JPH03264823A

JPH03264823A - 質量流量計

Info

Publication number: JPH03264823A
Application number: JP12954690A
Authority: JP
Inventors: Koji Sawamoto; 澤本　幸治; Hiroaki Hasegawa; 広明長谷川; Shigeru Nishiyama; 繁西山; Hiroyuki Amemori; 宏之雨森; Hiroshi Koido; 小井土　広
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1990-02-20
Filing date: 1990-05-18
Publication date: 1991-11-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は質量流量計に係り、特にセンサチューブ内に残
留した流体か抜けやすい構成とした質量流量計に関する
。

従来の技術被測流体の流量は流体の種類、物性（密度、粘度など）
、プロセス条件（温度、圧力）によって影響を受けない
質量て表わされることが望ましい。

そのため、被測流体の質量流量を計測する種々の質量流
量計が開発されつつあり、その中の一つとして振動する
センサチューブ内に流体を流したときに生ずるコリオリ
の力を利用して質量流量を直接計測する流量計がある。

本出願人は上記コリオリカを利用した質量流量計におい
て、センサチューブの直管部を流入口。

流出口を有する配管と平行となるように配設した質量流
量計を特開平１−１３６０２６号により提案した。

この型式の質量流量計ではセンサチューブが配管よりあ
まり突出しないコンパクトな構成となっている。

発明か解決しようとする課題ところか、上記質量流量計か例えば食品製造工程等の配
管途中に設けられる場合、Ａ種の流体を計測した後流体
の種類か切換えられて別のＢ種の流体を計測することか
ある。特に流体の種類を切換えたときＡ種の流体とＢ種
の流体とか混合してしまうと困る場合、配管内及び質量
流量計内に残留するＡ種の流体を抜き取ってから流体の
種類をＢ種に切換えていた。

しかしながら、上記提案の如くセンサチューブか配管方
向（水平方向）に延在する型式に質量流量計ではセンサ
チューブの一部が配管より下方に位置するため、質量流
量計の上、下流側にドレンを設けてもセンサチューブ内
の流体をすべて抜き取ることができないといった課題か
あった。

さらに、上記質量流量計においては、水平方向に延在す
るセンサチューブ内に気体か混入した流体を流すと、セ
ンサチューブの上部に気体が滞留しやすくなる。その場
合、気体滞留によりセンサチューブ内の流量が変化して
センサチューブの変位を検出するピックアップの出力信
号が変動してしまい流量計測時の器差かバラツクといっ
た課題が生ずる。

そこて、本発明は上記課題を解決した質量流量計を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、被測流体が流入する流入口に連通ずる第１の
直管部と、該第１の直管部と平行に設けられ被測流体か
流出する流出口に連通ずる第２の直管部とを有するセン
サチューブを略水平方向に延在させ、該センサチューブ
を振動させて被測流体の流量に応じて発生するコリオリ
カによるセンサチューブの変位を検出して流量を計測す
る質量流量計において、前記流入口を前記第１の直管部と同一高さ位置に設け、
前記流出口を第２の直管部と同一高さ位置に設けてなる
。

又、本発明は上記質量流量計において、前記流入口を前
記第１の直管部と同一高さ位置あるいはそれよりも低い
位置に設け、前記流出口を第２の直管部と同一高さ位置
あるいはそれよりも低い位置に設けてなる。

又、本発明は上記質量流量計において、前記流入口を前
記第１の直管部と同一高さ位置あるいはそれよりも高い
位置に設け、前記流出口を第２の直管部と同一高さ位置
あるいはそれよりも高い位置に設けてなる。

作用流入口、流出口の位置をこれら流入口、流出口に連通ず
るセンサチューブの直管部と同一高さあるいはそれより
も低い位置に設けることにより、センサチューブ内に残
留する流体を流入口または流出口を介して外部に抜き取
ることかできる。

