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CA 02268790 1999-OS-15
WO 98/19137 PCT/FR97/01919
COMPTEUR DE GAZ Ä RÉSISTANCE AMÉLIORÉE Ä L'EMPOUSSI~RACïE
L'invention est relative à un compteur de gaz comprenant une enceinte munie
d'une
amenée et d'une évacuation d'un écoulement de gaz, un bloc de mesure qui est
disposé à l'intérieur de ladite enceinte et pourvu d'au moins une ouverture
permettant
l'introduction de l'écoulement du gaz dans ledit bloc.
Dans les compteurs de gaz du type de celui décrit ci-dessus, l'ouverture qui
permet
l'introduction de l'écoulement de gaz dans le bloc de mesure est aménagée dans
une
paroi dudit bloc qui est située en regard de l'amenée de gaz.
De tels compteurs sont par exemple décrits dans les documents FR 2 458 798, EP
0
580 099 et WO 94 09 342.
Ces compteurs sont destinés à des usages domestiques et, lorsqu'ils sont
installés
chez l'usager, l'amenée et l'évacuation d'écoulement du gaz sont disposées
dans un
plan vertical, l'écoulement entrant étant dirigé suivant une verticale
descendante et
l'écoulement sortant étant dirigé suivant une verticale ascendante.
Ainsi, dans ces compteurs, il est fréquent de retrouver des particules
diverses
(poussières...) véhiculées par l'écoulement de gaz dans le bloc de mesure et,
avec le
temps, ces particules s'accumulent et finissent par obstruer partiellement les
chemins
empruntés par l'écoulement, conduisant alors à des pertes de charge
supplémentaires
non prévues lors de la conception des compteurs.
La présente invention vise à remédier à ce problème en proposant un compteur
de
gaz de conception très simple qui permet d'éviter un tel accroissement des
pertes de
charge au cours du temps.
La présente invention a ainsi pour objet un compteur de gaz comprenant une
enceinte
munie d'une amenée et d'une évacuation d'un écoulement de gaz, un bloc de
mesure
qui cst disposé à l'intérieur de ladite enceinte et pourvu d'au moins une
ouverture
permettant l'introduction de l'écoulement du gaz dans ledit bloc, caractérisé
en ce que
le bloc de mesure (18) possède une paroi (18a) disposée en regard de l'amenée
(14)
de l'écoulement de gaz et que rencontre ledit écoulement issu de l'amenée,
ladite
ouverture étant uniquemcnt aménagée dans la paroi opposée (18b) dudit bloc de
mesure.
Lorsque le compteur de gaz est installé, l'écoulement provenant de l'amenée ne
pénètre pas directement dans l'ouverture (ou les ouvertures) du bloc de mesure
puisque la paroi dudit bloc qui est située en regard de l'amenée ne comporte
pas
d'ouverture(s) pour laisser entrer le gaz dans le bloc.
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Par conséquent, les particules diverses véhiculées par l'écoulement de gaz
peuvent
tout au plus se déposer sur cette paroi en regard.
Pour atteindre l'ouverture (ou les ouvertures) aménagées) dans la paroi
opposée du
bloc de mesure l'écoulement doit contourner ledit bloc qui fait office d'écran
et, grâce
à ce mouvement, ledit écoulement se débarrasse de la majeure partie des
particules.
En outre, lorsque l'écoulement issu de l'amenée débouche dans l'enceinte, il
rencontre
d'abord la paroi du bloc dépourvue d'ouverture(s) et, lors de l'impact sur
cette paroi, iI
se débarrasse également d'une partie de ses particules.
Lorsque le bloc de mesure comprend des transducteurs émettant et recevant des
ondes ultrasonores dans l'écoulement de gaz qui se propage dans ledit bloc de
mesure, il peut être intéressant d'éliminer des ondes ultrasonores parasites
qui sont
générées extérieurement au compteur à la ou aux fréquences) utilisées) par les
transducteurs et qui risquent de perturber les mesures.
A cet effet, le compteur peut comprendre des moyens d'atténuation de ces ondes
ultrasonores parasites qui sont disposés entre .fam~néé de l'écoulement de gaz
et
l'ouverture (ou les ouvertures).
