JP3183641B2 - 浮子式流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、浮子を利用し
て、その上昇量により気体あるいは液体の流量を測定す
る浮子式流量計に関し、特に、清掃機能を有する浮子式
流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種浮子式流量計は大まかに分けて２
つの方式があり、１つは、図１０に示すように透明な上
開きテーパー状の外筒１０１内に、上下方向移動自在に
逆ハット形の浮子１０２を配置し、該浮子１０２の上下
移動をガイドロッド１０３によりガイドし、浮子１０２
の上昇位置を外筒１０１に表示された目盛Ｍで読み取る
テーパー管方式である。先行技術文献としては、特公平
７−９４９９７号公報がある。残りは、特公昭５３−３
５７４４号公報あるいは特公昭５４−７１６６３号公報
に記載されているように、直円筒状の外筒を備え、該外
筒内に円錐部材を固定して、該円錐部材の外周側に筒状
の浮子を配置し、流体圧による浮子の上昇位置を、外筒
の目盛で読み取る円錐部材方式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】流量計を使用している
と、流体に含まれるごみあるいは汚れ成分が透明な外筒
内に付着するが、該付着量が多くなると、外筒に表示さ
れた目盛及び外筒内の浮子を目視しにくくなり、正確な
流量測定ができなくなる。

【０００４】このため、定期的に外筒内面を清掃する必
要があるが、上記従来技術のいずれの場合でも、清掃す
る場合には、一旦外筒を流量計本体から取り外し、管用
ブラシなどにより清掃し、清掃後再び装着している。

【０００５】このように清掃するたびに分解と組立を行
っていると、清掃に非常に労力がかかる。特に流体が油
の場合は、分解時に配管内の油が漏出する。具体例とし
ては、たとえば、製紙工場に設置された集中式潤滑油供
給装置のように、中央の潤滑油供給管から何百あるいは
何千個の枝管を分岐し、各枝管にそれぞれ浮子式流量計
を配置して各注油個所に潤滑油を供給している場合で
は、それらの分解清掃に大変な労力がかかると共に、清
掃のたびに潤滑油供給を停止し、製紙機械自体も停止し
ておかなければならない。

【０００６】清掃する別の手段としては、特開平７−９
４９９７号のように、電気的処理により行うものもある
が、コストが高くつき、経済的でない。

【０００７】本願請求項１記載の発明は、流体が流れる
直円筒状の透明な外筒内に、外筒長さ方向の下流側に行
くに従い断面積が減少する円錐部材と円筒状の浮子とを
外筒長さ方向移動自在に嵌合して、重力あるいは付勢手
段により浮子及び円錐部材を上流側へと付勢し、円錐部
材の上流側の底部フランジには流体流通孔を形成し、円
錐部材の下流端には下流側へと突出する位置規制用の延
長桿を形成し、上記延長桿に下流側から当接可能に対向
して、円錐部材を下流側への移動位置で停止する停止機
構を備え、該停止機構は、延長桿に当接する停止子を保
持管内に外筒長さ方向位置調節自在に備えてなり、該停
止子を位置調節することにより、円錐部材の上記下流側
への移動位置を変更自在とし、上記保持管は外筒に対し
て外筒長さ方向の所定位置に固定及び解除自在とすると
共に解除時に下流側へと引出し自在とし、円錐部材の上
流側には、外筒の内面に外筒長さ方向移動可能に摺接す
る清掃部材を配置し、該清掃部材には、外筒の上流側端
部から外方へと延び出す操作ロッドを一体的に有してい
ることを特徴としている。

