隠された状態となる。
また乱流抑制部材６０には、透過部位６１が形成されている。

図５の透過部位６１は、乱流抑制部材６０の同図で見て略中央に形成された部位である。透過部位６１には複数の微細孔（図示しない。）が形成されている。
この透過部位６１の微細孔を通過して、上述の超音波送受信機同士が超音波を送受信することとなる。このため透過部位６１の微細孔は、超音波送受信機の検出感度などを考慮して最適な形状・大きさ・間隔に設定されている。
また透過部位６１は、上述のセンサ孔４１と同様に略長方形状に形成されている。つまり透過部位６１は、同図で見て上下の寸法よりも左右の寸法（幅寸法）の方が大きくなっている。この透過部位６１は、同形状のセンサ孔４１をちょうど覆う寸法となっている。

［整流板］
図６の整流板７０は略平板形状の板部材である。整流板７０は、同図で見て長方形状に形成されている。
整流板７０の同図で見て上下に位置する辺７０ａ（長尺な辺７０ａ）の長さは、上述の溝部８２のガスの流れる方向の長さとほぼ同じに設定されている（図４を参照。）。この整流板７０の長尺な辺７０ａには凹部位７５が形成されている。
また整流板７０の同図で見て左側に位置する辺７０ｂ（短尺な辺７０ｂ）は、図７に示す通り、その稜角７０ｃ，７０ｃが面取りされて形成されている。

図６の凹部位７５は、同図で見て上（若しくは下）方向に整流板７０の長尺な辺７０ａを切り欠いて形成された略長方形状の切欠き部である。この凹部位７５の左右の幅寸法ｔｕは、図８に良く示される通り、上述の乱流抑制部材６０の左右の幅寸法と同一である。そして凹部位７５の奥行き方向先端には、整流板７０の長尺な辺７０ａと平行な第一の底辺部７９が形成されている。
同図の第一の底辺部７９の長さ寸法ｔｓは、上述した透過部位６１の幅寸法と同じに設定されている。

また凹部位７５の奥行き方向の両側辺部はクランク形状となっている。つまり凹部位７５の奥行き方向の両側辺部には、整流板７０の長尺な辺７０ａに対して垂直に連接した第一の側辺部７６と，その第一の側辺部７６と平行な第二の側辺部７８とが形成されている。また第一の側辺部７６と第二の側辺部７８とは、両側辺部７６，７８に対して垂直な支持辺部７７で連結されている。
第一の側辺部７６の長さ寸法ｔｋは、図８，図９に示す通り、上述の溝部８２の奥行き寸法と同じに設定されている。そして第二の側辺部７８の長さ寸法ｔｒは、特に定められておらず適宜変更可能である。なお、本実施例に示す第二の側辺部７８の長さ寸法ｔｒは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍに設定されている。

また図６に示す整流板７０の四隅には、同図で見て上方向（若しくは下方向）に突出した第一の突起部７２が形成されている。更に整流板７０の長尺な辺７０ａの略中央部分には、同じく上方向（若しくは下方向）に突出した第二の突起部７３が形成されている。
第一の突起部７２と第二の突起部７３との両者は、図６の正面で見て略四角形状の突起である。各突起部７２，７３は、上述の溝部８２に形成された第一の孔部８７と第二の孔部８９に収まる形状及び大きさに形成されている。

［整流板の組付け状態］
整流板７０の組付け状態を図８，図９に基づいて説明する。なお図８及び図９は共に、図５のVIII−VIII線断面を模式的に表した図である。
先ず整流板７０を、図８に示す矢印方向から溝部８２に近づけていく。このとき整流板７０の第一の突起部７２が溝部８２に形成された孔部８７に挿入されるよう、整流板７０と溝部８２とを近づけていく。そして凹部位７５に形成された支持辺部７７が乱流抑制部材６０と接触することで、整流板７０の挿入動作が完了する。
そして図９に示す通り整流板７０が溝部８２に収納され、整流板７０が計測管３０に組付けられる。このとき整流板７０の支持辺部７７は、乱流抑制部材６０を第一の側壁部３０ｌに押し付けた状態となっている。
この状態で、整流板７０に形成された凹部位７５は乱流抑制部材６０の透過部位と相対する位置に配置される。この結果として図９に示す通り、第二の側辺部７８の長さ寸法ｔｒ分だけ透過部位６１と凹部位７５との間に隙間が形成されることとなる。

［作用・効果］
先ずガスメータ１によれば、透過部位６１と整流板７０との間には接触する部分がないため、同部分にゴミがたまることがない。このため、透過部位６１に集積したゴミが原因となるガスメータの検出精度の低下を防止又は低減することができる。
次に、整流板７０の凹部位７５によって、上述の透過部位６１と整流板７０との間の隙間が形成される。このため透過部位６１の形状を変更することなく、ゴミの集積を防止することができる。
次に、整流板７０に形成された支持辺部７７が、乱流抑制部材６０をセンサ孔４１（５１）に押し付ける。このため、乱流抑制部材６０が計測管３０内方向へとズレるのを従来通り防止又は低減できる。
次に、流入したガスが最初に接触する整流板７０の短尺な辺７０ｂが面取りされているため、同部分が角張っている場合と比較してガスの流れがスムーズとなる。この結果として、計測管３０内に侵入したゴミはガスの流れによってスムーズに排出される。

