JP2002286514A - 流量測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 差圧検出器の周囲に乱流が発生することを防
止して、高い精度で流量を測定できるようにした流量測
定装置を提供する。 【解決手段】 流量を測定する液体が流入する第１の液
槽４における液面と液体が溢出する第２の液槽６におけ
る液面との高低差Ｈを測定する差圧検出器１１に、その
周囲の液体Ｗの流れを整流する整流板１５を設ける。こ
れにより、差圧検出器１１の周囲を流れる液体Ｗが差圧
検出器１１の受圧部１３側に回り込んで乱流が発生し、
受圧部の周囲に圧力変動が生じることを防止できる。し
たがって、差圧検出器１１の受圧部１３によって第１の
液槽４内の圧力を正確に検出できるから、第１の液槽４
内に流入する液体Ｗの流量を正確に測定することができ
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、水処理プラント等
において用いる流量測定装置に関し、より詳しくは、差
圧検出器の周囲に乱流が生じないようにして流量測定の
精度を高める技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水処理プラント等においては、処
理する水の流量を流量測定装置によって測定し各プロセ
スの制御に用いている。

【０００３】このような流量測定装置の一例を図９を参
照して説明すると、配管１を介して供給された処理水Ｗ
は、仕切板２によってその内部が仕切られた水槽３の一
方の区画４内に流下した後、仕切板２の下端と水槽３の
底面との間の狭い隙間５を通って他方の区画６に至り、
最終的に水槽３の上部から処理槽７に溢出する。

【０００４】このとき、処理水Ｗが狭い隙間５を通過す
る際に生じる圧力損失により、一方の区画４における処
理水Ｗの液面と他方の区画６における処理水Ｗの液面と
の間には図９に示したように高低差Ｈが生じるが、この
高低差Ｈは配管１を介して供給される処理水Ｗの流量に
比例する。そこで、一方の区画４内で仕切板２に取り付
けた差圧検出器８を用いて液面の高低差Ｈを測定すると
ともに、予め求めておいた処理水Ｗの流量と液面の高低
差Ｈとの関係式に高低差Ｈの測定値を適用することによ
り、処理水Ｗの流量を算出することができる。

【０００５】差圧検出器８は、例えば特開平６−８２３
２６号公報に開示されたものを用いることができるが、
図１０に拡大して示したように、高圧側の隔液ダイアフ
ラム８ａが一方の区画４に臨むとともに低圧側の隔液ダ
イアフラム８ｂが仕切板２に貫設された貫通孔２ａを介
して他方の区画６に臨んでいる。これにより、この差圧
検出器８は、水槽３の一方の区画４における処理水Ｗの
圧力と他方の区画６における処理水Ｗの圧力との間の圧
力差、したがって液面の高低差Ｈの値を連続的に測定す
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した差
圧検出器８は略円柱状の部材であるが、その軸線が仕切
板２の表面に対して垂直に延びるように仕切板２の表面
に固設され、水槽３の一方の区画４内に突出している。
これにより、配管１から流下して水槽３の一方の区画４
内を下方に流れる処理水Ｗには、図１０中に矢印で示し
たように略円柱状の部材である差圧検出器８の軸線方向
に流れる水流、言い換えると仕切板２から離れる方向に
流れる水流が生じ、高圧側の隔液ダイアフラム８ａの近
傍に乱流を発生させる。

【０００７】すると、高圧側の隔液ダイアフラム８ａの
近傍に圧力変動が生じたり、隔液ダイアフラム８ａ自体
に振動が生じたりするため、差圧検出器８を用いた液面
の高低差Ｈの測定に誤差を生じることがあった。

