JP2004279307A

JP2004279307A - 配管装置及び配管配置方法

Info

Publication number: JP2004279307A
Application number: JP2003073494A
Authority: JP
Inventors: Riyoubon Fujishima; 了凡藤島
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】配管内を流れる測定流体を測定するための、オリフィスを配管の径よりも縮径の内配管内に設置することで、配管内部を流れる測定流体の気泡や堆積物の影響を無くすと共に配管のサイズにとらわれないで配管を流れる測定流体の流量を測定できるようにした配管装置を提供する。
【解決手段】配管装置は、測定流体を流すことができる配管と、この配管の径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成した内配管と、この内配管の内部に設けたオリフィスと、このオリフィスを境にして、その上流側と下流側に内配管に挿通させるように設けた上流側及び下流側導圧管と、を備え、内配管を、配管内部の測定流体の流れに沿った状態で配置し、上流側及び下流側導圧管を配管の外部に設けた差圧伝送器に接続したことである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管装置及び配管配置方法に関するものであり、特に、流量を測定する配管系において、通常の配管の中にオリフィスが組み込まれた内配管を設置し、その内配管に組み込まれたオリフィスにより流量を測定する配管装置及び配管配置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における配管装置は、図６に示すように、測定流体が流れる配管１１１に、配管１１１の中央位置を空洞にして流れる流体を遮るようにして設置したオリフィス１１５と、オリフィス１１５の上流側に配管１１１に挿通させ測定流体を分岐させるための上流側導圧管１１６と、オリフィス１１５の下流側に配管１１１に挿通させ測定流体を分岐させるための下流側導圧管１１７と、この上流側導圧管１１６からの測定流体の圧力と、下流側導圧管１１７からの測定流体の圧力とを入力して、その差圧を測定する差圧伝送器１２１とからなる。上流側及び下流側導圧管１１６、１１７には元弁１１９、元弁１１８、三方弁１２０が介在されていて、その測定流体の流れ方向を制御できる構成になっている。
三方弁１２０は、上流側導圧管１１６に接続したストップ弁１２２、下流側導圧管１１７に接続したストップ弁１２３、上流側導圧管１１６と下流側導圧管１１７との間の均圧配管１２４を介在して接続した均圧弁１２５とからなる。
【０００３】
このような構成からなる配管装置において、測定流体の流れる配管１１１中にオリフィス１１５を設置し、その上流側と下流側の圧力を上流側及び下流側導圧管１１６、１１７により差圧伝送器１２１へ導く。
上流側及び下流側導圧管１１６、１１７により導かれた圧力の差、即ち、オリフィス１１５の上流側と下流側の間の差圧を差圧伝送器１２１により測定し、その差圧から配管１１１中を流れる流体の流量を導くことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−２０１２０６号公報（第３頁第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した配管装置において、配管のサイズに合わせたオリフィスが必要なため、様々な種類のオリフィスを製作する必要がある。特に大口径になるほどオリフィス製作に必要な費用が大きくなる。
オリフィスを配管に組み込むために、オリフィスを挟み込める形状に配管を変更する必要がある。特に大口径になるほどその工事にかかる費用が大きくなる。
【０００６】
又、測定流体中の気泡がオリフィスを通過するため、オリフィスは気泡の影響を受けやすく、流量測定の誤差の原因となりやすいという問題もある。
【０００７】
測定流体中の堆積物がオリフィスの部分に留まりやすいため、オリフィスを定期的に清掃する必要がある。特に大口径になるほどその分解、清掃、交換等に必要な工数、費用が大きくなる。
このように、オリフィスによる圧力損失が大きく、系全体の効率が低下し易いという問題がある。
【０００８】
従って、オリフィスを使用した流量測定において、測定流体中の気泡の影響を取り除き、安定した測定を得ることができるものとし、又、オリフィスを使用した設備において、その保守、点検、或いは設置に必要な費用、時間を削減できるものとし、更に、オリフィスによる圧力損失を小さくすることにより系全体の効率を上げ、燃料等を削減することによるコストを引き下げることに解決しなければならない課題を有する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る配管装置及び配管配置方法は、次に示す構成にすることである。
