(57)【要約】【課題】設備の稼働を停止することなく既設管に取り付けでき、当該既設管を流れる流体の流量を精度よく測定することができる流量計及び取付方法を提供する。【解決手段】流量計２は、被覆部３と、被覆部３に備えられた、既設管１の軸心Ｃ1に対して垂直な方向の軸心Ｃ10を有する切削路１０と、切削路１０に配設されて軸心Ｃ10に沿って移動することにより、切削路１０に重なる既設管１の周壁を削る切削部２１により形成された穿孔１２を介して既設管１の内部に配設可能なセンサ素子４１と、センサ素子４１を、穿孔１２の形成前においては既設管１から離間した位置において保持し、穿孔１２の形成後においては既設管１の内部に進入した位置において保持する素子保持部４０と、穿孔１２の中心を通る軸心Ｃ31を有し素子保持部４０を軸心Ｃ31に沿って移動可能に保持する保持路３１とを備えている。【選択図】図３
2017181312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設管を流れる流体の流量を測定するための流量計であって、
前記既設管の周囲を密封状態のまま被覆可能な一対の分割継手と、前記一対の分割継手どうしを結合する結合部とを備えた被覆部と、
前記被覆部に備えられ、前記既設管の軸心に対して垂直な方向の軸心を有するとともに、前記既設管の周壁の一部と重なる切削路と、
前記切削路に配設されて当該切削路の軸心に沿って移動することにより、前記切削路に重なる前記周壁を削り、前記既設管に前記既設管の内外を連通する穿孔を形成可能な切削部を備えた切削機構により形成された前記穿孔を介して前記既設管の内部に配設可能、かつ、当該既設管を流通する流体の流量を測定するためのセンサ素子と、
前記センサ素子を、前記切削機構による前記穿孔の形成前においては前記既設管から離間した位置において保持し、前記切削機構による前記穿孔の形成後においては前記既設管の内部に進入した位置において保持する素子保持部と、
前記素子保持部を前記既設管の軸心と直交し、かつ、前記穿孔の中心を通る軸心を有し、前記素子保持部を当該軸心に沿って移動可能に保持する保持路と、
前記センサ素子から送信された信号を受信し、前記既設管を流れる流体の流量を表示する表示部とを備えていることを特徴とする流量計。
【請求項２】
前記素子保持部は、前記保持路の軸心に沿って貫通孔を有し、
前記素子保持部は、前記センサ素子を前記貫通孔の軸心に沿って移動可能に保持することを特徴とする請求項１に記載の流量計。
【請求項３】
前記素子保持部は、前記既設管の内部に配設可能、かつ、前記既設管を流通する流体を整流する整流板を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流量計。
【請求項４】
前記切削部は、円環形状の刃先部を備え、
前記切削機構は、前記刃先部を前記切削路において軸心まわりに回転させる原動機を備えていること特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項５】
前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、かつ、前記開口部を開放又は閉塞するための弁体が配設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項６】
前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、
前記切削路の他端部の内部には、前記開口部を封止するための栓体が内蔵され、
前記栓体は、前記切削部側に備えられた連結部と連結する被連結部を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項７】
前記栓体は磁石を有し、かつ、前記既設管は強磁性体から構成されることを特徴とする請求項６に記載の流量計。
【請求項８】
前記切削部は、前記切削路の内面に沿った形状の刃先部を備え、
前記切削機構は、先端に前記刃先部が備えられたピストン部と、前記ピストン部を前記切削路において軸心まわりに回り止めしたまま前進可能に内蔵するシリンダ部とを備えていること特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項９】
前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、
前記ピストン部は、前記開口部を介して前記切削路内に配設可能であり、
前記切削路は、前記ピストン部を前記切削路に配設した後に前記開口部を封止する封止機構を備え、
前記ピストン部は、前記刃先部が前記切削路の他端部にあるときに、前記保持路と前記穿孔とを連通可能な貫通孔を備えていることを特徴とする請求項８に記載の流量計。