【０００８】そこで本発明の目的は、上述した従来技術
が有する問題点を解消し、差圧検出器の周囲に乱流が発
生することを防止して高い精度で流量を測定できるよう
にした流量測定装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する請
求項１に記載の手段は、流量を測定する液体が流入する
第１の液槽および前記液体が溢出する第２の液槽と、前
記液体に圧力損失を生じさせつつ前記第１の液槽を前記
第２の液槽に連通させる連通手段と、前記第１の液槽に
おける液面と前記第２の液槽における液面との高低差を
測定するために前記第１および第２の液槽の内部にそれ
ぞれ臨む受圧部を有する、前記第１および第２の液槽の
いずれか一方の内部に装着された差圧検出器と、を備え
る流量測定装置において、前記差圧検出器の周囲を流れ
る前記液体が前記受圧部の周囲に乱流を生じさせないよ
うに前記液体の流れを整流する整流手段を設けたことを
特徴とする。

【００１０】すなわち、請求項１に記載の流量測定装置
によれば、差圧検出器の周囲を流れる液体が整流手段に
よって整流されて受圧部の周囲に乱流が発生しないか
ら、受圧部の周囲に圧力変動が生じることがなく、受圧
部は液槽内の圧力を正確に検出することができる。な
お、整流手段は、差圧検出器を装着する液槽に設けたり
差圧検出器自体に取り付けたりできるばかりでなく、板
状の部材から構成したり多数のフィンから構成したりす
ることができる。

【００１１】また、上記の課題を解決する請求項２に記
載の手段は、請求項１に記載の流量測定装置において、
前記整流手段を、前記受圧部に対向する圧力導通孔を有
して前記受圧部の周囲に延在する、前記差圧検出器より
も大きな板状部材とすることを特徴とする。

【００１２】すなわち、請求項２に記載の流量測定装置
によれば、差圧検出器よりも大きな板状部材が受圧部の
周囲に延在して差圧検出器の周囲を流れる液体を整流す
るから、受圧部の周囲に乱流が発生することを確実に防
止できるとともに、整流手段を極めて簡単な構造とする
ことができる。また、板状部材に設けた圧力導通孔を介
して受圧部の周囲の液体圧力を受圧部に導くことができ
るから、受圧部による液体圧力の検出を妨げることがな
い。なお、受圧部の周囲において板状部材を差圧検出器
に密着させることが好ましい。

【００１３】また、上記の課題を解決する請求項３に記
載の手段は、請求項２に記載の流量測定装置において、
前記板状部材が、前記受圧部を覆うとともに、前記受圧
部の上端部および下端部にそれぞれ対向する少なくとも
２つの前記圧力導通孔を有することを特徴とする。

【００１４】すなわち、請求項３に記載の流量測定装置
によれば、板状部材が受圧部を覆うので、受圧部を保護
するための保護カバーとして板状部材を用いることがで
きる。このとき、受圧部の上端部および下端部にそれぞ
れ対向する少なくとも２つの圧力導通孔を板状部材が有
するので、板状部材と受圧部との間の隙間に気泡が残る
ことがない。

【００１５】また、上記の課題を解決する請求項４に記
載の手段は、請求項２または３に記載の流量測定装置に
おいて、前記板状部材が、少なくとも前記受圧部に臨む
部分が透明な材料から形成されることを特徴とする。

【００１６】すなわち、請求項４に記載の流量測定装置
によれば、板状部材の受圧部を覆って保護する部分が透
明であるから、受圧部に異物が付着しているか否かを容
易に目視して確認することができる。なお、板状部材の
全体を透明な材料から形成することもできる。

【００１７】また、上記の課題を解決する請求項５に記
載の手段は、請求項２乃至４のいずれかに記載の流量測
定装置において、前記板状部材を、前記差圧検出器に対
して着脱自在に装着することを特徴とする。

【００１８】すなわち、請求項５に記載の流量測定装置
によれば、受圧部を覆う板状部材を差圧検出器に対して
着脱できるから、受圧部の表面に異物が付着している否
かを容易に確認できるとともに、異物が付着している場
合には受圧部の表面を容易に清掃することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る流量測定装置
の各一実施形態を、図１乃至図８を参照して詳細に説明
する。なお、以下の説明においては、同一の部分には同
一の符号を用いる。

