JP7023105B2

JP7023105B2 - 流量測定管

Info

Publication number: JP7023105B2
Application number: JP2017249192A
Authority: JP
Inventors: 倫之小林; 光内藤
Original assignee: アズビル金門株式会社
Priority date: 2017-12-26
Filing date: 2017-12-26
Publication date: 2022-02-21
Anticipated expiration: 2037-12-26
Also published as: JP2019113489A

Description

この発明は、流体の流量を計測する流量測定管に関するものである。

従来、流路が金型で形成される流量測定管が知られている。
例えば、特許文献１には、流路部が台形断面の筒状流路を有し、当該筒状流路が、凹部形状の下側流路と上側カバーとにより構成される流量計測装置が開示されている。
筒状流路は、金型で形成するときの抜き勾配によって、台形断面となる。

特開２０１４－２１５０６１号公報

特許文献１に開示されているような流量計測装置は、上述のとおり、筒状流路を金型で形成する際に金型の抜き勾配が必要となるため、当該筒状流路が台形断面となり、凹部形状を有する筒状流路の下辺の流路幅は、筒状流路の上辺の流路幅よりも狭くなる。
そのため、筒状流路において、流路の中心よりも上部側と下部側とで、流体の流量に差が生じる。その結果、乱流等が発生し、流量の測定精度を低下させるおそれがあるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、流量の測定精度を向上させることができる流量測定管を提供することを目的とする。

この発明に係る流量測定管は、流体が流れる流路部と、当該流路部に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて流路部を流れる流体の流量を検出するセンサ部とを備える流量測定管であって、流路部は、凹形状を有する上側流路部および下側流路部の互いに対向する開口部側の端部が流路部の高さ方向の中央点を通る流路分割線上で接続されることによって構成され、流路分割線よりも上部側と下部側とで対称な形状を成し、上側流路部および下側流路部は射出成形により成形され、流路分割線に向かって開口部が広がるように傾斜する傾斜部を有し、流路部の断面形状は六角形状であることを特徴とするものである。
また、この発明に係る流量測定管は、流体が流れる流路部と、当該流路部に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて流路部を流れる流体の流量を検出するセンサ部とを備える流量測定管であって、流路部は、凹形状を有する上側流路部および下側流路部の互いに対向する開口部側の端部が流路部の高さ方向の中央点を通る流路分割線上で接続されることによって構成され、流路分割線よりも上部側と下部側とで対称な形状を成し、上側流路部および下側流路部は射出成形により成形され、開口部側の端部に向かって弓なりに曲がる湾曲部を有し、流路部の断面形状は楕円形状であることを特徴とするものである。

この発明によれば、流路の上部側と下部側とで流体の流量に差が生じることを防ぎ、流量の測定精度を向上させることができる。

実施の形態１に係る流量測定管の外観斜視図の一例である。実施の形態１に係る流量測定管の流路部の断面図の一例である。一般的な流量測定管の構成について説明するための図である。実施の形態１において、上側流路部と下側流路部とが、開口部側に向かって湾曲する形状を有する場合の、流路部の断面図の一例である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る流量測定管１の外観斜視図の一例である。
流量測定管１は、流量を測定する対象となる流体が流れる配管（図示省略）と接続され、当該流体の流量を計測する。なお、図１において、流体の流れを、矢印で示している。
図１に示すように、流量測定管１は、流路部１００と、センサ部２００とを備える。
流路部１００は、それぞれ凹形状を有する上側流路部１０１および下側流路部１０２の互いに対向する開口部側の端部が、流路部１００の高さ方向の中央点を通る流路分割線１００ａ上で接続されることによって構成される。なお、実施の形態１において、流路部１００の高さ方向の中央点とは、厳密な中央に位置する点であることを必要とせず、略中央であることを含む。
上側流路部１０１と下側流路部１０２とは、開口部側の端部の面同士が超音波溶着により接合されることで接続される。
流路部１００は、幅方向の長さよりも高さ方向の長さの方が長い。

