WO2015064115A1

WO2015064115A1 - 電磁流量計

Info

Publication number: WO2015064115A1
Application number: PCT/JP2014/050581
Authority: WO
Inventors: 智北條
Original assignee: 株式会社東芝
Priority date: 2013-10-29
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2015-05-07
Also published as: JP2015087157A; CA2928978A1; KR20160061372A; CN105683719A; US20160238420A1; EA201690883A1

Abstract

　実施形態にかかる電磁流量計は、一例として、測定管（管）と、検出部と、フランジと、を備える。測定管（管）には、被測定流体が流れる。検出部は、被測定流体を検出する。フランジは、測定管（管）を外周側から囲った状態で結合具によって測定管（管）と一体化された複数の部材（５Ａ，５Ｂ）を有する。

Description

電磁流量計

　本発明の実施形態は、電磁流量計に関する。

　従来、フランジが管に全周溶接によって取り付けられた電磁流量計が知られている。

特開２００９－２８８０２６号公報

　この種の電磁流量計では、例えばフランジの取付孔の位置が異なるなどの複数の仕様で、電磁流量計を構成する一部の部品を共用化することができれば、好ましい。

　実施形態にかかる電磁流量計は、一例として、管と、検出部と、フランジと、を備える。管には、被測定流体が流れる。検出部は、被測定流体を検出する。フランジは、管を外周側から囲った状態で結合具によって管と一体化された複数の部材を有する。

図１は、第１実施形態にかかる電磁流量計の一例を示す斜視図である。図２は、図１のII-II断面図である。図３は、図２のIII-III断面図である。図４は、第２実施形態にかかる電磁流量計の一例を示す平面図（一部断面図）である。図５は、第３実施形態にかかる電磁流量計の一例を示す平面図（一部断面図）である。

　以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、以下の複数の実施形態には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。また、以下に示される実施形態の構成（技術的特徴）、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、あくまで一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能であるとともに、基本的な構成（技術的特徴）によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）を得ることが可能である。

＜第１実施形態＞
　本実施形態では、一例として、図１に示されるように、電磁流量計１は、検出器２と、変換器３（表示器、電子機器）と、を備える。検出器２は、内部に流路７ａが設けられた管体７と、流路７ａを流れる被測定流体を検出する検出部１４（図２参照）と、を有する。検出部１４は、被測定流体に接触する一対の電極部９，９（図２では一つだけが示されている）と、管体７の収容部２０に収容された励磁コイル８（コイル部）と、を有する。一対の電極部９，９を結ぶ線は、管体７（測定管４）の軸心（以下、単に軸心と記す）と略直交している。また、励磁コイル８は、一対の電極部９，９を結ぶ線と軸心とに直交する方向に磁界を生成する。変換器３は、表示装置１２等が設けられた筐体１０と、制御部（図示されず）と、を有する。変換器３は、連結部１３を介して検出器２に固定されている。連結部１３の内部には、変換器３（制御部）と検出器２（検出部１４）とを電気的に接続する配線（ハーネス、コード）等が設けられている。

　電磁流量計１では、励磁コイル８によって管体７の内部に磁界が生成され、その磁界と直交する方向に被測定流体が流れると、磁界と被測定流体とに直交する方向に起電力が発生する。被測定流体によって発生した起電力は、一対の電極部９，９によって検出される。そして、一対の電極部９，９から起電力に応じた検出信号が変換器３の制御部に送られる。制御部は、検出信号から起電力の大きさ（値）を算出（検出）する。そして、制御部は、算出した起電力の大きさから流量を算出し、表示装置１２（表示画面１２ａ）にその流量を表示させる。

　表示装置１２は、表示画面１２ａを有する。表示装置１２は、表示画面１２ａが視認可能な状態に、筐体１０に支持されている。本実施形態では、一例として、表示装置１２は、筐体１０内に収容されるとともに、パネル１１で覆われている。パネル１１には、透明（例えば無色透明）な覆部１１ａ（透過部、透光部、窓）が設けられている。表示装置１２の表示画面１２ａは、覆部１１ａを介して視認される。表示装置１２は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ，Liquid　Crystal　Display）等である。

　管体７は、一例として、図１，２に示されるように、測定管４（管）と、フランジ５と、ライニング６と、を有する。管体７は、被測定流体が流れる別の管体（測定対象の管体、図示されず）と連結されうる。検出部１４および制御部は、別の管体から管体７へ流入した被測定流体の流量を検出する。

