JPH08247398A - 圧力変動吸収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構造によって圧力損失を低く抑制しつ
つ圧力変動を効果的に吸収することができる圧力変動吸
収装置を提供する。 【構成】 この圧力変動吸収装置は、本体２１を上下２
つの気室２２，２３に仕切る隔壁２４と、導入口２５
と、排出口２６と、円筒軸が鉛直方向を向くように気室
２２内に配設されると共に下端部を隔壁２４の上面に固
着された円筒体２７と、この円筒体２７の内部に配置さ
れたフロート２８とを備える。円筒体２７の底部の隔壁
２４にはガス導入用の開口部２９が設けられ、円筒体２
７の上方は上壁３０によって閉じられている。円筒体２
７の側壁には、可変絞りとしての絞り開口部３１が設け
られ、上壁３０にはガス流通用の小孔３２が設けられて
いる。そして、円筒体２７の側壁、上壁３０およびフロ
ート２８の上面により形成される気室３３と小孔３２と
によって、フロート２８の急激な動きを抑制する緩衝機
構が構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は配管内を輸送される都市
ガス等の流体の圧力変動を抑制するための圧力変動吸収
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ガス等の需要者宅に配設され
るガスメータとしては、例えば熱式流速センサ（フロー
センサ）を用いた流量計やフルイディック発振の周波数
が流体の流量と関係することを利用したフルイディック
流量計があるが、これらの流量計による流量測定を正確
に行うには、ガス配管内の圧力を一定に保つ必要があ
る。これは、圧力変動に伴って流速が変動し、測定され
る流量も変化するからである。そこで、このような管内
圧力変動を抑制するため、各種の工夫がなされており、
例えばメータ流路内に固定オリフィス（絞り）を設けた
り、あるいはダイヤフラム等を用いたガバナを入れるこ
とが行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の固定オリフィス
による場合、絞り率を大きくすると、図１１に示すよう
に、圧力変動を効果的に抑制することができる。この図
で、縦軸は入力側（上流側）の変動圧（圧力変動分）に
対する出力側（下流側）の変動圧の比を示し、横軸は流
量を示すが、この比は流量によらず小さいことが理想的
である。この図から判るように、固定オリフィスの絞り
率を大きくした場合には変動圧の比がＲ₁と比較的小さ
くなり、圧力変動の抑制効果が良好である。しかしなが
ら、この場合にはオリフィスの絞り率が大きいため、圧
力損失が図１１に示すように流量増大と共に急激に増加
する。この図で、ガスメータ等で許容される最大圧力損
失をΔＰ_max とすると、測定可能な最大流量はＱ₁ とな
って小さくなり、大流量域での測定に対応できない。

【０００４】一方、固定オリフィスの絞り率を小さくす
ると、図１２に示すように、流量増大に伴う圧力損失の
増加率はさほどでなく、測定可能な最大流量もＱ₂ とな
って大きくなるが、変動圧の比は図１３に示すようにＲ
₂ と大きくなり、圧力変動を効果的に抑制することがで
きない。

【０００５】また、ガバナによる方法ではその構造上の
複雑さ等からサイズが大きくなってガスメータの小型化
に支障をきたすほか、数十Ｈｚという高い周波数の圧力
変動には対応できないという問題点があった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡単な構造によって圧力損失を低く
抑制しつつ圧力変動を効果的に吸収することができる圧
力変動吸収装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の圧力変動
吸収装置は、流体の流路中に設けられ、この流路中の流
体の圧力変動を吸収する装置であって、前記流路の上流
側から下流側に流体を通過させるための絞り口と、上流
側と下流側との差圧によって自ら移動し、流量の大小に
応じて前記絞り口の流体通過断面積の大きさを変化させ
る可動部材と、この可動部材の急激な動作を抑制する緩
衝機構とを備えている。

【０００８】この圧力変動吸収装置では、可動部材が上
流側と下流側との差圧によって自ら移動し、絞り口の流
体通過断面積の大きさを変化させるため、流量の大小に
応じて絞り口の絞り率が自動的に変化する。このとき、
可動部材の急激な移動は緩衝機構によって抑制されるの
で、上流側の圧力変動に伴う可動部材のハンチングは防
止される。

【０００９】請求項２記載の圧力変動吸収装置は、流体
の流路中に設けられ、この流路中の流体の圧力変動を吸
収する装置であって、下底面部に上流側に連通する流体
導入口を有すると共に少なくとも側壁と上壁とを有し、
筒軸を鉛直方向に一致させて配置された筒状体であっ
て、下流側に連通する所定形状の絞り開口部を前記側壁
に有すると共に、下流側に連通する小孔を前記上壁また
は前記側壁の最上部近傍に有する筒状体と、この筒状体
の内部に上下動自在に設けられ、上流側と下流側との差
圧に応じて前記筒状体の内壁面に沿って自ら上下動を行
い、前記絞り開口部の流体通過断面積を変化させるフロ
ートとを備え、前記筒状体の側壁、上壁および前記フロ
ートの上面によって形成される緩衝室によって、フロー
トの急激な上下動を抑制する緩衝機構を形成したもので
ある。