Selon une caractéristique, l'enceinte et le bloc de mesure ménagent entre eux
au
moins un passage permettant à l'écoulement de gaz issu de l'amenée d'atteindre
l'ouverture.
Par exemple, les moyens d'atténuation des ondes ultrasonores parasites sont
disposés
dans le passage.
Préférentiellement, lorsque le compteur est installé chez l'usager, le passage
est
sensiblement vertical.
Les moyens d'atténuation sont par exemple formés par une pluralité de rainures
consécutives transversales à la direction principale de propagation des ondes
ultrasonores parasites dans ledit passage, parallèles entre elles et alternées
avec des
saillies de manière à créer une rupture d'impédance acoustique dans ce
passage.
Les rainures et les saillies peuvent par exemple être pratiquées sur le bloc
de mesure.
Les moyens d'atténuation peuvent également être constitués d'un matériau
atténuant
les ondes ultrasonores parasites et formant un revêtement sur au moins une
partie de
la surface du bloc de mesure.
Le bloc de mesure peut également comprendre un oscillateur fluidique
remplaçant les
transducteurs ultrasonores ou bien un oscillateur fluidique combiné à ces
transducteurs ultrasonores comme décrit dans la demande de brevet FR 2 721
360.
En outre, l'agencement de l'ouverture (ou des ouvertures) sur la paroi opposée
du
bloc de mesure permet d'installer en regard de cette ouverture un organe
permettant
l'obturation de celle-ci et qui n'est pas visible depuis l'amenée de gaz en
raison de la
présence du bloc de mesure.
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Cet agencement limite les possibilités de fraude qui peuvent survenir, par
exemple,
dans le cas où l'usager n'a pas payé sa facture de consommation de gaz et
qu'en
conséquence la société distributrice de gaz a commandé l'obturation de
l'ouverture du
bloc de mesure et donc la suppression de la distribution de gaz.
L'organe d'obturation est par exemple monté sur le bloc de mesure.
Avantageusement, le bloc de mesure est réalisé dans un matériau plastique en
vue de
faciliter le montage de l'organe d'obturation sur ledit: bloc.
D'autres caractéristiques et avantages apparaitront a.u cours de la
description qui va
suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en
référence aux
dessins annexés sur lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un compteur de
gaz
selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe selon A-A du compteur représenté à la
figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe selon B-B du compteur représenté à la
figure 1,
- la figure 4 est une vue du bloc de mesure du compteur représenté à la figure
1 et qui
comporte des moyens d'atténuation d'ondes ultrasonores parasites générées
extérieurement audit compteur,
- la figure ~ est une vue d'un autre type de bloc de mesure utilisé dans le
compteur
représenté à la figure 1,
- la figure 6 est une vue en coupe selon C-C du bloc de mesure représenté à la
figure
5,
- la figure 7 est une vue agrandie du compteur représenté à la figure 1 et qui
comporte des moyens d'atténuation d'ondes ultrasonores parasites générées
extérieurement audit compteur selon une variante de ceux représentés à la
figure 4,
- la figure 8 est une vue agrandie en coupe transversale selon D-D du compteur
représenté à la figure 7 dans lequel l'intérieur d.u bloc de mesure n'a pas
été
représenté,
- la figure 9 est une vue d'un compteur de gaz analogue à celui de la figure 7
mais ne
comportant pas de moyens d'atténuation d'ondes ultrasonores parasites et dans
lequel
est représenté un organe d'obturation de l'ouverture du bloc de mesure.
Comme représenté sur les figures 1 à 3, un compteur de gaz désigné par la
référence
générale notée 10 comprend une enceinte 12 à laquelle sont raccordées une
amenée
de gaz 14 et une évacuation de gaz 16 et un bloc de mesure 18 disposé à
l'intérieur de
l'enceinte 12.
Le bloc de mesure 18 comporte une paroi 18a qui est située en regard de
(amenée de
gaz 14 et sur laquelle l'écoulement de gaz vient; se fractionner. Sous cet
effet
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dynamique l'écoulement de gaz se débarrasse d'une partie des particules qu'il
véhicule.
