JP6226792B2 - 開閉弁及びガスメータ - Google Patents

Description

本発明は、閉位置と開位置とにスライド移動する弁体を収納する弁ケーシングに、流入口部と流出口部とが、夫々の中心軸心が平行しかつ前記弁体のスライド方向に位置を異ならせた状態で、且つ、前記弁体の両側に振り分ける状態で設けられた開閉弁、及び、その開閉弁を緊急遮断弁として備えるガスメータに関する。

かかる開閉弁は、弁体を閉位置と開位置とにスライド移動させることにより、流路を開閉するものであり、このような形態の開閉弁は、緊急遮断弁としてガスメータに装備されることが多い。
すなわち、ガスメータは、ガス流量が過大となる異常、ガスが継続して流れる時間が過大となる異常、地震等により大きく振動する異常、ガス供給圧が過大となる異常等の諸々の異常が発生すると、ガス供給を緊急遮断するために緊急遮断弁を備えることになる。

ガスメータの開閉弁（遮断弁）の従来例として、弁ケーシングに、弁体のスライド方向に沿う円筒状でかつ周部が流入口部に連通する上手側流路部分とその上手側流路部分の端部から直角に屈曲して流出口部に向かう下手側流路部分とからなる屈曲状流路が形成され、円盤状に形成された弁体が、開位置において上手側流路部分の流路長手方向の中央箇所に位置しかつ閉位置において上手側流路部分の下手側流路部分の存在側の端部に位置する形態でスライドするように構成され、上手側流路部分の端部側箇所に、閉位置の弁体が接当する環状の弁座が設けられたものがある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１においては、弁ケーシングが、ガスメータのケーシングと一体に形成されているが、ガスメータのケーシングとは別体に形成した弁ケーシングを、ガスメータに組付ける形態のガスメータもある（例えば、特許文献２参照。）。

ちなみに、ガスメータの開閉弁（遮断弁）は、閉位置に復帰付勢された弁体を開位置に保持して、異常発生時には、弁体の保持を解除して、閉位置に付勢移動させることになるが、閉位置に移動された弁体を開位置に復帰させる操作を、特許文献１においては、駆動力を用いて自動的に行い、特許文献２においては、弁体を押し移動する復帰操作具を用いて手動で行うようになっている。

尚、特許文献１においては、閉位置に移動された弁体を、駆動力を用いて開位置に復帰させることができない場合の対策として、ガスメータのケーシングに螺合する形式の開放用冶具にて、弁体を開位置に押し移動させることが記載されている。

特開平１０−７８３４１号公報 特開２０１２−１３７４０２号公報

従来の開閉弁は、屈曲状流路を通して、流入口部から流入したガスを流出口部に流動させるものであること、及び、開位置において上手側流路部分の流路長手方向の中央箇所に位置する弁体の周囲を通して、流入口部から流入したガスを流出口部に流動させるものであることに起因して、圧力損失が大きい不都合がある。

そして、従来の開閉弁は、圧力損失が大きいため、緊急遮断弁としてガスメータに装備した場合において、ガスメータの圧力損失が大きくなる不都合があり、また、従来の開閉弁は、圧力損失が大きいため、大流量でガスを流動させる必要がある大型のガスメータには適用し難いものであった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、圧力損失を減少させることができる開閉弁を提供する点にある。
また、本発明の別の目的は、圧力損失を低減できるガスメータを提供する点にある。

本発明の開閉弁は、閉位置と開位置とにスライド移動する弁体を収納する弁ケーシングに、流入口部と流出口部とが、夫々の中心軸心が平行しかつ前記弁体のスライド方向に位置を異ならせた状態で、且つ、前記弁体の両側に振り分ける状態で設けられたものであって、その第１特徴構成は、
前記弁ケーシングに、前記弁体のスライド方向と傾斜する姿勢で前記流入口部と前記流出口部とを直線状に接続する傾斜状流路が備えられ、
前記弁体が、前記開位置において前記傾斜状流路の側方に退避しかつ前記閉位置において前記傾斜状流路の内部に突入して前記傾斜状流路を閉じる形態でスライドするように構成され、
前記開位置の前記弁体の前記傾斜状流路に対向する流路対向部が、前記傾斜状流路の流路内面に沿う傾斜面状に形成されている点を特徴とする。