【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の浮
子式流量計において、上記外筒の外周側であって、浮子
設定位置近傍に近接スイッチを配設していることを特徴
としている。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本願発明を適用した２連型
の浮子式流量計の正面図であり、共通の流量計本体（以
下単に「本体」という）１は、側方から見て上下に前方
突出状の腕２，３を有する略Ｃ形に形成されており、上
下の腕２，３間に亘って各流量計用の外筒４が垂直姿勢
で架設されている。本体１の上部の後面には各流量計用
の流体出口１２が形成され、下腕３には流体入口１３及
び流体入口通路１４が形成されている。外筒４内では下
側から上側へと流体が流れることになり、したがって上
側が外筒長さ方向の下流側、下側が外筒長さ方向の上流
側となっている。外筒４は透明ガラスあるいは透明な樹
脂により直円筒状に形成され、外筒４の内部には、上下
方向移動可能な円錐部材５と、上下方向移動（浮動）自
在な円筒形の浮子６と、上下方向移動可能な筒形の清掃
部材７が配置されいる。外筒４には、円錐部材５の上昇
位置を示す複数の流量目盛Ｍと、該流量目盛Ｍの上方に
位置して浮子６の設定位置を示す調節目盛Ｎが表示され
ている。浮子６の設定位置とは、円錐部材５の高さによ
り設定した流量を維持している場合に浮子６が停止すべ
き位置（高さ）である。

【００１０】図２は図１のII-II断面拡大図であり、下
腕３には上下方向に延びる入口側流体室１５が形成さ
れ、該入口側流体室１５の上下端にはそれぞれ段部を介
して大径の外筒取付孔１６と下蓋取付めねじ孔１７が同
一軸心上に形成されている。入口側流体室１５は絞り弁
１９が配置された連通路２０を介して流体入口通路１４
に連通しており、絞り弁１９のねじ部１９ａを回転調節
することにより、絞り弁１９の流通断面積を変化させ
て、各入口側流体室１５への流入量を調節できるように
なっている。下端のめねじ孔１７にはＯリング２２を介
して下蓋２４が液密状態に螺着されており、該下蓋２４
の軸心部分に形成されたロッド支持孔２４ａには、清掃
用操作ロッド２５が上下１対のＯリング２６を介して液
密状態で上下方向摺動自在に保持されている。外筒取付
孔１６には、環状シール体２７及びＯリング２８等を介
して外筒４の下端部が液密状態に嵌着されている。

【００１１】上腕２には、上記下腕３の外筒取付孔１６
及び入口側流体孔１５と同軸心の出口側流体孔１８が形
成されており、該出口側流体孔１８の下部には環状シー
ル体２９及びＯリング３０等を介して外筒４の上端部が
液密状態に嵌着され、出口側流体孔１８の上部にはＯリ
ング３１を介して上方突出状に案内筒３２が螺着されて
いる。案内筒３２の下端と環状シール体２９との間には
コイルばね３４が縮設されており、該コイルばね３４は
ばね受け３５を介して外筒４を下方へと押し、外筒４の
上下方向の位置決め精度及び液密性能を向上させてい
る。出口側流体孔１８は連通路３６を介して流体出口１
２に連通している。

【００１２】外筒４内の構造を詳しく説明する。図４に
おいて、円錐部材５は上方側（下流側）に行くに従い小
径となるように、すなわち水平断面積が小さくなるよう
に形成されており、上端の最小径部には浮子６の移動ス
トロークを確保すると共に円錐部材５の上昇位置を規制
するために、円錐部材５と同一軸心で真っ直ぐ上方に突
出する延長桿４０が一体に形成されている。円錐部材５
の下端部には外向きの底フランジ３８が一体に形成され
ており、底フランジ３８の外径は外筒４の内径より若干
小さく仕上げられ、いわゆる「すき間嵌め」状態となっ
ており、外筒４内を自重で下降できるようになってい
る。底フランジ３８には環状溝４１が形成されており、
必要に応じて白色あるいは有色のリング４４を嵌着する
ことにより、外筒４の外部から底フランジ３８の位置を
はっきりと目視し、確認できるようになっている。底フ
ランジ３８には、図６に示すように周方向に間隔をおい
て複数の流通孔４３が形成されている。なお、図７に示
すように延長桿４０は水平断面形状が十字形になってい
る。図５は円錐部材５の単体の正面図である。

【００１３】図４に示す浮子６は、円錐部材５の径方向
の外方側、すなわち底フランジ３８より上方に配置され
ており、その外径は底フランジ３８と同様に外筒４の内
径より若干小さく仕上げられ、外筒４に対していわゆる
「すき間嵌め」状態となっており、外筒４内を自重で下
降できるようになっている。浮子６の下端部には内向き
フランジ６ａが形成され、浮子６の外周面の上下方向中
間部には環状溝４２が形成されており、必要に応じて白
色あるいは有色のリング４５を嵌着することにより、外
筒４の外部から浮子６の位置をはっきりと目視し、確認
できるようになっている。