又、流入口、流出口の位置をセンサチューブの直管部と
同一高さあるいはそれよりも高い位置に設けることによ
り、被測流体中に混入した気体がセンサチューブ内で滞
留することを防止しうる。

実施例第１図乃至第６図に本発明になる質量流量計の第１実施
例を示す。

各図中、質量流量計１は流入口１ａ＋かその中心部に開
口する流入側フランジｌａと、流出口ｌｂ＋が開口する
流出側フランジｌｂとの間に、一対のセンサチューブ２
，３が接続されるマニホールド４と、センサチューブ２
．３を収納し、これを保護する箱状のカバー１ｃとが配
設されてなる。

センサチューブ２．３は夫々高耐食性材により形成され
ており、衛生的であることか要求される食品等の流体の
流量を計測可能としている。高耐食性材としては、例え
ば耐食性、耐熱性に優れたチタン合金、あるいはハステ
ロイ、インコネル（共に登録商標）等の高ニッケル合金
あるいはタンタル合金等が考えられている。

第３図に示す如く、一対のセンサチューブ２゜３はマニ
ホールド４に組付けられており、マニホールド４は流入
管５と流出管６との間に設けられ、流入管５に接続され
た流入路４ａと、流出管６に接続された流出路４ｂとを
有する。又、流入路４ａは左、右に分岐する接続口４ａ
＋＋４８２に連通している。

なお、流出路４ｂも流入路４ａと同様に分岐した接続口
４ｂ＋、４ｂｔと連通している。

第３図、第４図に示す如く、マニホールド４においては
、流入口１ａ＋が下側に位置する接続口４ａ　　　４ｂ
＊と同一高さ位置に設けられている。

即ち、流入口１ａ＋は後述するセンサチューブ２゜３の
流入側の第１の直管部２ａ、３ａと同じ高さ位置に設け
られている。又、第１図に示す如く、マニホールド４の
上面には質量流量計１の出力信号を取り出すためのコネ
クタ４Ｃが設けられている。

上記マニホールド４．流入管５．流出管６は夫々汎用耐
食性材として広く使用されているステンレス鋼により形
成されている。又、流出管６は流出側フランジ１ｂを有
する流出側ブロック１５に接続されている。流出側フラ
ンジＩｂに開口する流出口ｌｂ、は前記流入口１ａ＋　
と同軸的に設けられ、即ち、下側の第１の直管部２ａ、
３ａと同一高さ位置に設けられている。従って、流出側
ブロック１５には第３図に示すような流出口１ｂと流出
管６とを連通ずる連通路１５ａが傾斜して穿設されてい
る。

第１図に示す如く、一対のセンサチューブ２゜３は上記
マニホールド４により水平方向に延在し、且つ上下方向
に起立する垂直面を介して横方向に対称となるように配
設される。

一方のセンサチューブ２は、その基端を流入路４ａの接
続口４ａ＋にろう付は等により接続固定され、配管方向
（水平方向）に延在する第１の直管部２ａと、基端を流
出路４ｂの接続口４ｂ１に接続固定され、第１の直管部
２ａと平行に延在する第２の直管部２ｂと、第１．第２
の直管部２ａ。

２ｂの先端より基端側へ折り返すように曲げられた曲部
２ｃ、２ｄと、この曲部２Ｃと２ｄとを接続するＵ字状
の接続部２ｅとよりなる。

又、他方のセンサチューブ３は上記センサチューブ２と
同一形状に形成され、直管部３ａ、３ｂか流出管６及び
直管部２ａ、２ｂと平行となるようにセンサチューブ２
と対称に配設されている。

なお、センサチューブ２，３の接続部２ｅ、３ｄ間は保
持部材８により接続され相互に保持されている。

尚、この保持部材８は流出管６と非接触であり、流出管
６の配管振動はセンサチューブ２．３に直接伝達されな
いようになっている。

一対のセンサチューブ２．３は上下方向に起立する垂直
面を介して対称な向きとなるように水平方向に延在して
いるため、流量計測時例えば気体が混入している液体の
流量を計測する場合、一対のセンサチューブ２，３の上
方の直管部２ｂ。

