JP6033163B2

JP6033163B2 - 流量計

Info

Publication number: JP6033163B2
Application number: JP2013101357A
Authority: JP
Inventors: 智之中山; 淳石関
Original assignee: アズビル金門株式会社
Priority date: 2013-05-13
Filing date: 2013-05-13
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2033-05-13
Also published as: JP2014222169A

Description

この発明は、例えば、計測対象の流体の流量に応じて回転する回転子を有する流量計に関するものである。

従来、計測対象の流体の流量に応じて回転する回転子を有する流量計においては、上下に配管が取り付けられて計測対象の流体が流れ、本体中央の収納部と連通した流路が形成されたハウジングと、このハウジングに着脱自在に取り付けられた流量計ユニットとから構成される。流量計ユニットは、流体の流量に応じて回転する回転子を有し、収納部に収納される計量部と、計量部に封印されて取り付けられ、回転子の回転数を検出する計数部とから構成される（例えば、特許文献１参照）。

このような流量計は、従来、例えば図６に示すように配管される。図６では、縦方向に流体を流すために上下に配管が取り付けられ、ハウジングと流量計ユニットから構成される流量計１００の上（流体の上流側）に、流体に含まれる微小なごみを集塵するためのフィルター１０１が設けられる。フィルター１０１には、エレメントと呼ばれる集塵フィルターが内蔵されている。エレメントには、例えば気孔を有するＰＶＦ（ポリビニルホルマール）スポンジなどが採用される。また、配管組立時に流量計１００内部を保護するために流量計１００とフィルター１０１との間に別途サブフィルター１０２が内蔵される。サブフィルター１０２は例えば金網で構成される。
なお、流量計１００からみて流体の上流側と下流側それぞれにバルブ１０３ａ、１０３ｂが設けられている。
また、バルブ１０３ｃは、流量計１００を交換する際に一時的に開放することで、交換時に流体（例えばガス等）が使えなくなる事象を回避するためのバルブであり、通常は閉止している閉止バルブである。

特開平４−３４３１６号公報

しかしながら、このように配管される流量計は、流量計内部に一定の隙間を持つ回転子があるため、ごみに弱いこと、フィルターに加えてサブフィルターを別途設ける必要があること、流体を鉛直上方から下方へと流すために配管を地面から上へと積み上げて意図的に流体の流れを水平方向から鉛直方向へと変更する必要があること、などが特徴として挙げられる。つまり、フィルターおよびサブフィルターとのセットで使用することが前提であり、また、設置時にはガス事業者などのパイプラインを一旦水平から鉛直方向へと変更する必要がある。
これらのことから、従来の流量計では、設置時に組み立てていくと徐々に縦方向（鉛直方向）に大型化し、また、流量計が大きいほど流体の上流側に設置されるフィルターも大型化・重量化するために、組み立て作業に多大な手間と人手が掛かってしまうという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、設置時に大型化することなく組み立てが容易であって、しかも、流体に含まれるごみに対して、従来のフィルターを使用した場合と同等の集塵能力と、従来のサブフィルターと同等の配管組立時の流量計内部を保護する能力とを備えた流量計を得ることを目的とする。

この発明に係る流量計は、収納部と連通し、流体が流れる流路が形成されるハウジングと、収納部に収納される際に水平に位置決めされる一対の軸に設けられ、流体の流量に応じて回転する回転子を有し、外周面に流体の流入側と流出側を分断する隔壁が形成されるカートリッジホルダと、カートリッジホルダと一体化して構成され、回転子の回転を計数する計数部とを備えた流量計であって、カートリッジホルダは、流路を通った流体が流入する流入口と、流路へ流体が流出する流出口とを有し、カートリッジホルダの少なくとも流入口に集塵用フィルターを設けることを特徴とするものである。

この発明によれば、流体に含まれるごみの集塵能力を落とさずに、集塵を担う部位を小型化し、設置が容易である流量計を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る流量計の構成を示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る流量計の集塵用フィルターの構成を示す図である。この発明の実施の形態１に係る流量計に縦配管が取り付けられた場合の動作を説明する断面図である。この発明の実施の形態１に係る流量計に横配管が取り付けられた場合の動作を説明する断面図である。この発明の実施の形態１に係る流量計に横配管が取り付けられた場合の動作を説明する断面図である。従来の流量計の配管例を示す図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る流量計１の構成を示す断面図である。図１（ａ）は組立て前の流量計１の構成を示す断面図であり、図１（ｂ）は組立て後の流量計１の構成を示す断面図である。
流量計１は、内部に流入した計測対象の流体の流量を計測するものであり、図１に示すように、ハウジング２とカセット部３、集塵用フィルター５から構成される。

