JP2001074762A - 流動・圧力計 - Google Patents

流動・圧力計

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JP2001074762A
JP2001074762A JP25285499A JP25285499A JP2001074762A JP 2001074762 A JP2001074762 A JP 2001074762A JP 25285499 A JP25285499 A JP 25285499A JP 25285499 A JP25285499 A JP 25285499A JP 2001074762 A JP2001074762 A JP 2001074762A
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flow
fluid
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piston
pressure gauge
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JP25285499A
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Yoji Ise
養治 伊勢
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Myotoku Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体回路を流れる流体の流動及び圧力の状態
を確認する方法が簡単な構造で実現された流動・圧力計
を得る。 【解決手段】 流動・圧力計10は、流入側本体20か
ら入った空気がパイプ12を通過して流出側本体30か
ら出るとき、透明のパイプ12の内部に設けられた回転
筒14が空気の流動により回転し、ピストン16が空気
の圧力により移動する。これにより、流動・圧力計10
を流体回路等に設置し、回転筒14の回転とピストン1
6の移動を外部から目視することで、流体の流動及び圧
力の状態が確認できる。また、透明のパイプ12が設け
られた流入側本体20及び流出側本体30から構成され
る本体部と、回転筒14並びにピストン16の組み合わ
せという簡単な構造で、流体の流動及び圧力の状態を確
認できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体回路を流れる
流体の流動及び圧力の状態が確認できる流動・圧力計に
関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、流体の流量及び圧力を測定する
には、様々な測定方式が採用された流量計及び圧力計が
利用されている。
【0003】例えば計器が電気式である場合、半導体圧
力センサを用いて製品化された圧力計がある。また、流
量計及び圧力計の各単体を組み合わせて一体化させ、ひ
とつの計器で流量及び圧力を同時に計測できるようにし
たものもある。例えばこれらの計器が何れも機械式であ
る場合、流量計は面積式とし圧力計にはブルドン管式を
用いて組み合わせたものがある。
【0004】ところで、これら計器類の使用目的は、測
定結果としての数量を単位で表される定量的な数値とし
て得たい場合が一般的である。
【0005】しかしながら、目的がこのような計測では
なく、流体回路等を形成する接続配管された管材内を流
れる流体の流動や圧力の状態のみを確認したい場合もあ
る。言い換えれば、流体が管材内を流れているのか、又
は止まっているのか、あるいは流体の流れが配管の途中
で止められているときに、圧力が管材内に働いているの
か、又は働いていないのか、といったような流体の状態
のみ簡易的に知りたい場合である。
【0006】このような目的に、前述の計器を利用する
ことも可能ではある。しかし、必要とされる目的以上の
機能や精度を備えるため、割高な計器となる。さらに、
このような計器を配管設備の複数箇所に設けると、設備
全体のコストアップにも繋がる。
【0007】また、従来の計器では、計測値を表示する
メーターや表示部等が計器本体から突出し、その向きが
固定されているものもある。このため、計器の設置に当
たっては、メーターや表示部等を他の設備類に干渉させ
ず、且つ表示を読み取れる向きに合わせる必要があり、
