JP4040971B2 - 差圧・圧力発信器 - Google Patents

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    • G01L19/0023Fluidic connecting means for flowthrough systems having a flexible pressure transmitting element

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油化学・化学工業・電力・ガス・食品・鉄鋼等の種々のプラントに用いられる現場設置型の差圧または圧力指示発信器(以下、これらを総称して差圧・圧力発信器と称する)に関し、特にプロセス流体供給用配管に対する取付角度、向き、指示計(メータ)の読取り方向等を設置現場の状況に応じて自由に変更し得るようにした差圧・圧力発信器に関する。
【0002】
【従来の技術】
現場に設置される差圧・圧力発信器は、一般的に一対のバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部(受圧部)と、電源接続用の端子台や出力監視用の指示計を有し前記検出部によって検出した差圧信号を前記指示計やコントローラ、記録計等の外部機器に発信する発信部(変換部)とで構成されている。検出部と発信部の相互の位置関係は、現場でのプロセス流体供給用配管の配管状態や、設置個所の周囲環境等に対応させて、検出部やこれに対する発信部ハウジングの連結状態、指示計の取付け角度、さらには電気配線等が接続される端子箱の発信部ハウジングヘの取付け位置や取付け方向などを個別に変更することで対応している。つまり、発信器の設置条件としては、たとえばプロセス流体供給用配管が垂直、水平のいずれの方向を向いて配管されているか、またその高圧側、低圧側の配管がどちら側に位置するか、さらに壁に沿って配管されている場合指示計の視認方向がどちら側であるか等が異なるため、これらに対応させてプロセス流体供給用配管に対して指示計や端子台の位置を変更する必要がある。
【0003】
このため、従来のこの種の差圧・圧力発信器では、プロセス流体の差圧を検出する検出部のボディに対して、電気配線が接続される発信部のハウジングを回転可能に取付け、この発信部のハウジングにメータケースを角度変更可能に取付けるとともに、このメータケース内にメータを周方向に角度変更可能に組み込んだり(例えば、特許文献1,2等参照)、あるいは検出部の側面に取付けられバリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入用カバーの形状による制約からその種類を変えたもの(個別で配管に合わせた製品)に付け替えて対応したり、発信部を検出部に固定する固定用金具の形状を変更(特殊なアダプタを使用)したりすることで対応している。
【0004】
【特許文献1】
実開昭61−112248号公報
【特許文献2】
特開平4−291126号公報
なお、出願人は本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に密接に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【0005】
実開昭61−112248号公報に記載された差圧・圧力発信器は、アンプユニットおよび指示計を収納する第1の円筒状ケースと、端子板を収納する第2の円筒状ケースとからなる発信器ケースを備え、第2の円筒状ケースに下方および側方に開口する一対の配線接続口を設けるとともに、この第2の円筒状ケースを前記第1の円筒状ケースの斜め下方に一体的に連設し、前記第1の円筒状ケースを検出部に対して取付け角度を調整可能に取付け、かつ前記指示計を前記第1の円筒状ケース内に取付け角度を調整可能に組み込んでいる。
【0006】
特開平4−291126号公報に記載された差圧・圧力発信器は、検出器ボディと、この検出器ボディの延設端に回動可能に取付けられる発信部ハウジングと、この発信部ハウジングに設けた接続用開口に回動可能に取付けられるメータハウジングとを備え、メータを複数の取付け角度位置に姿勢変更可能にして前記メータハウジング内に組込むようにしている。
【0007】
このように、上記した実開昭61−112248号公報、特開平4−291126号公報に記載された差圧・圧力発信器によれば、設置現場でのプロセス流体供給用配管の配管状況に応じて検出部に対して発信部や指示計の姿勢、向きをそれぞれ独立して変更することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように従来の現場型差圧・圧力発信器は、設置現場の状況に応じて発信部ハウジングやメータの姿勢、読取り方向を自由に変更し得るように構成されているが、検出部自体の取付角度、向き等については変更することができないという問題があった。すなわち、前記した特開平4−291126号公報、特開平9−318479号公報等に開示されている従来の差圧・圧力発信器は、通常検出部の両側面を覆う一対の圧力導入用カバーを支柱にブラケットを介して固定し、各カバーの上面に配管接続用フランジをそれぞれ固定し、各フランジとプロセス流体供給用配管をそれぞれパイプで接続し、前記パイプおよびフランジを介して前記配管からのプロセス流体を各カバーの圧力導入孔に導くように構成しているために、検出部を垂直面内において90°回転させて発信部ハウジングの向きを例えば前方から上方あるいはこの逆に変更しようとしたとき、発信部ハウジングが配管やフランジに当たって変更することができない。
