JP2001281022A - フルイディック素子の整流部の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フルイディック素子１０のノズル１１を形成
するノズル部材５の上流側に配置される流体導入部材１
に、ノズル１１と同軸にその開口高さ方向に配置された
流体ｆを整流するスリット状流路部４と、ノズル１１の
流路断面積よりも小断面積の小流量測定流路部２とを、
間に仕切壁部２ａを介在させて、ノズル１１の開口高さ
方向に形成し、小流量測定流路部２の流路内の流体流量
を測定可能なフローセンサの流量検出端３をその流路に
臨ませて設けてあるフルイディック素子の整流部の整流
効果を高め、フルイディック素子１０におけるノズル１
１からの噴流の振動をさらに安定化できるようにする。 【解決手段】 スリット状流路部４の下流側に、その下
流側端部から離間して、ノズル１１の開口高さ方向に延
びる縦方向の整流板９を、スリット状流路部４及びノズ
ル１１と同軸に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フルイディック素
子の入口部に設けられる整流部の構造に関し、詳しく
は、フルイディック素子のノズルを形成するノズル部材
の上流側に配置される流体導入部材を備え、前記流体導
入部材に、前記ノズルと同軸に前記ノズルの開口高さ方
向に配置され、前記ノズルへの流体を整流するスリット
状流路部と、前記スリット状流路部と前記ノズルの開口
高さ方向の一端側の壁面との間に仕切壁部を介在させて
配置され、前記ノズルの流路断面積よりも小断面積の小
流量測定流路部とを、前記ノズルの開口高さ方向に形成
して、前記小流量測定流路部内の流路に臨ませて、前記
小流量測定流路部内の流体流量を測定可能なフローセン
サの流量検出端を設けてあるフルイディック素子の整流
部の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】発明者等は先に、図１５に示すように、
フルイディック素子１０のノズル１１を形成するノズル
部材５の上流側に備えて配置される流体導入部材１に、
前記ノズル１１と同軸に前記ノズル１１の開口高さ方向
に配置され、前記ノズル１１への流体を整流するスリッ
ト状流路部４と、前記スリット状流路部４と前記ノズル
１１の開口高さ方向の一端側の壁面７との間に仕切壁部
２ａを介在させて配置され、前記ノズル１１の流路断面
積よりも小断面積の小流量測定流路部２とを、前記ノズ
ル１１の開口高さ方向に形成して構成され、前記壁面７
に、前記小流量測定流路部２内の流路に臨ませて、前記
小流量測定流路部２内の流体流量を測定可能なフローセ
ンサの流量検出端３を設けて構成したフルイディック素
子の整流部（例えば、特願平１１−２４７５５２号）を
提案した。

【０００３】図示の例は、流体振動型流量計を用いた６
号ガスメータであり、本発明に係る整流部を備える流体
振動型流量計Ｍを用いたものである。このガスメータ２
０は、測定対象の流体ｆの流入方向Ｉが、流出方向Ｏに
対して１８０°逆になるように構成されている。つま
り、ガス、水等の流体ｆが、装置流入口２１から流れ込
み、圧力変動吸収機構２５を備えた屈曲路２２を経て遮
断弁部２３に至る。そして、この遮断弁部２３を通過し
た前記流体ｆは貯留部２４に流入する。この貯留部２４
に流入した前記流体ｆは、前記流体振動型流量計Ｍを経
て装置流出口２６から流出するように構成されている。
前記流体振動型流量計Ｍに流入した流体ｆは、フルイデ
ィック素子１０のノズル１１を形成するノズル部材５に
設けられた流体導入部材１を介して、流体導入路６から
前記ノズル１１に流入する。このノズル１１から前記フ
ルイディック素子１０内に噴出する前記流体ｆが、その
噴流の方向を変えて振動しながら、そのノズル噴出面１
１ｂよりも下流側に設けられている拡大流路部１５、絞
り流路部１６を経て装置流出口２６に向けて流出する。
前記流体振動型流量計Ｍには、前記ノズル１１の両側
で、前記ノズル噴出面１１ｂの近傍に、前記噴流の振動
を検出する一対の流体振動検出端１２を配置してある。
この流体振動検出端１２は小径に形成した開口であり、
これを一対の圧力導入部を備える流体振動検出センサに
連通して流体振動を検出する。

