WO2007032150A1

WO2007032150A1 - 差圧式流量計

Info

Publication number: WO2007032150A1
Application number: PCT/JP2006/314722
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Ushigusa; Hiroki Igarashi
Original assignee: Surpass Industry Co., Ltd.
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2007-03-22
Also published as: KR101261992B1; US20090229377A1; EP1944583B1; US7891256B2; JP2007078383A; JP4700448B2; EP1944583A4; EP1944583A1; KR20080042112A

Abstract

　全体を小型化するとともに配線を低減できる差圧式流量計を提供する。オリフィス部材１１を挟んで形成される流路の両側にベース部材１４に固定した第１及び第２圧力センサ１２Ａ，１２Ｂを配設し、オリフィス部材１１の上流側及び下流側に生じる圧力差を圧力センサが測定して流量計測を行う差圧式流量計において、圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、個別制御基板と主制御基板との間を圧力検出手段のハウジング内に設けた複数の配線通路を通した配線により接続するとともに、個別制御基板及び主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続した。

Description

明細書

差圧式流量計

技術分野

[0001] 本発明は、流体の輸送経路上、例えば、化学工場、半導体製造、食品、バイオ等の各種産業分野における流体輸送配管に用いられる外付けのオリフィス部材、及びこれを用いた差圧流量計、流量調整装置に関するものである。

背景技術

[0002] 差圧式流量計は、オリフィス部材の前後に生じる流体の圧力差を流量に換算して流量を測定する装置である。このような差圧式流量計においては、たとえば圧力に応じて変化するダイヤフラムの歪みを測定し、その電気信号を外部のコントローラに出力するように構成された圧力センサが使用されて、る。

この場合、たとえば図 20 (b)に示すように、配管 Pの途中に設置された差圧式流量計 1は、オリフィス部材 2の上流側及び下流側の 2箇所に圧力センサ 3A, 3Bが必要となる。各圧力センサ 3A, 3Bの内部には制御用の回路基板が収納設置されているため、コントローラ CRと一対の圧力センサ 3A, 3Bとの間は、圧力センサ毎に配線して接続する必要があった。さらに、差圧式流量計 1で測定した流量の検出値を半導体製造装置等の運転制御に使用するためには、 1台の差圧式流量計 1毎に 1台必要となるコントローラ CRと、半導体製造装置等の各種運転制御を行う装置制御シーケンサ CUとの間にも、流量の検出値を出力するための配線が必要となる。（たとえば、特許文献 1参照）

なお、半導体製造装置等においては、たとえば図 20 (a)に示すように、多数の差圧式流量計 1が並列に配設して使用される場合が多い。

特許文献 1 :特開平 6— 213694号公報

発明の開示

[0003] ところで、上述した構成の差圧式流量計 1を多数並列に配置して使用すると、差圧式流量計 1自体の設置スペース確保は勿論のこと、複数あるコントローラ CRの設置スペース確保が問題となる。さらに、差圧式流量計 1とコントローラ CRとの間を接続する配線が 1台当たり 2本と多ぐしかも多数の差圧式流量計 1を並列に配置することで複雑になるため、スペース確保や配線作業の観点から改善が求められている。

[0004] このため、差圧式流量計及びコントローラを小型化するとともに、配線を最小限に抑えることができる差圧式流量計の開発が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、全体を小型化するとともに配線を低減できる差圧式流量計を提供することにある。

[0005] 本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。

本発明の差圧式流量計は、オリフィス部材を挟んだ流路の両側にベース部材に固定した一対の圧力検出手段を配設し、前記オリフィス部材の上流側及び下流側に生じる圧力差を前記圧力検出手段が測定して流量計測を行う差圧式流量計において、前記圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、前記ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、前記個別制御基板と前記主制御基板との間を前記圧力検出手段のハウジング内に設けた配線通路を通した配線により接続するとともに、前記個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続したことを特徴とするものである。

[0006] このような本発明の差圧式流量計によれば、圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、個別制御基板と主制御基板との間を圧力検出手段のハウジング内に設けた配線通路を通した配線により接続するとともに、個別制御基板及び前記主制御基板の、ずれかひとつに外部配線を接続したので、従来コントローラに設けていた制御機能と、一対の圧力検出手段に共通する制御機能とを主制御基板にまとめて設け、各圧力検出手段毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板に設けることができる。このため、従来別体だったコントローラが主制御基板に集約されて不要となり、また、主制御基板をベース部材に基板設置空間を形成して設置したので、差圧式流量計自体の小型化が可能となる。

[0007] 上記の差圧式流量計においては、前記基板設置空間を前記ベース部材の下面に配置して液密とし、かつ、前記ベース部材の上面に前記配線通路と外部との間を液密にして前記圧力検出手段を結合することが好ましぐこれにより、主制御基板を設置した基板設置空間内は、水等の液体が侵入しない液密構造となる。

