JPH04535B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH04535B2 JPH04535B2 JP12431785A JP12431785A JPH04535B2 JP H04535 B2 JPH04535 B2 JP H04535B2 JP 12431785 A JP12431785 A JP 12431785A JP 12431785 A JP12431785 A JP 12431785A JP H04535 B2 JPH04535 B2 JP H04535B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal conduit
- wall surface
- welded
- flange plate
- electromagnetic flowmeter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、金属導管の両開口端外周に円環状フ
ランジ板を溶接して固着してなる測定管を備えて
なる電磁流量計の改良に関する。
ランジ板を溶接して固着してなる測定管を備えて
なる電磁流量計の改良に関する。
一般に、電磁流量計は、フアラデーの電磁誘導
現像を利用して測定管内を通過する導電性を有す
る被測定流体の流量を電気信号に変換し、その流
量測定を行なうものである。そして、このような
電磁流量計は、測定にあたつて可動部分がなく、
また測定のために圧力損失を生じることがなく、
さらに他の測定方式では測定困難な腐食性流体、
スラリ、固形物などを含んだ混合流体の流量測定
も可能であるといつた利点を有し、各方面に多用
されている。
現像を利用して測定管内を通過する導電性を有す
る被測定流体の流量を電気信号に変換し、その流
量測定を行なうものである。そして、このような
電磁流量計は、測定にあたつて可動部分がなく、
また測定のために圧力損失を生じることがなく、
さらに他の測定方式では測定困難な腐食性流体、
スラリ、固形物などを含んだ混合流体の流量測定
も可能であるといつた利点を有し、各方面に多用
されている。
ところで、この種の電磁流量計は、概略第３図
に示すような構成とされていた。これを簡単に説
明すると、図中符号１で示すものは、第４図ａか
ら明らかなように、その両開口端外周にケース支
持用としての円環状フランジ板２，２を嵌装させ
た状態で溶接して固着させてなる金属導管３によ
る測定管１で、この測定管１の外周部には、これ
を上、下方向から挟むようにして、測定管１内の
被測定流体の流れの方向と直交する方向に磁界を
与える略々鞍形状に巻回された一対の励磁コイル
４，４およびコア５，５等が配設されている。ま
た、この測定管１の内壁面には、テフロン等の絶
縁ライニング（図示せず）が形成され、かつこれ
ら測定管１の外側には、前記フランジ板２，２の
外周部にＯリング等を介して筒状のケース６が嵌
装して固定されている。さらに、上述した測定管
１において、被測定流体の流れの方向および前記
励磁コイル４，４による磁界の方向のそれぞれと
直交する方向には、周知のように、一対の電極７
（一方は図示せず）が対向して配設され、これに
より導電性を有する被測定流体中で生じる起電力
を取出すような構成とされている。なお、第４図
ａ中８，９は前記金属導管３の両開口端外周に切
欠き形成された段部３ａ，３ａに対し円環状フラ
ンジ板２，２を嵌装させた状態でその内孔縁内、
外を接合固定するようにして肉盛りされた溶接部
である。
に示すような構成とされていた。これを簡単に説
明すると、図中符号１で示すものは、第４図ａか
ら明らかなように、その両開口端外周にケース支
持用としての円環状フランジ板２，２を嵌装させ
た状態で溶接して固着させてなる金属導管３によ
る測定管１で、この測定管１の外周部には、これ
を上、下方向から挟むようにして、測定管１内の
被測定流体の流れの方向と直交する方向に磁界を
与える略々鞍形状に巻回された一対の励磁コイル
４，４およびコア５，５等が配設されている。ま
た、この測定管１の内壁面には、テフロン等の絶
縁ライニング（図示せず）が形成され、かつこれ
ら測定管１の外側には、前記フランジ板２，２の
外周部にＯリング等を介して筒状のケース６が嵌
装して固定されている。さらに、上述した測定管
１において、被測定流体の流れの方向および前記
励磁コイル４，４による磁界の方向のそれぞれと
直交する方向には、周知のように、一対の電極７
（一方は図示せず）が対向して配設され、これに
より導電性を有する被測定流体中で生じる起電力
を取出すような構成とされている。なお、第４図
ａ中８，９は前記金属導管３の両開口端外周に切
欠き形成された段部３ａ，３ａに対し円環状フラ
ンジ板２，２を嵌装させた状態でその内孔縁内、
外を接合固定するようにして肉盛りされた溶接部
である。
そして、このような構成による電磁流量計は、
周知のように、被測定流体の左、右一対をなす配
管１０，１０の端部にそれぞれ形成されたフラン
ジ部１０ａ，１０ａ同士を、通しボルト１１およ
