JP2686142B2 - コーン型電磁流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はコーン型電磁流量計の改良に関する。

〔従来の技術〕

第７図に示すように流量計測パイプの内側に全体が紡
鍾形で流れに直角な断面がほヾ円形のコーン１が流量計
測パイプ２と同軸に設けてあり、このコーン１の外径に
沿って適宜の円周角の範囲にコーン１の直径を隔てて磁
極Ａ、Ｂを設け、磁極Ａ、Ｂの間にコア３に励磁コイル
４を巻いた磁気発生装置５を設けた内磁型のコーン型電
磁流量計が周知である（例えば実開昭59−172332号公
報）。

かゝるコーン型電磁流量計の具体的構造の従来技術を
第７図と第８図に示す。

この従来技術では、コーン１を流量計測パイプ２と同
心的に保持するために、コーン１の上流側と下流側の端
部にホルダーコーン６、７を設け、この両ホルダーで、
コーン１の両端を支持していた。そして、流量計測パイ
プ２を囲んで外パイプ８が設けられ、外パイプ２の端部
にフランジ９、10が固定されていた。

コーン１の中央に配置されたコイル４に励磁電流を供
給するリード線11は、コーンの一端（第７図では右端）
からホルダーコーン７のリブ7aの中を通して流量計測パ
イプ２の外側へ引出していた。

コイル４とリード線の水密を保つために、６個のＯリ
ングによるシール構造が必要であった。

第１と第２のＯリング12、13はコーン１の両端防錘形
部分とホルダーコーン６と７との間のシール部に設けら
れ、第３と第４のＯリング14と15は流量計測パイプ２と
ホルダーコーン６と７との間のシール部に設けられ、第
５と第６のＯリング16と17はホルダーコーン６とフラン
ジ９の間と、ホルダーコーン７とフランジ10との間のシ
ール部にそれぞれ設けられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術では、リード線11の水密を保つために
６個ものＯリング12〜17を必要とし、構造が複雑になる
だけでなく、Ｏリングの溝加工を６箇所に行なう必要が
あり、しかもその溝加工は精密さを要求されるという問
題点があった。

さらに又、コーン１を支持するホルダーコーンが重量
物で流量計を重くするばかりでなく、精密加工を要する
ため製作費が高くつくという問題点があった。

上記に鑑み、このような問題点を解消できるコーン型
電磁流量計を提案するのが本発明の目的である。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明のコーン形電磁流
計は、下記（ａ）乃至（ｊ）の構成要件を備えたことを
特徴とする。

（ａ）、流量計測パイプ（２）の内径より小さい外径
を有する円筒形で、かつ流量計測パイプ（２）と同心に
配置されたコーンパイプ（19）。

（ｂ）、磁性材料からなるコイルケースエンド（20
d）で一端が水密を保って閉塞され、全長が前記流量計
測パイプ（２）の内径より小さく、かつ前記コーンパイ
プ（19）の外径より大きい円筒形のコイルケース（2
0）。

（ｃ）、コイルケース（20）は、前記コイルケースエ
ンド（20d）に閉塞された一端がコーンパイプ（19）の
ほヾ外周に位置し、他端がコーンパイプの直径方向に明
けられた穴から突出して流路を横切ってさらに流量計測
パイプ（２）を水密的に貫通する。

（ｄ）、前記コイルケース（20）の閉塞端にその一端
が嵌合して、その外径がコイルケース（20）の外径と同
じで、コイルケース（20）の延長線上に配置され、その
他端が流量計測パイプ（２）を水密的に貫通するほヾ円
柱形のコイルケースストッパ（21）。

（ｅ）、前記コーンパイプ（19）には、これに設けた
前記一対の穴の部分を囲んで磁極（Ａ）と（Ｂ）がそれ
ぞれ配設されている。

（ｆ）、前記コイルケース（20）の内側には、一端が
前記コイルケースエンド（20d）に嵌合する鉄心（３）
と、この鉄心（３）に巻いたコイル（４）と、鉄心
（３）の他端に嵌合する磁性材料からなるコアエンド
（3a）とを配設して、コイルケースエンド（20d）とコ
アエンド（3a）とがそれぞれ前記磁極（Ｂ）と（Ａ）と
に対向配置されている。