従って、設置する場所や向きでの配慮や制限を受けるこ
ともあった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、流体回路を流れる流体の流動及び圧力の状態を
確認する方法が簡単な構造で実現された流動・圧力計を
提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、流体が入る流入部と前記流体が出る流出部と前記流
体が前記流入部から前記流出部へ流動する空間とが内部
に設けられた本体と、前記空間内に設けられ前記流体の
流動により回転する回転部材と、前記空間内に設けられ
前記流体の圧力により移動するピストンと、前記本体に
設けられ前記回転部材の回転と前記ピストンの移動を外
部より目視可能とする透明の確認手段と、を有すること
を特徴としている。
【0010】請求項1に記載の流動・圧力計における作
用を説明する。
【0011】本体の流入部から入った流体が空間を通過
して流出部から出るとき、空間内に設けられた回転部材
が流体の流動により回転し、同様に、空間内に設けられ
たピストンが流体の圧力により移動する。さらに、この
回転部材の回転とピストンの移動は、本体に設けられた
透明の確認手段により外部から目視可能である。
【0012】これにより、流動・圧力計を流体回路等に
設置し、回転部材の回転とピストンの移動を外部から目
視することで、流体の流動及び圧力の状態が確認でき
る。また、このように透明の確認手段を設けた本体、回
転部材及びピストンの組み合わせという簡単な構造の流
動・圧力計で、流体の流動及び圧力の状態が確認でき
る。
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の流動・圧力計において、前記回転部材は、略螺旋状の
溝が形成された軸線方向に貫通する孔が設けられ、前記
孔を前記流体が流動して回転する円筒体であり、前記ピ
ストンは、前記円筒体を回転可能とする貫通孔を備え、
前記貫通孔に円筒体が挿入された状態で前記空間を前記
流入部側と前記流出部側とに分割し、流入部側の空間と
流出部側の空間との圧力差によって移動することを特徴
としている。
【0014】請求項2に記載の流動・圧力計における作
用を説明する。
【0015】請求項2に記載の流動・圧力計は、回転部
材である円筒体がピストンに設けられた貫通孔に挿入さ
れた状態で回転可能である。この円筒体の貫通する孔内
を流体が流動すると、流体の流力が略螺旋状に形成され
た溝に作用して円筒体に回転トルクを発生させ、円筒体
は回転する。
【0016】また、ピストンは、貫通孔に円筒体が挿入
された状態で本体内部の空間を流入部側と流出部側とに
分割し、流入部側の空間と流出部側の空間との圧力差に
よって移動する。このように、円筒体とピストンが本体
内に同軸的に配置されることで本体内にコンパクトに収
まり、本体から突出する部分がなくなる。
【0017】これにより、流動・圧力計を流体回路等に
設置するとき、他の設備類と干渉する部分が少なくな
り、よって、設置する場所や向きで制限を受けることが
少なくなる。
【0018】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の流動・圧力計において、前記ピストンを前記流入部側
へ付勢する付勢部材を有することを特徴としている。
【0019】請求項3に記載の流動・圧力計における作
用を説明する。
【0020】請求項3に記載の流動・圧力計は、ピスト
ンが付勢部材により本体の流入部側へ付勢されており、
本体の流入部側の空間へ作用する流体の圧力が、ピスト
ンを流入部側へ付勢する付勢力より大きくなると、ピス
トンは流出部側へ移動する。
【0021】これにより、付勢部材の付勢力を所定の力
量に設定することで、流体が所定の圧力以上に達してい
ることを確認できる。
【0022】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3の何れか1項に記載の流動・圧力計において、前
記確認手段は、前記回転部材の回転方向全周に連続して
設けられていることを特徴としている。
【0023】請求項4に記載の流動・圧力計における作
用を説明する。
【0024】請求項4に記載の流動・圧力計は、透明の
確認手段が回転部材の回転方向全周に連続して設けられ
ることで、回転部材の回転とピストンの移動を回転部材