すなわち、流入口部と流出口部とを接続する傾斜状流路を通して、流入口部から流入したガスを流出口部に流動させるものであり、傾斜状流路が、直線状であるため、圧力損失を減少させた状態で流入口部から流入したガスを流出口部に流動させることができる。

しかも、閉位置において傾斜状流路の内部に突入して前記傾斜状流路を閉じる弁体が、開位置においては傾斜状流路の側方に退避することになり、加えて、開位置の弁体の傾斜状流路に対向する流路対向部が、傾斜状流路の流路内面に沿う傾斜面状に形成されているから、傾斜状流路の弁体設置部分においては、弁体の流路対向部が傾斜状流路の内面と連なる状態となって、乱れ少なく滑らかにガスが流動し易いものとなるため、傾斜状流路の弁体設置部分において、圧力損失が増加することを抑制できる。

したがって、流入口部から流入したガスを、傾斜状流路を通して、圧力損失を低減させる状態で流出口部に流動させることができ、しかも、傾斜状流路の弁体設置部分においても、圧力損失が増加することを抑制できるものであるから、全体として、圧力損失を的確に減少させることができる。

要するに、本発明の開閉弁の第１特徴構成によれば、圧力損失を減少させることができる開閉弁を提供できる。

本発明の開閉弁の第２特徴構成は、上記第１特徴構成において、
前記弁体の外周部に設けた環状の接当部が、前記閉位置において、前記傾斜状流路の周部に沿って設けた環状の弁座に接当するように構成されている点を特徴とする。

すなわち、弁体の外周部に設けた環状の接当部を、閉位置において、傾斜状流路の周部に沿って設けた環状の弁座に接当させるようにするものであるから、傾斜状流路の内部には、弁座が大きく突出しないものとなる。

このように、傾斜状流路の内部には、弁座が大きく突出しないものとなるから、弁座がガスの流動に抵抗を与えることを減少して、圧力損失を一層適切に低減させることができる。

要するに、本発明の開閉弁の第２特徴構成によれば、上記した第１特徴構成による作用効果に加えて、圧力損失を一層適切に低減させることができる開閉弁を提供できる。

本発明の開閉弁の第３特徴構成は、上記した第２特徴構成に加えて、
前記傾斜状流路が、前記弁体のスライド方向に伸びる姿勢の円筒状の上手側室部の内部に形成される上手側流路部分と、当該上手側室部の端部から前記流出口部に向けて傾斜姿勢で伸びる円筒状の下手側室部の内部に形成される下手側流路部分とから構成され、
前記弁体が、前記上手側室部にスライド自在に収納され、
前記弁座が、前記上手側室部における前記下手側室部の接続側の端部に相当する箇所に設けられている点を特徴とする。

すなわち、弁体のスライド方向に伸びる姿勢の円筒状の上手側室部の内部に形成される上手側流路部分と、当該上手側室部の端部から流出口部に向けて傾斜姿勢で伸びる円筒状の下手側室部の内部に形成される下手側流路部分とから傾斜状流路が構成される。

そして、上手側室部に、弁体をスライド自在に収納し、上手側室部における下手側室部の接続側の端部に相当する箇所に、弁座を設けるものであるから、上手側室部を用いて弁体をスライド自在に適切に支持しながら、弁体の外周部に設けた環状の接当部を弁座に適切に接当させるようにする形態で、傾斜状流路を構成することができる。

つまり、弁体をスライド自在に適切に支持して、弁体の外周部に設けた環状の接当部を弁座に適切に接当させることができるようにしながら、流入口部と流出口部とを直線状に接続する傾斜状流路を適切に形成することができる。

要するに、本発明の開閉弁の第３特徴構成によれば、上記した第２特徴構成による作用効果に加えて、弁体を開閉自在に適切に支持しながら、傾斜状流路を適切に形成できる開閉弁を提供できる。

本発明のガスメータの第１特徴構成は、入口部からガスを流入する入口側ガス流動室と出口部からガスを流出する出口側ガス流動室との間に、ガス流量を計測する計測ユニットが設けられ、
上記第１〜第３特徴構成のいずれかに記載の開閉弁が、異常発生時に遮断する緊急遮断弁として、前記入口部と前記入口側ガス流動室との間に配設されている点を特徴とする。

