CN1357750A - 整流装置及流量计 - Google Patents

Abstract

采用网的现有的整流装置的整流效果低,而采用整流管的现有的整流装置虽然整流效果高但存在整流管长的缺点。本发明可获得一种小型、整流效果高的整流装置。在笔直的流体通路1内配置要整流部位2,在要整流部位2的上游的流体通路1内配设有内侧突出部3或3A、3B。也可以在要整流部位2的上游和下游的流体通路内分别配设内侧突出部3C、3D。通过这种简单的结构,可发挥在要整流部位2处的流动中没有紊流或偏流的高的整流效果。

Description

整流装置及流量计

技术领域

发明涉及一种对流体通路内要整流部分(例如配置测量器的检测部的部位)的流体的流动进行整流的整流装置及流量计。

背景技术

例如，在流体通路的内周面上配置有流量检测部的流量计中，在流量计的上游一侧连接有弯管，在流量检测部附近的流体的流动中产生偏流或紊流时将产生测量误差。为了防止产生测量误差，是采用整流装置对流量计中流体通路内的流体的流动进行整流。作为整流装置，有在流量检测部的上游和下游的流体通路内的整个截面上配设有网的装置，和在流量计的上游侧连接有指定长度的整流管(内径与计量器具的流体通路的内径相同的直通管)的装置。

采用网的整流装置的整流效果低，而采用整流管的整流装置虽然整流效果高，但存在整流管较长的缺点。

发明内容

本发明的第1结构是一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游的流体通路内配设有内侧突出部。

本发明的第2结构是一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游的流体通路内配设有多个内侧突出部。

本发明的第3结构是一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部。

本发明的第4结构是一种在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部的整流装置，内侧突出部中上游、下游的一方或双方的内侧突出部为多个，余下的内侧突出部为一个。

本发明的第5结构是在第1结构～第4结构中，内侧突出部是和构成流体通路的部件一体形成的。

本发明的第6结构是在第1结构～第4结构中，内侧突出部是与流体通路的部件分别形成的。

本发明的第7结构是在第1结构～第4结构中，流体通路的截面形状为圆形，内侧突出部是截面形状为四边形、三角形或圆形的环状物。

本发明的第8结构是一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游的流体通路内配设有内侧突出部。

本发明的第9结构是一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游的流体通路内配设有多个内侧突出部。

本发明的第10结构是一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部。

本发明的第11结构是一种在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部的流量计，在内侧突出部中上游、下游的一方或双方的内侧突出部为多个，余下的内侧突出部为一个。

本发明的第12结构是在第8结构～第11结构中，内侧突出部是和构成流体通路的部件一体形成的。

本发明的第13结构是在第8结构～第11结构中，内侧突出部是和流体通路的部件分别形成的。

本发明的第14结构是在第8结构～第11结构中，流体通路的截面形状为圆形，内侧突出部是截面形状为四边形，三角形或圆形的环状物。

另外，在本发明的第1结构～第7结构中，要整流部位是指将各种测量器、测定器、传感器、检测器类的检测部、检知部等配置在流体通路内的部位。

而且，本发明的内侧突出部是在与流体通路的中心线大致垂直的面上、沿流体通路面连续配设的，并且可使内侧突出部的突出量相等或大致相等。本发明的要整流部位或流量检测部可配设在流体通路的中心线附近。

本发明可通过在流体通路内、要整流部位的上游或上游、下游上配设内侧突出部，发挥在要整流部位处的流动中没有紊流或偏流的高整流效果。由于仅在要整流部位的上游或上游、下游配设内侧突出部，所以本发明适用于整流装置的成本低，整流装置小型化，并要整流的各部分上。

