JPH0552617A - 電磁流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、セラミック製の測定管を用いた電磁
流量計において、前記電磁流量計をプロセス配管に取付
ける時に、セラミックパイプに過大な応力が加わらない
ようにすることにより、セラミックパイプの破損を防ぐ
ことを目的とする。 【構成】セラミックパイプ１は接地リング５ａ，５ｂに
径方向で嵌合し、端面でＯリングシールされた状態で挾
持される。接地リング５ａ，５ｂは、ガスケットを介し
てケーシング部材７に固定される。プロセス配管のフラ
ンジ１１ａ，１１ｂに取付ける場合には、フランジ１１
ａ，１１ｂと接地リング５ａ，５ｂの間にガスケット１
０ａ，１０ｂを挿入し、締付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁流量計に係り、とく
に、高温流体，腐食性流体，摩耗性流体等の流量を測定
するに好適なセラミック測定管を有する電磁流量計に関
する。

【０００２】

【従来の技術】電磁流量計は、磁界に直交して導電性流
体が流れると、印加した磁界の強さと流体の流速との積
に比例する起電力が発生し、この起電力を一対の電極で
検出することにより流量を測定できるという原理に基づ
く。この流量計の測定流体に接液する測定管には、一般
に耐食性，電気的な絶縁性をもたせるために、内面にゴ
ムやふっ化エチレン樹脂でライニングが施されている。
最近、とくにこの部分の耐熱性，耐摩耗性を向上させる
ため、測定管としてセラミックのパイプを用いた電磁流
量計が製品化されている。

【０００３】図２にセラミック電磁流量計の構造を示
す。図において１はセラミックパイプであり、このセラ
ミックパイプ１中を測定流体が流れる。セラミックパイ
プ１には一対の電極４がパイプの径方向に対向して取付
けられている。前記セラミックパイプ１はその両端部に
肉厚のフランジ部を有しこのフランジ部の外周部におい
て、ケーシング７に有機系又は無機系の接着剤によって
固着されている。前記セラミックパイプ１の中央部の外
周近傍には電磁コイル２ａ，２ｂ及びコア３が配置さ
れ、これらコイル２ａ，２ｂ及びコア３によってセラミ
ックパイプ１内部には磁界が発生する。この磁界中をセ
ラミックパイプ１内を流れる流体が横切ることにより、
流体中に電位が発生し、この電流を前記一対の電極４に
より検出する。

【０００４】前記ケーシング７の中央部には配線取出部
９が形成され、この配線取出部９を介して、電磁コイル
への励磁配線及び電極からの検出信号配線が外部の端子
部と接続される。

【０００５】この電磁流量計はプロセス配管の一対の配
管フランジ１１ａ，１１ｂにはさまれた状態で、接地リ
ング５ａ，５ｂ及びその両端のガスケット１０ａ，１０
ｂを介してボルトによって締付け取付けられる。接地リ
ングは流体に接液するとともに、電磁流量計の接地ライ
ンに接続され、流体の電位と電磁流量計の接地電位を共
通にする。ガスケット１０ａ，１０ｂによってプロセス
配管フランジ１１ａ，１１ｂと接地リング５ａ，５ｂ間
及び接地リング５ａ，５ｂと電磁流量計のセラミックパ
イプ１間は液密状態に保たれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来方式の電
磁流量計は下記の問題点を有する。

【０００７】電磁流量計をプロセス配管に取付ける時、
ボルトで数１０００Ｎ・ｍのトルクによる締付けを行
い、ガスケットに軸方向（厚さ方向）の圧縮力を与え、
液密性を保持する。この締付力は電磁流量計のセラミッ
クパイプのフランジ面で受けるため、フランジ面には数
１０ＭＰａ〜数１００ＭＰａの大きな面圧が加わる。こ
の面圧により、セラミックパイプの円筒部には軸方向に
圧縮応力が、周方向に引張応力がさらにフランジの付根
部には曲げによる圧縮応力と引張応力が発生する。とく
に、一般にセラミックの場合、引張り強さは圧縮強さの
１０分の１程度であり、前記引張応力がセラミックパイ
プを破断させる原因となる場合が多い。このため、本構
造の電磁流量計ではプロセス配管に取付ける際のボルト
の締付トルクの上限が規定されている場合が多く、この
値を越えて締付けられると、セラミックパイプが破断す
る可能性がある。また、規定トルク以内で締付けた場合
でも、一方のボルトのみを締付ける所謂片締状態になる
と、過大な引張応力が発生し破断に至る可能性がある。