【０００４】前記フルイディック素子１０は、流路軸Ｚ
を対称軸として配置された拡大流路形成部材１４間に前
記拡大流路部１５が形成され、この拡大流路部１５の流
路中央に前記ノズル１１より噴出する噴流の直進を阻害
するターゲット１３が備えられ、前記拡大流路部１５の
下流側に前記絞り流路部１６が設けられている。前記ノ
ズル１１は、ノズル幅方向の両内側面を前記流路軸Ｚに
平行なノズル内壁面１１ａで形成し、前記ノズル噴出面
１１ｂを前記流路軸Ｚに対して直交する状態で形成され
ている。前記ターゲット１３は、前記ノズル噴出面１１
ｂから所定距離離間した位置に配置され、流量測定範囲
内において、噴流の流動方向の切り換えを安定させて起
こさせる効果を有する。ところで、小流量側の流量域で
は、こうしたフルイディック素子１０のノズル１１から
の噴出に対して、前記ノズル噴出面１１ｂ近傍に前記帰
還流の流体ｆが蓄積し易く、これが流体振動を阻害する
ことを避けるために、拡大流路形成部材１４を、前記ノ
ズル噴出面１１ｂから離間させて、前記拡大流路形成部
材１４の裏側に逃がし路１７を形成し、前記帰還流を前
記ノズル噴出面１１ｂの近傍で分岐させて、前記帰還流
の一部を、分岐流として前記逃がし路１７から流出させ
るようにしてある。

【０００５】上記フルイディック素子１０においては、
ノズル噴出面１１ｂより噴出した噴流は、ターゲット１
３の側部を迂回して絞り流路部１６から流出する噴流主
流と、この噴流主流から分岐して、拡大流路部１５にお
ける後流側の部位もしくは前記絞り流路部１６を形成す
る縮小断面部に衝突して、拡大流路形成部材１４の内面
に沿って流路内を前記ノズル１１側へ帰還する帰還流と
なり、この帰還流が前記ノズル噴出面１１ｂに向けて逆
流することで、そのノズル噴出面１１ｂ近傍に、噴流の
直進方向に対して直交する方向で、前記噴流の振れ方向
とは逆方向の流体エネルギー成分が付与され、前記噴流
は逆方向に振れるようになる。これを繰り返すことで、
流体振動を生ずるようになり、この振動周期は、流体ｆ
の流量に逆比例する。そこで、前記ノズル噴出面１１ｂ
近傍に配置された前記一対の流体振動検出端１２の間の
差圧は前記噴流の流速の二乗に比例するから、前記流体
振動を上記静電容量型圧力振動センサで検出し、その周
波数を測定することで、この流路に流れる流体の流量を
測定しようとするのである。

【０００６】図１６は、前記ノズル部材５をノズル内壁
面１１ａ側から斜めに見た図であるが、前記ノズル部材
５における上流側に位置する流体導入路６に流体導入部
材１（図では、これを示すように、前記ノズル部材５の
側壁の一部を切り欠いてある。）を配置して整流部を構
成してある。この流体導入部材１には、前記ノズル１１
の流路断面積よりも小断面積の、前記フルイディック素
子１０における前記流体振動の発振が不安定になる微少
流量域における流体の流量を測定するための小流量測定
流路部２を形成し、前記小流量測定流路部２と前記ノズ
ル１１の開口高さ方向の他端側の壁面８との間に、前記
ノズル１１の開口高さ方向に亘ってスリット状流路部４
を形成し、そのスリット状流路部４を分割して複数の整
流流路を形成し、前記スリット状流路部４と前記小流量
測定流路部２との間に、前記ノズル１１の開口高さ方向
で離隔する仕切壁部２ａを形成してある。

【０００７】尚、図示の例においては、１枚の縦仕切板
部４ｂと４枚の横仕切板部４ｃを設けて、前記スリット
状流路部４を１０分割してある。このように構成した流
体導入部材１を配置した流体導入路６では、前記流体導
入部材１の流路出口における流体ｆの流速分布がほぼ均
一になる。ところで、一般に流体は、コアンダ効果によ
って側壁面に沿って流れる性質があり、前記縦仕切板部
４ｂを配置して側壁面の数を増やした方が整流効果を増
し、前記スリット状流路部４の開口幅方向に対称の流速
分布を形成することができる。そして、上記のように流
体の流れを均等に配分し、前記ノズル１１に至るまでの
前記流体導入路６においてさらに均すことで、前記ノズ
ル１１の高さ方向の全域に亘ってほぼ均一な流速分布と
なり、フルイディック素子１０における流体振動の発振
が円滑に行われるように構成したのである。尚、前記横
仕切板部４ｃは、上述のスリット状流路部４の開口高さ
方向の仕切壁として機能するだけでなく、前記スリット
状流路部４の対向面４ａの間を接続して補強リブの役割
も果たすものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のフル
イディック素子の整流部においては、前記スリット状流
路部４の開口幅方向に対称の流速分布を形成することが
できるのであるが、前記コアンダ効果によって、前記縦
仕切板部４ｂに沿う流体ｆの流れを形成できるが、同時
に、前記スリット状流路部４における対向面４ａに沿っ
た流れも形成するのである。このため、前記流体導入部
材１の入口側に流入する流体ｆが前記対向面４ａの一方
側に偏れば、前記流体導入路６に流出する流体ｆの流れ
の偏りが、この流体導入部材１でも解消されず、前記ノ
ズル１１から噴出する噴流の振動に対する不安定要素に
なり得るという新たな問題を生ずる。

