JPH11183211A - ガバナ一体型ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガス導管から導かれるガス圧が高圧になって
も、ガス機器に最適の低圧のガスを供給することができ
ると共に、上流側での圧力変動による検出流量への悪影
響をなくすことができるガスメータを提供する。 【解決手段】本発明のガスメータは、ガス入り口４１と
ガス出口４２との間の流路内に、ガスの流れを遮断する
遮断弁４３と、前記ガス入り口の上流側の圧力変動を吸
収し、下流側のガス圧力を所定の圧力に維持するガバナ
４４と、前記ガバナを通過して該流路内を流れる流量を
検出する流量センサ５０とを有することを特徴とする。
この発明によれば、流路内の流量センサの上流側に設け
られたガバナにより、ガスメータの下流側のガス圧力を
ガス機器に適合する所定の低いガス圧に維持することが
でき、しかも、ガバナの機能により、上流側に発生する
圧力変動を吸収してガバナの下流側に配置される流量セ
ンサへの悪影響をなくすことができる。圧力変動に伴う
ガス流の変動が流量センサには伝えられないで、流量セ
ンサでの検出流量から誤差が除去される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス等の需要
者宅に設けられるガスメータに関し、特にガス導管の高
いガス圧を通常のガス機器に適合した低いガス圧に低下
させると共に、上流側のガスの圧力変動を吸収すること
ができるガバナを一体に設けたガスメータに関する

【０００２】

【従来の技術】都市ガス用のガスメータとして、従来の
膜式の計量計に代えて、小型で広い測定レンジを有する
フルイディック式の流量センサや熱式の流量センサを利
用することが提案されている。例えば、特願平６−３２
６３４２等である。

【０００３】かかる流量センサは、膜式の計量計のよう
に消費されるガスの体積を測定するのではなく、流量を
検出する。従って、検出された流量を積算することで、
消費されたガス量が求められる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記の通り
流量センサは、ガスの流速に依存して流量を検出するの
で、ガスメータの上流側で例えばガス機器のオン、オフ
動作等の起因する圧力の変動が発生すると、その圧力変
動によりガスの流速に脈動成分を招き、検出される流量
の誤差の原因となる。

【０００５】更に、近年の住環境の改善に伴い、需要者
宅でのガスの使用量の増大の問題がある。通常、ガス需
要者宅に引き込まれるガス導管内のガス圧は、１８０〜
２００ｍｍＨ₂ Ｏ程度である。しかし、上記のガスの使
用量の増大に伴い、従来のガス導管をそのままにして、
供給ガス圧を例えば３００〜１５００ｍｍＨ₂ Ｏに引き
上げることが検討されている。供給するガス圧を高くす
ることにより、同じガス導管の口径であっても大量のガ
ス消費に対応することができる。

【０００６】しかしながら、既に普及しているガス需要
者宅で使用されているガス機器は、供給ガス圧は従来の
１８０〜２００ｍｍＨ₂ Ｏに対応して設計されている。
従って、ガス導管からの高い供給ガス圧と、ガス機器に
要求されるガス圧との間に不整合が発生してしまう。

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記した課題を
解決し、高い供給ガス圧に適応することができ、上流側
でのガスの圧力変動による流量センサへの悪影響をなく
すことができるガスメータを提供することにある。

【０００８】更に、本発明の別の目的は、上記の課題を
解決し、高い供給ガス圧を従来の低いガス圧に低下させ
ることができ、且つ上流側でのガスの圧力変動による流
量センサへの悪影響をなくすことができるガスメータを
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本発明のガスメータは、ガス入り口とガス出口との
間の流路内に、ガスの流れを遮断する遮断弁と、前記ガ
ス入り口の上流側の圧力変動を吸収し、下流側のガス圧
力を所定の圧力に維持するガバナと、前記ガバナを通過
して該流路内を流れる流量を検出する流量センサとを有
することを特徴とする。

【００１０】上記の発明によれば、流路内の流量センサ
の上流側に設けられたガバナにより、ガスメータの下流
側のガス圧力をガス機器に適合する所定の低いガス圧に
維持することができ、しかも、ガバナの機能により、上
流側に発生する圧力変動を吸収してガバナの下流側に配
置される流量センサへの悪影響をなくすことができる。
圧力変動に伴うガス流の変動が流量センサには伝えられ
ないで、流量センサでの検出流量の誤差の発生が防止さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。しかしながら、本発明の技術的範囲
はその実施の形態に限定されるものではない。

【００１２】図１は、ガス導管、ガスメータとガス需要
者との関係を示す図である。ガス導管１０から供給され
るガスは、各ガス需要者宅３０，３２に、それぞれに設
けたガスメータ２０，２２を介して供給される。本実施
の形態例のガスメータ２０、２２は、内部にガバナ２４
と流量センサを内蔵する計量部２５とを有する。ガバナ
２４は、例えば３００〜１５００ｍｍＨ₂ Ｏの高いガス
圧を、需要者宅３０で使用されるガス機器に適応する例
えば１８０〜２００ｍｍＨ₂ Ｏの低いガス圧に圧力変換
する。

