(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート弁を組み込むと共に、このフロート弁が浮上して開放する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミングを制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項２】
フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート式主弁と小弁を組み込むと共に、この主弁及び小弁が浮上して開放する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミングを制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、弁座側の周囲にリングを形成すると共に、このリングの内面に、上方に向かって拡がるテーパーを形成して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項４】
請求項１又は２又は３において、フロート弁又は小弁側に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項５】
請求項１又は２又は３において、フロート弁の弁座側又は小弁の弁座側に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項６】
請求項１又は２又は３において、フロート弁及び小弁側とこれらの弁座側の双方に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項７】
請求項１又は２又は３又は４又は５又は６において、弁側に永久磁石を取り付け、鉄片を流路側に固定して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項８】
請求項１又は２又は３又は４又は５又は６において、流路側に永久磁石を固定し、弁側に鉄片を取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項９】
フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で下流側に開放する一点支持の可動弁を支持点の反対側をこの支持点よりも下がるように設定して取り付け、この可動弁内に制御室を形成すると共に、この制御室内に、可動弁が開方向に作動して制御室が水平点を超えると支持点側に転動して可動弁に作用する重量を軽減し、閉じる際には水平点を超えると先端側に転動して可動弁に作用する重量を増大する移動荷重体を組み込んで成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項１０】
請求項９において、弁座の周囲にリブを形成すると共に、このリブと可動弁との間及び可動弁と弁座の間に狭小空間を形成して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【請求項１１】
請求項１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９又は１０において、圧力変動吸収装置をフルイディック式ガスメータ外のガス流路内に取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フルイディック式ガスメータの上流側において発生した圧力変動（脈動）を吸収（減衰）するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フルイディック式ガスメータ（以下「ＦＤメータ」という）は、フルイディック素子で発生した流体振動を基に、このフルイディック素子を通過したガスの流量を算出するものである。又、このようなＦＤメータには、一定流量以下はノズル部分に組み込んだフローセンサ（熱線式流量検出素子）により計測を行う方式のものもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記ＦＤメータの場合、フルイディック素子及びフローセンサの測定原理は、ガスの流速に依存していることから、上流側において例えばガス機器のＯＮ、ＯＦＦ等が原因する圧力変動があると、この圧力変動がフルイディック素子或いはフローセンサ側に伝播して悪い影響を及ぼし、圧力変動の大きさによっては誤計測の原因となる。特に、小流量時に圧力変動が発生すると、この影響が顕著に現れる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために提案されるものであって、その構成は次のとおりである。