　測定管４は、一例として、基部４１（筒状部）と、張出部４２（フランジ部）と、を有する。基部４１は、管体７の軸方向（軸心方向）に沿った筒状（本実施形態では、一例として円筒状）に構成されている。張出部４２は、基部４１の軸方向両側の端部４１ｃ，４１ｃ（図２参照）に設けられ、軸方向と交差する方向（本実施形態では、一例として直交方向）に張り出している。張出部４２は、軸方向との直交方向（径方向）に沿って広がった扁平な板状かつ環状（本実施形態では、一例として円環状）に構成されている。

　基部４１は、外面４１ａ（外周面、外側面、流路７ａと反対側の面、第一の面）と、内面４１ｂ（内周面、内側面、流路７ａ側の面、第二の面）と、を有する。収容部２０（励磁コイル８）やフランジ５等は、測定管４（基部４１）の外面４１ａに設けられ、一対の電極部９，９やライニング６等は、測定管４（基部４１）の内面４１ｂに設けられている。また、張出部４２は、端面４２ａ（フランジ５と反対側の面、第一の面）と、端面４２ｂ（フランジ５側の面、第二の面）と、を有する。測定管４は、一例として、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などの非磁性材料によって構成されうる。

　収容部２０は、一例として、一対の端板部１５，１５と、覆部１６（カバー）と、を有する。一対の端板部１５，１５は、測定管４（基部４１）の軸方向に間隔をあけて設けられ、軸方向と交差する方向（本実施形態では、一例として直交方向）に沿った姿勢で配置されている。端板部１５は、例えば、溶接等によって基部４１の外面４１ａに固定（結合）されうる。覆部１６は、励磁コイル８の基部４１とは反対側に位置され、当該励磁コイル８を覆っている。覆部１６は、例えば、溶接等によって端板部１５の外周部に固定（結合）されうる。

　ライニング６は、一例として、筒部６ａ（第一の部分）と、フレア部６ｂ（第二の部分）と、を有する。筒部６ａは、基部４１の内面４１ｂに沿った筒状（本実施形態では、一例として円筒状）に構成され、内面４１ｂを覆っている（被覆している）。筒部６ａの内面は、流路７ａを構成している。フレア部６ｂは、張出部４２の端面４２ａに沿った環状（本実施形態では、一例として板状かつ円環状）に構成され、端面４２ａを覆っている（被覆している）。フレア部６ｂは、筒部６ａの軸方向の両端部に設けられ、軸方向と交差する方向（本実施形態では、一例として直交方向）に張り出している。このように、フレア部６ｂは、張出部４２を軸方向の外側から覆っている。

　また、フレア部６ｂは、端面６ｃを有する。端面６ｃは、張出部４２の端面４２ａとは反対側の面であり、管体７の外面を構成している。ライニング６は、一例として、基部４１と張出部４２とに亘って設けられている。ライニング６は、筒部６ａやフレア部６ｂによって、基部４１の内面４１ｂと張出部４２の端面４２ａとを保護している。ライニング６は、例えば、フッ素樹脂等の合成樹脂材料によって構成されうる。

　フランジ５は、一例として、基部４１の外面４１ａに沿った環状（本実施形態では、一例として円環状）に構成されている。フランジ５は、測定管４（基部４１）の軸方向両側の端部４１ｃ，４１ｃに設けられている。なお、一対のフランジ５，５を特段に区別せずに説明する場合には、それらを単にフランジ５とも称する。

　フランジ５は、端面５ａ（面、結合面）を有する。端面５ａは、結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）と重ねられる（対向する）面である。また、フランジ５には、軸方向に沿って当該フランジ５を貫通した孔５ｂ（取付孔）が設けられている。孔５ｂは、図３に示されるように、フランジ５の周方向に沿って等間隔（任意の間隔）で、複数（任意の数）の箇所に設けられている。孔５ｂには、管体７と結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）とを結合する結合具（例えばボルト等、図示されず）が挿通される。フランジ５は、一例として、ＳＵＳ（ステンレス鋼）などの金属材料によって構成されうる。

　また、フランジ５は、複数の部材によって構成されている。具体的には、図１，３に示されるように、フランジ５は、一例として、第一の部材５Ａと、第二の部材５Ｂと、を有する。第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂは、管体７の中心軸を通る平面でフランジ５を均等に二分割した形状を成している。第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとは、互いに同一形状である。

　第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂは、図３に示されるように、それぞれ、基部５１と、一対の突出部５２，５３と、端面５４，５５と、を有する。基部５１は、測定管４（基部４１）の外面４１ａに沿った円弧状（アーチ状）に構成されている。突出部５２は、基部５１の周方向の一方側の端部５１ａに設けられ、基部５１の径方向外側に向けて突出している。突出部５３は、基部５１の周方向の他方側の端部５１ｂに設けられ、基部５１の径方向外側に向けて突出している。端面５４および端面５５は、互いに重ねられる（対向する）面である。端面５４および端面５５は、それぞれ、基部５１と一対の突出部５２，５３とに亘っている。さらに、突出部５２および突出部５３には、孔５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ（取付孔）が設けられている。孔５２ａ，５２ｂは、突出部５２と交差する方向（本実施形態では、一例として直交方向）に沿って当該突出部５２を貫通している。また、孔５３ａ，５３ｂは、突出部５３と交差する方向（本実施形態では、一例として直交方向）に沿って当該突出部５３を貫通している。