ハウジング２は、図１に示すように、ハウジング２前面（後述する計数部３４がある方向）に開口を有し、カセット部３を収納する収納部２１と、計測対象の流体が流入する流入流路２２と、この流体を排出する流出流路２３とが形成されるものである。
また、収納部２１の内周面には、収納部２１の軸心方向に垂直な面との交線に沿って、隔壁２４が形成されている。この隔壁２４は、カセット部３の後述する隔壁３８とＯリング３９を介して当接して、流体が流入する流入側と流体が流出する流出側とを前後に分断するためのものである。
また、流入流路２２は、収納部２１に形成された隔壁２４の前側に、収納部２１と連通する流入口２５を有している。一方、流出流路２３は、隔壁２４の後側に、収納部２１と連通する流出口２６を有している。

カセット部３は、内部に流入した計測対象の流体の流量を計測するものであり、ハウジング２に着脱自在に取り付けられる。このカセット部３は、図１に示すように、カートリッジホルダ３１、後蓋３２、前蓋３３及び計数部３４が一体化されて構成されている。
カートリッジホルダ３１は、流体の流量に応じて回転する回転子３５が一対の軸３６に設けられた計量部３７を有するものである。なお、図１では、一対の軸３６に２組の回転子３５が前後に設けられたデュアル型の流量計１について示しているが、一対の軸３６に１組の回転子３５が設けられたシングル型に構成してもよい。
また、カートリッジホルダ３１の外周面には、カートリッジホルダ３１の軸心方向に垂直な面との交線に沿って、隔壁３８が形成されている。この隔壁３８は、カセット部３をハウジング２の収納部２１に収納する際に、ハウジング２の隔壁２４とＯリング３９を介して当接して、流体が流入する流入側と流体が流出する流出側とを前後に分断するためのものである。なお、隔壁３８にはＯリング３９が取り付けられている。
さらに、カートリッジホルダ３１に形成された隔壁３８の上部前側には、流体が流入する流入口４０が形成され、隔壁３８の下部後側には、流体が流出する流出口４１が形成されている。

後蓋３２は、回転子３５の軸３６の一端部側でカートリッジホルダ３１を閉塞するものである。
前蓋３３は、回転子３５の軸３６の他端部側でカートリッジホルダ３１を閉塞するものである。
計数部３４は、回転子３５の回転数を計数するものであり、前蓋３３の前面に取り付けられている。

集塵用フィルター５は、流入口４０に嵌合して設けられ、流体に含まれる微小なごみを集塵する。なお、図１では、流入口４０のみに嵌合して設けられている場合について示しているが、流入口４０と流出口４１両方に嵌合して設けてもよい。
図２に、集塵用フィルター５の構成を示す。図２（ａ）は集塵用フィルター５の外観図、図２（ｂ）は図２（ａ）においてＢ方向からの集塵用フィルター５の外観図、図２（ｃ）は図２（ａ）においてＣ方向からの集塵用フィルター５の外観図、図２（ｄ）は図２（ａ）においてＤ−Ｄ線での断面図、図２（ｅ）は図２（ａ）においてＥ−Ｅ線での断面図をそれぞれ示している。図２（ｆ）は集塵用フィルター５の斜視図である。
集塵用フィルター５は、保持部材５１ａ、保持部材５１ｂ、ねじ止め部材５２、フィルター本体５３、挟み込み部材５４、エンド部材５５から構成される。

