JP3530646B2 - 流量計の流路構造 - Google Patents
流量計の流路構造Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体の流量のうち
大流量を大流量計測手段によって測定し、一方、小流量
を小流量計測手段によって測定すると共に、小流量測定
手段の上流側流路中に圧力変動吸収装置を設けてなる流
量計の流路構造に関する。 【0002】 【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、流体の流量のうち大流量をいわゆるフルイディック
発振を利用した大流量測定部(フルイディック素子)に
よって測定すると共に、小流量をフルイディック発振以
外の方法を利用した小流量測定部によって測定してなる
フルイディック流量計が考えられている。 【0003】このフルイディック流量計は、流量計の上
流側に設けられたガスガバナやガスヒートポンプなどの
影響により流体に脈動などのノイズが生ずると、特に、
小流量測定部においてその圧力変動の影響を受けやすい
ことから、小流量測定部の上流側流路中に圧力変動吸収
装置を配設し、このようなノイズによる圧力変動を吸収
するように構成されていた。また、圧力変動吸収装置と
小流量測定部との間の流路中には、図10に示したよう
に、流体を通過させるための直径1mm程度の孔が複数
形成された整流板134が配設されており、圧力変動吸
収装置の出口部から排出された流体の流れを均一に整え
るようになっていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フルイディック流量計では、圧力変動吸収装置と小流量
測定部との間の流路中に整流板134を配設したもの
の、この整流板134では流体の流れを十分に均一に整
えることができなかった。そのため、小流量測定部の出
力のばらつきおよび出力と流量との関係の直線性を改善
することができず、測定精度を向上させることができな
いという問題があった。 【0005】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、小流量測定手段における流体の流れ
を均一に整えることにより測定精度を向上させることが
できる流量計の流路構造を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
流体の流量のうち大流量を測定する大流量測定手段と小
流量を測定する小流量測定手段とを流体流路中に配設す
ると共に、小流量測定手段の上流側流路中に、上流側と
下流側との差圧に応じて入口部から流入した流体の圧力
変動のうちノイズによる変動を吸収する圧力変動吸収手
段を設けてなる流量計の流路構造であって、前記圧力変
動吸収手段が、外周面が流体流路の内周面との間に整流
路を形成するように配設されたケースと、このケース内
を上流側と下流側との間の差圧に応じて上下移動するフ
ロートとからなると共に、前記ケースの出口部を前記小
流量測定手段に対向する位置から180度回転させた位
置に形成し、前記ケースの出口部から排出された流体が
前記ケースの外周面にそった整流路を経て前記小流量測
定手段に至るようにし、この整流路により前記小流量測
定手段近傍における流体の流れを均一に整えるようにし
たものである。 【0007】 【0008】 【0009】 【0010】この流量計の流路構造では、圧力変動吸収
手段の出口部から排出された流体は、ケースの外周面に
そった整流路を経てその流れが均一に整えられたのち、
小流量測定手段に至る。 【0011】 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
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の実施の形態に係る流
量計の流路構造を表すものである。図2は図1に示した
流量計の流路構造のI−I線に沿った断面構造の一部を
拡大して表すものである。 【0014】この流量計は、例えばガスメータとして使
用されるもので、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、入口部1
1から隔壁13にかけて流路14が設けられている。一
方、隔壁13から出口部12にかけて大流量測定用の流
路15が設けられている。隔壁13には開口部16が設
けられている。開口部16の上流側には、開口部16を
開閉するための遮断弁17が設けられている。遮断弁1
7にはロッド18の一端が接続されている。このロッド
18の他端側は、本体10に固定されたアクチュエータ
19に接続されている。このアクチュエータ19はロッ
