容積流量計はどのように機能しますか?

容積式流量計は、さまざまな業界で広く使用されている重要なカテゴリの流量測定装置です。流量計の大手サプライヤーとして、当社はこれらのデバイスに関して深い知識と豊富な経験を持っています。このブログでは、容積式流量計の仕組み、その用途、利点、利用可能なさまざまなタイプについて説明します。

容積式流量計の動作原理

容積式流量計は、シンプルかつ効果的な原理で動作します。一定量の流体を繰り返し捕捉し放出することで、メーターを通過する流体の量を測定します。これは、流体によってメーター内の可動コンポーネントが回転または往復運動する機械プロセスによって実現されます。

作業プロセスを段階的に見てみましょう。まず、流体が流量計チャンバーに入ります。このチャンバー内には、正確に設計された測定チャンバーまたはコンパートメントがあります。流体が流入すると、これらのチャンバーが満たされます。次に、ローター、ピストン、ギアなどの流量計の可動部品が、入ってくる流体の圧力によって作動します。これらの可動部品は、流体を別個の既知の体積セグメントに分割します。

可動部品が動作を続けると、閉じ込められた流体がチャンバーの入口側から出口側に移動します。固定容積のチャンバーが満たされたり空になったりするたびに、メーターを通過した液体の特定の容積を表します。多くの場合、機械的または電子的な計数機構が、これらの変位の数を追跡します。変位の数と各チャンバーの容積を乗算することにより、メーターを通って流れた流体の総量を正確に求めることができます。

容積式流量計の種類

容積式流量計にはいくつかの種類があり、それぞれに独自の設計と用途があります。

ギア流量計

歯車流量計は、ハウジング内で噛み合う 2 つ以上の歯車で構成されています。流体がメーターに入ると、ギアが回転します。ギアの歯は流体を閉じ込める密閉室を形成します。歯車の回転によりこれらのチャンバーが入口から出口に移動し、流体が移動します。ギア流量計は精度が高いことで知られており、石油およびガス産業など、粘性流体の正確な測定が必要な用途で一般的に使用されています。

章動ディスク流量計

章動ディスク流量計では、流体が流量計を通過するときに、中央のピボットに取り付けられたディスクが章動します (円運動で傾いて回転します)。流体がチャンバーに入り、ディスクを特定の動きで動かします。この動きにより、入口から出口まで押し出される別々の体積の流体が生成されます。章動ディスク流量計は、そのシンプルさと信頼性により、住宅用および商業用の水道計量用途でよく使用されます。

オーバルギア流量計

楕円歯車流量計は、反対方向に回転する 2 つの楕円形の歯車を使用します。歯車の楕円形により、通常の円形歯車と比較して流体のより効率的な捕捉と移動が可能になります。これらの流量計は、低粘度液体と高粘度液体の両方を含む幅広い流体の測定に適しており、化学処理や燃料分配アプリケーションで一般的に使用されています。

容積式流量計の用途

容積式流量計は、さまざまな業界にわたって幅広い用途に使用できます。

石油およびガス産業

石油およびガス分野では、容積式流量計は原油、石油精製製品、天然ガスの流量を測定するために使用されます。これらは、当事者間で送金される石油またはガスの量を正確に測定することが金融取引にとって重要である保管送金アプリケーションには不可欠です。たとえば、原油を油田から製油所に輸送するパイプラインでは、容積式流量計を使用して移送される石油の量を正確に測定できるため、公平かつ正確な請求が保証されます。

化学工業

化学産業は、酸、溶剤、ポリマーなどのさまざまな化学物質の流量を測定するために容積式流量計を利用しています。これらの流量計は、腐食性および粘性のある化学薬品を高精度で処理できるため、化学薬品の混合、注入、バッチ処理などのプロセスに適しています。たとえば、化学製造プラントでは、容積式流量計を使用して、化学反応容器に追加される反応物の量を正確に測定できます。

飲食業界

食品および飲料業界では、容積式流量計は、牛乳、フルーツジュース、ビールなどの液体の流量を測定するために使用されます。これらは厳格な衛生基準を満たすように設計されており、粘性や粒子を含む液体であっても正確な測定を行うことができます。たとえば、ビール醸造所では、容積式流量計を使用してボトルや樽に充填されるビールの量を測定し、一貫した製品品質と正確な在庫管理を確保できます。

容積式流量計の利点

容積式流量計には、他のタイプの流量計に比べていくつかの利点があります。

高精度

容積式流量計の主な利点の 1 つは、精度が高いことです。流量計のタイプと設計に応じて、最大 ±0.1% 以上の測定精度を実現できます。このため、保管場所の搬送や高精度の化学薬品投与など、正確な流量測定が重要な用途に適しています。

広い粘度範囲

容積式流量計は、水のような非常に低粘度の液体から重油のような高粘度の液体まで、幅広い粘度の液体を扱うことができます。この多用途性により、さまざまな業界や用途に適しています。

低い流量感度

これらの流量計は、微量の流量まで正確に測定できます。これは、研究室の設定や製造プロセスでの添加剤の投与など、少量の液体の正確な測定が必要な用途で重要です。

他の流量計との比較

容積式流量計には多くの利点がありますが、他のタイプの流量計と比較することも重要です。例えば、SLDF2000 クランプオン流量計は、パイプに切り込みを入れることなく、パイプの外側に簡単に取り付けることができる非侵入型流量計です。超音波技術を使用して流体の流れを測定します。流体が可動部品を物理的に移動させる必要がある容積式流量計とは異なり、クランプオン流量計は流体中の超音波の通過時間またはドップラー効果に基づいて流量を測定します。

もう一つのタイプは、熱質量流量計。熱伝達の原理を利用して気体の質量流量を測定する流量計です。これは、工業用燃焼プロセスや環境モニタリングなど、ガス流量の測定が必要なアプリケーションで一般的に使用されます。一方、容積式流量計は主に液体の流量測定に使用されますが、特定の用途では気体流量の測定にも使用できるものもあります。

の差込型電磁流量計ファラデーの電磁誘導の法則に基づいて導電性流体の流れを測定します。大口径パイプに適しており、幅広い導電性流体の正確な流量測定が可能です。ただし、容積式流量計は、高精度と粘性流体の処理能力が必要な用途により適しています。

結論

容積式流量計は、幅広い業界で流体の流れを測定するための信頼性が高く正確なソリューションです。独自の動作原理、高精度、幅広い粘度範囲に対応できるため、多くの用途で人気があります。石油とガス、化学、食品と飲料、または正確な流量測定が必要なその他の業界のいずれの業界であっても、容積式流量計は必要なソリューションを提供します。

容積式流量計や当社が提供する他のタイプの流量計について詳しく知りたい場合は、詳細な説明のために当社までお問い合わせいただくことをお勧めします。当社の専門家チームは、お客様の特定の用途に適した流量計の選択を支援し、可能な限り最高のソリューションを提供する準備ができています。私たちは、お客様と協力して、お客様の業務における正確で信頼性の高い流量測定の実現を支援できる機会を楽しみにしています。

参考文献

1. 『流量測定ハンドブック: 工業デザインと応用』Richard W. Miller 著
2. 「プロセスフロー測定」ロバート W. ミラー著
3. さまざまな流量計メーカーの技術資料