JP2925060B2 - フルイディック流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、噴出ノズルから流路
内に噴出した噴流の流体振動現象に基づき、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】従来のフルイディック流量計としては、
図１７に示すようなものが知られている。図中符号１は
フルイディック流量計であり、フルイディック本体２の
開口部３には、異常時にこの開口部３を遮断してガスの
供給を停止する遮断弁４が取付られる一方、その開口部
３の流路の下流側には流量計測部５が設けられている。
遮蔽弁４の先端部分には開口部３に面してガス導入口６
が形成されており、このガス導入口６は本ガスメータの
ガス流入口７に対して直角に配置されている。フルイデ
ィック本体２の内部には、開口部３をガスの流入口とす
る滞留空間８が形成されており、この滞留空間８は流量
計測部５のノズル部９に連通されている。

【０００３】流量計測部５は、いわゆる流体振動形流量
計と呼ばれるものであり、ノズル９の下流側に設けられ
た拡大流路部１０と、拡大流路部１０内に配置されるタ
ーゲット１１と、拡大流路部１０の入り口付近に設けら
れた一対の圧力若しくは流量検出機構１２とを主な構成
要素とし、拡大流路部１０の後流側にはガス流出口１３
が形成されている。

【０００４】このフルイディック流量計１は、ガス流入
口７から流入したガスがガス導入口６を経て滞留空間８
内へ流入した後、ノズル９を経て拡大流路部１０内へ流
入するが、ガスが狭いノズル９から拡大流路部１０内へ
噴出する際に、ガスの噴流がコアンダ効果によって直進
することなく、一方の側壁に引き寄せられて歪められて
ターゲットの側部を迂回して流れることとなる。その
際、噴流主流の一部が分岐して側壁部を逆流するいわゆ
る帰還流となるが、この帰還流は左右交互に発生する。
帰還流は、ノズル９の拡大流路部１０への開口部付近に
て、噴流主流に対して直交する方向に流体エネルギを付
与し、制御流としての役割を果たすこととなり、これに
よってノズル９から噴出する噴流がターゲット１１の両
側面を左右交互に流れる現象が発生する。この左右交互
に流れる噴流の流れ現象により生じる圧力の変化を、一
対の圧力もしくは流量検出機構により検出し、この流体
の流れが切り替わる振動周波数を計測することにより流
量を計測するようにしたものである。ここで、ターゲッ
ト１１は低流量側における振動を誘起する作用を有する
ものである。

【０００５】上記流体の振動周波数は、ノズル９の幅が
大きくなる程そこから噴出する流体の噴流速度が小さく
なって、その結果小さくなる一方、ノズル９の流路幅Ｗ
が小さくなる程そこから噴出する噴流速度が大きくなっ
て、その結果大きくなる。また、ノズル９から噴射され
たジェット流は、下流に進むにつれて噴流の幅が広が
り、噴流の中心線上における速度は徐々に減速するた
め、噴流の長さＬj が計測値に大きな影響を与えること
となるが、この流量計測部の場合には、ターゲット１１
の位置がこの拡大流路部５の内壁面の主円弧部の半径Ｒ
によって決定されていると共に、ノズル９の出口からタ
ーゲット１１の凹部の両端に形成された凸部１１ａまで
の距離を噴流の長さＬj としている。

【０００６】そして、このフルイディック流量計１は、
主にガスの元圧が１８０〜２４０ｍｍＨ₂ ０の都市ガス
用として使用されており、このガスの元圧に最適なノズ
ル９の幅が設定されたものとなっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
フルイディック流量計にあっては、ガスの元圧が小さな
都市ガスの計測に最適なものとして作られているため、
ノズルの幅Ｗを小さくすると流量が制限されることか
ら、ノズルの幅がＷ＝３．２ｍｍと比較的大きな寸法と
なっている。そのため、このフルイディック流量計を、
ＬＰＧ等のようにガスの元圧が７００〜１５６００ｍｍ
Ｈ₂ Ｏと高い流体の流量を計測しようとする場合には、
本来ノズル幅Ｗを３．２ｍｍより小さくして噴流速度を
増し、振動数を多くすることができるにもかかわらず、
従来のノズル幅Ｗ＝３．２ｍｍのままで使用されている
ため、ノズルから噴出するガスの噴流流速がそれ程増大
せず、従って流体の振動周波数が少ないまま使用されて
おり、正確な計測値が得にくいものとなっている。