【0009】
また、検出部を軸線が垂直になるように倒して設置してバリアダイアブラムを水平にすると、上方に位置するバリアダイアフラムの表面上にドレンが滞留したときにダイアフラム自体がドレンの重量によって変形して測定誤差の原因となるため、検出部は配管が水平であるか垂直であるかに関係なく軸線が水平になるように、すなわち常にバリアダイアフラムが垂直になるように設置されることを前提としなければならない。このため、配管方向によっては圧力導入用カバーの取付方向を変更することができないという制約を受ける問題もあった。
【0010】
さらに、一対の圧力導入用カバーについてみれば、通常それぞれ2本ずつ、合計4本のボルトによって配管または支柱側に取付けられるが、従来の製品規格では縦横に隣り合うボルトどうしのピッチは全て一定ではなく、4本のボルトが長方形配列をなしているため、プロセス流体供給用配管が水平に配管されている場合と垂直に配管されている場合とでは検出部の設置が問題になる。すなわち、通常水平に配管されている管体に対して差圧・圧力発信器を設置する水平設置時において、発信部が前方を向くように一対のカバーを管体の軸線方向において対向させて固定するのに対し、垂直に配管されている管体に対して差圧・圧力発信器を設置する垂直設置時においては、バリアダイアフラムを垂直にする必要があることから一対のカバーを管体の軸線方向と直交する方向において対向するように固定する必要がある。しかしながら、この場合はカバーが管体に対して90°回転した状態で固定されるため、ボルトの位置も必然的に90°ずれてしまう。また、圧力導入用カバーの圧力導入孔と管体の圧力取出口も90°ずれてしまうので、実際には取付けることができなくなる。それ故、垂直設置用と水平設置用の2種類の発信器を設計するかまたは特殊なアダプタを用いる必要があった。
【0011】
一方、配管の形状に合わせて圧力導入用カバーの形状を換えたり、特殊なアダプタを用いると、その種類が増えるため、出荷後の変更ができないことがあったり、客先在庫品以外にカバーやアダプタも合わせて予備を保管していないと客先予備品での対応ができないという問題があった。
【0012】
本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、設置現場の状況に応じて発信部やメータに加えて検出部の取付け角度をも自由に変更することができるようにした差圧・圧力発信器を提供することにある。
【0013】
また、本発明はプロセス流体供給用配管が水平、垂直のいずれの方向に配管されている場合にも設計変更する必要がなく簡易なアダプタを用いることにより確実に設置することができるようにした差圧・圧力発信器を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第1の発明は、各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーとを備え、前記検出部は、前記一対の圧力導入用カバーによって当該検出部の軸線周りに角度変更可能に保持され、前記発信部は、軸線が前記検出部の軸線と直交し、前記検出部に対して角度変更可能に取付けられているものである。
【0015】
第1の発明においては、検出部が圧力導入用カバーに対して角度変更され、発信部が検出部に対して角度変更される。
【0016】
第2の発明は、各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーと、外周に前記一対の圧力導入用カバーが固定されるカバー固定部を有する管体と、二個の連通孔を有して前記一対の圧力導入用カバーと前記カバー固定部との間に選択的に介装されるアダプタとを備え、前記一対の圧力導入用カバーは、一個につき2本ずつ合計4本のボルトによって前記カバー固定部に固定され、前記圧力導入用カバーの前記ボルトが挿通されるボルト用挿通孔は、一対の圧力導入用カバーが検出部を保持した状態において縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一の正方形配列をなすように形成されており、前記カバー固定部は、前記各圧力導入用カバーの圧力導入孔がそれぞれ連通可能な二個の圧力取出口と、前記4本のボルトがねじ込まれる四個のねじ孔とを有し、前記アダプタは、前記各圧力導入用カバーが圧力導入孔を圧力取出口に対して90°ずらしてカバー固定部に固定される垂直設置時において圧力導入用カバーとカバー固定部間に介装されることにより、前記連通孔によって前記圧力導入孔と前記圧力取出口とを連通させるものである。
【0017】
