JPH11281438A

JPH11281438A - 流量計の脈動吸収構造

Info

Publication number: JPH11281438A
Application number: JP8711998A
Authority: JP
Inventors: Sanshiro Kodama; 三四郎兒玉
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】推量式の流量計における脈動の影響を低減し
て正確な流量計測を容易かつ安価に実現することができ
る良好な流量計の脈動吸収構造を提供する。【解決手段】超音波式流量計１００は、流入口２と流
出口３とを連通するガス流路を形成したケース本体１
と、該ケース本体１内の底面側で上流側チャンバ４と下
流側チャンバ５との間に配置された流量測定部８と、流
入口２又は流出口３から伝搬した脈動を減衰可能な多孔
質体で形成され、前記上下流側チャンバ４，５内をそれ
ぞれ仕切るべく配設された整流壁１０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】本発明は電子式ガスメータ等
として使用される流量計の脈動吸収構造に関し、特に、
流路中の流体の流速を間欠的に測定し、この測定した流
速と前記流路の断面積と前記間欠時間とを乗ずることに
よって流路を通過した流体の通過流量を推測する推量式
の流量計における脈動（圧力変動，流速変動）の影響を
低減する脈動吸収構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子式ガスメータ等に使用される
流量計としては、流路中の流体の流速に応じて変化する
物理量を間欠的に測定する測定手段と、該測定手段によ
って測定した流速と前記流路の断面積と前記間欠時間と
を乗ずることによって流路を通過した流体の通過流量を
計測する流量計測手段とを備える推量式の流量計が知ら
れている。又、この様な推量式の流量計には、測定手段
として流体中で超音波を発信・受信する素子である音響
トランスジューサ等を使用する超音波式流量計や、流路
中の流体の圧力変動を検出するフルイディック素子を使
用するフルイディック式流量計がある。

【０００３】図４は、電子式ガスメータとして使用され
る超音波式流量計２０の基本構造を示したものである。
前記超音波式流量計２０は、流入口２６と流出口２７と
を連通するガス流路を形成するケース本体２４と、該ケ
ース本体２４内に配置された測定手段である流量計測部
２８とを備えている。前記流量計測部２８は、該ケース
本体２４内の上流側チャンバ２０ａと下流側チャンバ２
０ｂとを連通し、ガスの流量測定用流路と超音波の伝搬
管路を兼ねる直管状の計測用ダクト２２と、該計測用ダ
クト２２の両端側に一定距離だけ離れて対向配置された
一対の音響トランスジューサ２１，２３とを備えてい
る。該音響トランスジューサ２１，２３は、超音波周波
数で作動する例えば圧電式振動子からなる。

【０００４】そして、ケース本体２４の流入口２６から
上流側チャンバ２０ａ内に流入したガスは、計測用ダク
ト２２を通って下流側チャンバ２０ｂに達し、流出口２
７より流出する。そこで、上流側チャンバ２０ａ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、下
流側チャンバ２０ｂ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。

【０００５】次に、双方の音響トランスジューサ２１，
２３を切換えて、下流側チャンバ２０ｂ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、上流側チャ
ンバ２０ａ側の音響トランスジューサ２１に受信させて
ガス流方向とは逆方向の伝搬時間ｔ₂を計測する。この
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。そして更に、この瞬時流量に
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、この通過流量を積算して積算流量を求める。
そして、図示せぬ流量計測手段が求めた上記積算流量を
ケース本体２４の外面に装備される図示せぬ表示手段に
表示することによって、電子式ガスメータを構成するこ
とができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子ガスメ
ータを通じて供給するガスを消費する燃焼器のなかに
は、ガスガバナやガスヒートポンプ（ＧＨＰ）等のよう
に、使用中に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。そして、例えば図５（ａ）に示
すように、燃焼器３０の使用によって供給ガスに脈動２
５が生じ、その脈動２５が前記超音波式流量計２０の下
流側から流量計内に伝搬すると、計測用ダクト２２内で
のガス流を脈動流とする虞がある。

