説明

ガスメータおよびそのガス流速計測チューブ

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスメータおよびそのガス計測チューブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から広く一般に用いられて来たガスメータとして膜方式のガスメータがあるが、この膜方式のガスメータは、ガスメータの筐体内部にガス流の圧力によって振動を繰り返す膜を有しており、この膜の振動に対応してガスの流量を計測するという、いわば機械的な動作を用いてそのガスの体積量を直接計測する方式のメータである。その簡易で実用的な構造と高い耐久性を備えているといった特質から、従来から広く盛んに利用されて来た。しかしその一方で、このような従来の膜方式のガスメータでは、前記の如く機械式であるという特質もあって近年のガスメータのデジタル化に対しては馴染み難いという不都合がある。
【0003】ここで、ガスメータは大別すると前記の膜方式ガスメータのような機械的には直接にガス量を計測する方式のものの他に、ガスの流速など、ガス流の流体としての物理的数値を計測し、その計測値に対応してガス流量の数値を算出するという、いわゆる推量式のガスメータが案出されている。
【0004】即ち、推量式のガスメータは、ガス流量の数値をその計測段階からデジタル信号として取り扱っているので、ガス流量の値をその計測後もデジタルデータとして伝送〜処理〜記憶することができる。従って、そのようなデータ管理を行うシステム等にも極めて良好に馴染むという特質を備えているので、近年のデジタル化が進むガスメータにおいては特に好適な技術として注目されている。
【0005】このような推量式のガスメータには、超音波の伝搬時間差を用いた超音波計測方式をはじめとして、ガス流によるタービンの回転数をロータリエンコーダのような機器で計数し、これに基づいてガス流量の値を演算するといったタービン計測方式や、ガス流によって生じる2地点での圧力差を用いた差圧計測方式など、幾種類かの方式が提案されているが、いずれもガスの流量を連続値で精確に測定できるものとして注目されている。
【0006】その中でも、特に超音波計測方式は、小型で比較的簡易な構造でありながら精確な流量を計測できるガスメータに好適な技術として知られている。超音波計測方式のガスメータは、図3にその構造の概要を示すように、気密構造に形成された気密室を2つの室つまり第1室501および第2室502に分割する隔壁503と、上流側のガス配管504に接続されて前記第1室501にガス505を導入する導入口506と、下流側のガス配管507に接続されて前記第2室502からガス505を送出する送出口508と、前記隔壁503を貫通するように配置され、前記第1室501から前記第2室502へとガス505を通過させる筒状のガス導通路509と、前記ガス導通路509を通過するガス505の流速を計測し、この流速の値に基づいてガス505の流量を算出するために、ガス導通路509の中心線600に対して平行方向に所定の長さを取って対向配置される超音波発/受振器510,511とから、その主要部が形成されている。
【0007】超音波計測方式のガスメータは、このように比較的簡易な構造によって、精確なガス流量を計測することが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記のような従来の超音波計測方式のガスメータに用いられる計測手段の主要部である、ガス導通路509および超音波発/受振器510,511を中心としたいわゆるガス流速計測チューブは、そのガス流速を精確に計測可能である特質に起因して、製造時点などで製品としての各チューブごとに誤差が生じる。つまりこの誤差はガス流速計測チューブの1本1本ごとに異なったものとなる場合が殆どである。これは、ガス導通路509の長さなど形状に起因した誤差や、超音波発/受振器510,511の機能上の誤差など、様々な要素に起因して生じるためと考えられるが、ガス流速計測チューブとして一旦製造された後では、例えばそのガス流速計測チューブをガスメータに組み込んで完成品として検定試験を受けた際に不良品として検定されてしまった場合などには、折角完成品として製造したものであっても廃棄処分としなければならないという問題がある。
【0009】しかも超音波方式のガスメータの場合には一般に、そのガスメータとしてガス流量を計測するための最適なガス流速計測チューブの性能(あるいは仕様)が予め固定的に決めてあるので、これに合致しないあるいは誤差の大きなガス流速計測チューブは使い物にならない。
【0010】従って、上記のように検定で不良品と検定されることは言うまでもなく、1種類の(例えばガスメータとしての号数など)性能に合致するために製造されたガス流速計測チューブはその種類のガスメータのみにしか用いることができなかった。このため、多様化するガスメータの仕様の要請に対してそれぞれ適合するような多種類のガス流速計測チューブを用意しなければならないため、性能あるいは仕様の極めて煩雑な多様化を招くという問題があった。
