JPH11281433A - 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
行うことができる流量計の脈動吸収構造。 【解決手段】 本発明の流量計の脈動吸収構造は、流入
口３及び流出口４を介して流入又は流出する流体中の流
速を計量測定部２によって間欠的に計測して積算流量を
推測する推量式流量計１の脈動吸収構造であって、流入
口３及び流出口４に旋回流を発生させる旋回管状部材
７、８が設けられている。この旋回管状部材７、８は複
数のチューブ９を束ねて捩り合わせたものであり、計量
測定部２の上流側及び下流側で旋回流を発生させること
で、流入口又は流出口側から伝搬してきた脈動流を減衰
させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子式ガスメータ
等に使用される流量を計測する流量計に関し、さらに詳
しくは、流路中の流速を間欠的に計測して積算流量を推
測する推量式流量計の脈動（圧力変動、流速変動）の影
響を軽減する流量計の脈動吸収構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子式ガスメータ等の流量計測に
使用されている流量計としては、超音波式やフルイディ
ック式等の流量計が広く使用されている。例えば、超音
波式のガス流量計の基本原理について簡単に説明する
と、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超音波周波数で作
動する、例えば圧電式振動子からなる２つの音響トラン
スジューサ２１、２３と、超音波が伝搬する計測用ダク
ト２２とを有している。

【０００３】超音波式流量計２０は、例えば、先ずガス
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、ガス流出側の音響トランスジューサ２３に受信
させて音響トランスジューサ間での超音波信号のガス流
方向の伝搬時間ｔ1 を計測する。次に、超音波式流量計
２０は、双方の音響トランスジューサを切換えて、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、ガス流入側の音響トランスジューサ２１に受信
させて該ガス流方向とは逆方向の伝搬時間ｔ2 を計測す
る。更に、超音波式流量計２０は、計測した２つの伝搬
時間ｔ1,ｔ2 の伝搬時間差に基づいて計測用ダクト２２
内を流れているガスの流速ｖを間欠的に求め、この流速
ｖに計測用ダクト２２の断面積を乗じて瞬時流量を求め
る。そして、瞬時流量に一定の計測間隔であるサンプリ
ング時間を乗じて通過流量を求め、通過流量を積算して
求めた積算流量を表示するものである。

【０００４】

【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ガスヒ
ートポンプ（ＧＨＰ）等の燃焼器の中には、作動中、供
給ガスに圧力変動や流速変動等の脈動を生じさせるもの
がある。すなわち例えば、図４（ａ）に示す流量計の設
置例では、燃焼器３０の作動に伴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２０
内に伝搬してくる。これが計測誤差の原因となる。

【０００５】また、図４（ｂ）に示す流量計の設置例で
は、並列に接続された２つの流量計２０Ａ、２０Ｂのう
ち、流量計２０Ｂには、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。したがって、流量計２
０Ｂには、図４（ａ）に示す設置例よりも更に大きな計
測誤差が発生することとなる。

【０００６】図５を参照して更に詳しく説明すると、圧
力変動等が発生すると、これが原因でガス流に、時間と
共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、上述し
たような流量計により一定のサンプリング間隔Δｔを以
て測り、計測した流速ｖにサンプリング時間Δｔを乗じ
て通過流量を求める。この場合、図中斜線を施した部分
が誤差となる。したがって、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】本発明の目的は、上記課題を解決すること
にあり、脈動流の影響を軽減して、正確な流量計測を行
うことができ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】本発明に係わる上記課題
は、流入口及び流出口を介して流入又は流出する流体中
の流速を計量測定部によって間欠的に計測して積算流量
を推測する推量式流量計の脈動吸収構造において、前記
流入口及び流出口の少なくともいずれか一方の内方に、
旋回流を発生させる旋回管状部材が設けられていること
を特徴とする流量計の脈動吸収構造によって解決され
る。また、前記流量計の脈動吸収構造において、好まし
くは前記旋回管状部材が複数のチューブを束ねて捩り合
わせたものである。

