(57)【要約】      （修正有）【課題】微量でも有限の大きさのガス流量があるときにはこれを検出し、ガス流量が実質的に零のときには検出量も零を示す高感度のガス流量の検出が可能で、且つフラッタリングを皆無とし、それに伴う誤測定を防止することができるガス流量計或いはその構造を提供する。【解決手段】開口部１を有するガス流通路２と、このガス流通路２内を流通するガスの圧力に比例的に回動するように該ガス流通路内２に配置されるガスの流通量を検出するためのフラップ８と、このフラップ８の回動の大きさに関係付けられたガスの流量を表示し得る表示手段５とを備えたガス流量計において、前記フラップ８を軸支しその回動に連動するシャフト９と、該フラップ８と一体的に回動するよう配置される磁石１２と、該磁石１２の動きに対して相対速度を生じ、少なくとも該磁石１２の一部を囲繞するように配置される常磁性の電気良導体（管体３）とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上流側と下流側とに開口部を有するガス流通路と、このガス流通路内を流通するガスの圧力に比例的に回動するように該ガス流通路内に配置されるガスの流通量を検出するための受圧体と、この受圧体の回動の大きさに関係付けられたガスの流量を表示し得る表示手段とを備えたガス流量計において、
前記受圧体に連結され該受圧体を軸支すると共にその回動の回転軸をなし且つ該受圧体の回動に連動する回動体と、該受圧体の回動と一体的に回動するように配置される磁石と、該磁石の動きに対して相対速度を生じ、少なくとも該磁石の一部を囲繞するように配置される常磁性の電気良導体とからなることを特徴とするガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項２】
ガス流通路から隔離された側室を形成し、前記回動体が、該側室内まで延在してこの側室内に延在した部分の回動体に磁石を固定し、少なくとも前記側室の壁の一部が常磁性の電気良導体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項３】
ガス流通路から隔離された側室を形成し、前記回動体が、該側室内まで延在してこの側室内に延在した部分の回動体に磁石を固定し、前記側室の壁の全てが常磁性の電気良導体で構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項４】
ガス流通路内を流通するガスの圧力に比例的な受圧体の回動が、弾性体による該ガス流の向きと逆向きの弾性ポテンシャルを該受圧体に対して付与しておくことによってもたらされるようにし、所定以上の加圧によって該受圧体を下流方向に開放して該受圧体を境とする上流側と下流側とを連通させるように構成したことによってもたらされるものであることを特徴とする請求項１乃至３に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項５】
受圧体の回動が零のとき、弾性体の弾性力による負荷を付与されている該受圧体によって、ガス流通路を塞いでガスの流通を止めるように構成されることを特徴とする請求項１乃至４に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項６】
磁石の表面と、この磁石を囲繞する常磁性の電気良導体を含む側室の内壁とが非接触となるように構成されることを特徴とする請求項１乃至５に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項７】
磁石が永久磁石であることを特徴とする請求項１乃至６に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項８】
常磁性の電気的良導体を構成する材料の主成分がアルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至７に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【請求項９】
回動体の磁石を固着したのとは逆側の端部をガス流通路外に延在させ、この延在した回動体を密閉的に囲繞するガス流通路から隔離された側室を形成し、この側室内に弾性体を配置し、この弾性体の一端を該回動体に連結し他端を前記側室に取り付けて、受圧体に連結された回動体に弾性ポテンシャルを付与することによって、受圧体に対しその回動に比例的な弾性力を付与するように構成されることを特徴とする請求項１乃至８に記載のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
