JP3295520B2

JP3295520B2 - フルイディック流量計

Info

Publication number: JP3295520B2
Application number: JP04780294A
Authority: JP
Inventors: 一光温井; 徹郎長沼; 裕一長野
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 2002-06-24
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JPH07234140A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスメータ等に利用さ
れるフルイディック流量計に係り、特に上流側での圧力
変動の影響を低減させる手段を有するフルイディック流
量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック流量計は、噴流を発生さ
せるノズルの下流側に、一対の側壁によって流路拡大部
を形成すると共に、側壁の外側に設けられたリターンガ
イドによって、ノズルを通過した流体を各側壁の外側に
沿ってノズルの噴出口側へ導く一対のフィードバック流
路を形成し、ノズルを通過した流体が一対のフィードバ
ック流路を交互に流れる現象（以下、フルイディック発
振という。）を利用し、ノズルを通過した流体の流れる
方向の切り替わりの周波数（以下、発振周波数とい
う。）に基づいて流体の流量を計量するものである。

【０００３】ところで、ガスメータとして使用する流量
計では、流量計の下流側に接続された機器によって発生
するガス圧力の変動（脈動）が流量計の計量部や流量計
の上流側へ伝わらないように、流量計の出口部に、絞り
や、パンチングメタル（多数の孔を形成した金属板）、
焼結金属等の多孔質板や、ゴムチューブ等の緩衝流路を
設けたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流量計
をガスメータとして用いた場合には、近隣のガスメータ
の状態や近隣のガスの使用状況等によって、流量計の上
流側でも圧力変動が発生するが、従来は流量計の上流側
での圧力変動については考慮されていなかった。上流側
での圧力変動があるガスの流量をフルイディック流量計
によって計量した場合、上流側での圧力変動によってフ
ルイディック流量計の発振周波数が乱れ、例えば、フル
イディック流量計の発振周波数が上流側での圧力変動の
周波数またはその１／２の周波数に変化する場合があ
る。そのため、計量した流量の誤差が大きくなったり、
流量を計量できなくなったりするという問題点があっ
た。

【０００５】このような上流側での圧力変動の影響を低
減させる方法として、フルイディック流量計の内部の構
造を工夫することで、フルイディック発振を安定に行わ
せることが考えられる。例えば、特開平１−２５０７２
５号公報に示されるように、ノズルの噴出口の前方に、
ノズルから噴出された流体を分岐するターゲットを設け
ることでフルイディック発振の安定化を図ることができ
る。

【０００６】このようなターゲットを有するフルイディ
ック流量計の一例の要部を図５に示す。このフルイディ
ック流量計では、ノズル２１の下流側に、拡大された流
路を形成する一対の側壁２３、２４が設けられ、この側
壁２３、２４の間に、所定の間隔を開けて、上流側に第
１ターゲット２５、下流側に第２ターゲット２６がそれ
ぞれ配設されている。また、側壁２３、２４の外側に
は、ノズル２１を通過した流体を各側壁２３、２４の外
周部に沿ってノズル２１の噴出口側へ帰還させる一対の
フィードバック流路２７、２８を形成するリターンガイ
ド２９が配設されている。また、フィードバック流路２
７、２８の各出口部分と出口部１２との間には、リター
ンガイド２９の背面と本体１０とによって、一対の排出
路３１、３２が形成されている。また、噴出口の近傍に
は、それぞれ、ノズル２１を通過した流体の流れる方向
の切り替わりを検出するための圧力センサ３３、３４が
配設されている。

