JP3140860B2 - フルイディック流量計 - Google Patents

フルイディック流量計

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JP3140860B2
JP3140860B2 JP04259531A JP25953192A JP3140860B2 JP 3140860 B2 JP3140860 B2 JP 3140860B2 JP 04259531 A JP04259531 A JP 04259531A JP 25953192 A JP25953192 A JP 25953192A JP 3140860 B2 JP3140860 B2 JP 3140860B2
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浩幸 堀口
善一 秋山
誠 田辺
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達生 宮地
敏行 高宮
浩 恩田
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Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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7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とエンドブロック8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8には誘振子7を覆
うような状態で流路上流側に向かって延ばした壁8a,
8bを両側に有する。また、このエンドブロック8の背
後は、排出空間9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8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8にぶつかった流れは、
その壁8a,8b内面に沿い、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】このようなフルイディック流量計に関し
て、例えば、特開平1−308921号公報、特開平4
−128611号公報、特開平4−134219号公報
等によれば、ジェットノズルに向かうにつれて縮小する
導入通路を形成し、フローセンサを、フルイディック振
動を起させる場所のすぐ上流の絞り流路内(ジェットノ
ズル内等)の2次元的に振動するフルイディック振動面
に平行な上板、或いは底板に接して配置させることが示
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、フルイディ
ック振動を起させる場所のすぐ上流の絞り流路内にフロ
ーセンサを配設することは、噴出する流体の流れを乱
し、安定したフルイディック振動が起らない、という問
題がある。さらに、絞り流路内の上板又は底板という個
所は、境界層が発達しており、その境界層内にフローセ
ンサを配設することは、感度が悪く、また、境界層内の
速度分布は一様流の速度の影響を受けるので、正確な流
量を計測できない、という問題がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】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、前記流路拡大部中のジェット
ノズル対向位置に偏流を起こさせる誘振子を設け、この
流路拡大部中の前記誘振子の背後で排出管に至るまでの
位置に帰還用のエンドブロックを設けたフルイディック
流量計において、請求項1記載の発明では、前記セット
リングスペースの幅を前記ジェットノズルの幅以上に設
定するとともに、前記セットリングスペースの流路中央
に2次元的に振動するフルイディック振動面に対して平
行又は垂直にフローセンサを配設した。
【0009】一方、請求項2記載の発明では、セットリ
ングスペースの幅を前記ジェットノズルの幅以上に設定
するとともに、前記セットリングスペースの流路中央に
2次元的に振動するフルイディック振動面に対して平行
でその流路を2分割する分割板を配設し、前記セットリ
ングスペース内で前記フルイディック振動面に平行な上
板、底板又は前記分割板の上面或いは下面にフローセン
サを配設した。
【0010】
【作用】請求項1記載の発明においては、セットリング
スペースの流路中央にフルイディック振動面に対して平
行又は垂直に配設したフローセンサが、流体の流れの一
様な流速を検知するものとなり、高感度にして正確に流
量を計測し得るものとなる。また、フローセンサ設置に
より圧力損失を増大させることがないため、流量測定範
囲として低流量域から高流量域まで幅広くとれるものと
なる。
【0011】請求項2記載の発明においては、請求項1
記載の発明の作用に加え、上板、底板又は分割板の上面
或いは下面にフローセンサを配設するので、センサ配設
作業性に優れたものとなり、かつ、高流量の流れに対し
ても耐久性のよいものとなり、流量計としての使用期間
を充分満足し得るものとなる。さらには、分割板により
セットリングスペース内の流路を2分割するので、分割
板が流体の偏流に対して整流作用を示すとともに、分割
板の厚さの工夫により流速を速くしてフローセンサの感
度を上げることもできる。
【0012】
【実施例】請求項1記載の発明の第一の実施例を図1な
いし図3に基づいて説明する。図7で示した部分と同一
部分は同一符号を用いて示す(以下の実施例でも同様と
する)。まず、本実施例のセットリングスペース10は
流入管1より1段階流路を狭くする形状に形成され、さ
らに、このセットリングスペース10には流路縮小部4
を介して流路をさらに1段階を狭くしたジェットノズル
5が連続している。即ち、図3に示すように、セットリ
ングスペース10の幅(流路幅)をb、ジェットノズル
5の幅(流路幅)をaとしたとき、b≧aとなるように
設定されている。
【0013】これにより、流入管1から導かれた流体の
流れは、まず、セットリングスペース10を通過するこ
とにより、3次元の流れが2次元の流れに整流される。
ついで、さらに幅狭の流路縮小部4を経てジェットノズ
ル5中に流入することにより、速度分布が安定した流れ
となって、このジェットノズル5から流路拡大部6中に
噴出されることになる。この後は、図7で説明したよう
な動作をする。
【0014】従って、本実施例ではフローセンサ11を
前記セットリングスペース10中に配設するが、図1に
示すように、上板12と底板13とによる厚さ(上下)
方向の中央位置であって、かつ、2次元的に振動するフ
ルイディック振動面に対して平行に配設させたものであ
る。
【0015】このような構成によれば、セットリングス
ペース10から流路縮小部4に向かう流体の流れの一様
な流速をフローセンサ11が検知するため、非常に感度
よく、かつ、正確に流量を計測できるものとなる。ま
た、フローセンサ11設置によりジェットノズル5から
噴出する流体の流れを乱すことがなく、圧力損失の増大
を伴わないため、流量測定範囲が低流量から高流量まで
広範囲となる。
【0016】つづいて、請求項1記載の発明の第二の実
施例を図4により説明する。本実施例は、フローセンサ
11をやはりセットリングスペース10中に配設する
が、その流路幅方向の中央位置であって、かつ、2次元
的に振動するフルイディック振動面に対して垂直(従っ
て、上板12・底板13間に渡って)に配設したもので
ある。
【0017】本実施例構成による場合も、前記実施例と
同様な効果が得られる。
【0018】さらに、請求項2記載の発明の一実施例を
図5及び図6により説明する。本実施例では、まず、セ
ットリングスペース10中に分割板14が設けられてい
る。この分割板14はセットリングスペース10の流路
幅及び厚さの中央位置(フルイディック振動面に対して
垂直方向の中央位置)であって、2次元的に振動するフ
ルイディック振動面に対して平行に配設され、セットリ
ングスペース10内の流路を上下2分割するものであ
り、形状的には断面流線形とされている。このような分
割板14に対応する上板12位置にはフローセンサ15
が埋込配設されている。
【0019】本実施例構成による場合も、フローセンサ
15は流体の流れの一様な流速を検知することになり、
正確に流量を計測できる。特に、分割板14自体が流体
の偏流を整流するだけでなく、その板厚を変化させるこ
とにより、フローセンサ15部分を流れる流体の流速を
より速くすることができるので、フローセンサ15の感
度を上げることも容易となる。さらに、フローセンサ1
5を上板12中に配設することは配設作業性に優れたも
のとなり、かつ、高流量の流れに対しても耐久性のよい
ものとなり、流量計としての使用期間を充分に満足し得
るものとなる。
【0020】なお、図6中に示すように、フローセンサ
16を底板13側に設けてもよく、又は、分割板14の
上面或いは下面に配設するようにしてもよい。
【0021】また、これらの実施例では流入管1より流
入させた流体をジェットノズル5から噴出させるまでの
過程で、流路を、セットリングスペース10、流路縮小
部4により2段階に縮小させるようにしたが、これに限
らず、より多段階的に流路を幅狭とさせるようにしても
よい。
【0022】
【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、セットリングスペー
スの幅をジェットノズルの幅以上に設定するとともに、
セットリングスペースの流路中央に2次元的に振動する
フルイディック振動面に対して平行又は垂直にフローセ
ンサを配設したので、フローセンサが流体の流れの一様
な流速を検知できることになり、よって、高感度にして
正確に流量を計測でき、かつ、フローセンサ設置によっ
て圧力損失を増大させることがないため、流量測定範囲
として低流量域から高流量域まで幅広くとれるものとな
る。
【0023】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明の効果に加え、上板、底板又は分割板の上面或
いは下面にフローセンサを配設するようにしたので、セ
ンサ配設作業性に優れたものとなり、かつ、高流量の流
れに対しても耐久性のよいものとなり、流量計としての
使用期間を充分満足できるものとなり、さらには、分割
板によりセットリングスペース内の流路を2分割するの
で、分割板が流体の偏流に対して整流作用を示すととも
に、分割板の厚さの工夫により流速を速くしてフローセ
ンサの感度を上げることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明の第一の実施例を示す要部
の縦断正面図である。
【図2】フルイディック流量計の全体構造を示す水平断
面図である。
【図3】要部の水平断面図である。
【図4】請求項1記載の発明の第二の実施例を示す縦断
正面図である。
【図5】請求項2記載の発明の一実施例を示す水平断面
図である。
【図6】その縦断正面図である。
【図7】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。
【符号の説明】
1 流入管 2 排出管 4 流路縮小部 5 ジェットノズル 6 流路拡大部 7 誘振子 8 エンドブロック 10 セットリングスペース 11 フローセンサ 12 上板 13 底板 14 分割板 15,16 フローセンサ
フロントページの続き (72)発明者 堀口 浩幸 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 秋山 善一 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 田辺 誠 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 石井 良夫 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 宮地 達生 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 高宮 敏行 東京都品川区南大井6−16−10 リコー 精器株式会社内 (72)発明者 恩田 浩 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 平4−175612(JP,A) 特開 平4−262210(JP,A) 特開 平4−262209(JP,A) 特開 平4−128611(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/20