【0011】本発明はこのような問題を解決するために成されたものである。本発明は、個々のガス流速計測チューブごとでばらついた誤差が生じたような場合でも、その誤差を極めて簡易な実用性の高い手法で修正することができ、従来のような廃棄処分にすることなしに本来の理想的な仕様に適合した性能のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメータを実現することができる技術を提供することを課題としている。また、1種類のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメータで、多種類の要求性能に適合することができるような技術を提供することを課題としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1に、本発明のガスメータは、気密構造に形成された気密室と、該気密室を第1室および第2室の2つの室に分割する隔壁と、上流側のガス配管に接続されて前記第1室にガスを導入する導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第2室からガスを送出する送出口と、前記隔壁を貫通するように配置され、前記第1室から前記第2室へとガス流体を通過させる円筒状のガス導通路と、前記ガス導通路を通過するガスの流速を計測して該ガスの流量を算出するガス流量算出手段とを有するガスメータにおいて、前記円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄ネジが配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒の内面側に刻設された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに各々螺合される2つの端部材と、前記ガス導通路の円筒内を貫く線上で互いに対向するように前記2つの端部材に付設された保持部材によって保持されて、超音波を前記ガス導通路の円筒内を貫くように伝搬させる2個一対の超音波発/受振器と、を備えたガス流速計測チューブを具備することを特徴としている。
【0013】即ち、本発明の技術によれば、ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに各々1つずつ端部材が螺合されているので、このガス導通路の両端に螺合されている2つの端部材を、前記のネジを回転することによってそのガス導通路の長手方向に平行移動させることができる。
【0014】このようにしてガス導通路の両端の2つの端部材を平行移動させることによって、その2つの端部材各々に1個ずつ保持されている超音波発/受振器との間の距離を、最適な値に微調整することができるので、そのガス流速計測チューブを各ガスメータとしての仕様に最適な性能を実現可能とすることができる。これにより、誤差が生じても従来のようには廃棄処分にすることなしに、本来の理想的な仕様に適合した性能のガス流速計測チューブを極めて簡易に実現することができる。
【0015】また、このように本発明の技術によれば対向配置された一対の超音波発/受振器との間の距離を最適な値にいつでも変更可能なので、上記のような同一の仕様で作られた1ロットの製品における誤差を調整する効果の他にも、同一種類の部品構成で多品種つまり多種類の要求性能に対応可能なガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメータを実現することもできる。
【0016】即ち、同一種類の部品構成のガス流速計測チューブあるいはそれを備えたガスメータを多数製造しておき、これを各種類のガスメータとして要求される仕様にそれぞれ合致した性能となるように、前記の2個の超音波発/受振器の間の距離を最適な値にそれぞれ変更することによって、多種類の要求性能に対応可能となる。
【0017】第2に、本発明のガスメータは、第1に記載のガスメータにおいて、前記端部材の雌ネジおよび前記ガス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジとして形成されていることを特徴とするガスメータである。このように、ガス導通路の一方の端部のネジのピッチを粗いものとし、他方の端部のネジのピッチは細密なものとすることで、前記の一対の超音波発/受振器どうしの間の距離を、比較的大きく調整(変更)する場合には前記の粗い方のネジを備えた方の端部で調整し、さらに細かく調整する場合には前記の細密な方のネジを備えた方の端部で調整することができるので、さらに有効かつ簡易に調整を実行可能なガスメータの構造を実現することができる。
【0018】第3に、気密構造に形成された気密室と、該気密室を第1室および第2室に2分割する隔壁と、上流側のガス配管に接続されて前記第1室にガスを導入する導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第2室からガスを送出する送出口とを有するガスメータの内部に前記隔壁を貫通するように配置されて、前記第1室から前記第2室へとガス流体を通過させ、前記ガス流体のガス流速を計測するガス流速計測チューブにおいて、前記円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄ネジが配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒の内面側に配設された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに各々一つずつが螺合される2つの端部材と、前記ガス導通路の円筒の中心部を貫く線上の位置で互いに対向するように、前記2つの端部材それぞれの中心部に一個ずつがそれぞれ保持されて、超音波を前記ガス導通路の円筒の中心部を貫くように伝搬させる2個一対の超音波発/受振器とを備えたことを特徴とするガス流速計測チューブである。
【0019】即ち、この第3記載のガス流速計測チューブは、第1および第2の記載のガスメータに用いられるガス流速計測チューブであって、これがガスメータの筐体等に組み込まれる前の状態で製品として取り扱われるような場合のガス流速計測チューブである。したがって、この第3に記載のガス流速計測チューブをガスメータに組み込むことにより、上記同様の効果を得ることができる。しかもこのガス流速計測チューブ自体による効果の点でも、このガス流速計測チューブの誤差や性能を、ガスメータに組み込んでしまう前に検査することができるので、従来のような完成品として組み上がってしまった後に品質検査や検定を行なって不良品と判定され廃棄処分としなければならなくなるといった不都合をも、解消することができる。
