JPH0583130B2

JPH0583130B2 -

Info

Publication number: JPH0583130B2
Application number: JP17222887A
Authority: JP
Inventors: Teruhisa Kojima; Masayuki Komaki; Hiroshi Morita; Takatoshi Murakami; Yasuo Sato; Yasuo Koketsu; Kazuo Tsuge; Keiichi Myamoto; Hiroyuki Amemori
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Toho Gas Co Ltd
Priority date: 1987-07-10
Filing date: 1987-07-10
Publication date: 1993-11-24
Also published as: JPS6415615A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は流量計に係り、特に主流路と分流路と
を選択的に切換えて微小流量域から大流量域まで
広範囲な流量計測を行なうとともに、低流量から
大流量に移行する近辺で、突発的に発生する下流
側の急激な圧力降下にも対応しうるよう構成した
流量計に関する。

従来の技術例えば都市ガス等の被測流体を家庭等に給送す
る配管途中（具体的には各家庭に１台）には、被
測流体（一般には被測流体としては都市ガスであ
るので以下ガスという）を微小流量域から大流量
域まで広範囲に計測することのできる流量計が配
設されている。この種の従来の流量計としては、
例えば第７図に示す実開昭61−15520号がある。

第７図中、流量計１は流量計本体２の主流路３
内にタービンロータ４を回転自在に設けるととも
に、タービンロータ４の上流側に切換弁５を設け
てなる。又流量計１には一端が弁座６の上流側に
開口し、他端がタービンロータ４の外周に対向す
るように開口する分流路７が設けられている。な
お、分流路７は流路断面積が主流路３よりも小さ
い細管状の流路とされ、その先端はノズル７ａと
なつて主流路３の内壁に開口し、ノズル７ａより
のガスは前記タービンロータ４のブレード４ｂに
直接高流速で噴出されて微小流量であるにもかか
わらず前記タービンロータ４を高速で回転させ
る。

又、切換弁５の弁体５ａは弁座６に上流側のガ
ス圧力を受けて上流側より着座するように設けら
れている。即ち、切換弁５の弁体５ａは低流量時
において、コイルバネ８の押圧力と上流側のガス
圧力との合力に押圧され弁座６に着座する。又、
流量が所定以上になつたときは、切換弁５の電磁
ソレノイド５ｂが励磁され、弁体５ａはその電磁
力に吸収されて弁座６より離座する。

なお、タービンロータ４は流量に応じた回転数
で回転しており、その回転数は回転検出器９によ
り検出される。又、流量計１では回転検出器９か
ら出力されたパルス間隔を検知することにより流
量を判断している。

例えば、上記流量計１において、家庭でのガス
使用量が少ないときは切換弁５は閉弁しており、
タービンロータ４は分流路７、ノズル７ａからの
ガスにより回転している。そして、更に家庭で使
用するガス使用量が増大すると前記回転検出器９
はそれを判断して切換弁５を開弁させ、ガスは主
流路３を介して前記タービンロータ４を回転させ
ることになる。このように流量がある一定値を越
えるとタービンロータ４を回転させるガスの流路
が切り換わるが、次にその作動を説明する（但
し、以下の説明に出てくる数値は、本願出願人が
上記流量計１に近似のモデルを試作して、実験を
試みたときの数値である）。

前記回転検出器９内には切換パルス間隔Ｔ（以
下、パルス間隔Ｔという）として、例えば200ｍ
secが記憶されており、このときの流量は「Q₁」
である。（但し、パルス間隔Ｔは設定値であるた
め、どのような値にも変更可能である。）そして、
前記タービンロータ４を回転させるガスの流量が
徐々に増大してパルス間隔Ｔに達すると、前記切
換弁５が開弁されるようになつている。従つて、
流量が零から「Q₁」まではガスは流路７を介し
て、タービンロータ４に供給されているが、流量
が「Q₁」を越えると、回転検出器９はパルス間
隔Ｔが設定値（200ｍsec）以下となるので切換弁
５を開弁させて、ガスは主流路３を流れることに
なる。

つまり、流量計１においては、下流側でのガス
使用量が所定量「Q₁」以上のとき（タービンロ
ータ４の回転が速くパルス間隔Ｔが所定以下のと
き）切換弁５が開弁し、ガスは主流路３を介して
下流側に給送される。又、ガス使用量が所定量
「Q₁」以下のときには切換弁５は開弁せず、ガス
は分流路７を通つてタービンロータ４に吹き付け
られる。（但し、ガスの流量が増大して切換弁５
が開弁した後、ガスの流量が減少して再び切換弁
５が閉弁するときのガスの流量「Q₂」は開弁す
るときの流量「Q₁」と異なつて小さい値に設定
されている。即ち、流量計１にはヒステリシスを
持たせてある。）このように、流量計１は流量に応じて主流路３
と分流路７とを使い分けることにより、低流量域
から大流量域まで広範囲な流量計測が行なえるよ
うになつている。