附图说明

图1A为表示本发明的实施形式1的视图。

图1B为表示本发明的实施形式2的视图。

图1C为表示本发明的实施形式3的视图。

图2A为表示本发明的实施形式1中流体通路的横截面上的流速分布的视图。

图2B为表示本发明的实施形式1中流体通路的纵截面上的流速分布的视图。

图3A为表示本发明的实施形式2中流体通路的横截面上的流速分布的视图。

图3B为表示本发明的实施形式2中流体通路的纵截面上的流速分布的视图。

图4A为表示本发明的实施形式3中流体通路的横截面上的流速分布的视图。

图4B为表示本发明的实施形式3中流体通路的纵截面上的流速分布的视图。

图5A～图5F为表示在本发明的实施形式1的整流装置1a～1f的上游一侧上连接有弯曲部，流体从上游流动时的流体通路内的流动解析结果的视图。

图6A～图6D为表示在本发明的实施形式2的整流装置2a～2d的上游一侧上连接有弯曲部，流体从上游流动时的流体通路内的流动解析结果的视图。

图7为本发明的实施形式2适用于流量计中的情况的剖视图。

图8A为图7的流量检测点处的流速分布图。

图8B为没有整流装置时流量计的流量检测点处的流速分布图。

具体实施方式

图1A表示本发明的整流装置的实施形式1。实施形式1的整流装置为在笔直的流体通路1内配置要整流的部位2，在仅距要整流部位2指定距离的上游(图1A中为左方)的流体通路1内配设从流体通路壁向内侧突出指定的大小、突出量相同或大致相同的内侧突出部3。要整流部位2为检测器的检测部等配置的部位，检测器的检测部等由支承件4支承在流体通路1的中心线(r＝0)的附近。在实施形式1中，使笔直的流体通路为至少从内侧突出部到要整流部位的后方位置(在要整流部位的流动中不产生偏流或紊流的位置)。

内侧突出部3在与流体通路1的中心线大致垂直的面上是沿着流体通路面连续的。图示的内侧突出部3为与流体通路1不同的部件，内侧突出部3固定在流体通路1的内周面上，但也可以将构成流体通路1的部件和内侧突出部3一体形成。而且，图示的内侧突出部3的截面形状为四边形，但其截面也可以是三角形、圆形等任意的形状。较佳的是，流体通路1的截面为圆形，内侧突出部3为环状。

图2A和图2B表示实施形式1的整流装置(其中，在此处，流体通路1的截面为圆形，内侧突出部3为环状)的上游一侧连接有弯管的情况和连接有直管的情况下的流体的速度分布，流量为200升/分、600升/分、1000升/分三种。图2A为流体通路1的横截面(与中心线平行的面)上的流速分布。图2A的纵轴为流速(m/s)、横轴为X/d(X为从内侧突出部3的后端到下游的距离，d为通路内径，同时参照图1A)。X/d为0的位置为内侧突出部3的后端位置，从X/d为0的位置向右为下游。流体的流速在内侧突出部3附近快，在通过内侧突出部3的内侧后达到最大，然后慢慢降低。即使在连接有弯管的情况下，从内侧突出部3的后端起，从X/d约为6的位置开始流速不再变化，可认为流体的流动中紊流减少了。

图2B表示在图2A中X/d为7的位置处流体通路1内的纵截面(与中心线垂直的面)上的流速分布。将纵轴作为流速(m/s)，横轴作为r/d(r为从流体通路的中心沿半径方向的距离，d为通路内径，同时参照图1A)。流速从中心朝向半径方向对称地变化，而且即使离开中心，流速的降低也很小，由此可知流动中没有偏流。

图5A～图5F为以等速线表示实施形式1的整流装置1a～1f(其中，流体通路的内径为d，内侧突出部为环状)的上游一侧上连接有弯管，流体以500升/分的流量自上游流动时流动的解析结果。图5A的整流装置1a的内侧突出部是截面形状为三角形(30°锥面)、内径为0.75d、宽度为0.2。图5B的整流装置1b的内侧突出部是截面形状为三角形(30°锥面)、内径为0.6d、宽度为0.2。图5C的整流装置1c的内侧突出部是截面形状为半圆弧(圆弧面)、内径为0.75d、宽度为0.2。图5D的整流装置1d的内侧突出部是截面形状为四边形，内径为0.75d，宽度为0.2。图5E的整流装置1e的内侧突出部是截面形状为四边形、内径为0.6d、宽度为0.2。图5F的整流装置1f的内侧突出部是截面形状为四边形、内径为0.7d、宽度为0.2。在图5A～图5F中，在整流装置1a～1f的后端部，流体的流动中均不存在紊流或偏流，可知整流效果很高。

