JPH07253166A - 流体の流量調節装置及び流量計 - Google Patents

流体の流量調節装置及び流量計

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JPH07253166A
JPH07253166A JP29502394A JP29502394A JPH07253166A JP H07253166 A JPH07253166 A JP H07253166A JP 29502394 A JP29502394 A JP 29502394A JP 29502394 A JP29502394 A JP 29502394A JP H07253166 A JPH07253166 A JP H07253166A
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fluid
flow
lumen
orifice
sensing element
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JP29502394A
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Jeffrey S Franz
エス．フランツ ジェフレー
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】予測及び反復可能な線形流量達成機能を示し、
腐食性及び苛性環境に耐えるように設計された流量調節
装置及び流量計を提供する。 【構成】軸方向に配置され、かつ計量管１８の長手方向
に沿って内腔６８と交わるスリット状オリフィス６４を
有し、軸方向に形成された内腔６８を備えた計量管１８
を有する。計量管１８中の流量は、計量管１８の流路３
８を移動し、かつスリット状オリフィス６４を横切るバ
ルブ部材４０によって調節される。スリット状オリフィ
ス６４は、誘導された流れに応答する流体感知要素７２
ａを有する視認管２２と連通する。スリット状オリフィ
ス６４はバルブ部材４０の相対位置における変化に対し
て線形流量応答をする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、広義には流体の流量を
制御かつ調節するための装置の分野に関し、狭義には種
々の酸、塩基、溶媒のような腐食性の液体及び脱イオン
水の流量を制御かつ調節する技術に関するものである。
本発明による実施例は線形流量応答の分解能及び反復性
を向上させるためのスリット状オリフィスを有する絞り
弁収容管を用いる。
【０００２】
【従来の技術】流体の流量の調節及び測定は当業界にお
いて実施される重要な工程の１つである。例えば、種々
の集積回路装置の製造において異なる腐食薬及び腐食性
酸が利用されている。移動される異なる試薬の量を知る
ことは特に重要であり、従って、流量を精密に測定かつ
調節することは完成品の品質に必要不可欠なものであ
る。
【０００３】ある流体の流量測定を適正に調節すべく、
流量計は手動による流量調節に反応せねばならない。流
量調節は概してバルブ部材の開度又は開口増分を変更す
ることによって実施される。手動流量調節バルブは流量
計が測定する流量の全範囲にわたって循環するため、流
量は予測及び反復可能な線形状に応答することが好まし
い。工程制御及び生産高のために極度に小さな流量変化
を制御することが望ましい。流体の流量を調節する手動
バルブの開口増分毎に流量計の全範囲に渡って流量に線
形比例応答が存在することが好ましい。こうして、バル
ブハンドルのフル回転は流量計の設計範囲にわたって流
量の大小に拘らず、流量をほぼ同一に変化させることに
なる。
【０００４】更に、当業界において用いられる薬品の性
質上、そうした薬品の流量を調節かつ測定するための装
置は、圧力下にある薬品がそうしたシステムの構成部品
と接触した際に生じる虞のある変形及び劣化を受けない
ようにせねばならない。劣化を受けるシステムに内在す
る安全上の問題点は明らかである。
【０００５】従って、予測及び反復可能な線形流量達成
機能を示す流量調節装置及び流量計の存在が必要とされ
る。流量計は手動流量調節バルブ位置における同一変化
に対して同一の比例応答を流量に反映するように設計さ
れることになる。この流量における同一の線形応答、即
ち変化は流量計中の流量のほぼ全範囲にわたって維持さ
れることになる。更に、流量計は腐食性及び苛性環境に
耐える設計となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであって、その目的は、予
測及び反復可能な線形流量達成機能を示し、腐食性及び
苛性環境に耐えるように設計された流量調節装置及び流