【００２０】第１実施形態 まず最初に図１〜図３を参照し、第１実施形態の流量測
定装置について詳細に説明する。

【００２１】本第１実施形態の流量測定装置１０におい
ては、図１に示したように、配管１を介して供給される
処理水Ｗが、仕切板２によってその内部が仕切られた水
槽３の一方の区画（第１の液槽）４内に流下した後、仕
切板２の下端と水槽３の底面との間の狭い隙間（連通
路）５を通って他方の区画（第２の液槽）６に流出し、
最終的に水槽３の他方の区画６の上部から溢出して処理
槽７に至る。

【００２２】このとき、処理水Ｗが狭い隙間５を通過す
る際に生じる圧力損失により、一方の区画４における処
理水Ｗの液面と他方の区画６における処理水Ｗの液面と
の間には図１に示したように高低差Ｈが生じるが、この
高低差Ｈは配管１を介して供給される処理水Ｗの流量に
比例する。そこで、一方の区画４内において仕切板２に
取り付けた差圧検出器１１を用いて液面の高低差Ｈを測
定するとともに、予め求めておいた処理水Ｗの流量と液
面の高低差Ｈとの関係式に高低差Ｈの測定値を適用する
ことにより、処理水Ｗの流量を算出することができる。

【００２３】差圧検出器１１は、図２に拡大して示した
ように、仕切板２の表面に固定された円柱状の検出器ブ
ロック１２と、この検出器ブロック１２の高圧側の端面
１２ａに設けられた高圧側の隔液ダイアフラム（受圧
部）１３と、検出器ブロック１２の低圧側の端面１２ｂ
に設けられた低圧側の隔液ダイアフラム（受圧部）１
４、および差圧検出器１１の高圧側の端面１２ａに固定
された整流板（整流手段）１５とを有している。

【００２４】検出器ブロック１２は、その軸線が水平に
延びるように、かつその低圧側の端面１２ｂが仕切板２
の表面に密着するように、図示されないボルトによって
仕切板２の表面に固定されている。このとき、低圧側の
隔液ダイアフラム１４は仕切板２に貫設された貫通孔２
ａを介して他方の区画６の内部に臨むので、低圧側の隔
液ダイアフラム１４には他方の区画６内の処理水Ｗの圧
力が作用する。

【００２５】整流板１５は、図２および図３に示したよ
うに、その側縁が鉛直方向に延びる矩形状の板状部材
で、図示されないボルトによって検出器ブロック１２の
高圧側の端面１２ａに固定され、仕切板２と平行に延び
ている。また、この整流板１５は、図３に示したように
検出器ブロック１２の端面１２ａの外径寸法より大きな
寸法を有しており、その外周端部は検出器ブロック１２
の外周面１２ｃよりも半径方向外側に延在している。ま
た、この整流板１５の中央部には、高圧側の隔液ダイア
フラム１３とほぼ同等の直径を有する貫通孔（圧力導通
孔）１５ａが貫設されているので、一方の区画４内の処
理水Ｗの圧力が高圧側の隔液ダイアフラム１３に作用す
る。

【００２６】上述の構造を有する本第１実施形態の流量
測定装置１０によれば、鉛直方向に同一の高さにおける
一方の区画４内の処理水Ｗの圧力と他方の区画６内にお
ける処理水Ｗの圧力との差を差圧検出器１２によって検
出できるから、一方の区画４における液面と他方の区画
６における液面との高低差Ｈを連続的に検出することが
できる。なお、差圧検出器１２によって検出された高低
差Ｈの値は、図示されない配線を介して水処理プラント
の制御装置に送信され、そこで流量が算出される。

【００２７】ところで、水槽３の一方の区画４において
は、その上部に配管１を介して処理水Ｗが供給されると
ともにその下部からは狭い隙間５を介して他方の区画６
内に処理水Ｗが流出するため、図２中に下向き矢印で示
したように上方から下方への処理水Ｗの流れが生じる。

