特開 2023-153527 ガスメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023153527

(43)【公開日】2023-10-18

(54)【発明の名称】ガスメータ

(51)【国際特許分類】

   G01F 3/22 20060101AFI20231011BHJP

   G01F 1/00 20220101ALI20231011BHJP

   G01F 1/66 20220101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

G01F3/22 Z

G01F1/00 G

G01F1/66 101

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062852

(22)【出願日】2022-04-05

(71)【出願人】

【識別番号】501418498

【氏名又は名称】矢崎エナジーシステム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100101247

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 俊一

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100098327

【弁理士】

【氏名又は名称】高松 俊雄

(72)【発明者】

【氏名】児玉 充

【テーマコード（参考）】

2F030

2F035

【Ｆターム（参考）】

2F030CA03

2F030CC13

2F030CF02

2F030CF04

2F035DA09

2F035DA14

(57)【要約】

【課題】ガス中に含まれる異物を除去することができ、計測機能を維持することが可能なガスメータを提供する。
【解決手段】ガスメータ１は、ガスＧの流入口１１とガスＧの流出口１２とを繋ぐ流路２０と、流路２０上に設けられ、ガスＧが通過することによってガスＧ内に含まれる異物を吸着するように構成された連続気泡材料３０と、流路２０上に設けられ、連続気泡材料３０を通過したガスの流量を超音波センサによって計測する計測部４０とを備える。連続気泡材料３０の内部を通るガスは連続気泡材料３０の鉛直方向上側から導出される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガスの流入口と前記ガスの流出口とを繋ぐ流路と、
前記流路上に設けられ、前記ガスが通過することによって前記ガス内に含まれる異物を吸着するように構成された連続気泡材料と、
前記流路上に設けられ、前記連続気泡材料を通過したガスの流量を超音波センサによって計測する計測部と、
を備え、
前記連続気泡材料の内部を通るガスは前記連続気泡材料の鉛直方向上側から導出される、ガスメータ。

【請求項2】

前記流路は前記連続気泡材料から導出されたガスを前記計測部へ導くように構成された導入部材を含み、
前記導入部材は水平方向に前記計測部と対向するように接続され、
前記連続気泡材料は前記導入部材の鉛直方向下側に設けられている、請求項１に記載のガスメータ。

【請求項3】

前記連続気泡材料のセル数は１１個／２５ｍｍ以上１６個／２５ｍｍ以下であり、
前記連続気泡材料の見掛け密度は２０ｋｇ／ｍ^３以上４０ｋｇ／ｍ^３以下である、請求項１又は２に記載のガスメータ。

【請求項4】

前記連続気泡材料は樹脂を含んでいる、請求項１又は２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、超音波センサによってガス流量を計測する超音波ガスメータが知られている。このようなガスメータは、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、ガスの流入口から超音波センサが設置された計測流路に流入するガス流量を計測している。

【0003】

このような超音波ガスメータとして、特許文献１には、計測流路の上流側に整流フィルタを設けるとともに、整流フィルタのさらに上流側に略Ｓ字状のガス流通路を設けた超音波ガスメータが開示されている。特許文献１では、このような構成により、計測流路の上流側の屈曲通路を通過するガスの流速分布の乱れを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－３０２２７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、計測流路に流入するガスには、鉄粉のような異物が含まれている場合がある。しかしながら、従来のガスメータでは、異物を除去する構造が設けられていないため、異物を除去することができない。このような場合、ガスメータによるガス流量の計測機能が異物によって低下するおそれがある。

【0006】

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして本発明の目的は、ガス中に含まれる異物を除去することができ、計測機能を維持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】

【0007】

本発明の態様に係るガスメータは、ガスの流入口とガスの流出口とを繋ぐ流路を備える。ガスメータは、流路上に設けられ、ガスが通過することによってガス内に含まれる異物を吸着するように構成された連続気泡材料を備える。ガスメータは、流路上に設けられ、連続気泡材料を通過したガスの流量を超音波センサによって計測する計測部を備える。連続気泡材料の内部を通るガスは連続気泡材料の鉛直方向上側から導出される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、ガス中に含まれる異物を除去することができ、計測機能を維持することが可能なガスメータを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係るガスメータの一例を示す概略断面図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線で切断した断面図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図である。

