KR20170092456A

KR20170092456A - 유량 조정장치

Info

Publication number: KR20170092456A
Application number: KR1020170009526A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 이노우에
Original assignee: 사파스고교 가부시키가이샤
Priority date: 2016-02-03
Filing date: 2017-01-20
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2037-01-20
Also published as: JP2017138200A; US20170220051A1; US10303188B2; JP6632901B2; KR102692207B1; EP3203193A1; EP3203193B1

Abstract

초음파 유량 계측부(10)와, 유량 조정부(20)와, 유량 조정부(20)를 제어하는 제어부(30)를 포함하고, 유량 조정부(20)는, 설치면(S)과 평행한 축선(X1)을 따라 밸브 바디부(21)를 진퇴시키는 전동 구동부(22)를 갖고, 직관 형상의 계측유로(14)는, 축선(X1)과 평행한 축선(X2)을 따라 배치되고, 제어기판(31)은, 축선(X1)및 축선(X2)과 평행한 축선(X3)을 따라 배치되고, 유량 조정부(20)는, 설치면(S)에 직교하는 축선(Y)방향에 있어서, 초음파 유량 계측부(10)와 제어부(30)의 사이에 배치되는 유량 조정장치(100)를 제공한다.

Description

유량 조정장치{Flow Rate Adjusting Device}

본 발명은, 초음파 유량 계측부를 포함하는 유량 조정장치에 관한 것이다.

종래에는 유량 측정용 유체를 흘리는 직관 형상의 측정용 관체를 포함하는 초음파 유량계가 알려져 있다 (예를 들면, 특허문헌 1참조).

특허문헌 1에 공개되는 초음파 유량계는, 직관 형상의 측정용 관체의 외주에 소정의 간격을 두고 한 쌍의 초음파 진동자를 배치한 것이다.

(선행기술문헌)

(특허문헌)

일본특허공개 2012-42243호 공보

그러나, 특허문헌 1에 개시된 초음파 유량계는 오로지 유량의 측정을 하는 것이며, 유체의 유량을 조정하는 기능은 갖추고 있지 않다. 또한, 특허문헌 1에 개시된 초음파 유량계에 유량을 조정하는 기능을 추가할 경우, 직관 형상의 측정용 관체의 부분은 한 쌍의 초음파 진동자가 발신하는 초음파가 전파하는 부분이므로, 이 부분에 있어서 유량조정을 실시할 수는 없다. 그로 인해 특허문헌 1에 공개되는 초음파 유량계에 유량을 조정하는 기능을 추가할 경우에는, 초음파 유량계의 하류측에 별도의 유량 조정장치를 접속 할 필요가 있다. 그리고, 별도의 유량 조정장치를 접속할 경우, 초음파 유량계의 설치면적에 더해서 유량 조정장치의 설치면적이 필요하게 되므로, 장치 전체의 설치면적(footprint)이 증대한다는 문제가 있다.

본 발명은, 이러한 사정에 비추어 이루어진 것이며, 직관 형상의 계측유로를 갖는 초음파 유량 계측부에 의한 유량의 계측과 그 계측 결과에 기초한 유량의 조정을 가능하게 하면서, 장치 전체의 설치면적을 저감한 유량 조정장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 하기의 수단을 채용하였다.

본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치는, 유입포트에서 유입되어 직관 형상의 계측유로를 유통하는 유체의 유량을 얻기 위해 상기 계측유로의 상류측과 하류측에 배치된 한 쌍의 진동자가 발신하는 초음파의 전파 시간차를 계측하는 초음파 유량 계측부와, 상기 계측유로의 하류측에서 유출포트로 유출되는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부와, 상기 초음파 유량 계측부가 계측하는 유체의 유량을 기초로 상기 유량 조정부를 제어하는 동시에 적어도 1개의 제어기판을 갖는 제어부를 포함하고, 상기 유량 조정부는, 밸브 바디부와 상기 밸브 바디부를 제 1축선을 따라 진퇴시키는 구동부를 갖고, 상기 계측유로는, 상기 제1축선과 평행한 제 2축선을 따라 배치되고, 상기 제어기판은, 상기 제 1축선 및 상기 제 2축선과 평행한 제 3축선을 따라 배치되고, 상기 유량 조정부는, 설치면에 직교하는 설치방향에 있어서, 상기 초음파 유량 계측부와 상기 제어부 사이에 배치된다.

