WO2010143382A1 - 遮断弁流路ユニット - Google Patents

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WO2010143382A1
WO2010143382A1 PCT/JP2010/003726 JP2010003726W WO2010143382A1 WO 2010143382 A1 WO2010143382 A1 WO 2010143382A1 JP 2010003726 W JP2010003726 W JP 2010003726W WO 2010143382 A1 WO2010143382 A1 WO 2010143382A1
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shut
flow path
gas
chamber
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山口正樹
永沼直人
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パナソニック株式会社
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    • F23N5/245—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electrical or electromechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2235/12—Fuel valves
    • F23N2235/14—Fuel valves electromagnetically operated

Definitions

  • the present invention relates to means for installing a shutoff valve capable of shutting off gas inflow from a gas inlet to a gas introduction chamber in a gas introduction chamber of a gas meter.
  • gas meters with built-in shut-off valves are widely distributed as gas meters (hereinafter abbreviated as microcomputer meters) with built-in gas shut-off devices equipped with microcomputers using battery power.
  • the gas flow rate sensor monitors the gas flow rate, and the microcomputer determines that the gas usage status is abnormal, or an earthquake sensor, gas pressure sensor, gas alarm, carbon monoxide sensor. The state of the sensor is monitored, and if it is judged as a dangerous state, the gas is shut off by the shut-off valve.
  • the gas meter in Japan is mainly made of aluminum die casting, and the shut-off valve flow path can be configured relatively easily integrally with the gas meter casing (for example, see Patent Document 1).
  • Gas meters in the USA, EU countries, etc. have a metering unit housed in a press-molded steel casing, and a gas inlet pipe is attached to a hole opened in the top face of the casing and opened inside the top face. In general, it is a straight pipe, and the inside of the housing is generally filled with gas. For this reason, a shut-off valve cannot be directly attached to the housing as in Japan.
  • shut-off valve channel unit When attaching a shut-off valve to such a press-formed steel casing gas meter, means for hermetically connecting the shut-off valve channel unit to the gas inlet pipe from the inside of the gas meter casing is employed (for example, Patent Document 2).
  • FIG. 4 shows a conventional gas meter and shut-off valve flow path described in Patent Document 2.
  • the gas meter is opened on the upper casing 1 made of press-formed steel plate, the lower casing 2 made of pressed steel plate, the measuring unit 3, and the top surface of the upper casing 1.
  • a shut-off valve 11 having a valve body 10 which is attached to the shut-off valve mounting hole 7 and moves laterally in the shut-off valve flow path 9 to close the valve seat hole 6 and shut off the gas. It consists of
  • the shut-off valve 11 includes a valve body 10 having a synthetic rubber or the like as a sealing member, a mounting plate 12 and a self-holding electromagnetic solenoid 13 for driving the valve body 10, and the valve body 10 side and the electromagnetic solenoid sandwiching the mounting plate 12.
  • An airtight structure (not shown) for hermetically separating 13 is built in.
  • valve body 10 and the valve seat hole 6 are directly below the opening hole 5 a of the gas inlet pipe 5. For this reason, when foreign matters such as iron rust and water droplets in the pipe fall, there is a high possibility that the foreign matter adheres to the valve body 10 or the valve seat hole 6, and the valve closing performance of the shut-off valve 11 may deteriorate due to the foreign matter adhesion. Had the problem of being large.
  • valve body 10 and the valve seat hole 6 are in a position where they can easily be touched from the opening hole 5a of the gas inlet pipe 5. For this reason, a prank such as inserting a finger or a rod-like object through the opening hole 5a to destroy the valve body 10 or the valve seat hole 6 or an obstacle between the valve body 10 and the valve seat hole 6 so that the valve body 10 cannot be closed. There was a problem that the act of inserting and stealing gas could be easily performed.
  • the shut-off valve flow path 9 is below the valve seat hole 6.
  • the valve body 10 has an outer diameter larger than the inner diameter of the valve seat hole 6, so that part of the valve body 10 may be submerged.
  • the synthetic rubber is deteriorated by water, or the foreign matter that has fallen into the shut-off valve flow path 9 is floated by water and adheres to the valve body 10 or the valve seat hole 6 and the shut-off performance of the shut-off valve 11 is deteriorated. Had the problem that there is a possibility of doing.
  • shutoff valve flow path 9 is attached to the gas inlet pipe 5 through the packing 8 using a screw or the like, there is a problem that the workability of assembling the gas meter is poor.
  • shut-off valve 11 since the shut-off valve 11 is disposed sideways, the shut-off valve flow path 9 is provided on the lower side of the gas inlet pipe 5 in addition to the height of the seal portion of the packing 8 and the mounting plate for the shut-off valve 11.
  • variety was needed, and it had the subject that the compensation of shut-off valve flow path arrangement
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a shut-off valve flow path unit in which a casing can be easily attached to a gas meter made of sheet metal press and can provide a shut-off function to the gas meter. And It is another object of the present invention to provide a shut-off valve flow path unit that can reduce deterioration of valve closing performance due to adhesion of foreign matter in the piping and mixing of water. It is another object of the present invention to provide a shutoff valve flow path unit that is difficult to prank or steal gas. It is another object of the present invention to provide an inexpensive shut-off valve channel unit that can be reduced in height.
  • the shut-off valve flow path unit of the present invention includes a generally vertical inlet pipe that can be hermetically attached to a gas inlet pipe of a gas meter via a first packing, A speed reduction chamber disposed below and having a flow path cross-sectional area larger than the flow path cross-sectional area of the inlet pipe, a horizontal flow path that is open in a generally horizontal direction from a side surface higher than the bottom surface of the speed reduction chamber, and the horizontal flow path A valve chamber having a valve seat hole that opens downward to a gas introduction chamber inside the gas meter, and has a shut-off valve mounting hole provided facing the valve seat hole, and a second packing
  • the shut-off valve is attached to the shut-off valve mounting hole and has a valve body for opening and closing the valve seat hole, and the shut-off valve is separated from the inside of the flow path with the valve body and the mounting plate. Having an airtight structure between the outside It is obtained by the butterfly.
