JP3112514B2 - フルイディック流量計 - Google Patents
フルイディック流量計Info
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- JP3112514B2 JP3112514B2 JP03209108A JP20910891A JP3112514B2 JP 3112514 B2 JP3112514 B2 JP 3112514B2 JP 03209108 A JP03209108 A JP 03209108A JP 20910891 A JP20910891 A JP 20910891A JP 3112514 B2 JP3112514 B2 JP 3112514B2
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- Japan
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- jet nozzle
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体や液体の流量の計
測に用いられるフルイディック流量計に関する。
測に用いられるフルイディック流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の膜式ガスメータに代るものとして
開発されている、フルイディック発振を利用したフルイ
ディック流量計は、小型で可動部がないので、耐久性に
優れていることから、各方面でその研究・改良が進めら
れている。さらに、従来からのガス流量計は、取付けに
関して立上り面積を要することや都市美観の上からも小
型にして取付けに際して方向性を問わないものが望まれ
る。このような観点から、フルイディック流量計におい
てその特徴を活かした小型で性能のよいものが望まれて
いる。
開発されている、フルイディック発振を利用したフルイ
ディック流量計は、小型で可動部がないので、耐久性に
優れていることから、各方面でその研究・改良が進めら
れている。さらに、従来からのガス流量計は、取付けに
関して立上り面積を要することや都市美観の上からも小
型にして取付けに際して方向性を問わないものが望まれ
る。このような観点から、フルイディック流量計におい
てその特徴を活かした小型で性能のよいものが望まれて
いる。
【０００３】フルイディック流量計は、一般の教科書に
も説明されているように、流れが自己を制御するように
働くことで振動を起こすことに着目し、その振動数が流
量に比例することを利用したものである。このようなフ
ルイディック流量計は、例えば特開昭６３−１３９２１
３号公報、特開昭６３−１３９２１４号公報などにも示
されているが、その基本的構成及び作用を図３を参照し
て説明する。
も説明されているように、流れが自己を制御するように
働くことで振動を起こすことに着目し、その振動数が流
量に比例することを利用したものである。このようなフ
ルイディック流量計は、例えば特開昭６３−１３９２１
３号公報、特開昭６３−１３９２１４号公報などにも示
されているが、その基本的構成及び作用を図３を参照し
て説明する。
【０００４】流入管１から排出管２を結ぶ経路上に、セ
ットリングスペース３、流路縮小部４、ジェットノズル
５、流路拡大部６を順に設け、かつ、流路拡大部６中に
誘振子７とサイドブロック８とエンドブロック９とを備
えて構成されている。ここに、このようなフルイディッ
ク流量計は、ジェットノズル５と誘振子７とを結ぶ直線
に対して線対称な形状とされている。エンドブロック９
にはサイドブロック８を覆うような状態で流路上流側に
向かって延ばした壁９ａ，９ｂを両側に有する。また、
このエンドブロック９の背後は、排出空間１０とされて
いる。
ットリングスペース３、流路縮小部４、ジェットノズル
５、流路拡大部６を順に設け、かつ、流路拡大部６中に
誘振子７とサイドブロック８とエンドブロック９とを備
えて構成されている。ここに、このようなフルイディッ
ク流量計は、ジェットノズル５と誘振子７とを結ぶ直線
に対して線対称な形状とされている。エンドブロック９
にはサイドブロック８を覆うような状態で流路上流側に
向かって延ばした壁９ａ，９ｂを両側に有する。また、
このエンドブロック９の背後は、排出空間１０とされて
いる。
【０００５】まず、流路上流側からの管状の流れはセッ
トリングスペース３で２次元的な流れに整流され、流路
縮小部４によりさらに整流されて円滑にジェットノズル
５に向かう。そして、ジェットノズル５で整流されたジ
ェット流は、誘振子７に当たることにより左右に分れる
が、エンドブロック９に至るまでの流路拡大部６の空間
において、ある流量を越えると誘振子７の背後にできる
渦の不安定性によって、左又は右に偏った流れを形成す
る。そのため、エンドブロック９にぶつかった流れは、
エンドブロック９前面に沿い、さらにサイドブロック８
周りに沿ってジェットノズル５の出口に達し、ジェット
流に直角的にぶつかる。このため、その脇から帰還した
流れによってジェット流の方向を最初の偏流とは反対方
向に偏らせる。これにより、反対側では再び同様のこと
が起こり、結果としてジェットノズル５を出る流れは規
則的に交互に流れの方向を変化させる。この規則的に方
向を変化させる振動の周波数は、流量の増加に対して直
