JP2013061212A - 差圧・圧力計 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイアフラム及び溶接部を透過する水素分子の浸透を遅延させる構造を有する差圧・圧力計を提供する。
【解決手段】円板状に形成された接液ブロックと、ドーナツ状のシールリングと、
このシールリングの外径よりは小さく内径よりも大きな外径を有し一方の面に金メッキが施されたダイアフラムと、を備えた差圧・圧力計において、
前記ダイアフラムは金メッキされた側から前記シールリングの一方の面に径の異なる複数箇所で溶接され、前記シールリングは他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で前記接液ブロックに溶接されるとともに、前記径の異なる複数の溶接箇所の間に溝を形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、差圧・圧力計に関し、特にダイアフラムにより差圧・圧力を測定する際に、被測定流体に含まれる水素が当該ダイアフラムを透過して封入液に浸入する速度を遅延させた差圧・圧力計に関する。

図３（ａ，ｂ）は本発明が適用される差圧・圧力計を示し、（ａ）は差圧計の概観図、（ｂ）は圧力計の正面図を示している。図３（ｃ）は接液ブロックの拡大断面図、（ｄ）は（ｃ）のＡ部拡大断面図である。

差圧・圧力計は被測定流体（気体又は液体）の圧力をダイアフラムの変位に変換して被測定流体の圧力及び差圧を測定するものである。
図３（ａ）において、２１ａ（高圧側），２１ｂ（低圧側）は差圧計を構成する一対のダイアフラムシールである。それぞれのダイアフラムシールは接液ブロック１ａ、１ｂを有しており、これらの接液ブロック一方の面にはダイアフラム５ａ，５ｂの周縁部が溶接により固定されている。これらの接液ブロックの外周にはフランジ９ａ，９ｂが固定され、接液ブロックの側面にはそれぞれキャピラリーチューブ１０ａ，１０ｂの一端が接続されており、これらのキャピラリーチューブの他端は伝送器本体２０を構成するカバーフランジ２２に接続されている。

図３（ｃ，ｄ）に示すように、接液ブロック１ａ，１ｂはそれぞれ曲面形状に形成したセンサ室２と、このセンサ室に導通する所定径に形成された圧力伝達部３と、センサ室２と被測定流体Ｂ側との間を封止した状態にするダイアフラム５と、このダイアフラムの周縁部を係止するシールリング６と、ダイアフラム５により封止されたセンサ室２に充填した封入液７とから構成されている。

シールリング６は、接液ブロック１に対してダイアフラム５を挟み込んで溶接により接合した溶接部８を設けた構造となっている。被測定流体Ｂと接するダイアフラム５の面の反対側、即ち、封入液７と接する面には、その全面に金メッキ５ａが施されている。

このような構造の差圧・圧力計においては、被測定流体との接液部分にダイアフラム５を使用して、封入液７を介して圧力のみを図示しないセンサに伝えている。
ここで、被測定流体Ｂに水素分子が含まれている場合、ダイアフラム５を透過した水素分子による悪影響を予防するために、被測定流体Ｂが接しない面の表面に金メッキ５ａやセラミックスコーティングを施し水素分子の透過を抑えている。

特開２００２−０７１４９４号公報 特開２００２−１５６３０１号公報

しかしながら、上述した従来技術においては被測定対象Ｂが水素分子を含む場合、図４（ａ）に示すように、例えダイアフラムに水素分子の透過を防止する金メッキ又はセラミックスコーティングを施こしても、センサ室２との隔壁であるダイアフラム５の膜を水素分子が透過し、センサ室２内に気体水素が留まることになる。センサ室において低圧での測定の場合には、この透過した水素分子が膨張して最悪の場合には気泡が生じ、ダイアフラム膜を変形させることにより、センサ室２内の圧力変動、測定値に水素分子の透過に基づく誤差が生じてしまうという問題がある。

そこで、図４（ｂ）に示すように第２溶接部８ａを溶接し、この溶接部を含むように金メッキ５ａを施し、ダイアフラム５から水素が侵入してくる部分を無くした構造とする場合がある。
しかし、水素透過が激しい場合等には、このような構造でも図４（ｃ）に矢印ｃで示すように溶接部から水素が侵入し、伝送器がすぐに使えなくなる場合がある。