【０００８】また、ガスの噴流がターゲット１１に衝突
する際の流速が、計測値に大きな影響を与えるにもかか
わらず、従来はターゲット１１の位置が拡大流路部の主
円弧部の半径Ｒによって決定されているため、ターゲッ
ト１１の位置とこれに衝突する噴流の流速との関係が明
確ではなく、また噴流の長さＬj をノズル部の出口から
ターゲット１１の凸部１１ａの位置までとしているた
め、ターゲット１１の形状によって噴流の長さＬj が変
化し、その結果ターゲット１１に衝突する際の噴流の流
速が変化し、これを正確に予測することができず、正確
な計測値を得にくいという問題点があった。特に、ガス
の流量と振動周波数との関係が、Ｑ＝０．８ｍ³ ／ｈ以
下において直線性が悪くなり、計測器の検定公差の範囲
より低い値を示し問題となっていた。

【０００９】この発明は、上述した問題を解消すべくな
されたものであり、噴流の長さを明確に規定して、ター
ゲットに衝突する際の噴流の速度が最適となるように拡
大流路部内のターゲットの位置及び形状を設定すること
により、ガスの元圧が比較的高い場合にも、ノズル幅の
選択の自由度を増大させることができて、測定誤差を検
定公差の範囲内に入れて、精度の高いフルイディック流
量計を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載のフルイディック流量計は、入口部に
円弧状の曲線が形成され、かつ所定の幅と高さと長さの
流路を有するノズルを設け、このノズルの流路に直交す
るノズル噴出面を有すると共に、前記ノズルの後流に前
記流路の中心軸線に対して対称かつ拡大された内壁面を
有する拡大流路部を設け、この拡大流路部の前記中心軸
線を含む流路中央部付近に前記ノズルより噴出する噴流
の直進性を阻害するターゲットを設けると共に、前記拡
大流路部の下流側に前記拡大流路部の後流部より狭い流
路幅を有する絞り流路部を設け、前記拡大流路部の内壁
面を、前記ノズル噴出面に接する半径の主円弧部と、こ
の主円弧部に滑らかに接続する拡大壁部と、この拡大壁
部から滑らかに接続し、かつ下流側で前記絞り流路部に
接する副円弧部とで構成し、この副円弧部と前記絞り流
量部を流路側に張りだした円弧状の集束円弧部により接
続し、さらに前記ターゲットを円柱状に形成し、この円
柱状のターゲットの側面には、前記ノズルからの噴流を
受ける側に平断面円弧状の凹部を形成すると共に、この
凹部の両端には該凹部を前記円柱状のターゲットの側面
と滑らかに接続する円弧状の凸部を形成したフルイディ
ック流量計において、前記ノズル噴出面から前記ターゲ
ットの凹部の最深部までの距離を噴流の長さとして、該
ターゲットの最適位置を決定するに際し、前記ノズル入
口部の円弧半径をｒn、ノズル幅をＷ、ノズル高さを
Ｈ、ノズル長さをＬn、ノズル噴出面からターゲットの
凹部の最深部までの長さ（噴流長さ）をＬj、主円弧部
半径をＲ、副円弧部半径をｒ1、集束円弧部半径をｒ2、
絞り流路の幅をｗとした場合に、前記Ｗ，ｒn，Ｈ，Ｌ
n，Ｌj，Ｒ，ｒ1，ｒ2，ｗとの間にｒn／Ｗ＝２、Ｈ／
Ｗ＝３、Ｌn／Ｗ＝０〜８、Ｌn＝０〜２０ｍｍ、Ｌj／
Ｗ＝５．６〜５．６８、Ｒ／Ｗ＝５．６、ｒ1／Ｗ＝
２、ｒ2／Ｗ＝２．８、ｗ／Ｗ＝７．６の関係があるこ
とを特徴としている。

【００１１】請求項２記載のフルイディック流量計は、
ノズル幅をＷ、ターゲットの円柱直径をФT、ターゲッ
トの凹部の円弧半径をＲT、ターゲットの凹部の最深部
から凸部の最頂部の高さをｈTとした場合に、前記Ｗ，
ФT，ＲT，ｈTとの間にФT／Ｗ＝２．２、ＲT／ФT＝
０．３６４、ｈT／ФT＝０．１８２の関係があることを
特徴としている。

