JPH11281423A - 流量計の脈動吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 脈動流の影響を軽減して正確な流量計測を行
える流量計の脈動吸収構造を提供する。 【解決手段】 流量計10の流入路25，流出路26に配置さ
れたノズル部材14は、同一の断面形状が連続する第１筒
部11と、第１筒部11の軸方向下流側に接続された内面先
細りの第２筒部12とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータ等に使
用される流量計の脈動吸収構造に係り、特に流路中の流
体振動を計測して積算流量を求める流量計の脈動（圧力
変動，流速変動）の影響を軽減できる流量計の脈動吸収
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子式ガスメータとしては、
フルイディック式の流量計が広く使用されている。図３
に示すように、超音波式流量計20は、ガス流路内に一定
距離だけ離れて配置された音響トランスジューサ21，23
と、超音波が伝搬する伝搬管路22とを有している。音響
トランスジューサ21，23は、圧電式振動子とされ、超音
波周波数で作動する。音響トランスジューサ21，23およ
び伝搬管路22を収容する本体24には、流入路25および流
出路26が接続されていて、ガスが伝搬管路22を通過する
ようになっている。

【０００３】この超音波式流量計20は、まず、ガス流入
側の音響トランスジューサ21から超音波信号を発生させ
るとともに、ガス流出側の音響トランスジューサ23に受
信させることにより、各音響トランスジューサ21，23間
におけるガス流方向の伝搬信号ｔ１を計測する。次に、
双方の音響トランスジューサ21，23を切り換えて、ガス
流出側の音響トランスジューサ23から超音波信号を発生
させるとともに、ガス流入側の音響トランスジューサ21
に受信させることにより、ガス流方向に逆行する伝搬信
号ｔ２を計測する。

【０００４】これらの伝搬信号ｔ１，ｔ２の伝搬時間差
に基づいて伝搬管路22を流れるガスの流速ｖを間欠的に
求め、この流速ｖに伝搬管路22の断面積を乗じて瞬時流
量を求める。そして、この超音波式流量計20は、瞬時流
量に一定の計測時間であるサンプリング時間を乗じて通
過流量を求め、この通過流量を積算して求めた積算流量
を表示するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の流
量計を通じて供給されるガス等の流体を消費するＧＨＰ
（ガスヒートポンプ）等の燃焼器は、使用中に供給ガス
に圧力変動や流速変動の脈動を生じさせるものがある。
例えば、図４（ａ）に示すように、燃焼器30の使用によ
ってガス圧に変動を生じ、その脈動25が流量計20の下流
側から流量計内に伝搬して計測誤差の原因となる。特
に、図４（ｂ）に示すように、２つの流量計20Ａ，20Ｂ
が並列に配管されている場合、流量計20Ｂには前述した
ように燃焼器30Ｂからの脈動25Ｂが下流側から伝搬する
とともに、燃焼器30Ａからの脈動25Ａが上流側から伝搬
するため、流量計20Ｂに大きな計測誤差が生じる。

【０００６】すなわち、図５に示すように、圧力変動等
が発生すると、これが原因でガス流に、時間とともにガ
ス流速が変化する脈動流を生じるようになる。このよう
な脈動流の生じているガス流の流速ｖを前述したような
流量計により一定のサンプリング間隔Δｔによって測
り、この計測した流速ｖにサンプリング時間Δｔを乗じ
て通過流量を求めた場合、図中斜線を施した部分が誤差
となり、通過流量を積算して求めた積算流量は、実際の
ガス使用量と違った積算値となる。

【０００７】本発明は、前述した問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は脈動流の影響を軽減して正確
な流量計測を行える流量計の脈動吸収構造を提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、請求項１に記載したように、流量計
を通過する流体の流量を計測するために、前記本体に設
けられた流入路および流出路と、前記流入路および前記
流出路間に配置された計測部とを有する流量計の脈動吸
収構造であって、前記流入路および前記流出路のうちの
一方に沿って配置されたノズル部材を有し、前記ノズル
部材が、同一の断面形状が連続する第１筒部と、前記第
１筒部の軸方向下流側に接続された内面先細りの第２筒
部とを備えていることを特徴としている。

【０００９】ここで、第１筒部および第２筒部として
は、流入路あるいは流出路に挿入可能な外形状を有して
いるとともに軸線方向に貫通していればよく、断面開口
形状を任意に選択できる。また、これらの第１筒部およ
び第２筒部は、互いに一体形成あるいは別体成形してお
いてもよい。

