JP5314545B2 - 流量計測ユニットおよびそれを用いる流量計測システム - Google Patents

Description

本発明は、流量計測ユニットおよびそれを用いる流量計測システムに関する。

近年、地球環境保護の機運が高まり、温暖化防止のための二酸化炭素の排出削減目標の議論が行われている。二酸化炭素の排出削減、すなわち省エネ化には、我が国では、石油危機以来、産業界はあらゆる省エネ技術を導入して、既に以前に比べて大幅に省エネ化を実現している。したがって、更なるエネルギ削減の余地が少ないのが実状である。

しかしながら、省エネの残された数少ない手段として、製造業の全電力消費の約１５％を超える圧縮空気を生成するための電力の削減が、非常に有望である。これは、省エネのために、電力に関しては、これまで、いわゆるエコ監視メータやエコパワーメータなどを用いて、瞬時値を細かく監視することが行われているが、エア圧や水量等は、基管で見ているだけで、末端の機械毎の配管では監視されていなかったためである。すなわち、前記圧縮空気は、成型やプレスの工程で主に用いられ、これまでは、コンプレッサの吐出圧のみを測定し、遠く離れた成型機やプレス機の所で動作に支障が生じないように、前記吐出圧を高目に設定しているのが実状である（設置の試運転が終わると、後に調整は行わない）。

そこで、非特許文献１である株式会社山武アドバンスオートメーションカンパニー社の下記ホームページには、前記成型機やプレス機などの負荷の手前に、たとえば特許文献１の流量計を設置し、その測定データを、ＲＳ−４８５インタフェイスを介して変換器に入力し、工場内ＬＡＮを介してホスト装置で収集し、表示するようにした省エネモニタリングシステムが提案されている。

特開２００８−８９３１８号公報

http://www.compoclub.com/products/recommend/mf/mf_mcf.html

上述の従来技術は、前述のように、既に省エネに取り組んできた企業にとって、更なる省エネ化への有効な手段である。しかしながら、どちらかと言えば、新設時に好適な手法で、既設の設備に適用するには、大掛かりな改修が必要になるという問題がある。また、前記負荷の手前に流量計が常設されるので、目詰まり等の不具合によるメンテナンス時には、操業を止めなければならないという問題もある。

本発明の目的は、設置済配管に後付けで容易に設置することができるとともに、メンテナンス時にも流体の供給を行うことができる流量計測ユニットおよびそれを用いる流量計測システムを提供することである。

本発明の流量計測ユニットは、流体が流れる管路を分断し、その分断箇所に介挿され、少なくとも一部分が可撓性を有する第１の配管と、前記第１の配管に介在され、前記流体
の流量を計測する流量計と、前記第１の配管と並設され、前記流量計の前後をバイパスするように前記第１の配管から分岐して設けられる第２の配管と、前記第１および第２の配管にそれぞれ設けられ、前記流体が流れる経路を前記第１の配管と第２の配管との間で切換える第１および第２のバルブとを含み、前記第２の配管は剛性を有し、前記流量計を前記第２の配管へ取付けるブラケットが設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、管路を流れる流体の流量を計測し、その計測結果から、流量を抑える、すなわちポンプやコンプレッサなどの流体の供給源からの流量を下げる等の省エネ提案などに役立てるための流量計を設置するにあたって、計測を行うべき管路に、その管路を分断し、分断箇所に、前記流量計と、その周りの配管とをユニット化した流量計測ユニットを介挿する。具体的には、分断された管路に置換えられる第１の配管に前記流量計を設けるとともに、その流量計の前後をバイパスするように前記第１の配管から分岐して第２の配管を並設し、それぞれの配管に前記流体が流れる経路を切換える第１および第２のバルブを設ける。そして、前記第１の配管の少なくとも一部分に可撓性を持たせる。