【０００８】本発明は、係る従来構造の問題点を解決
し、電磁流量計をプロセス配管に取付ける時に、セラミ
ックパイプに過大な応力が加わらないようにすることを
目的としている。

【０００９】また、測定管１内に高温又は低温の液体が
流れた場合、一般に測定管１材質であるセラミックと、
これを固定しているケーシング７の材質である金属の間
には線膨張係数の差があるため、測定管１及びケーシン
グ７及びこれらの接合部に過大な応力が発生し、測定管
１及び接合部の破断の大きな要因となっている。

【００１０】本発明は、この応力の発生を微小にするこ
とも目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明ではセラミック製
の測定管を接地リングではさみ込み、この間をＯリング
で液密にし接地リングをケーシングに取付固定する。こ
の電磁流量計をプロセス配管に取付ける場合には、接地
リングの前記測定管との液密面とは反対の側面との間に
シール部材を入れ、締付け，液密にする。このとき、前
記Ｏリングは測定管の両側面と接地リングの間又は測定
管の外周面と接地リングの間に配置させる。

【００１２】更に、測定管の側面と接地リングの側面即
ち両者の嵌合部は完全に密着しないようなすき間をあけ
取付ける。この状態で、プロセス配管に挾持した電磁流
量計を締付けた場合、締付力は接地リングを介してケー
シング部材に加わり、測定管には締付による応力が発生
しない。

【００１３】

【作用】接地リング５ａはＯリング６ａを介してセラミ
ックパイプ１を固定する。プロセス配管フランジ１１ａ
に取付時の締付力はガスケット１０ａを介して接地リン
グ５ａに加わり、更にガスケット１４を介してケーシン
グ部材７に加わるが、接地リング５ａとセラミックパイ
プ１との間のすき間のため、セラミックパイプ１にはＯ
リング６ａの弾性変形の反力だけが加わり、前記締付力
は加わらない。また、セラミックパイプ１は接地リング
５ａに径方向にすき間をもって嵌合し、指示されてい
る。従って、接地リング５ａに外力が加わり、接地リン
グ５ａが径方向に変形しても、セラミックパイプ１には
力は加わらない。

【００１４】

【実施例】図１に本発明の電磁流量計検出器の断面図を
示す。１はセラミックを素材として成形された測定管
で、本測定管１中を測定流体が流れる。測定管１の外側
には１対の電磁コイル２ａ，２ｂが取付けられ、さらに
その外側にはコア３が前記電磁コイル２ａ，２ｂを囲む
ように配置されている。この電磁コイル２ａ，２ｂ及び
コア３で測定管１を上下方向に横切る磁界を発生させ
る。電磁コイル２ａ，２ｂは一般に方形波で周期的にオ
ンオフを繰返す直流電流で励磁される。前記測定管の中
央部には磁界の方向及び流れの方向に直交する方向に１
対の電極４が形成されている。この電極４を介して流体
中に発生した起電力が検出される。前記測定管１の両端
部は肉厚のフランジ部を形成している。測定管１の両端
は１対の接地リング５ａ，５ｂに設けられた凹部５１と
嵌合し、その外周を支持されている。測定管１の両端は
１対の接地リング５ａ，５ｂの側面に設けられた溝に取
付けられたＯリング６ａ，６ｂによって液密に保たれ
る。このとき、図３に示すように測定管１の側面及び肉
圧のフランジ部外周と接地リング溝部５１の間にはすき
間が設けられており、測定管１は接地リング５ａに対し
て径方向には、Ｏリング６ａとの摩擦力以上の力、軸方
向にはＯリング６ａの押付け力以上の力が加わればすき
間の範囲で可動となっている。接地リング５ａ，５ｂは
前記凹部５１の外周部において、円筒状のケーシング部
材７の内周面の両端と嵌合し、螺子８により固定され
る。前記接地リング５ａとケ−シング部材７の間にはガ
スケット部材１４が挾持され、外界との液密性を保って
いる。ケーシング部材７は円筒中央部に開口部９を有
し、この開口部９により、前記電磁コイル２ａ，２ｂへ
外部から電流を供給する配線、及び電極４からの信号を
外部の増幅部へ取出す配線の導入，導出を行う。係る電
磁流量計の検出器は、前記接地リング５ａ，５ｂの測定
管１と液密を保つ面の反対側面に於いて、ガスケット部
材１０ａ，１０ｂを介してプロセス配管のフランジ１１
ａ，１１ｂに挾まれ、ボルト１２及びナット１３で締付
けられ、液密状態でプロセス配管に取付固定される。

