JP7236345B2

JP7236345B2 - ガスメータ

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Publication number: JP7236345B2
Application number: JP2019137234A
Authority: JP
Inventors: 光臣高鍬; 亮各務; 昭治浅田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd; Aichi Tokei Denki Co Ltd
Priority date: 2019-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2039-07-25
Also published as: JP2021021601A

Description

本開示は、ガス管に接続されてガスの流量を計測するガスメータに関する。

ガス管が地中に埋設される場合、その近傍に水道管も埋設されることが多い。そして、地震や地盤沈下によって水道管とガス管とに僅かな亀裂が発生し、水道管から地中に染み出た水がガス管に染み込み、それが水滴になってガスメータ内に流れ込むことが想定される。その想定の下、開発された従来のガスメータとして、ガス管から流れ込む水を、ガスの流量計測が可能な範囲で貯留する貯留部を有するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第６４４３９０２号公報（段落［０００３］，［００３４］，図４，７～９）。

しかしながら、上記した従来のガスメータでは、貯留部の水が氷になって膨張した場合に備えた壁部の補強により、重量が増加したことが問題になっていた。このため、従来より軽量でかつ水の凍結による膨張にも耐え得るガスメータの開発が求められている。

上記課題を解決するためになされた請求項１の発明は、ガス管から流れ込む水を、ガスの流量計測が可能な範囲で貯留する貯留部を有するガスメータであって、前記貯留部内に配置されて気体を内包した状態で水没し、前記貯留部内の水が氷になった場合の膨張によって圧縮される圧縮部材を備えるガスメータである。

請求項２の発明は、前記圧縮部材の体積分を除いて前記貯留部に収容可能な最大量の水が凍結したときの体積増加量より、前記圧縮部材の圧縮による最大の体積減少量の方が大きい請求項１に記載のガスメータである。

請求項３の発明は、前記圧縮部材は、前記貯留部内に移動可能に収容されている請求項１又は２に記載のガスメータである。

請求項４の発明は、前記圧縮部材は、発泡樹脂である請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のガスメータである。

請求項５の発明は、前記貯留部及びガスの通路を含むガスメータの内部を開放する第１開口と、前記第１開口を閉塞する蓋体と、前記第１開口の開口縁と前記蓋体との間に挟まれるパッキンとが備えられ、前記圧縮部材は、前記パッキンに一体形成されている請求項１又は２に記載のガスメータである。

請求項６の発明は、前記パッキンには、前記貯留部内に突出しかつ下面に開口を有するフード部が前記圧縮部材として設けられている請求項５に記載のガスメータである。

請求項７の発明は、前記パッキンには、前記貯留部内に膨出した袋部が前記圧縮部材として設けられている請求項５に記載のガスメータである。

請求項８の発明は、前記袋部には、発泡樹脂が収容されている請求項７に記載のガスメータである。

請求項９の発明は、前記貯留部は、区画壁により水平方向で第１分割領域と第２分割領域とに区画され、前記第１分割領域は、上方から水を受け入れ、前記第２分割領域は、前記第１分割領域より容量が大きく、上面を閉塞されると共に前記区画壁に形成された連通孔を介して前記第１分割領域から水を受け入れ、前記圧縮部材は、前記第２分割領域に収容されている請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載のガスメータであるである。

請求項１のガスメータでは、貯留部内の水が氷になって膨張しても、貯留部内の圧縮部材が圧縮されて、貯留部を包囲する壁部に対する負荷が抑えられる。これにより、本開示のガスメータでは、従来のガスメータより貯留部を包囲する壁部を薄くすることができ、軽量でかつ水の凍結による膨張にも耐えることができる。

請求項２のガスメータでは、圧縮部材の体積分を除いて貯留部に収容可能な最大量の水が凍結したときの体積増加量より、圧縮部材の圧縮による最大の体積減少量の方が大きいので、貯留部を包囲する壁部に対する負荷を確実に抑えることができる。

