JP2019196926A - ボール式サイトグラス - Google Patents

Abstract

【課題】少流量の場合と大流量の場合の両方で用いることができるボール式サイトグラスを提供すること。【解決手段】ボール式サイトグラス１０は、流体の流入口１４および流出口１５を有するケーシング１１と、ケーシング１１内に形成されると共にボール２２が収容されており、ケーシング１１の外部から目視可能な窓２３を有する収容室２０と、収容室２０と流入口１４および流出口１５とを繋ぐ上流側流路１７および下流側流路１８と、上流側流路１７と下流側流路１８とを連通させる連通路２８と、上流側流路１７の流体流量が所定値よりも少ない際には連通路２８を閉じ、流体流量が所定値以上の際には連通路２８を開く弁機構３０とを備えている。【選択図】図１

Description

本願は、ボール式サイトグラスに関する。

例えば特許文献１に開示されているように、流体配管に設けられ、流体の流れを透明窓を通して目視確認するサイトグラスが知られている。また、サイトグラスとして、透明窓を通してボールの挙動を目視することにより流体の流れを確認するボール式サイトグラスが知られている。ボール式サイトグラスは、ボールが収容され透明窓を有する収容室が、流路の途中に設けられている。ボール式サイトグラスでは、流体が収容室を通過することで収容室のボールが揺動する。このボールの揺動状態を目視することにより、流体の流れを確認する。

また、この種のボール式サイトグラスには大流量タイプのものがある。大流量タイプのものは、収容室よりも上流側の流路と下流側の流路とを連通させて収容室をバイパスする連通路を有している。この大流量タイプのものでは、流体の一部は収容室を通って下流側へ流れ、残りの流体は連通路を通って下流側へ流れる。全流量が収容室に流れると、ボールが激しく揺動することによって透明窓の破損を招く虞があるが、大流量タイプでは、収容室に流れる流量が減るためそれを防止することができる。

特開２００６−２６６７５６号公報

ところで、特に流量が運転条件等によって変化するような配管システムでは、少流量の場合と大流量の場合とを兼用できるボール式サイトグラスが望まれている。そこで、大は小を兼ねるという観点から、大流量タイプのもので兼用しようとした場合、少流量の際に、流体の殆どないし全量は連通路を通って流れてしまうため、流体の流れを目視で確認することが困難となる。

本願に開示の技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、少流量の場合と大流量の場合の両方で用いることができるボール式サイトグラスを提供することにある。

本願の弁機構は、ケーシングと、収容室と、上流側流路および下流側流路と、連通路と、弁機構とを備えている。前記ケーシングは、流体の流入口および流出口を有する。前記収容室は、前記ケーシング内に形成されると共にボールが収容されており、前記ケーシングの外部から目視可能な窓を有する。前記上流側流路および下流側流路は、前記収容室と前記流入口および流出口とを繋ぐものである。前記連通路は、前記上流側流路と下流側流路とを連通させる。前記弁機構は、前記上流側流路の流体流量が所定値よりも少ない際には前記連通路を閉じ、前記流体流量が前記所定値以上の際には前記連通路を開くものである。

本願のボール式サイトグラスによれば、少流量の場合と大流量の場合の両方に用いることができるボール式サイトグラスを提供することができる。

図１は、実施形態に係るボール式サイトグラスの概略構成を示す断面図である。

以下、本願の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本願に開示の技術、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

本実施形態のボール式サイトグラス（以下、単にサイトグラス１０ともいう。）は、例えば蒸気システムの配管に設けられ、内蔵されたボールの挙動を目視することにより流体の流れを確認するものである。対象の流体としては、水、温水、蒸気および空気等が挙げられる。

図１に示すように、本実施形態のサイトグラス１０は、ケーシング１１と、流路１６と、収容室２０と、連通路２８と、弁機構３０とを備えている。

ケーシング１１は、流体の流入口１４および流出口１５を有している。ケーシング１１は、本体１２と、本体１２の上部と螺合により接合される押え部材１３とで形成されている。流入口１４および流出口１５は、ケーシング１１（本体１２）の下部に設けられており、上下流方向（図１において左右方向）において互いに対向している。流入口１４と流出口１５とは、互いに同軸に形成されている。