の回転方向全周より目視可能となり、よって、設置する
向きでの制限を受けることが少なくなる。
【0025】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4の何れか1項に記載の流動・圧力計において、前
記ピストンの位置を検出する検出手段を有することを特
徴としている。
【0026】請求項5に記載の流動・圧力計における作
用を説明する。
【0027】請求項5に記載の流動・圧力計は、ピスト
ンの位置が検出手段により検出される。このため、ピス
トンの位置を直接目視しなくても流体の圧力の状態が確
認でき、例えば、流動・圧力計を設置した場所から離れ
た場所でも流体の圧力の状態が確認できる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0029】図1には、本発明の第1の実施形態に係る
流動・圧力計10が示されている。流動・圧力計10
は、透明の合成樹脂等で形成された円筒のパイプ12の
両端部に、流入側本体20及び流出側本体30が取付け
られている。まず、流入側本体20から説明する。
【0030】フランジ20Fが設けられた円柱の流入側
本体20には、流体の流入口として軸線方向に貫通する
段付き孔20Jが設けられている。この段付き孔20J
は、流体の流入方向から順に孔20A、20B、20C
の3段に分かれており、孔20A、20B、20Cの順
に孔の径が小さくされている。
【0031】孔20Aには、流入側本体20の端面側か
ら孔の途中まで雌ネジ20Dが形成されており、孔20
Bとの間に形成される段部には、弾性体のOリング26
が挿着されている。ここで、配管される管材の一例とし
ては、継手22が端部に取付けられたホース24として
説明を続ける。
【0032】ホース24に設けられた継手22の先端側
には雄ネジ22Aが形成されている。この継手22の雄
ネジ22Aが、流入側本体20の雌ネジ20Dに螺合さ
れることで、ホース24が流入側本体20に配管され固
定される。
【0033】これにより、ホース24内を流れる流体
は、流入側本体20に流入可能となる。さらに、継手2
2の先端面がOリング26に圧着するので、流入側本体
20と継手22の接合部がOリング26によりシールさ
れ、よって、流体が接合部から漏出することを防止でき
る。
【0034】また、流入側本体20に設けられたフラン
ジ20Fの根元から延びる円周面部の軸線方向略中間に
は周溝20Gが設けられており、フランジの根元から周
溝20Gまでの間には雄ネジ20Eが形成されている。
この周溝20Gには、弾性体のOリング28がはめ込ま
れている。
【0035】一方、パイプ12の内壁面12Aの両先端
側には、雌ネジ12Bが形成されている。ここで、流入
側本体20の雄ネジ20Eが、パイプ12の雌ネジ12
Bに螺合されることで、流入側本体20がパイプ12に
取付けられる。さらに、パイプ12の内壁面12AがO
リング28に圧着するので、流入側本体20とパイプ1
2の接合部がOリング28によりシールされ、よって、
流体が接合部から漏出することを防止できる。
【0036】次に、流出側本体30側を説明する。この
流出側本体30の構造は、流入側本体20の構造とほぼ
同じである。
【0037】フランジ30Fが設けられた円柱の流出側
本体30には、流体の流出口として軸線方向に貫通する
段付き孔30Jが設けられている。この段付き孔30J
は、流体の流出方向から順に孔30A、30B、30C
の3段に分かれており、孔30A、30B、30Cの順
に孔の径が小さくされている。
【0038】孔30Aには、流出側本体30の端面側か
ら孔の途中まで雌ネジ30Dが形成されており、孔30
Bとの間に形成される段部には、弾性体のOリング36
が挿着されている。ここで、配管される管材の一例とし
ては、流入側本体20と同様に、継手32が端部に取付
けられたホース34として説明を続ける。
【0039】ホース34に設けられた継手32の先端側
には雄ネジ32Aが形成されている。この継手32の雄
ネジ32Aが、流出側本体30の雌ネジ30Dに螺合さ
れることで、ホース34が流出側本体30に配管され固
定される。
【0040】これにより、パイプ12内を通り抜けた流
体は、流出側本体30を通過してホース34内に流出可
能となる。さらに、継手32の先端面がOリング36に
圧着するので、流出側本体30と継手32の接合部がO
