JP2006098317A - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】 渦検出器と流量計本体とが、別途の補強部材等を要せずに充分な耐圧強度で互いに固定された渦流量計を提供する。
【解決手段】 渦検出器６に、大径の外周面を有するフランジ部３２と、フランジ部３２から下方に小径の外周面が突出した、渦検出部３４を収納する鞘部３１とを設け、フランジ部３２を、流量計本体１に設けられた第１の孔４２に嵌め合わせるとともに、鞘部３１を、第１の孔４３の底面中央部から測定管路２へ貫通する第１の孔４２よりも小径の第２の孔４２に嵌め合わせ、フランジ部３２の外周面と、第１の孔４２の内周面とを接着剤で接着することにより渦検出器６を流量計本体１に固定した。また、例えばフランジ部３２の底面外周部に形成された切り欠き部５１などの、渦検出器６を流量計本体１に嵌め合わせた際に接着面からはみ出した残余の接着剤を収容する接着剤収容部を設けた。
【選択図】 図６

Description

本発明は渦流量計に関し、特に、流量計本体に渦検出器を固定する技術の改良に関する。

渦流量計は、流量計本体に設けられた測定管路内に、被測定流体の流れに対して垂直に配置した渦発生体によりカルマン渦を発生させ、その下流側に配置した渦検出器に固定された圧電素子等でこのカルマン渦を検出することにより被測定流体の流量を計測する構成を有している。渦発生体の下流側に発生したカルマン渦の周波数と、被測定流体の流速とは所定のレイノルズ数の範囲内では比例しており、圧電素子等でカルマン渦を検出し、電気信号として取り出すことで流量を計測することができる。

こうした渦流量計では、測定管路内に圧電素子等の渦検出部が配置されるように渦検出器を流量計本体に固定しているが、この際に、被測定流体の流体圧に対する耐圧強度、液密性、安定した流量特性が妨げられないことなどが要求される。

従来、渦検出器を流量計本体に固定するための各種の技術が提案されている。例えば特許文献１では、渦検出器にフランジ部を設けるとともに、流量計本体に、上方へ突出形成した鍔状の凸部を設け、渦検出器におけるフランジ部の外周面と、流量計本体における鍔状の凸部の内周面とを密着させて、融着固定している。
特開２００２−３２３３６０号公報

しかし、上記の構造では充分な融着面積を確保することが難しく、被測定流体の流体圧に対する耐圧強度に制約がある。このため、高圧流体を計測する用途には、別途の補強部材を併用しなければ適用できない。

本発明は、渦検出器と流量計本体とが、別途の補強部材等を要せずに充分な耐圧強度で互いに固定された渦流量計を提供することを目的としている。
また本発明は、渦検出器と流量計本体とを、充分な耐圧強度で、安価な構成で、且つ容易に固定可能な渦流量計を提供することを目的としている。

また本発明は、渦検出器と流量計本体とが充分な耐圧強度で互いに固定されるとともに、安定した流量特性が得られる渦流量計を提供することを目的としている。

本発明の渦流量計は、測定管路内の被測定流体の流れに対して垂直に配置された渦発生体により発生したカルマン渦を、前記渦発生体の管路下流側に配置された渦検出器により検出することで被測定流体の流量を計測する渦流量計であって、
前記渦検出器には、渦検出部を収納する小径の鞘部が設けられるとともに、該鞘部の上部を収納する大径のフランジ部が設けられ、
前記フランジ部が、流量計本体に設けられた第１の孔に嵌め合わされるとともに、前記鞘部が、前記第１の孔の底面中央部から前記測定管路へ貫通する該第１の孔よりも小径の第２の孔に嵌め合わされ、
前記フランジ部の外周面と、前記第１の孔の内周面とを接着剤で接着することにより前記渦検出器を前記流量計本体に固定したことを特徴とする。

上記の発明では、渦検出器に、大径の外周面を有するフランジ部を設けるとともに、流量計本体に設けた第１の孔にこのフランジ部を嵌め込むように構成し、接着剤を用いてフランジ部の外周面と流量計本体の第１の孔の内周面とを接着することによりこれらを互いに固定している。