収容室２０は、ケーシング１１内（本体２１内）の上部に形成されており、球状のボール２２が収容されている。流路１６は、ケーシング１１内（本体２１内）の下部に形成されている。流路１６は、上流側流路１７および下流側流路１８を有している。上流側流路１７および下流側流路１８は、収容室２０の下方に位置している。上流側流路１７は、流入口１４と収容室２０とを繋ぎ、下流側流路１８は、流出口１５と収容室２０とを繋いでいる。

上流側流路１７は、流入口１４から下流側へ水平に延びた後、上方へ延びて収容室２０の底部に接続されている。下流側流路１８は、流出口１５から上方へ延びて収容室２０の底部に接続されている。上流側流路１７は、収容室２０の底部における略中央の位置に接続されている。下流側流路１８は、収容室２０の底部における上流側流路１７よりも下流側の位置に接続されている。より詳しくは、下流側流路１８は、収容室２０の底部における下流側端部に接続されている。ケーシング１１内（本体２１内）には、上流側流路１７と下流側流路１８とを仕切る隔壁１９が設けられている。隔壁１９は、上下方向に延びている。

収容室２０は、軸心が上下方向に延びる略円柱状に形成されている。収容室２０は、ボール２２の着座部２１を有している。着座部２１は、収容室２０の底部における上流側流路１７の接続口１７ａの周囲（縁部）に形成されている。着座部２１は、上流側流路１７の流体流量が実質ゼロの際、即ちサイトグラス１０において流体の流通がないときに、ボール２２が着座する部分である。また、着座部２１は、ボール２２が着座した際、ボール２２の自重によって接続口１７ａを閉じるように構成されている。

収容室２０は、上部開口を塞ぐ窓２３を有している。つまり、窓２３は収容室２０の一部を構成している。窓２３は、上方から押え部材１３によって押さえつけられて固定されている。なお、押え部材１３と本体１２および押え部材１３との間は、シール部材２６(例えは、ガスケット)によってシールされている。

窓２３は、ケーシング１１の外部から収容室２０の内部を目視可能に構成されている。窓２３は、板状の主部２４と、主部２４の下面に積層された保護部２５とでなっている。主部２４および保護部２５は、何れも透明な部材により形成されている。保護部２５は、主部２４よりも厚さが薄い。そして、保護部２５は、主部２４よりも強度の高い部材で形成されており、主部２４の下面を保護している。

連通路２８は、隔壁１９に設けられている。つまり、連通路２８は隔壁１９を上下流方向に貫通する連通口である。連通路２８は、上流側流路１７と下流側流路１８とを連通させる。連通路２８は、流入口１４および流出口１５と同軸に形成されている。

弁機構３０は、上流側流路１７の流体流量が所定値よりも少ない際には連通路２８を閉じ、上流側流路１７の流体流量が前記所定値以上の際には連通路２８を開くように構成されている。弁機構３０は、弁体３１と、コイルバネ３４と、受け部材３５とを有している。

弁体３１は、下流側流路１８に設けられ、連通路２８を開閉するものである。弁体３１は、円錐部３２および軸部３３を有している。軸部３３は、円錐部３２の頂部に一体形成されており、円錐部３２と同軸に形成されている。円錐部３２は、上流側へいくに従って細くなる円錐状に形成されている。弁体３１は、軸心が上下流方向に延びる状態で設けられており、軸部３３が連通路２８に挿入されている。弁体３１は、上下流方向に変位自在（移動自在）に構成されており、円錐部３２の円錐面が連通路２８の縁部に接することで連通路２８を閉じる。つまり、連通路２８における下流側開口の縁部は、弁座を構成している。

コイルバネ３４は、弁体３１を連通路２８を閉じる側（上流側）へ付勢する付勢部材である。コイルバネ３４は、下流側流路１８において弁体３１の下流側に設けられている。受け部材３５は、下流側流路１８においてコイルバネ３４の下流側に設けられ、コイルバネ３４を支持するものである。コイルバネ３４は、一端が弁体３１の円錐部３２の凹部に挿入されており、他端が受け部材３５の中央で支持されている。受け部材３５は、上下流方向から視て十字状に形成された部材であり、その４つの端部が折り曲げ部３６となっている。折り曲げ部３６は、上流側が頂部となる山型に折り曲げられており、内方へ弾性変形するように構成されている。