【０００７】しかしながら、このような構成のフルイデ
ィック流量計では、第１ターゲット２５と第２ターゲッ
ト２６の間、および第２ターゲット２６とリターンガイ
ド２９の間にそれぞれ空間があるため、各側壁２３、２
４に沿って流れる流体の一部がこれらの空間に流れ込ん
でしまい、ノズル２１の噴出口側へ帰還する流れが弱く
なってしまう。その結果、フルイディック流量計の上流
側で圧力変動がある場合にフルイディック発振が不安定
になりやすいという問題点がある。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、フルイディック発振を安定化して、
上流側での圧力変動の影響を低減できるようにしたフル
イディック流量計を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のフルイディック
流量計は、流体を受け入れる入口部と、この入口部から
受け入れた流体を通過させて噴流を発生させるノズル
と、このノズルの下流側に設けられ、拡大された流路を
形成する一対の側壁と、この側壁の外側に設けられ、ノ
ズルを通過した流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴
出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路を形成す
るリターンガイドと、フィードバック流路を通過した流
体を排出する出口部と、ノズルを通過した流体の流れる
方向の切り替わりを検出する検出手段と、一対の側壁の
間に設けられ、ノズルを通過した流体を分岐するターゲ
ットと、前記一対の側壁の間において、前記ターゲット
と一体的に設けられ、前記ターゲットによって分岐され
た流体を前記フィードバック流路に導く２つの案内用壁
とを備えたものである。

【００１０】このフルイディック流量計では、ノズルを
通過した流体は、ターゲットによって分岐され、案内用
壁によってフィードバック流路に導かれる。これによ
り、フルイディック発振が安定に行われる。

【００１１】請求項２記載のフルイディック流量計は、
請求項１記載のフルイディック流量計において、案内用
壁が、ターゲットからリターンガイドの間に連続的に設
けられているものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明の第１実施例のフルイディッ
ク流量計の構成を示す断面図である。なお、本実施例
は、ガスメータとして使用するフルイディック流量計の
例である。図１に示すように、本実施例のフルイディッ
ク流量計は、気体（ガス）を受け入れる入口部１１と気
体を排出する出口部１２とを有する本体１０を備えてい
る。本体１０内には隔壁１３が設けられ、この隔壁１３
と入口部１１との間に第１の気体流路１４が形成され、
隔壁１３と出口部１２との間に第２の気体流路１５が形
成されている。隔壁１３には開口部１６が設けられ、第
１の気体流路１４内には、開口部１６を閉塞可能な弁１
７が設けられている。また、本体１０の外側にはソレノ
イド１８が固定され、このソレノイド１８のプランジャ
１９が、本体１０の側壁を貫通して弁１７に接合されて
いる。そして、ソレノイド１８が消磁状態のときは弁１
７が開口部１６から離れ、開口部１６が開放された状態
となり、ソレノイド１８が励磁状態のときはプランジャ
１９が突出して弁１７が開口部１６を閉塞するようにな
っている。

【００１４】第２の気体流路１５内には、入口部１１か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
２１が設けられている。このノズル２１の上流側には気
体の流れを整える整流部材２２が設けられている。ノズ
ル２１の下流側には、拡大された流路を形成する一対の
側壁２３、２４が設けられている。この側壁２３、２４
の間には、ターゲットおよび案内用壁として作用するタ
ーゲット部５１が設けられている。また、側壁２３、２
４の外側には、ノズル２１を通過した気体を各側壁２
３、２４の外周部に沿ってノズル２１の噴出口側へ帰還
させる一対のフィードバック流路２７、２８を形成する
リターンガイド２９が配設されている。また、フィード
バック流路２７、２８の各出口部分と出口部１２との間
には、リターンガイド２９の背面と本体１０とによっ
て、一対の排出路３１、３２が形成されている。

【００１５】ターゲット部５１は、リターンガイド２９
と一体化されていると共に、上流側の端部からリターン
ガイド２９に至るまでに徐々に幅が拡大する形状となっ
ている。そして、ターゲット部５１の上流側の端部がタ
ーゲットとして作用し、この端部からリターンガイド２
９に至るまでの２つの壁面が、ターゲットによって分岐
された気体をフィードバック流路２７、２８に導くため
の２つの案内用壁５１ａ、５１ｂとなっている。

【００１６】また、ノズル２１の噴出口の近傍には、ノ
ズル２１を通過した気体の流れる方向の切り替わりを検
出する検出手段としての圧力センサ３３、３４が配設さ
れている。