したがって、設置済配管に後付けで流量計を設置するにあたって、このような流量計測のユニットを、分断した管路にユニオン式の管継手を設け、第１の配管の可撓性（フレキシブルチューブ部分）を利用して、容易に嵌め込むことができる。また、計測が不要な場合や、流量計の目詰まり等に対するメンテナンスなどの場合は、第２の配管を使用して、通常通りの流体の供給（操業）を行うことができる。さらにまた、本発明の流量計測ユニットでは、前記第２の配管は剛性を有し、前記流量計を前記第２の配管へ取付けるブラケットが設けられている。分断した在来配管への取付け性のために、前記第１の配管に可撓性を有する部分があると、前記成型機やプレス機などの機械動力のシリンダー動作などの負荷変動によって、該第１の配管が振動する可能性があるので、ブラケットを用いて、流量計を剛性の第２の配管へ取付ける。したがって、前記振動を抑えることができる。

また、本発明の流量計測ユニットでは、前記流量計は、前記流体の流量を予め定める微小周期で計測し、その計測結果を蓄積してゆく記録手段をさらに備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記流量計が、単に流量の瞬時値や積算値を、表示したり、出力したりするだけでなく、データロガーとして機能する記録手段で記録してゆく。

したがって、微小周期のロギングデータを解析することで、流量変動を精細に捉え、前記ポンプやコンプレッサなどの流体の供給源からの供給量や供給圧の適正な調整に利用することができる。これによって、前記省エネ化に一層効果的である。

さらにまた、本発明の流量計測ユニットでは、前記流体は空気であり、前記予め定める微小周期は、前記空気を使用する機械動力の往復動の周期より短い周期であることを特徴とする。

上記の構成によれば、流体が空気の場合、負荷による流量の変動が瞬時に現れるので、前記空気を使用する機械動力の往復動の周期より短い周期、たとえば１秒毎のデータを収集することで、圧縮空気を利用する成型機やプレス機のシリンダーの往復動等まで解析することができる。

したがって、前記流体の供給源であるコンプレッサからの供給量や供給圧を、より適正に調整することが可能になる。これによって、前記コンプレッサの一層の省エネ化を図ることができる。

また、本発明の流量計測ユニットでは、前記流体の流れる管路は、流体の供給源に接続される主管路から分岐した複数の分岐管路であることを特徴とする。

上記の構成によれば、従来から、前記ポンプやコンプレッサなどの流体の供給源に接続される主管路には、前記流量計や圧力計が設けられることがあったものの、前記主管路から分岐した複数の分岐管路の場合、前記流量計や圧力計は殆ど設けられておらず、すなわち前記流量や圧力が計測されて来なかったのに対して、上記のように流量計や圧力計を設けることで、管路の末端、すなわち前記成型機やプレス機などの機械動力毎に、前記流量や圧力がどのように変化しているのかを詳しく知ることができる。

また、本発明の流量計測ユニットでは、前記第１の配管には、前記流体の圧力を計測する圧力計がさらに介在されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記流体の流量に関連付けて圧力も計測できるので、たとえば圧力がどれだけ下がれば、流量がどれだけ下がるのか等の詳細な解析を行うことができ、前記省エネ提案により効果的である。

さらにまた、本発明の流量計測ユニットでは、前記圧力計は、前記第１の配管において、前記第２の配管が並設されていない箇所に介在されることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記流量計に圧力計を併設するにあたって、前記第１の配管において、前記第２の配管が並設されていない、すなわち第２の配管の分岐箇所より上流側または下流側の該第１の配管の単独部分に設ける。

したがって、前記のようにメンテナンスの必要な流量計に対して、メンテナンスの必要の殆ど無い圧力計を上記箇所に併設することで、前記流量計のメンテナンスで第２の配管を使用している期間でも、流体の圧力は測定することができる。

また、本発明の流量計測システムは、前記の流量計測ユニットに、前記流量計および圧力計における同時刻の測定データを、相互に対応付けて、収集および蓄積してゆき、前記流量および圧力のデータを並べて、任意の時間スケールでトレンドグラフ表示を行うデータ解析装置を備えて成ることを特徴とする。

上記の構成によれば、前記の圧力計も備える流量計測ユニットに、データ解析装置を備えて流量計測システムを構成する。そして、そのデータ解析装置は、前記流量計および圧力計における同時刻の測定データを、相互に対応付けて、収集および蓄積してゆき、前記流量および圧力のデータを並べて、任意の時間スケールでトレンドグラフ表示、すなわちサンプリング時間間隔を任意に設定可能な時系列表示を行う。

