JP2007078383A - 差圧式流量計 - Google Patents

Abstract

【課題】全体を小型化するとともに配線を低減できる差圧式流量計の提供。
【解決手段】オリフィス部材１１を挟んで形成される流路の両側にベース部材１４に固定した第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂを配設し、オリフィス部材１１の上流側及び下流側に生じる圧力差を圧力センサが測定して流量計測を行う差圧式流量計において、 前記圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、前記ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、前記個別制御基板と前記主制御基板との間を前記圧力検出手段のハウジング内に設けた複数の配線通路を通した配線により接続するとともに、前記個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続した。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体の輸送経路上、例えば、化学工場、半導体製造、食品、バイオ等の各種産業分野における流体輸送配管に用いられる外付けのオリフィス部材、及びこれを用いた差圧流量計、流量調整装置に関するものである。

差圧式流量計は、オリフィス部材の前後に生じる流体の圧力差を流量に換算して流量を測定する装置である。このような差圧式流量計においては、たとえば圧力に応じて変化するダイヤフラムの歪みを測定し、その電気信号を外部のコントローラに出力するように構成された圧力センサが使用されている。
この場合、たとえば図２０（ｂ）に示すように、配管Ｐの途中に設置された差圧式流量計１は、オリフィス部材２の上流側及び下流側の２箇所に圧力センサ３Ａ，３Ｂが必要となる。各圧力センサ３Ａ，３Ｂの内部には制御用の回路基板が収納設置されているため、コントローラＣＲと一対の圧力センサ３Ａ，３Ｂとの間は、圧力センサ毎に配線して接続する必要があった。さらに、差圧式流量計１で測定した流量の検出値を半導体製造装置等の運転制御に使用するためには、１台の差圧式流量計１毎に１台必要となるコントローラＣＲと、半導体製造装置等の各種運転制御を行う装置制御シーケンサＣＵとの間にも、流量の検出値を出力するための配線が必要となる。（たとえば、特許文献１参照）
なお、半導体製造装置等においては、たとえば図２０（ａ）に示すように、多数の差圧式流量計１が並列に配設して使用される場合が多い。
特開平６−２１３６９４号公報

ところで、上述した構成の差圧式流量計１を多数並列に配置して使用すると、差圧式流量計１自体の設置スペース確保は勿論のこと、複数あるコントローラＣＲの設置スペース確保が問題となる。さらに、差圧式流量計１とコントローラＣＲとの間を接続する配線が１台当たり２本と多く、しかも多数の差圧式流量計１を並列に配置することで複雑になるため、スペース確保や配線作業の観点から改善が求められている。

このため、差圧式流量計及びコントローラを小型化するとともに、配線を最小限に抑えることができる差圧式流量計の開発が望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、全体を小型化するとともに配線を低減できる差圧式流量計を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明の差圧式流量計は、オリフィス部材を挟んだ流路の両側にベース部材に固定した一対の圧力検出手段を配設し、前記オリフィス部材の上流側及び下流側に生じる圧力差を前記圧力検出手段が測定して流量計測を行う差圧式流量計において、前記圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、前記ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、前記個別制御基板と前記主制御基板との間を前記圧力検出手段のハウジング内に設けた配線通路を通した配線により接続するとともに、前記個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続したことを特徴とするものである。

このような本発明の差圧式流量計によれば、圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、個別制御基板と主制御基板との間を圧力検出手段のハウジング内に設けた配線通路を通した配線により接続するとともに、個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続したので、従来コントローラに設けていた制御機能と、一対の圧力検出手段に共通する制御機能とを主制御基板にまとめて設け、各圧力検出手段毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板に設けることができる。このため、従来別体だったコントローラが主制御基板に集約されて不要となり、また、主制御基板をベース部材に基板設置空間を形成して設置したので、差圧式流量計自体の小型化が可能となる。

上記の差圧式流量計においては、前記基板設置空間を前記ベース部材の下面に配置して液密とし、かつ、前記ベース部材の上面に前記配線通路と外部との間を液密にして前記圧力検出手段を結合することが好ましく、これにより、主制御基板を設置した基板設置空間内は、水等の液体が侵入しない液密構造となる。

上記の差圧式流量計においては、前記配線通路が複数に分割して設けられていることが好ましく、これにより、各配線通路の断面積を小さくするとともに数を増すことにより必要な配線通路の断面積を確保するので、ハウジング形成部材の肉厚を有効利用して小さな配線通路を複数設けることで差圧式流量計の小型化に貢献できる。

本発明の差圧式流量計によれば、圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板及び基板設置空間内に配設した主制御基板を設け、両制御基板が配線通路を通した配線により接続されるとともに、制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続する構成としたので、従来必要であったコントローラの制御機能を主制御基板に設けることにより別体のコントローラ制御機能を一体化し、さらに、一対の圧力検出手段に共通する制御機能を主制御基板にまとめたことにより、各圧力検出手段毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板に設けることが可能となり、差圧式流量計を小型化して設置スペースの確保を容易にすると言う顕著な効果が得られる。すなわち、差圧流量計自体が小型化されただけでなく、別体のコントローラが主制御基板に集約されて不要となるので、差圧流量計を半導体製造装置等の装置類に設置する際には、設置スペースが小さくなるため装置類を小型化でき、さらに、部品点数の減少及び配線作業の減少等により設置作業の工程を低減できるという顕著な効果が得られる。