【請求項１０】
前記保持路は、前記穿孔の中心に沿って前記穿孔とは反対側の端部に開口部が備えられ、
前記開口部に、前記表示部を取り付け可能な取付部が備えられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の流量計。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の流量計を既設管に取り付ける取付方法であって、
一対の分割継手を備えた被覆部によって前記既設管の周囲を密封状態に被覆し、
前記被覆部に備えられた切削路に、前記切削路に備えられた開口部を介して配設された切削機構が備える切削部によって前記既設管の周壁のうち、前記切削路に重なる周壁を削り穿孔を形成し、
前記切削機構を前記切削路から取り出すとともに前記開口部を閉塞し、
前記穿孔にセンサ素子を前記既設管の内部に配設し、
前記センサ素子に表示部を電気的に接続することを特徴とする取付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設管を流れる流体の流量を測定するための流量計及び取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種プラントが備える各種設備において、管を流れる液化石油ガス、天然ガス、空気等の流体の流量を測定する流量計には、超音波や磁気などのセンサを利用し流量を間接的に算出するもの、管を流れる流体の圧力を直接的に測定して流量を算出する形式のもの、管を流れる流体の流れにより素子を回転運動又は往復運動させて流量を積算する形式のものなどがある。
【０００３】
例えば、超音波や磁気などのセンサを利用し流量を算出する流量計として、特許文献１には、管の内部に備えた渦発生体により発生したカルマン渦を、管の外部に備えた超音波送信器及び超音波受信器により検出し、流体の流量を算出する渦流量計が開示されている。しかし、このような渦流量計は、超音波送信器及び超音波受信器を管の外側に配設する構成であるため、流量の測定精度として劣る。特に、流体の密度が低い場合は測定精度が著しく低下するため、加熱炉やボイラ等の設備において低圧の燃料ガスが流れる管の流量を測定するために用いることができなかった。
【０００４】
これに対して、流体から直接的に流量を測定する流量計は、流体が流れる管の途中に挟み込んで使用する構成であるため流量の測定精度は良好である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４３８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、流体から直接的に流量を測定する流量計は、管に流体が流れていない状態、すなわち設備の稼働前や稼働停止時に取り付ける必要があり、稼働中の設備において既に流体が流れている管（以下、既設管という。）には取り付けることができない。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、設備の稼働を停止することなく既設管に取り付けでき、当該既設管を流れる流体の流量を精度よく測定することができる流量計及び取付方法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】
【０００８】
本発明に係る流量計の特徴構成は、既設管を流れる流体の流量を測定するための流量計であって、前記既設管の周囲を密封状態のまま被覆可能な一対の分割継手と、前記一対の分割継手どうしを結合する結合部とを備えた被覆部と、前記被覆部に備えられ、前記既設管の軸心に対して垂直な方向の軸心を有するとともに、前記既設管の周壁の一部と重なる切削路と、前記切削路に配設されて当該切削路の軸心に沿って移動することにより、前記切削路に重なる前記周壁を削り、前記既設管に前記既設管の内外を連通する穿孔を形成可能な切削部を備えた切削機構により形成された前記穿孔を介して前記既設管の内部に配設可能、かつ、当該既設管を流通する流体の流量を測定するためのセンサ素子と、前記センサ素子を、前記切削機構による前記穿孔の形成前においては前記既設管から離間した位置において保持し、前記切削機構による前記穿孔の形成後においては前記既設管の内部に進入した位置において保持する素子保持部と、前記素子保持部を前記既設管の軸心と直交し、かつ、前記穿孔の中心を通る軸心を有し、前記素子保持部を当該軸心に沿って移動可能に保持する保持路と、前記センサ素子から送信された信号を受信し、前記既設管を流れる流体の流量を表示する表示部とを備えている点にある。
【０００９】
