特許 7550443 気体供給量計測器及びその製造方法

(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】2024-09-05

(45)【発行日】2024-09-13

(54)【発明の名称】気体供給量計測器及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/74 20060101AFI20240906BHJP

   G01F 1/00 20220101ALI20240906BHJP

【ＦＩ】

G01F1/74

G01F1/00 J

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020181161

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022071991

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】593069130

【氏名又は名称】株式会社アクアデザインアマノ

(74)【代理人】

【識別番号】100091373

【弁理士】

【氏名又は名称】吉井 剛

(72)【発明者】

【氏名】天野 しのぶ

【審査官】羽飼 知佳

(56)【参考文献】

【文献】実開平０６－０８６４４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開平０８－０８９１３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｆ

Ａ０１Ｇ

Ａ０１Ｋ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体が充填された管体に気泡を通過させて該気泡の個数に応じて気体の供給量を計測するように構成された気体供給量計測器であって、前記管体には、板材を該板材の長手方向中心軸を軸として捻じることで螺旋形状とした螺旋板が設けられ、前記管体に導入された気泡が前記螺旋板に沿って螺旋運動して通過するように構成されていることを特徴とする気体供給量計測器。

【請求項2】

請求項１記載の気体供給量計測器であって、前記管体の内面所定位置には、前記管体に対する前記螺旋板のスライド移動を阻止する係止凸部が設けられていることを特徴とする気体供給量計測器。

【請求項3】

請求項１，２いずれか１項に記載の気体供給量計測器であって、前記管体及び前記螺旋板は透明ガラス製であることを特徴とする気体供給量計測器。

【請求項4】

液体が充填された管体に気泡を通過させて該気泡の個数に応じて気体の供給量を計測するように構成された気体供給量計測器の製造方法であって、板材を該板材の長手方向中心軸を軸として捻じることで螺旋形状とした螺旋板を前記管体に該管体の端部開口から挿入収納し、続いて、前記管体の内面所定位置に前記螺旋板のスライド移動を阻止する係止凸部を設けることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法。

【請求項5】

請求項４記載の気体供給量計測器の製造方法において、前記係止凸部は、前記管体を軸回転させながら該管体の加熱軟化させた外面所定位置に押圧体を押し当てることで形成される環状の凸条であることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法。

【請求項6】

請求項４，５いずれか１項に記載の気体供給量計測器の製造方法において、前記管体に挿入収納された前記螺旋板の挿入方向基端側位置の前記係止凸部を、前記螺旋板に挿入方向への移動力を付与しながら設けることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法。

【請求項7】

請求項４～６いずれか１項に記載の気体供給量計測器の製造方法であって、前記管体及び前記螺旋板は透明ガラス製であることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、気体供給量計測器及びその製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

本出願人は、観賞用水草を育成するために供給される二酸化炭素の量を計測するものとして、非特許文献１に開示される気体供給量計測器（以下、「従来例」という。）を提案している。

【0003】

この従来例は、水槽の外面に垂直状態で配され上端部に気体導出部が設けられるガラス管体と、このガラス管体内に設けられ下端部に気体吐出開口部を有するガラスパイプの周面に板材を螺旋状に設けた螺旋体とから成るもので、この従来例を二酸化炭素供給装置における二酸化炭素搬送部に接続し、ガラス管体内に水が充填された状態としてガラスパイプに二酸化炭素が導入されると、気体吐出開口部から二酸化炭素気泡が間欠的に吐出し、この二酸化炭素気泡は螺旋状の板材に沿って螺旋運動しながら上昇して気体導出部から導出され、所定時間の間にガラス管体内を通過する二酸化炭素気泡の個数を数えることで二酸化炭素の供給量を計測するように構成されたものである。

【0004】

従って、従来例は、ガラス管体内に螺旋体を設けた構造であるから、ガラス管体内に何も設けられない構造に比し、二酸化炭素気泡の速度（気体導出部に到達するまでの時間）を抑えることができて数え易く、しかも、ガラス製であることに加え、二酸化炭素気泡が螺旋状に動く視覚的な面白さを奏することになりデザイン性にも秀れたものである。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】「ＣＯ２ビートルカウンター」、［online］、株式会社アクアデザインアマノホームページ、「２０２０年９月３０日検索」、インターネット＜https://www.adana.co.jp/jp/contents/products/na_co2/detail02.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、従来例は、螺旋体の製造に際し、ガラスパイプの周面にガラス板材を加熱軟化させて螺旋状に巻き付けて熱融着させるという作業を手作業で行っているが、これは熟練の技を要するもので量産に向いておらず、また、実際の使用場面において、螺旋運動しながら上昇する気泡が螺旋体中心部にあるガラスパイプの裏側を通る際に見えにくくなる場合がある。

