JP3059314U - 質量の流れの制御装置の分流構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メイン流路を通過した流体を層流状態に維持
させると共に、大変簡単に製造でき、かつコストを低減
することができる質量の流れの制御装置の分流構造を提
供する。 【解決手段】 外管の内周壁と円柱の外周壁と複数個の
隙間部材との間に形成された複数個の隙間を流体が通過
できる。隙間部材の長さを外管と円柱の長さと同じ長さ
に形成されるため、隙間の断面積を一致させることがで
きると共に、外管と円柱と隙間部材はそれぞれ耐蝕性の
強い材質を採用するため、隙間４の境界条件を均一に維
持させることができる。これにより、隙間を通過した流
体が受けた境界条件は均一になるように形成され、ま
た、隙間の幅は通過した流体に層流を維持させることが
できるため、サブ流路の流量とメイン流路の流量との割
合を一定の数値に維持させることができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、主として質量の流れの制御装置の分流構造に関し、特に、質量の流 れの制御装置を用いることにより、サブ流路の流量とメイン流路の割合を一定の 数値に維持することのできる質量の流れの制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来この種のものにあっては、下記のようなものになっている。

【０００３】 従来の質量の流れの制御装置は、一本のメイン流路とメイン流路の一方から分 流された一本の流体測定サブ流路により構成される。測定部材は前記流体測定サ ブ流路に位置し、前記流体測定サブ流路の流体の流量を測定する。この場合、サ ブ流路の流量とメイン流路の流量との割合が一定の数値でなければ、測り得たサ ブ流路の流量は必ず誤差が生じる。そのために、メイン流路を通過した流体には 層流（Laminar flow）を維持することにより、サブ流路の流量とメイン流路の流 量との割合を一定の数値に維持している。

【０００４】 Ａ． 従来の質量の流れの制御装置については、例えば、アメリカ特許第５，４ ３９，０２６号に開示されたものは、図１に示すように、質量の流れの制御装置 にベースボディが包含され、前記ベースボディに入口７１、出口および流路７３ が設けられる。流路７３は入口７１と出口とは連なるように形成され、また、流 体調整部材は流体が流路７３においての流量を調整するのに用いられ、センサー ７４は流路７３の流量を検出するのに用いられる。また、整流壁７０はセンサー ７４を経て流量の制御信号を流体調整部材に出力させることにより、流量を予め に設定された流量の数値に到達させることができるように構成されている。その 他に、少なくとも前記流路の片側に一つの入口と出口が設けられることにより、 検出流量と流路の流量とを同じに保つことができるように構成されている。

【０００５】 Ｂ． 従来の質量の流れの制御装置については、例えば、アメリカ特許第４，８ ５８，６４３号に開示されたものは、その流体の流れの安定装置に二個の安定部 材が包含されている。二個の安定部材は互いに隣接するように形成されると共に 、各安定部材には複数個の軸方向の貫通孔が包含されている。二個の安定部材が 相対的に回転するのを利用することにより、二個の安定部材に設けられた複数個 の軸方向の貫通孔が一直線上に位置して流路となるように形成されている。その 他に、複数個の定位部材を設けることにより、前記二個の安定部材の位置を固定 させるように構成されている。

【０００６】 Ｃ． 従来の質量の流れの制御装置については、例えば、アメリカ特許第５，０ ９９，８８１号に開示されたものは、図2に示すように、その質量の流れの制御 装置の分流装置にベース８が包含され、ベース８はメイン流路８１を有している 。メイン流路８１に上流環状流路８１１と下流環状流路８１２と円錐体環状流路 ８１３が包含され、円錐体環状流路８１３は上流環状流路８１１と下流環状流路 ８１２とに連なるように形成される。プラグ８０はメイン流路８１に設置される と共に、プラグ８０には第一円柱体８０１と第二円柱体８０２と円錐体８０３が 包含される。また、第一流路８１は上流環状流路８１１の内表面と第一円柱体８ ０１より形成されると共に、第二流路８３は下流環状流路８１２の内表面と第二 円柱体８０２より形成され、縮小流路８４が円錐体環状流路８１３の内表面と円 錐体８０３より形成されるように構成されている。

【０００７】 従来の質量の流れの制御装置については、以下のような問題を指摘することが できる。

【０００８】 Ａ． 上述した特許に提示された従来の流体の分流構造は、複数本の細い管を中 空の管に環状になるように固定させて形成される構造であり、前記細い管はステ ンレス鋼の材質より製造される。そのため、加工製造上において大変困難である だけでなく、その完成品の入手が難しく、前記流体の分流構造は製造が困難であ ると共に、コストが高いという欠点を有する。