【００１０】このように構成された流量計の脈動吸収構
造において、流入路あるいは流出路を上流側から下流側
に向かって正常に流れるガス等の流体は、第１筒部によ
り第２筒部に案内され、適宜縮流されて第２筒部から流
出する。この際、第２筒部が内面先細りであるため、圧
力損失は低くなる。一方、流入路あるいは流出路を下流
側から上流側に向かって逆流する流体は、流入路あるい
は流出路の内径よりも小さい第２筒部の開口により、大
きな圧力損失が生じるように急激に縮流される。

【００１１】従って、このような流量計の脈動吸収構造
においては、流体が上流側から下流側に向かって比較的
流れやすく、かつ、逆流しにくいことになる。換言すれ
ば、本発明においては、下流側から上流側に向かって伝
搬する脈動を効果的に抑制でき、これにより流量計に対
する脈動の影響を軽減できることになる。

【００１２】また、本発明は、請求項２に記載したよう
に、前記第１筒部の軸方向上流側に接続された第３筒部
を有し、前記第３筒部が前記第２筒部に向かう内面先細
り形状であることを特徴としている。このような流量計
の脈動吸収構造においては、第１筒部の両端部にそれぞ
れ第２筒部および第３筒部が設けられているため、脈動
を確実に抑制できることになる。さらに、本発明におい
ては、請求項３に記載したように、前記第１筒部の外側
面に弾性突起が複数設けられていれば、各弾性突起を流
入路あるいは流出路に内圧接させることによりノズル部
材を所望位置に位置決めできることになる。そして、本
発明においては、請求項４に記載したように、前記ノズ
ル部材が前記流入路および前記流出路の両方に設置され
ていれば、所望の効果を顕著化できることになる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図１に基づいて詳細に説明する。なお、以下に説明する
実施の形態において、既に図３ないし図５において説明
した部材等については、図中に同一符号あるいは相当符
号を付すことにより説明を簡略化あるいは省略する。

【００１４】図１（ａ）に示すように、本発明に係る実
施形態である流量計10は、円管状の流入路25および流出
路26にそれぞれノズル部材14，14が取り付けられてい
る。図１（ｂ）および図１（ｃ）に示すように、ノズル
部材14は、同一の断面形状が連続する第１筒部11と、第
１筒部11の軸方向下流側に接続された内面先細りの第２
筒部12と、第１筒部11の軸方向上流側に接続された第３
筒部13を有し、第３筒部13が第２筒部12に向かう内面先
細り形状とされている。

【００１５】第１筒部11は円筒形状とされ、流入路25お
よび流出路26の内径寸法よりも若干小さな外径寸法を有
しているとともに、外周面に複数の弾性突起15が設けら
れている。弾性突起15は、矩形状の断面形状が第１筒部
11の母線に沿って連続するように、第１筒部11に対して
一体成形されている。これらの弾性突起15は、第１筒部
11の外周面における周方向に沿って90度間隔で設けられ
ている。

【００１６】第２筒部12は先細り円筒形状とされ、その
大径側端面が第１筒部11の下流側端面に接続されてい
る。また、第３筒部13は、第２筒部12と同一の形状，寸
法を有し、その大径部が第１筒部11の上流側端面に接続
されている。

【００１７】これらのノズル部材14は、あらかじめガス
に対する耐食性，弾性および可撓性を有する適宜なゴム
により第１筒部11，第２筒部12および第３筒部13が別体
形成され、接着剤，熱溶着，超音波溶着等の適宜な手段
により相互接続される。そして、これらのようなノズル
部材14は、各弾性突起15を弾性変形させて流入路25およ
び流出路26に内圧接させることにより、流入路25および
流出路26における所望位置に位置決めされる。

【００１８】以上のような流量計10によれば、流入路25
および流出路26を上流側から下流側に向かって正常に流
れるガスは、ノズル部材14の第３筒部13により縮流され
た後、第１筒部11により第２筒部12に案内され、さらに
縮流されて第２筒部12から下流側に流出する。この際、
第３筒部13および第２筒部12が内面先細りであるため、
圧力損失は低くなる。一方、流入路25あるいは流出路26
を下流側から上流側に向かってガスが逆流する場合は、
流入路25あるいは流出路26の内径よりも小さい第２筒部
12の開口により、大きな圧力損失が生じるように急激に
縮流された後、第１筒部11により第３筒部13に案内さ
れ、さらに急激に縮流される。