【００２８】このとき、処理水Ｗは図２および図３中に
下向き矢印で示したように検出器ブロック１２の周囲を
流れるが、検出器ブロック１２の高圧側の端面１２ａに
整流板１５が設けられているので、検出器ブロック１２
の周囲から高圧側の隔液ダイアフラム１３側に回り込む
ように処理水Ｗが流れることがない。これにより、本第
１実施形態の流量測定装置１０においては、その差圧検
出器１１の周囲の処理水Ｗに乱流が生じないから、乱流
に伴う圧力変動や高圧側の隔液ダイアフラム１３の振動
が発生しない。

【００２９】したがって本第１実施形態の流量測定装置
１０によれば、水槽３の一方の区画４内の処理水Ｗの圧
力と他方の区画６内の処理水Ｗの圧力との差、すなわち
一方の区画４における処理水Ｗの液面と他方の区画６に
おける処理水Ｗの液面との高低差Ｈを差圧検出器１１に
よって正確に検出できるから、処理水Ｗの流量を正確に
算出することができる。

【００３０】第２実施形態 次に図４および図５を参照し、第２実施形態の流量測定
装置２０について詳細に説明する。

【００３１】上述した第１実施形態の流量測定装置１０
においては、高圧側の隔液ダイアフラム１３の外径寸法
とほぼ等しい内径寸法を有する一つの貫通孔１５ａが整
流板１５に貫設されていた。また、低圧側の隔液ダイア
フラム１４の外径寸法とほぼ等しい内径寸法を有する一
つの貫通孔２ａが仕切板２に貫設されていた。これに対
して本第２実施形態の流量測定装置２０は、仕切板およ
び整流板にそれぞれ貫設する貫通孔の寸法や個数を変更
したものである。

【００３２】すなわち図４および図５に拡大して示した
ように、本第２実施形態の流量測定装置２０の差圧検出
器２１は、一方の区画４の内部において仕切板２の表面
に固定された円柱状の検出器ブロック２２と、この検出
器ブロック２２の左右の両端面２２ａ，２２ｂにそれぞ
れ設けられた高圧側の隔液ダイアフラム（受圧部）２３
および低圧側の隔液ダイアフラム（受圧部）２４、さら
には差圧検出器２１の高圧側の端面２２ａに固定された
整流板（整流手段）２５とを有している。

【００３３】整流板２５には、高圧側の隔液ダイアフラ
ム２３の外径寸法よりも大幅に小さい内径寸法をそれぞ
れ有する上下一対の貫通孔２５ａ、２５ｂが、高圧側の
隔液ダイアフラム２３の上端部および下端部にそれぞれ
対向するように貫設されている。これにより整流板２５
は、高圧側の隔液ダイアフラム２３のほとんどの部分を
覆って保護することができる。しかしながら、整流板２
５と高圧側の隔液ダイアフラム２３との間の隙間内に入
り込んだ気泡は、上側の貫通孔２５ａを介して水槽３の
一方の区画４内に出ることができる。

【００３４】同様に仕切板２には、低圧側の隔液ダイア
フラム２４の外径寸法よりも大幅に小さい内径寸法をそ
れぞれ有する上下一対の貫通孔２ｂ、２ｃが、低圧側の
隔液ダイアフラム２３の上端部および下端部にそれぞれ
対向するように貫設されている。これにより仕切板２
は、低圧側の隔液ダイアフラム２４のほとんどの部分を
覆って保護することができる。しかしながら、仕切板２
と低圧側の隔液ダイアフラム２４との間の隙間内に入り
込んだ気泡は、上側の貫通孔２ｃを介して水槽３の他方
の区画６内に出ることができる。

【００３５】したがって本第２実施形態の流量測定装置
２０によれば、仕切板２および整流板２５が、差圧検出
器２１の高圧側の隔液ダイアフラム２３および低圧側の
隔液ダイアフラム２４を保護するための保護カバーの役
割を果たすことができる。