  • valve body and valve seat hole of the shut-off valve are located in the back of the horizontal flow path, and the valve body and valve seat hole of the shut-off valve cannot be seen from the gas inlet of the gas meter. This is effective in preventing mischief of the shut-off valve.
  • the shutoff valve flow path unit of the present invention can be easily attached to a gas meter made of sheet metal press, and can provide a shutoff function to the gas meter. In addition, it is possible to reduce the deterioration of the valve closing performance due to the adhesion of foreign matter in the piping and the mixing of water. In addition, it is possible to provide a shutoff valve channel unit that is difficult to prank or steal gas. Further, the height can be reduced, and an inexpensive shut-off valve channel unit can be provided.
  • Sectional drawing of the cutoff valve flow path unit and gas meter upper case in Embodiment 1 of this invention The perspective view showing the assembly image of the cutoff valve flow path unit in Embodiment 1 of this invention Sectional drawing of the cutoff valve in Embodiment 1 of this invention
  • a substantially vertical inlet pipe that can be hermetically attached to a gas inlet pipe of a gas meter via a first packing, and a lower section of the inlet pipe.
  • a speed reducing chamber having a large flow path cross-sectional area, a horizontal flow path that is opened in a generally horizontal direction from a side surface that is higher than the bottom surface of the speed reducing chamber, and a gas introduction inside the gas meter downwardly disposed at the tip of the horizontal flow path
  • a valve chamber having a valve seat hole opening in the chamber and having a shut-off valve mounting hole provided opposite to the valve seat hole; and a valve seat attached to the shut-off valve mounting hole via a second packing,
  • a shut-off valve flow path unit having a shut-off valve having a valve body for opening and closing a hole, the shut-off valve having an airtight structure between the inside of the flow path having the valve body and the outside of the flow path with an attachment plate therebetween
  • the second invention is made of synthetic resin in which the inlet pipe, the deceleration chamber, the lateral flow path, and the valve chamber of the first invention are integrally molded, and has an opening hole on the side surface opposite to the lateral flow path of the deceleration chamber. Since the lid is airtightly attached to the opening hole, the flow path body can be constituted by two inexpensive synthetic resin parts, and there is an effect that the gas meter can be economically provided with a blocking function.
  • the first packing is an O-ring packing that is compressible in the radial direction
  • the inlet pipe can be inserted into the O-ring packing upward
  • the outer surface is Since the upper warp is narrow and the lower warp is formed in a tapered shape, there is an effect that the gas pipe can be easily assembled by simply inserting the inlet pipe into the gas inlet pipe.
  • the shutoff valve converts the rotational force of the rotor of a two-phase excitation PM type stepping motor in which the rotation axis is arranged substantially vertically into vertical motion.
  • the valve body is moved up and down to provide a motor-type shut-off valve having an airtight structure between the valve body and the rotor, and the mounting plate and the stator disposed above it. Since the horizontal position of the gas inlet pipe and the shut-off valve is separated, the installation height of the shut-off valve flow path unit is reduced, including the effect that the gas inlet pipe can be installed avoiding interference with the protruding part that attaches to the gas meter casing. It can be installed in a limited space in an existing gas meter.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a shut-off valve flow path unit and a gas meter upper housing in Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 shows the perspective view showing the assembly image of the cutoff valve flow path unit in Embodiment 1 of this invention.
  • the upper housing of the gas meter is composed of an upper housing 41 in which a steel plate having a thickness of about 0.8 mm, for example, is press-formed in a general manner like a pan, and a generally straight body attached to the upper housing 41.
  • the gas inlet pipe 43 is tubular and has an O-ring 45 disposed on the inner surface thereof.
  • the gas inlet pipe 43 is inserted into a hole opened in the upper housing 41 with a packing 44 interposed therebetween, and a caulking portion that protrudes to the inside of the upper housing 41 while simultaneously sandwiching a reinforcing plate 42 made of, for example, a steel plate of about 1.6 mm.
  • caulking 47 it is attached to the upper housing 41 in an airtight manner.
  • a straight pipe-shaped inlet pipe that is inserted into the gas inlet pipe 43 from below so as to compress the O-ring 45 in the radial direction and is formed in a taper shape having a narrow upper warp and a wide lower warp. 51 is provided. Further, the speed reduction chamber 52 disposed below the inlet pipe 51 and having a flow path cross-sectional area larger than the flow path cross-sectional area of the inlet pipe 51 and a side surface at a position higher than the bottom surface 52a of the speed reduction chamber 52 are opened in a substantially horizontal direction. And a horizontal flow path 53 is provided.
  • a valve having a valve seat hole 54 which is disposed at the front end of the lateral flow path 53 and opens downward to the gas introduction chamber 46 inside the gas meter, and which has a shut-off valve mounting hole 55 provided to face the valve seat hole 54.
  • a chamber 56 is provided.
  • the inlet pipe 51, the deceleration chamber 52, the lateral flow path 53, and the valve chamber 56 are integrally formed by synthetic resin injection molding.
  • a shutoff valve 81 having a valve body 82 for opening and closing the valve seat hole 54 is provided by being attached to the shutoff valve mounting hole 55 via a second packing 57 which is an O-ring made of synthetic rubber. .
  • the shut-off valve 81 has an airtight structure with an airtight partition wall 91 between the valve chamber 56 having the valve body 82 and the gas introduction chamber 46 with the attachment plate 89 interposed therebetween.
  • the shutoff valve flow path unit is configured by including the inlet pipe 51, the deceleration chamber 52, the lateral flow path 53, the valve chamber 56, and the shutoff valve 81.
  • the deceleration chamber 52 has an opening hole 59 on the side surface opposite to the side surface with which the lateral flow path 53 communicates, and a lid 60 is attached to the opening hole 59 in an airtight manner by means such as ultrasonic welding or friction welding.