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明のフルイディック流量計では、噴流の長
さを、ノズルの噴出面からターゲットの凹部の最深部ま
での距離として、ターゲットの位置を決定するようにし
たため、噴流長さが明確となり、噴流がターゲットに衝
突する際の速度を正確に予測することができ、ガスの流
速が最適な状態にターゲットの位置を規制できる。即
ち、ターゲットの位置をノズルに対して近づけたり遠ざ
けたりすることにより、噴流の衝突速度を増大させたり
減少させたりすることができ、これによって、計測誤差
が検定公差内に入るようにする。例えば、ターゲットの
位置が遠い場合には流量と振動周波数との特性曲線は直
線性が悪くなるが、ターゲットの位置をノズル側に近づ
けることにより、噴流の減速速度が補なわれて衝突速度
が増大し、計測誤差が検定公差内に入るようになる。流
体の元圧が比較的高い場合においては、ノズル幅を狭く
設定しても、ノズルを一定流量のガスが流れるために噴
流の速度が早くなり、これによって噴流の拡大流路部内
での振動数が高くなり、その際のターゲットの位置を噴
流の最適速度の位置に設定することで、より正確な計測
値が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明のフルイディ
ック流量計の実施例について説明する。図１から図９
は、この発明の一実施例のフルイディック流量計を示す
図である。図中符号２０はフルイディック流量計を示
し、このフルイディック流量計２０の上流には流路が円
形断面で流体の速度分布が三次元となる流体供給路２１
が設けられており、この流体供給路２１とフルイディッ
ク流量計２０との間には液体供給路２１から供給される
流体の流れを二次元的な流れに変える流体供給アダプタ
２２が設けられている。

【００１５】フルイディック流量計２０は、図３から図
６に示すように、フルイディック本体２３と、このフル
イディック本体２３の内部に配設されるノズル部材２４
とから主に構成されている。フルイディック本体２３
は、図５，６に示されるように矩形状に形成されてお
り、アルミ板に外枠部２５及びターゲット２６を残して
溝部２７を形成したものであり、外枠部２５の流体供給
アダプタ２２が接続される側（上流側）には、ガス導入
口２８が形成されている一方、下流側にはガス流出口２
９が形成されている。ガス導入口２８及びガス流出口２
９は、断面矩形に形成されて外枠部の中央に配置されて
いる。

【００１６】フルイディック本体２３の内部には、左右
対称なノズル部材２４が固定され、さらに上部にフルイ
ディック本体の蓋（図示せず）が取り付けられることに
より滞留空間３１、ノズル３２、拡大流路部３３が形成
される。ノズル部材２４には、ノズル取付穴３４とカバ
ー取付穴３５が形成され、図示しないネジをこれらの取
付穴に嵌合させることによりノズル部材２４をフルイデ
ィック本体２３の内部に固定する。ノズル３２の下流側
には、ノズルと連通するように拡大流路部３３が形成さ
れ、この拡大流路部３３の入り口付近には一対の圧力検
出機構３７が設けられ、さらに拡大流路部３３の中央部
には、ノズル３２の中心軸線３２ｃの延長線上にターゲ
ット２６が位置しており、このターゲット２６の後流側
には上記拡大流路部３３の後流部より狭い流路幅を有
し、がつガス流出口２９に連なる絞り流路部３８が形成
されている。

【００１７】さらに、ノズル３２は、図７に示すよう
に、上流側に円弧半径ｒn の曲線を有する入口部４０が
形成され、この入口部４０から連なる流路４１は、幅
Ｗ、高さＨ、長さＬn の矩形断面を有している。この流
路４１の下流端部に形成されたノズル噴出面３２ｅには
拡大流路部３３が連なっており、拡大流路部３３はノズ
ル３２の中心軸線３２ｃに対して左右対称に配置される
と共に、急激に拡大された内壁面を有している。また、
拡大流路部３３の流路中央部には、上記ターゲット２６
が位置しており、このターゲット２６によって、ノズル
３２から噴出する噴流の直進性を阻害するようになって
いる。

【００１８】拡大流路部３３の内壁面は、ノズル噴出面
３２ｅに連なる半径Ｒの主円弧部４２、この主円弧部４
２に滑らかに連続する拡大壁部４３、この拡大壁部４３
から滑らかに接続し、かつ下流側で前記絞り流路部３８
に接する半径ｒ1の副円弧部４４とで構成されており、
この副円弧部４４と絞り流量部３８とは、流路側に張り
だした半径ｒ2の円弧状の集束円弧部４６により滑らか
に接続されている。