したがって、前記流量と圧力との関係が良く分り、前記省エネの対策に一層有効である。なお、前記流量計および圧力計が、自身で測定データを蓄積するデータロガーの場合は、時計を内蔵し、その内蔵時計に同期して測定を行う内部同期となるので、前記流量計および圧力計間で時計合せを行い、一定時間蓄積された測定データを、纏めてデータ解析装置に吸い上げることになる。これに対して、前記流量計および圧力計にデータ収集装置が常時接続される場合は、このデータ収集装置から測定のトリガを与える外部同期が行われてもよい。

本発明の流量計測ユニットは、以上のように、計測を行うべき管路に、その管路を分断し、分断箇所に介挿される流量計測ユニットであって、前記分断された管路に置換えられる第１の配管に前記流量計を設けるとともに、その流量計の前後をバイパスするように前記第１の配管から分岐して第２の配管を並設し、それぞれの配管に流体が流れる経路を切換える第１および第２のバルブを設け、前記第１の配管の少なくとも一部分に可撓性を持たせる。

それゆえ、設置済配管に後付けで流量計を設置するにあたって、このような流量計測のユニットを、分断した管路にユニオン式の管継手を設け、第１の配管の可撓性（フレキシブルチューブ部分）を利用して、容易に嵌め込むことができる。また、計測が不要な場合や、流量計の目詰まり等に対するメンテナンスなどの場合は、第２の配管を使用して、通常通りの流体の供給（操業）を行うことができる。

さらにまた、本発明の流量計測システムは、以上のように、前記の流量計測ユニットに、前記流量計および圧力計における同時刻の測定データを、相互に対応付けて、収集および蓄積してゆき、前記流量および圧力のデータを並べて、任意の時間スケールでトレンドグラフ表示を行うデータ解析装置を備えて構成する。

それゆえ、圧力計も備える場合に、前記流量と圧力との関係が良く分り、省エネの対策に一層有効である。

本発明の実施の一形態に係る流量計測ユニットの六面図である。 前記流量計測ユニットに用いられるデータ記録機の電気的な一構成例を示すブロック図である。 前記流量計測ユニットの計測結果の表示の一例を示す図である。 前記流量計測ユニットの計測結果の表示の他の例を示す図である。

図１は、本発明の実施の一形態に係る流量計測ユニット１の六面図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。この流量計測ユニット１は、既設のエア配管を分断して、その分断箇所に介挿されて使用されるものである。しかしながら、新設時であっても、予め寸断したエア配管を敷設しておいて、この流量計測ユニット１を嵌め込んでもよい。この流量計測ユニット１は、大略的に、第１の配管２と、流量計３および圧力計４と、第２の配管５と、第１のバルブであるバルブ６１，６２と、第２のバルブであるバルブ７と、データ記録機８と、ブラケット９とを備えて構成される。

前記第１の配管２は、前記分断または寸断箇所を連絡するように、一直線状に伸びて形成され、コンプレッサ側から、ＩＮユニオン２１、チーズ２２，２３、前記バルブ６１、ユニオン２４、フレキシブルチューブ２５、前記流量計３、ニップル２６、ユニオン２７、前記バルブ６２、チーズ２８、フレキシブルチューブ２９、およびＯＵＴユニオン３０を備えて構成される。

前記チーズ２２の分岐には、ブッシング２２１を介して、前記圧力計４が取付けられている。チーズ２２の一端は六角ニップル２２２によって前記ＩＮユニオン２１に連結され、他端は六角ニップル２２３によって前記チーズ２３の一端に連結される。チーズ２３からは、エルボ５１によって前記第２の配管５が分岐しており、その他端は六角ニップル２３１によってバルブ６１の一端に連結される。バルブ６１の他端は、六角ニップル６１１１を介して、フレキシブルチューブ２５の一端に取付けられたユニオン２４に連結される。