発明が解決しようとする問題点例えば上記の流量計１が設置された家庭におい
て、湯沸器の口火のみが点火してガスを消費して
いるときはガス使用量が少なく、この場合流量計
１の切換弁５は閉弁しており、ガスは分流路７を
介して供給される。ところが、次にさらに風呂釜
を点火して風呂を沸したとする。このように、複
数のガス器具を同時に使用するとガス使用量は低
流量から一気に大流量へ急増することになる。

しかるに、上記流量計１では、上記の如く家庭
でのガス使用量が増加した場合、流量が分流路７
の限界量（上記の試作モデルの例で述べるとパル
ス間隔200ｍsec以下）に達してから切換弁５に開
弁信号を供給するようになつているので、上記の
ように湯沸器の口火が点火中に風呂釜を点火する
と、ガスの供給が追いつかなくなつてしまうとい
つた問題点がある。これを線図で詳述すると、第
８図（但し、第８図も上記試作モデルによる実験
データであり、本図中線図は回転検出器９で判
別しているパルスを示す、線図は下流側の圧力
を示す、線図は切換弁５の開弁信号を示す）の
ようになる。即ち、湯沸器の口火のみが点火して
いる状態（線図−ａ部分）では第６図におい
て、ガスは流路７よりノズル７ａを介してタービ
ンロータ４を回転させており、この状態が第７図
において−ａの線図である。そして、この状態
のとき風呂釜を点火して風呂を沸かしたとする
と、この位置は第８図に「ｘ」で示される位置で
あり、第６図においては、流路７から下流へ至る
ガス流量が急激に増加し、タービンロータ４は急
激に回転される。ところが切換弁５は閉弁状態で
あるので、ガスの供給がなされず、切換弁５の下
流側のガスが風呂の点火により一気に大量に失な
われる。これは第８図において、Ａで示される如
く切換弁５が閉弁状態のとき下流側でのガス使用
量の急増は、下流側の圧力を大気圧以下まで大幅
に低下させることになる。そして、タービンロー
タ４は、パルス間隔Ｔが設定値まで短かくなつた
のを検知して（線図の−ｂ部分）切換弁５に開
弁信号を出力する。これにより切換弁５は開弁し
て、ガスは主流路３内より、タービンロータ４に
至り、（線図の−ｃ部分）下流側のガス圧力は
線図−ｄで示す如く平常に復帰する。

ところで第８図においてＡの部分となつた状態
を見ると、配管内圧力が大気圧以下に下がる結
果、湯沸器の口火が消えてしまうといつた家庭に
とつては重大な問題が発生することがある。上記
流量計１ではタービンロータ４の回転数を回転検
出器９で検出し限界パルス間隔Ｔ以下か否かを判
定して切換弁開弁指令信号を発し、この信号を切
換弁５のアクチユエータがうけて弁体５ａを開弁
方向に動作させる。このため、流量計１では上記
各々の動作のために所定の時間を要し、弁開まで
にかかる時間が長く、圧力低下が生じてから弁開
するまでの所定時間の遅れが発生することになる
ばかりでなく、下流側が正常の圧力に戻つたとし
ても一度消えた口火は点火せずにガスのみ噴出す
るので、大変危険な状態となる。

さらに上記流量計においては、流量急増時流量
計１の下流側の圧力が大幅に低下するため、弁体
５ａの上流側と下流側にはより大きな差圧が発生
し、この差圧は弁体５ａを閉弁するように作用す
る。従つて、流量計１ではこの差圧による力が弁
体５ａの重量、バネ８の押圧力に加えて作用する
ので、より大きな力で開弁駆動しなければならな
い。そのため、流量計１ではさらに弁開動作が遅
れ、大きな弁開駆動力を要することになるといつ
た問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決した流量計
を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用本発明は、流量計本体内に設けられ被測流体が
流れる主流路と、主流路内に回転自在に設けられ
被測流体の流量に応じて回転する回転体と、回転
体の回転を検出する回転検出部と、回転体の上流
側の主流路内に設けられた弁座と、低流量時弁座
の下流側より着座するように設けられ、下流側の
圧力降下に伴う上流側と下流側との圧力差により
弁座より離座する弁体と、一端が弁座の上流側の
主流路に開口し、他端が回転体を回転させるよう
に回転体の外周に対向するように開口して被測流
体を回転体に供給する分流路と、弁体より下流側
に設置され、弁体を離座させるような圧力低下を
検出する検出手段と、検出手段からの信号により
弁体を開弁位置に駆動する弁駆動部とからなり、
下流側の圧力が急速に低下しても、弁体の上，下
流の差圧により弁体が自動的に開弁して下流側の
圧力を一定圧力以下にしないようにしたものであ
る。

