JP4777816B2 - 差圧測定用の均圧弁、および、差圧式流量計 - Google Patents
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Description
このような差圧式流量計は、被検出流体が通過する流路に配置される差圧発生手段を備える。すなわち、被検出流体が通過する流路に静止した物体を置くと、その前後に差圧が発生するが、これを応用し、発生差圧に対する流量が一定の関係となるオリフィスなどの絞り機構やピトー管、後流ピトー管、層流素子などの差圧発生手段によって差圧を発生させることにより、流量が測定可能となる。
従来の差圧式流量計は、差圧発生手段と差圧センサとで構成されている(例えば、特許文献1および特許文献2)。このような流量計では、流路の途中にオリフィスが設けられ、このオリフィスの前後で流体の圧力がそれぞれ導圧管を介して取り出され、取り出された圧力が差圧センサによって測定される。また、ゼロ点調整のために、導圧管同士を結ぶ均圧配管が設けられており、この均圧配管には、均圧弁が配置されている。すなわち、ゼロ点調整時に均圧弁を開き、差圧発生手段の前後における被検出流体の圧力を均圧化して、このゼロ点調整後に、差圧測定が行われる。
また、特許文献2では、高圧側経路と均圧用の連通路との接続部分に設けられる均圧弁(シャトル弁)が提案されており、この均圧弁は、開閉状態が互いに逆となるように連動する弁体を両端にそれぞれ有する。この均圧弁の弁体部分は、弁箱に挿入される弁棒先端の弁体に傾斜面が形成されたもので、弁箱にも、この傾斜面に対応する傾斜面が形成されている。そして、これらの傾斜面が弁棒の進退に応じて互いに圧接されることで弁が開閉する。なお、弁棒の進退は、バネを備えたシリンダ・ピストンにより行われている。
すなわち、質量流量を測定するためには、被検出流体の温度、圧力、流量を測定する必要があるため、前述のような差圧式流量計に加えて、温度センサと、これらの差圧式流量計および温度センサにネットワーク接続された中央装置と、を備えた流量計測システムが提案されている(特許文献3)。この流量計測システムでは、温度センサで測定された温度データが中央装置を介して差圧式流量計に入力され、差圧式流量計は、圧力データおよび温度データを用いて流量を算出し、その流量データを中央装置へ出力する。
また、特許文献2のように、高圧側経路が均圧用の連通路を介してシャトル弁機構に接続される構成では、当該連通路の両端で高圧側経路の接続口と低圧側経路の接続口とが連通路の長さ分だけ離れた位置にそれぞれ配置されることになるため、これら高圧側経路、均圧用の連通路、および低圧側経路からなる差圧伝送路を器体(弁箱)に実装するに際して小型化に限界がある。このため、弁ユニット自体の小型化を図ることが難しい。そもそも、特許文献2の構成では、空気圧シリンダ装置やばねを備えた弁体作動機構が器体の外部に設けられており、このことは、装置の小型化をより一層困難なものとしている。
なお、このような差圧式流量計では、均圧弁ないし流量計自体が十分に小型でないと、導圧管同士の距離が大きいために流れに遅延が生じ、均圧化することが難しくなるという問題もある。
一方、特許文献3のように温度センサを用いる構成において、温度センサは、この温度センサが取り付けられる流量検出部の温度影響を受けやすいため、流量補正の信頼性が損なわれるという問題もあった。
なお、均圧状態では、第1経路側の第1導出路と、第2経路側の第2導出路とが互いに連通し、この連通空間において被検出流体が均圧化される。この均圧化により、第1経路および第2経路での被検出流体の圧力差がなくなり、これをもって差圧測定のゼロ点調整が行われるので、差圧測定を適切に実施できる。
すなわち、第1導入路および第1導出路の一方に弁体が挿入されて第1導入路と第1導出路とが仕切られ、均圧状態における連通空間では片側の第2経路側の被検出流体の圧力のみが作用し、第1経路側の圧力は作用しないため、当該連通空間(均圧路)中に流体の流れが発生しない。このように、第1経路および第2経路の一方の導入路(ここでは第1導入路)を遮断することにより、均圧中に第1導入路と第2導入路との間で流体が流れ、これら第1導入路と第2導入路との間の均圧路が絞りとなって差圧が生じることを防止できる。
なお、第1シール部は、差圧状態では第1経路と第2経路との間に配置される。すなわち、差圧状態では、第1シール部によって弁通路が仕切られる。
また、このように第1導出路と第2導出路とを十分に近接させてこれらの第1、第2導出路の間の距離を短くできるので、均圧時、第1導出路と第2導出路との間の遅延による圧力のムラを小さくできる。すなわち、迅速かつ適切に均圧状態にすることができる。
この発明によれば、第4シール部により、前記第2導入路と前記第2導出路との間を簡単な構造で仕切ることができる。
すなわち、第1導出路、第2導入路、および第2導出路などを弁箱にドリルなどで穿孔する際にバリなどが生じやすいが、このバリなどによる弁体の損傷などを防止するために、このような筒状部材を設けることが有効である。