【図4】本実施形態に係る導入部材の一例を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を用いて本実施形態に係るガスメータについて詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率と異なる場合がある。なお、本実施形態では、ガスメータの幅方向を方向Ｘとする。また、方向Ｘに垂直なガスメータの奥行き方向を方向Ｙとする。また、方向Ｘ及び方向Ｙに垂直なガスメータの高さ方向を方向Ｚとする。本実施形態において、方向Ｘ及び方向Ｙは水平方向であり、方向Ｚは鉛直方向である。

【0011】

図１は、本実施形態に係るガスメータの一例を示す概略断面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線で切断した断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した断面図である。図１～図３に示すように、ガスメータ１は、筐体１０と、流路２０と、連続気泡材料３０と、計測部４０とを備えている。なお、図中の点線はガスＧの流れを示している。ガスＧは都市ガスなどであってもよい。ガスＧは、例えばメタンを含んでいてもよい。

【0012】

筐体１０は内部に空間を有する略直方体の形状をしている。筐体１０にはガスＧの流入口１１とガスＧの流出口１２とが設けられている。流入口１１及び流出口１２は円筒状をしており、筐体１０の上面から突出するように設けられている。筐体１０の内部には、ガスＧの流入口１１とガスＧの流出口１２とを繋ぐ流路２０が設けられている。流路２０は、流入口１１から導入されたガスＧが流出口１２から導出可能なように構成されている。

【0013】

流路２０上には、連続気泡材料３０と、計測部４０とが設けられている。流入口１１から導入された全てのガスＧは、連続気泡材料３０を通過し、計測部４０へ導入される。これにより、ガスメータ１へ導入されたガスＧの流量を計測することができる。

【0014】

流路２０は、導入流路２１と、導入部材２２と、収容部２３と、導出流路２４とを含んでいる。導入流路２１は、流入口１１と計測部４０におけるガスＧの入口とを導入部材２２及び収容部２３を介して接続している。導出流路２４は、計測部４０におけるガスＧの出口と流出口１２とを接続している。

【0015】

導入部材２２は、連続気泡材料３０から導出されたガスＧを計測部４０へ導くように構成されている。具体的には、導入部材２２は、導入流路２１の壁部の内側に配置されている。収容部２３の鉛直方向上側には開口部が設けられている。収容部２３の開口部は導入流路２１と接続されており、収容部２３は導入部材２２の鉛直方向下側に設けられている。導入部材２２は水平方向に計測部４０と対向するように接続されている。収容部２３には連続気泡材料３０が収容されている。導入部材２２の鉛直方向下側には連続気泡材料３０が設けられている。連続気泡材料３０は計測部４０よりも鉛直方向下側に配置されている。具体的には、連続気泡材料３０は、鉛直方向において計測部４０よりも下側、かつ、水平方向において計測部４０よりも流出口１２から流入口１１に向かう方向に配置されている。

【0016】

導入部材２２は、図４に示すように、略直方体形状をしており、内部に空間を有している。導入部材２２の内部の空間は、導入部材２２の壁部によって形成されている。導入部材２２は、第１開口部２５と、第２開口部２６とを有している。導入部材２２は、第１開口部２５と第２開口部２６とが連通するように構成されている。したがって、導入部材２２は、ガスＧが第１開口部２５から第２開口部２６へ流れるように構成されている。本実施形態において、導入部材２２は、第１開口部２５及び第２開口部２６を除き、内部空間と外部空間とが連通する開口部を有していない。

