(57)【要約】【課題】大型化を抑えつつガス流速の計測の安定化を図ると共に、圧力損失が過大となってしまうことを防止することが可能なガスメータを提供する。【解決手段】直管型ガスメータは、メータボディ１０に形成されガスを導入するガス流入口１１及びガスを排出するガス流出口１２と、ガス流入口１１からガス流出口１２まで延在するガス流路１３と、ガス流路１３を流れるガスの流速を計測するための流速センサ４とを備え、ガス流路１３は、ガス流入口１１から、流速センサ４によりガスの流速が計測される流路部分に至るまでの間に、ガスの流れ方向を直角方向に変化させる屈曲部ＢＰを有し、屈曲部ＢＰから当該流路部分までの間に、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材６を更に備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メータボディに形成されガスを導入するガス流入口及びガスを排出するガス流出口と、前記ガス流入口から前記ガス流出口まで延在するガス流路と、前記ガス流路を流れるガスの流速を計測するための流速センサと、を備えたガスメータであって、
前記ガス流路は、前記ガス流入口から、前記流速センサによりガスの流速が計測される流路部分に至るまでの間に、ガスの流れ方向を直角方向に変化させる屈曲部を有し、
前記屈曲部から前記流路部分までの間に、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材を更に備える
ことを特徴とするガスメータ。
【請求項２】
前記屈曲部に設けられて前記ガスの流れを遮断可能な遮断弁をさらに備え、
前記メータボディは、前記ガス流入口と前記ガス流出口とが直線上に配置された直管形状となっており、
前記ガス流路は、前記ガス流入口側に位置して直管長手方向に延在する第１ガス流路、及び、前記ガス流出口側に位置して前記直管長手方向に延在する第２ガス流路を有し、
前記屈曲部は、前記第１ガス流路と前記第２ガス流路とを接続して前記直管長手方向と直交する方向に延在する
ことを特徴とする請求項１に記載のガスメータ。
【請求項３】
前記板状格子部材は、前記第２ガス流路のうち最上流位置に設けられている
ことを特徴とする請求項２に記載のガスメータ。
【請求項４】
前記板状格子部材は、上流側及び下流側の少なくとも一方に、格子の開口面積を拡大するテーパ面が形成されている
ことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれかに記載のガスメータ。
【請求項５】
前記流路部分から前記ガス流出口までの間に、板材を格子状に配列して形成された第２の板状格子部材を更に備える
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスを導入するガス流入口及びガスを排出するガス流出口が直線上に配置された直管形状のガスメータが知られている（例えば特許文献１参照）。この直管型ガスメータは、ガス流入口の下流側に遮蔽板が設けられており、メータ内に導入したガスを遮蔽板に衝突させるようにして拡散させる。このため、偏った流れのガスがメータ内に入ってきたとしても流れを崩したうえで計測流路に導くことができ、正確なガス流速を計測することができる。
【０００３】
しかし、このような直管型ガスメータでは、メータ内に導入したガスを遮蔽板に衝突させた後に拡散させるための空間が必要となってしまい、ガスメータの大型化を招いてしまう。
【０００４】
そこで、ガス流路の屈曲部の下流側、且つ、流速センサにより流速が測定される部分の上流側となる位置に、メッシュを設けたガスメータが提案されている（例えば特許文献２参照）。このガスメータによれば、メッシュによってガスの流速分布を均一化することができ、ガスメータの大型化を抑えつつもガス流速の計測が不安定になってしまうことを防止することができる。
【０００５】
特に、ガスメータにおいては遮断弁の位置やガス流入口とガス流出口との配置等の理由から内部のガス流路にガスの流れ方向を直角方向に曲げる屈曲部が設けられる傾向にある。ガスが屈曲部を通過すると、流路内の流速分布に偏りが生じる等して、ガス流速の計測が不安定になってしまう傾向にあるが、上記の如くメッシュをガス流路内に設けることによって、大型化を抑えつつ、ガスの流速分布の均一化を図ってガス流速の計測の安定化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１７−１２５７０１号公報