実施例第１図に本発明になる流量計の第１実施例を示
す。第１図中、流量計１１は例えば都市ガス等の
ガスを給送する配管（図示せず）途中に配設され
ている。流量計１１の流量計本体１２の内部には
主流路１３が形成されている。

又、主流路１３は流入路１３ａ、分流室１３
ｂ、計測室１３ｃ、流出路１３ｄとよりなる。流
入路１３ａと分流室１３ｂとの間には第１の弁座
１４が設けられており、分流室１３ｂと計測室１
３ｃとの間には第２の弁座１５が設けられてい
る。

１６は遮断弁で、弁座１４に上流側より着座す
る弁体１６ａと、弁体１６ａを着座方向に附勢す
るコイルバネ１６ｂと、開弁信号の供給により弁
体１６ａを離座方向に駆動する電磁ソレノイド１
６ｃとを有する。

１７は切換弁で、弁座１５に下流側より着座す
る弁体１７ａと、弁体１７ａを着座方向に附勢す
るコイルバネ１７ｂと、開弁信号の供給により弁
体１７ａを離座方向に駆動する電磁ソレノイド１
７ｃとを有する。なお、弁体１７ａは電磁ソレノ
イド１７ｃ内に嵌入するロツド１７a₁の下端に円
板状の弁板１７a₂をネジ止め等により固着してな
る。又、弁板１７a₂の下側段部にはリング状のゴ
ム製パツキン１７a₃が取付けられている。

なお、上記遮断弁１６及び切換弁１７の電磁ソ
レノイド１６ｃ，１７ｃは弁座１４，１５の上方
の開口１３ｅ，１３ｆを閉塞する平板上の取付ベ
ース１８上に載置固定されている。又、開口１３
ｅ，１３ｆと取付ベース１８との間はＯリング１
９，２０によりシールされている。

尚、ここで、電磁ソレノイド１６ｃ，１７ｃを
詳述すると、これらの電磁ソレノイド１６ｃ，１
７ｃは自己保持機能を有したものであり、ソレノ
イドを励磁して鉄心を吸着すると、その後は、ソ
レノイドの電流を開放してもそのまま鉄心を吸着
しつづける形式のものである。実施例に対応させ
て説明すると、電磁ソレノイド１６ｃ，１７ｃを
励磁させると、ロツド１６a₁，１７a₁が図中上方
へ引き上げられる。そして、電磁ソレノイド１６
ｃ，１７ｃ内に設けられた永久磁石（図示せず）
に前記ロツド１６a₁，１７a₁は、吸着される。こ
の状態で、前記電磁ソレノイド１６ｃ，１７ｃを
消磁しても、ロツド１６a₁，１７a₁はその位置、
即ち、上方に変位した位置を保持することにな
る。又、上方に保持されたロツド１６a₁，１７a₁
を下降させるには前記と反対方向の電流を加えれ
ば（永久磁石の磁界を打ち消すように）電磁ソレ
ノイド１６ｃ，１７ｃよりロツド１６a₁，１７a₁
が解放され、下降する。このあと電磁ソレノイド
１６ｃ，１７ｃを消磁してもコイルバネ１６ｂ，
１７ｂにより弁体１６ａ，１７ａは弁座１４，１
５に附勢され開弁する。このように、本型式の電
磁ソレノイド１６ｃ，１７ｃを用いたのは作動当
初のみ、電流を供給すればその後、電流を供給せ
ずとも、その状態が保持できるので、省電力とな
るからである。

通常の流量計測時においては、電磁ソレノイド
１６ｃは当初励磁されるのでロツド１６a₁が上動
して、上方に保持される結果、遮断弁１６の弁体
１６ａは離座している。従つて、遮断弁１６は緊
急時のみ電磁ソレノイド１６ｃの磁界が打ち消さ
れるように瞬時のみ電流を供給すれば弁体１６ａ
はコイルバネ１６ｂにより閉弁するようになつて
いる。

２１は検出手段としての流量計測部（この検出
手段は前記弁体１７ａが離座するような下流側の
圧力低下を検知するもので詳細は後述する）で、
上記切換弁１７の下流側の取付部１３ｇに取付固
定されている。

