JPH0480621A - 質量流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は質量流量計に係り、特に被測流体か流れるセン
サチューブ内を洗浄するのに好適な構成とした質量流量
計に関する。

従来の技術 被測流体の流量は流体の種類、物性（密度、粘度なと）
、プロセス条件（温度、圧力）によって影響を受けない
質量で表わされることか望ましい。

そのため、被測流体の質量流量を計測する種々の質量流
量計か開発されつつあり、その中の一つとして振動する
センサチューブ内に流体を流したときに生ずるコリオリ
の力を利用して質量流量を直接計測する流量計かある。

この種の質量流量計においては、特開昭５４５２５７０
号公報に記載の如く一対のセンサチューブに流体を流し
、加振器（励磁コイル）の駆動力により一対のセンサチ
ューブを互いに近接、離間する方向に振動させる構成と
されている。コリオりの力はセンサチューブの振動方向
に働き、かつ入口側と出口側とて逆向きであるのでセン
サチューブに捩れか生し、この捩れ角は質量流量に比例
する。従って、一対のセンサチューブの入口側及び出口
側夫々の捩れる位置に振動を検出するピックアップ（振
動センサ）を設け、両センサの出力検出信号の時間差を
計測して上記センサチューブの捩れ、つまり質量流量を
計測している。

発明が解決しようとする課題 ところか、上記質量流量計ではセンサチューブか肉薄の
細管により形成されているので、センサチューブの内壁
に流体の膜あるいは異物等か付着していると計測精度に
影響し、正確な流量計測かできなくなるおそれかある。

そのため、例えはセンサチューブ内壁に付着しやすい石
油、化学、食品、薬品等を扱うプロセスにおいては、流
量計測精度を維持するため、センサチューブ内を定期的
に点検し、洗浄作業を行う必要かある。

従来は第１２図に示す如く、被測流体か流れる配管１と
２との間に質量流量計３か配設されており、配管１，２
と質量流量計３との間にはバルブ４．５及び分岐管６，
７か配設されている。そして、分岐管６．７には洗浄用
のバルブ８．９か設けられていた。通常、バルブ４，５
は開弁され、且つ洗浄用のバルブ８，９は閉弁されてお
り、配管１からの流体は質量流量計３内を通過して配管
２へ流出する。しかし、洗浄時はバルブ４，５か閉弁さ
れるとともに分岐管６，７に設けられた洗浄用のバルブ
８，９か開弁される。よって、洗浄液はバルブ８より流
入して質量流量計３に供給され、バルブ９より流出する
。

しかしながら、従来は質量流量計３の上、下流側に分岐
管６，７及び洗浄用のバルブ８，９を設けなければなら
ず配管経路の構成か複雑化していたといった課題かある
。さらに、質量流量計３ではセンサチューブ内（図示せ
ず）に異物等か付着しているとセンサチューブの振動特
性か変化し、流路断面積か小さくなって圧力損失か増大
するか、上記の如く洗浄液等を流すたけてはセンサチュ
ーブ内壁の付着物を効果的に除去することができないと
いった課題かある。しかも、センサチューブ内を直接目
視することかできず、センサチューブ内にとの程度の付
着物かあるか、あるいはセンサチューブの腐食等の具合
はとうなのか点検することかできないといった課題かあ
る。

そこで、本発明は上記課題を解決した質量流量計を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、被測流体か流入する流入口及び被測流体が流
出する流出口と接続されたマニホールドに該流入口、流
出口に連通ずるようセンサチューブを設け、該センサチ
ューブを振動させ、被測流体の流量に応じて発生するコ
リオリ力によるセンサチューブの変位を検出して流量を
計測する質量流量計において、 前記マニホールドに接続されたセンサチューブの開口部
分と径方向で重なり合うよう穿設された孔を前記マニホ
ールドに設け、前記孔に栓を取外し自在に設けてなる。

又、被測流体か通過するセンサチューブを振動させ、被
測流体の流量に応じて発生するコリオり力によるセンサ
チューブの変位を検出して流量を計測する質量流量計に
おいて、 前記センサチューブの途中に分岐路を設け、前記分岐路
を開、閉する栓を設けてなる。