弁機構３０は、上流側流路１７の流体流量が前記所定値よりも少ない際には、コイルバネ３４の付勢力によって、弁体３１が連通路２８を閉じる側（上流側）へ変位し連通路２８を閉じるように構成されている。弁機構３０は、上流側流路１７の流体流量が前記所定値以上の際には、上流側流路１７の流体力によって、弁体３１がコイルバネ３４の付勢力に抗して連通路２８を開く側（下流側）へ変位するように構成されている。

上述のように構成されたサイトグラス１０では、流入口１４から流入する流体流量が少流量の場合（即ち、上流側流路１７の流体流量が所定値よりも少ない場合）と、流入口１４から流入する流体流量が大流量の場合（即ち、上流側流路１７の流体流量が所定値以上の場合）とで動作が異なる。

流体流量が少流量の場合の動作について説明する。流入口１４から流入した流体は、上流側流路１７に流れる。上流側流路１７の流体力はそれ程大きくないため、連通路２８は弁機構３０によって閉じられている。上流側流路１７の流体は、上方へ流れ、ボール２２を押し上げて収容室２０に流入する。収容室２０に流入した流体は、下流側流路１８を介して流出口１５から流出する。収容室２０では、流体の流れによってボール２２が揺動する。このように、少流量の場合、流入口１４から流入した流体の全量が収容室２０に流れる。

流体流量が大流量の場合の動作について説明する。流入口１４から流入した流体は、上流側流路１７に流れる。上流側流路１７の流体力は大きいため、弁体３１はコイルバネ３４の付勢力に抗して下流側へ変位し、連通路２８が開く。上流側流路１７の流体の一部は、連通路２８を通って流出口１５から流出する。上流側流路１７の流体の残りは、上方へ流れ、ボール２２を押し上げて収容室２０に流入する。収容室２０に流入した流体は、下流側流路１８を介して流出口１５から流出する。収容室２０では、流体の流れによってボール２２が揺動する。

このように、大流量の場合、流入口１４から流入した流体の一部は、収容室２０をバイパスして流出口１５へ流れる。そのため、収容室２０には、ボール２２が適度に揺動し得る適切な流量の流体が流れる。ボール２２が適度に揺動し得るとは、窓２３を通して目視した際に流体の流れが把握できる程度にボール２２が揺動する意味である。

以上のように、上記実施形態のサイトグラス１０は、収容室２０と流入口１４および流出口１５とを繋ぐ上流側流路１７および下流側流路１８と、上流側流路１７と下流側流路１８とを連通させる連通路２８とを備えている。そして、サイトグラス１０は、上流側流路１７の流体流量が所定値よりも少ない際（少流量の場合）には連通路２８を閉じ、流体流量が所定値以上の際（大流量の場合）には連通路２８を開く弁機構３０を備えている。

上記の構成によれば、少流量の場合には、流入口１４から流入した流体の全量を収容室２０に流すことができる。そのため、収容室２０では、流体の流れによってボール２２を確実に揺動させることができる。また、大流量の場合には、流入口１４から流入した流体の一部は収容室２０をバイパスして流すことができる。そのため、収容室２０には、ボール２２の揺動動作にとって適切な流量の流体を流すことができる。したがって、ボール２２が激しく揺動することによる窓２３の破損を防止することができる。また、ボール２２が激しく揺動することによって引き起こされる騒音も防止することができる。このように、少流量の場合と大流量の場合の両方で用いることができるボール式サイトグラス１０を提供することができる。

また、上記実施形態の弁機構３０は、下流側流路１８に設けられ、連通路２８を開閉する弁体３１と、弁体３１を連通路２８を閉じる側へ付勢するコイルバネ３４（付勢部材）とを備えている。そして、弁機構３０は、少流量の場合には、上流側流路１７の流体力によって、弁体３１がコイルバネ３４の付勢力に抗して連通路２８を開く側へ変位するように構成されている。この構成によれば、簡易な構成にも拘わらず、流体流量に応じて確実に連通路２８を開閉させることができる。