　第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとは、結合具１８（本実施形態では、一例としてボルト１８ａとナット１８ｂ）によって一体化される。具体的には、第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂは、張出部４２の端面４２ｂと重ねられ、点溶接（点溶接による溶接箇所をＷｐで示す、図２参照）によって基部４１や張出部４２に部分的に位置決め固定される。そして、突出部５２，５３のそれぞれの孔５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂにボルト１８ａが通され、ナット１８ｂの締め付けによって第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとが一体化される。ここで、本実施形態では、図３に示されるように、端面５４と端面５５とが重ねられた状態で、第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとの間に、突出部５２と突出部５３とを結ぶ方向に延びる一定の隙間３０が設けられるよう構成されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、製造ばらつき（寸法ばらつき）が吸収されやすい。よって、一例としては、隙間３０が無い場合に比べて、結合具１８による結合力がより確実に得られやすく、ひいては、測定管４とフランジ５（第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂ）とがより強固に一体化されやすい。

　また、本実施形態では、図２に示されるように、第一の部材５Ａや第二の部材５Ｂは、測定管４への取り付け時に、点溶接（溶接箇所Ｗｐ）によって基部４１や張出部４２に部分的に位置決め固定されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、測定管４に第一の部材５Ａや第二の部材５Ｂを取り付ける作業が、より容易に、より円滑に、あるいはより精度よく行われやすい。

　以上のように、本実施形態では、一例として、フランジ５は、結合具１８によって測定管４と一体化された第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂを有する。よって、本実施形態によれば、一例としては、フランジ５が測定管４に全周溶接によって取り付けられる従来の構成と比べて、フランジ５が測定管４により簡単に取り付けられやすい。また、本実施形態によれば、一例としては、一つの測定管４と、仕様が異なるフランジ５とを結合して、仕様が異なる複数の管体７（電磁流量計１）を得ることができる。すなわち、仕様が異なる複数の管体７（電磁流量計１）について、測定管４が共用化されやすくなる。よって、一例としては、電磁流量計１の製造コストがより低減されやすい。また、測定管４にフランジ５が全周溶接されていた場合に比べて、ライニング６への熱影響がより低減されやすい。

　また、本実施形態では、一例として、結合具１８によってフランジ５（第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂ）を測定管４に取り付ける構成であるため、ライニング６の成形後に、測定管４（基部４１）にフランジ５を取り付けることができるという利点がある。ここで、フランジ５を全周溶接によって取り付ける従来の構成では、ライニング６への熱影響を考慮して、ライニング６の成形前に、測定管４（基部４１）にフランジ５を取り付ける必要があった。この場合、例えば、結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）の規格（大きさ）に合う在庫が無い場合にあっては、測定管４とフランジ５とを一体化した管体７を造るところから始めなければならず、製造リードタイム（待ち時間）が比較的長くなりやすかった。その点、本実施形態によれば、測定管４に対するライニング６の成形後に、当該測定管４（基部４１）にフランジ５を取り付けることができるため、製造リードタイムが短縮されやすくかつ製造途中の在庫も減りやすいという利点がある。よって、本実施形態によれば、一例としては、電磁流量計１の製造に要する手間や費用が低減されやすい。

　また、本実施形態では、一例として、測定管４は、基部４１と当該基部４１の端部４１ｃに設けられた張出部４２とを有し、フランジ５と張出部４２とが軸方向に重なっている。よって、本実施形態によれば、一例としては、張出部４２によって第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとが測定管４の軸方向に動くのが抑制されやすい。よって、一例としては、測定管４に第一の部材５Ａや第二の部材５Ｂを取り付ける作業がより容易に、より円滑に、あるいはより精度よく行われやすい。また、一例としては、フランジ５（一体化された第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂ）が、測定管４から外れるのが抑制されやすい。

　また、本実施形態では、一例として、ライニング６は、基部４１の内面４１ｂを覆った筒部６ａ（第一の部分）と、張出部４２を軸方向の外側から覆ったフレア部６ｂ（第二の部分）と、を有する。よって、本実施形態によれば、一例としては、フレア部６ｂによって、フランジ５と結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）との間のシール性が高まりやすい。

