JP2003202098A

JP2003202098A - 配管およびガス流量計

Info

Publication number: JP2003202098A
Application number: JP2002000108A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Kobayashi; 賢知小林
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2003-07-18

Abstract

(57)【要約】【課題】圧力損失を増加させることなく配管中を気体と
ともに搬送されるダストを静電場の利用により吸着・捕
集できる配管及びその配管を備えたガス流量計を提供す
る。【解決手段】配管本体１１の内壁にプラスに帯電しやす
い部材１２とマイナスに帯電しやすい部材１３を対向さ
せて配置する。配管１０内を搬送される気体によって各
部材１２，１３は摩擦され、プラスに帯電しやすい部材
１２はプラスに、マイナスに帯電しやすい部材１３はマ
イナスにそれぞれ帯電する。配管１０内を気体とともに
搬送されるダストの中でプラスに帯電したダストＤａは
マイナスに帯電した部材１３に吸着・捕集され、マイナ
スに帯電したダストＤｂはプラスに帯電した部材１２に
吸着・捕集される。この配管１０をガス流量計の上流側
配管に用いることでダストが流量測定部に流入するのを
防止でき、流量計測に悪影響を与えるのを防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼用ガス等の気
体を搬送するための配管に係り、詳しくは気体と共に流
れるダスト（塵）を静電場によって捕獲する機能を備え
た配管およびガス流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】配管中を燃焼用ガス等の気体と共に流れ
るダストがガス流量計の内部に入り込むと流量の計測に
誤差を生ずる等の悪影響を与えることがある。そこで、
図９に示すように、配管路（ガス流路）１０１中の立下
り配管部の下方にダストを堆積させるためのダストだま
り（くぼみ）１０２を設けたり、配管路１０１中にメッ
シュやフィルタ等のダスト捕獲部材１０３を設けたりす
ることで、ダストが図示しないガス流量計側へ入り込ま
ないようにしている。また、ダストがガス流量計側等の
下流側へ流れ込むのを防止することでダストが与える悪
影響を低減する技術が、下記に示すように種々提案され
ている。

【０００３】特開平７−３１８３８６号公報には、入口
部またはその近傍にダスト流れ止め部材を設け、気体と
共に流れ込むダストが下流側に流れるのを阻止するよう
にしたフルイディック流量計が記載されている。

【０００４】特開平７−３１８３８９号公報には、入口
部またはその近傍に気体の旋回流を形成させることによ
って気体と共に流れるダストを堆積させる旋回流形形成
流路を備えたフルイディック流量計が記載されている。

【０００５】特開平８−５４１６号公報には、入口部ま
たはその近傍に気体と共に流れるダストを捕集するフィ
ルタを備えたフルイディック流量計が記載されている。

【０００６】特開平８−５４１７号公報には、入口部ま
たはその近傍にダストの主成分である磁性金属分を捕集
する磁石を設けたフルイディック流量計が記載されてい
る。

【０００７】特開２００１−５９７５３号公報および特
開２００１−５９７５４号公報には、ガス供給管を構成
する立上り管の上部にガス中のダストを捕捉する多孔質
部材を配置したガス流路のダスト捕捉構造が記載されて
いる。

【０００８】特開２００１−２９６１５４号公報には、
ガス通路における遮断弁の弁座の上流側下部にダスト受
け部を設けたガス計測装置、および、ダスト受け部にダ
スト吸着材を配設したガス計測装置が記載されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】配管中にダスト流れ止
め部材やダストを捕集するためのフィルタ部材を設けた
場合は、圧力損失が増加するおそれがある。また、フィ
ルタ部材に所定量以上のダストが貯まるとフィルタ部材
が目詰まり状態となり、気体の流れが妨げられるおそれ
がある。フィルタ部材を交換可能にする構造も提案され
ているが、定期的にフィルタ部材を交換するのは工数及
び費用がかかる。ガスメータ等は長期間（例えば１０年
程度）に亘って使用するので、そのような長期間に亘っ
てメンテナンスの必要がないものが望ましい。配管中の
ダストだまり（くぼみ）を設ける構造は、流量が増大し
た場合や圧力の変動（脈動）等が生じた場合にダストだ
まり（くぼみ）に貯まったダストが巻き上げられて下流
側に流出するおそれがある。

【００１０】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、圧力損失を増加させることなく、また
長期間に亘ってダストを捕集することのできる配管、お
よびガス流量計を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的は、燃焼用ガス
等の気体を搬送するための配管であって、帯電性部材が
管内に設けられていることを特徴とする配管によって達
成される。