量計を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明は、計量管中を軸方向に形成された流
路と、軸方向の長さに沿って同流路と交わるスリット状
のオリフィスとを有する計量管を備え、同オリフィスの
一方側の流路の一部が流体通過路を画定し、オリフィス
の他方側の流路の一部がバルブ受容管を画定し、軸方向
に形成された内腔を有する視認管を備え、同内腔はオリ
フィスが遮断されていない時にオリフィスを介して計量
管の流路と連通し、同視認管は、視認管の内腔中を軸方
向移動するために配置され、計量管から離れて付勢さ
れ、内腔に対する寸法及び空間の関係が、オリフィスに
近接した視認管の内腔の一端に接近するにつれ、その周
囲にて内腔中に益々多量の流体が許容されるようにされ
た流体感知要素を更に有し、流路の軸にほぼ直交した平
面状の前端を有し、流路に沿った軸方向への選択的位置
決めをするため流路に配置され、内腔中の流量を調節す
るため流体通過路中の流量を調節するために流路から離
れた方向にてオリフィスを横切って退出されるバルブ部
材を備え、同バルブ部材が内腔中の流体の流量の増加を
許容する配置にされると、流体感知要素が流体の流れに
よってオリフィスに近接した内腔の端部方向へ付勢さ
れ、流体感知要素の内腔内での軸方向到達位置により流
量計中の流体の体積流量を確認するための手段を備え
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。図１ａは取付板１２、即ち壁部
に装着された本発明による流量計１０を示している。流
量計１０は上部及び下部固定具を有し、後述するよう
に、上部固定具は計量管１８から延びている。下部固定
具は視認管２２が装着されたエルボ２０の一部分からな
っている。
【０００９】各固定具はネジが螺刻されたボス１４，１
６を有し、各ボス１４，１６は開口部２４，２６を介し
取付板１２に延びて、固定具が取付板１２に装着される
ようになっている。図１ａは外部にネジが螺刻された吸
込管継手及び排出管継手（図示せず）をそれぞれ受ける
ためのボス１４，１６における内部にネジが螺刻された
開口部２８，３０を示している。ボス１４，１６に止め
ナット３２，３４が設けられている。管継手はボス１
４，１６に螺合可能であって、止めナット３２，３４を
締め付けることができる。締付け度が徐々に増すと、こ
れに比例して増大した圧力が管継手の端部に付与され、
取付ボス１４，１６の内部に管継手を固定する。
【００１０】流量計１０の稼動部分は、前述したように
実施例において流量計１０を取付板１２に固定した上部
管継手と一体をなす計量管１８を有している。計量管１
８は計量管１８の延伸軸に対してほぼ同軸に延びる流路
を計量管１８中に形成している。当該流路は第１の狭い
流路３６及び第２の径方向に広い流路３８を有してい
る。
【００１１】バルブ部材４０は広い流路３８の軸に沿っ
て選択的に移動するため、広い流路３８内に収容されて
いる。この移動は、取付板１２から遠く離れた一端にお
いて計量管１８から延びたバルブ部材４０の一端に固定
されたノブ４２を回転させることによってなされる。ス
クリュー４４を用いることによって、きざみ付きノブ４
２がバルブ部材４０に固定され、スクリュー４４が締め
付けられると、その頭部がノブ４２内の凹部４６内に収
容される。
【００１２】内部にネジが螺刻されたチャネル５０をそ
の内部に形成したプラグ４８は、取付板１２から遠く離
れた計量管１８の端部を閉鎖している。プラグ４８内の
チャネル５０はチャネル５０中を延びるバルブ部材４０
の、外部にネジが螺刻された螺刻部５２と同一の寸法を
有し、螺刻部５２に対して正確に螺合されている。プラ
グ４８は締め付けられ、取付板１２から遠く離れた計量
管１８の端部を閉鎖する位置に保持されている。バルブ
部材４０の流路３８に沿った軸方向移動は、プラグ４８
に対してバルブ部材４０を流路３８へ螺入したり、流路
３８から螺退させることによってなされる。
【００１３】流量計１０によって計量される流体の漏出
を防止するため、プラグ４８によってシール５４が適正
位置に保持されている。シール５４は肩部５８を形成す
る大径部５６を有し、肩部５８は流路３８の内部にて軸
方向に面する肩部６０に接触可能に係合し、プラグ４８
は流路３８の内側に螺合され、広い流路３８の端部を閉
鎖している。シール５４の大径部５６は、プラグ４８が
完全に締め付けられた時、流路３８を形成する内壁によ
って画定された肩部６０にシール５４の肩部５８が係合
した状態にてプラグ４８が定着されるような軸の寸法を
有している。
【００１４】図１（ａ）に示すように、取付板１２に最
も近接したバルブ部材４０の一端は、流路３８と同一の
