JP3345466B2 - 渦流量計 - Google Patents

渦流量計

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JP3345466B2 JP15728593A JP15728593A JP3345466B2 JP 3345466 B2 JP3345466 B2 JP 3345466B2 JP 15728593 A JP15728593 A JP 15728593A JP 15728593 A JP15728593 A JP 15728593A JP 3345466 B2 JP3345466 B2 JP 3345466B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、渦流量計に関し、より詳細には
ボール弁のボール内に渦発生体を配設した渦流量計に関
する。
【0002】
【従来技術】周知のように、渦流量計は、流体の流れる
流管中に渦発生体を配設したとき、該渦発生体から単位
時間内に発生するカルマン渦の数が或るレイノルズ数範
囲で流量に比例することを利用した推測形の流量計であ
る。発生する渦は、渦発生体まわりに生ずる流れ変化又
は圧力変化として渦センサにより検出される。これらの
渦センサは、渦発生体内に固着されるか着脱可能に配設
されている。これらの渦センサは、流体の温度・圧力等
の物理的条件又は多様な液種の中で化学的に変化を受け
る可能性のある条件下に使用されるので高い信頼性は要
求されるが、万が一、故障の際は、補修できるようにし
ておかなければならない。
【0003】図6は、従来の渦流量計を配管に取り付け
た状態を説明するための図で、図中、30は渦流量計、
31は流管、32,33及び35は開閉弁、34はバイ
パス流路である。渦流量計30は、例えば、断面三角形
状の渦発生体30aを有し、該渦発生体30aは底辺を
流れQに面して流管31に配設され矢印Q方向のみの流
量が計測される。渦流量計30の前後流側には開閉弁3
2,33が配設されており、流管31には開閉弁35を
有するバイパス流路34が配設されている。
【0004】渦流量計30の補修に当ってはバイパス流
路34の開閉弁35を開弁し流管31側の開閉弁32,
33を閉じてから渦流量計30を流管31から取り外し
て、例えば、渦発生体30aに配設された渦センサ(図
示せず)等の補修を行ったあと、流管31に渦流量計3
0を配設して開閉弁32,33を開路しバイパス流路3
4の開閉弁35を閉じる。上述のように、従来の渦流量
計では補修を行うために3個の開閉弁を必要とした。
【0005】本出願人は、先に実公昭55−15063
号公報における「流量計」においてボール弁内に渦流量
計を内蔵させ、流量計機能と弁機能とを兼ね備えた流量
計を提案した。しかし、この流量計には渦発生体をボー
ル弁から着脱する着脱機構の説明はなされておらず、ま
た、着脱可能としてもボール弁の弁体であるボールを閉
止して渦発生体を取り出そうとすると、流体が高圧のと
きボール内に閉止された高圧流体が流出し危険な流体の
場合思わぬ事故が生ずることがあった。特に流体がガス
のときは、圧縮されたガスが噴き出すという問題点があ
った。
【0006】
【目的】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもの
で、ボール弁が開弁したとき配管に連通する流路を弁体
であるボールに穿孔し、該ボールの流路内に渦発生体を
固着し、この渦発生体に着脱可能に挿入される渦センサ
を渦流量計の前後の開閉弁を設けることなく前記ボール
弁を閉弁することにより渦センサを着脱できるようにす
ること、また、閉弁して渦センサを取り出すとき、ボー
ルの流路内に収容された高圧流体の漏れによる操作者に
影響を与えないこと、更には、本体とボール間のシール
不良が発生して弁室内に流体が洩れることがあっても、
渦センサが絶縁不良にならないようにすること、更に
は、流体の正逆方向の流れを測定するために特別の機構
を付加することなく行なう渦流量計を提供することを目
的とするものである。
【0007】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
流体が流れる配管のフランジ間に取り付けられたボール
弁と、該ボール弁のボールの流路内に両端が固着された
渦発生体と、該渦発生体の軸方向に着脱可能に配設され
た渦センサとからなり、前記ボール弁を閉止後、渦セン
サを着脱可能としたこと、更には、(2)前記(1)に
おいて、ボールの流路に開口し、前記ボール弁を閉弁し
たとき該流路内の流体を大気開放する開閉弁を有するこ
と、更には、(3)前記(1)又は(2)において、水
平に配設された流路に対し、前記ボール弁を開閉する開
