JP4671260B2

JP4671260B2 - 電磁流量計

Info

Publication number: JP4671260B2
Application number: JP2003320237A
Authority: JP
Inventors: 浩二奥田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2011-04-13
Anticipated expiration: 2023-09-11
Also published as: JP2005084040A

Description

本発明は、測定管内を流れる導電性流体の流量等を測定するために用いられる電磁流量計に関し、特に測定管に対するアースリングの取付構造に関するものである。

電磁流量計は、直管からなる測定管を備え、その両端に配管接続用のフランジを一体的に備えたフランジタイプと、フランジを備えないウエハタイプの２種類がある。フランジタイプの場合は、測定管の管壁内周面と配管接続端面（フランジ端面）にライニング材をコーティングし、ウエハタイプの場合は同じく測定管の管壁内周面と配管接続端面にライニング材をコーティングしている。また、このような測定管の外周面に一対の鞍型励磁コイルを測定管を挟んで対向するように１８０°位相を異ならせて配置するとともに、前記励磁コイルの磁界と直交する一対の電極を管壁を貫通させて設け、さらに配管接続端面にアースリングを取付け、前記一対の励磁コイルによって流体の流れ方向と直交する方向の磁界を測定管内に発生させることにより、測定管内を流れる導電性流体中にその平均流速に比例した起電力を発生させ、この起電力を前記一対の電極によって取り出して演算処理することにより前記流体の流量または平均流速を測定するようにしている（例えば、特許文献１〜３参照）。

実開平７−１２９２７号公報実開平６−７８８２０号公報特開２００２−２７７２９９号公報（段落「００３１」の記載、図５）

測定管にコーティングされるライニング材としては、電気的絶縁性と耐食性を確保するために、フッ素樹脂、ネオプレン等が用いられる。アースリングは、測定流体の電位を基準電位として演算処理回路に導く機能と、ライニング材を保護する機能を有するもので、通常は測定管が金属製の場合測定管に固定され、測定管が非金属製の場合は測定管の外周を覆っている金属製のケースに固定される。

アースリングを測定管に固定する場合、配管が合成樹脂製であると強度的に弱いため、測定管を配管に対して大きな締付け力でフランジ接続することができず、ライニング材とアースリングとの間を良好にシールすることができなくなることがある。このような場合は、ライニング材とアースリングとの間にゴム等の弾性材料からなるガスケットを介在させてシールを確保するようにしている。また、配管の材質に限らずライニング材がセラミックなどの硬い材質の場合も、ライニング材とアースリングとの間を良好にシールすることができないため、これらの間にゴム等のガスケットを介在させている。

しかしながら、ガスケットはアースリングの形状に合わせてリング状（アースリングよりも小径のリング形状）に形成され、電磁流量計を配管に取付けるまでの間、ライニング材とアースリングとの間に介挿されているだけであるため、落下し易いという問題があった。

そこで、このような問題を回避するために図１１〜図１３や前記特開２００２−２７７２９９号公報（図５）に示すようなガスケットの取付構造を採用したものが知られている。すなわち、図１１（ａ）、（ｂ）は電磁流量計の測定管の従来例を示す断面図および左側面図である。測定管１はウエハタイプの測定管で、その管壁内周面１ａと配管接続端面１ｂにライニング材２がコーティングされている。３は測定管１の各配管接続端面１ｂにガスケット４を介して取付けられたアースリングで、内側面にガスケット４が嵌合する環状溝５が形成されている。また、アースリング３の外周には、２つの接続部６が一体に延設されており、これらの接続部６を測定管１の管壁外周面１ｃに止めねじ７によって固定し電気的に導通させるようにしている。なお、８は励磁コイル、９は電極である。

図１２（ａ）、（ｂ）は同じくウエハタイプの測定管の他の従来例を示す断面図および左側面図で、測定管１の配管接続端面１ｂにコーティングされているライニング材２Ａの表面に環状溝１０を形成し、この環状溝１０にガスケット４を嵌合することにより、ガスケット４の脱落を防止するようにしたものである。

