JP2007278959A

JP2007278959A - 圧力計

Info

Publication number: JP2007278959A
Application number: JP2006108389A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Katou; 暁之加藤
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2006-04-11
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】信頼性があり、且つ安価で作製も簡単な圧力計を実現する。
【解決手段】一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、前記本体ボディと前記センサ室蓋との接合部分に設けられ前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記センサ室蓋とを溶接固定する第１の溶接部を具備したことを特徴とする圧力計である。
【選択図】図１

Description

本発明は、信頼性があり、且つ安価で作製も簡単な圧力計に関するものである。

圧力計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００２−３４０７１７号公報従来例

図５は従来より一般に使用されている従来例の構成説明図、図６は図５の要部構成説明図である。
図において、本体ボディ１は、一端側に凹部２が設けられ他端側に測定流体に接する突出部３が設けられている。

センサ室蓋４は、本体ボディ１に溶接固定５され、凹部２とセンサ室６を構成する。
ニップル７は、突出部３と隙間８を保って本体ボディ１に一端が溶接固定９され、他端がプロセス流体が流れている配管に接続される。

シールダイアフラム１１は、突出部３の先端平面を覆って設けられ、突出部３の先端平面と受圧室１２を構成し、プロセス流体の圧力を受ける。
連通孔１３は本体ボディ１に設けられ、センサ室６と受圧室１２とを連通する。
封入液１４は、センサ室６と連通孔１３と受圧室１２とに封入され、圧力を伝達する。
この場合は、シリコンオイルが封入されている。

台座１５は、センサ室６内に設けられ、この場合は、センサ室蓋４に固定されている。
センサ１６は、台座１５に、この場合は、接着固定され、圧力を電気信号に変える。
電気配線１７は、センサ室蓋４にハーメチックシール１８されている。
ニップル７，本体ボディ１，センサ室蓋４は溶接やロウ付けによって接続されている。
各部品は簡単で安く作製するために、単純な構造になっており、溶接しやすい構造になっている。

このような装置においては、以下の間題点がある。
圧力計の信頼性項目として破壊があり，項目として静的と疲労がある。
２つとも応力が大きくなると問題になるが、超高圧（１００ＭＰａ以上）になると応力が母材の降伏点や疲労振幅に近づく。

圧力容器の内部の角は応力が集中する部分でさらに応力が大きくなる。
また、溶接部分は応力集中に敏感で，母材の強度に関係なく疲労破壊してしまう場合がある。

図５に示す如く、一般的な圧力計構造では圧力を受ける角の部分ａで溶接される。これは構造が作りやすいためである。
しかし圧力を受ける角ａは圧力よって発生する応力が集中するために、平坦部に比べて応力が大きくなる。

更に、図６に示す如く、ニップルと配管部を溶接した部分を引き剥がす方向の力Ｆ１が加わる。
このように、一般的に溶接しやすい構造は，超高圧で使用される場合には、信頼性に不安があることが分かる。

本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、信頼性があり、且つ安価で作製も簡単な圧力計を提供することにある。

このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の圧力計においては、
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、前記本体ボディと前記センサ室蓋との接合部分に設けられ前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記センサ室蓋とを溶接固定する第１の溶接部を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項２の圧力計においては、
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、前記本体ボディと前記ニップルとの接合部分に設けられ前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記ニップルとを溶接固定する第２の溶接部を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項３の圧力計においては、
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、前記センサ室の壁面の面部分まで先端部分が達して前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に垂直な方向を除く方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記センサ室蓋とを角でなく平坦部で溶接固定する第３の溶接部を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項４の圧力計においては、
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、前記隙間の壁面の面部分まで先端部分が達して前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に垂直な方向を除く方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記ニップルとを角でなく平坦部で溶接固定する第４の溶接部を具備したことを特徴とする。