【０００７】更に、図５（ｂ）に示すようなＬＰＧ集団
供給や都市ガス供給等の場合には、主供給管３１に複数
の流量計２０Ａ，２０Ｂが分岐接続されており、上流側
の流量計２０Ａに接続されている燃焼器３０Ａの発生し
た脈動２５Ａが、流量計２０Ａ及び分岐供給管３１ａ内
のガス流を伝って、下流の流量計２０Ｂ内に伝搬される
虞がある。その上、例えば、下流の流量計２０Ｂでは、
自己に接続されている燃焼器３０Ｂからの脈動２５Ｂ
と、上流の流量計２０Ａに接続されている燃焼器３０Ａ
からの脈動２５Ａとの双方が伝搬され、双方の脈動２５
Ａ，２５Ｂによる影響を受けて流量計２０Ｂ内での脈動
流が更に激しくなる虞がある。この様な脈動流が激しく
なり、流量計の流入口における脈動の変動周期と流出口
における脈動の変動周期とが大きくずれると、場合によ
っては流量計内で逆流が生じてしまう。

【０００８】この様な推量式の流量計においては、燃焼
器の発生した脈動の影響で計測用ダクト２２内のガス流
に脈動流が生じると、流量計測部２８における良好な計
測が行えない。特に、計測用ダクト２２内で逆流が生じ
ると、流量計の積算流量の演算にも悪影響を及ぼす。即
ち、前記計測用ダクト２２内のガス流に脈動流が生じる
と、図６に示すように一定のサンプリング間隔Δｔでガ
ス流の流速Ｖを計測し、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に、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かなり違った積算値となっ
てしまう。

【０００９】従って、本発明の目的は上記課題を解消す
ることに係り、推量式の流量計における脈動の影響を低
減して正確な流量計測を容易かつ安価に実現することが
できる良好な流量計の脈動吸収構造を提供することであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、流
入口と流出口とを連通する流路を形成したケース本体
と、該ケース本体内の上流側チャンバと下流側チャンバ
との間に配置され、流路中の流体の流速に応じて変化す
る物理量を間欠的に測定する測定手段とを備えた流量計
の脈動吸収構造であって、前記上流側チャンバ内の前記
流入口と前記測定手段の上流側端との間、或いは前記下
流側チャンバ内の前記流出口と前記測定手段の下流側端
との間の少なくとも一方には、これら流入口又は流出口
から伝搬した脈動を減衰可能な多孔質体で形成された整
流壁が該当チャンバ内を仕切るように配設されているこ
とを特徴とする流量計の脈動吸収構造により達成され
る。

【００１１】上記構成によれば、流量計の上流側又は下
流側から伝搬した脈動は、ケース本体内に入ると、多孔
質体で形成された整流壁によって減衰されるので、上流
側チャンバと下流側チャンバとの間に配置された前記測
定手段へ伝わる脈動を低減することができる。尚、好ま
しくは前記上下流側チャンバ内をそれぞれ仕切るべく配
設された前記整流壁が、前記上流側チャンバと前記下流
側チャンバとを区画する隔壁を貫通していることによ
り、上流側チャンバと下流側チャンバとの間で流体がバ
イパスされ、これら上下流側チャンバ間の圧力差が緩和
される。

【００１２】又、好ましくは前記整流壁が、０．１〜１
ｍｍ²の平均開口面積を有する多数の孔を備えた多孔質
体から成る。又、好ましくは前記整流壁を形成する多孔
質体が、一対の網状部材に挾持された繊維状部材又は海
綿状部材から成る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の一実施形態に係る流量計の脈動吸収構造を詳細に説明
する。図１は、本発明の一実施形態に係る脈動吸収構造
を備えた超音波式流量計１００の概略断面図である。

【００１４】図１に示した超音波式流量計１００は、電
子式ガスメータとして使用されるもので、流入口２と流
出口３とを連通するガス流路を形成した略直方体のケー
ス本体１と、該ケース本体１内の底面側で上流側チャン
バ４と下流側チャンバ５との間に配置された測定手段で
ある流量測定部８と、流入口２又は流出口３から伝搬し
た脈動を減衰可能な多孔質体で形成され、前記上下流側
チャンバ４，５内をそれぞれ仕切るべく配設された整流
壁１０とを備える。

