JP4838024B2 - 積算流量計の逆流防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、ガス供給側とガス需用側とを繋ぐガス管路の中途部に設けられてガス流量を積算指示する積算流量計の逆流防止装置に関する。

工場等のガス大口需要家に設置されてガス流量を積算指示する積算流量計には、計量精度が高く使用流量範囲が広いルーツメータが多く使用されている。このルーツメータは、ケーシング内に２つの回転子が回転自在に設けられ、ガスの流れによってこれらの回転子が回転してガス流量を計量するように構成されている。このルーツメータは、ガスが逆方向に流れると逆回転するようになっているが、ガス管路内で発生する圧力脈動等のガス圧変動によって逆回転時と正回転時との回転数が異なり、実際にガスを使用していなくても指針が進み計量してしまうという問題（カウントアップという現象）が希に発生する。

そこで、特許文献１に記載されているように、ルーツメータを逆回転させるガスの逆流を規制する逆流防止装置が提案されている。この逆流防止装置７０は、図８（構成図）に示すように、ガス供給側とガス需用側とを繋ぐガス管路８０（文献ではガス配管）の中途部に設けられたルーツメータ８９の上流側のガス管路８０にガバナ本体７２を設け、このガバナ本体７２をバイパスするバイパス管７３にガバナ本体７２の圧力制御室７２ａと連通してガバナ本体７２を開閉するベンチュリ７４を設け、ベンチュリ７４よりも上流側のバイパス管７３に下流側から上流側へのガスの逆流を規制する逆止弁７５を設けて構成されている。なお、ベンチュリ７４と圧力制御室７２ａとは制御管７６を介して連通している。

この逆流防止装置７０によれば、夜間や休日などのように工場等が休業中であってガス需用側においてガスの消費がされていないときに、ガス供給側の一般家庭等でガス消費量が多くなると、上流側より下流側のガス圧が高くなって（Ｐ１<Ｐ２）、下流側から上流側にガスが逆流しようとするが、逆止弁７５によってガスの逆流が規制される一方で、逆流するガスは制御管７６を流れてガバナ本体７２内のスリーブ７２ｂを押し付けてガバナ本体７２内のガス流通路７２ｃを遮断する。このため、上流側へのガスの逆流を完全に遮断することができ、ルーツメータ８９に逆流するガスが流れるのを防止することができる。

特公平６−７８９２５号公報（第１図）

この従来の逆流防止装置に使用されているスリーブは、硬度が比較的に大きいものであり、ガス圧に対するスリーブの開動作の応答性は鈍い。このため、この逆流防止装置では、ガスをバイパス管の上流側から下流側に流したときに制御管７６に負圧を発生させてスリーブの応答性を向上するために、バイパス管路にベンチュリが設けられている。

このように従来の逆流防止装置は、ガバナ本体の他にベンチュリや逆止弁が設けられており、構造が複雑化しているとともにコストが高いという問題がある。

なお、スリーブの開動作の応答性を高めるために硬度が比較的に小さいスリーブを使用すれば、ベンチュリや逆止弁が不要になり構造を簡素化してコストを安価にすることができると考えられる。しかしながら、スリーブの硬度を低くすると、スリーブの耐圧能力が低下してスリーブが破損する虞が増大し、ガス管路を流れるガスのガス圧を上側に変更する場合に、その上側への変更許容範囲が狭くなるという不都合が生じる。

本発明は、構造が簡素であってコストが安価な積算流量計の逆流防止装置が望まれており、このような要望に応える積算流量計の逆流防止装置を提供することを目的とする。

このような課題を解決するために本発明の積算流量計（例えば、実施形態におけるルーツメータ８９）の逆流防止装置は、ガス供給側とガス需用側とを繋ぐガス管路の中途部に設けられてガス流量を積算指示する積算流量計に流れるガスの逆流を規制する積算流量計の逆流防止装置であって、積算流量計より上流側又は下流側のガス管路にガバナ本体を設け、ガバナ本体より下流側のガス管路と該ガバナ本体の圧力制御室とを絞りのないパイロット管路で繋ぎ、ガバナ本体は、両端部が開口するガス流通路を有するケーシングと、該ガス流通路の途中に設けられてガス流通用のスリットを有するクロージャと、該クロージャの外周に配設されてスリットを開閉してガス流通路を連通し及び遮断するスリーブと、該スリーブの外側に形成されてパイロット管路から流れるガスを受容する圧力制御室とを有し、スリーブは、スリットに沿って延びてガス圧を受ける圧力面部と、該圧力面部の外側端部に設けられてガス流通路に取り付けられる取付部とを有して弾性変形可能であって少なくとも約０．３ＭＰａの耐圧力を有し、圧力面部は、ガス需用側のガス圧より約１０ｋＰａを超える高いガス供給側のガス圧を受けると、スリットが開く方向に変形してガス流通路を連通してガス需用側へのガスの流れを許容し、ガス供給側のガス圧からガス需用側のガス圧を減算したときの差圧が約１０ｋＰａ以下であると、スリットに沿った位置に戻ってスリットを閉じてガス流通路を遮断してガス供給側へのガスの逆流を規制することを特徴とする。