【0007】

本発明は、上述のような現状に鑑みなされたもので、従来に無い実用的な気体供給量計測器及びその製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0008】

添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。

【0009】

液体Ｗが充填された管体１に気泡Ｘを通過させて該気泡Ｘの個数に応じて気体の供給量を計測するように構成された気体供給量計測器であって、前記管体１には、板材２’を該板材２’の長手方向中心軸ａを軸として捻じることで螺旋形状とした螺旋板２が設けられ、前記管体１に導入された気泡Ｘが前記螺旋板２に沿って螺旋運動して通過するように構成されていることを特徴とする気体供給量計測器に係るものである。

【0010】

また、請求項１記載の気体供給量計測器であって、前記管体１の内面所定位置には、前記管体１に対する前記螺旋板２のスライド移動を阻止する係止凸部３が設けられていることを特徴とする気体供給量計測器に係るものである。

【0011】

また、請求項１，２いずれか１項に記載の気体供給量計測器であって、前記管体１及び前記螺旋板２は透明ガラス製であることを特徴とする気体供給量計測器に係るものである。

【0012】

また、液体Ｗが充填された管体１に気泡Ｘを通過させて該気泡Ｘの個数に応じて気体の供給量を計測するように構成された気体供給量計測器の製造方法であって、板材２’を該板材２’の長手方向中心軸ａを軸として捻じることで螺旋形状とした螺旋板２を前記管体１に該管体１の端部開口から挿入収納し、続いて、前記管体１の内面所定位置に前記螺旋板２のスライド移動を阻止する係止凸部３を設けることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法に係るものである。

【0013】

また、請求項４記載の気体供給量計測器の製造方法において、前記係止凸部３は、前記管体１を軸回転させながら該管体１の加熱軟化させた外面所定位置に押圧体21を押し当てることで形成される環状の凸条であることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法に係るものである。

【0014】

また、請求項４，５いずれか１項に記載の気体供給量計測器の製造方法において、前記管体１に挿入収納された前記螺旋板２の挿入方向基端側位置の前記係止凸部３を、前記螺旋板２に挿入方向への移動力を付与しながら設けることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法に係るものである。

【0015】

また、請求項４～６いずれか１項に記載の気体供給量計測器の製造方法であって、前記管体１及び前記螺旋板２は透明ガラス製であることを特徴とする気体供給量計測器の製造方法に係るものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明は上述のように構成したから、前述した従来例に比し、製造精度の高い高品位なものを簡易に量産することができ、しかも、より一層デザイン性に秀れるなど、従来に無い実用的な気体供給量計測器及びその製造方法となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施例を示す斜視図である。

【図2】本実施例の要部を説明する断面図である。

【図3】本実施例に係る螺旋板２の製造方法を示す工程説明図である。

【図4】本実施例に係る気体供給量計測器の製造方法を示す工程説明図である。

【図5】本実施例の使用状態説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。

【0019】

本発明は、例えば気体供給装置（ＣＯ_２供給装置）における気体搬送部に接続され、この気体搬送部から気体が管体１内（液体Ｗ中）に導入されると、気体は気泡Ｘとなって間欠的に吐出し、この気泡Ｘは螺旋板２に沿って螺旋運動しながら通過する。この際、所定時間の間に管体１内を通過する気泡Ｘ（ＣＯ_２）の個数を数えることで気体（ＣＯ_２）の供給量を計測する。

【0020】

ところで、本発明は、管体１に設けられる螺旋板２として、板材２’を捻じることで形成される螺旋板２が採用されており、この構成から従来に無い作用効果を奏することになる。

【0021】

即ち、本発明の管体１内に設けられる螺旋板２は、例えば板材２’の端部を摘まんだ状態で捻じるだけで設けられるから、熟練の技を要せずとも製造精度の高い高品位のもの（均等な螺旋ピッチ及び管体１内面との隙間が可及的に少ない外径寸法を高精度なもの）を簡易に量産することができ、ひいては、この構造であれば螺旋板２の製造を簡単に自動化することも可能となる。

【0022】

また、本発明は、螺旋板２の中心部に従来例のような螺旋運動する気泡Ｘが見えにくくなるような障害となる物が無く、よって、気泡Ｘが綺麗に見えてより一層デザイン性に秀れることになる。

【実施例】

【0023】

本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。

【0024】

本実施例は、液体Ｗが充填された管体１に気泡Ｘを通過させて該気泡Ｘの個数に応じて気体の供給量を計測するように構成された気体供給量計測器Ａであって、後述する気体供給装置50における気体搬送部53に設けて使用される。