본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치에 의하면, 밸브 바디부가 진퇴하는 제 1축선을 따르는 방향과, 직관 형상의 계측유로가 배치되는 제 2축선을 따르는 방향과, 제어기판이 배치되는 제 3축선을 따르는 방향이, 각각 설치면과 평행한 방향으로 되어 있다. 그로 인해, 초음파 유량 계측부와 유량 조정부와 제어부 각각이 필요로 하는 설치면에 직교하는 설치방향의 길이(설치면이 수평면일 경우의 높이)를 짧게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치에 의하면, 유량 조정부가 설치면에 직교하는 설치방향에 있어서 초음파 유량 계측부와 제어부의 사이에 배치되므로, 이것들을 설치방향에 있어서 동 위치에 배치할 경우에 비해 설치면적을 저감할 수 있다. 이것은, 초음파 유량 계측부와 유량 조정부와 제어부를 설치방향으로 적층하여 배치하는 것에 의해, 이것들의 설치위치가 설치면상에서 중복되기 때문이다.

이와 같이, 본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치에 의하면, 직관 형상의 계측유로를 갖는 초음파 유량 계측부에 의한 유량의 계측과 그 계측 결과에 기초한 유량의 조정을 가능하게 하면서, 장치 전체의 설치면적을 저감할 수 있다.

본 발명의 일태양에 관한 유량 조정장치에 있어서, 상기 초음파 유량 계측부는, 상기 제어부 및 상기 유량 조정부보다도 상기 설치방향에 있어서 상기 설치면에 근접한 위치에 배치되는 구성일 수 있다.

본 구성에 의하면, 초음파 유량 계측부가 설치면에 근접한 위치에 배치되어 유량 조정부의 동작에 의한 진동 등의 영향을 받기 어려워지므로, 초음파 유량 계측부에 의한 유량의 계측 오차를 저감할 수 있다.

본 발명의 일태양에 관한 유량 조정장치에 있어서는, 상기 유입포트로부터 유입하는 유체를 상기 계측유로의 상류측으로 인도하는 유입측 유로부와, 상기 계측유로의 하류측에서 유출하는 유체를 상기 유출포트로 인도하는 유출측 유로부를 포함하고, 상기 유입측 유로부는, 상기 유입포트에서 상기 계측유로의 상류측을 향해 상기 설치면에 가까이 가는 방향으로 경사진 유입측 경사유로를 갖고, 상기 유출측 유로부는, 상기 유량 조정부에서 상기 유출포트를 향해 상기 설치면에 가까이 가는 방향으로 경사진 유출측 경사유로를 갖는 구성일 수 있다.

본 구성에 의하면, 유입측 경사유로에 의해 유입포트의 위치가 설치방향에 있어서 계측유로보다도 설치면에서 먼 위치가 되고, 유출측 유로에 의해 유출포트의 위치가 설치방향에 있어서 유량 조정부보다도 설치면에 가까운 위치가 된다. 이것에 의해, 설치방향에 있어서의 유입포트 및 유출포트의 위치를 서로 근접한 위치로 하고, 이것들에 접속되는 배관의 위치를 설치면에서 동등한 거리로 할 수 있다. 따라서, 유입포트 및 유출포트로의 배관의 설치의 작업성이 향상된다.

본 발명의 일태양에 관한 유량 조정장치에 있어서, 상기 초음파 유량 계측부와 상기 유량 조정부와 상기 제어부를 수용하는 하우징부를 포함하고, 상기 하우징부는, 상기 하우징부의 내부를 상기 초음파 유량 계측부 및 상기 유량 조정부가 배치되는 제1공간과 상기 제어부가 배치되는 제2공간으로 구획하는 경계부재를 갖는 구성일 수 있다.