流量計測部２１は筒状の本体２１ａ内に流路２
１ｂを有し、流路２１ｂ内には上流側コーン２１
ｃと、下流側コーン２１ｄとが支柱２１ｅにより
支持されている。

２２はタービンロータ（回転体）で、ハブ外周
に複数の羽根２２ａを有し、上流側コーン２１ｃ
と下流側コーン２１ｄと間に設けられている。
又、タービンロータ２２は流路２１ｂ内を流れる
流量に応じて回転するように軸受２３ａ，２３ｂ
により回転自在に支承されている。又、タービン
ロータ２２のハブにはマグネツト２４が埋設され
ている。

２５は磁気センサ等よりなる回転検出用ピツク
アツプで、タービンロータ２２のマグネツト２４
に対向するように下流側コーン２１ｃに埋設され
ている。このピツクアツプ２５はタービンロータ
２２の回転を検出し、回転に応じたパルスを制御
回路３２に出力する。

なお、制御回路３２は電磁ソレノイド１６ｃ，
１７ｃと接続され、ピツクアツプ２５からのパル
スを検知して流量を積算するとともにパルス間隔
に応じて切換弁１７を開弁又は閉弁させる。

流量計測部２１の本体２１ａの外周にはＯリン
グ２６，２７が設けられており、取付部１３ｇの
内壁と本体２１ａとの間はこのＯリング２６，２
７によりシールされている。又、取付部１３ｇの
内壁には第１の段部１３g₁と第２の段部１３g₂と
を有する。そのため、本体２１ａは第１の段部１
３g₁に当接するとともに、第２の段部１３g₂との
間にノズル室２８を形成する。

２９は小径なノズル孔で、一端が流路２１ｂに
開口し、他端が上記ノズル室２８に開口するよう
に本体２１ａに穿設されている。又、ノズル孔２
９の一端はタービンロータ２２の羽根２２ａの外
周に対向するように開口している。

３０は分流路で、一端が分流室１３ｂに開口す
るとともに他端が上記ノズル室２８に開口するよ
うに設けられている。従つて、この分流路３０を
通過するガスはノズル室２８に至り、ノズル孔２
９を介してタービンロータ２２の羽根２２ａに噴
射される。このようにすることにより、下流側で
の使用流量が微小でもノズル孔２９により、ター
ビンロータ２２に直接、ガスが噴出される結果、
タービンロータ２２は高速で回転する。

又、流量計測部２１は上方より取付部１３ｇに
嵌入するように取付けられ、取付部１３ｇを閉蓋
する蓋３１を取り外すことにより容易に取付けら
れる。

次に、上記構成になる流量計１１の動作につき
第２図乃至第４図を併せ参照しながら説明する。

第２図に示す如く、当初制御回路２６は遮断弁
１６を開弁状態とさせる。すると、前記した如
く、弁体１６ａは上方に開弁したまま、遮断弁１
６への電流を断つても、その状態に保持される。
この遮断弁１６が閉弁するのは、緊急時だけであ
り、この際にも前述したように、遮断弁１６に短
時間電流を供給すれば遮断弁１６は直ちに閉弁す
る。一般にはこの遮断弁１６は開状態に保持され
ているので説明は省く。

今、下流側でガス器具が使用され初められたと
する。例えば、家庭内のガス湯沸器の口火を点火
したとする。このときのガス使用量は微小なた
め、切換弁１７は閉弁状態になつており、ガスは
分流室１３ｂより分流路３０、ノズル室３８、ノ
ズル孔２９を介してタービンロータ２２の羽根２
２ａに噴射される。

第３図にタービンロータ２２の回転数とガスの
流量との関係を示す。第３図中線図に示す如
く、ガス湯沸器の口火を点火すると、流量は微小
であるが、ガスがノズル２９孔よりタービンロー
タ２２の羽根２２ａに勢いよく吹き付けられるた
め、タービンロータ２２は高速回転する。即ち、
ガス湯沸器の口火でのガス使用により、タービン
ロータ２２の回転数は第３図の線図で示す如
く、ａ点からｂ点に向けて上昇する。

このようなタービンロータ２２の回転はピツク
アツプ２５により検出されており、ピツクアツプ
２５はタービンロータ２２に埋設したマグネツト
２４の通過に伴つて、タービンロータ２２の回転
数に応じたパルス間隔を有するパルスを出力す
る。そして、制御回路３２はピツクアツプ２５か
らのパルスを積算してガスの流量を算出する。ま
た、制御回路３２はピツクアツプ２５から入力さ
れたパルスのパルス間隔を検知している。

ここで、例えば湯沸器を点火してお湯を使用す
ることにする。そのため、流量計１１より下流側
でのガス使用量が増加することになる。又、ガス
使用量の増加に伴つてタービンロータ２２がさら
に高速回転し、タービンロータ２２の回転数は第
３図中、ｂ点に達するようになる。