图1B表示本发明的整流装置的实施形式2。实施形式2的整流装置是在笔直的通路1内配置要整流部位2，在仅距要整流部位2指定距离的上游(图1B中为左方)的流体通路1内隔开指定的间隔配设有2个内侧突出部3A、3B。内侧突出部3A和内侧突出部3B是形状、尺寸相同的内侧突出部。在实施形式2中，可使笔直的流体通路至少为从最上游位置的内侧突出部到要整流部位的后方位置(要整流部位的流动中不发生偏流或紊流的位置)。实施形式2的整流装置的其它方面与实施形式1的整流装置相同。

图3A和图3B表示以与图2A和图2B相同的方法对实施形式2的整流装置上游一侧上连接有弯管的情况和连接有直管的情况下进行与图2A和图2B的情况相同的试验结果。在图3A中，X/d为0的位置(纵向上加有虚线)是内侧突出部3A的后端位置，X/d约为1.6的位置(纵向上加有虚线)是内侧突出部3B的后端位置。流体的流速在内侧突出部3A的位置急速上升，在通过内侧突出部3A的内侧后达到最大值，然后慢慢降低。而且，在内侧突出部3B的位置再次上升，通过内侧突出部3B的内侧后达到最大值，之后慢慢变化地降低。即使在连接有弯管的情况下，流速在距内侧突出部3A的后端X/d约为8的位置开始不再变化，可认为在流体的流动中紊流减少了。

图3B表示在图3A的X/d为8的位置处流体通路1内的纵截面上的流速分布。流速从中心朝向半径方向是对称的，而且即使离开中心，流速的降低也很小，在流动中没有偏流。

图6A～图6D表示以图5A～图5F相同的方法对实施形式2的整流装置2a～2d进行与图5A～图5F的情况相同的流动解析。图6A～图6D的整流装置2a～2d的内侧突出部是截面形状为均为四边形，宽度均为0.2d。而且，在图6A的整流装置2a中，内侧突出部的内径为0.7d，两个内侧突出部的间隔为40mm。在图6B的整流装置2b中，内侧突出部的内径为0.7d，两个内侧突出部的间隔为30mm。在图6C的整流装置2c中，内侧突出部的内径为0.6d，两个内侧突出部的间隔为40mm。在图6D的整流装置2d中，内侧突出部的内径为0.75d，两个内侧突出部的间隔为40mm。在图6A～图6D中，在整流装置2a～2d的后端部，流体的流动中均不存在紊流或偏流，可知整流效果很高。

图1C表示本发明的整流装置的实施形式3。实施形式3的整流装置是在笔直的流体通路1内配置要整流部位2，在仅距要整流部位2指定距离的上游(图1C中为左方)的流体通路1内配设上游侧内侧突出部3C，在仅距要整流部位2指定距离的下游(图1C中为右方)的流体通路1内配设下游侧内侧突出部3D。上游侧内侧突出部3C和下游侧内侧突出部3D为形状、尺寸相同的内侧突出部。

在图1C中，要整流部位2的上游一侧和下游一侧上分别配设一个内侧突出部，但也可以是，①上游一侧的内侧突出部为多个，下游一侧的内侧突出部为一个，②上游一侧的内侧突出部为一个，下游一侧的内侧突出部为多个，③上游一侧的内侧突出部为多个，下游一侧的内侧突出部也为多个。在实施形式3中，可使笔直的流体通路为至少是从上游的内侧突出部(在存在多个时为最上游的内侧突出部)到下游的内侧突出部(在存在多个时为最下游的内侧突出部)的范围。实施形式3的整流装置的其它方面与实施形式1的整流装置相同。