【００３６】第３実施形態 次に図６および図７を参照し、第３実施形態の流量測定
装置３０について詳細に説明する。

【００３７】本第３実施形態の流量測定装置３０は、上
述した第２実施形態における整流板２５を透明な材料か
ら形成したものである。

【００３８】すなわち、図６および図７に拡大して示し
たように、本第３実施形態の流量測定装置３０の差圧検
出器３１は、一方の区画４の内部において仕切板２の表
面に固定された円柱状の検出器ブロック３２と、この検
出器ブロック３２の左右の両端面３２ａ，３２ｂにそれ
ぞれ設けられた高圧側の隔液ダイアフラム（受圧部）３
３および低圧側の隔液ダイアフラム（受圧部）３４、さ
らには差圧検出器３１の高圧側の端面３２ａに着脱自在
に装着された整流板（整流手段）３５とを有している。

【００３９】上述した第２実施形態と全く同様に、整流
板３５には、高圧側の隔液ダイアフラム３３の外径寸法
よりも大幅に小さい内径寸法をそれぞれ有する上下一対
の貫通孔３５ａ、３５ｂが、高圧側の隔液ダイアフラム
３３の上端部および下端部にそれぞれ対向するように貫
設されている。このとき整流板３５は、その全体が透明
な材料、例えば強化ガラス若しくはアクリル樹脂等から
形成されている。

【００４０】これにより、本第３実施形態の流量測定装
置３０によれば、透明な整流板３５を通して高圧側の隔
液ダイアフラム３３に異物等が付着しているか否かを容
易に目視し確認することができる。そして、高圧側の隔
液ダイアフラム３３に異物等が付着していることが確認
された場合には、整流板３５を検出器ブロック３２に対
して着脱自在に装着している図示されないボルトを外す
ことにより整流板３５を取り外し、高圧側の隔液ダイア
フラム３３を容易に清掃することができる。

【００４１】第４実施形態 次に図８を参照し、第４実施形態の流量測定装置３０に
ついて説明する。

【００４２】上述した各実施形態においては、いずれも
差圧検出器の高圧側の端面に一枚の整流板のみを装着し
ている。これに対して図８に示した流量測定装置４０の
差圧検出器４１においては、一方の区画４の内部におい
て仕切板２の表面に固定された円柱状の検出器ブロック
４２の高圧側の端面および外周面の水平方向の中間部
に、互いに平行に延びる一対の整流板４３，４４がそれ
ぞれ設けられている。

【００４３】これにより、本第４実施形態の流量測定装
置４０によれば、検出器ブロック４２の周囲を流れる処
理水Ｗの流れをより一層効果的に整流することができる
から、検出器ブロック４２の周囲に乱流が発生すること
をより一層確実に防止して、処理水Ｗの流量をより高い
精度で測定することができる。

【００４４】以上、本発明に係る流量測定装置の各実施
形態ついて詳しく説明したが、本発明は上述した実施形
態によって限定されるものではなく、種々の変更が可能
であることは言うまでもない。例えば、上述した整流板
１５，２５，３５はいずれも矩形状の板状部材であった
が、その形状は必要とする整流効果に合わせて適宜変更
することができる。また、上述した整流板１５，２５，
３５はいずれも検出器ブロック１２，２２，３２に取り
付けられているが、仕切板２から延びる支持腕によって
支持することもできる。さらには、整流板を小さな部分
に分割してフィン状とし、検出器ブロックの表面に凸設
することもできる。

【００４５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の流量測定装置によれば、差圧検出器の周囲を流れる液
体が整流手段によって整流されて受圧部の周囲に乱流が
発生しないから、受圧部の周囲に圧力変動が生じること
がなく、受圧部は液槽内の圧力を正確に検出することが
できる。また、差圧検出器よりも大きな板状部材が受圧
部の周囲に延在して差圧検出器の周囲を流れる液体を整
流するから、受圧部の周囲に乱流が発生することを確実
に防止できるとともに、整流手段を極めて簡単な構造と
することができる。また、板状部材が差圧検出器の受圧
部を覆うので、板状部材を受圧部を保護するための保護
カバーとすることができる。また、受圧部の上端部およ
び下端部にそれぞれ対向する少なくとも２つの圧力導通
孔を板状部材に設けることにより、板状部材と受圧部と
の間に気泡が残ることを防止できる。また、板状部材の
受圧部を覆って保護する部分が透明であるから、受圧部
に異物が付着しているか否かを容易に目視して確認する
ことができる。また、受圧部を覆う板状部材を差圧検出
器に対して着脱できるから、受圧部の表面に異物が付着
している否かを容易に確認できるとともに、異物が付着
している場合には受圧部の表面を容易に清掃することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施形態の流量測定装置の構
造を模式的に示す断面図。