ド18を介して遮断弁17を駆動して開口部16を開閉
するようになっている。 【0015】流路15内には、この流路15を通過する
気体の流量を検出する大流量測定手段としてのフルイデ
ィック素子20が設けられている。フルイディック素子
20は、ノズル部201と、このノズル部201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2
02,203を有している。これらの側壁202,20
3の間には、所定の間隔を開けて、上流側に第1ターゲ
ット204、下流側に第2ターゲット205がそれぞれ
配設されている。側壁202,203の外側には、ノズ
ル部201を通過した気体を各側壁202,203の外
周部に沿ってノズル部201の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路206,207を形成するため
のリターンガイド208が配設されている。フィードバ
ック流路206,207の各出口部分と出口部12との
間には、リターンガイド208の背面と本体10とによ
って、一対の排出路209,210が形成されている。 【0016】フルイディック素子20は、また、ノズル
部201の噴出口の近傍に設けられた導圧孔211,2
12を有している。導圧孔211,212に対応する本
体10の外側には、図示しない導圧路を介して導圧孔2
11,212に連通し、導圧孔211と導圧孔212に
おける差圧を検出してフルイディック発振を検出するた
めの圧電膜センサが設けられている。 【0017】本体10内には、また、流路15と並列的
に小流量測定用の流路31が設けられており、この流路
31により、流路14と、流路15のうちフルイディッ
ク素子20よりも上流側の部分とが連通されている。こ
の流路31の途中には拡幅部32が形成されており、こ
の拡幅部32内に圧力変動吸収装置40が配設されてい
る。拡幅部32の内周は、圧力変動吸収装置40の外周
よりも大きく形成されており、圧力変動吸収装置40の
外周にそって流路31が形成されている。 【0018】圧力変動吸収装置40は、両端部が閉鎖さ
れた円筒形状のケース410内にフロート420を収容
したものである。ケース410の外周面は流路31の内
周面に対向し、その底面は拡幅部32の底部に固定され
ている。ケース410の底面には気体の入口部411が
形成されており、この入口部411が流路31のうち拡
幅部32よりも上流側に連通されている。ケース410
の外周面には気体の出口部412が形成されており、こ
の出口部412が流路31のうち拡幅部32よりも下流
側が連通されている。 【0019】ケース410の底面内側には、下端面が入
口部411に対応して開放されると共に、上端面が閉鎖
された円筒形状の内ケース413が形成されている。こ
の内ケース413の側面には出口部412に対向する位
置に開口部414が形成されており、入口部411から
導入された気体が開口部414を介して出口部412か
ら排出されるようになっている。 【0020】フロート420は円筒形状であって、下端
面が開放されると共に上端面が閉鎖されている。フロー
ト420の内周面は内ケース413の外周面に対向して
おり、外周面はケース410の内周面に対向している。
フロート420の内周面と内ケース413の外周面との
間およびフロート420の外周面とケース410の内周
面の間には、隙間が形成されており、上流側と下流側と
の差圧に応じてフロート420がケース410内を上下
移動できるようになっている。 【0021】流路31内には、また、圧力変動吸収装置
40の出口部412に対向する位置の下流側に、小流量
測定手段としての流速センサ33が設けられている。流
速センサ33は、図示しないが、発熱部と、この発熱部
の上流側および下流側に配設された2つの温度センサと
を有しており、2つの温度センサによって検出される温
度の差を一定に保つために発熱部へ供給した電力量から
流速を求めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加
熱し、2つの温度センサによって検出される温度の差か
ら流速を求めるものである。 【0022】流路31内には、更に、圧力変動吸収装置
40と流速センサ33との間に、金属製の網状部材34
aによって形成された整流網34が設けられている。整
流網34は、図2に示したように、流路31の断面のう
ち流速センサ33寄りの一部を覆うようになっている。
網状部材34aの目の大きさは、粗すぎると気体の流れ
を整えることができず、細かすぎると気体の流れを阻害
してしまうので、その間において適宜に決定される。ま
た、網状部材34aは、上流側から下流側に向かって適