作用 マニホールドの孔を閉塞する栓を外して、センサチュー
ブの開口部分と同軸的に配された孔よりセンサチューブ
内に洗浄液を噴射し、あるいはブラシ等を挿入すること
により、センサチューブ内の付着物を効果的に除去しう
る。さらに、このマニホールドに設けられた孔よりセン
サチューブ内の腐食あるいは損傷具合を点検することも
可能となる。

又、センサチューブの途中に分岐路を設けることにより
、洗浄しにくいセンサチューブの中間部分を効果的に洗
浄することが可能となり、さらにはセンサチューブ内を
この分岐路より点検することもできる。

実施例 第１図乃至第４図に本発明になる質量流量計の第１実施
例を示す。

各図中、質量流量計１１は流入口１１ａ１かその中心部
に開口する流入側フランジｌｌａと、流出口１　ｌｂ、
が開口する流出側フランツｌｌｂとの間に、一対のセン
サチューブ１２．１３か接続されるマニホールド１４と
、センサチューブ１２１３を収納し、これを保護する箱
状のカッ１−１１ｃとが配設されてなる。

センサチューブ１２．１３は夫々高耐食性材により形成
されており、金属を腐食させやすい腐食性流体の流量を
計測可能としている。高耐食性材としては、例えば耐食
性、耐熱性に優れたチタン合金、あるいはハステロイ、
インコネル（共に登録商標）等の高ニッケル合金あるい
はタンタル合金等が考えられている。

第３図に示す如く、一対のセンサチューブ１２゜１３は
マニホールド１４に組付けられており、マニホールド１
４は流入管１５と流出管１６との間に設けられ、流入管
１５に接続された流入路１４ａと、流出管１６に接続さ
れた流出路１４ｂとを有する。又、流入路１４ａは、左
、右に分岐する接続口１４ａ＋、１４ａ２に連通してい
る。

なお、流出路１４ｂも流入路１４ａと同様に分岐した接
続口１４ｂｌ、１４ｂ２　と連通している。

又、マニホールド１４の上面には質量流量計１１の出力
信号を取り出すためのコネクタ１４ｃか設けられている
。

さらに、マニホールド１４には第２図に示す如く、洗浄
、点検用の孔１４ｃか穿設されている。

この孔１４ｃはセンサチューブ１２．１３の各直管部１
２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂの開口部分と同軸的に４
個穿設されており、夫々流入路１４ａの接続口１４ａ、
、１４ａ２．流出口１４ｂの接続口１４ｂ、、１４ｂ２
と連通している。

なお、各直管部１２ａ、１２ｂ、１３ａ。

１３ｂの開口部分の軸線と孔１４ｃの軸線とは同軸的に
一致するのが望ましいか、孔１４ｃから洗浄、点検でき
る程度に両軸線か径方向にはずれていても良く、要は、
前記開口部分と孔１４ｃとか径方向で重なり合うように
なっていればよい。

又、孔１４ｃの内壁にはネジ孔が形成されており、孔１
４ｃを閉塞する栓２５か螺入されている。

尚、栓２５はマニホールド１４と同様な耐食性金属によ
り形成され、シール部材（図示せず）を介在させて孔１
４ｃ内に螺合する。

又、流入側フランジｌｌａには答礼１４ｃに対向するよ
うに洗浄用の貫通孔１１ａ２か４個穿設されている。

上記マニホールド１４．流入管１５．流出管１６は夫々
汎用耐食性材として広く使用されているステンレス鋼に
より形成されている。

第１図に示す如く、一対のセンサチューブ１２１３は上
記マニホールド１４より水平方向に延在し、且つ上下方
向に起立する垂直面を介して横方向に対称となるように
配設される。