広がりを有し得る全ての位置において、流路３８の直径
に近似する直径を有している。その結果、バルブ部材４
０は流路３８をほぼ密閉し、バルブ部材４０以遠の軸流
を阻止する。
【００１５】計量管１８は計量管１８の側面から流路３
８に接近し、かつ内部にネジが螺刻された開口部６２を
有している。次に、開口部６２は、バルブ部材４０の閉
鎖部分６６と同一の広がりを有し得る位置において流路
３８と交わるスリット状オリフィス６４を介して流路３
８と連通する。このような関係により、バルブ部材４０
がオリフィス６４を完全に覆う位置にある時、バルブ部
材４０は流体がオリフィス６４から流路３８へ通過する
ことを阻止できる。
【００１６】図１（ｂ）はバルブ部材４０がオリフィス
６４を完全に覆った完全な閉鎖位置にある時の狭い流路
３６、広い流路３８及びバルブ部材４０の関係を示して
いる。狭い流路３６の軸方向に対してほぼ垂直に位置す
る肩部６７は、狭い流路３６及び広い流路３８間の交点
にて形成されている。肩部６７は流れを確実に完全に遮
断することが望ましい時にバルブ部材４０に二次的密封
面を付与する。オリフィスの寸法及び遮断を制御するの
に同一面を使用する他の多くの流量調節装置とは異な
り、本発明のバルブはオリフィスの寸法及び遮断の各々
に対して異なる密封面を付与している。この特徴によっ
て、流れが完全に停止した時に流量調節面への損傷を防
止する。これにより、本発明に関わる流量調節の信頼性
及び反復性を高めた。
【００１７】一実施例において、開口部６２との連通に
おいて、視認管２２に替えて導管を使用できる。導管は
流体の流量調節装置及び流量計を流れる流体の体積流量
を計量するための手段を組み込むことができる。この手
段は、以下により好適な実施例のために記載したような
差圧計量装置、ベンチュリ計又は視認管流体感知装置の
ような当業界において周知の装置を有し得る。
【００１８】実施例において、視認管２２はオリフィス
６４を介して流路３８に連通する開口部６２に対して、
その上端において螺合されている。視認管２２の下端は
下部管継手を構成するエルボ２０に係合している。
【００１９】視認管２２はその対向端間に延びる内腔６
８を有している。内腔６８の下端はエルボ２０において
直角チャネル７０と連通し、内腔６８の上端は計量管１
８においてオリフィス６４を介して流路３８と連通して
いる。こうして、連続チャネルが形成されている。スリ
ット状オリフィスの少なくとも一部が遮断されない点ま
でバルブ部材４０が退出された時、当該チャネル中にお
ける流体の流通を許容する。
【００２０】図１（ａ）に示す内腔６８はテーパ状であ
って、視認管２２を計量管１８に係合させる端部におい
てより大径状に示されている。流体感知要素７２ａが内
腔６８に沿って軸方向への移動を行うべく、内腔６８内
に配置されている。通常、流量計１０の配向は、計量管
１８の延伸軸がほぼ水平に向けられ、視認管２２の延伸
軸がほぼ垂直に向けられるようにされている。流量計１
０がそのように配向されると、流体感知要素７２ａは下
方に付勢される。図に示す実施例において、流体感知要
素７２ａは重力によって下方に付勢されている。
【００２１】しかし、流量計１０の他の配向も考慮され
ていることを理解されよう。この場合、流体感知要素７
２ａを計量管１８から離れた方向に付勢するために、や
はり付勢を利用することになるが、そうした配向を実施
する時、他の付勢方法を利用することも考えられる。
【００２２】図１（ａ）に示すように、流体感知要素７
２ａ、即ちフロートの流量確定直径７４ａは内腔６８の
内径よりも小さい。但し、図３における７４ｂのよう
に、二点鎖線線により示すように、当該直径は本発明の
実施例によって多様化できる。このことは、最小の内径
を有する内腔６８の断面において、内腔６８の底部近辺
の位置にフロートが存在する時であっても当てはまる。
従って、フロートを内腔６８と同軸に維持すべく、案内
部材としてロッド７６を用いることができる。ロッド７
６は内腔６８の軸に沿って配列され、フロートの中心部
に形成した開口７８ａを通過している。
【００２３】ロッド７６は下部装着固定具を構成するエ
ルボ２０内において、チャネル７０の壁部８０に装着可
能である。ロッド７６はフロートが視認管２２のほぼ全
長に沿って自由に移動可能となる程度の長さである。流
体感知要素７２ａがロッド７６から外れることを阻止
し、かつオリフィス６４が栓をし、その結果、流体の流
量を制限することを阻止すべく、ロッド７６は、その上
端において開口７８ａより大きなビード８２を備えるこ
とができる。
【００２４】図１（ａ）に示すような流量計１０を取付
板１２に固定して使用すると、通常には、バルブ部材４
０はオリフィス６４を完全に閉鎖するように位置され
