JP2582002Y2 - フルイディック流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、噴出ノズルから流路
内に噴出した流体の振動現象に基づき、流体の流量を測
定するフルイディック流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック流量計は、例えばＬＰガ
スなどのガスを計測するものについては、異常時に流路
を遮断してガスの供給を停止する遮断弁とともにガスメ
ータ内に設置され、主に遮断弁のガス出口側に連通する
上流側流路、上流側流路に連通する噴出ノズル、噴出ノ
ズルからガスが流出する下流側流路、下流側流路内に配
置され噴出ノズルから噴出されるガスが両側面を交互に
流れるターゲットから構成されている。

【０００３】ターゲットの両側面を流れるガスは、流動
方向が相互に切り替えられ、ガスの流れにいわゆる流体
振動が発生して噴出ノズル付近の圧力が切り替わる。こ
の圧力の切り替わる頻度を振動数として計測することで
流量が求められる。

【０００４】ところで、フルイディック流量計の上流側
の遮断弁から流出するガス流は、遮断弁出口の流路の断
面形状が円形であることから、ガスの速度分布が三次元
的となっている。これに対して、フルイディック流量計
ではガスの速度分布が二次元的となる偏平な流路が必要
であることが絶対条件である。つまり、上流側流路，噴
出ノズル及び下流側流路は、いずれも偏平な流路となっ
ている。

【０００５】このため、遮断弁の出口部から上流側流路
に流出するガスの流れは、速度分布が三次元から二次元
と急激に変化することになり、その境界部付近で渦が発
生するなどして乱流が発生する。乱流状態のガスが噴出
ノズルを経て下流側流路に供給されると、噴流の流体振
動が不安定となり流量測定精度の低下を招くことにな
る。

【０００６】特に、遮断弁から上流側流路へのガスの流
出方向と、噴出ノズルの噴出方向とが直角となっている
フルイディック流量計では、上流側流路内でのガスの流
動状態が、偏流を起こすなど複雑であると考えられる。

【０００７】この対策として、例えば特開平４−２７８
４２１及び同２７８４２２号公報では、噴出ノズル部周
囲の壁を上流側流路に突出させ、この突出部を覆うよう
に整流器となる半円筒部材を設置し、上流側流路に流入
したガスを半円筒部材の両端からその内壁に沿わせて流
した後合流させ、噴出ノズルに導くようにしている。一
方、特開平４−１３４２１８号公報では、遮断弁の上流
側流路への出口部を金網で覆うことで整流を図ってい
る。金網は、円形の底部と円筒形の側面部とを有する円
筒形キャップの形状を呈し、上流側流路に突出してい
る。また、噴出ノズルの入口部における上流側流路内に
金網を設けてこれを整流器としたものもある（特開平４
−１５１５１８号公報参照）。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のフルイディック流量計は、いずれも遮断弁か
ら上流側流路へのガスの流出方向と、噴出ノズルの噴出
方向とが直角となっていることから、半円筒部材を設け
たものでは、半円筒部材の両端からその内壁に沿って流
入するガスの流速が互いに異なり、このため完全に整流
することは不可能である。また、これを解消するために
半円筒部材の中心位置を噴出ノズルの中心から偏心させ
ることが考えられるが、この場合には生産量が多量にな
ると、その中心位置を正確に決定するのは難しいものと
なる。また、半円筒部材の中心位置を噴出ノズルの中心
から偏心させたとしても、半円筒部材の両端からその内
壁に沿って流入する二つのガスの流速は、噴出ノズルの
入口部付近いおいて合流後、渦流を形成させて噴出ノズ
ルへ供給しているので、ガスの流れの動圧が直接噴出ノ
ズルに影響し、それが下流側流路内に及ぶことから、測
定精度が低下するものとなる。

【０００９】また、金網を設けたものでは、圧力損失が
大きくなるうえ、ガスに不純物が含まれる場合に目詰ま
りが発生し、トラブルの原因となる。

【００１０】そこで、この考案は、フルイディック流量
計における噴出ノズルの上流側流路に流入する流体の整
流効果を向上させ、流量測定精度を向上させることを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この考案は、上流側流路と下流側流路との間に設け
られ、上流側流路への流体の流入方向の延長方向に向け
て下流側流路内に流体を噴出する噴出ノズルを有し、こ
の噴出ノズルからの流体の噴出方向の前記下流側流路内
にターゲットを設け、このターゲットの両側を交互に流
れる流体の振動現象に基づいて流体の流量を測定するフ
ルイディック流量計において、前記上流側流路内に、流
入した流体をその流入方向とほぼ直交しかつ相互に相反
する二方向に分流させる分流離反流路と、この各分流離
反流路の下流端に上流端が連通し、下流端が前記噴出ノ
ズルの入口部付近に連通する分流接近流路とを設けた構
成としてある。

【００１２】

【作用】このような構成のフルイディック流量計によれ
ば、上流側流路に流入した流体は、分流離反流路を流れ
ることで、流入方向とほぼ直交する方向に互いに相反し
て分流した後、分流接近流路を流れることで、互いに接
近する方向に流れて噴出ノズルの入口部付近で衝突す
る。この衝突により、ガスの流れの動圧の噴出ノズルへ
の影響が排除される。