以下、本発明による差圧式流量計の一実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態における差圧式流量計１０は、たとえば図６に示すように、化学工場、半導体製造、食品、バイオ等の各種産業分野における流体輸送配管（流路）Ｐ上に設けられ、この流体輸送配管Ｐの一部を構成するとともに、この流体輸送配管Ｐ内で背圧によって上流側から下流側に供給される流体流量の調整を行う流量調整装置５に用いられるものである。
本実施形態では、流量調整装置５は、圧力印加や送液ポンプによる圧送、位置エネルギーを付与するなどの手段によって、５０ｋ〜５００ｋ［Ｐａ］程度の背圧で液体を輸送する流体輸送配管に用いられるものとする。

流量調整装置５は、差圧式流量計１０と、差圧式流量計１０の上流側または下流側に接続されて上流側から供給された流体の下流側への流通量を制御する流量調整弁６とを有している。
差圧式流量計１０は、オリフィス部材１１と、該オリフィス部材１１の上流側に接続され、同接続位置での流体の圧力を測定する圧力測定装置となる第１圧力センサ（圧力検出手段）１２Ａと、オリフィス部材１１の下流側に接続され、同接続位置での流体の圧力を測定する第２圧力センサ（圧力検出手段）１２Ｂとが一体化された構成とされる。

本実施形態の流量調整弁６は、第２圧力センサ１２Ａの下流側に接続されている。これによって、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ十分な大きさの背圧を付与し、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの特性を安定させることができるとともに、流量調整装置５に供給される流体に圧力変動が生じても、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの測定精度に影響が生じにくい。なお、流量調整弁６は、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとともに制御部７に接続されている。
また、本実施形態では、第１圧力センサ１２Ａの上流側に、第１圧力センサ１２Ａに供給される流体の圧力変動を抑制して所定圧力に保つ圧力調整弁８が設けられている。従って、たとえば流量の調整対象となる流体輸送配管Ｐに並列に接続された他の配管系からくる外乱等によって流量調整装置５に供給される流体に圧力変動が生じても、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの測定精度に影響が生じにくい。

上述した、差圧式流量計１０は、図１ないし図４に示すように、オリフィス部材１１を挟んだ流路１３の両側にベース部材１４に固定した一対の第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂを配設し、オリフィス部材１１の上流側及び下流側に生じる圧力差を第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂが測定して流量計測を行う流量計である。
この差圧式流量計１０は、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの内部に設置した圧力センサ素子（圧力検出部）１５Ａ，１５Ｂの近傍に各々配設されてセンサアンプを構成する個別制御基板１６Ａ，１６Ｂと、ベース部材１４に形成した基板設置空間１７内に配設した主制御基板１８とを備えている。個別制御基板１６Ａ，１６Ｂと主制御基板１８との間は、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂのハウジング１９Ａ，１９Ｂ内に各々設けた配線通路２０を通した配線２１（図４参照）により接続するとともに、個別制御基板１６Ａ，１６Ｂ及び主制御基板１８のいずれかひとつに外部配線２２が接続されている。図示の構成例では、図４に示すように、電源供給ライン２２ａ及び流量信号出力ライン２２ｂよりなる外部配線２２が主制御基板１８に接続されている。なお、図１においては、第２圧力測定装置１２Ｂ側の配線通路２０が破線で表示され、第１圧力測定装置１２Ａ側の配線通路は図示が省略されている。

主制御基板１８は、電源回路部１８ａと、差圧検出部１８ｂと、流量換算部１８ｃと、信号出力部１８ｄとを具備して構成される。
電源回路部１８ａは、電源供給ライン２２ａを介し外部から電源の供給を受け、主制御基板１８、個別制御基板１６Ａ，１６Ｂ及び圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂに電源を供給する回路である。
差圧検出部１８ｂは、圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂからそれぞれ圧力検出値の入力を受け、オリフィス部材１１を挟んで発生した差圧を算出する。
流量換算部１８ｃは、差圧検出部１８ｂで算出した差圧を演算処理し、流路１３を流れた流体の流量に換算する。
信号出力部１８ｄは、流量換算部１８ｃから入力された流量値を流量信号出力ライン２２ｂを介して装置制御シーケンサＣＵに出力する。なお、装置制御シーケンサＣＵは、たとえば上述した流量調整装置５における制御部７に相当する。