[0008] 上記の差圧式流量計にお!ヽては、前記配線通路が複数に分割して設けられてヽることが好ましぐこれにより、各配線通路の断面積を小さくするとともに数を増すことにより必要な配線通路の断面積を確保するので、ハウジング形成部材の肉厚を有効利用して小さな配線通路を複数設けることで差圧式流量計の小型化に貢献できる。

[0009] 本発明の差圧式流量計によれば、圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板及び基板設置空間内に配設した主制御基板を設け、両制御基板が配線通路を通した配線により接続されるとともに、制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続する構成としたので、従来必要であったコントローラの制御機能を主制御基板に設けることにより別体のコントローラ制御機能を一体ィ匕し、さらに、一対の圧力検出手段に共通する制御機能を主制御基板にまとめたことにより、各圧力検出手段毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板に設けることが可能となり、差圧式流量計を小型化して設置スペースの確保を容易にすると言う顕著な効果が得られる。すなわち、差圧流量計自体が小型化されただけでなぐ別体のコントローラが主制御基板に集約されて不要となるので、差圧流量計を半導体製造装置等の装置類に設置する際には、設置スペースが小さくなるため装置類を小型化でき、さらに、部品点数の減少及び配線作業の減少等により設置作業の工程を低減できるという顕著な効果が得られる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明に係る差圧式流量計の一実施形態を示す断面図である。

[図 2]図 1に示した差圧式流量計の底面を示す部分断面図である。

[図 3]図 1に示したノ、ウジングの平面図である。

[図 4]図 1に示した差圧式流量計の構成例を示すブロック図である。

[図 5]本発明に係る差圧式流量計を多数並べて装置に使用した場合の構成例を示す平面図である。

[図 6]本発明に係る差圧式流量計を装置に使用した流量調整装置の構成例を示すブロック図である。

[図 7]オリフィス部材の構成例に係る第 1の実施形態を示す縦断面図である。圆 8]図 7のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す要部の縦断面図である。

圆 9]図 7に示したオリフィス部材の第 1変形例を示す縦断面図である。

圆 10]図 9のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す要部の縦断面図である。

圆 11]オリフィス部材の構成例に係る第 2の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。

[図 12]図 11のオリフィス部材を示す縦断面図である。

圆 13]オリフィス部材の構成例に係る第 3の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。

[図 14]図 13のオリフィス部材を示す縦断面図である。

圆 15]図 13に示したオリフィス部材の第 1変形例を示す縦断面図である。

圆 16]図 15に示した第 1変形例のオリフィス部材が圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。

圆 17]オリフィス部材の構成例に係る第 4の実施形態として、圧力センサと接続された状態を示す縦断面図である。

圆 18]図 17に示したオリフィス部材の第 1変形例を示す縦断面図である。

圆 19]図 17に示したオリフィス部材の第 2変形例を示す縦断面図である。

[図 20]従来技術を示す図で、 (a)は従来の差圧式流量計を多数並べて装置に使用した場合の構成例を示す平面図、 (b)は従来の差圧式流量計の構成を示すブロック図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明による差圧式流量計の一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態における差圧式流量計 10は、たとえば図 6に示すように、化学工場、半導体製造、食品、バイオ等の各種産業分野における流体輸送配管 (流路) P上に設けられ、この流体輸送配管 Pの一部を構成するとともに、この流体輸送配管 P内で背圧によって上流側から下流側に供給される流体流量の調整を行う流量調整装置 5に用いられるものである。本実施形態では、流量調整装置 5は、圧力印加や送液ポンプによる圧送、位置ェネルギーを付与するなどの手段によって、 50k〜500k[Pa]程度の背圧で液体を輸送する流体輸送配管に用、られるものとする。

[0012] 流量調整装置 5は、差圧式流量計 10と、差圧式流量計 10の上流側または下流側に接続されて上流側から供給された流体の下流側への流通量を制御する流量調整弁 6とを有している。

差圧式流量計 10は、オリフィス部材 11と、該オリフィス部材 11の上流側に接続され、同接続位置での流体の圧力を測定する圧力測定装置となる第 1圧力センサ (圧力検出手段） 12Aと、オリフィス部材 11の下流側に接続され、同接続位置での流体の圧力を測定する第 2圧力センサ (圧力検出手段） 12Bとが一体化された構成とされる

[0013] 本実施形態の流量調整弁 6は、第 2圧力センサ 12Aの下流側に接続されている。

これによつて、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bにそれぞれ十分な大きさの背圧を付与し、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの特性を安定させることができるとともに、流量調整装置 5に供給される流体に圧力変動が生じても、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの測定精度に影響が生じにくい。なお、流量調整弁 6は、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bとともに制御部 7に接続されて、る。

また、本実施形態では、第 1圧力センサ 12Aの上流側に、第 1圧力センサ 12Aに供給される流体の圧力変動を抑制して所定圧力に保つ圧力調整弁 8が設けられている。従って、たとえば流量の調整対象となる流体輸送配管 Pに並列に接続された他の配管系からくる外乱等によって流量調整装置 5に供給される流体に圧力変動が生じても、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの測定精度に影響が生じにくい。