【００１３】

【実施例】以下、この考案の実施例を図面に基づき説明
する。

【００１４】図１は、この考案の一実施例を示すフルイ
ディック流量計を中心としたガス流路の構造を示す断面
図である。このフルイディック流量計へのガス導入口１
には整流器３が設けられるとともに、整流器３の下流側
には拡大流路５が形成され、拡大流路５のさらに下流側
が、上流側流路７と下流側流路９の間に噴出ノズル１１
が形成されたフルイディック流量計である。このフルイ
ディック流量計は、ガスの流路を形成する流路形成部材
２６、一方の面が開口した箱状の本体ケース１２、本体
ケース１２の開口を気密に覆う板状の図示しない蓋体か
ら構成されている。

【００１５】噴出ノズル１１はガス導入口１の延長線上
にあり、さらにその延長線上にガス流出口１３が形成さ
れる。この噴出ノズル１１の延長線上にターゲット１５
が設置されている。また、噴出ノズル１１の出口部の両
側には、噴出流を挟む一対の圧力検出機構１６が設けら
れている。この圧力検出機構１６は、噴流がターゲット
１５の両側面を交互に流れる現象により生じる圧力変化
を検出し、この流体の流れが切り替わる振動数を計測す
ることにより流量が測定される。

【００１６】上流側流路７内には、拡大流路５から流入
したガスを図中で左右に分流させた後、噴出ノズル１１
に導く分流部材１７が設けられている。分流部材１７
は、中央に突起１７ａが形成され、この突起１７ａから
左右両側に延長部１７ｂが延長形成され、延長部１７ｂ
の左右両端には屈曲部１７ｃが下方に屈曲して形成され
ている。

【００１７】延長部１７ｂの拡大流路５側は分流離反流
路１９を、延長部１７ｂの噴出ノズル１１側は分流接近
流路２１をそれぞれ構成し、これら両流路１９，２１
は、屈曲部１７ｃの外側に形成された連通路２３により
互いに連通している。分流接近流路２１の上流側、つま
り連通路２３に連通する側は本体ケース１２側に凹部２
５が形成されて噴出ノズル１１の周囲が分流部材１７側
に突出した形状となっている。

【００１８】このような構造のフルイディック流量計に
おいては、整流器３及び拡大流路５を流れてくるガス
は、突起１７ａを堺にして左右に分流し、分流部材１７
の延長部１７ｂに沿って分流離反流路１９を互いに離反
する方向に流れる。分流したガスは、連通路２３を通っ
て分流接近流路２１に達し、この流路２１を互いに接近
する方向に延長部１７ｂに沿って流れ、噴出ノズル１１
の入口付近で互いに衝突する。衝突後、噴出ノズル１１
の入口付近ではガス流に澱みが発生し、このためここで
のガスの流速が低下し、流動状態は安定したものとなっ
ている。これにより、噴出ノズル１１に供給されるガス
の流れには、動圧の影響が付与されず、流量測定精度が
向上することとなる。

【００１９】図２は、上記実施例におけるフルイディッ
ク流量計での流量Ｑと圧力の切り替わる頻度に起因する
振動周波数ｆとの関係を両対数紙上で示したものであ
る。図３は、図１のフルイディック流量計における分流
部材１７を取り払ったものについて、流量Ｑと振動周波
数ｆとを両対数紙上で示したものである。これによれ
ば、図３では、０．２５〜１．０ｍ³ ／ｈで直線からそ
れるデータ点が認められるが、図２では格段の直線性が
得られることが認められる。すなわち、これはフルイデ
ィクス流量計に求められる流量Ｑと振動周波数ｆとの比
例関係の範囲が拡大されることを示し、流量測定範囲が
広がることになる。

【００２０】図４は、この発明の他の実施例を示してい
る。この実施例は、噴出ノズル１１を形成する本体ケー
ス１２の分流接近流路２１に接する面２７を平面状と
し、噴出ノズル１１周囲の突起をなくしたものである。
その他の構成は、前記図１の実施例と同様である。この
実施例においても、前述した図１の実施例と同様の効果
が得られる。

【００２１】

【考案の効果】以上説明してきたように、この考案によ
れば、噴出ノズルの上流側流路に流入した流体を二方に
分流させた後、噴出ノズルの入口部付近で相互に衝突さ
せるようにしたため、噴出ノズルへ流入する流体の流れ
に対して動圧の影響を排除することができ、流量測定精
度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示すフルイディック流量
計を中心としたガス流路構造を示す断面図である。

【図２】図１のフルイディック流量計における流量と振
動周波数との関係を示す説明図である。

【図３】従来のフルイディック流量計における流量と振
動周波数との関係を示す説明図である。

【図４】他の実施例を示すフルイディック流量計を中心
としたガス流路構造を示す断面図である。

【符号の説明】

７ 上流側流路 ９ 下流側流路 １１ 噴出ノズル １５ ターゲット １９ 分流離反流路 ２１ 分流接近流路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上流側流路への流体の流入方向の延長方
   向に向けて下流側流路内に流体を噴出する噴出ノズルを
   上流側流路と下流側流路との間に設け、この噴出ノズル
   からの流体の噴出方向の前記下流側流路内にターゲット
   を設置し、このターゲットの両側を交互に流れる流体の
   振動現象に基づいて流体の流量を測定するフルイディッ
   ク流量計において、前記上流側流路内に、流入した流体
   をその流入方向とほぼ直交し、かつ相互に相反する二方
   に分流させる分流離反流路と、この各分流離反流路の下
   流端に上流端が連通し、下流端が前記噴出ノズルの入口
   部付近に連通する分流接近流路とを設けたことを特徴と
   するフルイディック流量計。