Le bloc de mesure 18 est agencé à l'intérieur de l'enceinte 12 de manière à
ménager
entre ces derniers un ou plusieurs passages dans lesquels le fluide se
répartit (figs 1 et
3) pour parvenir de l'amenée 14 jusqu'à une ouverture 20, pratiquée dans la
partie
inférieure du bloc de mesure.
Plusieurs ouvertures peuvent être pratiquées dans la partie inférieure du bloc
de
mesure au lieu d'une seule ouverture.
Ces passages verticaux permettent ainsi à l'écoulement de se débarrasser de la
plus
grande partie des particules transportées sous l'effet de la gravité et celles-
ci se
déposent alors au fond de l'enceinte là où elles ne risquent pas de gêner
ultérieurement ledit écoulement.
Un piège à poussières peut être aménagé au fond de l'enceinte.
Le bloc de mesure 18 est maintenu en position à l'intérieur de l'enceinte 12
par deux
butées 22, 24 qui sont logées dans des renfoncements aménagés dans les parois
intérieures de ladite enceinte 12.
Comme représenté à la figure 1, le bloc de mesure 18 de forme sensiblement
parallélépipèdique comprend ,aménagée dans une paroi 18b opposée à la paroi
18a,
l'ouverture 20 par laquelle l'écoulement de gaz pénètre dans ledit bloc ainsi
que deux
2D transducteurs ultrasonores 26, 28 disposés chacun en regard d'une des
extrémités
opposées d'un conduit de mesure 30 de forme tubulaire et qui constitue le
trajet de
mesure ultrasonore.
Les transducteurs ultrasonores fonctionnent par exemple à une fréquence de
40kHz.
Le conduit de mesure 30 est aménagé dans une paroi 32 formant un bloc massif
qui
sépare deux chambres à l'intérieur desquelles sont disposés les transducteurs
26, 28.
Le gaz pénètre dans l'une des chambres du bloc de mesure 18 par l'ouverture
20,
comme indiqué par les flèches des figure 1 et 3, s'engouffre dans le tube de
mesure
par l'extrémité 30a dudit tube, parcourt l'intérieur de celui-ci, sort de ce
tube par
l'extrémité opposée 30b et est ensuite évacué vers le haut par l'orifice de
sortie 34
30 qui est relié à l'évacuation de gaz 16 repérée sur la figure I.
Il est très important que l'écoulement de gaz soit débarrassé de la majeure
partie de
ses poussières en pénétrant dans le bloc de mesure car c'est là où les
sections de
passage sont les plus réduites et donc où l'accumulation de poussières au
cours du
temps serait le plus néfaste vis-à-vis des pertes de charge.
Dans le compteur de gaz à ultrasons précédemment décrit les transducteurs
ultrasonores 26, 28 émettent et reçoivent alternativement des ondes
ultrasonores à
une fréquence ultrasonore fixe et, à partir des ondes ultrasonores reçues par
chacun
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desdits transducteurs, le temps de propagation de ces ondes est mesuré et le
débit de
fluide est déduit de ces mesures.
Grâce à la position de l'ouverture selon finvention,les particules ne risquent
pas de se
déposer sur les faces actives des transducteurs, de modifier l'émission et la
réception
5 des ondes ultrasonores et donc de perturber considérablement les mesures de
débit.
Il convient de remarquer que l'espace laissé au fond de l'enceinte est
généralement
occupé pour installer l'électronique appropriée et ~ Ia source d'énergie (non
représentées) nécessaires à la détermination du débit de gaz.
Parfois, un régulateur de pression, non représenté sur ces figures, est placé
en amont
du compteur de gaz et génère dans la canalisation et dans le compteur de gaz
des
ondes ultrasonores parasites à une fréquence par exemple égale à 40kHz qui
perturbent la mesure du débit de gaz.
