JP2015017960A

JP2015017960A - 流量計

Info

Publication number: JP2015017960A
Application number: JP2013157145A
Authority: JP
Inventors: 岡部　修一; Shuichi Okabe; 修一岡部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】流量が急激に変化した場合においても、確実に従動体が移動子に追従する磁気結合式の流量計を提供する。【解決手段】非磁性金属製管体内の円形断面の流路から外側に向かって延設された流路と平行な直線状溝部と、円筒形の移動子３の側方外周面より外側に突出された磁石を内蔵する延設部分が前述の直線状溝部内を移動可能とされ、従動体５が管体外側方に設けられた流路と平行な直線状の溝部内に移動可能に置かれ、移動子３に内蔵された磁石４の磁極端面と、従動体５を構成する磁石の磁極端面が平行に相対して配置されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は流体の流量計測に使用される磁気結合式面積流量計に関する。

流量計には、テーパ状の管体内に置かれた移動子が流体力によって移動する距離を計測して流量を測定する面積流量計があり、移動子の位置を外部から視認できるよう、管体をガラスなどの透明管としたものがある。しかし、地震等に対する構造的な強度不足や、流体に含まれる不純物付着による透明管の不透明化の問題がある。

前述の問題を解決するため、管体を剛性が高い非磁性金属、例えばステンレスで製作し、管体内の移動子および管体外の従動体を磁石または磁石を内蔵したものとして、磁気結合力によって従動体を移動子に追従させるものがある。しかし、流体を流し始める瞬間など移動子が急激に移動した場合、磁気結合力が従動体の自重や管体との摩擦力より弱いと、従動体が移動子に追従できないことがあり信頼性に欠けていた。

この改善策として特許文献として示す図４がある。この方法は磁石もしくは磁石内蔵のバックアップ用の磁力発生体８を、従動体５と相対する面が同極となるよう従動体と対向せしめて管体１の外側方に設け、流体を流し始める瞬間に、従動体が移動子４に追従するための補助力を磁気の反発力により得るものである。しかし、移動子と従動体に内蔵された磁石の磁極は管体の中心軸に平行に配置され両者の磁極面が相対しておらず、また管体内面がテーパ状であるため移動子と従動体の磁極間の距離を短く出来ないので磁気結合力が弱い。また従動体はリング状とされているため自重や慣性力が大きく、従動体の移動子に対する確実な追従を妨げ、この自重や慣性力より強い磁気結合力を有する市販の磁石を得ることは難しい。さらに従動体を支持する磁気の反発力は最下端に置かれた磁力発生体近傍でしか生ぜず、流体を流し始める瞬間のみ有効であって、流量が大きい領域で激しく変化した場合には従動体の移動子に対する追従が不可能となり、一旦移動子と従動体が離れてしまうと移動子と従動体の磁気結合力が失われ流量計測ができなくなる可能性があった。

特開平１１−１０８７１１号公報

本発明は流量が急激に変化した場合においても、確実に従動体が移動子に追従し、前述の従来の課題を解決できる磁気結合式の流量計を提供する。

本発明は、管体内の円形断面の流路から外側に向かって延設された流路と平行な直線状溝部と、円筒形の移動子の側方外周面より外側に突出された磁石を内蔵する延設部分が前述の直線状溝部内を移動可能とされ、質量が少ない円筒形磁石で構成される従属体が管体外側方に設けられた流路と平行な直線状の溝部内に移動可能に置かれ、移動子に内蔵された磁石の磁極端面と、従属体を構成する磁石の磁極端面が平行に相対して配置されることを特徴とする。

本発明によれば、移動子に内蔵された磁石の磁極端面と、従動体を構成する磁石の磁極端面間の距離が短いため、移動子と従動体間の磁気結合力が強く、移動子位置の急激な変位に従動体が追従できない不具合を防止できる。

本発明の流量計の流路中心軸を含む断面図で、流体が流れていない状態を示す。本発明の流量計の流路中心軸を含む断面図で、流体が流れている状態を示す。本発明の流量計の流路中心軸に直交する断面図である。背景技術として示した特許文献の図である。

