JP4990655B2

JP4990655B2 - 超音波ガスメーター

Info

Publication number: JP4990655B2
Application number: JP2007075294A
Authority: JP
Inventors: 進今本; 信夫松原
Original assignee: アズビル金門株式会社
Priority date: 2007-03-22
Filing date: 2007-03-22
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2027-03-22
Also published as: JP2008232943A

Description

この発明は、超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測する超音波ガスメーターに関する。

一般家庭用のガスメーターとしての超音波ガスメーターは、例えば、特許文献１で知られている。この超音波ガスメーターは、既設の膜式ガスメーターが取付けられている配管に対して互換性を持たせるために、一般に、図４に示すように構成されている。

すなわち、ガスメーター本体１の上部には左右方向に離間してガス流入口２を有するガス流入通路３とガス流出口４を有する形成するガス流出通路５が左右対称的に設けられている。ガス流入通路３とガス流出通路５とは平行で、しかも上下方向に貫通して設けられている。ガス流入通路３とガス流出通路５の下端はガスメーター本体１の計測部本体６と接続されている。

計測部本体６にはガス流入通路３及びガス流出通路５と直角方向、つまり水平方向に計測流路７が設けられている。この計測流路７の上流側は流入側連通部８を介してガス流入通路３と連通し、この計測流路７の下流側は流出側連通部９を介してガス流出通路５と連通している。さらに、計測流路７には内部に複数枚の整流板１０ａを有する角筒状の整流管１０が設けられ、ガスを整流するようになっている。また、計測流路７にはガスの流れる方向に対して角度を持って対向する一対の超音波センサ（図示しない）が設置されている。

ガス流入通路３には、その上流側と下流側を左右方向に仕切る仕切り壁１３が設けられ、この仕切り壁１３には上流側と下流側を連通する連通孔１４が左右方向に貫通して設けられている。そして、ガスメーター本体１には連通孔１４に対向して遮断弁１５が横方向に設けられている。

計測流路７を形成する角筒状の整流管１０は、図５に示すように、ガスの流れる方向に対して垂直な断面がＬ字状の２つのＬ形部材１６と１７を、ガスの流れる方向に対して垂直な断面が矩形の角筒状となるように結合した構造であり、整流管１０の内部には複数枚の整流板１０ａが支持されている。

前述のように構成された超音波ガスメーターは、ガス供給源から配管を介して供給されたガスはガス流入口２からガス流入通路３に流入し、連通孔１４を経てガス流入通路３から計測流路７の整流管１０の内部を流れる。このとき、ガスの流速分布の乱れは整流管１０によって整流される。ガスが整流管１０の内部を流れる間に、超音波センサ（図示しない）によって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測し、積算流量を積算指示部（図示しない）に指示する。計測流路７で計測されたガスはガス流出通路５に導かれ、ガス流出口４から配管を介してガス需要側へ流れる。
特開２００５−１０６７２６号公報

しかしながら、前述した超音波ガスメーターの計測流路７を形成する整流管１０は、２つのＬ形部材１６と１７を矩形の角筒状となるように嵌合して結合した構造である。従って、Ｌ形部材１６，１７が反りによって角部の直角度が僅かに変化しても両者を嵌合結合することができず、組立てが面倒であり、また組立て精度のバラツキによって計測精度にバラツキがでる可能性があるという問題がある。

この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、計測流路を簡単に組立てできるとともに、計測精度にバラツキのない超音波ガスメーターを提供することにある。

請求項１の発明は、ガスメーター本体にガス流入通路とガス流出通路を左右対称的に設け、前記ガス流入通路から流入するガスを計測流路に導き、前記計測流路に設置した超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測した後、前記ガス流出通路に導く超音波ガスメーターにおいて、前記計測流路を、ガスの流れる方向に対して垂直な断面での形状がコ字状の第１の部材と、この第１の部材のコ字状の開口を閉塞する平板状の第２の部材によってガスの流れる方向に対して垂直な断面が矩形の角筒状に形成し、前記第１の部材の内底壁面には、ガスの流れる方向に沿う複数条の嵌合溝を形成し、前記第２の部材の内側の壁面には、ガスの流れる方向に沿う複数条の嵌合溝を形成し、前記第１の部材の嵌合溝の夫々が前記第２の部材の嵌合溝に対応する夫々の嵌合溝と互いに対向する間隔で設けられ、更に、前記第１の部材のコ字状の開口からその第１の部材の内部に差し込み可能な複数枚の整流板を設け、各整流板を、第１の部材の内側の壁面に設けられる嵌合溝と、この嵌合溝に対応する前記第２の部材の内底壁面に設けられる嵌合溝とで前記各整流板の端縁部を夫々支持し、複数枚の整流板を前記第１の部材と第２の部材とによって構成される角筒状の計測流路の内部に配置したことを特徴とする超音波ガスメーターである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の超音波ガスメーターにおいて、前記嵌合溝は、その嵌合溝の開口部が広幅部で、その嵌合溝の内部が狭幅部になるテーパ部を有し、前記嵌合溝に前記整流板の端縁部を挿入したとき、前記整流板の端縁部が前記狭幅部に挟持されて前記整流板を保持し、各整流板の間隔を一定に保つことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の超音波ガスメーターにおいて、前記第１の部材と前記第２の部材は、合成樹脂材料によって成形され、前記第１の部材の開口端面には複数の位置決め突起が一体に設けられ、前記第１の部材の開口端面に接合される前記第２の部材の両側縁部には前記位置決め突起と嵌合する位置決め孔が設けられ、前記位置決め突起と位置決め孔とを嵌合し、この嵌合部を溶着して前記第１の部材と第２の部材とを結合したことを特徴とする。