【００１０】
（１）配管装置は、測定流体を流すことができる配管と、前記配管の径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成した内配管と、前記内配管の内部に設けたオリフィスと、前記オリフィスを境にして、その上流側と下流側に前記内配管に挿通させて設けた上流側及び下流側導圧管と、を備え、前記内配管を、前記配管内部の測定流体の流れに沿った状態で配置し、前記上流側及び下流側導圧管を固定することで前記内配管を前記配管内部の適宜位置に配置固定したことである。
【００１１】
（２）又、配管装置は、測定流体を流すことができる流路と、前記流路の深さよりも小さな径で且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成した内配管と、前記内配管の内部に設けたオリフィスと、前記オリフィスを境にして、その上流側と下流側に前記内配管に挿通させて設けた上流側及び下流側導圧管と、を備え、前記内配管を、前記流路の測定流体の流れに沿った状態で配置し、前記上流側及び下流側導圧管を固定することで前記内配管を前記流路の適宜位置に配置固定したことである。
【００１２】
（３）配管配置方法は、測定流体を流すことができる配管内に、該配管の径よりも縮径に形成した内配管を配置する第１のステップ、前記配管内に配置した前記内配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを境にした上流側と下流側に内配管内の測定流体を導通させる上流側及び下流側導圧管を固定することで、前記内配管を前記配管内に配置固定する第２のステップ、からなる。
【００１３】
（４）又、配管配置方法は、測定流体を流すことができる流路内に、該流路の深さよりも小さな径に形成した内配管を配置する第１のステップ、前記流路内に配置した前記内配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを境にした上流側と下流側に内配管内の測定流体を導通させる上流側及び下流側導圧管を固定することで、前記内配管を前記流路内に配置固定する第２のステップ、からなる。
【００１４】
このように、配管又は流路内に、配管よりも径が小さく又は流路の深さよりも小さくした径にし、且つ配管内部又は流路を流れる測定流体を流すことができるように管の上端及び下端を開口とした筒形状に形成した内配管内部にオリフィスを設置すると共に、このオリフィスの上流側に上流側導圧管を接続し、下流側に下流側導圧管を接続するようにした構成にすることで、測定流体に含まれている気泡がオリフィスに当たる確率を充分少なくすることが可能になる。
又、測定流体に含まれている堆積物を内配管以外の箇所を通り過ぎる確率が高いため、その分、堆積物を取り除く保守、点検等の作業を少なくできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係る配管装置及び配管配置方法の実施形態について、図面を参照して、以下、説明する。
【００１６】
本発明に係る第１の実施形態の配管配置方法を具現化できる配管装置は、図１に示すように、測定流体を流すことができる配管１１と、この配管１１に設けた一部を開口にし蓋１２を備えたフランジ部１３と、この配管１１内部に配管１１の径よりも充分小さく且つ筒形状に形成した上端及び下端を開口とした内配管１４と、内配管１４に設けたオリフィス１５と、オリフィス１５の上流側で内配管１４内部に連通させた上流側導圧管１６と、オリフィス１５の下流側で内配管１４内部に連通させた下流側導圧管１７と、この上流側及び下流側導圧管１６、１７に元弁１８、１９、三方弁２０を介して接続されている差圧伝送器２１とからなる。この上流側及び下流側導圧管１６、１７には元弁１８、１９、三方弁２０を接続した構成になっており、この元弁１８、１９、三方弁２０は上流側及び下流側導圧管１６、１７の内部を流れる測定流体を制御する。この上流側及び下流側導圧管１６、１７は蓋１２に固定された構成になっている。
【００１７】
内配管１４は、配管１１の径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成してある。この径は、配管１１の径に対して充分小さな径にすることで、配管１１内部に設置したときに、測定流体の流れに影響を与えることを最小限にすることができる。
更に、この配管１１の径よりも充分に小さな径にした内配管１４内にオリフィス１５を設けた構成にすることで、オリフィス１５を設けた内配管１４は、配管１４の大きさに関係することなく配置することが可能になる。
【００１８】
三方弁２０は、上流側導圧管１６に接続したストップ弁２２、下流側導圧管１７に接続したストップ弁２３、上流側導圧管１６と下流側導圧管１７との間の均圧配管２４を介在して接続した均圧弁２５とからなる。