このため、渦検出器と流量計本体との接合部の面積（接着面積）を大きくすることができ、高い耐圧強度でこれらを固定することができる。このように耐圧強度が高いので、高圧の被測定流体に対応して別途の補強部材を設ける必要がなく、小型で高耐圧な渦流量計とすることができる。

また、フランジ部の外周面もしくは第１の孔の内周面に接着剤を塗布し、渦検出器を流量計本体に嵌め合わせるだけでよく、安価な構成で、且つ容易にこれらを固定できる。
本発明の渦流量計は、前記フランジ部の外周面および／または前記第１の孔の内周面に接着剤を塗布し、前記渦検出器を前記流量計本体に嵌め合わせた際に、残余の接着剤を収容する接着剤収容部が設けられていることを特徴とする。

前記接着剤収容部は、好ましくは前記フランジ部の底面外周部に形成された切り欠き部である。
前記接着剤収容部は、好ましくは前記フランジ部の外周面もしくは前記第１の孔の内周面に形成された溝部である。

前記接着剤収容部は、好ましくは前記鞘部の外周面もしくは前記第２の孔の内周面に形成された溝部である。
上記の発明では、渦検出器または、流量計本体の渦検出器収納部における、これらが嵌合した際に互いに接する側面に切り欠きもしくは溝を形成し、これによって、渦検出器を流量計本体の渦検出器収納部に嵌め込んだ際に接着面からはみ出した残余の接着剤を収容するようにしたので、残余の接着剤が測定管路に流出することを防止できる。したがって、安定した流量特性を有する渦流量計を得ることができる。

本発明の渦流量計は、前記流量計本体および前記渦検出器が、ポリ塩化ビニル樹脂で形成されていることを特徴とする。
上記の発明では、流量計本体および渦検出器の形成材としてポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を用いているので、接着剤による固定が可能である。また、腐食性薬液の流量を計測する用途の他、一般的工業用水等の流量を計測する用途にも適用できる。

本発明の渦流量計は、別途の補強部材等を要せずとも、渦検出器と流量計本体とが強固に固定され、高い耐圧強度を有している。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態における渦流量計の断面図である。図示したように、流量計本体１には配管取り付け部材１１が接着固定されており、ブッシング１４を配管取り付け部材１１の端面に装着されたＯリング１２に押し付けて、配管取り付け部材１１の外周面に形成されたねじにユニオンナット１５を螺合させて締め込むことによってブッシング１４を接続している。そして、ブッシング１４の挿入面に接着剤を塗布して外部配管１３をブッシング１４に挿入することにより、外部配管１３をブッシング１４に接着固定している。

流量計本体１には、被測定流体が流入口３から流出口４へ流れる測定管路２が設けられ
、測定管路２には、被測定流体の流れを横切るように、柱状の渦発生体５が配置されている。

渦発生体５の下流側には、渦検出器６が配置されており、渦発生体５で発生させたカルマン渦をこの渦検出器６で検出する。渦検出器６からの電気信号は、カバー７内に設けられた信号処理回路で処理され、流量が計測される。

なお、本実施形態では、流量計本体１および渦検出器６の形成材としてポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）を用いており、腐食性薬液の流量を計測する用途、一般的工業用水等の流量を計測する用途などの各用途に適用できる。

図２は、渦検出器６を示した図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）はＡ方向から見た側面図、図２（ｃ）はＢ方向から見た側面図である。図示したように、渦検出器６には、大径の円周面を有する有底円筒状のフランジ部３２が設けられ、フランジ部３２の下部側に、圧電素子等の渦検出部３４を収納、固定する鞘部３１が設けられている。なお、鞘部３１は、その上部がフランジ部３２の内部に収納されているとともに、フランジ部３２の底面中央部から、フランジ部３２よりも小径の円周面が下方へ突き出た形状になっている。