前記フレキシブルチューブ２５の他端は前記流量計３の管体部３１の一端に連結される。前記流量計３は、エアの流路を形成する前記管体部３１に、実際に測定を行う測定部３２が搭載されて構成されている。前記管体部３１の他端には、ニップル２６を介してユニオン２７の一端が連結されている。前記ユニオン２７の他端は、六角ニップル６２１を介してバルブ６２の一端に連結されている。バルブ６２の他端は、六角ニップル６２２を介してチーズ２８の一端に連結される。チーズ２８には、エルボ５２によって前記第２の配管５が合流しており、その他端にはフレキシブルチューブ２９の一端が連結されている。前記フレキシブルチューブ２９の他端には、前記ＯＵＴユニオン３０が連結されている。

前記第２の配管５は、前記コンプレッサ側から、前記エルボ５１、ロングニップル５３、前記バルブ７、ユニオン５４、ロングニップル５５、および前記エルボ５２を備えて構成される。

上述のように構成される流量計測ユニット１の組立ては、先ず以下の３ピースで行われる。流量計３の管体部３１の一端に、ユニオン２４の取付けられたフレキシブルチューブ２５が連結され、他端には、ユニオン２７の取付けられたニップル２６が連結される。一方、チーズ２３には、その一端に、六角ニップル２２２によってＩＮユニオン２１が取付けられたチーズ２２が、六角ニップル２２３によって取付けられ、他端には、六角ニップル６１１が取付けられたバルブ６１が、六角ニップル２３１によって取付けられるとともに、分岐部には、ロングニップル５３からバルブ７および六角ニップル７１が取付けられたエルボ５１が取付けられる。また、チーズ２８には、その一端に、六角ニップル６２１が取付けられたバルブ６２が、六角ニップル６２２によって取付けられ、他端には、ＯＵＴユニオン３０が取付けられたフレキシブルチューブ２９が取付けられるとともに、分岐部には、ロングニップル５５からユニオン５４が取付けられたエルボ５１が取付けられる。

その後、バルブ７に取付けられた六角ニップル７１と、ユニオン５４とが連結されて第２の配管５が完成し、六角ニップル６１１と六角ニップル６２１との間に、フレキシブルチューブ２５の可撓性を利用して、流量計３の部分が嵌め込まれて、ユニオン２４とユニオン２７とがそれぞれ連結されて第１の配管２が完成する。続いて、圧力計４が取付けられたり、流量計３の測定部３２が取外されている場合には、該測定部３２が管体部３１に取付けられる。

また、前記管体部３１の裏面には前記ブラケット９が取付けられており、そのブラケット９の背面側は、前記第２の配管５側に延設されており、Ｕボルト９１とナット９２とによって、剛性のロングニップル５５に締着される。

さらにまた、前記ブラケット９の前面側には、前記データ記録機８が取付けられる。このデータ記録機８は、その側面に４つのコネクタ８１〜８４を有し、コネクタ８１には、たとえばＤＣ２４Ｖの電源が接続され、コネクタ８２にはケーブル４９を介して圧力計４が接続され、コネクタ８３にはケーブル３９を介して流量計３が接続され、コネクタ８４には、後述のパーソナルコンピュータなどのデータ解析装置が接続される。こうして、データ記録機８は、内部時計のタイムスタンプと共に、前記流量計３および圧力計４の測定結果を、予め定める時間、たとえば１秒毎に記憶（ロギング）してゆく。前記流量計３および圧力計４には、前記ケーブル３９，４９を介して、このデータ記録機８から電源供給が行われてもよく、或いはそれぞれに電源を内蔵していてもよい。また、前記データ記録機８の側面には、測定結果を一括消去してデータ記録を再開するリセットスイッチ８５に、記録中、すなわちデータがオーバーフローせずに記録できていることを表すパイロットランプ８６が設けられている。

上述のように組立てられた流量計測ユニット１は、フレキシブルチューブ２９の可撓性を利用して、前記分断または寸断されたエア配管に嵌め込まれ、ＩＮユニオン２１およびＯＵＴユニオン３０によって気密に取付けられる。その後、通常使用時はバルブ６１，６２が開放され、バルブ７が遮断されて、流量計３での測定可能な状態で、すなわち第１の配管２経由でエア供給が行われる。一方、流量計３に目詰まりが生じたり、寿命による交換などのメンテナンス時には、前記バルブ６１，６２が遮断され、バルブ７が開放されて、第２の配管５経由でエア供給が行われる。