一方のセンサチューブ１２は、その基端を流入路１４ａ
の接続口１４ａ＋にろう付は等により接続固定され、配
管方向に延在する第１の直管部１２ａと、基端を流出路
１４ｂの接続口１４ｂに接続固定され、第１の直管部１
２ａと平行に延在する第２の直管部１２ｂと、第１．第
２の直管部１２ａ、１２ｂの先端より基端側へ折り返す
ように曲げられた曲部１２ｃ、１２ｄと、この曲部１２
ｃと１２ｄとを接続するＵ字状の接続部１２ｅとよりな
る。

又、他方のセンサチューブ１３は上記センサチューブ１
２と同一形状に形成され、直管部１３ａ、１３ｂが流出
管１６及び直管部１２ａ１２ｂと平行となるようにセン
サチューブ１２と対称に配設されている。なお、センサ
チューブ１２．１３の接続部１２ｅ、１３ｃ間は保持部
材１８により接続され相互に保持されている。

尚、この保持部材１８は流出管１６と非接触であり、流
出管１６の配管振動はセンサチューブ１２．１３に直接
伝達されないようになっている。

上記一対のセンサチューブ１２．１３においては、流入
側の直管部１２ａと１３ａとの間、及び流出側の直管部
１２ｂと１３ｂとの間にはピックアップ１９．２０か配
設されている。

なお、ピックアップ１９．２０は夫々同一構成であるの
で一方のピックアップ１９につき説明する。

ピックアップ１９はセンサチューブ１２の直管部１２の
直管部１２ａに保持されたコイル部と、コイル部に左、
右方向で対向するようにセンサチューブ１３の直管部１
３ａに設けられたマグネットとよりなる。

従って、センサチューブ１２．１３が振動すると、直管
部１３ａに設けられたコイル部かマグネット間て矢印Ｘ
方向に相対的に変位する。そのため、フィル部には直管
部１２ａ、１３ａの相対変位に応じた起電力が発生し、
ピックアップ９はコイル部の電圧より直管部１３ａの変
位を検出する。

２３．２４は加振器て、直管部１２ａと１２ｂとの先端
間、直管部１３ａと１３ｂとの先端間に設けられている
。

加振器２３は実質電磁ソレノイドと同様な構成であり、
流入側の直管部１２ａに取付けられたコイル部と、流出
側の直管部１２ｂに取付けられ、コイル部内に嵌入する
マグネット部とよりなる。

従って、加振器２３はコイル部に通電されると、直管部
１２ａ、１２ｂを矢印Ｘ方向（上、下方向）に加振する
。

尚、加振器２４は上記加振器２３と同一構成であるので
、その説明は省略する。

次に、上記構成になる質量流量計１１の計測動作につき
説明する。

流量計測時、一対のセンサチューブ１２．１３は上記加
振器２３，２４の動作により内部に流体か流れている状
態で加振される。流入管１５よりマニホールド１４の流
入路１４ａに流入した被測流体は、分流してセンサチュ
ーブ１２．１３の下方の直管部１２ａ、１３ａに流入し
、曲部１２Ｃ９１３ｃ、接続部１２ｅ、１３ｅ、曲部１
２ｄ１３ｄを通過して上方の直管部１２ｂ、１３ｂに至
り、マニホールド１４の流出路１４ｂて合流して流出管
１６より流出する。又、センサチューブ１２．１３は加
振器２３，２４により加振されているのて、センサチュ
ーブ１２．１３のはね定数とセンサチューブ１２．１３
内を流れる流量によって決まる固有振動数で矢印Ｘ方向
（上下方向）に振動する。

コリオリカはセンサチューブ１２．１３の振動方向に働
き、かつ流入側と流出側とて逆向きに作用するのでセン
サチューブ１２．１３の直管部１２ａ、１２ｂ、１３ａ
、１３ｂに捩れか生し、この捩れ角は質量流量に比例す
る。ピックアップ１９．２０はこのようなセンサチュー
ブ１２゜１３の捩れによる相対変位を出力信号の時間差
として計測して質量流量を計測する。

ここで、上記構成になる質量流量計１１を定期点検する
際の洗浄操作について説明する。まず、作業者は上、下
流側バルブ（図示せず）を閉弁して質量流量計１１を配
管（図示せず）から外し、続いて、マニホールド１４の
孔１４ｃに螺入された栓２５を外す。そして孔１４ｃか
下になるように質量流量計１１を傾斜させてセンサチュ
ーブ１２．１３内に残留した流体を抜き取る。

