特許 7030574 超音波流量計

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-25

(45)【発行日】2022-03-07

(54)【発明の名称】超音波流量計

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/66 20220101AFI20220228BHJP

【ＦＩ】

G01F1/66 A

G01F1/66 101

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2018048092

(22)【出願日】2018-03-15

(65)【公開番号】P2019158746

(43)【公開日】2019-09-19

【審査請求日】2019-12-11

(73)【特許権者】

【識別番号】000142425

【氏名又は名称】アズビル金門株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003166

【氏名又は名称】特許業務法人山王内外特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100101133

【弁理士】

【氏名又は名称】濱田 初音

(74)【代理人】

【識別番号】100199749

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 成

(74)【代理人】

【識別番号】100188880

【弁理士】

【氏名又は名称】坂元 辰哉

(74)【代理人】

【識別番号】100197767

【弁理士】

【氏名又は名称】辻岡 将昭

(74)【代理人】

【識別番号】100201743

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 和真

(72)【発明者】

【氏名】小林 倫之

(72)【発明者】

【氏名】内藤 光

【審査官】岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－８９１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２３８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２６３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第２７５９８０８（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ １／００－ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流れる流路と、
前記流路内を流れる流体中に伝播させた超音波を、前記流路における平坦な反射面に反射させて送受信し、その送受信時における超音波の伝播時間に基づいて、前記流路内を流れる流体の流量を測定する一対の超音波センサと、
前記流路における両側開口端の外周部に設けられ、リング状をなすＯリング取付部と、
前記Ｏリング取付部に対して、当該Ｏリング取付部からその径方向外側に向けて突出して取り付けられるＯリングとを備え、
前記流路を形成する測定管は、前記Ｏリング取付部の周方向において分割された２つの半割り管を有し、
一方の半割り管には、前記一対の超音波センサが設けられ、他方の半割り管には、前記反射面が形成される
ことを特徴とする超音波流量計。

【請求項2】

前記流路は、
流路断面が、前記両側開口端に向かうに従って、円形に向けて徐々に変化する
ことを特徴とする請求項１記載の超音波流量計。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、流体の流量を測定する超音波流量計に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、配管内を流れる流体の流量を測定する装置として、超音波流量計が提供されている。超音波流量計は、配管と連通する測定管と、この測定管の上流側及び下流側のそれぞれに配置された一対の超音波センサとを備えている。これにより、超音波流量計は、一対の超音波センサ間における超音波の伝播時間に基づいて、流体の流量を測定可能となっている。そして、このような、従来の超音波流量計としては、例えば、特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０００－２９２２３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記従来の超音波流量計を用いて、配管内を流れる流体の流量を測定する場合には、測定管の両側開口端は、例えば、Ｏリングを介して、配管内に嵌め込まれて接続される。また、上記従来の超音波流量計は、測定管の流路断面が矩形をなしている。これに対応して、Ｏリングが取り付けられる両側開口端の外周部分は、角部を有している。

【0005】

このため、Ｏリングは、角部を有する取り付け部に取り付けられることになるため、密着が不十分となり、上記取り付け部と配管内面との間で潰れ難くなってしまう。従って、従来の超音波流量計においては、配管との間におけるシール性が低下してしまい、測定精度が低下するおそれがある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、接続部品との間におけるシール性を確保しつつ、その接続部品と容易に接続することができる超音波流量計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】

この発明に係る超音波流量計は、流体が流れる流路と、流路内を流れる流体中に伝播させた超音波を、流路における平坦な反射面に反射させて送受信し、その送受信時における超音波の伝播時間に基づいて、流路内を流れる流体の流量を測定する一対の超音波センサと、流路における両側開口端の外周部に設けられ、リング状をなすＯリング取付部と、Ｏリング取付部に対して、当該Ｏリング取付部からその径方向外側に向けて突出して取り付けられるＯリングとを備え、流路を形成する測定管は、Ｏリング取付部の周方向において分割された２つの半割り管を有し、一方の半割り管には、一対の超音波センサが設けられ、他方の半割り管には、反射面が形成されるものである。

【発明の効果】

【0008】

この発明によれば、接続部品との間におけるシール性を確保しつつ、その接続部品と容易に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】この発明の実施の形態１に係る超音波流量計の外観斜視図である。

【図2】この発明の実施の形態１に係る超音波流量計の平面図である。

【図3】この発明の実施の形態１に係る超音波流量計の正面図である。

【図4】この発明の実施の形態１に係る超音波流量計の側面図である。

【図5】図２のＶ－Ｖ矢視断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0011】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る超音波流量計の外観斜視図である。図２はその平面図、図３はその正面図、図４はその側面図である。図５は、図２のＶ－Ｖ矢視断面図である。なお、図１、図３、図４に記載した実線の矢印は、流体の流れ方向を示している。また、図５に示した２点鎖線の矢印は、超音波の伝播経路を示している。

【0012】

図１から図５に示すように、実施の形態１に係る超音波流量計１０は、測定管１１、一対の超音波センサ１２ａ，１２ｂ、及び、Ｏリング１３ａ，１３ｂを備えている。

【0013】

測定管１１は、筒状をなしており、その内部に軸方向に向けて延びる流路２１を備えている。また、測定管１１は、上下方向に２分割された２つの半割り管１１ａ，１１ｂを組み合わせた分割構造となっている。即ち、測定管１１は、半割り管１１ａ，１１ｂを上下方向において突き合わせることにより、その内部に流路２１が形成される。