なお、前述の筒状部材を設けても、弁通路における連通部の通路内壁面と隙間をあけてシール部を配置することが可能である。
この発明によれば、挿入口から摘みが突出しているので、摘みを掴むなどして弁棒を進退させる操作が容易であり、差圧状態と均圧状態とに確実に切り替えることができる。
また、この摘みに目盛りや文字などを形成することによって、弁棒が弁通路内に挿入された寸法を容易に判別できる。なお、目盛りの代わりに色分け表示によって弁棒の弁通路への挿入寸法を見極めることができ、これらの目盛り、文字、色分け表示を併用してもよい。
また、このように、弁通路の内部に付勢手段が設けられていることにより、弁棒を移動させるシリンダ・ピストン、ソレノイドなどの弁棒作動装置を弁箱の外部に設けることを不要にできる。このため、均圧弁の小型化が阻害されない。
付勢手段としては、コイルバネを例示でき、このようなコイルバネの内側に弁棒が挿入された状態としたり、弁棒の内部にコイルバネを組み込むことができる。
ここで、摘みの嵌合部は、例えば、弁棒の外周面に形成された凸状のリブであり、この凸状のリブが板状部材の挿通孔に形成された凹状の切欠に嵌合する構成とすることができる。反対に、弁棒に凹状の溝などを形成し、この溝に挿通孔に形成された凸状の突起が嵌合する構成とすることもできる。
ここで、差圧センサ、ゲージ圧センサ、温度センサ、および大気圧測定用としての絶対圧センサを搭載したことで、被検出流体の温度や圧力の変化による被検出流体の密度変化を検出可能となり、質量流量の測定を行うことができる。
なお、差圧レンジの互いに異なる差圧センサを並列に接続し、流量に応じて適切な差圧センサを2つ以上選択することによっても、低い流量域において高い分解能を得ることが可能となるのと同時に、差圧センサの精度を各センサにより決めることが可能であるため、流量精度保証ができる流量レンジアビリティを広くできる。
なお、差圧発生手段としては、オリフィスなどの絞り機構やピトー管、後流ピトー管、層流素子などから任意に選択できる。
また、温度センサが被検出流体の圧力の取出し孔を利用して、この取出し孔の部分に設けられているので、温度センサの取り付け部材などを別途備える必要がなく、構造をより簡略化できる。
なお、差圧センサおよびゲージ圧センサについても、前記の取出し孔を利用して(温度センサが設けられた取出し孔を共用)設けることが、構造を簡略にするうえで好ましい。温度センサが設けられた取出し孔を通じて差圧センサやゲージ圧センサに導圧する場合は、これらの差圧センサ、ゲージ圧センサにも圧力が伝わるように、温度センサの径寸法を取出し孔の径よりも小さくすれば良い。
ここで、温度センサの配設に関して、この温度センサは流体の温度を測定するためのものであり、通常、流体の流れに対する断面略中央に感温素子が位置するように設置されるが、本発明では温度センサが内蔵され、かつ本体取付部の取出し孔を利用して温度センサが配置されたので温度センサと差圧発生手段とが近く、温度センサを流路の流れの断面略中央に設置した場合には、乱流が生じるおそれがある。このため、このように感温素子を流路に臨む位置、または取出し孔より僅かに突出する位置に設けることが非常に有効となる。
また、本体部がアダプタ等を備え、このアダプタ等によって本体部が流量検出部に接合されていてもよい。
ここで、低熱伝導性部材としては、テフロン(登録商標)などの樹脂系材料を採用でき
る。
なお、冶具などを使用することにより、低熱伝導性部材が感温素子の周りに設けられた状態で、温度センサを取出し孔に挿入することが可能である。
また、シール部材としては、前述の低熱伝導性部材と同様に、熱伝導率が小さい材料で形成されたものが好適である。
なお、このような保持部材を取出し孔に設けても、保持部材には連通路が形成されているため、流路の流体の圧力の取り出しを問題なく行える。連通路は、例えば保持部材の外周面や内周面に形成された溝により構成でき、あるいは、保持部材の肉厚部に形成された中空部分などによっても構成できる。
なお、低熱伝導性材質としては、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、POM(ポリオキシメチレン)などの樹脂系材料を例示できる。
以下、本発明の第1実施形態を図1〜図12に基づいて説明する。
なお、第2実施形態以降の説明において、以下に説明する第1実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
図1は、本実施形態における流量計1の斜視図であり、図2は、流量計1の側断面図である。なお、図2では、ケース43を取り外している。
流量計1は、配管100(図2)に取り付けられ、差圧発生手段を通過した流体FLに生じる差圧を利用して、配管100内部の流体FLの流量を測定する差圧式のものである。