【０００９】そこで、本発明の目的は、前記整流部の整
流効果を高め、前記ノズルからの噴流の振動をさらに安
定化できるフルイディック素子を提供する点にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

【００１１】〔本発明の特徴構成〕本発明に係るフルイ
ディック素子の整流部の構造は、流体導入部材の下流側
に、前記流体導入部材により整流された流体の流れを流
路軸に引き寄せる、さらなる整流手段を設けた点に特徴
を有するものであり、夫々に以下のような特徴を備える
ものである。

【００１２】請求項１に係わる本発明のフルイディック
素子の整流部の構造の第１特徴構成は、スリット状流路
部の下流側に、流体導入部材の下流側端部から離間し
て、ノズルの開口高さ方向に延びる縦方向の、流路軸に
沿って配置された整流板を、前記スリット状流路部と同
軸に、且つ、前記ノズルと同軸に設けてある点にある。

【００１３】請求項２に係わる本発明のフルイディック
素子の整流部の構造の第２特徴構成は、上記第１特徴構
成における整流板を、ノズルの開口高さ方向の他端側の
壁面から仕切壁部の下流側に亘る領域に連続して設けて
ある点にある。

【００１４】〔特徴構成の作用及び効果〕上記本発明に
係るフルイディック素子の整流部の構造によれば、流体
導入部材の下流側にさらなる整流手段を設けたことで、
ノズルへ向けて流入する流体が、前記ノズルの開口幅中
央の流路軸に沿って流入するようになり、フルイディッ
ク素子における流体振動をさらに安定化させるものであ
り、夫々に、以下のような独特の作用効果を奏する。

【００１５】上記本発明に係わるフルイディック素子の
整流部の構造の第１特徴構成によれば、ノズルに向けて
流入する流体を整流するスリット状流路部の下流側に、
離間して整流板を設けてあるから、前記スリット状流路
部で整流された流体の、特に対向面に沿って下流側に流
出し、前記対向面の終端部で剥離する流れを、コアンダ
効果により前記整流板に引き寄せて、前記ノズルの軸に
沿って流出させることができるようになる。殊に、前記
整流板が前記スリット状流路部から離間していること
で、前記スリット状流路部と前記整流板との間の間隙に
生ずる負圧領域により流れを前記間隙の側に引き寄せ
て、前記コアンダ効果が有効に作用するようになり、前
記スリット状流路部から流出する流体を、さらに確実に
流路軸に沿う流れとして前記整流板に引き寄せることが
可能になる。

【００１６】上記本発明に係わるフルイディック素子の
整流部の構造の第２特徴構成によれば、上記第１特徴構
成の作用効果をさらに有効に奏するようになる。つま
り、前記整流板がスリット状流路部の高さ方向の全域に
配置されていることで、前記スリット状流路部の対向面
に沿う流れを全域に亘って流路軸に集中する流れに変え
ることが可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるフルイディ
ック素子の整流部の構造について説明する。尚、上記従
来の技術に用いた図１５及び図１６における要素と同一
の要素乃至同様の機能を果たす要素については、先の図
１５及び図１６に付した符号と同一の符号を付し、詳細
の説明の一部を省略する。

【００１８】上記流体振動型流量計を用いた例であるガ
スメータは、６号メータであり、図１に示すように、フ
ルイディック素子１０を用いて流量を計測する、本発明
に係る流体振動型流量計Ｍを用いたものである。このガ
スメータ２０は、測定対象の流体ｆの流入方向Ｉが、流
出方向Ｏに対して１８０°逆になるように構成されてい
る。つまり、ガス、水等の流体ｆが、装置流入口２１か
ら流れ込み、圧力変動吸収機構２５を備えた屈曲路２２
を経て遮断弁部２３に至る。そして、この遮断弁部２３
を通過した前記流体ｆは貯留部２４に流入する。この貯
留部２４に流入した前記流体ｆは、前記流体振動型流量
計Ｍを経て装置流出口２６から流出するように構成され
ている。前記流体振動型流量計Ｍに流入した流体ｆは、
フルイディック素子１０のノズル１１を形成するノズル
部材５に設けられた流体導入部材１を介して、流体導入
路６から前記ノズル１１に流入する。このノズル１１か
ら前記フルイディック素子１０内に噴出する前記流体ｆ
が、その噴流の方向を変えて振動しながら、そのノズル
噴出面１１ｂよりも下流側に設けられている拡大流路部
１５、絞り流路部１６を経て装置流出口２６に向けて流
出する。前記流体振動型流量計Ｍには、前記ノズル１１
の両側で、前記ノズル噴出面１１ｂの近傍に、前記噴流
の振動を検出する一対の流体振動検出端１２を配置して
ある。この流体振動検出端１２は小径に形成した開口で
あり、これを一対の圧力導入部を備える流体振動検出セ
ンサ（図外）に連通して流体振動を検出する。