このように構成することで、管路を流れるエア（圧縮空気）の流量を計測し、その計測結果から、流量を抑える、すなわちコンプレッサからの流量を下げる等の省エネ提案などに役立てるための流量計３を、設置済配管に後付けで設置するにあたって、該流量計３とその周りの配管２，５とを流量計測ユニット１としてユニット化しているので、計測を行うべき管路を分断または寸断し、その分断または寸断箇所に、前記フレキシブルチューブ２９の可撓性を利用し、ＩＮユニオン２１およびＯＵＴユニオン３０を締結するだけで、該流量計測ユニット１を容易に嵌め込むことができる。また、計測が不要な場合や、流量計３のメンテナンスなどの場合は、第２の配管５を使用して、通常通りのエアの供給（操業）を行うことができる。

図２は、前記データ記録機８の電気的な一構成例を示すブロック図である。このデータ記録機８は、ＣＰＵ８０１と、プログラムメモリ８０２と、データ記憶用メモリ８０３と、ＵＳＢインタフェイス８０４と、内部時計（ＲＴＣ）８０５と、電源回路８０６と、アナログ入力回路８０７およびパルス入力回路８０８と、アナログ入力回路８０９と、前記コネクタ８１〜８４と、前記リセットスイッチ８５と、パイロットランプ８６とを備えて構成される。

前記電源回路８０６には、２ピンの前記コネクタ８１を介して、外部のたとえばＤＣ２４Ｖの電源が接続され、前記ＤＣ２４Ｖを、前記流量計３および圧力計４に適した電圧に変換して、前記コネクタ８３，８２からケーブル３９，４９を介してそれぞれに供給するととともに、このデータ記録機８内での各部への電源供給を行うために適した電圧に変換して、前記各部へ供給する。

前記流量計３は、たとえばエア流量の瞬時値としてのアナログ信号と、エア流量の積算値としてのパルス信号とを出力し、前記瞬時値を受けるアナログ入力回路８０７は、入力レンジが４〜２０ｍＡ、アナログ／デジタル変換の分解能が１２ビットである。一方、前記積算値を受けるパルス入力回路８０８は、入力レンジがＤＣ２４Ｖ４ｍＡ、パルスレートが１０Ｈｚである。ＣＰＵ８０１は、プログラムメモリ８０２に格納されている制御プログラムに基づき、たとえば１秒〜１時間の範囲で設定可能な予め定めるサンプリング周期毎に、前記流量計３から入力された電流レベルのデジタル変換値を、前記１２ｂｉｔのデータで、内部時計（ＲＴＣ）８０５の時刻情報と合わせてデータ記憶用メモリ８０３に順次記憶させてゆく。また前記ＣＰＵ８０１は、プログラムメモリ８０２に格納されている制御プログラムに基づき、前記流量計３から入力された電流パルスをカウントして、たとえば１６ｂｉｔのデータで、前記流量のデータと合わせてデータ記憶用メモリ８０３に順次記憶させてゆく。

前記圧力計４は、たとえばエア圧の瞬時値としてのアナログ信号を出力し、前記瞬時値を受けるアナログ入力回路８０９は、入力レンジが１〜５Ｖ、アナログ／デジタル変換の分解能が１２ビットである。ＣＰＵ８０１は、プログラムメモリ８０２に格納されている制御プログラムに基づき、前記予め定めるサンプリング周期毎に、前記圧力計４から入力された電圧レベルのデジタル変換値を、前記１２ｂｉｔのデータで、前記流量の瞬時値および積算値と共に、内部時計（ＲＴＣ）８０５の時刻情報と合わせてデータ記憶用メモリ８０３に順次記憶させてゆく。それらの瞬時データと共に、ＣＰＵ８０１は、前記データ記憶用メモリ８０３に記憶される予め定める時間毎の流量のピーク値および圧力の最低値のデータも、逐次更新してゆく。