る。流量計１０が取付板１２に装着された後、吸入管材
及び排出管材がそれぞれのボス１４，１６に係合させら
れ、止めナット３２，３４が締め付けられる。流体シス
テムにおけるバルブ（図示せず）が開放され、流体が一
定の圧力にて流量計１０に流れることが許容される。そ
して、きざみ付きノブ４２を操作することによって計量
を行い、流路３８内のバルブ部材４０をスリット状オリ
フィス６４の少なくとも一部分が覆われていない初期点
まで退出させることができる。
【００２５】図１（ａ）は取付板１２に最も近接した平
面８４を有するバルブ部材４０を示す。従って、バルブ
部材４０の前縁はスリット状オリフィス６４に対して多
様な面積の方形を画定する機能を果たす。バルブ部材４
０が退出されてオリフィス６４を更に開放すると、バル
ブ部材４０の前縁の方形状部はオリフィス６４を横切る
ように移動し、オリフィス６４の流体通過断面積を更に
大きくさせる。
【００２６】オリフィス６４はスリット形状である。即
ち、オリフィス６４は、その断面形状において、その左
右幅が上下幅よりも充分に大きな方形状である。オリフ
ィス６４はほぼ方形であるため、バルブ部材４０が退出
されてオリフィス６４の流体通過断面積が大きくなる
と、流体の流れにさらされたオリフィス６４の断面積は
バルブ部材４０が退出された度合いに比例して変化す
る。これにより、バルブ部材４０の位置決めにおける各
同等増分変化に比例した線形の流量変化の向上という有
利な効果が生じる。
【００２７】図１（ｃ）はバルブ部材４０及びスリット
状オリフィス６４の相関関係を示す。図１（ｃ）におい
て、バルブ部材４０は方形のスリット状オリフィス６４
の一部を流体にさらした、部分的に退出位置にある。ス
リット状オリフィス６４のバルブ部材４０によって覆わ
れた部分を虚像にて示している。実施例において、スリ
ット状オリフィス６４はバルブ部材４０と同軸位置にあ
る。
【００２８】図４はバルブ部材４０の位置決めに対する
本発明の流量調節装置及び流量計の線形応答を示す幾つ
かのグラフを示している。流量はバルブ部材４０の開度
に関連して示されている。
【００２９】図４のグラフから更にわかるように、スリ
ット状オリフィス６４の寸法を変えてオリフィス６４の
全開放範囲にわたって流量特性が異なるようにすること
ができる。上下幅を変化させて流量の全範囲を拡大する
ことができる。より細幅のスリットを用いて流量の狭い
範囲にわたってより精密な流量測定を行うことができ
る。
【００３０】前述したように、視認管２２内の内腔６８
はフロートが内腔６８内を上方に移動するにつれ、径方
向にて外側に押し広がっている。従って、フロートを取
り囲んで流れが生じる環状空間８６の断面積は、フロー
トが視認管２２内を上昇するにつれて大きくなる。流路
３８内にてバルブ部材４０を更に退出させることによっ
てより多量の流体が誘導されると、流量の増大によって
フロートは上昇し、内腔６８中の流量はオリフィス６４
を更に開放した結果として実際に誘導される流量に接近
しようとする。
【００３１】そして、制御ノブ４２の操作によるバルブ
部材４０の退出に応答してフロートが占める位置は、流
量計１０中の実際の流体の体積と相関関係にある。視認
管２２の内腔６８を画定する壁部のいかなる傾斜に対し
ても、視認管２２内のフロートのいかなる位置に対して
も実際の流量を表示できるように、ある特定の流量計を
較正できる。ある特定の流量を示すため、視認管２２に
刻み目を付けることによって目盛り８８を付けることが
できる。図１（ａ）に示す実施例は視認管２２に沿って
等間隔の目盛り８８を示している。目盛り８８に対する
フロートの位置を際立たせるため、視認管２２の周縁部
に紙の裏当て（図示せず）を付けることができる。
【００３２】バルブ部材４０の退出に応答してフロート
が占める位置に関係する別の要因はフロートの重量であ
る。従って、フロートの重量を多様化できる。フロート
を重くすると、流量計１０の限度を越えることなくより
多くの流体を確認できる。再度、視認管２２において内
腔６８を画定する内壁のある特定の傾斜角を有する流量
計１０は、ある特定のフロートと組み合わされ、いかな
る位置を占めようともフロートによって表された流量が
わかるように較正できる。
【００３３】本発明による流量計１０を利用しようとす
る時、装置の購入者は計量したい範囲についてある程度
の認識を有する。比較的少量の体積を測定するのであれ
ば、幅の狭いスリット状オリフィスを有する流量計が恐
らく最適な選択である。この流量計を用いることによっ
てより高い識別能が得られる。しかし、より広い範囲に
わたる流量を測定するのであれば、より幅広のスリット
状オリフィスを有する流量計がおそらく必要である。
【００３４】本発明の別の変更例は、視認管２２に形成