渦検出器６は、流量計本体１に設けられた収納部に接着固定される。図３は、この流量計本体１に設けられた渦検出器収納部の上面図、図４は、図３のＡ−Ａ線による断面図である。図示したように、この渦検出器収納部４１には、円柱状の第１の孔４２と、第１の孔４２よりも小径である円柱状の第２の孔４３とが設けられている。第２の孔４３は、第１の孔４２の底面中央部から測定管路２へ貫通している。

第１の孔４２の上面部には、一対の係止溝４４，４４が、測定管路２の流れ方向と平行な直線上にこれらが位置するように形成されている。この係止溝４４，４４に、図２に示した渦検出器６における、フランジ部３２の上部から径方向へ延出した一対の係止部３３，３３が嵌め込まれ、これによって渦検出器６は測定管路２の流れ方向に対して所定の位置関係で固定される。流量計本体１の渦検出器収納部４１に渦検出器６を収納した状態の上面図を図５に示した。

図６は、流量計本体１の渦検出器収納部４１に渦検出器６を収納した状態を示した断面図である。このように、渦検出器６のフランジ部３２が第１の孔４２に嵌め合わされるとともに、鞘部３１が第２の孔４３に嵌め合わされ、渦検出部３４が測定管路２の管路内に配置された状態で、渦検出器６が流量計本体１に固定されている。

渦検出器６を流量計本体１に固定する際には、フランジ部３２の外周面（円周面）全体、あるいはフランジ部３２の外周面と、渦検出器収納部４１における第１の孔４２の内周面との双方全体に接着剤（有機溶剤と合成樹脂の混合液）を塗布し、渦検出器６を渦検出器収納部４１に上方から挿入して嵌め込む。次いで、このまま放置するか、あるいは必要に応じて硬化のための処理を行い、渦検出器６を流量計本体１に接着固定する。

接着剤を塗布して渦検出器６を流量計本体１に嵌め込むと、これらの接着面から残余の接着剤が溢れ出して、鞘部３１の外周面と第２の孔４３の内周面との間を通り、その下方の測定管路２へはみ出すことがある。接着剤が測定管路２へはみ出した状態で硬化されてしまうと、これが流量計測に影響し、安定した流量特性が得られなくなってしまう。

そこで本実施形態では、渦検出器６のフランジ部３２の底面外周部を切り欠いて、この切り欠き部５１に残余の接着剤を収容するようにしている。即ち、渦検出器６を流量計本
体１に挿入し、フランジ部３２と第１の孔４２とを摺動させながら下方へ嵌め込む際に、フランジ部３２の底面にはみ出した残余の接着剤は、摺動面の直下に設けられた切り欠き部５１に捕集され、収容されるので、この残余の接着剤が鞘部３１の外周面と第２の孔４３の内周面との間を通って測定管路２へ流出することが防止される。

図７は、図６のＢ−Ｂ線による断面図である。このように、切り欠き部５１はフランジ部３２の底面外周部に沿って全周を切り欠いて円状に形成し、フランジ部３２と第１の孔４２との間で円環状の空隙５３を形成することが最も好ましいが、図８のようにフランジ部３２の底面外周部の一部を切り欠いた円弧状の切り欠き部５１としてもよい。

残余の接着剤を収容するための形態としては、接着剤捕集の効率性、成形性等の点から、このようにフランジ部３２の底面外周部に切り欠き部５１を設けることが特に好ましいが、この他の形態で残余の接着剤を収容することも可能である。図９〜図１１は、本発明の渦流量計の他の実施形態を示した、渦検出器収納部４１に渦検出器６を収納した状態の断面図である。上述した実施形態では、残余の接着剤を収容するためにフランジ部３２の底面外周部に切り欠き部５１を設けたが、この切り欠き部５１と共に補助的に、あるいは単独で、フランジ部３２の外周面もしくは第１の孔４２の内周面に溝を形成し、この溝に残余の接着剤を収容するようにしてもよい。また、鞘部３１の外周面もしくは第２の孔４３の内周面に溝を形成し、この溝に残余の接着剤を収容するようにしてもよい。

