JPH08178718A - 流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、流量計測部と流量指示部との配管
周方向の相対位置を調整できるよう構成した流量計を提
供することを目的とする。 【構成】 渦流量計１は、上流側に配設された第１のハ
ウジング２と、第１のハウジング２の外周に回動自在に
嵌合して第１のハウジング２の下流側に配設された第２
のハウジング３と、第２のハウジング３の外周に設けら
れた流量指示部４と、よりなる。第１のハウジング２の
上流側流路５内には渦発生柱６が設けられている。第１
のハウジング２と第２のハウジング３とは、嵌合突部８
を嵌合凹部１９内に嵌合させて回動自在に組み合わせら
れる。また、第１のハウジング２又は第２のハウジング
３を回動させた後、係止ピン２２を係止孔２２から係止
孔９ａ〜９ｅのいずれかに挿入することにより渦発生柱
６あるいは流量指示部４の向きが調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流量計に係り、特に流量
計測部と流量指示部との配管周方向の相対位置を調整で
きるよう構成した流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、石油，食品，化学液等の流体の
流量を計測するため流量計が広く使用されている。この
種の流量計の一つとして、カルマン渦の発生を検出して
流量計測を行う渦流量計がある。渦流量計は、被測流体
が供給される配管途中に設けられるハウジングと、ハウ
ジングの流路内に起立する渦発生柱と、渦発生柱の下流
に発生したカルマン渦を検出するセンサ部と、センサ部
からの検出信号の周期（又は周波数）より被測流体の流
量を演算してその流量値を表示する流量指示部とを有す
る。

【０００３】そして、渦発生柱はハウジングの上方から
流路内に挿入されて垂直状態に固定される。また、流量
指示部はハウジングの上部に一体的に設けられ、流量指
示部の表示面がハウジングの正面を向くようになってい
る。このように構成された渦流量計においては、渦発生
柱の下流に発生するカルマン渦の検出精度を高めるため
には、渦発生柱が流路内で垂直に起立した状態に取り付
ける必要がある。しかしながら、渦発生柱はハウジング
内にあって外部から見ることができないため、流量指示
部の位置を基準にして渦流量計を配管途中に取り付ける
ことになる。

【０００４】そのため、上記のような構成とされた渦流
量計を配管途中に取り付ける際は、流量指示部の流量指
示部の表示面が配管が配設されたラインの横方向を向く
ようにすると共に、ハウジング等に設けられた流れ方向
を示す矢印に合わせてハウジングの流入側フランジを上
流側配管に接続し、流出側フランジを下流側配管に接続
することになる。これにより、渦流量計は、ハウジング
内の渦発生柱が垂直に起立した状態で取り付けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記渦
流量計を取付ける場所の上流側配管が流れ方向を９０度
変えるための曲がり管である場合、曲がり管を通過した
被測流体がハウジング内の渦発生柱に供給されることに
なる。その場合、曲がり管の内側を通過した被測流体の
流速より曲がり管の外側を通過した被測流体の流速が速
くなるため、渦発生柱の下流でカルマン渦が左右均等に
発生しなくなる。

【０００６】そのため、曲がり管の下流に渦流量計を取
付けた場合、渦発生柱の右側に発生するカルマン渦と渦
発生柱の左側に発生するカルマン渦との周期（又は周波
数）が相互にずれて流量に比例しなくなるため、計測精
度が低下するといった問題がある。また、曲がり管の内
側を通過した被測流体により発生したカルマン渦の方
が、曲がり管の外側を通過した被測流体により発生した
カルマン渦よりも小さいため、曲がり管の内側に対応す
る側のカルマン渦を検出することが難しくなり、特に流
速の遅い微小流量域での計測ができなくなることがあ
る。

【０００７】このような問題を解消する方法として、渦
発生柱を配管流路に対して周方向に所定角度傾けて渦発
生柱の左右の流速を等しくすることが考えられるが、そ
の場合流量指示部も傾くため、流量指示部の表示面が下
方又は上方に向くことになり、作業者が流量指示部の表
示をチェックする際に流量値が見えにくいといった課題
が生ずる。

