(57)【要約】【課題】測定又は操作の対象となる流体が内部に侵入した場合であっても、計器室等への流体の侵入の発生を抑制することが可能なフィールド機器を提供する。【解決手段】フィールド機器は、外部空間と隔てられる流体空間内の流体の測定又は操作のために流体に接触するフィールド機器であって、密封される内部空間を区画する区画壁と、外部機器と電気的に接続可能な端子室と、を備え、区画壁は、内部空間を端子室まで貫通させる貫通部と、貫通部を密封する密封部と、内部空間と外部空間との連通路を構成する嵌め込み孔と、嵌め込み孔に嵌め込まれることで内部空間を密封するとともに嵌め込み孔から外部空間に向けて抜脱可能な栓と、を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部空間と隔てられる流体空間内の流体の測定又は操作のために前記流体に接触するフィールド機器であって、
密封される内部空間を区画する区画壁と、
外部機器と電気的に接続可能な端子室と、を備え、
前記区画壁は、
前記内部空間を前記端子室まで貫通させる貫通部と、
前記貫通部を密封する密封部と、
前記内部空間と前記外部空間との連通路を構成する嵌め込み孔と、
前記嵌め込み孔に嵌め込まれることで前記内部空間を密封するとともに前記嵌め込み孔から前記外部空間に向けて抜脱可能な栓と、を有する、
フィールド機器。
【請求項２】
前記嵌め込み孔から前記栓を抜脱させる前記内部空間内の圧力である抜け圧力は、前記密封部での密封に破断を生じさせる前記内部空間内の圧力である破断圧力よりも小さい、請求項１に記載のフィールド機器。
【請求項３】
前記嵌め込み孔は、前記外部空間に露出している、請求項１又は２に記載のフィールド機器。
【請求項４】
前記フィールド機器は、測定器である、請求項１から３のいずれか一項に記載のフィールド機器。
【請求項５】
前記測定器は、流量計である、請求項４に記載のフィールド機器。
【請求項６】
前記嵌め込み孔は、円筒形状である、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィールド機器。
【請求項７】
前記栓は、円筒形状である、請求項６に記載のフィールド機器。
【請求項８】
前記栓は、弾性体で構成されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のフィールド機器。
【請求項９】
前記弾性体は、ゴム又はエラストマーである、請求項８に記載のフィールド機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フィールド機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラント等に設置され、外部空間と隔たれる流体空間内のプロセス流体等の流体の測定又は操作のために、当該流体に接触させて使用するフィールド機器が知られている。例えば特許文献１には、フィールド機器として、カルマン渦により渦発生体に作用する交番力を検出して、流体の流量を測定するための渦流量計が記載されている。
【０００３】
上述のフィールド機器には、密封される内部空間を区画する区画壁と、外部機器と電気的に接続可能な端子室と、を備えるものがある。区画壁には、内部空間を端子室まで貫通させる貫通部と、貫通部を密封する密封部とを備えるものがある。内部空間に配置される電気的導通部は、密封部の内部を通って端子室に備えられている端子部に接続される。端子部は、ケーブルを介して、外部電源室、計装室又は計器室等（以下、「計器室等」という。）に配置された外部機器と電気的に接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平４−１２７５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなフィールド機器では、例えば流体内を流れてきた物体が、流体に触れている区画壁に衝突する等、何らかの理由により区画壁の一部が破断することで、流体が内部空間内に侵入する可能性がある。侵入した流体により内部空間内の圧力が上昇し、密封部での密封が破断して端子室に流体が侵入すると、ケーブル又は当該ケーブルを収容する配管等を通じて計器室等に流体が侵入する可能性がある。
【０００６】
そこで、本開示は、測定又は操作の対象となる流体が内部に侵入した場合であっても、計器室等への流体の侵入の発生を抑制することが可能なフィールド機器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】
【０００７】