【0017】

第１開口部２５は、導入部材２２の鉛直方向下側に設けられており、収容部２３と接続されている。第１開口部２５は、収容部２３の一部の開口を覆っている。第１開口部２５は、収容部２３に収容された連続気泡材料３０によって全体が塞がれている。第２開口部２６は、水平方向において計測部４０と対向する位置に設けられており、計測部４０と接続されている。なお、本実施形態においては、第１開口部２５と第２開口部２６とが連続した一つの開口を構成している。しかしながら、第１開口部２５と第２開口部２６とは、仕切板によって区切られた独立した開口部であってもよい。また、導入部材２２は略直方体形状に限定されず、例えば一部が湾曲していてもよい。

【0018】

流入口１１から導入されたガスＧは、導入流路２１の壁部と導入部材２２とで形成された流路を通って収容部２３に導入される。収容部２３に導入されたガスＧは、連続気泡材料３０を通って収容部２３から導出される。収容部２３の鉛直方向上側には導入部材２２が接続されている。そのため、連続気泡材料３０の内部を通るガスＧは連続気泡材料３０の鉛直方向上側から導出される。収容部２３から導出されたガスＧは、第１開口部２５を通って導入部材２２の内部空間に導入される。導入部材２２の内部空間のガスＧは、第２開口部２６を通って計測部４０へ導入される。

【0019】

計測部４０は連続気泡材料３０を通過したガスＧの流量を超音波センサによって計測する。計測部４０は、図示しない一対の超音波センサを含んでおり、流路２０内を流れるガスＧの流量を計測してもよい。具体的には、一対の超音波センサ間で交互に送受信された超音波の伝搬時間差に基づき、計測部４０内を流れるガスＧの流量を計測してもよい。

【0020】

連続気泡材料３０は、ガスＧが通過することによってガスＧ内に含まれる異物を吸着する。流路２０内を通過するガスＧは、鉄粉のような金属粒子などの異物を含んでいる場合がある。異物は、例えば、ガスメータ１に接続された金属配管などに錆が生じ、金属配管から錆が剥離することで流路２０内のガスＧに混入する場合がある。このような異物は、計測部４０による計測誤差を増大させるなど、ガス流量の計測に影響を及ぼすおそれがある。しかしながら、連続気泡材料３０がガスＧ内に含まれる異物を吸着することにより、連続気泡材料３０を通過したガスＧから異物を除去することができる。これにより、異物が除去されたガスＧを計測部４０に供給することができる。

【0021】

連続気泡材料３０は、連続気泡を有している。そのため、流入口１１から流出口１２へ流れるガスＧを通過させることができる。ここで、連続気泡材料は、連続した固体物質の中に、多数の気泡があり、気泡中の気体が互いに連続している多孔材料を意味する。連続気泡は、気泡全体が、それ自身の壁で完全に密閉されず、他の気泡又は外部と相互に繋がっている気泡を意味する。すなわち、連続気泡材料３０は、複数の開気孔を有している。ここで、開気孔は、外気と通じた空孔を意味する。

【0022】

連続気泡材料３０の内部を通るガスＧは連続気泡材料３０の鉛直方向上側から導出される。ガスＧ中の異物に含まれる粒子のうち小さい粒子は質量が小さいため、連続気泡材料３０で物理吸着される。そのため、連続気泡材料３０を通過したガスから小さい粒子を取り除くことができる。一方、異物に含まれる粒子のうち大きい粒子は質量が大きく、連続気泡材料３０で吸着されずに落下し、収容部２３の底部に堆積する。そのため、連続気泡材料３０が異物で目詰まりするのを抑制することができる。

【0023】

連続気泡材料３０は樹脂を含んでいてもよい。連続気泡材料３０を形成する樹脂は、特に限定されないが、例えばポリウレタン、ゴム、ポリプロピレン及びポリエチレンであってもよい。連続気泡材料３０を形成する樹脂は、ポリエステル系ウレタンであってもよい。連続気泡材料３０は、発泡ポリウレタン、発泡ゴム、又は発泡ポリエチレンであってもよい。