パイプ等のガス流通路内を流通するガスの流量やその圧力等を計測するガス流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
都市ガスのような配管を通じて供給される公共ガス等の配ガス施設を備えた先進国においては、ガス流量計は従来より広く普及している。このような配管を通じて供給されるガス、即ち気体は、温度や圧力によって体積、或いは密度を変えるため、その流量を正確に測定することは非常に難しいとされる。特に、都市ガス等のように使用量に応じた料金の徴収を行う場合には、その使用量、つまりガスの流量は供給者及び使用者の両者にとって極めて重要であり、正確な計測が要求される。また、精密な測定が常時なされなければ累積使用量としては多大な誤差となり得るため、或いは単位時間当りでは微量な測定漏れであったとしても累積としては膨大な量となり得るため、測定感度や精密測定は重要な意味を持つ。しかし、従来、微量なガスの流量の精密測定は非常に困難であり、またその方法も殆ど知られていなかった。つまり、これまで測り漏れや過小、過大計測等があったという畏れがある。
【０００３】
従来より普及しているタイプのガス流量計には、様々なタイプのものが知られている。しかし、何れの場合も、配管内を密閉する構造を有しないため微弱な流量の場合には検出部が作動せず、測り漏れとなって過小計測になってしまう畏れや、又は或る流量によって作動していた検出部の慣性による過大計測等の畏れがあり改善の余地があった。
【０００４】
以上のような問題点に対する発明者等の見解は、ガス流量の計測器の内部におけるガス流通路内に、ガス流通の遮断構造を持たせるということが解決策として考えられるというものであった。具体的には、ガスの流量が微弱な場合であってもガスが流れるならばガス流通の遮断構造が開放し、この開放の度合いによってガス流量を検出し、ガスの圧力が前記遮断構造を開放できないような更に微弱なものであれば、該遮断構造によってガス流量の検出部においてその上流側と下流側とが遮断されてガスの流れが止まり、それと共にガス流量の検出量も零とすることができ流量の過小評価や過大評価を防止若しくは抑制することができるという主旨のものであった。しかし、都市ガスの如くのガス供給は１MPa／G未満という弱い圧力で供給されているため、それを密閉しよう等とすれば非常に弱い力で密閉するような構造、或いは構成としなければならないが、この密閉に用いる負荷を弱めれば弱める程、その密閉体の慣性による余分な動きが長く続くようになり誤計測の原因となってしまうという致命的な問題が発生した。
【０００５】
実際に、ガス流通路内において、下流に向けて開放し得るように回動自在に軸支される十分に軽い密閉体に対し、ガス供給が１MPa／G未満という圧力であっても感度よく該密閉体が開閉し得るスプリングによって、ガス流と逆向きの弾性ポテンシャルを付与して構成した試験装置を用いて、このガス流通路の上流側から下流側に向けて、ガス流量を零から最大に変化させるといった内容の実験を発明者等が行った結果によれば、密閉体が３０〜４０Hzの振動、即ちフラッター現象、又はフラッタリングと呼ばれる不安定な振動現象（以下、フラッタリングという）を引き起こしてしまうという問題が生じた。そして、このフラッタリングを止めようすると、ガスの供給を停止するか前記密閉体に対する弾性ポテンシャルによる負荷を大きくするかしなければならなかった。当然ながら、弾性ポテンシャルを大きくすれば、その分、密閉体を開放するのに必要な最低圧力が上昇し、それ以下の圧力となるような微量なガスの供給ができなくなってしまうという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
すなわち、本発明の目的とするところは、微量であっても有限の大きさのガス流量があるときにはこれを検出することができ、ガス流量が実質的に零であるときには検出量も零を示すことができる高感度のガス流量の検出が可能であって、且つフラッタリングを皆無とし、それに伴う誤測定を防止することができる高精度のガス流量の測定を行うことが可能なガス流量計或いはその構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明が採った手段は、上流側と下流側とに開口部を有するガス流通路と、このガス流通路内を流通するガスの圧力に比例的に回動するように該ガス流通路内に配置されるガスの流通量を検出するための受圧体と、この受圧体の回動の大きさに関係付けられたガスの流量を表示し得る表示手段とを備えたガス流量計において、前記受圧体に連結され該受圧体を軸支すると共にその回動の回転軸をなし且つ該受圧体の回動に連動する回動体と、該受圧体と一体的に回動するように配置される磁石と、該磁石の動きに対して相対速度を生じ、少なくとも該磁石の一部を囲繞するように配置される常磁性の電気良導体からなることを特徴とする。