第2の発明においては、一対の圧力導入用カバーが検出部を保持した状態において、ボルト用挿通孔と、管体側のねじ孔は縦横隣り合うものどうしのピッチが全て等しく正方形配列をなしているので、圧力導入用カバーを90°回転させても取付けることができる。このとき、圧力導入用カバー側の圧力導入孔と管体側の圧力取出口とは90°ずれてしまうが、アダプタを圧力導入用カバーと管体との間に介装すると、その連通孔によって圧力導入孔と圧力取出口とを連通させることができる。したがって、発信器自体は1種類であっても、管体の配管状態に左右されることなく水平、垂直のいずれの方向に配管されている場合にも取付けることが可能である。
【0018】
第3の発明は、各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーと、外周に前記一対の圧力導入用カバーが取付けられるカバー固定部を有する管体と、二個の連通孔を有し前記一対の圧力導入用カバーと前記カバー固定部との間に選択的に介装されるアダプタとを備え、前記検出部は前記一対の圧力導入用カバーによって当該検出部の軸線周りに角度変更可能に保持され、前記発信部は、前記検出部に対して当該検出部の軸線と直交する軸線周りに角度変更可能に取付けられ、前記一対の圧力導入用カバーは、一個につき2本ずつ合計4本のボルトによって前記カバー固定部に固定され、前記圧力導入用カバーの前記ボルトが挿通されるボルト用挿通孔は、一対の圧力導入用カバーが検出部を保持した状態において縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一の正方形配列をなすように形成され、前記カバー固定部は、前記各圧力導入用カバーの圧力導入孔がそれぞれ連通可能な二個の圧力取出口と、前記4本のボルトがねじ込まれる四個のねじ孔を有し、前記アダプタは、前記各圧力導入用カバーが圧力導入孔を圧力取出口に対して90°ずらしてカバー固定部に固定される垂直設置時において圧力導入用カバーとカバー固定部間に介装されることにより、前記連通孔によって前記圧力導入孔と前記圧力取出口とを連通させるものである。
【0019】
第3の発明においては、設置現場の状況に応じて発信部やメータの向きに加えて検出部、圧力導入用カバーの向きを自由に変更することができるので、管体が水平または垂直な状態で配管されている場合のいずれにも取付けることが可能である。
【0020】
第4の発明は、上記第1、第2または第3の発明において、前記一対の圧力導入用カバーは、検出部に対する発信部の取付け方向を変更可能にする複数個の開口部を有しているものである。
【0021】
第4の発明においては、発信部を任意の開口部に位置させることで発信部の向きを変更することができる。
【0022】
第5の発明は、上記第2または第3の発明において、前記管体は内部に絞り部を有し、この絞り部の上流側と下流側の流体圧力が圧力取出口を通って各圧力導入用カバーの圧力導入孔に直接またはアダプタを介してそれぞれ導かれるものである。
【0023】
第5の発明においては、絞り部の前後で流体圧が変化し、その圧力を一対のバリアダイアフラムに導きその差圧を圧力センサで検出することにより管体内を流れる流体の流量を測定することができる。すなわり、絞り流量計として用いることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る差圧・圧力発信器を絞り流量計として用いた一実施の形態を示す水平設置時の外観斜視図、図2は同流量計の正面図、図3は同流量計の平面図、図4は図3のIV−IV線断面図、図5は検出部の水平断面図、図6は発信部の断面図、図7は圧力導入用カバーの外観斜視図、図8は同流量計の垂直設置時の外観斜視図、図9は垂直設置時の一部を破断して示す側面図、図10(a)、(b)は垂直設置時の管体の背面図および要部の拡大断面図、図11(a)、(b)、(c)、(d)はアダプタの正面図、B−B線断面図、背面図および側面図である。
【0025】
図1〜図4は絞り流量計1を水平に配管されているプロセス流体供給用配管(以下、単に配管と称する)2A,2Bに対して設置する水平設置時の実施の形態を示す図である。図8〜図10は同じく絞り流量計1を垂直に配管されている配管2A’,2B’に対して設置する垂直設置時の実施の形態を示す図である。前記絞り流量計1は、差圧発信器3と、直管からなる管体4とで構成され、垂直設置時にアダプタ5を用いる点で水平設置時と異なっている。以下、差圧発信器3、管体4、アダプタ5等の構成について更に詳述する。
【0026】
前記差圧発信器3は、検出部10と、メータ内蔵型の発信部11と、検出部10の両側面を覆う左右一対の圧力導入用カバー12とからなり、これらの圧力導入用カバー12が前記管体4の管壁外周面に設けたカバー固定部8に一個のカバーについて2本ずつ、合計4本のボルト9によって固定されている。
【0027】
図5において、前記検出部10はボディ本体14を備え、その両側面15a,15bの中央に凹陥部16,17がそれぞれ形成されるとともに、これらの凹陥部16,17を覆う側圧用のバリアダイアフラム18,19が配設されている。
【0028】
前記各凹陥部16,17とバリアダイアフラム18,19との間に形成された密閉空間は、バリアダイアフラム室20,21をそれぞれ形成し、これらの室には圧力伝達媒体としてのシリコーンオイル等の封入液23がそれぞれ封入されている。また、両ボディ14A,14Bの接合面24間に内室25を形成し、この内室25を前記バリアダイアフラム18,19とともに過大圧保護機構を構成するセンターダイアフラム26によって二個のセンターダイアフラム室25a,25bに画成し、これらのセンターダイアフラム室25a,25bと前記各バリアダイアフラム室20,21を連通路27a,27bによってそれぞれ連通させている。したがって、各センターダイアフラム室25a,25bにも前記封入液23が封入されている。
