(57)【要約】【課題】ウエハ型の電磁流量計で、ライニングの材料としてフッ素樹脂を用いた場合に、小型フランジ部でのライニング剥がれを防止するための溝形成を不要とし、製造工程を簡略化する。【解決手段】配管と接続するための小型フランジ部が測定管に形成されたウエハ型電磁流量計であって、内輪部と外輪部と両者に段差を形成する段差部とを有し、小型フランジ部の配管接続側面に取り付けられた段差付磁性材リングプレートと、測定管の内壁面および段差付磁性材リングプレートを覆っているフッ素樹脂ライニングと、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配管と接続するための小型フランジ部が測定管に形成されたウエハ型電磁流量計であって、
内輪部と外輪部と両者に段差を形成する段差部とを有し、前記小型フランジ部の配管接続側面に取り付けられた段差付磁性材リングプレートと、
前記測定管の内壁面および前記段差付磁性材リングプレートを覆っているフッ素樹脂ライニングと、
を備えたことを特徴とするウエハ型電磁流量計。
【請求項２】
前記段差付磁性材リングプレートは、前記内輪部が前記小型フランジ部の配管接続側面に接面するように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のウエハ型電磁流量計。
【請求項３】
前記段差付磁性材リングプレートは、前記内輪部の内周側が、さらに前記測定管の内壁面に沿って折り曲げられていることを特徴とする請求項２に記載のウエハ型電磁流量計。
【請求項４】
前記段差付磁性材リングプレートの前記測定管の内壁面に沿って折り曲げられている部分が、前記測定管内に配置された、前記フッ素樹脂ライニングに覆われているパンチプレートと前記測定管の内壁面との間に位置すること特徴とする請求項３に記載のウエハ型電磁流量計。
【請求項５】
前記段差付磁性材リングプレートに複数個の貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウエハ型電磁流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエハ型電磁流量計に関し、特に、配管方向への磁場漏れとライニング剥がれとを防止するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導を利用して導電性の流体の流量を計測する電磁流量計は、堅牢で高精度であることから工業的用途等に広く用いられている。電磁流量計は、直交方向に磁場がかけられた測定管内に導電性の被測定流体を流し、発生した起電力を計測する。この起電力は、被測定流体の流速に比例するため、計測された起電力に基づいて被測定流体の体積流量を得ることができる。
【０００３】
電磁流量計では、起電力測定用の電極等が取り付けられた測定管をプラント等に設置された配管に接続して用いられる。図６は、電磁流量計と配管との接続形態を示す図である。
【０００４】
なお、電磁流量計は、接続形態によってフランジ型とウエハ型とに大別される。フランジ型は電磁流量計の測定管に大型のフランジが形成され、配管のフランジとともに測定管のフランジにもボルトを通して配管のフランジと接続する形式である。ウエハ型は電磁流量計の測定管に小型のフランジが形成され、測定管のフランジにはボルトを通さずに配管のフランジと接続する形式である。ここでは、ウエハ型を例に説明する。なお、ウエハ型における小型フランジの外径は、通したボルトに接触しない程度のサイズであればよい。
【０００５】
図６（ａ）に示すように、電磁流量計３００は、測定管３１０と変換器に接続するための端子箱３２０とを備えており、測定管３１０の両端には小型フランジ部３１１が形成されている。それぞれの小型フランジ部３１１が、接続先の配管に形成された配管側フランジ部４１０に挟まれて接続される。なお、端子箱３２０の替わりに、変換器自体が測定管３１０に取り付けられた一体型の機種もある。
【０００６】
電磁流量計側の小型フランジ部３１１と配管側フランジ部４１０との接続の際には、アースリング３１２とガスケット４５０とを挟んだ状態で、配管側フランジ部４１０同士をボルト４６０とナットで締め付ける。ガスケット４５０は接続箇所の液密性を確保するために用いられるシール部材である。アースリング３１２は、管の大きさに対応した丸い穴の開いた円形の金属板であり、被測定流体のアースとコモン電位との同一化のために用いられる。図６（ｂ）は、電磁流量計３００が配管に取り付けられた状態を示している。