次に、作業者は洗浄ノズル（図示せず）を孔１４ｃに挿
入して洗浄液（あるいはスチーム等）をマニホールド１
４内に噴射させる。マニホールド１４の孔１４ｃは各セ
ンサチューブ１２．１３の直管部１２ａ、１２ｂ、１３
ａ、１３ｂと同軸的に穿設されているので、孔１４ｃよ
り噴射された洗浄液は直接直管部１２ａ、１２ｂ、１３
ａ。

１３ｂ内に吹き付けられ、センサチューブ１２゜１３の
内壁に付着した付着物を除去する。本実施例では従来の
ように上流側の配管より洗浄液か流入する構成でなく、
洗浄液か直接センサチューブ１２．１３内に吹き付けら
れるので、洗浄液の損失か少なく勢いよく付着物を除去
できる。

又、洗浄液でセンサチューブ１２．１３内を完全に洗浄
できないときは、フランジｌｌａの貫通孔１１ａ２から
孔１４ｃ内にブラシ等（図示せず）を挿入し、センサチ
ューブ１２．１３内に強固に付着した付着物かブラシの
摺動動作により除去される。

又、貫通孔１１ａ、及び孔１４ｃを介してセンサチュー
ブ１２．１３内を目視てきるので、センサチューブ１２
．１３内の洗浄効果を確認できるとともに、センサチュ
ーブ１２．１３内壁の腐食あるいは損傷具合を確認する
こともできる。従って、センサチューブ１２．１３の点
検作業も容易に行うことができる。点検終了後は栓２５
を孔１４ｃに螺入して質量流量計１１を配管（図示せず
）に接続する。従って、センサチューブ１２゜１３内の
付着物による圧力損失あるいは振動特性の変動等により
器差かバラツキ所定範囲を越えてしまうことを防止でき
、流量計測精度を高精度に保つことかできる。又、セン
サチューブ１２゜１３内の腐食、損傷具合を点検できる
ので、流量計測中にセンサチューブ１２．１３から流体
が漏れだしてしまうといった事故を未然に防止すること
も可能となる。

第５図に本発明の変形例を示す。

第５図中、流入側フランジ１ｌａ−及び流出側フランジ
１１ｂ′は夫々９０°湾曲したエルボ２６．２７の端部
に設けられ、夫々下方に向くように設けられている。流
入側エルボ２６の他端はマニホールド１４に接続され、
流出側エルボ２７の他端は流出管１６に接続されている
。そのため、質量流量計１１−は上下方向に延在する配
管（図示せず）に接続される。

ここで、センサチューブ１２．１３の点検、洗浄作業は
上記の如く栓２５をマニホールド】４の孔１４ｃから外
して行う。この場合、流入側フランジ１ｌａ−かマニホ
ールド１４に対して９０度回動した位置にあるので、質
量流量計１１−を配管に取付けたまま点検及び洗浄作業
を行うことかできる。このようにフランジ１ｌａ−の位
置を変更することによりメンテナンス性か向上しセンサ
チューブ１２．１３内の点検及び洗浄作業か容易になる
。

第６図、第７図に本発明の別の変形例を示す。

両図中、質量流量計３１は直管状のマニホールド３２に
Ｕ字状のセンサチューブ３３．３４を直交する方向に設
けてなる。マニホールド３２内には仕切板３５．３６か
設けられ流入路３２ａと流出路３２ｂとに仕切られてい
る。

一対のセンサチューブ３３．３４は、流入路３２ａに接
続された流入側直管部３３ａ、３４ａと、流出管３２ｂ
に接続された流出側の直管部３３ｂ、３４ｂと、直管部
３３ａ、３４ａと３３ｂ、３４ｂとを接続する円弧状の
接続部３３ｃ、３４ｃとよりなる。接続部３３ｃ。