移動子と従動体の磁気結合力を強固にするという目的を、移動子の延設部が管体の内部に設けた直線状溝部内を移動可能とし、移動子に内蔵された磁石の磁極端面と従動体を構成する磁石の磁極端面とが平行に相対し、その端面間の距離を短くすることで実現した。

図１、図２、図３は本発明の１実施例の断面図を示す。
管体１はステンレス等の非磁性金属製で、流体入口側外部配管と管用ネジ１ｂで接続される。管体１の流体出口側にブッシング２が管用ネジ１ｃと管用ネジ２ｃで接続され、ブッシング２と流体出口側外部配管は管用ネジ２ｂで接続される。流体通路は管体１の流体入口１ａ、のど部１ｄ、テーパ部１ｅ、直管部１ｆ、流体出口２ａの順に構成されている。
円形断面とされたテーパ部１ｅと直管部１ｆから外側に向かって延設された流路と平行する２本の直線状溝部１ｇが出口側からのど部１ｄの手前まで設けられている。２本のうち片方の溝１ｇに相対する管体１の外側面に、流路と平行する直線状溝部１ｈが設けられている。管体１の内部にスプリング７と締結された円筒状の移動子３が設けられ、移動子３の直径はのど部１ｄより小さくされており、スプリング７はブッシング２で支持されるため、移動子３とスプリング７は管体１内に保持されている。
移動子３の側方外周面より外側に突出され、円筒形磁石４を内蔵する延設部３ａが前述の溝部１ｇ内を移動可能とされている。質量が少ない円筒形磁石で構成される従属体５が溝部１ｈ内に移動可能に置かれ、磁石４の磁極端面と、従属体３を構成する磁石の磁極端面が平行に相対して配置されている。溝部１ｈには透明カバー６が設けられている。
管体１の外部側方で溝部１ｈの反対側に溝部１ｇと相対して磁気センサ８が設けられている。

図１は流体が流れない状態を示し、移動子３はスプリング７によりテーパ部１ｅに押付けられている。流体が流体入口１ａより流れ始めると、図２のように移動子３は流体力により出口方向に移動し、流体力とスプリング７の反力がバランスした位置で停止する。従動体５は移動子３との磁気結合力により移動子３に追従して移動する。

流量が最低基準値以上の場合には、移動子３が出口側にあり磁石４の磁気を磁気センサ８が検知して電気信号を出力する。流量が最低基準値より低下すると、移動子３が入口側に移動し磁石４と磁気センサ８の距離が離れ磁気センサ８が磁気を検知しなくなり流量異常の警報が発せられる。

移動子３に内蔵される磁石４を４００ミリステラ、従動体５を直径３ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、重量０．０２６５ｇ、１３５ミリステラの質量の少ない磁石で構成し、両磁石の磁極間距離を２．５ｍｍとして、従動体が移動子に確実に追従する磁気結合力を得た。

１管体
１ａ流体入口
１ｂ管用ネジ
１ｃ管用ネジ
１ｄのど部
１ｅテーパ部
１ｆ直観部
１ｇ溝部
１ｈ溝部
２ブッシング
２ａ流体出口
２ｂ管用ネジ
２ｃ管用ネジ
３移動子
３ａ延設部
４磁石
５従動体
６透明カバー
７スプリング
８磁気センサ

Claims

管体内の磁石もしくは磁石内蔵の移動子が、管体内を流れる流体の流体力によって移動させられ、管体外側方の磁石もしくは磁石内蔵の従動体が移動子と磁気結合により移動子に追従して移動させられる流量計において、管体内部の流路から外側に向かって延設された流路と平行な直線状溝部内に、移動子の側方外周面より外側に突出された円筒形磁石を内蔵する延設部分が移動可能とされ、円筒形磁石で構成される従動体が管体外側方に設けられた流路と平行な直線状の溝部内に移動可能に置かれ、移動子に内蔵された磁石の磁極端面と、従動体を構成する磁石の磁極端面が平行に相対して配置された流量計。