宜の間隔をあけて2個配設されており、目の粗いものを
使用しても気体の流れを十分均一に整えることができる
ようになっている。 【0023】流路31の拡幅部32よりも上流側には、
流路31の入口部を開閉するための遮断弁35が設けら
れている。遮断弁35にはロッド36の一端が接続され
ている。このロッド36の他端側は、本体10に固定さ
れたアクチュエータ37に接続されている。このアクチ
ュエータ37はロッド36を介して遮断弁35を駆動し
流路31の入口部を開閉するようになっている。 【0024】本体10には、更に、流路15の内外を流
路31とフルイディック素子20との間で連通する導圧
孔51が形成されている。導圧孔51に対応する本体1
0の外側には、導圧孔51を介して流路15内の気体の
圧力を検出する圧力センサ52が配設されている。 【0025】圧力センサ52は、アクチュエータ19,
37とそれぞれ接続された制御装置53に接続されてお
り、圧力センサ51の出力に基づき、アクチュエータ1
9,37をそれぞれ制御して遮断弁17,35を駆動さ
せるようになっている。なお、制御装置53は、適宜の
コンピュータによって構成されている。 【0026】次に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の作用を説明する。 【0027】流量計の流路内に気体が流れていないと、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“0”と判断し、遮断弁17,35を駆動
させない。また、流路31内にも気体が流れておらず、
図1に示したように、圧力変動吸収装置40のフロート
420が出口部412を閉鎖した状態なっている。 【0028】流量計の流路内に少量の気体が流れると、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“小流量”と判断し、アクチュエータ1
9,37をそれぞれ制御して遮断弁17,35をそれぞ
れ駆動させて、遮断弁17により開口部16を閉鎖する
と共に、遮断弁35により流路31を開放する。これに
よって、入口部11から導入された気体は、流路31内
を通って圧力変動吸収装置40の入口部411に案内さ
れる。 【0029】圧力変動吸収装置40では、図3に示した
ように、気体の流量に基づいて生ずる入口部411の圧
力と出口部412の圧力との圧力差に応じてフロート4
20がケース410内を上方向に移動し、これにより出
口部412が開口される。従って、気体は、圧力変動吸
収装置40内を通過して出口部412から流路31内に
排出され、整流網34によって流れが均一に整えられた
のち、流速センサ33の近傍を通過し、流路15内を介
して出口部12から排出される。流速センサ33は、流
路31内を流れる気体の流速を検出し、この流速センサ
33の出力が流量の算出に利用される。 【0030】流量計の流路内に大量の気体が流れると、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“大流量”と判断し、遮断弁17によって
開口部16を開放させると共に、遮断弁35によって流
路31を閉鎖する。これによって、入口部11から導入
された気体は、開口部16を介して流路15内に案内さ
れ、フルイディック素子20に達する。 【0031】フルイディック素子20のノズル部201
を通過した気体は、フルイディック発振を生ずる。これ
により導圧孔211と導圧孔212との間で圧力差が生
じ、圧電膜センサは、その差圧変化に基づきフルイディ
ック発振を検出する。圧電膜センサによって検出された
フルイディック発振信号は、流量の算出に利用される。 【0032】このように本実施の形態によれば、流路3
1内の圧力変動吸収装置40の出力部412と流速セン
サ33との間に、その断面のうち流速センサ33寄りの
一部を覆うように整流網34を設けるようにしたので、
圧力変動吸収装置40の出力部412から排出された気
体の流れを均一に整えることができる。よって、流速セ
ンサ33の出力のばらつきおよび出力と流量との関係の
直線性を改善することができ、測定精度を向上させるこ
とができる。 【0033】また、本実施の形態によれば、整流網34
を、気体の上流側から下流側に向かって適宜の間隔をあ
けて配設された2個の網状部材34aにより構成するよ
うにしたので、目の粗いものを使用しても気体の流れを
十分均一に整えることができる。すなわち、気体の流れ
を阻害することなく流れを均一に整えることができる。 【0034】更に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。 【0035】実施例として、図1に示した本実施例に係