この発明によれば、積算流量計の逆流防止装置は、積算流量計より上流側又は下流側のガス管路に設けられたガバナ本体と、ガバナ本体より下流側のガス管路と該ガバナ本体の圧力制御室を繋ぐパイロット管路とを備えてなることにより、本発明の逆流防止装置は、ガバナ本体以外にベンチュリや逆止弁を有した逆流防止装置と比較して、ベンチュリや逆止弁が不要であり、構造が簡素となってコストを安価にすることができる。またスリーブは、圧力面部と取付部とを有して弾性変形可能であって少なくとも約０．３ＭＰａの耐圧力を有し、圧力面部は、ガス需用側のガス圧より約１０ｋＰａを超える高いガス供給側のガス圧を受けると、スリットを開いてガス需用側へのガスの流れを許容し、ガス供給側のガス圧からガス需用側のガスを減算したときの差圧が約１０ｋＰａ以下であると、スリットを閉じてガス供給側へのガスの逆流を規制することで、ガス管路に流れるガスの最高使用圧力を中圧Ｂ（０．１〜０．３ＭＰａ未満）の範囲内であれば工事等によって減圧操作が行われた場合であっても、スリーブに作用するガス圧はスリーブの耐圧範囲内であり、低差圧（約１０ｋＰａ）で圧力面部が弾性変形するので、ガス管路内を流れるガスの流量変化に精度良く応答してスリットを開閉することができる。このため、本発明の逆流防止装置は、ガスの最高使用圧力が中圧Ｂの範囲内で使用することができる。

また本発明は、パイロット管路に、ガバナ本体をバイパスして上流側のガス管路に連通するバイパス連通管路に接続し、該バイパス連通管路に、パイロット管路から上流側のガス管路側へのガス流通を許容するとともに上流側のガス管路からパイロット管路側へのガス流通を規制する逆止弁を設けたことを特徴とする。

この発明によれば、パイロット管路にガバナ本体をバイパスして上流のガス管路に連通するバイパス連通管路を接続し、このバイパス連通管路に上流側から下流側へのガス流通を規制する逆止弁を設けることにより、ガス供給側のガス管路で工事等によって減圧操作等が行われた場合、ガス供給側のガス圧がガス需用側のそれより著しく小さくなると、ガスがパイロット管路を上流側に流れてスリーブを大きな力で押し付けてスリーブが損傷する虞が生じるが、バイパス連通管路に上流側への流れを許容する逆止弁を設けることで、パイロット管路を上流側に流れるガスはバイパス連通管路を通って上流側のガス管路に流すことができる。このため、スリーブにガス圧の高いガスが作用する事態が防止されて、スリーブの損傷を未然に防止することができる。この方法によれば、ガス管路内を流れるガスの最高使用圧力が中圧Ａ（０．３〜１ＭＰａ未満）になっても、この最高使用圧力によってスリーブがスリットに押し付けられることがないので、スリーブが損傷する虞は無い。このため、本発明の逆流防止装置は、中圧Ａ（０．３〜１ＭＰａ未満）の最高使用圧力であっても使用することができ、ガス管路を流れるガスのガス圧の許容範囲を拡大することができる。

また本発明の逆止弁は、バイパス連通管路に着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

この発明によれば、逆止弁をバイパス連通管路に着脱可能に取り付けることにより、使用環境に合わせて逆止弁の作動圧力を調整してバイパス連通管路に取り付けることができる。このため、スリーブの損傷を確実に防止してスリーブの寿命低下を未然に防止することができる。

さらに本発明のパイロット管路は、ガバナ本体に着脱可能に取り付けられることを特徴とする。

この発明によれば、パイロット管路をガバナ本体に着脱可能に取り付けることにより、ガス管路に流れるガスの圧力を変更する場合やメンテナンスする場合等において、パイロット管路を容易に取り外すことができ、作業性を向上することができる。