【0029】
さらに、前記ボディ本体14の内部には前記各センターダイアフラム室25a,25bと圧力センサ30を接続する封入液回路31a,31bが形成されている。
【0030】
圧力センサ30は、前記ボディ本体14の外周に一体的に突設したヘッダ部32内に配設されている。圧力センサ30は、基台33と、この基台33に接合されたセンサダイアフラム34とを備え、このセンサダイアフラム34によってセンサの室を二個のセンサ室35A,35Bに仕切っている。高圧側のセンサ室35Aは、前記ヘッダ部32内に形成した連通孔36aと前記封入液回路31aを介してセンターダイアフラム室25aに連通し、低圧側のセンサ室35Bは前記ヘッダ部32内および基台33に形成した連通孔36bと前記封入液回路31bを介して前記センターダイアフラム室25bに連通している。そして、各センサ室35A,35Bと連通孔36a,36bにも前記封入液23が封入されている。
【0031】
前記センサダイアフラム34の各センサ室35A,35Bにそれぞれ臨み封入液23が接する二個の面のうちいずれか一方の面には、ピエゾ抵抗として作用する拡散ゲージが形成されている。この拡散ゲージは、リード線、リードピン38等を介してプリント配線板37に接続されている。前記プリント配線板37は、前記圧力センサ30からの検出信号を受信しこれを演算処理する信号処理回路が形成されている。なお、圧力センサ30としては、ピエゾ抵抗式に限らず、キャパシタンス式のものであってもよい。
【0032】
前記ヘッダ部32の外周には前記発信部11の取付部を形成する筒体40が取付けられている。前記筒体40は、前記プリント配線板37を収納し、背面に前記ヘッダ部32に嵌合する筒状のネック部40aを一体に有し、このネック部40aの開口端が前記ボディ本体14の外周に溶接によって固定されている。
【0033】
図6において、前記発信部11は、前方に開放する縦長箱型のケース47と、このケース47の前面開口部にガスケット52を介して開閉自在に取付けられた蓋体48とを有し、これら両部材によって発信部ハウジング50を形成している。前記ケース47は背面下部に一体に突設した円筒状の連結部53を有し、この連結部53が前記筒体40の外周にOリング54を介して回動可能に嵌合し、止めねじ55によって固定されている。止めねじ55は、連結部53の下面に設けたねじ孔にねじ込まれ、先端部が筒体40の外周面に押し付けられることにより、発信部11の回動を阻止している。止めねじ55を緩めると、発信部11は筒体40の軸線周りに回動可能、言い換えれば角度変更可能で、検出部10に対して左右に所要角度傾けたり、横向きにしたり、あるいは上下逆にすることができる。なお、発信部11の軸線は前記検出部10の軸線に対して直交している。
【0034】
前記ケース47の内部には、2枚のプリント配線板57,58が配設されており、さらに前記蓋体48の内側にはプリント配線板59とメータとしての液晶表示装置60が配設されている。前記プリント配線板57,58,59には、コネクタ61a〜61e、端子台62、図示しない抵抗、IC等の各種電気、電子部品が搭載されており、前記プリント配線板57が図5に示したプリント配線板37とフレキシブルプリント基板65によって電気的に接続され、プリント配線板57と59が複数本の電線66によって電気的に接続され、プリント配線板57と58がコネクタ61bと61cによって電気的に接続されている。
【0035】
前記ケース47の下面側には、図示しない電源用と出力用のコードの一端が差し込まれる3個のケーブルグランド68が取付けられている。なお、前記電源用と出力用コードは前記端子台62の図示しない端子に接続され、さらに前記プリント配線板58に電気的に接続されている。
【0036】
前記蓋体48の表面で前記液晶表示装置60に対応する箇所には開口69が形成されており、この開口69を透明なアクリル板70によって覆っている。さらに、蓋体48の表面には、表示板71が配設されている。
【0037】
図3、図4、図6および図7において、前記ボディ本体14の各側面15a,15bを覆い各バリアダイアフラム18,19に圧力を伝導する前記一対の圧力導入用カバー12は、SUS等の金属製で、正方形からなる垂直板73と、この垂直板73の下端側に一体に連設された固定板74と、前記垂直板73の内側面の各角部にそれぞれ一体に突設された四個のL字状折曲片75とで構成されている。垂直板73の各角部には、ボルト76が挿通されるボルト用取付孔78が形成されている。前記固定板74は垂直板73と直交するように突設され、両端部には前記ボルト9(図3)が挿通されるボルト取付用孔79がそれぞれ形成されている。また、固定板74の上面中央には、垂直板73の外面に沿って上方に延在する厚肉の通路形成部82が一体に突設されており、この通路形成部82の肉厚内に圧力導入孔83(図4)が形成されている。圧力導入孔83は、上端が前記垂直板73の内面の略中央に開口し、下端が固定板74の下面に開口している。