請求項３のガスメータでは、圧縮部材を貯留部内の任意の位置に収容するだけでよいので、組み付けを容易に行うことができる。

請求項４のガスメータでは、圧縮部材が発泡樹脂であるので安価に製造することができる。

請求項５のガスメータでは、第１開口の開口縁と蓋体との間に挟まれるパッキンに圧縮部材が一体形成されているので、部品点数の削減が図られると共に組み立ての手間を削減され、製造コストを抑えることができる。具体的な構造としては、請求項６の構成のように、貯留部内に突出しかつ下面に開口を有するフード部を圧縮部材としてパッキンに一体に設けてもよいし（請求項６の発明）、貯留部内に膨出した袋部を圧縮部材としてパッキンに一体に設けてもよいし（請求項７の発明）。また、袋部に発泡樹脂を収容してもよい（請求項８の発明）。

請求項９のガスメータでは、貯留部が、区画壁によって水平方向で第１と第２の分割領域に区画され、それらのうち下流側で氷が閉じこめられ易くかつ容量が大きい第２分割領域に圧縮部材が収容されているので、水が凍ったときの膨張を圧縮部材によって効率良く吸収することができる。

第１実施形態のガスメータの斜視図（Ａ）内部に水が貯まったハウジング本体の後面図、（Ｂ）貯まった水が凍結した状態のハウジング本体の後面図第２実施形態のガスメータの分解斜視図ガスメータの側断面図第３実施形態のガスメータの分解斜視図ガスメータの側断面図

［第１実施形態］
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態のガスメータ１０Ａについて説明する。本実施形態のガスメータ１０Ａは、超音波を利用してガスの流量を計測する、所謂、超音波流量計である。このガスメータ１０Ａのハウジング１１は、横方向Ｈ１に長く、前後方向Ｈ２に扁平の略直方体状をなしている。また、ハウジング１１は、前後方向Ｈ２で、ハウジング本体１２と、前面蓋１３と、後面蓋１４とに分割されている。

ハウジング本体１２は、外枠壁１５と、外枠壁１５内の前寄り位置に配置されて外枠壁１５内を前後に区画する前後区画壁１６とを備える。そして、ハウジング本体１２のうち外枠壁１５の前側の開口でもある前面開口３１が前面蓋１３にて閉塞される一方、ハウジング本体１２のうち外枠壁１５の後側の開口でもある後面開口３２が後面蓋１４にて閉塞される。

前面蓋１３及び後面蓋１４は、図示しない螺子によってハウジング本体１２に固定される。また、後面蓋１４は、略平板状をなす一方、前面蓋１３は、前後方向Ｈ２に扁平な容器状をなして、内部に電気回路を収容している。さらに、前面蓋１３の前面には図示しない表示窓が形成され、電気回路に含まれるディスプレイが表示窓を介して前方に臨んでいる。なお、本実施形態では、外枠壁１５の後面開口３２が、特許請求の範囲の「第１開口」に相当し、後面蓋１４が特許請求の範囲の「蓋体」に相当する。

外枠壁１５の上壁１５Ａの横方向Ｈ１における両端部からは、ガス管９０に接続される１対の筒状の配管接続部１７Ａ，１７Ｂが突出して、外枠壁１５内における前後区画壁１６より後側のハウジング内空間１８に連通している。そして、それら１対の配管接続部１７Ａ，１７Ｂにガス管９０が接続され、図１において右側に示された一方の配管接続部１７Ａからハウジング内空間１８にガスが流れこみ、他方の配管接続部１７Ｂからガスが排出される。

ハウジング内空間１８には、一方の配管接続部１７Ａ寄り位置に、第１横仕切壁１９が設けられている。第１横仕切壁１９は、外枠壁１５の上壁１５Ａと枠下壁１５Ｂとの間を連絡する板状をなして、ハウジング内空間１８全体を横方向Ｈ１で２分割している。