幾つかの実施形態に係るフィールド機器は、外部空間と隔てられる流体空間内の流体の測定又は操作のために流体に接触するフィールド機器であって、密封される内部空間を区画する区画壁と、外部機器と電気的に接続可能な端子室と、を備え、区画壁は、内部空間を端子室まで貫通させる貫通部と、貫通部を密封する密封部と、内部空間と外部空間との連通路を構成する嵌め込み孔と、嵌め込み孔に嵌め込まれることで内部空間を密封するとともに嵌め込み孔から外部空間に向けて抜脱可能な栓と、を有する。このような構成によれば、区画壁の一部が破断して流体が内部空間内に侵入した場合に、内部空間内の圧力上昇により、嵌め込み孔から栓が抜脱し、内部空間内の流体を外部空間に放出することができる。したがって、フィールド機器の端子室と外部機器とを電気的に接続するケーブル又は当該ケーブルを収容する配管等を通じた、計器室等への流体の侵入の発生を抑制することができる。
【０００８】
一実施形態において、嵌め込み孔から栓を抜脱させる内部空間内の圧力である抜け圧力は、密閉部での密閉に破断を生じさせる内部空間内の圧力である破断圧力よりも小さくてもよい。これにより、区画壁の一部が破断して流体が内部空間内に侵入した場合に、嵌め込み孔からの栓の抜脱によって内部空間内の昇圧を抑制し、密封部での密封の破断の発生を抑制することができる。したがって、計器室等への流体の侵入の発生を安定して抑制することができる。
【０００９】
一実施形態において、嵌め込み孔は外部空間に露出していてもよい。このような構成によれば、区画壁の一部が破断して流体が内部空間内に侵入したことを使用者が外部空間からの目視によって知覚することができる。また、このような構成によれば、区画壁の破断箇所の修理後等に、栓を嵌め込み孔に再度嵌め込んでフィールド機器を再利用することができる。
【００１０】
一実施形態において、フィールド機器は、測定器であってもよい。
【００１１】
一実施形態において、測定器は、流量計であってもよい。
【００１２】
一実施形態において、嵌め込み孔は、円筒形状であってもよい。このような構成によれば、製造工程において嵌め込み孔を容易に形成することができる。
【００１３】
一実施形態において、栓は、円筒形状であってもよい。このような構成によれば、製造工程において栓を容易に形成することができる。
【００１４】
一実施形態において、栓は、弾性体で構成されていてもよい。このような構成によれば、弾性体を弾性変形によって嵌め込み孔の形状に追従させることができるので、内部空間を密封させやすい。
【００１５】
一実施形態において、弾性体は、ゴム又はエラストマーであってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本開示によれば、測定又は操作の対象となる流体が内部に侵入した場合であっても、計器室等への流体の侵入の発生を抑制することが可能なフィールド機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の例に係るフィールド機器を示す断面図である。
【図２】図１のフィールド機器の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】第２の例に係るフィールド機器を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るフィールド機器を示す断面図である。
【図５】図４のフィールド機器の連通路としての嵌め込み孔を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
まず、本発明の実施形態について説明する前に、第１の例に係るフィールド機器１０１及び第２の例に係るフィールド機器２０１について、図１〜図３を参照して説明する。各図において共通の要素には、同一の符号を付している。
【００１９】
図１は、第１の例に係るフィールド機器１０１を示す断面図である。フィールド機器１０１は、プラント等に設置され、外部空間１９５と隔てられる流体空間Ｐ内のプロセス流体等の流体Ｆの測定又は操作のために、流体Ｆに接触した状態で使用されるように構成されている。
【００２０】
図１に示すように、流体Ｆは、筒状の流路壁Ｃの内周面により区画された流体空間Ｐ内で矢印の方向に流動している。フィールド機器１０１は、流路壁Ｃを径方向に貫通する開口Ｄから流体空間Ｐ内に一部が挿入された状態で、流路壁Ｃに固定されている。開口Ｄは、挿入されたフィールド機器１０１により封鎖されている。
【００２１】
フィールド機器１０１は、密封される内部空間１２０を区画する区画壁１１０と、外部機器と電気的に接続可能な端子室１２５と、電気的導通部１８０と、を備えている。
【００２２】
区画壁１１０は、貫通部１３０と、密封部１３１とを有する。貫通部１３０は、内部空間１２０を端子室１２５まで貫通させている。密封部１３１は、貫通部１３０を密封している。端子室１２５は、端子部１８３を備えている。端子部１８３は、計器室等に配置された外部機器と、ケーブル１９０を介して電気的に接続されている。ケーブル１９０は、図示するように、配管１９１に収容されていてもよい。電気的導通部１８０は、内部空間１２０に配置されるとともに、密封部１３１の内部を通って端子室１２５に備えられている端子部１８３に接続されている。
【００２３】