Etant donné que bloc de mesure fait office d'écran entre l'amenée et
l'ouverture dudit
bloc et joue en quelque sorte le rôle d'un mur anti-bruit, les ondes parasites
qui
débouchent dans l'enceinte avec l'écoulement de gaz sont naturellement
atténuées de
par les multiples réflections qui sont engendrées au contact de la paroi 18a
et des
parois intérieures de ladite enceinte.
I1 convient de remarquer que lorsque l'ouverture dan:. le bloc de mesure est
aménagée
dans la paroi 18a située en regard de l'amenée de gaz (art antérieur), le
bruit propagé
par l'écoulement pénètre plus facilement dans le bloc de mesure qu'avec la
nouvelle
disposition de l'ouverture tournée vers le fond d~e l'enceinte. Toutefois,
comme
représenté sur la figure 4 (où les éléments qui n'ont pas été modifiés par
rapport aux
figures 1 à 3 conservent les mêmes références), il peut ëtre avantageux de
revêtir le
bloc de mesure 3G d'une couche 38 de matériau adapté pour atténuer davantage
ces
ondes parasites afin, par exemple, d'empëcher que la structure du bloc de
mesure qui
est souvent en métal ne facilite elle même la propagation de telles ondes.
Les figures 5 et 6 représentent un bloc de mesure 40 d'un compteur de gaz
analogue à
celui des figures 1 à 3 et dont les éléments qui n'ont pas été modifiés par
rapport aux
figures 1 à 3 conservent les mêmes références.
Ce bloc de mesure est constitué d'un oscillateur fluidique dans lequel
l'écoulement de
gaz pénètre par l'ouverture 20 et s'engouffre dans un canal 42 qui se termine
par une
fente 44 de forme allongée et qui débouche sur une chambre 46.
Un obstacle 48 est logé au milieu de la chambre en vis-à-vis de la fente 44.
La fente transforme l'écoulement en un jet de fluide oscillant naturellement
dans la
chambre 46 et balayant la paroi frontale 48a de l'obstacle 48 avec une
fréquence dite
d'oscillation représentative du débit ayant traversé (oscillateur fluidique.
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Le jet donne lieu à des écoulements qui s'échappent alternativement, suivant
les
oscillations dudit jet, par des canaux latéraux 50, 52 encadrant l'obstacle 48
et se
rejoignent en aval dudit obstacle pour emprunter le canal vertical 54 relié à
l'orifice
de sortie 34.
Les figures 7 et 8 représentent un compteur de gaz 56 analogue à celui des
figures 1 à
3 mais qui comprend en outre des moyens d'atténuation des ondes ultrasonores
parasites générées extérieurement audit compteur:
Ces moyens sont différents de ceux représentés à la figure 4.
Les éléments qui n'ont pas été modifiés par rapport aux figures 1 à 3
conservent les
mêmes références.
Pour la clarté de l'exposé l'intérieur du bloc de mesure 58 n'est pas
représenté sur la
figure 8.
Etant donné que l'ouverture 20 se trouve à l'opposée de l'amenée de gaz 14 par
rapport au bloc de mesure 58 et que des passages 60, 62, 64, 66 sont ménagés
entre
l'enceinte 12 et ledit bloc de mesure il est possible de disposer les moyens
d'atténuation dans lesdits passages et ainsi de proposer une solution efficace
d'atténuation du bruit qui n'est pas applicable avec les compteurs de l'art
antérieur.
Sur ces figures, chacun des passages précités 60, 62, 64, 66 est délimité par
deux
surfaces en regard respectivement 68, 70; 72, 74; 76, 78; 80, 82 et l'une
d'entre elles
qui est celle 70, 74, 78, 82 du bloc de mesure 58 est pourvue d'une pluralité
de
saillies 84 consécutives obtenues par exemple par surmoulage et alternées avec
des
creux 86.
En dimensionnant ces passages pour que leur dimension transversale a (fig.8)
qui est
perpendiculaire à leur dimension longitudinale b soit très inférieure à la
longueur
d'onde des ondes ultrasonores parasites dans le gaz considéré, on s'assure que
seul le
mode plan de l'onde ultrasonore se propage à l'intérieur de ceux-ci et c'est
donc ce
mode qui va être atténué.