る流量計の流路構造のうち整流網34の部分の構成をそ
れぞれ異ならせたものを4種類用意した。第1の実施例
は、整流網34として、60メッシュの金属製網状部材
2個を気体の流れに対して互いに直列に配設した。第2
の実施例は、整流網34として、30メッシュの金属製
網状部材2個を気体の流れに対して互いに直列に配設し
た。第3の実施例は、整流網34として、60メッシュ
の金属製網状部材1個と平板状のじゃま板1個とを気体
の流れに対して互いに直列に配設した。第4の実施例
は、整流網34の代わりに、図10に示した従来の整流
板134を1個配設した。 【0036】それぞれの実施例について、気体の流量を
変化させ、流速センサ33の出力を測定した。その結果
を、図4および図5に示す。図4は各実施例における流
速センサ33の出力と気体の流量との関係を表す。図5
は各実施例における流速センサ33の出力の標準偏差と
気体の流量との関係を表す。 【0037】図4から明らかなように、網状部材34a
によって構成した整流網34を配設した第1乃至第3の
実施例では、従来の整流板134を配設した第4の実施
例に比べて、流速センサ33の出力と気体の流量との関
係の直線性が改善されている。 【0038】図5から明らかなように、網状部材34a
によって構成した整流網34を配設した第1乃至第3の
実施例では、従来の整流板134を配設した第4の実施
例に比べて、特に100リットル/h以下の微小流量域にお
いて流速センサ33の出力のばらつきが改善されてい
る。また、60メッシュの網状部材を2個配設した第1
の実施例では、60メッシュの網状部材を1個配設した
第3の実施例および30メッシュの網状部材を2個配設
した第2の実施例に比べて、100リットル/h以上の領域
においても広く出力のばらつきが改善されている。 【0039】図6は本発明の第2の実施の形態に係る流
量計の流路構造のうち流路31の構造を取り出して表す
ものである。図7は図6に示した流量計の流路構造のII
−II線にそった流路31の断面構造を表すものである。
この流量計の流路構造は、第1の実施の形態から整流網
34が除去され、かつ圧力変動吸収装置40の出口部4
12が流速センサ33に対してフロート420を挟んで
180度回転した位置に設けられたことを除き、第1の
実施の形態と同一の構成を有している。よって、第1の
実施の形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、
詳細な説明を省略する。 【0040】本実施の形態では、圧力変動吸収装置40
の出口部412から排出された気体は、流路31の内周
面に当たったのち、ケース410の外周面にそって出口
部412の反対側に移動し、流速センサ33の近傍を通
過するようになっている。すなわち、圧力変動吸収装置
40の出口部412から流速センサ33に至るまでの気
体は、ケース410の出口部412を出た後、ケース4
10の外周面にそった半円形状の整流路415を流れた
後、流速センサ33に至るようになっている。 【0041】このような構成を有する本実施の形態は、
第1の実施の形態と同様に、制御装置53によって流量
計の流路内を流れる気体の流量が判断され、小流量と判
断されたときには、開口部16が閉鎖され流路31が開
放される。 【0042】これにより、入口部11から導入された気
体は、流路31内を介して、圧力変動吸収装置40内を
通り出口部412から排出される。出口部412から排
出された気体は、整流路415を経て出口部412の反
対側に移動し、流速センサ33の近傍を通過する。その
後、流路15を介して出口部12から排出される。 【0043】また、制御装置53によって流量計の流路
内を流れる気体の流量が大流量と判断されたときには、
第1の実施例と同様に、開口部16が開放され流路31
が閉鎖されて、気体は開口部16を介して流路15に案
内され、フルイディック素子を通過して出口部12から
排出される。 【0044】このように本実施の形態によれば、流路3
1内に圧力変動吸収装置40を配設し圧力変動吸収装置
40の外周にそって流路31を形成すると共に、圧力変
動吸収装置40の出口部412をケース410の外周面
に形成し、かつその出口部412を流速センサ33に対
向する位置から180度回転させた位置に設けるように
したので、圧力変動吸収装置40の出力部412から流
れ出た気体は流速センサ33に至るまでの間、整流路4
15にそって曲線状に流れ、それにより気体の流れが均
一に整えられる。よって、第1の実施の形態と同様に、
流速センサ33の出力のばらつきおよび出力と流量との
関係の直線性を改善することができ、測定精度を向上さ
