JPH09166460A - ガスメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大流量時にガスの供給不良を生じることがな
く、且つ圧力変動の影響を受けやすい小流量時において
圧力変動の影響を低減して正確に流量を計測できるよう
にする。 【解決手段】 小流量域では遮断弁２５は閉状態とさ
れ、大流量域では遮断弁２５は開状態とされる。小流量
域では、ガスは流路２１および流路２３を通ってフルイ
ディック素子３０に達し、ガスが流路２３内の圧力変動
吸収部６０を通る際にガスの圧力変動が吸収される。大
流量域では、ガスは流路２１および流路２２を通ってフ
ルイディック素子３０に達し、ガスは圧力変動吸収部６
０が設けられていない流路２２を通るため、圧力損失が
小さく、ガスの供給不良の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスの圧力変動を
吸収する機能を有するガスメータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガスメータに利用される流量計と
して、フルイディック流量計が知られている。フルイデ
ィック流量計は、噴流を発生させるノズルの下流側に、
一対の側壁によって流路拡大部を形成すると共に、側壁
の外側に設けられたリターンガイドによって、ノズルを
通過した流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出口側
へ導く一対のフィードバック流路を形成し、ノズルを通
過した流体が一対のフィードバック流路を交互に流れる
現象（本出願において、フルイディック発振という。）
を利用し、フルイディック発振の周波数や周期に基づい
て流体の流量を計測するものである。

【０００３】また、広い範囲で流量を計測できるように
するために、例えば特開昭６２−１７５６１９号公報に
示されるように、それぞれフルイディック発振を生成、
検出する大流量用の測定部と小流量用の測定部とを直列
に接続した流量計も提案されている。この流量計では、
小流量用の測定部を迂回するバイパス通路と、このバイ
パス通路を開閉する弁とが設けられ、上流側圧力と下流
側圧力との差圧の大きさが設定値未満のときは弁を閉
じ、差圧の大きさが設定値以上になったら弁を開けるよ
うになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
報に示される流量計では、上流側圧力と下流側圧力との
差圧の大きさが設定値以上になったらバイパス通路を開
閉する弁を開けるため、この流量計をガスメータとして
用いた場合、大流量時に弁が開くまでに圧力損失が大き
くなり、ガスの供給不良を生じるおそれがある。

【０００５】また、ガスメータでは、近隣のガスメータ
の状態や近隣のガスの使用状況等によって、ガスメータ
の上流側で圧力変動が発生する。そのため、フルイディ
ック流量計を用いたガスメータでは、ガスに圧力変動が
あった場合に、特に小流量域でフルイディック発振が乱
れ、正確な流量を計測できなくなる場合があるという問
題点があった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、大流量時にガスの供給不良を生じる
ことがなく、且つ圧力変動の影響を受けやすい小流量時
において圧力変動の影響を低減して正確に流量を計測で
きるようにしたガスメータを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のガスメー
タは、ガスの流量を計測するための流量計測部と、ガス
の入口部に接続された第１の流路と、この第１の流路を
通過したガスを流量計測部に導く第２の流路と、第１の
流路を通過したガスを流量計測部に導く第３の流路と、
第１の流路を開閉するための第１の遮断弁と、第２の流
路を開閉するための第２の遮断弁と、第３の流路中に配
設され、ガスの圧力変動を吸収する圧力変動吸収部と、
流量計測部の出力に基づいてガスの流量を算出する流量
演算手段と、この流量演算手段によって算出された流量
に応じて第２の遮断弁を制御する遮断弁制御手段とを備
えたものである。

【０００８】このガスメータでは、流量計測部の出力に
基づいて、流量演算手段によってガスの流量が算出さ
れ、この流量に応じて、遮断弁制御手段によって第２の
遮断弁が制御される。第２の遮断弁を閉じた状態では、
ガスは第１の流路および第３の流路を通過して流量計測
部に達するが、このとき、第３の流路中に配設された圧
力変動吸収部によってガスの圧力変動が吸収される。一
方、第２の遮断弁を開いた状態では、ガスは第１の流路
および第２の流路を通過して流量計測部に達するため、
圧力損失が小さくなる。従って、小流量時には第２の遮
断弁を閉じ、大流量時には第２の遮断弁を開くことで、
小流量時における圧力変動の影響を低減できると共に、
大流量時には圧力損失を小さくすることができる。ま
た、第２の流路と第３の流路の切り換えを流量に応じて
行うため、大流量時において、流路の切り換えの前に圧
力損失が大きくなってガスの供給不良が生じることを防
止することができる。