閉軸を下方側に位置し、前記渦センサを流路上方側で着
脱可能としたこと、更には、前記(1)乃至(3)の何
れかにおいて、渦センサ取付側の本体内周壁面と、該本
体内周壁面と等径同軸で前記ボールに形成された凹陥部
内周壁面とに液密に嵌挿される円筒体で、前記本体内周
壁に係止されるカラーと、前記凹陥部内に着脱可能に取
付けられた渦センサとからなること、更には、(5)前
記(1)乃至(4)の何れかにおいて、前記ボール弁を
閉弁したとき、流路の上流側と下流側とを連通する流通
路をボールに配設したこと、更には、(6)前記(1)
乃至(5)の何れかにおいて、前記ボール弁のボールの
流路が0°と180°とで配管に連通するようにボール
を180°回転可能とし、該ボールの回転によりボール
流路内に配設された渦発生体が正逆方向に流れる流体の
流量を測定すること、更には、(7)前記(1)乃至
(5)の何れかにおいて、前記ボール弁の開閉軸又は開
閉軸まわりに、該ボール弁が開弁する0°と180°及
び閉弁する90°の各々の位置を表示する表示手段を配
設したことを特徴とするものである。以下、本発明を実
施例に基いて説明する。
【0008】図1(a),(b)は、本発明における渦
流量計を説明するための構造図で、(a)図は、渦流量
計を流れ方向からみた図、(b)図は(a)図のB−B
線断面図であり、図中、1は渦流量計、2は本体、3は
流路、4は弁室、5はボール、6は開閉軸、7はシール
部材、8は下部押えリング、9は上部押えリング、10
は上蓋、11は渦発生体、12は渦センサ、13は取付
筒、14は変換器、15は固定板、16,17はボル
ト、18は外部導管、19は開閉弁、20はシールリン
グ、21は配管である。
【0009】渦流量計1は、フランジ付の配管21,2
1内に取り付けられる本体2と、該本体2の弁室4内に
回転可能にシールリング20によりシールされた流路5
aを有するボール5と、該ボール5の流路5a内に直角
に燒嵌め等で両端を固定し、更に、一部溶着した渦発生
体11と、該渦発生体11に穿設した凹陥部内に着脱可
能に装着される渦センサ12と、該渦センサ12から出
力される渦信号の導線12aを挿通する取付筒13と、
該取付筒13に取り付けられ、前記導線12aを接続し
て渦信号を入力し流量信号に変換する変換器14とから
なっている。
【0010】而して、ボール5は、本体2とでボール弁
を形成し、ボール5はハンドル(図示せず)で、開閉軸
6を回転することにより本体2の流路3を開閉する。流
路3がボール5の流路5aと連通したとき開弁状態で、
流路3と流路5aとが直角になったときが閉弁状態であ
る。開閉軸6はボール5に流路5aと直角方向に着脱可
能に取り付けられる。すなわち、開閉軸6は、先端が四
角柱6bとなっており、この部分をボール5に嵌挿し、
他端側にシール部材7が配設され、該シール部材7は押
えリング8で押圧され弁室4内の流体をシールする。開
閉軸6の他端側は2面幅6aが形成され、該2面幅6a
に着脱可能にハンドルが取り付けられている。
【0011】開閉軸6と反対側のボール5の面には渦発
生体11内に嵌挿される渦センサ12が片持ちに固着さ
れ、該渦センサ12には渦センサ12をボール5に取り
付けるフランジ12bがあり、該フランジ12bはボル
ト等でボール5に固着される。また、フランジ12bを
取り囲むように変換器14を取り付けた取付筒13が、
ボール5上に螺着される。取付筒13は、上蓋10を介
して本体2に固着された上部押えリング9により押圧さ
れるシール部材7により着脱可能にシールされる。
【0012】(b)図の状態は、渦発生体11が流路3
と連通し流量計測可能な開弁状態で、開閉軸6を90°
回転することにより流路3とボール5の流路5aとは直
角になり閉弁状態となる。このとき流路5aは点線で示
した位置となり、流路5aは外部導管18と連通する。
このとき、開閉弁19を開弁すると流路5a内に収容さ
れた高圧流体は外部導管18を介して安全に外気に排出
される。
【0013】次に、渦センサ12を取り出すときは、ま
ず、ボルト16を回動して外し押えリング9を押圧して
いる固定板15を取り除きシール部材7の押圧を解き上
蓋10を取り外すことにより取付筒13をボール5から
外すことができる。渦発生体11には渦センサ12に流
体圧を作用させるための流体に連通する導圧口(図示せ
ず)が配設されているが、流路5a内の流体圧力は外部
導管18を介して外気と同じ圧力になっているので安全
に渦センサ12を取り出すことができる。
【0014】図示のように、配管21が水平に配設され
た場合、ボール弁の開閉軸6が配管21の軸に対し下方
に位置していると、渦センサ12は配管21の上部で取
外すことができる。渦流量計1をこのような位置に配設
すると、渦センサ12は上部から取り外すことができ
