JPH07324954A - フルイディック式ガスメータ - Google Patents

フルイディック式ガスメータ

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JPH07324954A
JPH07324954A JP12158194A JP12158194A JPH07324954A JP H07324954 A JPH07324954 A JP H07324954A JP 12158194 A JP12158194 A JP 12158194A JP 12158194 A JP12158194 A JP 12158194A JP H07324954 A JPH07324954 A JP H07324954A
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gas
pressure
gas meter
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diaphragm
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一光 温井
Makoto Okabayashi
誠 岡林
Shuichi Okada
修一 岡田
Yukio Kimura
幸雄 木村
Koichi Kanda
廣一 神田
Masanobu Namimoto
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英行 大池
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馨一 友田
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Kimmon Manufacturing Co Ltd
Takenaka Seisakusho Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Kansai Gas Meter Co Ltd
Toho Gas Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスメータの入口側の圧力が変動しても、そ
の影響を受けず、許容限度内の圧力損失で精度よくガス
量を計量する。 【構成】 流体振動素子14と、流体振動素子部14の
上流側にあり、狭小通路21と、ダイヤフラム22と一
体的に作動する可動弁23と弁座24とを有する圧力変
動除去部材13とから成り、ガスメータ11入口側ガス
圧力P1が前記ダイヤフラム22の一方の側と可動弁2
3とに作用し、ガス通過量に応じ発生するガスメータ1
1の入口側と出口側との圧力差を利用し、ガス通過量が
少なくなるに従い、可動弁23と弁座24の開口面積が
比例的に減少するよう可動弁23を作動させ、入口側ガ
ス圧力P1の変動により計測精度が影響する低流量範囲
では、ガスを狭小通路21に通過させ、入口側ガス圧力
P1の変動幅を計測精度に影響のない値まで減衰させる
とともに、ガスメータとして許容される値以下に圧力損
失を保持するフルイディック式ガスメータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フルイディック式ガス
メータに関し、特に微小流量の計測時に外圧の影響を受
けないフルイディック式ガスメータに関する。
【0002】
【従来の技術】フルイディック式ガスメータ1は、噴出
ノズル2、側壁3、排出流路4、帰還流路5などの流体
振動素子から成り、特開昭63−313018号公報、
特開平1−250725号公報などから公知である。図
14(1)に示すように、フルイディック式ガスメータ
1は、流路の入口側に噴出ノズル2が設けられ、この噴
出ノズル2から噴出された流体ガスは、コアンダ効果に
よって左右いずれかの側壁3、たとえば左側の側壁3L
に沿って矢符6のように排出流路4Lに流れる。この流
体の一部は、矢符7のように帰還流体となり帰還流路5
Lに流れ、その流体エネルギが噴出流体に付与され、こ
れによって図14(2)に示すように噴出流体は、右側
の側壁3Rに沿って流れ、今度はこの流体の一部が、図
14(3)に示すように帰還流体となり、流体エネルギ
を噴出流体に付与し、これによって噴出流体は図14
(4)に示すように再び左側の側壁4Lに沿って流れる
ようになる。そしてこの1サイクルに要する時間は、流
体の通過量と関係する。つまり噴出ノズル2から流路内
に噴出される流体の振動現象によって出口8に交番圧力
波が生じる。この交番圧力波を圧電膜センサ9などによ
って検出し、この周波数から流体流量、すなわちガス流
量を算出している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述のよ
うに構成されたフルイディック式ガスメータは、交番圧
力波を検出するので、外圧(ガスメータ入口の圧力)の
変動の影響を受け易い。特にガス流量が小さい時は、近
隣に圧力変動を発生させる膜式ガスメータやガス消費機
器があるとその影響を受ける。
【0004】本発明の目的は、外圧が変動しても、その
影響を受けず、許容限度内の圧力損失で精度良くガス量
を計測できるフルイディック式ガスメータを提供するこ