すなわち、ガスが流入する入口部と入口側ガス流動室との間に、異常発生時に遮断する緊急遮断弁として、前記第１〜第３特徴構成のいずれかに記載の開閉弁が配設されるものであるから、入口部から流入するガスを、圧力損失を低減させた状態で、入口側ガス流動室に流動させて、入口側ガス流動室と出口側ガス流動室との間に設けた計測ユニットにて、ガス流量を適切に計測することができる。

ちなみに、計測ユニットとしては、ガス流量を超音波センサにて検出する超音波式の計測ユニットが適用できるが、超音波式とは異なる形式の計測ユニットを用いてもよい。

要するに、本発明のガスメータの第１特徴構成によれば、圧力損失を低減できるガスメータを提供できる。

本発明のガスメータの第２特徴構成は、上記ガスメータの第１特徴構成に加えて、
前記入口側ガス流動室と前記出口側ガス流動室との間に、複数の前記計測ユニットが並列状態で装着されている点を特徴とする。

すなわち、複数の計測ユニットを、入口側ガス流動室と出口側ガス流動室との間に並列状態で装着することにより、入口側ガス流動室から出口側ガス流動室に向けて大流量のガスを流動させながら、ガスの流量を計測することができるため、集合住宅や工場等において設置する最大流量が大きなガスメータを構成することができる。

そして、ガスが流入する入口部と入口側ガス流動室との間には、異常発生時に遮断する緊急遮断弁として、第１〜第３特徴構成のいずれかに記載の開閉弁が配設されるものであるから、入口部から大流量のガスが流入しても、その大流量のガスを、圧力損失を回避しながら適切に入口側ガス流動室に流動させることができるため、最大流量が大きなガスメータを適切に構成することができる。

要するに、本発明のガスメータの第２特徴構成によれば、最大流量が大きなガスメータを適切に構成することができる。

本発明のガスメータの第３特徴構成は、上記ガスメータの第１又は第２特徴構成に加えて、
前記流路対向部に接当して、前記閉位置の前記弁体を前記開位置に復帰操作する弁体押し操作具が設けられている点を特徴とする。

すなわち、異常発生時に閉位置に操作される弁体を、弁体押し操作具にて閉位置から開位置に復帰操作できる。
そして、弁体押し操作具が、弁体の流路対向部に接当して、閉位置の弁体を開位置に復帰操作するものであるから、傾斜状流路に露出する流路対向部を有効利用した簡素な構成で、閉位置の弁体を開位置に復帰操作できる。

要するに、本発明のガスメータの第３特徴構成によれば、傾斜状流路に露出する流路対向部を有効利用した簡素な構成で、閉位置の弁体を開位置に復帰操作できる。

ガスメータの切欠正面図 ガスメータの切欠側面図（遮断弁開き状態） 遮断弁を示す縦断側面図（遮断弁開き状態） 遮断弁の閉じ状態を示す縦断側面図 遮断弁の開き操作状態を示す縦断側面図 遮断弁の流路構成を示す概略斜視図

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（ガスメータの全体構成）
図１及び図２に示すように、上部ケーシング１Ａと下部ケーシング部分１Ｂとからなるケーシング１が設けられ、上部ケーシング１Ａには、ガスを導入する入口部としての入口側口金部２と、ガスを排出する出口部としての出口側口金部３とが設けられ、ケーシング１の内部に、入口側口金部２を通して流入したのち出口側口金部３から外部に流出する形態で流動するガスの流量を検出する６個の超音波式の流量計測ユニットＵが設けられている。

ちなみに、例示はしないが、６個の流量計測ユニットＵの計測結果に基づいて、入口側口金部２を通して流入したのち出口側口金部３から外部に流出する形態で流動するガスの積算量を演算する運転制御部が設けられ、その運転制御部が、上部ケーシング１Ａの前面部に設けた表示部に、ガスの積算量を表示するように構成されている。
尚、本実施形態のガスメータは、一つの流量計測ユニットＵの計測可能なガス流量の最大流量が１０ｍ³／Ｈであるため、ガスの最大流量が５０ｍ³／Ｈの設備に設置可能である。