　なお、本実施形態では、電磁流量計１が、一対の電極部９，９が被測定流体と接触する接液型である場合を例示したが、これには限定されず、電磁流量計１は、一対の電極部９，９が被測定流体と接触しない非接液型であってもよい。

　また、本実施形態では、第一の部材５Ａや第二の部材５Ｂが、点溶接によって測定管４に対して位置決めされたが、点溶接は必ずしも行う必要はない。なお、点溶接は、全周溶接と異なり部分的に溶接が行われるため、ライニング６の成形後に行われたとしても、ライニング６への熱影響は低減されやすい。

＜第２実施形態＞
　図４に示される実施形態にかかる電磁流量計は、上記第１実施形態の電磁流量計１と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

　ただし、本実施形態では、一例として、図４に示されるように、覆部１６Ａが、測定管４の軸方向に沿って延設され、フランジ５と接続されている。具体的には、本実施形態では、一例として、覆部１６Ａは、フランジ５（第一の部材５Ａおよび第二の部材５Ｂ）に全周溶接（全周溶接による溶接箇所をＷｆで示す）によって固定されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）とフランジ５との結合時にフランジ５にかかる負荷を、覆部１６Ａに逃がすことができる。よって、一例としては、結合対象（管体７と連結される別の管体のフランジ）との結合によるフランジ５における応力の増大が抑制されやすい。なお、全周溶接による溶接箇所Ｗｆが測定管４から離間しているため、ライニング６への熱影響が少ないという利点もある。また、全周溶接によって、覆部１６Ａとフランジ５との間の隙間からの水や異物等の進入が抑制される。

＜第３実施形態＞
　図５に示される実施形態にかかる電磁流量計は、上記第２実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によっても、上記第２実施形態と同様の構成に基づく同様の結果（効果）が得られる。

　ただし、本実施形態では、一例として、図５に示されるように、覆部１６Ａとフランジ５とが一体成形されている。具体的には、本実施形態では、一例として、管体７は、第一部材２３と、第二部材２４と、を備える。第一部材２３は、フランジ５の第一の部材５Ａと、覆部１６Ａの第一の覆部材２６と、が一体成形されたものである。また、第二部材２４は、フランジ５の第二の部材５Ｂと、覆部１６Ａの第二の覆部材２７と、が一体成形されたものである。第一部材２３および第二部材２４は、一例として、金属材料の鋳造（ダイキャスト）によって構成された、鋳造部品（ダイキャスト部品）である。また、第一部材２３および第二部材２４は、管体７の中心軸を通る平面でフランジ５ならびに覆部１６Ａを均等に二分割した形状を成している。第一部材２３と第二部材２４とは、互いに同一形状である。そして、本実施形態では、結合具１８によって第一の部材５Ａと第二の部材５Ｂとが結合されるとともに、結合具２１（本実施形態では、一例としてボルト２１ａとナット２１ｂ）によって第一の覆部材２６と第二の覆部材２７とが結合され、第一部材２３と第二部材２４とが一体化される。よって、本実施形態によれば、一例としては、覆部１６Ａとフランジ５とが一体化されている分、覆部１６Ａとフランジ５との結合に関しては組み立て時における溶接作業を省略することができる。よって、製造リードタイムをより短縮できる場合がある。また、一例としては、覆部１６Ａとフランジ５とが一体成形されたため、管体７の剛性や強度が高まりやすい。

　以上、本発明の実施形態を例示したが、上記実施形態はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。例えば、第一の部材と第二の部材との間の隙間や、第一の覆部材と第二の覆部材との間の隙間には、介在物（クッション部材や、シール部材等）を介在させてもよい。

Claims

　被測定流体が流れる管と、
　前記被測定流体を検出する検出部と、
　前記管を外周側から囲った状態で結合具によって前記管と一体化された複数の部材を有したフランジと、
　を備えた、電磁流量計。
　前記検出部は、前記管の外面に設けられたコイル部を有し、
　前記フランジと接続され前記コイル部の前記管とは反対側を覆った覆部を、さらに備えた、請求項１に記載の電磁流量計。
　前記覆部と前記フランジとが互いに溶着された、請求項２に記載の電磁流量計。
　前記覆部と前記フランジとが一体成形された、請求項２に記載の電磁流量計。
　前記管は、軸方向に延びた筒状の基部と、当該基部の軸方向の端部に設けられ軸方向と交差する方向に張り出した張出部と、を有し、
　前記張出部と前記フランジとが軸方向に重なった、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の電磁流量計。
　前記基部の内面を覆った第一の部分と、前記張出部を軸方向の外側から覆うとともに前記第一の部分と繋がった第二の部分と、を有したライニングを、さらに備えた、請求項５に記載の電磁流量計。