본 구성에 의하면, 고온의 유체(예를 들면, 50도 이상이면서 80도 이하의 액체)를 유통시킨 경우라도, 경계부재에 의해 제1공간의 온도가 제 2공간으로 전달되는 것이 억제된다. 그로 인해, 온도상승에 의한 제어부의 오작동이나 온도상승에 의한 수명에 미치는 악영향이 억제된다.

본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치에 있어서는, 상기 유입포트에서 상기 계측유로의 상류측으로 유입되는 유체의 압력을 측정하는 압력 측정부를 포함하는 구성일 수 있다.

본 구성에 의하면, 유입포트에서 유입되는 유체의 압력(공급압력)을 적절하게 검출하고, 예를 들면, 유량 조정부에 의한 유량조정 상태와 그 때의 유체의 공급 압력을 대응시켜 기억할 수 있다. 또한, 예를 들면, 압력 측정부가 측정하는 유체의 압력에 따라 유량 조정부의 밸브 바디부의 이동량을 조정하는 등에 의해, 유체의 압력에 따른 최적의 유량조정을 실시할 수 있다.

본 발명의 일 태양에 관한 유량 조정장치에 있어서는, 상기 한 쌍의 진동자를 둘러싸도록 배치되는 금속제의 실드부재를 포함하는 구성일 수 있다.

본 구성에 의하면, 한 쌍의 진동자가 금속제의 실드부재에 의해 둘러싸이므로, 외부의 자기 등에 의해 초음파 유량 계측부에 계측 오차가 발생하는 것이 억제된다.

본 발명에 의하면, 직관 형상의 계측유로를 갖는 초음파 유량 계측부에 의한 유량의 계측과 그 계측 결과에 근거한 유량의 조정을 가능하게 하면서, 장치 전체의 설치면적을 저감한 유량 조정장치를 제공할 수 있다.

도 1은 유량 조정장치의 일 실시형태를 도시한 부분 세로단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 유량 조정장치의 A-A화살표 방향으로 본 부분 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 초음파 유량 계측부를 나타낸 부분 세로단면도이다.
도 4는 도 1에 도시한 유량 조정부 및 유출측 유로부를 나타낸 부분 세로단면도이다.
도 5는 도 1에 도시한 유입측 유로부 및 압력 센서를 나타내는 세로단면도이다.
도 6은 도 1에 도시한 하우징부를 나타내는 세로단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태의 유량 조정장치(100)에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

도 1및 도 2에 도시한 본 실시형태의 유량 조정장치(100)는, 직관 형상의 계측유로(14)을 유통하는 유체의 유량을 계측하는 초음파 유량 계측부(10)와, 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부(20)와, 유량 조정부(20)를 제어하는 제어부(30)와, 초음파 유량 계측부(10)와 유량 조정부(20)와 제어부(30)를 수용하는 하우징부(40)와, 유입포트(100a)에서 유입되는 유체를 계측유로(14)의 상류측으로 인도하는 유입측 유로부(50)와, 계측유로(14)의 하류측에서 유출되는 유체를 유출포트(100b)로 인도하는 유출측 유로부(60)와, 압력 센서(압력 측정부)(70)와, 실드부재(80)를 포함한다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)가 유량을 조정하는 유체는, 예를 들면, 반도체 제조장치에 이용되는 약액, 순수 등의 액체이다. 또한, 유체의 온도는, 예를 들면, 상온영역(예를 들면, 10도 이상이면서 50도 미만) 혹은 고온영역(예를 들면, 50도 이상이면서 80도 이하)의 온도인 것으로 한다.

유량 조정장치(100)의 하우징부(40)는, 체결볼트(미도시)에 의해 설치면(S)에 대하여 고정되어 있다. 또한, 유량 조정장치(100)는, 케이블(200)을 통해 외부장치(미도시)와 접속되어 있고, 케이블(200)을 통해 외부장치로부터 전력공급을 받는 동시에, 외부장치의 사이에서 각종의 신호의 송수신을 한다. 외부장치로부터 수신하는 신호는, 예를 들면, 유량 조정장치(100)가 조정하는 목표유량의 설정값을 나타내는 신호이다. 또한, 외부장치로 송신하는 신호는, 예를 들면, 초음파 유량 계측부(10)가 측정한 신호를 기초로 제어부(30)가 산출한 유체의 유량을 나타내는 신호나, 압력 센서(70)가 측정하는 유체의 압력을 나타내는 신호이다.