とである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、流体振動素子
を利用してガス流量を測定するガスメータであって、狭
小通路と、ダイヤフラムと一体的に作動する可動弁と、
弁座とを有する圧力変動除去部材を流体振動素子の上流
側に設け、入口のガス圧力が、前記可動弁とダイヤフラ
ムの一方の側とに作用し、出口のガス圧力が、前記ダイ
ヤフラムの他方の側に作用し、ガス通過量に応じて発生
する圧力差を利用し、ガス通過量が少なくなるに従い可
動弁と弁座との開口面積が減少し、あるガス通過量以下
では可動弁が閉じることを特徴とするフルイディック式
ガスメータである。
【0006】また本発明は、前記狭小通路が弁座側に設
けられることを特徴とする。
【0007】また本発明は、前記ダイヤフラムと可動弁
とが一体的に構成されることを特徴とする。
【0008】また本発明は、前記狭小通路が可動弁に設
けられることを特徴とする。
【0009】また本発明は、出口のガス圧力を前記ダイ
ヤフラムの他方の側に導く導圧管が、フルイディック式
ガスメータの蓋に設けられることを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明に従えば、外圧変動の影響を受け易い小
流量のガス通過時には、流体振動素子の上流側に設けた
圧力変動除去部材の狭小通路からガスを流体振動素子の
入口側に供給する。これによって外圧の圧力振動が流体
振動素子に伝達するのを防ぐ。ガス通過量が増加するに
従って、ガスメータ入出口間の差圧が増大するので、こ
れを圧力変動除去部材に設けたダイヤフラムで感知し、
可動弁と弁座の開口面積を増加して、ガスメータ全体の
差圧を許容限度内にする。ガス通過量がある一定量以上
となれば、可動弁は全開となるが、流体振動素子の噴出
ノズルから噴出する流体ガスのエネルギも大きくなるの
で外圧の圧力振動はガス流量の計測にほとんど影響しな
くなる。
【0011】狭小通路は、弁座側に設けることも可動弁
に設けることも可能である。
【0012】狭小通路を弁座側に設けた場合は、可動弁
とダイヤフラムを一体的に構成することもでき、構成を
単純化できる。
【0013】圧力変動除去部材に設けたダイヤフラムに
は、ガスメータ入口のガス圧力がその一方の側に直接作
用し、出口のガス圧力は、導圧管によってダイヤフラム
の他方の側に導かれるが、導圧管を、フルイディック式
ガスメータの蓋に設けることがガスメータを小型化でき
てより好ましい。
【0014】
【実施例】以下実施例でもって、本発明に係るフルイデ
ィック式ガスメータをより具体的に説明する。
【0015】図1は本発明に係るフルイディック式ガス
メータ11の原理を説明するための断面図である。ガス
はP1の圧力で入口12から入り、圧力変動除去部材1
3を経て、圧力P2で流体振動素子14によって流量を
計測され、圧力P3で出口15からガス消費機器に供給
される。圧力変動除去部材13は、狭小通路21、ダイ
ヤフラム22、ダイヤフラム22と一体的に作動する可
動弁23および弁座24とから構成される。流体振動素
子14は、従来技術で説明したと略同じであるので、内
部の構成は省略してある。出口のガス圧力P3は導圧管
25によってダイヤフラム22の他方の側に導かれる。
ガス流量が少ないときは、ガス圧力P1,P2,P3は
略等しく、可動弁23の重量によって可動弁23は弁座
24に着座している。ガスは入口12から狭小通路21
を通って流体振動素子14の入口に達する。この状態で
ガス入口圧力P1が変動しても、狭小通路21から噴出
するガス量はほとんど変動せず、略一定の圧力P2で流
体振動素子14に達し、流量を計測されて、圧力P3で
出口15に達する。
【0016】図2は、フルイディック式ガスメータの流
量と圧力損失の関係を示すグラフである。点線は流体振
動素子14の圧力損失を示す。ガス流量がA(たとえば
最大通過量Qmaxの約1/30)以下のときは、流体
振動素子14の圧力損失は殆どなく、可動弁23はその
重量によって弁座24に着座している。ガス流量がAを
超えると、流体振動素子14に僅かの圧力損失を生じ、
出口P3の圧力がガスメータ11入口の圧力P1より小
となり、その差圧(P1−P3)がダイヤフラム22に
作用し、可動弁23の重量に抗して、可動弁23が開き
始める。そして流量が増加するに従って可動弁23と弁
座24との開口面積が増大する。ガス通過量がB(たと
えば最大通過量Qmaxの90〜95%)で可動弁23
は全開となる。ガス通過量が増加するに従って、外圧P
1の変動があっても、ガス流量の計測に影響を受けなく
なる。また可動弁23全開時の圧力変動除去部材13の
差圧(P1−P2)をできるだけ小さくし、ガスメータ
として許容される値以下にフルイディック式ガスメータ
の圧力損失を保持する。
【0017】図3は、本発明の一実施例の平面図であ
り、図4は切断線IV−IVによる断面図であり、図5
は、圧力変動除去部材13の要部断面図であり、図6は
切断線VI−VIによる断面図である。但し図5は可動
弁23が閉じた状態を、図6は可動弁23が全開の状態
を示し、一点鎖線はガスの流れを示す。またダイヤフラ
ム22の他方側の空間には、出口15の圧力P3を導入
する孔26が設けられている。ガスは入口12から本フ
ルイディック式ガスメータ11に入り、遮断弁16を通
って圧力変動除去部材13に達する。本実施例では、可