  • the integrally formed inlet pipe 51, the deceleration chamber 52, the lateral flow channel 53, the flow channel body 61 including the valve chamber 56, and the lid 60 attached to the deceleration chamber 52 are also referred to as polyoxymethylene (abbreviated as POM, polyacetal). ), An engineering plastic synthetic resin having resistance to gases such as polybutylene terephthalate (abbreviation PBT).
  • POM polyoxymethylene
  • PBT polybutylene terephthalate
  • a latching claw 58 is integrally formed at the end of the flow path body 61 on the valve chamber 56 side, and is latched by the reinforcing plate 42.
  • the outer surface of the inlet pipe 51 has a taper angle of about 1 ° on one side in a direction extending from top to bottom.
  • the flow path cross-sectional area of the inlet pipe 51 is, for example, about 5 cm 2 , while the flow path cross-sectional area of the deceleration chamber 52 is set to about 12 cm 2 . For this reason, the flow velocity entering the deceleration chamber 52 is decelerated to about 40% of the flow velocity in the inlet pipe 51 based on the principle of flow velocity continuity.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the shutoff valve 81 in the first embodiment of the present invention.
  • a stator 85 having a two-phase coil is fixed to a mounting plate 89 that is mounted in the shut-off valve mounting hole 55 via a second packing 57.
  • a rotor 88 having a lead shaft 86 coaxially arranged with the stator 85 and substantially perpendicularly and a permanent magnet 87 made of a sintered ferrite magnet is provided inside the stator 85.
  • the lead mechanism 95 is screwed with the lead shaft 86 and moves up and down in accordance with the rotation of the lead shaft 86, so that the valve seat 62 formed on the valve chamber 56 side of the valve seat hole 54 can be opened and closed.
  • a valve body 82 including a movable body 84 made of a synthetic rubber and a valve seat 83 made of synthetic rubber attached to an end of the movable body 84 is provided. Further, it is generally cap-shaped without a fitting hole disposed between the stator 85 and the rotor 88, and is sealed by an O-ring 90 and outside of the mounting plate 89 having the stator 85 and the mounting plate 89 having the valve body 82.
  • An airtight partition wall 91 is provided to keep airtight between the inner valve chamber 56.
  • the airtight partition wall 91 is made of a nonmagnetic metal material such as austenitic stainless steel.
  • the shut-off valve 81 is configured by the stator 85, the rotor 88, the valve body 82, and the airtight partition wall 91.
  • the stator 85 and the rotor 88 form a two-phase excitation PM (permanent magnet) type stepping motor.
  • This PM type stepping motor has the feature that when the number of phases is small, it can be formed flat in the axial direction compared to electromagnetic solenoids and DC motors, etc., the minimum unit that can control the rotation direction and generate strong rotation torque
  • the two-phase excitation type that can be configured most flatly.
  • a sliding bearing 93 made of a self-lubricating synthetic resin such as polyoxymethylene is disposed on the top of the airtight partition wall 91. Further, a rolling bearing 92 made of a stainless steel ball or the like is disposed on the mounting plate 89 side. The sliding bearing 93 and the rolling bearing 92 hold the rotating shaft of the rotor 88 and the load of the vertical movement.
  • a stainless steel spring 94 is disposed between the moving body 84 and the mounting plate 89 so as to urge the moving body 84 toward the valve seat 62.
  • shut-off valve channel unit configured as described above will be described below.
  • the gas that has flowed into the gas meter from the gas inlet pipe 43 via the gas pipe flows into the inlet pipe 51, the deceleration chamber 52, the lateral flow.
  • the gas is introduced from the valve seat hole 54 to the gas introduction chamber 46 in the gas meter through the passage 53 and the valve chamber 56.
  • the gas piping includes steel rust of the steel piping itself, sand mixed during piping work, moisture liquefied by moisture in the gas, and gas itself, vinyl chloride, synthetic rubber, etc. Contains foreign matter such as drain components from which the oil is condensed.
  • the gas flow etc. among these and adheres to the valve body 82 and the valve seat 62 of the cutoff valve 81, the clearance gap by foreign object biting will be formed and the valve closing performance of the cutoff valve 81 will be impaired. A malfunction may occur.
  • the shutoff valve flow path unit of this embodiment it has resistance to problems due to foreign object biting as follows.
  • the bottom surface of the deceleration chamber 52 that is directly below the inlet pipe 51. It falls to 52a. Since there is a step in the deceleration chamber 52, it is difficult for the deceleration chamber 52 to flow into the lateral flow path 53, so that it is difficult to be transported to the valve body 82 and the valve seat 62 of the shut-off valve 81 at the tip portion, and is difficult to adhere.
  • the flow rate of the gas is 6 m 3 / h
  • the flow rate is about 3 m / s in the inlet pipe 51 having a flow path cross-sectional area of about 5 cm 2
  • the deceleration chamber 52 having a flow path cross-sectional area of 12 cm 2 . Is decelerated to a flow velocity of about 1.4 m / s, so that many large foreign substances fall in the deceleration chamber 52 and are not easily transported to the valve body 82 and the valve seat 62 of the shut-off valve 81 at the tip thereof, and are difficult to adhere.
  • the valve closing performance is unlikely to deteriorate.
  • valve body 82 is not submerged, and the deterioration of the synthetic rubber or the like of the valve body 82 due to water can be prevented, and the fallen foreign matter in the flow path body 61 may float on the water and adhere to the valve body 82. Low.
  • shut-off valve 81 when a shut-off signal is input to the shut-off valve 81 from an external control device (not shown), the stator 85 is excited and the rotor 88 rotates, and the valve element 82 moves in the direction of the valve seat 62 by the reed mechanism 95. Then, by contacting the valve seat 62, the gas flow path is closed, and the gas from the shutoff valve flow path unit to the gas introduction chamber 46 is shut off.
  • shut-off valve for the purpose of this type of prepaid charge cut off or non-payment prevention function
  • the shut-off function is disabled by inserting an interposition such as a rod between the valve body and the valve seat to prevent the shut-off.
  • an interposition such as a rod between the valve body and the valve seat.