초음파 유량 계측부(10)는, 유입측의 배관(미도시)으로부터 유입되어 직관 형상의 계측유로(14)를 유통하는 유체의 유량을 얻기 위해, 계측유로(14)의 상류측에 배치된 상류측 진동자(11)및 계측유로(14)의 하류측에 배치된 하류측 진동자(12)의 한 쌍의 진동자가 발신하는 초음파의 전파 시간차를 계측하는 것이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 초음파 유량 계측부(10)는, 설치면(S)과 평행한 축선(X2) 상에 배치되는 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)와, 유입측 유로부(50)에 접속되는 유입유로(13)와, 유입유로(13)에 접속되는 동시에 축선(X2, 제2축선)을 따라 연장되는 직관 형상의 계측유로(14)와, 유출측 유로부(60)에 접속되는 유출유로(15)를 갖는다. 축선(X2)은, 후술하는 밸브 바디부(21)의 진퇴 방향인 축선(X1, 제1축선)과 평행한 방향으로 되어 있다.

상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)는, 축선(X2) 상에서 계측유로(14)를 통해 대향하는 위치에 배치되어 있고, 각각 초음파 신호의 발신과 수신을 하는 것이 가능하다. 상류측 진동자(11)가 발신한 초음파 신호는, 계측유로(14)를 유통하는 유체를 전파하여 하류측 진동자(12)에 의해 수신된다. 마찬가지로, 하류측 진동자(12)가 발신한 초음파 신호는, 계측유로(14)를 유통하는 유체를 전파하여 상류측 진동자(11)에 의해 수신된다. 유체는 계측유로(14)를 상류측에서 하류측을 향해 유통하므로 상류측 진동자(11)가 발신하는 초음파 신호의 하류측 진동자(12)로의 전파 시간은, 하류측 진동자(12)가 발신하는 초음파 신호의 상류측 진동자(11)로의 전파 시간보다도 짧아진다. 초음파 유량 계측부(10)는, 이 전파 시간차를 이용하여 계측유로(14)를 유통하는 유체의 유량을 계측한다.

한편, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)에 의한 초음파 신호의 발신은, 도 3에 도시한 신호선(16,17)에 의해 접속된 제어부(30)에 의해 제어된다. 또한, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)에 의한 초음파 신호의 수신은, 신호선(16,17)을 통해 제어부(30)에 전달된다. 제어부(30)는, 후술하는 바와 같이, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)에 지시한 초음파 신호의 발신 타이밍과, 그에 대응하여 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)로부터 수신한 초음파 신호의 수신 타이밍으로부터 전파 시간차를 산출하고, 산출한 전파 시간차로부터 유체의 유량을 산출한다.

유량 조정부(20)는, 계측유로(14)의 하류측에서 유출측 유로부(60)을 통해 유출측의 배관(미도시)에 접속되는 유출포트(100b)로 유출되는 유체의 유량을 조정하는 것이다. 유량 조정부(20)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 설치면(S)에 직교하는 설치방향인 축선(Y) 방향에 있어서, 초음파 유량 계측부(10)와 제어부(30) 사이에 배치되어 있다. 도 1에 도시한 바와 같이, 축선(Y) 방향에 있어서, 설치면(S)에 가장 근접한 위치에 초음파 유량 계측부(10)가 배치되고, 설치면(S)에서 가장 먼 위치에 제어부(30)가 배치되고, 이것들의 사이에 유량 조정부(20)가 배치되어 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 유량 조정부(20)는, 유출측 유로부(60)에 형성되는 밸브홀(62)에 삽입되는 밸브 바디부(21)와, 밸브 바디부(21)을 설치면(S)과 평행한 축선(X1, 제 1축선)을 따라 진퇴시키는 전동 구동부(22)를 갖는다. 전동 구동부(22)는, 밸브 바디부(21)를 도 4에 실선으로 나타낸 클로즈 상태의 위치와 파선으로 나타낸 오픈상태의 위치 사이에서 축선(X1)을 따라 진퇴시킨다. 유량 조정부(20)는, 밸브 바디부(21)의 축선(X1) 상의 위치를 전동 구동부(22)에 의해 조정하는 것에 의해, 밸브홀(62)에서 밸브실(63)로 유입되는 유체의 양을 조정한다.