ハウジング内空間１８のうち第１横仕切壁１９より他方の配管接続部１７Ｂ側の下端寄り位置には、上下仕切壁２１が設けられている。上下仕切壁２１は、水平な板状をなして、第１横仕切壁１９と外枠壁１５の側壁１５Ｄの下端寄り位置の間を連絡し、ハウジング内空間１８のうち第１横仕切壁１９より他方の配管接続部１７Ｂ側を上下方向で２分割している。

ハウジング内空間１８のうち上下仕切壁２１より上側には、他方の配管接続部１７Ｂ寄り位置に、第２横仕切壁２０が設けられている。第２横仕切壁２０は、上下仕切壁２１と外枠壁１５の上壁１５Ａの間を連絡する板状をなしている。

また、第１と第２の横仕切壁１９，２０には、互いに対向するように切欠部１９Ａ，２０Ａが形成されている。それら切欠部１９Ａ，２０Ａは、略四角形をなして、第１及び第２の横仕切壁１９，２０の後端側が開口している。また、それら切欠部１９Ａ，２０Ａには、角筒状の計測筒２５の両端寄り位置が嵌合されている。さらに、それら嵌合部分は、図示しないシール部材によってシールされている。そして、一方の配管接続部１７Ａからハウジング内空間１８に流れ込んだガスの全てが計測筒２５内を通過して他方の配管接続部１７Ｂへと向かうように、ハウジング本体１２の後面開口３２の開口縁と、後面蓋１４との間に図示しないパッキンが挟まれている。

また、ハウジング本体１２の後面のうち後面蓋１４によってパッキンが押し付けられるシール面１２Ｓは、外枠壁１５の後端面の全体と、上下仕切壁２１の後端面の全体と、切欠部２０Ａを除く第２横仕切壁２０の後端面の全体と、第１横仕切壁１９のうち上下仕切壁２１より上側部分で切欠部１９Ａを除いた後端面の全体とを含んでなる。また、第１横仕切壁１９のうち上下仕切壁２１より下側の後端面には、シール面１２Ｓが僅かに延長されていて、そのシール面１２Ｓより下側は、シール面１２Ｓより僅かに前方に位置している。そして、後面蓋１４によって後面開口３２が閉塞された状態で、第１横仕切壁１９と後面蓋１４との間に縦に延びたスリット状の連通孔４３が形成される。

計測筒２５には、図示しない１対の超音波センサが取り付けられている。そして、公知な超音波流量計と同様の原理によって計測筒２５内を通過するガスの流量を計測する。具体的には、１対の超音波センサは、計測筒２５の軸方向に沿って並べられ、超音波を相互に送受波する。そして、一方から他方の超音波流量計への超音波の伝播時間と、他方から一方の超音波センサへの超音波の伝播時間との差分に基づいて特定されるガスの流速と、計測筒２５のガスの通過部分の断面積とからガスの流量が演算される。なお、１対の超音波流量計の配線は、前後区画壁１６のうち第１横仕切壁１９と第２横仕切壁２０とに挟まれた部分を貫通する貫通孔１６Ａを通して前後区画壁１６より前側に導出されて、前述の電気回路に接続される。

ガスメータ１０Ａには、ガスの流量計測が可能な範囲で水を貯留する貯留部４０が設けられている。具体的には、貯留部４０は、ハウジング１１のうち第１横仕切壁１９より一方の配管接続部１７Ａ側で計測筒２５より下側部分である第１分割領域４１と、ハウジング１１のうち上下仕切壁２１より下側部分である第２分割領域４２とからなり、それら第１と第２の分割領域４１，４２が前述した連通孔４３によって連絡されている。

第２分割領域４２には、圧縮部材４４が収容されている。その圧縮部材４４は、第２分割領域４２内の空間を、上下方向に略半分にした大きさの扁平の直方体状をなして、第２分割領域４２内で上下に移動可能に収容されている。また、圧縮部材４４は、気体を内包して、圧縮変形可能になっている。具体的には、圧縮部材４４は、例えば、独立気泡構造の発泡ウレタンで構成されている。また、本実施形態の圧縮部材４４の圧縮による最大の体積減少量は、圧縮部材４４の体積分を除いて貯留部４０に収容可能な最大量の水が凍結したときの体積増加量より大きくなっている。