【0024】

連続気泡材料３０のセル数は、１１個／２５ｍｍ以上１６個／２５ｍｍ以下であってもよい。連続気泡材料３０のセル数が１１個／２５ｍｍ以上である場合、ガスＧ内に含まれる異物の捕集率（粉塵捕集率）を向上させることができる。また、連続気泡材料３０のセル数が１６個／２５ｍｍ以下である場合、圧力損失を低減することができる。なお、本明細書において、セル数は、ＪＩＳ Ｋ６４００－１：２００４の規定に準拠して測定された値である。

【0025】

連続気泡材料３０の見掛け密度は、２０ｋｇ／ｍ^３以上４０ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。連続気泡材料３０の見掛け密度が上記のような範囲である場合、ガスＧ内に含まれる異物の捕集率を向上させ、圧力損失を低減することができる。連続気泡材料３０の見掛け密度は、２５ｋｇ／ｍ^３以上であってもよい。また、連続気泡材料３０の見掛け密度は、３５ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。なお、本明細書において、見掛け密度は、ＪＩＳ Ｋ７２２２：２００５の規定に準拠して測定された値である。

【0026】

次に、本実施形態に係るガスメータの作用及び効果について説明する。

【0027】

本実施形態に係るガスメータ１は、流路２０と、連続気泡材料３０と、計測部４０とを備えている。流路２０は、ガスＧの流入口１１とガスＧの流出口１２とを繋いでいる。連続気泡材料３０は、流路２０上に設けられ、ガスＧが通過することによってガスＧ内に含まれる異物を吸着するように構成されている。計測部４０は、流路２０上に設けられ、連続気泡材料３０を通過したガスＧの流量を超音波センサによって計測する。連続気泡材料３０の内部を通るガスは連続気泡材料３０の鉛直方向上側から導出される。

【0028】

ガスＧ中の異物に含まれる粒子のうち小さい粒子は質量が小さいため、連続気泡材料３０で物理吸着される。そのため、連続気泡材料３０を通過したガスから小さい粒子を取り除くことができる。一方、異物に含まれる粒子のうち大きい粒子は質量が大きく、連続気泡材料３０で吸着されずに落下する。そのため、連続気泡材料３０が異物で目詰まりするのを抑制することができる。ガスＧ中の異物が連続気泡材料３０で取り除かれるため、計測誤差の増大など、異物による流量計測への影響を抑制することができる。

【0029】

したがって、本実施形態に係るガスメータ１によれば、ガスＧ中に含まれる異物を除去することができ、計測機能を維持することができる。

【0030】

また、流路２０は連続気泡材料３０から導出されたガスＧを計測部４０へ導くように構成された導入部材２２を含んでいてもよい。導入部材２２は水平方向に計測部４０と対向するように接続されていてもよい。連続気泡材料３０は導入部材２２の鉛直方向下側に設けられていてもよい。

【0031】

導入部材２２によって連続気泡材料３０が計測部４０に近接する位置に配置されるため、ガスメータ１の外部から取り入れられた異物だけでなく、流路２０内で発生した錆等の異物もガスＧから取り除くことができる。そのため、計測部４０の計測機能をさらに良好に維持することができる。また、連続気泡材料３０が計測部４０に近接する位置に配置されるため、ガスメータ１内の空間を有効利用することができ、ガスメータ１を小型化することができる。

【0032】

また、連続気泡材料３０のセル数は１１個／２５ｍｍ以上１６個／２５ｍｍ以下であってもよい。連続気泡材料３０の見掛け密度は２０ｋｇ／ｍ^３以上４０ｋｇ／ｍ^３以下であってもよい。

【0033】

連続気泡材料３０のセル数及び見掛け密度が上記の範囲内であることにより、ガスＧ内に含まれる異物の捕集率を向上させ、圧力損失を低減することができる。

【0034】

連続気泡材料３０は樹脂を含んでいてもよい。

【0035】

連続気泡材料３０が樹脂を含んでいることにより、ガスＧ内に含まれる異物を効果的に捕集することができる。

【0036】

なお、本実施形態では、筐体１０の内部に流路２０が設けられる例について説明したが、筐体１０が流路の一部を形成していてもよい。例えば、筐体１０が導入流路２１、収容部２３又は導出流路２４の少なくとも一部を形成してもよい。これによりガスメータ１に用いる部品点数を少なくすることができる。