個別制御基板１６Ａ，１６Ｂは、電源回路１８ａと配線２１を介して電気的に接続されて電源の供給を受ける。また、個別制御基板１６Ａ，１６Ｂは、圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂとも配線２３を介して電気的に接続されている。従って、圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂは、個別制御基板１６Ａ，１６Ｂを介して電源回路部１８ａから電源の供給を受けるとともに、検出した圧力値の微小信号を個別制御基板１６Ａ，１６Ｂに入力する。この圧力検出値は、個別制御基板１６Ａ，１６Ｂのセンサアンプ機能により増幅され、配線２１を介して差圧検出部１８ｂに入力される。
ここで、圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂは、たとえばダイヤフラム式の歪みゲージが使用される。このような圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂが出力する圧力検出値は微小信号であるから、この微小信号を増幅するセンサアンプ機能を持たせた個別制御基板１６Ａ，１６Ｂについては、主制御基板１８から分離して圧力センサ素子とできるだけ近い位置に配置してある。

ここで、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの構成を簡単に説明する。
第１圧力センサ１２Ａは、流路１３が形成されたハウジング１９Ａの上部にキャップ２４Ａを被せて圧力センサ素子１５Ａ及び個別制御基板１６Ａの収納設置空間２５Ａを形成している。ハウジング１９Ａとキャップ２４Ａとの嵌合部にはＯリング２６が設置され、さらに、圧力センサ素子１５Ａの流路１３側にもＯリング２６を介在させて、収納設置空間２５Ａ内が液密となるようシールしている。
また、収納設置空間２５Ａ内には、圧力センサ素子１５Ａの調整用としてトリマＴＲが設置されている。このため、キャップ２４ＡにはトリマＴＲの調整操作用として、シールキャップ２７を取り付けて液密とした貫通孔が設けられている。
また、キャップ２４Ａには、上述した外部配線２２を接続するケーブルナット２８が取り付けられている。このケーブルナット２８には、外部配線２２を液密にして通すケーブルパッキン２９が設けられている。

このような構成により、個別制御基板１６Ａ等の電気部品が設置された収納設置空間２５Ａ内は、液密状態にシールされて液体の侵入を防ぐことができる。
一方、第２圧力センサ１２Ｂについては、外部配線２２の接続がないこと以外、上述した第１圧力センサ１２Ａと同様に構成された液密構造となる。なお、図中の符号２４Ｂはキャップ、２５Ｂは収納設置空間である。

第１圧力センサ１２Ａ及び第２圧力センサ１２Ｂと液体輸送配管Ｐとの接続部は、袋ナット３０を締め付けることにより、配管端部が外側からハウジング１９Ａ，１９Ｂに押圧されて液密に連結固定される。
同様に、第１圧力センサ１２Ａ及び第２圧力センサ１２Ｂとオリフィス部材１１との接続部も、オリフィス用袋ナット３１を締め付けることにより、ハウジング１９Ａ、１９Ｂとオリフィス部材１１との間が液密に連結固定される。

オリフィス部材１１を挟んで連結されて一体化した第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂは、たとえばネジ３２によりベース部材１４上に固定される。この結果、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂ側からベース部材１４の基板設置空間１７に連通する配線通路２０が形成される。この配線通路２０を液密にするため、ハウジング１９Ａ，１９Ｂの下面とベース１４との接合部には、Ｏリング２６が配設されている。配線通路２０は、必要な配線２１を分割して通すように、ハウジング１９Ａ，１９Ｂ毎にそれぞれ４本ずつ設けられている。この結果、各配線通路２０の径を細くすることができるので、ハウジング１９Ａ，１９Ｂの形状を有効利用でき、配線通路形成のためにハウジングを大型化する必要はない。
また、ベース部材１４の下面には、ベース部材１４をくりぬいて形成した基板設置空間１７を開閉するため、蓋部材３３がネジ３４により着脱自在に取り付けられている。この蓋部材３３は、ベース部材１４との接合部に図示しないシール材を塗布して液密に取り付けられる。さらに、蓋部材３３を取り付けるネジ３４の頭部周辺についても、ゴムキャップ３５等を被せて液密とする。
このような構成により、電気部品である主制御御基板１８が設置された基板設置空間１７内は、液密状態にシールされて液体の侵入を防ぐことができる。また、ベース部材１４に熱伝導性の低い素材（たとえば、フッ素樹脂等）を使用すれば、主制御基板１８が流路１３を流れる流体から断熱されるので、流体温度に影響されることはない。

ここで、差圧式流量計１において、オリフィス部材１１の上流側における流体の圧力をＰ１、オリフィス部材１１の下流側における流体の圧力をＰ２とし、オリフィス部材１１に供給される流体の流量をＱとすると、次式（１）に示す関係が成り立つ。従って、上述した流量換算部１８ｃにおいては、この式に基づいて差圧の流量換算が行われる。
Ｑ＝ｋ√（Ｐ１−Ｐ２） …（１）
なお、式（１）に示す比例係数ｋは、オリフィスの形状や穴径によって定まる定数であり、実測によって求められる。