なお、圧縮部材４４の前記体積減少量は、前記水の凍結による体積増加量より小さくてもよい。また、圧縮部材４４は、発泡ウレタンに限定されるものではなく、例えば、空気を内包した状態にブロー成形された袋体であってもよい。

本実施形態のガスメータ１０Ａの構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態のガスメータ１０Ａの作用効果について説明する。

ガス管９０に亀裂が発生して水がガス管９０に水が染みこむような異常が生じた場合、そのガス管９０に染み込んだ水は、例えば水滴になってガスと共に一方の配管接続部１７Ａからガスメータ１０Ａに少量ずつ流れ込む。

すると、図２（Ａ）に示すように、ガスメータ１０Ａに流れ込んだ水滴は、配管接続部１７Ａの下方のハウジング本体１２の内側面を伝わり、計測筒２５内には入らずに、その下方の貯留部４０に向かう。また、貯留部４０に貯まった水は、貯留部４０のうち配管接続部１７Ａの真下の第１分割領域４１から連通孔４３を介して第１分割領域４１の横の第２分割領域４２内に浸入する。その第２分割領域４２内では、当初は、圧縮部材４４を包囲するように水が隙間に入り込み、やがて、圧縮部材４４が水に浮いた状態になる。

そして、第２分割領域４２が満杯になると、第１分割領域４１の水面が上下仕切壁２１より上昇し、やがて計測筒２５内に到達する。それまでの間は、図２（Ａ）の白抜きの矢印に示すように、計測筒２５内をガスが正常に流れ、ガスの流量計測を正常に行うことができる。これにより、ガス管９０の亀裂の修理に時間を要する場合に、ガスの使用量を計測できない期間を無くすか、減らすことができる。

ところで、ガスメータ１０Ａが、氷点下の環境にある場合には、貯留部４０内の水が凍結して膨張する。これに対し、本実施形態のガスメータ１０Ａには、貯留部４０に圧縮部材４４が収容されている。そして、図２（Ｂ）に示すように、貯留部４０内の水が氷になった場合の膨張によって圧縮部材４４が圧縮される。具体的には、例えば、圧縮部材４４の上下方向の厚さが図２（Ａ）に示されたＬ１から、図２（Ｂ）に示されたＬ２になるように圧縮部材４４が圧縮される。これにより、貯留部４０を包囲する壁部に対する負荷が抑えられる。

また、本実施形態の圧縮部材４４の圧縮による最大の体積減少量が、貯留部４０内の水が凍結したときの体積増加量より大きくなっているので、貯留部４０を包囲する壁部に対する負荷を確実に抑えることができる。

さらに、貯留部４０が、第１横仕切壁１９によって第１と第２の分割領域４１，４２に区画され、それらのうち下流側で氷が閉じこめられ易くかつ容量が大きい第２分割領域４２に圧縮部材４４が収容されているので、水が凍ったときの膨張を圧縮部材４４によって効率良く吸収することができる。

これらにより、本実施形態のガスメータ１０Ａでは、従来のガスメータより貯留部４０を包囲する壁部を薄くすることができ、軽量でかつ水の凍結による膨張にも耐えることができる。また、圧縮部材４４は、単に貯留部４０内に収容されているだけなので、組み付けが容易である。しかも、圧縮部材４４は発泡樹脂であるので安価に製造することができ、耐久性にも優れる。

［第２実施形態］
図３及び図４を参照して本実施形態のガスメータ１０Ｂについて説明する。本実施形態のガスメータ１０Ｂでは、圧縮部材が袋部２３Ａ，２３Ｂとしてパッキン２２に一体形成されている点で第１実施形態と大きく相違する。以下、本実施形態のガスメータ１０Ｂのうち第１実施形態のガスメータ１０Ａと相違する点に関してのみ説明する。