제어부(30)는, 초음파 유량 계측부(10)가 계측하는 유체의 유량을 기초로 유량 조정부(20)를 제어하는 것이다. 제어부(30)는, 케이블(200)을 통해 외부장치로부터 수신한 목표 유량의 설정값을 기억하고 있고, 초음파 유량 계측부(10)가 계측하는 유체의 유량이 목표 유량의 설정값과 일치하도록 유량 조정부(20)의 밸브 바디부(21)의 위치를 제어한다.

제어부(30)는, 전술한 기능을 실장한 판 형상의 제어기판(31)및 제어기판(32)으로 이루어진다. 여기에서는, 제어부(30)는 2개의 제어기판으로 이루어지는 것으로 하였으나, 1개 혹은 3개 이상 등, 적어도 하나의 제어기판으로 이루어지게 구성할 수 있다. 제어기판(31)및 제어기판(32)은, 축선(X1)및 축선(X2)과 평행한 축선(X3, 제 3축선)을 따라 배치되어 있다. 또한, 제어기판(31)및 제어기판(32)이 배치되는 축선(Y) 방향의 위치는, 초음파 유량 계측부(10)및 유량 조정부(20)보다도 설치면(S)에서 떨어진 위치로 되어 있다.

제어부(30)는, 초음파 유량 계측부(10)가 갖는 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)의 각각 초음파 신호의 발신을 지시할 수 있다. 또한, 제어부(30)는, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)의 어느 한쪽에서 발신된 초음파 신호를, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)의 다른 한쪽에서 수신한 타이밍을 검출할 수 있다.

제어부(30)는, 하류측 진동자(12)에 지시한 초음파 신호의 발신 타이밍과, 그에 대응한 상류측 진동자(11)에서의 초음파 신호의 수신 타이밍으로부터, 제 1의 전파시간을 산출한다. 또한, 제어부(30)는, 상류측 진동자(11)에 지시한 초음파 신호의 발신 타이밍과, 그에 대응한 하류측 진동자(12)에서의 초음파 신호의 수신 타이밍으로부터, 제 2의 전파시간을 산출한다. 제어부(30)는, 제 1의 전파시간으로부터 제 2의 전파시간을 감산한 전파 시간차와 미리 정해진 유량 연산식을 기초로 계측유로(14)를 유통하는 유체의 유량을 얻는다.

하우징부(40)는, 도2에 도시한 바와 같이, 유량 조정장치(100)의 각 부를 수용하는 하우징 본체(41)와, 하우징 본체(41)의 상방에 장착되는 캡부(42)와, 하우징 본체(41)와 캡부(42)에 의해 형성되는 내부공간을 구획하는 경계부재(43)을 갖는다.

도 6에 도시한 바와 같이, 경계부재(43)는, 하우징부(40)의 내부를, 초음파 유량 계측부(10)및 유량 조정부(20)가 배치되는 제 1공간(SP1)과, 제어부(30)가 배치되는 제 2공간(SP2)으로 구획하는 것이다. 경계부재(43)는, 제어부(30)가 배치되는 제 2공간(SP2)을 유체가 유통하는 제 1공간(SP1)으로부터 격리하는 것에 의해, 유체가 비교적 고온(예를 들면, 50도 이상이면서 80도 이하의 범위)이 되는 경우에 유체의 열이 제어부(30)에 전달되는 것을 억제할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 하우징부(40)에는, 축선(Y)을 따라 설치면(S)에 가까운 측에서 순서대로 공기도입 포트(40a)와 공기배출 포트(40b)가 형성되어 있다. 공기도입 포트(40a)는, 공기 공급원(미도시)에서 공급되는 공기를 하우징부(40)의 내부로 도입하는 포트이다. 또한, 공기배출 포트(40b)는, 하우징부(40)의 내부에서 유통한 공기를 하우징부(40)의 외부에 배출하는 포트이다.