保持部材５１ａは、半径方向（図中ｈの方向）に幅のある円弧状部材５１ａ_１において、円弧状の２つの辺それぞれから円弧状部材５１ａ_１の面とほぼ垂直な方向に面５１ａ_２、面５１ａ_３を形成することで形成される部材である。円弧状部材５１ａ_１に向かい合う面と、保持部材５１ａの部材の軸に垂直な面とは、開口面となっている。保持部材５１ａの部材の軸は、カートリッジホルダ３１の外周面とほぼ同じ曲率を持つ。
保持部材５１ｂは、四角形の板状部材５１ｂ_１において、向かい合う２辺から板状部材５１ｂ_１の面とほぼ垂直な方向に面５１ｂ_２、面５１ｂ_３を形成することで形成される部材である。保持部材５１ａの部材の軸に垂直な開口面、つまり保持部材５１ａの端部の開口面をふさぐように、保持部材５１ａの端部において、保持部材５１ｂの面５１ｂ_２と保持部材５１ａの面５１ａ_２、保持部材５１ｂの面５１ｂ_３と保持部材５１ａの面５１ａ_３はそれぞれ溶接など周知の技術で固定される。
ねじ止め部材５２は、断面Ｌ字形の部材であり、保持部材５１ｂに溶接など周知の技術で固定される。また、保持部材５１ｂに接着される面ではない方の面は、保持部材５１ａの円弧状部材を延伸した方向に形成されており、ねじ孔が形成されている。

フィルター本体５３は、金網５３１、エレメント５３２、金網５３３から構成され、エレメント５３２を金網５３１と金網５３３とで挟んだ３層構造となっている。エレメント５３２は、図６のフィルター１０１に内蔵されている集塵フィルターと同等の集塵能力を持つ素材が採用される。例えば気孔を有するＰＶＦ（ポリビニルホルマール）スポンジなどである。金網５３１と金網５３３とでエレメント５３２を挟むことで、フィルター本体５３の強度と形状を確保している。なお、金網５３１と金網５３３は、図６のサブフィルター１０２と同等の規格の金網であってもよいし、異なる規格の金網であってもよい。
フィルター本体５３の形状は蛇腹状になっており、保持部材５１ａとねじ止め部材５２とに固定されることで設置される。フィルター本体５３と保持部材５１ａとの接着には、接着面において隙間がないようシールとして機能する接着剤などを用いて密に接着させる。また、フィルター本体５３とねじ止め部材５２との接着には、挟み込み部材５４で挟み込むことにより、接着面に不必要な隙間が生じないようにする。フィルター本体５３の形状を蛇腹状にすることで、溝５６が形成される。このように溝５６を設けることで、ごみが溝５６に堆積するので、集塵用フィルター５のメンテナンス時には主に溝５６に堆積したごみを除去すればよく、メンテナンス作業が容易である。なお、図２では、フィルター本体５３の形状を蛇腹状としたものを示したが、蛇腹以外の折り方で上記したようなごみが堆積する溝を形成してもよい。
またあるいは、フィルター本体５３の形状を蛇腹以外の形状としてもよい。例えば、折り目のない平らな面状などが考えられる。

エンド部材５５は、カートリッジホルダ３１の外周面とほぼ同じ曲率を持つ湾曲した棒状の部材であり、保持部材５１ａに接着される。接着面には隙間がないよう、シールとして機能する接着剤などを用いて密に接着される。なお、エンド部材５５が接着する保持部材５１ａの面の反対側にフィルター本体５３が接着されている。
集塵用フィルター５は、全体としてカートリッジホルダ３１の外周面とほぼ同じ曲率を持った形状となる。

このように構成された集塵用フィルター５の、流入口４０または流出口４１での設置について説明する。
集塵用フィルター５は、流入口４０または流出口４１をカセット部３外側から覆うように嵌合される。エンド部材５５は隙間なくカートリッジホルダ３１の壁面と接するように、例えば、弾性のあるゴム素材の材料などで構成される。また、ねじ止め部材５２をカートリッジホルダ３１へねじ止めする。このように設置することで、容易にカセット部３からの着脱が可能となり、集塵用フィルター５のメンテナンス作業などが行いやすくなる。なお、ねじ止め部材５２の面のうち、カートリッジホルダ３１と接する面には、適宜弾性のあるゴム素材の材料などを設けることで、ねじ止め部材５２とカートリッジホルダ３１との間を適切にシールできる。