【０００９】請求項２記載のガスメータは、請求項１記
載のガスメータにおいて、流量計測部が、ノズルを通過
したガスによるフルイディック発振を生成するフルイデ
ィック発振生成部と、このフルイディック発振生成部に
よって生成されたフルイディック発振を検出するフルイ
ディック発振検出センサとを有するように構成したもの
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】図１は本発明の一実施の形態に係るガスメ
ータの構成を示す断面図である。この図に示したよう
に、ガスメータは、ガスを受け入れる入口部１１とガス
を排出する出口部１２とを有する本体１０を備えてい
る。本体１０内には、流量計測部を構成するフルイディ
ック発振生成部としてのフルイディック素子３０と、入
口部１１に接続された第１の流路としての流路２１と、
この流路２１を通過したガスをフルイディック素子３０
に導く第２の流路としての流路２２と、流路２１を通過
したガスをフルイディック素子３０に導く第３の流路と
しての流路２３とが設けられている。流路２１の途中に
は、この流路２１を開閉するための遮断弁２４が設けら
れ、流路２２の途中には、この流路２２を開閉するため
の遮断弁２５が設けられている。遮断弁２４および遮断
弁２５は共に、開状態から閉状態への動作および閉状態
から開状態への動作を電気的に行うことができるように
なっている。流路２３の途中には、ガスの圧力変動を吸
収する圧力変動吸収部６０が設けられている。

【００１２】フルイディック素子３０は、ノズル３１
と、このノズル３１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３３，３４を有している。この
側壁３３，３４の間には、所定の間隔を開けて、上流側
にターゲット３５、下流側にターゲット３６がそれぞれ
配設されている。側壁３３，３４の外側には、ノズル３
１を通過したガスを各側壁３３，３４の外周部に沿って
ノズル３１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバッ
ク流路３７，３８を形成するリターンガイド３９が配設
されている。フィードバック流路３７，３８の各出口部
分と出口部１２との間には、リターンガイド３９の背面
と本体１０とによって、一対の排出路４１，４２が形成
されている。ノズル３１の噴出口の近傍には導圧孔４
３，４４が設けられ、本体１０の底部の外側には、図示
しない導圧路を介して導圧孔４３，４４に連通し、導圧
孔４３と導圧孔４４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としての圧電膜センサ４５（図１で
は図示せず。）が設けられている。

【００１３】ここで、フルイディック素子３０の動作に
ついて簡単に説明する。流路２２あるいは流路２３を通
過したガスはフルイディック素子３０に達する。ここ
で、ノズル３１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
ず側壁３３に沿って流れるものとする。側壁３３に沿っ
て流れたガスは、更にフィードバック流路３７を経て、
ノズル３１の噴出口側へ帰還され、排出路４１を経て出
口部１２へ排出される。このとき、ノズル３１より噴出
されたガスは、フィードバック流路３７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３４に沿
って流れるようになる。このガスは、更にフィードバッ
ク流路３８を経て、ノズル３１の噴出口側へ帰還され、
排出路４２を経て出口部１２へ排出される。すると、ノ
ズル３１より噴出されたガスは、今度は、フィードバッ
ク流路３８を流れてきたガスによって方向が変えられ、
再び側壁３３、フィードバック流路３７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
３１を通過したガスは一対のフィードバック流路３７，
３８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圧電膜センサ４５によって検
出される。

【００１４】次に、図２の断面図を用いて圧力変動吸収
部６０の構成について説明する。圧力変動吸収部６０
は、両端部が閉鎖された円筒形状のケース６１と、この
ケース６１内に摺動自在に収容されたフロート６２とを
備えている。ケース６１には、底部に円形のガスの入口
部６３が形成されていると共に、側部の下側の位置に縦
長のガスの出口部６４が形成されている。ケース６１の
上部には小孔６５が設けられている。ケース６１の上部
にはキャップ部材６６が嵌着されている。このキャップ
部材６６には、小孔６５に連通し、圧力変動吸収部６０
の下流側の圧力を小孔６５を通してケース６１内に導く
ための導圧溝６７が形成されている。ケース６１は、保
持部材６８によって保持されて、流路２３内に固定され
ている。保持部材６８には、圧力変動吸収部６０の上流
側と入口部６３とを連通させる通路６９と、出口部６４
と圧力変動吸収部６０の下流側とを連通させる通路７０
とが形成されている。