【図２】図１中に示した差圧検出器の部分を拡大して示
す断面図。

【図３】図２中にIII−III破断線に沿った断面図。

【図４】本発明に係る第２実施形態の流量測定装置の要
部を拡大して示す断面図。

【図５】図４中に示した矢印の方向から見た側面図。

【図６】本発明に係る第３実施形態の流量測定装置の要
部を拡大して示す断面図。

【図７】図６中に示した矢印の方向から見た側面図。

【図８】本発明に係る第４実施形態の流量測定装置の要
部を拡大して示す断面図。

【図９】従来の流量測定装置の構造を模式的に示す断面
図。

【図１０】図９中に示した差圧検出器の部分を拡大して
示す断面図。

【符号の説明】

１ 配管 ２ 仕切板 ３ 水槽 ４ 一方の区画 ５ 隙間 ６ 他方の区画 ７ 処理槽 １０ 第１実施形態の流量測定装置 １１ 差圧検出器 １２ 検出器ブロック １３ 高圧側ダイアフラム １４ 低圧側ダイアフラム １５ 整流板 ２０ 第２実施形態の流量測定装置 ２１ 差圧検出器 ２２ 検出器ブロック ２３ 高圧側ダイアフラム ２４ 低圧側ダイアフラム ２５ 整流板 ２５ａ，２５ｂ 貫通孔 ３０ 第３実施形態の流量測定装置 ３１ 差圧検出器 ３２ 検出器ブロック ３３ 高圧側ダイアフラム ３４ 低圧側ダイアフラム ３５ 整流板 ３５ａ，３５ｂ 貫通孔 ４０ 第４実施形態の流量測定装置 ４１ 差圧検出器 ４２ 検出器ブロック ４３，４４ 整流板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流量を測定する液体が流入する第１の液槽
   および前記液体が溢出する第２の液槽と、 前記液体に圧力損失を生じさせつつ前記第１の液槽を前
   記第２の液槽に連通させる連通手段と、 前記第１の液槽における液面と前記第２の液槽における
   液面との高低差を測定するために前記第１および第２の
   液槽の内部にそれぞれ臨む受圧部を有する、前記第１お
   よび第２の液槽のいずれか一方の内部に装着された差圧
   検出器と、を備える流量測定装置において、 前記差圧検出器の周囲を流れる前記液体が前記受圧部の
   周囲に乱流を生じさせないように前記液体の流れを整流
   する整流手段を設けたことを特徴とする流量測定装置。
2. 【請求項２】前記整流手段は、前記受圧部に対向する圧
   力導通孔を有して前記受圧部の周囲に延在する、前記差
   圧検出器よりも大きな板状部材であることを特徴とする
   請求項１に記載の流量測定装置。
3. 【請求項３】前記板状部材は、前記受圧部を覆うととも
   に、前記受圧部の上端部および下端部にそれぞれ対向す
   る少なくとも２つの前記圧力導通孔を有することを特徴
   とする請求項２に記載の流量測定装置。
4. 【請求項４】前記板状部材は、少なくとも前記受圧部に
   臨む部分が透明な材料から形成されることを特徴とする
   請求項２または３に記載の流量測定装置。
5. 【請求項５】前記板状部材は、前記差圧検出器に対して
   着脱自在に装着されることを特徴とする請求項２乃至４
   のいずれかに記載の流量測定装置。