图4A和图4B是表示以与图2A和图2B相同的方法对实施形式3的整流装置的上游一侧上连接有弯管的情况和连接有直管的情况进行与图2A和图2B的情况相同的试验结果。在图4A中，X/d为0的位置(纵向上加有虚线)是上游侧内侧突出部3C的后端位置，X/d为2的位置(纵向上加有虚线)是下游侧内侧突出部3D的后端位置。流体的流速在上游侧内侧突出部3C的位置处急速上升，通过上游侧内侧突出部3C的内侧后达到最大值，之后慢慢降低。而且，在下游侧内侧突出部3D的位置处再次上升，通过下游侧内侧突出部3D的内侧后达到最大值，然后慢慢变化地降低。即使在连接有弯管的情况下，在流量为200或600升/分时，流速在距内侧突出部3A的后端X/d约为1的位置处也是稳定的，可认为流体的流动中的紊流减少。

图4B表示图4A中X/d为1的位置处流体通路1内的纵截面上的流速分布。流速从中心朝向半径方向是对称的，而且即使在中心线附近，流速的降低也减小，在流动中没有偏流。

图7表示将整流装置的实施形式2用于热式流量计中的例子。在本体100的中央上形成有纵长的流体通路1，在本体100上表面的安装孔16中安装有电路组件11。支承件4A、4B从本体10向流体通路1的中心线突出，在支承件4A的前端上固定有测定流速用的阻抗体12，在支承件4B的前端上固定有温度补偿用的阻抗体13。测定流速用的阻抗体12和温度补偿用的阻抗体13位于要整流部位上。测定流速用的阻抗体12和温度补偿用的阻抗体13连接在电路组件11内的控制电路上，由控制电路计算的流量信号通过端子14输出。在测定流速用的阻抗体12上游指定距离的流体通路1内，隔以间隔地固定有两个内侧突出部3A、3B。流体通路1的截面形状为圆形，内侧突出部3A、3B是截面为四边形、尺寸相同的环状体。

根据对图7进行的实验，在使流体通路1的内径为d时，内侧突出部3A、3B的最佳尺寸是外径为d、内径为0.7d、宽度为0.2d。而且，内侧突出部3A和内侧突出部3B的最佳间隔为1.6d，内侧突出部3B和测定流速用的阻抗体12(流量检测点)的最佳间隔为7d或7d以上。在为以上的数值时，获得了最高的整流效果。

图8A表示图7的流体通路1内的测定流速用的阻抗体12的位置处纵截面上的流速分布。以纵轴作为流速，以横轴作为半径方向上的距离r，流量为600升/分。由图8A可知，即使在上游一侧上连接有弯管，流速从中心朝向半径方向也是对称的，而且即使离开中心，流速的降低也减小，在流动中没有偏流。可判定由上游的内侧突出部3A、3B对流动进行了整流。另外，图8B表示与图8A的情况同样地对不配设内侧突出部3A、3B的情况进行的实验结果，在上游一侧上连接有弯管时，流速从中心朝向半径方向是非对称的，流流速随着远离中心而变化，在流动中存在明显的偏流。

Claims (14)

1.一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游的流体通路内配设有内侧突出部。

2.一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游的流体通路内配设有多个内侧突出部。

3.一种整流装置，在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部。

4.一种整流装置，是在笔直的流体通路内配置要整流部位，在要整流部位的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部的整流装置，内侧突出部中上游、下游的一方或双方的内侧突出部为多个，余下的内侧突出部为一个。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的整流装置，内侧突出部是和构成流体通路的部件一体形成的。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的整流装置，内侧突出部是与流体通路的部件分别形成的。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的整流装置，流体通路的截面形状为圆形，内侧突出部是截面形状为四边形、三角形或圆形的环状物。

8.一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游的流体通路内配设有内侧突出部。

9.一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游的流体通路内配设有多个内侧突出部。

10.一种流量计，在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部。

11.一种流量计，是在笔直的流体通路内配置流量检测部，在流量检测部的上游和下游的流体通路内分别配设有内侧突出部的流量计，在内侧突出部中上游、下游的一方或双方的内侧突出部为多个，余下的内侧突出部为一个。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的流量计，内侧突出部是和构成流体通路的部件一体形成的。

13.根据权利要求8至11中任一项所述的流量计，内侧突出部是和流体通路的部件分别形成的。

14.根据权利要求8至11中任一项所述的流量计，流体通路的截面形状为圆形，内侧突出部是截面形状为四边形，三角形或圆形的环状物。

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