制御回路３２ではピツクアツプ２５から出力さ
れたパルスのパルス間隔を見ているので、ガス使
用量が分流路３０の限界量「Q₁」に達し、パル
ス間隔が「Ｔ」になると、電磁ソレノイド１７ｃ
に開弁信号を出力する。

その結果、電磁ソレノイド１７ｃは励磁されそ
の電磁力により弁体１７ａは上方に吸引され弁座
１５より離座する。なお、弁体１７ａはコイルバ
ネ１７ｂのバネ力に抗して上動するが、上流側圧
力に逆らわず、しかも後述するようにコイルバネ
１７ｂはバネ力が弁閉に必要な最小の力に設定さ
れているので、弁体１７ａは比較的小さな駆動力
で上動する。

切換弁１７の上記弁開動作により、ガスは弁座
１５の開口を通つて計測室１３ｃに至り、流量計
測部２１の流路２１ｂを通過して流出路１３ｄよ
り下流側のガス器具に給送される。

切換弁１７の弁開動作により、タービンロータ
２２の回転数は、第３図に示すように一時的に線
図のｂ点よりｃ点へ下がる。しかしながら、ガ
ス湯沸器の使用に伴うガス使用量の増加によつ
て、ガスの流量が増加し、タービンロータ２２の
回転数も第３図中ｃ点からｄ点へ向けて上昇す
る。

なお、第３図中、線図のａ点からｂ点までの
間はガスがノズル孔２９より勢いよくタービンロ
ータ２２に吹き付けられるため、タービンロータ
２２の回転数は第３図中、急勾配で上昇するが、
ｃ点からｄ点までの間はガスが流路面積の大なる
流路２１ｂ内を通過するため、この場合タービン
ロータ２２の回転数はａ，ｂ間よりも緩やかな勾
配で上昇することになる。

又、上記第３図中線図のｃ点からｄ点までの
間のタービンロータ２２の回転数は、前述の如く
ピツクアツプ２５により検出されており、制御回
路３２はピツクアツプ２５より出力されたパルス
により流量を演算するとともに積算する。

ここで、ガス湯沸器の使用を止め、口火だけを
点火させた状態に戻し、ガス使用量を低減させる
ことにする。ガス湯沸器でのガス使用量が減少す
ることにより、流量計測部２１の流路２１ｂ内を
通過するガス流量も減少する。従つて、タービン
ロータ２２の回転数も第３図中、線図のｄ点よ
りｃ点に向けて降下する。

なお、制御回路３２では弁体１７ａの開，閉動
作のバタツキを防止するため、切換弁１７の弁閉
動作と弁開動作にヒステリシスをもたせてある。
即ち、制御回路３２は、ピツクアツプ２５からの
パルスのパルス間隔が「T₁」以上（但し、T₁＞
Ｔであり、例えばT₁としては250ｍsecの時間が
制御回路３２に記憶されており、この時間T₁も
任意に変更できる。）であるか否かを検知してい
る。従つて、ガスの流量が「Q₂」に減少し、タ
ービンロータ２２の回転数がｃ点よりさらに下が
つてｅ点（第３図中、線図に示す）に達する
と、パルス間隔T₁になつたことを検知して、切
換弁１７に閉弁信号を出力する。

切換弁１７の電磁ソレノイド１７ｃは前述の如
く、自己保持型のソレノイドであるので、電磁ソ
レノイド１７ｃには開弁信号と逆向きの電流が通
電される。従つて、電磁ソレノイド１７ｃは閉弁
信号の供給により弁体１７ａを弁開位置に保持す
る永久磁石の磁界をキヤンセルするような逆磁界
を発生させる。その結果、弁開位置に保持されて
いた弁体１７ａはバネ１７ｂのバネ力により弁座
１５に当接し、主流路１３を閉じる。

従つて、ガスは分流室１３ｂより分流路３０を
介してノズル室２８に至り、ノズル孔２９よりタ
ービンロータ２２の羽根２２ａに噴出される。こ
のため、タービンロータ２２はノズル孔２９より
噴射されたガスを受けて高速回転することにな
る。即ち、タービンロータ２２の回転数は、第３
図中線図のｅ点よりｆ点に上昇することにな
る。又、ガス湯沸器の口火を止めると、ガス使用
量はゼロとなり、タービンロータ２２の回転数は
ｆ点からａ点へ降下する。

次に、流量計１１の下流量側で突然ガス使用量
が増加した場合につき説明する。

今、流量計１１の下流側ではガス湯沸器の口火
だけが点火されているものとする。従つて、ガス
使用量は微小であり、前述の如く切換弁１７は閉
弁状態となつている。そのため、ガスは分流路３
０、ノズル室２８、ノズル孔２９を介してタービ
ンロータ２２に噴出された後、下流側へ流れてい
く。