【0014】

更に、測定管１１は、上記流路２１、測定部２２、流路入口２３、流路出口２４、及び、Ｏリング取付部２５，２６を有している。即ち、測定管１１は、流路入口２３から流路２１内に供給された流体の流量を、測定部２２内で測定した後、その流量を測定した流体を、流路２１内から流路出口２４から排出する。

【0015】

測定部２２内における流路２１の流路断面は、矩形をなしている。また、流路入口２３及び流路出口２４は、円形をなしている。そして、流路２１の上流側流路断面は、測定部２２の流体流れ方向中間部から流路入口２３に向かうに従って、矩形から円形に向けて徐々に変化している。同様に、流路２１の下流側流路断面は、測定部２２の流体流れ方向中間部から流路出口２４に向かうに従って、矩形から円形に向けて徐々に変化している。

【0016】

図５に示すように、超音波センサ１２ａ，１２ｂは、流路２１内を流れる流体の流量を測定するものである。この超音波センサ１２ａ，１２ｂは、測定部２２の上部に設けられており、当該測定部２２内における流路２１の上流側及び下流側のそれぞれに配置されている。更に、超音波センサ１２ａ，１２ｂは、測定部２２内における流路２１と連通しており、その中心軸が流体流れ方向と交差するように傾斜して配置されている。

【0017】

従って、超音波センサ１２ａから送信された超音波は、流路２１内を流れる流体中を上流側から下流側に向けて斜めに横切って伝播して、測定部２２内における流路２１の平坦な底面２１ａに反射した後、超音波センサ１２ｂで受信される。一方、超音波センサ１２ｂから送信された超音波は、流路２１内を流れる流体中を下流側から上流側に向けて斜めに横切って伝播して、測定部２２内における流路２１の平坦な底面２１ａに反射した後、超音波センサ１２ａで受信される。

【0018】

そして、超音波センサ１２ａ，１２ｂは、超音波を交互に送受信することによって、その２つの伝播時間の差を求めた後、当該伝播時間差に基づいて、測定部２２内の流路２１を流れる流体の流量を測定する。即ち、超音波流量計１０は、超音波センサ１２ａ，１２ｂから送信した超音波を、均一に反射させて、測定精度の低下を防止するために、凹凸が無く平坦な反射面を必要としており、測定部２２内における流路２１の流路断面を矩形にして、その流路２１における平坦な底面２１ａを反射面としている。

【0019】

ここで、図１から図５に示した流路入口２３及び流路出口２４の各外周部は、流体供給管及び流体排出管等の接続部品内に嵌め込まれることになる。これに対応して、図１から図５に示すように、Ｏリング取付部２５，２６は、流路入口２３及び流路出口２４の各外周部に、その周方向に沿って形成されている。そして、Ｏリング１３ａ，１３ｂは、ゴム等の弾性材から形成されており、Ｏリング取付部２５，２６に取り付けられている。即ち、流路入口２３及び流路出口２４の各外周部は、Ｏリング１３ａ，１３ｂを介して、接続部品に接続されることになる。

【0020】

以上より、実施の形態１に係る超音波流量計１０は、流路入口２３及び流路出口２４の各外周部にリング状をなすＯリング取付部２５，２６を設け、このＯリング取付部２５，２６にＯリング１３ａ，１３ｂを取り付けている。これにより、超音波流量計１０は、流路断面が矩形をなす流路２１を備える場合であっても、流路入口２３及び流路出口２４の各外周部を、接続部品内に嵌め込むだけで、接続部品との間におけるシール性を確保しつつ、当該接続部品と容易に接続することができる。

【0021】

また、超音波流量計１０は、流路２１を形成する測定管１１を、Ｏリング取付部２５，２６の周方向において２分割された半割り管１１ａ，１１ｂによる分割構造を採用している。このとき、超音波流量計１０は、測定管１１における両側開口端の各外周部となるＯリング取付部２５，２６に、Ｏリング１３ａ，１３ｂを取り付けているため、当該Ｏリング１３ａ，１３ｂの弾性力を利用して、半割り管１１ａ，１１ｂ同士を隙間無く突き合わせることができる。

【0022】

但し、上述した実施の形態１においては、流路断面が矩形をなす流路２１の底面２１ａに、超音波センサ１２ａ，１２ｂから送信した超音波を反射させているが、平坦な反射面を有していれば、流路２１の流路断面は、どのような形状であっても構わない。

【0023】

また、上述した実施の形態１においては、流路２１の流路断面を、測定部２２から流路入口２３及び流路出口２４に向かうに従って、矩形から円形に向けて徐々に変化させているが、Ｏリング取付部２５，２６となる流路入口２３及び流路出口２４の各外周部がリング状をなしていれば、流路入口２３及び流路出口２４は、どのような形状であっても構わない。

【0024】

更に、上述した実施の形態１においては、流路２１形成する測定管１１を、Ｏリング取付部２５，２６の周方向において２分割された分割構造としているが、Ｏリング取付部２５，２６がリング状をなしていれば、測定管１１を３分割以上の複数分割された分割構造としても構わない。

【0025】

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは、実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

【符号の説明】

【0026】

１０ 超音波流量計
１１ 測定管
１１ａ，１１ｂ 半割り管
１２ａ，１２ｂ 超音波センサ
１３ａ，１３ｂ Ｏリング
２１ 流路
２１ａ 底面
２２ 測定部
２３ 流路入口
２４ 流路出口
２５，２６ Ｏリング取付部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】