【００１７】図２は本実施例のフルイディック流量計の
回路部分の構成を示すブロック図である。この図に示す
ように、フルイディック流量計は、各圧力センサ３３、
３４の出力を入力し、流量を演算する流量演算部４１
と、この流量演算部４１によって演算された流量を表示
する表示部４２と、流量演算部４１によって制御され、
ソレノイド１８を駆動するソレノイド駆動回路４３とを
備えている。流量演算部４１は、例えば各圧力センサ３
３、３４の出力を２値化してパルス化し、単位時間当た
りのパルス数をカウントして、ノズル２１を通過した気
体の流れる方向の切り替わりの周波数を求め、この周波
数を流量に換算する。また、本実施例のフルイディック
流量計は、ガスメータとして使用した場合における安全
機能として、例えば、流量演算部４１が所定量以上の流
量を検出した場合や所定の流量を所定時間以上検出した
場合等に、ソレノイド駆動回路４３を動作させてソレノ
イド１８を励磁し、弁１７によって開口部１６を閉塞し
てガスを遮断するようになっている。なお、流量演算部
４１は、例えばマイクロコンピュータによって実現され
る。

【００１８】次に、本実施例のフルイディック流量計の
作用について説明する。

【００１９】フルイディック流量計の入口部１１から受
け入れられた気体は、第１の気体流路１４、開口部１６
を通過して、第２の気体流路１５に入る。第２の気体流
路１５に入った気体は、整流部材２２を経て、ノズル２
１を通過し、噴流となってノズル２１より噴出される。
ノズル２１より噴出された気体は、コアンダ効果により
一方の側壁に沿って流れる。ここでは、まず側壁２３に
沿って流れるものとする。側壁２３に沿って流れた気体
は、更にフィードバック流路２７を経て、ノズル２１の
噴出口側へ帰還され、排出路３１を経て出口部１２より
排出される。このとき、ノズル２１より噴出された気体
は、フィードバック流路２７を流れてきた気体によって
方向が変えられ、今度は他方の側壁２４に沿って流れる
ようになる。この気体は、更にフィードバック流路２８
を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３２
を経て出口部１２より排出される。すると、ノズル２１
より噴出された気体は、今度は、フィードバック流路２
８を流れてきた気体によって方向が変えられ、再び側壁
２３、フィードバック流路２７に沿って流れるようにな
る。以上の動作を繰り返すことにより、ノズル２１を通
過した気体は一対のフィードバック流路２７、２８を交
互に流れる。この気体の流れる方向の切り替わりの周波
数は流量と対応関係がある。ノズル２１を通過した気体
の流れる方向の切り替わりの周波数は、圧力センサ３
３、３４の出力に基づいて流量演算部４１によって求め
られる。流量演算部４１は、求めた周波数より流量を演
算し、表示部４２に表示する。また、流量演算部４１
は、所定量以上の流量を検出した場合や所定の流量を所
定時間以上検出した場合等に、ソレノイド駆動回路４３
を動作させてソレノイド１８を励磁し、弁１７によって
開口部１６を閉塞し、フルイディック流量計の下流側へ
の気体（ガス）の供給を停止する。

【００２０】ところで、本実施例のフルイディック流量
計では、２つの側壁２３、２４の間にターゲット部５１
が設けられており、ノズル２１を通過した気体は、ター
ゲット部５１の上流側の端部で分岐され、更に、側壁２
３、２４とターゲット部５１の案内用壁５１ａ、５１ｂ
とによってフィードバック流路２７、２８に導かれる。
また、本実施例では、ターゲット部５１の上流側の端部
からリターンガイド２９までの間に、各側壁２３、２４
に沿って流れる流体の一部が流れ込むような空間がな
い。従って、本実施例のフルイディック流量計によれ
ば、フィードバック流路２７、２８を経てノズル２１の
噴出口側へ帰還する流れが強くなり、フルイディック発
振が安定に行われる。そのため、フルイディック流量計
の上流側で気体の圧力変動がある場合でも、正確な流量
の計量が可能となる。