リング36によりシールされ、よって、流体が接合部か
ら漏出することを防止できる。
【0041】また、流出側本体30に設けられたフラン
ジ30Fの根元から延びる円周面部の軸線方向略中間に
は周溝30Gが設けられており、フランジの根元から周
溝30Gまでの間には雄ネジ30Eが形成されている。
この周溝30Gには、弾性体のOリング38がはめ込ま
れている。
【0042】ここで、流出側本体30の雄ネジ30E
が、パイプ12の雌ネジ12Bに螺合されることで、流
出側本体30がパイプ12に取付けられる。さらに、パ
イプ12の内壁面12AがOリング38に圧着するの
で、流出側本体30とパイプ12の接合部がOリング3
8によりシールされ、よって、流体が接合部から漏出す
ることを防止できる。
【0043】次に、パイプ12の内部を説明する。
【0044】流入側本体20には、継手22が取付けら
れる反対側に軸線方向から見て円形とされた凹状の支持
部20Iが設けられている。また、流出側本体30にも
同様に、継手32が取付けられる反対側に軸線方向から
見て円形とされた凹状の支持部30Iが設けられてい
る。
【0045】支持部20Iと支持部30Iは略同径とさ
れ、パイプ12の内部で対向し、同軸上に位置が合わせ
られている。この支持部20Iと支持部30Iには、円
筒形の回転筒14の両端部が挿入されて回転可能とされ
ている。
【0046】この回転筒14の外周面には、マーク14
Cが印されている。さらに回転筒14には、軸線方向に
貫通する孔14Aが設けられ、孔14Aには、略螺旋状
の溝14Bが形成されている。
【0047】回転筒14の孔14Aは、流入側本体20
の段付き孔20Jと流出側本体30の段付き孔30Jと
同軸上に位置が合わせられている。これにより、流入側
本体20の段付き孔20Jから回転筒14の孔14Aを
経由して流出側本体30の段付き孔30Jまで、流体が
流動する流路Fが形成される。
【0048】ここで、回転筒14の孔14A内を通過す
る流体の流動エネルギが、略螺旋状の溝14Bに作用し
て回転筒14に回転トルクを発生させ、回転筒14は回
転する。また、マーク14Cの動きを目視することで、
回転筒14の回転状態を確認できる。
【0049】さらにパイプ12の内部には、円板形のピ
ストン16が設けられている。このピストン16は、外
周面がパイプ12の内壁面12Aに略密接した状態でパ
イプ12内を摺動自在にされている。また、ピストン1
6の中央部には孔16Aが設けられて、この孔16Aに
は回転筒14が挿入さている。ピストン16は、孔16
Aの内壁面が回転筒14の外周面に略密接した状態で、
回転筒14に対し摺動自在にされている。
【0050】これにより、ピストン16は、パイプ1
2、流入側本体20及び流出側本体30で形成される空
間を流体の流入側と流出側に分割して、よって、パイプ
12の内部には流入側空間と流出側空間が形成される。
【0051】また、ピストン16と流出側本体30との
間には、圧縮コイルバネ18が設けられている。これに
より、ピストン16は流入側本体20の方向へ付勢さ
れ、ピストン16は流入側本体20に当接する位置に保
持される。
【0052】一方、流入側本体20の支持部20I付近
には、径方向に貫通する孔20Hが設けられ、この孔2
0Hで、流入側本体20の孔20Cと流入側空間が繋が
れる。これにより、流入側本体20の段付き孔20Jか
ら孔20Gを経由して、流体が流入側空間に入る流路P
が形成される。
【0053】他方、パイプ12の流出側本体30取付け
部付近には、径方向に貫通する孔12Cが設けられ、こ
の孔12Cで、外部と流出側空間が繋がれる。これによ
り、流出側空間に存在する流体(本実施の形態では空
気)は、外部(本実施の形態では大気)との間で流出入
可能とされる。
【0054】これにより、流体の圧力が流路Pを介して
ピストン16に作用し、圧力が圧縮コイルバネ18の付
勢力より大きい場合、ピストン16は図中矢印A方向へ
動き、流出側本体30に当接する位置まで移動する。
【0055】次に、本実施形態である流動・圧力計10
が流体回路に配管された状態での作用を説明する。
【0056】図4には、本実施形態である流動・圧力計
10が設備類に配管されている一実施例としての流体回
路図が示されている。
【0057】エアモータ60には、動力源としての空気
(流体)を供給するコンプレッサ62が配管されてお