された内腔が傾斜しているものではなく、むしろ段付き
直径を有するものである。視認管２２の下端において、
符号９６のように直径が均一に小さく、符号９８のよう
に直径がその真上にて均一に大きな部分に拡大してい
る。直径部分は互いに同軸である。こうして、軸方向に
上向きの肩部１００が形成されている。
【００３５】この実施例において、フロート１０２は円
錐状のテーパ壁部１０４を備え、この壁部１０４は下方
に延びるにつれ、内方へテーパをつけている。フロート
１０２の最大直径はその上端にあり、流量計１０中に流
れが誘導されない時、フロート１０２の上端９９は肩部
１００に近接している。しかし、流量計１０中に流れが
誘導されるにつれ、フロート１０２は視認管２２の内腔
内にて上昇する。フロート１０２のテーパにより、フロ
ート１０２及び内腔の異なる直径によって視認管２２内
に画定された肩部１００の縁の間の環状空間１０６は、
フロート１０２が上昇するにつれて拡大する。
【００３６】フロート１０２の内腔に対する寸法及び空
間の関係は、フロート１０２がオリフィス６４に近接す
る内腔の一端に接近するのに従って、益々多量の流体が
フロート１０２の周囲にて内腔を通されるようになって
いる。この実施例は少量の流れを制御したい時に特に望
ましい。
【００３７】他に考えられる変更例としては視認管が計
量管の下流に配置したものがある。本発明のこの態様に
つき、視認管を計量管の上流に配置することは重要では
ないと理解されよう。
【００３８】流量計１０は苛性及び腐食性の薬品の使用
に特に適しているため、薬品との接触によって生じる可
能性がある化学反応を受けないようにするため、多くの
構成部品をプラスチック材から製造することができる。
例えば、実施例において、計量管１８、エルボ２０及び
フロートを少なくとも部分的にポリ四フッ化エチレン製
にすることが構想されている。フロートが浮動するロッ
ド７６は塩化四フッ化エチレン製にすることができる。
視認管２２自体はＰＦＡ四フッ化エチレン製にすること
ができる。外部部品はポリ塩化ビニル製にすることがで
きる。より重いフロートが望ましい実施例において、ポ
リ四フッ化エチレン製フロートはステンレス鋼を組み込
むか、又は完全なステンレス鋼製フロートにすることが
できる。従って、流量計アセンブリの全体は不溶性であ
って液体との化学反応を受けないようにすることができ
る。
【００３９】本発明は計量管１８の本体中を軸方向に形
成された流路３８を備えた計量管１８を有する流量調節
装置及び流量計である。流路３８の一端は流量計１０の
排出開口部として機能でき、流体はこの開口部に通じて
存在する流量計１０を通過する。計量管１８は計量管１
８の軸端の中間の流路３８に交わるスリット状オリフィ
ス６４を備えている。
【００４０】本発明は軸方向に形成された内腔６８を有
する視認管２２又は導管を更に備えている。視認管２２
の内腔６８又は導管の内腔はオリフィス６４が遮断され
ていない時、オリフィス６４を介して計量管１８の流路
３８と連通する。導管は流量調節装置及び流量計中の流
体の体積流量を測定するための手段を有している。視認
管２２の内腔６８は視認管２２に沿った軸方向移動のた
めに配置された流体感知要素７２ａを収容している。
【００４１】流体感知要素７２ａは視認管２２の計量管
１８との交差部分から離間するように付勢されている。
流体感知要素７２ａの内腔６８に対する寸法及び空間の
関係は、流体感知要素７２ａがオリフィス６４に近接し
た内腔６８の一端に接近するにつれ、流体感知要素７２
ａ及び内腔６８を画定する壁部の間の環状空間８６に益
々多量の流体が通過することを許容するようになってい
る。バルブ部材４０は流路３８に沿った軸方向に、かつ
オリフィス６４を横切るように選択的に位置決めするた
めに流路３８にて配置されている。こうして、流量計１
０中の流体の流量は流量調節装置として機能するバルブ
部材４０の位置決め調節によって調節される。流れが許
容されるオリフィス６４の寸法を拡大又は縮小するため
バルブ部材４０が調節されると、内腔６８に沿った流体
感知要素７２ａの位置が変化する。バルブ部材４０がオ
リフィス６４中における流体の流量の増大を許容するよ
うに配置されると、流体感知要素７２ａは流体の流れに
よってオリフィス６４に近接した内腔６８の一端方向に
付勢され、流量を比較測定する。更に、流量調節後に流
体感知要素７２ａが安定する軸方向位置により、流量計
１０中の流体の体積流量を確認するための手段が設けら
れている。
【００４２】実施例において、オリフィス６４はスリッ
ト形状である。スリット状オリフィス６４は上下幅より
も充分に大きな左右幅を有し、ほぼ方形状をなしてい
る。スリット状オリフィス６４はその左右幅を計量管１