（ｇ）、コーンパイプ（19）の上流側と下流側に嵌合
された先端が砲弾形のコーンヘッド（22）と（23）。

（ｈ）、コイルケース（20）コイルケースストッパ
（21）の軸心を含む平面でかつ流量計測パイプ（２）と
コーンパイプ（19）との間の流体通路にあって、コイル
ケース（20）と、コイルケースストッパ（21）の上流側
と下流側に設けた板状の整流板（24）と（25）。

（ｉ） 整流板（24）と（25）は流量計測パイプ
（２）とコーンヘッド（22）及び（23）とにそれぞれ固
着されていて、アースリブの一部を構成する。

（ｊ） コイルケース（20）とコイルケースストッパ
（21）の軸心と流体の流れ方向とに直角な方向の流量計
測パイプに電極（26）、（27）を設ける。

〔作用〕

コーンパイプ（19）は、コイルケース（20）、コイル
ケースエンド（20d）で支持されると共に、コーンヘッ
ド（22）、（23）及び整流板（24）、（25）によっても
支持されて流量計測パイプ（２）と同心に固定され、被
計測流体は流量計測パイプ（２）とコーンパイプ（19）
との間の通路を流れる。

コーンヘッド（22）、（23）はコーンパイプ（19）と
共にコーン全体を流線形に形成し、流体の抵抗を小さく
保つ。

コイルケース（20）とコイルケースストッパ（21）の
上流と下流にそれぞれ配設されている整流板（24）、
（25）は、流体がコイルケース（20）とコイルケースス
トッパ（21）の下流で渦を発生するのを防止する。

鉄心３とコイル４からなる磁気発生装置からの磁束
は、鉄心３からコイルケースエンド（20d）、磁極
（Ｂ）から流体通路を横切り対向する流体系側パイプ
（２）に向かい、それ自身を磁路として反対側の磁極
（Ａ）に対向する面より再び流体通路を横切り磁極
（Ａ）、コアエンド（3a）から鉄心（３）に流れて、流
体通路に磁界を生じる。

流体通路を流れる流体に生じる誘起電圧は電極（2
6）、（27）で取り出される。

外形が円筒のコイルケース（20）とコイルケーススト
ッパ（21）の上流と下流には整流板（24）、（25）がそ
れぞれ設けてあるため、正、逆何れの方向に流体が流れ
ても、コイルケース（20）とコイルケースストッパ（2
1）の下流に渦を発生することはない。

又、電極（26）、（27）を結ぶ直線と流量計測パイプ
（２）の中心線とを含む平面の両側をそれぞれ流れる流
体と、磁場とは前記平面に対象に分布するため、性能の
ばらつきも小さい。

〔実施例〕

第１図乃至第３図において、２は軟貭磁性材料からな
る流量計測パイプ、３は鉄心、４はこの鉄心に巻いた励
磁コイルで、鉄心３とコイル４で磁気発生装置を構成し
ている。

19は流量計測パイプ２と同心のコーンパイプ、20は小
径の円筒形のコイルケースで、磁性材料からなるコイル
ケースエンド20dが下端で水密を保って閉塞されてい
る。

コイルケース20の詳細構造を第５図に示す。コイルケ
ース20は下端にコイルケースエンド20dを熔接して閉塞
した非磁性の円筒20cの上端に、磁性体よりなる短い円
筒20dを熔接し、さらにその上端に非磁性材料よりなる
円筒20aを熔接して、全体として有底の円筒状のコイル
ケースを形成しており、その上端は開口している。各円
筒20a、20b、20cとコイルケースエンド20dとは水密を保
つように熔接されている。そしてコイルケース20の全長
はコーンパイプ19の外径より長く、流量計測パイプ２の
内径よりも小さく定めてある。

このような長さに定めるのは、コーンパイプ19に嵌合
したコイルケース20の開口端を流量計測パイプ２に貫通
熔接することができるように、つまり組立てられる長さ
にするためである。