【００１４】図８は清掃部材７を示しており、金属ある
いは硬質樹脂でできた円板４６に、ゴムあるいは樹脂か
らなる筒形の弾性体４７を保持しており、該弾性体４７
には外周面の上下端部に外向きのリップ４７ａを形成し
てある。円板４６には図９に示すように周方向に間隔を
おいて複数の連通孔４８が形成されると共に、中央にロ
ッド連結用孔４９が形成されており、図２に示すように
前記清掃用操作ロッド２５の上端をナットにより結合し
てある。上記筒形の弾性体４７は外筒４の内面に密に嵌
合し、上下方向に摺動可能となっている。清掃用操作ロ
ッド２５は下蓋２４を貫通して下方へと延び出し、下端
につまみ部２５ａを一体に有している。

【００１５】図２に示す案内筒３２の軸心部分には上下
方向に貫通する案内孔５０が形成され、案内孔５０の上
端部には段面を介して拡径しためねじ部５１が形成さ
れ、案内孔５０の下部には拡径部５０ａが縦方向に長く
形成されている。案内孔５０内には、上端めねじ部５１
から保持管（摺動筒）５４が挿入され、Ｏリング５７等
を介して液密状態で上下方向摺動可能に嵌合し、保持管
５４の上端に一体成形されたボルト部５３をめねじ部５
１に螺着することにより、保持管５４を案内筒３２に固
定している。保持管５４の下端部の外周面には図４に示
すように抜出し防止用の係止リング５４ａが嵌着されて
おり、該係止リング５４ａの外径は前記拡径部５０ａ内
に挿入できる大きさとなっている。すなわち、保持管５
４を上方へと引き上げた時に、係止リング５４ａが拡径
部５０ａの上端段面に当接することにより、保持管５４
の引き上げ最大位置を規制できるようになっている。保
持管５４の内面には全長に亘ってめねじが形成されてお
り、円錐部材５を上昇位置、すなわち下流側への移動位
置に停止するための停止ねじ（停止子）５８が上下方向
位置調節自在に螺挿されている。停止ねじ５８は前記延
長桿４０の上端縁に対して上方から当接可能に対向して
いる。また、保持管５４の内径は円錐部材５の延長桿４
０が挿入できる大きさとなっている。図２に示すように
保持管５４の上端ボルト部５３には段面を介してプラグ
用めねじ孔５９が形成され、プラグねじ６０が螺着され
ている。停止ねじ５８の上下方向の移動調節範囲（螺合
範囲）は、少なくとも浮子６及び円錐部材５が外筒４内
で摺動するストロークＬより大きい範囲に設定されてい
る。

【００１６】前記案内筒３２、保持管５４、外筒４、円
錐部材５、浮子６、清掃部材７及び清掃用ロッド２５
は、前述のようにそれらの軸心が同一線上に揃えられて
いる。

【００１７】２連型の流量計に請求項２記載の近接スイ
ッチを併設する場合には、図１に示すように外筒４の外
部であって、調節目盛位置Ｎに対応して近接スイッチ７
０を配置する。該近接スイッチ７０は、浮子６が調節目
盛Ｎに位置する正常流量の時はＯＮとなり、浮子６が上
記目盛Ｎを離れる異常流量の時はＯＦＦ信号を出す周知
のものである。

【００１８】円錐部材５及び浮子６を利用した流量計に
よる流量測定の原理は、周知のように浮子６の下端に形
成された内向きフランジ６ａの内周端面と円錐部材５の
テーパー状外周面とで構成される断面積差により、流体
の流量が決定される。すなわち、図４において浮子６の
内向きフランジ６ａに円錐部材５の下端最大径部が位置
したときには、上記断面積差が最小となって、流体の流
量は最小となる。一方、浮子６の内向きフランジ６ａに
円錐部材５の上端最小径部が位置したときには、上記断
面積差が最大となって、流体の流量は最大となる。