【００１９】前記フルイディック素子１０の形状は、例
えば図２に示すように、流路軸Ｚを対称軸として配置さ
れた拡大流路形成部材１４間に前記拡大流路部１５が形
成され、この拡大流路部１５の流路中央に前記ノズル１
１より噴出する噴流の直進を阻害するターゲット１３が
備えられ、前記拡大流路部１５の下流側に前記絞り流路
部１６が設けられている。前記ノズル１１は、ノズル幅
方向の両内側面を前記流路軸Ｚに平行なノズル内壁面１
１ａで形成し、前記ノズル噴出面１１ｂを前記流路軸Ｚ
に対して直交する状態で形成されている。前記拡大流路
形成部材１４の内面は、前記流路軸Ｚ側に面しており、
前記ノズル噴出面１１ｂから下流側に所定距離隔たった
平行直線上に中心を有し、前記流路軸Ｚから等距離離間
する中心を有する一対の円弧で形成される円弧部１４ａ
と、前記円弧の外側で接し、前記ノズル噴出面１１ｂ側
で前記流路軸Ｚに近寄る接線で形成される直線部１４ｂ
とを滑らかに接続して形成してある。前記円弧部１４ａ
の後端部に、この円弧部１４ａを前記絞り流路部１６の
側壁に滑らかに接続する排出円弧部１４ｃに形成されて
いる。前記ターゲット１３は、前記ノズル噴出面１１ｂ
から所定距離離間した位置に配置され、流量測定範囲内
において、噴流の流動方向の切り換えを安定させて起こ
させる効果を有する。ところで、小流量側の流量域で
は、こうしたフルイディック素子１０のノズル１１から
の噴出に対して、前記ノズル噴出面１１ｂ近傍に前記帰
還流の流体ｆが蓄積し易く、これが流体振動を阻害する
ことを避けるために、拡大流路形成部材１４を、前記ノ
ズル噴出面１１ｂから離間させて、前記拡大流路形成部
材１４の裏側に逃がし路１７を形成し、前記帰還流を前
記ノズル噴出面１１ｂの近傍で分岐させて、前記帰還流
の一部を、分岐流として前記逃がし路１７から流出させ
るようにしておく。

【００２０】上記フルイディック素子１０においては、
ノズル噴出面１１ｂより噴出した噴流は、ターゲット１
３の側部を迂回して絞り流路部１６から流出する噴流主
流と、この噴流主流から分岐して、拡大流路部１５にお
ける後流側の部位もしくは前記絞り流路部１６を形成す
る縮小断面部に衝突して、拡大流路形成部材１４の内面
に沿って流路内を前記ノズル１１側へ帰還する帰還流と
なり、この帰還流が前記ノズル噴出面１１ｂに向けて逆
流することで、そのノズル噴出面１１ｂ近傍に、噴流の
直進方向に対して直交する方向で、前記噴流の振れ方向
とは逆方向の流体エネルギー成分が付与され、前記噴流
は逆方向に振れるようになる。これを繰り返すことで、
流体振動を生ずるようになり、この振動周期は、流体ｆ
の流量に逆比例する。そこで、前記ノズル噴出面１１ｂ
近傍に配置された前記一対の流体振動検出端１２の間の
差圧は前記噴流の流速の二乗に比例するから、前記流体
振動を上記静電容量型圧力振動センサで検出し、その周
波数を測定することで、この流路に流れる流体ｆの流量
を測定しようとするのである。

【００２１】前記ノズル部材５は、図３に示すように、
前記ノズル部材５における上流側に位置する流体導入路
６に流体導入部材１を配置してある。この流体導入部材
１には、前記ノズル１１の流路断面積よりも小断面積
の、前記フルイディック素子１０における前記流体振動
の発振が不安定になる微少流量域における流体ｆの流量
を測定するための小流量測定流路部２を形成し、前記小
流量測定流路部２と前記ノズル１１の開口高さ方向の他
端側の壁部との間に、前記ノズル１１の開口高さ方向に
亘ってスリット状流路部４を形成し、そのスリット状流
路部４を分割して、前記スリット状流路部４と前記小流
量測定流路部２との間に、前記ノズル１１の開口高さ方
向で離隔する仕切壁部２ａを形成してある。前記小流量
測定流路部２には、前記小流量測定流路部２内を流れる
流体ｆの、前記微少流量域の流量を測定可能なフローセ
ンサの流量検出端３を、前記小流量測定流路部２の高さ
方向一端側の壁面７に、流路に臨ませて配置してある。
前記小流量測定流路部２の出口開口高さ（Ｈｓ）は、前
記ノズル１１の開口高さよりも小さく、且つ、前記小流
量測定流路部２の開口幅（Ｗｓ）を、前記ノズル１１の
出口開口幅（Ｗｎ）より広く設定する（図４参照）。

