JPH08219918A - 差圧検出装置の隔膜ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】過大片圧が作用したとき差圧検出部に一定な保
護圧力を作用させるようにして保護機能の信頼性向上を
図る。 【構成】実施例が従来例と異なる点は、各フランジ５，
６の保護ダイヤフラム４と相対する側に形成された偏平
な円錐面の底面外周部の形状にある。すなわち、図１
(b) において、各フランジ５，６の周縁部に円環状平面
部を残して、面に直角に浅く円柱状に彫り込みが入れら
れ、この円柱状彫り込みに連接する形で偏平な円錐状に
彫り込まれて内部空間が形成される。したがって、保護
ダイヤフラム４の受圧面積は、その全面積から各フラン
ジ５，６の周縁部の円環平面部の面積を差し引いた値に
なり、この値は溶接条件のバラツキによって変化しな
い。その結果、過大片圧が作用したとき保護圧力が正確
に一定になり、それだけ保護機能の信頼性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体の測定差圧に係
る各圧力を差圧検出部に伝達するとともに、差圧検出部
を過大片圧から保護するための隔膜ユニットであって、
とくに保護ダイヤフラムの受圧面積を一定にし、過大片
圧が作用したとき差圧検出部に一定な保護圧力を作用さ
せるようにして保護機能の信頼性向上を図った差圧検出
装置の隔膜ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の隔膜ユニットについて、図２を参
照しながら説明する。図２は従来例に関し、(a) はその
断面図、(b) はその外周部の詳細断面図である。図に示
すように、隔膜ユニット27は、円板状の保護ダイヤフラ
ム４を両側から挟む形で、各フランジ７，８が配され、
外周部で溶接によって一体的に固着される。各フランジ
７，８の保護ダイヤフラム４と相対する面は、保護ダイ
ヤフラム４の表面を底面とする偏平な円錐面で、その頂
点部に符号を付けてない導圧用穴がつながり、ここから
差圧に係る各圧力が伝達されて保護ダイヤフラム４に作
用する。同時に各圧力は、ここには図示してない差圧検
出部の対応する側に伝達される。

【０００３】隔膜ユニット27は、誤操作などが原因で、
いずれかの圧力が過大片圧として作用したとき、差圧検
出部には一定な保護圧力を作用させて、これを保護する
機能をもつ。この保護機能について、隔膜ユニット27が
組み込まれた差圧検出装置の断面図である図３を参照し
ながら説明する。まず、全体的な構成について述べ、次
に保護機能について述べる。

【０００４】図３において、この差圧検出装置20は主と
して、差圧検出部１および隔膜ユニット27を内蔵する本
体21と、副体25と、左右両側の各カバー28と、上部ケー
ス30とからなる。本体21は左右両側に平行な端面をもつ
円柱状をなし、左側の端面から２段の座グリ部をもつ有
底の座グリ穴21a があけられる。本体21の右端面は、こ
こに設けられるシールダイヤフラム22と隙間をもち、こ
れに対応する波形が加工される。このシールダイヤフラ
ム22は、測定差圧に係る一方の導入圧を受圧する。本体
21の右端面と座グリ穴21a の１段目の小径座グリ面とに
開口するように貫通する穴21b が、また座グリ穴21a の
２段目の大径座グリ面から差圧検出部１に通じる穴21c
があけられる。また、穴21b に本体21の外周面の下部か
ら、符号を付けてない穴があけられ、この穴は圧力伝達
用の液体であるシリコーンオイルを内部空間に充填する
ためのもので、充填後にボール23と押止ネジ24によって
封止される。

【０００５】隔膜ユニット27は円板状をなし、部分的な
破断図で示すように、円板状の保護ダイヤフラム４と、
その左右両側に配された符号を付けてない円錐状空間
と、この空間に連通する穴とを有する。この隔膜ユニッ
ト27は、座グリ穴21a の１段目の座グリ部に挿設され
る。本体21の座グリ穴21a の穴部分に差圧検出部１が挿
設され、差圧検出部１からのリード部2 が、本体21の外
周面の上部から上方に引き出される。副体25は円板状を
なし、軸線方向に貫通する穴25a があけられる。副体25
の左側面は、ここに設けられる、測定差圧に係る他方の
導入圧受圧用のシールダイヤフラム26と隙間をもち、こ
れに対応する波形が加工される。副体25は、座グリ穴21
a の２段目の座グリ部に挿入され溶接によって固着さ
れ、穴25a は隔膜ユニット27の左側の円錐状空間に連通
する。本体21に、差圧検出部１、隔膜ユニット27および
副体25が挿入され溶接によって固着された後に、本体21
と隔膜ユニット27と副体25との内部空間にシリコーンオ
イルが充填され、充填後に先に述べたようにボール23と
押止ネジ24によって封止される。