このように、流量計１１が微小流量を計測して
いる状態において、例えば風呂釜を点火して風呂
を沸すことにする。この場合、風呂釜で大量のガ
スを使用するため、それまで微小流量であつたガ
スの流量が急激に増大することになる。

そして、流量計１１の下流側では急激な圧力低
下が生じ、流量計１１内の計測室１３ｃにおいて
も圧力が急激に低下する。そのため、弁体１７ａ
より下流側の圧力P₂が著しく低下して、上流側
圧力P₁と下流側圧力P₂の圧力差が増大する。そ
の結果、バネ１７ｂのバネ力により弁座１５に着
座していた弁体１７ａは、上記圧力差により上動
し弁座１５より離座する。

従つて、切換弁１７は下流側でのガス使用量増
加とともにタービンロータ２２が第３図中、線図
のｂ点に達して、制御回路３２より開弁信号が
出力される前に自動的に開弁する。

このように、流量計１１では開弁信号が電磁ソ
レノイド１７ｃに供給される以前に弁体１７ａが
上，下流側の圧力差で弁開動作するため、突然ガ
ス使用量が急増した場合でも下流側の圧力が大気
圧以下に低下することはなく、短時間で下流側圧
力を平常圧力に戻すことができる。又、前記流量
計１１は前記したように弁体１７ａが離座するよ
うな圧力低下が生じたときその圧力低下を検出す
る検出手段としての機能を有しているものであ
る。

さらに、上記動作を説明するがこの場合、第３
図では表わせないので、第３図に代つて第４図を
参照して詳述する。なお、第４図中、線図はピ
ツクアツプ２５より出力されたパルスを示す線
図、線図は下流側圧力の変化を示す線図、線図
は制御回路３２より出力される開弁信号を示す
線図である。

第４図中、湯沸器の口火のみを点火させている
とき流量計１１より下流側の圧力は線図の−
a′に示される。湯沸器の口火のみが点火されてい
る状態で風呂釜を点火したときを、線図の
「X′」に示す。線図の「X′」で風呂釜が点火さ
れることにより、下流側の圧力は線図の−
b′に示すように一時的に低下するが、上述の如
く、切換弁１７の弁体１７ａが上，下流側の圧力
差により自動的に弁開動作するため、すぐに圧力
は上昇する。

従つて、上記の如く、下流側において急激な圧
力低下が生じても下流側の圧力が一気に大気圧以
下まで低下することがなく、大幅な圧力変動が防
止される。即ち、湯沸器の口火をつけているとき
に、風呂釜を点火した場合、下流側に給送された
ガスのほとんどが風呂釜で消費されてしまうが、
瞬時に切換弁１７が開き、すぐにガスが供給され
るため、湯沸器の口火はついたままとなる。

また、第４図中線図に示す如く、ピツクアツ
プ２５から出力されたパルスは、湯沸器の口火だ
けが点火されている「X′」以前は−a′部分で示
すようにパルス間隔が所定間隔「Ｔ」以上である
が、「X′」をすぎると略同時に切換弁１７が開弁
動作するため、流量が増大してタービンロータ２
２の回転数は上昇する。このため、パルス間隔は
第４図中、線図に示すように設定された所定間
隔「Ｔ」よりも短くなる。よつて、制御回路３２
より開弁信号が出力されて、弁体１７ａは弁開位
置に強制的に駆動される。

従つて、下流側の圧力は線図の−c′に示す
ように若干の圧力変動はあるものの、切換弁１７
の弁開動作により短時間で平常の圧力（線図の
−d′部分に示す）に復帰する。

また、第４図中、線図の「X′」をすぎてか
ら短時間でパルス間隔が「Ｔ」以下となるため、
制御回路３２は下流側で圧力低下が発生した後、
速やかに開弁信号を出力する。上記「X′」から
弁開信号を出力されるまでの時間の測定例として
は例えば70ｍsecであつた。

従つて、本実施例の流量計１１では従来の流量
計１に比べて例えば1/3以下の短時間で開弁信号
を出力することができる。それだけ、下流側の圧
力が平常圧力に復帰する時間が短くて済む。

なお、定流量時上記の如く、弁体１７ａが上流
側圧力P₁と下流側圧力P₂との圧力差に応じて上，
下動するため、低流量域において弁体１７ａはガ
スの逆流を防止する逆止弁としても機能しうる。
但し、弁体１７ａが弁座１５より離座して流量が
増えると、上記のように電磁ソレノイド１７ｃが
励磁されるため、弁体１７ａは上動位置に保持さ
れ、ガスの流れに対して抵抗とはならない。