上述のように構成されるデータ記録機８は、先ずＵＳＢコネクタから成る前記コネクタ８４に、データ解析装置となるパーソナルコンピュータ１００が接続され、データサンプリング周期、現在時刻、およびデータ記憶方式（上書き／満杯停止）等が設定される。そして、前述のようにして流量計３の管体部３１に設置されているブラケット９上に搭載され、コネクタ８３，８２に流量計３および圧力計４がそれぞれ接続された後、コネクタ８１に電源が接続されると、データ収集を開始する。

この間、ＣＰＵ８０１は、パイロットランプ８６を、サンプリング動作時、たとえば前記１秒毎に、１回、たとえば０．０２秒間点灯させ、その後のデータ記憶中は、０．５秒間点灯させる。また、ＣＰＵ８０１は、データ記憶用メモリ８０３が満杯となってサンプリングが停止した場合は、前記パイロットランプ８６を、たとえば１秒に１回、０．０２秒点灯、０．２秒休み、０．０２秒点灯のパターンで点滅させ、上書きによるサンプリング中は、たとえば０．２秒点灯、０．２秒休み、０．２秒点灯のパターンで点滅させ、前記データ記憶用メモリ８０３の状況を外部へ報知する。

こうして、前記サンプリング周期に、前記データ記憶用メモリ８０３の容量によって決定される収集期間が終了すると、該データ記録機８は、コネクタ８１〜８３が切離されて現場から回収され、再びコネクタ８４が接続されて、パーソナルコンピュータ１００にデータの吸い上げが行われる。それに先立ち、パーソナルコンピュータ１００には、各流量計３および圧力計４の機械名、配管名、備考等が入力されるとともに、前記流量計３および圧力計４のメーカ名や型番などが選択されている。これによって、吸い上げられたデータから、スケーリングを行い、実際の流量や圧力に換算され、各流量計測ユニット１毎のＣＳＶファイル（データをカンマで区切って並べたままのファイル）が作成される。

前記パーソナルコンピュータ１００の機能としては、前記データ記録機８における上述のようなデータ収集のための各種設定ならびにデータ記録機８からのデータの吸い上げおよび保存とともに、注目すべきは、保存している前記ＣＳＶファイルのトレンドグラフでの表示の態様である。図３および図４は、その表示態様の一例を示すグラフである。画面左側から下側の領域が前記表示態様の選択画面であり、残余の領域がグラフ表示の領域である。

図３の例では、サンプリング間隔が１秒であるのに対して、表示間隔は１分間に設定されている。具体的に表示されているのは、領域Ａ１で選択された流量の前記１分間でのピーク値（グラフでは参照符号α１の折れ線で示す）と、前記流量の前記１分間での積算値（グラフでは参照符号α２の棒グラフで示す）と、圧力の前記１分間での下限（最低）値（グラフでは参照符号α３の折れ線で示す値）とである。

また、領域Ａ２では、表示開始時刻に、表示範囲、すなわち前記表示間隔が選択可能であり、領域Ａ３では、前記流量のピーク値の表示方法が、この図３のような折れ線グラフの形式と、棒グラフの形式とで選択可能であり、同様に、領域Ａ４では、前記流量の積算値の表示方法が、この図３のような棒グラフの形式と、折れ線グラフの形式とで選択可能である。さらにまた、領域Ａ５には、データ記録機８から読み込まれ、保存されているデータ（ＣＳＶファイル）の概要が表示されている。

そして、アイコンＢ１，Ｂ２を操作することで、表示時刻範囲をサーチし、アイコンＢ３，Ｂ４を操作することで、前記表示時刻範囲の微調整を行うことができる。また、アイコンＢ５，Ｂ６を操作することで、表示スケール、すなわち前記表示間隔の調整を行うことができる。たとえば、上述のような毎分の表示の他に、図４で示すような毎秒の表示、或いは毎時間、毎日、毎週、毎月の表示に切換え可能である。さらにまた、アイコンＢ７の操作で、画面のハードコピーが可能となり、アイコンＢ８の操作で、他のＣＳＶファイル、すなわち他の流量計測ユニットのデータの呼出しが可能となる。