動弁23は、先に説明した球面形弁と異なり平面形弁で
ある。また狭小通路21は先に説明した弁座24側に設
けられているものと異なり、可動弁23に設けられてい
る。圧力変動除去部材13を出たガスは流体振動素子1
4で計量されて出口15からガス消費機器に供給され
る。
【0018】一例として、最大通過量6,000L/h
のフルイディック式ガスメータについて、可動弁23の
径を30mm、ダイヤフラム22の径を40mm、可動
弁23とダイヤフラム22との重量を14g、狭小通路
の面積を4mm2 の圧力変動除去部材を用いて、流体と
して空気を用いて測定したところ、190L/hのとき
可動弁23が開き始めた。このときのガスメータ全体の
圧力損失は、19.8mmH2 Oであった。ガス流量が
増加しても、圧力損失は増加せずかえって若干減少し、
5,630L/hで可動弁23は全開となった。このと
きの圧力損失は17.35mmH2 Oとなった。この後
はガス流量の増加に従って圧力損失が増し、最大通過量
6,000L/hでは、19.73mmH2 Oの圧力損
失となった。これらはいずれも計量法で規定されている
ガスメータとして許容される圧力損失値以下である。な
お上記圧力損失には遮断弁16の圧力損失1.5mmH
2Oが含まれる。
【0019】次に本発明のフルイディック式ガスメータ
と、従来のものとを比較する実験結果を示す。図7は、
本実験に用いたガスの配管系統を示す。ガスホルダ31
からのガスは、近隣に相当する管路36から膜式ガスメ
ータ(N7)37を経て大型ガス消費機器39でガスが
燃焼される。本発明のフルイディック式(FD)ガスメ
ータ11をテストする配管32には、FDガスメータ1
1の下流側に正確にガスを計量するための湿式ガスメー
タ33とFDガスメータ11の最大通過ガス量Qmax
の約1/20にガス量を調整するバルブ35とこのガス
を燃焼できるブンゼンバーナ34が接続されガスが燃焼
される。管路36には、FDガスメータ11の入口側ガ
ス圧を変動させるために、膜式ガスメータ37と大型ガ
ス消費機器39とが設けられている。
【0020】図8は、図7のガス配管系統を用いて、外
圧を変動させたときのFDガスメータ11の誤差率(ε
%)を縦軸に、圧力変動の割合を横軸にして示したグラ
フである。○印は、可動弁23を正常に作動させた状態
(可動弁23が若干開いた状態)を示し、×印は可動弁
23を全開位置で固定させた状態(圧力変動除去部材1
3を設けない状態に相当)を示す。ここで圧力変動の割
合を示す指標Δf(P)/Δf(FD)οは次のものを
意味する。
【0021】Δf(P)=f(P)−f(FD)ο f(P)は、外圧の圧力振動の周波数を示し、f(F
D)οは圧力変動がない状態でFDガスメータ11にQ
(FD)のガスを流したときのFDガスメータ11の発
振周波数を示す。ここでf(P)=f(FD)οのと
き、すなわちFDガスメータ11の発振周波数と同じ周
波数で外圧の圧力振動が加わったとき、最も影響を受け
易いので、0.95f(FD)ο<f(P)<1.05
f(FD)οの間で実験を行った。
【0022】この結果から本発明のフルイディック式ガ
スメータ11は、従来のフルイディック式ガスメータに
比べて誤差率が格段に小さい。
【0023】可動弁23の形状は、上に述べた球面状弁
や平面状弁の他に図9に示す円錐台状弁であってもよ
い。狭小通路21は、可動弁23に設けられても、弁座
24側に設けられてもよく、その数は何個であってもよ
く、その合計面積が関係する。
【0024】また可動弁23の振動を軽減するために、
図11に示すようにダイヤフラム22上にスプリング2
9を設けたものを用いてもよい。
【0025】圧力変動除去部材13に設けられたダイヤ
フラム22の一方の側には、ガスメータ11入口のガス
圧力P1が直接作用するが、出口のガス圧力P3は流体
振動素子14の出口から導圧管25でダイヤフラム22
の他方の側に導かれる。この導圧管は、ガスメータの外
側を通してもよいが、このためガスメータの外形が大形
化するので、これを蓋に設けるのが好ましい。図4は、
蓋41に溝42を設け、パッキング43で溝42を覆っ
て導圧管25とした場合を示している。図13は、蓋4
1にパッキング43をつけた状態を裏側から見た平面図
であり、図14は切断線XIII−XIIIによる断面
図である。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、外圧変動
の影響を受け易い小流量のガス通過時には、流体振動素
子の上流側に設けた圧力変動除去部材の狭小通路からガ
スを流体振動素子に供給するので、圧力変動が流体振動
素子に伝達するのが防がれる。またガス通過量が増加す
るに従って、流体振動素子入出口間の差圧が増大するの
で、これをダイヤフラムによって検知し、可動弁を開け
て、本フルイディック式ガスメータの圧力損失を許容限
度以下に保持する。これによってガス通過量に関らず外
圧変動の影響を受けずにガス流量を正確に計測し、ガス
メータとして許容される値以下に圧力損失を保持でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフルイディック式ガスメータ11の原
理を説明するための断面図である。
【図2】フルイディック式ガスメータの流量と圧力損失