８の流路３８に対して軸方向に、又はほぼ平行になるよ
うに配置されている。バルブ部材４０の前縁はほぼ線形
であって、スリット状オリフィス６４を横切ると、オリ
フィス６４を方形状に画定する。この前縁はバルブ部材
４０が移動させられる軸にほぼ垂直であるように構想さ
れている。
【００４３】そして、オリフィス６４が最初に開放され
て流体の流れを許容するときには、断面において非常に
小さな方形領域しか開放されない。しかし、バルブ部材
４０が退出されて、移動距離が増大されると、流量の増
大はオリフィス６４の方形形状により先の同一距離の退
出にほぼ等しくなる。従って、バルブ部材４０を等しく
位置調節することにより、比較的等しい流量変化が可能
である。更に、流量計毎にスリット状オリフィス６４の
上下幅及び左右幅を変化させて、種々の用途のために所
望の範囲の流量及び感度を付与することができる。
【００４４】視認管２２は押し広げられた内腔６８を備
えることが可能であって、内腔６８のより大きな直径は
視認管２２の計量管１８との交差部分により近接してい
る。そして、流体感知要素７２ａの流量確定直径７４ａ
が一定に保たれる時、バルブ部材４０の退出に応答して
オリフィス６４の開放部分を拡大し、流量計１０中の流
量が増大すると、流体感知要素７２ａはオリフィス６４
方向へ付勢され、視認管２２における流体感知要素７２
ａの周囲のより大きな環状領域は、視認管２２中のより
多量の流体の体積流量を許容する。従って、流体感知要
素７２ａがオリフィス６４により近接した位置にて軸方
向位置を占めるということは、オリフィス６４から離れ
た距離における位置よりも流量が多いことを示す。
【００４５】視認管２２はそれに沿って一連の目盛りを
備えることができる。計量管１８内にてバルブ部材４０
を軸方向に移動させることによって流量が調節される
時、種々の目盛りに対する流体感知要素７２ａの位置に
留意することによって、流量を確認できる。いかなる視
認管及び流体感知要素の組合せに対しても、ある特定の
目盛りにおける流体感知要素の位置がある特定の流体体
積値を示すことが知れるように、流量計を較正できる。
【００４６】ここでの開示から気づかれるように、流体
感知要素は必ずしも内腔を画定する壁部に近接状態に維
持されない。その結果、流体感知要素を内腔に対する同
軸関係に維持する手段が講じられないと、流体感知要素
はそうした関係から自由に外れる可能性がある。従っ
て、測定が不正確になる可能性がある。
【００４７】しかし、本発明は流体感知要素７２ａの中
央の開口部を通過し、内腔６８と同軸のロッド７６を用
いることを企図している。このようにして、流体感知要
素７２ａを内腔６８と同軸関係に維持できる。
【００４８】種々の部品は流量計１０が腐食薬又は酸に
よる劣化を受けないようにする素材から形成可能であ
る。例えば、流体感知要素７２ａの一実施例における計
量管１８はポリ四フッ化エチレンから形成できる。本発
明の他の実施例は、完全にステンレス鋼製であるか、又
はステンレス鋼及び過フッ化アルコキシポリ四フッ化エ
チレンの組合せでできた流体感知要素７２ａを利用で
き、視認管２２は過フッ化アルコキシから製造可能であ
る。
【００４９】こうして、本発明は流体、特に流量計の通
例の製造素材と容易に化学反応を起こす液体とともに使
用され、向上した流量調節装置及び流量計となってい
る。流量計１０の構造により、流量計１０中の流体の流
量の高度に精密な示度及びバルブ部材４０の位置に対す
る流量の線形応答が付与されている。これらの特徴から
得られるより詳細な特徴及び利点は、発明の詳細な説
明、添付した請求の範囲及び図面によって明らかであ
る。
【００５０】前述において、本発明の特徴及び利点を多
数示した。勿論、この開示は多くの点で単に例示的であ
るということを理解されよう。本発明の範囲を逸脱する
ことなく、特に形状、寸法及び部品の配置につき、細部
にわたって修正可能である。本発明の範囲は添付した請
求の範囲を表現することばによって規定される。
【００５１】ここで示した実施例は本発明の例示に過ぎ
ず、種々の体系にて具体化可能であることを理解された
い。従って、ここで示された詳細を限定的であるとみな
すのではなく、むしろ請求の範囲の根拠及び本発明を多
様に実施するための技術の熟練の１つを示唆するための
具象的な根拠とみなされたい。
【００５２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の流量調節
装置及び流量計によれば、予測及び反復可能な線形流量
達成機能を示し、腐食性及び苛性環境に耐えることがで
きる優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）本発明による取付板に取り付けられた
