JP3142015B2 - Vortex flow meter - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、渦流量計の構造に関し、より詳
細には、配管影響の影響が小さい渦流量計の構造に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a structure of a vortex flow meter, and more particularly to a structure of a vortex flow meter which is less affected by piping.
【0002】[0002]
【従来技術】渦流量計は、周知の如く、渦発生体より流
出するカルマン渦の単位時間当りに発生する渦の数が広
範囲のレイノルズ数域で一定であることを利用した流量
計である。この関係は、レイノルズ数にのみ依存し流体
の物性に影響を受けず、液体および気体でも等しい流量
特性を持っているので、工業用流量計のみでなく自動車
エンジン制御用としての空気流量計としても用いられて
いる。しかも、渦流量計は、流管内に渦発生体を配設
し、該渦発生体より流出する渦を検出する渦検出手段を
備えるだけの簡単な構造であるため、構成要素は少なく
それだけ信頼性の高い流量計であり、且つ安価であると
いう特徴を有している。2. Description of the Related Art As is well known, a vortex flow meter is a flow meter utilizing the fact that the number of Karman vortices flowing out of a vortex generator per unit time is constant over a wide range of Reynolds numbers. This relationship depends only on the Reynolds number, is not affected by the physical properties of the fluid, and has the same flow characteristics for liquids and gases, so it can be used not only as an industrial flow meter but also as an air flow meter for controlling automobile engines. Used. In addition, the vortex flowmeter has a simple structure in which a vortex generator is provided in the flow tube and vortex detection means for detecting the vortex flowing out of the vortex generator is used. The flow meter has a high characteristic and is inexpensive.
【0003】しかし、前記の如く渦流量計の渦発生体よ
り発生する渦が所定レイノルズ数域で一定であるとする
ためには、渦流量計に流入する流体の流れが軸対称流で
あり、渦発生体から流出する渦の剥離条件を一定にする
ことを条件としていた。一般的に流管を流れる流体は偏
流や旋回流を含むもので、流体を軸対称流れとするため
には上流側に整流装置を配設して、該整流装置により偏
流や旋回流を除去し下流側にも所定長さの直管部を設け
るという配管条件が求められている。また、整流装置が
ない場合、上流側に直管部を設け、該直管部内におい
て、流れに含まれる偏流や旋回流を管壁面および流体自
身の粘性によって減衰させ除去するに十分な長さが定め
られている。However, in order for the vortex generated from the vortex generator of the vortex flowmeter to be constant in a predetermined Reynolds number range as described above, the flow of the fluid flowing into the vortex flowmeter is an axially symmetric flow, The condition was that the condition for separation of the vortex flowing out of the vortex generator was kept constant. Generally, a fluid flowing through a flow tube includes a deviated flow and a swirling flow.In order to make the fluid an axisymmetric flow, a rectifying device is disposed on the upstream side, and the rectifying device removes the deflected flow and the swirling flow. Piping conditions for providing a straight pipe section of a predetermined length on the downstream side are also required. If there is no rectifier, a straight pipe section is provided on the upstream side, and the straight pipe section has a length sufficient to attenuate and remove the drift or swirl flow contained in the flow by the viscosity of the pipe wall surface and the fluid itself. Stipulated.
【0004】渦流量計における渦発生の安定性を評価す
る場合に、渦の単位時間に発生する数、すなわち、定め
られたレイノルズ数範囲内において、渦周波数の流速と
の比例定数であるストローハル数の変化割合又はメータ
定数(単位体積当りに発生する渦の数)の変化割合を調
べることが行われる。従来の渦流量計は流速分布の変動
を伴う配管影響を受け易く、安定で高精度な流量計測す
るためには、前述のごとく渦流量計に流入する被測定流
体の流れを正規分布にする必要があった。しかし、所定
の計測精度を得るための上流直管長Lは、すべての渦流
量計に対し一義的に定まるものではなく、渦発生体の形
状,寸法等により定まる。上流直管長Lは配管内径Dに
対する倍数(L/D)として無次元表示されるが、断面
形状が一様な渦発生体を円管状の本体に両端面で固着支
持した方式の渦流量計では、L/Dの大きさにより器差
(流量に対する精度をあらわす流量特性)が大きく変化
した。In evaluating the stability of vortex generation in a vortex flowmeter, the number of vortices generated per unit time, that is, the Strauhal, which is a proportional constant of the vortex frequency to the flow velocity, within a predetermined Reynolds number range. The rate of change of the number or the rate of change of the meter constant (the number of vortices generated per unit volume) is investigated. Conventional vortex flowmeters are susceptible to piping with fluctuations in flow velocity distribution, and the flow of the fluid to be measured flowing into the vortex flowmeter must have a normal distribution, as described above, for stable and accurate flow measurement. was there. However, the upstream straight pipe length L for obtaining a predetermined measurement accuracy is not uniquely determined for all vortex flow meters, but is determined by the shape and dimensions of the vortex generator. Although the upstream straight pipe length L is dimensionlessly displayed as a multiple (L / D) of the pipe inner diameter D, in a vortex flow meter of a system in which a vortex generator having a uniform cross-sectional shape is fixedly supported on both ends on a cylindrical body. , L / D greatly changed the instrumental difference (flow rate characteristic indicating the accuracy with respect to the flow rate).