【００１３】更に、図１に示される通り、例えばガス需
要者Ａにおけるガスの使用量が低い状態の時に、同じガ
ス導管１０に接続されるガス需要者Ｂでガス機器をオ
ン、オフ動作をさせたとする。この場合、ガス需要者Ｂ
によるガス機器の使用により、需要者Ａのガスメータ２
０の上流側に圧力変動が発生する。この圧力変動は、ガ
スメータ２０内に設けたガバナ２４により吸収され、二
次側の流量センサが設けられた計量部２５には伝わらな
い。

【００１４】図２は、本実施の形態例のガスメータの正
面図である。図１に示されたガスメータは、ガスを受け
入れる入口部４１とガスを排出する出口部４２とを有す
る本体４０を有する。本体４０内は、例えばアルミニウ
ムよりなるダイキャストで構成される。本体４０の入口
部４１から出口部４２までの流路内には、遮断弁４３、
一次側流路５５、ガバナ４４、二次側流路４５、整流部
材４６、流路４７、フルイディック素子５０及び流路５
８とが設けられている。また、必要に応じて流路４５ま
たは４７内に小流量を検出するための熱線式のフローセ
ンサが取り付けられる。

【００１５】フルイディック素子５０は、ノズル４８
と、このノズル４８の下流側に設けられ、拡大された流
路を形成する一対の側壁５４を有している。この側壁５
４の間には、所定の間隔を開けて、上流側にターゲット
５１、下流側にターゲット５２がそれぞれ配設されてい
る。側壁５４の外側には、ノズル４８を通過したガスを
各側壁５４の外周部に沿ってノズル４８の噴出口側へ帰
還させる一対のフィードバック流路５７を形成するリタ
ーンガイド５３が配設されている。フィードバック流路
５７の各出口部分と流路５８との間には、リターンガイ
ド５３の背面と本体１０とによって、一対の排出路５９
が形成されている。ノズル４８の噴出口の近傍には導圧
孔５５が設けられ、本体１０の外側には、図示しない導
圧路を介して導圧孔５５に連通し、両導圧孔５５におけ
る差圧を検出するフルイディック発振検出センサ（例え
ば圧電膜センサ）が設けられている。

【００１６】流路４７を通過したガスはフルイディック
素子５０に達する。ここで、ノズル４８を通過したガス
は、噴流となって噴出口より噴出される。噴出口より噴
出されたガスは、コアンダ効果により一方の側壁に沿っ
て流れる。ここでは、まず一方の側壁５４に沿って流れ
るものとする。一方の側壁５４に沿って流れたガスは、
更に一方のフィードバック流路５７を経て、ノズル４８
の噴出口側へ帰還され、一方の排出路５９を経て流路５
８に排出される。このとき、ノズル４８より噴出された
ガスは、フィードバック流路５７を流れてきたガスによ
って方向が変えられ、今度は他方の側壁５４に沿って流
れるようになる。このガスは、更に他方のフィードバッ
ク流路５７を経て、ノズル４８の噴出口側へ帰還され、
他方の排出路５９を経て流路５８に排出される。する
と、ノズル４８より噴出されたガスは、今度は、他方の
フィードバック流路５７を流れてきたガスによって方向
が変えられ、再び一方側壁５４，フィードバック流路５
７に沿って流れるようになる。以上の動作を繰り返すこ
とにより、ノズル４８を通過したガスは一対のフィード
バック流路５７を交互に流れるフルイディック発振を行
う。このフルイディック発振の周波数、周期は流量と対
応関係がある。フルイディック発振は図示しない圧電膜
センサによって検出される。

【００１７】かかるフルイディック素子５０は、大流量
領域においては、上流側のガスの圧力変動の影響をそれ
ほど受けないが、小流量領域において、上流側のガスの
圧力変動を受けると、そのフルイディック発振に変動が
生じ、測定誤差を招く。熱線式のフローセンサの場合
も、上記の圧力変動は測定誤差を招く。そこで、このガ
スメータ２０には、フルイディック素子５０の上流側
に、ガスの圧力変動を吸収することができるガバナ４４
が設けられる。

【００１８】図３は、図２のＡ−Ａに沿った断面図であ
る。図３によれば、遮断弁４３とガバナ４４の構成が明
らかになる。ガス遮断弁４３は図示される通り、通常開
かれた状態にあり、弁体６０が便座６１から離れてい
る。従って、ガス入り口４１から導かれたガスは、矢印
に示される通り、開口５６を通過して一次側流路５５を
通り、ガバナ４４のバルブ７１と便座７８との間のガス
通路を通過し、二次側流路４５に導かれる。その後、ガ
スは、上記した通り、ガスの流れを整える整流部材４６
を通過してフルイディック素子５０に達する。

【００１９】上記のガバナ４４は、一般的なガスガバナ
と同様の構成である。即ち、ダイヤフラム７０にバルブ
７１が取り付けられ、バルブ７１は便座７８に対抗する
位置にある。ダイヤフラム７０は、調整スプリング７４
を介して調整ネジ７３に取り付けられる。ダイヤフラム
７０の左側には、大気圧を導く空気孔７５が設けられ
る。