【００１９】
このような内配管１４及び上流側導圧管１６、下流側導圧管１７は、フランジ部１３の蓋１２を開口にして、そのフランジ部１３から配管１１内部に内配管１４を設置すると、上流側及び下流側導圧管１６、１７がフランジ部１３の蓋１２で固定されているため、上流側及び下流側導圧管１６、１７に接続されている内配管１４は配管１１内部の略中心位置に配置されることになる。
尚、実施例において、配管１１内部の中心位置に内配管１４を配置した構成になっているがこれに限定されることなく、測定流体の種類や流速等によって配管１１内部に設置する位置を適宜変更できることは勿論のことである。
【００２０】
以上のように、配管装置は、配管１１内部を測定流体が流れており、配管１１の内側中心部にオリフィス１５が組み込まれている内配管１４を設置する。
オリフィス１５の上流側・下流側から、上流側及び下流側導圧管１６、１７により、フランジ部１３から配管１１の外部にそれぞれの圧力が導かれる。
上流側及び下流側導圧管１６、１７はフランジ部１３を閉塞する蓋１２に取付けられており、フランジ部１３を蓋１２で閉塞することで、内配管１４も配管１１の中心位置に固定されることになる。
【００２１】
上流側及び下流側導圧管１６、１７を元弁１８、１９、三方弁２０を介して差圧伝送器２１に接続することにより、オリフィス１５両端の圧力の差、即ち、オリフィス１５の上流側と下流側の間の差圧を差圧伝送器２１で測定する。
差圧伝送器２１で測定された差圧から測定流体の流量を求めることができるのである。
このように動作する配管装置においては、様々な効果を得ることができる。以下、列挙する。
【００２２】
（１）配管１１のサイズが大きくなっていてもオリフィス１５のサイズを小さいままにすることが可能である。従って、大きなオリフィス１５を製作しないことによるコストダウンを図ることが可能にある。
【００２３】
（２）測定流体中に気泡が混入していても、気泡は内配管１４の上側を通り過ぎるため、オリフィス１５内に気泡が流れることなく、気泡による流量測定への影響を無くすか、きわめて少なくすることができる。
【００２４】
（３）測定流体中の堆積物は内配管１４の下側を通り過ぎるため、堆積物がオリフィス１５の部分に留まることはなく、堆積物を取り除くための保守、点検作業を行う必要がなくなる。
【００２５】
（４）内配管１４、オリフィス１５を設置する場合は、フランジ部１３から入れるだけでよく、設置に必要な作業工数を大幅に削減できる。取り外す場合も同様である。
【００２６】
（５）オリフィス１５を設置するためには、フランジ部１３を設けるだけでよく、配管１１を途中で分割するというような配管１１の大規模な改造が不要である。
【００２７】
（６）特に配管１１と比較し、内配管１４が小さくできる場合は、オリフィス１５による圧力損失も小さくなることにより、系全体の効率を上げることができるのである。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施形態の配管装置について、図面を参照して、以下説明する。
【００２９】
第２の実施形態の配管装置は、図２に示すように、上流側及び下流側導圧管１６、１７をフランジ部１３の蓋１２に固定せずに固定金具等により上流側及び下流側導圧管１６、１７を固定する構造としたものであり、測定流体を流すことができる配管１１と、この配管１１に設けた一部を開口にすると共に上流側及び下流側導圧管１６、１７を係止する固定金具２６を設けた蓋１２を備えたフランジ部１３と、この配管１１内部に配管１１の径よりも充分小さく且つ筒形状に形成した上端及び下端を開口とした内配管１４と、内配管１４の内部に設けたオリフィス１５と、オリフィス１５の上流側で内配管１４内部に連通させた上流側導圧管１６と、オリフィス１５の下流側で内配管１４内部に連通させた下流側導圧管１７と、この上流側及び下流側導圧管１６、１７に元弁１８、１９、三方弁２０を介して接続されている差圧伝送器２１とからなる。この上流側及び下流側導圧管１６、１７には元弁１８、１９、三方弁２０を接続した構成になっており、この元弁１８、１９、三方弁２０は上流側及び下流側導圧管１６、１７の内部を流れる測定流体を制御する。
【００３０】
フランジ部１３の蓋１２に設けた固定金具２６は、上流側及び下流側導圧管１６、１７を係止するもので、上流側及び下流側導圧管１６、１７に接続してある内配管１４を配管１１内部の適当な位置に配置して、固定金具２６で係止すると、内配管１４は配管１１内部の所望の位置に固定されることになる。
【００３１】
このような構成にすることで、内配管１４の位置を調整することができることになり、配管１１のサイズが変更になっても内配管１４を配管１１の中心位置又は所望の位置に設置することができ、配管１１内を流れる測定流体に即した位置に設置することで精度の良い流量測定が可能になる。