り、その供給路の間には、バルブ64が配設されてい
る。これにより、コンプレッサ62から供給される空気
の量は、バルブ64の開閉で調節可能であり、エアモー
タ60の回転、停止及び駆動力の調整ができる。
【0058】さらに、このような流体回路を流れる空気
の流動及び圧力の状態を監視するため、コンプレッサ6
2とバルブ64の間に流動・圧力計10が配管されてい
る。
【0059】上記のように配管された流動・圧力計10
は、前述の構成により、コンプレッサ62から供給され
流入口としての流入側本体20から入った空気が、流路
Fを通過して流出口としての流出側本体30から出ると
き、パイプ12の内部に設けられた回転筒14が空気の
流力で回転する。
【0060】また、流動・圧力計10の下流側に設けら
れたバルブ64が閉じられると、上流側のコンプレッサ
62から供給される空気の圧力は、流路Pを介してピス
トン16に作用し、圧力が圧縮コイルバネ18の付勢力
より大きい場合、ピストン16は流出側本体30に当接
する位置まで移動する。
【0061】ここで、回転筒14とピストン16を内部
に設けたパイプ12が透明なので、回転筒14とピスト
ン16の状態は外部から目視可能であり、よって、空気
の流動及び圧力の状態が確認できる。
【0062】このように、透明のパイプ12が設けられ
た流入側本体20及び流出側本体30から構成される本
体部と、回転筒14並びにピストン16の組み合わせと
いう簡単な構造で、流体の流動及び圧力の状態を確認で
きる。
【0063】また、回転筒14とピストン16がパイプ
12内に同軸的に配置されることで、本体部から突出す
る部分がなくなる。これにより、流動・圧力計10を流
体回路等に設置するとき、他の設備類と干渉する部分が
少なくなり、よって、設置する場所や向きで制限を受け
ることが少なくなる。
【0064】さらに、ピストン16の付勢力を所定の力
量に設定することで、流体が所定の圧力以上に達してい
ることを確認できる。
【0065】また、透明のパイプ12が回転筒14の回
転方向全周に連続しているので、回転筒14の回転とピ
ストン16の移動を回転筒14の回転方向全周より目視
可能とする。これにより、流動・圧力計10を流体回路
等に設置するとき、取付け向きを回転筒14の回転とピ
ストン16の移動が目視できる向きに合わせる必要がな
くなり、よって、設置する向きで制限を受けることが少
なくなる。
【0066】尚、本実施の形態では、流入側本体20及
び流出側本体30において、管材との接合部の形状は継
手側の形状に合わせ、一例として雌ネジを形成した孔が
設けられたものとして説明した。しかし、流入側本体及
び流出側本体の接合部の形状はこれに限定されるもので
はなく、継手の形状に合わせ自由に変形できるものであ
る。
【0067】例えば図2に示すように、流出側本体に配
管される管材の継手が、雌ネジが形成された凹形の継手
42となる場合、流出側本体40の接合部を継手42に
対応させて、雄ネジ40Aが形成された凸形として配管
することも可能である。
【0068】ここで、継手42の凹部42Aには弾性体
のOリング46が挿着されている。これにより、流出側
本体40の先端面がOリング46に圧着することで、流
入側本体40と継手42の接合部がOリング46により
シールされ、よって、流体が接合部から漏出することを
防止できる。
【0069】次に、本発明の第2の実施形態について説
明する。この第2の実施形態では、上記第1の実施形態
で説明した構成とほぼ同一であるため、同一構成部品に
ついては同一符合を付し、その構成の説明を省略する。
【0070】この第2の実施形態の特徴は、流動・圧力
計のピストンの位置を検出する検出手段に関するもので
あり、以下、図3を用いて説明する。
【0071】図3には、本発明の第2の実施形態に係る
流動・圧力計50が示されている。
【0072】この流動・圧力計50では、ピストン56
の外周面にマグネット58が設けられている。また、パ
イプ12には磁気スイッチ52が取付けられており、こ
の磁気スイッチ52は、表示器54に電気的に接続され
ている。
【0073】このような構成とすることで、ピストン5
6が流体の圧力により流出側本体30の方向へ移動して
磁気スイッチ52の位置に達すると、磁気スイッチ52
がマグネット58による磁界の変化でスイッチ部が作動
し、その検出結果が表示器54に表示される。
【0074】これにより、ピストン56の位置を直接目