線的に増加する。
トリングスペース３で２次元的な流れに整流され、流路
縮小部４によりさらに整流されて円滑にジェットノズル
５に向かう。そして、ジェットノズル５で整流されたジ
ェット流は、誘振子７に当たることにより左右に分れる
が、エンドブロック９に至るまでの流路拡大部６の空間
において、ある流量を越えると誘振子７の背後にできる
渦の不安定性によって、左又は右に偏った流れを形成す
る。そのため、エンドブロック９にぶつかった流れは、
エンドブロック９前面に沿い、さらにサイドブロック８
周りに沿ってジェットノズル５の出口に達し、ジェット
流に直角的にぶつかる。このため、その脇から帰還した
流れによってジェット流の方向を最初の偏流とは反対方
向に偏らせる。これにより、反対側では再び同様のこと
が起こり、結果としてジェットノズル５を出る流れは規
則的に交互に流れの方向を変化させる。この規則的に方
向を変化させる振動の周波数は、流量の増加に対して直
線的に増加する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなフ
ルイディック流量計の場合、振動数が流量にほぼ比例す
るものの、その直線的に変化する範囲は、リットル／時
間当たり、１５０〜３０００であり、例えば家庭用ガス
メータとして使用し得る範囲とはなっていないものであ
る。また、圧力損失の減少が不十分である。
ルイディック流量計の場合、振動数が流量にほぼ比例す
るものの、その直線的に変化する範囲は、リットル／時
間当たり、１５０〜３０００であり、例えば家庭用ガス
メータとして使用し得る範囲とはなっていないものであ
る。また、圧力損失の減少が不十分である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、流入管から流入する流れを２次元的な流れに整流す
るセットリングスペースと、整流用の流路縮小部と、ジ
ェットノズルと、流路拡大部とを同一線上に順に設け、
前記流路拡大部中に偏流を起こさせる誘振子とサイドブ
ロックとエンドブロックとを設けたフルイディック流量
計において、前記サイドブロックを持たずに前記流路拡
大部の内壁を帰還流路とするとともに、前記エンドブロ
ックの両側に流路上流側に向かって延びる壁を形成し
た。
は、流入管から流入する流れを２次元的な流れに整流す
るセットリングスペースと、整流用の流路縮小部と、ジ
ェットノズルと、流路拡大部とを同一線上に順に設け、
前記流路拡大部中に偏流を起こさせる誘振子とサイドブ
ロックとエンドブロックとを設けたフルイディック流量
計において、前記サイドブロックを持たずに前記流路拡
大部の内壁を帰還流路とするとともに、前記エンドブロ
ックの両側に流路上流側に向かって延びる壁を形成し
た。
【０００８】この際、請求項２記載の発明では、ジェッ
トノズルから誘振子までの距離Ｌ1と、誘振子からエン
ドブロックまでの距離Ｌ2 との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝０．
２〜１．０とした。
トノズルから誘振子までの距離Ｌ1と、誘振子からエン
ドブロックまでの距離Ｌ2 との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝０．
２〜１．０とした。
【０００９】また、請求項３記載の発明では、エンドブ
ロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル側対
向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心とを
結ぶ線に対する垂線位置まで延設させた。
ロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル側対
向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心とを
結ぶ線に対する垂線位置まで延設させた。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明によれば、誘振子から排出
管に至るまでの流路拡大部中に流れを帰還させるための
エンドブロックを設け、サイドブロックを持たずに流路
拡大部の内壁を帰還流路として利用するようにしたの
で、振動流量領域を広げることが可能となる。また、振
動周波数が流量の増加に対してほぼ直線的に増加するも
のとなる。さらに、サイドブロックがないため、高流量
域までジェット流が乱流に遷移することが遅れることに
なりジェット流の動きを直接検知するので能率のよいも
のとなる。特に、サイドブロックを持たないため、内部
構造がより単純なものとなり、圧力損失を減少させるこ
とができる。よって、家庭用ガスメータ等としての使用
が可能となる。
管に至るまでの流路拡大部中に流れを帰還させるための
エンドブロックを設け、サイドブロックを持たずに流路
拡大部の内壁を帰還流路として利用するようにしたの
で、振動流量領域を広げることが可能となる。また、振
動周波数が流量の増加に対してほぼ直線的に増加するも
のとなる。さらに、サイドブロックがないため、高流量
域までジェット流が乱流に遷移することが遅れることに
なりジェット流の動きを直接検知するので能率のよいも
のとなる。特に、サイドブロックを持たないため、内部