本実施形態のガスメータ１０Ｂの配管接続部１７Ｃ，１７Ｄは、外枠壁１５の上壁１５Ａを上下に貫通する貫通孔１７Ｅと、上壁１５Ａの上面から突出し、貫通孔１７Ｅと同心の環状突条１７Ｆと、上壁１５Ａの上面のうち環状突条１７Ｆの内側に敷設されたパッキン１７Ｇとを備えてなる。また、上下仕切壁２１は、第２横仕切壁２０に接続された部分に、第２横仕切壁２０と面一の段差面２１Ｄを有する段付き構造をなしている。さらに、図４に示すように、前後区画壁１６は、上下仕切壁２１より下側部分が下方に向かうに従って前方（前面開口３１側）に向かうように傾斜している。

図３に示されたハウジング本体１２と後面蓋１４との間に挟まれるパッキン２２は、例えばゴム製であって、後面蓋１４に対応した四角形のゴムシートから、ハウジング本体１２の前述したシール面１２Ｓに当接する部分、及び、第２分割領域４２及び連通孔４３に対向する部分を残して、その他を除去した構造になっている。そして、前述した袋部２３Ａ，２３Ｂが、パッキン２２のうち第２分割領域４２に対向する部分から第２分割領域４２内に向かって膨出している。

詳細には、一方の袋部２３Ａは、段付き形状の上下仕切壁２１のうち上段部分の下方に配置される一方、他方の袋部２３Ｂは、上下仕切壁２１の下段部分の下方に配置されている。また、袋部２３Ａ，２３Ｂは、共に横長の直方体状をなし、後面蓋１４側に開口を有している。さらに、後面蓋１４のうち連通孔４３に対向する部分は、シール面１２Ｓに対向する部分と面一の平坦面になっていて、そこにパッキン２２における袋部２３Ａの開口縁が密着するようになっている。また、袋部２３Ａ，２３Ｂには、発砲樹脂ブロック２４Ａ，２４Ｂが収容されている。それら発砲樹脂ブロック２４Ａ，２４Ｂは、独立気泡構造の発砲樹脂で形成されている。

本実施形態のガスメータ１０Ｂによって、第１実施形態のガスメータ１０Ａと同様の作用効果を奏する。なお、本実施形態のパッキン２２は、第２分割領域４２と対向する部分は残され、第１分割領域４１に対向する部分は除去されていたが、第１分割領域４１と対向する部分を残してもよいし、除去部分がなく、パッキン２２が後面開口３２の全体を覆っていてもよい。

［第３実施形態］
図５及び図６を参照して本実施形態のガスメータ１０Ｃについて説明する。本実施形態のガスメータ１０Ｃは、前述の袋部２３Ａ，２３Ｂに代わりに、圧縮部材としてパッキン２２に、フード部２５Ａ，２５Ｂが一体形成されている点で第２実施形態と大きく相違する。以下、本実施形態のガスメータ１０Ｂのうち第１及び第２の実施形態のガスメータ１０Ａ，１０Ｂと相違する点に関してのみ説明する。

図５に示すように、本実施形態のガスメータ１０Ｃのパッキン２２には、第２分割領域４２との対向面に、フード部２５Ａ，２５Ｂが一体形成されている。図６に示すように、フード部２５Ａ，２５Ｂは、横方向Ｈ１から見た断面が三角形のフード構造をなし、下面のみが開口している。そして、第２分割領域４２に貯まった水によってフード部２５Ａ，２５Ｂの下面開口２５Ｃが閉塞されて、フード部２５Ａ，２５Ｂ内に空気が内包される。また、水が凍結したときの膨張によってフード部２５Ａ，２５Ｂが圧縮され、これにより貯留部４０を包囲する壁部に対する負荷が抑えられる。

［他の実施形態］

（１）前記各実施形態のガスメータ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、すべて超音波流量計であったが、例えば、膜式ガスメータ等のように、超音波流量計とは違う原理でガスの流量を計測するガスメータに、上記した圧縮部材４４や袋部２３Ａ，２３Ｂやフード部２５Ａ，２５Ｂを備えてもよい。