このように、流量の瞬時値に、積算流量を同時または選択して、任意の時間スケールでトレンドグラフ表示を行うことで、たとえばこの図３の例では参照符号α１の折れ線グラフから、流量のピーク値は１７００Ｌ／ｍｉｎであるけれども、参照符号α２の棒グラフから、実際に消費されるエアの流量の積算値は、最大で４００Ｌ／ｍｉｎ程度であり、たとえば当該流量計測ユニット１が設置される成型機やプレス機などの機械動力の手前に、リザーバタンクを設けて流量のムラを無くすことで、コンプレッサ容量を低減可能であると判定することができる。たとえば、５０００Ｌ／ｍｉｎの設備仕様を、上記の結果から、４０００Ｌ／ｍｉｎに８０％の能力のものに置換えることで、４０％程度の電力を削減でき、或いはコンプレッサ１台での受け持ちの負荷の台数を増加させることができる。さらにコンプレッサも、過剰気味の能力で、運転と停止とを繰返すよりも、同じ低流量で定常運転をする方が、省エネに好適である。こうして、圧縮空気を、機械動力（負荷）に対して適正量に供給できるようになる。

また、前記第１の配管２には、圧力計４をさらに設けて、前記流量および積算流量のデータと合わせて記録するので、たとえば圧力がどれだけ下がれば、流量がどれだけ下がるのか等、前記流量と圧力との関係が良く分り、前記省エネの対策に一層有効である。

上述の例では、測定データは、一旦データ記録機８に蓄積した後、パーソナルコンピュータ１００に吸い出している。したがって、流量計３が、単に流量の瞬時値や積算値を、表示したり、出力したりするだけでなく、データロガーとして機能するこのデータ記録機８を設け、微小周期のロギングデータを解析することで、流量変動を精細に捉え、前記コンプレッサからの流量や吐出圧の適正な調整に利用することができる。

しかしながら、現場にパーソナルコンピュータ１００を持ち込んでＵＳＢコネクタから成るコネクタ８４にＵＳＢケーブルを接続して、或いは前記コネクタ８４をＬＡＮに接続して、リアルタイムで測定データを吸い出すようにしてもよい。その場合、このパーソナルコンピュータ１００から測定のトリガを与える外部同期が行われてもよい。

ここで、ベルヌーイの定理では、圧縮性と粘性とが無い理想流体においては、流量と圧力との関係は一定となっているけれども、実際は、圧縮空気については、圧力が小さくなれば、流量も減少する。そこで、図３や図４に示すような圧力に対する流量の変化を、リアルルタイムの表示で行うことで、圧力の下限（最低）値（参照符号α３の折れ線）を見ながら、流量を低下させ、前記成型機やプレス機のシリンダーの時間サイクルに変化がなければ問題がなく、前記時間サイクルが伸びた時点で、許容される圧力の下限（最低）値を超えてしまったものと判定して、その下限値を超えない程度に、オリフィスなどで流量の適正値を設定することで、コンプレッサの消費電力を削減することができる。たとえば圧力を、７ｋｇｆ、その場合の流量が３０Ｌ／ｍｉｎから、前記下限値を超えない６ｋｇｆ、流量が２５Ｌ／ｍｉｎに低下させることで、前記消費電力を３０％近く削減することができる。こうして、機械動力毎に、エア圧力を加味した適正な流量を設定できるようになり、消費電力を削減することができる。

上述の例では、流体は空気であるけれども、他の流体であってもよい。また、気体に限らず、液体であってもよい。しかしながら、流体が空気の場合、負荷による流量の変動が瞬時に現れるので、前記のようにデータのサンプリングを、圧縮空気を使用する機械動力の往復動の周期より充分短い周期、たとえば前記１秒に設定しておくことが好適である。その１秒毎のデータである図４では、７〜８秒のシリンダー周期が良く分り、これが伸びると、許容圧力の下限値を超えたものと判定することができる。このように、圧縮空気を使用する機械動力の往復動の周期より充分短い周期のデータを収集することで、圧縮空気を利用する成型機やプレス機のシリンダーの往復動等の周期的な動きまで解析することができ、コンプレッサからの流量や吐出圧を、より適正に調整することが可能になる。