  • the valve body 82 and the valve seat hole 54 of the shut-off valve 81 are located in the back of the lateral flow path 53, and the valve body 82 and the valve seat hole 54 of the shut-off valve 81 from the gas inlet pipe 43 of the gas meter. Cannot be seen and cannot be easily touched even if a finger or stick is inserted. Therefore, it is effective in preventing the invalidation of the shutoff function to the shutoff valve 81 and preventing mischief.
  • An opening hole 59 is formed in the side surface of the deceleration chamber 52 opposite to the lateral flow path 53, and an injection mold for forming the deceleration chamber 52 and the lateral flow path 53 is released from the opening hole 59, thereby
  • the pipe 51, the deceleration chamber 52, the lateral flow path 53, and the valve chamber 56 can be made of an inexpensive synthetic resin integrated product.
  • the lid 60 is hermetically attached to the opening hole 59 by an easy means such as ultrasonic welding or friction welding, the flow path body 61 can be composed of two parts of inexpensive synthetic resin, which is economical for a gas meter. Thus, a blocking function can be provided.
  • the inlet pipe 51 Since the outer surface of the inlet pipe 51 is formed in a tapered shape of about 1 ° on one side with a narrow upper part and a wide lower part, the inlet pipe 51 can be easily inserted into the gas inlet pipe 43 in which the O-ring 45 is set. Can do. Further, when inserted, the O-ring 45 is compressed in the warp direction and the gas is sealed, and the latching pawl 58 is hooked on the reinforcing plate 42, whereby the shut-off valve channel unit can be easily assembled to the gas meter. Can do.
  • the shut-off valve 81 is constituted by a two-phase excitation PM type stepping motor that can be formed flat in the axial direction, the assembly height of the valve chamber 56 and the shut-off valve 81 can be reduced as compared with a solenoid or the like. Further, since the lateral positions of the gas inlet pipe 43 and the shutoff valve 81 are separated from each other, the gas inlet pipe 43 can be installed avoiding interference with the caulking portion 47 that is a protruding portion that attaches the gas meter upper casing 41. Including these effects, the installation height of the shut-off valve channel unit can be reduced, and mounting in a limited space in an existing gas meter is possible.
  • valve body 82 is in close contact with the valve seat 62. In the closed state, gas leakage through the shut-off valve 81 can be prevented, and excellent shut-off performance can be realized.
  • the rolling bearing 92 and the sliding bearing 93 are arranged in the direction of the rotation direction as when the rotation axis is arranged in the lateral direction. There is no eccentric load due to gravity in the direction. For this reason, the stability and durability of the rolling bearing 92 and the sliding bearing 93 can be improved.