【００１２】配管内にプラスに帯電しやすい部材とマイ
ナスに帯電しやすい部材とを対向させて設けてもよい
し、配管内にプラスに帯電しやすい部材とマイナスに帯
電しやすい部材とを気体の流れ方向に沿って交互に設け
るようにしてもよい。また、配管内にプラスに帯電しや
すい部材とマイナスに帯電しやすい部材とを対向させて
設けるとともに、帯電しやすい部材を設けた配管内の領
域に磁場を与える手段を設けるようにしてもよい。さら
に、配管内に帯電しやすい部材を設けるとともに、帯電
しやすい部材を設けた区間の下流側に除電区間を設けて
もよい。除電区間は導電性材料からなるメッシュ状の部
材を配置したり、配管の内壁に導電性材料を設けたりす
ることで形成する。

【００１３】配管内に設けた帯電しやすい部材は、気体
の流れに伴う摩擦によって帯電する。気体と共に流れる
ダストにはプラスに帯電しやすいものマイナスに帯電し
やすいものがあるが、これらはそれぞれ逆極性に帯電し
た領域にクーロン力によって吸い寄せられる。また、プ
ラスに帯電しやすい部材とマイナスに帯電しやすい部材
とを対向させて設けるとともに、それに直交する方向か
ら磁界を与えることで、帯電したダストの管径方向の移
動を促進させて、帯電した部分への吸着を確実なものに
することができる。帯電状態は配管内に気体の流れがあ
る限り継続するので、帯電しやすい部材の表面がダスト
で全て覆われるまでダストを吸着することができる。よ
って、帯電しやすい部材を気体の流れ方向（配向方向）
に沿って所定の範囲に設けておくことで、長期間に亘っ
てダストを捕らえることができる。除電区間を設けるこ
とで、帯電したダストが帯電したまま流れて意図しない
部分に定着するのを防ぐことができる。

【００１４】また、上記目的は、配管内を流れる気体の
流量を測定する流量測定部と、前記流量測定部の上流側
配管内に設けられた帯電性部材とを有することを特徴と
するガス流量計によって達成される。

【００１５】流量測定部の上流側配管内にプラスに帯電
しやすい部材とマイナスに帯電しやすい部材とを対向さ
せて設けてもよいし、流量測定部の上流側配管内にプラ
スに帯電しやすい部材とマイナスに帯電しやすい部材と
ガスの流れ方向に沿って交互に設けてもよい。また、流
量測定部の上流側配管内にプラスに帯電しやすい部材と
マイナスに帯電しやすい部材とを対向させて設けるとと
もに、帯電しやすい部材を設けた上流側配管内の領域に
磁場を与える手段を設けるようにしてもよい。さらに、
流量測定部の上流側配管内に帯電しやすい部材を設ける
とともに、帯電しやすい部材を設けた区間の下流側に除
電区間を設けてもよい。

【００１６】本発明に係るガス流量計は、内壁に帯電し
やすい部材を備えた配管を流量測定部の上流側に設けた
ので、ガス中のダストを流量測定部の上流側で捕集する
ことができる。よって、流量測定部にダストが流入する
のを防止でき、ダストによって流量の測定に悪影響を与
えるのを防止できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態による配管
およびガス流量計について図１乃至図８を用いて説明す
る。まず、本実施の形態による配管の概略の構成につい
て図１を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る配
管の構造を示す図であり、図１（ａ）は軸方向の断面
図、図１（ｂ）は径方向の断面図である。図１に示す配
管１０は、配管本体１１の内壁に正（プラス）に帯電し
やすい部材１２として例えばナイロン膜と、負（マイナ
ス）に帯電しやすい部材１３として、フッ素樹脂膜（例
えば、ポリテトラフルオロエチレン等からなるテフロン
膜（テフロンは、デュポン社及び三井・デュポンフロロ
ケミカル株式会社が製造、販売するフッ素樹脂の登録商
標））とを対向させて設けている。

【００１８】配管１０内を燃焼用ガス等の気体が例えば
図示の矢印方向に搬送されると、気体の流れによって配
管壁に摩擦が生じ、その結果、プラスに帯電しやすい部
材（ナイロン）１２はプラスに帯電し、マイナスに帯電
しやすい部材（テフロン）１３はマイナスに帯電する。
気体と共に流れるダストにはプラスに帯電しやすいダス
トＤａとマイナスに帯電しやすいダストＤｂとがある。
プラスに帯電したダストＤａは、クーロン力によってマ
イナスに帯電した部材（テフロン）１３側に吸い寄せら
れて、マイナスに帯電した部材（テフロン）１３の表面
に吸着・捕集される。マイナスに帯電したダストＤｂ
は、クーロン力によってプラスに帯電した部材（ナイロ
ン）１２側に吸い寄せられて、プラスに帯電した部材
（ナイロン）１２の表面に吸着・捕集される。