再び第１図乃至第３図において、Ａ、Ｂはコーンパイ
プの中央部の上下内周面にそれぞれスポット熔接された
磁極で、これら両磁極は、コーンパイプを上下方向に貫
通する穴が同時にあけられ、前記パイプ20がこの穴を貫
通して嵌合されている。

コイルケースエンド20dはその下端がほヾコーンパイ
プの外周下側に位置するように磁極Ｂに嵌合し、円筒20
bが磁極Ａに嵌合している。コイルケース20の上部即ち
円筒20aは流体通路を上下方向に横切って、その上端は
流量計測パイプ２を貫通し、流量計測パイプ２を水密を
保って熔接されている。コイルケース20の下端即ちコイ
ルケースエンド20dの下端には、非磁性のコイルケース
ストッパ21の上端が嵌合し、コイルケースストッパ21の
下端は、流量計測パイプ２の外壁下側にあけられた穴を
貫通して下方に突出し、流量計測パイプ２に水密を保っ
て熔接されている。

22と23はコーンパイプ19の上流側と下流側の端部に嵌
め込んで固定された先端が砲弾形のコーンヘッド、24と
25は整流板で、その板面がコイルケース20とコイルケー
スストッパ21の軸心と流量計測パイプの軸心とを含む平
面、即ち、流量計測パイプ２の中心を含む垂直面に配設
され、コーンヘッド22と23にそれぞれ嵌合固定されてい
る。第３図には、一方の整流板25の中心部25aがコーン
ヘッドのスリット23aに嵌合されている有様が示されて
いる。

第４図にはコーンパイプ19とコイルケース20と、コー
ンヘッド23と、整流板25との組立関係が示されている。
ピン28は整流板25の中心部25aをコーンヘッド23のスリ
ット23aに嵌合させたあと、両者が外れないように、コ
ーンヘッド23の穴23bとコーンヘッド25の穴25bとを貫通
して挿通する。整流板24と25の端部24c、25cはそれぞれ
流量計測パイプ２の上流端に熔接して固定されると共に
電気的に接地されて、アースリブとして機能する。整流
板24、25は非磁性ステンレス鋼よりなり、端部24c、25c
は流量計測パイプ２の端に熔接することで、コーンヘッ
ド22、23及びコーンパイプ19等、コーン全体の固定強度
を高めている。

26と27はコイルケース20の軸心と直交する流量計測パ
イプの直径上に配置された一対の電極でステンレス鋼よ
りなる。

コーンパイプ19、コイルケース20、コイルケーススト
ッパ21及び流量計測パイプの流体に接する表面は絶絶塗
膜で覆ってある。第２図で符号29で示す部分が流体通路
である。11はコイル４に励磁電流を供給するリード線で
ある。30は外パイプ、31はフランジである。

なお、第１図と第２図の実施例では電極26、27に発生
する誘起電圧を増幅、演算処理してその結果を表示する
電子回路部分は省略してあった図示されていない。又、
第１図乃至第５図の実施例は、第７図と第８図の従来技
術に比較して、コイル４の外径を比較的小さく定め、そ
の結果コイルケース20の直径を小さくしている。そのた
めコイルケース20にかゝる水圧が全体として小さくな
り、コイケース20の円筒の肉厚を薄くすることができ
た。

〔発明の効果〕

鉄心３やコイル４を一端開口の密閉コイルケース20に
収納したためコイルのリード線はこの開口部から外部に
引き出すことができる。そのため、リード線を水密構造
にするためのＯリングを多数用いる必要がなくなり、構
造が簡単で、かつＯリングの溝等の精密加工が不要とな
り、製作費を低減できる。また、水密構造の信頼性が高
い。