【００１９】換言すれば、このような流量計10によれ
ば、ガスが上流側から下流側に向かって比較的流れやす
く、かつ、逆流しにくいことになり、下流側から上流側
に向かって伝搬する脈動を効果的に抑制でき、従来に比
較して脈動の影響を飛躍的に軽減できる。また、この流
量計10によれば、第１筒部11の軸方向上流側に第３筒部
13が接続されているため、脈動を段階的に抑制すること
により、計測結果への影響を確実に軽減できる。そし
て、ノズル部材14は、第１筒部11の外側面に弾性突起15
が複数設けられているため、各弾性突起15を弾性変形さ
せて内圧接させることにより所望位置に位置決めでき
る。

【００２０】なお、本発明は、前述した実施形態に限定
されるものでなく、適宜な変形，改良等が可能であり、
例えば図２（ａ）に示すノズル部材14ａや図２（ｂ）に
示すノズル部材14ｂを採用してもよい。すなわち、この
ノズル部材14ａは、第１筒部11ａの外周面および第２筒
部12ａの外周面が連続するように一体形成されていて、
流入路25あるいは流出路26に圧入されている。また、ノ
ズル部材14ｂは、第２筒部12ｂの外周面に凸状の球面を
有する弾性突起15ａが所定間隔で多数設けられている。
これらのノズル部材14ａ，14ｂによっても所望の効果が
得られる。

【００２１】また、前述した実施形態において、流量計
として超音波式の電子式ガスメータが例示されていた
が、本発明はフルイディック式の電子式ガスメータにも
適用可能であり、流体としてガスに限定しない。その
他、前述した実施形態において例示した本体，流入路，
流出路，ノズル部材，筒部等の材質，形状，寸法，形
態，数，配置個所等は本発明を達成できるものであれば
任意であり、限定されない。

【００２２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、ノズル部材の第１筒部
と、第１筒部の軸方向下流側に接続された第２筒部とを
備えたノズル部材が流入路あるいは流出路に配置されて
いるため、下流側から上流側に向かって伝搬する脈動を
効果的に抑制できる。また、本発明によれば、請求項２
に記載したように、第１筒部の軸方向上流側に第３筒部
が接続されているため、脈動を確実に抑制できる。さら
に、本発明によれば、請求項３に記載したように、第１
筒部の外側面に弾性突起が複数設けられているため、各
弾性突起を流入路あるいは流出路に内圧接させることに
よりノズル部材を所望位置に位置決めできる。そして、
本発明によれば、請求項４に記載したように、ノズル部
材が流入路および流出路の両方に設置することにより効
果を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態を示す模式図である。

【図２】ノズル部材の変形例を示す断面図および斜視図
である。

【図３】電子式ガスメータの概念を示す模式図である。

【図４】従来の問題点を示す模式図である。

【図５】計測誤差を示すグラフ図である。

【符号の説明】

10 流量計 24 本体 25 流入路 26 流出路 15，15ｂ 弾性突起 11，11ａ，11ｂ 第１筒部 12，12ａ 第２筒部 13 第３筒部 14，14ａ，14ｂ ノズル部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流量計を通過する流体の流量を計測する
   ために、前記本体に設けられた流入路および流出路と、
   前記流入路および前記流出路間に配置された計測部とを
   有する流量計の脈動吸収構造であって、 前記流入路および前記流出路のうちの一方に沿って配置
   されたノズル部材を有し、前記ノズル部材が、同一の断
   面形状が連続する第１筒部と、前記第１筒部の軸方向下
   流側に接続された内面先細りの第２筒部とを備えている
   ことを特徴とする流量計の脈動吸収構造。
2. 【請求項２】 前記第１筒部の軸方向上流側に接続され
   た第３筒部を有し、前記第３筒部が前記第２筒部に向か
   う内面先細り形状であることを特徴とする請求項１に記
   載した流量計の脈動吸収構造。
3. 【請求項３】 前記第１筒部の外側面に弾性突起が複数
   設けられていることを特徴とする請求項１に記載した流
   量計の脈動吸収構造。
4. 【請求項４】 前記ノズル部材が前記流入路および前記
   流出路の両方に設置されていることを特徴とする請求項
   １に記載した流量計の脈動吸収構造。