（ケーシングの内部構成）
図１及び図２に示すように、入口側口金部２の下部に、遮断弁Ｖを備えた入口側流路構成体４が接続され、その入口側流路構成体４の下部に、入口側室形成部材５が接続されている。
また、出口側口金部３の下部に、出口側流路構成体６が接続され、その出口側流路構成体６の下部に、出口側室形成部材７が接続されている。
尚、遮断弁Ｖは、ガス流量が過大となる異常、ガスが継続して流れる時間が過大となる異常等の諸々の異常発生時に遮断されることになる。

入口側室形成部材５は、図１に示すように、入口部５ａからガスが流入する入口側ガス流動室Ｍを形成するものであって、有底筒状の本体５Ａと、板状の蓋５Ｂとから構成されている。
出口側室形成部材７は、図１に示すように、出口部７ａからガスを流出する出口側ガス流動室Ｎを形成するものであって、有底筒状の本体７Ａと、板状の蓋７Ｂとから構成されている。

そして、６個の流量計測ユニットＵが、入口側室形成部材５と出口側室形成部材７との間に、換言すれば、入口側ガス流動室Ｍと出口側ガス流動室Ｎとの間に、並列状態で装着されている。
具体的には、６個の流量計測ユニットＵが、上下方向に２段に並び、かつ、各段の夫々において左右方向に３個ずつ並ぶ状態で、入口側室形成部材５と出口側室形成部材７との間に装着されている。

（遮断弁の構成）
図２及び図３に示すように、遮断弁Ｖは、入口側流路構成体４の一部を弁ケーシングとして用いて構成されるものであって、弁体８が、閉位置（図４参照）と開位置（図２、図３参照）とにスライド移動自在に、入口側流路構成体４に収納されている。

入口側流路構成体４の弁ケーシングを構成する部分には、円筒状の流入口部９と円筒状の流出口部１０とが、夫々の中心軸心Ｘ、Ｙが平行しかつ弁体８のスライド方向に位置を異ならせた状態で、且つ、弁体８の上下両側に振り分ける状態で設けられている。
ちなみに、流入口部９の上部には、入口側口金部２の存在側に伸びる円筒状の接続用筒部１１が、流入口部９よりも大径となる状態で設けられ、流出口部１０の下方には、入口側室形成部材５の入口部５ａに向けてガスを案内するガス案内部１２が、流出口部１０よりも大径となる状態で設けられている。

入口側流路構成体４には、弁体８のスライド方向と傾斜する姿勢で流入口部９と流出口部１０とを直線状に接続する傾斜状流路Ｒが備えられている。
そして、弁体８が、開位置において傾斜状流路Ｒの側方に退避しかつ閉位置において傾斜状流路Ｒの内部に突入して傾斜状流路Ｒを閉じる形態でスライドするように構成されている。

図３に示すように、開位置の弁体８の傾斜状流路Ｒに対向する流路対向部８Ａが、傾斜状流路Ｒの流路内面に沿う傾斜面状に形成され、弁体８の外周部に、傾斜状流路Ｒの周部に沿って設けた環状の弁座に接当する環状の接当部８Ｂが設けられている。
すなわち、図６に示すように、弁体８は、円柱状の本体８Ｈの一端部を、流路対向部８Ａとして、傾斜状に形成し、本体８Ｈの他端部を、接当部８Ｂとして、環状に突出させる形状に形成されている。

（入口側流路構成体の具体構成）
図６に示すように、入口側流路構成体４の弁ケーシングの構成する部分が、弁体８のスライド方向に伸びる姿勢の円筒状の上手側室部４Ａと、その上手側室部４Ａの端部から流出口部に向けて傾斜姿勢で伸びる円筒状の下手側室部４Ｂとを備えるように構成され、上手側室部４Ａの上部には、流入口部９が接続され、下手側室部４Ｂの下部には、流出口部１０が接続されている。

ちなみに、図６は、上手側室部４Ａ及び下手側室部４Ｂの形態を模式的に示すものであり、また、上手側室部４Ａ及び下手側室部４Ｂの形態を理解し易くするために、流入口部９の上方に位置する接続用筒部１１及び流出口部１０の下方に位置するガス案内部１２の記載を省略する。