３ｂに夫々滞留しやすくなる。従って、一対のセンサチ
ューブ２．３は気体の滞留位置が略同−位置となるため
気体滞留によりバランスがくずれることかなく、その結
果夫々の固有振動数がずれてしまうことも無い。

上記一対のセンサチューブ２．３においては、流入側の
直管部２ａと３ａとの間、及び流出側の直管部２ｂと３
ｂとの間にはピックアップ９゜１０か配設されている。

なお、ピックアップ９．１０は夫々同一構成であるので
一方のピックアップ９につき説明する。

第５図及び第６図中、ピックアップ９はセンサチューブ
２の直管部２ａの途中より突出するブラケット１１に保
持されたコイル部９ａと、コイル部９ａに左、右方向で
対向するようにコ字状のブラケット１２に設けられたマ
グネット９ｂ、９ｃとよりなる。なお、ブラケット１２
は横方向に延在し、センサチューブ３の直管部３ａに接
続されている従って、センサチューブ２，３が振動すると、直管部３
ａに設けられたコイル部９ａがマグネッ）９ｂ、９ｃ間
でＡ方向に相対的に変位する。そのため、コイル部９ａ
には直管部２ａ、３ａの相対変位に応じた起電力が発生
し、ピックアップ９はコイル部９ａの電圧より直管部３
ａの変位を検出する。

１３１４は加振器て、直管部２ａと２ｂとの先端間、直
管部３ａと３ｂとの先端間に設けられている。

加振器１３は実質電磁ソレノイドと同様な構成であり、
流入側の直管部２ａに取付けられたコイル部１３ａと、
流出側の直管部２ｂに取付けられ、コイル部り３ａ内に
嵌入するマグネット部１３ｂとよりなる。従って、加振
器１３はコイル部１３ａに通電されると、直管部２ａ、
２ｂを入方向（上、下方向）に加振する。

尚、加振器１４は上記加振器１３と同一構成であるので
、その説明は省略する。

次に、上記構成になる質量流量計１の計測動作につき説
明する。

流量計測時、一対のセンサチューブ２，３は上記加振器
１３，１４の動作により内部に流体が流れている状態で
加振される。流入管５よりマニホールド４の流入路４ａ
に流入した被測流体は、分流してセンサチューブ２，３
の下方の直管部２ａ、３ａに流入し、曲部２ｃ、３ｃ、
接続部２ｅ、３ｅ、曲部２ｄ、３ｄを通過して上方の直
管部２ｂ、３ｂに至り、マニホールド４の流出路４ｂで
合流して流出管６．流入側ブロック１５より流出する。

又、センサチューブ２．３は加振器１３．１４により加
振されているので、センサチューブ２，３のはね定数の
センサチューブ２゜３内を流れる流体によって決まる固
有振動数てＡ方向（上下方向）に振動する。

上記のように加振器１３，１４の加振動作により、振動
するセンサチューブ２．３に流体か流れると流量に応じ
たコリオリカか発生する。そのためセンサチューブ２．
３の直管部２ａと３ａ、２ｂと３ｂとの間には動作遅れ
が生じ、これによりピックアップ９と１０との出力信号
に位相差があ−られれる。この位相差か流量に比例する
ため、質量流量計１では上記ピックアップ９，１ｏから
の出力信号の位相差に基づいて流量が求まる。

このように、センサチューブ２．３を振動させて、流量
に応じて発生するコリオリカによる変位をピックアップ
９，１０で検出する流量計測の原理は先に出願した質量
流量計と同様であるのて、ここては詳しい流量計動作の
説明は省略する。

上記構成になる質量流量計１は第１図乃至第３図に示す
ようにセンサチューブ２．３か水平方向に延在する向き
て配管途中に配設される。特に被測流体か食品等の場合
、種類の異なる流体か同一配管を通過することかなる。