도 1에서 화살표로 나타낸 바와 같이, 공기도입 포트(40a)로부터 도입된 공기는, 제어기판(32)의 하면을 냉각하면서 유입포트(100a) 측을 향해 유통되고, 그 후에 제어기판(32)의 상면과 제어기판(31)의 상면 및 하면을 냉각하면서 유출포트(100b)측을 향해 유통되고, 마지막으로 공기배출 포트(40b)에서 배출된다.

이와 같이, 하우징부(40)의 내부에서 공기를 유통시키는 것에 의해, 제어기판(31)및 제어기판(32)을 냉각할 수 있다. 또한, 경계부재(43)에 의해 구획된 제 2공간(SP2)에만 공기를 유통시키는 것에 의해, 제어기판(31)및 제어기판(32)의 상면 및 하면을 각각 효과적으로 냉각할 수 있다.

유입측 유로부(50)는, 도 1및 도 5에 도시한 바와 같이, 유입포트(100a)로부터 계측유로(14)의 상류측의 유입유로(13)를 향해 설치면(S)에 근접한 방향으로 경사진 유입측 경사유로(51)가 내부에 형성된 부재이다. 유입측 유로부(50)에는, 유입측 경사유로(51)을 유통하는 유체의 압력을 검출하기 위한 압력 센서(70)가 장착되어 있다.

설치면(S)이 수평면일 경우, 축선(Y) 방향은 연직방향이 된다. 이 경우, 초음파 유량 계측부(10)보다도 연직방향의 상방에 유입측 유로부(50)가 배치된다. 이로 인해, 초음파 유량 계측부(10)를 유통하는 유체에 기포가 포함되는 경우에도, 그 기포가 계측유로(14) 내의 상류측 진동자(11)에 근접한 면에 체류하기 어렵다. 이것은, 기포가, 상류측 진동자(11)에 근접한 면의 상방에 배치되는 유입측 유로부(50)로 인도되기 때문이다. 그로 인해, 상류측 진동자(11)에 근접한 면에 기포가 체류하는 것에 의해, 초음파 유량 계측부(10)가 유량을 오검출하는 불량이 억제된다.

유출측 유로부(60)는, 도 1및 도 4에 나타낸 바와 같이, 유량 조정부(20)로부터 유출포트(100b)를 향해 설치면(S)에 근접한 방향으로 경사진 유출측 경사유로(61)가 내부에 형성된 부재이다. 유출측 유로부(60)는, 밸브실(63)의 상방에 마련된 개구부(64)에서 유출유로(65)을 통해, 유출측 경사유로(61)의 상류측으로 유체를 인도한다. 유출측 경사유로(61)의 상류측에 인도된 유체는, 유출측 경사유로(61)를 따라 유출포트(100b)로 인도된다.

도 2및 도 4에 도시한 바와 같이, 유출측 유로부(60)에는, 복수의 체결볼트(66)가 관통하는 관통홀이 마련되어 있다. 유출측 유로부(60)는, 체결볼트(66)를 전동 구동부(22)에 체결하는 것에 의해, 전동 구동부(22)에 고정되어 있다.

설치면(S)이 수평면일 경우, 축선(Y) 방향은 연직방향이 된다. 이 경우, 초음파 유량 계측부(10)보다도 연직방향의 상방에 유출측 유로부(60)가 배치된다. 그로 인해, 초음파 유량 계측부(10)를 유통하는 유체에 기포가 포함되는 경우라도, 그 기포가 계측유로(14) 내의 하류측 진동자(12)에 근접한 면에 체류하기 어렵다. 이것은, 기포가, 하류측 진동자(12)에 근접한 면의 상방에 배치되는 유출측 유로부(60)로 인도되기 때문이다. 그로 인해, 하류측 진동자(12)에 근접한 면에 기포가 체류하는 것에 의해, 초음파 유량 계측부(10)가 유량을 오검출하는 불량이 억제된다.