構造がより単純なものとなり、圧力損失を減少させるこ
とができる。よって、家庭用ガスメータ等としての使用
が可能となる。
【００１１】この際、請求項２記載の発明によれば、ジ
ェットノズルから誘振子までの距離Ｌ1 と、誘振子から
エンドブロックまでの距離Ｌ2との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝
０．２〜１．０としたので、確実に振動を行なわせ、整
ったセンサ出力波形が得られるものとなる。
ェットノズルから誘振子までの距離Ｌ1 と、誘振子から
エンドブロックまでの距離Ｌ2との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝
０．２〜１．０としたので、確実に振動を行なわせ、整
ったセンサ出力波形が得られるものとなる。
【００１２】また、請求項３記載の発明によれば、エン
ドブロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル
側対向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心
とを結ぶ線に対する垂線位置まで延設させたことによ
り、ジェット流の方向を変化させる制御流の力が増加
し、振動流量領域がより拡大されるものとなる。
ドブロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル
側対向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心
とを結ぶ線に対する垂線位置まで延設させたことによ
り、ジェット流の方向を変化させる制御流の力が増加
し、振動流量領域がより拡大されるものとなる。
【００１３】
【実施例】本発明の一実施例を図１及び図２に基づいて
説明する。図３で示した部分と同一部分は同一符号を用
いて示す。まず、図３に示したような一般的なフルイデ
ィック流量計において、振動の起こる原理について、ジ
ェットノズル５、誘振子７、エンドブロック９などの基
本となる構成要素を実験的に調べた結果、整流用の流路
縮小部４、ジェットノズル５及びその流れの標的となる
誘振子７が大きな役割をし、さらに、エンドブロック９
が帰還路の役を担っていることが判明した。そこで、基
本的には、フルイディック流量計としての特性を活かす
ため、図３に示した一般的なフルイディック流量計の構
造に準ずるものであるが、本実施例にあっては、サイド
ブロック８が省略された構造とされている。ここに、本
実施例のエンドブロック９もジェットノズル５の中心と
誘振子７の中心とを結ぶ直線Ｘに対して線対象に配設さ
れ、かつ、このエンドブロック９の両側の流路上流側に
向けた壁９ａ，９ｂ先端は誘振子７のジェットノズル５
対向面側（図中、左側）において前記直線Ｘに対する垂
線Ｙ位置まで延設されている。
説明する。図３で示した部分と同一部分は同一符号を用
いて示す。まず、図３に示したような一般的なフルイデ
ィック流量計において、振動の起こる原理について、ジ
ェットノズル５、誘振子７、エンドブロック９などの基
本となる構成要素を実験的に調べた結果、整流用の流路
縮小部４、ジェットノズル５及びその流れの標的となる
誘振子７が大きな役割をし、さらに、エンドブロック９
が帰還路の役を担っていることが判明した。そこで、基
本的には、フルイディック流量計としての特性を活かす
ため、図３に示した一般的なフルイディック流量計の構
造に準ずるものであるが、本実施例にあっては、サイド
ブロック８が省略された構造とされている。ここに、本
実施例のエンドブロック９もジェットノズル５の中心と
誘振子７の中心とを結ぶ直線Ｘに対して線対象に配設さ
れ、かつ、このエンドブロック９の両側の流路上流側に
向けた壁９ａ，９ｂ先端は誘振子７のジェットノズル５
対向面側（図中、左側）において前記直線Ｘに対する垂
線Ｙ位置まで延設されている。
【００１４】このような構成において、発振現象の測定
として、流量と振動数との関係を測定したところ、図２
に示すような結果が得られたものである。ここに、従来
のフルイディック発振とカルマン渦列放出現象との中間
に位置する発振現象と考えられている帰還回路のないフ
ルイディック発振現象の報告（自動制御学会報告集「制
御ポートのないフルイディク発振型流量計」’８７．
９．１２参照）や、ジェットノズルと誘振子のみにより
構成される帰還回路のないフルイディック発振現象のシ
ミュレーション報告（同学会報告集 「制御ポートのな
い帰還型フルイディク発振器の数値シミュレーショ
ン」’９０．１２．６参照）によると、図４に示すよう
な発振現象の測定例がなされている。この図４に対する
図２の測定例によれば、本実施例のように、誘振子７か
ら排出管２に至るまでの流路拡大部６中にエンドブロッ
ク９が存在することにより、振動流量測定領域を広げる
ことが可能でかつ、振動周波数が流量増加に対して直線
的に変化することが明らかである。
として、流量と振動数との関係を測定したところ、図２
に示すような結果が得られたものである。ここに、従来
のフルイディック発振とカルマン渦列放出現象との中間
に位置する発振現象と考えられている帰還回路のないフ
ルイディック発振現象の報告（自動制御学会報告集「制
御ポートのないフルイディク発振型流量計」’８７．