［その他の実施の形態］
本発明に係るガスメータ１は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その他各種の実施の形態を取り得る。
隙間は、透過部位６１の全面にわたって形成されている必要はなく、その一部にのみ形成されていてもよい。例えば、図８の第一の底辺部７９の長さ寸法ｔｓが透過部位６１の幅寸法より短く形成されていてもよい。この場合、支持部位７７の一部が透過部位６１と接触して支持することとなる。
凹部位７５は、透過部位６１の幅寸法よりも大きく形成されていてもよい。つまり、図８の第一の底辺部７９の長さ寸法ｔｓは、透過部位６１の幅寸法よりも大きいが乱流抑制部材６０の幅寸法よりは小さく形成されていてもよい。

次に、凹部位７５の形状は適宜変更可能である。例えば、図８の正面で見て半円形，半楕円形，三角形・正方形等の多角形などの形状を有する凹部位７５であってもよい。
また凹部位７５の奥行き方向の両側辺部は、第一の側辺部７６，支持辺部７７，第二の側辺部７８の組が二組以上形成されていてもよい。つまり同両側辺部は、階段形状に二段以上の段差が形成される。
また支持辺部７７は、図８で見て第一の底辺部７９に向かって互いに近づくよう傾斜が付けられた形状であってもよい。
なお凹部位７５の設けられる位置は、透過部位６１の組付け位置に対応して適宜変更可能である。

次に整流板７０の短尺な辺７０ｂは、図７で見てその先端断面が半円形，楕円形，三角形等に形成されていてもよい。また短尺な辺７０ｂ部分で乱流が生じない場合には、その部分を面取りする必要はない。
なお図８で見て右側に位置する第一の側辺部７６と第二の側辺部７８とにも、短尺な辺７０ｂと同様の面取りがなされていてもよい。

ガスメータの外観図である。 ガスメータの内部構造図である。 ガス流量計測流路の分解図である。 計測管の分解図である。 計測管の正面図である。 整流板の正面図である。 図６のVII−VII線断面図である。 図５のVIII−VIII線断面の模式図である。 図５のVIII−VIII線断面の別の例の模式図である。

１ ガスメータ
３ ガス供給元流入口
５ ガス設備流出口
７ 表示手段
９ 端子カバー
１０ 第一のガス流路
１０ａ 遮断弁
１５ 第二のガス流路
１５ａ 圧力センサ
２０ ガス流量計測流路
２１ 本体ケース
２１ａ 上蓋部材
２１ｂ 底蓋部材
２２，２３ 連通口
２５ センサ収納部
３０ 計測管
３０ｌ 第一の側壁部
３０ｒ 第二の側壁部
３０ｕ 上面部
３０ｄ 底面部
４０ 第一の計測管部材
４１，５１ センサ孔
４５ 取付部
５０ 第二の計測管部材
６０ 乱流抑制部材
６１ 透過部位
６２ 取付孔
７０ 整流板
７０ａ （整流板７０の）長尺な辺
７０ｂ （整流板７０の）短尺な辺
７０ｃ 稜角
７２ 第一の突起部
７３ 第二の突起部
７５ 凹部位
７６ 第一の側辺部
７７ 支持辺部
７８ 第二の側辺部
７９ 底辺部
８０ 挿入孔
８２ 溝部
８７ 第一の孔部
８９ 第二の孔部
９０ 突起部材

Claims (4)

1. 計測流路を流れるガスの流量を超音波を利用して計測するガスメータであって、
   前記計測流路は、前記ガスが流れる方向に対して垂直な断面が四つの辺からなる四角形状の筒体であり、
   該四つの辺のうちで対向する二つの面には超音波を通過させるための伝播窓部がそれぞれ形成されるとともに、該対向する二つの面の間には、前記ガスが流れる方向に長尺な平板部材である整流板が橋架状態で組付けられ、
   前記伝播窓部には、前記計測流路の内側から平板形状の乱流抑制部材が組付けられ、
   前記乱流抑制部材には、その組付け状態時において前記計測流路内部を臨む面の中央に超音波を透過する透過部位が形成され、
   該整流板の長尺な辺は、前記ガスが流れる方向に前記伝播窓部を横切って配置され、
   前記乱流抑制部材は、その組付け状態時において前記整流板によって前記伝播窓部に押し付けられた状態となるとともに、
   同状態時において、前記透過部位と、該透過部位を臨む前記整流板の長尺な辺との間には隙間が形成された状態となり、
   前記隙間は、前記整流板の長尺な辺に形成された凹部位により形成され、
   前記凹部位の奥行き方向の両側辺部がクランク状とされて、第一の側辺部と、支持辺部と、第二の側辺部を有し、
   前記両側辺部の前記第一の側辺部と前記支持辺部にて、前記乱流抑制部材に前記整流板を位置決めして取付けるとともに、前記支持辺部によって、前記乱流抑制部材の縁部を前記伝播窓部側に押し付けつつ、前記第二の側辺部によって、前記透過部位と前記整流板の間に前記隙間を形成する構成であることを特徴とするガスメータ。
2. 請求項１に記載のガスメータであって、
   前記第一の側辺部が、前記整流板の長尺な辺に対して垂直に連接し、前記第二の側辺部が、前記第一の側辺部と平行に形成され、前記第一の側辺部と前記第二の側辺部が、両側辺部に対して垂直な前記支持辺部で連結されることを特徴とするガスメータ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のガスメータであって、
   前記凹部位は、組付け状態時の前記整流板が前記透過部位を臨む部位のみに形成されていることを特徴とするガスメータ。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のガスメータであって、
   前記ガスの流入側に位置する前記整流板の短尺な辺を構成する部位は、その稜角が面取りされて形成されていることを特徴とするガスメータ。

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