JP2008304396A

JP2008304396A - 流量計

Info

Publication number: JP2008304396A
Application number: JP2007153133A
Authority: JP
Inventors: Masanori Anzai; 正憲安西; Junichi Matsuda; 順一松田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2008-12-18
Also published as: WO2008149495A1

Abstract

【課題】簡易な構成で小型化を図ることができる流量計を提供する。
【解決手段】被測定流体が流れるメイン流路７及びメイン流路７から被測定流体を分流させる分流部９を有するボディ部２と、分流部９から導入された被測定流体を検出するセンサ１５を有し、当該センサ１５の検出結果に基づいて被測定流体を計測する流体計測部３とを備えた流量計において、被測定流体を分流部９に分流させる差圧を与えるオリフィス８をメイン流路７と一体に構成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、被測定流体の流量や流速を測定する流量計に関するものである。

図５は、例えば特許文献１に開示される従来の流量計を用いた圧力式流量制御装置の構成を示す図である。図５に示すように、この圧力式流量制御装置は、第１ブロック１０４と第２ブロック１０５に分離可能な流路ブロックを有しており、連結時に被測定流体を流通させるために形成された第１流路１０６ａ、第２流路１０６ｂが連通連結されて一つの流路が構成される。第１ブロック１０４には、流体制御弁１０１及び圧力センサ１０３が設けられている。圧力センサ１０３は、流体制御弁１０１の下流側における圧力を検出する。

一方、第２ブロック１０５には開閉弁１０２が設けられている。両ブロック１０４，１０５の接続部分には、流路１０６ａ，１０６ｂを絞る絞り機構１０８を有するブロック１０７ａが取り付けられる。この絞りブロック１０７ａは、第１ブロック１０４と第２ブロック１０５の分離時に取り外すことが可能であり、両ブロック１０４，１０５を再び連結する際、新たな絞りブロック１０７ｂに交換できる。

特開２００３−３１６４４２号公報

従来の流量計は、被測定流体が流れるメイン流路と絞り機構であるオリフィスとが別個に構成されているため、部品点数が増加する上、オリフィスを取り付ける特別な機構が必要なために構成が複雑になるという課題があった。例えば、特許文献１では、オリフィスである絞りブロック１０７の他、これを取り付けるための第１ブロック１０４側の孔部や第２ブロック１０５側の凸部、シールのためのＯ−リング及びこれを取り付けるリング状の溝部等の様々な部品や複雑な構成が必要であり、不可避的に流量計全体も大型化する。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、簡易な構成で小型化を図ることができる流量計を得ることを目的とする。

この発明に係る流量計は、被測定流体が流れる主流路及び主流路から被測定流体を分流させる分流路を有するボディ部と、分流路から導入された被測定流体を検出するセンサを有し、当該センサの検出結果に基づいて被測定流体を計測する流体計測部とを備えた流量計において、被測定流体を分流路に分流させる差圧を与える絞り機構部を主流路と一体に構成したことを特徴とするものである。

この発明によれば、流体計測部が、ボディ部に対して着脱自在に設けられたことを特徴とするものである。

この発明によれば、被測定流体を分流路に分流させる差圧を与える絞り機構部を主流路と一体に構成したので、絞り部を別個に構成した場合と比較して簡易な構成で小型化を図ることができるという効果がある。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による流量計の構成を示す図であり、図１（ａ）は側面図を示しており、図１（ｂ）は図１（ａ）中のｂ方向からの矢視図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のａ方向からの矢視図である。図１（ａ）に示すように、実施の形態１による流量計１は、ボディ部２及び流体計測部３を備える。ボディ部２は、被測定流体が流れる不図示の配管に取り付けられる構成部品であり、図１（ｂ）に示すように被測定流体が流れるメイン流路（主流路）７が設けられ、その流路途中にオリフィス（絞り機構部）８が形成される。また、メイン流路７の両端には、ねじ溝を形成した取り付け部７ａが設けられており、例えば気密シールを介して配管の端部が螺合されることにより気密を保って配管に取り付けられる。

流体計測部３は、被測定流体の流量等を計測演算を実行するマイクロコンピュータ等の計測処理部が収容され、この計測処理部と外部装置の間で信号のやり取りをするためのコネクタ５を設けた筐体が取り付け板部３ａと一体に形成されており、図２において後述する分流路構造部１１が収容された基板３ｂを介してボディ部２に取り付けられる。流体計測部３のボディ部２への取り付けは、ボディ部２に設けた不図示のねじ穴に取り付けねじ６を螺合することで行われ、ボディ部２に着脱自在である。

