(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚肉の外管と、両軸方向端部外周面を外管の内周面に接合させて外管の径方向内側に配設した薄肉の内管と、外管と内管との間に形成した環状の受圧流体封入部と、受圧流体封入部に連結させた圧力計とからなる、管路内流体の圧力計測装置において、前記内管の軸方向両端部に、径方向外方へ張り出す厚肉部を形成し、外管の内周面と内管の外周面が相互に接する部分を両管の端面側から電子ビーム溶接を用いて溶接することにより内管の厚肉部を外管に接合し、溶接した内・外管端面を切削加工したことを特徴とする管路内流体の圧力計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力計測装置に関し、特に、管路内を流す流体の圧力を、該流体とは非接触状態の受圧流体の圧力変化を用いて検出するインライン形の圧力計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
管路中に組み込まれるインライン形の圧力計測装置の一形態として、管路の内周面と連続する内周面形状の薄膜状の受圧部の背後に受圧流体を封入し、該受圧流体が受ける圧力を圧力計で検出する形式のものがある。図５及び図６は、こうした圧力計測装置の従来の形態を示すもので、図５に断面を示すように、この圧力計測装置は、軸方向両端部に径方向内方へ張り出すフランジａ，ｂを設けた厚肉のステンレス等の耐食性合金製の外管ｃと、両軸方向端部外周面を外管ｃのフランジａ，ｂ内周面に接合させて外管ｃの径方向内側に配設した薄肉のステンレス等の耐食性合金製の内管ｄと、外管ｃと内管ｄとの間に形成した環状の受圧流体封入部ｅと、受圧流体封入部ｅに連結させた圧力計ｆとからなる構成とされている。そして、外管ｃと内管ｄとの接合には、通常電子ビーム溶接等の高密度エネルギ熱源を用いた溶接方法が用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内管ｄは、管路内の流体の圧力により撓むダイヤフラムとして機能するものであるから、極めて肉薄に構成されており、通常、８０〜３００μ程度の厚さしかない。そのため、図６に接合部を拡大して示すように、電子ビーム溶接等の高密度エネルギ熱源を用いた溶接方法による溶接部ｇは、内管ｄの内径角部ｈにまで及び、該角部ｈは溶融によりだれる。しかも、肉薄であるために溶接時に大きな熱負荷のかかる内管ｄの歪みや性状の劣化も大きくなる。また、内管ｄ側の溶接部は、十分な溶接深さを確保することが困難であり、溶接ビード先端にはクレバス（未溶接部）が残り、溶接強度を高く保つことが難しい。そして、このように角部ｈのだれが生じると、圧力計測装置を管路へ組み込んだ場合に、管路の内周面にその部分だけ窪みや凹凸を形成することとなり、そこに管内流体が滞留しやすくなる。こうした流体の滞留は、管路抵抗を増大させるばかりでなく、細菌の繁殖や汚染物質の滞留の原因となるため、特に、管内流体が高い衛生状態を保つ必要のある薬品、食品、理化学、半導体等の物質の製造に係る流体である場合には、好ましくない。
【０００４】
そこで、本発明は、内管の外管への接合による内管角部のだれを防ぐとともに、内・外管相互の接合を確実にした管路内流体の圧力計測装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、厚肉の外管と、両軸方向端部外周面を外管の内周面に接合させて外管の径方向内側に配設した薄肉の内管と、外管と内管との間に形成した環状の受圧流体封入部と、受圧流体封入部に連結させた圧力計とからなる、管路内流体の圧力計測装置において、前記内管の軸方向両端部に、径方向外方へ張り出す厚肉部を形成し、外管の内周面と内管の外周面が相互に接する部分を両管の端面側から電子ビーム溶接を用いて溶接することにより内管の厚肉部を外管に接合し、溶接した内・外管端面を切削加工した構成とされる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿い、本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明を適用した圧力計測装置の軸方向断面を示す。この装置Ｍは、厚肉の外管１と、その径方向内側に取付けられる薄肉の内管２と、内管２と外管１の間に形成される環状の受圧流体封入部Ｓに接続される圧力計３とから構成される。
【０００７】
外管１は、他の管路部分と同様の剛性を保つのに十分な肉厚で、防錆性に優れたステンレス等の耐食性合金製管とされ、その軸方向両端に径方向内方に張り出す内向きフランジ部１１，１２の間に環状の凹部１３が形成されている。
【０００８】
内管２は、所期の受圧感度を得るに適した可撓性を発揮する肉薄で防錆性に優れたステンレス等の耐食性合金製管とされ、その軸方向両端に、上記フランジ部１１，１２に対応させて径方向外方に張り出す厚肉部、すなわち外向きフランジ部２１，２２が形成されている。
【０００９】