【００２１】また、本実施例のフルイディック流量計で
は、フルイディック発振が安定に行われるので、流量が
小さい場合でも正確な流量の計量が可能となる。

【００２２】図３は本発明の第２実施例のフルイディッ
ク流量計の要部の構成を示す断面図である。本実施例
は、第１実施例のフルイディック流量計において、ター
ゲット部５１の代わりに、リターンガイド２９と分離し
たターゲット５２を設けると共に、このターゲット５２
からリターンガイド２９に至るまでの間に２つの案内用
壁５３、５４を設けたものである。２つの案内用壁５
３、５４の間隔は、上流側から下流側にかけて徐々に大
きくなっている。その他の構成、作用および効果は第１
実施例と同様である。

【００２３】図４は本発明の第３実施例のフルイディッ
ク流量計の要部の構成を示す断面図である。本実施例
は、第１実施例のフルイディック流量計において、ター
ゲット部５１の代わりに、リターンガイド２９と分離し
たターゲット部５６を設けたものである。このターゲッ
ト部５６は、上流側の端部から下流側の端部にかけて徐
々に幅が拡大する形状となっている。そして、ターゲッ
ト部５６の上流側の端部がターゲットとして作用し、こ
の上流側の端部から下流側の端部に至るまでの２つの壁
面が、ターゲットによって分岐された気体をフィードバ
ック流路２７、２８に導くための２つの案内用壁５６
ａ、５６ｂとなっている。

【００２４】本実施例では、ターゲット部５６とリター
ンガイド２９との間に空間があるものの、案内用壁５６
ａ、５６ｂの作用により、図５に示す例に比べると、フ
ィードバック流路２７、２８を経てノズル２１の噴出口
側へ帰還する流れが強くなり、フルイディック発振が安
定化する。その他の構成、作用および効果は第１実施例
と同様である。

【００２５】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、例えば、圧力センサ３３、３４の代わりに、圧力セ
ンサ３３の位置における圧力と圧力センサ３４の位置に
おける圧力との差圧を求める差圧センサを設けても良
い。

【００２６】また、上記各実施例ではガス等の気体の流
量を計量するフルイディック流量計について説明した
が、本発明のフルイディック流量計は、気体のみならず
液体の流量を計量する流量計としても利用することがで
きる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフルイディ
ック流量計によれば、ノズルを通過した流体が、ターゲ
ットによって分岐され、案内用壁によってフィードバッ
ク流路に導かれるので、フルイディック発振が安定化さ
れ、上流側での圧力変動の影響を低減することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のフルイディック流量計の
構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例のフルイディック流量計の
回路部分の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第２実施例のフルイディック流量計の
要部の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の第３実施例のフルイディック流量計の
要部の構成を示す断面図である。

【図５】ターゲットを有するフルイディック流量計の一
例の要部を示す断面図である。

【符号の説明】

１１入口部１２出口部２１ノズル２３、２４側壁２７、２８フィードバック流路２９リターンガイド３３、３４圧力センサ５１ターゲット部５１ａ、５１ｂ案内用壁

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】流体を受け入れる入口部と、この入口部から受け入れた流体を通過させて噴流を発生
させるノズルと、このノズルの下流側に設けられ、拡大された流路を形成
する一対の側壁と、この側壁の外側に設けられ、前記ノズルを通過した流体
を各側壁の外側に沿って前記ノズルの噴出口側へ帰還さ
せる一対のフィードバック流路を形成するリターンガイ
ドと、前記フィードバック流路を通過した流体を排出する出口
部と、前記ノズルを通過した流体の流れる方向の切り替わりを
検出する検出手段と、前記一対の側壁の間に設けられ、前記ノズルを通過した
流体を分岐するターゲットと、前記一対の側壁の間において、前記ターゲットと一体的
に設けられ、前記ターゲットによって分岐された流体を
前記フィードバック流路に導く２つの案内用壁とを具備
することを特徴とするフルイディック流量計。
【請求項２】前記案内用壁は、前記ターゲットから前
記リターンガイドの間に連続的に設けられていることを
特徴とする請求項１記載のフルイディック流量計。