このように構成された差圧式流量計１０は、従来技術ではコントローラＣＲに設けていた制御機能と、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂに共通する制御機能とを主制御基板１８にまとめて設け、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂ毎に必要な最小限の制御機能、すなわち微小信号を増幅するアンプ機能のみを近くの個別制御基板１６Ａ，１６Ｂに設けることができる。このため、従来別体だったコントローラＣＲが主制御基板１８に集約されて不要となり、また、主制御基板１８をベース部材１４に基板設置空間１７を形成して設置したので、差圧式流量計１０の全体構成が小型化される。

また、基板設置空間１７をベース部材１４の下面に配置して液密とし、かつ、ベース部材１４の上面に配線通路２０と外部との間を液密にして第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂを結合したので、電気部品である主制御基板１８を設置した基板設置空間１７内は水等の液体が侵入しない液密構造となる。
さらに、配線通路２０を複数に分割して設けたので、各配線通路２０の断面積を小さくするとともに数を増すことにより、必要な配線通路２０の断面積を確保している。このため、ハウジング１９Ａ，１９Ｂを形成する部材の肉厚を有効利用して小径の小さな配線通路２０を複数設けることで、差圧式流量計１０の小型化に貢献できる。

また、上述した差圧流量計１０は、たとえば図５に示すように、多数（図示の例では５個）を並列に配置して使用する半導体製造装置等において、差圧流量計１０自体の小型化による設置スペースの低減に加えて、従来必要であったコントローラＣＲの設置スペースも不要になるので、設置スペースの確保が容易になってレイアウトの自由度が増し、装置全体を小型化することも可能になる。

すなわち、本発明の差圧式流量計１０のように、圧力センサ素子１５Ａ，１５Ｂの近傍に各々配設した個別制御基板１６Ａ，１６Ｂ及び基板設置空間１７内に配設した主制御基板１８を設け、両制御基板１６Ａ，１６Ｂ及び１８が配線通路２０を通した配線により接続されるとともに、制御基板１６Ａ，１６Ｂ，１８のいずれかひとつに外部配線２２を接続する構成としたので、従来必要であったコントローラＣＲの制御機能を主制御基板１８に設けることにより別体のコントローラ制御機能を一体化し、さらに、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂに共通する制御機能を主制御基板１８にまとめたことにより、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂ毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板１６Ａ，１６Ｂに設けることが可能となり、差圧式流量計１０を小型化して設置スペースの確保を容易にすることができる。
換言すれば、差圧流量計１０自体が小型化されただけでなく、別体のコントローラＣＲが主制御基板１８に集約されて不要となるので、差圧流量計１０を半導体製造装置等の装置類に設置する際には、設置スペースが小さくなるため装置類を小型化でき、さらに、部品点数の減少及び配線作業の減少等により設置作業の工程を低減することができる。

ところで、上述したオリフィス部材１１は、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの間に交換可能に設置される。
図１に示した構成例では、オリフィス本体１１に係止された一対のオリフィス用袋ナット３１を用いて、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの間に着脱可能に連結され、流路１３と同軸に小径に絞られたオリフィス流路を形成している。この場合のオリフィス部材１１は、内部の流路を流通する流体に汚染が生じにくく、また流体により侵されにくい材質、たとえばＰＦＡ（四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）によって構成されていることが好ましい。
また、オリフィス部材１１は、小径に絞られたオリフィス流路の両端が傾斜面とされ、流体がスムーズにオリフィス流路に導かれるとともに、オリフィス流路を通過した流体が滞りなく下流側に押し出されるので、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの境界における流体の滞留が生じにくい。

また、上述した交換可能なオリフィス部材１１については、図１に示した実施形態に限定されることはなく、以下に説明する種々の実施形態及び変形例がある。
＜第１の実施形態＞
図７及び図８に示す第１の実施形態のオリフィス部材１１Ａは、一端が第１圧力センサ１２Ａに接続され、他端が第２圧力センサ１２Ｂに接続されて、内部が第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂ間を接続する流路を構成するチューブ部４１と、このチューブ部４１内に設けられるオリフィス４２とが、一体に形成された構成とされる。
図示の例において、オリフィス部材１１Ａは、チューブ部４１の長手方向の中央部４１ａのみが中実となった略円筒形状をなしており、長手方向の中央部４１ａには、長手方向の一端側から他端側まで通じるオリフィス流路の細孔４１ｂが、チューブ部４１の軸線と同心にして形成されており、この長手方向の中央部４１ａによってオリフィス４２が構成されている。

すなわち、このオリフィス部材１１Ａは、チューブ部４１とオリフィス４２とが一つの部材とされていて、チューブ部４１とオリフィス４２との間に、流体の滞留の要因となる継ぎ目がない。
このため、このオリフィス部材１１Ａでは、流路に流通させる流体を切替えた際に、流路内に残留している流体が、新たに流路内に供給した流体によって確実に押し出されることとなり、流路内の流体を速やかに置換することができる。
また、このオリフィス部材１１Ａでは、チューブ部４１とオリフィス４２とが一体に形成されているので、部品点数が少なくて済み、製造が容易であるとともに、流路内にＯリング等のコンタミネーションの要因となる部材を配置しなくてすむ。
ここで、このようなオリフィス部材１１Ａは、成形型を用いて射出成形等によって作成するほか、機械加工（削り出し等）によって作成することができる。