従って本発明は、ダイアフラム及び溶接部を透過する水素分子の浸透を遅延させる構造を有する差圧・圧力計を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る差圧・圧力計は請求項１においては、
円板状に形成された接液ブロックと、
ドーナツ状のシールリングと、
このシールリングの外径よりは小さく内径よりも大きな外径を有し一方の面に金メッキが施されたダイアフラムと、
を備えた差圧・圧力計において、
前記ダイアフラムは金メッキされた側から前記シールリングの一方の面に径の異なる複数箇所で溶接され、
前記シールリングは他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で前記接液ブロックに溶接されるとともに、前記径の異なる複数の溶接箇所の間に溝を形成したことを特徴とする。

請求項２においては、
円板状に形成された接液ブロックと、
ドーナツ状のシールリングと、
このシールリングの外径よりは小さく内径よりも大きな外径を有し一方の面に金メッキが施されたダイアフラムと、
を備えた差圧・圧力計において、
前記ダイアフラムは金メッキされた側から前記シールリングの一方の面に溶接され、該溶接部分の外側であって前記金メッキが施された部分で覆われるように前記シールリングに所定の径の溝を形成し、該溝に水素を吸着・貯蔵できる部材を埋め込み、前記シールリングの他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で前記接液ブロックを溶接したことを特徴とする。

請求項３においては、請求項２に記載の差圧・圧力計において、
前記水素を吸着・貯蔵できる部材はＮｉまたはＮｉ金属を含むことを特徴とする。

本発明の差圧・圧力計の請求項１によれば、
ダイアフラムの金メッキされた側からこのダイアフラムをシールリングの一方の面に径の異なる複数箇所で溶接し、シールリングの他方の面からダイアフラムの外径より外側で接液ブロックに溶接し、径の異なる複数の溶接箇所の間に溝を形成したので、シールリングとダイアフラムの内周部分の溶接箇所を透過した水素は、溶接部と溶接部の間の空間を経て、外周部分の溶接箇所を透過して封入液側に侵入して留まる。その結果、封入液中に水素の気泡が発生するまでの時間を遅らせることができる。

請求項２、３によれば、
ダイアフラムの金メッキされた側がシールリングの一方の面に溶接され、この溶接部分の外側であって前記金メッキが施された部分で覆われるようにシールリングに所定の径の溝を形成し、その溝に水素を吸着・貯蔵できる部材を埋め込み、シールリングの他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で接液ブロックに溶接したので、溶接部分を透過した水素は、まず水素を吸着・貯蔵できる金属中に溜まっていき、その金属が水素を溜めることが出来なくなってから、封入液中に水素が侵入していくことになる。
その結果、封入液中に水素の気泡が発生するまでの時間を遅らせることができる。

本発明の差圧・圧力計のダイアフラムシール部分の一実施例を示す要部断面図である。 本発明の差圧・圧力計のダイアフラムシール部分の他の実施例を示す要部断面図である。 従来の差圧計の概観図（ａ）、圧力計の正面図（ｂ）、ダイアフラムシール部分の拡大図（ｃ）および（ｃ）図のＡ部拡大である。 従来のダイアフラムシール部分における水素の侵入経路を示す要部断面図である。

図１は本発明の差圧・圧力計のダイアフラムシール部分の実施形態の一例を示す要部断面図である。図１において、１は円板状の接液ブロックで一方の面の中央部に円状の凹部１ｃが形成されている。６はドーナツ状のシールリングで一方の面の内周寄りにリング状の溝１１が形成されている。

５は一方の面に金メッキが施されたダイアフラムで、このダイアフラムの外径はシールリング６の外径より小さく、内径より大きく形成されている。そして、このダイアフラムは前記シールリングに形成されたリング状の溝１１を金メッキが施されていない側（接液側）で覆った状態とされ、前記リング状の溝１１の内側（第２溶接部８ｂ）と外側（第３溶接部８ｃ）でシールリング６に溶接されている。その結果、リング状の溝１１は気密にダイアフラム５の面で閉塞された状態となる。