【００１０】この圧力変動吸収装置では、フロートが上
流側と下流側との差圧によって自ら移動し、筒状体の絞
り開口部の流体通過断面積の大きさを変化させるため、
流量の大小に応じて絞り率が自動的に変化する。このと
き、フロートの急激な移動は緩衝機構によって抑制され
るので、上流側の圧力変動に伴うフロートのハンチング
は防止される。

【００１１】請求項３記載の圧力変動吸収装置は、請求
項２記載の圧力変動吸収装置において、さらに、流路中
に水平方向に差し渡されて上流側と下流側とを画すると
共に、その一部に貫通開口を有する隔壁を備え、前記筒
状体が、前記両端導入口を前記隔壁の貫通開口に一致さ
せるようにして前記隔壁の上面に固着されたものであ
る。

【００１２】請求項４記載の圧力変動吸収装置は、流体
の流路中に設けられ、この流路中の流体の圧力変動を吸
収する装置であって、筒軸を鉛直方向に一致させて配置
され、上流側に連通する流体導入口を下底面部に有し、
下流側に連通する所定形状の絞り開口部を側壁に有する
第１の筒状体と、この第１の筒状体の内部に上下動自在
に設けられ、上流側と下流側との差圧に応じて前記第１
の筒状体の内壁面に沿って自ら上下動を行い、前記絞り
開口部の流体通過断面積を変化させるフロートと、この
フロートの上下動に連動して上下動するピストンと、こ
のピストンを上下動自在に収容すると共に、このピスト
ンと共に緩衝室としての閉空間を形成する第２の筒状体
と、前記閉空間を下流側に連結する小孔とを備え、前記
第２の筒状体、ピストンおよび小孔によって、前記フロ
ートの急激な上下動を抑制する緩衝機構を形成したもの
である。

【００１３】この圧力変動吸収装置では、フロートが上
流側と下流側との差圧によって自ら移動し、第１の筒状
体の絞り開口部の流体通過断面積の大きさを変化させる
ため、流量の大小に応じて絞り率が自動的に変化する。
このとき、フロートの急激な移動は、これと連動したピ
ストン、第２の筒状体および小孔で構成される緩衝機構
によって抑制されるので、上流側の圧力変動に伴うフロ
ートのハンチングは防止される。

【００１４】請求項５記載の圧力変動吸収装置は、請求
項４記載の圧力変動吸収装置において、さらに、流路中
に水平方向に差し渡されて上流側と下流側とを画すると
共に、その一部に貫通開口を有する隔壁を備え、前記第
１の筒状体が、前記両端導入口を前記隔壁の貫通開口に
一致させるようにして前記隔壁の上面に固着されたもの
である。

【００１５】請求項６記載の圧力変動吸収装置は、流体
の流路中に設けられ、この流路中の流体の圧力変動を吸
収する装置であって、筒軸を鉛直方向に一致させて配置
され、上流側に連通する流体導入口を下底面部に有し、
下流側に連通する開口窓を側壁に有する第１の筒状体
と、この第１の筒状体の底面中央部に、軸を第１の筒状
体の軸と一致させて固設されたガイド軸と、中央部に貫
通孔を有すると共にこの貫通孔が前記ガイド軸に上下動
自在に嵌合され、上流側と下流側との差圧に応じて前記
第１の筒状体の内壁面に沿って自ら上下動を行うことで
第１の筒状体の前記開口窓の流体通過断面積を変化させ
るフロートと、このフロートの上下動に連動して上下動
するピストンと、このピストンを上下動自在に収容する
と共に、このピストンと共に緩衝室としての閉空間を形
成する第２の筒状体と、前記閉空間を下流側に連結する
小孔とを備え、前記第２の筒状体、ピストンおよび小孔
によって、前記フロートの急激な上下動を抑制する緩衝
機構を形成したものである。

【００１６】この圧力変動吸収装置では、フロートが上
流側と下流側との差圧によって自ら移動し、第１の筒状
体の開口窓の流体通過断面積の大きさを変化させるた
め、流量の大小に応じて絞り率が自動的に変化する。こ
のとき、フロートの急激な移動は、これと連動したピス
トン、第２の筒状体および小孔で構成される緩衝機構に
よって抑制されるので、上流側の圧力変動に伴うフロー
トのハンチングは防止される。

【００１７】請求項７記載の圧力変動吸収装置は、請求
項６記載の圧力変動吸収装置において、さらに、流路中
に水平方向に差し渡されて上流側と下流側とを画すると
共に、その一部に貫通開口を有する隔壁を備え、前記第
１の筒状体が、前記両端導入口を前記隔壁の貫通開口に
一致させるようにして前記隔壁の上面に固着されたもの
である。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例に係る圧力変動吸
収装置を用いたガスメータの機能的構成を表わすもので
ある。この図に示すように、ガスメータ１０は、ガス流
路の入口側に設けられた遮断弁１１と、この遮断弁１１
の下流側流路に設けられた圧力変動吸収装置１２と、こ
の圧力変動吸収装置１２の下流側流路に設けられたフル
イディック素子１３とを備えている。そして、フルイデ
ィック素子の下流側はガスメータ１０の出口部に接続さ
れている。