【０００６】右, 左各側のカバー28は、測定差圧に係る
一方, 他方の各導入圧用の紙面に直角にあけられた穴(
図示してない) をもち、各シールダイヤフラム22,26 を
覆う形で、それぞれＯリング29を介して密封的に本体21
に対し、図示してないネジによる締結によって固定され
る。上部ケース30は、内部に増幅器や演算回路、指示計
などが内蔵される筒状部材で、その周縁部で本体21の外
周面上部に溶接によって固着される。

【０００７】測定差圧に係る一方の導入圧が、本体21の
右側のカバー28の、図示してない導入穴をへてシールダ
イヤフラム22で受圧され、封入液を介して一つには隔膜
ユニット27の右側の空間に、もう一つには差圧検出部１
の対応する側に伝達される。他方の導入圧が本体21の左
側のカバー28の導入穴をへてシールダイヤフラム26で受
圧され、封入液を介して一つには隔膜ユニット27の左側
の空間に、もう一つには差圧検出部1 の対応する側に伝
達される。誤操作などに起因して、測定差圧に係るいず
れかの導入圧だけが大きい片圧として作用したときに
は、隔膜ユニット27の保護ダイヤフラム４に基づく周知
の保護機能によって、差圧検出部１には過大片圧がかか
らないようにされ、大きい片圧から保護される。さら
に、封入液と接触する部分の溶接箇所を、構造的に全て
本体21の内部に位置させるようにして外気に触れないよ
うにすることができる。

【０００８】保護機能の詳細については次のとおりであ
る。図３において、図示してない差圧流量計たとえばオ
リフィスの両側の各導入圧力（静圧を含む）が、それぞ
れ各シールダイヤフラム22,26 で受圧されると、その各
導入圧力は、差圧検出部１の対応する導圧空間にそれぞ
れ伝達される。ここで、各シールダイヤフラム22,26は
そのバネ定数が極めて小さく（軟らく）、差圧検出装置
20の図示してない検出用ダイヤフラムは、そのバネ定数
が極めて大きく（剛く）、各保護ダイヤフラム22,26 は
そのバネ定数が前記の二つの中間値をとる。差圧検出部
１では、各導入圧力に基づく差圧が周知の静電容量式に
よって電気信号に変換され出力される。以上は正常な圧
力導入操作がおこなわれた場合である。

【０００９】ところが、誤操作によって右側のシールダ
イヤフラム22だけが受圧したとすると、もし隔膜ユニッ
ト27がなければ、差圧検出部１は大きい片圧を受けて破
壊されるおそれがある。隔膜ユニット27は次に述べるよ
うな動作によって差圧検出部１を保護する。いま、右側
のシールダイヤフラム22だけが受圧したとすると、この
圧力は、一方では隔膜ユニット27の保護ダイヤフラム４
を介して左側のシールダイヤフラム26を膨らませ、他方
では差圧検出部１の右対応する側の導圧空間に伝達され
る。しかし、この伝達圧力は、右側のシールダイヤフラ
ム22が対向する本体21の右側の波形表面と当接すること
により、ある値以下に制限されるから、差圧検出部１が
破壊されるおそれはなく、保護機能が働いたことにな
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来例には、次のよう
な溶接条件のバラツキに起因して保護圧力がバラツキを
生じるという欠点がある。このことを、先に述べた従来
例の外周部の詳細断面図（図２(a) のＢ箇所）である図
２(b) を参照しながら説明する。各フランジ７，８の保
護ダイヤフラム４と相対する側は、保護ダイヤフラム４
の表面を底面とする偏平な円錐面に加工されている。つ
まり、円錐面と保護ダイヤフラム４の表面のなす角度が
非常に小さい。したがって、保護ダイヤフラム４と各フ
ランジ７，８がその外周部で溶接で一体的に固着される
とき、その溶接条件のバラツキによって、保護ダイヤフ
ラム４の各面の周縁部と、両側の各フランジ７，８の周
縁部との接触面積がどうしてもバラツキを生じる。その
ため、たとえばフランジ７の側から保護圧力が保護ダイ
ヤフラム４の右側面に作用するとして、その受圧面積に
バラツキがあるから、保護ダイヤフラム４に作用する力
がバラツキをもち、ひいては保護ダイヤフラム４の変形
の度合いがバラツキをもつ。したがって、保護圧力が変
化することになる。保護圧力が変化することは、差圧検
出部に対する保護機能が一定でないことを意味し、それ
だけ信頼性が低下することになる。