図１３（ａ）、（ｂ）は同じくウエハタイプの測定管のさらに他の従来例を示す断面図および左側面図で、測定管１の配管接続端面１ｂの外周に筒部１１を一体に突設し、この筒部１１内にガスケット４を嵌合することにより、ガスケット４の脱落を防止するようにしたものである。

ここで、図１１〜図１３はいずれもフランジを備えないウエハタイプの測定管１を示したが、フランジタイプの測定管の場合も同様な構造を採用すればよい。例えば、前記特開２００２−２７７２９９号公報の図５に示されているアースリングの取付構造は、図１１に示した構造と同様にアースリング３の内側面にガスケット４を収納する環状溝を形成したものである。

しかしながら、図１１に示した従来構造および前記特開２００２−２７７２９９号公報の図５に示されているアースリングの取付構造は、アースリング３の内側面に環状溝５を形成する必要があるため、その加工工数が増加し製造コストが高くなるばかりか、アースリング３の種類が増加し、ガスケット４を必要としない測定管には共通に使用できないという問題があった。また、環状溝５が浅い場合はガスケット４が脱落し易くなるため、接着剤等によって固着しなければならないという問題もあった。

図１２に示した従来構造は、測定管１の配管接続端面１ｂにコーティングされるライニング材２Ａの表面に環状溝１０を形成しなければならないため、測定管１の種類が増加し、ガスケット４を必要としない測定管には共通に使用できないという問題があった。また、環状溝１０が形成されている部分のライニング材２Ａの厚さが他の部分に比べて薄くなり、強度的に弱くなるという問題もあった。

図１３に示した従来構造は、測定管１の配管接続端面１ｂに筒部１１を一体に突設する必要があるため、同じく測定管１の種類が増加するばかりか、測定管１自体の長さが長くなり、材料コストが高くなるという問題があった。また、筒部１１の深さが浅いと、ガスケット４が脱落し易くなるため、接着剤等によって固着しなければならないという問題もあった。

本発明は上記した従来の問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、簡単な構造で測定管やライニング材には格別な加工を施す必要がなく、部品の共通化を可能にするとともに、ガスケットの脱落を確実に防止し得るようにした電磁流量計を提供するものである。

上記目的を達成するために本発明は、測定管の配管接続端面にアースリングをガスケットを介して取付け、前記測定管をケースによって覆った電磁流量計において、前記アースリングの外周面に複数の接続部を前記測定管の軸線方向に突設し、かつ、前記アースリングは前記ガスケットよりも配管側に位置し、前記ガスケットは、前記アースリングと前記測定管の配管接続端面間に介在されることにより前記アースリングよりも配管側には突出しないリング状に形成され、かつその外周面に外側に張出した挿通孔を有する複数の張出部を前記アースリングの複数の接続部に対応して突設し、前記アースリングの各接続部を対応する前記ガスケットの各張出部の挿通孔に挿通してその先端部を前記測定管または前記ケースに固定したものである。

本発明においては、ガスケットの張出部の挿通孔にアースリングの接続部を挿通させることによりアースリングとガスケットを互いに結合させているので、ガスケットが測定管の配管接続端面とアースリングとの間から脱落するのを防止することができる。また、ガスケットに挿通孔を有する張出部を一体に延設するだけでよいため、測定管やアースリングには格別な加工を施する必要がなく、ガスケットを必要としない電磁流量計にも共通部品として使用することができる。

以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示す正面図、図２は同電磁流量計の側面図、図３は同電磁流量計の断面図、図４は測定管の左側面図、図５は測定管とアースリングとガスケットの分解斜視図、図６はガスケットの正面図である。なお、図中従来技術の欄で示した構成部材、部分と同一のものについては同一符号をもって示し、その説明を適宜省略する。これらの図において、本実施の形態はウエハタイプの測定管１を備えた電磁流量計２０に適用した例を示している。