【００２０】フルイディック素子１３は、いわゆるフル
イディック発振の周波数が流体の流量と関係することを
利用した流量計である。なお、このフルイディック発振
とは、図示しないが、噴流を発生させるノズルの下流側
に、一対の側壁によって流路拡大部を形成すると共に、
側壁の外側に設けられたリターンガイドによって、ノズ
ルを通過した流体を各側壁の外側に向かってノズルの噴
出口側へ導く一対のフィードバック流路を形成した場合
に、ノズルを通過した流体が一対のフィードバック流路
を交互に流れる現象である。この場合、フルイディック
発振の周波数を検出するセンサとしては圧電素子等が用
いられる。

【００２１】遮断弁１１は、フルイディック流量計１３
で測定された流量が所定の条件を満たした場合（例えば
一定値以上の流量が所定時間連続して測定された場合
等）に遮断され、ガス漏れに対処するようになってい
る。

【００２２】圧力変動吸収装置１２は、上流側で生じた
圧力変動がフルイディック流量計１３に伝わって流量測
定値に悪影響を与えるのを抑制するためのものである。

【００２３】図２は本発明の一実施例に係る圧力変動吸
収装置の一部断面を表すもので、図１の圧力変動吸収装
置１２として適用されるものである。この圧力変動吸収
装置は、本体２１の内部を上下２つの気室２２，２３に
仕切る隔壁２４と、遮断弁１１（図１）に接続される導
入口２５と、フルイディック流量計１３（図１）に接続
される排出口２６と、円筒軸が鉛直方向を向くように上
側の気室２２内に配設されると共に下端部を隔壁２４の
上面に固着された円筒体２７と、この円筒体２７の内部
に配置されたフロート２８とを備えている。円筒体２７
の底部の隔壁２４にはガス導入用の開口部２９が設けら
れ、円筒体２７の上方は上壁３０によって閉じられてい
る。円筒体２７の側壁には、可変絞りとしての絞り開口
部３１が設けられ、上壁３０にはガス流通用の小孔３２
が設けられている。そして、円筒体２７の側壁、上壁３
０およびフロート２８の上面により形成される気室３３
と小孔３２とによってダンパ（緩衝機構）が構成されて
いる。なお、小孔３２は、上壁３０に限られず、円筒体
２７の側壁上部に設けるようにしてもよい。

【００２４】フロート２８は、図示のように、上底面、
下底面および側周面が薄くて軽い材料によって形成され
た中空の円筒形状を有し、その外径は円筒体２７の内壁
面との間に僅かのクリアランスが生ずる程度に設定され
ている。そして、フロート２８には、上流側の気室２２
と下流側の気室２３との差圧に応じた力が開口部２７か
ら流入するガスによって与えられ、これによってフロー
ト２８は円筒体２７の内壁面に沿って浮上して、絞り開
口部３１のガス通過断面積を変化させるようになってい
る。なお、フロート２８は、下底面を欠く“コ”の字形
の断面をもつものでもよく、逆に上底面を欠く“コ”の
字形の断面をもつものでもよい。また、差圧によって所
定の浮上量が確保できる程度に軽い材料で形成されてい
れば、中空でなく内部まで材料で満たされているもので
あってもよい。

【００２５】図３は図２の円筒体２７をＡＢ断面線の方
向から見た状態を表すものである。この図に示すよう
に、円筒体２７の側壁に設けられた絞り開口部３１は、
円筒体２７の軸方向（すなわち鉛直方向）に細長い矩形
状の形状を有している。絞り開口部３１は、図２ではフ
ロート２８が底部にある状態においてこのフロート２８
の側面が絞り開口部３１の一部にかかるような位置に設
けられているが、これに限るものではなく、フロート２
８が底部にある状態においてフロート２８の上方に完全
に露出するような位置に設けてもよい。この絞り開口部
３１の下端位置はフロート２８の重量や気室２２，２３
の差圧の大きさの範囲等を考慮して定めるのが望まし
い。

【００２６】次に、以上のような構成の圧力変動吸収装
置の作用を図４ないし図６を参照して説明する。

【００２７】気室２２，２３の差圧が所定値以下の状態
ではフロート２８は浮上せず、図２に示すように、絞り
開口部３１と開口部２９との間は遮断状態（ガス流通が
できない状態）となっている。差圧が所定値以上になる
と、フロート２８が浮上を開始する。そして、図４に示
すように、フロート２８の下底面が絞り開口部３１の下
端部を僅かに通過する位置まで上昇すると、開口部２９
と絞り開口部３１との間が部分的にガス流通可能状態と
なる。これにより、導入口２５から気室２３に導入され
たガスの一部が開口部２９を通って円筒体２７の絞り開
口部３１から気室２２内に流入し、さらに排出口２６か
らフルイディック流量計１３へと送られる。従って、こ
の状態では微小流量のガスが圧力変動吸収装置１２を通
過することとなる。このとき、絞り開口部３１のガス通
過断面積は極めて小さく絞り率が大きいため気室２３内
の圧力変動は効果的に吸収され、気室２２に伝わる圧力
変動の大きさは抑制される。

【００２８】一般に低流量域では、フルイディック流量
計の出力、すなわち流量センサ（図示せず）から出力さ
れるセンサ電圧の振幅は極めて小さいので、圧力変動が
そのままフルイディック流量計１３に伝達されると測定
精度が著しく低下する。しかし、図２に示したような圧
力変動吸収装置１２を設ければ、その絞り作用により低
流量域で圧力変動を効果的に吸収することができるた
め、フルイディック流量計１３での測定精度が良好にな
る。この場合、比較的高い周波数（数十Ｈｚ程度）の圧
力変動であっても、絞り作用により効果的に吸収され
る。