また、流体計測部３には、図１（ｃ）に示すように表示部４ａ及び設定入力部４ｂを備えた表示設定部４が設けられる。表示部４ａは、計測処理部から入力した被測定流体の流量等の計測結果を表示する。設定入力部４ｂは、計測処理部や表示部４ａに設定情報を入力する構成要素であり、例えば設定ボタンを押下することで表示部４ａの表示内容を切り替える設定情報等が入力される。なお、図１の例では、流体計測部３に表示部４ａを装備した場合を示したが、表示部を有さない構成であっても構わない。

図２は、実施の形態１による流量計１を図１（ｂ）中のＡ−Ａ線で切った断面を示す斜視図である。図２に示すように、基板３ｂには、その中央部に孔部が形成されており、この孔部に分流路構造部１１及びこれを囲むように破断面が楕円のゴムパッキン１２が配置される。分流路構造部１１は、ボディ部２側と流体計測部３側の双方の面に流路が形成された板状部材である。この分流路構造部１１を収納した状態で取り付けねじ６をボディ部２に設けたねじ穴に螺合することにより、ゴムパッキン１２が、取り付け板部３ａのセンサ１５側の面とボディ部２の取り付け面とに当接して分流路構造部１１が密閉される。

また、ボディ部２には、オリフィス８の前後に形成したメイン流路７に連通する分流部９，１０が形成されている。オリフィス８で生じた差圧によって分流部９を介して被測定流体が分流路構造部１１へ分流され、分流路構造部１１を通った被測定流体が分流部１０を介してメイン流路７へ流出する。なお、分流部９，１０を介してボディ部２と流体計測部３の間を流入出する被測定流体は、分流路構造部１１に配置したフィルタ１３ａ，１３ｂによって除塵される。また、必要に応じて、フィルタ１３ａ，１３ｂがない構成であっても構わない。

分流部９，１０は、メイン流路７を貫通する小口径（径Ｄ）の絞り部９ａ，１０ａと、これに連通する絞り部９ａ，１０ａよりも大口径（径Ｅ）の孔部９ｂ，１０ｂから構成される。メイン流路７から分流された被測定流体は、小口径の絞り部９ａで流速が上昇するが、絞り部９ａよりも口径の大きい孔部９ｂで流速が落とされて分流路構造部１１に導入される。例えば、絞り部９ａ，１０ａは、φ１ｍｍ程度か、これよりも本発明の趣旨を逸脱しない範囲で口径の小さい細孔で構成され、孔部９ｂ，１０ｂは、絞り部９ａ，１０ａを介して上昇した被測定流体の流速が緩和できる口径であればよい。

図３は、図１中の流体計測部及びその周辺構成を示す分解斜視図である。図３に示すように、流体計測部３のボディ部２側の面には、被測定流体を検出するセンサ１５が設けられており、センサ１５の流体検出部が、分流路構造部１１の流体計測部３側の面に形成された流路に面している。分流路構造部１１は、ボディ部２側と流体計測部３側の両面に流路が形成されており、分流部９を介してメイン流路７から分流された被測定流体は、ボディ部２側の面に形成された流路から流体計測部３側の面の第３の流路に流入し、センサ１５が被測定流体に晒された後、ボディ部２側の面に形成された流路から分流部１０を介してメイン流路７へ流出する。

また、分流路構造部１１には、ボディ部２側の面に除塵用のフィルタ１３ａ，１３ｂを設ける他、図３に示すように流体計測部３側の面に金網１４を設けてもよい。この金網１４は、分流路構造部１１の流体計測部３側の面に形成された流路におけるセンサ１５の上流側に配置することで、センサ１５に導入される前の被測定流体の偏流や乱れを整流することができる。

なお、オリフィス８では、被測定流体の流れが妨げられるため、被測定流体中のダストが滞留する。そこで、分流部９とオリフィス８は、滞留ダストが流体計測部３側に流入しないように一定間隔あけて配置する。例えば、分流部９とオリフィス８を２５ｍｍ程度あけて形成することで、オリフィス８で滞留したダストの影響を軽減することができる。