【０００８】しかも、油槽所や化学プラント等の施設で
は、流量計が多数設置されており、各流量計の流量表示
をチェックする度に作業者は流量計の下方又は上方に移
動したり姿勢を変えなければならず、面倒でありメータ
チェックに時間がかかって能率が悪かった。また、渦流
量計以外の他の流量計（例えば容積流量計やタービン式
流量計等）でも、流量計測部を有するハウジングと流量
指示部とが一体的に設けられているので、下方又は上方
に設けられた配管に設置された場合、各流量計の流量表
示をチェックする度に無理な姿勢となり、面倒であると
いった課題がある。

【０００９】そこで、本発明は上記課題を解決した流量
計を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、被測流体が流
れる内部流路に流量計測部を有する第１のハウジング
と、該第１のハウジングの外周に回動自在に嵌合する第
２のハウジングと、該第２のハウジングの外周に設けら
れ、前記流量計測部により計測された流量計測値を表示
する流量指示部と、前記第１のハウジングと前記第２の
ハウジングとを任意の相対位置で係止する係止機構と、
よりなることを特徴とする。

【００１１】

【作用】第１のハウジングを第２のハウジングに対して
周方向に回動させることにより、流量計測部の向きを上
流側の配管形状に応じて最適となるように調整すること
が可能になる。さらに、第２のハウジングを第１のハウ
ジングに対して周方向に回動させることにより、流量指
示部を配管の高さ位置に応じて見やすい向きとなるよう
に流量指示部の向きを第２のハウジングと共に調整する
ことが可能になる。これにより、作業者がメータチェッ
クを行う際、流量計の流量表示が見やすくなるため、メ
ータチェックの能率を高められると共に、作業者の労力
を軽減することができる。

【００１２】

【実施例】図１乃至図３に本発明になる流量計の一実施
例を示す。各図中、渦流量計１は、大略、上流側に配設
された第１のハウジング２と、第１のハウジング２の外
周に回動自在に嵌合して第１のハウジング２の下流側に
配設された第２のハウジング３と、第２のハウジング３
の外周に設けられた流量指示部４と、よりなる。

【００１３】第１のハウジング２は、内部に被測流体が
流れる上流側流路５を有し、上流側流路５内には渦発生
柱６が設けられている。渦発生柱６は、上から見ると三
角形あるいは台形等のカルマン渦が発生しやすい形状に
加工されている。また、第１のハウジング２の上流側端
部には、上流側配管（図示せず）に接続される上流側フ
ランジ７が設けられ、下流側の外周には上流側の外径よ
り小径とされた嵌合突部８が設けられている。

【００１４】この嵌合突部８の外周には、有底の係止孔
９ａ〜９ｅ（図３参照）が所定間隔で設けられている。
本実施例では、係止孔９ａ〜９ｄが９０°間隔となる位
置に設けられ、係止孔９ｅが係止孔９ａと係止孔９ｂと
の中間に設けられている。また、渦発生柱６より下流と
なる嵌合突部８の外周の左右位置には、図２に示される
ように超音波センサ取付凹部１０，１１が設けられてい
る。一方の超音波センサ取付凹部１０には超音波信号を
送信する超音波送信器１２が装着され、他方の超音波セ
ンサ取付凹部１１には超音波信号を受信する超音波受信
器１３が装着されている。

【００１５】渦発生柱６の下流に発生したカルマン渦
は、被測流体の流量に比例した周期で発生する。そし
て、カルマン渦の渦巻き方向は、渦発生柱６の右側と左
側で逆向きとなる。超音波送信器１２から送信された超
音波信号は、被測流体中を伝播して超音波受信器１３に
至る過程でカルマン渦が通過すると、その渦巻き方向に
より伝播速度が加速又は減速される。