３４ｃ間には加振器３７が設けられ、直管部３３ａ、３
４ａ間及び３３ｂ、３４ｂ間にはピックアップ３８．３
９が設けられている。

又、マニホールド３２の上部には直管部３３ａ。

３４ａ、３３ｂ、３４ｂと同軸的に配された４個の孔３
２ｃが穿設されている。この孔３２ｃの内壁にはメネジ
が設けられており、孔３２ｃには栓４０が螺入されてい
る。

従って、栓４０を外すことにより容易にセンサチューブ
３３．３４内の点検及び洗浄作業か行えるようになって
いる。

第８図乃至第１Ｏ図に本発明の第２実施例を示す。各図
中、質量流量計４１は流入側配管４２と流出側配管４３
との間に設けられ、流入管４４゜流出管４５か螺着され
たマニホールド４６と、マニホールド４６に閉蓋された
ケース４７とに画成された空間４８内にセンサチューブ
４９を設けてなる。

センサチューブ４９は、サポート板５０に支持され、マ
ニホールド４６より下方に垂下する垂下部４９ａ、４９
ｂと、垂下部４９ａ、４９ｂの下端て水平方向にＬ字状
に折曲された水平部４９ｃ。

４９ｄと、サポート板５１に支持され水平部４９ｃ、４
９ｄを接続する円弧状の接続部４９ｅとよりなる。マニ
ホールド４６にはセンサチューブ４９の垂下部４９ａ、
４９ｂが挿入される接続口４６ａ、４６ｂと、接続口４
６ａ、４６ｂと同軸的に設けられ流入口４６ｃ、流出口
４６ｄとが穿設されている。従って、流入口４６ｃは流
入側の垂下部４９ａに連通し、流出口４６ｄは流出側の
垂下部４９ｂに連通している。尚、流入口４６ｃ、４６
ｄの内壁には流入管４４．流出管４５か螺入されるめね
しか形成されている。

５２は加振器て、Ｌ字状の曲部を振動させるように直管
部４９ａと４９ｂとの間に設けられている。５３．５４
は直管部４９ａ、４９ｂの変位を検出するピックアップ
で、ケース４７より突出したブラケット５５により支持
されている。

５６は分岐ブロックで、接続部４９ｅの略中間に配設さ
れ水平方向に延在する分岐路５７が接続されている。こ
の分岐路５７は分岐ブロック５６内でセンサチューブ４
９より分岐しており、分岐路５７の途中には栓としての
開閉弁５８か配設されている。通常開閉弁５８は閉弁さ
れている。そのため、流量計測時の流体は流入管４４よ
りもセンサチューブ４９に流入して流出管４５より流出
する。

点検、洗浄作業時は開閉弁５８を開弁操作するとともに
流入管４４．流出管４５をマニホールド４６から外す。

これにより、センサチューブ４９内の流体は開閉弁５８
より外部に排出される。

次に洗浄液を噴射する洗浄ノズル（図示せず）を開閉弁
５８の流出口５８ａに挿入して洗浄液を分岐路５７を介
してセンサチューブ４９内に圧送する。又、流入口４６
ａ及び流出口４６ｂからも同様に洗浄液を噴射してセン
サチューブ４９内を洗浄する。このように、センサチュ
ーブ４９内に３方向から直接洗浄液を噴射させることか
できるので細管を折曲してなるセンサチューブ４９内を
効率良く洗浄できる。又、マニホールド４６の流入ロ４
６Ｃ１流出口４６ｄか垂下部４９ａ。

４９ｂと同軸的に穿設されているため、流入ロ４６Ｃ１
流出口４６ｄよりブラシ（図示せず）を挿入してセンサ
チューブ４９内に強固に付着して洗浄液では除去できな
いような付着物を強制的に取り除くことかできる。

又、流入口４６ｃ、流出口４６ｄより垂下部４９ａ、４
９ｂ内の腐食具合、及び洗浄効果等を目視により確認す
ることかできる。本実施例ではセンサチューブ４９かＬ
字状に折曲されているので水平部４９ｃ、４９ｄ及び接
続部４９ｅの内部を目視することはできない。しかしな
がら、分岐路５７より超小型カメラやオプチカルファイ
バスコープ（図示せず）を挿入して水平部４９Ｃ２４９
ｄ及び接続部４９ｅの内壁をチエツクすることもてきる
。