前記電磁流量計２０は、測定管１と、この測定管１の外周を覆う両端開放の筒状体からなる金属製のケース２１と、このケース２１のネック部２１Ａの上端に設けられた変換部２２等で構成されている。

前記測定管１は、ＳＵＳ等の非磁性材によって形成された両端が開放するウエハタイプの直管からなり、管壁内周面１ａと配管接続端面１ｂがライニング材３によって被覆されている。また、測定管１は、管壁外周面１ｃに鞍型に形成した一対の励磁コイル８，８が上下方向において対向するように周方向に１８０°位相をずらして取付けられるとともに、一対の電極９，９が左右方向において対向するように同じく周方向に１８０°位相をずらして貫設されている。このため、励磁コイル８と電極９は、測定管１の周方向に９０°位相をずらして交互に配置されている。また、電極９の軸線は、測定管１の軸線、言い換えれば測定管１内を流れる導電性流体２３の流れ方向と直交し、測定管１の中心部における励磁コイル８の磁束Φは電極９の軸線と直交している。

さらに、前記測定管１の各配管接続端面１ｂには、アースリング３がガスケット４を介して取付けられている。前記アースリング３は、ＳＵＳ、白金、チタン、モネル、ハステロイ等によって外径が測定管１の外径と略等しいか若干大きい円板状に形成され、中央には測定管１の管壁内周面１ａに内張されているライニング材２Ｂの内径と略等しい中心孔２４を有し、外周には一対の接続部６，６が周方向に１８０°位相をずらして一体に延設されている。これらの接続部６は、ねじ取付孔２５を有し、裏面側に略９０°折り曲げられている。

前記ガスケット４は、ゴム等の弾性材料によって前記アースリング３と略同一の大きさを有する円板状に形成されて中央にアースリング３の中心孔２４と略同一の大きさの挿通孔２７を有し、外周には一対の張出部２８，２８が周方向に１８０°離間して一体に突設されている。張出部２８は、前記アースリング３の接続部６に対応して設けられるもので、接続部６が貫通するスリット状の挿通孔２９を有している。

前記アースリング３を測定管１の配管接続端面１ｂに取付ける際には、アースリング３の一対の接続部６，６をガスケット４の張出部２８，２８の各挿通孔２９に挿通してアースリング３をガスケット４の表面に密着させる。そして、この状態でガスケット４を測定管１の配管接続端面１ｂにコーティングされているライニング材２Ａの表面に密着させる。そして、各接続部６を測定管１の管壁外周面１ｃに密着させ、止めねじ７をねじ取付孔２５に挿入して測定管１の管壁外周面１ｃに形成してあるねじ孔３０にねじ込むと、アースリング３を測定管１の配管接続端面１ｂにガスケット４を介して固定することができ、これにより測定管１と測定管１内を流れる流体２３の電位を等しくしている。また、アースリング３は、前記変換部２２内の演算処理回路に電気的に接続されることにより、流体２３の電位を基準電位として導いている。

このような構造からなる電磁流量計２０においては、アースリング３の接続部６をガスケット４に設けた張出部２８の挿通孔２９に挿通してアースリング３とガスケット４を結合させているので、測定管１を配管に接続する以前にガスケット４が測定管１とアースリング３との間から脱落するのを確実に防止することができる。
また、ライニング２やアースリング３にはガスケット用の格別な環状溝を設ける必要がないので、測定管１およびアースリング３をガスケット４を必要としない電磁流量計にも共通部品として使用することができ、部品点数を削減することができる。

図７は本発明の他の実施の形態を示す測定管の断面図、図８は同測定管の側面図、図９はアースリングの斜視図、図１０はガスケットの正面図である。本実施の形態は、フランジタイプの測定管に適用した例を示す。このため、測定管１の外周面両端部には円板状のフランジ４０、４１が一体に設けられている。また、測定管１の管壁内周面１ａとフランジ４０，４１の端面（配管接続端面）４２にはライニング材２がコーティングされている。