【００１９】流量の設定方法を説明する。 （１）図２において、流体供給ポンプなどによって流体
入口１３から流体を供給すると、外筒４内において上方
へと圧送される流体の圧力によって円錐部材５及び浮子
６が上昇し、延長桿４０の上端が停止ねじ５８に当接す
ることにより円錐部材５は停止する。保持管５４の上端
プラグねじ６０を外し、保持管５４内に長寸のドライバ
ー等の工具を挿入して停止ねじ５８を回転することによ
り、停止ねじ５８を保持管５４内で上下方向に移動調節
する。停止ねじ５８の上下方向の移動に伴って、円錐部
材５も延長桿４０の上端が停止ねじ５８に当接した状態
で上下方向に移動するので、円錐部材５の底フランジ３
８を流量範囲を示す複数の目盛Ｍのうち、所望の値の目
盛に合わす。

【００２０】（２）次に、上記のように設定した目盛Ｍ
に対応する流量を供給した状態で、流体圧によって上昇
している浮子６の環状溝４１（又はリング４４）の位置
が調整目盛Ｎに合致していることを確認するが、合致し
ていない場合には、絞り弁１９を操作して浮子６の環状
溝４１が調整目盛Ｎに合致するように調整する。かかる
ことにより、予め実験で求められている使用流体の種
類、温度による通過流量が決定される。

【００２１】（３）そうすれば、たとえば図１に示す２
連型流量計において、それぞれの設定流量が異なってい
ても、浮子の設定位置、すなわち調節目盛Ｎは同一高さ
となっているため、両浮子６の位置を目視した場合、正
常時は横一列に並び、異常時には段差となって現れるの
で、点検作業が非常に楽になる。

【００２２】（４）また、近接スイッチ７０を利用して
いると、目視以外でも異常流量を確認でき、電気的フィ
ードバックが取れる。

【００２３】流量計の使用により、流体内に含まれるご
み等で外筒４の内面が汚れてきた時には、まず、保持管
５４の上端ボルト部５３を回転して、案内筒３２のめね
じ孔５１から上端ボルト部５３を外し、保持管５４を引
上げ可能な自由状態とする。この自由状態で操作ロッド
２５を目一杯上方に押し上げることにより、図３に示す
ように清掃部材７、円錐部材５、浮子６及び保持管５４
は一緒に押し上げられる。しかる後、操作ロッド２５を
引き下げ、再度押し上げる。以後同様に操作ロッド２５
の昇降作業を繰り返すことにより、清掃部材７の弾性体
４７によって外筒内面４ａの汚れを拭き落とし、あるい
は掻き落とす。

【００２４】（５）清掃完了後は、操作ロッド２５を目
一杯引き下げると共に、保持管５４を目一杯押し下げ、
案内筒３２のめねじ孔５１に螺着することにより、保持
管５４を図１に示す元の位置に復帰する。清掃作業の前
後において、保持管５４に対する停止ねじ５８の相対的
な位置は変化していないので、上記のように保持管５４
を図１に示す元の位置に戻すだけで元の設定状態に戻
り、従来のように円錐部材５及び浮子６の再設定作業は
不要である。

【００２５】上記清掃は、流体通過中でも流体停止中で
も可能である。

【００２６】

【その他の実施の形態】（１）本願発明の流量計は気体
を測定する場合にも勿論適用できる。その場合は前記図
１〜図４などで液密状態に維持している個所は、当然気
密状態に維持される。

【００２７】（２）図示の実施の形態では、外筒を垂直
姿勢に装着して、下から上へと流体が流れるように構成
しているが、外筒を横向きに配置して、重力の代わりに
コイルばね等の付勢手段で浮子及び円錐体を外筒長さ方
向の上流側に付勢する構造の流量計にも適用することは
可能である。

【００２８】

【発明の効果】（１）透明な外筒４の内面４ａを清掃す
る場合、案内筒３２に対する保持管５４の固定（螺合）
を解除して、操作ロッド２５を外筒４の外部から上下操
作するだけで外筒内面４ａを清掃することができるの
で、流体供給を停止しなくとも、流体通過中でも簡単に
清掃することができる。