【0005】図3は、渦流量計のL/Dによる器差の偏
差を示す図で、横軸はL/D、縦軸は器差偏差である。
図示の器差偏差はL/D=100を基準としたもので、
器差偏差曲線Aは従来の渦流量計の例を示すもので試験
したL/D=10〜30の範囲でプラス方向に器差偏差
が生ずる。このため、配管系として、整流装置と、試験
が行われた範囲で前記器差偏差曲線の延長上で同様の器
差偏差傾向が予想される。長い直管部とを必要とし装置
が長大化するという問題点があった。FIG. 3 is a diagram showing the deviation of the instrumental error due to the L / D of the vortex flowmeter. The horizontal axis represents L / D and the vertical axis represents the instrumental error deviation.
The instrumental error deviation shown is based on L / D = 100.
The instrumental error curve A shows an example of a conventional vortex flowmeter, and an instrumental error occurs in the plus direction in the range of L / D = 10 to 30 tested. For this reason, a similar instrument error deviation tendency is expected as a piping system on the rectifier and the extension of the instrument error deviation curve in the range where the test was performed. There is a problem that a long straight pipe section is required and the device becomes large.
【0006】[0006]
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、簡易な構造により、配管影響を受けにくい流量
特性を有する渦流量計を提供することを目的としてなさ
れたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a vortex flowmeter having a simple structure and a flow rate characteristic which is hardly affected by piping.
【0007】[0007]
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
円管状の本体と、該本体内の径上に両端固定した渦発生
体とからなり単位時間当り発生する渦の数から流量を求
める渦流量計において、前記渦発生体の前記両端固定位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けたこと、更に
は、(2)前記(1)において、前記渦発生体の両端位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔の断面形状を円形とし
たことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例
に基づいて説明する。To achieve the above object, the present invention provides (1)
In a vortex flowmeter comprising a tubular main body and a vortex generator fixed at both ends on a diameter inside the main body and obtaining a flow rate from the number of vortices generated per unit time, in the vicinity of the both ends fixed position of the vortex generator A through-hole penetrating in the flow direction is provided. (2) In the above (1), the cross-sectional shape of the through-hole penetrating in the flow direction in the vicinity of both ends of the vortex generator is circular. It is what it was. Hereinafter, a description will be given based on examples of the present invention.
【0008】図1(a),(b)は、本発明の渦流量計
における一実施例を説明するための図で、図1(a)は
流れ方向からみた図、図1(b)は図1(a)の矢視A
−A断面図である。図中、1は本体(円管路)、1aは
管壁、2は渦発生体、3,3は透孔である。FIGS. 1A and 1B are views for explaining an embodiment of a vortex flowmeter according to the present invention. FIG. 1A is a view as viewed from the flow direction, and FIG. View A in FIG.
It is -A sectional drawing. In the figure, 1 is a main body (circular pipe), 1a is a pipe wall, 2 is a vortex generator, and 3, 3 are through holes.