上述の構成によると、一対の分割継手と、それらを結合する結合部とを備えた被覆部によって、既設管の周囲を密封状態のまま覆い、その状態のまま、切削路に配設した切削機構によって既設管の側壁を削り、センサ素子を配設するための穿孔を形成し、センサ素子を保持する素子保持部をセンサ素子とともに保持路の内部、保持路の軸心にそって移動させ、センサ素子を既設管の内部に配設することができる。したがって、当該流量計は、設備を稼働させたまま、すなわち、既設管を流れる流体を止めることなく既設管に取り付けできる。既設管に取り付けられた流量計は、既設管を流れる流体の流量をセンサ素子により直接測定することができるため測定精度も良好である。
【００１０】
本発明においては、前記素子保持部は、前記保持路の軸心に沿って貫通孔を有し、前記素子保持部は、前記センサ素子を前記貫通孔の軸心に沿って移動可能に保持すると好適である。
【００１１】
上述の構成によると、穿孔の形成前においては、センサ素子は貫通孔に収納可能であり、かつ、素子保持部は保持路において既設管から離間した引退位置に配置可能である。
したがって、センサ素子を保護することができ、素子保持部を誤って切削する虞がない。
また、穿孔の形成後においては、センサ素子は貫通孔から繰り出し可能であり、かつ、素子保持部は前記保持路において既設管に近接する進出位置に配置可能である。
【００１２】
本発明においては、前記素子保持部は、前記既設管の内部に配設可能、かつ、前記既設管を流通する流体を整流する整流板を有すると好適である。
【００１３】
上述の構成によると、穿孔を介して既設管の内部に差し込まれた整流板により、センサ素子へ向かう流体の流れを整流することができるため、センサ素子による流量の測定精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明においては、前記切削部は、円環形状の刃先部を備え、前記切削機構は、前記刃先部を前記切削路において軸心まわりに回転させる原動機を備えていると好適である。
【００１５】
上述の構成によると、刃先部は、切削路の軸心まわりに回転しながら前進する過程において、既設管の周壁を削り落とすことにより穿孔を形成可能である。
【００１６】
本発明においては、前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、かつ、前記開口部を開放又は閉塞するための弁体が配設されていると好適である。
【００１７】
上述の構成によると、弁体が開口部を開放しているときに、切削部は開口部を介して切削路内に配設可能であり、切削部が切削路内に配設されていないときは、弁体は前記開口部を閉塞可能である。したがって、既設管の外部空間に対する密封状態が維持される。
【００１８】
本発明においては、前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、前記切削路の他端部の内部には、前記開口部を封止するための栓体が内蔵され、前記栓体は、前記切削部側に備えられた連結部と連結する被連結部を備えていると好適である。
【００１９】
上述の構成によると、切削部は開口部を介して切削路内に配設可能であり、かつ、穿孔を形成後に連結部が被連結部に連結可能であり、栓体は、切削部が前記切削路内から開口部を介して外部に取り出されるのに伴って他端側から開口部まで移動して開口部を封止可能である。したがって、既設管の外部空間に対する密封状態が維持される。
【００２０】
本発明においては、前記栓体は磁石を有し、かつ、前記既設管は強磁性体から構成されると好適である。
【００２１】
刃先部が、切削路の軸心まわりに回転しながら前進する過程において、既設管の周壁を削り落とすことにより穿孔を形成する際に、削られた既設管の周壁の切削片や切粉が発生する。栓体は磁石による吸引力により、切削片や切粉を引き付けて回収可能であるため、除去作業が不要となる。切削片や切粉が既設管の下流側へ流れてしまう虞もない。
【００２２】
本発明においては、前記切削部は、前記切削路の内面に沿った形状の刃先部を備え、前記切削機構は、先端に前記刃先部が備えられたピストン部と、前記ピストン部を前記切削路において軸心まわりに回り止めしたまま前進可能に内蔵するシリンダ部とを備えていると好適である。
【００２３】
ピストン部の後端とシリンダ部とから形成されるシリンダ室に圧縮空気を送り込んだり、シリンダ室において火薬を爆発させ、シリンダ室に高い圧力を生じさせることにより、ピストン部の後端を押圧する。これによりピストン部は切削路の軸心に沿って直線的に勢い良く前進する。
【００２４】
ピストン部の先端に備えられた刃先部は、ピストン部が切削路の軸心に沿って直線的に前進する過程において、既設管の周壁を削ぎ落とし穿孔が形成される。刃先部は、切削路の軸心まわりに回転することなく、切削路の軸心に沿って直線的に前進する過程において既設管の周壁を削ぎ落とすため切粉が発生しない。なお、切削片は、刃先部が切削路の他端部にあるときに、刃先部と切削路の他端部との間に形成される空間に保持されるため、既設管の下流側へ流れてしまう虞がない。