なお、切換弁１７において、弁体１７ａの上，
下流側の圧力差で敏感に動作することを考慮する
と、弁体１７ａの弁締切力はできるだけ小さい方
が望ましい。即ち、弁体１７ａを弁座１５に押圧
するバネ１７ｂのバネ力は最小となるように設定
されている。

ここで、上記バネ１７ｂによる弁体１７ａの弁
締切力につき説明する。例えば、バネ１７ｂによ
る理論上の弁締切力としては、弁体１７ａの上流
側の圧力P₁と下流側の圧力P₂の差圧に相当する
力があれば良いことになる。理論弁締切力の最小
値をFvminとすると理論弁締切力は次式で求ま
る。即ち、 Fvmin＝（P₁−P₂）×πd²／４ …… （但し、上式において「ｄ」は弁座１５の内
径寸法である）さらに、実際の弁締切力Fvは、
次式で表わされる。

Fv＝Ａ×Fvmin …… 上式において、「Ａ」は上記最小理論弁締切
力に対し安全をとるための数値であつて、例えば
２〜３の値である。従つて、バネ１７ｂのバネ力
は弁締切力が上式のFvとなるように設定され
ている。

又、弁体１７ａの下流側における弁閉時の残留
圧力P₂′は、次式で求まる。

P₂′＝P₁−（Fv／πd²／４） …… 即ち、弁体１７ａの下流側の圧力P₂が上式
のP₂′まで低下したとき、弁体１７ａは上，下流
量側の圧力差により弁開動作する。

第５図に本発明の第２実施例を示す。なお、第
５図中、第１図と同一構成部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。第４図中、切換弁４１
の電磁ソレノイド４ａは流量計本体１２の底面に
固着されている。電磁ソレノイド４１ａには流量
計本体１２の貫通孔１２ａを貫通して分流室１３
ｂ内に突出するロツド４１ｂが嵌入している。ま
た、ロツド４１ｂの先端は弁座１５の開口中央ま
で延在している。

４１ｃは弁板で、ロツド４１ｂと別体に設けら
れており、下側周縁部にはリング状のパツキン４
１ｄが取付けられている。又、弁板４１ｃはコイ
ルバネ４１ｅの弾撥力により下方に押圧されてい
る。なお、弁板４１ｃの上面にはコイルバネ４１
ｅが係合する環状の係合部４１ｆが突出してい
る。

通常は（上記実施例において、パルス間隔が
「Ｔ」以下のとき）電磁ソレノイド４１ａが励磁
され、ロツド４１ｂを上動させている。そのた
め、弁板４１ｃはロツド４１ｂに押し上げられて
弁座１５より離座する。従つて、上流側からのガ
スは弁座１５の開口を通り、計測室１３ｃ、流出
路１３ｄを介して下流側に給送される。

また、下流側でのガス使用量が少ないとき（上
記実施例において、パルス間隔が「T₁」以上の
とき）には電磁ソレノイド４１ａが消磁されてお
り、ロツド４１ｂは下動する。そのため、弁板４
１ｃはバネ４１ｅの押圧力により弁座１５に着座
する。

次に、下流側でのガス使用量が少なくて切換弁
４１が閉弁しているとき、例えば下流側で風呂釜
を点火して風呂を沸すと、下流側圧力が低下する
ため、弁座１５より上流側の圧力P₁と下流側圧
力P₂との圧力差により弁板４１ｃのみが上動す
る。このため、ガスが弁座１５の開口を通過して
下流側に供給される。

従つて、流量計の下流側において圧力が大気圧
以下に低下することがなく、下流側の圧力は上記
実施例と同様短時間で平常圧力に復帰する。

なお、弁板４１ｃが上，下流側の圧力差で上動
するとき、ロツド４１ｂが上動せず残されるた
め、弁板４１ｃはより小さな圧力差でも敏感に動
作することができる。従つて、下流側で圧力低下
が生じると、応答性良く弁板４１ｃが動作しう
る。

第６図は本発明の更に他の実施例（具体的には
第３、第４実施例）を示すもので、２つの実施例
を１つの図中に示してある。そして、本実施例
は、弁体１７ａより下流側に位置されて前記弁体
１７ａを離座させるような圧力低下を検出する検
出手段の変形例である。

５０は前記弁体１７ａより下流側に設けられた
（詳細には弁体１７ａが上下動する側壁１２ａに
設けられた）取付部材で、この取付部材５０には
リードスイツチ５１が設置されている。一方、前
記弁体１７ａの上面には前記リードスイツチ５１
に対向するようにマグネツト５２が取付けられて
いる。