  • the shut-off valve channel unit can be easily attached to an aluminum die-cast gas meter in which a gas inlet pipe is integrally formed.
  • it can be provided with a shut-off function, can reduce the deterioration of valve closing performance due to adhesion of foreign matter in the piping and mixing of water, difficult to mischief and gas theft, etc. Can be small.
  • shutoff valve flow path unit can be applied to various gas meters because the casing can be easily attached to a gas meter made of sheet metal press.

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Abstract

　筐体が板金プレス製のガスメータに容易に取り付け可能で、配管内の異物や水分、イタズラなどに対する耐性を持った安価な遮断弁流路ユニットを提供すること。　入口パイプ５１と、下方に配され入口パイプ５１の流路断面積より大きな流路断面積を有する減速室５２と、底面５２ａより高い位置の側面から概ね水平方向に開口された横流路５３と、下向きにガスメータ内部のガス導入室４６に開口する弁座穴５４を有する弁室５６を合成樹脂で一体成形し、弁座穴５４を開閉するための弁体８２を有し、本体に気密構造を内蔵する遮断弁８１を備えて遮断弁流路ユニットを構成したため、配管内の異物や水分は減速室５２で落下し、指や棒状のものなどを差し込んでも弁体８２に容易に触れることができないため、配管内の異物や水分、イタズラなどに対する耐性を持った安価な遮断弁流路ユニットを提供できる。

Description

遮断弁流路ユニット
　本発明は、ガスメータのガス導入室内に、ガス入口からガス導入室へのガス流入を遮断可能な遮断弁を設置する手段に関するものである。
　従来、日本国内においては、電池電源によるマイクロコンピュータ搭載のガス遮断装置を内蔵したガスメータ（以下マイコンメータと省略する）として、遮断弁を内蔵したガスメータは広く流通している。この種のマイコンメータでは、ガスメータの流量センサによりガスの流量を監視し、マイクロコンピュータによりガスの使用状態が異常使用と判断した場合や、地震センサ、ガス圧力センサ、ガス警報器、一酸化炭素センサなどのセンサの状況を監視し、危険状態と判断した場合は、遮断弁によりガスを遮断する。
　日本国内のガスメータは、主にアルミニウムダイカスト製であり、遮断弁流路はガスメータのケージングと一体的に比較的容易に構成できる（例えば、特許文献１参照）。
　一方、近年ＵＳＡ、ＥＵ諸国などにおいても、ガス料金不払い対応手段などのため、ガスメータに遮断弁を内蔵したいとの要望が出てきている。
　ＵＳＡ、ＥＵ諸国などのガスメータは、プレス成形された鋼板製の筐体内に計量部が収納され、ガス入口管はこの筐体の天面に開口された穴に取り付けられ天面の内側で開放された概ね直管であり、筐体の内側はガスで充満される構成が一般である。このため、日本国内と同様に筐体に直接遮断弁を取り付けることができない。
　このような、プレス成形された鋼板製筐体のガスメータに遮断弁を取り付ける場合は、ガス入口管に遮断弁流路ユニットをガスメータ筐体内側から気密に接続する手段が採用されている（例えば、特許文献２参照）。
　図４は、特許文献２に記載された従来のガスメータおよび遮断弁流路を示すものである。
　図４に示すように、ガスメータは、プレス成形された鋼板製の上筐体１と、同じくプレス鋼板製の下筐体２と、計量部３と、上筐体１の天面に開口された穴４に気密に取り付けられたガス入口管５と、横方向に弁座穴６と対向面に遮断弁取り付け穴７を有し、パッキン８を介してネジなどを用いてガス入口管５に取り付けられた遮断弁流路９と、遮断弁取り付け穴７に取り付けられ遮断弁流路９内で横方向に移動し弁座穴６を塞いでガスを遮断可能な弁体１０を有する遮断弁１１とで構成されている。
　遮断弁１１は合成ゴムなどをシール部材とする弁体１０と取り付け板１２と弁体１０を駆動する自己保持型の電磁ソレノイド１３より成り、取り付け板１２をはさんで弁体１０側と電磁ソレノイド１３とを気密に分離する気密構造（図示せず）が内蔵されている。
　図４において、遮断弁１１が開弁状態の場合、弁体１０は弁座穴６を塞いでおらず、ガスはガス入口管５から遮断弁流路９を経て弁座穴６から上筐体１と下筐体２との内側の空間であるガス導入室１４へ導入される。
日本国特開平１１－１０８７２５号公報（図４） 日本国特開平１１－２４８５０６号公報
　しかしながら、前記従来の構成では、弁体１０および弁座穴６がガス入口管５の開口穴５ａの直下にある。このため、配管内の鉄錆や水滴などの異物が落下した場合、弁体１０または弁座穴６に付着する可能性が大きく、この異物付着によって遮断弁１１の閉弁性能が劣化する可能性が大きいという課題を有していた。
　また、このガスメータはガス配管に取り付けられていない状態では、弁体１０および弁座穴６がガス入口管５の開口穴５ａから容易に触れることができる位置にある。このため、開口穴５ａから指や棒状のものなどを差し込んで弁体１０や弁座穴６を破壊するなどのイタズラや、閉弁できないよう弁体１０と弁座穴６の間に障害物を挿入しガスを盗用する行為などを容易に行うことができるという課題を有していた。
　また、前記従来の構成では、遮断弁１１が開弁している状態において、ガス配管から一時的に大量の水がガスメータに入ってきた場合、遮断弁流路９の弁座穴６より下側は水溜りとなり、弁体１０外径が弁座穴６内径より大きいため弁体１０の一部が水没することがある。このため、水による合成ゴムの劣化を招いたり、遮断弁流路９に落下していた異物が水により浮遊し、弁体１０または弁座穴６に付着し遮断弁１１の閉弁性能が劣化する可能性があるという課題を有していた。
　また、前記従来の構成では、ガス入口管５にパッキン８を介してネジなどを用いて遮断弁流路９を取り付けていたため、ガスメータ組み立ての作業性が悪いという課題を有していた。
　また、前記従来の構成では、遮断弁１１を横向きに配していたため、遮断弁流路９はガス入口管５の下側にパッキン８のシール部の高さに加え、遮断弁１１の取り付け板１２の幅以上の高さが必要となり、計量部３との干渉を避けるため上筐体１を高くするなど遮断弁流路配置の代償が大きくなる可能性が高いという課題を有していた。