【００２９】さて、気室２２，２３の差圧がさらに上昇
して流量が増加すると、フロート２８はさらに上昇し、
絞り開口部３１のガス通過断面積が増加し、絞り率は小
さくなる。そしてついには、絞り開口部３１の全体がフ
ロート２８の下端面より下側となって、ガス通過断面積
は最大となり、最大流量のガスが通過する。この状態で
は絞り率は最小であるため、圧力変動の吸収効果は最小
となり、比較的大きな圧力変動が次段のフルイディック
流量計１３に伝達されることとなる。ところが、大流量
域においては、フルイディック流量計１３の出力、すな
わち流量センサ（図示せず）から出力されるセンサ電圧
の振幅は十分大きいため、圧力変動によって測定精度が
低下することはなく、問題とならない。

【００３０】図５は図２の圧力変動吸収装置１２の圧力
損失特性を表し、図６はこの装置によって得られる変動
圧の比を表すものである。図５に示すように、この装置
によれば、低流量域から大流量域にわたる広い範囲で圧
力損失がほぼ一定となり、許容される最大圧力損失ΔＰ
_max から定まる最大測定流量は、図１５に示した値とほ
ぼ同じ値（Ｑ₂ ）となって、測定可能な流量範囲が大き
くなる。これと共に、図６に示すように、変動圧の比は
低流量域から大流量域にわたる広い範囲で図１３に示し
た値とほぼ同じ一定値（Ｒ₁ ）となり、小さい値に保持
される。すなわち、低流体域から大流量域まで効果的に
圧力変動を吸収することができる。

【００３１】さて、定常時（すなわち流量が一定である
状態）においては、フロート２８は一定の浮上位置で静
止するのが理想である。しかしながら、定常時において
上流側（気室２３側）に比較的高周波（数Ｈｚ〜数十Ｈ
ｚ程度）の圧力変動が生じた場合、絞り開口部３１の大
きさや形状、あるいはフロート２８の重量や浮上ストロ
ーク等のパラメータの設定の仕方によってはフロート２
８が上下に振動するハンチングと呼ばれる現象が生ずる
場合がある。この現象が生ずると、却って圧力変動の増
幅を招き、ガスメータの測定精度に悪影響を与える。そ
こで、この現象を防止するため、本実施例では円筒体２
７の上部に気室３３を設けると共に上壁３０に小孔３２
を設けて緩衝機能を付加し、フロート２８の急激な動き
（上下振動）を抑制している。具体的には、フロート２
８が上昇するときは、気室３３内のガスが圧縮されるた
めフロート２８は抵抗を受けるが、気室３３内のガスの
一部は小孔３２を通って徐々に流出するため、フロート
２８はゆっくりと上昇する。一方、フロート２８が下降
するときは、気室３３内のガスが拡張されるためフロー
ト２８はやはり抵抗を受けるが、小孔３２を通って気室
２２から気室３３内にガスが徐々に流入するため、フロ
ート２８はゆっくりと下降する。このようなダンピング
作用により、定常状態において上流側に僅かに圧力変動
が生じた場合でも、フロート２８のハンチングが生ずる
ことはなく、これによる圧力変動の増幅も生じない。そ
して、上流側の圧力変動は絞り開口部３１における絞り
効果によって吸収され、下流側への伝達が効果的に阻止
されることとなる。

【００３２】このように、本実施例の圧力変動吸収装置
は、流量に応じて自動的に絞り率を変化させるいわば自
動可変絞りとして機能するため、低流量域から大流量域
にわたる広い範囲で効果的な圧力変動吸収が可能とな
る。しかも、本装置にはフロート２８のハンチングを防
止するためのダンパが付加されているため、上流側の圧
力変動に起因するハンチングが防止され、圧力変動が増
幅されることもない。また、本装置はアクチュエータ等
の動力源や複雑な制御機構を用いず、極めて簡単な構造
のみで構成することができる。

【００３３】なお、本実施例では、フロート２８の下降
は自重によって行われるが、これに限るものではなく、
ごく弱いコイルばね等によってフロート２８を円筒体２
７の底部方向に付勢しておき、このコイルばねによって
フロート２８の下降を行わせるように構成してもよい。
この場合には、円筒体２７の軸を鉛直方向に向ける必要
はなく、任意の姿勢での配置が可能である。

【００３４】図７は本発明の他の実施例に係る圧力変動
吸収装置の一部断面を表すもので、図１の圧力変動吸収
装置１２として適用されるものである。この圧力変動吸
収装置は、本体１２１の内部を上下２つの気室１２２，
１２３に仕切る隔壁１２４と、遮断弁１１（図１）に接
続される導入口１２５と、フルイディック流量計１３
（図１）に接続される排出口１２６と、円筒軸を鉛直方
向に一致させ、隔壁１２４の上面と本体１２１の上側内
壁面との間を接続するように固着された（第１および第
２の筒状体としての）円筒体１２７と、この円筒体１２
７の内部に上下動自在に配置されたフロート体１２８と
を備えている。円筒体１２７の底部の隔壁１２４にはガ
ス導入用の開口部１２９が設けられ、円筒体１２７の側
壁には可変絞りとしての絞り開口部１３１とガス流通用
の小孔１３２と窓１３４，１３５が設けられている。