【0038】
このような一対の圧力導入用カバー12は、垂直板73が前記ボディ本体14の各側面15a,15bの外周縁部にOリング84(図4)を介して密接され、各ボルト取付用孔78に挿通される4本のボルト76をカバー12に加工された雌ねじに螺合することにより、前記ボディ本体14を角度変更可能に保持し、各固定板74が前記直管3のカバー固定部8にシール部材87を介して密接され、かつ固定板74の各ボルト取付用孔79に挿通されるボルト9によって固定される。なお、ボルト9は各カバー12に対して2本ずつで、合計4本用いられる。
【0039】
一対の圧力導入用カバー12は、ボディ本体14の両側面に取付けられると、各垂直板73の内側面の各角部に突設されている四個の折曲片75が互いに近接して対向しボディ本体14の外周の一部をそれぞれ覆い、隣り合う折曲片75間に開口部80a〜80cを形成する。すなわち、各圧力導入用カバー12は、垂直板73の各角部に折曲片75をそれぞれ突設すると、水平、垂直方向に隣り合う折曲片75間には凹部81が形成されるため、二個のカバー12をボディ本体14の両側面に取付けて折曲片75どうしを互いに近接させて対向させると、凹部81も互いに対応して角孔からなる三個の開口部80a〜80cを形成する。これらの開口部80a〜80cは、筒体40のネック部40aの断面形状より大きく、図3に示すように圧力導入用カバー12の前方、上方および後方にそれぞれ開放しており、前記筒体40のネック部40aの突出を可能している。すなわち、例えば、水平な配管2A,2Bに対する設置時(水平設置時)において、発信部11を前方に向けて取付ける場合は、図1〜図3に示すように前記筒体40のネック部40aを前方側の開口部80aから突出させ、発信部11を上方に向けて取付ける場合は、検出部10をその軸線周りに90°回転させて前記筒体40のネック部40aを上方側の開口部80bから突出させ、発信部11を後方に向けて取付ける場合は、検出部10をその軸線周りにさらに90°回転させて前記筒体40のネック部40aを後方側の開口部80cから突出させる。
【0040】
図4において、前記管体4には、前記一対の圧力導入用カバー12が固定される前記カバー固定部8と、絞り部90が一体に設けられている。また、管体4は内径Dが絞り部90の部分を除いて全長にわたって等しく、両端にはフランジ95,96が一体に設けられており、これらのフランジが前記配管2A,2Bに対してフランジ接続されるようになっている。各フランジ95,96の上面側には吊りボルト97が螺合によってそれぞれ取付けられ、下面側には転がりを防止する突起部98(図1)が一体に突設されている。
【0041】
前記カバー固定部8は、管体4の上面中央に設けられている。このカバー固定部8の前記圧力導入用カバー12が設置される上面は水平な平坦面で、第1、第2の圧力取出口91,92が管体4の管壁を貫通して形成されている。これらの圧力取出口91,92は、管体4の軸線方向に離間して形成され、配管2A,2Bが水平で、一対の圧力導入用カバー12が管体4の軸線方向に対向して固定される水平設置時において、各圧力導入用カバー12の圧力導入孔83がそれぞれ直接接続されるようになっている。すなわち、第1、第2の圧力取出口91,92の外側開口部のピッチと、一対の圧力導入用カバー12の圧力導入孔83,83のピッチは等しい。なお、第1の圧力取出口91は、前記絞り部90より上流側に位置して垂直に形成され、第2の圧力取出口92は内側開口端が前記絞り部90の内部中央に開口するように斜めに形成されている。
【0042】
また、前記カバー固定部8の上面側には、前記一対の圧力導入用カバー12を固定する4本のボルト9がそれぞれねじ込まれる四個のねじ孔98(図9)が形成されている。これらのねじ孔98は、管体4の軸線方向およびこれと直交する方向において、言い換えれば縦横方向にそれぞれ隣り合うものどうしのピッチP1 ,P2 (図3)が全て等しく(P1 =P2 )、正方形配列をなすように形成されている。このため、ボディ本体14を一対の圧力導入用カバー12で挟持または保持した状態において、これらカバー12の隣り合う四個のボルト用挿通孔79も中心間距離が前記ピッチP1 ,P2 と等しく、正方形配列をなしている。このように、四個のねじ孔98とボルト用挿通孔79を同一ピッチからなる正方形配列にすると、圧力導入用カバー12を水平面内において左右いずれの方向に対しても90°または180°回転させてボルト用挿通孔79とねじ孔98とがずれないため、一対の圧力導入用カバー12をカバー固定部8に対して確実に固定することが可能であり、これにより発信部11を水平面内において4方向、すなわち絞り流量計1の前方側、上流側、下流側または後方側に向けて設置することが可能である。
【0043】
図1に示す水平設置状態の絞り流量計1を管体4の軸線が垂直になるように、つまりそのまま垂直に設置して使用すると、バリアダイアフラム18,19(図5)が水平になって上下に対向し上側のバリアダイアフラムの上面にプロセス流体が溜まるとバリアダイアフラムがその重量によって変形して測定誤差の原因となるため、この場合はボディ本体14および一対の圧力導入用カバー12を垂直面内において90°回転させて管体4のカバー固定部8に固定し、バリアダイアフラム18,19を水平設置時と同様に垂直な状態にする必要がある。