【0025】

この気体供給装置50は、図５に図示したように観賞用水草を育成する水槽水Ｗ内に二酸化炭素を供給するシステム（本出願人が提案する「ＣＯ_２システム」）であり、気体供給源51（ＣＯ_２ボンベ）と、水Ｗが収納された水槽Ｔ内に配される気体拡散部52（ＣＯ_２拡散器）と、気体供給源51と気体拡散部52との間に設けられ気体（ＣＯ_２）を搬送するホース53ａ，53ｂから成る気体搬送部53（ＣＯ_２搬送部）とから成るものである。

【0026】

尚、本実施例は、前述したように計測対象となる気体を二酸化炭素として二酸化炭素供給システムで使用する例としているが、本実施例の特性を発揮するものであれば適宜採用するものである。

【0027】

本実施例に係る気体供給量計測器Ａは、透明ガラス製の管体１と、この管体１内に設けられる透明ガラス製の螺旋板２とで構成されている。尚、管体１及び螺旋板２は透明樹脂製でも良い。

【0028】

管体１は、図１，２に図示したように適宜な透明ガラス製の部材で形成した断面円形の細長管状体であり、一端部（下端部）には気体導入部１ａが設けられ、他端部（上端部）には気体導出部１ｂが設けられている。

【0029】

これら気体導入部１ａ及び気体導出部１ｂには、気体搬送部53のホース53ａ，53ｂが接続されており、管体１に液体Ｗが充填された状態で気体導入部１ａから気体が導入されると、この気体は管体１内を下方から上方へ浮上通過して気体導出部１ｂから導出される。

【0030】

また、管体１の一端部（下端部）内側には、毛細管から成る気泡吐出部１ｃが設けられており、この気泡吐出部１ｃは、気体導入部１ａから導入された気体から所定量の気泡Ｘを形成するように構成されている。

【0031】

また、管体１の気体導入部１ａ及び気体導出部１ｂの近傍にして内面所定位置には、環状の凸条から成る係止凸部３が設けている。

【0032】

この気体導入部１ａの近傍に設けられる係止凸部３は、管体１に挿入収納された螺旋板２の挿入方向基端部が係止することで管体１に対する該螺旋板２のスライド移動を阻止する部位であり、気体導出部１ｂの近傍に設けられる係止凸部３は、管体１に挿入収納された螺旋板２の挿入方向先端部が係止することで管体１に対する該螺旋板２のスライド移動を阻止する部位である。

【0033】

また、管体１の周面には透明ガラス製の柱状部材が二箇所に設けられ、吸盤20を装着するための吸盤装着部４として構成されている。

【0034】

螺旋板２は、図１，２に図示したように適宜な透明ガラス製の部材で形成した螺旋形状板体であり、均等な螺旋ピッチを有すると共に、管体１内面との隙間が可及的に少ない外径寸法に設定されている。

【0035】

本実施例では、螺旋板２の螺旋溝部２ａが軸線方向に左螺旋状に設けられているが、右螺旋状に設けても良い。

【0036】

以上の構成から成る気体供給量計測器Ａの製造方法について説明する。

【0037】

螺旋板２は以下のようにして設けられる。

【0038】

先ず、左右両端部に軸部材10が熱融着された透明ガラス製の板材２’を用意する（図３（ａ）参照）。

【0039】

続いて、板材２’を水平状に配して左右の軸部材10を挟持部11（チャック装置）で挟持し、この状態で板材２’を加熱する加熱部12（バーナー）を該板材２’の一端側から他端側へ移動させながら、他端側の挟持部11を軸回転させると、加熱軟化された板材２’は一端側から捻じられ、他端側の所定位置まで捻じると（図３（ｂ），（ｃ）参照）、板材２’は全長にわたって該板材２’の長手方向中心軸ａを軸として捻じられた螺旋形状となる。

【0040】

続いて、螺旋形状に形成された板材２’を左右の所定位置で切断して螺旋板２が完成する（図３（ｄ）参照）。

【0041】

次に、以下のようにして設けられる管体１の中に前述した螺旋板２が設けられる。

【0042】

先ず、一端部が封止された透明ガラス製の管体１の一端部内側に、透明ガラス製の毛細管材１ｃを熱融着し、この毛細管材１ｃの一端部に通気孔を形成して気泡吐出部１ｃを設ける（図４（ａ）参照）。

【0043】

続いて、管体１の他端部を挟持部13（チャック装置）で挟持し、この状態で挟持部13を軸回転させることで管体１を軸回転させながら該管体１の一端側所定位置（後に気体導入部１ａとなる部位の近傍）を加熱軟化させると共に、挟持部13を軸回転させることで管体１を軸回転させながら該管体１の加熱軟化させた外面所定位置に押圧体21を押し当てることで、内面所定位置に突出する環状の凸条から成る係止凸部３を設ける（図４（ｂ）参照）。