【特許文献２】特開２００２−５７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載のようなガスメータはガスを遮蔽板に衝突させる構成であることから、圧力損失が過大となってしまう。同様に特許文献２に記載のガスメータについても、ガスがメッシュによって食い止められるようになることから、圧力損失が過大となってしまう。
【０００８】
本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、大型化を抑えつつガス流速の計測の安定化を図ると共に、圧力損失が過大となってしまうことを防止することが可能なガスメータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のガスメータは、ガス流入口と、ガス流出口と、ガス流路と、流速センサとを備えている。ガス流路は、ガス流入口から、流速センサによりガスの流速が計測される流路部分に至るまでの間に、ガスの流れ方向を直角方向に変化させる屈曲部を有し、屈曲部から流路部分までの間に、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材を更に備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、屈曲部から、ガスの流速が計測される流路部分までの間に、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材を備えるため、格子状の板材によってガスの流速分布の均一化を図り、ガス流速の計測の安定化を図ることができる。また、板状格子部材はガス流路内に配置されることから、ガス流路を広げる必要性がなく大型化を抑えることができる。さらに、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材であれば、メッシュのように圧力損失が過大となることを防止することができる。従って、大型化を抑えつつガス流速の計測の安定化を図ると共に、圧力損失が過大となってしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る直管型ガスメータの外観斜視図である。
【図２】本実施形態に係る直管型ガスメータの内部構成の概略を示す一部断面図である。
【図３】図２に示した板状格子部材を示す構成図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本実施形態に係る直管型ガスメータの流量のバラツキを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る直管型ガスメータの外観斜視図であり、図２は、本実施形態に係る直管型ガスメータの内部構成の概略を示す一部断面図である。なお、以下の説明では直管型ガスメータをガスメータの一例として説明するが、本発明はこれに限るものではない。
【００１４】
図１及び図２に示す直管型ガスメータ１は、アルミニウムやアルミニウム合金等の金属材料等により成形された筐体であるメータボディ１０を備えている。メータボディ１０は、略四角柱状の外形形状を有しており、四角柱の高さ方向に長手となる直管形状とされている。図１に示す例においてメータボディ１０は、その長手方向が鉛直方向と一致するように設置されているが、これに限らず、長手方向が水平方向と一致するように設置されてもよい。
【００１５】
メータボディ１０は、その長手方向の一端部１０ａにガスを導入するガス流入口１１と、その長手方向の他端部１０ｂにガスを排出するガス流出口１２とを備えている。ガス流入口１１は、上流側配管２０を介してガス供給元と接続され、ガス流出口１２は、下流側配管２１を介してガス供給先と接続される。ガス流入口１１とガス流出口１２とは、直管長手方向に沿った直線上に配置されている。ガス流入口１１と上流側配管２０との接続、及びガス流出口１２と下流側配管２１との接続には、例えばワンタッチ操作（すなわち押し込み操作のみ）で連結解除が可能な継手構造１５が採用されている。