【００３５】フロート体１２８は、ピストン１３６、フ
ロート１３７およびこれらを連結する連結部材１３８と
により構成され、薄くて軽い材料によって中空構造に形
成されている。ピストン１３６およびフロート１３７の
外径は円筒体１２７の内壁面との間に僅かのクリアラン
スが生ずる程度に設定されている。フロート１３７に
は、上流側の気室１２３と下流側の気室１２２との差圧
に応じた力が隔壁１２４の開口部１２９から流入するガ
スによって与えられ、これによって円筒体１２７の内壁
面に沿って浮上し、絞り開口部１３１のガス通過断面積
を変化させるようになっている。なお、フロート１３７
は下底面を欠く“コ”の字形の断面をもつものでもよ
く、ピストン１３６は上底面を欠く“コ”の字形の断面
をもつものでもよい。また、差圧によって所定の浮上量
が確保できる程度に軽い材料で形成されていれば、フロ
ート体１２８全体を中空でなく内部まで材料で満たした
もので構成してもよい。さらに、ピストン１３６および
フロート１３７を共に単なる板状に形成してもよい。

【００３６】図８は図７の円筒体１２７をＣＤ断面線の
方向から見た状態を表すものである。この図に示すよう
に、絞り開口部１３１は、円筒体１２７の軸方向（すな
わち鉛直方向）に細長い矩形状の形状を有している。絞
り開口部１３１の位置は、上記実施例（図２）の場合と
同様に、フロート体１２８の重量や気室１２２，１２３
の差圧の大きさの範囲等を考慮して定められる。また、
窓１３４，１３５は円筒体１２７の内外間のガス流通に
支障がない程度に十分大きな開口を有している。

【００３７】次に、以上のような構成の圧力変動吸収装
置の作用を図９を参照して説明する。この装置の作用も
基本的には上記実施例（図２）の装置と同様である。す
なわち、気室１２２，１２３の差圧が所定値以下の状態
ではフロート体１２７は浮上せず、図７に示すように、
絞り開口部１３１と開口部１２９との間は遮断状態とな
っている。差圧が所定値以上になると、フロート体１２
８が浮上を開始する。そして、図９に示すように、フロ
ート１３７の下底面が絞り開口部１３１の下端部を僅か
に通過する位置まで上昇すると、開口部１２９と絞り開
口部１３１の一部との間がガス流通可能状態となり、ガ
スが気室１２３から気室１２２内に流入する。このと
き、絞り開口部１３１のガス通過断面積は小さい（絞り
率が大きい）ため、気室１２３内の圧力変動は効果的に
吸収され、気室１２２への伝達が抑制される。

【００３８】気室１２２，１２３の差圧がさらに上昇し
て流量が増加すると、フロート体１２８はさらに上昇
し、絞り開口部１３１のガス通過断面積が増加する（絞
り率は小さくなる）。そしてついには、絞り開口部１３
１の全体がフロート１３７の下端面より下側となって、
ガス通過断面積は最大となり、最大流量のガスが通過す
る。この状態では絞り率は最小であるため圧力損失は抑
制されるが、圧力変動の吸収効果は最小となり、比較的
大きな圧力変動が次段のフルイディック流量計１３に伝
達される。しかし、上記実施例（図２）で述べたよう
に、大流量域においては、フルイディック流量計１３の
出力、すなわち流量センサ（図示せず）から出力される
センサ電圧の振幅は十分大きいため、圧力変動によって
測定精度が低下することはなく、問題とならない。この
場合も、圧力損失は図５に示すように大流量域に至るま
で小さく抑制され、また、変動圧の比は図６に示すよう
に低流量域から大流量域にわたる広い範囲で小さい値に
保持され、効果的に圧力変動を吸収することができる。

【００３９】さて、定常時（一定流量の状態）において
上流側に圧力上昇変動が生じたとすると、フロート１３
７が上昇するが、気室１３３および小孔１３２によるダ
ンピング作用によってフロート体１２８は全体としてゆ
っくりと上昇する。一方、圧力下降変動によってフロー
ト１３７が下降するときも、上記のダンピング作用によ
ってフロート体１２８は全体としてゆっくりと下降す
る。このため、定常状態において上流側に僅かに圧力変
動が生じた場合でも、フロート体１２８のハンチングが
生ずることはなく、これによる圧力変動の増幅も生じな
い。そして、上流側の圧力変動は絞り開口部１３１にお
ける絞り効果によって吸収され、下流側への伝達が効果
的に阻止されることとなる。

【００４０】以上の各実施例（図２，図７）では、円筒
体２７，１２７，２２７の側壁に設けた絞り開口部３
１，１３１，２３１はいずれも矩形状としたがこれに限
るものではなく、例えば円筒体２２７の軸方向に細長い
長円状や上に開いた３角孔、“いちょう形”の孔、“楯
形”の孔、またはスリット状の孔にしてもよい。また、
円筒体２２７の軸方向に１列に並んだ複数の円孔で構成
してもよい。さらに、これらの組合せによって構成して
もよい。