【００１６】従って、超音波送信器１２から送信されて
超音波信号が超音波受信器１３で受信されるまでの時間
差を検出することにより渦発生柱６の左右に発生したカ
ルマン渦の周期又は周波数を求めることができる。本実
施例では、渦発生柱６、超音波送信器１２、超音波受信
器１３により流量計測部が構成されている。さらに、嵌
合突部８の外周には、上記超音波送信器１２，超音波受
信器１３から引き出されたリード線１４，１５を収納す
るための溝１６が全周にわたり形成されている。尚、リ
ード線１４，１５は、第１のハウジング２と第２のハウ
ジング３との相対的な回動を許容するように、溝１６内
に余分な長さが弛ませてある。

【００１７】また、嵌合突部８の端部には、Ｏリング１
７を装着するためのＯリング溝１８が設けられている。
このＯリング１７は、第１のハウジング２と第２のハウ
ジング３との間を液密にシールする。上記第２のハウジ
ング３は、上流側の内部に第１のハウジング２の嵌合突
部８に嵌合する嵌合凹部１９を有し、下流側の内部に嵌
合凹部１９に連通する下流側流路２０を有する。また、
第２のハウジング３の上流側の外周には、係止ピン２１
を挿通させる係止孔２２が半径方向に貫通され、この係
止孔２２と１８０°反対側にはロック用ビス２３が螺入
されるねじ孔２４が設けられている。

【００１８】尚、上記係止ピン２１，係止孔２２，ロッ
ク用ビス２３，ねじ孔２４は、前述した第１のハウジン
グ２の係止孔９ａ〜９ｅと共に係止機構２５を構成す
る。また、第２のハウジング３の下流側外周には、下流
側配管（図示せず）に接続される下流側フランジ２６が
設けられている。上記流量指示部４は、ケーシング２７
の内部に超音波受信器１３から出力された検出信号の周
期又は周波数に基づいて流量を演算する演算回路（図示
せず）が収納されている。また、ケーシング２７の前面
には、演算された流量値を表示する表示部２７ａが設け
られており、表示部２７ａは配管方向と直交する横方向
に向いている。

【００１９】ケーシング２７は、支柱２８を介して支持
されており、支柱２８は第２のハウジング３の下流側の
外周に固定されている。そして、支柱２８の下方には、
上記溝１６に連通する連通孔２９が設けられている。上
記超音波送信器１２，超音波受信器１３から引き出され
たリード線１４，１５は、この連通孔２９を介して支柱
２８内に挿入されてケーシング２７内の演算回路に接続
される。

【００２０】上記構成になる渦流量計１を組み立てる際
は、先ず、第１のハウジング２の超音波センサ取付凹部
１０，１１に超音波送信器１２，超音波受信器１３を取
り付ける。続いて、第２のハウジング３の上部に流量指
示部４を固定させる。そして、超音波送信器１２，超音
波受信器１３のリード線１４，１５を溝１６内に這わせ
ると共に、リード線１４，１５に注意しながら第１のハ
ウジング２の嵌合突部８を第２のハウジング３の嵌合凹
部１９内に嵌合させる。

【００２１】第１のハウジング２と第２のハウジング３
とは、嵌合突部８の端部８ａが嵌合凹部１９内に壁部１
９ａに当接するまで互い圧縮方向に押圧される。そし
て、嵌合突部８の端部８ａが嵌合凹部１９内に壁部１９
ａに当接すると共に、嵌合凹部１９の端部１９ｂが嵌合
突部８の段部８ｂに当接する。これで、軸方向の取付位
置が決まり、上流側流路５と下流側流路２０とが連続す
るように連通状態となる。

【００２２】次に、第１のハウジング２と第２のハウジ
ング３との配管周方向の組立作業について説明する。第
１のハウジング２と第２のハウジング３とは、互いに周
方向に回動させることができるが、通常は、図３に示さ
れるように渦発生柱６が垂直状態となるように組み立て
る。つまり、第１のハウジング２の係止孔９ｅと第２の
ハウジング３の係止孔２２とを一致させて係止ピン２１
を係止孔２２から係止孔９ｅに挿入する。その次にロッ
ク用ビス２３をねじ孔２４に螺入させて締め付ける。

