直管式气体流量计 |
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| 申请号 | CN201710188198.4 | 申请日 | 2017-03-27 | 公开(公告)号 | CN107421594A | 公开(公告)日 | 2017-12-01 |
| 申请人 | 矢崎能源系统公司; | 发明人 | 牛岛一博; | ||||
| 摘要 | 一种直管式气体流量计，包括：流量计本体、设置在流量计本体中并且具有直线形状的气体流动路径、流速 传感器 、和切断 阀 。切断阀具有带有通孔的球形部件。当允许气体流动时，球形部件的通孔的轴指朝向与气体流动路径的延伸方向相同的方向，以使气体经过通孔流动，并且当不允许气体流动时，球形部件的通孔的轴朝向与气体流动路径的延伸方向不同的方向，以切断气体流动。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种直管式气体流量计，包括： |
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| 说明书全文 | 直管式气体流量计[0001] 相关申请的交叉引用 技术领域[0003] 本发明涉及一种直管式气体流量计。 背景技术[0004] 传统地，在膜式气体流量计中，气体流入口和气体流出口布置在计量器的上部中，并且还在各家庭等中形成管道结构，使得使得气体流入口和流出口能够与外部部件连接。近年来，已经提出了超声波气体流量计，与膜式气体流量计相比，超声波气体流量计的压力损失更低并且流量测量的精确度更高。超声波气体流量计通过使用超声波来测量流量，并且要求超声气体流量计与现有的管道结构能够兼容。因此，与膜式气体流量计相似地，在超声波气体流量计中，气体流入口和流出口布置在流量计的上部中，并且在流量计的内部形成U状的流动路径(例如，参见JP-A-2006-292377)。 [0005] 这里，压力损失的产生对应于气体管道的长度。因此，在高层公寓建筑物等的上层中，难以应用产生大的压力损失的膜式气体流量计，或者必须采用诸如增大管尺寸这样的用于降低压力损失的措施。在这些情况下，在将气体流量计布置在高层公寓建筑物等中的情况下，经常采用如在专利文献JP-A-2006-292377中公开的超声波气体流量计。 [0006] 然而，在专利文献JP-A-2006-292377中公开的超声波气体流量计中，在内部形成U状的流动路径，并且因此，在U状的弯曲部中产生大的压力损失。因此，超声波气体流量计具有进一步改善压力损失的余地。 [0007] 为了解决该问题，本申请的申请人已经提出了其中内部流动路径设置成大致直线形式的直管式气体流量计。然而，同样在这样的直管超声波气体流量计中，当采用具有橡胶阀元件的电磁阀或电机阀时，为了使得橡胶阀元件能够封闭流动路径，必须将弯曲部形成在流量计的内部，结果该结构使得压力损失增加。 [0008] 例如，不仅在高层公寓建筑物等中，而且在普通房屋等中，压力损失都是小的。不仅在用于高层公寓建筑物等的气体流量计中，而且在用于独栋房屋、低层公寓房屋等的超声波气体流量计中，前述问题都是常见的。以上描述不应该被视作承认直管气体流量计是已知的。 发明内容[0009] 已经做出了本发明以解决现有技术的问题。本发明的目的是提供一种能够进一步降低压力损失的直管式气体流量计。 [0010] 为了实现以上目的，提供了一种直管式气体流量计，包括： [0011] 流量计本体； [0012] 气体流动路径，该气体流动路径设置在所述流量计本体中，并且具有直线形状； [0013] 气体流入口，该气体流入口设置于所述流量计本体处，并且构造成使气体从该气体流入口流入所述气体流动路径内； [0014] 气体流出口，该气体流出口设置于所述流量计本体处，并且构造成使气体从该气体流出口流出所述气体流动路径； [0016] 显示部，该显示部构造成显示基于由所述流速传感器测量的气体的测量值的气体流量的积分值；和 [0017] 切断阀，该切断阀设置在所述气体流动路径中，并且构造成关闭所述气体流动路径， [0018] 其中，所述气体流动路径从所述气体流入口延伸到所述气体流出口； [0019] 其中，所述切断阀具有带有通孔的球形部件；并且 [0020] 其中，当允许气体流动时，所述球形部件的所述通孔的轴朝向与所述气体流动路径的延伸方向相同的方向，以使气体经过所述通孔流动，并且当不允许气体流动时，所述球形部件的所述通孔的轴朝向与所述气体流动路径的延伸方向不同的方向，以切断气体流动。 [0021] 根据以上构造，切断阀具有其中形成通孔的球形部件，并且当允许气体流动时，通孔朝向与气体流动路径的方向相同的方向，并且当不允许气体流动时，通孔朝向与气体流动路径的方向不同的方向，以切断气体流动。因此，与利用电机阀、电磁阀等的橡胶阀元件封闭流动路径的构造不同，不需要形成弯曲部，并且抑制了压力损失。因此，能够提供能够进一步降低压力损失的直管式气体流量计。 [0022] 例如，在与所述气体流动路径的延伸方向垂直的平面中，所述气体流动路径以是所述气体流入口和所述气体流出口每一者的截面积的两倍以下的截面积连续地延伸。 [0023] 根据以上构造，在与气体流动路径的方向垂直的平面中，气体流动路径以是气体流入口和气体流出口每一者的截面积的两倍以下的截面积连续地构成。因此，气体流动路径的扩大或缩小较小，并且抑制了压力的扩大损失和缩小损失。因此，能够提供能够更进一步降低压力损失的直管式气体流量计。 [0024] 例如，在从所述气体流入口延伸到所述气体流出口的区域上，所述气体流动路径的截面积基本均匀。 [0025] 根据以上构造，在从气体流入口延伸到气体流出口的区域中，气体流动路径的截面积基本均匀，并且因此，能够提供能够进一步降低压力的缩小损失和扩大损失的直管式气体流量计。 [0027] 图1是实施例的直管式气体流量计的外部立体图。 [0028] 图2是示意性地示出实施例的直管式气体流量计的内部构造的截面图，并且图示出允许使用气体的状态。 [0029] 图3是示意性地示出实施例的直管式气体流量计的内部构造的截面图，并且图示出不允许使用气体的状态。 [0030] 图4是示意性地示出比较例的直管式气体流量计的内部构造的截面图。 [0031] 图5是示意性地示出实施例的变形例的直管式气体流量计的内部构造的截面图，并且图示出允许使用气体的状态。 具体实施方式[0032] 在下文中，将结合优选实施例描述本发明。本发明不限于下面描述的实施例，并且可以在不背离本发明的精神的范围内适当地修改。虽然在下面的实施例的描述中，省略了部分构造的图示或描述，但是当然地，关于省略的技术细节，在与下面的描述的内容不产生矛盾的范围内适当地应用已知或公知的技术。 [0033] 图1是实施例的直管式气体流量计的外部立体图，并且图2和3是示意性地示出实施例的直管式气体流量计的内部构造的截面图。 [0034] 在图1至3中示出的直管式气体流量计1包括流量计本体10，该流量计本体10是通过使用例如诸如铝或铝合金这样的金属材料成型而形成的壳体。流量计本体10具有大致方柱状的外部形状，并且形成为在方柱的高度方向上伸长的直管状。虽然在图1所示的实例中，流量计本体10布置成使得其纵向与竖直方向一致，但纵向不限于此，并且流量计本体可以布置成使得纵向与水平方向一致。 [0035] 流量计本体10在一个纵向端部10a中包括通过其导入气体的气体流入口11，并且在另一个纵向端部10b中包括通过其排出气体的气体流出口12。气体流入口11通过上游管20连接于气体供给源，并且气体流出口12通过下游管21连接于气体供给目的地。在气体流入口11与上游管20之间以及气体流出口12与下游管21之间的各处连接中，采用了能够通过一触式操作(即，简单地通过推动操作)解除连结的接头结构15。 [0036] 从气体流入口11延伸到气体流出口12的单个气体流动路径13形成在流量计本体10中。在实施例中，气体流动路径13形成为以基本直线形式从气体流入口11延伸到气体流出口12的直线形状。 [0037] 实施例的直管式气体流量计1还包括：显示面板(显示部)2、流速传感器3、多个分隔板4、切断阀5等。 [0038] 显示面板2由LCD等构成，并且布置于流量计本体10的前部10c。显示面板2由微机(未示出)控制，从而显示由微机处理的信息。将要显示在显示面板2上的典型信息是基于由将在下面描述的流速传感器3测量的测量值的气体流量的积分值(积分流量)。 [0039] 流速传感器3具有两个声换能器TD1、TD2，该两个声换能器TD1、TD2在气体流动路径13中互相隔开距离L，并且互相对置以相对于气体流动方向Y(与气体流动路径一致的方向)形成角度θ。微机驱动声换能器TD1、TD2中的一个声换能器，并且使该一个声换能器间歇地将超声波信号发送到气体流动路径13。声换能器TD1、TD2中的另外一个声换能器接收超声波信号。微机使分别位于气体流动方向Y上的上游侧和下游侧的两个声换能器进行上述操作，并且基于发送操作和接收操作的超声波信号的传播时间的差值来计算流量。 [0040] 多个分隔板4布置在气体流动路径13的通过声换能器TD1、TD2发送和接收超声波信号的那一部分中。多个分隔板4防止在气体流入流量计时产生漩涡等，并且有助于流量的正确测量。在图2和3中，分隔板4与超声波信号的发送和接收的方向被图示成互相交叉。然而，实际上，分隔板4与超声波信号的发送和接收的方向是平行关系，并且分隔板4布置成使得不干扰超声波信号的发送和接收。 [0041] 切断阀5布置在气体流动路径13中的流速传感器3的上游，并且当切断阀5闭合时，切断气体流动路径13。特别地，在该实施例中，切断阀5是其中形成有贯通球形部件的中心O的通孔H的球形阀5a。当允许使用气体时，通孔H朝向与气体流动路径的方向(即，气体流动方向Y)相同的方向，以允许气体流动(参见图2)，并且当不允许使用气体时，通孔H朝向与气体流动方向的方向不同的方向，以切断气体流动(参见图3)。密封部件5b布置在图2和3所示的球形阀5a与流量计本体10之间，以防止气体通过球形阀5a与流量计本体10之间的间隙泄露。 [0042] 而且，在该实施例中，在与气体流动路径的方向垂直的平面中，气体流动路径13以是气体流入口11和气体流出口12每一者的截面积的两倍以下的截面积连续地构成。在该实施例中，优选地，在从气体流入口11延伸到气体流出口12的区域中，气体流动路径13的截面积基本均匀(大约±10％)。 [0043] 在描述该实施例的直管式气体流量计1的压力损失之前，将描述比较例的直管式气体流量计的压力损失。图4是示意性地示出比较例的直管式气体流量计的内部构造的截面图。 [0044] 如图4所示，比较例的直管式气体流量计100包括作为切断阀105的电磁阀(可选择地，可以使用电机阀)。电磁阀具有由诸如橡胶这样的弹性材料构成的阀部件105b，并且构造成使得当阀部件105b挤压位于壳体110侧的阀座110d时，切断气体流动路径113。因为电磁阀具有由橡胶等构成的阀部件105b，如上所述，所以必须将阀座110d形成在壳体110侧。阀座110d的形成使得在气体流动路径113中将形成弯曲部F。 [0045] 而且，在比较例的直管式气体流量计100中，扩大室EC1、EC2形成在气体流动路径113中，并且分别位于上游(切断阀105与流速传感器103的布置位置之间)和下游(流速传感器103的布置位置与气体流出口112之间)。特别是在专利文献JP-A-2006-292377中公开的具有U状的气体流动路径的超声波气体流量计中，扩大室EC1、EC2是必要的，并且具有以下效果：抑制气体流速、防止形成乱流、并且使气体平顺地流经流速传感器103的布置位置。 [0046] 在比较例的直管式气体流量计100中，因为上述构造，所以气体首先从气体流入口111流入内部，并且然后到达弯曲部F。关于流入气体，在弯曲部F中产生漩涡，并且产生压力损失。然后，已经通过弯曲部F的气体到达上游的扩大室EC1，并且从扩大室EC1流入流速传感器103的布置位置。此时，产生由于气体流动的扩大而引起的压力的扩大损失，并且产生由于气体流动的缩小而引起的压力的缩小损失。其后，已经通过流速传感器103的布置位置并且到达下游的扩大室EC2的气体从气体流出口112排出。