図３は、内管２のみの断面形状を示す。内管２の内径は、接続すべき管路内径φに合わせた寸法とされるが、これを例えば２０ｍｍとし、受圧部の肉厚ｔ0を従来のものと同様に８０〜３００μ程度とし、軸方向長さｌを例えば６０ｍｍとした場合について、両軸方向端部の径方向厚さｔ1は１〜２ｍｍ程度、外向きフランジ部２１の軸方向幅ｔ2は２〜４ｍｍ程度が好適である。
【００１０】
図２に一方の接合部（反対側の接合部についても同様）を拡大して示すように、外管１と内管２は、それらのフランジ部１１，２１の内・外周面が相互に接する部分を両管１，２の端面側から電子ビーム溶接の高密度エネルギ熱源を用いた溶接方法を用いて溶接される。こうして形成される溶接部Ｗは、図に網目斜線を施して示すように、外側が広がった断面くさび状となるが、外向きフランジ部２１の肉厚、すなわち内・外半径差が十分に広く取られているため、溶接部Ｗの内径方向に広がった端部が内管２の角部２０まで達することはなく、溶接による角部２０の歪みも少なくなる。
また、この形態では、内管２の接合部に所定の肉厚を確保することにより、溶接部Ｗの深さに合わせて、予め断面くさび状の溶接部Ｗの先端に当たる位置に、クラック防止用のリング溝２３，１４を形成することが可能となる。これらの溝２３，１４は、内管２、外管１双方のフランジ部２１，１１の外周面と内周面とにそれぞれ位置を合わせて形成しておく。このようにすると、溶接時に内管２及び外管１の溶接部Ｗやその近傍にクラックが発生することを防止できる。
【００１１】
かくして、外管１と内管２それぞれの軸方向両端の両フランジ部１１，１２，２１，２２に挟まれる内・外周面間に密封状態の受圧流体封入部Ｓが形成される。この受圧流体封入部Ｓには、適宜の受圧流体が封入される。そして受圧流体封入部Ｓは、外管１の周壁を径方向に貫通して形成されたねじ孔１５に溶接されたニップル３１等の接手を介して圧力計３に接続され、受圧流体封入部Ｓ内の受圧流体の圧力を圧力計３に印加可能とされる。
【００１２】
図４は、この圧力計測装置Ｍの使用態様を示す。この場合、装置Ｍは、それを挟み込む管路の端部フランジ４１，４２に挟持され、それらの通り孔に複数の通しボルト４３を通し、緩め止めのスプリングワッシャ４４を挟んで、ナット４５締めして組み付けられる。圧力計測装置Ｍの両端面と管路フランジ４１，４２の両端面との間には、管路フランジ４１，４２に形成された、図において一方のみが見える凹部４６及び他の凹部に嵌めて位置決めされるガスケット５，６が管路内流体の漏れ止めのために介挿される。
【００１３】
以上、本発明の各特徴点を、想定し得る好適な形態の組み合わせで具体化した一実施形態に基づいて説明したが、本発明は、例示の具体的構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲の個々の請求項に記載の事項の範囲内で、種々の具体的構成を採ることができるものである。例えば、外管１の両端にフランジを形成し、それらを管路フランジ４１，４２にそれぞれボルト止め接続する形態を採ることもできるし、また、外管１を内向きフランジ部１１，１２のないストレートな内周面の管とし、内管２の厚肉部すなわちフランジ部２１，２２をその内周面に接合する変更も可能であり、また、内・外管端面すなわち圧力計測装置の端面の切削加工が可能となるため、内・外管の接合後の端面仕上げにより管路との接合面の清浄度をより向上することができる。
【００１４】
【発明の効果】
このような構成を採った本発明では、内管の角部をシャープにすることができるので、管路へ組み込んだ状態で、管路との接続部に窪みや凹凸を生じることがなく、流体の滞留をなくすことができるので、細菌の繁殖や汚染物質の滞留等をなくすことができる。また、内管側の接合部の肉厚を確保することにより十分な溶接深さを得ることができるため、溶接が確実となるばかりでなく、溶接時の大きな熱負荷による内管の歪みや性状の劣化の影響を低減することができるため、接合部の強度を向上することができ、さらに、内・外管端面すなわち圧力計測装置の端面の切削加工が可能となるため、内・外管の接合後の端面仕上げにより管路との接合面の清浄度をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る管路内流体の圧力計測装置の軸方向断面図である。
【図２】図１のＡ部を拡大して示す軸方向断面図である。
【図３】上記圧力計測装置の内管のみを取り出して示す軸方向断面図である。
【図４】上記圧力計測装置の使用形態を示す分解斜視図である。
【図５】従来の管路内流体の圧力計測装置の軸方向断面図である。
【図６】図５のＢ部を拡大して示す軸方向断面図である。
【符号の説明】
Ｍ  圧力計測装置
Ｓ  受圧流体封入部
１  外管
２  内管
３  圧力計
１４  クラック防止リング溝
２１  外向きフランジ（厚肉部）
２２  外向きフランジ（厚肉部）
２３  クラック防止リング溝
【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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【図６】
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