【0037】

また、ガスメータ１は、流路２０内のガスＧの流れを遮断する遮断弁を備えていてもよい。このような遮断弁が設けられることにより、異常が発生した場合にガスメータ１内にガスＧが流れるのを停止することができる。遮断弁が設けられる位置は特に限定されず、例えば導入流路２１又は導出流路２４に設けられてもよい。遮断弁は、例えば、弁座に弁ゴム体を押し当てることにより、流路２０内のガスＧの流れを遮断することができる。

【0038】

また、本実施形態では、連続気泡材料３０は計測部４０の鉛直方向下側に配置されているが、計測部４０の鉛直方向上側に配置されていてもよい。このような構成であっても、連続気泡材料３０の内部を通るガスＧが連続気泡材料３０の鉛直方向上側から導出されることにより、ガスＧ中に含まれる異物を除去することができる。

【0039】

また、筐体１０、流入口１１及び流出口１２の形状は特に限定されず、用途に応じて変更することができる。筐体１０は、金属製又は合成樹脂製であってもよい。

【実施例0040】

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれら実施例に限定されるものではない。

【0041】

以下の連続気泡材料を準備した。
比較例１ 発泡ポリウレタン（見掛け密度３０±５ｋｇ／ｍ^３、セル数６個／２５ｍｍ以上１０個／２５ｍｍ以下）
実施例１ 発泡ポリウレタン（見掛け密度３０±５ｋｇ／ｍ^３、セル数１１個／２５ｍｍ以上１６個／２５ｍｍ以下）
比較例２ 発泡ポリウレタン（見掛け密度３０±５ｋｇ／ｍ^３、セル数１６個／２５ｍｍ超２４個／２５ｍｍ以下）
比較例３ 発泡ポリウレタン（見掛け密度３０±５ｋｇ／ｍ^３、セル数４５個／２５ｍｍ以上５５個／２５ｍｍ以下）

【0042】

（粉塵捕集率）
連続気泡材料の粉塵捕集率を日本空気清浄協会のＪＡＣＡ Ｎｏ．１０の第一試験方法に基づいて測定した。具体的には、厚さ１０ｍｍの連続気泡材料にＪＩＳ Ｚ８９０１：２００６で規定された８種（関東ローム）の粉塵を含む空気を風速２ｍ／秒で通過させた。そして、供給した粉塵の質量に対する連続気泡材料が捕集した粉塵の質量の割合を粉塵捕集率として算出した。すなわち、粉塵捕集率（％）＝（（供給粉塵質量－連続気泡材料が捕集した粉塵質量）／供給粉塵質量）×１００の式を算出することにより粉塵捕集率を求めた。

【0043】

（圧力損失）
連続気泡材料の圧力損失を日本空気清浄協会のＪＡＣＡ Ｎｏ．１０の第一試験方法に基づいて測定した。具体的には、厚さ１０ｍｍの連続気泡材料に空気を風速１ｍ／秒で供給し、連続気泡材料の上流側と下流側との全圧差をマノメータによって測定した。

【0044】

【表1】

【0045】

表１に示すように、実施例１の連続気泡材料は粉塵捕集率が高く、圧力損失も小さかった。一方、比較例１の連続気泡材料は圧力損失が低いものの、粉塵捕集率が低かった。また、比較例２及び比較例３の連続気泡材料は粉塵捕集率が高いものの、圧力損失が高かった。これらの結果から、実施例１の連続気泡材料はガスメータの粉塵捕集材として優れていることが確認できた。

【0046】

以上、本実施形態を説明したが、本実施形態はこれらに限定されるものではなく、本実施形態の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0047】

１ ガスメータ
１１ 流入口
１２ 流出口
２０ 流路
２２ 導入部材
３０ 連続気泡材料
４０ 計測部
Ｇ ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】