【００２９】（２）外筒内面４ａを清掃する場合、外筒
４等の分解及び組立作業が必要なくなるので、清掃作業
の能率が向上すると共に、メンテナンス費用を大幅に削
減できる。

【００３０】（３）外筒４等を分解して清掃する必要が
ないため、清掃作業によるライン（配管途中）の流体の
漏洩をなくすことができ、資源の無駄や環境汚染を防止
することができる。

【００３１】（４）清掃完了後、保持管５４を案内筒３
２に対して再度固定するだけで、流量設定を清掃前と同
じ状態に復帰させることができ、従来のように清掃後、
円錐部材及び浮子を再設定する作業が必要なくなる。い
いかえれば、熟練などを必要とすることなく、初心者で
も簡単に清掃作業及び清掃後の流量設定が行える。

【００３２】（５）円錐部材５の設定高さを変更するこ
とにより流量設定し、いかなる設定流量に対しても浮子
６の設定位置（適正浮動高さ）は一定の位置になるよう
に構成しているので、異なる流量設定がなされた多数の
流量計を並設した集中監視システムにおいても、総ての
浮子６が同一高さに揃っていれば総ての検出流量が正常
であると確認でき、確認作業の能率が向上する。

【００３３】（６）請求項２のように近接スイッチ７０
を併設して異常流量を検出するようにすると、一層確実
に異常流量が確認できると共に、電気的にフィードバッ
クして、自動的に流量調節できるようにすることもでき
る。

【００３４】（７）円錐部材５の設定高さを変更するこ
とにより流量設定し、いかなる設定流量に対しても浮子
６の設定位置（適正浮動高さ）は一定の位置になるよう
に構成している流量計に、近接スイッチ７０を配置する
場合には、各流量計の設定流量が異なっていても、近接
スイッチ７０は総て同一高さに取付ければよいので、近
接スイッチの７０も組み付けも容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本願発明を適用した流量計の正面図である。

【図２】 流体停止時の状態を示す図１のII-II断面拡
大図である。

【図３】 清掃作業時の状態を示す図１のII-II断面拡
大図である。

【図４】 流体通過中の状態を示す図１のII-II断面拡
大部分図である。

【図５】 円錐部材単体の正面図である。

【図６】 図５の底面図である。

【図７】 図５のVII-VII断面拡大図である。

【図８】 清掃部材の縦断面図である

【図９】 清掃部材の平面図である。

【図１０】 従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 流量計本体 ４ 外筒 ５ 円錐部材 ６ 浮子 ７ 筒形清掃部材 １０ 停止機構 １２ 流体出口 １３ 流体入口 １９ 絞り弁 ２５ 清掃用操作ロッド ３２ 案内筒 ３８ 底フランジ ５４ 保持管 ５８ 停止ねじ（停止子）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−292226（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−57623（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−26730（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01F 1/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体が流れる直円筒状の透明な外筒内
   に、外筒長さ方向の下流側に行くに従い断面積が減少す
   る円錐部材と円筒状の浮子とを外筒長さ方向移動自在に
   嵌合して、重力あるいは付勢手段により浮子及び円錐部
   材を上流側へと付勢し、 円錐部材の上流側の底部フランジには流体流通孔を形成
   し、 円錐部材の下流端には下流側へと突出する位置規制用の
   延長桿を形成し、 上記延長桿に下流側から当接可能に対向して、円錐部材
   を下流側への移動位置で停止する停止機構を備え、 該停止機構は、延長桿に当接する停止子を保持管内に外
   筒長さ方向位置調節自在に備えてなり、該停止子を位置
   調節することにより、円錐部材の上記下流側への移動位
   置を変更自在とし、 上記保持管は外筒に対して外筒長さ方向の所定位置に固
   定及び解除自在とすると共に解除時に下流側へと引出し
   自在とし、 円錐部材の上流側には、外筒の内面に外筒長さ方向移動
   可能に摺接する清掃部材を配置し、該清掃部材には、外
   筒の上流側端部から外方へと延び出す操作ロッドを一体
   的に有していることを特徴とする浮子式流量計。
2. 【請求項２】 上記外筒の外周側であって、浮子設定位
   置近傍に近接スイッチを配設していることを特徴とする
   請求項１記載の浮子式流量計。