【００１９】ターゲット２６は、図８に示すように、ノ
ズルの流路４１の高さ方向に中心軸を有する直径ΦT の
円柱状に形成されており、この円柱２６の側面２６ａに
は、ノズル３２に面する側に半径ＲT の平断面円弧状の
凹部４７が形成され、この凹部４７によって噴流を受け
るようになっている。この凹部４７の両端には、この凹
部４７を円柱２６の側面２６ａと滑らかに接続する円弧
状の凸部４８が形成されており、凸部４８は凹部４７の
最深部４７ａから頂部までの高さｈT となっている。そ
して、この実施例では、噴流の長さＬj を、ノズル噴出
面３２ｅからターゲット２６の凹部４７の最深部４７ａ
までの距離として、ターゲット２６の最適位置が決定さ
れている。

【００２０】流体供給路２１は断面円形のパイプであ
り、図９に示すように、このパイプ２１の末端にはハニ
カム構造の整流器５０が取り付けてある。流体供給アダ
プタ２２は、矩形の箱状に形成された蓄気室５１と、蓄
気室５１をフルイディック本体２３の上流側の外枠部２
５に固定するフランジ５２と、蓄気室５１を上流側の流
体供給路２１に接続するための円筒部材５３とから構成
されている。

【００２１】蓄気室５１は、フランジ５２に形成された
ねじ穴５２ａに、図示しないねじを挿通させてフルイデ
ィック本体２３に固定され、下流側がフルイディック本
体２３に形成されたガス導入口２８に連通されるように
なっている。蓄気室５１の内部には、両側に配置されて
中央に平面台形状の流路５４を形成するガイド部材５５
と、背面がガス導入口２８の中央を塞ぎ、かつ円弧面を
上流側に向けて、流路５４の中央部に配置された平断面
半円状の円柱体５６とが取り付けられている。流路５４
は円柱体５６によって２つの断面矩形の流路に分割され
て、上記ガス導入口２８に連通されており、この流路５
４の高さｈと、円筒部材５３の内径寸法ｄp 、フルイデ
ィック本体内のノズルの流路高さＨは同一寸法とされて
いる。

【００２２】円筒部材５３には、上流側端部に４５度の
角度で縮流用テーパ５７が形成されると共に、外周面に
は複数の突起５８が形成されて、ホース等が確実に接続
されるようになっており、下流側端部が蓄気室５１の上
流側面に接続されている。

【００２３】上記のように構成された、フルイディック
流量計２０によれば、流体供給路２１から整流器５０を
経て供給されたガスが、流体供給アダプタ２２の円筒部
材５３を経て蓄気室５１に流入する。蓄気室５１に流入
したガスはガイド部材５５に導かれて流路５４内を広が
りながら流れた後、円柱体５６によって２つに分流され
てガス導入口２８から滞留空間３１内へ流入する。その
際、ガスは円柱体５６とガイド部材５５とで形成される
矩形断面の流路を通過して、二次元的な流れとなってガ
ス導入口２８の両側から滞留空間３１内へ流入する。し
たがって、ガスの流れの動圧が直接ノズル部３２に作用
することがなく、ノズル３２が動圧の影響を受けること
がない。これによって、ガスの流れの動圧が直接ノズル
３２に作用した場合に生じる流量と流体振動周波数との
比例関係が成立しなくなるという不都合をなくすことが
できる。

【００２４】そして、滞留空間３１の内部に流入したガ
スは、滞留空間３１の内部で両側から中央に向かって流
れ、中央部において合流した後、ノズル３２の内部へ流
入するが、中央部において合流したガスは、ほぼ完全な
二次元的流れとなってノズル３２の入口部４０から流路
４１内へ流入することとなる。即ち、二方向から流入す
るガスが互いに押し合いながらノズル３２の流路４１内
へ流入するため、速度分布が溝の高さ方向に対して均
一、即ち二次元的となり、拡大流路部３３において高精
度の計測が可能となる。ここで、円筒部材５３の内径ｄ
p と、蓄気室５１の高さｈと、ノズルの流路４１の高さ
Ｈとを、同一寸法とすることにより、上下部分での段差
がなくなり、これによって渦の発生が防止されると共
に、円筒部材５３の上流側に縮流テーパ５５を形成する
ことで、円筒部材５３の流路と流体供給路２１と滑らか
に接続されることでも渦の発生が防止されて、計測値の
精度が向上する。

