(57)【要約】【課題】配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を大幅に減少することができ、計測精度を向上できるとともに、小型で、コストダウンを図ることができる超音波ガスメータを提供することにある。【解決手段】ガス流入口３ａから流入するガスを流入通路５から計測流路１２に流入し、計測流路１２に設置した超音波センサ１５，１６によって超音波の伝搬速度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において、計測流路の上流側に、ガスの流量がないときには磁気力によって閉弁し、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって開弁する脈動抑制可動弁２８を有する可変絞り機構２１を設けたことを特徴とする。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流入口から流入するガスを流入通路から計測流路に流入し、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速度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において、
前記計測流路の上流側に、ガスの流量がないときには磁気力によって閉弁し、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって開弁する脈動抑制可動弁を有する可変絞り機構を設けたことを特徴とする超音波ガスメータ。
【請求項２】
前記可変絞り機構は、前記計測流路に設けられた弁座と、絞り通路を有する脈動制御可動弁と、この脈動制御可動弁に設けられた第１の磁石と、この第１の磁石より下流側に設けられ磁気反発力によって前記脈動制御弁を前記弁座に密着させる第２の磁石とからなり、
ガスの流量がないときには前記第１の磁石と第２の磁石の反発力によって前記脈動制御可動弁を前記弁座に密着させ、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁が弁座から離れてガスを前記絞り通路を介して流通させることを特徴とする請求項１記載の超音波ガスメータ。
【請求項３】
前記可変絞り機構は、前記計測流路に設けられた弁座と、絞り通路を有する脈動制御可動弁と、この脈動制御可動弁に設けられた第１の磁石と、この第１の磁石より上流側に設けられ磁気吸着力によって前記脈動制御弁を前記弁座に密着させる第２の磁石とからなり、
ガスの流量がないときには前記第１の磁石と第２の磁石の吸着力によって前記脈動制御可動弁を前記弁座に密着させ、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁が弁座から離れてガスを前記絞り通路を介して流通させることを特徴とする請求項１記載の超音波ガスメータ。
【請求項４】
前記第２の磁石は、前記第１の磁石に対して進退可能で、前記弁座から前記脈動抑制可動弁が離れる差圧を調整可能であることを特徴とする請求項２または３記載の超音波ガスメータ。
【請求項５】
前記第２の磁石は、前記可変絞り機構のケースに対してねじ込み式調節子で、前記第１の磁石に対して進退可能であることを特徴とする請求項４記載の超音波ガスメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、一般家庭用の超音波ガスメータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般家庭用のガスメータとしての超音波ガスメータは、既設の膜式ガスメータ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図４に示すように構成されている。
【０００３】
すなわち、ガスメータ本体１の上部には左右方向に離間してガス流入口３ａを形成する流入口金３とガス流出口４ａを形成する流出口金４が設けられている。
【０００４】
ガスメータ本体１の内部にはガスの流入通路５と流出通路６が平行に、しかも上下方向に貫通して設けられ、流入通路５と流出通路６の上端はそれぞれパッキング７，８を介して流入口金３と流出口金４に接続されている。さらに、流入通路５と流出通路６の下端はそれぞれパッキング９，１０を介して計測部本体１１と接続されている。
【０００５】
計測部本体１１には流入通路５と流出通路６を有する計測流路１２が設けられている。計測流路１２の水平流路１３にはガスの流れる方向（矢印ａ方向）に対して角度θを持って対向する一対の超音波センサ１５，１６が設置されている。さらに、計測流路１２の上流側には格子状の整流フィルタ１７が設けられている。また、ガスメータ本体１の開口部１２は底部カバー１８によって閉塞されている。
【０００６】
前述のように構成された超音波ガスメータは、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３ａから流入通路５に流入し、流入通路５から屈曲通路１３によって略直角に曲がって整流フィルタ１７を通過する。このとき、ガスの流速分布の乱れは整流フィルタ１７によって整流され、整流されたガスは計測流路１２を流れる。このとき、超音波センサ１５，１６によって超音波の伝搬速度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１２で計測されたガスは流出通路６を介してガス流出口４ａに向かい、配管を介してガス需要側へ流れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、超音波ガスメータは、配管内の圧力変動（脈動）が低流量域において計測精度に影響を及ぼす要因となっている。この脈動を抑制する効果が高いものとして絞り機構等のオリフィス効果があるが、ガスメータとしては広範囲の流量範囲で精度とともに圧力損失も低くする必要がある。つまりガスの供給圧力が一定なので流量変化に応じて絞り機構も可変してガスメータの圧力損失を抑制する必要がある。この可変絞り機構としてダイヤフラムを利用したレギュレータ方式が知られている。