この集塵用フィルター５で流体に含まれるごみを取り除くために、上記した以外にも適宜部材間を密に接着させる処理を施し、流体がフィルター本体５３を介さずに流入流路２２と計量部３７との間、または、流出流路２３と計量部３７との間を行き来することのないようにする。
なお、図２では、保持部材５１ａの部材の軸、エンド部材５５、集塵用フィルター５の全体的な形状が、カートリッジホルダ３１の外周面とほぼ同じ曲率を持つ場合について示したが、これに限るものではなく曲率は適宜変更してよい。例えば曲率を設けずに直線的、平面的な形としてもよい。

次に、上記のように構成された流量計１の組立てについて再度図１を用いて説明する。
まず、ハウジング２の流入流路２２及び流出流路２３にそれぞれ配管（図示せず）を取り付ける。ここで、配管の向きは設置環境等によって決められ、縦方向または横方向のどちらであってもよい。図１では、縦配管とした場合の例を示しているが、横配管の場合には、図１に示すハウジング２の向きを、収納部２１の軸心方向の周りで９０度回転させた向きにすればよい。つまり、横配管を取り付ける場合には、流入流路２２及び流出流路２３が横方向に向くように、ハウジング２を横に倒して設置して取り付けを行う。
また、上述したように集塵用フィルター５をカセット部３に嵌合させて取り付ける。

次いで、縦配管または横配管が取り付けられたハウジング２に、集塵用フィルター５を嵌合させたカセット部３を取り付ける。このように、ハウジング２に取り付ける前に集塵用フィルター５を嵌合させておくことで、組立時にカセット部３へごみ等が侵入することを防げるため、流量計１の内部を保護することができる。
特に、流出口４１に設けた集塵用フィルター５においては、流量計１を設置する際にバルブの開閉操作を誤り、下流側からの吹き上げ（逆流）が発生して下流側の配管内に溜まっていた異物が吹き上げられたときに、その異物が流量計１内部に入り込むのを防ぐという効果がある。

ここで、カセット部３は、配管の向きが縦方向であるか横方向であるかに関わらず、回転子３５の一対の軸３６が水平になるように位置決めして取り付けを行う。その後、カセット部３とハウジング２とをネジ止めする。このように、図１に示す流量計１は、回転子３５を有するカートリッジホルダ３１と計数部３４とを一体化させて、回転子３５の一対の軸３６を水平に位置決めしてハウジング２に取り付け、隔壁２４、３８により流入側と流出側を分断するようにしているので、流体が流れる方向に関わらず、つまり縦配管でも横配管でも良好に流量を計測することができるものとなっている。

次に、上記のように組立てられた流量計１の動作について説明する。
まず、この流量計１に縦配管が取り付けられて流体が縦方向に流れる場合の動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態１に係る流量計１に縦配管が取り付けられた場合の動作を説明する図である。図中の矢印が流体の流れを示している。
縦配管が取り付けられた流量計１では、図３に示すように、計測対象の流体は、上部に取り付けられた配管（図示せず）及び流入流路２２を介して、カートリッジホルダ３１の上部前側に形成された流入口４０から計量部３７内に流入するが、ここで、流入口４０に嵌合して設けられた集塵用フィルター５にて流体に含まれるごみが取り除かれて計量部３７内に流入する。集塵用フィルター５は、上述したように従来技術のフィルターと同等の集塵能力を持つ素材で構成されるため、従来技術におけるフィルターを設置してごみを取り除いた場合と同等の集塵能力を持つ。

次いで、集塵用フィルター５を通った流体は計量部３７内を通過する。この際、計量部３７の回転子３５はこの流体の流量に応じて回転して、この回転数は計数部３４により計数されて計量部３７内を通過した流体の流量を計測する。
次いで、計量部３７を通過した流体は、カートリッジホルダ３１の下部後側に形成された流出口４１から、流出流路２３へと排出される。その後、下部に取り付けられた配管（図示せず）に排出される。
なお、図３では、集塵用フィルター５を流入口４０と流出口４１両方に嵌合して設けた場合について示したが、流入口４０のみに嵌合して設けてもよいのは、既に上記したとおりである。