フィールド機器１０１は、センサを収容するセンサハウジング１１１と、センサからの電気信号を、測定値を表す所定の電気信号に変換する回路を収容する変換器ハウジング１１２と、を備えている。センサハウジング１１１は、変換器ハウジング１１２に連結する筒状の連結部１１１ａと、連結部１１１ａに連結するとともに流路壁Ｃの外周面に固定される固定部１１１ｂと、固定部１１１ｂに連結するとともに流体空間Ｐ内に挿入された挿入部１１１ｃと、を備えている。連結部１１１ａ、固定部１１１ｂ及び挿入部１１１ｃにより、センサが配置される内部空間１１４が区画されている。挿入部１１１ｃは流体Ｆに接触する接触部Ｘを有している。変換器ハウジング１１２は、センサハウジング１１１の連結部１１１ａにＯリング１１９を介して連結する筒状の連結部１１２ａと、連結部１１２ａの一端に連結するとともに内部空間１１５を区画する外壁１１２ｂと、内部空間１１５を第１内部空間１１５ａと第２内部空間１１５ｂとしての端子室１２５とに隔てる隔壁１１２ｃと、を備えている。隔壁１１２ｃには、貫通部１３０が設けられている。センサハウジング１１１の内部空間１１４と、変換器ハウジング１１２の第１内部空間１１５ａとは、互いに連通し、全体として密封された内部空間１２０を構成している。すなわち、区画壁１１０は、センサハウジング１１１の連結部１１１ａ、固定部１１１ｂ及び挿入部１１１ｃと、変換器ハウジング１１２の連結部１１２ａ、外壁１１２ｂの一部及び隔壁１１２ｃと、Ｏリング１１９とによって構成されている。挿入部１１１ｃの接触部Ｘは、流体Ｆの内部空間１２０への流入を防ぐ１次シールを構成している。密封部１３１は、内部空間１２０を計器室等から隔離する２次シールを構成している。
【００２４】
図２は、フィールド機器１０１の一部である、センサハウジング１１１と変換器ハウジング１１２との連結部を拡大して示す断面図である。図２に示すように、センサハウジング１１１の連結部１１１ａと変換器ハウジング１１２の連結部１１２ａとの間には、間隙Ｇが形成されている。Ｏリング１１９は、センサハウジング１１１の連結部１１１ａの外周面に形成されたリング溝１２１に配置された状態で連結部１１２ａと接触して間隙Ｇを封鎖することで、内部空間１２０を密封している。センサハウジング１１１の連結部１１１ａの外周面には、リング溝１２１に対して内部空間２０が位置する側とは反対側に、リング溝１２１に連続する切り欠き１２２が形成されている。このような構成により、区画壁１１０の一部、例えば１次シールとしてのセンサハウジング１１１の接触部Ｘが破断して流体Ｆが内部空間１２０内に侵入した場合に、内部空間１２０内の圧力上昇により、Ｏリング１１９が外部空間１９５側の切り欠き１２２に移動する。これにより、Ｏリング１１９が間隙Ｇの封鎖を解除することで、内部空間１２０内の流体Ｆが外部空間１９５に放出される。したがって、フィールド機器１０１の密封部１３１での密封が流体Ｆによって破断されることがないため、端子室１２５内の端子部１８３と外部機器とを電気的に接続するケーブル１９０又は当該ケーブル１９０を収容する配管１９１等を通じた、計器室等への流体Ｆの侵入の発生を抑制することができる。
【００２５】
図３は、第２の例に係るフィールド機器２０１を示す断面図である。フィールド機器２０１は、プラント等に設置され、プロセス流体等の流体Ｆの測定又は操作のために、流体Ｆに接触した状態で使用されるように構成されている。以下、フィールド機器２０１について、上述のフィールド機器１０１と異なる構成について説明し、共通する構成については適宜説明を省略する。
【００２６】
図３に示すように、フィールド機器２０１は、筒状の流路壁Ｃを径方向に貫通する開口Ｄから流体空間Ｐ内に一部が挿入された状態で、流路壁Ｃに固定されている。開口Ｄは、挿入されたフィールド機器２０１により封鎖されている。
【００２７】
フィールド機器２０１は、密封される内部空間２２０を区画する区画壁２１０と、外部機器と電気的に接続可能な端子室２２５と、電気的導通部２８０と、を備えている。
【００２８】
区画壁２１０は、貫通部２３０と、密封部２３１とを有する。貫通部２３０は、内部空間２２０を端子室２２５まで貫通させている。密封部２３１は、貫通部２３０を密封している。端子室２２５は、端子部２８３を備えている。端子部２８３は、計器室等に配置された外部機器と、ケーブル２９０を介して電気的に接続されている。ケーブル２９０は、図示するように、配管２９１に収容されていてもよい。電気的導通部２８０は、内部空間２２０に配置されるとともに、密封部２３１の内部を通って端子室２２５に備えられている端子部２８３に接続されている。
【００２９】