【００２２】前記スリット状流路部４は、図４に示すよ
うに、前記ノズル１１の開口高さ方向に形成して、前記
ノズル１１と同軸に配置して形成してある。前記スリッ
ト状流路部４を形成する対向面４ａは、前記スリット状
流路部４の出口側に所定開口幅で平行に形成された出口
平面部と、前記流体導入部材１の上流側端面から前記出
口平面部にかけて、高さ方向から見た平断面における前
記対向面４ａの外郭線が滑らかに連続する曲線で形成さ
れる導入部曲率半径（Ｒｓ）で形成された円筒面状の導
入曲面部とで形成してある。そして、前記出口平面部の
流路方向の長さ（Ｌｆ）を、１ｍｍ以上３ｍｍ以下に設
定してある。この流路方向の長さ（Ｌｆ）が１ｍｍ未満
であれば、前記出口平面部から流出する流体ｆの散流を
招くことで、整流効果を損ない易くなったり、前記散流
に伴う圧力損失を増大したりするおそれがあり、この流
路方向の長さ（Ｌｆ）が３ｍｍを超えると、圧力損失が
高くなり、圧力損失が高くなると、フルイディック素子
１０のノズル入口での流体ｆの流入圧力が低下して、流
体振動に対する改善効果を損ねる場合があるので、前記
流路方向の長さ（Ｌｆ）をさらに長くすることは好まし
くない。

【００２３】尚、図３に示した例においては、１枚の縦
仕切板部４ｂと５枚の横仕切板部４ｃを設けて、前記を
１２分割してある例を示したものであが、さらに、図４
に示すように、前記スリット状流路部４の前記縦仕切板
部４ｂから下流側に、前記縦仕切板部４ｂから離間し
て、前記ノズル１１の開口高さ方向に延びる縦方向の、
前記流路軸Ｚに沿って配置された整流板９を設けてあ
る。前記整流板９は、前記ノズル１１の開口高さ方向の
他端側の壁面８から前記仕切壁部２ａの下流側に亘る領
域に連続して設け、さらに、前記整流板９の下端部は、
前記小流量測定流路部２の下流側にまで延出する。こう
して、前記整流板９を、前記スリット状流路部４と同軸
に、且つ、前記ノズル１１と同軸に配置する。以上のよ
うに構成した流体導入部材１を配置した流体導入路６に
は、前記スリット状流路部４からは、対向面４ａとその
対向面４ａに対向する縦仕切板部４ｂの面Ｆとの中間部
に最大流速を示す流体ｆが、小流量測定流路部２から
は、前記ノズル１１の開口幅方向の中央部に最大流速を
示す流体ｆが流入する。そこで、流路軸Ｚ上に配置され
た前記整流板９の存在により、流体ｆは前記流路軸Ｚに
沿う流れが安定した状態で前記ノズル１１に流入するの
である。尚、前記整流板９は、例えば図５に示すよう
に、下流側端部（図示の左側）に丸みを帯びさせておけ
ば、前記整流板９の下流側端部における流体ｆの渦発生
を抑制して、前記流体ｆの流線を効果的に前記流路軸Ｚ
に集めることができるから、後述の整流効果を高めるこ
とができる。

【００２４】この点について詳しく説明すれば、一般に
流体は、コアンダ効果によって側壁面に沿って流れる性
質がある。従って、前記出口平面部の長さを大きくする
よりも、前記縦仕切板部４ｂを配置して側壁面の数を増
やした方が整流効果を増すのである。但し、図示のよう
に、流路が矩形断面であれば、隣接する側壁面の接隅部
で両側壁面に沿う流れが不連続になるから、両接隅部に
おいては流速が低くなる。しかし、前記縦仕切板部４ｂ
によって前記出口平面部に対向する側壁面を形成した流
路にできるから、流体ｆの流れは前記両出口平面部と前
記側壁面とにほぼ均等に配分され、前記スリット状流路
部４の開口幅方向に対称の流速分布を形成することがで
きる。さらに、前記整流板９を設けてあることで、前記
分割されたスリット状流路部４から前記流体導入路６に
流出する流体ｆは、図６に示すように、前記整流板９に
沿って流路幅方向の中央寄りに集中して流出するように
なる。