【０００８】
前記ガス流通路から隔離された側室を形成し、前記回動体が、該側室内まで延在してこの側室内に延在した部分の回動体に磁石を固定し、少なくとも前記側室の壁の一部が常磁性の電気良導体で構成されていることを特徴とする。又は、前記側室の壁の全部が常磁性の電気良導体で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
ガス流通路内を流通するガスの圧力に比例的な受圧体の回動が、弾性体による該ガス流の向きと逆向きの弾性ポテンシャルを該受圧体に対して付与しておくことによってもたらされるようにし、所定以上の加圧によって該受圧体を下流方向に開放して該受圧体を境とする上流側と下流側とを連通させるように構成したことによってもたらされるものであることを特徴とする。
【００１０】
受圧体の回動が零のとき、弾性体の弾性力による負荷を付与されている該受圧体によって、ガス流通路を塞いでガスの流通を止めるように構成されることを特徴とする。
【００１１】
磁石の表面と、この磁石を囲繞する常磁性の電気良導体を含む側室の内壁とが非接触となるように構成されることを特徴とする。
【００１２】
磁石が永久磁石であることを特徴とする。
【００１３】
常磁性の電気的良導体を構成する材料の主成分がアルミニウムであることを特徴とする。
【００１４】
回動体の磁石を固着したのとは逆側の端部をガス流通路外に延在させ、この延在した回動体を密閉的に囲繞するガス流通路から隔離された側室を形成し、この側室内に弾性体を配置し、この弾性体の一端を該回動体に連結し他端を前記側室に取り付けて、受圧体に連結された回動体に弾性ポテンシャルを付与することによって、受圧体に対しその回動に比例的な弾性力を付与するように構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
弾性体の弾性力を極力小さくし、また受圧体の質量を小さくしたことで、微弱なガス圧によるガス流であっても高感度にして正確に測定することができるという効果があり、また弾性体の弾性力を小さくし、受圧体の質量を小さくしたことによって生じていたフラッタリングを、受圧体の回動に連動する磁石と、この磁石を非接触で囲繞する常磁性の電気良導体を配置した構造を備えたことによって、低コストでありながら完全に防止することができるという効果を奏する。
【００１６】
また、弾性体の弾性力を極力小さくし、受圧体の質量を小さくしたことで、受圧板に負荷される圧力の大きさに対して圧損が無視できる程小さく、測定値に殆ど影響を及ぼさず、エネルギーロスも最少限に抑制することができるという効果がある。
【００１７】
ガス流量が零のときには、ガス流量の検出値も零になり、逆に極微量であっても有限の大きさのガス流量がある時には、その流量を正確に検出することができ、従って、測り漏れ等による過小評価や、その逆にガス流が止まっているにも関わらず慣性によって過大に測定されることによる過大評価や、温度変化や圧力変化による測定誤差を抑制する効果があり、精密な測定を可能とする。
【００１８】
また、常時感度よく正確な値で計測されるガス圧やガス流量と共に、温度も合わせて常時計測することによって、それらの値から所定の演算を行うことによって、精密な計測を可能とするという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の好ましい実施の形態を、図を参照しながら以下に詳細に説明する。図１は本発明を適用したガス流量計における本発明の一実施形態例の構造を示す部分断面をとった斜視図であり、図２は天面パネルを取り外した状態を示す斜視図であり、図３は図２に示すＡ−Ａ′部分の断面図であり、図４は同じく図２に示すＢ−Ｂ′部分の断面図であり、図５は同じく図２に示すＣ−Ｃ′部分の断面図である。
【００２０】