【００２３】これで、ロック用ビス２３の先端が第１の
ハウジング２の嵌合突部８の外周面に食い込み、第１の
ハウジング２と第２のハウジング３とは固定される。図
４は渦流量計１の上流に曲がり管３１が配設された場合
の配管ラインを示す。例えば図４のように、渦流量計１
の上流側に曲がり管３１が配設された場合、被測流体は
曲がり管３１内の湾曲した流路３１ａを通過した後、渦
流量計１の上流側流路５に流入して渦発生柱６を通過す
る。そして、渦発生柱６を通過した被測流体は、下流側
流路２０を介して下流側配管３２の流路３ａに至る。

【００２４】曲がり管３１の流路３１ａを通過する被測
流体は、曲がり管３１の内側を通過した流れ３３の流速
より曲がり管３１の外側を通過した流れ３４の流速が速
くなる。そのため、渦発生柱６の下流に発生するカルマ
ン渦３５，３６が左右均等に発生しなくなり、さらには
外側のカルマン渦３６に比べて内側のカルマン渦３５が
小さくなるため検出しにくくなる。

【００２５】従って、渦流量計１が曲がり管３１の下流
に配設された場合、渦発生柱６の右側に発生するカルマ
ン渦３６と渦発生柱６の左側に発生するカルマン渦３５
との周期（又は周波数）が相互にずれて流量に比例しな
くなる。このような、曲がり管３１の下流に渦流量計１
を設置する場合は、図５に示すように渦発生柱６を時計
方向に４５°傾斜させた状態にする。即ち、ロック用ビ
ス２３を弛めと共に係止ピン２１を係止孔２２から抜き
取る。これで、第１のハウジング２と第２のハウジング
３とは回動可能状態となる。

【００２６】そして、第１のハウジング２を第２のハウ
ジング３に対して時計方向に４５°回動させると、上記
係止孔２２は係止孔９ａと一致する。そのため、係止ピ
ン２１を係止孔２２から係止孔９ａに挿入してロック用
ビス２３を締め付けることにより、渦発生柱６が時計方
向に４５°傾斜した状態で第１のハウジング２と第２の
ハウジング３とが結合される。

【００２７】このように、渦発生柱６が傾斜状態の上流
側流路５に被測流体が流入すると、渦発生柱６の左右を
通過する被測流体の流速が略均等化されるため、上流側
配管が直管状である場合と同様に左右のカルマン渦の発
生周期を均等化できるとともに、曲がり管３１の内側の
流れにより発生したカルマン渦が小さくなることを防止
できる。そのため、渦流量計１が曲がり管３１の下流に
設置された場合でも、流量計測精度の低下を防止できる
と共に、微小流量域での流量計測を確実に行うことがで
きる。

【００２８】また、曲がり管３１の曲がり方向が図４と
逆である場合には、図６に示すように渦発生柱６を反時
計方向に４５°傾斜させた状態に第１のハウジング２と
第２のハウジング３との結合位置を調整する。この場
合、係止ピン２１が係止孔２２から係止孔９ｂに挿入さ
れることにより、第１のハウジング２と第２のハウジン
グ３との結合位置が位置決めされる。

【００２９】また、上流側配管が直管状である配管ライ
ンに渦流量計１を配設する場合において、例えば配管ラ
インが低い位置に装架されたり、あるいは配管ラインが
高い位置に装架されることがある。その場合、作業者は
渦流量計１の流量表示をチェックする度に渦流量計１の
下方又は上方に移動したり姿勢を変えなければならず、
面倒であった。