フィールド機器２０１は、センサを収容するセンサハウジング２１１と、センサからの電気信号を、測定値を表す所定の電気信号に変換する回路を収容する変換器ハウジング２１２と、センサハウジング２１１と変換器ハウジング２１２とを連結するアダプタハウジング２１３と、を備える。センサハウジング２１１は、アダプタハウジング２１３の筒状の第１連結部２１３ａに封止部材２１７を介して連結する筒状の連結部２１１ａと、連結部２１１ａに連結するとともに流路壁Ｃの外周面に固定される固定部２１１ｂと、固定部２１１ｂに連結するとともに流体空間Ｐ内に挿入された挿入部２１１ｃと、を備えている。連結部２１１ａ、固定部２１１ｂ及び挿入部２１１ｃにより、センサが配置される内部空間２１４が区画されている。挿入部２１１ｃは流体Ｆに接触する接触部Ｘを有している。変換器ハウジング２１２は、アダプタハウジング２１３の筒状の第２連結部２１３ｂに封止部材２１８を介して連結する筒状の連結部２１２ａと、連結部２１２ａの一端に連結するとともに内部空間２１５を区画する外壁２１２ｂと、内部空間２１５を第１内部空間２１５ａと第２内部空間２１５ｂとしての端子室２２５とに隔てる隔壁２１２ｃと、を備えている。隔壁２１２ｃには、貫通部２３０が設けられている。アダプタハウジング２１３は、筒状の第１連結部２１３ａと筒状の第２連結部２１３ｂとを連結する筒状の周壁２１３ｃを備えている。周壁２１３ｃと、第１連結部２１３ａと、第２連結部２１３ｂとにより、内部空間２１６が区画されている。封止部材２１７及び封止部材２１８は、それぞれ、例えばＯリング、ガスケット等で構成される。センサハウジング２１１の内部空間２１４と、変換器ハウジング２１２の内部空間２１５と、アダプタハウジング２１３の内部空間２１６とは、互いに連通し、全体として密封された内部空間２２０を構成している。すなわち、本実施形態の区画壁２１０は、センサハウジング２１１の連結部２１１ａ、固定部２１１ｂ及び挿入部２１１ｃと、変換器ハウジング２１２の連結部２１２ａ、外壁２１２ｂの一部及び隔壁２１２ｃと、アダプタハウジング２１３の第１連結部２１３ａ、周壁２１３ｃ及び第２連結部２１３ｂと、封止部材２１７と、封止部材２１８とによって構成されている。挿入部２１１ｃの接触部Ｘは、流体Ｆの内部空間２２０への流入を防ぐ１次シールを構成している。密封部２３１は、内部空間２２０を計器室等から隔離する２次シールを構成している。
【００３０】
アダプタハウジング２１３の周壁２１３ｃは、連通路２４０と、破断板２１９と、を有する。連通路２４０は、内部空間２２０と外部空間２９５との連通路である。破断板２１９は、特定の方向への圧力により破断する金属板等のラプチャーディスクである。破断板２１９は、連通路２４０の外部空間２９５側で連通路２４０を封止するように固定されることで、内部空間２２０を密封している。このような構成により、区画壁２１０の一部、例えば１次シールとしてのセンサハウジング２１１の接触部Ｘが破断して流体Ｆが内部空間２２０内に侵入した場合に、内部空間２２０内の圧力上昇により、破断板２１９が破断して内部空間２２０内の流体Ｆが外部空間２９５に放出される。したがって、フィールド機器２０１の密封部２３１での密封が流体Ｆによって破断されることがないため、端子室２２５内の端子部２８３と外部機器とを電気的に接続するケーブル２９０又は当該ケーブル２９０を収容する配管２９１等を通じた、計器室等への流体Ｆの侵入の発生を抑制することができる。
【００３１】
上述したように、フィールド機器１０１及びフィールド機器２０１によると、計器室等への流体Ｆの侵入の発生を抑制することができる。しかしながら、フィールド機器１０１では、Ｏリング１１９により内部空間１２０の気密性を内部空間１２０内が一定圧力未満のときには保ちつつ、一定圧力以上となると解除する構成とするには、Ｏリング１１９、Ｏリング１１９が接触するリング溝１２１、及び、切り欠き１２２等を高い精度で加工することが要求される。また、切り欠き１２２の加工には特殊な工具や治具等が必要となる。そのため、フィールド機器１０１の加工は容易ではない。さらに、フィールド機器１０１は、区画壁１１０に、Ｏリング１１９を配置するための筒状の連結部１１１ａを設ける必要があるため、構成が限定され、設計上の制約が多い。
【００３２】
フィールド機器２０１では、破断板２１９を用いるが、破断板２１９は一般的に高価な部品であり、かつ、一度破断すると再利用できないため、コスト面で改善の余地がある。また、破断板２１９を固定するためには大掛かりな構成が要求される。これに対し、本実施形態に係るフィールド機器１は、上述のフィールド機器１０１及びフィールド機器２０１よりも設計上の制約が少なく簡易に構成でき、かつ、上述のフィールド機器２０１よりも安価かつ省スペースとすることができる。
【００３３】
以下、本発明の一実施形態に係るフィールド機器１について、図４及び図５を参照して例示説明する。各図において共通の要素には、同一の符号を付している。
【００３４】