【０００７】
電磁流量計３００は、測定管３１０の近傍に配置されたコイルに励磁電流を流すことで測定管３１０内に流体移動方向と垂直に磁場を発生させるが、この磁場が配管方向に漏れると、磁場が配管の材質の影響を受け、測定精度が低下するおそれがある。特に、面間距離が短いウエハ型の電磁流量計３００では、磁場漏れによる配管の材質の影響を受けやすい。
【０００８】
そこで、ウエハ型の電磁流量計３００では、特許文献１に記載されているように、配管方向に磁場が漏れることを防ぐ磁性体部材を小型フランジ部３１１付近に配置することが行なわれている。
【０００９】
ところで、測定管３１０の内面は、起電力に対する測定管３１０の絶縁性の確保に加え、被測定流体に対する測定管３１０の耐食性、耐摩耗性を確保するためにライニングで覆われている。ライニングの材料は、被測定流体に合わせて選択されるが、例えば、フッ素樹脂（ＰＦＡ、ＰＴＦＥ）、ポリウレタンゴム、軟質天然ゴム等が用いられる。
【００１０】
ライニングの材料として、フッ素樹脂を選択した場合、耐薬品性、耐熱性に優れ、また表面滑度および耐付着性に優れるという特徴を有する一方で、その性質上、単に測定管３１０内を覆っただけでは、管内部や小型フランジ部３１２からライニングが剥がれやすいという問題がある。
【００１１】
このため、ウエハ型の電磁流量計で、ライニングの材料としてフッ素樹脂を用いた場合には、配管方向への磁場漏れを防ぐ磁性体部材に加え、ライニングの剥がれを防止するための機構が必要となり、従来から種々の構造が提案されている。
【００１２】
図７（ａ）は、配管方向の磁場漏れを防ぐために、小型フランジ部３１１を磁性材で形成した場合の例である。測定管３１０は非磁性材で形成する必要があることから、両者を溶接等で接合する必要がある。
【００１３】
ライニング３１４の剥がれ防止には、パンチプレート３１６と呼ばれる円筒状多孔板を測定管３１０内部に取り付けるとともに、小型フランジ部３１１にライニング３１４が入り込むための溝部３１１ａを形成している。溝部３１１ａは、溝底部でライニング３１４が引っかかるように、溝底の内周側が広く形成されている。これにより小型フランジ部３１１においてライニング３１４が剥がれることを防止している。一方、パンチプレート３１６は、測定管３１０内面でのライニング３１４の剥がれを防止している。
【００１４】
図７（ｂ）（ｃ）は、配管方向の磁場漏れを防ぐために、リングプレート状の磁性材プレート３１８を用いた場合の例である。この場合、測定管３１０と小型フランジ部３１１は、例えば、非磁性材の鋳物でスプール形状に一体形成することができ、耐食性や強度を確保することができる。
【００１５】
ライニング３１４の剥がれ防止には、パンチプレート３１６を測定管３１０内部に取り付けるとともに、小型フランジ部３１１に溝部３１１ａを形成している。
【００１６】
図７（ｂ）では、磁性材プレート３１８を小型フランジ部３１１のライニング３１４と反対側の面に配置している。また、溝部３１１ａは、溝底部でライニング３１４が引っかかるように、溝底の内周側が広く形成されている。
【００１７】
図７（ｃ）では、磁性材プレート３１８を小型フランジ部３１１のライニング３１４と同じ面に配置し、ライニング３１４で覆うようにしている。磁性材プレート３１８の外周部分が溝部３１１ａの内周部分と重なるような位置関係とすることで、磁性材プレート３１８の外周部分にライニング３１４が引っかかることになるため、溝底の内周側を広く形成する必要がなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００５−１７２６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
このように、ウエハ型の電磁流量計で、ライニングの材料としてフッ素樹脂を用いた場合には、配管方向への磁場漏れを防ぐために磁性体部材を用い、ライニングの測定管内での剥がれを防止するために、パンチプレートを用いることに加え、小型フランジ部でのライニング剥がれを防止するために小型フランジ部に溝を形成する必要があり、製造工数の増加を招いていた。
【００２０】