[0014] 上述した、差圧式流量計 10は、図 1ないし図 4に示すように、オリフィス部材 11を挟んだ流路 13の両側にベース部材 14に固定した一対の第 1及び第 2圧力センサ 12A , 12Bを配設し、オリフィス部材 11の上流側及び下流側に生じる圧力差を第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bが測定して流量計測を行う流量計である。

この差圧式流量計 10は、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの内部に設置した圧力センサ素子 (圧力検出部） 15A, 15Bの近傍に各々配設されてセンサアンプを構成する個別制御基板 16A, 16Bと、ベース部材 14に形成した基板設置空間 17内に配設した主制御基板 18とを備えている。個別制御基板 16A, 16Bと主制御基板 18 との間は、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bのハウジング 19A, 19B内に各々設けた配線通路 20を通した配線 21 (図 4参照）により接続するとともに、個別制御基板 16 A, 16B及び主制御基板 18のいずれかひとつに外部配線 22が接続されている。図示の構成例では、図 4に示すように、電源供給ライン 22a及び流量信号出力ライン 22 bよりなる外部配線 22が主制御基板 18に接続されている。なお、図 1においては、第 2圧力測定装置 12B側の配線通路 20が破線で表示され、第 1圧力測定装置 12A側の配線通路は図示が省略されて、る。

[0015] 主制御基板 18は、電源回路部 18aと、差圧検出部 18bと、流量換算部 18cと、信号出力部 18dとを具備して構成される。

電源回路部 18aは、電源供給ライン 22aを介し外部カゝら電源の供給を受け、主制御基板 18、個別制御基板 16A, 16B及び圧力センサ素子 15A, 15Bに電源を供給する回路である。

差圧検出部 18bは、圧力センサ素子 15A, 15Bからそれぞれ圧力検出値の入力を受け、オリフィス部材 11を挟んで発生した差圧を算出する。

流量換算部 18cは、差圧検出部 18bで算出した差圧を演算処理し、流路 13を流れた流体の流量に換算する。

信号出力部 18dは、流量換算部 18cから入力された流量値を流量信号出力ライン 22bを介して装置制御シーケンサ CUに出力する。なお、装置制御シーケンサ CUは、たとえば上述した流量調整装置 5における制御部 7に相当する。

[0016] 個別制御基板 16A, 16Bは、電源回路 18aと配線 21を介して電気的に接続されて電源の供給を受ける。また、個別制御基板 16A, 16Bは、圧力センサ素子 15A, 15 Bとも配線 23を介して電気的に接続されている。従って、圧力センサ素子 15A, 15B は、個別制御基板 16A, 16Bを介して電源回路部 18aから電源の供給を受けるとともに、検出した圧力値の微小信号を個別制御基板 16A, 16Bに入力する。この圧力検出値は、個別制御基板 16A, 16Bのセンサアンプ機能により増幅され、配線 21を介して差圧検出部 18bに入力される。ここで、圧力センサ素子 15A, 15Bは、たとえばダイヤフラム式の歪みゲージが使用される。このような圧力センサ素子 15A, 15Bが出力する圧力検出値は微小信号であるから、この微小信号を増幅するセンサアンプ機能を持たせた個別制御基板 16 A, 16Bについては、主制御基板 18から分離して圧力センサ素子とできるだけ近い位置に配置してある。

[0017] ここで、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの構成を簡単に説明する。

第 1圧力センサ 12Aは、流路 13が形成されたハウジング 19Aの上部にキャップ 24 Aを被せて圧力センサ素子 15A及び個別制御基板 16Aの収納設置空間 25Aを形成している。ハウジング 19Aとキャップ 24Aとの嵌合部には Oリング 26が設置され、さらに、圧力センサ素子 15Aの流路 13側にも Oリング 26を介在させて、収納設置空間 25A内が液密となるようシールしている。

また、収納設置空間 25A内には、圧力センサ素子 15Aの調整用としてトリマ TRが設置されている。このため、キャップ 24Aにはトリマ TRの調整操作用として、シールキヤップ 27を取り付けて液密とした貫通孔が設けられている。

また、キャップ 24Aには、上述した外部配線 22を接続するケーブルナット 28が取り付けられている。このケーブルナット 28には、外部配線 22を液密にして通すケープルパッキン 29が設けられて!/、る。

[0018] このような構成により、個別制御基板 16A等の電気部品が設置された収納設置空間 25 A内は、液密状態にシールされて液体の侵入を防ぐことができる。

一方、第 2圧力センサ 12Bについては、外部配線 22の接続がないこと以外、上述した第 1圧力センサ 12Aと同様に構成された液密構造となる。なお、図中の符号 24B はキャップ、 25Bは収納設置空間である。

[0019] 第 1圧力センサ 12A及び第 2圧力センサ 12Bと液体輸送配管 Pとの接続部は、袋ナット 30を締め付けることにより、配管端部が外側からハウジング 19A, 19Bに押圧されて液密に連結固定される。