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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、前記流路拡大部中のジェットノズル対向位置
    に偏流を起こさせる誘振子を設け、この流路拡大部中の
    前記誘振子の背後で排出管に至るまでの位置に帰還用の
    エンドブロックを設けたフルイディック流量計におい
    て、前記セットリングスペースの幅を前記ジェットノズ
    ルの幅以上に設定するとともに、前記セットリングスペ
    ースの流路中央に2次元的に振動するフルイディック振
    動面に対して平行又は垂直にフローセンサを配設したこ
    とを特徴とするフルイディック流量計。
  2. 【請求項2】 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、前記流路拡大部中のジェットノズル対向位置
    に偏流を起こさせる誘振子を設け、この流路拡大部中の
    前記誘振子の背後で排出管に至るまでの位置に帰還用の
    エンドブロックを設けたフルイディック流量計におい
    て、前記セットリングスペースの幅を前記ジェットノズ
    ルの幅以上に設定するとともに、前記セットリングスペ
    ースの流路中央に2次元的に振動するフルイディック振
    動面に対して平行でその流路を2分割する分割板を配設
    し、前記セットリングスペース内で前記フルイディック
    振動面に平行な上板、底板又は前記分割板の上面或いは
    下面にフローセンサを配設したことを特徴とするフルイ
    ディック流量計。
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