JP2930721B2 - ガス流量測定装置およびその装置の使用方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガス流量測定装置に関し、このガス流量測
定装置は、ガスの流れの中に載置される測定本体と、環
境との関係で測定本体を熱するための加熱手段とを備え
ている。本発明はまた前記測定装置を使用する方法に関
する。車体を塗装するための典型的なブースラインは複
数の連続した区域に分割され、これらの区域はファンに
よって各区域に設けられたフィルタ屋根を通して垂直に
供給される空気流を備えている。車体が塗料によって塗
装されるこれらの区域において、塗料の粒子や溶液によ
って汚染した排気空気流がファンによって吸い出され
る。汚染した空気が塗装区域から他の区域へ水平に広が
らないようにするために、区域の間の水平な空気流が塗
装区域の方へ向けられることが効果的である。塗装区域
に第２の渦を生成しないようにするために水平な空気流
は、供給および排出する空気流に対して小さいことがま
た効果的であり、あるいは、塗装粒子が一つの車体から
他の車体へ運搬されることが必要である。水平な空気流
は、水平空気流が所望なものになるように、供給空気フ
ァンの速度制御などによって適当にレギュレートされ
る。この制御を好適な方法で遂行できるためには、水平
空気流は正確に測定される必要がある。

熱流交換器、すなわち、測定される流れの中に置かれ
る測定本体とこの測定本体を熱する手段を有し、流れが
熱せられた測定本体を冷却するという事実に基づいて異
なる方法でリレーする変換器は、種々の設計のものが知
られている。しかしながら、従来技術の流れ変換器のい
ずれも、以下に列挙する要求１−３や、上述した典型的
な塗装ブースラインで使用される流れ変換器の上に置か
れなければならないということを満たすようには考えら
れていない。

１）塗装ブースラインは爆発性の環境として分類される
ので、流れ変換器の測定本体は大気温度をわずかに越え
る温度まで熱してもよいだけである。

２）流れ変換器は測定本体の上の塗料の堆積物や他の化
学的に対して比較的感度が低くなければならない。

３）流れ変換器はゼロ近辺の領域、特に−2m/s−＋2m/s
の領域で高い感度を有しなければならない。

本発明の主な目的は、これらの要求を満たす流れ変換
器を供給することである。

この目的は、本発明による型の装置によって達せら
れ、この装置は、測定本体は円筒の形状をしており、こ
の円筒はこの円筒の軸線を通って広がる対称平面に対し
て対称であり、前記対称平面を含むスロットが前記円筒
の中へこの円筒の一端部から軸線方向へ所定距離だけ広
がり、これによって、前記円筒の第１部分を前記スロッ
トに対して対称にある２個の半部分に分割し、加熱手段
は、前記スロットによって分割されていない前記円筒の
第２部分における前記スロットの底部から所定距離の位
置に設けられており、測定本体が前記加熱手段によって
加熱される温度を測定するために、温度センサーが、前
記スロットの底部に近接して前記円筒の前記第２部分に
設けられており、各々の前記半部分の温度を測定するた
めの温度センサーが、前記円筒の前記一端部に近接して
円筒の対称な各々の前記半部分に設けられている、こと
を特徴とする。

前記測定本体は、直線的な円形円筒の形状であること
が好適である。

本発明の他の目的は、前記装置を使用する好適な方法
を提供することである。

本発明により、この目的は以下の方法によって達せら
れ、この方法は、前記測定本体をガスの流れ中に配設し
て、前記スロットは前記ガスの流れに対して直角に広が
り、前記半部分をガスの流れに面させ他の半部分をガス
の流れに離れて面させ、前記測定本体を前記加熱手段に
よって大気温度より所定温度だけ越える温度へ加熱し、
前記２個の対称な円筒の半部分の各温度を測定し、これ
らの測定された温度に基づいてガス流量を計算する。

本発明は添付する図面を参照して以下に詳細に説明す
る。

図１は本発明の測定装置の軸線方向の縦断面図であ
る。

図２は図１の断面に直角な方向の測定装置の軸線方向
の縦断面図である。

図３は図１の左から加熱手段を除いた状態で測定装置
を示す端面図である。

図４は図１の右から見た測定装置を示す端面図であ
る。

図に示す測定装置は、単一のピースとして形成され、
しんちゅうから成る測定本体１を備えている。測定本体
１は直線的な円形の円筒の形状であり、この円筒は一端
で円周フランジ２とこのフランジの内側に位置するスロ
ット部３とを有する。フランジ２およびスロット部３
は、壁４においてこの装置を固定するために用いられ、
この壁４を通してこの装置は測定されるガスの流れＦあ
るいは空気流の中へ広がる。

フランジ２の反対の端部において測定本体１は、測定
本体１の中へ所定距離だけこの端部から軸線方向へ延び
た直径線上を通るスロット５を有している。このよう
に、スロット５は前記円筒を２個の類似半部分6a、6bに
分割する。図１からわかるように、前記測定本体は、前
記スロットは前記ガスの流れに対して直角に広がり、前
記半部分6aをガスの流れに面させ他の半部分6bをガスの
流れに離れて面させて、ガスの流れＦ中に配設される。

軸線方向へ向く３個の肩孔７、８、９は、それらの中
心線は円筒の軸線から同じ距離に位置し互いに90度の角
度をなし（図３参照）、測定本体１の中へフランジ端部
から延びている。肩孔７、８は直径の互いに反対の位置
にあり、これらの中心線の間の接続線はスロット５に垂
直にある（図３参照）。肩孔７、８は各々測定本体１の
スロットのある端部のちょうど内側の位置までそれぞれ
の円筒の半部分6a,6bの中へ等しい距離だけ延びてい
る。肩孔９はスロット５の反対に位置している（図３参
照）。しかしながら、肩孔９はスロットほどには延びて
おらず、スロットの底部10から短い距離の位置で終端し
ている（図２参照）。