【0009】図示において、本体1内に、該本体1の円
管路断面の直径上に渦発生体2が両持方式により固着さ
れている。該渦発生体2の断面形状は、円、三角形、台
形、その他の形状でもよいが、三角形や台形の場合は、
底辺が上流側に面して配設される。該渦発生体2の本体
1への両固着位置近傍に渦発生体2の上流側から下流側
に貫通する断面形状円の透孔3,3が設けられている。
該渦流量計は、本体1と同一内径Dの配管(図示せず)
に同軸に介装されて使用される。渦発生体2からカルマ
ン渦が発生するが、該カルマン渦は渦発生体2の両側壁
面より交互に渦管となり剥離するが、該渦管は渦発生体
2の長さDに亘る全側面から剥離するのではなく、中央
部約0.65Dの範囲において閉路する渦管となり剥離
する。該渦管に対しては、渦管を剥離する前記渦発生体
2の中央部外の両端部において、該両端部の前面に生ず
る動圧による死水域が影響する。管路内の偏流や旋回流
等の流体流れは前記両端部の死水域にも変化をもたらす
ので、前記死水域における圧力の変化は渦管に影響を与
える。透孔3,3は該死水域における圧力を低下させる
もので、カルマン渦を安定に発生させる。In the figure, a vortex generator 2 is fixed in a main body 1 on a diameter of a cross section of a circular pipe of the main body 1 by a double-supporting method. The cross-sectional shape of the vortex generator 2 may be a circle, a triangle, a trapezoid, or any other shape.
The bottom is disposed facing the upstream side. In the vicinity of both fixing positions of the vortex generator 2 to the main body 1, through holes 3, 3 having a circular cross section penetrating from the upstream side to the downstream side of the vortex generator 2 are provided.
The vortex flowmeter has the same inner diameter D as the main body 1 (not shown).
Used coaxially. Karman vortices are generated from the vortex generator 2, and the Karman vortices alternately form vortex tubes and peel off from both side walls of the vortex generator 2, but the vortex tubes extend from all sides over the length D of the vortex generator 2. Rather than peeling, the vortex tube closes in the central area of about 0.65D and peels off. The dead water area due to the dynamic pressure generated on the front surfaces of the both ends of the vortex generator 2 that influences the vortex tube is exerted on both ends of the vortex generator 2 that separates the vortex tube. Fluid flows, such as drifting and swirling flows, in the pipeline also cause changes in the dead water areas at both ends, so changes in pressure in the dead water areas affect the vortex tubes. The through holes 3, 3 reduce the pressure in the dead water area and stably generate Karman vortices.
【0010】図3の器差偏差曲線Bは、従来の渦流量計
と同一形状寸法の渦流量計で、本発明の渦流量計におけ
る渦発生体2に透孔3,3を設けた場合の器差偏差曲線
の一例を示すものである。L/D=100を基準とした
定流量における器差偏差で、L/D=10〜30の範囲
では基準の器差に対して殆んど偏差は認められない。The instrumental difference curve B shown in FIG. 3 is a vortex flowmeter having the same shape and dimensions as a conventional vortex flowmeter, in which the vortex generator 2 of the vortex flowmeter of the present invention has through holes 3,3. It shows an example of an instrument difference deviation curve. This is the instrumental error at a constant flow rate based on L / D = 100. In the range of L / D = 10 to 30, almost no difference is observed from the standard instrumental error.
【0011】図2(a),(b)は、本発明の渦流量計
における他の実施例を示す図で、図2(a)は流れ方向
からみた図、図2(b)は図2(a)の矢視A−A断面
図である。図中、4は本体、4aは内壁面、5は渦発生
体、5aは鍔部、5bは内面部、6,6は透孔である。FIGS. 2 (a) and 2 (b) show another embodiment of the vortex flowmeter of the present invention. FIG. 2 (a) is a diagram viewed from the flow direction, and FIG. It is an arrow AA sectional view of (a). In the drawing, 4 is a main body, 4a is an inner wall surface, 5 is a vortex generator, 5a is a flange, 5b is an inner surface, and 6, 6 are through holes.
【0012】図示の渦発生体5と、図1に示した渦発生
体2とは、渦発生体5の形状と本体1への固着方法が異
なるものである。図1の渦発生体1が、本体1内壁1a
に端部を有し、該端部1aで固着されたのに対して図2
においては、渦発生体5の端部は、円柱状の鍔部5aと
なっており、本体4とは、該鍔部5aで固着される。鍔
部5aの内面部5bは、平面で、両端部は本体内壁4a
と接するように寸法を選んでいる。従って、鍔部5aの
中央部分は本体4の管壁4aより突出している。従って
透孔6は、前記鍔部5aの突出部を本体4の軸方向に貫
通している。図2における透孔6,6の作用も、図1の
透孔3,3と同様に、透孔6,6を流通する流通流によ
り死水域を消減させるなど渦流量計に流入する被測定流
体の流れ分布影響を低減することができる。The illustrated vortex generator 5 and the vortex generator 2 shown in FIG. 1 differ from each other in the shape of the vortex generator 5 and the method of fixing it to the main body 1. The vortex generator 1 of FIG.