【００２５】さらに、フルイディック本体２３のノズル
３２に流入したガスは、狭い流路４１を経た後にノズル
噴出端面３２ｅから拡大流路部３３内へ噴出する。そし
て、拡大流路部３３内へ噴出したガスの噴流は、ターゲ
ットに衝突することによって直進することなく、拡大流
路部３３内の一方の側壁に押し寄せられる。その際、噴
流主流の一部が分岐して内壁部を逆流するいわゆる帰還
流となるが、この帰還流は左右交互に発生する。帰還流
は、ノズル３２の拡大流路部３３への開口部付近にて、
噴流主流に対して直交する方向に流体エネルギを付与
し、制御流としての役割を果たすこととなり、これによ
ってノズル３２から噴出する噴流がターゲット２６の両
側面を左右交互に流れる現象が発生する。この左右交互
に流れる噴流の流れ現象により生じる圧力の変化を、一
対の圧力検出機構３７により検出し、この流体の流れが
切り替わる振動周波数を計測することにより流量を計測
する。ターゲット２６は流体振動を誘起する作用を有す
るものである。

【００２６】このように、この実施例のフルイディック
流量計２０は、噴流長さＬj を、ノズル噴出面３２ｅか
らターゲット２６の凹部の最深部４７ａまでの距離と明
確に規定してターゲット２６の位置を決定するようにし
ているため、噴流がターゲット２６に衝突する際の速度
を最適な状態に設定することができる。即ち、ターゲッ
ト２６の位置を変化させることにより、ノズルの噴出面
３２ｅからターゲット２６の凹部２６の最深部４７ａま
での距離（噴流長さＬj ）を変化させて、ターゲット２
６に衝突するガスの噴流の速度を最適な値に制御するこ
とができ、これによって、測定誤差を検定公差内に入れ
ることができる。たとえば、流路幅Ｗと流量との関係か
ら、ターゲット２６に衝突するガスの流速が適切でな
く、計測誤差が検定公差内から外れる場合にも、ターゲ
ット２６の位置をノズル３２に近づけたり遠ざけたりす
ることにより、最適なガスの流速を選択することができ
る。

【００２７】さらに、本実施例のフルイディック流量計
では、ノズル３２の入口部４０の円弧半径ｒn 、ノズル
３２の流路幅Ｗ、ノズル３２の流路高さＨ、ノズルの流
路長さＬn 、ノズル噴出面３２ｅからターゲット２６の
凹部４７の最深部４７ａまでの長さ（噴流長さ）Ｌj 、
拡大流路部３６の主円弧部４２の半径Ｒ、拡大流路３６
の副円弧部４４の半径ｒ1 、拡大流路部３６の集束円弧
部４６の半径ｒ2 、絞り流路３８の幅ｗ、ターゲット２
６の円柱直径ΦT 、ターゲット２６の凹部４７の円弧半
径ＲT 、ターゲット２６の凹部最深部４７ａから凸部４
８の最頂部の高さｈT との間に、ｒn ／Ｗ＝２、Ｈ／Ｗ
＝３、Ｌn ／Ｗ＝０〜８、Ｌj ／Ｗ＝５．６〜５．６
８、Ｒ／Ｗ＝５．６、ｒ1 ／Ｗ＝２、ｒ2 ／Ｗ＝２．
８、ｗ／Ｗ＝７．６、ΦT ／Ｗ＝２．２、ＲT ／ΦT ＝
０．３６４、ｈT ／ΦT ＝０．１８２の関係をもたせる
ことにより、さらに流量計の精度を向上させ、計測誤差
の検定公差の範囲内に入れることができる。

【００２８】以下に、本発明を、発明者等が行った実験
結果に基づいて説明する。

【００２９】本願の発明者は、ｒn ／Ｗ＝２、Ｈ／Ｗ＝
３、Ｌn ／Ｗ＝０〜１２、Ｌj ／Ｗ＝４〜６．４、Ｒ／
Ｗ＝５．６、ｒ1 ／Ｗ＝２．８、ｒ2 ／Ｗ＝２、ｗ／Ｗ
＝７．６、ΦT ／Ｗ＝２．２、ＲT ／ΦT ＝０．３６
４、ｈT ／ΦT ＝０．１８２の条件において、下記のよ
うな測定を行った。

