(57)【要約】【課題】計測流体との接液部が配管以外にない差圧式流量計を提供する。【解決手段】エルボ式流量計（差圧式流量計）１０Ａは、計測流体が流れる主流路１１と、主流路１１に設けられた差圧形成部のエルボ部１２と、エルボ部１２の高圧側と低圧側とを連結する分岐流路２０と、分岐流路２０を流れる分岐流量の計測を行う計測流体と非接触の流量計３０とを備え、分岐流量の計測値を変換した差圧に基づいて流量を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測流体が流れる主流路と、
前記主流路に設けられた差圧形成部と、
前記差圧形成部の高圧側と低圧側とを連結する分岐流路と、
前記分岐流路を流れる分岐流量の計測を行う前記計測流体と非接触の流量計と、
を備え、
前記分岐流量の計測値を変換した差圧に基づいて流量を得ることを特徴とする差圧式流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流路内を流れる流体の流量を計測する差圧式流量計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各産業分野で使用されている差圧式流量計は、計測流体を流す配管内にオリフィス等の差圧発生機構を設置する必要があるため、配管系統における圧力損失を増加させる要因となっている。このような差圧式流量計には、たとえば下記の特許文献１に開示されているように、所定の曲率半径で形成された方向変化の角度が９０度の曲り管部（ベンドもしくはエルボ）を利用し、流体に働く遠心力の作用によって曲率外周壁と曲率内周壁との間に生じる圧力差（差圧）を検出して管内流量を測定するエルボ式流量計がある。
【０００３】
図３に示す従来のエルボ式流量計１０は、計測流体を流す主配管１１のエルボ部１２において、エルボ部１２の外周側と内周側とに発生する差圧を検出するものであり、曲率外周壁と曲率内周壁とに設けた測圧孔１２ａ，１２ｂに圧力導入管１３，１４が接続されている。この圧力導入管１３，１４は、それぞれが公知の差圧計１５に接続されている。なお、圧力導入管１３，１４には、計器交換等のメンテナンス対策として、開閉弁１６，１７が設けられている。
このようなエルボ式流量計１０は、オリフィス等の差圧発生機構を用いる一般的な差圧流量計とは異なり、差圧発生機構を設置せずに流量を計測できるメリットがある。
【０００４】
また、他の流量計としては、たとえば下記の特許文献２に開示されているように、分流路を流れる流体流量と主流路を流れる流体流量との比（分流比）に基づいて、主流路を流れる流体の流量を測定する分流式流量計が知られている。このような分流式流量計は、流量計測部に電磁式流量計を利用することで、計測流体と接液しない流量計となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実公平６−４８３５２号公報
【特許文献２】特開２０１１−７５４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のエルボ式流量計１０は、計測した差圧から流量へと変換するものであるため、流体の差圧を計測する際に差圧計１５の構成機器と計測流体との接液部が生じることは避けられない。このため、差圧計１５の構成機器には、計測流体を系外へ漏らさないというバウンダリ機能が要求され、場合によっては計測が困難になることも懸念される。
また、計器交換が必要となった場合には、差圧計１５の構成機器と計測流体との接液部も交換することになるため、計測流体が開放されてしまう。このため、開閉弁１６，１７等のように開放を防止する機器を設ける必要があり、機器の増加に伴う物量及びメンテナンス頻度の増加も懸念される。
【０００７】
上述したエルボ式流量計１０の課題解決策としては、電磁流量計に代表されるような計測流体と接液しない流量計を利用した分流式流量計が考えられる。しかし、分流式流量計の場合には、予め分流比を求めておくという別の課題がある。
【０００８】
ところで、上述したエルボ式流量計を高速炉（たとえば高速増殖炉、あるいは増殖を目的としない高速中性子など、高速中性子を利用する原子炉を総称して「高速炉」という）に適用する場合、すなわち、高速炉の冷却材として一般的な液体金属（ナトリウム等）の流量測定を行う場合、液体金属は５００℃以上の高温域で運転される。液体金属の中には化学的に活性なものがあるので、エルボ式流量計を構成する差圧計の構成機器に対して、「液体金属を系外に漏らさないような強固な構造」と、「圧力を伝達できる構造」というように、相反する二つの構造が要求される。