【００３０】そのような場合でも、第２のハウジング３
を第１のハウジング２に対して周方向に回動させること
により、流量指示部４の表示部２７ａの向きを変更すれ
ば良い。つまり、渦発生柱６は垂直方向に起立した状態
を保ち、流量指示部４を有する第２のハウジング３を回
動させる。従って、配管ラインが低い位置にあるとき
は、図７に示すように第１のハウジング２を時計方向に
４５°回動させて流量指示部４の表示部２７ａを斜め上
方に向けさせる。これにより、作業者は無理な姿勢にな
らずに表示部２７ａに表示された流量値を読み取ること
ができる。

【００３１】また、配管ラインが高い位置にあるとき
は、図８に示すように第１のハウジング２を反時計方向
に４５°回動させて流量指示部４の表示部２７ａを斜め
下方に向けさせる。これにより、作業者は踏み台等を使
用せずに表示部２７ａに表示された流量値を読み取るこ
とができる。従って、作業者は、流量計が多数配設され
た油槽所や化学プラント等で巡回する際のメータチェッ
クを能率良く行うことができると共に、メータチェック
する際に無理な姿勢をする必要もないので疲労が軽減さ
れる。

【００３２】尚、上記実施例では、渦流量計を一例とし
て説明したが、これに限らず、他の形式の流量計（例え
ば容積流量計あるいはタービン式流量計等）にも適用で
きるのは勿論である。また、上記第１のハウジング２と
第２のハウジング３とを係止する係止機構は、上記のよ
うに係止ピン２２を係止孔２２から係止孔９ａ〜９ｅの
いずれかに挿入する構成に限らず、例えば上記嵌合突部
８の外周に複数のねじ孔を設けておき、係止孔２２から
固定ボルトをねじ孔に挿入させる構成としても良い。

【００３３】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、第１のハ
ウジングを第２のハウジングに対して周方向に回動させ
て、流量計測部の向きを第１のハウジングと共に調整で
きるので、上流側の配管形状に応じて流量計測部の向き
を最適位置に調整して計測精度を高めることができる。
さらに、第２のハウジングを第１のハウジングに対して
周方向に回動させることができるため、流量指示部の向
きを流量計取付位置に応じて見やすい位置に調整するこ
とができ、流量計の流量表示が見やすくなってメータチ
ェックを能率良く行うことができると共に、メータチェ
ックする際に無理な姿勢をする必要もないので作業者の
疲労を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる流量計の一実施例の縦断面図であ
る。

【図２】図１中Ａ−Ａ線に沿う縦断面図である。

【図３】図１中Ｂ−Ｂ線に沿う縦断面図である。

【図４】流量計の上流に曲がり管が配設された場合の配
管ラインを示す横断面図である。

【図５】渦発生柱を時計方向に傾斜させた状態を示す縦
断面図である。

【図６】渦発生柱を反時計方向に傾斜させた状態を示す
縦断面図である。

【図７】流量指示部を時計方向に傾斜させた状態を示す
縦断面図である。

【図８】流量指示部を反時計方向に傾斜させた状態を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 渦流量計 ２ 第１のハウジング ３ 第２のハウジング ４ 流量指示部 ５ 上流側流路 ６ 渦発生柱 ８ 嵌合突部 ９ａ〜９ｅ 係止孔 １０，１１ 超音波センサ取付凹部 １２ 超音波送信器 １３ 超音波受信器 １９ 嵌合凹部 ２０ 下流側流路 ２１ 係止ピン ２２ 係止孔 ２３ ロック用ビス ２５ 係止機構 ２７ ケーシング ３１ 曲がり管 ３２ 下流側配管 ３５，３６ カルマン渦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測流体が流れる内部流路に流量計測部
   を有する第１のハウジングと、 該第１のハウジングの外周に回動自在に嵌合する第２の
   ハウジングと、 該第２のハウジングの外周に設けられ、前記流量計測部
   により計測された流量計測値を表示する流量指示部と、 前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとを任意
   の相対位置で係止する係止機構と、 よりなることを特徴とする流量計。