次に、流量計１に横配管が取り付けられて流体が横方向に流れる場合の動作について説明する。
図４、５はこの発明の実施の形態１に係る流量計１に横配管が取り付けられた場合の動作を説明する図であり、図４は図１（ｂ）においてハウジング２の向きを、収納部２１の軸心方向の周りで９０度回転させた向きにして横配管用にした場合のＡ−Ａ線断面図である。また、図５も同様に図１においてハウジング２の向きを、収納部２１の軸心方向の周りで９０度回転させた向きにして横配管用にした場合のＢ−Ｂ線断面図である。
横配管が取り付けられた流量計１では、図４に示すように、計測対象の流体は、左部に取り付けられた配管（図示せず）及び流入流路２２を介して、カートリッジホルダ３１に対して横方向から流入する。
次いで、流体は、カートリッジホルダ３１に衝突して上下に分断された後、カートリッジホルダ３１の上部前側に形成された流入口４０から計量部３７内に流入するが、ここで、流入口４０に嵌合して設けられた集塵用フィルター５にて流体に含まれるごみが取り除かれて計量部３７内に流入する。集塵用フィルター５は、上述したように従来技術のフィルターと同等の集塵能力を持つ素材で構成されるため、従来技術におけるフィルターを設置してごみを取り除いた場合と同等の集塵能力を持つ。

次いで、集塵用フィルター５を通った流体は計量部３７内を通過する。この際、計量部３７の回転子３５はこの流体の流量に応じて回転して、この回転数は計数部３４により計数されて計量部３７内を通過した流体の流量を計測する。
次いで、計量部３７を通過した流体は、図５に示すように、カートリッジホルダ３１の下部後側に形成された流出口４１から、流出流路２３へと排出される。その後、右部に取り付けられた配管（図示せず）に排出される。
なお、集塵用フィルター５を流入口４０と流出口４１両方に嵌合して設けてもよいし、または、流入口４０のみに嵌合して設けてもよいのは、既に上記したとおりである。
なお、図４、５では、流体を左側から流入させて、計量部３７を通過した後、右側に排出させる場合について示したが、流体を右側から流入させて、計量部３７を通過した後、右側に排出させるように構成してもよい。

以上のように、この実施の形態１によれば、従来流量計の上流側に設けられていたフィルターよりもはるかに小型であり、しかも同等の集塵能力を持つ集塵用フィルター５をカセット部３に設けたので、従来のように大型で重量なフィルターを設ける必要がなくなり、流量計１の設置が容易となる。
特に、流入口４０に設けた集塵用フィルター５は、従来技術におけるフィルターと同等に流量計１へ流入するごみを取り除き、流出口４１に設けた集塵用フィルター５も同様に、流量計１へ逆流などにより流入するごみを取り除くことができる。
また、集塵用フィルター５をカセット部３に取り付けた上で、カセット部３を、配管が取り付けられたハウジング２に設置するので、従来のサブフィルターと同等に配管組立時において流量計１内部を保護することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１流量計、２ハウジング、２１収納部、２２流入流路、２３流出流路、２４隔壁、２５流入口、２６流出口、３カセット部、３１カートリッジホルダ、３２後蓋、３３前蓋、３４計数部、３５回転子、３６軸、３７計量部、３８隔壁、３９Ｏリング、４０流入口、４１流出口、５集塵用フィルター、５１ａ保持部材、５１ｂ保持部材、５２ねじ止め部材、５３フィルター本体、５３１金網、５３２エレメント、５３３金網、５４挟み込み部材、５５エンド部材、５６溝、１００流量計、１０１フィルター、１０２サブフィルター、１０３ａバルブ、１０３ｂバルブ、１０３ｃバルブ。

Claims

収納部と連通し、流体が流れる流路が形成されるハウジングと、
前記収納部に収納される際に水平に位置決めされる一対の軸に設けられ、前記流体の流量に応じて回転する回転子を有し、外周面に前記流体の流入側と流出側を分断する隔壁が形成されるカートリッジホルダと、
前記カートリッジホルダと一体化して構成され、前記回転子の回転を計数する計数部とを備えた流量計であって、
前記カートリッジホルダは、前記流路を通った前記流体が流入する流入口と、前記流路へ前記流体が流出する流出口とを有し、
前記カートリッジホルダの少なくとも流入口に集塵用フィルターを設けることを特徴とする流量計。
前記集塵用フィルターは、金網を少なくとも有し、前記カートリッジホルダの少なくとも流入口に着脱可能に設けられることを特徴とする請求項１記載の流量計。
前記集塵用フィルターは、金網で挟まれたスポンジから成るエレメントを少なくとも有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の流量計。