【００１９】帯電しやすい部材１２，１３によるダスト
Ｄａ，Ｄｂの吸着・捕集作用は、帯電しやすい部材１
２，１３の表面がダストＤａ，Ｄｂによって全て覆われ
るまで継続する。したがって、配管内に帯電しやすい部
材を気体の流れ方向に沿って所定の範囲に亘って設ける
ことで、長期間に亘ってダストを吸着・捕集できる。

【００２０】なお、図１では、プラスに帯電しやすい部
材１２とマイナスに帯電しやすい部材１３とを配管の径
方向（気体の流れ方向と直交する方向）に対向させて設
ける構造を示したが、配管内の所定の範囲に亘ってプラ
スに帯電しやすい部材を設け、その下流側にマイナスに
帯電しやすい部材を設けるようにしてもよい。

【００２１】また、図１では、帯電しやすい部材１２，
１３を配管本体１１の内壁に設ける構造を示したが、図
２に示す配管２０のように、例えばナイロン製薄板状部
材（プラスに帯電しやすい部材）２２と例えばテフロン
製薄板状部材（マイナスに帯電しやすい部材）２３とを
絶縁材料からなる複数の支柱２４を介して対向配置した
ものを、配管本体２１内に配置する構造としてもよい。
さらに、図３に示す配管３０のように、例えばナイロン
製で断面が略半円弧状のチャネル部材（プラスに帯電し
やすい部材）３２と例えばテフロン製で断面が略半円弧
状のチャネル部材（マイナスに帯電しやすい部材）３３
とを絶縁材料からなる複数のスペーサ３４を介して対向
配置したものを、配管本体３１内に配置する構造として
もよい。

【００２２】図４は帯電しやすい材料を帯電しやすい順
序に示した説明図である。プラスに帯電しやすいものと
して、ガラス、ナイロン、セロハン、ビニロン、絹等が
あり、マイナスに帯電しやすいものとしてテフロン、ポ
リ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン等が
ある。なお、図４は各種の材料を帯電しやすい順序に並
べて示したもので、例えばナイロンと絹とを組み合わせ
た場合はナイロンがプラスに絹がマイナスに帯電し、例
えばテフロンとアクリルとを組み合わせた場合はテフロ
ンがマイナスにアクリルがプラスに帯電する。このよう
にプラスまたはマイナスに帯電しやすい材料として種々
のものを選択できるが、本実施の形態ではプラスに帯電
しやすい材料の代表としてナイロンを用い、マイナスに
帯電しやすい材料の代表としてテフロンを用いている。

【００２３】図５は本実施の形態に係る他の配管の構造
を示す図であり、図５（ａ）は軸方向の断面図、図５
（ｂ）は径方向の断面図である。図５に示す配管５０
は、配管本体５１の内壁にプラスに帯電しやすい部材
（ナイロン）５２（５２Ａ，５２Ｂ）とマイナスに帯電
しやすい部材（テフロン）５３（５３Ａ，５３Ｂ）とを
対向させた区間を気体の流れ方向に沿って複数段に亘っ
て設けたもので、各段毎に各帯電しやすい部材５２，５
３の配置を逆にするとともに、各帯電しやすい部材の対
向方向と直交する方向に磁場を与えるための手段として
磁石（永久磁石）５４，５５を配管本体５１の外壁側に
設けたものである。なお、各磁石５４，５５間に仮想線
で示すヨーク５６を設けるようにしてもよい。また、各
磁石は配管本体５１の内壁側に設けるようにしてもよ
い。

【００２４】プラスに帯電したダストＤａは上流側のマ
イナスに帯電しやすい部材（テフロン）５３Ａに吸着・
捕集されるとともに、ここで吸着・捕集されずに下流側
に搬送されたダストＤｃは磁場からのローレンツ力を受
けて径方向の移動が促進されて下流側に設けたマイナス
に帯電しやすい部材（テフロン）５３Ｂに吸着・捕集さ
れる。マイナスに帯電したダストＤｂは上流側のプラス
に帯電しやすい部材（ナイロン）５２Ａに吸着・捕集さ
れるとともに、ここで吸着・捕集されずに下流側に搬送
されたダストＤｄは磁場からのローレンツ力を受けて径
方向の移動が促進されて下流側に設けたプラスに帯電し
やすい部材（ナイロン）５２Ｂに吸着・捕集される。