本発明に係わる積算流量計の逆流防止装置によれば、積算流量計より上流側又は下流側のガス管路に設けられたガバナ本体と、ガバナ本体より下流側のガス管路とガバナ本体の圧力制御室を繋ぐパイロット管路とを備え、ガバナ本体内に設けられたクロージャのガス流通用のスリットを開閉するスリーブが弾性変形可能であって少なくとも約０．３ＭＰａの耐圧力を有し、低差圧（約１０ｋＰａ）で作動することにより、構造が簡素であってコストが安価な積算流量計の逆流防止装置を提供することができる。

以下、本発明に係わる積算流量計の逆流防止装置の好ましい実施の形態を図１（側面図）〜図７（概略構成図）に基づいて説明する。先ず、本発明の逆流防止装置を説明する前に、この逆流防止装置が取り付けられたガス管路について概説する。なお、本実施の形態は、最高使用圧力が中圧Ｂ（０．１〜０．３ＭＰａ未満）であるガスが流れるガス管路を例にして、説明する。

ガス管路８０は、図１に示すように、ガス供給側である上流側のガス管路８１とガス需用側である下流側のガス管路８２とを第１ボールバルブ８３を介して接続し、この第１ボールバルブ８３をバイパスするようにしてガス管路８１，８２に連通する連通管路８４を接続して構成されている。連通管路８４の両端部は第２ボールバルブ８５及び第３ボールバルブ８６を介して上流側のガス管路８１と下流側のガス管路８２に接続されている。

このガス管路８０は、第１ボールバルブ８３を開いて第２ボールバルブ８５及び第３ボールバルブ８６を閉じると、上流側のガス管路８１内のガスを第１ボールバルブ８３に通して下流側のガス管路８２に流し、第１ボールバルブ８３を閉じて第２ボールバルブ８５及び第３ボールバルブ８６を開くと、上流側のガス管路８１内のガスを連通管路８４に通して下流側のガス管路８２に流すことができる。連通管路８４には、上流側から下流側にフィルター８７、ガバナ本体１０、ルーツメータ８９が配設されている。

フィルター８７は、連通管路８４内を流れるガスに混入した塵等を除去する機能を有する。ルーツメータ８９は、ガス流量を積算指示する積算流量計である。

このように構成されたガス管路８０に積算流量計の逆流防止装置１（以下、単に逆流防止装置１と記す。）が取り付けられている。逆流防止装置１は、図２（断面図）に示すように、ガバナ本体１０と、ガバナ本体１０より下流側の連通管路８４とガバナ本体１０内の後述する圧力制御室１１を繋ぐパイロット管路６０とを有してなる。パイロット管路６０は、ガバナ本体１０の上部に取り付けられたブロック６１内に設けられている。

ガバナ本体１０は、両端部が開口するガス流通路１３を有したケーシング１２と、ガス流通路１３内に挿着されてガス流通用のスリット２１を周面に多数有した一対のクロージャ２０と、クロージャ２０の外周に配設されてスリット２１を開閉してガス流通路１３を連通し及び遮断するスリーブ３０と、スリーブ３０の外側に形成されてパイロット管路６０から流れるガスを受容する前述した圧力制御室１１とを有してなる。

ケーシング１２は、円筒状を有し、内側がガス流通路１３を形成している。ケーシング１２の上部にはパイロット管路６０に連通するケーシング側連通路１４が設けられ、このケーシング側連通路１４は圧力制御室１１に連通している。またケーシング上部のガス需用側端部にはクロージャ２０に設けられた後述するクロージャ側連通路２２に連通する連絡通路１５が設けられている。このため、圧力制御室１１は、ケーシング側連通路１４、パイロット管路６０、連絡通路１５、クロージャ側連通路２２及びクロージャ２０を介して連通管路８４に連通している。

クロージャ２０は、図２（断面図）及び図３（斜視図）に示すように、円環状の取付基部２３とこの取付基部２３の側部から突出する円錐台形状の突出部２４とを有してなる。突出部２４は、内部に空間部２４ａを形成し、外周に直線状に延びる多数のスリット２１を周方向に所定間隔を有して配設している。空間部２４ａの取付基部側は取付基部２３の中央に形成された開口部２３ａに連通している。このため、スリット２１は、空間部２４ａ、開口部２３ａを介して連通管路８４に連通している。クロージャ２０は、ケーシング１２の両側に各突出部２４が対向するようにして配設されて、一対のクロージャ２０は締結手段２５によって一体化されている。

スリーブ３０は、図２及び図４（斜視図）に示すように、中央部がくびれて細くなる鼓状を有し、スリット２１に沿って延びてガス圧を受ける圧力面部３１と、圧力面部３１の外側両端部に設けられてガス流通路１３に取り付けられる取付部３２とを有してなる。スリーブ３０は、合成樹脂材料等（例えば、ＮＢＲ）で一体成形されて弾性変形が可能である。