【００２５】この点について説明を加えれば、小流量の
際に前記小流量測定流路部２の流速を高めるように、前
記スリット状流路部４との関係で流路断面積を設定して
あるから、前記流体導入部材１から流体導入路６に流入
する流体ｆは、小流量においては前記ノズル１１の開口
高さ方向に流速分布を有する。このように流速分布を有
するということは、前記流体導入路６に流入した流体ｆ
が流路軸Ｚとは異なる方向の流れの成分を有していると
いうことである。そこに前記整流板９を配置したことに
よって、前記流体導入路６における流路幅が二分され
て、狭められる結果、前記流路幅方向の流線の成分は抑
制され、且つ、前記コアンダ効果によって流れの方向を
流路軸Ｚの方向に揃えられるのである。従って、仮に上
流側の流路の屈曲に起因して前記流体導入部材１に流れ
込む流体ｆに偏りがあったとしても、ほぼ均等の流速で
前記流体導入部材１から下流の前記ノズル１１に向け
て、流路の幅方向中央部を流出するから、前記ノズル内
壁面１１ａには流れの配分を左右均等にできるのであ
る。殊に、前記整流板９が、前記縦仕切板部４ｂの下流
側に、離間して配置されているから、前記整流板９と前
記縦仕切板部４ｂとの間に間隙が生じており、この間隙
が前記縦仕切板部４ｂの表面Ｆに沿う流体ｆの流れと、
の前記整流板９表面に沿う流体ｆの流れとの間を不連続
にし、前記間隙に負圧を生じさせるから、より一層前記
流体ｆの流れが前記流路軸Ｚに集中することになるので
ある。

【００２６】以上説明した、ノズル１１を含むフルイデ
ィック素子１０及び流体導入部材１は、合成樹脂製であ
る。さらに、前記整流板９も同様の材料で形成される。
これは、使用温度による寸法変化が少ない点を利用した
ものであり、また、その形状及び製作個数から選択され
たもので、殊に、流体導入部材１は、機械加工で精密に
削り出すのが困難であり、その成型用の金型の方が製作
し易いからである。尚、この場合に、前記縦仕切板部４
ｂは、例えば図７に示すように、その厚さを下流側から
上流側に向けて次第に薄くすることが望ましい。このよ
うに、前記縦仕切板部４ｂの両面Ｆの間に開き角を持た
せることにより、金型から成型品を抜き出すに際しての
抜き勾配として機能するからである。前記縦仕切板部４
ｂの両面Ｆの間の開き角は、１°前後が望ましい。

【００２７】〔別実施形態〕上記実施の形態において示
さなかった本発明に係るフルイディック素子の整流部の
構造の実施の形態について以下に説明する。

【００２８】〈１〉上記実施の形態においては、縦仕切
板部４ｂから離間して、ノズル１１の開口高さ方向に延
びる縦方向の、流路軸Ｚに沿って配置された整流板９
を、前記ノズル１１の開口高さ方向の他端側の壁面８か
ら前記仕切壁部２ａの下流側に亘る領域に連続して設
け、さらに、前記整流板９の下端部を、前記小流量測定
流路部２の下流側にまで延出する例について説明した
が、図４に示した例においては、前記整流板９の下端部
は、前記小流量測定流路部２の下流側に突出することな
く、前記仕切壁部２ａの下流側までに留めてあってもよ
い。小流量測定流路部２の幅方向両側の側壁は、流体導
入路６の両側壁に連続しており、流路軸Ｚ近傍に最大流
速を示す流体ｆの流れが前記小流量測定流路部２から前
記流体導入路６に流入するから、前記ノズル１１への流
体ｆの流れがいずれか一方の側壁の側に偏ることを抑制
できるからである。尚、前記整流板９の前記他端側の壁
面８からの高さ（Ｈｇ）は、前記小流量測定流路部２の
開口高さ（Ｈｓ）の２／３以内の、前記小流量測定流路
部２の下流側への突出量となるように定めることが好ま
しく、前記小流量測定流路部２の下流側には突出させな
いように設定してあることがさらに好ましい。このよう
にすれば、前記小流量測定流路部２からの流体ｆを、確
実に前記整流板９に沿わせて前記ノズル１１に導くこと
ができて、これを備えるガスメータにおいては、良好な
測定精度を維持できるのである。

【００２９】〈２〉上記実施の形態においては、流体振
動型流量計を用いた例として、フルイディック素子１０
を用いた６号ガスメータを例として、図１に示して説明
したが、本発明に係るフルイディック素子のための整流
部の構造は上記例に限るものではなく、他のサイズのガ
スメータ、対象流体の異なる流量計等、フルイディック
素子を用いた流体振動型流量計であれば適用可能であ
り、上述の作用効果を奏するものである。また、フルイ
ディック素子１０の構造は、図示のものに限らず、例え
ば絞り流路部１６を備えないもの、逃がし路１７を備え
ないもの等、任意のフルイディック素子の構造に対して
適用できる。

【００３０】〈３〉上記実施の形態においては、横仕切
板部４ｃを、流体導入部材１の流路方向の長さ（Ｌｉ）
と同じ流路方向長さに形成してある例について図に示し
て説明したが、前記横仕切板部４ｃは、縦仕切板部４ｂ
と同じ流路方向長さ（Ｌｔ）に形成してあってもよく、
また、前記流体導入部材１の流路方向長さ（Ｌｉ）と前
記縦仕切板部４ｂの流路方向長さ（Ｌｔ）の中間の流路
方向長さに形成してあってもよい。