る。特に、配管21と固定面が近接しているときに取り
外しが容易である。
【0015】図1の渦流量計1は、本体2とボール5と
シールリング20でシールされている。しかし、流量計
測においては、測定流体は必ずしも純枠な流体ではな
く、多小の微粒子を含むことが多い。これを取り除くた
めに流路3内にフィルタが装着したとしても、フィルタ
を通過した流体内には微粒子が混入し、シールリング2
0を損傷し、弁室4内に流体が流入する場合がある。こ
のとき、もし流体が導電性であると、渦センサ12に絶
縁不良が発生するので、絶縁不良の発生を防止しなけれ
ばならない。
【0016】図2は、本発明における渦流量計の他の実
施例を説明するための図で、図中、24はカラー、25
は凹陥部、26は止めリング、27はカバーリング、2
8,29はOリングであり、図1と同じ作用をする部分
には図1と同一の参照番号を付している。
【0017】センサ12を取付ける本体2側の弁室4に
円筒壁面2cを形成し、ボール5には該円筒壁面2cと
同径同軸な凹陥部25を形成する。従って、凹陥部25
と円筒壁面2cとは円筒壁の部分を形成し、この円筒壁
内に円筒体であるカラー24を嵌挿し、止めリング26
で本体2に係止される。また、円筒壁面2cには、Oリ
ング溝が形成され、Oリング28が嵌込まれている。同
様に、凹陥部25の内周壁面5aにもOリング29が嵌
込まれてシールしており、この結果、シールリング20
が損傷等によりシール不良があったも、渦センサ12に
は流体が流入することはなく、絶縁不良の発生が防止で
きる。カラー24の開口部には、カバーリング27と取
付筒13とが取り付けられる。
【0018】以上の如く構成された渦流量計1は、ボー
ル5を閉弁状態から、更に、90°回転することにより
渦発生体11は、以前の状態に対して180°回転した
位置となるので、流体が逆方向に流れたときに正しい渦
発生体11の取付姿勢となっている。すなわち、流体が
流路3内を正逆方向に流れたとき開閉軸6を180°回
転することにより正逆方向の流れを正しく計測できる。
【0019】図3は、本発明による渦流量計の他の実施
例のボールの斜視図であり、図中、30は凹陥部、3
1,32は流通溝で、図1,2と同一の作用する部分に
は、図1,2と同一の参照番号を付している。
【0020】図3のボールは、図1,2に示したボール
5と同一のものであるが、ボール5の中心を通るX−X
軸上を貫通した流路5aと直角な軸Y−Y軸方向に流通
溝31,32が穿設されている。流通溝31,32は共
にボール5を閉弁したとき流路3の上下流を連通する流
路となる溝で、図示においてボール5の上部面を通る流
通溝31と下部面を通る流通溝32とからなり、共に閉
弁したときの流路3と当接するY−Y軸上のボール5の
表面に穿設された凹陥部30,30に並列に接続されて
いる。
【0021】上部の流通溝31はカラー24の外周を通
るため並列接続された流通溝31a,31bに別れてい
る。しかし、これらの流通溝31,32は、図示したも
のに限定されず、一方側のボール5の表面又は内部を通
るものもよく、要は、閉弁したとき流路3の流体を完全
に閉止するのではなく、流体が流通溝を通過する作用を
有する流通路であればよい。
【0022】以上の如く、流通溝31,32は、ボール
5を流通状態から90°回動したときの流通路となるた
め流体は完全に閉弁されることがなく、高圧、高速流体
を計測時、急激な圧力変化に伴なうウォータハンマ現象
を取り除くことができる。特に、測定流体が蒸気のよう
な圧縮性流体の場合に有効である。
【0023】図4は、正逆方向に流れる流体を測定する
状態を説明するための図で、(a)図は正方向流れQを
測定するとき、(b)図は逆方向の流れQを測定すると
きを示す図で、(a)図の開弁状態は正方向流れQの測
定、(b)図はボール5を180°回転して渦発生体1
1を逆向きとし逆方向の流れQを測定することができ
る。なお、渦流量計1が正逆方向の流れを測定するため
には、流路3と配管21との軸が正確に一致しない場合
は、流体の流れが乱れ、流量測定精度が低下するので、
0°,180°の位置が正しく定める必要がある。この
ために、開閉軸6が0°,180°および90°(開
弁)の位置を指示する表示手段を配設しなければならな
い。
【0024】図5は、本発明の渦流量計の配管を示す図
で、渦流量計1の配管21に対してバイパス流路22を
配設し、該バイパス流路22に弁23が取り付けられ
る。この配管を形成することにより、渦流量計1を補修
するときは、弁23を開弁し流体をバイパス流路22に
流してから、ボール5を回転して閉弁し渦センサ12を
取り出すことができるので、図5に示した従来の渦流量
計30の配管のように、渦流量計30の両側に弁32,
33を必要とせず、安価な配管構成とすることができ
る。