【0020】また、第4に、上記第3記載のガス流速計測チューブにおいて、前記端部材の雌ネジおよび前記ガス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジとして形成されていることを特徴とするガス流速計測チューブである。この第4記載の技術も、上記第2記載の技術と同様に、ガス導通路の一方の端部のネジのピッチを粗いものとし、他方の端部のネジのピッチは細密なものとすることで、前記の一対の超音波発/受振器どうしの間の距離を、比較的大きく調整(変更)する場合には前記の粗い方のネジを備えた方の端部で調整し、さらに細かく調整する場合には前記の細密な方のネジを備えた方の端部で調整することができるので、さらに有効かつ簡易に調整を実行可能なガス流速計測チューブの構造を実現することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスメータおよびそれに用いられるガス流速計測チューブの実施形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係るガスメータおよびそれに用いられるガス流速計測チューブの構造の概要を示す図である。なお図1(b)は図1R>1(a)のガス流速計測チューブにおけるA−A´断面図である。また、図2はそのガス流速計測チューブが部品として単体で取り扱われる場合の一例を示す図である。
【0022】ガスメータ1およびそれに用いられるガス流速計測チューブ2の主要部は、気密構造に形成された気密室を第1室101および第2室102の2つの室に分割する隔壁103と、上流側のガス配管104に接続されて前記第1室101にガス100を導入する導入口105と、下流側のガス配管106に接続されて前記第2室102からガス100を送出する送出口107と、前記隔壁103を貫通するように配置され、前記第1室101から前記第2室102へとガス100を通過させる円筒状のガス導通路108と、前記ガス導通路108を通過するガス100の流速を計測してこのガス100の流量を算出するガス流量算出手段109とを有するガスメータである。そして前記のガス導通路108は、円筒状に形成されておりその長手方向の両端部にはそれぞれ雄ネジ201a,201bが配設されたガス導通路108である。そしてさらには、前記雄ネジ201a,201bに対して螺合する雌ネジ202a,202bが円筒内面側に刻設された円筒状の端部材203a,203bであって、前記ガス導通路108の両端部それぞれの前記雄ネジ201a,201bに各々螺合される2つの端部材203a,203bと、前記のガス導通路108の円筒の中心部を貫く中心線205上の位置で互いに対向するように、前記2つの端部材203a,203bそれぞれの中心部に各々一個ずつ、その端部材203a,203bに付設された保持部材204a,204bによって保持されて、超音波を前記ガス導通路108の円筒の中心部を貫くように伝搬させるように対向配置された2個一対の超音波発/受振器110,111とを具備している。上記のうち、ガス導通路108、端部材203a,203b、保持部材204a,204b、超音波発/受振器110,111とから、本発明に係るガスメータ1およびガス流速計測チューブ2の主要部は構成されている。なお、超音波発/受振器110,111で計測されたデータに基づいてガス流量を演算するガス流量演算手段の回路系そのものについては、従来のガス流量を演算するための回路系と同様のものを用いれば良いので、本明細書では説明の簡潔化を図るためにその詳述は省略する。
【0023】そしてさらに、上記の端部材203a,203bの雌ネジ202a,202bおよび前記ガス導通路108の雄ネジ201a,201bが、それら両端の端部材203a,203bどうしで異なったピッチのネジとして形成されている。即ち、端部材203a側の雄ネジ201aおよび雌ネジ202aは細密なピッチのネジとし、他方の端部材203b側の雄ネジ201bおよび雌ネジ202bは粗いピッチのネジとすることにより、一対に対向配置された2個の超音波発/受振器110と超音波発/受振器111との間の距離の大きな変更は、端部材203b側をガス導通路108に対して回転させて調整し、細かい微調整は端部材203a側を回転させて調整することができる。このような粗密相異なるピッチの使い分け手法としては、例えばガス流速計測チューブ2を異なる種類のガスメータに適用するように前記の距離を調整するような場合には一般にその距離は比較的大きく変化させることが必要となるので、粗いピッチの方の端部材203b側を回転させて大まかに調節しておき、さらに同一仕様上での誤差の調整を行う際には細密なピッチの方の端部材203aを回転させてさらに細かく調整すれば、最適な調整を、迅速に効果的に行うことができる。
【0024】なお、上記のようなガス流速計測チューブは、単体で部品としても取り扱えるように形成し、所定のガスメータの筐体中に組み込んで用いるようにすることも可能である。そのような場合の一例を図2の斜視図に示す。図2からも明らかに見て取れるように、このガス流速計測チューブは、そのガス導通路108のほぼ中央部にフランジ300が配設されており、ガスメータ1の隔壁103に予め用意された取付け穴などに装着可能となっている。しかも、保持部材204a,204b(ただし204bは図2においては見えない位置にあるので図示省略)は、超音波発/受振器110,111を中心線205上の位置に保持するのみでなく、ガス流を整流する整流フィンのような形状に形成されているので、これを通過するガス100の流れを整流して、精確な計測に対してさらに寄与することができる。