【０００８】
しかし、レギュレータ方式は、大型で、広い取付けスペースを必要であり、ガスメータ自体が大型化するとともに、部品点数が多く、コストアップの原因となる。
【０００９】
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、配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を大幅に減少することができ、計測精度を向上できるとともに、小型で、コストダウンを図ることができる超音波ガスメータを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項１は、ガス流入口から流入するガスを流入通路から計測流路に流入し、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速度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において、前記計測流路の上流側に、ガスの流量がないときには磁気力によって閉弁し、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって開弁する脈動抑制可動弁を有する可変絞り機構を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２は、請求項１の前記可変絞り機構は、前記計測流路に設けられた弁座と、絞り通路を有する脈動制御可動弁と、この脈動制御可動弁に設けられた第１の磁石と、この第１の磁石より下流側に設けられ磁気反発力によって前記脈動制御弁を前記弁座に密着させる第２の磁石とからなり、ガスの流量がないときには前記第１の磁石と第２の磁石の反発力によって前記脈動制御可動弁を前記弁座に密着させ、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁が弁座から離れてガスを前記絞り通路を介して流通させることを特徴とする。
【００１２】
請求項３は、請求項１の前記可変絞り機構は、前記計測流路に設けられた弁座と、絞り通路を有する脈動制御可動弁と、この脈動制御可動弁に設けられた第１の磁石と、この第１の磁石より上流側に設けられ磁気吸着力によって前記脈動制御弁を前記弁座に密着させる第２の磁石とからなり、ガスの流量がないときには前記第１の磁石と第２の磁石の吸着力によって前記脈動制御可動弁を前記弁座に密着させ、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁が弁座から離れてガスを前記絞り通路を介して流通させることを特徴とする。
【００１３】
請求項４は、請求項２または３の前記第２の磁石は、前記第１の磁石に対して進退可能で、前記弁座から前記脈動抑制可動弁が離れる差圧を調整可能であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５は、請求項４の前記第２の磁石は、前記可変絞り機構のケースに対してねじ込み式調節子で、前記第１の磁石に対して進退可能であることを特徴とする。
【００１５】
前記構成によれば、計測流路の上流側からガスの流量がないときには第１の磁石と第２の磁石の反発力または吸着力によって脈動制御可動弁を弁座に密着させ、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁が弁座から離れてガスを絞り通路を介して流通させる。従って、配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を大幅に減少することができ、計測精度を向上できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
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、従来と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００１７】
図１及び図２は第１の実施形態を示し、図１に示すように、ガスメータ本体１の計測流路１２を形成する上流側の流入通路５の内部には可変絞り機構２１が設けられている。この可変絞り機構２１のケース本体２２は、図２に示すように、上部ケース２３と下部ケース２４とに２分割されており、流入通路５の内周壁に密着した状態に設けられている。
【００１８】
上部ケース２３の上部壁２５の中央部には流入口２６が設けられ、この流入口２６の開口縁には上部ケース２３の内部で、下流側へ突出する弁座２７が設けられている。上部ケース２３の内部にはガスの流通方向に対して直交する方向に脈動制御可動弁２８が上下動自在に収納されている。
【００１９】
この脈動制御可動弁２８はゴムまたは合成樹脂材料からなる円板状で、弁座２７に対向している。そして、脈動制御可動弁２８の中央部には弁座２７に対して密着したときに流入口２６を閉塞する閉塞部２９が設けられている。脈動制御可動弁２８の周縁部（弁座２７より外側）にはオリフィス効果のある複数の絞り通路３０が設けられている。従って、脈動制御可動弁２８が弁座２７から離れたときには流入口２６からのガスが絞り通路３０を介して下流側へ流れるようになっている。
【００２０】