【0025】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、渦流量計の補修において従来の渦流量計の配管にお
いて、上下流側に配設していた2個の弁が不必要とな
り、簡易安価とすることができる。更には、本体とボー
ル間をシールしてボールのシールリングを含めて2重に
シールしたので、シールリングが損傷しても渦センサ内
に流体が流入し絶縁不良の発生を略完全に防止できる。
更には、閉弁したとき、流体を完全に閉止することのな
いようにボール表面に流通溝を穿設したので、特に高圧
高速流体を閉弁したときのウォータハンマー等の不具合
がなくなる。また、ボールの流路が閉じたとき、流路内
に収容された高圧流体を外部導管を介して外気に排出す
るので安全に補修することができる。更にまた、開弁状
態でボールを0−180°回転することにより渦流量計
に特別の構造をとることなしに正逆流の測定を可能とす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明における渦流量計を説明するための構
造図である。
【図2】 本発明における渦流量計の他の実施例を説明
するための図である。
【図3】 本発明による渦流量計の他の実施例のボール
の斜視図である。
【図4】 正逆方向の流れを測定する状態を説明するた
めの図である。
【図5】 本発明の渦流量計の配管を示す図である。
【図6】 従来の渦流量計の配管を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1…渦流量計、2…本体、3…流路、4…弁室、5…ボ
ール、6…開閉軸、7…シール部材、8…下部押えリン
グ、9…上部押えリング、10…上蓋、11…渦発生
体、12…渦センサ、13…取付筒、14…変換器、1
5…固定板、16,17…ボルト、18…外部導管、1
9…開閉弁、20…シールリング、21…フランジ付の
配管、24…カラー、25…凹陥部、26…止めリン
グ、27…カバーリング、28,29…Oリング、30
…凹陥部、31,32…流通溝。
フロントページの続き (72)発明者 谷本 淳 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 株 式会社オーバル内 (56)参考文献 実公 昭55−15063(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/32

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体が流れる配管のフランジ間に取り付
    けられたボール弁と、該ボール弁のボールの流路内に両
    端が固着された渦発生体と、該渦発生体の軸方向に着脱
    可能に配設された渦センサとからなり、前記ボール弁を
    閉止後、渦センサを着脱可能としたことを特徴とする渦
    流量計。
  2. 【請求項2】 ボールの流路に開口し、前記ボール弁を
    閉弁したとき該流路内の流体を大気開放する開閉弁を有
    することを特徴とする請求項1記載の渦流量計。
  3. 【請求項3】 水平に配設された流路に対し、前記ボー
    ル弁を開閉する開閉軸を下方側に位置し、前記渦センサ
    を流路上方側で着脱可能としたことを特徴とする請求項
    1又は2記載の渦流量計。
  4. 【請求項4】 渦センサ取付側の本体内周壁面と、該本
    体内周壁面と等径同軸で前記ボールに形成された凹陥部
    内周壁面とに液密に嵌挿される円筒体で、前記本体内周
    壁に係止されるカラーと、前記凹陥部内に着脱可能に取
    付けられた渦センサとからなることを特徴とする請求項
    1乃至3の何れかに記載の渦流量計。
  5. 【請求項5】 前記ボール弁を閉弁したとき、流路の上
    流側と下流側とを連通する流通路をボールに配設したこ
    とを特徴とする請求項1乃至4項の何れかに記載の渦流
    量計。
  6. 【請求項6】 前記ボール弁のボールの流路が0°と1
    80°とで配管に連通するようにボールを180°回転
    可能とし、該ボールの回転によりボール流路内に配設さ
    れた渦発生体が正逆方向に流れる流体の流量を測定する
    ことを特徴とする請求項1乃至5項の何れかに記載の渦
    流量計。
  7. 【請求項7】 前記ボール弁の開閉軸又は開閉軸まわり
    に、該ボール弁が開弁する0°と180°及び閉弁する
    90°の各々の位置を表示する表示手段を配設したこと
    を特徴とする請求項1乃至6項の何れかに記載の渦流量
    計。
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