チューブ部４１の内面と細孔４１ｂの内面との間は、チューブ部４１の長手方向の端部から長手方向の中央に向うにつれて縮径されるテーパー面４１ｃにより接続されている。すなわち、チューブ部４１の内面と細孔４１ｂの内面との間は、チューブ部４１内の流体の流れに沿った傾斜面とされていて、チューブ部４１内で長手方向の中央部４１ａに達した流体がスムーズに細孔４１ｂに導かれるとともに、細孔４１ｂを通過した流体が滞りなく下流側に押し出されるので、オリフィス４２とチューブ部４１との境界での流体の滞留が生じにくい。

チューブ部４１の各端部には、チューブ部４１の端部が挿通されるオリフィス用袋ナット３１と、チューブ部４１の端部内に挿入されてチューブ部４１の端部近傍部分を径方向外側に押し広げてチューブ部４１の端部に拡径部４１ｄを形成するスリーブ３６とが設けられている。
オリフィス用袋ナット３１は、内周面にメネジ部３１ａが形成され、メネジ部３１ａよりもチューブ部４１の長手方向の中央部４１ａ側には、オリフィス用袋ナット部３１の径方向内側に突出して拡径部４１ｄと係合する係合突部３１ｂが設けられている。この変形例では、係合突部３１ｂは、オリフィス用袋ナット３１の内周全周にわたって形成される内フランジとされている。

スリーブ３６は、内部が流路を構成する略円筒形状の部材であって、一端をチューブ部４１の端部から突出させた状態にしてチューブ部４１に挿入されている。
スリーブ３６においてチューブ部４１の端部から突出される端部（以下「突出端」とする）は、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの接続端と係合する形状をなす係合部３７とされている。この場合、係合部３７は、スリーブ３６の流路の開口端を取り囲んで第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの接続端の端面と面接触する略円環状の当接面３７ａと、当接面３７ａよりも突出した状態にして設けられて当接面３７ａの周囲を囲う円筒部３７ｂとを有している。
また、スリーブ３６においてチューブ部４１内に挿入される端部には、チューブ部４１を径方向外側に押し拡げる拡径部３６ａが形成されている。

図７に示すように、第２圧力センサ１２Ｂは、内部が流体輸送配管Ｐとオリフィス部材１１Ａとを接続する流路を構成するハウジング１９Ｂと、このハウジング１９Ｂ内の流体の圧力を測定する圧力センサ素子（図示せず）とを有している。
ハウジング１９Ｂは、その内部の流路の、オリフィス部材１１Ａとの接続端に、流路の開口端を取り囲んでオリフィス部材１１Ａのスリーブ３６の当接面３７ａと面接触する略円環状の当接面３８ａと、当接面３７ａよりも突出した状態にして設けられて当接面３７ａの周囲を囲う円筒部３８ｂと、当接面３７ａと円筒部３７ｂとの間に設けられてオリフィス部材１１Ａの円筒部３７ｂが挿入される円環状の凹部３８ｃとを有している。
円筒部３７ｂの外周面には、オリフィス部材１１Ａのオリフィス用袋ナット３１のメネジ部３１ａが螺合されるオネジ部３８ｄが形成されている。

このように構成されるオリフィス部材１１Ａは、チューブ部４１の長手方向の一方の端部を第２圧力センサ１２Ｂの流路の接続端に対向させた状態で、この端部が挿通されたオリフィス用袋ナット３１を第２圧力センサ１２Ｂのハウジング１９Ｂの円筒部３８ｂに設けられたオネジ部３８ｄに係合させて、オリフィス用袋ナット３１を締め付けていくことで、この端部から突出したスリーブ３６の係合部３７が、オリフィス用袋ナット３１とともにハウジング１９Ｂに相対的に近接させられる。このオリフィス用袋ナット３１を十分に締め付けた状態では、図８に示すように、スリーブ３６の係合部３８を構成する当接面３７ａとハウジング１９Ｂの当接面３８ａとが面接触した状態で押し付けられ、スリーブ３６の係合部３７を構成する円筒部３７ｂがハウジング１９Ｂの凹部３８ｃ内に挿入され、これによって、係合部３７とハウジング１９Ｂとが気密、液密に係合した状態で固定される。

一方、オリフィス用袋ナット３１を緩めることで、係合部３７とハウジング１９Ｂとの固定が解除される。
オリフィス部材１１Ａと第１圧力センサ１２Ａとの接続操作及び分離操作も、上記したオリフィス部材１１Ａと第２圧力測定装置１２Ｂとの接続操作、分離操作と同様である。
すなわち、この差圧式流量計１０において、オリフィス部材１１Ａは、オリフィス用袋ナット３１を操作することで、両側の圧力センサとの接続及び分離を容易に行うことができる。