図４は、本実施形態のフィールド機器１を示す断面図である。フィールド機器１は、プラント等に設置され、プロセス流体等の流体Ｆの測定又は操作のために、流体Ｆに接触した状態で使用されるように構成されている。フィールド機器１が設置されるプラントとしては、例えば、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等が挙げられる。フィールド機器１としては、例えば、流体Ｆの流量（体積流量又は質量流量）を測定するための流量計等の測定器、流体Ｆの操作のための流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器が挙げられる。測定器としては、流体Ｆの流量の他に、流速、粘度、温度、圧力、密度、重量、濁度、振動、エントロピー等、所定の物理量を測定するものであればよい。以下では、本実施形態のフィールド機器１が、流体Ｆの測定のための流量計等の測定器であるとして説明する。
【００３５】
図４に示すように、本実施形態では、流体Ｆは、筒状の流路壁Ｃの内周面により区画された流体空間Ｐ内で矢印の方向に流動している。本実施形態のフィールド機器１は、流路壁Ｃを径方向に貫通する開口Ｄから流体空間Ｐ内に一部が挿入された状態で、流路壁Ｃに固定されている。開口Ｄは、挿入されたフィールド機器１により封鎖されている。しかし、フィールド機器１は、流路壁Ｃを有するように構成されていてもよい。流体Ｆは、流体空間Ｐ内で所定の方向に流動することには限定されず、例えばタンク等の容器により外部空間と隔てられた流体空間内に貯留されていてもよい。その場合、フィールド機器１は、例えば、容器の外壁を貫通する開口から容器の流体空間内に一部が挿入された状態で、容器の外壁に固定されるように構成されてもよい。
【００３６】
フィールド機器１は、密封される内部空間２０を区画する区画壁１０と、外部機器と電気的に接続可能な端子室２５と、を備えている。端子室２５は、端子部８３を備えている。端子部８３は、ケーブル９０を介して、計器室等に配置された外部機器と電気的に接続されている。
【００３７】
本実施形態の区画壁１０は、貫通部３０と、密封部３１と、嵌め込み孔４０と、栓６０と、を有している。貫通部３０は、内部空間２０を端子室２５まで貫通させている。密封部３１は、貫通部３０を密封している。嵌め込み孔４０は、内部空間２０と外部空間９５との連通路を構成している。栓６０は、嵌め込み孔４０に嵌め込まれることで内部空間２０を密封するように構成されている。すなわち、嵌め込み孔４０は、内部空間２０と外部空間９５との連通路のうち、栓６０が嵌め込み可能な部分である。また、栓６０は、嵌め込み孔４０から外部空間９５に向けて抜けることができるように（抜脱可能）に構成されている。
【００３８】
本実施形態のフィールド機器１は、電気的導通部８０を備えている。電気的導通部８０は、内部空間２０に配置されるとともに、密封部３１の内部を通って端子室２５に備えられている端子部８３に電気的に接続されている。本実施形態のフィールド機器１としての測定器において、電気的導通部８０は、センサ８１と、回路８２と、センサ８１と回路８２とを電気的に接続する第１配線８４と、回路８２と端子部８３とを電気的に接続する第２配線８５とで構成されている。
【００３９】
本実施形態のフィールド機器１は、センサ８１を収容するセンサハウジング１１と、センサ８１からの電気信号を、測定値を表す所定の電気信号に変換する回路８２を収容する変換器ハウジング１２と、センサハウジング１１と変換器ハウジング１２とを連結するアダプタハウジング１３と、を備えている。センサハウジング１１は、アダプタハウジング１３の筒状の第１連結部１３ａに封止部材１７を介して連結する筒状の連結部１１ａと、連結部１１ａに連結するとともに流路壁Ｃの外周面に固定される固定部１１ｂと、固定部１１ｂに連結するとともに流体空間Ｐ内に挿入された挿入部１１ｃと、を備えている。連結部１１ａ、固定部１１ｂ及び挿入部１１ｃにより、センサが配置される内部空間１４が区画されている。挿入部１１ｃは流体Ｆに接触する接触部Ｘを有している。変換器ハウジング１２は、アダプタハウジング１３の筒状の第２連結部１３ｂに封止部材１８を介して連結する筒状の連結部１２ａと、連結部１２ａの一端に連結するとともに内部空間１５を区画する外壁１２ｂと、内部空間１５を第１内部空間１５ａと第２内部空間１５ｂとしての端子室２５とに隔てる隔壁１２ｃと、を備えている。隔壁１２ｃには、貫通部３０が設けられている。アダプタハウジング１３は、筒状の第１連結部１３ａと筒状の第２連結部１３ｂとを連結する筒状の周壁１３ｃを備えている。周壁１３ｃにより、内部空間１６が区画されている。封止部材１７及び封止部材１８は、それぞれ、例えばＯリング、ガスケット等で構成される。センサハウジング１１の内部空間１４と、変換器ハウジング１２の内部空間１５と、アダプタハウジング１３の内部空間１６とは、互いに連通し、全体として密封された内部空間２０を構成している。すなわち、本実施形態の区画壁１０は、センサハウジング１１の連結部１１ａ、固定部１１ｂ及び挿入部１１ｃと、変換器ハウジング１２の連結部１２ａ、外壁１２ｂの一部及び隔壁１２ｃと、アダプタハウジング１３の第１連結部１３ａ、周壁１３ｃ及び第２連結部１３ｂと、封止部材１７と、封止部材１８とによって構成されている。挿入部１１ｃの接触部Ｘは、流体Ｆの内部空間２０への流入を防ぐ１次シールを構成している。密封部３１は、内部空間２０を計器室等から隔離する２次シールを構成している。