このようにダイアフラム５が溶接されたシールリング６は金メッキが施された（非接液）側を前記円状に形成された前記接液ブロックの凹部１ｃの底部に接するように挿入する。
挿入された状態で接液ブロック１の一方の面とシールリングの他方の面は面一になる。
そして、その状態で前記ダイアフラムの外周より外側の前記シールリングの他方の面から接液ブロックに溶接（第１溶接部８ａ）により固定される。

上述の差圧・圧力計のダイアフラムシール部分の構造によれば、被測定体に含まれる水素が溝の内周側の溶接部から浸透しても溝１１が水素溜まりとして機能し、ここに充満した水素は溝の外周側の溶接部（第３溶接部８ｃ）を経て封入液側に浸透する。
その結果、封入液中に水素の気泡が発生するまでの時間を遅らせることができる。

図２は請求項２における実施例を示す要部断面図である。図２において、図１と異なる部分はシールリング６に水素を吸着できる金属（例えばＮｉ又はＮｉ合金）１２を埋め込んだ点である。
図２において、１は円板状の接液ブロックで一方の面の中央部に円状の凹部１ｃが形成されている。６はドーナツ状のシールリングで一方の面に溝１１ａが形成されこの溝に水素を吸着できるＮｉ又はＮｉ合金がシールリングの一方の面と面一に埋め込まれている。

５は一方の面に金メッキが施されたダイアフラムで、このダイアフラムの外径はシールリング６の外径より小さく、内径より大きく形成されている。そして、このダイアフラムは前記シールリング６に形成されたＮｉ又はＮｉ合金を金メッキが施されていない側（接液側）の一部を覆った状態とされ、溝１１ａより内側で溶接シールリングに溶接されている（第２の溶接部８ｂ）。

また、Ｎｉ又はＮｉ合金を一部覆ったダイアフラム５の外周部分も溶接（第３溶接部８ｃ）され、更にＮｉ又はＮｉ合金部分の外周はシールリングに溶接されている（第４溶接部８ｄ）。そしてこのシールリング６はＮｉ又はＮｉ合金部分が埋め込まれた側を下にして接液ブロックの凹部１ｃに挿入され他方の面から接液ブロック１に溶接（第１溶接部８ａ）される。

上述の差圧・圧力計のダイアフラムシール部分の構造によれば、溶接部分を透過した水素は、まず水素を吸着・貯蔵できる金属中に溜まっていき、その金属が金属中に充満し水素を溜めることが出来なくなってから、封入液中に水素が侵入していくことになる。その結果、封入液中に水素の気泡が発生するまでの時間を遅らせることができる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

１ 接液ブロック
２ センサ室
３ 圧力伝達部
５ ダイアフラム
６ シールリング
７ 封入液
８ 溶接部
９ フランジ
１０ キャピラリーチューブ
１１ 溝（水素溜まり用空間）
１２ 水素を吸着できる金属（ＮｉまたはＮｉ合金）
２０ 伝送器本体
２１ ダイアフラムシール
２２ カバーフランジ

Claims (3)

1. 円板状に形成された接液ブロックと、
   ドーナツ状のシールリングと、
   このシールリングの外径よりは小さく内径よりも大きな外径を有し一方の面に金メッキが施されたダイアフラムと、
   を備えた差圧・圧力計において、
   前記ダイアフラムは金メッキされた側から前記シールリングの一方の面に径の異なる複数箇所で溶接され、
   前記シールリングは他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で前記接液ブロックに溶接されるとともに、前記径の異なる複数の溶接箇所の間に溝を形成したことを特徴とする差圧・圧力計。
2. 円板状に形成された接液ブロックと、
   ドーナツ状のシールリングと、
   このシールリングの外径よりは小さく内径よりも大きな外径を有し一方の面に金メッキが施されたダイアフラムと、
   を備えた差圧・圧力計において、
   前記ダイアフラムは金メッキされた側から前記シールリングの一方の面に溶接され、該溶接部分の外側であって前記金メッキが施された部分で覆われるように前記シールリングに所定の径の溝を形成し、該溝に水素を吸着・貯蔵できる部材を埋め込み、前記シールリングの他方の面から前記ダイアフラムの外径より外側で前記接液ブロックを溶接したことを特徴とする差圧・圧力計。
3. 前記水素を吸着・貯蔵できる部材はＮｉまたはＮｉ金属を含むことを特徴とする請求項２に記載の差圧・圧力計。

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