ここで説明した第１の実施形態においては、スリーブ３６が係合部３７を有している構成としたが、たとえば図９及び図１０に示す第１変形例のオリフィス部材１１Ｂのように、スリーブ３６の代わりに、係合部３７を有さないリング状のスリーブ３６Ａをチューブ部４１の端部よりも奥方まで挿入し、これによってチューブ部４１に拡径部４１ｄを形成してもよい。
この場合には、チューブ部４１の端部によって係合部３７が構成される（但し、円筒部３７ｂはなくなり、チューブ部４１の端部が当接面３７ａとして機能する）。また、第１圧力測定装置１２及び第２圧力測定装置１３は、前記のハウジング３１の代わりに、ハウジング３１から凹部３１ｃを削除した構成のハウジング１９Ｂを有する構成とされる。

＜第２の実施形態＞
上述したオリフィス部材１１の第２実施形態を、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１に示すように、本実施形態におけるオリフィス部材１１Ｃは、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続構造が異なっている。なお、上述した実施形態と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、その詳細な説明を省略する。
図１２に示すように、オリフィス部材１１Ｃは、第１の実施形態で示したオリフィス部材１１Ａにおいて、チューブ部４１及びスリーブ２７の代わりに、オリフィス用袋ナット３１に挿通される各端部が、柔軟性を有しかつ他の部分よりも拡径されて内部に第１圧力センサ１２Ａまたは第２圧力センサ１２Ｂの後述する接続端を受け入れる拡径部４３とされ、オリフィス用袋ナット３１の係合突部３１ｂが、この拡径部４３に係合する構成とされたチューブ部４１Ａを用いたことを主たる特徴とするものである。

ここで、チューブ部４１Ａの端部は柔軟性を有していて変形可能であるので、容易にオリフィス用袋ナット３１に挿通することができる。
第１圧力センサ１２Ａは、第１の実施形態に示した当接面３８ａ及び凹部３８ｃをなくし、円筒部３８ｂの先端に、チューブ部４１Ａの拡径部４３内に挿入される挿入部３８ｅを設けたことを主たる特徴とするものである。また、第２圧力センサ１２Ｂについても、第１圧力センサ１２Ａと同様の構成となる。

このように構成される差圧流量機１０は、オリフィス部材１１Ｃのチューブ部４１Ａの各端部をそれぞれ第１圧力センサ１２Ａ、第２圧力センサ１２Ｂの挿入部３８ｅに対向させ、これら挿入部３８ｅをチューブ部４１Ａの拡径部４３内に挿入する。拡径部４３は、このように内部に挿入部３８ｅを受け入れることで、その変形が規制されて、オリフィス用袋ナット３１の内周面に設けられた係合突部３１ｂと係合するようになっている。
このように拡径部４３に挿入部３８ｅを挿入した状態で、チューブ部４１Ａが挿通されたオリフィス用袋ナット３１を第１圧力センサ１２Ａ及び第２圧力センサ１２Ｂの円筒部３８ｂに形成されたオネジ部３８ｄに係合させて、オリフィス用袋ナット３１を締め付けていくことで、チューブ部４１Ａの拡径部４３がオリフィス用袋ナット３１とともに円筒部３８ｂに相対的に近接させられる。このオリフィス用袋ナット３１を十分に締め付けた状態では、チューブ部４１Ａの拡径部４３と挿入部３８ｅとが、気密、液密に係合した状態で固定される。

一方、オリフィス用袋ナット３１を緩めることで、チューブ部４１Ａの端部と各圧力センサ１２Ａ、１２Ｂの接続端との固定が解除される。
すなわち、このオリフィス部材１１Ｃでは、オリフィス用袋ナット３１を操作することで、各圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続と分離とを容易に行うことができる。

＜第３の実施形態＞
本発明に係るオリフィス部材１１の第３の実施形態を、図１３及び図１４を用いて説明する。
本実施形態におけるオリフィス部材１１Ｄは、第１の実施形態で示したオリフィス部材１１と、第１、第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続構造が異なっている。以下、第１実の施形態と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

オリフィス部材１１Ｄは、第１の実施形態で示したオリフィス部材１１において、チューブ部４１及びスリーブ３６の代わりに、オリフィス用袋ナット３１に挿通される各端部が、剛性を有するとともにその外周面に拡径部４４が設けられ、オリフィス用袋ナット３１の係合突部３１ｂが、この拡径部４４に係合する構成とされたチューブ部４１Ｂを用いたことを主たる特徴とするものである。
また、チューブ部４１Ｂの端部には、第１の実施形態で示したスリーブ３６と同様に、係合部３７を構成する当接面３７ａ及び円筒部３７ｂが一体的に設けられている。