上側流路部１０１と下側流路部１０２は、射出成形により成形される。
射出成形による製法上、金型の抜き勾配が必要となるため、上側流路部１０１と下側流路部１０２は、それぞれ、凹形状の開口している側、すなわち、流路分割線１００ａ側に向かって、開口部が広がるように傾斜する傾斜部１０１ａ，１０２ａ（後述の図２参照）を有する。傾斜部１０１ａ，１０２ａの左右の傾斜角度は略同じとする。

ここで、図２は、実施の形態１に係る流量測定管１の流路部１００の断面図の一例である。
流路部１００は、図２に示すように、上側流路部１０１と下側流路部１０２が、それぞれ、傾斜部１０１ａ，１０２ａを有しているため、六角形状の断面を有する。
なお、実施の形態１において、六角形状とは、厳密な六角形の形状を有することを必要とせず、略六角形状であることを含む。

上述のとおり、上側流路部１０１と下側流路部１０２とは、流路分割線１００ａで接続されるため、図２に示すように、流路分割線１００ａから流路部１００の上辺までの垂直方向の高さｈ_１と、流路部１００の下辺から流路分割線１００ａまでの垂直方向の高さｈ_２とが同じ高さになる。
なお、上述のとおり、流路分割線１００ａが通る、流路部１００の高さ方向の中央点とは、略中央点である。したがって、実施の形態１において、流路分割線１００ａから流路部１００の上辺までの垂直方向の高さｈ_１と、流路部１００の下辺から流路分割線１００ａまでの垂直方向の高さｈ_２とは厳密に同じ高さであることを必要とせず、流路分割線１００ａから流路部１００の上辺までの垂直方向の高さｈ_１と、流路部１００の下辺から流路分割線１００ａまでの垂直方向の高さｈ_２が略同じ高さになっていればよい。

流路部１００は、流路分割線１００ａよりも上部側と下部側とで対称な形状を成す。
また、流路部１００は、当該流路部１００の中心を通る垂直方向の直線に対する左側と右側とで対称な形状を成す。
なお、実施の形態１において、対称とは、厳密な対称であることを必要とせず、略対称であることを含む。

また、図２に示すように、流路部１００は、短辺対向方向に流路を仕切る複数の仕切板１１０によって複数の分割流路に分割される。
実施の形態１では、一例として、流路部１００は、６層構造としているが、これに限らず、流路部１００は、複数の仕切板１１０によって複数に分割された流路の層を有するようになっていればよい。

図１を用いた説明に戻る。
センサ部２００は、流路部１００の上側流路部１０１に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて流路部１００を流れる流体の流量を検出する。
具体的には、センサ部２００は、１対の超音波送受信部（図示省略）と流量計測部（図示省略）とを備え、１対の超音波送受信部が、それぞれ、超音波信号を送受し、流量計測部が、１対の超音波送受信部から送受された超音波の伝搬時間に基づいて流路部１００を流れる流体の流量を検出する。
１対の超音波送受信部１３１から送受された超音波の伝搬時間に基づく流体の流量の検出方法は、既知の流量検出方法でよいため、具体的な説明は省略する。

従来の一般的な流量測定管は、図３に示すように、流路の高さ方向の辺の端部を、凹形状の下側流路３０１と上側カバー３０２との分割位置（図３の３０３）としているため、流路は台形断面となる（図３Ｂ参照）。
よって、流路の中心よりも上部側と下部側とで、流体の流量に差が生じ、乱流等が発生する可能性があった。その結果、流量の測定精度を低下させるおそれがあった。

これに対し、実施の形態１に係る流量測定管１は、流路部１００を上側流路部１０１と下側流路部１０２とで構成し、上側流路部１０１と下側流路部１０２の互いに対向する開口部側の端部が、流路分割線１００ａ上で接続されるようにした。
これにより、流路部１００の断面は、流路部１００の中心よりも上部側と下部側とで対称な形状となり、流路部１００の中心よりも上部側と下部側とで流体の流量に差が生じることを低減することができる。その結果、流量の測定精度を向上させることができる。