同様に、第 1圧力センサ 12A及び第 2圧力センサ 12Bとオリフィス部材 11との接続部も、オリフィス用袋ナット 31を締め付けることにより、ハウジング 19A、 19Bとオリフィス部材 11との間が液密に連結固定される。 [0020] オリフィス部材 11を挟んで連結されて一体ィ匕した第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12 Bは、たとえばネジ 32によりベース部材 14上に固定される。この結果、第 1及び第 2 圧力センサ 12A, 12B側からベース部材 14の基板設置空間 17に連通する配線通路 20が形成される。この配線通路 20を液密にするため、ハウジング 19A, 19Bの下面とベース 14との接合部には、 Oリング 26が配設されている。配線通路 20は、必要な配線 21を分割して通すように、ハウジング 19A, 19B毎にそれぞれ 4本ずつ設けられている。この結果、各配線通路 20の径を細くすることができるので、ハウジング 19 A, 19Bの形状を有効利用でき、配線通路形成のためにハウジングを大型化する必要はない。

また、ベース部材 14の下面には、ベース部材 14をくりぬいて形成した基板設置空間 17を開閉するため、蓋部材 33がネジ 34により着脱自在に取り付けられている。この蓋部材 33は、ベース部材 14との接合部に図示しないシール材を塗布して液密に取り付けられる。さらに、蓋部材 33を取り付けるネジ 34の頭部周辺についても、ゴムキャップ 35等を被せて液密とする。

このような構成により、電気部品である主制御御基板 18が設置された基板設置空間 17内は、液密状態にシールされて液体の侵入を防ぐことができる。また、ベース部材 14に熱伝導性の低い素材 (たとえば、フッ素榭脂等)を使用すれば、主制御基板 18が流路 13を流れる流体から断熱されるので、流体温度に影響されることはない。

[0021] ここで、差圧式流量計 1において、オリフィス部材 11の上流側における流体の圧力を Pl、オリフィス部材 11の下流側における流体の圧力を P2とし、オリフィス部材 11に供給される流体の流量を Qとすると、次式（1)に示す関係が成り立つ。従って、上述した流量換算部 18cにおいては、この式に基づヽて差圧の流量換算が行われる。

Q=k^ (Pl -P2)

なお、式（1)に示す比例係数 kは、オリフィスの形状ゃ穴径によって定まる定数であり、実測によって求められる。

[0022] このように構成された差圧式流量計 10は、従来技術ではコントローラ CRに設けていた制御機能と、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bに共通する制御機能とを主制御基板 18にまとめて設け、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12B毎に必要な最小限の制御機能、すなわち微小信号を増幅するアンプ機能のみを近くの個別制御基板 16 A, 16Bに設けることができる。このため、従来別体だったコントローラ CRが主制御基板 18に集約されて不要となり、また、主制御基板 18をベース部材 14に基板設置空間 17を形成して設置したので、差圧式流量計 10の全体構成が小型化される。

[0023] また、基板設置空間 17をベース部材 14の下面に配置して液密とし、かつ、ベース部材 14の上面に配線通路 20と外部との間を液密にして第 1及び第 2圧力センサ 12 A, 12Bを結合したので、電気部品である主制御基板 18を設置した基板設置空間 1 7内は水等の液体が侵入しな、液密構造となる。

さらに、配線通路 20を複数に分割して設けたので、各配線通路 20の断面積を小さくするとともに数を増すことにより、必要な配線通路 20の断面積を確保している。このため、ノ、ウジング 19A, 19Bを形成する部材の肉厚を有効利用して小径の小さな配線通路 20を複数設けることで、差圧式流量計 10の小型化に貢献できる。

[0024] また、上述した差圧流量計 10は、たとえば図 5に示すように、多数（図示の例では 5 個）を並列に配置して使用する半導体製造装置等にぉ、て、差圧流量計 10自体の小型化による設置スペースの低減に加えて、従来必要であったコントローラ CRの設置スペースも不要になるので、設置スペースの確保が容易になってレイアウトの自由度が増し、装置全体を小型化することも可能になる。

[0025] すなわち、本発明の差圧式流量計 10のように、圧力センサ素子 15A, 15Bの近傍に各々配設した個別制御基板 16A, 16B及び基板設置空間 17内に配設した主制御基板 18を設け、両制御基板 16A, 16B及び 18が配線通路 20を通した配線により接続されるとともに、制御基板 16A, 16B, 18のいずれかひとつに外部配線 22を接続する構成としたので、従来必要であったコントローラ CRの制御機能を主制御基板 18に設けることにより別体のコントローラ制御機能を一体ィ匕し、さらに、第 1及び第 2 圧力センサ 12A, 12Bに共通する制御機能を主制御基板 18にまとめたことにより、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12B毎に必要な最小限の制御機能のみを個別制御基板 16A, 16Bに設けることが可能となり、差圧式流量計 10を小型化して設置スぺースの確保を容易〖こすることができる。