【００４１】図１０は本発明の他の実施例に係る圧力変
動吸収装置の一部断面を表すもので、図１の圧力変動吸
収装置１２として適用されるものである。また、図１１
は図１０のＥＦ断面線における断面を表すものである。
但し、図１１ではフロート体２２８を省略している。

【００４２】これらの図に示すように、この圧力変動吸
収装置は、本体１２１の内部を上下２つの気室２２２，
２２３に仕切る隔壁２２４と、遮断弁１１（図１）に接
続される導入口２２５と、フルイディック流量計１３
（図１）に接続される排出口２２６と、円筒軸を鉛直方
向に一致させ、隔壁２２４の上面と本体２２１の上側内
壁面との間を接続するように固着された（第１および第
２の筒状体としての）円筒体２２７と、この円筒体２２
７の内部に上下動自在に配置されたフロート体２２８と
を備えている。円筒体２２７の底部の隔壁２２４の中央
部には、円筒体２２７の軸と同じ軸を有する円柱状のガ
イド軸２４０が固設され、これを囲むようにして円筒体
２２７内の隔壁２２４にガス導入用の扇形の開口部２２
９が４つ設けられている。すなわち、図１１に示すよう
に、ガイド軸２４０は円筒体２２７の底部の隔壁２２４
に残った４本の腕２４１によって支えられている。円筒
体２２７の側壁にはガス流通用の小孔２３２と十分大き
な開口面積をもつ窓２３４，２３５が設けられている。

【００４３】フロート体２２８は、円盤状のピストン板
２３６、中央部に開口を有する円盤状のフロート板２３
７およびこれらを連結する中空円筒状の連結部材２３８
とにより構成されている。この連結部材２３８は、ガイ
ド軸２４０の外形よりも十分大きい内径を有しており、
ガイド軸２４０に上下動自在に嵌合されている。なお、
この連結部材２３８は、円筒状に限られず、フロート板
２３７とピストン板２３６とを一体に連結できるもので
あれば他の形状のものでもよい。ピストン板２３６およ
びフロート板２３７の外径は円筒体２２７の内壁面との
間に僅かのクリアランスが生ずる程度に設定されてい
る。そして、フロート２３７は、上流側の気室２２３と
下流側の気室２２２との差圧に応じた力（具体的には、
隔壁２２４の開口部２２９から流入するガス）によって
円筒体２２７の内壁面に沿って浮上し、これと共に、ピ
ストン板２２８も上昇するようになっている。なお、フ
ロート板２３７およびピストン板２３６は、それぞれの
周囲に円筒側壁を有するものでもよい。

【００４４】次に、以上のような構成の圧力変動吸収装
置の作用を図９を参照して説明する。この装置の作用も
原理的には図２または図７と同様である。すなわち、気
室２２２，２２３の差圧が所定値以下の状態ではフロー
ト体２２７は浮上せず、図１０に示すように、絞り開口
部１３１と開口部１２９との間ではガス流通は行われな
い。

【００４５】差圧が所定値以上になると、フロート体２
２８が浮上を開始する。そして、フロート板２３７の底
面が窓２３４、２３５の下端部を僅かに通過する位置ま
で上昇すると、絞り開口部２３１の一部がガス流通可能
状態となり、開口部２２９を介してガスが気室２２３か
ら気室２２２内に流入する。このとき、絞り開口部２３
１のガス通過断面積は小さい（絞り率が大きい）ため、
気室２２３内の圧力変動は効果的に吸収され、気室２２
２への伝達が抑制される。気室２２２，２２３の差圧が
さらに上昇して流量が増加すると、フロート体２２８は
さらに上昇し、絞り開口部２３１のガス通過断面積が急
激に増加する（絞り率は小さくなる）。この状態では絞
り率は最小であるため圧力損失は十分抑制されるが、圧
力変動の吸収効果は小さくなり、比較的大きな圧力変動
が次段のフルイディック流量計１３に伝達される。しか
し、上記実施例（図２）で述べたように、大流量域にお
いては、フルイディック流量計１３のセンサ出力は十分
大きいため、圧力変動によって測定精度が低下すること
はない。この場合も、圧力損失は図５に示すように大流
量域に至るまで小さく抑制され、また、変動圧の比は図
６に示すように広い流量範囲で小さい値に保持され、効
果的に圧力変動を吸収することができる。

【００４６】さて、定常時（一定流量の状態）において
上流側に圧力上昇変動が生じたとすると、フロート板２
３７が上昇するが、気室２３３および小孔２３２による
ダンピング作用によってフロート体２２８が全体として
ゆっくりと上昇する。一方、圧力下降変動によってフロ
ート板２３７が下降するときも、上記のダンピング作用
によってフロート体２２８は全体としてゆっくりと下降
する。このため、定常状態において上流側に僅かに圧力
変動が生じた場合でも、フロート体２２８のハンチング
が生ずることはなく、これによる圧力変動の増幅も生じ
ない。そして、上流側の圧力変動は絞り開口部２３１に
おける絞り効果によって吸収され、下流側への伝達が効
果的に阻止されることとなる。

