JP5341150B2 - 面積式流量計 - Google Patents

Description

本発明はテーパ管の内部で浮上するフロートの位置によって流量を測定する面積式流量計に関するものである。

面積式流量計の一般的な形態は垂直に設けられた上広のテーパ管の内部にフロ−トを設け、フロートが流体から受ける力とフロートの重力との平衡位置によって流量を計測するものである。流量はフロートの位置を目視することによって計測されるが、必要に応じてフロートの位置を光学的方法や磁気的方法などによって検出することによって遠隔的に測定を行なうこともできる。面積式流量計は構造が簡単で故障のおそれが少なくまた比較的安価であるので広く使用されている。

ところで面積式流量計はその動作原理からテーパ管を垂直に立てた姿勢で、流れの方向が下から上に向かうように使用する必要があり、このため配管との継手は流量計の上端部分と下端部分に設けられている。したがって水平方向に敷設されている配管の途中に流量計を設けるといった場合においては、エルボなどの継手を複数設けて流量計に接続する必要があり手間がかかる。工場設備などの配管においては垂直方向のものよりも水平方向のものが多いのが現状であり、このような手間の削減が要望されている。

ところで特開昭６３−１２０２２５号公報には差圧式面積流量計と題する発明が記載されているが、これは本管に設けたオリフィスに近接して上流側と下流側に設けた穴に面積式流量計を直接取り付け、流体を面積式流量計に分流させて流量を測定するものである。このためテーパ管と平行した戻り管をテーパ管と一体構造で設け、テーパ管から排出した流体がテーパ管の入口側に戻るようにし、面積式流量計の流入口と排出口とを近接した位置にしている。

特開昭６３−１２０２２５号公報

上記の特開昭６３−１２０２２５号公報のように面積式流量計自体が他の装置の一部分となっているものにおいては、これへの流体の入口と出口を近接させたものはあるが、一般的な用途の面積式流量計において配管との接続の位置について配慮したものは無い。そこで本発明は工場設備などで特に多い水平方向の配管の途中に接続する場合において、配管の手間を少なくでき、また取付け場所について適応範囲が広い面積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、垂直に設けられた上広のテーパ管の内部で浮上するフロートに位置によって流量を測定する面積式流量計において、テーパ管に平行して平行管路を設け、前記平行管路の一端をテーパ管の一端に連通させ、テーパ管および平行管路の他端側にはテーパ管および平行管路に近い側の第１の基部ブロックおよび遠い側の第２の基部ブロック、さらにそれらの間に挟まれた流路変更板を設け、前記第２の基部ブロックには第１の流体出入口および第２の流体出入口とを同じ高さ位置において相互に反対向きに設けるとともに、第１の基部ブロック、流路変更板、第２の基部ブロックの内部にはテーパ管および平行管路の他端から第１の流体出入口および第２の流体出入口のいずれかに至る流路をそれぞれ設け、流路変更板の取付け方向を板面内で９０度回転することにより、テーパ管の他端からの流路が第１の流体出入口に通ずるかまたは第２の流体出入口に通ずるか、ならびに平行管路の他端からの流路が第２の流体出入口に通ずるかまたは第１の流体出入口に通ずるかを相互に切替えるようになっていることを特徴とする面積式流量計である。ここにおいて、テーパ管は取り外して一端と他端とを逆向きに付け替えられる構造になっていることも特徴とする。

本発明の面積式流量計においては、テーパ管に平行して平行管路を設け平行管路の一端とテーパ管の一端とを連通させたので、テーパ管および平行管路の他端側の同じ高さ位置に配管への継手を設けることができる。このため水平管路の途中に流量計を設ける場合、余計な配管を設ける必要がない。またそれぞれの継手がテーパ管および平行管路のいずれに通じるのかを相互に切替えるようにしたので、水平配管のどの方向に流体が流れていても流量計の正面と背面とを入れ替えることなく取付け可能である。またさらに、テーパ管を取り外して一端と他端とを逆向きに付け替えられる機構を併用することによって、流量計が水平配管の上に突き出た形でも水平配管から垂下した形でも取付け可能となり、取付け場所について適応範囲をさらに広くできる。

本発明の面積式流量計の例を示す（ａ）テーパ管部分の正面方向断面図、（ｂ）中央部の側面方向断面図および（ｃ）Ｘ−Ｘ′矢視断面図である。 図１の面積式流量計における流路を模式的に示し、（ａ）と（ｂ）は流路変更板の向きが異なる場合の図である。 図１の面積式流量計における流路を、流路変更板に係る部分を省略して模式的に示すものであって、（ａ）はテーパ管が図１と同じ向きの場合、（ｂ）はテーパ管の一端と他端とを入れ替えた場合の図である。