本実施の形態例のガス流量計は、本発明のガス流量計の受圧体のフラッター現象の防止構造を適用した構成を採り、図２に示すように、上流側と下流側とに開口部(１)を有するガス流通路(２)を形成した管体(３)の内部に、ガス流量を検出するための機構を備えてなるガス流量の検出機構部(４)と、このガス流量の検出機構部(４)から得られたガス流量やガス圧、ガス温度等の情報を含む信号を受けて、その信号に所定の演算処理を施し、その処理結果を記録或いは表示するための解析・表示機構部(５)と、を一体化して構成されたガス流量計である。ここで、本例のガス流量計はガス流量の検出機構部(４)と、解析・表示機構部(５)とを一体化した構成としているが、勿論それらは一体化していなければならないというものではなく、互いに遠隔的に配置された構成としてもよく、遠隔的配置とするための構成や方法は従来公知の方法を採ることが可能である。
【００２１】
本例のガス流量計は、所望のガス流通管に簡単且つ安全に取り付けることができるようにするため、鋼鉄製の管体(３)の前記両開口部(１)の外周の周回上に、半径方向外向きに突出させて設けられた連結用のフランジ(６)と、このフランジ(６)に正方形の頂点をなす所定位置に該フランジ(６)の表裏を貫通したボルト穴(７)を設けてなる。
【００２２】
図１及び図３乃至図５に示すように、ガス流量の検出機構部(４)は、管体(３)内部のガス流通路(２)と、このガス流通路(２)内に配置され、ガスの流れによるガス圧の負荷を受けて回動し、ガス流を検出するためのフラップ(８)と、このフラップ(８)を回動させるために該フラップ(８)を軸支し且つ該フラップ(８)の回動に連動して回動するガス流通路(２)内を横切って配置されるシャフト(９)と、このガス流通路(２)内を横切って、該ガス流通路(２)と直交する方向に延在させた該シャフト(９)の一端に取り付けられ、該シャフトに対し、ガス圧による該シャフトの回転と逆向きの復元力を作用させるためのバネ(１０)と、このバネ(１０)を密閉的に囲繞し、且つバネ(１０)の前記シャフト(９)に取り付けた他端を固定し、管体(３)に対し、該管体(３)の側面から突出して配置されるバネ収容側室(１１)と、バネ(１０)を取り付けたのと逆側のシャフト(９)の先端、即ち、ガス流通路(２)内を横切って、該ガス流通路(２)と直交する方向に延在させたシャフト(９)の他端に固着される永久磁石(１２)と、この永久磁石(１２)を密閉的に囲繞する常磁性の電気良導体であるアルミニウムを主成分とした材料から成る管体(３)に対し、該管体(３)の側面から突出して配置される磁石収容側室(１３)と、前記フラップによって隔てられるガス流通路(２)の下流側において、管体(３)に設けられた温度センサ(１４)を配置するための取付孔と、この取付孔を通して配置される温度センサ(１４)と、フラップ(８)の回動の回転角に応じた電気信号と温度センサ(１４)から出力された電気信号とを合わせ、且つそれらの電気信号を出力するための電気信号出力部（図示せず）と、を備えて構成される。
【００２３】
ガス流通路(２)は、前記管体(３)の内部に形成された所定の内径を有する断面形状が円形のガス流通路(２)であり、前記内径は特に限定されず、所望の計測対象のガス流通管のサイズに合わせたものとすることができ、またガスの種類や圧力に応じて管体(３)の材質や強度を適宜選択することができる。
【００２４】
フラップ(８)は、ガス流通路(２)の直径より若干小さい直径に形成されたチタン製で軽量の円形薄板であり、上部にシャフト(９)に固着するための固着用穴が形成されて構成され、ガスの流通方向に対してフラップ(８)の板面が垂直となるように配置される。ただし、フラップ(８)の形状や大きさは、ガス流が殆ど無いとき、フラップ(８)を境とするガス流通路(２)の上流側と下流側とを密閉的に分けて遮蔽することができればよく、特に限定されない。また、フラップ(８)はガスの流れを受け止めてその圧力や流れを検出するものであるから、感度を上げるためには軽いということが要求される。この要求を達する１つの方法として、フラップ(８)の厚さを薄くして軽量化を図るということができるが、フラップ(８)はその回動によって変形することがない強度が要求されるので、要求される感度に応じて、フラップ(８)の材料と厚さ或いは強度を決定する。また熱変形や熱膨張が生じ難い材料を選択することが好ましい。
【００２５】