　本発明は、前記従来の課題を解決するもので、筐体が板金プレス製のガスメータに容易に取り付け可能で、ガスメータに遮断機能を付与することができる遮断弁流路ユニットを提供することを目的とする。また、配管内の異物の付着、水の混入による閉弁性能の劣化を軽減できる遮断弁流路ユニットを提供することを目的とする。また、イタズラやガスの盗用などが困難な遮断弁流路ユニットを提供することを目的とする。また、高さを小型にできる、安価な遮断弁流路ユニットを提供することを目的とする。
　前記従来の課題を解決するために、本発明の遮断弁流路ユニットは、ガスメータのガス入口管に第１のパッキンを介して気密に取り付け可能な概ね垂直方向の入口パイプと、前記入口パイプの下方に配され、前記入口パイプの流路断面積より大きな流路断面積を有する減速室と、前記減速室の底面より高い位置の側面から概ね水平方向に開口された横流路と、前記横流路の先端部に配され、下向きにガスメータ内部のガス導入室に開口する弁座穴を有し、前記弁座穴に対向して設けた遮断弁取り付け穴を有する弁室と、第２のパッキンを介して前記遮断弁取り付け穴に取り付けられ、前記弁座穴を開閉するための弁体を有する遮断弁を備え、前記遮断弁は、弁体のある流路内と、取り付け板を隔てて流路外との間に気密構造を有することを特徴としたものである。
　これによって、遮断弁の弁体や弁座穴は横流路の奥にあり、ガスメータのガス入口から遮断弁の弁体や弁座穴が見えず、指や棒状のものなどを差し込んでも容易に触れることができないため、遮断弁へのイタズラ防止に効果がある。
　また、減速室の流路断面積が入口パイプより広いので、ガスの流速は減速室で減速し、この時、配管の鉄さび、水滴など比較的質量の大きな異物は減速室にて落下するため遮断弁の弁体や弁座穴に到達せず、異物による遮断弁の閉弁性能劣化を軽減できる効果がある。
　また、遮断弁開弁状態において、ガス配管から一時的に水がガスメータに入ってきた場合でも、少量の場合は減速室で滴下され、より大量の場合でも弁座穴からガスメータ内のガス導入室に落下するので、弁体が水没せず、水による弁体の合成ゴムなどの劣化を防止でき、また、遮断弁流路内の落下異物が水に浮遊し弁体に付着する可能性が低いという効果がある。
　本発明の遮断弁流路ユニットは、筐体が板金プレス製のガスメータに容易に取り付け可能で、ガスメータに遮断機能を付与することができる。また、配管内の異物の付着、水の混入による閉弁性能の劣化を軽減できる。また、イタズラやガスの盗用などが困難な遮断弁流路ユニットを提供できる。また、高さを小型にでき、安価な遮断弁流路ユニットを提供することができる。
本発明の実施の形態１における遮断弁流路ユニットおよびガスメータ上筐体の断面図 本発明の実施の形態１における遮断弁流路ユニットの組み立てイメージを表した斜視図 本発明の実施の形態１における遮断弁の断面図 従来の遮断弁内臓ガスメータの断面図
　第１の発明は、ガスメータのガス入口管に第１のパッキンを介して気密に取り付け可能な概ね垂直方向の入口パイプと、前記入口パイプの下方に配され、前記入口パイプの流路断面積より大きな流路断面積を有する減速室と、前記減速室の底面より高い位置の側面から概ね水平方向に開口された横流路と、前記横流路の先端部に配され、下向きにガスメータ内部のガス導入室に開口する弁座穴を有し、前記弁座穴に対向して設けた遮断弁取り付け穴を有する弁室と、第２のパッキンを介して前記遮断弁取り付け穴に取り付けられ、前記弁座穴を開閉するための弁体を有する遮断弁を備え、前記遮断弁は、弁体のある流路内と、取り付け板を隔てて流路外との間に気密構造を有する遮断弁流路ユニットであり、遮断弁の弁体や弁座穴は横流路の奥にあり、ガスメータのガス入口から遮断弁の弁体や弁座穴が見えず、指や棒状のものなどを差し込んでも容易に触れることができないため、遮断弁へのイタズラ防止に効果がある。
　また、減速室の流路断面積が入口パイプより広いので、ガスの流速は減速室で減速し、この時、配管の鉄さび、水滴など比較的質量の大きな異物は減速室にて落下するため遮断弁の弁体や弁座穴に到達せず、異物による遮断弁の閉弁性能劣化を軽減できる効果がある。
　また、遮断弁開弁状態において、ガス配管から一時的に水がガスメータに入ってきた場合でも、少量の場合は減速室で滴下され、より大量の場合でも弁座穴からガスメータ内のガス導入室に落下するので、弁体が水没せず、水による弁体の合成ゴムなどの劣化を防止でき、また、遮断弁流路内の落下異物が水に浮遊し弁体に付着する可能性が低いという効果がある。
　第２の発明は、特に、第１の発明の入口パイプ、減速室、横流路、弁室を一体成形された合成樹脂製とし、減速室の横流路とは反対の側面に開口穴を有し、この開口穴に蓋が気密に取り付けられた構造にしたため、流路本体は安価な合成樹脂２部品で構成でき、ガスメータに経済的に遮断機能を付与することができるという効果がある。
　第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、第１のパッキンは径方向に圧縮可能なＯリングパッキンであり、入口パイプは上方を前記Ｏリングパッキンに挿入可能で、外面は上方の経が細く下方の経が広いテーパ状に形成したため、入口パイプをガス入口管に差し込むだけで容易にガスメータに組みつけることができるという効果がある。
　第４の発明は、特に、第１～３のいずれか１つの発明の遮断弁を、回転軸が概ね垂直に配された２相励磁ＰＭ型ステッピングモータのロータの回転力を上下運動に変換し弁体を上下運動させ、弁体および前記ロータと、取り付け板およびその上方に配されたステータとの間に気密構造を有するモータ式遮断弁としたため、ソレノイドなどと比較して高さを低くでき、ガス入口管と遮断弁の横位置が離れているためガス入口管をガスメータ上筐体に取り付ける突出部分との干渉を避けて設置できる効果も含め、遮断弁流路ユニットの設置高さを薄くでき、既存のガスメータ内の限られたスペースへの搭載が可能であるという効果がある。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
　（実施の形態１）
　図１は、本発明の実施の形態１における遮断弁流路ユニットおよびガスメータ上筐体の断面図を示すものである。また、図２は本発明の実施の形態１における遮断弁流路ユニットの組み立てイメージを表した斜視図を示すものである。
　図１および図２において、ガスメータ上筐体は、例えば０．８ｍｍ程度の厚さの鋼板を概ね鍋のように絞りプレス成形された上筐体４１と、上筐体４１に取り付けられた概ね直管状で内面にＯリング４５を配されたガス入口管４３とを有して構成されている。ガス入口管４３は、上筐体４１に開口された穴にパッキン４４を挟んで挿入され、例えば１．６ｍｍ程度の鋼板製の補強板４２を同時に挟みながら上筐体４１内側に突出するかしめ部４７をかしめることで、上筐体４１に気密に取り付けられる。