この発明によれば、計測流路を、断面がコ字状の第１の部材と、この第１の部材の開口を閉塞する第２の部材とによって断面が矩形の角筒状に形成することにより、組立てが簡単で組立て工数を削減してコストダウンを図ることができ、また組立て精度のバラツキがなく計測精度のバラツキを解消できるという効果がある。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明するが、超音波ガスメーターの基本的構成は従来と同一であり、説明を省略する。ガスメーター本体１の内部に設置され、ガス流入通路３から流入されるガスの流量を計測し、ガス流出通路５に導く計測流路２０は、図１〜図３に示すように構成されている。

すなわち、計測流路２０は、ガスの流れる方向に対して垂直な断面がコ字状の第１の部材２１と、この第１の部材２１の開口を閉塞する平板状の第２の部材２２とによってガスの流れる方向に対して垂直な断面が矩形の角筒状に形成された整流管２３によって構成されている。

第１の部材２１及び第２の部材２２は、例えば合成樹脂材料によって成形されている。そして、第１の部材２１は、長方形状の上板２１ａ、下板２１ｂ及び上板２１ａと下板２１ｂとを連結する側板２１ｃとからなり、この側板２１ｃに対向して開口２１ｄが形成されている。第２の部材２２は、第１の部材２１の側板２１ｃと同一形状の長方形状に形成されている。

第１の部材２１の上板２１ａ、下板２１ｂ及び側板２１ｃの各長手方向の両端部における内面部と、第２の部材２２の長手方向の両端部のおける内面部には、各端部に向かって薄肉になるようにテーパ面２４が形成され、整流管２３の両端開口は拡開されている。

さらに、第１の部材２１の開口端面、すなわち上板２１ａ及び下板２１ｂの端面には上板２１ａ、下板２１ｂの幅方向に凸部２５と凹部２６が交互に設けられ、凸部２５には複数の位置決め突起２７が一体に設けられている。第２の部材２２の両側縁部で、第１の部材２１の上板２１ａ及び下板２１ｂに対向する端面には凸部２５に対応して凹部２８が、凹部２６に対応して凸部２９が交互に設けられている。そして、凹部２８には位置決め突起２７と嵌合する位置決め孔３０が設けられている。そして、位置決め突起２７と位置決め孔３０とを嵌合し、この嵌合部を熱溶着もしくは超音波溶着することにより、第１の部材２１と第２の部材２２とが結合されている。

さらに、第１の部材２１の側板２１ｃの内側壁及び第２の部材２２の内側壁にはガスの流れる方向に沿って、しかも上下方向に等間隔に複数条の嵌合溝３１，３２が設けられている。これら嵌合溝３１，３２は開口が広幅部で、内部が狭幅部になるテーパ部３１ａ，３２ａを有しており、狭幅部はテーパ部３１ａ，３２ａと連続して直角コ字状に形成されている。そして、後述する整流板３３の端縁部を嵌合溝３１，３２に挿入したとき、整流板３３の端縁部が狭幅部に挟持されて整流板３３の間隔が一定に保たれるように形成されている。すなわち、整流板３３は、金属材料からなる長方形状の薄肉板状体であり、長手方向に沿う側縁部が嵌合溝３１，３２に挿入されて支持されるようになっている。なお、３４は超音波センサ（図示しない）が取付けられる開口窓である。

このように構成された整流管２３を組立てる際には、第１の部材２１の側板２１ｃに設けられた嵌合溝３１に整流板３３の一方の端縁部を挿入する。このとき、嵌合溝３１はテーパ部３１ａに形成されているため、整流板３３を挿入する際のガイドとなり、整流板３３を挿入する際に作業性がよい。しかも、嵌合溝３１の内部は狭幅部に形成されているため、整流板３３の端縁部を嵌合溝３１に挿入したとき、整流板３３の端縁部が狭幅部に挟持されて整流板３３が片持ち支持された状態となる。