【００４７】なお、以上の２つの実施例（図７および図
１０）では、円筒体１２７（２２７）を本体１２１（２
２１）の上壁と隔壁１２４（２２４）との間を接続する
一体のものとして形成し、これに大きな窓１３４，１３
５（２３４，２３５）を設けるようにしたが、これに限
るものではなく、円筒体を上下２つの別個の円筒体（第
１および第２の筒状体）に分離し、下側の円筒体にフロ
ート１３７（フロート板２３７）を、上側の円筒体にピ
ストン１３６（ピストン板２３６）を、共に上下動自在
に収納し、フロート１３７（フロート板２３７）とピス
トン１３６（ピストン板２３６）とを連結するように構
成してもよい。また、ダンピング用の小孔１３２，２３
２は円筒体１２７，２２７の側壁の上部に設けることと
したが、これに限るものではなく、要は気室１３３（２
３３）の圧縮・拡張時において下流側との間でガス流通
可能であればよいので、ピストン１３６（ピストン板２
３６）に設けるようにしてもよい。

【００４８】本実施例では、筒状体の形状を円筒体とし
たが、これに代えて他の形状の筒（例えば三角柱、四角
柱等の多角柱状の筒）を用いると共に、フロートやピス
トンをその内形に合う形状にして装置を構成してもよ
い。

【００４９】また、本実施例では、フルイディック流量
計を用いたガスメータへの応用例を示したが、そのほ
か、熱式流量センサ（フローセンサ）によって直接的に
流速を検出するタイプの流量計や膜式流量計等を用いた
ガスメータにも適用できることはいうまでもない。ま
た、圧力変動吸収装置１２をガスメータに内蔵するので
なく、ガスメータの外部（ガスメータの前段）の流路中
に配設するようにしてもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧力変動
吸収装置によれば、上流側と下流側との差圧（すなわち
流量の大小）に応じた可動部材（フロート）の移動によ
って絞り口の絞り率を自動的に変化させるようにしたの
で、低流量域から大流量域までの広範囲にわたって最適
の圧力変動吸収特性と圧力損失特性とを得ることが可能
になる。

【００５１】しかも、可動部材の急激な移動を緩衝機構
によって抑制するようにしたので、可動部材のハンチン
グが防止される。このため、定常状態において上流側に
僅かに圧力変動が生じた場合でも、可動部材のハンチン
グが生ずることはなく、これによる圧力変動の増幅も生
じない。

【００５２】また、差圧に応じた力による可動部材の上
下動（浮上または下降）によって絞り率が自動的に変化
するようにしたので、アクチュエータ等の動力源や複雑
な制御機構を用いず、極めて簡単な構造で自動可変絞り
を構成することができるという効果がある。

【００５３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る圧力変動吸収装置を用
いたガスメータの概略構成を表すブロック図である。

【図２】本発明の一実施例に係る圧力変動吸収装置の構
成を示す側断面図である。

【図３】図２の圧力変動吸収装置における円筒体の側面
図である。

【図４】図２の圧力変動吸収装置の作用を説明するため
の円筒体の側断面図である。

【図５】図２の圧力変動吸収装置の流量対圧力損失特性
を表す特性図である。

【図６】図２の圧力変動吸収装置の流量対変動圧の比を
表す特性図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る圧力変動吸収装置の
構成を示す断面面図である。