【0044】
このような場合は、圧力導入用カバー12をカバー固定部8に90°回転させて直接固定すると圧力導入孔83が第1、第2の圧力取出口91,92に対して90°ずれて接続できなくなる。このため、図8〜図10に示すように垂直な配管2A’,2B’に対して設置する垂直設置時においては、前記一対の圧力導入用カバー12とカバー固定部8との間に前記アダプタ5を介装して設置する。また、検出部10は筒体40が水平でそのネック部40aが圧力導入用カバー12の開口部80bから前方に突出するように一対の圧力導入用カバー12によって保持され、発信部11を検出部10の前方に向ける。この場合は、検出部10を垂直面内において上下方向に90°回動させると、発信部11が管体4のフランジ96または95に当接するため、検出部10の圧力導入用カバー12に対する上方または下方への角度変更は不適である。
【0045】
図11において、前記アダプタ5は、周面の一部に平坦面100Aを有する平面視D型の円板からなり、表裏面101a,101bに貫通する四個のボルト用挿通孔102と、二個の連通孔103,104を有している。アダプタ5の表面101aは圧力導入用カバー12が設置される面で、裏面101bはカバー固定部8に密接する面である。前記四個のボルト用孔102は、アダプタ5の中心Oを中心とする同一円周上に等配されて形成され、前記ボルト9がそれぞれ挿通される。
【0046】
前記二個の連通孔103,104は、前記各圧力導入用カバー12の圧力導入孔83と第1、第2の圧力取出口91,92をそれぞれ連通させるための孔で、前記平坦面100Aに中心Oを挟んでその両側に等距離離間する同一長さの不貫通孔に形成されている。また、各連通孔103,104は、アダプタ5の表裏面101a,101bにそれぞれ開口する二個の開口103aと103b、104aと104bをそれぞれ有し、前記平坦面100Aに開口する開口部はプラグ用ねじ105によってそれぞれ気密に封止されている。開口103a,104aはアダプタ5の表面101a側にそれぞれ開口し、開口103b,104bは裏面101b側にそれぞれ開口している。
【0047】
前記各連通孔103,104の開口103a,103b,104a,104bは、前記アダプタ5の中心Oを中心とする同一円周上で、かつ前記ボルト用孔102とは周方向に90°ずれた位置に形成されている。前記中心Oから開口103a,103b,104a,104bまでの距離は、前記中心Oから前記ボルト用孔102までの距離より短い。前記アダプタ5の裏面101b側で前記各開口103b,104bの周囲には、環状溝107がそれぞれ形成されており、これらの環状溝107にはOリング108がそれぞれ嵌着されている。
【0048】
このようなアダプタ5は、図8〜図10に示すように管体4が高圧PH 側を下にして垂直に配管され、発信部11が前方に向くようにボディ本体14と圧力導入用カバー12をカバー固定部8に固定して使用する場合、開口103aと104aを結ぶ仮想線が水平になるようにアダプタ5を図11(a)において時計方向に45°回転させ、開口103bと104bを同一の垂直線上に位置させる。そして、この状態でアダプタ5を圧力導入用カバー12とカバー固定部8との間に介装し、4本のボルト9によって一対の圧力導入用カバー12とアダプタ5をカバー固定部8に共締め固定する。この固定状態において、連通孔103の一方の開口103aは発信部11を正面から見て右側に位置する圧力導入用カバー12の圧力導入孔83と連通し、他方の開口103bが第1の圧力取出口91に連通する。一方、連通孔104の一方の開口104aは発信部11を正面から見て左側に位置する圧力導入用カバー12の圧力導入孔83と連通し、他方の開口104bが第2の圧力取出口92に連通する。
【0049】
このような構造からなる絞り流量計1は、通常図4に示すように水平な配管2A,2Bに管体4をフランジ接続することにより水平に設置されて使用される。この水平設置時において、管体4内にプロセス流体110を流すと、絞り部90の前後で流体圧が変化し絞り部90より上流側(高圧PH 側)のプロセス流体の一部が第1の圧力取出口91−上流側の圧力導入用カバー12の圧力導入孔83を通って高圧側のバリアダイアフラム18(図5)に加えられる。一方、絞り部90内を通過するプロセス流体110の一部(低圧PL 側)は第2の圧力取出口92−下流側の圧力導入用カバー12の圧力導入孔83を通って低圧側のバリアダイアフラム19に加えられる。
【0050】
高圧側と低圧側のバリアダイアフラム18,19にプロセス流体110の高圧PH と低圧PL が印加されると、両ダイアフラム18,19はその差圧(PH −PL )に応じて変位し、この差圧ΔPが封入液23を介して圧力センサ30のセンサダイアフラム34に加えられる。このため、センサダイアフラム34は差圧ΔPに応じて歪み、この歪みを電気信号として取り出すことにより差圧ΔPが測定される。そして、この差圧ΔPを次式に基づいて演算処理することにより管体4内を流れるプロセス流体110の流量Qが測定される。
【0051】
【数1】
【0052】