　このガス入口管４３にＯリング４５を径方向に圧縮するよう下方から挿入され、上方の経が細く下方の経が広いテーパ状に形成されている概ね垂直方向に配された直管状の入口パイプ５１が設けられる。また、入口パイプ５１の下方に配され、入口パイプ５１の流路断面積より大きな流路断面積を有する減速室５２と、減速室５２の底面５２ａより高い位置の側面から概ね水平方向に開口された横流路５３とが設けられる。また、横流路５３の先端部に配され、下向きにガスメータ内部のガス導入室４６に開口する弁座穴５４を有し、弁座穴５４に対向して設けた遮断弁取り付け穴５５を有する弁室５６が設けられる。これらの入口パイプ５１、減速室５２、横流路５３、弁室５６は、合成樹脂の射出成形加工によって一体的に成形される。そして、合成ゴム製のＯリングである第２のパッキン５７を介して遮断弁取り付け穴５５にビス６３によって取り付けられ、弁座穴５４を開閉するための弁体８２を有する遮断弁８１が設けられる。この遮断弁８１は、弁体８２のある弁室５６内と、取り付け板８９を隔ててガス導入室４６との間に気密隔壁９１による気密構造を有している。上記の入口パイプ５１、減速室５２、横流路５３、弁室５６、遮断弁８１を備えて、遮断弁流路ユニットが構成されている。
　減速室５２は、横流路５３が連通した側面とは反対の側面に開口穴５９を有し、この開口穴５９に蓋６０が超音波溶着もしくは摩擦溶着などの手段で気密に取り付けられている。
　一体的に成形された入口パイプ５１、減速室５２、横流路５３、弁室５６からなる流路本体６１、および減速室５２に取り付けられた蓋６０は、ポリオキシメチレン（略号ＰＯＭ、ポリアセタールとも称す）、ポリブチレンテレフタレート（略号ＰＢＴ）などのガスに対して耐性を有するエンジニアリングプラスチック合成樹脂で製造されている。
　流路本体６１の弁室５６側端には、掛止爪５８が一体的に形成されていて、補強板４２に掛止されている。
　入口パイプ５１の外面は上から下に広がる方向で片側約１°のテーパ角度が設けられている。
　入口パイプ５１の流路断面積は例えば約５ｃｍ２であり、これに対し、減速室５２の流路断面積は約１２ｃｍ２に設定されている。このため、流速の連続の原理により減速室５２に入った流速は入口パイプ５１内の流速の約４割に減速される。
　図３は、本発明の実施の形態１における遮断弁８１の断面図を示すものである。
　図３において、第２のパッキン５７を介して遮断弁取り付け穴５５に取り付けられる取り付け板８９に、２相のコイルを有するステータ８５が固定されている。また、ステータ８５と同軸に概ね垂直に配されたリードシャフト８６と、焼結フェライトマグネット製の永久磁石８７とを有するロータ８８が、ステータ８５の内側に設けられる。そして、リード機構９５によってリードシャフト８６と螺合し、リードシャフト８６の回転に応じて上下運動することで、弁座穴５４の弁室５６側に形成された弁座６２を開閉可能な合成樹脂製の移動体８４と、この移動体８４の端部に取り付けられた合成ゴム製の弁シート８３とからなる弁体８２が設けられる。また、ステータ８５とロータ８８との間に配された嵌通穴のない概ねキャップ状で、Ｏリング９０にシールされステータ８５のある取り付け板８９の外側と、弁体８２のある取り付け板８９の内側の弁室５６との間を気密に保つ、気密隔壁９１が設けられる。気密隔壁９１は、オーステナイト系ステンレス鋼など非磁性金属製の材料で構成される。上記のステータ８５、ロータ８８、弁体８２、気密隔壁９１とを有して遮断弁８１が構成されている。
　ステータ８５とロータ８８は２相励磁ＰＭ（永久磁石）型ステッピングモータを形成している。このＰＭ型ステッピングモータは、相数が少ない場合、電磁ソレノイドや直流モータなどに比較して軸方向に扁平に形成できるという特徴を有し、回転方向を制御可能で強い回転トルクを発生させる最小単位である２相励磁型は、最も扁平に構成できる。
　気密隔壁９１の天部にはポリオキシメチレンなど自己潤滑性合成樹脂製のすべり軸受け９３が配される。また、取り付け板８９側にはステンレス鋼製ボールなどによるころがり軸受け９２が配される。これらのすべり軸受け９３、ころがり軸受け９２により、ロータ８８の回転軸および上下動の荷重を保持している。
　移動体８４と取り付け板８９の間には、移動体８４を弁座６２方向へ付勢するようステンレス鋼製のスプリング９４が配されている。
　以上のように構成された遮断弁流路ユニットについて、以下その動作、作用を説明する。
　まず、遮断弁８１の弁体８２が弁座６２から離れた開弁状態においては、ガス配管を経由してガス入口管４３からガスメータに流入されたガスは、入口パイプ５１、減速室５２、横流路５３、弁室５６を経て、弁座穴５４からガスメータ内のガス導入室４６に導かれる。
　ガス配管内には、鋼製配管自身の鉄錆や配管工事時に混入した砂やガス内に微量に含まれる水分が結露して液体化した水分や、ガス自身や塩化ビニル、合成ゴムなどに含まれる油分が結露したドレン成分などの異物が含まれている。これらのうち大きな物がガスの流れなどに運搬され、遮断弁８１の弁体８２や弁座６２に付着した場合、異物噛み込みによる隙間が形成され、遮断弁８１の閉弁性能が損なわれるという不具合が生じる可能性がある。しかし、この実施の形態の遮断弁流路ユニットの場合、次のように異物噛み込みによる不具合に対する耐性を有している。
　まず、鉄錆や砂などの、質量が比較的大きくてガスの流れにより移動しにくく、配管から直接落下することによってガスメータ内に入る異物に関しては、入口パイプ５１から直下にある減速室５２の底面５２ａに落下する。減速室５２には段差があるため横流路５３に流入しにくいため、その先端部にある遮断弁８１の弁体８２および弁座６２まで搬送されにくく、付着しにくい。
　次に、比較的質量の小さい異物に関しては、ガスの流れによって運搬されるのだが、この運搬能力はガス流速が小さいほど小さくなるため、減速室５２によるガス流速の減少により運搬能力が低下し、多くは減速室５２の底面５２ａに落下する。このため、その先端にある遮断弁８１の弁体８２および弁座６２まで搬送されにくく、付着しにくい。
　ここで、ガスの体積流速を６ｍ３／ｈとすると、流路断面積が約５ｃｍ２の入口パイプ５１においては流速約３ｍ／ｓであるが、流路断面積が１２ｃｍ２の減速室５２においては流速約１．４ｍ／ｓと減速するため、大型の異物の多くは減速室５２内で落下し、その先端にある遮断弁８１の弁体８２および弁座６２まで搬送されにくく、付着しにくく閉弁性能が劣化しにくい。
　また、ガス配管から一時的に水がガスメータに入ってきた場合でも、少量の場合は減速室５２で滴下され、より大量の場合でも弁座穴５４からガスメータ内のガス導入室４６に落下する。このため、弁体８２が水没せず、水による弁体８２の合成ゴムなどの劣化を防止でき、また、流路本体６１内の落下異物が水に浮遊し弁体８２に付着する可能性が低い。