更に又、水密構造を必要とする部分の体積が従来技術
の数拾分の一から数百分の一に減ったため、水密構造部
分の受圧部の肉厚が減少でき、それだけ材料費、重量の
低減ができた。又、電極を結ぶ直線の上下を対象をなす
流体回路、磁気回路としたため、性能のばらつきが小さ
く、又、コイルケースとコイルケースストッパの上流と
下流に整流板を設けたので、カルマン渦が発生すること
もなく、この面でもメータの性能が悪くなる恐れがない
等の効果を期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の実施例で、第１図は流量計
測パイプの中心線を含む面で切断した縦断面図、第２図
は流量計測パイプに直角な縦断面図、第３図は第１図の
III−III断面図、第４図はコーンパイプ、コーンヘッド
及び整流板等の組立関係を説明する分解斜視図、第５図
はコイルケースの縦断面図、第６図は従来技術のコーン
型電磁流量計の基本構造を示す縦断面図、第７図と第８
図は従来技術の具体的構造を示す縦断面図でそれぞれ第
１図と第２図の断面に対応する図である。 ２……流量計測パイプ、３……鉄心、3a……コアエン
ド、４……コイル、19……コーンパイプ、20……コイル
ケース、20d……コイルケースエンド、21……コイルケ
ースストッパ、22、23……コーンヘッド、24、25……整
流板、26、27……電極、Ａ、Ｂ……磁極

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記（ａ）乃至（ｊ）の構成要件を備えた
   コーン型電磁流量計。 （ａ）、流量計測パイプ（２）の内径より小さい外径を
   有する円筒形で、かつ流量計測パイプ（２）と同心に配
   置されたコーンパイプ（19）。 （ｂ）、磁性材料からなるコイルケースエンド（20d）
   で一端が水密を保って閉塞され、全長が前記流量計測パ
   イプ（２）の内径より小さく、かつ前記コーンパイプ
   （19）の外径より大きい円筒形のコイルケース（20）。 （ｃ）、コイルケース（20）は、前記コイルケースエン
   ド（20d）に閉塞された一端がコーンパイプ（19）のほ
   ヾ外周に位置し、他端がコーンパイプの直径方向に明け
   られた穴から突出して流路を横切ってさらに流量計測パ
   イプ（２）を水密的に貫通する。 （ｄ）、前記コイルケース（20）の閉塞端にその一端が
   嵌合して、その外径がコイルケース（20）の外径と同じ
   で、コイルケース（20）の延長線上に配置され、その他
   端が流量計測パイプ（２）を水密的に貫通するほヾ円柱
   形のコイルケースストッパ（21）。 （ｅ）、前記コーンパイプ（19）には、これに設けた前
   記一対の穴の部分を囲んで磁極（Ａ）と（Ｂ）がそれぞ
   れ配設されている。 （ｆ）、前記コイルケース（20）の内側には、一端が前
   記コイルケースエンド（20d）に嵌合する鉄心（３）
   と、この鉄心（３）に巻いたコイル（４）と、鉄心
   （３）の他端に嵌合する磁性材料からなるコアエンド
   （3a）とを配設して、コイルケースエンド（20d）とコ
   アエンド（3a）とがそれぞれ前記磁極（Ｂ）と（Ａ）と
   に対向配置されている。 （ｇ）、コーンパイプ（19）の上流側と下流側に嵌合さ
   れた先端が砲弾形のコーンヘッド（22）と（23）。 （ｈ）、コイルケース（20）コイルケースストッパ（2
   1）の軸心を含む平面でかつ流量計測パイプ（２）とコ
   ーンパイプ（19）との間の流体通路にあって、コイルケ
   ース（20）と、コイルケースストッパ（21）の上流側と
   下流側に設けた板状の整流板（24）と（25）。 （ｉ） 整流板（24）と（25）は流量計測パイプ（２）
   とコーンヘッド（22）及び（23）とにそれぞれ固着され
   ていて、アースリブの一部を構成する。 （ｊ） コイルケース（20）とコイルケースストッパ
   （21）の軸心と流体の流れ方向とに直角な方向の流量計
   測パイプに電極（26）、（27）を設ける。
2. 【請求項２】コイルケース（20）の円筒部分の一部（20
   b）が磁性材であって、この部分がコアエンド（3a）と
   磁極Ａの間に位置する請求項１記載のコーン型電磁流量
   計。