【００２５】図６は本実施の形態に係る除電区間を備え
た配管の断面図である。図６に示す配管６０は、図５に
示した配管５０の下流側に除電区間６１を配置したもの
である。この除電区間６１は、金属製メッシュ（網目）
部材を用いて構成している。帯電しやすい部材を設けた
領域の下流側に除電区間６１を設けることで、帯電して
いる粒子の電荷を中和させて、帯電していない粒子を下
流側に搬送させることができる。これにより、帯電した
粒子が意図しない部分に定着するのを防止できる。な
お、除電区間６１は金属製メッシュ（網目）部材を用い
て構成する以外に、配管本体５１の内壁を金属壁とする
ことで構成してもよい。また、配管本体５１の内壁に導
電性材料を設けることで、除電区間６１を構成してもよ
い。

【００２６】図７は本実施の形態に係る除電区間を備え
た配管の変形例を示す断面図である。図７に示す配管７
０は、図５に示した配管５０の下流側に多段階構成の除
電区間７１を設けたものである。この除電区間７１は、
テフロン製メッシュ７２とナイロン製メッシュ７３と金
属製メッシュ７４とを気体の流れ方向（軸方向）に所定
の距離を隔てて順次配設したものである。

【００２７】テフロン製メッシュ７２はマイナスに帯電
するのでプラスに帯電した粒子の電荷を中和する。ま
た、テフロン製メッシュ７２はマイナスに帯電するので
マイナスに帯電した粒子の一部はテフロン製メッシュ７
２の上流側に押し戻される。テフロン製メッシュ７２を
通過した粒子の中でマイナスに帯電したものは、プラス
に帯電したナイロン製メッシュ７３でその電荷が中和さ
れる。テフロン製メッシュ７２を通過した粒子の中でプ
ラスに帯電したものの一部は、プラスに帯電したナイロ
ン製メッシュ７３の上流側に押し戻される。そして、テ
フロン製メッシュ７２を通過した粒子は、金属製メッシ
ュ７４でその電荷を中和される。このように多段階構成
の除電区間７１を備えることで、帯電した粒子が下流側
に搬送されるのを確実に防止することができる。なお、
テフロン製メッシュ７２とナイロン製メッシュ７３との
配設順序は逆にしてもよい。

【００２８】図８は本実施の形態に係るガス流量計の概
略構造を示す図である。図８に示すガス流量計８０は、
流量測定部（ガスメータ本体部）８１の上流側配管８２
の内壁にプラスに帯電しやすい部材（例えばナイロン）
８３とマイナスに帯電しやすい部材（例えばテフロン）
８４とを対向させて設けるとともに、各部材８３，８４
を対向配置した部分に磁場（静磁場）を生じさせる手段
８５を設け、さらに、帯電しやすい部材８３，８４の下
流側に多段階構成の除電区間８６を設けたものである。
符号８７はガス流出側の下流側配管である。

【００２９】磁場（静磁場）を生じさせる手段８５は、
図４に示した各磁石（永久磁石）５４，５５を用いて構
成している。多段階構成の除電区間８６は、図７に示し
た除電区間７１と同様にテフロン製メッシュ７２とナイ
ロン製メッシュ７３と金属製メッシュ７４とで構成して
いる。

【００３０】本実施の形態に係るガス流量計８０は、流
量測定部（ガスメータ本体部）８１の上流側配管８２に
プラスおよびマイナスに帯電しやすい各部材８３，８４
を対向配置したので、これらの部材８３，８４が摩擦に
よってプラスおよびマイナスにそれぞれ帯電し、ガスと
ともに搬送されるダスト（図示しない）を吸着・捕集す
る。よって、ガスとともに搬送されるダストが流量計測
定部（ガスメータ本体部）８１へ流入してガス流量の計
測に悪影響を与えることを防止できる。また、帯電しや
すい各部材８３，８４を対向配置した配管内の領域に静
磁場を与えるようにすることで、帯電したダスト（図示
しない）の径方向の移動を促進させることができ、帯電
したダスト（図示しない）が各部材８３，８４に吸着・
捕集されるのを助けることができる。さらに、帯電しや
すい各部材８３，８４が対向配置された領域の下流側に
除電区間８６を設けたので、帯電した粒子の電荷を中和
することができる。よって、帯電した粒子が流量計測定
部（ガスメータ本体部）８１側へ搬送されるのを阻止で
きるとともに、帯電した粒子が意図しない部分へ定着す
るのを防止できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る配管
は、配管内に帯電しやすい部材を設けたので、配管内を
搬送される気体の流れによって帯電しやすい部材が帯電
し、気体とともに流れるダストを吸着・捕集することが
できる。これにより、ダストが下流側に流れるのを防止
できる。

