(57)【要約】【課題】流体の整流機能や流路の開閉機能を損なうことなく、その占有体積を縮小する。【解決手段】ガスメータは、圧力センサと、流量センサと、圧力センサおよび流量センサのいずれか一方または双方の検出結果に基づいて、可燃性ガスの遮断信号を出力する演算部と、遮断信号に応じて可燃性ガスを遮断する遮断弁１１０と、を備え、遮断弁は、流路を有するジスク１５６と、ジスクを回転自在に狭持する本体部１５０と、ジスクを回転することで本体部の流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えるステム１５８と、ジスクの流路に設けられ、開弁状態において本体部の流路方向に流体を整流する整流機構１６０と、を有するボールバルブである。【選択図】図２
2018096821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力センサと、
流量センサと、
前記圧力センサおよび前記流量センサのいずれか一方または双方の検出結果に基づいて、可燃性ガスの遮断信号を出力する演算部と、
前記遮断信号に応じて前記可燃性ガスを遮断する遮断弁と、
を備え、
前記遮断弁は、
流路を有するジスクと、
前記ジスクを回転自在に狭持する本体部と、
前記ジスクを回転することで前記本体部の流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えるステムと、
前記ジスクの流路に設けられ、前記開弁状態において前記本体部の流路方向に前記可燃性ガスを整流する整流機構と、
を有するボールバルブであるガスメータ。
【請求項２】
流路を有するジスクと、
前記ジスクを回転自在に狭持する本体部と、
前記ジスクを回転することで前記本体部の流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えるステムと、
前記ジスクの流路に設けられ、前記開弁状態において前記本体部の流路方向に流体を整流する整流機構と、
を備えるボールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジスクの回動により流路を開閉するボールバルブ、および、ボールバルブを備えるガスメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
流路を開閉する可動機構をもつバルブとして、ボールバルブ、玉形バルブ、仕切バルブ等が提供されている。例えば、フローティング型のボールバルブでは、ジスクが固定されていないため、閉弁状態において流体圧力によりジスクが下流側シートリングに押圧され、下流への流体の漏洩を確実に防止することができる。
【０００３】
また、フローティング型のボールバルブにおいて、流体圧力を上流側シートリングに作用させ、そのシール性能を高める技術も開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−８２７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流路を流れる可燃性ガス等の流体の流量を調整するため、流体に圧力をかけた状態で、上述したボールバルブにより流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えることが考えられる。また、流体の流れを均一にすべく、流路に整流機構を設ける場合がある。
【０００６】
しかし、ボールバルブと、整流機構とは、その機能の違いから、それぞれ異なる構造で形成され、また、流路方向（流体の流れ方向）の異なる位置に配置されていた。したがって、両者を合わせた占有体積が流路方向に拡大する傾向にあった。一方、このようなボールバルブや整流機構を用い、ガスの流量を調整するガスメータでは、需要者宅への設置の汎用性を高めるべく小型化が希求されている。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑み、流体の整流機能や流路の開閉機能を損なうことなく、その占有体積を縮小することが可能なガスメータおよびボールバルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のガスメータは、圧力センサと、流量センサと、圧力センサおよび流量センサのいずれか一方または双方の検出結果に基づいて、可燃性ガスの遮断信号を出力する演算部と、遮断信号に応じて可燃性ガスを遮断する遮断弁と、を備え、遮断弁は、流路を有するジスクと、ジスクを回転自在に狭持する本体部と、ジスクを回転することで本体部の流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えるステムと、ジスクの流路に設けられ、開弁状態において本体部の流路方向に可燃性ガスを整流する整流機構と、を有するボールバルブである。