【００２５】
本発明においては、前記切削路の一端部には、外部空間と連通する開口部が備えられ、前記ピストン部は、前記開口部を介して前記切削路内に配設可能であり、前記切削路は、前記ピストン部を前記切削路に配設した後に前記開口部を封止する封止機構を備え、前記ピストン部は、前記刃先部が前記切削路の他端部にあるときに、前記保持路と前記穿孔とを連通可能な貫通孔を備えていると好適である。
【００２６】
刃先部が切削路の他端部にあるときであっても、保持路側に保持されたセンサ素子を、貫通孔及び穿孔を介して既設管の内部に配設することができる。
【００２７】
本発明においては、前記保持路は、前記穿孔の中心に沿って前記穿孔とは反対側の端部に開口部が備えられ、前記開口部に、前記表示部を取り付け可能な取付部が備えられていると好適である。
【００２８】
センサ素子を既設管の内部の所定位置に配設した後に表示部を取り付けることができるため、当該流量計の取り付け作業中に誤って表示部を破損する虞がない。
【００２９】
本発明に係る取付方法の特徴構成は、上述のいずれかの特徴構成を備えた流量計を既設管に取り付ける取付方法であって、一対の分割継手を備えた被覆部によって前記既設管の周囲を密封状態に被覆し、前記被覆部に備えられた切削路に、前記切削路に備えられた開口部を介して配設された切削機構が備える切削部によって前記既設管の周壁のうち、前記切削路に重なる周壁を削り穿孔を形成し、前記切削機構を前記切削路から取り出すとともに前記開口部を閉塞し、前記穿孔にセンサ素子を前記既設管の内部に配設し、前記センサ素子に表示部を電気的に接続する点にある。
【００３０】
上述の構成によると、流量計は、設備を稼働させたまま、すなわち、既設管を流れる流体を止めることなく既設管に取り付けできる。このように、既設管に取り付けられた流量計は、既設管を流れる流体の流量をセンサ素子により直接測定することができるため測定精度も良好である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第一実施形態に係る流量計を、既設管に穿孔を形成する前の状態で示す縦断正面図である。
【図２】同流量計を、既設管に穿孔を形成後の状態で示す縦断正面図である。
【図３】同流量計を、既設管に穿孔を形成後に、弁体により開口部を閉塞した状態で示す縦断正面図である。
【図４】同流量計を、既設管の内部の所定位置にセンサ素子を配設した状態で示す縦断面正面図である。
【図５】同流量計を、既設管の内部の所定位置にセンサ素子を配設した状態で示す縦断面側面図である。
【図６】同流量計を、既設管の内部の所定位置にセンサ素子を配設した状態で示す平面面図である。
【図７】第二実施形態に係る流量計を、既設管に穿孔を形成する前の状態で示す縦断正面図である。
【図８】同流量計を、既設管に穿孔を形成後の状態で示す縦断正面図である。
【図９】同流量計を、既設管に穿孔を形成後に、栓体により開口部を閉塞した状態で示す縦断正面図である。
【図１０】同流量計を、既設管の内部の所定位置にセンサ素子を配設した状態で示す縦断面正面図である。
【図１１】第三実施形態に係る流量計を、既設管に穿孔を形成する前の状態で示す縦断正面図である。
【図１２】同流量計を、既設管に穿孔を形成後の状態で示す縦断正面図である。
【図１３】同流量計を、既設管の内部の所定位置にセンサ素子を配設した状態で示す縦断面正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る流量計の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
〔第一実施形態〕
図１から図６には、本発明の第一実施形態に係る流量計２が示されている。
流量計２は、各種プラントが備える各種設備において液化石油ガス、天然ガス、空気等の流体が流すために用いられている管（以下、既設管１という。）に備えられ、既設管１を流れる流体の流量を測定するために用いられる。
【００３４】
既設管１は、好ましくは強磁性体、鉄、コバルト、ニッケル又はこれらの合金、化合物又は酸化物から構成され、各種設備間に配設されている。なお、既設管１は樹脂から構成されてもよい。
【００３５】
流量計２は、外観視において、被覆部３と、既設管１の内部に配設された、後述するセンサ素子４１から送信された信号を受信し、既設管１を流れる流体の流量を表示する表示部４（図４及び５参照）とを備えている。
【００３６】
図１から図４に示すように、被覆部３は、既設管１の周囲を密封状態のまま被覆可能な一対の分割継手５，６と、一対の分割継手５，６どうしを結合するボルト、ナット等から構成される結合部７を備えている。