１．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート弁を組み込むと共に、このフロート弁が浮上して開放する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミングを制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
２．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で浮上するフロート式主弁と小弁を組み込むと共に、この主弁及び小弁が浮上して開放する初期のタイミング及び閉止する直前のタイミングを制御する永久磁石を設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
３．前記１又は２において、弁座側の周囲にリングを形成すると共に、このリングの内面に、上方に向かって拡がるテーパーを形成して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
４．前記１又は２又は３において、フロート弁又は小弁側に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
５．前記１又は２又は３において、フロート弁の弁座側又は小弁の弁座側に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
６．前記１又は２又は３において、フロート弁及び小弁側とこれらの弁座側の双方に絞りを設けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
７．前記１又は２又は３又は４又は５又は６において、弁側に永久磁石を取り付け、鉄片を流路側に固定して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
８．前記１又は２又は３又は４又は５又は６において、流路側に永久磁石を固定し、弁側に鉄片を取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
９．フルイディック素子のノズル部分よりも上流側に、自己の前後に作用する差圧で下流側に開放する一点支持の可動弁を支持点の反対側をこの支持点よりも下がるように設定して取り付け、この可動弁内に制御室を形成すると共に、この制御室内に、可動弁が開方向に作動して制御室が水平点を超えると支持点側に転動して可動弁に作用する重量を軽減し、閉じる際には水平点を超えると先端側に転動して可動弁に作用する重量を増大する移動荷重体を組み込んで成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
１０．前記９において、弁座の周囲にリブを形成すると共に、このリブと可動弁との間及び可動弁と弁座の間に狭小空間を形成して成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
１１．前記１又は２又は３又は４又は５又は６又は７又は８又は９又は１０において、圧力変動吸収装置をフルイディック式ガスメータ外のガス流路内に取り付けて成るフルイディック式ガスメータにおける圧力変動吸収装置。
【０００５】
【作用】
ＦＤメータ内を一定流量以上のガスが通過している場合、フロート弁及び主弁、小弁は全開の状態にある。そして、流量が低下し、弁の前後に作用する差圧が小さくなると、弁は自重が差圧に勝って下降し、永久磁石の磁力が作用する範囲に入ると差圧＋磁力が弁に作用するため、弁は急激に閉じる。この閉じた後のガスの流れは、弁又は弁座側の絞りを経由するものだけとなる。この結果、上流側において発生した圧力変動は、絞りの作用で減衰し、下流側のフルイディック素子或いはフローセンサ側には伝播しなくなる。
次に、上記のようにして弁が閉じている段階から徐々に流量が増加し、差圧が弁の自重に永久磁石の磁力を加えたもの以上となったとき、弁は急激に浮上して開放する。
【０００６】
上記作用において、主弁と小弁を並列したものの場合は、大きな流量が流れている場合、主弁、小弁ともに全開の状態にあり、流量が減少してくると、先ず先に主弁が閉じ、次に小弁が閉じる。小流量は小弁側の絞りを通過する。この状態から流量が増加してくると、先に小弁が開き、更に流量が増加すると主弁が開く。
【０００７】