下手側室部４Ｂは、詳しくは、上手側室部４Ａに連通する横向きの開口を、上方部に備え、流出口部１０に連通する下向きの開口を、下方部に備える形態に構成されるものであって、図２及び図３に示す側面視においては、３角形に近い形状となる。
尚、上手側室部４Ａ及び下手側室部４Ｂは、その内面形状が円筒状に形成されていればよく、その外形の形状はどのような形状でもよい。

そして、図３に示すように、傾斜状流路Ｒが、上手側室部４Ａの内部に形成される上手側流路部分Ｒ１と、下手側室部４Ｂの内部に形成される下手側流路部分Ｒ２とから構成されている。
また、弁体８が、上手側室部４Ａにスライド自在に収納され、弁座１３が、上手側室部４Ａにおける下手側室部４Ｂの接続側の端部に相当する箇所に設けられている。

ちなみに、本実施形態においては、弁体８の流路対向部８Ａが、平坦面状に形成される場合を例示するが、弁体８の流路対向部８Ａを、傾斜状流路Ｒの下手側流路部分Ｒ２の円筒状の内面に沿う曲面状に形成してもよい。

また、本実施形態においては、傾斜状流路Ｒの下手側流路部分Ｒ２の径を十分大きくするために、図３に示すように、下手側室部４Ｂの内面形状を、弁体８から離れる側に湾曲する形状に形成する場合を例示するが、下手側室部４Ｂの内面形状を、直線状に形成する形態で実施してもよい。

（弁体の操作構成）
弁体８は、閉位置側に復帰付勢され、且つ、電磁保持部１４にて開位置に保持されるものであって、上述した運転制御部が、電磁保持部１４の通電を制御して、通常は、弁体８を開位置に保持することになる。
そして、運転制御部は、ガス流量が過大となる異常、ガスが継続して流れる時間が過大となる異常、地震等により大きく振動する異常、ガス供給圧が異常となる等の諸々の異常が発生した場合において、電磁保持部１４に対する通電を停止して、弁体８を閉位置に操作することになる（図４参照）。

閉位置の弁体８を開位置に復帰操作する弁体押し操作具１５が、その操作部１５ａをケーシング１の外部に突出させた状態で設けられている。この弁体押し操作具１５は、弁体８の流路対向部８Ａに接当して、閉位置の弁体８を開位置に復帰操作するように構成されている。

そして、上述の異常が解除された後に、図５に示すように、閉位置の弁体８を弁体押し操作具１５にて開位置に押し移動させることにより、電磁保持部１４にて弁体８を開位置に保持する状態に復帰させることができるようになっている。
ちなみに、弁体押し操作具１５の構成は周知であるので、本実施形態においては、弁体押し操作具１５の詳細な説明を省略する。

（実施形態のまとめ）
上述の通り、遮断弁Ｖが、流入口部９と流出口部１０とを直線状に接続する傾斜状流路Ｒを通して、流入口部９から流入したガスを流出口部１０に流動させるものであり、しかも、開位置の弁体８の傾斜状流路Ｒに対向する流路対向部８Ａが、傾斜状流路Ｒの流路内面に沿う傾斜面状に形成されているから、流入口部９から流入したガスを、圧力損失を低減させる状態で流出口部１０に流動させることができる。

したがって、遮断弁Ｖが、流入口部９から流入したガスを、圧力損失を低減させる状態で流出口部１０に流動させることができるものであるから、ガスの最大流量が大きな大型のガスメータを適切に構成できる。

ちなみに、本実施形態の遮断弁Ｖにおける圧力損失と、上述の背景技術の欄にて説明した特許文献１に記載の形態の遮断弁の圧力損失とを、シミュレーションにより対比したところ、本実施形態の遮断弁Ｖにおける圧力損失は、特許文献１に記載の形態の遮断弁の圧力損失較べて、６分の１程度であった。

〔その他の別実施形態〕
次に、その他の別実施形態を説明する。
（イ）上記の実施形態においては、一つの流量計測ユニットＵの計測可能なガス流量の最大流量が１０ｍ³／Ｈである場合を例示したが、一つの流量計測ユニットＵが計測可能なガス流量の最大流量を、１０ｍ³／Ｈよりも増減させた形態で実施してもよい。