スリーブ３０は、少なくとも約０．３ＭＰａの耐圧力を有し、圧力面部３１は、ガス需用側のガス圧より約１０ｋＰａを超える高いガス供給側のガス圧を受けると、図２の二点鎖線で示すようにスリット２１が開く方向に弾性変形してガス流通路１３を連通してガス需用側へのガスの流れを許容し、ガス供給側のガス圧からガス需用側のガス圧を減算したときの差圧が約１０ｋＰａ以下になると、スリット２１に沿った位置に戻ってスリット２１を閉じてガス流通路１３を遮断するような弾性を有している。

圧力制御室１１は、ガバナ本体１０内に挿着されたスリーブ３０の圧力面部３１の周面とケーシング１２の内面とで囲まれた領域であり、円環状をなしている。

ガバナ本体１０のケーシング側連通路１４及び連絡通路１５には、これらの通路を連通する前述したパイロット管路６０が取り付けられている。パイロット管路６０を形成するブロック６１は、ガバナ本体１０の上部に締結手段を介して着脱可能に取り付けられている。つまり、パイロット管路６０は、ブロック６１を介してガバナ本体１０に着脱可能である。

このように構成された逆流防止装置１は、図５（ａ）（概略構成図）に示すように、ガス供給側のガス圧Ｐ１がガス需用側のそれＰ２よりも高く、且つこれらの差圧が約１０ｋＰａを超えると、スリーブ３０の圧力面部３１の内側に作用するガス圧がパイロット管路６０を介して圧力面部３１の外側に作用するガス圧よりも約１０ｋＰａを超える圧力となり、圧力面部３１は弾性変形してスリットが開いてガバナ本体１０のガス流通路１３が連通状態になり、ガス供給側のガスがガバナ本体１０内を流れての下流側のガス管路８２に流れる。

一方、図５（ｂ）（概略構成図）に示すように、ガス供給側のガス圧Ｐ１からガス需用側のガス圧Ｐ２を減算したときの差圧が約１０ｋＰａ以下であると、パイロット管路６０から圧力面部３１の表側に作用する圧力によって、圧力面部３１がスリットに沿った位置に戻されて、スリットが閉じてガス流通路１３が遮断される。つまり、ガス供給側のガス圧Ｐ１がガス需用側のガス圧Ｐ２より高くその差圧が０より大きく且つ約１０ｋＰａ以下である場合や、ガス需用側のガス圧Ｐ２がガス供給側のガス圧Ｐ１と同一又は高い場合に、圧力面部３１はガス流通路１３を遮断する。

このため、上流側のガス管路８１を流れるガスの最高使用圧力を中圧Ｂ（０．１〜０．３ＭＰａ未満）の範囲内で使用すれば、スリーブ３０に作用するガス圧はスリーブ３０の耐圧範囲内となり、スリーブ３０の圧力面部３１は低差圧（約１０ｋＰａ）で弾性変形するので、圧力面部３１はガス管路８１，８２内を流れるガスの流量変化に精度良く応答してスリット２１を開閉することができる。このため、本発明の逆流防止装置１は、ガスの最高使用圧力を中圧Ｂの範囲内で使用することができる。

なお、ガス需用側のガス圧Ｐ２がガス供給側のガス圧Ｐ１よりかなり大きい場合には、スリーブ３０の圧力面部３１にさらに大きな力が作用して、圧力面部３１がスリット２１内に押し込まれて圧力面部３１が損傷する虞が生じる。そこで、図６（側面図）及び図７（ａ）（概略構成図）に示すように、この大きな圧力が圧力面部３１に作用しないようにするため、ガバナ本体１０をバイパスして上流側のガス管路８１に連通するバイパス連通管路６５をパイロット管路６０に接続し、このバイパス連通管路６５に、パイロット管路６０から上流側のガス管路８１側へのガス流通を許容するとともに上流側のガス管路８１からパイロット管路６０側へのガス流通を規制する逆止弁６７を設けてもよい。

逆止弁６７は、この両端部に雄ねじ部（図示省略）を備え、この雄ねじ部の一方をバイパス連通管路６５に設けられたナット６５ａに螺合し、雄ねじ部の他方をブロック６１に設けられナット６５ａに螺合することで、逆止弁６７をバイパス連通管路６５に着脱可能に取り付けることができるようになっている。このため、使用環境に合わせて逆止弁６７の作動圧力を調整してバイパス連通管路６５に取り付けることができ、スリーブ３０の損傷を確実に防止してスリーブ３０の寿命低下を未然に防止することができる。