本発明の請求項１，請求項２によれば、次のような効果がある。
溶接部が引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられたので、溶接部に引き剥がしが加わらないため、破壊しにくくなり信頼性が向上し、且つ安価で作製も簡単な圧力計が得られる。
また、請求項２に示すようなプロセス流体に接する溶接部は応力腐食される可能性が高いため，応力の影響を低減することで更に信頼性が向上できる圧力計が得られる。

本発明の請求項３，請求項４によれば、次のような効果がある。
溶接部が壁面の面部分まで先端部分が達して、測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に垂直な方向を除く方向に沿って設けられたので、溶接部への引き剥がし力の作用の影響が少なくなり、破壊しにくくなり信頼性が向上し、且つ安価で作製も簡単な圧力計が得られる。

角の部分で溶接できない場合や，応力集中する角で溶接部しないことで応力が低減できる場合に効果がある圧力計が得られる。
また、請求項４に示すようなプロセス流体に接する溶接部は応力腐食される可能性が高いため，応力の影響を低減することで更に信頼性が向上する圧力計が得られる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の要部構成説明図である。
図において、図５と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図５との相違部分のみ説明する。

図１において、本体ボディ２１は、一端側に凹部２２が設けられ他端側に測定流体に接する突出部２３が設けられている。
センサ室蓋２４は、本体ボディ２１に溶接固定２５され、凹部２２とによりセンサ室２６が構成される。

この場合は、溶接固定部分２５である第１の溶接部２５は、本体ボディ２１とセンサ室蓋６との接合部分に設けられ、測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向Ａ１に沿って設けられ、本体ボディ２１とセンサ室蓋２４とを溶接固定する。

ニップル２７は、突出部２３と隙間２８を保って本体ボディ２１に一端が溶接固定２９され、他端がプロセス流体が流れている配管に接続される。
この場合は、溶接固定部分２９である第２の溶接部２９は、本体ボディ２１とニップル２７との接合部分に設けられ、測定流体の圧力により作用する引き剥がし力Ａ１の作用する方向に沿って設けられ、本体ボディ２１とニップル２７とを溶接固定する。

シールダイアフラム３１は、突出部２３の先端平面を覆って設けられ、突出部２３の先端平面と受圧室３２を構成し、プロセス流体の圧力を受ける。
連通孔３３は本体ボディ２１に設けられ、センサ室２６と受圧室３２とを連通する。
封入液３４は、センサ室２６と連通孔３３と受圧室３２とに封入され、圧力を伝達する。
この場合は、シリコンオイルが封入されている。

台座３５は、センサ室２６内に設けられ、この場合は、センサ室蓋２４に固定されている。
センサ３６は、台座３５に、この場合は、接着固定され、圧力を電気信号に変える。
電気配線３７は、センサ室蓋２４にハーメチックシール３８されている。
ニップル２７，本体ボディ２１，センサ室蓋２４は溶接やロウ付けによって接続されている。

この結果、
図２に示す如く、溶接部２５，２９が引き剥がし力の作用する方向Ａ１に沿って設けられたので、溶接部２５，２９に引き剥がしが加わらないため、疲労寿命が長くなり、破壊しにくくなり信頼性が向上し、且つ安価で作製も簡単な圧力計が得られる。

図３は本発明の他の実施例の要部構成説明図、図４は図３の要部構成説明図である。
図３において、本体ボディ４１は、一端側に凹部４２が設けられ他端側に測定流体に接する突出部４３が設けられている。
センサ室蓋４４は、凹部４４１を有し、本体ボディ４１に溶接固定４５され、凹部４４１と凹部４２とによりセンサ室４６が構成される。

この場合は、溶接固定部分４５である第３の溶接部４５は、センサ室４６の壁面の角を除く平坦な面部分４６１まで先端部分が達し、本体ボディ４１とセンサ室蓋４４とを溶接固定する。

ニップル４７は、突出部４３と隙間４８を保って本体ボディ４１に一端が溶接固定４９され、他端がプロセス流体が流れている配管に接続される。
この場合は、溶接固定部分４９である第４の溶接部４９は、隙間４８の壁面の角を除く平坦な面部分４８１まで先端部分が達し、本体ボディ４１とニップル４７とを溶接固定する。