そこで、本発明は、ウエハ型の電磁流量計で、ライニングの材料としてフッ素樹脂を用いた場合に、小型フランジ部でのライニング剥がれを防止するための溝形成を不要とし、製造工程を簡略化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明のウエハ型電磁流量計は、配管と接続するための小型フランジ部が測定管に形成されたウエハ型電磁流量計であって、内輪部と外輪部と両者に段差を形成する段差部とを有し、前記小型フランジ部の配管接続側面に取り付けられた段差付磁性材リングプレートと、前記測定管の内壁面および前記段差付磁性材リングプレートを覆っているフッ素樹脂ライニングと、を備えたことを特徴とする。
前記段差付磁性材リングプレートは、前記内輪部が前記小型フランジ部の配管接続側面に接面するように取り付けられていることが望ましい。
このとき、前記段差付磁性材リングプレートは、前記内輪部の内周側が、さらに前記測定管の内壁面に沿って折り曲げられていてもよい。
さらに、前記段差付磁性材リングプレートの前記測定管の内壁面に沿って折り曲げられている部分が、前記測定管内に配置された、前記フッ素樹脂ライニングに覆われているパンチプレートと前記測定管の内壁面との間に位置していてもよい。
また、前記段差付磁性材リングプレートに複数個の貫通孔が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ウエハ型の電磁流量計で、ライニングの材料としてフッ素樹脂を用いた場合に、段差付磁性材リングプレートを用いることで、小型フランジ部でのライニング剥がれを防止するための溝形成を省くことができるため、製造工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施形態に係るウエハ型電磁流量計の配管方向の磁場漏れを防ぐ磁性体部材とライニングの剥がれ防止機構を説明する図である。
【図２】本実施形態のウエハ型電磁流量計の要部断面を示す図である。
【図３】パンチプレートを示す図である。
【図４】本実施形態のウエハ型電磁流量計の別例を示す図である。
【図５】段差付磁性材リングプレートの別例を示す図である。
【図６】ウエハ型の電磁流量計を説明する図である。
【図７】配管方向の磁場漏れを防ぐ磁性体部材とライニングの剥がれ防止機構の従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るウエハ型電磁流量計の配管方向への磁場漏れを防ぐ磁性体部材とライニングの剥がれ防止機構を説明する図である。
【００２５】
本図に示すように、本実施形態のウエハ型電磁流量計１００では、測定管１１０と小型フランジ部１１２とが非磁性材の鋳物等でスプール形状に一体形成されている。なお、特徴を分かりやすくするため、ウエハ型電磁流量計１００の他の部位については記載を省略している。
【００２６】
小型フランジ部１１２の配管接続側面には、段差付磁性材リングプレート１２０が組み付けられる。段差付磁性材リングプレート１２０は、配管方向への磁場漏れを防ぐとともに、小型フランジ部１１２におけるライニングの剥がれを防止する機能を担っている。
【００２７】
段差付磁性材リングプレート１２０は、フェライト系ステンレス、鉄等の磁性材のリングプレートを内輪側と外輪側とで段差を付けるように曲げ加工した磁性体部材であり、内輪部１２０ａと外輪部１２０ｂと段差部１２０ｃとを有して構成されている。径方向の断面は、内輪部１２０ａの面と外輪部１２０ｂの面とはほぼ平行であり、段差部１２０ｃがこれらの面とほぼ垂直に形成された階段状となっている。すなわち、段差部１２０ｃにより内輪部１２０ａと外輪部１２０ｂとに段差が形成されていることになる。
【００２８】
段差付磁性材リングプレート１２０の内径は、測定管１１０の内径とほぼ同じサイズとし、外径は小型フランジ部１１２の径よりも小さいサイズとする。
【００２９】
段差付磁性材リングプレート１２０は、内輪部１２０ａが小型フランジ部１１２の配管接続側面に接面し、測定管１１０と中心軸が一致する状態で、スポットやレーザ等の溶接により小型フランジ部１１２と結合する。このため、段差部１２０ｃにより、外輪部１２０ｂが小型フランジ部１１２から浮いている状態となる。
【００３０】
図２は、本実施形態のウエハ型電磁流量計１００の要部断面を示す図である。本図に示すように、測定管１１０の内壁面および段差付磁性材リングプレート１２０をフッ素樹脂ライニング１１４が覆っており、測定管１１０内部には、測定管１１０内部でのライニング１１４の剥がれを防止するためにパンチプレート１１６が取り付けられている。
【００３１】