【0025】またさらには、超音波発/受振器110,111には通常、それらに電圧を印加して機能させるための配線301a,301bが接続されている。従って、例えばこの超音波発/受振器110,111を駆動回路に接続してガス流速計測チューブの性能検査を実施する際などには、最適な性能に合致させるために203aや203bを回転させてガス流速計測チューブの長さを調整することになるが、このとき端部材203aや端部材203bを回転させると、これに接続されている配線301a,301bが捩れてしまい不都合である。このような不都合を避けることが必要な場合には、例えばネジ201aと201bとを互いに逆ネジの対とし、端部材203a、203bは回転させずにガス導通路108を回転させるようにすれば良い。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本発明によれば、個々のガス流速計測チューブごとでばらついた誤差が生じたような場合でも、その誤差を極めて簡易な実用性の高い手法で修正することができ、従来のような廃棄処分にすることなしに本来の理想的な仕様に適合した性能のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメータを実現することができる。また、1種類のガス流速計測チューブあるいはそれを用いたガスメータを極めて簡易な手法で再調整することができるので、1種類の構造のガス流速計測チューブで多種類の要求性能に適合可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスメータおよびそれに用いられるガス流速計測チューブの構造の概要を示す図である。
【図2】ガス流速計測チューブが部品として単体で取り扱われる場合の一例を示す図である。
【図3】従来の超音波計測方式のガスメータの構造の概要を示す図である。
【符号の説明】
1…ガスメータ、2…ガス流速計測チューブ、100…ガス、108…ガス導通路、203a,203b…端部材、204a,204b…保持部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】 気密構造に形成された気密室と、該気密室を第1室および第2室の2つの室に分割する隔壁と、上流側のガス配管に接続されて前記第1室にガスを導入する導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第2室からガスを送出する送出口と、前記隔壁を貫通するように配置され、前記第1室から前記第2室へとガス流体を通過させるガス導通路と、前記ガス導通路を通過するガスの流速を計測して該ガスの流量を演算するガス流量演算手段とを有するガスメータにおいて、円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄ネジが配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒内面側に刻設された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに各々螺合される2つの端部材と、前記ガス導通路の円筒内を貫く線上で互いに対向するように、前記2つの端部材それぞれに付設された保持部材によって各々が保持されて、前記ガス導通路の円筒内を貫くように超音波を伝搬させる2個で一対の超音波発/受振器と、を備えたガス流速計測チューブを具備することを特徴とするガスメータ。
【請求項2】 請求項1記載のガスメータにおいて、前記両端の端部材の雌ネジおよびそれに螺合する前記ガス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジであることを特徴とするガスメータ。
【請求項3】 気密構造に形成された気密室と、該気密室を第1室および第2室に2分割する隔壁と、上流側のガス配管に接続されて前記第1室にガスを導入する導入口と、下流側のガス配管に接続されて前記第2室からガスを送出する送出口とを有するガスメータの内部に前記隔壁を貫通するように配置されて、前記第1室から前記第2室へとガス流体を通過させ、前記ガス流体のガス流速を計測するガス流速計測チューブにおいて、円筒状に形成されており該円筒の両端部にはそれぞれ雄ネジが配設されたガス導通路と、前記雄ネジに対して螺合する雌ネジが円筒の内面側に配設された円筒状の端部材であって、前記ガス導通路の両端部それぞれの前記雄ネジに各々一つずつが螺合される2つの端部材と、前記ガス導通路の円筒の中心部を貫く線上の位置で互いに対向するように、前記2つの端部材それぞれの中心部に一個ずつがそれぞれ保持されて、超音波を前記ガス導通路の円筒の中心部を貫くように伝搬させる2個で一対の超音波発/受振器とを備えたことを特徴とするガス流速計測チューブ。
【請求項4】 請求項3記載のガス流速計測チューブにおいて、前記端部材の雌ネジおよび前記ガス導通路の雄ネジが、前記両端で異なったピッチのネジとして形成されていることを特徴とするガス流速計測チューブ。

【図2】
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【図3】
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【図1】
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【特許番号】特許第3334856号(P3334856)
【登録日】平成14年8月2日(2002.8.2)
【発行日】平成14年10月15日(2002.10.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願平9−212306
【出願日】平成9年8月6日(1997.8.6)
【公開番号】特開平11−51722
【公開日】平成11年2月26日(1999.2.26)
【審査請求日】平成12年9月26日(2000.9.26)
【出願人】(000006895)矢崎総業株式会社 (7,019)
【参考文献】
【文献】特開 昭58−153117(JP,A)
【文献】特開 平2−269914(JP,A)
【文献】実開 昭61−84814(JP,U)