シールダイアフラム５１は、突出部４３の先端平面を覆って設けられ、突出部４３の先端平面と受圧室５２を構成し、プロセス流体の圧力を受ける。
連通孔５３は本体ボディ２１に設けられ、センサ室２６と受圧室５２とを連通する。
封入液５４は、センサ室２６と連通孔５３と受圧室５２とに封入され、圧力を伝達する。
この場合は、シリコンオイルが封入されている。

台座５５は、センサ室２６内に設けられ、この場合は、センサ室蓋２４に固定されている。
センサ５６は、台座５５に、この場合は、接着固定され、圧力を電気信号に変える。
電気配線５７は、センサ室蓋４４にハーメチックシール５８されている。
ニップル４７，本体ボディ４１，センサ室蓋４４は溶接やロウ付けによって接続されている。

この結果、
溶接部４５，４９が角でなく平坦部にあり、測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向Ａ２に垂直な方向を除く方向に沿って設けられたので、溶接部４５，４９への引き剥がし力の作用の影響が少なくなり、破壊しにくくなり信頼性が向上し、且つ安価で作製も簡単な圧力計が得られる。

なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。

本発明の一実施例の要部構成説明図である。図１の要部拡大説明図である。本発明の他の実施例の要部構成説明図である。図３の要部拡大説明図である。従来より一般に使用されている従来例の構成説明図である。図５の要部拡大説明図である。

符号の説明

１本体ボディ
２凹部
３突出部
４センサ室蓋
５溶接固定
６センサ室
７ニップル
８隙間
９溶接固定
１１シールダイアフラム
１２受圧室
１３連通孔
１４封入液
１５台座
１６センサ
１７電気配線
１８ハーメチックシール
２１本体ボディ
２２凹部
２３突出部
２４センサ室蓋
２４１凹部
２５第１の溶接部
２５１第１の突起
２６センサ室
２７ニップル
２８隙間
２９第２の溶接部
３１シールダイアフラム
３２受圧室
３３連通孔
３４封入液
３５台座
３６センサ
３７電気配線
３８ハーメチックシール
４１本体ボディ
４２凹部
４３突出部
４４センサ室蓋
４４１凹部
４５第３の溶接部
４５１第１の突起
４６センサ室
４６１面部分
４７ニップル
４８隙間
４８１面部分
４９第４の溶接部
５１シールダイアフラム
５２受圧室
５３連通孔
５４封入液
５５台座
５６センサ
５７電気配線
５８ハーメチックシール
ａ圧力を受ける角の部分
Ｆ１引き剥がす方向の力
Ａ１引き剥がす方向の力
Ａ２引き剥がす方向の力

Claims

一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、
前記本体ボディと前記センサ室蓋との接合部分に設けられ前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記センサ室蓋とを溶接固定する第１の溶接部を具備したことを特徴とする圧力計。
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、
前記本体ボディと前記ニップルとの接合部分に設けられ前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記ニップルとを溶接固定する第２の溶接部を具備したことを特徴とする圧力計。
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、
前記センサ室の壁面の面部分まで先端部分が達して前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に垂直な方向を除く方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記センサ室蓋とを角でなく平坦部で溶接固定する第３の溶接部を具備したことを特徴とする圧力計。
一端側に突出部が設けられた本体ボディと、前記突出部と隙間を保って前記本体ボディの一端側に一端が固定されたニップルと、前記本体ボディの他端側に設けられた凹部と、この凹部を覆って設けられこの凹部と圧力センサ室を構成するセンサ室蓋と、前記突出部に設けられ前記圧力センサ室に測定圧を伝達するシールダイアフラムとを具備する圧力計において、
前記隙間の壁面の面部分まで先端部分が達して前記測定流体の圧力により作用する引き剥がし力の作用する方向に垂直な方向を除く方向に沿って設けられ前記本体ボディと前記ニップルとを角でなく平坦部で溶接固定する第４の溶接部を具備したことを特徴とする圧力計。