【００３０】（実験例Ｉ）まず、この実施例のフルイデ
ィック流量計２０における流量Ｑｍ³ ／ｈと、拡大流路
部での振動周波数ｆ［Ｈｚ］との関係を、実験データに
基づいて説明する。

【００３１】ここで、このフルイディック流量計の、推
算流量をＱcal ［ｍ³ ／ｈ］、流体振動周波数をＦ［Ｈ
ｚ］、比例常数をＫ［ｍ³ ／Ｈｚ・ｈ］とした場合に、
これらの間には、Ｑcal ＝Ｋ×Ｆの関係式が成立する。

【００３２】また、ノズル３２の流路４１の幅Ｗ＝２．
５ｍｍ、長さＬn ＝１５ｍｍ、高さＨ＝７．５ｍｍ、ガ
ス供給アダプタ２２内に設置された円柱体５６の直径を
ｄ＝１５ｍｍとした場合に、噴流長さＬj を１５ｍｍ，
１４ｍｍ，１２ｍｍと３段階に変化させた場合のＱ−ｆ
特性曲線を、図１０から図１２までに示した。

【００３３】これらの実験によれば、図１０に示すよう
に、噴流長さＬj ＝１５ｍｍの時には、Ｑ＝０．６ｍ³
／ｈ以下の範囲において、振動周波数Ｆは直線より低い
値を示す。また図１１から分るように、噴流長さＬj ＝
１４ｍｍの時には、全域に渡ってほぼ直線上に測定値が
存在するが図１２において、噴流長さＬj ＝１２ｍｍの
時には、Ｑ＝０．７ｍ³ ／ｈ以下の時に実験値が直線よ
り高い値を示すようになる。

【００３４】したがって、この実施例においては、噴流
長さＬj ＝１４ｍｍにおける、測定結果が最も直線性に
優れたものとなっている。

【００３５】（実験例II）つぎに、この実験例のフルイ
ディック流量計２０の噴流長さＬj と、器差曲線の関係
を、実験データに基づいて説明する。

【００３６】この実験例のフルイディック流量計２０で
は、推算流量Ｑcal ［ｍ／ｈ］と、実際の流量Ｑ［ｍ／
ｈ］との誤差をＥ［％］とした場合に、これらの間に
は、つぎの関係式が成立する。

【００３７】Ｅ＝｛（Ｑcal −Ｑ）／Ｑcal ｝×１００ このようにして、計算したＥの値を器差と呼んでいる。

【００３８】さらに、実流量Ｑと最大流量Ｑmax との比
をＱ／Ｑmax とし、これと上記器差との関係を示す特性
曲線を器差曲線とした場合、この実施例のフルイディッ
ク流量計の器差Ｅは、０．０５≦Ｑ／Ｑmax ≦０．２の
範囲で−２．５％≦Ｅ≦２．５％の検定公差の範囲に入
り、０．２≦Ｑ／Ｑmax ≦１．０の範囲で−１．５％≦
Ｅ≦１．５％の検定公差の範囲に入ることが必要であ
る。

【００３９】さらに、具体的にＱmax を４ｍ³ ／ｈとし
た場合には、フルイディック流量計の器差Ｅは、０．２
≦Ｑ≦０．８の範囲で−２．５％≦Ｅ≦２．５％の検定
公差の範囲に入り、０．８≦Ｑ≦４の範囲で−１．５％
≦Ｅ≦１．５％の検定公差の範囲に入ることが必要であ
る。

【００４０】図１３から図１６は、ノズル３２の流路４
１の幅Ｗ＝２．５ｍｍ、長さＬ＝１５ｍｍ、高さＨ＝
７．５ｍｍ、ガス供給アダプタ２２内に設置された円柱
体５６の直径をｄ＝１５ｍｍとした場合に、噴流長さＬ
j を１５ｍｍ，１４ｍｍ，１３ｍｍ，１２ｍｍと４段階
に変化させて、ターゲット２６の位置をノズル側に近づ
けた場合の器差曲線である。

【００４１】図１３の噴流長さＬj ＝１５ｍｍの場合
は、Ｑ／Ｑmax が０．２以下において、器差Ｅは検定公
差より低い実験値を示しているが、図１４の噴流長さＬ
j ＝１４ｍｍの場合は、Ｑ／Ｑmax のほぼ全域に渡って
器差Ｅは検定公差の範囲に入っている。さらに、図１５
では噴流長さをＬj ＝１３ｍｍ、図１６では噴流長さＬ
j ＝１２ｍｍ、と噴流長さＬj を１ｍｍ単位で短くした
場合には、いずれの実験データにおいても、Ｑ／Ｑmax
が０．２以下において器差Ｅが検定公差の範囲をオーバ
ーする結果となった。