また、上記実施形態において、上流側流路１７および下流側流路１８は、収容室２０の下方に位置すると共に、収容室２０の底部に接続されている。また、ケーシング１１内には、上流側流路１７と下流側流路１８とを仕切る隔壁１９が設けられ、その隔壁１９に連通路２８が設けられている。この構成によれば、収容室２０には流体は上方へ流れて流入する必要があるのに対し、連通路２８には流体は上流側流路１７における流れ方向に沿って流れることで流入する。そのため、上流側流路１７の流体は収容室２０よりも連通路２８の方に流れやすくなるので、収容室２０に流入する流量を適切に制限することができる。つまり、必要以上の流量の流体が収容室２０に流れることを容易に抑制することができる。

また、上記実施形態において、収容室２０は、底部における上流側流路１７の接続口１７ａの周囲に形成され、流体流量が実質ゼロの際（サイトグラス１０において流体の流通がないとき）に、ボール２２が自重により着座し接続口１７ａを閉じる着座部２１を有している。この場合、接続口１７ａにおけるボール２２の流路抵抗は、連通路２８における弁機構３０の流路抵抗よりも小さい。この構成によれば、収容室２０に流入しようとする流体は真っ先にボール２２と衝突する。言い換えれば、上流側流路１７の流体は、収容室２０に流入するために先ずはボール２２を押し上げる（移動させる）必要がある。そのため、サイトグラス１０において、流体の流通が開始された際、いち早く流体の流れをボール２２の揺動動作として反映させることができる。これにより、効果的に目視の確認を行うことができる。

また、弁機構３０の受け部材３５は、端部が内方へ弾性変形可能な折り曲げ部３６となっている。そのため、折り曲げ部３６を内方へ変形させることにより、容易に受け部材３５を流出口１５から挿入して装着することができる。

なお、上記実施形態の弁機構３０は、上述した構成に限らず、流体流量に応じて連通路２８を開閉し得る構成であれば如何なるものであってもよい。

本願に開示の技術は、ボール式サイトグラスについて有用である。

１０ ボール式サイトグラス
１１ ケーシング
１４ 流入口
１５ 流出口
１７ 上流側流路（流路）
１７ａ 接続口
１８ 下流側流路（流路）
１９ 隔壁
２０ 収容室
２１ 着座部
２２ ボール
２３ 窓
２８ 連通路
３０ 弁機構
３１ 弁体
３４ コイルバネ（付勢部材）

Claims (4)

1. 流体の流入口および流出口を有するケーシングと、
   前記ケーシング内に形成されると共にボールが収容されており、前記ケーシングの外部から目視可能な窓を有する収容室と、
   前記収容室と前記流入口および流出口とを繋ぐ上流側流路および下流側流路と、
   前記上流側流路と下流側流路とを連通させる連通路と、
   前記上流側流路の流体流量が所定値よりも少ない際には前記連通路を閉じ、前記流体流量が前記所定値以上の際には前記連通路を開く弁機構とを備えている
   ことを特徴とするボール式サイトグラス。
2. 請求項１に記載のボール式サイトグラスにおいて、
   前記弁機構は、
   前記下流側流路に設けられ、前記連通路を開閉する弁体と、
   前記弁体を前記連通路を閉じる側へ付勢する付勢部材とを備え、
   前記流体流量が前記所定値以上の際には、前記上流側流路の流体力によって、前記弁体が前記付勢部材の付勢力に抗して前記連通路を開く側へ変位するように構成されている
   ことを特徴とするボール式サイトグラス。
3. 請求項１に記載のボール式サイトグラスにおいて、
   前記上流側流路および下流側流路は、前記収容室の下方に位置すると共に、前記収容室の底部に接続されており、
   前記ケーシング内には、前記上流側流路と下流側流路とを仕切る隔壁が設けられ、
   前記連通路は、前記隔壁に設けられている
   ことを特徴とするボール式サイトグラス。
4. 請求項３に記載のボール式サイトグラスにおいて、
   前記収容室は、前記底部における前記上流側流路の接続口の周囲に形成され、前記流体流量が実質ゼロの際に、前記ボールが自重により着座し前記接続口を閉じる着座部を有している
   ことを特徴とするボール式サイトグラス。

Images