また、前記測定管１の各配管接続端面４２には、アースリング３がガスケット４を介して取付けられている。なお、図７においては測定管１の左側面に取付けられるアースリング３とガスケット４のみを示し、右側面に取付けられるアースリングとガスケットについては図示を省略している。

前記アースリング３は、中央に形成された中心孔２４と、外周に一体に延設された一対の接続部６とを有している。接続部６は、先端部が裏側に折り返されることによりＵ字状を呈し、その基端部と先端部に挿通孔２５，４４が軸線を一致させて形成されている。基端側の挿通孔２５は、接続部６を測定管１に固定する止めねじ７の頭部外径より大きな孔に形成され、先端側の挿通孔４４は止めねじ７のねじ部外径より大きく、頭部外径より小さい孔に形成されている。

前記ガスケット４は、ゴム等の弾性材料によって薄い円板状に形成され、外周には挿通孔２９を有する一対の張出部２８が一体に突設されている。挿通孔２９は、前記アースリング３の接続部６が挿入し得る大きさの矩形孔に形成されている。

前記アースリング３を測定管１に取付けるには、アースリング３をガスケット４の表面に密着させ、接続部６をガスケット４の張出部２８の挿通孔２９と一致させる。これにより、接続部６の先端部が挿通孔２９に挿入されてガスケット４の裏面側に突出する。そして、この状態でガスケット４をフランジ表面を覆っているライニング材２Ａの表面に密着させると、接続部６の先端部がフランジ４０の表面に密接する。そして、接続部６のねじ取付孔２５，４４に止めねじ７を挿入してフランジ端面に設けているねじ孔にねじ込み、接続部６を測定管１のフランジ４０に固定する。

このような構造においても上記した実施の形態と同様にガスケット４の脱落を確実に防止し得ることは明らかであろう。

なお、上記した実施の形態においてはアースリング３に一対の接続部６を突設した例を示したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、接続部６の数を適宜増やすことができ、この接続部６の数と同数の張出部２８をガスケット４に延設すればよい。

本発明に係る電磁流量計の一実施の形態を示す正面図である。同電磁流量計の側面図である。同電磁流量計の断面図である。測定管の左側面図である。測定管とアースリングとガスケットの分解斜視図である。ガスケットの正面図である。本発明の他の実施の形態を示す測定管の断面図である。同測定管の側面図である。アースリングの斜視図である。ガスケットの正面図である。（ａ）、（ｂ）は電磁流量計の測定管の従来例を示す断面図および左側面図である。（ａ）、（ｂ）は電磁流量計の他の測定管の従来例を示す断面図および左側面図である。（ａ）、（ｂ）は電磁流量計の測定管のさらに他の従来例を示す断面図および左側面図である。

符号の説明

１…測定管、２…ライニング材、３…アースリング、４…ガスケット、６…接続部、２０…電磁流量計、２１…ケース、２２…変換部、２８…張出部、２９…挿通孔。

Claims

測定管の配管接続端面にアースリングをガスケットを介して取付け、前記測定管をケースによって覆った電磁流量計において、
前記アースリングの外周面に複数の接続部を前記測定管の軸線方向に突設し、かつ、前記アースリングは前記ガスケットよりも配管側に位置し、
前記ガスケットは、前記アースリングと前記測定管の配管接続端面間に介在されることにより前記アースリングよりも配管側には突出しないリング状に形成され、かつその外周面に外側に張出した挿通孔を有する複数の張出部を前記アースリングの複数の接続部に対応して突設し、前記アースリングの各接続部を対応する前記ガスケットの各張出部の挿通孔に挿通してその先端部を前記測定管または前記ケースに固定したことを特徴とする電磁流量計。