シャフト(９)は、ステンレス綱からなる断面形状円形の棒状体であり、フラップ(８)を固着して軸支するために、前記フラップ(８)に設けられた固着用穴に対応した螺旋穴(１５)が形成され、該固着用穴と螺旋穴(１５)とを対応させて螺旋(１６)を螺合することにより、フラップ(８)をシャフト(９)に固着して一体化する。ここで、シャフト(９)に対するフラップ(８)の固定方法は、螺旋を用いた螺合によっているが固着方法はこれに限らず、安定的にしっかりと固定することができればよく、従来公知の技術を用いることが可能である。また、固着位置については、フラップ(８)の中心よりも上方にずらした位置をシャフト(９)に固着する方がよく、より好ましくはフラップ(８)の上端部近傍をシャフト(９)に固定するとよい。これは、シャフト(９)のフラップ(８)に対する取付位置が、フラップ(８)の重心に近付く程、シャフト(９)を境とするフラップ(８)表面の上下それぞれの位置に対するガス流によって及ぼされるモーメントが互いに近付いた大きさとなり、フラップ(８)の回動が生じ難く測定感度が低下するということによる。また感度を上げるためにシャフト(９)のフラップ(８)に対する取付位置を上方にずらす方がよいのは、フラップ(８)に対する重力の作用によるフラップ(８)の安定化、及びガスに対する重力の作用によるガス流通路(２)内の高さ方向におけるガス密度分布を考慮してのことである。ただし、以上の如くの取付位置については、上方にしなければならないという限定理由はなく、特に限定されるものでもない。
【００２６】
フラップ(８)の回動を、ガス流通路(２)内を流れるガスの圧力に比例的なものとする方法としては、フラップ(８)の質量に対して作用する重力を利用する方法、或いはフラップ(８)又はこれと一体的に回動するシャフト(９)等の物体に対して作用させるバネ(１０)の復元力を利用する方法、或いは前記重力と前記バネ(１０)の復元力の両者の合力を利用する方法を採ることが可能である。ただし、バネ(１０)を用いず、重力だけでガス圧に比例的な回動をフラップ(８)にさせる場合には、ある回転角の状態からのフラップ(８)の戻りが、バネ(１０)の復元力を併用した場合に比較して緩やかになることや、フラップ(８)の回転角が零のときにガス流通路(２)内を密閉する力が弱くなるということが考えられ、バネ(１０)を用いて復元力を併用させた場合には、フラップ(８)の速やかな回転角零状態への回帰が出来、フラップ(８)の回転角が零の状態において所定の密閉力を付与することも出来るようになる。また、バネ(１０)を用いず重力のみを利用する場合には、当然、重力圏内において本発明のガス流量計を使用するということになり、逆に、この場合には重力圏外においての使用は出来ないことになる。この意味から、バネ(１０)を用いて復元力と重力とを併用する構成とする場合には、重力圏外における使用も可能となり、特に重力圏外における使用では、バネ(１０)の復元力のみによって、ガス圧に比例的なフラップ(８)の回動がもたらされることになる。ここで、前記比例的とは、ガスの圧力とフラップ(８)の回転角との直交平面を考えた場合に、この平面上における実測値のプロットからなる軌跡が、直線的な関係だけでなく、この直線からズレて、曲線的な関係となる場合をも含むことを意味するものである。
【００２７】
バネ(１０)は、一端がシャフト(９)の端部に、他端がバネ収容側室(１１)の内部にそれぞれ固定されたステンレス綱からなるコイルスプリングであり、該シャフト(９)に対しその回動と逆向きの弾性ポテンシャルを付与するように配置される。ただし、バネ(１０)は、前記シャフト(９)に掛かる偶力が所定未満であるとき該シャフト(９)の回転角が零度となるように該シャフト(９)に対して弾性的なポテンシャルを付与し、また該シャフト(９)に掛かる偶力が所定以上であるときその偶力に比例的に該シャフト(９)の回転角を大きくすることができるようにしたものであればよく、ステンレス綱からなるコイルスプリング、或いはバネ(１０)に限定されず従来公知の弾性体等を用いることができる。
【００２８】
バネ収容側室(１１)は、ガスの流通に対する抵抗を小さくし、圧力損質を減少させるため、バネ(１０)をガス流通路から隔離すると共に該バネ(１０)の一端を固定して配置することを目的として形成されるものであり、ガス流通路(２)内を横切って、該ガス流通路(２)と直交する方向に延在させたシャフト(９)の外径に、カーボン・ベアリング(１７)を装着し、このカーボンベアリングの外径を管体に埋め込むように装着することによって、ガス流通路(２)を密閉しつつシャフト(９)の安定した滑らかな回動を可能とする。また、本例のように、ガス流通路(２)内の気密性を更に高めるため、前記カーボン・ベアリング(１７)の微妙な隙間等を通り抜けたガスがあったとしてもそれ以上の流出を防止するため、バネ収容側室(１１)はバネ(１０)全体を密閉的に囲繞するものであって、高度な気密性が保持されるよう管体に対しボルト(１８)等でしっかり螺合することが望ましい。