압력 센서(70)는, 유입포트(100a)로부터 계측유로(14)의 상류측의 유입측 경사유로(51)로 유입되는 유체의 압력(공급압)을 계측하는 것이다. 압력 센서(70)는, 예를 들면, 스트레인 게이지식의 압력 센서이다. 압력 센서(70)는, 센서 홀더(71)에 의해 유입측 유로부(50)에 장착되어 있다. 압력 센서(70)가 계측한 유체의 압력을 나타내는 압력신호는, 제어부(30)에 전달되고, 제어부(30)가 구비한 기억부(미도시)에 기억된다. 또한, 압력신호는, 케이블(200)을 통해 외부장치에 전달된다.

실드부재(80)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)를 둘러싸게 배치되는 금속제(예를 들면, 스테인레스)의 부재이다. 실드부재(80)는, 외부의 자기 등에 의해 초음파 유량 계측부(10)에 계측 오차가 발생하는 것을 억제하기 위한 것이다.

이상 설명한 본 실시형태의 유량 조정장치(100)가 나타내는 작용 및 효과에 대해서 설명한다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 의하면, 밸브 바디부(21)가 진퇴하는 축선(X1)을 따른 방향과, 직관 형상의 계측유로(14)가 배치되는 축선(X2)을 따른 방향과, 제어기판(31,32)이 배치되는 축선(X3)을 따른 방향이, 각각 설치면(S)과 평행한 방향으로 되어 있다. 그로 인해, 초음파 유량 계측부(10)와 유량 조정부(20)와 제어부(30)의 각각이 필요로 하는 설치면(S)에 직교하는 설치방향(축선 Y방향)의 길이(설치면(S)가 수평면일 경우의 높이)를 짧게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 의하면, 유량 조정부(20)가 설치면(S)에 직교하는 설치방향(축선 Y방향)에 있어서 초음파 유량 계측부(10)와 제어부(30)의 사이에 배치되므로, 이것들을 설치방향(축선 Y방향)에 있어서 동 위치에 배치하는 경우에 비해 설치면적을 저감할 수 있다. 이것은, 초음파 유량 계측부(10)와 유량 조정부(20)와 제어부(30)를 설치방향(축선 Y방향)에 적층하여 배치하는 것에 의해, 이것들의 설치 위치가 설치면(S)상에서 중복되기 때문이다.

이와 같이, 본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 의하면, 직관 형상의 계측유로(14)를 갖는 초음파 유량 계측부(10)에 의한 유량의 계측과 그 계측 결과에 근거한 유량의 조정을 가능하게 하면서, 장치 전체의 설치면적을 저감할 수 있다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 있어서, 초음파 유량 계측부(10)는, 제어부(30)및 유량 조정부(20)보다도 설치방향에 있어서 설치면(S)에 근접한 위치에 배치된다.

이와 같이 하는 것으로, 초음파 유량 계측부(10)가 설치면(S)에 근접한 위치에 배치되어 유량 조정부(20)의 동작에 의한 진동 등의 영향을 받기 어려워지므로, 초음파 유량 계측부(10)에 의한 유량의 계측 오차를 저감할 수 있다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 의하면, 유입측 경사유로(51)에 의해 유입포트(100a)의 위치가 설치방향(축선 Y방향)에 있어서 계측유로(14)보다도 설치면(S)에서 먼 위치가 되고, 유출측 경사유로(61)에 의해 유출포트(100b)의 위치가 설치방향에 있어서 유량 조정부(20)보다도 설치면(S)에 가까운 위치가 된다. 이것에 의해, 설치방향(축선 Y방향)에 있어서의 유입포트(100a)및 유출포트(100b)의 위치를 서로 근접한 위치로 하고, 이것들에 접속되는 배관의 위치를 설치면(S)에서 동등한 거리로 할 수 있다. 따라서, 유입포트(100a) 및 유출포트(100b)로의 배관 설치 작업성이 향상된다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 있어서, 하우징부(40)은, 하우징부(40)의 내부를 초음파 유량 계측부(10)및 유량 조정부(20)이 배치되는 제 1공간(SP1)과 제어부(30)가 배치되는 제 2공간(SP2)으로 구획하는 경계부재(43)을 갖는다.