びナツト１２等で締付け固定することで、流体配
管途中に介装されて配設固定され、被測定流体の
流量を測定するものである。
周知のように、被測定流体の左、右一対をなす配
管１０，１０の端部にそれぞれ形成されたフラン
ジ部１０ａ，１０ａ同士を、通しボルト１１およ
びナツト１２等で締付け固定することで、流体配
管途中に介装されて配設固定され、被測定流体の
流量を測定するものである。
しかしながら、上述した構成による従来の電磁
流量計において、金属導管３の両開口端に円環状
フランジ板２を溶接することで形成される測定管
１では、流体配管１０，１０との接合により、そ
のフランジ板２，２に対し軸線方向外側からかな
りの値の外力が加わり、さらに測定管１内を流れ
る被測定流体からの内圧も加わるものであつた。
そして、これらの外力による応力が金属導管３、
フランジ板２、および溶接部８，９等からなる測
定管１の一部に集中して加わり、その結果測定管
１が局部的に疲労して塑性変形してしまい、測定
精度の信頼性等の面で問題となるもので、このよ
うな問題を解決し得る何らかの対策を講じること
が望まれている。
流量計において、金属導管３の両開口端に円環状
フランジ板２を溶接することで形成される測定管
１では、流体配管１０，１０との接合により、そ
のフランジ板２，２に対し軸線方向外側からかな
りの値の外力が加わり、さらに測定管１内を流れ
る被測定流体からの内圧も加わるものであつた。
そして、これらの外力による応力が金属導管３、
フランジ板２、および溶接部８，９等からなる測
定管１の一部に集中して加わり、その結果測定管
１が局部的に疲労して塑性変形してしまい、測定
精度の信頼性等の面で問題となるもので、このよ
うな問題を解決し得る何らかの対策を講じること
が望まれている。
このような要請に応えるために、本発明に係る
電磁流量計は、円環状フランジ板が金属導管の各
開口端外周に嵌装した状態で溶接して固着されて
なる測定管において、円環状フランジ板の内壁面
と金属導管の外壁面とを、金属導管外壁面から緩
やかな勾配をもつて立ち上がるような肉盛りによ
り溶接するとともに、その立ち上がり部からフラ
ンジ板とは反対側の金属導管外壁面に、前記溶接
部の肉盛りと略々同一の勾配をもつて連続するテ
ーパ面を有しかつ滑らかな曲面をもつて折返す溝
部を形成するようにしたものである。
電磁流量計は、円環状フランジ板が金属導管の各
開口端外周に嵌装した状態で溶接して固着されて
なる測定管において、円環状フランジ板の内壁面
と金属導管の外壁面とを、金属導管外壁面から緩
やかな勾配をもつて立ち上がるような肉盛りによ
り溶接するとともに、その立ち上がり部からフラ
ンジ板とは反対側の金属導管外壁面に、前記溶接
部の肉盛りと略々同一の勾配をもつて連続するテ
ーパ面を有しかつ滑らかな曲面をもつて折返す溝
部を形成するようにしたものである。
本発明によれば、金属導管外壁面でフランジ板
との溶接部の立ち上がり部よりも導管の軸線方向
内側部分に形成した溝部の存在によつて、外力に
よる応力集中を避け、適切な応力分散が可能とな
るものである。
との溶接部の立ち上がり部よりも導管の軸線方向
内側部分に形成した溝部の存在によつて、外力に
よる応力集中を避け、適切な応力分散が可能とな
るものである。
以下、本発明を図面に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図および第２図は本発明に係る電磁流量計
の一実施例を示すものであり、これらの図におい
て、前述した第３図等と同一または相当する部分
には、同一番号を付してその説明は省略する。
の一実施例を示すものであり、これらの図におい
て、前述した第３図等と同一または相当する部分
には、同一番号を付してその説明は省略する。
さて、本発明によれば、円環状フランジ板２，
２が金属導管３の各開口端外周に嵌装した状態で
溶接して固着されてなる測定管１において、フラ
ンジ板２，２の内壁面と金属導管３の外壁面と
を、金属導管３外壁面から緩やかな勾配をもつて
立ち上がるような肉盛りにより溶接するととも
に、その立ち上がり部Ｐからフランジ板２とは反
対側の金属導管３外壁面に、前記溶接部８の肉盛
りと略々同一の勾配をもつて連続するテーパ面２
０ａを有しかつ滑らかな曲面２０ｂをもつて折返
す溝部２０を形成したところに特徴を有してい
る。
２が金属導管３の各開口端外周に嵌装した状態で
溶接して固着されてなる測定管１において、フラ
ンジ板２，２の内壁面と金属導管３の外壁面と
を、金属導管３外壁面から緩やかな勾配をもつて
立ち上がるような肉盛りにより溶接するととも
に、その立ち上がり部Ｐからフランジ板２とは反
対側の金属導管３外壁面に、前記溶接部８の肉盛
りと略々同一の勾配をもつて連続するテーパ面２
０ａを有しかつ滑らかな曲面２０ｂをもつて折返
す溝部２０を形成したところに特徴を有してい
る。
このような構成を採用した理由は、次の通りで
ある。すなわち、上述した電磁流量計における測
定管１において、その各部に対する外力による応
力値は、従来、JIS規格による圧力容器の構造等
で、そのフランジ部分での概略値のみを確認し得