このように逆止弁６７をバイパス連通管路６５に設けると、上流側のガス管路８１内のガス圧Ｐ１が下流側のガス管路８２内のガス圧Ｐ２よりも大きい場合には、上流側のガス管路８１内のガスはガバナ本体１０内を通って下流側のガス管路８２に流れる。一方、図７（ｂ）（概略構成図）に示すように、上流側のガス管路８１で工事等によって減圧操作等が行われた場合、上流側のガス圧Ｐ１が下流側のそれＰ２より著しく小さくなると、パイロット管路６０を上流側に流れるガスはバイパス連通管路６５を通って上流側のガス管路８１に流れる。このため、スリーブ３０の圧力面部３１に高いガス圧が作用する事態が防止されて、圧力面部３１の損傷を未然に防止することができる。この方法によれば、ガス管路８１，８２，８４内を流れるガスの最高使用圧力を中圧Ａ（０．３〜１ＭＰａ未満）にしても、この最高使用圧力によってスリーブ３０の圧力面部３１がスリットに押し付けられることがないので、圧力面部３１（スリーブ３０）が損傷する虞は無い。このため、本発明の逆流防止装置１は、中圧Ａ（０．３〜１ＭＰａ未満）の最高使用圧力であっても使用することができ、ガス管路８１，８２，８４を流れるガスのガス圧の許容範囲を拡大することができる。

本発明の一実施の形態に係わる積算流量計の逆流防止装置を装着したガス配管の側面図を示す。 逆流防止装置の縦断面図を示す。 ガバナ本体に挿着されるクロージャの斜視図を示す。 ガバナ本体に挿着されるスリーブの斜視図を示す。 逆流防止装置の概略構成図を示す。 本発明の他の実施の形態に係わる積算流量計の逆流防止装置を装着したガス配管の側面図を示す。 他の実施の形態に係わる逆流防止装置の概略構成図を示す。 従来の積算流量計の逆流防止装置の概略構成図を示す。

符号の説明

１ 積算流量計の逆流防止装置
１０ ガバナ本体
１１ 圧力制御室
１２ ケーシング
１３ ガス流通路
２０ クロージャ
２１ スリット
３０ スリーブ
３１ 圧力面部
３２ 取付部
６０ パイロット管路
６５ バイパス連通管路
６７ 逆止弁
８０ ガス配管
８９ ルーツメータ（積算流量計）

Claims (4)

1. ガス供給側とガス需用側とを繋ぐガス管路の中途部に設けられてガス流量を積算指示する積算流量計に流れるガスの逆流を規制する積算流量計の逆流防止装置であって、
   前記積算流量計より上流側又は下流側のガス管路にガバナ本体を設け、
   前記ガバナ本体より下流側のガス管路と該ガバナ本体の圧力制御室とを絞りのないパイロット管路で繋ぎ、
   前記ガバナ本体は、両端部が開口するガス流通路を有するケーシングと、該ガス流通路の途中に設けられてガス流通用のスリットを有するクロージャと、該クロージャの外周に配設されて前記スリットを開閉して前記ガス流通路を連通し及び遮断するスリーブと、該スリーブの外側に形成されて前記パイロット管路から流れるガスを受容する前記圧力制御室とを有し、
   前記スリーブは、前記スリットに沿って延びてガス圧を受ける圧力面部と、該圧力面部の外側端部に設けられて前記ガス流通路に取り付けられる取付部とを有して弾性変形可能であって少なくとも約０．３ＭＰａの耐圧力を有し、
   前記圧力面部は、ガス需用側のガス圧より約１０ｋＰａを超える高いガス供給側のガス圧を受けると、前記スリットが開く方向に変形して前記ガス流通路を連通してガス需用側へのガスの流れを許容し、ガス供給側のガス圧からガス需用側のガス圧を減算したときの差圧が約１０ｋＰａ以下であると、前記スリットに沿った位置に戻って前記スリットを閉じて前記ガス流通路を遮断してガス供給側へのガスの逆流を規制することを特徴とする積算流量計の逆流防止装置。
2. 前記パイロット管路に、前記ガバナ本体をバイパスして前記上流側のガス管路に連通するバイパス連通管路を接続し、該バイパス連通管路に、前記パイロット管路から前記上流側のガス管路側へのガス流通を許容するとともに前記上流側のガス管路から前記パイロット管路側へのガス流通を規制する逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の積算流量計の逆流防止装置。
3. 前記逆止弁は、前記バイパス連通管路に着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の積算流量計の逆流防止装置。
4. 前記パイロット管路は、前記ガバナ本体に着脱可能に取り付けられることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の積算流量計の逆流防止装置。

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