【００１６】
メータボディ１０の内部には、ガス流入口１１からガス流出口１２にかけて延在する１つのガス流路１３が形成されている。ガス流路１３は、ガス流入口１１からガス流出口１２に至るまでの間に、メータボディ１０の長手方向（直管長手方向）と直交する方向に延びる屈曲部ＢＰを有した屈曲構造となっている。
【００１７】
具体的にガス流路１３は、ガス流入口１１側に位置して直管長手方向に延在する第１ガス流路１３ａと、ガス流出口１２側に位置して直管長手方向に延在する第２ガス流路１３ｂとを有している。屈曲部ＢＰは、第１ガス流路１３ａと第２ガス流路１３ｂとを接続して直管長手方向と直交する方向に延在している。
【００１８】
さらに、本実施形態に係る直管型ガスメータ１は、図１に示す表示パネル２、並びに図２に示す多層ユニット３、流速センサ４、及び遮断弁５等を備えている。
【００１９】
図１に示す表示パネル２は、ＬＣＤ等によって構成され、メータボディ１０の正面部１０ｃに設けられている。表示パネル２は、マイコン（不図示）に制御され、マイコンによって処理された情報を表示する。表示パネル２に表示される代表的な情報は、流速センサ４により計測される計測値に基づくガス流量の積算値（積算流量）である。
【００２０】
図２に示す多層ユニット３は、その内部に計測流路を形成する断面略四角形状の筒状体である。この多層ユニット３は、筒状体の内部に、計測流路を分割する複数の仕切板３ａを一体に備えている。これらの仕切板３ａにより、多層ユニット３内部を流れるガスが整流される。なお、多層ユニット３は、例えば、仕切板３ａが金属にて形成され、その他が樹脂等で形成されている。
【００２１】
流速センサ４は、ガス流路１３（多層ユニット３）を挟んで所定距離だけ離され、かつ、ガス流れ方向Ｙに対して角度θをなすように、互いに対向して配置された２つの音響トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２を有している。マイコンは、トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の一方を駆動して、当該一方から超音波信号をガス流路１３に間欠的に送信させる。トランスジューサＴＤ１，ＴＤ２の他方は超音波信号を受信する。マイコンは、上記動作を、ガスの流れ方向Ｙに対して上流側及び下流側の双方から行わせ、この送受信に関する超音波信号の伝搬時間の差分に基づいてガス流速を算出する。さらに、マイコンは、算出したガス流速に基づいてガス流量を計測することとなる。
【００２２】
なお、図２において仕切板３ａと超音波信号の送受信方向とは交差するように図示されているが、実際には両者は並行関係にあり、仕切板３ａは超音波信号の送受信を阻害しないように設置されている。
【００２３】
遮断弁５は、ガス流路１３のうち流速センサ４の上流側においてガス流路１３を遮断するものであって、ガス流路１３の屈曲部ＢＰに設置されている。遮断弁５は、前記直交する方向（屈曲部ＢＰの延在方向）に突出して円形開口ＯＰを塞ぐ弁閉状態と、この突出方向と反対側に動作して円形開口ＯＰを開放する弁開状態とで遷移可能となっている。
【００２４】
さらに、本実施形態において直管型ガスメータ１は、図２に示すように板状格子部材６を備えている。図３は、図２に示した板状格子部材６を示す構成図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００２５】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、板状格子部材６は、縦板６ａ及び横板６ｂを格子状に配列して形成されたものである。縦板６ａ及び横板６ｂは上流側から下流側に掛けて延びる長さが約５ｍｍ程度となっている。この板状格子部材６は、枠部材６ｃと枠部材６ｃの上流面から一段奥まって設けられる開口板６ｄとを有している。開口板６ｄは、上記した縦板６ａ及び横板６ｂを有し、縦板６ａと横板６ｂとによって挟まる空間部分に開口ＳＯを形成する。なお、図３においては図示の関係上３段の開口ＳＯのうち一段のみを符号で指し示すものとする。開口ＳＯは、ガスの通り道となる部位であって、１平方センチメートル当たりの開口数は１個以上２個以下となっている。