図９では、第１の孔４２の下端部近傍の内周面に、円周状の溝部５２ａを形成し、この溝部５２ａに残余の接着剤を収容するようにしている。
図１０では、第２の孔４３の内周面に、円周状の溝部５２ｂを形成し、この溝部５２ｂに残余の接着剤を収容するようにしている。

図１１では、鞘部３１の外周面に、円周状の溝部５２ｃを形成し、この溝部５２ｃに残余の接着剤を収容するようにしている。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形、変更が可能である。例えば、流量計本体における被測定流体の流入部、流出部など各部の形状、形態は場合に応じて適宜のものとすることができる。

図１は、本発明の一実施形態における渦流量計の断面図である。 図２は、渦検出器を示した図であり、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）はＡ方向から見た側面図、図２（ｃ）はＢ方向から見た側面図である。 図３は、流量計本体の渦検出器収納部の上面図である。 図４は、図３のＡ−Ａ線による断面図である。 図５は、流量計本体の渦検出器収納部に渦検出器を収納した状態を示した上面図である。 図６は、流量計本体の渦検出器収納部に渦検出器を収納した状態を示した断面図である。 図７は、図６のＢ−Ｂ線による断面図である。 図８は、切り欠き部における形状の他の例を示した図７と同様の断面図である。 図９は、本発明の他の実施形態における渦流量計を示した、流量計本体の渦検出器収納部に渦検出器を収納した状態の断面図である。 図１０は、本発明の他の実施形態における渦流量計を示した、流量計本体の渦検出器収納部に渦検出器を収納した状態の断面図である。 図１１は、本発明の他の実施形態における渦流量計を示した、流量計本体の渦検出器収納部に渦検出器を収納した状態の断面図である。

符号の説明

１ 流量計本体
２ 測定管路
３ 流入口
４ 流出口
５ 渦発生体
６ 渦検出器
７ カバー
８ 電源線
１１ 配管取り付け部材
１２ Ｏリング
１３ 外部配管
１４ ブッシング
１５ ユニオンナット
３１ 鞘部
３２ フランジ部
３３ 係止部
３４ 渦検出部
４１ 渦検出器収納部
４２ 第１の孔
４３ 第２の孔
４４ 係止溝
５１ 切り欠き部
５２ａ〜５２ｃ 溝部
５３ 空隙

Claims (6)

1. 測定管路内の被測定流体の流れに対して垂直に配置された渦発生体により発生したカルマン渦を、前記渦発生体の管路下流側に配置された渦検出器により検出することで被測定流体の流量を計測する渦流量計であって、
   前記渦検出器には、渦検出部を収納する小径の鞘部が設けられるとともに、該鞘部の上部を収納する大径のフランジ部が設けられ、
   前記フランジ部が、流量計本体に設けられた第１の孔に嵌め合わされるとともに、前記鞘部が、前記第１の孔の底面中央部から前記測定管路へ貫通する該第１の孔よりも小径の第２の孔に嵌め合わされ、
   前記フランジ部の外周面と、前記第１の孔の内周面とを接着剤で接着することにより前記渦検出器を前記流量計本体に固定したことを特徴とする渦流量計。
2. 前記フランジ部の外周面および／または前記第１の孔の内周面に接着剤を塗布し、前記渦検出器を前記流量計本体に嵌め合わせた際に、残余の接着剤を収容する接着剤収容部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の渦流量計。
3. 前記接着剤収容部が、前記フランジ部の底面外周部に形成された切り欠き部であることを特徴とする請求項２に記載の渦流量計。
4. 前記接着剤収容部が、前記フランジ部の外周面もしくは前記第１の孔の内周面に形成された溝部であることを特徴とする請求項２に記載の渦流量計。
5. 前記接着剤収容部が、前記鞘部の外周面もしくは前記第２の孔の内周面に形成された溝部であることを特徴とする請求項２に記載の渦流量計。
6. 前記流量計本体および前記渦検出器が、ポリ塩化ビニル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の渦流量計。

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