【００４２】このように、上述した実験結果から分かる
ように、この実施例のフルイディック流量計は、器差曲
線を検定公差の範囲内に収めるための最適な噴流長さＬ
j が存在することが判った。この実験例では、噴流長さ
Ｌj ＝１４ｍｍで器差曲線を検定公差の範囲に収めるこ
とができる。

【００４３】さらに、この実験を進めて、噴流長さＬj
＝１４〜１４．２ｍｍの範囲で、噴流長さを０．１ｍｍ
毎に変化させた場合には、非常に良好な器差曲線を得る
ことができた。特に、噴流長さＬj ＝１４．１ｍｍの時
が、最も良好な器差曲線となった。

【００４４】したがって、この実施例のフルイディック
流量計は、噴流長さＬj をノズルの噴出面３２ｅからタ
ーゲット２６の凹部４７の最深部４７ａまでと明確に規
定することにより、噴流長さＬj と器差曲線とを正確に
関係づけることが可能となり、最適な噴流長さＬj を選
択することができる。即ち、ターゲット２６の位置を変
化させることにより、ノズルの噴出面３２ｅからターゲ
ット２６の凹部４７の最深部４７ａまでの距離（噴流長
さＬj ）を変化させて、ターゲット２６に衝突するガス
の噴流の速度を最適な値に制御することができ、ガスの
元圧とノズル幅Ｗの関係から決定される流量の範囲Ｑに
対して、最適な噴流長さＬj を採用し、器差曲線を検定
公差の範囲内に収めることができる。特に、上述した各
部位の数値限定を行うことにより、さらに精度の良好な
流量計を実現することができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のフルイ
ディック流量計によれば、ノズル入口部の円弧半径をｒ
n、ノズル幅をＷ、ノズル高さをＨ、ノズル長さをＬn、
ノズル噴出面からターゲットの凹部の最深部までの長さ
をＬj、主円弧部半径をＲ、副円弧部半径をｒ1、集束円
弧部半径をｒ2、絞り流路の幅をｗとした場合に、前記
Ｗ，ｒn，Ｈ，Ｌn，Ｌj，Ｒ，ｒ1，ｒ2，ｗとの間にｒn
／Ｗ＝２、Ｈ／Ｗ＝３、Ｌn／Ｗ＝０〜８、Ｌn＝０〜２
０ｍｍ、Ｌj／Ｗ＝５．６〜５．６８、Ｒ／Ｗ＝５．
６、ｒ1／Ｗ＝２、ｒ2／Ｗ＝２．８、ｗ／Ｗ＝７．６の
関係をもたせることにより、測定誤差を検定公差の範囲
に入れることができ、精度の高いフルイディック流量計
を実現することができる。また、上記の関係が限定され
ることにより、噴流長さＬjのみならず、他の条件も明
確に規定され、器差曲線が検定公差の範囲内に納まり、
さらに精度の高いものとすることができる。

【００４６】また、請求項２記載のフルイディック流量
計は、ノズル幅をＷ、ターゲットの円柱直径をФT、タ
ーゲットの凹部の円弧半径をＲT、ターゲットの凹部の
最深部から凸部の最頂部の高さをｈTとした場合に、前
記Ｗ，ФT，ＲT，ｈTとの間にФT／Ｗ＝２．２、ＲT／
ФT＝０．３６４、ｈT／ФT＝０．１８２の関係をもた
せることにより、ターゲットの詳細な寸法が明確に規定
され、さらに噴流長さＬjがターゲットの最深部まで正
確に規定され、より精度の高いものとなっている。

【００４７】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のフルイディック流量計の
全体説明図である。