【０００９】 Ｂ． 上述した特許に提示された従来の流体の分流構造は、封閉の軸方向の貫通 孔に回流が生じ易いという欠点がある。

【００１０】 Ｃ． 上述した特許に提示された従来の流体の分流構造は、縮小流路の断面積が 縮小されているため、通過した流体に対して圧縮の作用を与えてしまうという欠 点を具有する。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、 その目的とするところは、次のようなことを達成できる質量の流れの制御装置の 分流構造を提供することにある。

【００１２】 本考案の目的は、メイン流路を通過した流体を層流状態に維持させると共に、 その分流構造には製造が大変簡単で、かつコストを低減することができる質量の 流れの制御装置の分流構造を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案による質量の流れの制御装置の分流構造は 下記のように構成される。

【００１４】 すなわち、本考案の質量の流れの制御装置の分流構造は、外管、円柱および隙 間部材により構成される。外管に中空部が設けられると共に、中空部に内周壁が 形成される。円柱に外周壁が形成されており、円柱は外管の中空部に挿入される と共に、外管の中空部に挿入された円柱は複数個の隙間部材により固定される。 これにより、前記外管の内周壁と前記円柱の外周壁と複数個の隙間部材との間に は複数個の隙間が形成されるように構成されている。

【００１５】 また、本考案の質量の流れの制御装置の分流構造は、下記のように構成するこ ともできる。 １． 外管、円柱および隙間部材により構成される。外管に中空部が設けられる と共に、中空部に内周壁が形成される。外管に少なくとも一個の中空円柱が含ま れると共に、中空円柱は外管の中空部に挿入される。円柱に外周壁が形成されて おり、円柱は前記中空円柱に挿入されると共に、外管の中空部に挿入された中空 円柱と中空円柱に挿入された円柱がそれぞれ複数個の隙間部材により固定されて いる。これにより、前記外管の内周壁と前記中空円柱の内，外周壁と前記円柱の 外周壁と複数個の隙間部材との間には複数個の隙間が形成されるように構成され ている。 ２． 前記円柱の軸方向に複数個の透孔が設けられ、前記透孔は通過した流体に 層流を維持させることができる。 ３． 前記外管と円柱と複数個の隙間部材は耐蝕性の強い材料より製造される。 ４． 前記耐蝕性の強い材料はＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼からなる。 ５． 前記隙間は通過した流体に層流を維持させることができる。

【００１６】

【考案の実施の形態】

本考案の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。

【００１７】 図３に示す本考案の質量の流れの制御装置の断面図において、本考案の質量の 流れの制御装置９０はメイン流路９１が包含され、前記メイン流路９１の片側に サブ流路９２が設けられ、前記サブ流路９２に入口９２１と出口９２２が包含さ れる。二個のセンサー９３は前記サブ流路９２の片側に位置され、前記二個のセ ンサー９３の間の流量を検出する。本考案の質量の流れの制御装置の分流構造は メイン流路９１に位置し、その両端は丁度サブ流路９２の入口９２１と出口９２ ２に位置する。流体は質量の流れの制御装置の分流構造の一端より進入し、そし て、質量の流れの制御装置の分流構造の他端より流出する。

【００１８】

【実施例１】 図４，５に示す本考案の実施例１の分解斜視図と側面図において、本考案の質 量の流れの制御装置の分流構造は外管１、円柱２および複数個の隙間部材３によ り構成され、外管１に中空部１１が設けられると共に、中空部１１に内周壁１２ が形成される。円柱２に外周壁２１が形成され、円柱２は外管１の中空部１１に 挿入されることができる。外管１と円柱２との間には少なくとも三本の長棒状の 隙間部材３により、円柱２をしまりばめ方式で外管１の中に固定させることによ り、外管１の内周壁１２と円柱２の外周壁２１と複数個の隙間部材３との間に複 数個の隙間４が形成され、隙間４は流体が通過するのに用いることができる。

【００１９】 隙間部材３の長さは外管１と円柱２の長さとは同じ長さであるように形成され るため、隙間４の断面積を一致に維持させることができる。しかも、外管１と円 柱２と隙間部材３はそれぞれ耐蝕性の強い材質のものが採用される。最良な材質 としては、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス鋼であり、ＳＵＳ３１６Ｌのステンレス 鋼を採用することにより、隙間４の境界条件を均一に維持させることができる。 そのため、隙間４を通過した流体が受けた境界条件は均一になるように形成され る。