【００３１】〈４〉上記実施の形態においては、縦仕切
板部４ｂを１枚設けた例について説明したが、前記縦仕
切板部４ｂのないスリット状流路部４であってもよく、
また、これを２枚以上設けてあってもよい。後者の場
合、前記スリット状流路部４の分割された流路の開口幅
が夫々等しくなるようにすることが好ましく、また、そ
れらの開口幅の合計が前記ノズル１１の出口開口幅に等
しくなるように形成することが好ましい。尚、前記整流
板９は、前記縦仕切板部４ｂと同数である必要はなく、
前記スリット状流路部４の開口幅方向中央部に１枚配置
してあればよい。殊に、前記縦仕切板部４ｂを設けてい
ないスリット状流路部４を形成した流体導入部材１にあ
っては、対向面４ａから剥離して流体ｆを効果的に流路
軸Ｚに集中させて、ノズル１１に導くことができる。

【００３２】〈５〉上記実施の形態においては、横仕切
板部４ｃを５枚設けた例について図示説明したが、前記
横仕切板部４ｃを４枚乃至６枚設けるのが好ましく、さ
らに多くの横仕切板部４ｃを形成してあってもよい。前
記スリット状流路部４の開口高さが十分にあり、適度な
間隔を設け得るならば、枚数が多くなってもよい。尚、
スリット状流路部４の開口高さ方向の流速分布を平坦に
できれば、前記横仕切板部４ｃを省略してもかまわな
い。要するに、小流量域において、前記スリット状流路
部４における流体ｆの流速よりも前記小流量測定流路部
における流速が適当に速くなるように設定してあればよ
いのである。

【００３３】〈６〉上記実施の形態においては、整流板
９の断面形状が長方形のもを図示説明したが、前記整流
板９の断面形状は、流線型であってもよく、また、長方
形の上下端面の何れか一方又は両者を曲面にしてあって
もよい。

【００３４】〈７〉上記実施の形態においては、流体導
入部材１を合成樹脂製であるとして説明したが、これは
他の材質のものであってもよく、ダイキャストアルミニ
ウム製のものであってもよく、その他の精密鋳造品、或
いは鋳物又は鍛造により形成された金属素材から削りだ
したものであってもよい。尚、コストの増大を厭わなけ
れば、ファインセラミック製のものが精度向上に関して
は好ましい。

【００３５】

【実施例】以上説明した流体振動型流量計に関して、６
号ガスメータに適用した具体的な例について夫々のガス
メータの流量測定誤差（Ｅ）について調べた。適用した
フルイディック素子１０の諸元は表１に示す通りであ
る。尚、前記ノズル１１の開口のアスペクト比は約９．
２３である。各符号は、図２〜図４に示したとおりであ
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】試験に供した流体振動型流量計に備えるフ
ルイディック素子１０の上流側に配置する流体導入部材
１の側断面形状は図４に示すとおりであり、前記整流板
９として厚さ（Ｔｇ）は上記のとおり、前記縦仕切板部
４ｂの厚さに等しくし、流路方向の長さ（Ｌｇ）を、
３．０ｍｍのものと４．０ｍｍのものとを用意した。そ
して、前記厚さ（Ｔｇ）が３．０ｍｍのものにつき、前
記他端側の壁面７からの高さ（Ｈｇ）を、２８ｍｍから
３６ｍｍの間で変化させた整流板９を、前記縦仕切板部
４ｂの下流側に、その下流側端部から離間して、前記流
体導入路６の他端側の壁面８に接して、高さを下方に向
けて配置したものである。前記整流板９は、前記ノズル
１１の開口高さ方向の前記他端側の壁面８からの高さ
（Ｈｇ）を変化させたものを流体振動型流量計に組み込
んだ。夫々の整流板９の寸法は、表２に示すとおりであ
る。

【００３８】

【表２】

【００３９】上記各例に示した流体導入部材を組み込ん
だ６号ガスメータ夫々ついて、１５０リットル／ｈから
７２００リットル／ｈに亘る範囲について、都市ガスに
代えて空気を流してその測定誤差（Ｅ）を調べた。その
結果を、図８〜図１３に示した。図８〜図１０は実施例
１〜実施例３について誤差測定を行った結果を示したも
のであり、図１１は、実施例４について誤差測定を行っ
た結果を示したものであり、図１２及び図１３は、比較
例１及び比較例２に関する誤差測定結果を示したもので
ある。また、図１４は上記実施例１〜３並びに比較例１
及び比較例２夫々の誤差測定結果から求めた、流量測定
範囲Ｒｄ（即ち３００〜６０００リットル／ｈの範囲）
内におけるプラス側の最大誤差とマイナス側の最大誤差
との間の最大誤差幅（ΔＥ）の、前記整流板９の前記ノ
ズル１１の開口高さ方向の前記他端側の壁面８からの高
さ（Ｈｇ）に対する関係として示したものである。