ここで、このオリフィス部材１１Ｄでは、チューブ部４１Ｂの拡径部４４の形状とオリフィス用袋ナット３１の係合突部３１ｂの形状とのうちの少なくともいずれか一方を、オリフィス用袋ナット３１にチューブ部４１Ｂの端部を挿入する際に、オリフィス用袋ナット３１が拡径部４４を乗り越えやすく、かつオリフィス用袋ナット３１の締め付けが確実に拡径部４４に伝達される形状とすることが好ましい。
本実施形態では、チューブ部４１Ｂの拡径部４４は、チューブ部４１Ｂの端部側が、端部に向うにつれて漸次縮径され、チューブ部４１Ｂの長手方向中央側では軸線に対して略直交する面をなす形状とされている。
また、オリフィス用袋ナット３１の係合突部３１ｂは、オリフィス用袋ナット３１の軸線方向のメネジ部３１ａ側が軸線に対して略直交する面をなし、オリフィス用袋ナット３１の軸線方向のメネジ部３１ａとは反対の側がメネジ部３１ａから軸線方向に離間するにつれて漸次縮径する形状とする。

このように構成されるオリフィス部材１１Ｄは、第１の実施形態に示したオリフィス部材１１と同様の手順で、第１、第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂに接続される。また、このオリフィス部材１１Ｄと第１、第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続構造は、第１の実施形態で示すオリフィス部材１１と第１、第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続構造と同様である。

ここで、本実施の形態では、端部に円筒部３７ｂが一体的に設けられたチューブ部４１Ｂを用いた例を示したが、これに限られることなく、たとえば図１５及び図１６に示す第１変形例のように、円筒部３７ｂを有していないチューブ部４１Ｃを用いてもよい。
この場合には、第１、第２圧力センサ１２Ａ、１２Ｂのそれぞれのハウジング１９ａ、１９Ｂは、図１６に示すように凹部３８ｃを削除した構成とすることができる。

＜第４の実施形態＞
本発明に係る流量調整装置の第４の実施形態を、図１７を用いて説明する。
本実施形態におけるオリフィス部材１１Ｆは、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂとの接続構造が異なるものである。
オリフィス部材１１Ｆは、第１の実施形態で示したオリフィス部材１１と第１及び第２圧力測定装置１２Ａ，１２Ｂとの接続部の構造を、互いに入れ替えたことを主たる特徴とするものである。具体的には、オリフィス部材１１Ｆは、第１の実施形態で示したオリフィス部材１１において、オリフィス用袋ナット３１及びスリーブ３６をなくし、チューブ部４１の代わりに、図１７に示す構成のチューブ部４１Ｄを用いたことを主たる特徴とするものである。

チューブ部４１Ｄは、第１の実施形態で示したチューブ部４１において、両端が剛性を有する構成とされるとともに、各端部が、それぞれ流路の開口端を取り囲む略円環状の当接面３８ａと、当接面３８ａよりも軸線方向に突出した状態にして設けられて当接面３８ａの周囲を囲う円筒部３８ｂと、当接面３８ａと円筒部３８ｂとの間に設けられる円環状の凹部３８ｃとを有する構成とされたものである。ここで、円筒部３８ｂの外周面には、オネジ部３８ｄが形成されている。

第１圧力センサ１２Ａ及び第２圧力センサ１２Ｂ側では、第１の実施形態に示した当接面３８ａ、円筒部３８ｂ、凹部３８ｃ、及びオネジ部３８ｄを設ける代わりに、ハウジング１９Ａ，１９Ｂから引き出されるチューブ部３９と、このチューブ部３９の端部が挿通されるオリフィス用袋ナット３１と、チューブ部３９の端部内に挿入されてチューブ部３９の端部近傍部分を径方向外側に押し広げてチューブ部３９の端部に拡径部３９ａを形成するスリーブ３６Ｂとを設けた構成とされている。
ここで、スリーブ３６Ｂには、第１の実施形態と同様、スリーブ３６Ｂの流路の開口端を取り囲んで第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂの接続端の端面と面接触する略円環状の当接面３７ａと、当接面３７ａよりも突出した状態にして設けられて当接面３７ａの周囲を囲う円筒部３７ｂとからなる係合部３７が設けられている。
このように構成されるオリフィス部材１１Ｆは、第１圧力センサ１２Ａ及び第２圧力センサ１２Ｂと、第１の実施形態と同様の接続方法により接続される（ただし、接続構造のオスメスが逆転している）。

ここで、本実施形態において、オリフィス部材１１Ｆは、チューブ部４１Ｄの代わりに、図１８に示す第１変形例のように、チューブ部４１Ｆから凹部３８ｃを削除した構成のチューブ部４１Ｅを有する構成としてもよい。
この場合には、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂでは、係合部３７を有さないリング状のスリーブ３６Ａがチューブ部４１Ｆの端部よりも奥方まで挿入されて、これによってチューブ部４１Ｆに拡径部３９ａが形成される。また、チューブ部３９の端部によって係合部３７構成される（ただし、円筒部３７ｂは無くなり、チューブ部９６の端部が当接面２８ａとして機能する）。