の関係を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施例の平面図である。
【図4】図3の切断線IV−IVによる断面図である。
【図5】圧力変動除去部材13の要部断面図である。
【図6】図5の切断線VI−VIによる断面図である。
【図7】フルイディック式ガスメータの外圧に変動を与
えるためのガス配管系統図である。
【図8】フルイディック式ガスメータに外圧変動を与え
たときの誤差率を示すグラフである。
【図9】本発明の第2実施例の圧力変動除去部材13の
断面図である。
【図10】本発明の第3実施例の圧力変動除去部材13
の断面図である。
【図11】本発明の第4実施例の圧力変動除去部材13
の断面図である。
【図12】本発明の第5実施例の導圧管42を設けた蓋
41の平面図である。
【図13】図13の切断線XIII−XIIIによる断
面図である。
【図14】従来のフルイディック式ガスメータ1の原理
を説明するための断面図である。
【符号の説明】
11 フルイディック式ガスメータ 12 ガス入口 13 圧力変動除去部材 14 流体振動素子 15 ガス出口 21 狭小通路 22 ダイヤフラム 23 可動弁 24 弁座 25 導圧管 41 蓋 42 溝 43 パッキング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000156813 関西ガスメータ株式会社 大阪府大阪市東成区東小橋2丁目10番16号 (71)出願人 000142425 株式会社金門製作所 東京都板橋区志村1丁目2番3号 (71)出願人 000150109 株式会社竹中製作所 大阪府大阪市生野区中川西1丁目1番51号 (71)出願人 000222211 東洋ガスメーター株式会社 富山県新湊市本江2795番地 (72)発明者 温井 一光 神奈川県藤沢市みその台9−10 (72)発明者 岡林 誠 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 岡田 修一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 木村 幸雄 愛知県東海市新宝町507−2 東邦瓦斯株 式会社総合技術研究所内 (72)発明者 神田 廣一 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目2番70号 愛知時計電機株式会社内 (72)発明者 波元 政信 大阪府大阪市東成区東小橋2丁目10番16号 関西ガスメータ株式会社内 (72)発明者 大池 英行 東京都板橋区志村1丁目2番3号 株式会 社金門製作所中央研究所内 (72)発明者 友田 馨一 大阪府東大阪市西岩田4丁目7番31号 株 式会社金門製作所関西研究所内 (72)発明者 上手 峰幸 千葉県船橋市旭町3丁目15番7号 (72)発明者 水越 靖 富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメー ター株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体振動素子を利用してガス流量を測定
    するガスメータであって、 狭小通路と、ダイヤフラムと一体的に作動する可動弁
    と、弁座とを有する圧力変動除去部材を流体振動素子の
    上流側に設け、 入口のガス圧力が、前記可動弁とダイヤフラムの一方の
    側とに作用し、出口のガス圧力が、前記ダイヤフラムの
    他方の側に作用し、ガス通過量に応じて発生する圧力差
    を利用し、ガス通過量が少なくなるに従い可動弁と弁座
    との開口面積が減少し、あるガス通過量以下では可動弁
    が閉じることを特徴とするフルイディック式ガスメー
    タ。
  2. 【請求項2】 前記狭小通路が弁座側に設けられること
    を特徴とする請求項1記載のフルイディック式ガスメー
    タ。
  3. 【請求項3】 前記ダイヤフラムと可動弁とが一体的に
    構成されることを特徴とする請求項2記載のフルイディ
    ック式ガスメータ。
  4. 【請求項4】 前記狭小通路が可動弁に設けられること
    を特徴とする請求項1記載のフルイディック式ガスメー
    タ。
  5. 【請求項5】 出口のガス圧力を前記ダイヤフラムの他
    方の側に導く導圧管が、フルイディック式ガスメータの
    蓋に設けられることを特徴とする請求項1〜請求項4の
    いずれか1項記載のフルイディック式ガスメータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000020829A1 (en) * 1998-10-02 2000-04-13 Agl Consultancy Pty Ltd. Fluid meter with pressure regulation

Cited By (1)

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WO2000020829A1 (en) * 1998-10-02 2000-04-13 Agl Consultancy Pty Ltd. Fluid meter with pressure regulation

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