その場合、Ａ種とＢ種の流体か混合してしまうと困るこ
とかあり、例えばＡ種の流体を計測した後８種の流体に
切換える前に、質量流量計１に残留するＡ種の流体を抜
かなければならない。そのため、質量流量計１の上、下
流側には流体を外部に抜くためのドレン（図示せず）か
配設されている。

このドレンを開いて質量流量計１内に残留する流体を抜
く場合、本実施例では流入口１ａ、及び流出口１ｂ、か
センサチューブ２．３の下方の直管部２ａ、３ａと同じ
高さ位置に設けられているので、センサチューブ２．３
及び流出管６内に残留していた流体を流入口１ａ、及び
流出口１ｂ。

より外部に抜き取ることができる。

そして、上記ドレンを閉して別の流体の流量計測を開始
しても種類の異なる流体が質量流量計１において混合し
てしまうことが防止されるので、例えば食品製造工程に
おける安全性を確保しうる。

尚、流入口１ａ＋　と流出口ｔｂ、のうち流入口ｌａ＋
だけを下方の直管部２ａ、３ａと同じ高さ位置あるいは
それより低い位置に設け、流出口１ｂ１を上方の直管部
２ｂ、３ｂより低い流出管６と同じ高さ位置あるいはそ
れより低い位置に設けるようにしても良い。

又、上記説明ではセンサチューブ２，３内に残留する流
体を外部に抜く際につき説明したか、例えば被測流体中
に気体が混入していると水平方向に延在するセンサチュ
ーブ２，３内に気体が滞留することかある。その場合、
上記構成になる質量流量計１は上、下方向の向きを１８
０度反転させれば良い。即ち、第３図において質量流量
計１の上、下方向の向きを逆にすると流入口１ａ＋か第
１の直管部２ａと同し高さ位置で、流出口１ｂ。

か第２の直管部２ｂより高い位置となり、第１の直管部
２ａ及び第２の直管部２ｂ内に気体が滞留しにくくなる
。その結果、気体か混入した流体の流量をより正確に計
測することかできる。

又、上記実施例の変形例としては、第３図において、流
出管６を削除して流出口ｌｂＩを第２の直管部２ｂと同
じ高さ位置に設け、流出口１ｂ。

か流入口１ａ、と平行に形成されるよう構成した質量流
量計が考えられる。この構成の質量流量計では流入口１
ａ、が第１の直管部２ａと同一高さ位置にあり、且つ流
出口１ｂ、かＷｆ、２の直管部２ｂと同一高さ位置にあ
るので、センサチューブ２゜３内に残留した流体か抜は
易く、しかもセンサチューブ２，３内に気体が滞留しに
くい構成となっている。

第７図乃至第１Ｏ図に本発明の第２実施例を示す。第７
図、第８図において、質量流量計２１はマニホールド２
２に上記第１実施例と同様なセンサチューブ２，３を接
続してなる。尚、センサチューブ２，３は本実施例の場
合流入側の第１の直管部２ａ、３ａが上方に位置し、流
出側の第２の直管部２ｂ、３ｂか下方に位置するように
形成されている。

マニホールド２２は両端に上、下流側の配管（図示せず
）に連結されるフランジ２２ａ。

２２ｂを有し、フランジ２２ａと２２ｂとの間には本体
２２ｃか設けられている。この本体２２ｃ内にはフラン
ジ２２ａの中央に開口する流入口２２ａ、と連通ずる流
入路２３と、フランジ２２ｂの中央に開口する流出口２
２ｂ１と連通ずる流出路２４とか穿設されている。第７
図、第９図に示す如く、流入路２３は、流入口２２ａ＋
より水平方向に延在する水平路２３ａと、水平路２３ａ
より上方に延在する垂直路２３ｂと、垂直路２３ｂの上
端より分岐して設けられた分岐路２３ｃ、２３ｄと、セ
ンサチューブ２，３の第１の直管部２ａ、３ａか接続さ
れる一対の接続口２３ｅ、２３ｆとよりなる。

