JPH0744976Y2 - 粘度補償型面積式流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、多くの工業分野におい
て種々の粘度および密度を有する液体の流量測定ならび
に流量制御に使われる流量計の内、バイパス回路に適用
される面積式流量計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液体の流量測定のために、配管内にオリ
フイスを挿入したり、または配管にベンチュリ管を接続
してそれら絞り部の前後にバイパス回路を形成させ、あ
るいは配管の一部にピトー管を挿入してその動圧部と静
圧部との間にバイパス回路を形成させ、それらのバイパ
ス回路に図６に示すような、上部ブロック１、上部スト
ッパ２、テーパ管３、フロート４、戻り管５、下部スト
ッパ６、下部ブロック７、ストレーナ１０およびキヤツ
プ１１からなる面積式流量計が使用されている。

【０００３】従来法による面積式流量計を用いて粘度の
異なる液体の流量を基準流量計と比較して測定したとす
ると、つぎのようなことがわかる。すなわち、面積式流
量計に規定された液体よりも粘度の高い液体の流量を測
定すると、テーパ管内を浮遊するフロートの高さは規定
された液体のそれに比べて高くなり、みかけ上流量が高
くなったように判定される。また逆に粘度の低い液体に
ついては、テーパ管内のフロートの停止位置が低くな
り、みかけ上流量は低くなったように判定される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】従来のテーパ管とフロ
ートからなる面積式流量計を用いて流量を測定した場合
の、粘度の影響について調査した結果は図７および図８
に示すとおりである。図７はピトー管式流量検出回路に
面積式流量計を接続して、その回路に水を流した場合の
フロートの高さと、同じバイパス回路に直列に接続した
基準流量計（粘度変化の影響の少ない容積式流量計を基
準とした）を用いて測定した流量との関係を示したもの
である。ただしこの場合の水の温度を７℃、２０℃およ
び６０℃に変えたが、その場合の水の粘度はそれぞれ
１．４ｃＰ、１．０ｃＰおよび０．４６ｃＰである。図
８は、オリフイス式バイパス回路に面積式流量計を接続
して、水（２０℃）とＣＭＣ（カルボキシ・メチル・セ
ルロース）水溶液（２０℃）を流した場合のフロートの
高さと基準流量計の読みとの関係を示したものである。
ただしその場合のＣＭＣ水溶液の粘度を４、８、１６お
よび２４ｃＰの４通りに変えた。図７および図８に示し
たように、液体の粘度が変わるとフロートの停止位置も
変わるので、粘度が変わっても流量に応じてフロートの
高さを一定に保持するための手法を開発することが強く
望まれていた。

【０００５】面積式流量計におけるフロートの高さ位置
は流体の温度、密度および特に粘度に依存し、密度およ
び粘度は温度の影響を受けて変化する。したがって、面
積式流量計の流量目盛りは温度、密度および粘度が一定
の場合にのみ適用される。したがつて、例えば温度が変
わる場合には代表的なある条件を選択した２重目盛りに
するなどの処置を講じている。

【０００６】以上のことから、流体の温度変化によって
粘度や密度がある範囲内で変化したとしても、機能的に
粘度および密度の影響を補償することによって、測定温
度を限定した流量計を使用したり、あるいは２重目盛り
から実際の流量を推定するなどの手間が省けることにな
るし、さらにより精度の高い流量測定が出来るというよ
うなメリットを生ずることになる。本考案者等はこのよ
うな手段として先に特開平３−４１２５号公報において
流路の一部に通路の壁間の間隔の狭い部分を設け、粘度
の変化を相殺する方法を開発した。これによると具体的
な手段としては面積式流量計の戻り管の内部に、これと
の間に狭い間隙を有する円筒状部材を装入する方法が示
されている。しかしながら実際に使用している間にごみ
詰まりをおこした場合には流量計全体を分解して清掃し
なければならず、現場で流れを止めることなく粘度補償
機構を容易に分解して取り出し清掃できるような構造に
することが望ましい。