【００４０】
センサハウジング１１の内部空間１４に収容されたセンサ８１は、流体Ｆの流量や圧力等、流体Ｆの所定の物性値（測定値）に応じた電気信号を出力する。図４に示す例では、センサ８１は、センサハウジング１１の内部空間１４に配置されているが、センサハウジング１１の挿入部１１ｃに埋設されていてもよい。フィールド機器１が、流体Ｆの圧力（流体圧）を測定する圧力計、又は流体Ｆの流量を測定する流量計である場合、センサ８１は、接触部Ｘを構成するダイアフラムを有していてもよい。
【００４１】
変換器ハウジング１２の第１内部空間１５ａに収容された回路８２は、例えばアンプ、Ａ／Ｄ変換器、演算処理装置、内部電源生成部（内蔵バッテリー含む）等で構成され、信号の増幅、信号の変換、演算、電力供給等の各種機能を有する。回路８２は、センサ８１からの電気信号が第１配線８４を通じて入力されると、所定の処理を行い、第２配線８５を通じて処理後の電気信号を出力する。第１配線８４は、センサハウジング１１の内部空間１４内から、アダプタハウジング１３の内部空間１６を通じて、変換器ハウジング１２の第１内部空間１５ａ内まで延在している。
【００４２】
第２配線８５は、変換器ハウジング１２の貫通部３０を貫通している。具体的に、貫通部３０は、隔壁１２ｃを開口しており、開口の内壁に例えば雌ネジが形成されている。貫通部３０を密封する密封部３１としては、例えば貫通コンデンサが用いられる。貫通コンデンサは、外周面に雄ネジが形成されており、貫通部３０の雌ネジと螺合してねじ込まれることで、貫通部３０を密封することができる。貫通コンデンサの内部には、第２配線８５の一部、例えば金属ピンが挿入されて密封されている。しかし、貫通部３０及び密封部３１の構成はこれに限定されない。例えば、貫通部３０の開口に、第２配線８５の一部としてのケーブルを貫通させ、或いは第２配線８５の一部としての金属ピンを配置した状態で、貫通部３０の内壁と第２配線８５の一部との隙間に密封部３１としての樹脂等の充填材を充填することで、貫通部３０を密封することができる。第２内部空間１５ｂには、端子部８３が収容されている。端子部８３は、内部電源生成部を有していてもよい。端子部８３が内部電源生成部を有する場合、端子部８３は、第２配線８５及び第１配線８４を通じて、回路８２及びセンサ８１に電力を供給する。
【００４３】
本実施形態の端子部８３は、計器室等に配置された外部機器と、ケーブル９０を介して電気的に接続されている。具体的に、端子部８３は、ケーブル９０に接続されている。本実施形態のケーブル９０は、配管９１に収容されている。
【００４４】
本実施形態では、嵌め込み孔４０及び栓６０は、アダプタハウジング１３に設けられている。図５は、フィールド機器１の連通路としての嵌め込み孔４０を拡大して示す断面図である。図５には、栓６０が嵌め込み孔４０に嵌め込まれて内部空間２０を密封した状態を示す。
【００４５】
本実施形態の嵌め込み孔４０は、円筒形状である。このような構成によれば、嵌め込み孔４０を一般的なドリル加工で形成することができるので、製造工程において嵌め込み孔４０を容易に形成することができる。例えば、嵌め込み孔４０の貫通方向の全長Ｌａは約１ｍｍ、嵌め込み孔４０の外径Φａは約１ｍｍであってもよい。本実施形態の円筒形状の嵌め込み孔４０は、外部空間９５側及び内部空間２０側の少なくともいずれかに、Ｃ面又はＲ面等の面取り部を有していてもよい。図５に示す例では、嵌め込み孔４０は、外部空間９５側にＣ面の面取り部４１を有している。嵌め込み孔４０は、円筒形状以外の形状であってもよい。例えば、外部空間９５側から内部空間２０側に向かって、徐々に拡径又は縮径するテーパー形状、断続的に拡径又は縮径する階段形状、多角筒形状等であってもよい。
【００４６】
本実施形態の栓６０は、円筒形状である。このような構成によれば、製造工程において栓６０を容易に形成することができる。本実施形態の円筒形状の栓６０は、外部空間９５側及び内部空間２０側の少なくともいずれかに、Ｃ面又はＲ面等の面取り部を有していてもよい。栓６０は、筒形状以外の形状、例えば、外部空間９５側又は内部空間２０側に向かって徐々に拡径するテーパー形状、段階的に拡径する形状、多角筒形状等であってもよい。栓６０は、予め外部で形成してから嵌め込み孔４０に配置してもよいし、接着剤等の流動体の状態で嵌め込み孔４０に充填し、固化させて形成してもよい。
【００４７】