実施の形態１による流量計１では、図４（ａ）に示すようにオリフィス８の内壁がメイン流路７の流れ方向（図４（ａ）中の矢印方向）に対して平行であり、かつオリフィス８がメイン流路７と一体に形成されている。このように構成することにより、オリフィス部分を別個に構成する場合と比較して部品点数を削減できる上、オリフィス部分を取り付けるための特別な構成を設ける必要がなく、簡易な構成にすることができる。

例えば、別個に設けたオリフィスをメイン流路に取り付ける構成では、ＪＩＳ規格推奨の寸法規定に合うようにオリフィスやこれを取り付けるための構造を精度良く製作しなければならず、高精度な加工処理が必要である上流量計の大型化の要因にもなる。これに対して、実施の形態１による流量計では、オリフィス８をメイン流路７と一体に形成することから、加工上の手間を大幅に削減することが可能である。

また、別個に設けたオリフィスをシール材を介して配管に取り付ける場合では、シール漏れが発生する可能性がある。これに対して、実施の形態１による流量計では、オリフィス８に関してメイン流路７の気密を破る懸念のある構造を一切有さない。例えば、別個に設けたオリフィスをメイン流路に取り付ける構成では、不可避的にボディ部の表面に継ぎ手部分が形成されるため、継ぎ手部分からシール漏れが発生して分流路構造部の密閉が破られやすい。しかしながら、実施の形態１による流量計では、オリフィス８をメイン流路７と一体に形成しているので、ボディ部２に継ぎ手部分がなく、その外表面を凹凸無く面出しすることが可能であり、ゴムパッキン４等のシール部材による密閉を良好に行うことができる。

さらに、差圧流量計における通常のオリフィスは、流量に正確に比例した被測定流体の静圧低下を得るため、図４（ｂ）に示すオリフィス８ａように内壁をテーパ状にして被測定流体の流れ方向（図４（ｂ）中の矢印方向）に沿って開口径が大きくなるように構成される。これに対して、実施の形態１によるオリフィス８では、上述のようにその内壁がメイン流路７の流れ方向に対して平行な直管状に形成される。このような構成では、計測上の補正が必要であるが、メイン流路７の製作の際にメイン流路７より小口径の穴あけでオリフィス８を製作可能なことから、高精度な加工処理が不要であり簡易に製作することができる。

なお、図４（ａ）に示す実施の形態１によるオリフィス８の構成の利点について説明したが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、通常のオリフィスと同様に内壁をテーパ状にして被測定流体の流れ方向に沿って開口径が大きくなるように構成しても勿論良い。

この他、メイン流路７に一体に形成するオリフィスは、図４（ｃ）に示すようにメイン流路７内の流れ方向の前後に内壁がテーパ状なオリフィス８ｂとしてもよい。このオリフィス８ｂは、先端角度がθ（例えば、１２０°）のドリルで前後から穴あけを行うことにより製作が可能なことから、高精度な加工処理を施すことなく製作することができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、オリフィス８をメイン流路７と一体に構成したので、オリフィス部分を別個に構成した場合と比較して部品点数を削減できる上、オリフィス部分を取り付けるための特別な構成を設ける必要がなく、簡易な構成にすることができる。

この発明の実施の形態１による流量計の構成を示す図である。実施の形態１による流量計１を図１（ｂ）中のＡ−Ａ線で切った断面を示す斜視図である。図１中の流体計測部及びその周辺構成を示す分解斜視図である。オリフィスの断面図である。従来の流量計を用いた圧力式流量制御装置の構成を示す図である。

符号の説明

１流量計
２ボディ部
３流体計測部
３ａ取り付け板部
３ｂ基板
４表示設定部
４ａ表示部
５コネクタ
６取り付けねじ
７メイン流路（主流路）
８，８ａオリフィス（絞り機構部）
９，１０分流部（分流路）
９ａ，１０ａ絞り部
９ｂ，１０ｂ孔部
１１分流路構造部
１２ゴムパッキン
１３ａ，１３ｂフィルタ
１４金網
１５センサ

Claims

被測定流体が流れる主流路及び前記主流路から被測定流体を分流させる分流路を有するボディ部と、前記分流路から導入された被測定流体を検出するセンサを有し、当該センサの検出結果に基づいて前記被測定流体を計測する流体計測部とを備えた流量計において、被測定流体を前記分流路に分流させる差圧を与える絞り機構部を前記主流路と一体に構成したことを特徴とする流量計。
流体計測部は、ボディ部に対して着脱自在に設けられたことを特徴とする請求項１記載の流量計。