【００１５】前記流量測定部８は、隔壁７に区画された
前記ケース本体１内の上流側チャンバ４と下流側チャン
バ５とを連通し、ガスの流量測定用流路と超音波の伝搬
管路を兼ねる直管状の計測用ダクト２２と、該計測用ダ
クト２２の両端側に一定距離だけ離れて対向配置された
一対の音響トランスジューサ９ａ，９ｂとを備えてい
る。

【００１６】前記整流壁１０は、上流側チャンバ４内の
流入口２と流量測定部８の上流側端との間を仕切ると共
に、下流側チャンバ５内の流出口３と流量測定部８の下
流側端との間を仕切るように、前記隔壁７を貫通して配
設されている。そこで、前記上下流側チャンバ４，５
は、それぞれ第１及び第２の上流側チャンバ４ａ，４ｂ
と、第１及び第２の下流側チャンバ５ａ，５ｂとに分割
された構成である。

【００１７】又、前記整流壁１０は、繊維状部材である
グラスウール１２を一対の網状部材である金網１１，１
１で挾持して形成された多孔質体である。前記金網１１
は、グラスウール１２自体が形状を維持するのが困難な
材料であることから、これを保持する為のものであり、
必ずしも必須ではない。そこで、網状部材は、前記金網
１１に限らず合成樹脂等の他の材質によって形成するこ
ともできる。

【００１８】ここで、本発明における多孔質体とは、ガ
ス等の流体が通過可能である好ましくは０．１〜１ｍｍ
²の平均開口面積を有する多数の孔を備えた部材であ
り、例えば、スポンジ等の海綿状部材や、他の繊維状部
材を用いることもできる。そして、通過する流体に大き
な圧力損失が生じないように、前記多孔質体の孔の大き
さや数が適宜設定される。

【００１９】尚、前記超音波式流量計１００は、前記流
量測定部８によって測定した流速と前記ガス流路の断面
積と前記間欠時間とを乗ずることによってガス流路を通
過したガスの通過流量を計測する図示しない流量計測手
段と、該流量計測手段が求めた上記積算流量をケース本
体１の外面に表示する図示せぬ表示手段とを備えてい
る。

【００２０】即ち、上記超音波式流量計１００を通じて
供給するガスを消費する燃焼器がパルス的な燃焼をする
ガスガバナやガスヒートポンプ（ＧＨＰ）等のような燃
焼器であり、その上、ＬＰＧ集団供給や都市ガス供給の
ようにこれら燃焼器が並列に接続されている場合には、
前記燃焼器の使用によって供給ガスに脈動流が生じるの
で、前記超音波式流量計１００の上流側又は下流側から
伝搬した脈動が流入口２又は流出口３からケース本体１
内に入ってくる。

【００２１】この時、前記整流壁１０は、第１の上流側
チャンバ４ａ又は第１の下流側チャンバ５ａからそれぞ
れ第２の上流側チャンバ４ｂ又は第２の下流側チャンバ
５ｂに向かう脈動を吸収し、整流することができる。従
って、ケース本体１内に配置された前記流量測定部８に
は、超音波式流量計１００の上流側又は下流側から伝搬
した脈動が伝わらないので、該流量測定部８は正確な流
速を測定することができる。

【００２２】尚、本実施形態の超音波式流量計１００に
おいては、前記整流壁１０が前記隔壁７を貫通して配設
されており、該整流壁１０が貫通する部分では、ガスが
上流側チャンバ４から下流側チャンバ５に流れることが
できるので、これら上流側チャンバ４と下流側チャンバ
５との間の圧力差を緩和させる効果がある。尚、この貫
通部分を通過するガスの量はごく微量なので、流量測定
部８の測定には影響しない。

【００２３】又、一般に流量計に流入するガス中には、
ドレンや配管の錆といった塵埃が混入していることがあ
るが、前記超音波式流量計１００では、流量測定部８の
上流側に前記整流壁１０が配設されているので、これら
ドレンや塵埃が該整流壁１０に捕捉され、流量測定部８
には清浄なガスを流入させることができる。