この流量計1は、配管100に取り付けられる流量検出部10と、センサ部31を備え流量検出部10に接合するためのアダプタ20を有する本体部30と、センサ部31から送信される信号を基に流量を算出して表示する表示演算部40(図1)とを具備する。なお、表示演算部40は、ケース43内に組み込まれている。
流量検出部10は、SUSなどの金属製であり、配管100に接続するための流路接続部としての雌ネジ部111を両端に有するパイプ部材11を備え、そのパイプの内部が流体FLの流路13を構成する。また、パイプ部材11内の流路13略中央には、差圧発生手段としてのSUS製のオリフィス14が流体FLの流れに対向するように設けられる。さらに、パイプ部材11の側面には本体取付部としての板状部12が溶接されている。
また、オリフィス14の上流側および下流側には、流路13に連通し、流体FLの圧力を取り出すための上流側取出し孔131および下流側取出し孔132が板状部12を貫通するようにそれぞれ形成されている。
圧力取出し部15には、周縁部153の内側に平面視円形状に窪む凹部154が形成されている。この凹部154の中央には、取出し孔131が貫通する取出し部151が配置され、凹部154の残りの部分は、取出し孔132が貫通する取出し部152となっている。これらの取出し部151,152は、同心円上に配置されている。
取出し部151は、取出し孔131を囲む筒状に形成されている。
一方、取出し部152における凹部154の底部154Aには、取出し孔132が貫通している。
アダプタ20は、本体部30を流量検出部10に取り付けるための板状の部材であり、一方の面が流量検出部10に接合される平面視略正方形状の流量検出側接合部21、他方の面が本体部30の裏面32Bに接合される平面視略矩形状の本体側接合部22となっている。
また、アダプタ20の平面略中央を貫通するように、流量検出部10の取出し孔131と連通する取出し孔201が形成され、この取出し孔201と少し離れた位置には、流量検出部10の取出し孔132と連通する取出し孔202が形成されている。
また、流量検出側接合部21の板状部12への接合面213(図5)には、大径小径のゴム製Oリング214,215がそれぞれ配置される環状の溝214A,215Aが形成され、これらのOリング214,215が、ネジ212(図6)の締め付けの際に周縁部153(図2)、および取出し部151の端部151A(図2)にそれぞれ当接した状態でつぶれることで、各取出し孔201,202は、流体FLの導圧路として封止される。
また、本体側接合部22の本体部30への接合面223において、取出し孔201,202の周りには、ゴム製のOリング224,225がそれぞれ配置される環状の溝が形成され、Oリング224,225が、ネジ222の締め付けの際につぶれることで、各取出し孔201,202が導圧路として封止される。
センサ部31は、流量検出部10で流体FLに発生した差圧を測定する差圧センサ311と、流体FLのゲージ圧を測定するゲージ圧センサ312と、流体FLの温度を測定する温度センサ313と、大気圧を測定する絶対圧センサ314(図9)とを備えて構成されている。
ここで、取出し孔321と取出し孔322とは、ベース32の内部に形成された通路323によって、互いに連通し、この通路323には、ベース32を弁箱とする均圧弁35が設けられている。
取出し孔321は、ベース32の表面32A側では拡径し、この拡径部321Aの内周面には、温度センサ313を固定するためのネジが刻設されている。
また、通路323は、取出し孔321が通路323と交差する位置と取出し孔322が通路323と交差した位置との間で分岐してベース32の表面32A側に貫通し、この分岐した部分は、第1導入路361を通じて取り出された流体FLの圧力を差圧センサ311に導出する第1導出路371となっている。
なお、通路323には、第1導出路371と第2導出路372との間の位置で、第2導出路372側から第1導出路371側に向かって次第に縮径する傾斜面が形成され、この部分は縮径部323Cとなっている。
そして、均圧弁35は、第1導出路371を通って差圧センサ311に導出される流体FLと、第2導出路372を通って差圧センサ311に導出される流体FLとの圧力を均圧化するために設けられている。
差圧センサ311は、ベース32表面32Aの第1、第2導出路371,372の各開口を密閉するように設けられ、流量検出部10で流体FLに発生した差圧を測定する。すなわち、流量検出部10の上流側から取出し孔131,201,321を通じて、あるいは、流量検出部10の上流側から取出し孔132,202,322を通じてそれぞれ流体FLの圧力を取り出すための導圧空間が構成されている。
本体313Aは、図10に示すように、取出し孔321の内周面との間に隙間SP1を有する状態で取出し孔321に挿入され、ネジ部材313Bの外周に刻設されたネジ313Fが取出し孔321の拡径部321Aに螺合され、ネジ部材313Bの端面が拡径部321Aの基端部321Bに押圧されることにより、取出し孔321に固定される。
また、パッキン313Eがつぶれ、このパッキン313Eによって本体313Aは取出し孔321の内周面との間に接触しない状態のまま保持される。