嵌め込み孔４０が金属等の剛体で構成され、かつ、栓６０が弾性体で構成されていてもよい。この場合、栓６０の自然状態における外径Φｂは、嵌め込み孔４０の外径Φａよりも大きい。ここで、弾性体は、例えばゴム又はエラストマーであってもよい。このような構成によれば、栓６０としての弾性体を弾性変形によって嵌め込み孔４０の形状に追従させることができるので、内部空間２０を密封させやすい。栓６０をゴムで構成する場合、フィールド機器１の使用環境に応じて、ゴムの材質を変更することができる。例えば、栓６０をシリコンゴムで構成すれば、高温高圧の環境への耐性を高めることができ、栓６０をブチルゴムで構成すれば、蒸気や水への耐性を高めることができる。
【００４８】
嵌め込み孔４０が金属等の剛体で構成され、かつ、栓６０が弾性体で構成されていることには限定されない。例えば、嵌め込み孔４０が弾性体で構成され、かつ、栓６０が剛体で構成されていてもよい。また、嵌め込み孔４０と栓６０との両方が弾性体で構成されていてもよい。また、嵌め込み孔４０と栓６０との両方が剛体で構成されていてもよい。さらに、嵌め込み孔４０及び栓６０の少なくともいずれか一方が、弾性体と剛体との組み合わせで構成されていてもよい。
【００４９】
嵌め込み孔４０から栓６０を抜脱させる内部空間２０内の圧力を抜け圧力（内部空間２０内の圧力によって、栓６０が嵌め込み孔４０から外部空間９５に向けて抜脱する圧力）とすると、栓６０は、嵌め込み孔４０との間の摩擦力により、内部空間２０内の圧力が抜け圧力未満のとき、嵌め込み孔４０から抜脱することなく、内部空間２０を密封する。嵌め込み孔４０の外径Φａ、栓６０の自然状態における外径Φｂ、嵌め込み孔４０の貫通方向の全長Ｌａ、栓６０が嵌め込み孔４０に嵌め込まれている貫通方向の全長Ｌｂ、嵌め込み孔４０及び栓６０の面取り部の有無、並びに、嵌め込み孔４０及び栓６０の形状等を調整することで、嵌め込み孔４０と栓６０との間の摩擦力を調整し、抜け圧力を調整することができる。このように、本実施形態のフィールド機器１では、簡易な設計変更により、栓６０の抜け圧力を容易に調整することができる。密封部３１での密封の破断を生じさせる内部空間２０内の圧力を破断圧力とすると、本実施形態では、嵌め込み孔４０及び栓６０は、抜け圧力が破断圧力よりも小さくなるように構成されている。抜け圧力は、外部空間９５からの圧力が浸水等によって上昇したときに、栓６０が内部空間２０側に抜脱しないような大きさに設定することが好ましい。
【００５０】
図５に示す例では、嵌め込み孔４０は、外部空間９５に露出している。すなわち、図５に示す例では、嵌め込み孔４０よりも外部空間９５側には嵌め込み孔４０以外の連通路が位置することなく、嵌め込み孔４０が外部空間９５に面している。また、嵌め込み孔４０は、連通路全体を構成している。しかし、嵌め込み孔４０は、連通路の一部のみを構成していてもよい。嵌め込み孔４０が連通路の一部のみを構成する場合、例えば嵌め込み孔４０よりも内部空間２０側の連通路が嵌め込み孔４０の外径Φａよりも小さい外径を有する構成とすれば、栓６０が内部空間２０側に抜脱されることを抑制することができる。また、嵌め込み孔４０が連通路の一部のみを構成する場合、例えば嵌め込み孔４０よりも外部空間９５側の連通路が、栓６０を収容可能な空間を区画する収容部を有する構成とすれば、抜脱した栓６０を当該収容部に収容して、栓６０の紛失を防止することができる。この場合、フィールド機器１の外部空間９５から収容部の内部を視認可能な透過性の窓を設けることで、使用者が栓６０の抜脱を視認することができる。
【００５１】
このように、本実施形態のフィールド機器１では、内部空間２０を区画する区画壁１０が、内部空間２０と外部空間９５との連通路を構成する嵌め込み孔４０と、嵌め込み孔４０に嵌め込まれることで内部空間２０を密封するとともに嵌め込み孔４０から外部空間９５に向けて抜脱可能な栓６０と、を有する。そのため、区画壁１０の一部、例えば１次シールとしてのセンサハウジング１１の接触部Ｘが破断して流体Ｆが内部空間２０内に侵入した場合に、内部空間２０内の圧力上昇により、嵌め込み孔４０から栓６０が抜脱し、内部空間２０内の流体Ｆを外部空間９５に放出することができる。したがって、フィールド機器１の電気的導通部８０と外部機器とを電気的に接続するケーブル９０又は当該ケーブル９０を収容する配管９１等を通じた、計器室等への流体Ｆの侵入の発生を抑制することができる。また、フィールド機器１は、区画壁１０に嵌め込み孔４０を形成し、かつ、嵌め込み孔４０に栓６０を嵌め込む構成であるので、上述のフィールド機器１０１及びフィールド機器２０１よりも設計上の制約が少なく簡易に構成でき、かつ、上述のフィールド機器２０１よりも安価かつ省スペースとすることができる。
【００５２】
また、本実施形態のフィールド機器１は、抜け圧力が破断圧力よりも小さくなるように構成されているため、区画壁１０の一部、例えば１次シールとしてのセンサハウジング１１の接触部Ｘが破断して流体Ｆが内部空間２０内に侵入した場合に、嵌め込み孔４０からの栓６０の抜脱によって内部空間２０内の昇圧を抑制し、２次シールとしての区画壁１０の密封部３１での密封の破断の発生を抑制することができる。したがって、計器室等への流体Ｆの侵入の発生を安定して抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態のフィールド機器１は、嵌め込み孔４０が外部空間９５に露出した構成を有しているので、１次シールの破断を使用者が外部空間９５からの目視によって知覚することができる。また、このような構成によれば、区画壁１０の破断箇所の修理後等に、栓６０を嵌め込み孔４０に再度嵌め込んでフィールド機器１を再利用することができる。