【００２９】
永久磁石(１２)は、バネ(１０)と逆側にガス流通路(２)内を横切って、該ガス流通路(２)と直交する方向に延在させたシャフト(９)の端部の周回上に固着され、このとき、上記カーボン・ベアリング(１７)を取り付けたのと同様の理由から、該シャフト(９)の外径に、カーボン・ベアリング(１７)を装着し、且つこのカーボン・ベアリング(１７)の外径を管体(３)に埋め込むようにして装着することによって、ガス流通路(２)を密閉しつつシャフト(９)の安定した滑らかな回動を可能とする。また磁石は、所定以上の磁場を作出するものであればよく、永久磁石(１２)に限らず電磁石を用いてもよいことはいうまでもないが、電磁石の場合、外部からの電流の供給を必要とし余分なエネルギー消費を伴うことになるため、永久磁石(１２)を用いることが好ましい。また永久磁石(１２)としては、永久磁石(１２)の表面から常磁性の電気良導体表面までの間隙の広さや、常磁性の電気良導体の厚さ及び幅、或いはフラップ(８)又はシャフト(９)に付与されるバネ(１０)等の弾性体の弾性力等に応じた所定以上の磁力を有するものであればよく、特に限定されず、従来公知の永久磁石を使用することができる。また本例における永久磁石(１２)は、接着剤を用いてシャフト(９)に固着されているが、磁石がしっかりとシャフト(９)に固定されていればよく、シャフト(９)に対する磁石の固定方法は特に限定されるものではない。
【００３０】
磁石収容側室(１３)は、バネ収容側室(１１)同様、ガス流量計からガス漏れが生じないよう管体(３)と磁石収容側室(１３)との接合部分の高度な気密性を保持するため、前記カーボン・ベアリング(１７)から更に外側に延在させたシャフト(９)と、このシャフト(９)に固着された永久磁石(１２)とを密閉的に囲繞するように形成された筺体(１９)によって覆い、該筺体(１９)と管体(３)との間にパッキン(２０)を介在させ、該筺体(１９)と管体(３)とをボルト(１８)でしっかりと固定して構成される。また本例の磁石収容側室(１３)は、この磁石収容側室(１３)自体が常磁性の電気良導体であるアルミニウムを主成分とする材料から構成された、永久磁石(１２)表面からの間隙が１ｍｍで、シャフト(９)の半径方向に対応する部分の厚さが８ｍｍの円筒部を有して構成されている。ここで、本例においては、磁石収容側室(１３)が常磁性の電気良導体を主成分とする材料から構成されているが、これに限らず、磁石収容側室(１３)はガス流通路(２)内からのガスの流出を防ぐことができ耐久性があるものであればよく、必ずしも常磁性電気良導体である必要はない。
【００３１】
しかしその場合には、磁石による磁力が所定以上の大きさで及ぶ範囲の位置に所定量の常磁性電気良導体を配置することが必要である。また本例においては、永久磁石(１２)表面と常磁性の電気良導体の表面との間隙を１ｍｍとしているが、常磁性電気良導体の配置は、永久磁石(１２)の磁力が所定の大きさで及ぶ範囲の位置にあればよく、特に１ｍｍに限定されるものではなく、場合によっては磁石表面と常磁性良導体とが接触するように配置してもよいが、接触させる場合には摩擦力が作用するため感度が低下し、また熱膨張率等によって回動の仕方が変わってしまうことになるので、磁石と常磁性良導体とは非接触とするのが好ましい。また常磁性電気良導体の厚さは、常磁性電気良導体の材料や磁石の磁力の大きさ或いは、磁石の重心と常磁性電気良導体との距離等によって異なるが、およそ厚さは８ｍｍ以上にとることが好ましい。また常磁性電気良導体の材料としては、特に限定されないが、常磁性体ではなく強磁性や反強磁性の材料を用いた場合には、その物体に磁石から磁力が及んだ際に、該磁石と物体との間に磁気的な引力或いは斥力が作用してしまい一種の減衰振動の原因となるため目的とする効果を得るどころか返って逆効果となり、また電気抵抗体或いは電気絶縁体等の電気伝導性が低い材料を用いた場合には、時間的に変動する磁場が作用してもその物体内における電荷若しくは自由電子の移動量が小さく、変動磁場による誘導電流が所望の大きさに達せず、磁石の動きを制動させるに足る制動力を得られず、従って目的とする効果を得ることが出来ない。ゆえに、常磁性電気良導体を用いることが必要であるが、具体的にはアルミニウムや銅等を好適に用いることができ、更に軽量性、加工性、価格を考慮すればアルミニウムを用いることが好ましい。