流量計の部分断面図、（ｂ）実施例の閉鎖密封面を示
し、完全に閉鎖された位置にあるバルブ部材の拡大部分
断面図、（ｃ）バルブ部材に対するスリット状オリフィ
スの好適な配向を示し、図１（ａ）の１ｃ−１ｃ線に沿
った断面図。
【図２】 図１（ａ）の流量計の視認管の側断面図。
【図３】 図１（ａ）の流量計の流体感知要素の拡大側
断面図。
【図４】 バルブ部材の位置に対する流量変化の線形応
答を示すグラフ。
【図５】 代替の視認管の構造を示す拡大側断面図。
【符号の説明】
１０…流量計、１８…計量管、２２…視認管、３８…流
路、４０…バルブ部材、６４…オリフィス、６８…内
腔、７２ａ…流体感知要素。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （ａ）計量管（１８）中を軸方向に形成
    された流路（３８）と、軸方向の長さに沿って同流路
    （３８）と交わるスリット状のオリフィス（６４）とを
    有する計量管（１８）を備え、同オリフィス（６４）の
    一方側の流路（３８）の一部が流体通過路を画定し、オ
    リフィス（６４）の他方側の流路（３８）の一部がバル
    ブ受容管を画定し、 （ｂ）軸方向に形成された内腔（６８）を有する導管を
    備え、同内腔（６８）はオリフィス（６４）が遮断され
    ていない時にオリフィス（６４）を介して計量管（１
    ８）の流路（３８）と連通し、同導管は流体の流量調節
    装置及び流量計を通る流体の体積流量を測定する手段を
    有し、 （ｃ）前記流路（３８）の軸にほぼ直交した平面状の前
    端を有し、かつ内腔（６８）中の流体の流量を調節する
    ために流路（３８）に沿った軸方向への選択的位置決め
    と、流体通過路から離れた方向にてオリフィス（６４）
    を横切る退出とのために流路（３８）に配置されたバル
    ブ部材（４０）を備え、同バルブ部材（４０）が退出さ
    れると、より多くのオリフィス（６４）部分が流体通過
    路に対して開口されるため、導管の内腔（６８）中によ
    り多くの流体の流量が許容される流体の流量調節装置及
    び流量計。
  2. 【請求項２】 前記流量計（１０）中の流体体積の流量
    を測定するための手段が、 （ａ）前記計量管（１８）の流路（３８）と連通をする
    ように軸方向に形成された内腔（６８）を有する視認管
    （２２）と、 （ｂ）前記視認管（２２）の内腔（６８）中を軸方向移
    動するために配置され、計量管（１８）から離れて付勢
    され、内腔（６８）に対する寸法及び空間の関係が、オ
    リフィス（６４）に近接した視認管（２２）の内腔（６
    ８）の一端に接近するにつれ、その周囲にて内腔（６
    ８）中に益々多量の流体が許容されるようにされた流体
    感知要素（７２ａ）と、 （ｃ）前記流体感知要素（７２ａ）の軸方向位置により
    流量調節装置及び流量計中の流体の体積を確認するため
    の手段とを有する請求項１に記載の流体の流量調節装置
    及び流量計。
  3. 【請求項３】 前記流路（３８）の形成に関する軸がほ
    ぼ水平に配向され、内腔（６８）の形成に関する軸がほ
    ぼ垂直に配向された請求項１に記載の流体の流量調節装
    置及び流量計。
  4. 【請求項４】 前記視認管（２２）の内腔（６８）の直
    径は内腔（６８）がオリフィス（６４）に接近するにつ
    れ径方向にて外側にテーパをつけ、前記流体感知要素
    （７２ａ）の流量確定直径（７４ａ）が一定である請求
    項２に記載の流体の流量調節装置及び流量計。
  5. 【請求項５】 前記流体感知要素（７２ａ）が計量管
    （１８）から離れて重力付勢された請求項２に記載の流
    体の流量調節装置及び流量計。
  6. 【請求項６】 前記流体感知要素（７２ａ）を内腔（６
    ８）と同軸に維持するための手段を更に有する請求項２
    に記載の流体の流量調節装置及び流量計。
  7. 【請求項７】 前記流体感知要素（７２ａ）内の中心に
    開口部が形成され、前記同軸維持手段が、内腔（６８）
    の軸に沿って配列され、かつ流体感知要素（７２ａ）内
    の中心に形成された開口部を通過するロッドからなる請
    求項６に記載の流体の流量調節装置及び流量計。
  8. 【請求項８】 前記確認手段が視認管（２２）に沿った
    一連の目盛りからなり、各目盛りがある特定の流体の流
    量値を示す請求項１に記載の流体の流量調節装置及び流
    量計。
  9. 【請求項９】 前記計量管（１８）と視認管（２２）と
    流体感知要素（７２ａ）とバルブ部材（４０）とが腐食