肩孔11は円筒の軸線に沿って、フランジのある端部か
ら測定本体１の中へいくらかの距離だけ延びている。肩
孔11の内側の狭い部分はネジが切られている（図示しな
い）。加熱手段12は肩孔11の中へネジ込まれ、さらにそ
の中で良好な熱伝導性を有するエポキシ接着剤によって
固定される。加熱抵抗（図示しない）を含む加熱手段12
は、測定本体１を大気温度を所定の比較的低い値、例え
ば10℃だけ越える温度まで加熱できるようになってい
る。

測定本体１の温度は肩孔９の底部に配設された温度セ
ンサー13によって測定される。この場合、温度センサー
13は、０℃で100オームの抵抗を有するプラチナ抵抗線
による抵抗温度計である。

２個の円筒の半部分6a,6bの温度は、肩孔７、８の底
部に各々配設された温度センサー14、15によって測定さ
れる。温度センサー14、15の各々は、２個の抵抗温度計
からなり、各々は０℃で100オームの抵抗を有するプラ
チナ抵抗線を有している。

肩孔７、８、９は良好な熱伝導性を有するエポキシ接
着剤によって満たされる。温度センサー14、15における
４個の抵抗温度計は、肩孔７、８のエポキシ接着剤を介
してセンサーから測定本体１の外側まで続く接続線（図
示しない）によって測定ブリッジに接続されている。温
度センサー13の接続線（図示しない）は同様にアンテナ
９のエポキシ接着剤を介して測定本体１の外側へ続いて
いる。

この測定装置が使用されるとき、測定本体１は図１に
示す方法でガスの流れＦの中に置かれる。測定本体１は
大気温度より10℃高い温度まで加熱され、この温度は別
個の温度計によって測定される。ガスの流れＦは測定本
体１を冷却し、ガスの流れＦに面する円筒の半部分6aは
他の半部分6bよりも大量に冷却される。二つの半部分6
a、6bの間の温度差は温度センサー14、15によって測定
され、ガスの流量は測定された温度差に基づいて計算さ
れる。

理論的には、この温度差dTはいくつかのパラメータの
関数： dT＝ｆ（aA1/KA2,Q,T） である。ここでａは測定本体１とガスとの間の熱伝導係
数であり、Ｋは測定本体１の熱伝導率であり、A1はスロ
ット５が延びる測定本体１の部分の円周表面の領域であ
り、A2は測定本体１の断面積であり、Ｑはガスの流量で
あり、Ｔは測定本体１の温度と大気温度との間の差であ
る。dTはaA1/KA2に比例している。

A1＝π・ｄ・Ｌ、ここでｄは測定本体１の直径であり
Ｌはスロット５の深さあるいは軸線方向の長さであり、
A2＝πd2/4であるので、実際には、限られた範囲以内に
おいてスロット５の深さＬを増加し、及び／または、測
定本体１の直径ｄを減少することによって、測定装置の
感度を増加することができる。

本発明は上述の実施例に限定されることなく、請求の
範囲の範囲以内でいくつかの変形が可能である。例え
ば、測定本体は必ずしも直線的な円形の円筒である必要
はなく、他の形の円筒であってもよい。しかしながら、
円筒は円筒の軸線の通って延びる対称平面に対して対称
でなければならず、これによってスロットが円筒をスロ
ットに対して対称な２個の半部分に分割できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−275958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−134920（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−160488（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01F 1/68 G01P 5/10

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガスが流れる中に置く測定本体（１）とこ
   の測定本体を環境に対して加熱する加熱手段（12）とを
   備えるガス流量（Ｆ）を測定する装置において、 前記測定本体（１）は円筒の形状をしており、この円筒
   はこの円筒の軸線を通って広がる対称平面に対して対称
   であり、 前記対称平面を含むスロット（５）が前記円筒の中へこ
   の円筒の一端部から軸線方向へ所定距離だけ広がり、こ
   れによって、前記円筒の第１部分を前記スロット（５）
   に対して対称にある２個の半部分（6a,6b）に分割し、 前記加熱手段（12）は、前記スロット（５）によって分
   割されていない前記円筒の第２部分における前記スロッ
   ト（５）の底部（10）から所定距離の位置に設けられて
   おり、 温度センサー（13）が、前記測定本体（１）が前記加熱
   手段（12）によって加熱される温度を測定するために、
   前記スロット（５）の底部（10）に近接して前記円筒の
   前記第２部分に設けられており、 各々の前記半部分（6a、6b）の温度を測定するための温
   度センサー（14、15）が、前記円筒の前記一端部に近接
   して円筒の対称な各々の前記半部分（6a、6b）に設けら
   れている、ことを特徴とするガス流量測定装置。
2. 【請求項２】前記測定本体（１）は、直線的な円形円筒
   の形状であることを特徴とする請求項１に記載のガス流
   量測定装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のガス流量（Ｆ）を測定す
   る装置の使用方法において、 前記測定本体（１）をガスの流れ（Ｆ）中に配設して、
   前記スロット（５）は前記ガスの流れに対して直角に広
   がり、前記半部分（6a）をガスの流れに面させ他の半部
   分（6b）をガスの流れに離れて面させ、 前記測定本体（１）を前記加熱手段（12）によって大気
   温度より所定温度だけ越える温度へ加熱し、 前記２個の対称な円筒の半部分（6a、6b）の各温度を測
   定し、 これらの測定された温度に基づいてガス流量を計算し、
   ガス流量（Ｆ）を測定する装置の使用方法。