【０００９】
このような背景から、エルボ式流量計のような差圧式流量計においては、バウンダリ機能等の課題を解決し、たとえば高速炉の冷却材として使用される液体金属のような流体の流量測定にも採用可能にすることが求められている。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、計測流体との接液部が配管以外にない差圧式流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る差圧式流量計は、計測流体が流れる主流路と、前記主流路に設けられた差圧形成部と、前記差圧形成部の高圧側と低圧側とを連結する分岐流路と、前記分岐流路を流れる分岐流量の計測を行う前記計測流体と非接触の流量計と、を備え、前記分岐流量の計測値を変換した差圧に基づいて流量を得ることを特徴とするものである。
【００１１】
このような差圧式流量計によれば、計測流体と非接触の流量計で計測した分岐流量の計測値を変換した差圧に基づいて流量を得るので、計測流体との接液部が主流路及び分岐流路のみとなる。このため、流量計自体に対して、計測流体を系外に出さないというバウンダリ機能が不要となる。
また、差圧式流量計の交換が必要になった場合においても、分岐流路は交換不要のため、計測流体を開放することなく容易に交換することができる。
【００１２】
すなわち、本発明の差圧式流量計は、計測流体が流れる主流路に設けられた差圧形成部の高圧側と低圧側との間を分岐流路で連結し、計測流体と非接触の流量計を用いて分岐流路を流れる分岐流量を計測するとともに、計測した分岐流量を差圧に変換した値の差圧変換値に基づいて流量を得るという流量計測方法が可能になる。
この場合、差圧形成部としては、主配管の曲り管部（ベンドもしくはエルボ）や主配管の内部に設置したオリフィス等がある。
また、計測流体と非接触の流量計としては、たとえば電磁式流量計や超音波流量計等がある。
【発明の効果】
【００１３】
上述した本発明によれば、計測流体との接液部が、計測流体を流す主流路及び主流路から分岐した分岐流路以外に存在しない差圧式流量計を提供できる。従って、特にエルボ式流量計のような差圧式流量計においてはバウンダリ機能が不要となり、しかも、交換時においても計測流体が開放されることもないので、たとえば高速炉の冷却材として使用される液体金属のような流体の流量測定にも採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る差圧式流量計の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る差圧式流量計の第２実施形態を示す構成図である。
【図３】エルボ式流量計の従来例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る差圧式流量計の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示す第１実施形態の差圧式流量計は、差圧形成部として主流路のエルボ部を採用したエルボ式流量計１０Ａである。このエルボ式流量計１０Ａは、計測流体が流れる主流路１１と、主流路１１に設けられた差圧形成部のエルボ部１２と、エルボ部１２の高圧側（曲率外周壁側）と低圧側（曲率内周壁側）とを連結する分岐流路２０と、分岐流路２０を流れる分岐流量の計測を行う計測流体と非接触の流量計３０とを備えている。
【００１６】
エルボ部１２は、主流路１１が９０度の方向転換をする部分に使用されるものであり、いわゆる９０度エルボと呼ばれる配管部材である。エルボ部１２は、高圧側の測圧孔１２ａと低圧側の測圧孔１２ｂとに分岐流路２０が連結されている。この分岐流路２０は、一端が高圧側の測圧孔１２ａに連結され、かつ、他端が低圧側の測圧孔１２ｂに連結されることにより、ループ状の閉回路を形成している。
【００１７】