　次に、図示していない外部の制御機器などから遮断弁８１に遮断信号が入力された場合、ステータ８５が励磁されロータ８８が回転し、リード機構９５によって弁体８２が弁座６２方向に移動し、弁座６２に当接することで、ガス流路が閉塞され、遮断弁流路ユニットからガス導入室４６へのガスが遮断される。
　この種の、プリペイド料金切れ遮断や、不払い防止機能を目的とした遮断弁の場合、遮断を阻止するための例えば棒などの介在物を弁体と弁座間に挿入することによって、遮断機能を無効化することができる。しかしながら、この遮断弁流路ユニットは、遮断弁８１の弁体８２や弁座穴５４は横流路５３の奥にあり、ガスメータのガス入口管４３から遮断弁８１の弁体８２や弁座穴５４が見えず、指や棒状のものなどを差し込んでも容易に触れることができない。したがって、遮断弁８１への遮断機能無効化の不正、イタズラ防止に効果がある。
　さらに、本実施の形態の構成とすることによって、以下のような効果がある。
　減速室５２の横流路５３とは反対の側面に開口穴５９を形成し、この開口穴５９から減速室５２、横流路５３を形成するための射出成型用金型を離型することで、入口パイプ５１、減速室５２、横流路５３、弁室５６を安価な合成樹脂一体成型品とすることができる。また、この開口穴５９に蓋６０を超音波溶着もしくは摩擦溶着などの容易な手段で気密に取り付けた構造にしたため、流路本体６１は安価な合成樹脂の２つの部品で構成でき、ガスメータに経済的に遮断機能を付与することができる。
　入口パイプ５１の外面は上方の経が細く下方の経が広い片側約１°のテーパ状に形成されているため、入口パイプ５１をＯリング４５がセットされたガス入口管４３に容易に差し込むことができる。また、差し込んだ時、Ｏリング４５が経方向に圧縮されガスがシールされ、さらに掛止爪５８を補強板４２に掛止することにより、この遮断弁流路ユニットを容易にガスメータに組みつけることができる。
　また、遮断弁８１を軸方向に扁平に形成できる２相励磁ＰＭ型ステッピングモータで構成したため、ソレノイドなどと比較して弁室５６および遮断弁８１の組み立て高さを低くできる。また、ガス入口管４３と遮断弁８１の横位置が離れているため、ガス入口管４３をガスメータ上筐体４１に取り付ける突出部であるかしめ部４７との干渉を避けて設置できる。これらの効果も含めて、遮断弁流路ユニットの設置高さを薄くでき、既存のガスメータ内の限られたスペースへの搭載が可能である。また、遮断弁８１のロータ８８とステータ８５との間に気密隔壁９１を内蔵して、取り付け板８９を挟んで内側と外側が気密に構成されているため、弁体８２が弁座６２に密着した閉弁状態において、遮断弁８１を経由してのガス漏洩を防ぐことができ、すぐれた遮断性能を実現できる。
　また、弁体８２が弁座６２に密着した閉弁状態においては、上流からのガス圧力が弁体８２を弁座６２に付勢する方向に作用するため、ガス圧力が高くなった場合に開弁したりすることなく、信頼性が高い遮断性能を実現できる。
　さらに、遮断弁８１の回転軸であるリードシャフト８６が概ね垂直に配されているため、ころがり軸受け９２、すべり軸受け９３は、回転軸を横方向に配置した時のような回転方線方向の一方向への重力による偏心荷重を受けることがない。このため、ころがり軸受け９２、すべり軸受け９３の安定性や耐久性が向上できる。
　なお、ガスメータの上筐体４１はプレス成形された鋼板製であるとしたが、ガス入口管が一体成形されたアルミニウムダイカスト製のガスメータにもこの遮断弁流路ユニットを簡単に取り付けることができる。この場合、鋼板製と同様、遮断機能を付与することができ、配管内の異物の付着、水の混入による閉弁性能の劣化を軽減でき、イタズラやガスの盗用などが困難で、高さを小型にできる。
　なお、本発明は、本発明の趣旨ならびに範囲を逸脱することなく、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が様々な変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　本出願は、２００９年６月８日出願の日本特許出願（特願２００９－１３６９７５）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　以上のように、本発明にかかる遮断弁流路ユニットは、筐体が板金プレス製のガスメータに容易に取り付け可能となるので、種々のガスメータにも適用できる。
　４３　ガス入口管
　４５　Ｏリング（第１のパッキン）
　４６　ガス導入室
　５１　入口パイプ
　５２　減速室
　５２ａ　底面（減速室）
　５３　横流路
　５４　弁座穴
　５５　遮断弁取り付け穴
　５６　弁室
　５７　第２のパッキン
　５９　開口穴
　６０　蓋
　８１　遮断弁
　８２　弁体
　８５　ステータ
　８８　ロータ
　８９　取り付け板
　９１　気密隔壁（気密構造の手段）

Claims (4)

  1. 　ガスメータのガス入口管に第１のパッキンを介して気密に取り付け可能な概ね垂直方向の入口パイプと、
    　前記入口パイプの下方に配され、前記入口パイプの流路断面積より大きな流路断面積を有する減速室と、
    　前記減速室の底面より高い位置の側面から概ね水平方向に開口された横流路と、
    　前記横流路の先端部に配され、下向きにガスメータ内部のガス導入室に開口する弁座穴を有し、前記弁座穴に対向して設けた遮断弁取り付け穴を有する弁室と、
    　第２のパッキンを介して前記遮断弁取り付け穴に取り付けられ、前記弁座穴を開閉するための弁体を有する遮断弁と、を備え、
    　前記遮断弁は、弁体のある流路内と取り付け板を隔てて流路外との間に気密構造を有する遮断弁流路ユニット。
  2. 　入口パイプ、減速室、横流路、及び弁室は一体成形された合成樹脂製で、減速室の横流路とは反対の側面に開口穴を有し、この開口穴に蓋が気密に取り付けられている請求項１に記載の遮断弁流路ユニット。
  3. 　第１のパッキンは径方向に圧縮可能なＯリングパッキンであり、入口パイプは、上方を前記Ｏリングパッキンに挿入可能で、外面は上方の経が細く下方の経が広いテーパ状に形成されている請求項１または２に記載の遮断弁流路ユニット。
  4. 　遮断弁は、回転軸が概ね垂直に配された２相励磁ＰＭ型ステッピングモータのロータの回転力を上下運動に変換し弁体を上下運動させ、弁体および前記ロータと、取り付け板およびその上方に配されたステータとの間に気密構造を有するモータ式遮断弁である請求項１～３のいずれか１項に記載の遮断弁流路ユニット。
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