【０００９】本発明に係る流量計の脈動吸収構造におい
ては、流入口又は流出口に旋回流を発生させる旋回管状
部材が設けられているので、流量計本体内の計量測定部
の上流側又は下流側で旋回流が発生する。この旋回流に
よって流入口又は流出口側から伝搬してきた脈動流を減
衰させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態である
流量計の脈動吸収構造を適用した超音波式ガス流量計に
ついて、図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１
は、本発明の一実施形態である流量計の脈動吸収構造を
適用した超音波式ガス流量計を示す概略断面図、図２
は、図１に示した流量計の旋回管状部材を示す拡大斜視
図である。

【００１１】図１及び図２に示すように、超音波式ガス
流量計１は、流入口３から流入したガス流を本体内に設
けられた計量測定部２内に通してから流出口４から燃焼
器等に流出させることでガス流量を計測する。

【００１２】前記流入口３及び流出口４の内方には、ガ
ス流が流れる略円筒状の流路が形成されており、その中
間位置に設けられた隔壁１０を隔てて流入口３側に上流
室５と、流出口４側に下流室６が設けられている。この
上流室５と下流室６を貫通して計量測定部２が設けられ
ている。この計量測定部２は、超音波が伝搬する円筒状
の計測用ダクト２２と、該計測用ダクト２２を挟んで所
定の間隔を隔てて対向した位置に配置され、超音波周波
数で作動する一対の音響トランスジューサ２１、２３と
から構成されている。各音響トランスジューサ２１、２
３は、超音波周波数で作動する圧電式振動子である。

【００１３】本実施形態の流量計の脈動吸収構造は、流
入口３及び流出口４の内方に旋回流を発生させる旋回管
状部材７、８が設けられている。この旋回管状部材７、
８は、図２に示すように複数のチューブ９を束ねて捩り
合わせたものである。

【００１４】すなわち、この旋回管状部材７、８は、流
入口及び流出口内径より小さい外径であり、弾性材料か
ら成る所定長の７本のチューブ９を束ねてから一方向に
捩り合わせたものである。したがって、この旋回管状部
材７内にはラセン状の旋回流路が形成させており、旋回
管状部材７の上流側から定常流が流入すると各々チュー
ブ９内を通過して下流側に流出すると、各々流れが一体
化して旋回流となる。よって、この旋回流により流入口
３又は流出口４から伝搬して来た脈動流２５をこの旋回
管状部材７の下流側で減衰させることができる。

【００１５】上記計量測定部２の計測手順は、従来で説
明した計測手順と同じである。すなわち、ガス上流側の
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、当該超音波信号を計測用ダクト２２内を通過
させ、ガス下流側の音響トランスジューサ２３に受信さ
せる。このとき、音響トランスジューサ２１、２３間で
の超音波信号のガス流方向の伝搬時間ｔ1 を計測する。

【００１６】次に、計量測定部２は、双方の音響トラン
スジューサ２１、２３を切換え、ガス下流側の音響トラ
ンスジューサ２３から超音波信号を発生させるととも
に、当該超音波信号を計測用ダクト２２内を通過させ、
ガス上流側の音響トランスジューサ２１に受信させる。
このとき、ガス流方向とは逆方向の伝搬時間ｔ2 を計測
する。

【００１７】次に、計量測定部２は、上記伝搬時間ｔ1,
ｔ2 の伝搬時間差に基づいて、計測用ダクト２２内を流
れているガスの流速ｖを間欠的に求め、計測用ダクト２
２の断面積と、温度、圧力及びガス質（密度、粘度）に
より決定される定数を流速ｖに乗じて瞬時流量を求め
る。その後、瞬時流量に一定の計測間隔であるサンプリ
ング時間を乗じて通過流量を求め、通過流量を積算して
積算流量を求める。

【００１８】本実施形態の作用を流入口側を一例に説明
する。上述した本実施形態のガス流量計１においては、
流入口３から本体内に流入するガス流体に脈動流が伝搬
してきた場合、旋回管状部材７内に流入すたガス流と共
に脈動流２５は管内でラセン状に旋回しながら旋回管状
部材７の下流に出てくる。この旋回過程で脈動流２５は
減衰される。