るだけであつたが、本発明者らは、近年注目され
ている有限要素法（FEM）を採用して、上述し
た測定管１各部での応力値を計算して求めること
とした。そして、これによる計算結果から、従来
構造での測定管１の金属導管３に対する軸線方向
（ｚ軸方向）での応力は、第４図ａ，ｂに示すよ
うに、金属導管３外壁面とフランジ板２内側面と
を固着させる溶接部８の肉盛りの立ち上がり部Ｐ
位置で、急激な応力集中（第５図中矢印参照）を
生じていることが確認された。この場合の最大応
力値σzmaxを小さくするためには、溶接部８の
軸線方向長さＬおよびその肉盛り高さｔ、さらに
は金属導管３の肉厚ｈを大きくすることが必要
で、いずれも材料コスト面から好ましくなく、し
かも測定管１全体の大型化等を招く等といつた問
題を生じてしまうものであつた。なお、第５図中
破線は、従来例において集中応力が加わることに
よる変位状態を図示している。
ある。すなわち、上述した電磁流量計における測
定管１において、その各部に対する外力による応
力値は、従来、JIS規格による圧力容器の構造等
で、そのフランジ部分での概略値のみを確認し得
るだけであつたが、本発明者らは、近年注目され
ている有限要素法（FEM）を採用して、上述し
た測定管１各部での応力値を計算して求めること
とした。そして、これによる計算結果から、従来
構造での測定管１の金属導管３に対する軸線方向
（ｚ軸方向）での応力は、第４図ａ，ｂに示すよ
うに、金属導管３外壁面とフランジ板２内側面と
を固着させる溶接部８の肉盛りの立ち上がり部Ｐ
位置で、急激な応力集中（第５図中矢印参照）を
生じていることが確認された。この場合の最大応
力値σzmaxを小さくするためには、溶接部８の
軸線方向長さＬおよびその肉盛り高さｔ、さらに
は金属導管３の肉厚ｈを大きくすることが必要
で、いずれも材料コスト面から好ましくなく、し
かも測定管１全体の大型化等を招く等といつた問
題を生じてしまうものであつた。なお、第５図中
破線は、従来例において集中応力が加わることに
よる変位状態を図示している。
したがつて、本発明者らは、上述した有限要素
法による計算結果に基づいて種々検討、実験を行
なつた結果、溶接部立ち上がり部Ｐを、第１図お
よび第２図から明らかなように、肉盛りされた溶
接部８とその傾斜勾配に連続して形成した溝部２
０のテーパ面２０ａとの間に位置させることで、
配管側からの荷重等といつた外力による応力集中
を避け得るとともに、この溝部２０の内面２０
ａ，２０ｂに沿つて応力を効率よく分散させ、適
切な応力の分散分布（第２図中矢印で示す）が得
られることを確認した。勿論、このような応力分
散によつて、前述したような溶接部８の肉盛り寸
法や導管３の厚み寸法等を増大させることなく、
最大応力値σzmaxを小さくすることができ、ま
た測定管１全体の小型かつ軽量化等をも達成し得
るものである。なお、上述した溶接部８の肉盛り
傾斜角度および溝部２０のテーパ面２０ａの傾斜
角度θとしては、たとえば10〜30゜（特に15゜付近）
とすればよいものである。
法による計算結果に基づいて種々検討、実験を行
なつた結果、溶接部立ち上がり部Ｐを、第１図お
よび第２図から明らかなように、肉盛りされた溶
接部８とその傾斜勾配に連続して形成した溝部２
０のテーパ面２０ａとの間に位置させることで、
配管側からの荷重等といつた外力による応力集中
を避け得るとともに、この溝部２０の内面２０
ａ，２０ｂに沿つて応力を効率よく分散させ、適
切な応力の分散分布（第２図中矢印で示す）が得
られることを確認した。勿論、このような応力分
散によつて、前述したような溶接部８の肉盛り寸
法や導管３の厚み寸法等を増大させることなく、
最大応力値σzmaxを小さくすることができ、ま
た測定管１全体の小型かつ軽量化等をも達成し得
るものである。なお、上述した溶接部８の肉盛り
傾斜角度および溝部２０のテーパ面２０ａの傾斜
角度θとしては、たとえば10〜30゜（特に15゜付近）
とすればよいものである。
なお、本発明は上述した実施例構造に限定され
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば本発明を特徴づける
溝部２０は、金属導管３の外壁面に予め成形加工
してもよいし、また溶接後に加工してもよいこと
は明らかであろう。
ず、各部の形状、構造等を、適宜変形、変更する
ことは自由である。たとえば本発明を特徴づける
溝部２０は、金属導管３の外壁面に予め成形加工
してもよいし、また溶接後に加工してもよいこと
は明らかであろう。
以上説明したように、本発明に係る電磁流量計
によれば、測定管を構成する円環状フランジ板の
内壁面と金属導管の外壁面とを、金属導管外壁面
から緩やかな勾配をもつて立ち上がるような肉盛
りにより溶接するとともに、その立ち上がり部か
らフランジ板とは反対側の金属導管外壁面に、前
記溶接部の肉盛りと略々同一の勾配をもつて連続
するテーパ面を有しかつ滑らかな曲面をもつて折
返す溝部を形成するようにしたので、簡単な構成
にもかかわらず、金属導管外壁面でフランジ板と
の溶接部の立ち上がり部よりも導管の軸線方向内