2 has an end portion and is fixed at the end portion 1a.
In (2), the end of the vortex generator 5 is a cylindrical flange 5a, and is fixed to the main body 4 by the flange 5a. The inner surface portion 5b of the flange portion 5a is a flat surface, and both end portions are the inner wall 4a of the main body.
Dimensions are selected so that they touch. Accordingly, the central portion of the flange 5a protrudes from the tube wall 4a of the main body 4. Therefore, the through hole 6 penetrates the projecting portion of the flange 5 a in the axial direction of the main body 4. The function of the through holes 6 and 6 in FIG. 2 is the same as that of the through holes 3 and 3 in FIG. Can reduce the influence of the flow distribution.
【0013】[0013]
【効果】以上の説明から明らかなように、渦発生体の両
端部近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けるという簡易
な構造により、配管影響を受けにくく、短い上流直管長
の配管でも変化することのない流量特性を有する渦流量
計を提供することができる。As is clear from the above description, the simple structure in which the through holes penetrate in the flow direction near both ends of the vortex generator is hardly affected by the piping, and changes even with a short upstream straight pipe. It is possible to provide a vortex flowmeter having a flow characteristic that does not have any problem.
【図1】 本発明の渦流量計における一実施例を説明す
るための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of a vortex flowmeter of the present invention.
【図2】 本発明の渦流量計における他の実施例を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of the vortex flowmeter of the present invention.
【図3】 L/D=100を基準とした時の渦流量計の
器差の偏差を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a deviation of an instrumental error of a vortex flow meter when L / D = 100 is used as a reference.
1…本体(円管路)、1a…管壁、2…渦発生体、3,
3…透孔、4…本体、4a…内壁面、5…渦発生体、5
a…鍔部、5b…内面部、6,6…透孔。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Body (circular channel), 1a ... Pipe wall, 2 ... Vortex generator, 3,
3 ... through-hole, 4 ... body, 4a ... inner wall surface, 5 ... vortex generator, 5
a ... flange, 5b ... inner surface, 6, 6 ... through-hole.
フロントページの続き (72)発明者 寺尾 吉哉 茨城県つくば市梅園一丁目1番4 工業 技術院 計量研究所内 (72)発明者 川音 啓 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 オ ーバル機器工業株式会社内 (72)発明者 三角 勝夫 東京都新宿区上落合3丁目10番8号 オ ーバル機器工業株式会社内 審査官 森 雅之 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/32 Continued on the front page (72) Inventor Yoshiya Terao 1-4-4 Umezono, Tsukuba, Ibaraki Pref., National Institute of Metrology (72) Inventor Hiroshi Kawaon 3-10-8 Kamiochiai, Shinjuku-ku, Tokyo Global equipment industry stock In-house (72) Inventor Katsuo Triangle Masayuki Mori, Examiner, Oval Equipment Industry Co., Ltd. 3-10-8, Kami-Ochiai, Shinjuku-ku, Tokyo (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01F 1 / 32
Claims (2)
固定した渦発生体とからなり単位時間当り発生する渦の
数から流量を求める渦流量計において、前記渦発生体の
前記両端固定位置近傍に流れ方向に貫通する透孔を設け
たことを特徴とする渦流量計。1. A vortex flowmeter comprising a tubular main body and a vortex generator fixed at both ends on a diameter inside the main body, wherein the flow rate is determined from the number of vortices generated per unit time. A vortex flowmeter characterized by providing a through hole in the flow direction in the vicinity of the fixed position at both ends.
に貫通する透孔の断面形状を円形としたことを特徴とす
る請求項1記載の渦流量計。2. The vortex flowmeter according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of a through-hole penetrating in the flow direction near both ends of the vortex generator is circular.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03319835A JP3142015B2 (en) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | Vortex flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03319835A JP3142015B2 (en) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | Vortex flow meter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123647A JPH06123647A (en) | 1994-05-06 |
| JP3142015B2 true JP3142015B2 (en) | 2001-03-07 |
Family
ID=18114749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03319835A Expired - Lifetime JP3142015B2 (en) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | Vortex flow meter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142015B2 (en) |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP03319835A patent/JP3142015B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06123647A (en) | 1994-05-06 |
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