【００３２】
温度センサ(１４)は、特に限定されず従来公知の技術を用いることができるが、ガス流通路(２)内に配置されるフラップ(８)を基準位置とした場合に、該フラップ(８)よりも上流側に配置することができる。勿論、前記フラップ(８)よりも下流側に配置することもでき、この場合には、下流側で該フラップ(８)が回動したときに、少なくとも温度センサ(１４)とフラップ(８)とが接触しない程度の距離離した位置で、且つガス流通路(２)の断面形状の中心位置に、温度センサ(１４)の温度感知部を配置することが好ましい。
【００３３】
電気信号出力部は、フラップ(８)の回動、即ち回転角に応じた電気信号を出力することができるものであればよく、従来公知の技術を用いることが可能であり何等限定されるものではない。また、本例においてはガス流量を計測するための方式がフラップ(８)の回動を電気信号に変換するというものであるが、電気信号に変換せずともフラップ(８)の回動の大きさ、又は回動の仕方からガス流量を知ることが可能であり、この意味において電気信号に変換するための機構を有せずとも、ガス流量計としての機能を完結的に有するため、必ずしも電気信号に変換しなければならないという性質のものではなく、電気信号出力部の有無については何等限定されるものではない。ただし、電気信号や光信号等に変換し、デジタル処理を施すことができるようにする方が多様な演算処理を施すことが可能となり、また遠隔地における演算処理やその結果の閲覧が可能となる。
【００３４】
本例における解析・表示機構部(５)は、筺体(２１)と、この筺体(２１)内に収納される検出機構部からのガス圧、ガス流量やガス温度等の情報を含む電気信号を受信するための電気信号入力部と、入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換部と、デジタルに変換された信号に所定の演算を施すための演算処理装置と、演算結果を記憶するための記憶装置と、該演算結果を表示するための表示装置と、所定の記憶内容の読み出しや所定の演算操作の実行等の操作を行わせるための、筺体（２１）の天面に蓋状に配置されるコントロールパネル(２２)と、から構成される。ただし、筺体(２１)及びコントロールパネル(２２)以外は図示しない。また、解析・表示機構部(５)は必ずしも必要なものではないので、構成、構造等は何等限定されるものではない。
【００３５】
このガス流量計を使用するときは、所望の計測対象のガス流通管のジョイント部分に本例のガス流量計を介入して固定する。このとき、ガス流通管の上流側のフランジに対しては、ガス流量計における管体(３)の上流側のフランジ(６ａ)を、下流側には下流側のフランジ(６ｂ)を対応させ、それらをガス漏れが生じないように隙間なくしっかりとボルトで固定する。
【００３６】
下流側でのガスの使用を停止している状態では、パスカルの原理が示すように、ガス流通管の内部の全体に渡って、至る所等しい圧力が負荷された状態となるためガス流は零である。ここで、最下流において、ガス流通管の端部を開口すると、加圧されていたガスはその開口部から流出して減圧状態となる。この減圧によって上流側から下流に向かうガスの移動が生じる。このとき、前記端部の開口が一定で、上流側での加圧が一定であれば、一定両のガスが送出され続けることになるので、ガス流通管内には上流側から下流側に向かう定常的なガス流が生じる。
【００３７】
このガス流は、ガス密度や流速に応じて圧力を生じる。一方、フラップ(８)はガス流通管の長手方向に対して垂直に配置され、ガス流通路(２)内を塞いでいるので、フラップの上流側の表面は、上流から下流に向かって移動してきたガスから下流向きの圧力を受ける。またフラップ(８)は上端がシャフト(９)によって回動自在に軸支されているため、バネ(１０)によって予めシャフト(９)に掛けられている弾性ポテンシャルを上回るガスの運動エネルギーがフラップ(８)表面に加えられるとき、この運動エネルギーと弾性ポテンシャルとが釣り合う角度となるまで、シャフト(９)を軸としてフラップ(８)が回動する。即ち、フラップ(８)の回動する回転角度の範囲は、フラップ(８)が垂直な状態を回転角０度とすれば、最大回転角は上端を軸として下端が下流側に移動して水平となった状態、即ち９０度であるから０度以上９０度以下ということになる。
【００３８】