可動弁を流路内に取り付けたＦＤメータの場合は、可動弁が全開のとき、移動荷重体は制御室の後方（支持点側）に移動していて、その重量は閉方向には作用していない。そして、流量が減少し、可動弁の重量が差圧に勝つようになると、可動弁は支持点を中心として閉じる方向に作用し、やがて制御室が水平点を超えてその先端側が下がり、制御室の底面に下り勾配がつくと、移動荷重体は自重により傾斜に沿って転がり、制御室の先端側に移動する。この結果、可動弁には移動荷重体の全重量がかかり、差圧に対する重量差が急激に大きくなるため、可動弁は急激に閉じる。閉じた後は狭小空間及び絞り穴を経由して微小のガスが流れる。この結果、上流側で発生した圧力変動は狭小空間及び絞り穴で減衰する。
【０００８】
次に流量が徐々に増加し、やがて可動弁の自重＋移動荷重体の重量に差圧が勝つと、可動弁は支持点を中心として開方向に作動し、水平点を超えると制御室に外向きの勾配がつき、移動荷重体はこの傾斜に沿って外側に転動して移動荷重体の重量が可動弁に作用しなくなるため、可動弁は急激に開放する。
【０００９】
【実施例】
図１及び図２は請求項１に対応する実施例であって、１はフルイディック素子、２はノズル、３はガス入口、４はガス出口、５はガス入口３からノズル２に至るガス流路、６はこのガス流路５に組み込まれた緊急遮断弁、７は整流ネットである。
８は本発明に係る圧力変動吸収装置であって、この圧力変動吸収装置８は、上向きの弁座９と、この弁座９の周囲に形成されたリング１０と、前記弁座９に対して上方（下流側）から密着及び開放自在のフロート弁１１と、フロート弁１１の下方（上流側）のガス流路５側に固定された永久磁石１２と、この永久磁石１２と対向するようにフロート弁１１側に取り付けられた鉄片１３と、から成っている。１４はフロート弁１１に設けた絞り、１５はフロート弁１１をその中心で上下動自在に支持している弁軸である。なお、上記実施例において、ノズル２部分にはフローセンサを図示していないが、この部分にフローセンサが組み込まれる場合もある。
【００１０】
上記実施例の場合、一定流量以上のガスがフルイディック素子１を流れている場合、フロート弁１１は浮上しており、流量が減少し、フロート弁１１の自重がこのフロート弁１１に作用する差圧に勝つと、フロート弁１１は自重で下降し、永久磁石１２の磁力の範囲内に鉄片１３が入ると自重に磁力が加わって急激に閉じる。この結果、絞り１４を経由してのみガスが流れ、上流側において発生した圧力変動は、この絞り１４で減衰し、ノズル２側には伝播しない。反対にガスの流量が増加して来ると、初期の段階ではフロート弁１１の自重に磁力が加わっているため、直ぐには上昇（開放）せず、フロート弁１１の自重＋磁力よりも差圧が勝ったときに、フロート弁１１は急激に開く。
【００１１】
図３及び図４は、圧力変動吸収装置８として、フロート式の主弁１６と小弁１７を並列に組み込んだ請求項２に対応する実施例であって、この実施例の場合、主弁１６側には絞りが設けて無く、小弁１７側の弁座１７ａに絞り１４が設けてある。又、主弁１６及び小弁１７の弁座１６ａ、１７ａにはリング１６ｂ、１７ｂが形成され、主弁１６側のリング１６ｂには、外向きに拡がるテーパー１６ｃが形成してあり、このテーパー１６ｃで圧損を制御している。１６ｄ、１７ｄは弁軸、１８は永久磁石１２に取り付けた整流錐であって、これにより磁石１２部分の圧損の減少が図られている。１９は小弁軸１７ｄの先端側に取り付けられたストッパー、１４ａは小弁１７と小弁用リング１７ｂ間に形成された絞りである。ストッパー１９は入側の圧力変動により小弁１７が上下しても絞り１４ａが大きく変化するのを防止している。
【００１２】
上記実施例においては、大きな流量が流れている場合、主弁１６、小弁１７ともに全開の状態にあり、流量が減少してくると、先に自重の重い主弁１６側が閉じ、更に流量が減少すると、小弁１７側が閉じ、反対に流量が増加してくると、小弁１７側が先に開き、更に増加すると主弁１６が開く。主弁１６、小弁１７は、ともに弁とリングの隙間を小さく設定してあるので、小流量の場合でも弁前後の差圧が大きくなって急激に開く。
【００１３】
この実施例において、主弁１６の弁座１６ａにはテーパー１６ｃが形成してあるため、主弁１６は弁座１６ａに接近している程リング１６ｂ間の隙間は狭小となり、主弁１６に作用する差圧は大きく、反対に遠くなる程差圧は小さくなる。
【００１４】
図５の（ａ）、（ｂ）はメータ圧損を比較したものであって、（ａ）はリング１６ｂにテーパー１６ｃが無い場合、（ｂ）はテーパー１６ｃを設けた場合である。この図（ｂ）から、テーパー１６ｃをつけた場合、圧損の低下は（ａ）に比較して緩やかとなることが判る。
【００１５】
上記実施例は、永久磁石１２をすべてガス流路５側に固定しているが、反対に弁側に永久磁石１２を取り付け、鉄片１３をガス流路側に固定してもよい。又、絞り１４も、弁側に設けずに、弁座側或いは弁と弁座の双方に設けてもよい。