ケース43の表側には、測定された流体FLの流量や、動作モード、電池の電圧低下、警報出力などのモニタ情報などが表示される表示演算部40における表示手段としての液晶パネル部431と、モード切替や各種の設定を行う操作パネル部432とが設けられている。
そして、ケース43の内部には、液晶パネル部431や操作パネル部432、センサ部31の図示しない駆動回路や演算手段41(図9)などが実装された回路ブロックが設けられ、回路ブロックの電源となる電池が電池収納部(不図示)に収納されている。なお、電源が電池でない場合は、電池収納部の代わりに電源接続用の端子が設けられる。
図12は、均圧弁35の側面図である。
均圧弁35の弁棒351は、一端側の先端部が先細り形状の弁体としてのテーパ部351Hであり、挿入口323Aから第1導入路361と第1導出路371とが互いに連通する連通部352Dまでを弁通路352として、この弁通路352に沿って弁棒351が図12(A)および(B)のように進退する。これにより、テーパ部351Hにおいて弁通路352が仕切られることで、均圧弁35は、流体FLの導圧の流れを遮断、あるいは許可する開閉弁として機能する。
弁棒351が前進した際(図12(A))、テーパ部351Hが弁通路352側の縮径部323Cと当接することにより、流体FLの導圧が遮断される。
拡径部351Cには、径方向に縮径した溝部351Eが形成され、この溝部351Eの周りにリング状のゴムである第2シール部382が配置されている。この第2シール部382により、通路323(図5)内の導圧空間が封止される。
このゼロ点調整後、均圧弁35の摘み353を元に戻すと、第1経路P1と第2経路P2とが互いに仕切られ、差圧式の流量計1が使用可能な状態となる。
(1)差圧測定式の流量計1に組み込まれた均圧弁35によれば、第1導入路361が弁棒351の軸方向に沿って延びており、弁棒351の軸周りに設けられたテーパ部351Hを軸方向に沿って進退させるだけで、差圧状態から均圧状態へと簡便に切り替えることができる。
なお、均圧状態では、第1経路P1側の第1導出路371と、第2経路P2側の第2導出路372とが互いに連通し、この連通空間において流体FLが均圧化される。この均圧化により、第1経路P1および第2経路P2での流体FLの圧力差がなくなり、これをもって差圧測定のゼロ点調整がされるので、差圧測定を適切に実施できる。
また、第1導出路371、第2導入路362、および第2導出路372を形成する際の孔開けによるバリなどで弁棒本体351Aが傷つくことも効果的に防止できる。
なお、本実施形態の弁棒351はネジ部351Bを有し、弁通路352の内周面のネジ352Aと螺合することで進退するため、進退する際に軸周りにぶれにくく、弁棒本体351Aと弁通路352の内周面との隙間SPを保って弁棒351を進退させることが可能である。
ここで、差圧センサ311、ゲージ圧センサ312、温度センサ313、および大気圧測定用としての絶対圧センサ314を搭載したことで、流体FLの温度や圧力の変化による流体FLの密度変化を検出可能となり、質量流量の測定を行うことができる。
また、温度センサ313が流体FLの圧力取出し孔321,201,131の内部に設けられているので、温度センサ313の取り付け部材を別途備える必要がなく、構造をより簡略化できる。
ここで、温度センサ313の配設に関して、この温度センサ313は流体FLの温度を測定するためのものであり、通常、流体FLの流れに対する断面略中央に感温素子313Gが位置するように設置されるが、本実施形態では温度センサ313が本体部30に内蔵され、かつ流量検出部10の取出し孔321,201,131を利用して温度センサ313が配置されたので温度センサ313とオリフィス14とが近く、温度センサ313を流路13の流れの断面略中央に設置した場合には、乱流が生じるおそれがある。このため、このように感温素子313Gを流路13に臨む位置または流路13側に僅かに突出する位置に設けることが非常に有効となる。
次に、本発明の第2実施形態について図13、図14を参照して説明する。
本実施形態では、均圧弁55における弁体および弁棒の構造などが前記実施形態とは相違する。
図13は、本実施形態における均圧弁55の側断面図である。なお、作図上の都合により、弁棒551における断面表示(ハッチ線)は省略した。
弁棒551が弁通路552に沿って図14(A)および(B)のように進退し、第1シール部581において弁通路552が仕切られることで、均圧弁55は、流体FLの導圧を遮断、あるいは許可する開閉弁として機能する。
ここで、第1導出路371は、図14(B)に示した均圧状態における第1シール部581と第2導出路372との間の位置に設けられ、弁通路552の径方向に沿って延びている。このような第1導出路371および第2導出路372の弁通路552に対する配置により、かなり小型の均圧弁55において第1導出路371と第2導出路372とを互いに十分に近接して配置することを実現できる。これにより、均圧弁55の小型化に寄与できるとともに、遅延による圧力のムラを小さくできるので、迅速かつ適切に均圧化できる。