９．１２参照）や、ジェットノズルと誘振子のみにより
構成される帰還回路のないフルイディック発振現象のシ
ミュレーション報告（同学会報告集 「制御ポートのな
い帰還型フルイディク発振器の数値シミュレーショ
ン」’９０．１２．６参照）によると、図４に示すよう
な発振現象の測定例がなされている。この図４に対する
図２の測定例によれば、本実施例のように、誘振子７か
ら排出管２に至るまでの流路拡大部６中にエンドブロッ
ク９が存在することにより、振動流量測定領域を広げる
ことが可能でかつ、振動周波数が流量増加に対して直線
的に変化することが明らかである。
【００１５】よって、本実施例によれば、従来方式のサ
イドブロック８がないため、高流量域までジェット流が
乱流に遷移することが遅れることになり、ジェット流の
動きを直接検知し得るものとなり能率的なものとなる。
また、確実に振動を行なわせるには、サイドブロック８
を持たず、流路拡大部６の内壁６ａを帰還流路として利
用することで十分である。さらに、サイドブロック８を
要しないことにより、内部構造がより簡単となり、圧力
損失が減少する。
イドブロック８がないため、高流量域までジェット流が
乱流に遷移することが遅れることになり、ジェット流の
動きを直接検知し得るものとなり能率的なものとなる。
また、確実に振動を行なわせるには、サイドブロック８
を持たず、流路拡大部６の内壁６ａを帰還流路として利
用することで十分である。さらに、サイドブロック８を
要しないことにより、内部構造がより簡単となり、圧力
損失が減少する。
【００１６】なお、エンドブロック９の形状・配置を工
夫することにより、流路拡大部６の２つの渦をより効率
よく発生させることができ、より大きな安定した制御流
を得ることができる。具体的には、エンドブロック９の
壁９ａ，９ｂの先端を垂線Ｙ位置まで延設させるととも
に、ジェットノズル５から誘振子７までの距離Ｌ1 と、
誘振子７からエンドブロック９までの距離Ｌ2 との相関
を、Ｌ2／Ｌ1 ＝０．２〜１．０とすればよい。これに
より、振動流量領域が拡大され、さらに整ったセンサ出
力波形が得られるものとなる。
夫することにより、流路拡大部６の２つの渦をより効率
よく発生させることができ、より大きな安定した制御流
を得ることができる。具体的には、エンドブロック９の
壁９ａ，９ｂの先端を垂線Ｙ位置まで延設させるととも
に、ジェットノズル５から誘振子７までの距離Ｌ1 と、
誘振子７からエンドブロック９までの距離Ｌ2 との相関
を、Ｌ2／Ｌ1 ＝０．２〜１．０とすればよい。これに
より、振動流量領域が拡大され、さらに整ったセンサ出
力波形が得られるものとなる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、上述したように構成したの
で、請求項１記載の発明によれば、誘振子から排出管に
至るまでの流路拡大部中に流れを帰還させるためのエン
ドブロックを設け、サイドブロックを持たずに流路拡大
部の内壁を帰還流路として利用するようにしたので、振
動流量領域を広げることが可能となり、かつ、振動周波
数を流量の増加に対してほぼ直線的に増加させ得るもの
となり、さらに、サイドブロックがないため、高流量域
までジェット流が乱流に遷移することが遅れるためジェ
ット流の動きを直接検知するので能率のよいものとな
り、特に、サイドブロックを持たないため、内部構造が
より単純なものとなり、圧力損失を減少させることがで
き、よって、家庭用ガスメータ等としての使用を可能と
することができる。
で、請求項１記載の発明によれば、誘振子から排出管に
至るまでの流路拡大部中に流れを帰還させるためのエン
ドブロックを設け、サイドブロックを持たずに流路拡大
部の内壁を帰還流路として利用するようにしたので、振
動流量領域を広げることが可能となり、かつ、振動周波
数を流量の増加に対してほぼ直線的に増加させ得るもの
となり、さらに、サイドブロックがないため、高流量域
までジェット流が乱流に遷移することが遅れるためジェ
ット流の動きを直接検知するので能率のよいものとな
り、特に、サイドブロックを持たないため、内部構造が
より単純なものとなり、圧力損失を減少させることがで
き、よって、家庭用ガスメータ等としての使用を可能と
することができる。
【００１８】この際、請求項２記載の発明によれば、ジ
ェットノズルから誘振子までの距離Ｌ1 と、誘振子から
エンドブロックまでの距離Ｌ2との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝
０．２〜１．０としたので、確実に振動を行なわせ、整
ったセンサ出力波形を得ることができる。
ェットノズルから誘振子までの距離Ｌ1 と、誘振子から
エンドブロックまでの距離Ｌ2との相関を、Ｌ2／Ｌ1＝
０．２〜１．０としたので、確実に振動を行なわせ、整
ったセンサ出力波形を得ることができる。
【００１９】また、請求項３記載の発明によれば、エン
ドブロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル
側対向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心
とを結ぶ線に対する垂線位置まで延設させたので、ジェ
ット流の方向を変化させる制御流の力を増加させて、振