ただし、Fはスケールファクター、T1 は設計上の流体の温度、P1 は設計上の高圧側圧力、ΔPは発生差圧、ΔPSPANは流量レンジ100Nm3 /hに対応する差圧である。なお、垂直設置時も上記した水平設置時と全く同様に流量Qを測定することができる。
【0053】
このような構造からなる絞り流量計1によれば、検出部10、発信部11、管体4の取付け角度をそれぞれ自由に変更することができるため、設置現場の状況、配管状態等に応じて最適な状態で設置することができる。すなわち、検出部10は一対の圧力導入用カバー12によって両側面が保持されているが、4本のボルト76(図6)を取り外すと、その軸線周りに回動自在になるため、筒体40のネック部40aを一対の圧力導入用カバー12の開口部80a,80bまたは80cから突出させることにより、検出部10を90°または180°角度変更することができ、これにより発信部11の向きを前方、上方または後方の3方向に変更することができる。
【0054】
また、圧力導入用カバー12に対する検出部10の角度変更は行わず管体4のみを軸線周りに90°回転させて配管2A,2Bに接続すると発信部11を上向きまたは下向きに変更することができ、180°回転させると、後ろ向きに変更することができる。ただし、後ろ向きにした場合は上下が反転してしまうため、その場合は発信部11を筒体40に対して180°回転させて元の正常な状態に戻せばよい。
【0055】
また、筒体40のネック部40を一対の圧力導入用カバー12の開口部80bから上方に突出させて発信部11を上向き水平にし、さらに筒体40の軸線周りに所望角度回動させると、メータの読取り方向を水平面内において自由に変更することができる。
【0056】
さらに、本発明においては、一対の圧力導入用カバー12の固定板74にそれぞれ設けられているボルト用挿通孔79と、カバー固定部8に設けられているボルト用ねじ孔98は、それぞれ合計四個で、縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一のピッチ(P1 =P2 )の正方形配列をなすように形成されているので、特に図9に示すように垂直な配管2A’,2B’に対して設置する垂直設置時にバリアダイアフラム18,19、センターダイアフラム26が垂直になるように圧力導入用カバー12を90°回転させて取付けても、ボルト用挿通孔79とボルト用ねじ孔98がずれたりすることがなく、水平設置時と同様に圧力導入用カバー12をカバー固定部8に対して確実に固定することができる。ただし、この場合は一対の圧力導入用カバー12の圧力導入孔83が第1、第2の圧力取出口91,92に対して90°ずれてしまうため、圧力導入用カバー12とカバー固定部8との間にアダプタ5を介装して圧力導入孔83と第1、第2の圧力取出口91,92を連通孔103,104を介して接続すればよい。また、アダプタ5の構造も簡単である。
【0057】
なお、上記した実施の形態においては、管体4の絞り部90として、内周断面形状が略楕円曲線で構成された絞り部を用いた例を示したが、本発明はこれに特定されるものではなく、直管からなるベンチュリー管を用いた絞り流量計であってもよい。
また、上記した実施の形態においては、プロセス流体の2点間の差圧から流量を測定する絞り流量計1に適用した例を示したが、大気圧や真空圧を基準圧としてタンク内の液面高さ等を測定する圧力発信器にも適用することが可能である。その場合は、管体4が不要である。
また、水平設置と垂直設置を可能にする絞り流量計においては、検出部10と発信部11が角度変更可能であるか否かは重要でない(請求項2の発明)。
【0058】
さらに、圧力導入用カバー12に対する検出部10の角度変更は90°毎で、発信部11の向きを前方、上方および後方の3方向に変更可能にしたが、これに限らずボルト76の位置によっては45°毎に角度変更するようにしてもよい。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る差圧・圧力発信器は、発信部を検出部に対して角度変更可能に取付け、検出部を圧力導入用カバーによって角度変更可能に保持させたので、発信部、メータおよび検出部の向きを自由に変更することができ、設置現場の状況や配管の設置状況に応じて最適な使用状態で設置することができる。例えば、メータの読取り方向を発信部と検出部の連結部周りに360°の角度範囲内で最適な角度に変更したり、検出部を角度変更することにより、発信部を前方に向けたり、あるいは上方に向けたりすることができる。
【0060】
また、本発明に係る差圧・圧力発信器は、一対の圧力導入用カバーを管体のカバー固定部に固定する4本のボルトを縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一となるように正方形配列としたので、垂直設置時に一対の圧力導入用カバーを90°回転させ、簡単なアダプタをカバー固定部と前記圧力導入用カバーとの間に介在させるだけでよく、水平な配管に限らず垂直な配管に対しても確実に取付けることができる。したがって、差圧・圧力発信器自体は設計変更する必要がなく、水平設置と垂直設置の両方に対して共通に使用でき、またアダプタの設計も簡単で安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る差圧・圧力発信器を絞り流量計として用いた一実施の形態を示す水平設置時の外観斜視図である。