【００３２】本発明に係るガス流量計は、流量測定部の
上流側配管内に帯電しやすい部材を設けたので、配管内
を搬送されるガスの流れによって帯電しやすい部材が帯
電し、ガスとともに流れるダストを吸着・捕集すること
ができる。これにより、ダストが流量計測定部（ガスメ
ータ本体部）へ流入してガス流量の計測に悪影響を与え
ることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による配管の構造を示す
図であり、図１（ａ）は軸方向の断面図、図１（ｂ）は
径方向の断面図である。

【図２】図１に示した配管の変形例を示す径方向の断面
図である。

【図３】図１に示した配管の他の変形例を示す径方向の
断面図である。

【図４】帯電しやすい材料を帯電しやすい順序に示した
説明図である。

【図５】本発明一実施の形態による他の配管の構造を示
す図であり、図５（ａ）は軸方向の断面図、図５（ｂ）
は径方向の断面図である。

【図６】本発明一実施の形態による除電区間を備えた配
管の断面図である。

【図７】本発明一実施の形態による除電区間を備えた配
管の変形例を示す断面図である。

【図８】本発明一実施の形態によるガス流量計の概略構
造を示す図である。

【図９】従来のダスト捕集構造の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０，２０，３０，５０，６０，７０配管１１，２１，３１，５１配管本体１２，２２，３２，５２Ａ，５２Ｂ，８３プラスに帯
電しやすい部材（例えばナイロン）１３，２３，３３，５３Ａ，５３Ｂ，８４マイナスに
帯電しやすい部材（例えばテフロン）２４支柱３４スペーサ５４，５５磁石（永久磁石）５６ヨーク６１，７１，８６除電区間７２テフロン製メッシュ７３ナイロン製メッシュ７４金属製メッシュ８０ガス流量計８１流量測定部（ガスメータ本体部）８２上流側配管８５磁場を与える手段８７下流側配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼用ガス等の気体を搬送するための配管
であって、帯電性部材が管内に設けられていることを特徴とする配
管。
【請求項２】請求項１記載の配管において、前記帯電性部材は、プラスに帯電しやすい部材とマイナ
スに帯電しやすい部材とを有し、それらが対向配置され
ていることを特徴とする配管。
【請求項３】請求項１又は２に記載の配管において、前記帯電性部材は、プラスに帯電しやすい部材とマイナ
スに帯電しやすい部材とを有し、それらが前記気体の流
れる方向に沿って交互に設けられていることを特徴とす
る配管。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれか１項に記載の配
管において、前記帯電性部材が設けられた領域に磁場を与える手段を
設けたことを特徴とする配管。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれか１項に記載の配
管において、前記帯電性部材が設けられた区間の下流側に除電区間を
設けたことを特徴とする配管。
【請求項６】請求項５記載の配管において、前記除電区間は、導電性材料からなるメッシュ状の部材
で構成されていることを特徴とする配管。
【請求項７】請求項５又は６に記載の配管において、前記除電区間は、管内壁に導電性材料が設けられている
ことを特徴とする配管。
【請求項８】配管内を流れる気体の流量を測定する流量
測定部と、前記流量測定部の上流側配管内に設けられた帯電性部材
とを有することを特徴とするガス流量計。
【請求項９】請求項８記載のガス流量計において、前記帯電性部材は、プラスに帯電しやすい部材とマイナ
スに帯電しやすい部材とを有し、それらが対向配置され
ていることを特徴とするガス流量計。
【請求項１０】請求項８又は９に記載のガス流量計にお
いて、前記帯電性部材は、プラスに帯電しやすい部材とマイナ
スに帯電しやすい部材とを有し、それらが前記気体の流
れる方向に沿って交互に設けられていることを特徴とす
るガス流量計。
【請求項１１】請求項８乃至１０のいずれか１項に記載
のガス流量計において、前記帯電性部材が設けられた領域に磁場を与える手段を
設けたことを特徴とするガス流量計。
【請求項１２】請求項８乃至１１のいずれか１項に記載
のガス流量計において、前記帯電性部材が設けられた区間の下流側に除電区間を
設けたことを特徴とするガス流量計。