【０００７】本考案は前記課題を解決するものであっ
て、配管バイパス回路に接続する流量計のテーパ管３に
連なる下方部に、同心状に外周から順にストレーナ１
０、シリンダー９、インサート部材８が装入され、流路
がストレーナからシリンダーとインサート部材との間隙
を経て流量計に至る、取り外し自在な粘度補償機構を設
けたことを特徴とする粘度補償型面積式流量計である。

【０００８】

【作用】本考案の流量計においては流体はシリンダーと
インサート部材との狭い間隙を通過した後に流量計本体
に入る。このときシリンダーおよびインサート部材壁面
との摩耗抵抗が生じ、粘度が大きい流体程流れにくくな
る。このため、従来の流量計において粘度が高くなる程
フロートの高さが上昇し、実際の流量より大きく表示さ
れるという弊害を本考案によれば相殺することができ
る。

【０００９】本考案においてシリンダーとインサート部
材の間隙やシリンダー部の長さ、太さ等は流量や液体の
粘度範囲により選択されるが、たとえば間隙が０．５ｍ
ｍでシリンダーの長さが６０ｍｍといった値がとられ
る。

【００１０】またシリンダーの外周部にストレーナを設
け、流路がストレーナからシリンダーとインサート部材
との間隙を経て流量計に至るようにすることにより、ス
トレーナの外周から入った流体はシリンダーとインサー
ト部材の下部に導かれ、この間を通り抜けて上部におい
て流量計のテーパ管に入ることになる。これによりスト
レーナでシリンダーとインサート部材の間隙へのこみの
混入が抑止できる。さらにこの粘度補償機構はストレー
ナ、シリンダー、インサート部材が同心状にまとまって
いるので余計な場所をとらず、またねじ込みなどにより
機構全体が取り外し自在になっているのでたとえごみ詰
まりを生じてもストレーナと共に容易に分解清掃でき
る。

【００１１】

【実施例】図１は本考案の流量計の実施例を示す断面図
である。この測定装置には上部ブロック１、上部スット
パ２、テーパ管３、フロート４、戻り管５、下部ストッ
パ６、下部ブロック７からなる流量計が接続され、下部
ブロック７の下側に、インサート部材８、シリンダー
９、ストレーナ１０からなる粘度補償機構がキヤップ１
１によって該下ブロックにねじ込み固定される。流量計
はコックピース１２およびマントル１４とともに配管１
５に接続される。その配管内にはオリフイス１６を挿入
してそれを溶接などによって固定し、配管１５に溶接し
たフランジ１３が他のフランジにボルト締めされる。

【００１２】図２は本考案になるピトー管方式の流量計
の断面を示したものである。図１の場合と同様にして、
粘度補償機樽（インサート部材８、シリンダー９、スト
レーナ１０）を装着した面積式流量計をコックピース１
２にねじ止めする。一方配管１５にソケット２０を溶接
し、そのソケットに内筒１８、外筒１９およびピトー管
２１からなる流量検出部をねじ込み、この流量検出部を
サポータ１７によって、前以つて面積式流量計を接続し
ていたコックピース１２に固定することによって、面積
式流量計に接続される。

【００１３】図３は、本考案の流量計の粘度補償機構の
詳細を示した図であって、Ｂは機構の全体図、Ａはシリ
ンダーを示す図である。シリンダー９の内部にインサー
ト部材８が配管され、このインサート部材８の両端にそ
れ自体軸芯に保持するための支持板ａとｂを圧着固定し
いる。またストレーナ１０はステンレス鋼金あみを円筒
状に巻いたものである。そして上部にはシリンダー９を
保持するためのサポートリングｃが挿入され、またイン
サート部材下部はボトムエンドｄに装着固定されて流体
の流れによる上部方向への移動を妨げている。流体はシ
リンダーの下部に穿孔した９ｘおよび９ｙの４箇所の孔
（円周を４等分した各位置）から流入し、シリンダーと
インサート部材の間隙を通ってテーパ管３内を上方向に
流れてフロートを浮上させる。

【００１４】以上のような粘度補償機構はキヤップ１１
内に挿入されて下ブロック７にねじ込んで固定される
が、インサート部材８とシリンダー９の間隙にごみ詰ま
りが生じた場合には、キヤップ１１のねじを締めて内部
部品を取り出して清掃することが出来るし、またその脱
着操作はきわめて容易である。