【図８】図７の圧力変動吸収装置における円筒体の側面
図である。

【図９】図７の圧力変動吸収装置の作用を説明するため
の側断面図である。

【図１０】本発明の他の実施例に係る圧力変動吸収装置
の構成を表す側断面図である。

【図１１】図１０の円筒体の平断面図である。

【図１２】図１０の圧力変動吸収装置の作用を説明する
ための側断面図である。

【図１３】従来の圧力変動吸収装置の流量対変動圧比特
性の一例を表す特性図である。

【図１４】従来の圧力変動吸収装置の流量対圧力損失特
性の一例を表す特性図である。

【図１５】従来の圧力変動吸収装置の流量対圧力損失特
性の他の例を表す特性図である。

【図１６】従来の圧力変動吸収装置の流量対変動圧比特
性の他の例を表す特性図である。

【符号の説明】

１０ ガスメータ １１ 遮断弁 １２ 圧力変動吸収装置 １３ フルイディック流量計 ２１，１２１、２２１ 本体 ２２，２３，１２２，１２３，２２２，２２３ 気室 ２４，１２４，２２４ 隔壁 ２５，１２５，２２５ 導入口 ２６，１２６，２２６ 排出口 ２７ 円筒体 １２７，２２７ 円筒体（第１および第２の筒状体） ２８，１２８，２２８ フロート（可動部材） ２９，１２９，２２９ 開口部 ３１，１３１，絞り開口部 ３２，１３２，２３２ 小孔 ３３，１３３，２３３ 気室（閉空間）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 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 加藤 秀男 東京都荒川区南千住３−28−70−108 (72)発明者 酒井 克人 東京都葛飾区高砂３−２−７−123 (72)発明者 佐藤 左右文 神奈川県川崎市高津区梶ケ谷２−11−２ (72)発明者 佐藤 真一 東京都八王子市北野町543−15 (72)発明者 岡村 繁憲 大阪府大阪市中央区平野町４−１−２ 大 阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 孝人 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 三宮 静雄 愛知県名古屋市熱田区千年１−２−70 愛 知時計電機株式会社内 (72)発明者 一色 尚志 東京都板橋区志村１−２−３ 株式会社金 門製作所中央研究所内 (72)発明者 今崎 正成 大阪府東大阪市西岩田４−７−31 株式会 社金門製作所関西研究所内 (72)発明者 松下 雅彦 東京都渋谷区広尾５−１−11 (72)発明者 澁谷 忠夫 大阪府大阪市東成区東小橋２−10−16 関 西ガスメータ株式会社内 (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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の流路中に設けられ、この流路中の
   流体の圧力変動を吸収する装置であって、 前記流路の上流側から下流側に流体を通過させるための
   絞り口と、 上流側と下流側との差圧によって自ら移動し、流量の大
   小に応じて前記絞り口の流体通過断面積の大きさを変化
   させる可動部材と、 この可動部材の急激な動作を抑制する緩衝機構とを備え
   たことを特徴とする圧力変動吸収装置。
2. 【請求項２】 流体の流路中に設けられ、この流路中の
   流体の圧力変動を吸収する装置であって、 下底面部に上流側に連通する流体導入口を有すると共に
   少なくとも側壁と上壁とを有し、筒軸を鉛直方向に一致
   させて配置された筒状体であって、下流側に連通する所
   定形状の絞り開口部を前記側壁に有すると共に、下流側
   に連通する小孔を前記上壁または前記側壁の最上部近傍
   に有する筒状体と、 この筒状体の内部に上下動自在に設けられ、上流側と下
   流側との差圧に応じて前記筒状体の内壁面に沿って自ら
   上下動を行い、前記絞り開口部の流体通過断面積を変化
   させるフロートとを備え、 前記筒状体の側壁、上壁および前記フロートの上面によ
   って形成される緩衝室によって、フロートの急激な上下
   動を抑制したことを特徴とする圧力変動吸収装置。
3. 【請求項３】 さらに、流路中に水平方向に差し渡され
   て上流側と下流側とを画すると共に、その一部に貫通開
   口を有する隔壁を備え、 前記筒状体は、前記両端導入口を前記隔壁の貫通開口に
   一致させるようにして前記隔壁の上面に固着されている
   ことを特徴とする請求項２記載の圧力変動吸収装置。
4. 【請求項４】 流体の流路中に設けられ、この流路中の
   流体の圧力変動を吸収する装置であって、 筒軸を鉛直方向に一致させて配置され、上流側に連通す
   る流体導入口を下底面部に有し、下流側に連通する所定
   形状の絞り開口部を側壁に有する第１の筒状体と、 この第１の筒状体の内部に上下動自在に設けられ、上流
   側と下流側との差圧に応じて前記第１の筒状体の内壁面
   に沿って自ら上下動を行い、前記絞り開口部の流体通過
   断面積を変化させるフロートと、 このフロートの上下動に連動して上下動するピストン
   と、 このピストンを上下動自在に収容すると共に、このピス
   トンと共に緩衝室としての閉空間を形成する第２の筒状
   体と、 前記閉空間を下流側に連結する小孔とを備え、 前記第２の筒状体、ピストンおよび小孔によって、前記
   フロートの急激な上下動を抑制する緩衝機構を形成した
   ことを特徴とする圧力変動吸収装置。
5. 【請求項５】 さらに、流路中に水平方向に差し渡され
   て上流側と下流側とを画すると共に、その一部に貫通開
   口を有する隔壁を備え、 前記第１の筒状体は、前記両端導入口を前記隔壁の貫通
   開口に一致させるようにして前記隔壁の上面に固着され
   ていることを特徴とする請求項４記載の圧力変動吸収装
   置。
6. 【請求項６】 流体の流路中に設けられ、この流路中の
   流体の圧力変動を吸収する装置であって、 筒軸を鉛直方向に一致させて配置され、上流側に連通す
   る流体導入口を下底面部に有し、下流側に連通する開口
   窓を側壁に有する第１の筒状体と、 この第１の筒状体の底面中央部に、軸を第１の筒状体の
   軸と一致させて固設されたガイド軸と、 中央部に貫通孔を有すると共にこの貫通孔が前記ガイド
   軸に上下動自在に嵌合され、上流側と下流側との差圧に
   応じて前記第１の筒状体の内壁面に沿って自ら上下動を
   行うことで第１の筒状体の前記開口窓の流体通過断面積
   を変化させるフロートと、 このフロートの上下動に連動して上下動するピストン
   と、 このピストンを上下動自在に収容すると共に、このピス
   トンと共に緩衝室としての閉空間を形成する第２の筒状
   体と、 前記閉空間を下流側に連結する小孔とを備え、 前記第２の筒状体、ピストンおよび小孔によって、前記
   フロートの急激な上下動を抑制する緩衝機構を形成した
   ことを特徴とする圧力変動吸収装置。
7. 【請求項７】 さらに、流路中に水平方向に差し渡され
   て上流側と下流側とを画すると共に、その一部に貫通開
   口を有する隔壁を備え、 前記第１の筒状体は、前記両端導入口を前記隔壁の貫通
   開口に一致させるようにして前記隔壁の上面に固着され
   ていることを特徴とする請求項６記載の圧力変動吸収装
   置。