換言すれば、差圧流量計 10自体が小型化されただけでなぐ別体のコントローラ C Rが主制御基板 18に集約されて不要となるので、差圧流量計 10を半導体製造装置等の装置類に設置する際には、設置スペースが小さくなるため装置類を小型化でき、さらに、部品点数の減少及び配線作業の減少等により設置作業の工程を低減することができる。

[0026] ところで、上述したオリフィス部材 11は、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの間に交換可能に設置される。

図 1に示した構成例では、オリフィス本体 11に係止された一対のオリフィス用袋ナツト 31を用いて、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの間に着脱可能に連結され、流路 13と同軸に小径に絞られたオリフィス流路を形成している。この場合のオリフィス部材 11は、内部の流路を流通する流体に汚染が生じにくぐまた流体により侵されにくい材質、たとえば PFA (四フッ化工チレンとパーフルォロアルコキシエチレンとの共重合体）によって構成されていることが好ましい。

また、オリフィス部材 11は、小径に絞られたオリフィス流路の両端が傾斜面とされ、流体がスムーズにオリフィス流路に導かれるとともに、オリフィス流路を通過した流体が滞りなく下流側に押し出されるので、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bとの境界における流体の滞留が生じにく、。

[0027] また、上述した交換可能なオリフィス部材 11については、図 1に示した実施形態に限定されることはなぐ以下に説明する種々の実施形態及び変形例がある。

<第 1の実施形態 >

図 7及び図 8に示す第 1の実施形態のオリフィス部材 11Aは、一端が第 1圧力センサ 12Aに接続され、他端が第 2圧力センサ 12Bに接続されて、内部が第 1及び第 2 圧力センサ 12A, 12B間を接続する流路を構成するチューブ部 41と、このチューブ部 41内に設けられるオリフィス 42とが、一体に形成された構成とされる。

図示の例において、オリフィス部材 11Aは、チューブ部 41の長手方向の中央部 41 aのみが中実となった略円筒形状をなしており、長手方向の中央部 41aには、長手方向の一端側力も他端側まで通じるオリフィス流路の細孔 41bが、チューブ部 41の軸線と同心にして形成されており、この長手方向の中央部 41aによってオリフィス 42が構成されている。 [0028] すなわち、このオリフィス部材 11Aは、チューブ部 41とオリフィス 42とが一つの部材とされていて、チューブ部 41とオリフィス 42との間に、流体の滞留の要因となる継ぎ目がない。

このため、このオリフィス部材 11Aでは、流路に流通させる流体を切替えた際に、流路内に残留している流体力新たに流路内に供給した流体によって確実に押し出されることとなり、流路内の流体を速やかに置換することができる。

また、このオリフィス部材 11Aでは、チューブ部 41とオリフィス 42とが一体に形成されているので、部品点数が少なくて済み、製造が容易であるとともに、流路内に Oリング等のコンタミネーシヨンの要因となる部材を配置しなくてすむ。

ここで、このようなオリフィス部材 11Aは、成形型を用いて射出成形等によって作成するほか、機械加工（削り出し等）によって作成することができる。

[0029] チューブ部 41の内面と細孔 41bの内面との間は、チューブ部 41の長手方向の端部から長手方向の中央に向うにつれて縮径されるテーパー面 41cにより接続されている。すなわち、チューブ部 41の内面と細孔 41bの内面との間は、チューブ部 41内の流体の流れに沿った傾斜面とされていて、チューブ部 41内で長手方向の中央部 4 laに達した流体がスムーズに細孔 41bに導かれるとともに、細孔 41bを通過した流体が滞りなく下流側に押し出されるので、オリフィス 42とチューブ部 41との境界での流体の滞留が生じにくい。

[0030] チューブ部 41の各端部には、チューブ部 41の端部が挿通されるオリフィス用袋ナット 31と、チューブ部 41の端部内に挿入されてチューブ部 41の端部近傍部分を径方向外側に押し広げてチューブ部 41の端部に拡径部 41 dを形成するスリーブ 36とが設けられている。

オリフィス用袋ナット 31は、内周面にメネジ部 31aが形成され、メネジ部 31aよりもチユーブ部 41の長手方向の中央部 41a側には、オリフィス用袋ナット部 31の径方向内側に突出して拡径部 41dと係合する係合突部 31bが設けられている。この変形例では、係合突部 31bは、オリフィス用袋ナット 31の内周全周にわたって形成される内フランジとされている。

[0031] スリーブ 36は、内部が流路を構成する略円筒形状の部材であって、一端をチューブ部 41の端部から突出させた状態にしてチューブ部 41に挿入されて、る。

スリーブ 36においてチューブ部 41の端部から突出される端部（以下「突出端」とする）は、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの接続端と係合する形状をなす係合部 3 7とされている。この場合、係合部 37は、スリーブ 36の流路の開口端を取り囲んで第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの接続端の端面と面接触する略円環状の当接面 3 7aと、当接面 37aよりも突出した状態にして設けられて当接面 37aの周囲を囲う円筒部 37bとを有している。