視しなくても流体の圧力の状態が確認でき、例えば、流
動・圧力計50を設置した場所から離れた場所でも流体
の圧力の状態が確認できる。
【0075】尚、本実施の形態では、ピストンの位置を
検出する検出手段に、磁気スイッチ52とマグネット5
8を組み合わせたものとしたが、ピストンを導電性の部
材で形成し検出手段を渦電流変位センサに置き換える組
み合わせ、あるいはピストンの位置を直接、光センサで
検出する方法に置き換えても、同様の効果が得られる。
【0076】さらに、回転筒14の外周の一部にマグネ
ットを設け、パイプ12側にはそのマグネットに対応す
る位置に磁気センサを設けることで、回転筒14の回転
による磁界の変化を磁気センサで検出することも可能で
ある。これにより、回転筒14の回転を直接目視しなく
ても流体の流動の状態が確認できる。
【0077】また、上記何れの実施の形態においても、
回転筒14は、両端部が本体の支持部に挿入されて回転
可能に支持される構造とした。しかし、回転筒14の端
部にラジアルあるいはスラストベアリング等を設けるこ
とで、回転時の摩擦負荷を軽減させる構造にしてもよ
い。
【0078】
【発明の効果】本発明の流動・圧力計は上記構成とした
ので、流体回路を流れる流体の流動及び圧力の状態を確
認する方法が簡単な構造で実現できる。
【0079】また、設置する場所や向きで制限を受ける
ことが少なくでき、流体が所定の圧力以上に達している
ことを確認できる。さらに、流動・圧力計を設置した場
所から離れた場所でも流体の圧力の状態が確認できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る流動・圧力計を
示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る流動・圧力計の
変形例を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る流動・圧力計を
示す断面図である。
【図4】本発明の実施形態である流動・圧力計が設備類
に配管されている流体回路図である。
【符号の説明】
10 流動・圧力計 12 パイプ(本体/確認手段) 14 回転筒(回転部材) 16 ピストン 18 圧縮ばね(付勢部材) 20 流入側本体(流入部/本体) 30 流出側本体(流出部/本体) 40 流出側本体(流出部/本体) 50 流動・圧力計 52 磁気スイッチ(検出手段) 56 ピストン 58 マグネット(検出手段)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体が入る流入部と前記流体が出る流出
    部と前記流体が前記流入部から前記流出部へ流動する空
    間とが内部に設けられた本体と、前記空間内に設けられ
    前記流体の流動により回転する回転部材と、前記空間内
    に設けられ前記流体の圧力により移動するピストンと、
    前記本体に設けられ前記回転部材の回転と前記ピストン
    の移動を外部より目視可能とする透明の確認手段と、を
    有することを特徴とする流動・圧力計。
  2. 【請求項2】 前記回転部材は、略螺旋状の溝が形成さ
    れた軸線方向に貫通する孔が設けられ、前記孔を前記流
    体が流動して回転する円筒体であり、前記ピストンは、
    前記円筒体を回転可能とする貫通孔を備え、前記貫通孔
    に円筒体が挿入された状態で前記空間を前記流入部側と
    前記流出部側とに分割し、流入部側の空間と流出部側の
    空間との圧力差によって移動することを特徴とする請求
    項1に記載の流動・圧力計。
  3. 【請求項3】 前記ピストンを前記流入部側へ付勢する
    付勢部材を有することを特徴とする請求項2に記載の流
    動・圧力計。
  4. 【請求項4】 前記確認手段は、前記回転部材の回転方
    向全周に連続して設けられていることを特徴とする請求
    項1乃至請求項3の何れか1項に記載の流動・圧力計。
  5. 【請求項5】 前記ピストンの位置を検出する検出手段
    を有することを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れ
    か1項に記載の流動・圧力計。
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