摘み553は、シール保持部551Cの径よりも小さい径で形成されている。
また、この摘み553が挿通される挿通孔555Aを有する板状部材555が設けられ、この板状部材555は、挿入口323Aの周りにネジ555Bで取り付けられている。
この際、第1導入路361に第1シール部581が挿入されて第1導入路361と第1導出路371とが仕切られ、均圧状態における連通空間では片側の第2経路P2側の流体FLの圧力のみが作用し、第1経路P1側の圧力は作用しないため、当該連通空間(均圧路)中に流体FLの流れが発生しない。このように、第1導入路361が遮断されることにより、均圧中に第1導入路361と第2導入路362との間で流体が流れ、これら第1導入路361と第2導入路362との間の均圧路が絞りとなって差圧が生じることを防止できる。
前述のように、差圧状態であっても均圧状態であっても、第1シール部581によって弁通路552が仕切られる。
なお、コイルバネ554に付勢されて弁棒551が元の位置に復帰する際、シール保持部551Cが板状部材555に当接するため、弁棒551が挿入口323Aから抜け出るおそれはない。
(11)均圧弁55の弁体として用いられた第1シール部581は、その弾性によって弁通路552の内周面に密接するため、均圧弁55の開閉が確実に行われ、差圧測定を正確に行うことができる。
次に、本発明の第3実施形態について図15、図16を参照して説明する。
本実施形態の均圧弁は、第2実施形態における均圧弁55において、弁棒が挿通される
筒状部材を設けたものである。
図15は、本実施形態における均圧弁65の側断面図である。
この均圧弁65の弁通路552には、第1導出路371と第2導入・導出路362,372との間を延びる筒状部材656が内周面に沿って設けられている。
筒状部材656の外周面には、ゴム製のOリング656Cが嵌合する溝が形成され、このOリング656Cによって筒状部材656は弁通路552の内周面に密接した状態で保持される。また、Oリング656Cにより、第1経路P1、第2経路P2それぞれにおける圧力が封止される。
この筒状部材656の挿入口323A側の端面には、プレート656Dが配置されている。
なお、弁棒本体651Aは、挿入口323A側が拡径しており、この部分には斜面651Eが形成されている。
すなわち、第1導出路371などをベース32にドリルなどで穿孔する際にバリなどが生じやすいが、このバリなどによる第1シール部581の損傷などを防止するために、このような筒状部材656を設けることが有効である。
次に、本発明の第4実施形態について図17、図18を参照して説明する。
本実施形態の均圧弁75は、第3実施形態における均圧弁65の弁棒651において、第1シール部581よりも弁棒651の前進側に、第3シール部783を設けたものである。
図17は、本実施形態における均圧弁75の側断面図である。
均圧弁75の弁棒751の先端部には、シール保持部751Dが形成され、このシール保持部751Dに第3シール部783が配置される。このように、第3シール部783が設けられたことにより、弁棒751の長さは第3実施形態における弁棒651よりも長く、弁棒751の先端と第1導入路361における縮径部361Bとの間の距離は短くなっている。
弁棒751のその他の構成は、第3実施形態における弁棒651の構成と略同様である。
なお、第1導出路371は、図18(B)に示した均圧状態における第3シール部783と第2導出路372との間の位置に設けられ、弁通路652の径方向に沿って延びている。このような第1導出路371および第2導出路372の弁通路552に対する配置により、第1導出路371と第2導出路372とを互いに十分に近接して配置でき、均圧弁75の小型化、および均圧の迅速化、適正化が図られる。
次に、本発明の第5実施形態について図19〜図21を参照して説明する。
本実施形態の均圧弁85では、圧力の導入路、導出路の構成の一部が前記各実施形態とは異なり、これに応じて、新たなシール部材を配置したものである。
まず、本実施形態では、第2導入路362と第2導出路372とでは、弁通路652とそれぞれ交差する位置が互いに離れている。具体的に、第2導入路362は、第2導出路372と挿入口323Aとの間で弁通路652と交差している。
図20は、この筒状部材856の斜視図である。
筒状部材856の中央部には縮径部856Eが形成され、この縮径部856Eは、図19に示すように、第2導出路372の弁通路652と連通する開口端372Bの位置と合うように配置される。そして、この縮径部856Eには、第2導出路372が延びる方向に沿って貫通する孔856Fが形成されている。
筒状部材856における縮径部856E両側の外周面には、Oリング656Cが嵌合する溝がそれぞれ形成される。