また、スリーブ 36においてチューブ部 41内に挿入される端部には、チューブ部 41 を径方向外側に押し拡げる拡径部 36aが形成されている。

[0032] 図 7に示すように、第 2圧力センサ 12Bは、内部が流体輸送配管 Pとオリフィス部材 11 Aとを接続する流路を構成するハウジング 19Bと、このハウジング 19B内の流体の圧力を測定する圧力センサ素子（図示せず)とを有している。

ノ、ウジング 19Bは、その内部の流路の、オリフィス部材 11Aとの接続端に、流路の開口端を取り囲んでオリフィス部材 11 Aのスリーブ 36の当接面 37aと面接触する略円環状の当接面 38aと、当接面 37aよりも突出した状態にして設けられて当接面 37a の周囲を囲う円筒部 38bと、当接面 37aと円筒部 37bとの間に設けられてオリフィス部材 11 Aの円筒部 37bが挿入される円環状の凹部 38cとを有して、る。

円筒部 37bの外周面には、オリフィス部材 11Aのオリフィス用袋ナット 31のメネジ部 31aが螺合されるォネジ部 38dが形成されている。

[0033] このように構成されるオリフィス部材 11Aは、チューブ部 41の長手方向の一方の端部を第 2圧力センサ 12Bの流路の接続端に対向させた状態で、この端部が挿通されたオリフィス用袋ナット 31を第 2圧力センサ 12Bのハウジング 19Bの円筒部 38bに設けられたォネジ部 38dに係合させて、オリフィス用袋ナット 31を締め付けていくことで、この端部力も突出したスリーブ 36の係合部 37が、オリフィス用袋ナット 31とともにハウジング 19Bに相対的に近接させられる。このオリフィス用袋ナット 31を十分に締め付けた状態では、図 8に示すように、スリーブ 36の係合部 38を構成する当接面 37aとハウジング 19Bの当接面 38aとが面接触した状態で押し付けられ、スリーブ 36の係合部 37を構成する円筒部 37bがハウジング 19Bの凹部 38c内に挿入され、これによつて、係合部 37とハウジング 19Bとが気密、液密に係合した状態で固定される。

[0034] 一方、オリフィス用袋ナット 31を緩めることで、係合部 37とハウジング 19Bとの固定が解除される。

オリフィス部材 11Aと第 1圧力センサ 12Aとの接続操作及び分離操作も、上記したオリフィス部材 11Aと第 2圧力測定装置 12Bとの接続操作、分離操作と同様である。すなわち、この差圧式流量計 10において、オリフィス部材 11Aは、オリフィス用袋ナット 31を操作することで、両側の圧力センサとの接続及び分離を容易に行うことができる。

[0035] ここで説明した第 1の実施形態においては、スリーブ 36が係合部 37を有している構成とした力たとえば図 9及び図 10に示す第 1変形例のオリフィス部材 11Bのように、スリーブ 36の代わりに、係合部 37を有さないリング状のスリーブ 36Aをチューブ部 4 1の端部よりも奥方まで挿入し、これによつてチューブ部 41に拡径部 41dを形成してちょい。

この場合には、チューブ部 41の端部によって係合部 37が構成される（但し、円筒部 37bはなくなり、チューブ部 41の端部が当接面 37aとして機能する)。また、第 1圧力測定装置 12及び第 2圧力測定装置 13は、前記のハウジング 31の代わりに、ハウジング 31から凹部 31cを削除した構成のハウジング 19Bを有する構成とされる。

[0036] <第 2の実施形態 >

上述したオリフィス部材 11の第 2実施形態を、図 11及び図 12を用いて説明する。図 11に示すように、本実施形態におけるオリフィス部材 11Cは、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bとの接続構造が異なっている。なお、上述した実施形態と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、その詳細な説明を省略する。図 12に示すように、オリフィス部材 11Cは、第 1の実施形態で示したオリフィス部材 11Aにおいて、チューブ部 41及びスリーブ 27の代わりに、オリフィス用袋ナット 31に挿通される各端部が、柔軟性を有しかつ他の部分よりも拡径されて内部に第 1圧力センサ 12Aまたは第 2圧力センサ 12Bの後述する接続端を受け入れる拡径部 43とされ、オリフィス用袋ナット 31の係合突部 31bが、この拡径部 43に係合する構成とされたチューブ部 41Aを用いたことを主たる特徴とするものである。 [0037] ここで、チューブ部 41 Aの端部は柔軟性を有して、て変形可能であるので、容易にオリフィス用袋ナット 31に挿通することができる。

第 1圧力センサ 12Aは、第 1の実施形態に示した当接面 38a及び凹部 38cをなくし、円筒部 38bの先端に、チューブ部 41Aの拡径部 43内に挿入される挿入部 38eを設けたことを主たる特徴とするものである。また、第 2圧力センサ 12Bについても、第 1 圧力センサ 12Aと同様の構成となる。

[0038] このように構成される差圧流量機 10は、オリフィス部材 11Cのチューブ部 41Aの各端部をそれぞれ第 1圧力センサ 12A、第 2圧力センサ 12Bの挿入部 38eに対向させ、これら挿入部 38eをチューブ部 41Aの拡径部 43内に挿入する。拡径部 43は、このように内部に挿入部 38eを受け入れることで、その変形が規制されて、オリフィス用袋ナット 31の内周面に設けられた係合突部 31bと係合するようになつている。