図１は本発明の面積式流量計の例を示す（ａ）テーパ管部分の正面方向断面図、（ｂ）中央部の側面方向断面図および（ｃ）Ｘ−Ｘ′矢視断面図である。図中１は透明な材料で製作されたテーパ管であり、使用状態において上広の向きにおいて垂直に保持されている。２はフロートであり、設けられた上広のテーパ管の内部で浮上する金属、ガラスなどで製作されたフロートであり、これの浮上位置をテーパ管の図示しない目盛りで読み取ることにより流量を測定する。

以上は面積式流量計に共通の構成部分であるが、本発明が特徴とする構成部分としてまずテーパ管に平行して設けられた平行管路３がある。平行管路はテーパ管の目盛りを読むのに邪魔にならないように図１の例では流量計の背面側に設けられているが、場合によっては側面でも良い。この平行管路には流体がテーパ管と逆方向に流れるが、このようにするためテーパ管と平行管路の一端に端部ブロック４を設けて平行管路の一端とテーパ管の一端とを連通させる。すなわち具体的な形態としては端部ブロック内における流路を図１（ｂ）に見るようにコの字形にしてその流路の端部がテーパ管と平行管路につながるようにすれば良い。なお平行管路はテーパ管と異なり中を目視する必要がないので透明でなくても良く、またデザイン上から直接見えないように周囲を覆ったり、テーパ管との間に仕切り板を設けても良い。

一方、テーパ管と平行管路の他端側においては、テーパ管および平行管路に近い側に第１の基部ブロック、遠い側に第２の基部ブロックを設けテーパ管１と平行管路３の他端を支持させる。上記の第１の基部ブロック１４と第２の基部ブロック１５とは重ね合わされた構造になっており、さらにその間に挟まれる形で流路変更板１６が設けられている。これら第１の基部ブロック、流路変更板、第２の基部ブロックの内部にはテーパ管および平行管路の他端から第１と第２の流体出入口のいずれかに至る流路をそれぞれ設ける。なお第１の基部ブロック、第２の基部ブロック間はねじで締結されているが、図１（ｃ）においてねじ穴の記載は省略している。

上記の第１の基部ブロック１４には、透明なプラスチック製の保護カバー８が複数のねじ９によって固定されており、端部ブロック４を内部に保持してテーパ管１や平行管路３を固定する役割も果たしている。またこのねじ９を外して分解したとき、後に説明するようにテーパ管１を取り外して図１に示した状態とは逆向きに付け替えることもできる。一方、第２の基部ブロック１５には第１の流体出入口１９および第２の流体出入口２０が同じ高さ位置において相互に反対向きに設けられている。図１の例ではこれら流体出入口１９，２０は管用ねじが切られた穴になっており、ソケットなどの配管継手をねじ込むことができるようになっている。

また前記の流路変更板１６は図１（ｃ）に示されているように正方形の板であって、小判形の穴１７、１８が斜め方向に２つ並んで設けられている。そして流路変更板は第２の基部ブロック１５に設けられた凹部にはめ込まれた状態になっており、穴の位置がそれぞれ１７ａ、１８ａになるように板面内で９０度回した位置にも取付けることができる。なお図示しないが、流路変更板１６の両面には流路変更板と同様な穴が開いた薄いゴム板などのガスケットが設けられて流体の漏れを防止している。

ここで図１（ａ）および（ｂ）に示されている、テーパ管１に通じる第１の基部ブロック１４内の流路２１は図１（ｃ）におけるＡの位置に開口しており、同様に平行管路３に通じる第１の基部ブロック１４内の流路２２は図１（ｃ）におけるＢの位置に開口している。一方、第２の基部ブロック１５内には図１（ａ）および（ｃ）に示すように第１の流体出入口１９および第２の流体出入口２０とが同じ高さ位置に設けられており、これら出入口からの流路は流路変更板１６のそれぞれの穴１７、１８の一端位置に開口している。したがって第１の流体出入口１９から流入した流体は流路変更板１６の一方の穴１７を通ってテーパ管１に入り、平行管路３から出てきた流体は流路変更板の他方の穴１８を通って第２の流体出入口２０から流出する。

ここにおいて符号１７ａ、１８ａで示したように流路変更板１６の取付け方向を板面内で９０度回転すると、第２の流体出入口２０から流入した流体がテーパ管１に入るようになり、第１の流体出入口１９は流体の出口となる。図２は図１の面積式流量計の流路を模式的に示したものであって、（ａ）図と（ｂ）図は流路変更板の向きが異なる場合を示している。図２において１０１はテーパ管、１１６は流路変更板、１１９および１２０はそれぞれ第１の流体出入口および第２の流体出入口を概念的に示している。