この際、第4シール部884は、筒状部材856の端部と挿入口323Aとの間の、弁通路652における拡径空間に位置するため、第2導入路362と第2導出路372との間は、筒状部材856の孔856Fを通じて導圧自在な連通空間となっている。
このとき、第4シール部884が筒状部材856の被当接面656Bに密接されて、第2導入路362と第2導出路372とが遮断される。
これにより、第1経路P1では第1導入路361と第1導出路371とが遮断され、第2経路P2では第2導入路362と第2導出路372とが遮断され、第1導出路371および第2導出路372のみが互いに連通された均圧化状態となる。
また、第4シール部884により、第2導入路362と第2導出路372との間を簡単な構造で仕切ることができる。
次に、本発明の第6実施形態について図22を参照して説明する。
本実施形態例では、前記各実施形態とは流体の圧力の導入、導出経路のレイアウトなどが異なる。
図22は、本実施形態における均圧弁95の側断面図である。第1導出路962は弁通路352の延出方向に沿って延び、この第1導出路962と交差する方向に延びた第1導入路961とともに第1経路P1を形成する。また、第2経路P2に関しては、第5実施形態のように、第2導入路362および第2導出路372の弁通路352とそれぞれ交差する位置が異なり、第2導出路372は、弁通路352において、第1導入路961と第2導入路362との間に形成されている。
また、摘み953は断面六角形状に形成されるとともに、摘み953の端面には、平面視四角形状の穴953Aが形成され、レンチなどの工具類で摘み953を容易に回すことが可能であり、これによって弁棒351が螺合進退されるものとなっている。
均圧弁95におけるそのほかの構成は、第1実施形態における均圧弁35と同様の構成である。
このような本実施形態によっても、第1実施形態と略同様の効果を得ることができる。
次に、本発明の第7実施形態について図23および図24を参照して説明する。
図23に示すように、本実施形態の流量計2は、温度センサ313を保持する保持部材73が設けられていることを特徴とする。図23は、第1実施形態を示した図2に対応する図であるが、図23では、表示演算部40が組み込まれるケース43により本体部30が覆われている。
また、流量計2は、第1実施形態の流量計1が備えていた流量検出部10の代わりに、流量検出部70を備える。
ここで、本実施形態の流量計2のパイプ部材71の軸方向長さは、ケース43の同方向における長さよりも短い。つまり、フランジ110Aとフランジ110Aとの間にケース43が納まらないほど、パイプ部材71の軸方向長さが非常に短い。このため、導圧部72の厚み寸法は、フランジ110Aが配管110の開口の外側に張り出す寸法よりも厚く設けられる。これに応じて温度センサ313の長さ、および温度センサ313が挿入される取出し孔721の長さが長くなっている。
なお、保持部材73の材質は、流体FLに対する耐腐食性や、熱伝導効率を考慮して選定されている。本実施形態の保持部材73の材質であるPTFEは、熱伝導率が空気の10倍程度と低い。
また、アダプタ20取り付けの際、取出し孔721から突出した保持部材73の端部732Bが位置決め用のガイドとして機能する。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形および改良を加えることができるものである。
すなわち、図25は、板状部材555と、摘み553とを示す斜視図であり、板状部材555には、摘み553が挿通される略円形状の挿通孔555Aが形成されている。なお、板状部材555の両端に形成された2つの貫通孔555Cには、ネジ555B(図13)が挿通される。
ここで、板状部材555の挿通孔555Aには、嵌合部として凹状の切欠955Dが形成されており、摘み553の外周面には、この切欠955Dと嵌合する凸部のリブ953Fが軸方向に沿って形成されている。
なお、この図25に示すような構造は、第3〜第7実施形態などにも適用することができる。
さらに、前述の実施形態では、圧縮バネのコイルバネ554が使用されていたが、弁棒を付勢する手段はこれに限らず、圧力の導入、導出路の配置などに応じて、引っ張りバネを使用することも可能である。
10,70 流量検出部
11,71 パイプ部材
12 板状部(本体取付部)
13 流路
14 オリフィス(差圧発生手段)
20 アダプタ
22 本体側接合部
30 本体部
31 センサ部
32 ベース(弁箱)
35 均圧弁
40 表示演算部
41 演算手段
43 ケース
72 導圧部
73 保持部材
100,110 配管
111 雌ネジ部(流路接続部)
131,132,721,722 取出し孔
201,202 取出し孔
213 接合面
224 Oリング(シール部材)
224B 内周面
224C 突起
311 差圧センサ
312 ゲージ圧センサ
313 温度センサ
313G 感温素子
313E パッキン(低熱伝導性部材)
314 絶対圧センサ
321,322 取出し孔
323A 挿入口
351 弁棒
351H テーパ部(弁体)
352 弁通路
353 摘み
361 第1導入路
362 第2導入路
371 第1導出路
371B 開口端
372 第2導出路
382 第2シール部
431 液晶パネル部(表示手段)
554 コイルバネ(付勢手段)
555 板状部材
555A 挿通孔
581 第1シール部
656 筒状部材
711 流路接続部
731 スリット
732,733 フランジ部
734 小径部
783 第3シール部
884 第4シール部
955D 切欠(嵌合部)
953F リブ(嵌合部)
FL 流体
P1 第1経路
P2 第2経路
SP 隙間
Claims (18)
- 内部に弁通路が形成された弁箱と、
この弁箱において前記弁通路の延出方向一端側に設けられた挿入口から挿入される棒状部材であって、軸周りに沿って弁体を有し、軸方向への進退に応じて前記弁体により前記弁通路を仕切る弁棒と、を備え、
前記弁箱には、前記弁通路に連通し流体の圧力がそれぞれ導入される第1導入路および第2導入路と、前記弁通路から流体の圧力がそれぞれ排出される第1導出路および第2導出路とが形成され、
前記第1導入路および第1導出路は第1経路を構成し、かつその一方の前記弁通路側の開口部と他方の前記弁通路側の開口部との前記弁棒の軸方向における位置は互いに異なり、
前記第2導入路および前記第2導出路は、第2経路を構成し、
前記弁棒の進退に応じて、
前記第1経路と前記第2経路とが仕切られてこれらの第1経路と第2経路との差圧を測定可能な差圧状態と、
前記第1導出路が前記第1導入路とは仕切られて前記第2経路と連通され、前記第1導出路および前記第2導出路が均圧化される均圧状態と、に切り替えられ、
前記弁体は、弾性を有し、前記弁棒の外周面と前記弁箱との間に介装されるシール部であり、
前記シール部は、前記差圧状態のときに前記第1経路と前記第2経路とを仕切る第1シール部と、前記挿入口側に配置されて流体の圧力を前記弁通路内に封止する第2シール部と、前記第1シール部よりも前記弁棒の前進側に設けられる第3シール部とを含んで構成され、
前記第3シール部は、前記均圧状態のときに、前記第1導入路に配置されることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1に記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記弁通路は、その一端から他端に至るまで、前記弁棒の軸方向に沿って延びており、
前記第1導出路は、前記均圧状態における前記第3シール部と前記第2導出路との間において、前記弁棒の軸方向と交差する方向である前記弁通路の径方向に沿って延びていることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1または請求項2に記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記第2導入路と前記第2導出路とは、前記弁通路とそれぞれ交差する位置が互いに離れ、
前記均圧状態のときに、前記第2導入路と前記第2導出路とが仕切られることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項3に記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記シール部は、前記弁通路において第2導入路と前記第2導出路との間に設けられる第4シール部を含んで構成され、
前記第4シール部により、前記均圧状態のときに、前記第2導入路と前記第2導出路とが仕切られることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記弁箱は、前記弁棒が挿入される筒状部材を有し、
この筒状部材は、前記第1導出路、前記第2導入路、および前記第2導出路の少なくともいずれかの近傍で前記弁通路に沿って設けられることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記第2シール部以外の前記シール部は、前記第1導出路、前記第2導入路、および前記第2導出路が前記弁通路にそれぞれ連通された開口端の少なくともいずれかと隙間を有して配置されることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記弁棒は、その軸方向に沿って前記挿入口から突出する摘みを有することを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項7に記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記挿入口の開口端には、挿通孔が形成された板状部材が設けられ、
前記摘みは、前記弁棒の軸方向端部の径が縮径しており、前記挿通孔に挿通されることで前記弁棒の前記挿入口外側への移動が規制されることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記弁棒を軸方向に沿って付勢する付勢手段が設けられることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 請求項9に記載の差圧測定用の均圧弁において、