（ロ）上記の実施形態においては、装着する複数の流量計測ユニットＵが、互いに同一となる状態に構成される場合を例示したが、計測可能なガス流量の最大流量が異なる複数種の流量計測ユニットＵを構成して、それら複数種の流量計測ユニットＵを装着する形態で実施してもよい。
また、流量計測ユニットＵとしては、超音波式に代えて、フルイディスク式等の他の形式のものを用いてもよい。

（ハ）上記実施形態においては、６個の流量計測ユニットＵが装着されて、計測可能なガス流量の最大流量が大きな大型のガスメータを構成する場合を例示したが、７個以上の流量計測ユニットＵを装備する形態で大型のガスメータを構成してもよく、また、流量計測ユニットＵを１個又は２個程度装着して、計測可能なガス流量の最大流量が小さな小型のガスメータを構成してもよい。

（ニ）上記実施形態においては、閉位置の弁体８を弁体押し操作具１５にて開位置に押し操作する形態に構成する場合を例示したが、電磁保持部１４にて閉位置の弁体８開位置に操作する等、閉位置の弁体８を自動的に開位置に復帰操作する形態で実施してもよい。

（ホ）上記の実施形態においては、本発明の開閉弁を、ガスメータの遮断弁Ｖとして用いる場合を例示したが、本発明の開閉弁は、その他の各種用途に使用できる。

２ 入口部
３ 出口部
４ 弁ケーシング
４Ａ 上手側室部
４Ｂ 下手側室部
８ 弁体
８Ａ 流路対向部
８Ｂ 接当部
９ 流入口部
１０ 流出口部
１３ 弁座
１５ 弁体押し操作具
Ｍ 入口側ガス流動室
Ｎ 出口側ガス流動室
Ｒ 傾斜状流路
Ｕ 計測ユニット
Ｖ 遮断弁
Ｘ 中心軸心
Ｙ 中心軸心

Claims (6)

1. 閉位置と開位置とにスライド移動する弁体を収納する弁ケーシングに、流入口部と流出口部とが、夫々の中心軸心が平行しかつ前記弁体のスライド方向に位置を異ならせた状態で、且つ、前記弁体の両側に振り分ける状態で設けられた開閉弁であって、
   前記弁ケーシングに、前記弁体のスライド方向と傾斜する姿勢で前記流入口部と前記流出口部とを直線状に接続する傾斜状流路が備えられ、
   前記弁体が、前記開位置において前記傾斜状流路の側方に退避しかつ前記閉位置において前記傾斜状流路の内部に突入して前記傾斜状流路を閉じる形態でスライドするように構成され、
   前記閉位置の前記弁体の前記傾斜状流路に対向する流路対向部が、前記傾斜状流路の流路内面に沿う傾斜面状に形成されている開閉弁。
2. 前記弁体の外周部に設けた環状の接当部が、前記閉位置において、前記傾斜状流路の周部に沿って設けた環状の弁座に接当するように構成されている請求項１記載の開閉弁。
3. 前記傾斜状流路が、前記弁体のスライド方向に伸びる姿勢の円筒状の上手側室部の内部に形成される上手側流路部分と、当該上手側室部の端部から前記流出口部に向けて傾斜姿勢で伸びる円筒状の下手側室部の内部に形成される下手側流路部分とから構成され、
   前記弁体が、前記上手側室部にスライド自在に収納され、
   前記弁座が、前記上手側室部における前記下手側室部の接続側の端部に相当する箇所に設けられている請求項２記載の開閉弁。
4. 入口部からガスを流入する入口側ガス流動室と出口部からガスを流出する出口側ガス流動室との間に、ガス流量を計測する計測ユニットが設けられ、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の開閉弁が、異常発生時に遮断する緊急遮断弁として、前記入口部と前記入口側ガス流動室との間に配設されているガスメータ。
5. 前記入口側ガス流動室と前記出口側ガス流動室との間に、複数の前記計測ユニットが並列状態で装着されている請求項４記載のガスメータ。
6. 前記流路対向部に接当して、前記閉位置の前記弁体を前記開位置に復帰操作する弁体押し操作具が設けられている請求項４又は５に記載のガスメータ。

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