ここで、パンチプレート１１６は、図３に示すように、パンチプレート１１６と測定管１１０内壁面との間に隙間を形成するための折り返し部１１６ａが両端部に形成されている。折り返し部１１６ａにより形成される隙間にライニング１１４がパンチプレート１１６の孔から入り込むことにより、ライニング１１４の剥がれ防止効果を高めている。なお、フッ素樹脂のライニング１１４は、溶融樹脂を注入・整形する射出成形法や遠心注型法等で成形することができる。
【００３２】
また、本実施形態のウエハ型電磁流量計１００では、段差付磁性材リングプレート１２０が小型フランジ部１１２に取り付けられているため、配管方向への磁場漏れを防ぐことができる。
【００３３】
さらに、段差付磁性材リングプレート１２０は、内輪部１２０ａと小型フランジ部１１２とが接面しているため、図２に示すように、外輪部１２０ｂと小型フランジ部１１２の配管接続側面との間に隙間が形成される。この隙間にライニング１１４が入り込むことにより、小型フランジ部１１２でのライニング剥がれを防止することができる。このため、小型フランジ部１１２にライニング剥がれ防止用の溝を形成する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
【００３４】
なお、剥がれ防止の観点からは、外輪部１２０ｂと小型フランジ部１１２との間の隙間にライニング１１４が入り込むことが望ましいが、他の部材との関係等の制約がある場合等には、外輪部１２０ｂと小型フランジ部１１２の配管接続側面とが接面する方向、すなわち、図１に示した向きとは逆の向きで段差付磁性材リングプレート１２０を小型フランジ部１１２の配管接続側面に取り付け、内輪部１２０ａと小型フランジ部１１２との間の隙間にライニング１１４が入り込むようにしてもよい。
【００３５】
従来、フッ素樹脂ライニングを用いる測定管は、小型フランジ部１１２に溝を形成する必要があったため、他材料のライニングを用いる溝が不要な測定管と共通化することができなかったが、本実施形態のウエハ型電磁流量計１００では、小型フランジ部１１２に溝を形成する必要がないため、測定管１１０は、フッ素樹脂ライニング以外のライニングを用いる測定管と共通化することができる。
【００３６】
段差付磁性材リングプレート１２０は、内輪部１２０ａの内側を、外輪部１２０ｂと反対側の方向にさらに折り曲げた形状としてもよい。この場合、内輪部１２０ａの内側で折られて形成される面を第２段差部１２０ｄと称すると、第２段差部１２０ｄが測定管１１０の内壁面に嵌るサイズになるようにする。
【００３７】
このようにすることで、図４に示すように、段差付磁性材リングプレート１２０の測定管１１０の内壁面に沿って折り曲げられている第２段差部１２０ｄが、測定管１１０内に配置されたパンチプレート１１６と測定管１１０内壁面との間に位置することになる。この第２段差部１２０ｄが、パンチプレート１１６の折り返し部１１６ａの役割を担うことができるため、パンチプレート１１６の折り返し部１１６ａの加工が不要となる。
【００３８】
すなわち、パンチプレート１１６の端部が第２段差部１２０ｄと接することにより、折り返し部１１６ａが形成されていなくてもパンチプレート１１６と測定管１１０の内壁面との隙間が確保されるため、ライニング１１４の剥がれ防止効果を高めることができる。
【００３９】
また、段差付磁性材リングプレート１２０は、図５に示すように、複数個の貫通孔１２１を形成してもよい。形成された貫通孔１２１にライニング１１４が入り込むことにより、小型フランジ部１１２におけるライニング剥がれ防止効果を一層高めることができる。なお、貫通孔１２１は、外輪部１２０ｂのみに形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１００…ウエハ型電磁流量計
１１０…測定管
１１２…小型フランジ部
１１４…ライニング
１１６…パンチプレート
１１６ａ…折り返し部
１２０…段差付磁性材リングプレート
１２０ａ…内輪部
１２０ｂ…外輪部
１２０ｃ…段差部
１２０ｄ…第２段差部
１２１…貫通孔
【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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【図７】
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