従って、第１の直管部２ａ、３ａは流入口２２ａ、より
上方に位置しており、流入口２２ａ。

より流入した流体は上記流入路２３を通って上方の直管
部２ａ、３ａに流れる。

第７図、第１Ｏ図に示す如く、流出路２４は、上記流入
路２３と同様、流出口２２ｂ１より水平方向に延在する
水平路２４ａと、水平路２４ａより上方に延在する垂直
路２４ｂと、垂直路２３ｂの上端より分岐して設けられ
た分岐路２４ｃ。

２４ｄと、センサチューブ２．３の第２の直管部２ｂ、
３ｂか接続される一対の接続口２４ｅ。

２４ｆとよりなる。直管部２ｂ、３ｂを通過した流体は
上記流出路２４を通って下方の流出口２２ｂ１より流出
する。

このように、第１の直管部２ａ、３ａ及び第２の直管部
２ｂ、３ｂは流入口２２ａ、、流出口２２ｂ、より上方
に位置し、マニホールド２２の側面２２ｃ、より水平方
向に延出している。従って、流体をＡ種からＢ種に切換
える際センサチューブ２．３内に残留したフランジ２２
ａ、２２ｂに接続された上下流側の配管に設けられたド
レン（図示せず）を開くだけでセンサチューブ２゜３内
に残留したＡ種の流体を流入路２３．流出路２４を介し
て排出させることができる。このようにセンサチューブ
２．３には流体が残留しないので、誤ってＡ種とＢ種の
流体が混合してしまうことを防止できる。

上記質量流量計２１は流入口２２ａ、と流出口２２ｂ１
とが同軸上に設けられ、フランジ２２ａと２２ｂとの間
隔が比較的短くなっているので、上下流側配管（図示せ
ず）との接続作業がやりやすい。又、センサチューブ２
，３が接続されたマニホールド２２の構成が簡単化され
第１実施例よりも部品点数が削減されているので、製作
が容易である。

又、上記説明ではセンサチューブ２，３内に残留する流
体を外部に抜く際につき説明したか、例えば被測流体中
に気体が混入していると水平方向に延在するセンサチュ
ーブ２，３内に気体か滞留することがある。その場合、
上記構成になる質量流量計２１は上、下方向の向きを１
８０度反転させれば良い。即ち、第７図において質量流
量計２１の上、下方向の向きを逆にすると流入口１ａ。

が第１の直管部２ａより高い位置で、流出口１ｂも第２
の直管部２ｂより高い位置となり、第１の直管部２ａ及
び第２の直管部２ｂ内に気体か滞留しにくくなる。その
結果、気体が混入した流体の流量をより正確に計測する
ことかできる。

又、上記各実施例ではセンサチューブ２，３か曲部２ｃ
、２ｄ、３ｃ、３ｄ、接続部２ｅ、３ｅを有する形状と
して説明したか第１の直管部２ａ。

３ａと第２の直管部２ｂ、３ｂとの間を接続する部分の
形状は上記実施例に限らないのは言うまでもない。

尚、上記各実施例ではセンサチューブか水平方向に延在
する方向で取付けられるようにしたか、例えばセンサチ
ューブの形状が単純なＵ字状等の場合、施工時の取付誤
差等によりセンサチューブの先端部分か上方に向くよう
に傾斜しても支障なくセンサチューブ内の流体を抜くこ
とかできる。

発明の効果上述の如く、本発明になる質量流量計は、流入口を第１
の直管部と同一高さ位置にして、流出口を第２の直管部
と同一高さ位置にすることにより、水平方向に延在する
センサチューブ内の流体を容易に抜くことができるとと
もにセンサチューブ内に気体が滞留することを防止でき
る。