이와 같이 하는 것으로, 고온의 유체(예를 들면, 50도 이상이면서 80도 이하의 액체)를 유통시킨 경우에도, 경계부재(43)에 의해 제 1공간(SP1)의 온도가 제 2공간(SP2)에 전달되는 것이 억제된다. 그로 인해, 온도 상승에 의한 제어부(30)의 오작동이나 온도 상승에 의한 수명에 미치는 악영향이 억제된다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)는, 유입포트(100a)로부터 계측유로(14)의 상류측에 유입되는 유체의 압력을 측정하는 압력 센서(70)을 포함한다.

이와 같이 하는 것으로, 유입포트(100a)로부터 유입되는 유체의 압력(공급 압력)을 적절하게 검출하고, 예를 들면, 유량 조정부(20)에 의한 유량조정 상태와 그 때의 유체의 공급 압력을 대응시켜서 기억할 수 있다. 또한, 예를 들면, 압력 센서(70)가 측정하는 유체의 압력에 따라 유량 조정부(20)의 밸브 바디부(21)의 이동량을 조정하는 등에 의해, 유체의 압력에 응한 최적의 유량조정을 실시할 수 있다.

본 실시형태의 유량 조정장치(100)에 있어서는, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)를 둘러싸게 배치되는 금속제의 실드부재(80)를 포함한다.

이와 같이 하는 것으로, 상류측 진동자(11)및 하류측 진동자(12)가 금속제의 실드부재(80)에 의해 둘러싸여, 외부의 자기 등에 의해 초음파 유량 계측부에 계측 오차가 발생하는 것이 억제된다.

Claims

유입포트에서 유입되어 직관 형상의 계측유로를 유통하는 유체의 유량을 얻기 위해 상기 계측유로의 상류측과 하류측에 배치된 한 쌍의 진동자가 발신하는 초음파의 전파 시간차를 계측하는 초음파 유량 계측부와,
상기 계측유로의 하류측에서 유출포트로 유출하는 유체의 유량을 조정하는 유량 조정부와,
상기 초음파 유량 계측부가 계측하는 유체의 유량을 기초로 상기 유량 조정부를 제어하는 동시에 적어도 하나의 제어기판을 갖는 제어부를 포함하고,
상기 유량 조정부는, 밸브 바디부와 상기 밸브 바디부를 제 1축선을 따라 진퇴시키는 구동부를 갖고,
상기 계측유로는, 상기 제 1축선과 평행한 제 2축선을 따라 배치되고,
상기 제어기판은, 상기 제 1축선 및 상기 제 2축선과 평행한 제 3축선을 따라 배치되고,
상기 유량 조정부는, 설치면에 직교하는 설치방향에 있어서, 상기 초음파 유량 계측부와 상기 제어부의 사이에 배치되는 유량 조정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 초음파 유량 계측부는, 상기 제어부 및 상기 유량 조정부보다도 상기 설치방향에 있어서 상기 설치면에 근접한 위치에 배치되는 유량 조정장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유입포트에서 유입되는 유체를 상기 계측유로의 상류측으로 인도하는 유입측 유로부와,
상기 계측유로의 하류측에서 유출되는 유체를 상기 유출포트로 인도하는 유출측 유로부를 포함하고,
상기 유입측 유로부는, 상기 유입포트에서 상기 계측유로의 상류측을 향해 상기 설치면에 근접한 방향으로 경사진 유입측 경사유로를 갖고,
상기 유출측 유로부는, 상기 유량 조정부에서 상기 유출포트를 향해 상기 설치면에 근접한 방향으로 경사진 유출측 경사유로를 갖는 유량 조정장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 초음파 유량 계측부와 상기 유량 조정부와 상기 제어부를 수용하는 하우징부를 포함하고,
상기 하우징부는, 상기 하우징부의 내부를 상기 초음파 유량 계측부 및 상기 유량 조정부가 배치되는 제 1공간과 상기 제어부가 배치되는 제 2공간으로 구획하는 경계부재를 갖는 유량 조정장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유입포트에서 상기 계측유로의 상류측으로 유입되는 유체의 압력을 측정하는 압력 측정부를 포함하는 유량 조정장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 한 쌍의 진동자를 둘러싸도록 배치되는 금속제의 실드부재를 포함하는 유량 조정장치.