このように拡径部 43に挿入部 38eを挿入した状態で、チューブ部 41Aが挿通されたオリフィス用袋ナット 31を第 1圧力センサ 12A及び第 2圧力センサ 12Bの円筒部 3 8bに形成されたォネジ部 38dに係合させて、オリフィス用袋ナット 31を締め付けていくことで、チューブ部 41Aの拡径部 43がオリフィス用袋ナット 31とともに円筒部 38bに相対的に近接させられる。このオリフィス用袋ナット 31を十分に締め付けた状態では、チューブ部 41Aの拡径部 43と挿入部 38eとが、気密、液密に係合した状態で固定される。

[0039] 一方、オリフィス用袋ナット 31を緩めることで、チューブ部 41Aの端部と各圧力センサ 12A、 12Bの接続端との固定が解除される。

すなわち、このオリフィス部材 11Cでは、オリフィス用袋ナット 31を操作することで、各圧力センサ 12A, 12Bとの接続と分離とを容易に行うことができる。

[0040] <第 3の実施形態 >

本発明に係るオリフィス部材 11の第 3の実施形態を、図 13及び図 14を用いて説明する。

本実施形態におけるオリフィス部材 11Dは、第 1の実施形態で示したオリフィス部材 11と、第 1、第 2圧力センサ 12A, 12Bとの接続構造が異なっている。以下、第 1実の施形態と同様または同一の部材については同じ符号を用いて示し、詳細な説明を省略する。

[0041] オリフィス部材 1 IDは、第 1の実施形態で示したオリフィス部材 11において、チューブ部 41及びスリーブ 36の代わりに、オリフィス用袋ナット 31に挿通される各端部が、剛性を有するとともにその外周面に拡径部 44が設けられ、オリフィス用袋ナット 31の係合突部 31bが、この拡径部 44に係合する構成とされたチューブ部 41Bを用いたことを主たる特徴とするちのである。

また、チューブ部 41Bの端部には、第 1の実施形態で示したスリーブ 36と同様に、係合部 37を構成する当接面 37a及び円筒部 37bがー体的に設けられている。

[0042] ここで、このオリフィス部材 11Dでは、チューブ部 41Bの拡径部 44の形状とオリフィス用袋ナット 31の係合突部 31bの形状とのうちの少なくともいずれか一方を、オリフィス用袋ナット 31にチューブ部 41Bの端部を挿入する際に、オリフィス用袋ナット 31が拡径部 44を乗り越えやすぐかつオリフィス用袋ナット 31の締め付けが確実に拡径部 44に伝達される形状とすることが好ま、。

本実施形態では、チューブ部 41Bの拡径部 44は、チューブ部 41Bの端部側が、端部に向うにつれて漸次縮径され、チューブ部 41Bの長手方向中央側では軸線に対して略直交する面をなす形状とされてヽる。

また、オリフィス用袋ナット 31の係合突部 31bは、オリフィス用袋ナット 31の軸線方向のメネジ部 31a側が軸線に対して略直交する面をなし、オリフィス用袋ナット 31の軸線方向のメネジ部 31aとは反対の側カ^ネジ部 31aから軸線方向に離間するにつれて漸次縮径する形状とする。

[0043] このように構成されるオリフィス部材 11Dは、第 1の実施形態に示したオリフィス部材 11と同様の手順で、第 1、第 2圧力センサ 12A, 12Bに接続される。また、このオリフイス部材 11Dと第 1、第 2圧力センサ 12A, 12Bとの接続構造は、第 1の実施形態で示すオリフィス部材 11と第 1、第 2圧力センサ 12A, 12Bとの接続構造と同様である。

[0044] ここで、本実施の形態では、端部に円筒部 37bがー体的に設けられたチューブ部 4 1Bを用いた例を示した力これに限られることなぐたとえば図 15及び図 16に示す第 1変形例のように、円筒部 37bを有して、な、チューブ部 41Cを用いてもょ、。この場合には、第 1、第 2圧力センサ 12A、 12Bのそれぞれのハウジング 19a、 19B は、図 16に示すように凹部 38cを削除した構成とすることができる。

[0045] <第 4の実施形態 >

本発明に係る流量調整装置の第 4の実施形態を、図 17を用いて説明する。

本実施形態におけるオリフィス部材 11Fは、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bとの接続構造が異なるものである。

オリフィス部材 11Fは、第 1の実施形態で示したオリフィス部材 11と第 1及び第 2圧力測定装置 12A, 12Bとの接続部の構造を、互いに入れ替えたことを主たる特徴とするものである。具体的には、オリフィス部材 11Fは、第 1の実施形態で示したオリフイス部材 11において、オリフィス用袋ナット 31及びスリーブ 36をなくし、チューブ部 4 1の代わりに、図 17に示す構成のチューブ部 41Dを用いたことを主たる特徴とするものである。