又、流入口を第１の直管部と同一高さ位置あるいはそれ
よりも低い位置に設け、流出口を第２の直管部と同一高
さ位置あるいはそれよりも低い位置に設けてなるため、
例えば種類の異なる流体の流量計測をする際前回の計測
によりセンサチューブ内に残留した流体を上、下流側の
ドレン等を開にして流入口、流出口より抜き取ることか
できる。

従って、種類の異なる流体を計測する場合、前回の流体
をセンサチューブから抜き取ってから次の流体の計測を
開始できるので種類の異なる流体か混合してしまうこと
を防止てき、特に化学や食品等の流体を扱う配管経路で
の安全性を高めることができる。

又、流入口を第１の直管部と同一高さ位置あるいはそれ
よりも高い位置に設け、流出口を第２の直管部と同一高
さ位置あるいはそれよりも高い位置に設けることにより
、被測流体中に気体か混入していても、気体か流出口側
へ流れやすくなってセンサチューブ内に気体か滞留する
ことを防止できる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる質量流量計の〜実施例の斜視図、
第２図は質量流量計の一部切截底面図、第３図は質量流
量計の一部切截正面図、第４図は第７図中Ｘ−Ｘ線に沿
う縦断面図、第５図は第７図中Ｘ−Ｘ線に沿う拡大縦断
面図、第６図はピックアップの拡大図、第７図は本発明
の第２実施例を説明するため一部切截正面図、第８図は
第７図中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図、第９図は第７図中Ｘ
−Ｘ線に沿う横断面図、第１Ｏ図は第７図中Ｘ−Ｘ線に
沿う横断面図である。１．２１・・・質量流量計、１　ａ＋　、２２ａ＋　”
−流入口、Ｉｂｌ、２２ｂ、・・・流出口、２，３・・
・センサチューブ、２ａ、３ａ・・・第１の直管部、２
ｂ。３ｂ・・・第２の直管部、４，２２・・・マニホールド
、５・・・流入管、６・・・流出管、９，１ｏ・・・ピ
ックアッブ、１３゜】４・・・加振器、５・・・流出側ブロック、３・・・流入路、４・・・流出路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被測流体が流入する流入口に連通する第１の直管
部と、該第１の直管部と平行に設けられ被測流体が流出
する流出口に連通する第２の直管部とを有するセンサチ
ューブを略水平方向に延在させ、該センサチューブを振
動させて被測流体の流量に応じて発生するコリオリカに
よるセンサチューブの変位を検出して流量を計測する質
量流量計において、前記流入口を前記第１の直管部と同一高さ位置に設け、
前記流出口を第２の直管部と同一高さ位置に設けてなる
ことを特徴とする質量流量計。
（２）被測流体が流入する流入口に連通する第１の直管
部と、該第１の直管部と平行に設けられ被測流体が流出
する流出口に連通する第２の直管部とを有するセンサチ
ューブを略水平方向に延在させ、該センサチューブを振
動させて被測流体の流量に応じて発生するコリオリカに
よるセンサチューブの変位を検出して流量を計測する質
量流量計において、前記流入口を前記第１の直管部と同一高さ位置あるいは
それよりも低い位置に設け、前記流出口を第２の直管部
と同一高さ位置あるいはそれよりも低い位置に設けてな
ることを特徴とする質量流量計。
（３）被測流体が流入する流入口に連通する第１の直管
部と、該第１の直管部と平行に設けられ被測流体が流出
する流出口に連通する第２の直管部とを有するセンサチ
ューブを略水平方向に延在させ、該センサチューブを振
動させて被測流体の流量に応じて発生するコリオリカに
よるセンサチューブの変位を検出して流量を計測する質
量流量計において、前記流入口を前記第１の直管部と同一高さ位置あるいは
それよりも高い位置に設け、前記流出口を第２の直管部
と同一高さ位置あるいはそれよりも高い位置に設けてな
ることを特徴とする質量流量計。