【００３７】
分割継手５は、既設管１の外周面に当接する当接面５ａと、センサ素子４１を保持するためのセンサ保持部３０が配設される差込口５ｂとを備えている。当接面５ａにはシール８（図５参照）が配設されている。
【００３８】
分割継手６は、既設管１の外周面に当接する当接面６ａを有している。当接面６ａには、シール９（図５参照）が配設されている。シール８とシール９とが協働して既設管１の全周を囲み、被覆部３に囲まれている部分の密封状態が保たれる。
【００３９】
図１から図４に示すように、分割継手５には切削路１０が配設されている。
【００４０】
切削路１０は、既設管１の軸心Ｃ1と垂直な軸心Ｃ10を有するとともに、当接面５ａの一部と重なっており、したがって、既設管１の周壁の一部と重なっている。
【００４１】
切削路１０の一端部（図１から図４において左端部）には外部空間と連通する開口部１１が備えられている。切削路１０には、弁体１３が配設され、弁体１３が姿勢を変化させることによって開口部１１は開放又は閉塞される。なお、切削路１０の他端部は閉塞されている。
【００４２】
本実施形態においては、弁体１３は、切削路１０を連通する連通姿勢と切削路１０を遮断する遮断姿勢とに姿勢変更が可能なシャッターであり、当該シャッターは駆動機構（図示せず）により連通姿勢又は遮断姿勢に姿勢変更させられるように構成されている。
【００４３】
図１に示すように、切削路１０には切削機構２０が配設可能である。切削機構２０は、切削部２１を備えている。切削部２１は、円環形状の刃先部２２と、刃先部２２を有するボス部２３とを備えている。切削部２１は、密封カバー体２４により開口部１１を密封状態に覆われている。切削部２１としては、例えば、いわゆるホールソー又はコアドリルが例示できる。切削機構２０は、さらに、ボス部２３に、その出力軸２５が連結された原動機（図示せず）を備えている。原動機としては、例えば電動機や内燃機関が例示できる。
【００４４】
原動機の駆動力が、当該原動機の出力軸２５に連結されたボス部２３を介して刃先部２２に伝達され、刃先部２２は切削路１０において軸心Ｃ10まわりに回転する。なお、出力軸２５は、密封カバー体２４の密封状態を維持したまま密封カバー体２４を貫通している。
【００４５】
原動機を切削路１０の軸心Ｃ10に沿った方向に、例えば作業員の手動により、前進させることにより、刃先部２２は切削路１０の内部を軸心Ｃ10に沿って前進する過程において、既設管１の周壁のうち、切削路１０に重なる部分を削り落とし、既設管１に既設管１の内外を連通する穿孔１２が形成される。このようにして形成された穿孔１２は、図６に示すように、楕円形状を呈する。なお、切削路１０に沿って前進とは切削路１０を一端部側から後端部側へと移動する、すなわち、例えば図２（図８，図１２）において左から右へと移動することをいい、後進とは、切削路１０を他端部側から一端部側へと移動する、すなわち、図２（図８）において右から左へと移動することをいう。
【００４６】
センサ保持部３０は、分割継手５の差込口５ｂの内部に配設された貫通孔３１を備え、この貫通孔３１が、素子保持部４０を保持する保持路（以下、保持路３１という。）を構成する。詳述すると、保持路３１は、既設管１の軸心Ｃ1と直交し、かつ、穿孔１２の中心を通る軸心Ｃ31を有し、上端に開口部３２を有している。保持路３１の内周面には凹部３１ａが備えられており、凹部３１ａに素子保持部４０の外周面に備えられた突条部４０ａを摺動させる態様により、センサ保持部３０は素子保持部４０を軸心Ｃ31に沿って移動可能に保持する。
【００４７】
素子保持部４０は、下端側にセンサ素子４１が備えられた柱状体であり、外周面に備えられた突条部４０ａが、センサ保持部３０を保持する保持路３１の内周面に備えられた凹部３１ａに沿って、上下に摺動可能な態様により配設されている。素子保持部４０は、開口部３２を密封する封止栓としても機能する。なお、凹部３１ａと突条部４０ａとはそれぞれ逆に備えられていてもよい。
【００４８】
素子保持部４０は、センサ素子４１を、切削機構２０による穿孔１２の形成前においては、開口部３２を密封状態のまま既設管１から離間した位置において保持し、切削機構２０による穿孔１２の形成後においては、開口部３２を密封状態のまま既設管１の内部に進入した位置において保持する。
【００４９】
センサ素子４１は、既設管１に形成された穿孔１２を介して既設管１の内部に配設され、既設管１を流通する流体の流量を測定する。本実施形態においては、センサ素子４１としては、熱式質量流量計が好ましく用いられる。熱式質量流量計は、既設管１を流通する流体と直接接触しないため腐食性を有する流体も測定できる点で優れている。なお、センサ素子４１としては、熱式質量流量計の他に、渦流量計なども採用可能である。