[0046] チューブ部 41Dは、第 1の実施形態で示したチューブ部 41にお、て、両端が剛性を有する構成とされるとともに、各端部が、それぞれ流路の開口端を取り囲む略円環状の当接面 38aと、当接面 38aよりも軸線方向に突出した状態にして設けられて当接面 38aの周囲を囲う円筒部 38bと、当接面 38aと円筒部 38bとの間に設けられる円環状の凹部 38cとを有する構成とされたものである。ここで、円筒部 38bの外周面には、ォネジ部 38dが形成されて、る。

[0047] 第 1圧力センサ 12A及び第 2圧力センサ 12B側では、第 1の実施形態に示した当接面 38a、円筒部 38b、凹部 38c、及びォネジ部 38dを設ける代わりに、ハウジング 1 9A, 19Bから引き出されるチューブ部 39と、このチューブ部 39の端部が揷通されるオリフィス用袋ナット 31と、チューブ部 39の端部内に挿入されてチューブ部 39の端部近傍部分を径方向外側に押し広げてチューブ部 39の端部に拡径部 39aを形成するスリーブ 36Bとを設けた構成とされて、る。

ここで、スリーブ 36Bには、第 1の実施形態と同様、スリーブ 36Bの流路の開口端を取り囲んで第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bの接続端の端面と面接触する略円環状の当接面 37aと、当接面 37aよりも突出した状態にして設けられて当接面 37aの周囲を囲う円筒部 37bとからなる係合部 37が設けられて、る。

このように構成されるオリフィス部材 11Fは、第 1圧力センサ 12A及び第 2圧力センサ 12Bと、第 1の実施形態と同様の接続方法により接続される (ただし、接続構造のォスメスが逆転している）。

[0048] ここで、本実施形態において、オリフィス部材 11Fは、チューブ部 41Dの代わりに、図 18に示す第 1変形例のように、チューブ部 41Fから凹部 38cを削除した構成のチユーブ部 41Eを有する構成としてもょ、。

この場合には、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bでは、係合部 37を有さないリング状のスリーブ 36Aがチューブ部 41Fの端部よりも奥方まで挿入されて、これによつてチューブ部 41Fに拡径部 39aが形成される。また、チューブ部 39の端部によって係合部 37構成される（ただし、円筒部 37bは無くなり、チューブ部 96の端部が当接面 28aとして機能する）。

[0049] また、本実施形態において、オリフィス部材 11Gは、チューブ部 41Dの代わりに、図 19に示す第 2変形例のように、チューブ部 41Dにおいて当接面 38a及び凹部 38c をなくし、円筒部 38bの先端にチューブ部 39の拡径部 39a内に挿入される挿入部 38 eを設けた構成のチューブ部 11Gを有する構成としてもょ、。

この場合、第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bでは、スリーブ 36Bをなくし、その端部が、柔軟性を有しかつ他の部分よりも拡径されて、内部にオリフィス部材 11Gのチユーブ部 41Eの後述する接続端を受け入れる拡径部 39aとされたチューブ部 39Aが用いられ、オリフィス用袋ナット 31の係合突部 31bが、この拡径部 39aに係合する構成とされる。

ここで、チューブ部 39Aの端部は柔軟性を有していて変形可能であるので、容易にオリフィス用袋ナット 31に挿通することができる。

[0050] ここで、上記各実施形態では、オリフィス部材の両端の接続構造がそれぞれォスである場合とメスである場合を示した力これに限られることなぐオリフィス部材の一端の接続構造をォスとし、他端の接続構造をメスとしてもよい。

また、上述した差圧式流量計 10は、差圧を換算した流量測定値を出力してもよい力第 1及び第 2圧力センサ 12A, 12Bで検出した圧力の検出値をそのまま出力することち可會である。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなぐ本発明の要旨を逸脱しな、範囲内にお、て適宜変更することができる。

Claims

請求の範囲

[1] オリフィス部材を挟んだ流路の両側にベース部材に固定した一対の圧力検出手段を配設し、前記オリフィス部材の上流側及び下流側に生じる圧力差を前記圧力検出手段が測定して流量計測を行う差圧式流量計において、

前記圧力検出手段内に設置された圧力検出部の近傍に各々配設した個別制御基板と、前記ベース部材に形成した基板設置空間内に配設した主制御基板とを備え、前記個別制御基板と前記主制御基板との間を前記圧力検出手段のハウジング内に設けた複数の配線通路を通した配線により接続するとともに、前記個別制御基板及び前記主制御基板のいずれかひとつに外部配線を接続したことを特徴とする差圧式

[2] 前記基板設置空間を前記ベース部材の下面に配置して液密とし、かつ、前記べ一ス部材の上面に前記配線通路と外部との間を液密にして前記圧力検出手段を結合したことを特徴とする請求項 1に記載の差圧式流量計。

[3] 前記配線通路が複数に分割して設けられていることを特徴とする請求項 1または

2に記載の差圧式流量計。