【００１１】この発明が解決しようとする課題は、従来
の技術がもつ以上の問題点を解消して、過大片圧が作用
したとき差圧検出部に一定な保護圧力を作用させるよう
にして保護機能の信頼性向上を図った差圧測定装置の隔
膜ユニットを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、流体の測定
差圧に係る各圧力を差圧検出部の対応する側に伝達する
とともに、差圧検出部を過大片圧から保護するための、
保護ダイヤフラムおよびその各側に圧力伝達液が封入さ
れる内部空間を配するフランジが外周部で一体的に固着
されてなる隔膜ユニットにおいて、フランジは、保護ダ
イヤフラムと相対する側の周縁部に、その保護ダイヤフ
ラムの周縁部と接触する円環状平面部を備え、かつ内部
空間が、フランジの円環状平面部の内周から直角に浅く
彫り込まれた円柱状空間と、これに連接した円錐状空間
からなる、というものである。

【００１３】

【作用】この発明では、内部空間が、フランジの円環状
平面部の内周から直角に浅く彫り込まれた円柱状空間
と、これに連接した円錐状空間からなるから、固着の仕
方たとえば溶接条件のバラツキによって保護ダイヤフラ
ムの受圧面積が変化することがなく、したがって過大片
圧が作用したとき保護圧力が正確に一定になる。

【００１４】

【実施例】この発明に係る差圧検出装置の隔膜ユニット
の実施例について、以下に図を参照しながら説明する。
なお、実施例の組み込まれる差圧検出装置は、図３にお
いて隔膜ユニット27が除かれたものである。図１は実施
例である隔膜ユニット３に関し、(a) はその断面図、
(b) はその外周部の詳細断面図（図１(a) のＡ箇所）で
ある。実施例が従来例と異なる点は、各フランジ５，６
の保護ダイヤフラム４と相対する側に形成された偏平な
円錐面の底面外周部の形状にある。図１(b) において、
各フランジ５，６の周縁部に円環状平面部を残して、面
に直角に浅く円柱状に彫り込みが入れられ、この円柱状
彫り込みに連接する形で偏平な円錐状に彫り込まれて内
部空間が形成される。したがって、保護ダイヤフラム４
の受圧面積は、その全面積から各フランジ５，６の周縁
部の円環平面部の面積を差し引いた値になり、この値は
溶接条件のバラツキによって変化しない。その結果、過
大片圧が作用したとき保護圧力が正確に一定になり、そ
れだけ保護機能の信頼性が向上する。

【００１５】

【発明の効果】この発明によれば、内部空間が、円環状
平面部の内周から直角に浅く彫り込まれた円柱状空間
と、これに連接した円錐状空間からなるから、保護ダイ
ヤフラムと各フランジとの固着の仕方、たとえば溶接条
件のバラツキによって保護ダイヤフラムの受圧面積が変
化することがなく、過大片圧が作用したとき保護圧力が
正確に一定になる。したがって、保護機能の信頼性向上
が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る実施例に関し、(a) はその断面
図、(b) はその外周部の詳細断面図

【図２】従来例に関し、(a) はその断面図、(b) はその
外周部の詳細断面図

【図３】従来例の組み込まれた差圧検出装置の断面図

【符号の説明】

１ 差圧検出部 ３ 隔膜ユニット ４ 保護ダイヤフラム ５，６ フランジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の測定差圧に係る各圧力を差圧検出部
   の対応する側に伝達するとともに、差圧検出部を過大片
   圧から保護するための、保護ダイヤフラムおよびその各
   側に圧力伝達液が封入される内部空間を配するフランジ
   が外周部で一体的に固着されてなる隔膜ユニットにおい
   て、フランジは、保護ダイヤフラムと相対する側の周縁
   部に、その保護ダイヤフラムの周縁部と接触する円環状
   平面部を備え、内部空間が、フランジの円環状平面部の
   内周から直角に浅く彫り込まれた円柱状空間と、これに
   連接した円錐状空間からなることを特徴とする差圧検出
   装置の隔膜ユニット。