次に、第１の部材２１の開口２１ｄを閉塞するように第２の部材２２を開口２１ｄに位置決めし、第１の部材２１の凸部２５と第２の部材２２の凹部２８とを嵌合するとともに、第１の部材２１の凹部２６に第２の部材２２の凸部２９とを嵌合すると、位置決め突起２７と位置決め孔３０が嵌合する。このとき、第１の部材２１に片持ち支持されていた整流板３３の他方の端縁部が第２の部材２２の嵌合溝３２に挿入されるが、嵌合溝３２はテーパ部３２ａに形成されているため、整流板３３を挿入する際のガイドとなって整流板３３が嵌合溝３２に容易に挿入され、しかも整流板３３の端縁部が狭幅部に挟持されることになる。

前述のように構成された超音波ガスメーターの計測流路２０を構成する整流管２３によれば、ガス供給源から配管を介して供給されたガスはガス流入口２からガス流入通路３に流入し、ガス流入通路３から計測流路２０の内部を流れる。このとき、ガスは整流管２３によって層流に整流され、ガスが整流管２３の内部を流れる間に、超音波センサ（図示しない）によって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測し、積算流量を積算指示部（図示しない）に指示する。計測流路２０で計測されたガスはガス流出通路５に導かれ、ガス流出口４から配管を介してガス需要側へ流れる。

前記計測流路２０は、ガスの流れる方向に対して垂直な断面がコ字状の第１の部材２１と、この第１の部材２１の開口を閉塞する第２の部材２２とによってガスの流れる方向に対して垂直な断面が矩形の角筒状に形成されており、第１の部材２１の開口を第２の部材２２によって閉塞するだけの簡単な組立て作業によって構成できる。従って、組立て精度のバラツキがなく計測精度のバラツキを解消できるとともに、組立て工数が削減され、コストダウンを図ることができる。

また、整流板３３は、その両側縁が整流管２３の内部の嵌合溝３１，３２に嵌合して支持されているため、整流板３３を簡単にしかも強固に支持でき、整流板３３の相互間隔が高精度に保たれ、計測精度の向上にもなるという効果もある。

なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。

この発明の第１の実施形態を示し、計測流路を構成する整流管の分解斜視図。同実施形態を示し、（ａ）は第１の部材と第２の部材の平面図、（ｂ）は整流管の側面図。同実施形態を示し、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図。従来の超音波ガスメーターの縦断正面図。従来の計測流路を構成する整流管の分解斜視図。

符号の説明

１…ガスメーター本体、２…ガス流入口、３…ガス流入通路、４…ガス流出口、５…ガス流出通路、２０…計測流路、２１…第１の部材、２２…第２の部材、２３…整流管、３１，３２…嵌合溝、３３…整流板

Claims

ガスメーター本体にガス流入通路とガス流出通路を左右対称的に設け、前記ガス流入通路から流入するガスを計測流路に導き、前記計測流路に設置した超音波センサによって超音波の伝搬時間の変化を検知してガス流量を計測した後、前記ガス流出通路に導く超音波ガスメーターにおいて、
前記計測流路を、ガスの流れる方向に対して垂直な断面での形状がコ字状の第１の部材と、この第１の部材のコ字状の開口を閉塞する平板状の第２の部材によってガスの流れる方向に対して垂直な断面が矩形の角筒状に形成し、
前記第１の部材の内底壁面には、ガスの流れる方向に沿う複数条の嵌合溝を形成し、前記第２の部材の内側の壁面には、ガスの流れる方向に沿う複数条の嵌合溝を形成し、前記第１の部材の嵌合溝の夫々が前記第２の部材の嵌合溝に対応する夫々の嵌合溝と互いに対向する間隔で設けられ、
更に、前記第１の部材のコ字状の開口からその第１の部材の内部に差し込み可能な複数枚の整流板を設け、
各整流板を、第１の部材の内側の壁面に設けられる嵌合溝と、この嵌合溝に対応する前記第２の部材の内底壁面に設けられる嵌合溝とで前記各整流板の端縁部を夫々支持し、複数枚の整流板を前記第１の部材と第２の部材とによって構成される角筒状の計測流路の内部に配置したことを特徴とする超音波ガスメーター。
前記嵌合溝は、その嵌合溝の開口部が広幅部で、その嵌合溝の内部が狭幅部になるテーパ部を有し、前記嵌合溝に前記整流板の端縁部を挿入したとき、前記整流板の端縁部が前記狭幅部に挟持されて前記整流板を保持し、各整流板の間隔を一定に保つことを特徴とする請求項１に記載の超音波ガスメーター。
前記第１の部材と前記第２の部材は、合成樹脂材料によって成形され、前記第１の部材の開口端面には複数の位置決め突起が一体に設けられ、前記第１の部材の開口端面に接合される前記第２の部材の両側縁部には前記位置決め突起と嵌合する位置決め孔が設けられ、前記位置決め突起と位置決め孔とを嵌合し、この嵌合部を溶着して前記第１の部材と第２の部材とを結合したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の超音波ガスメーター。