同样在此时，相似地，发生缩小损失和扩大损失。 [0047] 接着，将描述本实施例的直管式气体流量计1中的气体流动。在本实施例的直管式气体流量计1中，如图2所示，使用了其中形成有贯通球形部件的中心O的通孔H的球形阀5a，并且当允许使用气体时，通孔H朝向与气体流动路径的方向相同的方向，以使得气体能够流动。因此，不需要形成诸如图4所示的弯曲部F，并且能够防止由于弯曲部F引起的压力损失的发生。 [0048] 而且，在直管式气体流量计1中，气体流动路径13以是气体流入口11和气体流出口12每一者的截面积的两倍以下的截面积连续地构成。因此，难以发生由于图4所示的扩大室EC1、EC2引起的压力的缩小损失和扩大损失，并且抑制了压力损失。特别地，在该实施例中，在从气体流入口11延伸到气体流出口12的区域上，气体流动路径13的截面积是基本均匀的，并且因此，进一步抑制了压力的缩小损失和扩大损失。 [0049] 根据如上所述的实施例的直管式气体流量计1，切断阀5是其中在球形部件中形成通孔H的球形阀5a。当允许使用气体时，通孔H朝向与气体流动路径的方向相同的方向，并且当不允许使用气体时，通孔H朝向与气体流动路径的方向不同的方向，以切断气体流动。因此，与利用电机阀、电磁阀等的橡胶阀元件封闭流动路径的构造不同，不需要形成弯曲部F，并且抑制了压力损失。因此，能够提供能够进一步降低压力损失的直管式气体流量计1。 [0050] 而且，在与气体流动路径的方向垂直的平面中，气体流动路径13以是气体流入口11和气体流出口12每一者的截面积的两倍以下的截面积连续地构成。因此，气体流动路径 13的扩大或缩小较小，并且抑制了压力的扩大损失和缩小损失。因此，能够提供能够更进一步降低压力损失的直管式气体流量计。 [0051] 而且，在从气体流入口11延伸到气体流出口12的区域上，气体流动路径13的截面积是基本均匀的，并且因此，能够提供进一步抑制了压力的缩小损失和扩大损失的直管式气体流量计。 [0052] 虽然已经结合实施例描述了本发明，但是本发明不限于该实施例。能够在不背离本发明的精神的情况下做出各种修改，并且可以在可能的范围内适当地进行与其它技术的组合。 [0053] 例如，在该实施例中，如图2所示，优选地使气体流动路径13不具有其中气体流动路径13以阶状方式变宽或变窄的阶部ST。即，即使在气体流动路径13变宽或变窄的情况下，气体流动路径优选地包括在气体流动方向Y上倾斜的斜坡部SL。因为存在在气体撞击阶部ST的壁面时产生漩涡并且压力损失增加的趋势，所以采用了该构造。 [0054] 在该实施例中，气体流动路径13包括两个声换能器TD1、TD2，两个声换能器TD1、TD2相对于气体流动方向Y形成角度θ，两个声换能器TD1、TD2互相隔开距离L，并且分别位于气体流动方向13的互相对置的两侧上。即，该实施例的直管式气体流量计1包括其中超声波信号的传播路径直线地形成的所谓的Z路径型的流速传感器3。然而，流速传感器3不限于此。 [0055] 图5是示意性地示出实施例的变形例的直管式气体流量计的内部构造的截面图，并且图示出允许使用气体的状态。如图5所示，变形例的直管式气体流量计1包括其中超声波信号反射一次并且因此信号的传播路径具有V状形状的所谓的V路径型的流速传感器3。将详细描述该变形例。流速传感器3具有这样的构造：两个声换能器TD1、TD2布置于气体流动路径13的相同一侧，并且从声换能器TD1、TD2中的一个声换能器发送的超声波信号由气体流动路径13的另一侧反射，并且然后由声换能器TD1、TD2中的另一个声换能器接收。两个声换能器TD1、TD2布置成使得超声波信号的入射角与反射角之和等于角度θ，并且换能器布置成互相隔开距离L。即使变形例的流速传感器3，也实现了上述效果。因此，在实施例的直管式气体流量计1中，流速传感器3不限于Z路径型的传感器，并且可以是V路径型。如果可能，代替V路径型，流速传感器可以是诸如其中进行两次以上的反射的其它类型的传感器。 |
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