【００４０】各図を比較すれば明らかなように、前記流
体導入路６の高さ（Ｈ）を３６ｍｍとした実施例１〜実
施例４においては、全て法定基準を満たしているが、図
１４に見るように、前記整流板９の高さ（Ｈｇ）が前記
流体導入路９ａの高さ（Ｈ）の約９４％以下、即ち前記
整流板９の前記小流量測定流路部２の下流側への突出高
さが前記小流量測定流路部２の開口高さ（Ｈｓ）の略２
／３以下であれば、前記最大誤差幅（ΔＥ）を３％以下
の法定限界内に収め得ることが判った。また、前記整流
板９の前記他端側の壁面８からの高さ（Ｈｇ）が前記ス
リット状流路部４の領域内にあれば、前記最大誤差幅
（ΔＥ）を２％以下に抑制できる好ましい範囲を満足す
ることが判った。因みに、上記図８〜図１４において
は、法定の誤差限界（基準値±１．５％）を一点鎖線で
示し、上記図１４においては、前記最大誤差幅（ΔＥ）
を２％以下に抑制できる好ましい範囲の上限を破線で示
した。

【００４１】以上の結果から、厚さ（Ｔｇ）を前記縦仕
切板部４ｂの厚さに等しくした前記整流板９を、前記他
端側の壁面８からの設置高さ（Ｈｇ）を、前記スリット
状流路部４の領域の約９０〜１００％の範囲内となるよ
うに設置すれば、実験範囲内においては、ガスメータの
最大誤差幅（ΔＥ）を２％以下に抑制できる好ましい範
囲に維持できることが判った。また、前記整流板９の前
記小流量測定流路部２の下流側への突出量を、前記仕切
壁部２ａの前記一端側の壁面７に対する対向面から下流
側に延出した面から、前記小流量測定流路部２の開口高
さ（Ｈｓ）の１／３以下に設定すれば、前記ガスメータ
の測定精度を法定誤差限界内に収められることが判っ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスメータの一例を示す平断面図

【図２】図１に示した流体振動型流量計の具体的構成を
説明する平断面図

【図３】本発明に係る整流部の一例を示す要部縦断面図

【図４】本発明に係る整流部の寸法関係を説明する平断
面図

【図５】本発明に係る整流板の一例につき外形を示す斜
視図

【図６】本発明に係る整流板の作用を説明する要部平断
面図

【図７】本発明に係る整流部の他の例に関する要部説明
図

【図８】本発明に係る流体振動型流量計の一例における
測定誤差を示す線図

【図９】本発明に係る流体振動型流量計の他の例におけ
る測定誤差を示す線図

【図１０】本発明に係る流体振動型流量計の他の例にお
ける測定誤差を示す線図

【図１１】本発明に係る流体振動型流量計の他の例にお
ける測定誤差を示す線図

【図１２】流体振動型流量計の一例における測定誤差を
示す線図

【図１３】流体振動型流量計の他の例における測定誤差
を示す線図

【図１４】本発明の実施例における効果を説明する線図

【図１５】従来のガスメータの一例を示す平断面図

【図１６】従来の整流部の一例を説明する一部切り欠き
斜視図

【符号の説明】

１ 流体導入部材 ２ 小流量測定流路部 ２ａ 仕切壁部 ３ フローセンサの流量検出端 ４ スリット状流路部 ５ ノズル部材 ７ 一端側の壁面 ８ 他端側の壁面 ９ 整流板 １０ フルイディック素子 １１ ノズル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フルイディック素子のノズルを形成する
   ノズル部材の上流側に配置される流体導入部材を備え、 前記流体導入部材に、前記ノズルと同軸に前記ノズルの
   開口高さ方向に配置され、前記ノズルへの流体を整流す
   るスリット状流路部と、前記スリット状流路部と前記ノ
   ズルの開口高さ方向の一端側の壁面との間に仕切壁部を
   介在させて配置され、前記ノズルの流路断面積よりも小
   断面積の小流量測定流路部とを、前記ノズルの開口高さ
   方向に形成して、前記小流量測定流路部内の流路に臨ま
   せて、前記小流量測定流路部内の流体流量を測定可能な
   フローセンサの流量検出端を設けてあるフルイディック
   素子の整流部の構造であって、 前記スリット状流路部の下流側に、前記スリット状流路
   部の下流側端部から離間して、前記ノズルの開口高さ方
   向に延びる縦方向の整流板を、前記スリット状流路部と
   同軸に、且つ、前記ノズルと同軸に設けてあるフルイデ
   ィック素子の整流部の構造。
2. 【請求項２】 前記整流板を、前記ノズルの開口高さ方
   向の他端側の壁面から前記仕切壁部の下流側に亘る領域
   に連続して設けてある請求項１記載のフルイディック素
   子の整流部の構造。