側に形成した溝部の存在によつて、外力による応
力集中を避け、適切な応力分散が可能で、これに
より測定管の耐久性や測定精度の信頼性等を向上
させ得るとともに、測定管の小型かつ軽量化を図
り、コスト低減化を達成し得る等といつた種々優
れた効果がある。
によれば、測定管を構成する円環状フランジ板の
内壁面と金属導管の外壁面とを、金属導管外壁面
から緩やかな勾配をもつて立ち上がるような肉盛
りにより溶接するとともに、その立ち上がり部か
らフランジ板とは反対側の金属導管外壁面に、前
記溶接部の肉盛りと略々同一の勾配をもつて連続
するテーパ面を有しかつ滑らかな曲面をもつて折
返す溝部を形成するようにしたので、簡単な構成
にもかかわらず、金属導管外壁面でフランジ板と
の溶接部の立ち上がり部よりも導管の軸線方向内
側に形成した溝部の存在によつて、外力による応
力集中を避け、適切な応力分散が可能で、これに
より測定管の耐久性や測定精度の信頼性等を向上
させ得るとともに、測定管の小型かつ軽量化を図
り、コスト低減化を達成し得る等といつた種々優
れた効果がある。
第１図は本発明に係る電磁流量計の一実施例を
示す測定管の要部拡大断面図、第２図はその動作
説明図、第３図は電磁流量計の概略構成を示す要
部断面図、第４図ａ，ｂは従来例による問題点を
説明するための側断面図およびその軸線方向での
応力特性図、第５図は有限要素法により解析した
測定管の変位状態を示す図である。 １……測定管、２……円環状フランジ板、３…
…金属導管、６……ケース、８，９……溶接部、
１０……流体配管、１０ａ……フランジ部、１１
……通しボルト、２０……溝部、２０ａ……テー
パ面、２０ｂ……曲面、Ｐ……溶接部立ち上がり
部。
示す測定管の要部拡大断面図、第２図はその動作
説明図、第３図は電磁流量計の概略構成を示す要
部断面図、第４図ａ，ｂは従来例による問題点を
説明するための側断面図およびその軸線方向での
応力特性図、第５図は有限要素法により解析した
測定管の変位状態を示す図である。 １……測定管、２……円環状フランジ板、３…
…金属導管、６……ケース、８，９……溶接部、
１０……流体配管、１０ａ……フランジ部、１１
……通しボルト、２０……溝部、２０ａ……テー
パ面、２０ｂ……曲面、Ｐ……溶接部立ち上がり
部。
Claims (1)
- １ 円環状フランジ板が金属導管の各開口端外周
に嵌装した状態で溶接して固着されてなる測定管
を備えた電磁流量計において、前記円環状フラン
ジ板の内壁面と金属導管の外壁面とは、金属導管
の外壁面から緩やかな勾配をもつて立ち上がるよ
うな肉盛りにより溶接されるとともに、その立ち
上がり部からフランジ板とは反対側の金属導管外
壁面には、前記溶接部の肉盛りと略々同一の勾配
をもつて連続するテーパ面を有しかつ滑らかな曲
面をもつて折返す溝部が形成されていることを特
徴とする電磁流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12431785A JPS61283824A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電磁流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12431785A JPS61283824A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電磁流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61283824A JPS61283824A (ja) | 1986-12-13 |
| JPH04535B2 true JPH04535B2 (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14882336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12431785A Granted JPS61283824A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 電磁流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61283824A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0625681B2 (ja) * | 1988-05-19 | 1994-04-06 | 山武ハネウエル株式会社 | 電磁流量計 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12431785A patent/JPS61283824A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61283824A (ja) | 1986-12-13 |
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