流量計３０には、計測流体と非接触のタイプ、すなわち、計測流体との接液部がなくても流量測定可能な電磁式流量計や超音波流量計等を使用している。この場合、流量計３０で計測する分岐流量は、曲率外周壁と曲率内周壁との間に生じた差圧によって、高圧側の測圧孔１２ａから低圧側の測圧孔１２ｂへ、分岐流路２０を通って流れる計測流体の流量である。換言すれば、流量計３０で計測する分岐流量は、高圧側の測圧孔１２ａで主流路１１から分岐して分岐流路２０を流れる計測流体が、低圧側の測圧孔１２ｂで主流路１１に合流して戻される流れの流量である。
【００１８】
上述した分岐流量が生じるのは、主流路１１のエルボ部１２を通過する計測流体が、遠心力の作用を受けるためである。
また、流量計３０で計測する分岐流量は、主流路１１を流れる計測流体の流量と比較すればかなり小さな値となるため、分岐流路２０の配管径は、主流路１１の配管径と比較して小さなものでよく、流量計３０で計測可能な流量値も小さなものでよい。
【００１９】
そして、本実施形態のエルボ式流量計１０Ａは、流量計３０で計測した分岐流量の計測値を変換した差圧に基づいて流量を得る。この場合、分岐流量の計測値を差圧に変換する過程においては、事前に得られる変換式や相関表等を利用すればよい。
すなわち、上述したエルボ式流量計１０Ａは、計測流体が流れる主流路１１に設けられたエルボ部１２の高圧側と低圧側との間を分岐流路２０で連結し、計測流体と非接触の流量計３０を用いて分岐流路２０を流れる分岐流量を計測するとともに、計測した分岐流量を差圧に変換した（変換式から算出した）値である差圧変換値に基づいて流量を得る（算出する）という流量計測方法が可能になるので、分岐式流量計のように分流比を求める必要はない。
【００２０】
換言すれば、本実施形態のエルボ式流量計１０Ａは、差圧変換値を得るまでの過程において、主流路１１及び分岐流路２０を形成する配管流路以外に計測流体との接液部がない構成となる。従って、エルボ式流量計１０Ａにおいては、流量計３０に対して、計測流体を主流路１１及び分岐流路２０で構成される配管流路の系外に出さないというバウンダリ機能が不要となる。
また、エルボ式流量計１０Ａの交換が必要になった場合には、計測流体を開放することなく容易に交換することができるので、図３に示した従来構造の開閉弁１６，１７が不要となる。
なお、差圧変換値から流量を得る（算出する）過程については、従来構造のエルボ式流量計と同じである。
【００２１】
次に、図２に示す第２実施形態の差圧式流量計は、差圧形成部として主流路に設置したオリフィスを採用している。なお、上述した実施形態と同様の部分には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図示の差圧式流量計１０Ｂは、主流路１１の直管部内に設置したオリフィス４０の上流側及び下流側に差圧を形成する。このため、オリフィス４０の高圧側（上流側）と低圧側（下流側）とを分岐流路２０Ａで連結し、差圧によって分岐流路２０Ａに生じる分岐流量を流量計３０で計測するように構成されている。
【００２２】
すなわち、図２に示した第２実施形態は、差圧形成部をエルボ部１２からオリフィス４０に変更したものであるから、他の構成及び作用効果については、上述した第１実施形態と同様である。
従って、分岐配管２０Ａを流れる分岐流量の計測値から差圧変換値を算出し、この差圧変換値から主流路１１を流れる計測流体の流量を算出することが可能になる。
【００２３】
このように、上述した本実施形態によれば、計測流体との接液部が計測流体を流す主流路及び分岐流量を計測する分岐流路以外に存在しない差圧式流量計となるので、流量計自体のバウンダリ機能が不要となり、しかも、差圧式流量計の交換時においても計測流体が開放されることもない。
【００２４】
また、図２に示した第２実施形態の差圧式流量計の場合は、従来の差圧式流量計と同様に、日本工業規格（ＪＩＳ）等で定められている主流路１１の圧力取出口を測圧孔１２ａ，１２ｂとして分岐流路２０，２０Ａの配管を連結することにより、実流量の校正が不要になるという利点もある。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０Ａ    エルボ式流量計（差圧流量計）
１０Ｂ    差圧式流量計
１１    主流路
１２    エルボ部（差圧形成部）
２０，２０Ａ    分岐流路
３０    流量計
４０    オリフィス（差圧形成部）
【図１】
2013205322.tif 000003
【図２】
2013205322.tif 000004
【図３】
2013205322.tif 000005