なお、以上の説明では、上側流路部１０１と下側流路部１０２が、それぞれ、傾斜部１０１ａ，１０２ａを有し、流路部１００の断面は、六角形状を有するものとしたが、当該上側流路部１０１と下側流路部１０２の形状は一例に過ぎない。
上側流路部１０１と下側流路部１０２は、当該上側流路部１０１と下側流路部１０２とで構成される流路部１００の中心よりも上側部と下側部、および、左側と右側を、それぞれ、対称とすることができる形状を有するようになっていればよい。
例えば、上側流路部１０１と下側流路部１０２とが、開口部側に向かって湾曲する形状を有するようになっていてもよい。

図４は、実施の形態１において、上側流路部１０１と下側流路部１０２とが、開口部側に向かって湾曲する形状を有する場合の、流路部１００の断面図の一例である。
図４に示すような断面を有する流量測定管１は、図１および図２で示した流量測定管１とは、上側流路部１０１および下側流路部１０２が、傾斜部１０１ａ，１０２ａの代わりに、開口部側の端部に向かって弓なりに曲がる湾曲部１０１ｂ，１０２ｂを有する点が異なるのみであり、その他の構成については、図１および図２で示した流量測定管１と同様である。

図４に示すように、上側流路部１０１と下側流路部１０２が、それぞれ、湾曲部１０１ｂ，１０２ｂを有しているため、流路部１００の断面は楕円形状となる。
なお、実施の形態１において、楕円形状とは、厳密な楕円の形状を有することを必要とせず、略楕円形状であることを含む。
この場合も、上側流路部１０１と下側流路部１０２の互いに対向する開口部側の端部は流路分割線１００ａ上で接続され、流路部１００の断面は、流路部１００の中心よりも上部側と下部側、および、左側と右側とで対称な形状を成す。

以上のように、実施の形態１によれば、流量測定管１は、流体が流れる流路部１００と、当該流路部１００に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて流路部１００を流れる流体の流量を検出するセンサ部２００とを備える流量測定管１であって、流路部１００は、凹形状を有する上側流路部１０１および下側流路部１０２の互いに対向する開口部側の端部が流路部１００の高さ方向の中央点を通る流路分割線１００ａ上で接続されることによって構成され、当該流路分割線１００ａよりも上部側と下部側とで対称な形状を成すことを特徴とする。そのため、流路部１００の断面は、流路の中心よりも上部側と下部側とで対称な形状となり、流体の流量に差が生じることを低減することができる。その結果、流量の測定精度を向上させることができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１流量測定管
１００流路部
１００ａ流路分割線
１０１上側流路部
１０１ａ，１０２ａ傾斜部
１０１ｂ，１０２ｂ湾曲部
１０２下側流路部
１１０仕切板
２００センサ部

Claims

流体が流れる流路部と、当該流路部に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて前記流路部を流れる流体の流量を検出するセンサ部とを備える流量測定管であって、
前記流路部は、
凹形状を有する上側流路部および下側流路部の互いに対向する開口部側の端部が前記流路部の高さ方向の中央点を通る流路分割線上で接続されることによって構成され、当該流路分割線よりも上部側と下部側とで対称な形状を成し、
前記上側流路部および前記下側流路部は射出成形により成形され、前記流路分割線に向かって前記開口部が広がるように傾斜する傾斜部を有し、
前記流路部の断面形状は六角形状である
ことを特徴とする流量測定管。
流体が流れる流路部と、当該流路部に配置され、超音波の伝搬時間に基づいて前記流路部を流れる流体の流量を検出するセンサ部とを備える流量測定管であって、
前記流路部は、
凹形状を有する上側流路部および下側流路部の互いに対向する開口部側の端部が前記流路部の高さ方向の中央点を通る流路分割線上で接続されることによって構成され、当該流路分割線よりも上部側と下部側とで対称な形状を成し、
前記上側流路部および前記下側流路部は射出成形により成形され、前記開口部側の端部に向かって弓なりに曲がる湾曲部を有し、
前記流路部の断面形状は楕円形状である
ことを特徴とする流量測定管。