【図２】この発明の一実施例のフルイディック流量計の
全体説明図である。

【図３】この発明の一実施例のフルイディック本体の内
部のノズル部材が配設された状態の平面図である。

【図４】この発明の一実施例のフルイディック本体内に
設置されるノズル部材の平面図である。

【図５】この発明の一実施例のフルイディック本体の平
面図である。

【図６】この発明の一実施例のフルイディック本体の側
断面図である。

【図７】この発明の一実施例のフルイディック流量計の
ノズルより下流側の流路の説明図である。

【図８】この発明の一実施例のフルイディック本体の内
部に形成されるターゲットの拡大平面図である。

【図９】この発明の一実施例のフルイディック流量計の
ガス供給アダプタ、及びガス供給路の斜視図である。

【図１０】この発明の一実施例のＱ−ｆ特性曲線の説明
図である。

【図１１】この発明の一実施例のＱ−ｆ特性曲線の説明
図である。

【図１２】この発明の一実施例のＱ−ｆ特性曲線の説明
図である。

【図１３】おの発明の一実施例の器差曲線の説明図であ
る。

【図１４】この発明の一実施例の器差曲線の説明図であ
る。

【図１５】この発明の一実施例の器差曲線の説明図であ
る。

【図１６】この発明の一実施例の器差曲線の説明図であ
る。

【図１７】従来のフルイディック流量計の内部を説明す
る断面平面図である。

【符号の説明】

２６ ターゲット ２６ａ ターゲット側面 ３２ ノズル ３２ｃ 中心軸線 ３２ｅノズル噴出面 ３３ 拡大流路部 ３８ 絞り流路部 ４０ ノズルの入口部 ４１ 流路 ４２ 主円弧部 ４３ 拡大壁部 ４４ 副円弧部 ４６ 集束円弧部 ４７ 凹部 ４７ａ 凹部の最深部 ４８ 凸部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口部に円弧状の曲線が形成され、かつ
   所定の幅と高さと長さの流路を有するノズルを設け、こ
   のノズルの流路に直交するノズル噴出面を有すると共
   に、前記ノズルの後流に前記ノズルの中心軸線に対して
   対称かつ拡大された内壁面を有する拡大流路部を設け、
   この拡大流路部の前記中心軸線を含む流路中央部付近に
   前記ノズルより噴出する噴流の直進性を阻害するターゲ
   ットを設けると共に、前記拡大流路部の下流側に前記拡
   大流路部の後流部より狭い流路幅を有する絞り流路部を
   設け、前記拡大流路部の内壁面を、前記ノズル噴出面に
   接する半径の主円弧部と、この主円弧部に滑らかに接続
   する拡大壁部と、この拡大壁部から滑らかに接続し、か
   つ下流側で前記絞り流路部に接する副円弧部とで構成
   し、この副円弧部と前記絞り流量部を流路側に張りだし
   た円弧状の集束円弧部により接続し、さらに前記ターゲ
   ットを円柱状に形成し、この円柱状のターゲットの側面
   には、前記ノズルからの噴流を受ける側に平断面円弧状
   の凹部を形成すると共に、この凹部の両端には該凹部を
   前記円柱状のターゲットの側面と滑らかに接続する円弧
   状の凸部を形成したフルイディック流量計において、前
   記ノズル噴出面から前記ターゲットの凹部の最深部まで
   の距離を噴流の長さとして、該ターゲットの最適位置を
   決定するに際し、前記ノズル入口部の円弧半径をｒn、
   ノズル幅をＷ、ノズル高さをＨ、ノズル長さをＬn、ノ
   ズル噴出面からターゲットの凹部の最深部までの長さを
   Ｌj、主円弧部半径をＲ、副円弧部半径をｒ1、集束円弧
   部半径をｒ2、絞り流路の幅をｗとした場合に、 前記Ｗ，ｒn，Ｈ，Ｌn，Ｌj，Ｒ，ｒ1，ｒ2，ｗとの間
   に ｒn／Ｗ＝２ Ｈ／Ｗ＝３ Ｌn／Ｗ＝０〜８ Ｌn＝０〜２０ｍｍ Ｌj／Ｗ＝５．６〜５．６８ Ｒ／Ｗ＝５．６ ｒ1／Ｗ＝２ ｒ2／Ｗ＝２．８ ｗ／Ｗ＝７．６ の関係がある ことを特徴とするフルイディック流量計。
2. 【請求項２】 請求項１記載のフルイディック流量計の
   ノズル幅をＷ、ターゲットの円柱直径をФT、ターゲッ
   トの凹部の円弧半径をＲT、ターゲットの凹部の最深部
   から凸部の最頂部の高さをｈTとした場合に、 前記Ｗ，ФT，ＲT，ｈTとの間に ФT／Ｗ＝２．２ ＲT／ФT＝０．３６４ ｈT／ФT＝０．１８２ の関係があることを特徴とするフルイディック流量計。