【００３２】
次に、本発明の第３の実施形態の配管装置について、図面を参照して説明する。
【００３３】
第３の実施形態の配管装置は、図３に示すように、オリフィス１５の上流側、下流側にそれぞれ十分な管路長をとる構成にしたもので、測定流体を流すことができる管路の長さを長くした配管１１Ａと、この配管１１Ａに設け、一部を開口にすると共にこの開口を閉塞する蓋１を設けたフランジ部１３と、この配管１１Ａ内部に配管１１Ａの径よりも充分小さく且つ筒形状に形成した上端及び下端を開口とした内配管１４と、内配管１４の内部に設けたオリフィス１５と、オリフィス１５の上流側で内配管１４内部に連通させた上流側導圧管１６と、オリフィスの下流側で内配管１４内部に連通させた下流側導圧管１７と、この上流側及び下流側導圧管１６、１７に元弁１８、１９、三方弁２０を介して接続されている差圧伝送器２１とからなる。この上流側及び下流側導圧管１６、１７には元弁１８、１９、三方弁２０を接続した構成になっており、この元弁１８、１９、三方弁２０は上流側及び下流側導圧管１６、１７の内部を流れる測定流体を制御する。
【００３４】
内配管１４は、配管１１Ａの径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成してある。この径は、配管１１Ａの径に対して充分小さな径にすることで、配管１１Ａ内部に設置したときに、測定流体の流れに影響を与えることを最小限にすることができる。
更に、この配管１１Ａの径よりも充分に小さな径にした内配管１４内にオリフィス１５を設けた構成にすることで、オリフィス１５を設けた内配管１４は、配管１１Ａの大きさに関係することなく配置することが可能になる。
【００３５】
このような内配管１４及び上流側導圧管１６、下流側導圧管１７は、フランジ部１３の蓋１２を開口にして、そのフランジ部１３から配管１１Ａ内部に内配管１４を設置すると、上流側及び下流側導圧管１６、１７がフランジ部１３の蓋１２で固定されているため、上流側及び下流側導圧管１６、１７に接続されている内配管１４は配管１１内部の略中心位置に配置されることになる。
尚、実施例において、配管１１Ａ内部の中心位置に内配管１４を配置した構成になっているがこれに限定されることなく、測定流体の種類や流速等によって配管１１Ａ内部に設置する位置を適宜変更できることは勿論のことである。
【００３６】
次に、本発明の第４の実施形態の配管装置について、図面を参照して、以下説明する。
【００３７】
第４の実施形態の配管装置は、図４に示すように、測定流体を流すことができる空中も含んだ開水路である流路１１Ｂと、この流路１１Ｂの深さよりも充分小さな径にし且つ上端及び下端を開口とした筒形状に形成した内配管１４と、内配管１４の内部に設けたオリフィス１５と、オリフィス１５の上流側で内配管１４内部に連通させて接続してある上流側導圧管１６と、オリフィス１５の下流側で内配管１４内部に連通させて接続してある下流側導圧管１７と、この上流側及び下流側導圧管１６、１７に元弁１８、１９、三方弁２０を介して接続されている差圧伝送器２１とからなる。この上流側及び下流側導圧管１６、１７には元弁１８、１９、三方弁２０を接続した構成になっており、この元弁１８、１９、三方弁２０は上流側及び下流側導圧管１６、１７の内部を流れる測定流体を制御する。
【００３８】
このような構成の配管装置において、内配管１４に接続してある上流側及び下流側導圧管１６、１７を操作して流路１１Ｂの所定の深さ位置に内配管１４を配置することで、流路１１Ｂを流れる測定流体を内配管１４内部に取り入れ、上流側及び下流側導圧管１６、１７に測定流体を引き込み、差圧伝送器２１に供給することで流路１１Ｂを流れる測定流体の流量を測定することができるのである。
【００３９】
次に、本発明の第５の実施形態の配管装置について、図面を参照して、以下説明する。
【００４０】
第５の実施形態の配管装置は、図５に示すように、測定流体を流すことができる配管１１と、この配管１１に設けた一部を開口にし、その開口部分を閉塞する蓋１２を設けたフランジ部１３と、この配管１１内部に配管１１の径よりも充分小さく且つ筒形状に形成した上端及び下端を開口とした内配管１４と、内配管１４の内部に設けたオリフィス１５と、オリフィス１５の上流側で内配管１４内部に連通させて接続した上流側導圧管１６と、オリフィス１５の下流側で内配管１４内部に連通させて接続した下流側導圧管１７と、上流側及び下流側導圧管１６、１７に接続されている元弁１８，１９を介して差圧伝送器２１に接続するリモートシール部２７と、リモートシール部２７で上流側及び下流側導圧管１６、１７からの圧力を受け、流量を測定する差圧伝送器２１とからなる。
【００４１】