そして、前記リードスイツチ５１と前記マグネ
ツト５２とにより検出手段が構成される。本実施
例では、下流側の圧力が前記弁体１７ａが離座す
るような圧力に低下すると、弁体１７ａが開弁す
る。すると前記マグネツト５２が前記リードスイ
ツチ５１を作動させ、その信号は、前記制御回路
３２に至り、制御回路３２は直ちにソレノイド１
７ｃを作動させて弁体１７ａを上動させる。この
ようにリードスイツチ５１とマグネツト５２とに
より、前記弁体１７ａを離座させるような圧力低
下を検出する検出手段が構成されている。

その後、多量のガスが下流側に流れ、その流量
は流量計測部２１により計測されるとともに、弁
体１７ａの閉弁等は前述した実施例と同様である
ので説明を省略する。

又、第６図中の第４実施例を述べると、６０は
前記開口１３ｆの側壁１２ｂに設けられた検出手
段としての圧力スイツチで、本圧力スイツチ６０
はその機能どおり、この圧力スイツチ６０が設け
られた箇所の圧力低下を検出して信号を出力す
る。

即ち、圧力スイツチ６０は弁体１７ａの下流側
の圧力が低下し、弁体１７ａが離座するような圧
力低下が生じたときに信号を出力する。その信号
により制御回路３２はソレノイド１７ｃを作動さ
せ弁体１７ａを上動させる。このように圧力スイ
ツチ６０は前記弁体１７ａを離座させるような圧
力低下を検出する検出手段を構成する。この後の
ガスの流れ、流量計測部２１の作動、及び弁体１
７ａの閉弁動作については説明を省略する。

なお、上記説明では都市ガスを家庭に給送する
配管途中に流量計を配設するものとして説明した
が、これに限らないのは勿論である。

発明の効果上述の如く、本発明になる流量計は、低流量計
測時下流側で圧力低下が生じたとき、弁体が上流
側圧力と下流側圧との圧力差により弁座より離座
するため、圧力低下後直ちに主流路より流体が給
送され、圧力が大気圧以下に大幅に低下すること
を防止でき、例えば下流側のガス器具等のガス供
給不足が生じることを防止できる。そのため、例
えば家庭で湯沸器の口火だけをつけている状態の
とき、風呂釜を点火しても湯沸器の口火が消えて
しまうといつた問題を解決することができる。ま
た、弁体が上，下流側の圧力差により離座すると
ほぼ同時に開弁信号が出力されるので、圧力低下
が生じてから弁駆動部が弁体を開弁位置に駆動す
るまでの時間をより短縮化することができ、下流
側の圧力を応答性よく補償することができるとと
もに逆止弁の機能も有する等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる流量計の第１実施例の縦
断面図、第２図は低流量計測時の縦断面図、第３
図は流量とタービンロータの回転数との関係を示
す線図、第４図は本発明になる流量計の特性を示
す図、第５図は本発明の第２実施例の縦断面図、
第６図は本発明の第３及び第４実施例を示す縦断
面図、第７図及び第８図は従来の流量計を説明す
るための縦断面図及び特性を示す図である。１１……流量計、１２……流量計本体、１３…
…主流路、１５……第２の弁座、１６……遮断
弁、１７，４１……切換弁、１７ａ……弁体、２
１……流量計測部、２２……タービンロータ、２
５……ピツクアツプ、２９……ノズル孔、３０…
…分流路、３２……制御回路、４１ｃ……弁板、
５１……リードスイツチ、５２……マグネツト、
６０……圧力スイツチ。

Claims

【特許請求の範囲】１流量計本体内に設けられ被測流体が流れる主
流路と、該主流路内に回転自在に設けられ被測流
体の流量に応じて回転する回転体と、該回転体の
回転を検出する回転検出部と、前記回転体の上流
側の主流路内に設けられた弁座と、低流量時該弁
座の下流側より着座するように設けられ、下流側
の圧力降下に伴う上流側と下流側との圧力差によ
り該弁座より離座する弁体と、一端が前記弁座の
上流側の主流路に開口し、他端が前記回転体を回
転させるように回転体の外周に対向するように開
口して被測流体を前記回転体に供給する分流路
と、前記弁体より下流側に設置され、前記弁体を
離座させるような圧力低下を検出する検出手段
と、該検出手段からの信号により前記弁体を開弁
位置に駆動する弁駆動部とからなることを特徴と
する流量計。２前記主流路は上流側より閉弁動作する弁体を
有する遮断弁を前記弁座の上流側に設けられ、緊
急時該遮断弁の閉弁動作により遮断されることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流量計。３前記主流路はその途中に分流室を形成されて
おり、該分流室の上流側には前記遮断弁を配設さ
れ、前記分流室の下流側には前記弁体が離着座す
る弁座を設けてなり、前記分流室は前記分流路を
介して前記回転体を有する主流路と連通されてな
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
流量計。