【００２０】 隙間４の幅は通過した流体に層流を生じさせることができると共に、そのレイ ノルズ数Ｒｅは２３００より小さい。また、本考案では外管の内径と円柱の外径 を増加したり減少したりすることにより、又は外管の中に複数個の同心円の隙間 を設けることにより、或いは又、隙間の数量を増加したり減少したりすることに より、各種流量の質量の流れの制御装置に使用されることができる。

【００２１】

【実施例２】 図６に示す本考案の実施例２の側面図において、本考案の質量の流れの制御装 置の分流構造は外管１、円柱２、複数個の隙間部材３，３’および少なくとも一 個の中空円柱５により構成される。外管１に中空部１１が設けられると共に、中 空部１１に内周壁１２が形成される。中空円柱５に内周壁５１と外周壁５２が形 成されると共に、中空円柱５は外管１の中空部１１に挿入されることができる。 外管１と中空円柱５との間には少なくとも三本の長棒状の隙間部材３により、中 空円柱５をしまりばめ方式で外管１の中に固定させることにより、外管１の内周 壁１２と中空円柱５の外周壁５２と複数個の隙間部材３との間には複数個の隙間 ４が形成される。隙間４は流体が通過するのに用いることができる。

【００２２】 円柱２に外周壁２１が形成されると共に、円柱２は前記中空円柱５に挿入する ことができる。中空円柱５に挿入された円柱２は少なくとも三本の長棒状の隙間 部材３’により、円柱２をしまりばめ方式で中空円柱５の中に固定させることに より、中空円柱５の内周壁５１と円柱２の外周壁２１と複数個の隙間部材３’と の間に複数個の隙間４’ほ形成する。隙間４’は流体が通過するのに用いること ができる。その他に、本考案は直径の違う複数個の中空円柱５を嵌め込んでから 、再び外管１と円柱２の間に入れることにより、複数個の同心円を有する隙間４ ，４’を形成させる。

【００２３】 隙間部材３および３’の長さは、外管１と円柱２の長さとは同じ長さであるよ うに形成されるため、隙間４と４’の断面積を一致に維持させることができる。 しかも、外管１と円柱２と隙間部材３，３’と中空円柱５はそれぞれ耐蝕性の強 い材質を採用することにより、前記隙間４および４’の境界条件を均一に維持さ せることができる。このため、前記隙間４および４’を通過した流体が受けた境 界条件は均一になるように形成される。

【００２４】 本考案の隙間４および４’の幅は通過した流体に層流の効果を生じさせること ができる。また、本考案では流体の流量を制御するのは、外管の中に設けられた 複数個の同心円を有する隙間４および４’によって行われるもので、隙間４およ び４’の数量を増加したり減少したりすることにより流量を制御することができ る。

【００２５】

【実施例３】 図７に示す本考案の実施例３の側面図において、本考案の質量の流れの制御装 置の分流構造は、外管１、円柱２、複数個の隙間部材３，３’および複数個の直 径の違う中空円柱５により構成される。外管１に中空部１１が設けられると共に 、中空部１１に内周壁１２が形成される。中空円柱５に内周壁５１と外周壁５２ が形成されると共に、中空円柱５は外管１の中空部１１に挿入することができる 。外管１と中空円柱５との間には少なくとも三本の長棒状の隙間部材３により、 中空円柱５をしまりばめ方式で外管１の中に固定させることにより、外管１の内 周壁１２と中空円柱５の外周壁５２と複数個の隙間部材３との間には複数個の隙 間４が形成される。隙間４は流体が通過するのに用いることができる。

【００２６】 円柱２に外周壁２１が形成されると共に、円柱２は前記中空円柱５に挿入する ことができる。また、好適な例として円柱２に複数個の透孔２２が設けられ、透 孔２２は流体が通過するのに用いられるだけではなく、通過した流体に層流を維 持させることもできる。また、中空円柱５に挿入された円柱２は少なくとも三本 の長棒状の隙間部材３’により、円柱２をしまりばめ方式で中空円柱５の中に固 定させることにより、中空円柱５の内周壁５１と円柱２の外周壁２１と複数個の 隙間部材３’との間に複数個の隙間４’が形成される。隙間４’は流体が通過す るのに用いることができる。直径の違う複数個の中空円柱５を嵌め込んでから、 再び外管１と円柱２の間に入れることにより、複数個の同心円を有する隙間４， ４’を形成させる。本考案の好適な例として、透孔２２と隙間４，４’により流 体を通過させると共に、通過した流体に層流を維持させることができる。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は、上述の通り構成されているので次に記載する効果を奏する。