【００１５】係る構造の電磁流量計に於いて、プロセス
配管取付時にボルト１２及びナット１３を用いてフラン
ジ１１ａ，１１ｂ間に電磁流量計を挾んで締付けた場合
に発生する力の作用を図３で説明する。ボルト１２及び
ナット１３の締付により、フランジ１１ａ及びガスケッ
ト部材１０ａを介して接地リング５ａに加わった前記圧
縮力は、前記ガスケット部材１４を介してケーシング部
材７に加わり、ケーシング部材７全体に軸方向に圧縮力
が働く。しかし、測定管１に対しては、接地リング５ａ
との間のすき間により、力が伝達されず、プロセス配管
取付け時の力は測定管１には一切加わらない。測定管１
には液密を保つため接地リング５ａとの間に挾込み圧縮
しているＯリング６ａの反力のみが軸方向には圧縮力と
して加わり、これは前記プロセス配管取付時に発生する
締付力に比べて微小である。

【００１６】また、前記接地リング５ａの取付時には、
接地リング５ａがガスケット部材１４を介してケーシン
グ部材７に密着した後はこれ以上締付けることはでき
ず、更に取付作業は電磁流量計の製造工程の一環として
なされるため片締め，過大締付力は測定管には一切加わ
らない。

【００１７】また、測定管１内に高温又は低温の液体が
流れた場合、測定管１，接地リング５ａ及びケーシング
７の温度差及び線膨張係数の差によって各々は軸方向，
径方向に寸法変化するが、測定管１と接地リング５ａ間
のすき間が変化するのみで、測定管１には力が加わらな
い。

【００１８】図４は本発明の変形例である。測定管１は
外周面でＯリング６ａにより液密を保たれる。また、接
地リング５ａとケーシング部材７はケーシング部材７の
内周面に於いて第２のＯリング１５によって液密を保た
れる。本構造に於いても同様の効果が得られる。

【００１９】

【発明の効果】本発明では、プロセス配管取付時の過大
な締付力が印加された場合にも、高温又は低温の測定液
体が流れた場合にも、測定管に過大な力が加わることを
防止し、信頼性の高い電磁流量計を提供できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電磁流量計の側断面図である。

【図２】従来の電磁流量計の側断面図である。

【図３】本発明の電磁流量計の測定管取付部の詳細側断
面図である。

【図４】本発明の電磁流量計の測定管取付部の変形例の
詳細側断面図である。

【符号の説明】

１…測定管、５ａ，５ｂ…接地リング、６ａ，６ｂ…Ｏ
リング、７…ケーシング部材、５１…凹部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定管の素材としてセラミックを用いた電
   磁流量計において、前記測定管の両端部を接地リングの
   一方の側面に設けた円形の凹部に軸方向及び径方向にす
   き間がある状態で嵌合させ、かつ前記接地リングの凹部
   と前記測定管の端面又は円周面の間にＯリングを取付け
   液密を保ち、更に前記接地リングをケーシング部材に液
   密を保つように固定取付けしたことを特徴とする電磁流
   量計。