Ces moyens forment une pluralité de rétrécissements de section au droit des
saillies
84 qui permettent en fait de provoquer une rupture d'impédance dans le milieu
de
propagation et donc de réfléchir une partie de l'énergie contenue dans le mode
plan
de l'onde parasite incidente.
La figure 9 illustre une autre caractéristique avantageuse liée à l'agencement
de
Youverture du bloc de mesure selon l'invention.
Les éléments qui n'ont pas été modifiés par rapport aux figures 1 à 3
conservent les
mêmes références sur cette figure.
Le compteur de gaz 88 représenté comprend un bloc de mesure 90 dont
l'ouverture
92 a, par exemple, été déplacée vers la partie centrale du compteur afin de ne
plus se
trouver à la verticale de l'amenée de gaz pour réduire davantage les risques
de fraude.
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Un organe de coupure 94 est monté sous le bloc de mesure, en regard de
l'ouverture
92 en vue de pouvoir obturer celle-ci en cas de besoin.
Ceci peut par exemple s'avérer utile en cas d'incendie détecté en aval du
compteur
afin d'éviter une explosion.
On peut également souhaiter couper l'alimentation en gaz lorsque l'usager chez
qui
est installé le compteur ne paye pas sa facture de consommation de gaz.
Un tel organe 94 comprend un clapet 96 en contact avec le siège de clapet qui
est
confondu avec l'ouverture sur la figure 9, un mécanisme à crémaillère 98,
partiellement représenté, qui est actionné par un moteur 100 et permet ainsi
le
déplacement dudit clapet en rotation autour d'un axe 102.
En disposant l'organe de coupure en dessous du bloc de mesure les risques liés
à la
fraude sont réduits par rapport aux compteurs de l'art antérieur dans lesquels
ledit
organe est obligatoirement positionné à proximité de: l'amenée de gaz.
Toutefois, l'ouverture 92 pourrait être placée à un autre endroit dans la
mesure où
l'organe d'obturation reste masqué de l'amenée 14 p;ar le bloc de mesure 90.
Par ailleurs, comme les particuies transportées par l'écoulement sont
déchargées au
fond de l'enceinte I2, celles-ci ne viennent pas se déposer comme dans l'art
antérieur
sur le clapet et donc ne nuisent plus à l'étanchéité de, l'organe de coupure
ni à l'usure
dudit clapet.
La partie inférieure du compteur est plus spacieuse pour loger le moteur 100
de
l'organe de coupure que dans la partie supérieure où l'amenée 14, l'orifice 34
et
l'évacuation I6 limitent les emplacements possibles.
Avantageusement, en réalisant le bloc de mesure dans un matériau plastique il
est
facile de surmouler sur la paroi extérieure dudit bloc des pièces qui vont
permettre la
fixation fiable de l'organe de coupure 94 sur ledit bloc (par exemple les
pièces autour
desquelles l'axe 102 s'articule).
Dans les compteurs de gaz de l'art antérieur, l'organf: de coupure est fixé à
l'intérieur
du compteur sur l'amenée de gaz 14 ou à proximité de celle-ci.
Comme l'enceinte 12 du compteur est réalisée c,n métal, pour des raisons de
résistance à la température, il est donc difficile de fixer l'organe de
coupure de
manière simple et fiable.
En outre, il faut mentionner qu'en plaçant l'organe d'obturation 94 sur le
bloc de
mesure toute augmentation de pression dans l'écoulement de gaz issu de
l'amenée 14
tend à rabattre le clapet 96 vers le siège de clapet et donc à obturer
l'ouverture 92, ce -
qui est avantageux.
Au contraire, si l'organe d'obturation est installé en regard de l'amenée 14,
une
augmentation de pression dans l'écoulement, en amont du compteur, va forcer
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l'ouverture du clapet et il sera alors beaucoup plus difficile de commander la
fermeture dudit ciapet.
Il convient également de noter qu'en disposant l'ouverture du bloc de mesure
selon
l'invention, cela permet de ne pas recevoir directement dans ladite -ouverture
des
perturbations propagées par l'écoulement de gaz et dûes, par exemple, à un
coude
placé en amont du compteur.