【００２６】
さらに、図６（ｂ）に示すように、縦板６ａ及び横板６ｂは枠部材６ｃから下流側に突出した突出部６ｅを有している。加えて、板状格子部材６は、上流側及び下流側に格子の開口ＳＯの面積を拡大するテーパ面Ｔ１，Ｔ２が形成されている。なお、下流側のテーパ面Ｔ２は、枠部材６ｃから突出した突出部６ｅに形成されている。さらに、図６（ａ）に示すように、枠部材６ｃの上下には位置決め等に用いられる切り欠きＮが形成されている。
【００２７】
このような板状格子部材６は、図２に示すように、第２ガス流路１３ｂのうち最上流位置に設けられている。なお、本実施形態において板状格子部材６の位置は第２ガス流路１３ｂの最上流位置に限らず、やや下流側であってもよい。すなわち、板状格子部材６は屈曲部ＢＰから多層ユニット３（流速センサ４によって流速が計測される流路部分（計測流路）の一例）までの間に配置されていれば、特に最上流位置に限られるものではない。
【００２８】
次に、本実施形態に係る直管型ガスメータ１の作用について説明する。例えば、需要者によりガス器具が使用されたとする。この場合、直管型ガスメータ１のガス流入口１１から導入されたガスは、第１ガス流路１３ａを通じて屈曲部ＢＰに至り、屈曲部ＢＰから第２ガス流路１３ｂに導入される。
【００２９】
ここで、ガスが屈曲部ＢＰを通過する際、流速分布の隔たりが変わってしまい、乱れによって流速センサ４における流速計測が不安定となってしまう傾向がある。しかし、本実施形態に係る直管型ガスメータ１は、板状格子部材６を第２ガス流路１３ｂの最上流位置に備えている。このため、ガスは、屈曲部ＢＰの直後において流れが成長する前に向きが整えられ後段で速度差が生じ難くなる。しかも、ガスが板状格子部材６を通過する場合、１インチ平方あたりの開口が１３個以上のメッシュを通過する場合と比較すると、圧力損失を小さくしたうえでガスを多層ユニット３に導入させることとなる。また、第２ガス流路１３ｂ内に板状格子部材６を設置するだけでよく、第２ガス流路１３ｂ等を拡径する等の必要性が生じないことから、大型化も防止されている。
【００３０】
なお、板状格子部材６は縦板６ａ及び横板６ｂにテーパ面Ｔ１，Ｔ２を備えているが、テーパ面Ｔ１，Ｔ２については圧力損失や流速のバラツキの程度と要求性能とのバランスに応じて有無を調整可能である。
【００３１】
そして、多層ユニット３に導入されたガスは、複数の仕切板３ａによって更に整流され、流速センサ４によって流速が計測される。直管型ガスメータ１は、計測した流速に基づいてガス流量を算出して、表示パネル２に積算表示することとなる。
【００３２】
図４は、本実施形態に係る直管型ガスメータ１の流量のバラツキを示すグラフである。図４に示すように、板状格子部材６を備える直管型ガスメータ１においては、１０００Ｌ／ｈ未満の流量において標準偏差がゼロとなった。すなわち、流量のバラツキが殆どなかった。また１０００Ｌ／ｈ以上６０００Ｌ／ｈ未満の流量についても標準偏差は１０未満となった。加えて、１００００Ｌ／ｈ以上の高流量について標準偏差は１５未満に留まった。このように、本実施形態に係る直管型ガスメータ１はガス流速の計測の安定化が図られていることがわかった。
【００３３】
このようにして、本実施形態に係る直管型ガスメータ１によれば、屈曲部ＢＰから、ガスの流速が計測される流路部分までの間に、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材６を備えるため、格子状の板材によってガスの流速分布の均一化を図り、ガス流速の計測の安定化を図ることができる。また、板状格子部材６はガス流路１３内に配置されることから、ガス流路１３を広げる必要性がなく大型化を抑えることができる。さらに、板材を格子状に配列して形成された板状格子部材６であれば、メッシュのように圧力損失が過大となることを防止することができる。従って、大型化を抑えつつガス流速の計測の安定化を図ると共に、圧力損失が過大となってしまうことを防止することができる。
【００３４】