動流量領域をより拡大させることができる。
ドブロックの両側の壁先端を、誘振子のジェットノズル
側対向面におけるジェットノズルの中心と誘振子の中心
とを結ぶ線に対する垂線位置まで延設させたので、ジェ
ット流の方向を変化させる制御流の力を増加させて、振
動流量領域をより拡大させることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す水平断面図である。
【図２】流量−振動数特性を示す特性図である。
【図３】一般的なフルイディック流量計構造を示す水平
断面図である。
断面図である。
【図４】比較のための流量−振動数特性を示す特性図で
ある。
ある。
１ 流入管 ２ 排出管 ３ セットリングスペース ４ 流路縮小部 ５ ジェットノズル ６ 流路拡大部 ７ 誘振子 ９ エンドブロック ９ａ，９ｂ 壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 好夫 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 岡田 健二 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 門永 雅史 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (72)発明者 近藤 久景 愛知県名古屋市東区泉二丁目28番24号 リコーエレメックス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−139213（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−128325（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01F 1/20
Claims (3)
- 【請求項１】 流入管から流入する流れを２次元的な流
れに整流するセットリングスペースと、整流用の流路縮
小部と、ジェットノズルと、流路拡大部とを同一線上に
順に設け、前記流路拡大部中に偏流を起こさせる誘振子
とサイドブロックとエンドブロックとを設けたフルイデ
ィック流量計において、前記サイドブロックを持たずに
前記流路拡大部の内壁を帰還流路とするとともに、前記
エンドブロックの両側に流路上流側に向かって延びる壁
を形成したことを特徴とするフルイディック流量計。 - 【請求項２】 ジェットノズルから誘振子までの距離Ｌ
1 と、誘振子からエンドブロックまでの距離Ｌ2 との相
関を、Ｌ2／Ｌ1＝０．２〜１．０としたことを特徴とす
る請求項１記載のフルイディック流量計。 - 【請求項３】 エンドブロックの両側の壁先端を、誘振
子のジェットノズル側対向面におけるジェットノズルの
中心と誘振子の中心とを結ぶ線に対する垂線位置まで延
設させたことを特徴とする請求項１記載のフルイディッ
ク流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03209108A JP3112514B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | フルイディック流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03209108A JP3112514B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | フルイディック流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545187A JPH0545187A (ja) | 1993-02-23 |
| JP3112514B2 true JP3112514B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=16567425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03209108A Expired - Fee Related JP3112514B2 (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | フルイディック流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112514B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1827703B1 (en) * | 2004-11-01 | 2012-08-01 | Bowles Fluidics Corporation | Improved cold-performance fluidic oscillator |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP03209108A patent/JP3112514B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545187A (ja) | 1993-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |