JP5184440B2

JP5184440B2 - 流量計

Info

Publication number: JP5184440B2
Application number: JP2009134394A
Authority: JP
Inventors: 照雄波多野
Original assignee: 日本フローセル製造株式会社
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: JP2010281644A

Description

本発明は、一辺が回転軸で保持されたフラッパの回転位置により流量を計測する、いわゆるフラッパ式流量計に関するものである。

フラッパ式流量計は図１に概念図を示すように、ばね３で回転力を与えつつ回転軸２によって保持されたフラッパ１を流路の中に置き、流れＸによる動圧によってフラッパ１がばね力に抗して回転したときの回転位置によって流量を測定するものである。フラッパ１が１Ａで示すように回転するに従ってフラッパの先端は５で示す軌跡を描き、流路の壁面との間に隙間６ができる。この隙間６を通過する流体の体積流量は測定値に影響する要因の１つとなっており、フラッパの先端に対向する壁面の形状を適当に設定して隙間６を調節することにより、流量指示の範囲や直線性などを変えることできる。なお図１において７はストッパであってフラッパの幅方向の一部分に当たることにより、流量がゼロのときフラッパ１を隙間６が無い位置にセットする。

上記のような構成のフラッパ式流量計の具体的な構造が特開平９−３０４１３６号公報（特許文献１）に示されている。これによると、流体の流入口と流出口となる管継手を有し、かつ流量計本体を収容するケーシングすなわち筐体が設けられており、ケーシングにはフラッパ回動室が形成されている。フラッパは流体が流れるとフラッパ回動室内で回動するようになっているが、回転軸はケーシング内面にねじ止めされた取り付け板に保持されている。ケーシング内面に形成された湾曲壁面とフラッパの先端との間隔はフラッパの回転角度の増加と共に漸増するようになっており、流体の流路を形成している。流量の測定はケーシングの正面と背面に取り付けられた目盛入りガラス窓によりフラッパの位置を読んで行なうようになっている。

ところでこのようなフラッパ式流量計においては測定精度を維持するためにフラッパ、ばねやケーシング内面に付着したごみを取り除くなどの清掃を時々する必要がある。この場合、流量計全体は配管の継手部分から取り外すことなく作業をするのが普通であって、ケーシングに取り付けられたガラス窓や蓋を外してフラッパなどの内部の機構を分解し、取り外して清掃することになる。

特開平９−３０４１３６号公報

分解清掃をする場合、引用文献１にあるようなガラス窓（サイトグラス）によりフラッパの位置を直接視認する構造のものであると、表側のガラス窓を取り外して行なう構造のものが一般的である。またフラッパ位置を指針により表示したり、電気信号に変換するような場合においては、内部の流体が流れる部分の清掃はこのような機構がない裏側から行なうため、裏蓋を開けて行なう構造にするのが普通である。このような場合には、流量計の背面にメンテナンス作業のスペースを充分に設けて置く必要がある。

しかしながら配管に接続された流量計は、清掃作業が容易な個所に設置されているとは限らず、狭い個所や高所に設置されている場合がある。このような場合、狭い場所や高所で細かい作業をしなければならず、作業が困難となる。このようなことから本発明は、配管に接続された状態のままで内部の分解清掃が容易なフラッパ式流量計を提供することを目的とする。

本発明は前記課題を解決するものであって、流路に設けられたフラッパの回転位置により流量を計測する流量計において、流体の流入口と流出口とを有し流れの方向と直角な開放面を有する筐体と、前記開放面との間をシールされつつ開放面にねじ止めされた前面パネルと、前記前面パネルで保持された回転軸と、前記回転軸に一辺が保持されたフラッパと、流体の流れに抗して前記フラッパの回転を抑制するばねと、前記前面パネルの前面側に設けられて前記回転軸の回転位置を表示する流量表示手段と、前記前面パネルに取り付けられ、流体の流れによるフラッパの回転範囲においてフラッパの先端と対向する面を構成する流路ガイドとによって前記流量計は構成され、前記前面パネルを前記筐体にねじ止めした状態のとき、前記フラッパの面は流体の流れが当たる位置にあるとともに、フラッパの回転に伴って増大するフラッパの先端との隙間が流体の流路となっていることを特徴とする流量計である。

また、流量表示手段は、流体に対してシールされつつ前面パネルを貫通した前記回転軸の一端に取り付けられた指針と、目盛板とからなること、または流体に対してシールされつつ前面パネルを貫通した前記回転軸の一端に取り付けられた、回転位置を電気信号に変換する装置からなることも特徴とする。さらにまた、前記回転軸の回転位置に従って前面パネルの裏面に沿って移動する磁石または磁性体と、前面パネルの前面側に設けられた第２の回転軸で保持され前記磁石または磁性体に従って移動する第２の磁石または磁性体とを有し、前記第２の回転軸の回転位置によって流量を表示するものであることも特徴とする。

本発明によれば、フラッパ式流量計それ自体は配管に接続したままで、内部機構を取り外して別の場所で清掃することができるので清掃作業が容易になる。また流量計の内部機構が故障した場合でも、予備の内部機構と交換することにより迅速に修理することができ、メンテナンス性を良好にすることができる。

フラッパ式流量計の概念図である。本発明のフラッパ式流量計の斜視図であって、測定ユニットを取り外した状態を示す。本発明のフラッパ式流量計の測定ユニットの構成を示す斜視図である。

図２は本発明のフラッパ式流量計の斜視図であって、前面パネル２１などからなる測定ユニット２０を筐体１０から取り外した状態を示している。すなわち筐体１０には流体の流入口と流出口であるフランジ継手１２、１３がそれぞれ設けられており、流れの方向と直角な開放面１１を有している。なお図２の装置においては、フランジ継手１２、１３の部分は複数のボルト１５で筐体の本体部分に取り付けられ、取り外し可能になっているが製造上の便宜のためであって必ずしもこのようにする必要はない。

一方、筐体１０の開放面１１には前面パネル２１が複数のボルト２２によって取り付けられるようになっており、前面パネル２１の裏面側にガスケット（図示せず）を挟むことにより流体をシールしている。前面パネル２１には、フラッパ式流量計の機構部、すなわちフラッパやこれの回転軸、フラッパを押えるばねなどがすべて取り付けられ、全体で測定ユニット２０を構成しており、部品の交換などを特にするのでなければ図２に示された状態で清掃をすればよい。なおこの状態において筐体１０の内面には可動な機構部を有しないので、配管に接続した状態においても前面の開放面１１から容易に清掃できる。

図３は測定ユニット２０の構成を示す斜視図であって、一部を分解して示している。前面パネル２１の裏側には、フラッパ式流量計の必須の構成部分であるフラッパ１やこれの回転軸２、フラッパを押えるばね３などからなるフラッパ機構部３０が取り付けられている。前記回転軸を保持するためには回転軸を前後の位置で支持する軸受けが必要であり、さらに軸受けを支持する部材が必要となる。このようなことから図３に示した測定ユニットにおいては上記の必須の構成部分の他にこれらを取り付ける枠体などが設けられている。このため後面板３１、底面板３２、軸受板３３がコの字形に連結されており、後面板３１と軸受板３３には回転軸２の軸受が設けられている。

またばね３は回転軸２に巻き付けられているが、両端がそれぞれフラッパ１と底面板３２に接触してフラッパ１を流れの上流側に押し付け、流量がゼロのときフラッパが先端に隙間が無くなる位置で止まるように、図示しないストッパが設けられている。また３４は流路ガイドであって、流体の流れによるフラッパ１の回転範囲においてフラッパの先端と対向する面を構成しており、図１にも示したようにフラッパ１が回転するに従ってフラッパの先端と流路ガイド３４との隙間が増大するようになっている。なお３５は流路ガイド３４を保持する上面板である。

このようにして組み立てられたフラッパ１やこれの回転軸２、フラッパを押えるばね３、流路ガイド３４などからなるフラッパ機構部３０は前面パネル２１の裏面に取り付けられる。このため軸受板３３と上面板３５には複数のねじ孔３６が設けられている。また回転軸２の前面側は前面パネル２１を貫通するが、図示しないパッキンを回転軸に設けることにより流体が漏れないようになっている。回転軸２の先端には指針２３が結合されているが、指針は指針ケース２４の内部に入っており、指針ケースには目盛版２５が取り付けられている。指針ケースは指針ケース止め板２６をねじ止めすることによって前面パネル２１に固定され、さらに透明な窓を有する指針カバー２７がはめ込まれている。

以上が図２および図３に示された本発明のフラッパ式流量計の構成であるが、流量表示手段は前面パネル２１の前面側に設けられて回転軸の回転位置を表示するものであれば、上記のような回転軸２の一端に取り付けられた指針２３と、目盛板２５とからなるものに限定されない。たとえば回転位置に従って電気信号を発生する装置を使用してもよく、回転軸に結合されたポテンショメータ、可変抵抗器などから得られた電圧信号を流量計とは別の場所で表示したり、制御信号として使用してもよい。また指針の位置を近接スイッチなどで検知して警報信号を発することもできる。

また図２や図３の装置では回転軸の前面側の一端はパッキンでシールした状態で前面パネル２１を貫通していたが、貫通させずにこれの延長上で前面パネルの前面側に第２の回転軸を設けることもできる。この場合前面パネルの裏面側の回転軸の回転位置を伝達するために、前面パネルの裏面に沿って移動する磁石を回転軸と結合して取り付ける。一方、前面パネルの前面に沿って移動する磁石または鉄片を第２の回転軸と結合して取り付け、裏面側の磁石に追随して動くようにすればよい。そして前記のような指針や電気信号発生装置を第２の回転軸に結合すればよい。なお前記の磁石や鉄片は少なくとも一方が磁石で他方は磁性体であればよい。

本発明のフラッパ式流量計は、上記のような測定ユニット２０を筐体１０に挿入してねじ止めして構成されるものであるが、このときフラッパ１の面は流体の流れが当たる位置にあるとともに、フラッパの回転に伴って増大するフラッパの先端との隙間が流体の流路となっている位置関係にする。すなわち流体が他の部分に生じた隙間などからバイパスしないような構造にする必要があり、前記底面板３２、背面板３１、上面板３５と筐体１０の内面との間には流体が自由に通るような隙間が無いようにする。ただし多少の漏れは測定値に影響しないので、底面板３２などと筐体１０の内面との間をガスケットなどで完全にシールするには及ばない。

また図３に示した測定ユニットにおいては、流路ガイド３４が設けられ、流体の流れによるフラッパ１の回転範囲においてフラッパの先端と対向する面を構成している。しかし前面パネル２１に流路ガイド３４を取り付けることは原理的には必須ではなく、筐体１０の内面の形状が図１に示したようにフラッパ１が回転するに従ってフラッパの先端との距離６が増大するようになっていれば、無しでも構わない。この場合には図３において流路ガイド３４と上面板３５を取り去って、後面板３１のたとえば上半分が除去された形態にすればよい。また流量ゼロのときのフラッパ位置を決めるストッパは、前面パネルの裏面などに適宜設ければよい。

しかし本発明においては流路ガイド３４は図３に示したように測定ユニット２０に設ける。すなわち流路ガイド３４があれば、測定ユニット２０を筐体１０から取り外した状態で、筐体を別途用意することなく流量の較正を別の場所で行なうことができる。また流路ガイドの位置を微調整できるような構造にしておけば、実流テストを行なって微調整することにより流量の誤差を小さくすることもできる。さらには流路ガイドの交換により必要に応じて流量の測定範囲を変更することもできる。

１フラッパ
２回転軸
３ばね
６隙間
７ストッパ
１０筐体
１１開放面
１２、１３フランジ継手
２０測定ユニット
２１前面パネル
２２ボルト
２３指針
２４指針ケース
２５目盛板
２６指針ケース止め板
２７指針カバー
３０フラッパ機構部
３１後面板
３２底面板
３３軸受板
３４流路ガイド
３５上面板
３６ねじ孔

Claims

流路に設けられたフラッパの回転位置により流量を計測する流量計において、流体の流入口と流出口とを有し流れの方向と直角な開放面を有する筐体と、前記開放面との間をシールされつつ開放面にねじ止めされた前面パネルと、前記前面パネルで保持された回転軸と、前記回転軸に一辺が保持されたフラッパと、流体の流れに抗して前記フラッパの回転を抑制するばねと、前記前面パネルの前面側に設けられて前記回転軸の回転位置を表示する流量表示手段と、前記前面パネルに取り付けられ、流体の流れによるフラッパの回転範囲においてフラッパの先端と対向する面を構成する流路ガイドとによって前記流量計は構成され、前記前面パネルを前記筐体にねじ止めした状態のとき、前記フラッパの面は流体の流れが当たる位置にあるとともに、フラッパの回転に伴って増大するフラッパの先端との隙間が流体の流路となっていることを特徴とする流量計。
流量表示手段は、流体に対してシールされつつ前面パネルを貫通した前記回転軸の一端に取り付けられた指針と、目盛板とからなることを特徴とする請求項１記載の流量計。
流量表示手段は、流体に対してシールされつつ前面パネルを貫通した前記回転軸の一端に取り付けられた、回転位置を電気信号に変換する装置からなることを特徴とする請求項１記載の流量計。
流量表示手段は、前記回転軸の回転位置に従って前面パネルの裏面に沿って移動する磁石または磁性体と、前面パネルの前面側に設けられた第２の回転軸で保持され前記磁石または磁性体に従って移動する第２の磁石または磁性体とを有し、前記第２の回転軸の回転位置によって流量を表示するものであることを特徴とする請求項１記載の流量計。