前記摘みは、断面略円柱形状であって、その基端側の外周面に、前記挿通孔と嵌合する嵌合部が軸方向に沿って形成され、
前記弁棒は、前記嵌合部の前記挿通孔との嵌合が外れた状態で軸周りに回転され、前記付勢手段の付勢力によって前記嵌合部が前記板状部材に係止されることを特徴とする差圧測定用の均圧弁。 - 通過する被検出流体に差圧を発生させる差圧発生手段を有する流量検出部と、
前記流量検出部で被検出流体に発生した差圧を測定する差圧センサ、前記被検出流体のゲージ圧を測定するゲージ圧センサ、前記被検出流体の温度を測定する温度センサ、および、大気圧を測定する絶対圧センサを有するセンサ部と、
前記センサ部から送信される信号を基に前記被検出流体の流量を算出する演算手段、および、この演算手段で算出された流量を表示する表示手段を有する表示演算部とを含む差圧式流量計であって、
請求項1から請求項10のいずれかに記載の差圧測定用の均圧弁を備えたことを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項11に記載の差圧式流量計において、
前記センサ部および前記表示演算部は、一体化されて本体部として構成されるとともに、前記流量検出部に接合され、
前記流量検出部は、前記差圧発生手段が設けられるとともに前記被検出流体の流路と接続される流路接続部と、前記本体部と接合される本体取付部とを有し、
前記本体取付部には、前記差圧発生手段の上流側および下流側で前記流路とそれぞれ連通して前記被検出流体の圧力を前記センサ部に取り出す各取出し孔がそれぞれ形成され、
前記取出し孔の一方は、前記流量検出部の前記本体部との接合面の略中心位置で、前記流路に向かって直線状に延び、
前記温度センサは、棒状に形成されて一端側に感温素子を有し、前記接合面の略中心位置に配置された前記取出し孔に一端側が挿入されて前記感温素子が前記流路に臨み、
前記本体部と前記流量検出部とは、前記温度センサを軸に互いに回転させた状態でも接合可能であることを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項12に記載の差圧式流量計において、
前記感温素子と前記取出し孔の内周面との間には、熱伝導率が小さい低熱伝導性部材が配置されることを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項12または請求項13に記載の差圧式流量計において、
前記取出し孔の内周には、前記被検出流体を前記取出し孔の内部に封止する環状のシール部材が設けられ、
前記シール部材は、その内周面に複数の突起を有し、これらの突起の間で前記感温素子が保持固定されることを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項11から請求項14のいずれかに記載の差圧式流量計において、
前記流量検出部は、前記差圧発生手段が設けられるとともに前記被検出流体の流路と接続される流路接続部と、前記差圧発生手段の上流側および下流側で前記流路とそれぞれ連通して前記被検出流体の圧力を前記センサ部に取り出す各取出し孔がそれぞれ形成された導圧部とを有し、
前記取出し孔の一方は、前記センサ部から前記流路に向かって直線状に延び、
前記温度センサは、棒状に形成されて一端側に感温素子を有し、前記直線状に延びている一方の取出し孔に一端側が挿入されて前記感温素子が前記流路に臨み、
前記一方の取出し孔には、前記温度センサを長手方向に沿って保持する保持部材が設けられ、
前記保持部材の外周面および内周面の少なくとも一方には、前記温度センサの長手方向に沿って延びて前記取出し孔と連通し、前記被検出流体の圧力を伝達可能な連通路が形成されていることを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項15に記載の差圧式流量計において、
前記保持部材は、前記温度センサが内部に挿入される略円筒形状に形成されるとともに、当該保持部材の軸方向に沿ったスリットを有し、
前記連通路は、前記スリットにより構成されていることを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項15または請求項16に記載の差圧式流量計において、
前記保持部材は、前記取出し孔の内周面に側面が接触するフランジ部と、このフランジ部以外の部位であって、前記取出し孔の内径よりも外径が小さい小径部とを有することを特徴とする差圧式流量計。 - 請求項15から請求項17のいずれかに記載の差圧式流量計において、
前記保持部材は、熱伝導率が小さい低熱伝導性材質により形成されていることを特徴とする差圧式流量計。
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