また、本実施形態において、オリフィス部材１１Ｇは、チューブ部４１Ｄの代わりに、図１９に示す第２変形例のように、チューブ部４１Ｄにおいて当接面３８ａ及び凹部３８ｃをなくし、円筒部３８ｂの先端にチューブ部３９の拡径部３９ａ内に挿入される挿入部３８ｅを設けた構成のチューブ部１１Ｇを有する構成としてもよい。
この場合、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂでは、スリーブ３６Ｂをなくし、その端部が、柔軟性を有しかつ他の部分よりも拡径されて、内部にオリフィス部材１１Ｇのチューブ部４１Ｅの後述する接続端を受け入れる拡径部３９ａとされたチューブ部３９Ａが用いられ、オリフィス用袋ナット３１の係合突部３１ｂが、この拡径部３９ａに係合する構成とされる。
ここで、チューブ部３９Ａの端部は柔軟性を有していて変形可能であるので、容易にオリフィス用袋ナット３１に挿通することができる。

ここで、上記各実施形態では、オリフィス部材の両端の接続構造がそれぞれオスである場合とメスである場合を示したが、これに限られることなく、オリフィス部材の一端の接続構造をオスとし、他端の接続構造をメスとしてもよい。
また、上述した差圧式流量計１０は、差圧を換算した流量測定値を出力してもよいが、第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂで検出した圧力の検出値をそのまま出力することも可能である。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。

本発明に係る差圧式流量計の一実施形態を示す断面図である。 図１に示した差圧式流量計の底面を示す部分断面図である。 図１に示したハウジングの平面図である。 図１に示した差圧式流量計の構成例を示すブロック図である。 本発明に係る差圧式流量計を多数並べて装置に使用した場合の構成例を示す平面図である。 本発明に係る差圧式流量計を装置に使用した流量調整装置の構成例を示すブロック図である。 オリフィス部材の構成例に係る第１の実施形態を示す縦断面図である。 図７のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す要部の縦断面図である。 図７に示したオリフィス部材の第１変形例を示す縦断面図である。 図９のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す要部の縦断面図である。 オリフィス部材の構成例に係る第２の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。 図１１のオリフィス部材を示す縦断面図である。 オリフィス部材の構成例に係る第３の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。 図１３のオリフィス部材を示す縦断面図である。 図１３に示したオリフィス部材の第１変形例を示す縦断面図である。 図１５に示した第１変形例のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。 オリフィス部材の構成例に係る第４の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。 図１７に示したオリフィス部材の第１変形例を示す縦断面図である。 図１７に示したオリフィス部材の第２変形例を示す縦断面図である。 従来技術を示す図で、（ａ）は従来の差圧式流量計を多数並べて装置に使用した場合の構成例を示す平面図、（ｂ）は従来の差圧式流量計の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 流量式流量計
１１，１１Ａ〜１１Ｆ オリフィス部材
１２Ａ 第１圧力センサ（圧力検出手段）
１２Ｂ 第２圧力センサ（圧力検出手段）
１３ 流路
１４ ベース部材
１５Ａ，１５Ｂ 圧力センサ素子（圧力検出部）
１６Ａ，１６Ｂ 個別制御基板
１７ 基板設置空間
１８ 主制御基板
１９Ａ，１９Ｂ ハウジング
２０ 配線通路
２１，２３ 配線
２２ 外部配線
２４Ａ，２４Ｂ キャップ
２５Ａ，２５Ｂ 収納設置空間
２６ Ｏリング
２７ シールキャップ
２８ ケーブルナット
２９ ケーブルパッキン
３０ 袋ナット
３１ オリフィス用袋ナット
３１ａ メネジ部
３１ｂ 係合突部
３２，３４ ネジ
３３ 蓋部材
３５ ゴムキャップ
３６，３６Ａ，３６Ｂ スリーブ
３７ 係合部
３７ａ 当接面
３７ｂ 円筒部
３８ａ 当接面
３８ｂ 円筒部
３８ｃ 凹部
３８ｄ オネジ部
３８ｅ 挿入部
３９ チューブ部
３９ａ 拡径部
４１，４１Ａ〜４１Ｅ チューブ部
４１ａ 中央部
４１ｂ 細孔
４１ｃ テーパー面
４１ｄ 拡径部
４２ オリフィス
４３，４４ 拡径部
Ｐ 液体輸送配管（流路）
ＣＵ 装置制御シーケンサ
ＴＲ トリマ

Claims (3)

1. オリフィス部材を挟んだ流路の両側にベース部材に固定した一対の圧力検出手段を配設し、前記オリフィス部材の上流側及び下流側に生じる圧力差を前記圧力検出手段が測定して流量計測を行う差圧式流量計において、
   前記圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、前記ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、前記個別制御基板と前記主制御基板との間を前記圧力検出手段のハウジング内に設けた複数の配線通路を通した配線により接続するとともに、前記個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続したことを特徴とする差圧式流量計。
2. 前記基板設置空間を前記ベース部材の下面に配置して液密とし、かつ、前記ベース部材の上面に前記配線通路と外部との間を液密にして前記圧力検出手段を結合したことを特徴とする請求項１に記載の差圧式流量計。
3. 前記配線通路が複数に分割して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の差圧式流量計。

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