    性の酸、塩基及び溶媒並びに脱イオン水に対して不溶性
    の素材から形成された請求項１に記載の流体の流量調節
    装置及び流量計。
  10. 【請求項１０】 前記流体感知要素（７２ａ）がポリ四
    フッ化エチレンから形成された請求項９に記載の流体の
    流量調節装置及び流量計。
  11. 【請求項１１】 （ａ）計量管（１８）中を軸方向に形
    成された流路（３８）と、軸方向の長さに沿って同流路
    （３８）と交わるスリット状のオリフィス（６４）とを
    有する計量管（１８）を備え、同オリフィス（６４）の
    一方側の流路（３８）の一部が流体通過路を画定し、オ
    リフィス（６４）の他方側の流路（３８）の一部がバル
    ブ受容管を画定し、 （ｂ）軸方向に形成された内腔（６８）を有する視認管
    （２２）を備え、同内腔（６８）はオリフィス（６４）
    が遮断されていない時にオリフィス（６４）を介して計
    量管（１８）の流路（３８）と連通し、同視認管（２
    ２）は、前記視認管（２２）の内腔（６８）中を軸方向
    移動するために配置され、計量管（１８）から離れて付
    勢され、内腔（６８）に対する寸法及び空間の関係が、
    オリフィス（６４）に近接した視認管（２２）の内腔
    （６８）の一端に接近するにつれ、その周囲にて内腔
    （６８）中に益々多量の流体が許容されるようにされた
    流体感知要素（７２ａ）を更に有し、 （ｃ）前記流路（３８）の軸にほぼ直交した平面状の前
    端を有し、流路（３８）に沿った軸方向への選択的位置
    決めをするため流路（３８）に配置され、内腔（６８）
    中の流量を調節するため流体通過路中の流量を調節する
    ために流体通過路から離れた方向にてオリフィス（６
    ４）を横切って退出されるバルブ部材（４０）を備え、
    同バルブ部材（４０）が内腔（６８）中の流体の流量の
    増加を許容する配置にされると、流体感知要素（７２
    ａ）が流体の流れによってオリフィス（６４）に近接し
    た内腔（６８）の端部方向へ付勢され、 （ｄ）前記流体感知要素（７２ａ）の内腔（６８）内で
    の軸方向到達位置により流量計（１０）中の流体の体積
    流量を確認するための手段を備えた流体の流量調節装置
    及び流量計。
  12. 【請求項１２】 前記内腔（６８）の直径は内腔（６
    ８）がオリフィス（６４）に接近するにつれ径方向にて
    外側にテーパをつけ、前記流体感知要素（７２ａ）の流
    量確定直径（７４ａ）が一定である請求項１１に記載の
    流体の流量調節装置及び流量計。
  13. 【請求項１３】 前記流路（３８）の形成に関する軸が
    ほぼ水平に配向され、内腔（６８）の形成に関する軸が
    ほぼ垂直に配向された請求項１１に記載の流体の流量調
    節装置及び流量計。
  14. 【請求項１４】 前記流体感知要素（７２ａ）が計量管
    （１８）から離れて重力付勢された請求項１３に記載の
    流体の流量調節装置及び流量計。
  15. 【請求項１５】 前記流体感知要素（７２ａ）を内腔
    （６８）と同軸に維持するための手段を更に有する請求
    項１４に記載の流体の流量調節装置及び流量計。
  16. 【請求項１６】 前記流体感知要素（７２ａ）内の中心
    に開口部が形成され、前記同軸維持手段が、内腔（６
    ８）の軸に沿って配列され、かつ流体感知要素（７２
    ａ）内の中心に形成された開口部を通過するロッドから
    なる請求項１５に記載の流体の流量調節装置及び流量
    計。
  17. 【請求項１７】 前記確認手段が視認管（２２）に沿っ
    た一連の目盛りからなり、各目盛りがある特定の流体の
    流量値を示す請求項１１に記載の流体の流量調節装置及
    び流量計。
  18. 【請求項１８】 前記計量管（１８）と視認管（２２）
    と流体感知要素（７２ａ）とバルブ部材（４０）とが腐
    食性の酸及び溶媒並びに脱イオン水に対して不溶性の素
    材から形成された請求項１１に記載の流体の流量調節装
    置及び流量計。
  19. 【請求項１９】 前記流体感知要素（７２ａ）がポリ四
    フッ化エチレンから形成された請求項１８に記載の流体
    の流量調節装置及び流量計。
  20. 【請求項２０】 前記流体感知要素（７２ａ）がポリ四
    フッ化エチレンとステンレス鋼との組合せから形成され
    た請求項１８に記載の流体の流量調節装置及び流量計。
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