【００２４】尚、上記実施形態においては、前記整流壁
１０が前記隔壁７を貫通して配設されているが、図３に
示した変形例のように、上流側チャンバ４内の流入口２
と流量測定部８の上流側端との間には、該上流側チャン
バ４を第１の上流側チャンバ４ａと第２の上流側チャン
バ４ｂとに分割する第１の整流壁１０ａを設けると共
に、下流側チャンバ５内の流出口３と流量測定部８の下
流側端との間には、該下流側チャンバ５を第１の下流側
チャンバ５ａと第２の下流側チャンバ５ｂとに分割する
第２の整流壁１０ｂを設けても良い。この場合、上流側
チャンバ４と下流側チャンバ５とは、流量測定部８の流
路を除いて隔壁７により完全に区画されている。又、本
発明における整流壁は、上下流側チャンバ内の少なくと
も一方に設けられていれば、流量計の上流側又は下流側
から伝搬した脈動を減衰することができるので、上記実
施形態の構成に限定されるものではない。

【００２５】更に、本発明におけるケース本体、測定手
段及び整流壁の構成は、上記実施形態の構成に限定され
るものではなく、本発明の主旨に基づいて適宜変更可能
であることは言うまでもない。例えば、上記実施形態に
おいては、超音波式流量計の脈動吸収構造について説明
したが、本発明の流量計の脈動吸収構造はこれに限定さ
れるものではなく、フルイディック式流量計等の他の推
量式の流量計にも適用可能であり、流体としてもＬＰガ
スや都市ガスに限るものでなく、ガス以外の水やオイル
等の流体にも適用できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る流量
計の脈動吸収構造によれば、流量計の上流側又は下流側
から伝搬した脈動は、ケース本体内に入ると、多孔質体
で形成された整流壁によって減衰されるので、上流側チ
ャンバと下流側チャンバとの間に配置された前記測定手
段へ伝わる脈動を低減することができる。従って、推量
式の流量計における脈動の影響を低減して正確な流量計
測を容易かつ安価に実現することができる良好な流量計
の脈動吸収構造を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る脈動吸収構造を備え
た超音波式流量計の概略断面図である。

【図２】図１に示した超音波式流量計の要部拡大断面図
である。

【図３】図２に示した超音波式流量計の変形例を示す要
部拡大断面図である。

【図４】超音波式流量計の基本構造を示した概略断面図
である。

【図５】脈動の発生と影響を説明する構成図である。

【図６】流速の計測値から流量を算出する場合に、脈動
の影響で生じる測定誤差の説明図である。

【符号の説明】

１ケース本体２流入口３流出口４上流側チャンバ５下流側チャンバ８流量測定部１０整流壁１１金網１２グラスウール２２計測用ダクト１００超音波式流量計

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入口と流出口とを連通する流路を形成
したケース本体と、該ケース本体内の上流側チャンバと
下流側チャンバとの間に配置され、流路中の流体の流速
に応じて変化する物理量を間欠的に測定する測定手段と
を備えた流量計の脈動吸収構造であって、前記上流側チャンバ内の前記流入口と前記測定手段の上
流側端との間、或いは前記下流側チャンバ内の前記流出
口と前記測定手段の下流側端との間の少なくとも一方に
は、これら流入口又は流出口から伝搬した脈動を減衰可
能な多孔質体で形成された整流壁が該当チャンバ内を仕
切るように配設されていることを特徴とする流量計の脈
動吸収構造。
【請求項２】前記上下流側チャンバ内をそれぞれ仕切
るべく配設された前記整流壁が、前記上流側チャンバと
前記下流側チャンバとを区画する隔壁を貫通しているこ
とを特徴とする請求項１に記載の流量計の脈動吸収構
造。
【請求項３】前記整流壁が、０．１〜１ｍｍ²の平均
開口面積を有する多数の孔を備えた多孔質体から成るこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の流量計の脈動吸
収構造。
【請求項４】前記整流壁を形成する多孔質体が、一対
の網状部材に挾持された繊維状部材又は海綿状部材から
成ることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記
載の流量計の脈動吸収構造。