【００１５】本考案による粘度補償機構を装着した面積
式流量計を採用して、温度の異なる（粘度を変えた）水
および種々の粘度のＣＭＣ水溶液について実施した性能
試験結果は以下に示す通りである。

【００１６】図４は内径６ｍｍのシリンダー内に直径
５．１ｍｍのインサート部材を配設した粘度補償機構を
装着した流量計をピトー管方式の流量検出部に接続し
て、温度７．２０および６０℃の水（粘度はそれぞれ
１．４、１．０および０．４６ｃＰ）を流した場合のフ
ロートの高さと、同じ回路に直列に接続した基準流量計
の指示流量との関係を示したものである。温度７．２０
および６０℃の流体について得られた測定点はきわめて
よく接近しており、フロート高さにおよぼす粘度が粘度
補償機構の装着により補償されたことが図７の従来法と
の比較によりよくわかる。

【００１７】図５に内径６ｍｍのシリンダー内に直径
４．４ｍｍのインサート部材を配設した粘度補償機構を
装着した流量計をオリフィス方式バイパス回路に接続し
て、２０℃の水および２０℃のＣＭＣ水溶液（粘度は１
０、２０、３０および４７ｃＰ）を流した場合のフロー
トの高さと、同じ回路に直列に接続した基準流量計の指
示流量との関係を示す。粘度１０から４７ｃＰの流体に
ついて得られた測定点は１ｃＰの水の線にきわめてよく
接近しており、図８との比較によりフロート高さにおよ
ぼす粘度および密度の影響が補償されることがわかる。

【００１８】以上の適用例から、本考案になる粘度補償
機構、すなわちインサート部材を内部に有するシリンダ
ーを装着してバイパス流路に適切な間隙（０．４から
０．８ｍの間で選定）を形成させることによって、粘度
および密度が変化してもフロートの高さ位置を流量に応
じて一定に保持する作用が働くことが確認された。

【００１９】

【考案の効果】本考案による粘度補償型面積式流量計を
採用すると、液体の温度変化が起こっても流量測定値が
変化しないので、流量の制御が容易になる。また粘度の
異なる液体の流量を１台の計器で測定できることにな
る。さらに使用中にごみ詰まりが発生した場合には、流
れを止めることなしに容易に分解清掃ができるなどのメ
リットがあるので、コスト低減および省力化に寄与する
点がきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるオリフイス方式面積式流量計の構
造を示す断面図である。

【図２】本考案になるピトー管方式面積式流量計の構造
を示す断面図である。

【図３】本考案になる面積式流量計の粘度補償機構部の
構造を示す断面図でＡはシリンダーＢは全体構造を示
す。

【図４】本考案になるピトー管方式流量計で測定したフ
ロートの高さと基準流量計の指示流量との関係を示す図
である。

【図５】本考案になるオリフイス方式流量計で測定した
フロート高さと基準流量計の指示流量との関係を示す図
である。

【図６】従来法による面積式流量指示計の構造を示す断
面図である。

【図７】従来法によるピトー管方式面積式流量計で測定
したフロートの高さと基準流量計の指示流量との関係を
示す図である。

【図８】従来法によるオリフイス方式の面積式流量計で
測定したフロート高さと基準流量計の指示流量との関係
を示す図である。

【符号の説明】

８ インサート ９ シリンダー １０ ストレーナ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 配管バイパス回路に接続する流量計のテ
   ーパ管に連なる下方部に、同心状に外周から順にストレ
   ーナ、シリンダー、インサート部材が装入され、流路が
   ストレーナからシリンダーとインサート部材との間隙を
   経て流量計に至る、取り外し自在な粘度補償機構を設け
   たことを特徴とする粘度補償型面積式流量計。
2. 【請求項２】 インサート部材を内部に有するシリンダ
   ーの外周部にストレーナを設けたことを特徴とする請求
   項１記載の粘度補償型面積式流量計。
3. 【請求項３】 インサート部材を内部に有するシリンダ
   ーからなる粘度補償機構を取り外し自在としたことを特
   徴とする請求項１又は請求項２記載の粘度補償型面積式
   流量計。