【００１５】フロート６２は、下端面が開放され、上端
面が閉塞された円筒形状に形成されている。フロート６
２がケース６１内の最下部に位置しているときは、フロ
ート６２の側壁によって出口部６４が閉塞され、圧力変
動吸収部６０の上流側と下流側とが遮断されるが、フロ
ート６２がケース６１内で上昇し、フロート６２の下端
が出口部６４の下端よりも上になると、出口部６４が開
放され、圧力変動吸収部６０の上流側と下流側とが連通
されるようになっている。

【００１６】ここで、圧力変動吸収部６０の作用につい
て説明する。ガスが流れていないときは、圧力変動吸収
部６０の上流側と下流側とで圧力差が生じていないの
で、図２に示したように、フロート６２は重力の作用に
よりケース６１内の最下部に位置しており、出口部６４
は完全に閉塞され、圧力変動吸収部６０の上流側と下流
側とが遮断される。一方、ガスが流れ始めると、入口部
６３から導入される圧力変動吸収部６０の上流側の圧力
と小孔６５および導圧溝６７を介して導入される圧力変
動吸収部６０の下流側の圧力とに圧力差が生ずるので、
フロート６２はその圧力差による浮力を受けて持ち上げ
られ、ケース６１内を上昇する。これにより出口部６４
は、その圧力差に応じた分だけ開放され、ガスは圧力変
動吸収部６０内を通過する。ここで、ガスは圧力変動吸
収部６０内を通過することによりフロート６２による負
荷力を受けることになり、圧力変動が吸収される。

【００１７】図３は本実施の形態に係るガスメータの回
路構成を示すブロック図である。この図に示したよう
に、ガスメータは、圧電膜センサ４５と、この圧電膜セ
ンサ４５の出力信号を増幅するアナログ増幅器５１と、
このアナログ増幅器５１の出力信号を波形整形してパル
スを生成する波形整形回路５２と、この波形整形回路５
２の出力に基づいてガスの流量を算出する流量演算部５
３と、この流量演算部５３で算出された流量を積算して
積算流量を算出する積算部５４と、この積算部５４で積
算された積算流量を表示する表示部５５と、遮断弁２４
を駆動する遮断弁駆動回路５７と、遮断弁２５を駆動す
る遮断弁駆動回路５８と、流量演算部５３で算出された
流量に応じて遮断弁駆動回路５７，５８を制御する遮断
弁制御部５６とを備えている。流量演算部５３、積算部
５４および遮断弁制御部５６は、例えばマイクロコンピ
ュータによって構成される。

【００１８】次に、本実施の形態に係るガスメータの動
作について説明する。後述する遮断弁制御部５６の制御
により、流量が所定の流量以下の小流量域にあるときは
遮断弁２５は閉状態とされ、流量が所定の流量を越える
大流量域にあるときは遮断弁２５は開状態とされる。小
流量域では、入口部１１から取り入れられたガスは流路
２１および流路２３を通ってフルイディック素子３０に
達し、フルイディック素子３０を通過し出口部１２より
排出される。小流量域では、ガスが流路２３内の圧力変
動吸収部６０を通る際にガスの圧力変動が吸収される。
一方、大流量域では、入口部１１から取り入れられたガ
スは流路２１および流路２２を通ってフルイディック素
子３０に達し、フルイディック素子３０を通過し出口部
１２より排出される。大流量域では、ガスは圧力変動吸
収部６０が設けられていない流路２２を通るため、圧力
損失が小さく、ガスの供給不良の発生が防止される。

【００１９】フルイディック発振を検出する圧電膜セン
サ４５の出力信号は、アナログ増幅器５１によって増幅
され、波形整形回路５２によって波形整形され、パルス
化されて流量演算部５３に入力される。そして、波形整
形回路５２の出力に基づいて、流量演算部５３によって
ガスの流量が算出され、積算部５４によって、流量演算
部５３で算出された流量が積算されて積算流量が算出さ
れ、この積算流量が表示部５５によって表示される。