【図2】 同流量計の正面図である。
【図3】 同流量計の平面図である。
【図4】 図3のIV−IV線断面図である。
【図5】 検出部の水平断面図である。
【図6】 発信部の断面図である。
【図7】 圧力導入用カバーの外観斜視図である。
【図8】 同流量計の垂直設置時の外観斜視図である。
【図9】 垂直設置時の一部を破断して示す側面図である。
【図10】 (a)、(b)は垂直設置時の管体の背面図および要部の拡大断面図である。
【図11】 (a)、(b)、(c)、(d)はアダプタの正面図、B−B線断面図、背面図および側面図である。
【符号の説明】
1…絞り流量計、2A,2A’,2B,2B’…配管、3…差圧発信器、4…管体、5…アダプタ、8…カバー固定部、9…ボルト、10…検出部、11…発信部、12…圧力導入用カバー、14…ボディ本体、18,19…バリアダイアフラム、23…封入液、26…センターダイアフラム、30…圧力センサ、79…ボルト用挿通孔、80a〜80c…開口部、83…圧力導入孔、90…絞り部、91…第1の圧力取出口、92…第2の圧力取出口、98…ねじ孔、103,104…連通孔。

Claims (5)

  1. 各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーとを備え、
    前記検出部は、前記一対の圧力導入用カバーによって当該検出部の軸線周りに角度変更可能に保持され、
    前記発信部は、軸線が前記検出部の軸線と直交し、前記検出部に対して角度変更可能に取付けられていることを特徴とする差圧・圧力発信器。
  2. 各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーと、外周に前記一対の圧力導入用カバーが固定されるカバー固定部を有する管体と、二個の連通孔を有して前記一対の圧力導入用カバーと前記カバー固定部との間に選択的に介装されるアダプタとを備え、
    前記一対の圧力導入用カバーは、一個につき2本ずつ合計4本のボルトによって前記カバー固定部に固定され、
    前記圧力導入用カバーの前記ボルトが挿通されるボルト用挿通孔は、一対の圧力導入用カバーが検出部を保持した状態において縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一の正方形配列をなすように形成されており、
    前記カバー固定部は、前記各圧力導入用カバーの圧力導入孔がそれぞれ連通可能な二個の圧力取出口と、前記4本のボルトがねじ込まれる四個のねじ孔とを有し、
    前記アダプタは、前記各圧力導入用カバーが圧力導入孔を圧力取出口に対して90°ずらしてカバー固定部に固定される垂直設置時において圧力導入用カバーとカバー固定部間に介装されることにより、前記連通孔によって前記圧力導入孔と前記圧力取出口とを連通させることを特徴とする差圧・圧力発信器。
  3. 各側面にそれぞれ取付けられたバリアダイアフラムに加わる被測定流体の差圧を検出する検出部と、この検出部に取付けられる発信部と、前記各バリアダイアフラムに圧力を導く圧力導入孔をそれぞれ有し前記検出部の両側面を保持することにより前記各バリアダイアフラムを覆う一対の圧力導入用カバーと、外周に前記一対の圧力導入用カバーが取付けられるカバー固定部を有する管体と、二個の連通孔を有し前記一対の圧力導入用カバーと前記カバー固定部との間に選択的に介装されるアダプタとを備え、
    前記検出部は、前記一対の圧力導入用カバーによって当該検出部の軸線周りに角度変更可能に保持され、
    前記発信部は、前記検出部に対して当該検出部の軸線と直交する軸線周りに角度変更可能に取付けられ、
    前記一対の圧力導入用カバーは、一個につき2本ずつ合計4本のボルトによって前記カバー固定部に固定され、
    前記圧力導入用カバーの前記ボルトが挿通されるボルト用挿通孔は、一対の圧力導入用カバーが検出部を保持した状態において縦横隣り合うものどうしのピッチが全て同一の正方形配列をなすように形成され、
    前記カバー固定部は、前記各圧力導入用カバーの圧力導入孔がそれぞれ連通可能な二個の圧力取出口と、前記4本のボルトがねじ込まれる四個のねじ孔を有し、
    前記アダプタは、前記各圧力導入用カバーが圧力導入孔を圧力取出口に対して90°ずらしてカバー固定部に固定される垂直設置時において圧力導入用カバーとカバー固定部間に介装されることにより、前記連通孔によって前記圧力導入孔と前記圧力取出口とを連通させることを特徴とする差圧・圧力発信器。
  4. 請求項1,2または3記載の差圧・圧力発信器において、
    前記一対の圧力導入用カバーは、検出部に対する発信部の取付け方向を変更可能にする複数個の開口部を有していることを特徴とする差圧・圧力発信器。
  5. 請求項2または3記載の差圧・圧力発信器において、
    前記管体は内部に絞り部を有し、この絞り部の上流側と下流側の流体圧力が圧力取出口を通って各圧力導入用カバーの圧力導入孔に直接またはアダプタを介してそれぞれ導かれることを特徴とする差圧・圧力発信器。
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