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のボールバルブは、流路を有するジスクと、ジスクを回転自在に狭持する本体部と、ジスクを回転することで本体部の流路を開弁状態と閉弁状態とに切り換えるステムと、ジスクの流路に設けられ、開弁状態において本体部の流路方向に流体を整流する整流機構と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、流体の整流機能や流路の開閉機能を損なうことなく、その占有体積を縮小することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ガスメータの概略的な構成を示した機能ブロック図である。
【図２】遮断弁の概略的な構成を示した斜視図である。
【図３】遮断弁の動作を説明するための横断面図である。
【図４】遮断弁の分解斜視図である
【図５】整流機構の他のバリエーションを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
（ガスメータ１００）
図１は、ガスメータ１００の概略的な構成を示した機能ブロック図である。ガスメータ１００は、遮断弁１１０と、圧力センサ１１２と、流量センサ１１４と、表示部１１６と、演算部１１８とを含んで構成される。
【００１４】
遮断弁１１０は、フローティング型のボールバルブで形成され、ソレノイドやステッピングモータを用いた電磁弁等を通じ、ガス流路１３０を開弁状態または閉弁状態に切り換えて可燃性ガスの供給を制御する。かかる遮断弁１１０の具体的な構造は後程詳述する。
【００１５】
圧力センサ１１２は、遮断弁１１０より下流に設けられ、可燃性ガスの圧力を検出する。流量センサ１１４は、ガス流路１３０の上流側側面と下流側側面の予め定められた位置に配置された、例えば２０ｋＨｚ以上の音波である超音波の送信部や受信部として機能する超音波振動子１１４ａ、１１４ｂと、可燃性ガスを介して超音波振動子１１４ａ、１１４ｂ間を伝播する超音波の伝播時間を検出し、伝播時間に基づいて可燃性ガスの流量を導出する伝播速度導出部１１４ｃとで構成される。
【００１６】
表示部１１６は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成され、可燃性ガスの供給量（使用量）の積算値や、可燃性ガスの漏洩等の異常を報知するために用いられる。
【００１７】
演算部１１８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路により、ガスメータ１００全体を管理および制御する。そして、演算部１１８は、圧力センサ１１２および流量センサ１１４のいずれか一方または双方の検出結果に基づいて、例えば、圧力センサ１１２が可燃性ガスの圧力の異常値を検出したり、流量センサ１１４が所定の期間、可燃性ガスが所定流量以上連続して流れていることを検出したりすると、遮断弁１１０に遮断信号を出力する。そして、遮断弁１１０は、遮断信号に応じて、開弁状態から閉弁状態に切り換わり、可燃性ガスを遮断する。
【００１８】
図２は、遮断弁１１０の概略的な構成を示した斜視図であり、図３は、遮断弁１１０の動作を説明するための横断面図である。図２に示すように、遮断弁１１０の本体部（ボデー）１５０は、上流側（１次側）シートリング１５２および下流側（２次側）シートリング１５４を介して、球形状のジスク（ボール）１５６を回転自在に狭持している。また、ジスク１５６の頂部と接続され、本体部１５０から突出するステム１５８を回動することで、ステム１５８の長手方向を回転軸としてジスク１５６を回転することができる。
【００１９】
ジスク１５６には、ジスク１５６自体を貫通する貫通孔であるジスク流路（流路）１５６ａが形成され、そのジスク流路１５６ａの流路方向に垂直な断面形状および断面積（断面の径）は、本体部１５０の本体流路１５０ａと等しくなっている（フルボア）。したがって、図３（ａ）のように、ステム１５８を回動して遮断弁１１０を開弁状態とすると、すなわち、ジスク流路１５６ａの流路方向と本体流路１５０ａの流路方向を一致させると、ジスク流路１５６ａは、本体流路１５０ａとともに一連の流路を形成し、可燃性ガスが上流側から下流側に通過することとなる。
【００２０】
一方、図３（ａ）の開弁状態から図３（ｂ）を経由してステム１５８を９０度回動し、図３（ｃ）のように、遮断弁１１０を閉弁状態とすると、すなわち、ジスク流路１５６ａの流路方向を本体流路１５０ａの流路方向と９０度異ならせ、ジスク１５６の外壁で本体流路１５０ａを塞ぐと、上流からの可燃性ガスの流れが停止する。
【００２１】