【００５０】
素子保持部４０は、下端に、既設管１の内部に配設されることにより、既設管１を流通する流体を整流する整流板４３を有している。整流板４３は、既設管１の軸心Ｃ1に対して直交し、かつ穿孔１２に挿通し得る幅を有し、当該面の中心付近に複数の、本実施形態においては中央に五つの通流孔４３ａを有する板状体である。整流板４３の上流側と下流側とを結ぶバイパス流路にセンサ素子４１が配設される。整流板４３は、熱式質量流量計から構成されるセンサ素子４１に、前後の配管形状に影響されることなく安定した流体を流す役割を果たし、これにより測定精度を向上させることができる。
【００５１】
保持路３１の開口部３２には、センサ素子４１と電気的に接続されることによりセンサ素子４１から送信された信号を受信し既設管１を流れる流体の流量を表示する表示部４（図４及び図５参照）を取り付け可能な取付部３５が備えられている。センサ素子４１を既設管１の内部の所定位置に配設した後に表示部４を取り付けることができるため、当該流量計２の取り付け作業中に誤って表示部４を破損する虞がない。
【００５２】
以上のように構成された流量計２を既設管１に取り付けるにあたり、まず、図１に示すように、分割継手５の当接面５ａを既設管１のうち所定箇所に、分割継手６の当接面６ａを既設管１のうち、分割継手５と対応する箇所にそれぞれ当接させて、既設管１の周囲を被覆し、分割継手５，６どうしを結合部７により結合する。その際、既設管１と当接面５ａとの間及び既設管１と当接面６ａとの間に配設されたシール８，９により、既設管１は密封状態のまま被覆される。
【００５３】
このとき、保持路３１には、素子保持部４０は、センサ素子４１及び整流板４３を、切削部２１の通過経路外に位置するように、既設管１から離間した引退位置に配設されているため、センサ素子４１及び整流板４３を誤って切削する虞もない。
【００５４】
分割継手５，６を既設管１に取り付けた状態において、弁体１３は連通姿勢に姿勢変更され、開口部１１は開放され、開口部１１から、軸心Ｃ10に沿った方向から見て、既設管１の周壁の一部が臨む状態が得られる。
【００５５】
開口部１１を介して切削路１０に配設された切削機構２０の切削部２１を、前記原動機によって回転させながら前進させると、切削路１０に重なる周壁の削り取りが開始される。
さらに、切削部２１を前進させると、図２に示すように、切削路１０に重なる周壁の削り取りが終了し、既設管１に既設管１の内外を連通する穿孔１２が形成される。
【００５６】
図３に示すように、穿孔１２の形成が終了すると、切削部２１を後退させ、開口部１１から取り出すとともに、弁体１３を遮断姿勢へと姿勢変更させ、開口部１１を閉塞する。これにより、既設管１の外部空間に対する密封状態が維持される。なお、開口部１１を閉塞する蓋体をさらに備えてもよい。
【００５７】
そして、素子保持部４０を保持路３１において進出させ、図３においては下方に移動させ、既設管１に近接させ、センサ素子４１を既設管１の内部に配設する。このとき、整流板４３は、両側方に既設管１との間に隙間を有するものの、下端は既設管１の内面に当接する。その後、図４から図６に示すように、表示部４をセンサ素子４１と電気的に接続するとともに、保持路３１の開口部３２に備えられた取付部３５に取り付けて流量計２の既設管１に対する取り付けが完了する。
【００５８】
以上のように、流量計２は、設備を稼働させたまま、すなわち、既設管１を流れる流体を止めることなく既設管１に取り付けできる。このように、既設管１に取り付けられた流量計２は、既設管１を流れる流体の流量をセンサ素子４１により直接測定することができるため測定精度も良好である。
【００５９】
以下に、本発明に係る流量計２の上述した第一実施形態と異なる実施形態について説明する。
【００６０】
〔第二実施形態〕
図７から図１０に基づいて、第二実施形態に係る流量計２について説明する。当該説明においては、上述した第一実施形態に係る流量計２が有する構成と異なる構成について詳述し、同一乃至対応する構成については同一の符号を付して説明を簡略する。
【００６１】
第二実施形態においては、流量計２は、切削路１０の他端部（図７において右端部）の内部には、切削路１０の一端部（図７において左端部））に備えられた、外部空間と連通する開口部３２を閉塞するための栓体５０が内蔵されている。
栓体５０は、切削部２１側に備えられた連結部５１と連結する被連結部５２を備えている。既設管１は強磁性体から構成されるのであれば、栓体５０は磁石５３を有していてもよい。連結部５１及び被連結部５２は、互いに螺合する雄ねじ及び雌ねじから構成されている。
【００６２】