本発明の面積式流量計によれば、流体出入口は同じ高さ位置において相互に反対向きに設けられているので水平配管の途中に流量計を入れるのに適しており、さらに図２に示されているように、水平配管において流体がどちら向きに流れていても流量計の正面と背面とを入れ替えることなく取付けることができる。このような第１の流体出入口１９および第２の流体出入口２０相互の流れ方向の切替えを流路変更板１６の取付け方向の変更という簡単な操作ででき、機構も簡便なので低コストで実現できる。

さらに本発明の面積式流量計においては、上下を逆さまにして取り付るための機能を付加することも可能である。図１に示した流量計はこのような機能を有するものであって、ねじ９を外して分解し、テーパ管１を取り外して図１に示した状態とは逆向きに付け替えることができる。図１に示したようなテーパ管の向きであると、流体は符号１９の第１流体出入口から流入してテーパ管１を通過して平行管路３を通って符号２０の第２流体出入口から流出するが、テーパ管を逆向きに付け替えたときには先に平行管路３を通ってからテーパ管１へと流体が流れるように使用する。

上記のようにテーパ管を図１に示した状態とは逆向きに付け替えた場合には図１とは逆さまにして使用することになるが、これを模式的に示したのが図３であって、（ａ）図はテーパ管が図１と同じ向きの状態、（ｂ）図はこれと逆の状態を示している。図３において１０１はテーパ管、１０６および１０７は流路変更板に係る部分を省略して流体出入口を概念的に示している。図３（ｂ）のような使用方法は流量計を配管から垂下した状態で取付けられるので、水平配管が天井など上に空間が無い場所に設けられている場所に取付けるのに好適である。したがって前記の流体出入口相互の流れ方向の切替え機能とあいまって、配管への取付け場所について適応範囲が非常に広くなり流量計の設置が極めて容易になる。

なお、テーパ管を必要に応じて適宜逆向きにするためには、テーパ管の端部ブロック４の側に設けられたガスケット１０と第１の基部ブロック１４の側に設けられたガスケット１１とをそのままの状態で行なえることが好ましい。このためには図１に示されているように、テーパ管の細径側において端部を部分的に広げてテーパ管の太径側の径と一致させると良い。この場合テーパ管とガスケット間における流体のシールは通常は内外径のうち外径部分で行なうので、少なくとも外径が両端において同一になっていれば良い。またテーパ管本体の部分は径が単調に変化するだけの形状であっても、たとえば細径側の端部に別の部品を接着して両端部の径を同じにすることもできる。本発明の面積式流量計におけるテーパ管は、テーパ管本体であるところのテーパが形成された部分だけでなく、上記のように端部の径を変えるために加工した部分を含むものである。

１ テーパ管
２ フロート
３ 平行管路
４ 端部ブロック
８ 保護カバー
９ ねじ
１０、１１ ガスケット
１４ 第１の基部ブロック
１５ 第２の基部ブロック
１６ 流路変更板
１７、１８ 穴
１９ 第１の流体出入口
２０ 第２の流体出入口
２１、２２ 流路
１０１ テーパ管
１０６、１０７ 流体出入口
１１６ 流路変更板
１１９ 第１の流体出入口
１２０ 第２の流体出入口

Claims (3)

1. 垂直に設けられた上広のテーパ管の内部で浮上するフロートに位置によって流量を測定する面積式流量計において、テーパ管に平行して平行管路を設け、前記平行管路の一端をテーパ管の一端に連通させ、テーパ管および平行管路の他端側にはテーパ管および平行管路に近い側の第１の基部ブロックおよび遠い側の第２の基部ブロック、さらにそれらの間に挟まれた流路変更板を設け、前記第２の基部ブロックには第１の流体出入口および第２の流体出入口とを同じ高さ位置において相互に反対向きに設けるとともに、第１の基部ブロック、流路変更板、第２の基部ブロックの内部にはテーパ管および平行管路の他端から第１の流体出入口および第２の流体出入口のいずれかに至る流路をそれぞれ設け、流路変更板の取付け方向を板面内で９０度回転することにより、テーパ管の他端からの流路が第１の流体出入口に通ずるかまたは第２の流体出入口に通ずるか、ならびに平行管路の他端からの流路が第２の流体出入口に通ずるかまたは第１の流体出入口に通ずるかを相互に切替えるようになっていることを特徴とする面積式流量計。
2. テーパ管は取り外してテーパ管の一端と他端とを逆向きに付け替えられる構造になっていることを特徴とする請求項１記載の面積式流量計。
3. テーパ管はその両端において内外径のうち少なくとも外径が同一になっていることを特徴とする請求項２記載の面積式流量計。

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