内配管１４は、配管１１の径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成してある。この径は、配管１１の径に対して充分小さな径にすることで、配管１１内部に設置したときに、測定流体の流れに影響を与えることを最小限にすることができる。
更に、この配管１１の径よりも充分に小さな径にした内配管１４内にオリフィス１５を設けた構成にすることで、オリフィス１５を設けた内配管１４は、配管１１の大きさに関係することなく配置することが可能になる。
【００４２】
このような構成からなる配管装置において、上流側及び下流側導圧管１６、１７に接続してあるリモードシール部２７は、固定されたものではなく、適宜場所の変更をすることができるため、差圧伝送器２１を、一箇所に固定することなく、適宜所望の場所において測定流体の流量を測定することができるのである。
【００４３】
【発明の効果】
上記説明したように、本発明に係る配管装置は、配管の径よりも小さな径、又は流路の深さよりも小さな径にした内配管の内部にオリフィスを備えた構成にし、そのオリフィスの上流側と下流側に導圧管を接続して内配管内を流れる測定流体の圧力を得るようにしたことで、例え，配管の径が異なっても、又は流路の深さを異なっても、内配管はそのまま使用することが可能であるので、オリフィスを製作しないことによるコストダウンを図ることができるという効果がある。
【００４４】
又、測定流体中に気泡が混入していても、気泡は内配管の上側を通り過ぎるため、オリフィス内に気泡が流れることなく、気泡による流量測定への影響を無くすことができるという効果がある。
【００４５】
更に、測定流体中の堆積物は内配管の下側を通り過ぎるため、堆積物がオリフィスの部分に留まることはなく、堆積物を取り除くための保守、点検作業を行う必要がなくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施形態の配管装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明に係る第２の実施形態の配管装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る第３の実施形態の配管装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係る第４の実施形態の配管装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明に係る第５の実施形態の配管装置の構成を示すブロック図である。
【図６】従来技術における配管装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１配管
１１Ａ配管
１１Ｂ流路
１２蓋
１３フランジ部
１４内配管
１５オリフィス
１６上流側導圧管
１７下流側導圧管
１８元弁
１９元弁
２０三方弁
２１差圧伝送器
２６固定金具
２７リモートシール部。

Claims

測定流体を流すことができる配管と、
前記配管の径よりも縮径に形成し且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成した内配管と、
前記内配管の内部に設けたオリフィスと、
前記オリフィスを境にして、その上流側と下流側に前記内配管に挿通させて設けた上流側及び下流側導圧管と、
を備え、
前記内配管を、前記配管内部の測定流体の流れに沿った状態で配置し、前記上流側及び下流側導圧管を固定することで前記内配管を前記配管内部の適宜位置に配置固定したことを特徴とする配管装置。
測定流体を流すことができる流路と、
前記流路の深さよりも小さな径で且つ所定長さであって両端を開口の筒状に形成した内配管と、
前記内配管の内部に設けたオリフィスと、
前記オリフィスを境にして、その上流側と下流側に前記内配管に挿通させて設けた上流側及び下流側導圧管と、
を備え、
前記内配管を、前記流路の測定流体の流れに沿った状態で配置し、前記上流側及び下流側導圧管を固定することで前記内配管を前記流路の適宜位置に配置固定したことを特徴とする配管装置。
測定流体を流すことができる配管内に、該配管の径よりも縮径に形成した内配管を配置する第１のステップ、
前記配管内に配置した前記内配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを境にした上流側と下流側に内配管内の測定流体を導通させる上流側及び下流側導圧管を固定することで、前記内配管を前記配管内に配置固定する第２のステップ、
からなる配管配置方法。
測定流体を流すことができる流路内に、該流路の深さよりも小さな径に形成した内配管を配置する第１のステップ、
前記流路内に配置した前記内配管内にオリフィスを備え、該オリフィスを境にした上流側と下流側に内配管内の測定流体を導通させる上流側及び下流側導圧管を固定することで、前記内配管を前記流路内に配置固定する第２のステップ、
からなる配管配置方法。