【００１９】すなわち、上述したように計量前のガス流
には、脈動流２５が伝搬してくるが、流入口３から旋回
管状部材７内に伝搬してくる脈動流２５は管内でラセン
状に強制的に旋回され、この旋回過程で脈動流２５は減
衰される。したがって、旋回管状部材７の下流に出てく
る旋回ガス流には殆ど脈動流２５は伝搬してくることは
なく、計測値に影響を及ぼさない程度の減衰脈動流２６
とすることができる。そして、この旋回ガス流は、計量
測定部２の計測用ダクト２２の上流側で流路方向を略９
０°変更されて計測用ダクト２２内に流入する。

【００２０】また、計量後のガス流については、計測用
ダクト２２の下流側から略９０°方向変更されて流出口
４に設けられた旋回管状部材８内をラセン状に旋回しな
がら通過して行き流出口４から燃焼器等に流れて行く。
したがって、流出口４の下流側ガス流体を伝搬してくる
脈動流を旋回管状部材８内で減衰させることができる。

【００２１】上述したように本実施形態の流量計の脈動
吸収構造によれば、流入口３及び流出口４に複数のチュ
ーブ９を束ねて捩り合わせた旋回管状部材７が設けられ
ているので、ガス流量計１の上流側又は下流側から伝搬
する脈動を旋回管状部材７、８内で減衰させることがで
きる。これにより、ガス流量計測に及ぼす脈動流の影響
を軽減することができ、正確な流量計測を行うことがで
きる。また、製造に際しても、比較的簡単な構成で脈動
流の軽減を図ることができるので、コスト低減を図るこ
とができる。

【００２２】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものでなく、適宜な変更を行うことにより他の形態でも
実施することができる。例えば、上記実施形態では、７
本のチューブ９を束ねて捩り合わせた旋回管状部材７を
説明したが、２本や３本でも使用するチューブ径を流入
口及び流出口の内径に合わせて適宜選択することで様々
な形態でも実施できる。また、上記実施形態では、超音
波式を含む推量式ガス流量計の原理・構造に特に適した
ものであり、顕著な効果が期待できるため、超音波式ガ
ス流量計に適用した実施形態例として説明したが、これ
に限るものではなく、渦流により流速を計測するフルイ
ディック式流量計等にも適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の流量計の脈
動吸収構造によれば、流入口及び流出口の少なくともい
ずれか一方の内方に、旋回流を発生させる旋回管状部材
が設けられている。したがって、流体の流量計測に際し
て、脈動流の影響を旋回管状部材で軽減させることがで
き、正確な流量計測に基づき積算流量の誤差を軽減させ
ることができ、信頼性の高い流量計を得ることができ
る。また、前記流量計の脈動吸収構造において、前記旋
回管状部材が複数のチューブを束ねて捩り合わせたもの
であると、安価で信頼性の高い旋回管状部材を得ること
ができ、流量計の製造コスト削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流量計の脈動吸収構造の一実施形態を
示す概略断面図である。

【図２】図１に示した旋回管状部材の要部を示す拡大斜
視図である。

【図３】従来のガス流量計を示す概略図である。

【図４】従来の流量計と燃焼器との関係を示すブロック
図である。

【図５】従来のガス流の流速変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 流量計（超音波式ガス流量計） ２ 計量測定部 ３ 流入口 ４ 流出口 ５ 上流室 ６ 下流室 ７ 上流側旋回管状部材 ８ 下流側旋回管状部材 ９ チューブ １０ 隔壁 ２１ 上流側トランスジューサ ２２ 計測用ダクト ２３ 下流側トランスジューサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入口及び流出口を介して流入又は流出
   する流体中の流速を計量測定部によって間欠的に計測し
   て積算流量を推測する推量式流量計の脈動吸収構造にお
   いて、 前記流入口及び流出口の少なくともいずれか一方の内方
   に、旋回流を発生させる旋回管状部材が設けられている
   ことを特徴とする流量計の脈動吸収構造。
2. 【請求項２】 前記旋回管状部材が複数のチューブを束
   ねて捩り合わせたものであることを特徴とする請求項１
   記載の流量計の脈動吸収構造。