【００１６】
図６（ａ）、（ｂ）は請求項９に対応する可動弁の実施例であって、この可動弁２０は、弁座２１の円周の一点において支持点２２により上方に開放自在に取り付けられており、弁座２１は前下がりの傾斜面で構成され、可動弁２０が全閉の状態のとき、可動弁２０も前下がりで弁座２１に密着する。又、可動弁２０には絞り穴２０ａが設けてある。２３は前記可動弁２０内に形成された制御室であって、この制御室２３の底面２４は弁座２１の傾斜と平行に形成され、内部には移動荷重体（実施例は鋼球）２５が転動自在に組み込まれている。
２６は弁座２１の周囲に形成されたリブであって、このリブ２６と可動弁２０との間及び弁座２１と可動弁２０との間には連続狭小空間２７が形成してあり、この狭小空間２７は、流量があるときは可動弁２０の前後に作用する差圧を大きくしている。可動弁２０が全閉の状態においても、絞り穴２０ａを経由して小流量が流れる。２８は回転止めである。
【００１７】
この実施例の場合は、全開の場合、可動弁２０は図６（ｂ）に示すように、支持点２２を中心として反時計方向に回転して前方が持ち上がり、制御室２３内の移動荷重体２５は支持点２２側に位置している。そして、ガスの流量が徐々に減少し、可動弁２０の自重がこの可動弁２０に作用する差圧に勝つと、可動弁２０は支持点２２を中心として図中時計方向に回転し（閉じ）、制御室２３の底面２４が水平点を超えると移動荷重体２５が転がって前方に移動する。この結果、可動弁２０と移動荷重体２５の重量が加わって急激に閉じる（図６（ａ））。
可動弁２０が閉じていて、ガスの流量が徐々に増加し、差圧が可動弁２０の自重＋移動荷重体２５の重量に勝つと、可動弁２０は反時計方向に開放を開始し、水平から後方に傾斜すると、移動荷重体２５は制御室２３の後方に移動する。この結果、急激に可動弁２０は開く（図６（ｂ））。
【００１８】
図７はＦＤメータに至るガス導管２９の一部に圧力変動吸収装置８を組み込んだ実施例であって、１１はフロート弁、１２は永久磁石、１３は鉄片、１４は絞りである。この実施例におけるフロート弁１１の作用は、図１に示した実施例の場合と同様である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は以上のように、ＦＤメータのノズルの上流側に、流量変化に対応して開閉する弁を組み込むと共に、小流量は絞り又は狭小空間で確保するように構成したので、次の効果を奏する。
ａ．小流量時のガスの流れを絞り又は狭小空間を経由させるため、ＦＤメータの上流側において発生した圧力変動はこの絞り又は狭小空間で減衰し、フルイディック素子及びフローセンサ側には伝播しない。この結果、誤計測の虞れがなく、精度の向上を図ることができる。
ｂ．差圧を直接弁に作用させるため、機構を簡単かつ小型にできる。
ｃ．永久磁石又は移動荷重体により、弁が開く初期タイミングを遅延させることにより、小流量域での圧力変動吸収幅を拡大できる。
ｄ．永久磁石又は移動荷重体により、弁が閉じるタイミングを小流量域に近づいたときに早めることにより、早めに圧力変動吸収動作に移り、結果として圧力変動吸収幅を拡大できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フロート弁１ケを利用した本発明に係る圧力変動吸収装置の実施例の説明図。
【図２】Ａ−Ａ′線断面図。
【図３】主弁と小弁から成る本発明に係る圧力変動吸収装置の実施例の説明図。
【図４】Ｂ−Ｂ′線断面図。
【図５】弁座のリングの内面にテーパーをつけた時の圧力損失の説明図。
【図６】可動弁内に移動荷重体を組み込んだ圧力変動吸収装置の説明図。
【図７】ガス導管内にフロート弁を取り付けた実施例の説明図。
【符号の説明】
１  フルイディック素子
２  ノズル
３  ガス入口
４  ガス出口
５  ガス流路
６  緊急遮断弁
７  整流ネット
８  圧力変動吸収装置
９  弁座
１０  リング
１１  フロート弁
１２  永久磁石
１３  鉄片
１４  絞り
１５  弁軸
１６  主弁
１６ａ  弁座
１６ｂ  リング
１６ｃ  テーパー
１６ｄ  弁軸
１７  小弁
１７ａ  弁座
１７ｂ  リング
１７ｄ  弁軸
１８  整流錐
１９  ストッパー
２０  可動弁
２０ａ  絞り穴
２１  弁座
２２  支持点
２３  制御室
２４  底面
２５  移動荷重体
２６  リブ
２７  狭小空間
２８  回転止め
２９  ガス導管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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