【0044】

続いて、管体１の一端部外側に気体導入部１ａを構成する透明ガラス製の管材１ａを熱融着すると共に、管体１の周面に吸盤装着部４を構成する透明ガラス製の柱状部材４を熱融着し、その後、管体１に他端側開口部から螺旋板２を挿入収納する（図４（ｃ），（ｄ）参照）。

【0045】

続いて、管体１の一端部外側に設けられた管材１ａを挟持部13（チャック装置）で挟持し、この状態で挟持部13を軸回転させることで管体１を軸回転させながら該管体１の他端側所定位置（後に気体導出部１ｂとなる部位の近傍）を加熱軟化させると共に、挟持部13を軸回転させることで管体１を軸回転させながら該管体１の加熱軟化させた外面所定位置に押圧体21を押し当てることで、内面所定位置に突出する環状の凸条から成る係止凸部３を設ける（図４（ｅ）参照）。この管体１の他端側に係止凸部３を設ける作業の際、管体１を螺旋板２の螺旋方向（左螺旋方向）と反対方向（時計回り方向）に軸回転させながら設けており、管体１の中で螺旋板２も多少のずれを生じながら回転することで、該螺旋板２に対して挿入方向への移動力が付与されており（管体１の一端側へ向かう作用が働いており）、押圧体21を押し当てて係止凸部３を設ける作業が行い易くなる。尚、この螺旋板２が管体１の一端側へ向かうように作用させるべく、管体１の他端側に係止凸部３を設ける作業を管体１の一端側を若干下げた傾斜状態で行なっても良いし、螺旋板２に対して挿入方向基端側から風を送ることで挿入方向先端側へ押し付けながら行なっても良い。

【0046】

続いて、管体１の他端部を通気孔を残した状態で窄ませ、この管体１の他端部外側に気体導出部１ｂを構成する透明ガラス製の管材１ｂを熱融着する（図４（ｆ）参照）。

【0047】

続いて、管体１の一端部外側及び他端部外側に設けた管材１ａ，１ｂ夫々を所定長さに切断して気体導入１ａ部及び気体導出部１ｂを形成して、気体供給量計測器Ａが完成する（図４（ｇ）参照）。

【0048】

本実施例は上述のように構成したから、気体供給装置50における気体搬送部53に接続され（吸盤20を介して水槽Ｔの外面に垂直状態に配される）、この気体搬送部53から気体（ＣＯ_２）が二酸化炭素が管体１内（水Ｗ中）に導入されると、気体（ＣＯ_２）は気泡吐出部１ｃから気泡Ｘとなって間欠的に吐出し、この気泡Ｘは螺旋板２に沿って螺旋運動しながら浮上通過する。この際、所定時間の間に管体１内を通過する気泡Ｘの個数を数えることで気体（ＣＯ_２）の供給量を計測する。

【0049】

本実施例は、管体１に設けられる螺旋板２として、板材２’を該板材２’の長手方向中心軸ａを軸として捻じることで螺旋形状とした螺旋板２が採用されており、この構成から従来に無い作用効果を奏することになる。

【0050】

即ち、本実施例の管体１内に設けられる螺旋板２は、板材２’の端部を摘まんだ状態で捻じるだけで設けられるから、熟練の技を要せずとも製造精度の高い高品位のもの（均等な螺旋ピッチ及び管体１内面との隙間が可及的に少ない外径寸法を高精度なもの）を簡易に量産することができ、ひいては、この構造であれば螺旋板２の製造を簡単に自動化することも可能となる。

【0051】

また、本実施例は、螺旋板２の中心部に前述した従来例のような螺旋運動する気泡Ｘが見えにくくなるような障害となる物が無く、よって、気泡Ｘが綺麗に見えてより一層デザイン性に秀れることになる。

【0052】

また、本実施例は、管体１の内面所定位置には、管体１に対する螺旋板２のスライド移動を阻止する係止凸部３が設けられているから、螺旋板２が動くなどした際の破損を可及的に防止することができる。

【0053】

また、本実施例は、管体１及び螺旋板２は透明ガラス製であるから、デザイン性に秀れることになる。

【0054】

また、本実施例は、係止凸部３は、管体１を軸回転させながら該管体１の加熱軟化させた外面所定位置に押圧体21を押し当てることで形成される環状の凸条であるから、簡易且つ確実に係止凸部３を設けることができる。

【0055】

また、本実施例は、管体１に挿入収納された螺旋板２の挿入方向基端側位置の係止凸部３を、螺旋板２に挿入方向への移動力を付与しながら設けるから、螺旋板２の移動を阻止する最適な位置に係止凸部３を設けることができる。

【0056】

尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

【符号の説明】

【0057】

ａ 長手方向中心軸
Ｗ 液体
Ｘ 気泡
１ 管体
２ 螺旋板
２’ 板材
３ 係止凸部
21 押圧体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】