このような流量計測ユニット１を、コンプレッサの出口の主配管だけでなく、それから分岐した各成型機やプレス機などの機械動力毎の複数の分岐配管の総てに設け、さらに前記圧力計４に、たとえば０．１ＭＰａから１０ＭＰａまでの広い測定レンジを有するものを用いることで、従来では検知できなかったエア漏れが、どの配管で生じているのかまでも検知することができる。これによって、無駄を無くし、一層の省エネ化を図ることができる。

また、前記第２の配管５を剛性とし、この第２の配管５に前記流量計３を取付けるブラケット９を設けることで、前述のように分断または寸断した在来配管への取付け性のために前記第１の配管２が管軸方向に伸縮可能となっているために、前記成型機やプレス機のシリンダー動作などの負荷変動によって、該第１の配管２が振動する可能性があっても、そのような振動を抑えることができる。

さらにまた、前記流量計３に圧力計４を併設するにあたって、前記第１の配管２において、前記第２の配管５が並設されていない、すなわち第２の配管５の分岐箇所（チーズ２３，２８）より上流側または下流側の該第１の配管２の単独部分に設けることで、前記流量計３のメンテナンスで第２の配管５を使用している期間でも、メンテナンスの必要の殆ど無い圧力計４によって、エアの圧力は測定可能となる。

１ 流量計測ユニット
２ 第１の配管
２１ ＩＮユニオン
２２，２３，２８ チーズ
２４，２７ ユニオン
２５，２９ フレキシブルチューブ
２６ ニップル
３０ ＯＵＴユニオン
３ 流量計
３１ 管体部
３２ 測定部
３９ ケーブル
４ 圧力計
４９ ケーブル
５ 第２の配管
５１，５２ エルボ
５３，５５ ロングニップル
５４ ユニオン
６１，６２ 第１のバルブ
７ 第２のバルブ
８ データ記録機
８１〜８４ コネクタ
８５ リセットスイッチ
８６ パイロットランプ
８０１ ＣＰＵ
８０２ プログラムメモリ
８０３ データ記憶用メモリ
８０４ ＵＳＢインタフェイス
８０５ 内部時計（ＲＴＣ）
８０６ 電源回路
８０７ アナログ入力回路
８０８ パルス入力回路
８０９ アナログ入力回路
９ ブラケット
９１ Ｕボルト
９２ ナット

Claims (7)

1. 流体が流れる管路を分断し、その分断箇所に介挿され、少なくとも一部分が可撓性を有する第１の配管と、
   前記第１の配管に介在され、前記流体の流量を計測する流量計と、
   前記第１の配管と並設され、前記流量計の前後をバイパスするように前記第１の配管から分岐して設けられる第２の配管と、
   前記第１および第２の配管にそれぞれ設けられ、前記流体が流れる経路を前記第１の配管と第２の配管との間で切換える第１および第２のバルブとを含み、
   前記第２の配管は剛性を有し、前記流量計を前記第２の配管へ取付けるブラケットが設けられている、
   ことを特徴とする流量計測ユニット。
2. 前記流量計は、前記流体の流量を予め定める微小周期で計測し、その計測結果を蓄積してゆく記録手段をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の流量計測ユニット。
3. 前記流体は空気であり、前記予め定める微小周期は、前記空気を使用する機械動力の往復動の周期より短い周期であることを特徴とする請求項２記載の流量計測ユニット。
4. 前記流体の流れる管路は、流体の供給源に接続される主管路から分岐した複数の分岐管路であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量計測ユニット。
5. 前記第１の配管には、前記流体の圧力を計測する圧力計がさらに介在されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流量計測ユニット。
6. 前記圧力計は、前記第１の配管において、前記第２の配管が並設されていない箇所に介在されることを特徴とする請求項５記載の流量計測ユニット。
7. 請求項５または６記載の流量計測ユニットに、前記流量計および圧力計における同時刻の測定データを、相互に対応付けて、収集および蓄積してゆき、前記流量および圧力のデータを並べて、任意の時間スケールでトレンドグラフ表示を行うデータ解析装置を備えて成ることを特徴とする流量計測システム。
   

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