切削部２１が穿孔１２を形成した後は、切削部２１の連結部５１と被連結部５２とが、切削部２１の回転により螺合される態様によって、連結され、栓体５０は、切削部２１を開口部３２を介して外部に取り出すに伴って他端側から開口部３２まで移動し、開口部３２を封止する。なお、その後、切削部２１を逆回転させるなどして、連結部５１と被連結部５２との連結を解除する。これにより、既設管１の外部空間に対する密封状態が維持される。
【００６３】
切削部２１の刃先部２２が、切削路１０の軸心Ｃ10まわりに回転しながら前進する過程において、既設管１の周壁を削り落とすことにより穿孔１２を形成する際に、既設管１の周壁の切削片や切粉が発生するが、栓体５０は磁石５３による吸引力より、発生した切削片や切粉を引き付けて回収することができる。したがって、別の除去作業が不要となる。切削片や切粉が回収されるため、既設管１の下流側へ流れてしまう虞もない。
【００６４】
〔第三実施形態〕
図１１から図１３に基づいて、第三実施形態に係る流量計２について説明する。当該説明においては、上述した第一実施形態に係る流量計２が有する構成と異なる構成について詳述し、同一乃至対応する構成については同一の符号を付して説明を簡略する。
【００６５】
第三実施形態においては、流量計２が備える切削機構６０は、切削部６１と、切削部６１を切削路１０に沿って前後進させるための移動機構６２とを備えている。
【００６６】
切削部６１は、切削路１０の内面に沿った形状の刃先部６３を備えている。
移動機構６２は、先端に刃先部６３が取り付けられたピストン部６４と、ピストン部６４を切削路１０において軸心Ｃ10まわりに回り止めしたまま前進可能に内蔵するシリンダ部６５とを備えている。なお、切削路１０の一部がシリンダ部６５を構成する。
【００６７】
シリンダ部６５の一端部には、外部空間と連通する開口部３２が備えられ、ピストン部６４は、開口部３２を介してシリンダ部６５の内部に配設される。シリンダ部６５の一端には、開口部３２を封止する封止機構６６が備えられている。封止機構６６は開口部３２を覆う蓋体である。
【００６８】
ピストン部６４とシリンダ部６５との一方には切削路１０の軸心Ｃ10と平行に、回止めの突条（図示せず）が備えられ、他方には前記突条を摺動自在に嵌合するに凹部（図示せず）が備えられている。本実施形態においては、ピストン部６４に前記凹部が備えられ、シリンダ部６５に前記突条が備えられているが、逆であってもよい。
【００６９】
ピストン部６４の後端側（図１１において左端側）には全周に亘ってシール６７が配設され、ピストン部６４はシール６７によりその前後における密封状態を保ったままシリンダ部６５の内部を、前記突条と前記凹部とが摺動する態様によって、切削路１０の軸心Ｃ10に沿って移動可能に配置される。
【００７０】
ピストン部６４の後端面（図１１において左端面）、シリンダ部６５及び封止機構６６とから形成されるシリンダ室６８に圧縮空気を送り込んだり、シリンダ室６８おいて火薬を爆発させ、シリンダ室６８に高い圧力を生じさせることにより、ピストン部６４の後端面が押圧され、ピストン部６４は切削路１０の軸心Ｃ10に沿って直線的に勢い良く前進する。
【００７１】
ピストン部６４の先端に備えられた刃先部６３は、ピストン部６４が切削路１０の軸心Ｃ10に沿って直進する過程において、既設管１の周壁のうち、切削路１０に重なる部分を削ぎ落とし、既設管１に既設管１の内外を連通する穿孔１２が形成される。このようにして形成された穿孔１２も楕円形状を呈する。
【００７２】
刃先部６３は、切削路１０の軸心Ｃ10まわりに回転することなく、切削路１０の軸心Ｃ10に沿って直進する過程において既設管１の周壁を削ぎ落とすため切粉が発生しない。また、切削片６９は、刃先部６３が切削路１０の他端部にあるときに、刃先部６３と切削路１０の他端部との間に形成される空間に保持されるため、既設管１の下流側へ流れてしまう虞がない。このように切削片６９は、流体の流れに何ら支障のないところにおいて保持されるため取り出す必要はない。
【００７３】
なお、ピストン部６４は、刃先部６３が切削路１０の他端部にあるときに、後述する保持路７１と穿孔１２とを連通可能な貫通孔６４ａを備えており、刃先部６３が切削路１０の他端部にあるときであっても、保持路７１に保持された後述するセンサ素子８２を、貫通孔６４ａ及び穿孔１２を介して既設管１の内部に配設することができる。
【００７４】
第三実施形態においては、センサ保持部７０は、軸心Ｃ70に沿って貫通孔７１が備えられた管状体であり、外周面に備えられた雄ねじ部が、分割継手５の差込口５ｂの内周面に備えられた雌ねじ部に螺合する態様により、差込口５ｂに配設されている。
【００７５】
センサ保持部７０の貫通孔７１は、内周面に雌ねじ部を備え、素子保持部８０の外周面に備えられた雄ねじ部が螺合する態様により、素子保持部８０を保持する保持路（以下、保持路７１という。）を構成する。
【００７６】