【００２０】図４は、かかるガバナの動作を説明する為
の図である。基本的には、図３のガスメータ２０に一体
に取り付けられたガバナ４４と同じ構造である。このガ
バナは、調整ネジ７３の位置と調整スプリングの下方向
の弾性力に応じて、二次側流路４５側につながるダイヤ
フラム７０の下空間８０のガス圧力を一定に保つ。即
ち、ガス導管１０につながる一次側流路５５のガス圧が
高くなると、ダイヤフラム７０が押し上げられる。同時
に、ダイヤフラムに取り付けられているバルブ７１も上
に引き上げられ、バルブ７１と便座７８との間のガス通
路が狭くなり、ガス量が減少する。一方、ガス量が減少
し空間８０のガス圧が下がると、ダイヤフラム７０も下
がり、バルブ７１が下がり、ガス通路が拡がる。以上の
ようにして、二次側流路４５のガス圧は、上記のガス機
器に適合する１８０〜２００ｍｍＨ ₂ Ｏ程度に維持され
る。

【００２１】以上の通り、ガバナは、ガス導管から供給
される高いガス圧を、下流側のガス機器に適合する低い
ガス圧に落とし、しかも、二次側流路４５のガス圧を一
定に保つことができる。従って、増大したガスの需要量
に対応する為にガス導管１０でのガス圧を高く変更して
も、本実施の形態例のガスメータを利用することによ
り、需要者が使用する従来からのガス機器の動作に何ら
の影響も与えない。

【００２２】更に、上記のガバナは、ダイヤフラムの作
用により、ガス流量が低い領域での上流側の圧力変動を
抑えることができ、且つ、ガス流量が高い領域での圧力
損失の増大を防ぐことができる。

【００２３】今仮に、ガスの消費量が高い場合を仮定す
ると、ガスの消費量が大きいと二次側流路４５における
圧力が低下する。従って、ダイヤフラム７０が下がり、
バルブ７１も下がって、ガス通路が拡がる。従って、ガ
ス通路の拡がりにより一次側から二次側への圧力損失は
小さく抑えられる。

【００２４】一方、ガスの消費量が小さくなると、二次
側流路４５における圧力は上昇する。従って、ダイヤフ
ラム７０が上昇し、バルブ７１も上昇する。その結果、
ガス通路が狭まり、一次側流路５５に発生した圧力変動
に対する二次側流路４５内の圧力変動の比は、低くな
る。即ち、ガバナにおけるガス通路の縮小により、一次
側流路５５内の圧力変動が吸収され、二次側流路４５で
の圧力変動は抑えられる。従って、二次側流路４５の下
流側に設けられた流量センサへの圧力変動による悪影響
を排除することができる。

【００２５】上記の実施の形態例に示したガバナは、一
例であって、それ以外の構成のガバナも使用することが
できるのは言うまでもない。アルミダイキャストの本体
４０に組み込まれるに最適なガバナ構成の変形例は、当
業者によって容易に考えられる。また、流量センサは、
フルイディック素子を利用した流量センサに限定され
ず、熱線式の流量センサ等であっても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、流
量センサを備えたガスメータに、流量センサの上流側に
ガバナを設けているので、ガスメータの上流側に発生し
た圧力変動を吸収して流量センサの検出誤差をなくすこ
とができると共に、ガス導管に従来より高いガス圧でガ
スを供給しても、ガバナによりガスメータの下流側は従
来のガス機器に適合する一定の低いガス圧に維持され
る。従って、本発明のガスメータによれば、将来のガス
消費量が増大した場合に、それに伴い増大することが予
想される上流側の圧力変動の影響をなくすことができる
と共に、従来のガス機器に最適なガス圧でガスを供給す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガス導管、ガスメータとガス需要者との関係を
示す図である。

【図２】本実施の形態例のガスメータの正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａに沿った断面図である。

【図４】ガバナの動作を説明する為の図である。

【符号の説明】

２０ ガスメータ ４０ 本体 ４１ 入り口 ４２ 出口 ４３ 遮断弁 ４４ ガバナ ５０ 流量センサ（フルイディック素子）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガス入り口とガス出口との間の流路内に、
   ガスの流れを遮断する遮断弁と、前記ガス入り口の上流
   側の圧力変動を吸収し、下流側のガス圧力を所定の圧力
   に維持するガバナと、前記ガバナを通過して該流路内を
   流れる流量を検出する流量センサとを有することを特徴
   とするガスメータ。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記流量センサは、フルイディック式流量センサ或いは
   熱線式の流量センサであることを特徴とするガスメー
   タ。
3. 【請求項３】請求項１において、 前記ガバナは、ガス通路を有し、ガス流量が大きい時に
   前記ガス通路を拡げ、前記ガス流量が小さい時に前記ガ
   ス通路を狭め、前記ガス流量が小さい時に前記上流側の
   圧力変動を吸収することを特徴とするガスメータ。