【００２８】 本考案の質量の流れの制御装置の分流構造によれば、外管と円柱と複数個の隙 間部材と中空円柱は製造上、又は組立上において大変簡単になると共に、特定流 量の質量の流れの制御装置を組立てる前に大量生産方式で加工し、各種の流量範 囲の分流構造の部品を組立て上げてから、質量の流れの制御装置内に素早く組立 てることができるため、製造上において大変簡単になると共に、コストを低く抑 えることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の質量の流れの制御装置を示す断面図であ
る。

【図２】別の従来の質量の流れの制御装置を示す断面図
である。

【図３】本考案の質量の流れの制御装置を示す断面図で
ある。

【図４】本考案の実施例１による制御装置を示す分解斜
視図である。

【図５】本考案の実施例１による制御装置の側面図であ
る。

【図６】本考案の実施例２による制御装置を示す側面図
である。

【図７】本考案の実施例３による制御装置を示す側面図
である。

【符号の説明】

１ 外管 １１ 中空部 １２ 内周壁 ２ 円柱 ２１ 周壁 ２２ 透孔 ３ 隙間部材 ３’ 隙間部材 ４ 隙間 ４’ 隙間 ５ 中空円柱 ５１ 内周壁 ５２ 外周壁 ９０ 質量の流
れの制御装置 ９１ メイン流路 ９２ サブ流路 ９２１ 入口 ９２２ 出口 ９３ センサー ７０ 整流壁 ７１ 入口 ７３ 流路 ７４ センサー ８ ベース ８０ プラグ ８０１ 第一円柱
体 ８０２ 第二円柱体 ８０３ 円錐体 ８１ メイン流路 ８１１ 上流環状
流路 ８１２ 下流環状流路 ８１３ 円錐体
環状流路 ８２ 第一流路 ８３ 第二流路 ８４ 縮小流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 王 漢聰 台湾新竹縣竹東鎮中興路４段195之３號22 館

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外管（１）、円柱（２）および隙間部材
   （３）により構成され、外管（１）に中空部（１１）が
   設けられると共に、中空部（１１）に内周壁（１２）が
   形成され、円柱（２）に外周壁（２１）が形成され、円
   柱（２）は外管（１）の中空部（１１）に挿入されると
   共に、外管（１）の中空部（１１）に挿入された円柱
   （２）は複数個の隙間部材（３）によって固定されるこ
   とにより、前記外管（１）の内周壁（１２）と前記円柱
   （２）の外周壁（２１）と複数個の隙間部材（３）との
   間に複数個の隙間（４）が形成されることを特徴とする
   質量の流れの制御装置の分流構造。
2. 【請求項２】 外管（１）、円柱（２）および隙間部材
   （３）により構成され、外管（１）に中空部（１１）が
   設けられると共に、中空部（１１）に内周壁（１２）が
   形成され、外管（１）には少なくとも一個の中空円柱
   （５）が含まれると共に、中空円柱（５）は外管（１）
   の中空部（１１）に挿入され、円柱（２）に外周壁（２
   １）が形成され、円柱（２）は前記中空円柱（５）に挿
   入されると共に、外管（１）の中空部（１１）に挿入さ
   れた中空円柱（５）と中空円柱（５）に挿入された円柱
   （２）はそれぞれ複数個の隙間部材（３，３’）によっ
   て固定されることにより、前記外管（１）の内周壁（１
   ２）と前記中空円柱の内，外周壁（５１，５２）と前記
   円柱（２）の外周壁（２１）と複数個の隙間部材（３）
   との間に複数個の隙間（４，４’）が形成されることを
   特徴とする質量の流れの制御装置の分流構造。
3. 【請求項３】 前記円柱（２）の軸方向に複数個の透孔
   （２２）が設けられ、前記透孔（２２）は通過した流体
   に層流を維持させることができるように構成されている
   請求項１又は２記載の質量の流れの制御装置の分流構
   造。
4. 【請求項４】 前記外管（１）と円柱（２）と複数個の
   隙間部材（３）は耐蝕性の強い材料より製造されている
   請求項１又は２記載の質量の流れの制御装置の分流構
   造。
5. 【請求項５】 前記耐蝕性の強い材料はＳＵＳ３１６Ｌ
   のステンレス鋼から構成されている請求項４記載の質量
   の流れの制御装置の分流構造。
6. 【請求項６】 前記隙間（４，４’）は通過した流体に
   層流を維持させることができるように構成されている請
   求項１又は２記載の質量の流れの制御装置の分流構造。