【００５４】
なお、本実施形態のフィールド機器１は、嵌め込み孔４０が外部空間９５に露出しない構成であってもよく、この場合でも、例えば、嵌め込み孔４０から抜去された栓６０が、フィールド機器１の使用者に外部空間９５から目視可能な位置に移動する構成としたり、嵌め込み孔４０から栓６０が抜去されることによって、音を発する構成としたりすることで、１次シールの破断を使用者に知らせることができる。このように、嵌め込み孔４０及び栓６０を用いる構成によれば、１次シールが破断した後、２次シールが破断する前に、１次シールの破断を報知し、かつ、２次シールの破断の発生を抑制することを規定した、ＣＳＡ防爆認証のＤｕａｌ  Ｓｅａｌ規格等の規格を満たすことも可能となる。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態で特定された構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上述の実施形態に係るフィールド機器１において、嵌め込み孔４０は、アダプタハウジング１３に設けられているが、例えば変換器ハウジング１２に設けられていてもよい。また、上述の実施形態に係るフィールド機器１は、センサハウジング１１、変換器ハウジング１２及びアダプタハウジング１３の３つのハウジングを有しているが、２つ以下又は４つ以上のハウジングで構成されてもよい。なお、各ハウジングの部材構成は適宜設定することができる。
【００５６】
また、上述の実施形態では、区画壁１０が接触部Ｘを有しているが、区画壁と接触部Ｘとの間に１つ以上の密封される内部空間が形成されていてもよい。例えば、センサハウジング１１の連結部１１ａに、第１配線８４を貫通させる貫通部を有するとともにセンサハウジング１１の内部空間１４をセンサ８１が収容される密封された第１内部空間と第２内部空間とに隔てる隔壁を設け、当該第２内部空間とアダプタハウジング１３の内部空間１６と変換器ハウジング１２の第１内部空間１５ａとを合わせた内部空間全体を区画する壁部分で区画壁を構成してもよい。
【００５７】
なお、図４では、本実施形態のフィールド機器１として、１次シールを構成する挿入部１１ｃとしての渦発生体を備える渦流量計を例示説明した。本実施形態のフィールド機器１は、１次シールを構成するダイアフラムを備える圧力伝送器、１次シールを構成する測定電極を備える電磁流量計、１次シールを構成する保護管を備える熱電対等の温度センサ、１次シールを構成する弁部を備える電動式バルブ等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本開示は、フィールド機器に関する。
【符号の説明】
【００５９】
１、１０１、２０１：フィールド機器
１０、１１０、２１０：区画壁
１１、１１１、２１１：センサハウジング
１１ａ、１１１ａ、２１１ａ：連結部
１１ｂ、１１１ｂ、２１１ｂ：固定部
１１ｃ、１１１ｃ、２１１ｃ：挿入部
１２、１１２、２１２：変換器ハウジング
１２ａ、１１２ａ、２１２ａ：連結部
１２ｂ、１１２ｂ、２１２ｂ：外壁
１２ｃ、１１２ｃ、２１２ｃ：隔壁
１３、２１３：アダプタハウジング
１３ａ、２１３ａ：第１連結部
１３ｂ：２１３ｂ：第２連結部
１３ｃ：２１３ｃ：周壁
１４、１１４、２１４：センサハウジングの内部空間
１５、１１５、２１５：変換器ハウジングの内部空間
１５ａ、１１５ａ、２１５ａ：変換器ハウジングの第１内部空間
１５ｂ、１１５ｂ、２１５ｂ：変換器ハウジングの第２内部空間
１６、２１６：アダプタハウジングの内部空間
１７、１８、２１７、２１８：封止部材
１１９：Ｏリング
２１９：破断板
２０、１２０、２２０：内部空間
１２１：リング溝
１２２：切り欠き
２５、１２５：２２５：端子室
３０、１３０、２３０：貫通部
３１、１３１、２３１：密封部
４０：嵌め込み孔
２４０：連通路
４１：面取り部
６０：栓
８０、１８０、２８０：電気的導通部
８１：センサ
８２：回路
８３、１８３、２８３：端子部
８４：第１配線
８５：第２配線
９０、１９０、２９０：ケーブル
９１、１９１、２９１：配管
９５、１９５、２９５：フィールド機器の外部空間
Ｃ：流路壁
Ｄ：開口
Ｆ：流体
Ｇ：間隙
Ｐ：流体空間
Ｌａ：嵌め込み孔の全長
Ｌｂ：栓の全長
Ｘ：接触部
Φａ：嵌め込み孔の外径
Φｂ：栓の外径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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