また、このような閉弁状態においては、可燃性ガスの圧力により、ジスク１５６が下流側シートリング１５４に押しつけられてシール性能が高まり、下流への可燃性ガスの漏洩を確実に防止することができる。さらに、例えば、特開平１１−８２７６２号公報に示すような、可燃性ガスの圧力を上流側シートリング１５２に作用させ、上流側シートリング１５２をジスク１５６に押圧させる技術等を採用することで、そのシール性能をさらに高めることもできる。
【００２２】
このように、遮断弁１１０は、ステム１５８を９０度回動するだけで、開弁状態と閉弁状態とを切り換えることができ、また、ジスク流路１５６ａと本体流路１５０ａの断面形状および断面積を等しくすることで、圧力損失を最小限に抑えることができる。
【００２３】
また、図２および図３に示すように、ジスク流路１５６ａには、開弁状態において、本体流路１５０ａの流路方向に可燃性ガスを整流する整流機構１６０が設けられている。
【００２４】
図４は、遮断弁１１０の分解斜視図である。図４に示すように、整流機構１６０は、流路方向に延在する複数の整流板１６０ａにより、ジスク流路１５６ａを流路方向の複数の空間に分割する。ここでは、整流板１６０ａをハニカム構造で構成しており、その断面は、複数の正六角形が断面方向に隙間なく並べた形状となる。したがって、整流板１６０ａにより分割される空間は、正六角柱となる。ただし、整流板１６０ａは、開弁状態において、それ自体が圧損とならないよう、厚さが最小限に抑えられている。
【００２５】
このような整流機構１６０を設けることで、遮断弁１１０を開弁状態としたときに、ジスク流路１５６ａを流れる可燃性ガスを整流することができ、その流れを均一化することができる。
【００２６】
また、整流機構１６０をジスク流路１５６ａに設けることで、閉弁状態において、圧力の高い上流側の可燃性ガスに整流機構１６０を曝すことがない。
【００２７】
さらに、単なる貫通孔であったジスク流路１５６ａに整流機構１６０を設けることで、改めて整流機構１６０を設ける必要がなくなり、可燃性ガスの整流機能および本体流路１５０ａの開閉機能を損なうことなく、その占有体積の縮小が可能となる。また、遮断弁１１０と整流機構１６０を一体的に形成することで、部品点数を削減し、併せて製造コストを抑制することが可能となる。
【００２８】
また、図３（ｂ）に示すように、開弁状態から閉弁状態に移行する間、整流機構１６０の整流板１６０ａが可燃性ガスに対し角度を有することとなるので、整流板１６０ａによって圧力損失が生じ、可燃性ガスの迅速な停止に効果的に寄与する。
【００２９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００３０】
例えば、上述した実施形態においては、整流機構１６０として、断面がハニカム構造となる例を挙げて説明したが、図５（ａ）のようなメッシュ構造や、図５（ｂ）のような円を重ねた構造を適用することもできる。
【００３１】
また、上述した実施形態においては、ジスク流路１５６ａが直線状となる例を挙げて説明したが、曲率を伴う、例えば、Ｌポートとなる場合にも適用でき、整流機構１６０は、その流路の曲率に沿って整流板１６０ａを配せば足りる。
【００３２】
また、上述した実施形態においては、流体として可燃性ガスを挙げて説明したが、ボールバルブを通過するものであれば、気体や液体を含む様々な流体を適用することができる。
【００３３】
また、上述した実施形態においては、ボールバルブを遮断弁１１０として利用する例を挙げて説明したが、整流機構１６０がジスク流路１５６ａに設けられていれば、遮断弁１１０に限らず、様々なバルブとして利用できる。
【００３４】
また、上述した実施形態においては、ボールバルブを遮断弁１１０としてガスメータ１００に利用する例を挙げて説明したが、その用途はガスメータに限らず、様々な装置に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ジスクの回動により流路を開閉するボールバルブ、および、ボールバルブを備えるガスメータに利用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ガスメータ
１１０  遮断弁
１１２  圧力センサ
１１４  流量センサ
１１８  演算部
１５０  本体部
１５０ａ  本体流路
１５２  上流側シートリング
１５４  下流側シートリング
１５６  ジスク
１５６ａ  ジスク流路
１５８  ステム
１６０  整流機構
【図１】
2018096821.tif 000003
【図２】
2018096821.tif 000004
【図３】
2018096821.tif 000005
【図４】
2018096821.tif 000006
【図５】
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