また、屈曲部ＢＰに遮断弁５を備え、メータボディ１０は直管形状となっており、屈曲部ＢＰは、第１ガス流路１３ａと第２ガス流路１３ｂとを接続して直管長手方向と直交する方向に延在するものであるため、ガス流入口１１からガス流出口１２にかけて、第１ガス流路１３ａ、屈曲部ＢＰ及び第２ガス流路１３ｂを有し、屈曲部ＢＰに遮断弁５が設けられる直管タイプのガスメータにおいても、大型化を抑えつつガス流速の計測の安定化を図ると共に、圧力損失が過大となってしまうことを防止することができる。
【００３５】
また、板状格子部材６は第２ガス流路１３ｂのうち最上流位置に設けられている。ここで、計測部分直近（例えば多層ユニット３内の仕切板３ａの直前）に格子を設けた場合には、屈曲部ＢＰにおける流れの偏りのまま流れを整流してしまうため流量に応じた特性の変化が生じやすくなる。しかし、第２ガス流路１３ｂのうち最上流位置に設けられていることから、屈曲部ＢＰにおける流れの隔たりを直ぐに整流することで、上記のような問題を生じ難くし、一層ガス流速の計測の安定化を図ることができる。
【００３６】
また、板状格子部材６は、上流側及び下流側の双方に格子の開口面積を拡大するテーパ面Ｔ１，Ｔ２が形成されているため、圧力損失や流速のバラツキの程度と要求性能とのバランスに応じた調整を行うことができる。
【００３７】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で適宜他の技術を組み合わせてもよい。
【００３８】
例えば、上記実施形態において遮断弁５はモータ弁を想定して説明したが、これに限らず、ソレノイド弁等の他の種類の弁によって構成されてもよい。また、本実施形態では流速センサ４として超音波式流速センサを備えているが、可能であればフローセンサ等の他の種類のセンサであってもよい。
【００３９】
さらに、本実施形態においては直管型ガスメータ１を例示したが、これに限らず、特許文献２に記載のガスメータのようにガス流入口１１及びガス流出口１２がガスメータの上部に設けられ、ガス流路１３がＵ字形状とされるものに適用されてもよい。この場合において屈曲部ＢＰは例えばＵ字のガス流路の上流側の角部が該当する。
【００４０】
さらに、直管型ガスメータ１は、板状格子部材６に加えて、流速センサ４によって流速が計測される流路部分からガス流出口１２までの間に、板材を格子状に配列して形成された第２の板状格子部材を備えていてもよい。これにより、逆流の計測の必要性がある場合に逆流の測定に関する安定化を図ることができるためである。
【００４１】
加えて、上記実施形態に係る直管型ガスメータ１は、多層ユニット３よりも上流側に板状格子部材６を備えているが、これに限らず、多層ユニット３内に板状格子部材６を備えていてもよい。また、第２の板状格子部材を備える場合には多層ユニット３内に第２の板状格子部材を備えていてもよい。
【００４２】
また、板状格子部材６は、上流側及び下流側の双方に、格子の開口面積を拡大するテーパ面Ｔ１，Ｔ２が形成されているが、これに限らず、テーパ面Ｔ１，Ｔ２は上流側及び下流側のいずれか一方に形成されていてもよいし、双方に形成されていなくともよい。特に、環境によってはテーパ面Ｔ１，Ｔ２を有する板状格子部材６よりも、テーパ面Ｔ１，Ｔ２を有しない板状格子部材６を用いることが流量のバラツキを抑えることもあり、使用環境等に応じて板状格子部材６を選択するようにしてもよい。さらには、突出部６ｅを備えないタイプの板状格子部材６を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１      ：直管型ガスメータ
３      ：多層ユニット
４      ：流速センサ
５      ：遮断弁
６      ：板状格子部材
１０    ：メータボディ
１１    ：ガス流入口
１２    ：ガス流出口
１３    ：ガス流路
１３ａ  ：第１ガス流路
１３ｂ  ：第２ガス流路
ＢＰ    ：屈曲部
Ｔ１，Ｔ２  ：テーパ面
【図１】
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【図２】
2019184328.tif 000004
【図３】
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【図４】
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