さらに、脈動制御可動弁２８の中央部には永久磁石からなる第１の磁石３１が埋設されている。本実施形態では、第１の磁石３１はＮ極が上流側に、Ｓ極が下流側に位置している。
【００２１】
前記下部ケース２４にはその中央部に内筒部３３が一体に設けられ、この外周囲には脈動制御可動弁２８の絞り通路３０と対向して流出口３４が設けられている。内筒部３３の内周面にはねじ部３５が形成され、このねじ部３５には下部ケース２４の下側から上側に向かってねじ込み式調節子３６が設けられている。そして、このねじ込み式調節子３６には永久磁石からなる第２の磁石３２が埋設されている。この第２の磁石３２は、第１の磁石３１と磁気反発力が得られるようにＳ極が上流側に、Ｎ極が下流側に位置している。
【００２２】
従って、第１の磁石３１と第２の磁石３２の反発力によって脈動制御可動弁２８は押し上げられて弁座２７に密着し、計測流路１２をガスが流れていないときにはこの状態を維持している。また、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁２８が弁座２７から下流側へ離れるため、ガスは流入口２６から絞り通路３０を介して下流側へ流れる。
【００２３】
このとき、脈動制御可動弁２８の絞り通路３０の絞りによるオリフィス効果によって下流側への脈動が抑制され、計測精度を向上できる。また、低流量域（差圧小）の場合は弁座２７と脈動制御可動弁２８との隙間は微小でありも脈動が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動が大幅に減少され、低流量域での計測精度が向上する。
【００２４】
また、ねじ込み式調節子３６によって第１の磁石３１に対する第２の磁石３２の進退操作によって磁気反発力を調節でき、微調整が可能である。
【００２５】
図３は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。
【００２６】
本実施形態は、上部ケース２３の上部には円筒部３７が一体に設けられている。この円筒部３７の周壁には上部ケース２３の流入口２６に連通する連通口３８が設けられている。また、さらに、脈動制御可動弁２８の中央部には永久磁石からなる第１の磁石３１が埋設されている。本実施形態では、第１の磁石３１はＮ極が上流側に、Ｓ極が下流側に位置している。
【００２７】
上部ケース２３の円筒部３７の上壁中央部には貫通穴３９が設けられ、貫通穴３９の内周面にはねじ部４０が形成され、このねじ部４０には上部ケース２３の上側から下側に向かってねじ込み式調節子４１が設けられている。そして、このねじ込み式調節子４１には永久磁石からなる第２の磁石３２が埋設されている。この第２の磁石３２は、第１の磁石３１と磁気反発力が得られるようにＳ極が下流側に、Ｎ極が上流側に位置している。
【００２８】
従って、第１の磁石３１と第２の磁石３２の吸着力によって脈動制御可動弁２８は引き上げられて弁座２７に密着し、計測流路１２をガスが流れていないときにはこの状態を維持している。また、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって脈動抑制可動弁２８が弁座２７から下流側へ離れるため、ガスは連通口３８を介して流入口２６に向かって絞り通路３０を介して下流側へ流れる。
【００２９】
このとき、脈動制御可動弁２８の絞り通路３０の絞りによるオリフィス効果によって下流側への脈動が抑制され、計測精度を向上できる。また、低流量域（差圧小）の場合は弁座２７と脈動制御可動弁２８との隙間は微小でありも脈動が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動が大幅に減少され、低流量域での計測精度が向上する。
【００３０】
また、ねじ込み式調節子４１によって第１の磁石３１に対する第２の磁石３２の進退操作によって磁気吸着力を調節でき、微調整が可能である。
【００３１】
前述の第１及び第２の実施形態によれば、可変絞り機構２１が超音波ガスメータの本体に内在されるコンパクトな構造であり、超音波ガスメータに対して外付け構造ではないため、狭いスペースでも超音波ガスメータを取付けることができる。しかも、部品点数が少なく、コストダウンを図ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、計測流路の上流側に、ガスの流量がないときには磁気力によって閉弁し、ガスの流量がある流量以上のときは上流側と下流側の差圧によって開弁する脈動抑制可動弁を有する可変絞り機構を設けたことを特徴とする。
【００３３】
従って、配管内で圧力変動（脈動）が発生してもオリフィス効果によって下流側への脈動を大幅に減少することができ、計測精度を向上できるとともに、小型で、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、超音波ガスメータの縦断正面図。
【図２】同実施形態の可変絞り機構を示し、（ａ）は流量なし状態の縦断正面図、（ｂ）は流量あり状態の縦断正面図。
【図３】この発明の第２の実施形態の可変絞り機構を示し、（ａ）は流量なし状態の縦断正面図、（ｂ）は流量あり状態の縦断正面図。
【図４】従来の超音波ガスメータの縦断正面図。
【符号の説明】
３ａ…ガス流入口
４ａ…ガス流出口
５…流入通路
１２…計測流路
１５，１６…超音波センサ
２１…可変絞り機構
２７…弁座
２８…脈動制御可動弁
３０…絞り通路
３１…第１の磁石
３２…第２の磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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