【００２０】遮断弁制御部５６は、流量演算部５３で算
出された流量に応じて遮断弁駆動回路５８を制御して、
流量が小流量域にあるときは遮断弁２５を閉状態とし、
流量が大流量域にあるときは遮断弁２５を開状態とす
る。また、遮断弁制御部５６は、流量演算部５３で算出
された流量が異常に大きい場合や、所定値以上の流量が
所定時間以上続いた場合等の異常時には、遮断弁駆動部
５７を制御して、遮断弁２４を閉状態としてガスを遮断
する。

【００２１】このように本実施の形態に係るガスメータ
によれば、流量に応じて遮断弁２５を制御して、小流量
域では遮断弁２５を閉状態とし、大流量域では遮断弁２
５を開状態とするようにしたので、圧力変動の影響を受
けやすい小流量時には、圧力変動吸収部６０によって圧
力変動を吸収し、圧力変動の影響を低減して正確に流量
を計測することができると共に、大流量時には、ガス
を、圧力変動吸収部６０が設けられていない流路２２を
通過させることで圧力損失を小さくして、ガスの供給不
良を防止することができる。また、遮断弁２５による流
路２２，２３の切り換えを、流量に応じて行うため、大
流量時において流路２２，２３の切り換えの前に圧力損
失が大きくなってガスの供給不良が生じることを防止す
ることができる。

【００２２】また、ガスを遮断する場合には遮断弁２４
を用い、遮断弁２５は流路２２，２３の切り換えにのみ
用いるので、遮断弁２５は、この遮断弁２５越しのガス
の漏れを考慮する必要がなく、仕様を簡単にすることが
できる。

【００２３】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れず、例えば、流量計測部はフルイディック発振を生
成、検出するものに限らず、他の方式で流量を計測する
ものでも良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のガスメータ
によれば、ガスの入口部に接続された第１の流路と流量
計測部との間に第２の流路と第３の流路とを設け、第２
の流路には第２の遮断弁を設け、第３の流路には圧力変
動吸収部を設け、流量に応じて第２の遮断弁を制御して
第２の流路と第３の流路を切り換えるようにしたので、
小流量時には第２の遮断弁を閉じて第３の流路を選択
し、大流量時には第２の遮断弁を開いて第２の流路を選
択することで、圧力変動の影響を受けやすい小流量時に
は圧力変動吸収部によって圧力変動の影響を低減して正
確に流量を計測することができると共に、大流量時には
圧力損失を小さくしてガスの供給不良が生じることを防
止することができるという効果を奏する。また、第２の
流路と第３の流路の切り換えを流量に応じて行うため、
大流量時において流路の切り換えの前に圧力損失が大き
くなってガスの供給不良が生じることを防止することが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るガスメータの構成
を示す断面図である。

【図２】図１における圧力変動吸収部の構成を示す断面
図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係るガスメータの回路
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】 １１ 入口部 １２ 出口部 ２１，２２，２３ 流路 ２４，２５ 遮断弁 ３０ フルイディック素子 ４５ 圧電膜センサ ５３ 流量演算部 ５６ 遮断弁制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスの流量を計測するための流量計測部
   と、 ガスの入口部に接続された第１の流路と、 この第１の流路を通過したガスを前記流量計測部に導く
   第２の流路と、 前記第１の流路を通過したガスを前記流量計測部に導く
   第３の流路と、 前記第１の流路を開閉するための第１の遮断弁と、 前記第２の流路を開閉するための第２の遮断弁と、 前記第３の流路中に配設され、ガスの圧力変動を吸収す
   る圧力変動吸収部と、 前記流量計測部の出力に基づいてガスの流量を算出する
   流量演算手段と、 この流量演算手段によって算出された流量に応じて前記
   第２の遮断弁を制御する遮断弁制御手段とを備えたこと
   を特徴とするガスメータ。
2. 【請求項２】 前記流量計測部は、ノズルを通過したガ
   スによるフルイディック発振を生成するフルイディック
   発振生成部と、このフルイディック発振生成部によって
   生成されたフルイディック発振を検出するフルイディッ
   ク発振検出センサとを有することを特徴とする請求項１
   記載のガスメータ。