（２）圧縮部材４４や袋部２３Ａ，２３Ｂやフード部２５Ａ，２５Ｂは、上記した形状に限定されるものではない。また、袋部２３Ａ，２３Ｂ内に発砲樹脂ブロック２４Ａ，２４Ｂを備えなくてもよい。

（３）前記第１実施形態の圧縮部材４４は、第２分割領域４２内に１つだけ収容されていたが、第２分割領域４２内に複数の圧縮部材４４が収容されていてもよい。

（４）また、前記第１実施形態の圧縮部材４４は、第２分割領域４２内に移動可能に収容されていたが、第２分割領域４２の内面に圧縮部材４４が固定されていてもよい。

（５）また、前記各実施形態のガスメータ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃでは、一方の配管接続部１７Ａから流れ込んだ水のみが貯留される構造になっていたが、両方の配管接続部１７Ａ，１７Ｂから流れ込んだ水が貯留される構造にしてもよい。具体的には、例えば、貯留部４０を略左右対称に形成して、それらの中心部に区画壁を設け、両方の配管接続部１７Ａ，１７Ｂから流れ込む水を貯留することができる構成としてもよい。

（６）第３実施形態のガスメータ１０Ｃにおいて、パッキン２２からフード部２５Ａ，２５Ｂを排除しかつ、後面蓋１４のうち第２分割領域４２に対向する部分に貫通孔を設けるか凹部を設けて、パッキン２２が部分的に外側に膨出変形する構造にしてもよい。また、第１分割領域４１に関しても同様の構造にしてもよい。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃガスメータ
２２パッキン
２３Ａ，２３Ｂ袋部
２４Ａ，２４Ｂ発砲樹脂ブロック
２５Ａ，２５Ｂフード部
２５Ｃ下面開口
４０貯留部
４１第１分割領域
４２第２分割領域
４３連通孔
４４圧縮部材
９０ガス管

Claims

ガス管から流れ込む水を、ガスの流量計測が可能な範囲で貯留する貯留部を有するガスメータであって、
前記貯留部内に配置されて気体を内包した状態で水没し、前記貯留部内の水が氷になった場合の膨張によって圧縮される圧縮部材を備えるガスメータ。
前記圧縮部材の体積分を除いて前記貯留部に収容可能な最大量の水が凍結したときの体積増加量より、前記圧縮部材の圧縮による最大の体積減少量の方が大きい請求項１に記載のガスメータ。
前記圧縮部材は、前記貯留部内に移動可能に収容されている請求項１又は２に記載のガスメータ。
前記圧縮部材は、発泡樹脂である請求項１乃至３の何れか１の請求項に記載のガスメータ。
前記貯留部及びガスの通路を含むガスメータの内部を開放する第１開口と、
前記第１開口を閉塞する蓋体と、
前記第１開口の開口縁と前記蓋体との間に挟まれるパッキンとが備えられ、
前記圧縮部材は、前記パッキンに一体形成されている請求項１又は２に記載のガスメータ。
前記パッキンには、前記貯留部内に突出しかつ下面に開口を有するフード部が前記圧縮部材として設けられている請求項５に記載のガスメータ。
前記パッキンには、前記貯留部内に膨出した袋部が前記圧縮部材として設けられている請求項５に記載のガスメータ。
前記袋部には、発泡樹脂が収容されている請求項７に記載のガスメータ。
前記貯留部は、区画壁により水平方向で第１分割領域と第２分割領域とに区画され、
前記第１分割領域は、上方から水を受け入れ、
前記第２分割領域は、前記第１分割領域より容量が大きく、上面を閉塞されると共に前記区画壁に形成された連通孔を介して前記第１分割領域から水を受け入れ、
前記圧縮部材は、前記第２分割領域に収容されている請求項１乃至８の何れか１の請求項に記載のガスメータである。