したがって、保持路７１は、既設管１の軸心Ｃ1と直交し、かつ、穿孔１２の中心を通る軸心Ｃ71を有し、内周面に備えられた雌ねじ部に、素子保持部８０の外周面に備えられた雄ねじ部を螺着させる態様により、素子保持部８０をその内部に、軸心Ｃ71に沿って移動可能に保持する。
【００７７】
素子保持部８０は、保持路７１の軸心Ｃ71に沿った軸心を有する貫通孔８１を有し、貫通孔８１の下端側にセンサ素子８２がねじにより螺着されている。
なお、素子保持部８０は、貫通孔８１の内周面に雌ねじ部を備え、センサ素子８２の外周面に備えられた雄ねじ部を螺着させる態様により、センサ素子８２を貫通孔８１の軸心Ｃ81に沿って移動可能に保持する構成であってもよい。流量計２の設置前には、センサ素子８２を貫通孔８１の内部に収容しておくことにより、センサ素子８２を確実に保護することができる。
【００７８】
素子保持部８０は、センサ素子８２を、切削機構６０による穿孔１２の形成前においては、開口部７２を密封状態のまま既設管１から離間した位置において保持し、切削機構６０による穿孔１２の形成後においては、開口部７２を密封状態のまま既設管１の内部に進入した位置において保持する。
【００７９】
保持路７１は、穿孔１２の中心に沿って穿孔１２とは反対側の端部（図１１から図１３において上端部）に開口部７２が備えられ、開口部７２に、センサ素子８２と電気的に接続され、センサ素子８２から送信された信号を受信し、既設管１を流れる流体の流量を表示する表示部４（図１３参照）を取り付け可能な取付部７３が備えられている。
【００８０】
以上のように構成された流量計２を既設管１に取り付けるにあたり、素子保持部８０を保持路７１において進出させ既設管１に近接させ、センサ素子８２を保持路７１から繰り出す。その後、センサ素子８２と電気的に接続するとともに、保持路７１の開口部７２に備えられた取付部７３に表示部４を取り付けて流量計２の既設管１に対する取り付けが完了する。
【００８１】
以上のように、流量計２は、設備を稼働させたまま、すなわち、既設管１を流れる流体を止めることなく既設管１に取り付けできる。このように、既設管１に取り付けられた流量計２は、既設管１を流れる流体の流量をセンサ素子８２により直接測定することができるため測定精度も良好である。
【００８２】
なお、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明に係る流量計は、主としてボイラ、加熱炉、ガスエンジン等の産業用ガスを使用する機器が備える既設管の流量の測定に用いることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１        ：既設管
２        ：流量計
３        ：被覆部
４        ：表示部
５        ：分割継手
６        ：分割継手
７        ：結合部
１０      ：切削路
１１      ：開口部
１２      ：穿孔
１３      ：弁体
２０      ：切削機構
２１      ：切削部
２２      ：刃先部
３１      ：貫通孔（保持路）
３２      ：開口部
３５      ：取付部
４０      ：素子保持部
４１      ：センサ素子
４３      ：整流板
５０      ：栓体
５１      ：連結部
５２      ：被連結部
５３      ：磁石
６０      ：切削機構
６１      ：切削部
６３      ：刃先部
６４      ：ピストン部
６４ａ    ：貫通孔
６５      ：シリンダ部
６６      ：封止機構
７１      ：貫通孔（保持路）
７２      ：開口部
７３      ：取付部
８０      ：素子保持部
８１      ：貫通孔
８２      ：センサ素子
Ｃ1      ：軸心
Ｃ10    ：軸心
Ｃ31    ：軸心
Ｃ70    ：軸心
Ｃ71    ：軸心
Ｃ81    ：軸心
【図１】
2017181312.tif 000003
【図２】
2017181312.tif 000004
【図３】
2017181312.tif 000005
【図４】
2017181312.tif 000006
【図５】
2017181312.tif 000007
【図６】
2017181312.tif 000008
【図７】
2017181312.tif 000009
【図８】
2017181312.tif 000010
【図９】
2017181312.tif 000011
【図１０】
2017181312.tif 000012
【図１１】
2017181312.tif 000013
【図１２】
2017181312.tif 000014
【図１３】
2017181312.tif 000015