尚、上記実施例において開閉弁５８は必らずしも必要で
はなく、例えば分岐ブロック５６の分岐路を栓で閉塞す
るようにしても良い。その場合、洗浄作業を行うとき栓
を分岐ブロック５６から外して第１１図に示す如く分岐
ブロック５６の分岐路にフレキシブルチューブ５９を接
続し、フレキシブルチューブ５９を介して洗浄液をセン
サチューブ４９へ流すようにしても良い。

尚、センサチューブの形状は上記実施例に限らないのは
勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明になる質量流量計は、センサチュー
ブか接続されたマニホールドにセンサチューブの開口部
分と径方向で重なり合う孔を設けてなるため、この孔よ
り洗浄液を噴射してセンサチューブ内の付着物を効率良
く除去することかできる。また、強固に付着した場合で
もマニホールドの孔よりブラシ等を挿入して強制的に付
着物を取り除くことかでき、センサチューブ内の付着物
による圧力損失あるいは器差のバラツキを無くすことが
でき、流量計測精度を高精度に保つことかてきる。又、
上記マニホールドの孔よりセンサチューブ内を目視する
ことかできるので、センサチューブ内の腐食、傷等を点
検することかでき、腐食性流体を計測する場合でも安全
な流量計測か可能となる。

又、センサチューブの途中に分岐路を設けることにより
細管を所定形状に折曲させた洗浄しにくいセンサチュー
ブの内部を分岐路から噴射した洗浄液により効率良く洗
浄して付着物を除去することができ、さらには分岐路か
ら超小型カメラ等を挿入することにより曲げ部分等でも
容易に点検することかできる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる質量流量計の第１実施例の斜視図
、第２図、第３図は質量流量計の底面図、側面図、第４
図は第２図中ＩＶ−ＩＶ線に沿う縦断面図、第５図は第
１実施例の変形例を示す斜視図、第６図は第１実施例の
別の変形例の斜視図、第７図は第６図に示す変形例の一
部切截正面図、第８図、第９図は本発明の第２実施例の
縦断面図、側断面図、第１０図は流量計測部分を取り出
して示す斜視図、第１１図は第２実施例の変形例を示す
斜視図、第１２図は従来の質量流量計を説明するための
構成図である。 １１．３１．４１・・・質量流量計、＋２．１３３３．
３４．４９・・・センサチューブ、１４．３２４６・・
・マニホールド、１４ｃ、３２ｃ・・・孔、１５・・流
入管、１６・・・流出管、１９，２０，３８゜３９．５
３．５４・・・ピックアップ、２３，２４３７．５２・
・・加振器、２５．４０・・・栓、５６・・・分岐ブロ
ック、５７・・・分岐路、５８・・・開閉弁。 第 図 第 図 ’１１Ｃ２ 第 図 第 ア 図 第 図 第 図 ４！：Ｉｅ ！：ｌｅｉ 第 図 洗浄液注入口 洗浄液排出口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測流体が流入する流入口及び被測流体が流出す
   る流出口と接続されたマニホールドに該流入口、流出口
   に連通するようセンサチューブを設け、該センサチュー
   ブを振動させ、被測流体の流量に応じて発生するコリオ
   リ力によるセンサチューブの変位を検出して流量を計測
   する質量流量計において、 前記マニホールドに接続されたセンサチューブの開口部
   分と径方向で重なり合うよう穿設された孔を前記マニホ
   ールドに設け、前記孔に栓を取外し自在に設けてなるこ
   とを特徴とする質量流量計。
2. （２）被測流体が通過するセンサチューブを振動させ、
   被測流体の流量に応じて発生するコリオリ力によるセン
   サチューブの変位を検出して流量を計測する質量流量計
   において、前記センサチューブの途中に分岐路を設け、
   前記分岐路を開、閉する栓を設けてなることを特徴とす
   る質量流量計。