つまり、ガス流通路(２)内をガスが流れると、フラップ(８)表面にガス圧が掛かって、シャフト(９)を軸としてフラップ(８)が回動し、該ガス圧とバネ(１０)による弾性力とが釣り合う角度で、フラップ(８)が静止する。この回転角度を電気的に計測して、その結果を含む電気信号を出力し、それを解析・表示機構部で入力して所定の演算を施すことによって、ガスの圧力や流量、或いはその積算量等を出力させることができる。
【００３９】
ここで、フラップ(８)と管体(３)内径との隙間が全くないように構成してあれば、ガス流が零のとき、当然フラップ(８)の回転角も零であるから、ガス流量の計測値を零とすることができる。逆に、極めて微量であったとしても有限の大きさのガス流があるならば、少なくともフラップ(８)は微妙に開放状態、即ち零より大きい回転角度であることになるので、このような構成からなるガス流量計は微量なガス流であっても計測可能であるということになる。ただし、最下流の開口部において微量のガスの使用ができ、且つその使用量を精密に計測するためには、弱いガス流でフラップ(８)を回動させることができなければならず、そのためには、ガスがフラップ(８)の上流側の表面に及ぼす運動エネルギー若しくは下流側の減圧によってフラップ(８)を下流側に引くエネルギーが、予めシャフトに付与しているバネ(１０)による弾性ポテンシャルと、フラップ(８)に掛かる重力の作用による抗力のエネルギーの和よりも大きくなければならず、従って、計測の感度を上げるためには、フラップ(８)自体を軽量化すること及びフラップ(８)若しくはシャフト(９)に予め掛ける弾性ポテンシャルを極力小さくすることが求められる。しかし、弾性ポテンシャルを小さくし過ぎれば、最大測定範囲も小さくなることに注意する必要があり、目的とする使途や用途に合わせて適宜選択するということが必要である。また、フラップ(８)自体を軽量化すること及びフラップ(８)若しくはシャフト(９)に予め掛ける弾性ポテンシャルを極力小さくすることによって、圧力損失を減少させることも可能である。
【００４０】
ところで、フラップ(８)自体を軽量化すること及びフラップ(８)若しくはシャフト(９)に対して予め掛ける弾性ポテンシャルを極力小さくするということは、より小さな力でフラップ(８)を回動させることができるということを意味し、従って、フラップ(８)に対して多少大きなガス圧が加えられたときフラップ(８)は急激に回動することになり、その反動で所謂フラッタリングを引き起してしまう。しかし、本発明においては、フッラプ(８)と共に回動するシャフト(９)の端部に永久磁石(１２)を固定しているので、フラップ(８)の回動に伴い永久磁石(１２)も回動し、この永久磁石(１２)の回動によって時間的に変動する磁場が生じ、該永久磁石(１２)を囲繞するように配置された常磁性電気良導体に誘導電流及び誘導磁場が誘起され、該永久磁石(１２)に対してその回動方向と逆向きで回動速度に比例した強さの力、即ち制動力が作用する。つまり、永久磁石(１２)に対して作用する制動力によって、その回動を速やかに静止させることが可能となる。また、永久磁石(１２)の回動方向は、どちら向きであったとしても常にその回動と逆向きの制動力が作用することになるので、往復運動であるフラッタリングは速やかに沈静化され、バネ(１０)による弾性力とガス圧とが釣り合う角度に運動を収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明を適用したガス流量計における本発明の一実施形態例の構造を示す部分断面をとった斜視図
【図２】天面パネルを取り外した状態を示す斜視図
【図３】図２に示すＡ−Ａ′部分の断面図
【図４】図２に示すＢ−Ｂ′部分の断面図
【図５】図２に示すＣ−Ｃ′部分の断面図
【符号の説明】
【００４２】
１  開口部
２  ガス流通路
３  管体
４  検出機構部
５  解析・表示機構部
６  フランジ
７  ボルト穴
８  フラップ
９  シャフト
１０  バネ
１１  バネ収容側室
１２  永久磁石
１３  磁石収容側室
１４  温度センサ
１５  螺旋穴
１６  螺旋
１７  カーボン・ベアリング
１８  ボルト
１９  筺体
２０  パッキン
２１  筺体
２２  コントロールパネル
【図１】
2005147719.tif 000003
【図２】
2005147719.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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