せることができる。 【0045】更に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。 【0046】実施例として、図6に示した本実施例に係
る流量計の流路構造のうち圧力変動吸収装置40の出口
部412と開口部414の形成位置をそれぞれ異ならせ
たものを4種類用意した。第1の実施例は、出口部41
2と開口部414とを共に流速センサ33に対してフロ
ート420を挟んで反対側に形成するように構成した。
第2の実施例は、出口部412を流速センサ33に対し
てフロート420を挟んで反対側に形成し、開口部41
4を流速センサ33と同一側に形成するように構成し
た。第3の実施例は、出口部412と開口部414とを
共に流速センサ33と同一側に形成するように構成し
た。第4の実施例は、出口部412を流速センサ33と
同一側に形成し、開口部414を流速センサ33に対し
てフロート420を挟んで反対側に形成するように構成
した。 【0047】それぞれの実施例について、気体の流量を
変化させ、流速センサ33の出力を測定した。その結果
を、図8および図9に示す。図8は各実施例における流
速センサ33の出力と気体の流量との関係を表す。図9
は各実施例における流速センサ33の出力の標準偏差と
気体の流量との関係を表す。 【0048】図8から明らかなように、出口部412を
フロート420を挟んで流速センサ33の反対側に形成
した第1および第2の実施例では、出口部412を流速
センサ33と同一側に形成した第3および第4の実施例
に比べて、流速センサ33の出力と気体の流量との関係
の直線性が改善されている。 【0049】図9から明らかなように、出口部412を
フロート420を挟んで流速センサ33の反対側に形成
した第1および第2の実施例では、流速センサ33と同
一側に形成した第3および第4の実施例に比べて、流速
センサ33の出力のばらつきが改善されている。 【0050】以上実施の形態および実施例を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、種々変形可能である。例えば、上記第1
の実施の形態では、網状部材34aを金属によって形成
したが、合成樹脂などの他の材質によって形成してもよ
い。また、上記第1の実施の形態では、整流網34を2
個の網状部材34aによって形成したが、1個の網状部
材34aまたは3以上の網状部材34aによって形成し
てもよい。 【0051】更に、上記第1および第2の実施の形態で
は、大流量測定手段としてフルイディック素子20を用
い小流量測定手段として流速センサ33を用いたが、本
発明はこれに限るものではなく、大流量測定手段および
小流量測定手段に他の測定手段を用いた場合にも適用で
きるものである。 【0052】加えて、上記第1の実施の形態では、流速
センサ33を圧力変動吸収装置40の出口部412とフ
ロート420の反対側に配設することなく整流網34を
設けるようにし、上記第2の実施の形態では、整流網3
4を設けることなく圧力変動吸収装置40の出口部41
2を流速センサ33に対してフロート420を挟んで反
対側(180度回転した位置)に設けるようにしたが、
整流網34を設け、かつ圧力変動吸収装置40の出口部
412を流速センサ33に対してフロート420を挟ん
で反対側の位置に設けるようにしてもよい。 【0053】 【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の流量
計の流路構造によれば、圧力変動吸収手段の出口部から
小流量測定手段に至るまでの間にケースの外周面にそっ
た整流路を設けるようにしたので、小流量測定手段近傍
における流体の流れを均一に整えることができる。よっ
て、小流量測定手段による出力のばらつきおよび出力と
流量との関係の直線性も改善することができ、測定精度
を向上させることができるという効果を奏する。 【0054】 【0055】
大流量を大流量計測手段によって測定し、一方、小流量
を小流量計測手段によって測定すると共に、小流量測定
手段の上流側流路中に圧力変動吸収装置を設けてなる流
量計の流路構造に関する。 【0002】 【従来の技術】ガスメータ等に利用される流量計とし
て、流体の流量のうち大流量をいわゆるフルイディック
発振を利用した大流量測定部(フルイディック素子)に
よって測定すると共に、小流量をフルイディック発振以
外の方法を利用した小流量測定部によって測定してなる
フルイディック流量計が考えられている。 【0003】このフルイディック流量計は、流量計の上
流側に設けられたガスガバナやガスヒートポンプなどの
影響により流体に脈動などのノイズが生ずると、特に、
小流量測定部においてその圧力変動の影響を受けやすい
ことから、小流量測定部の上流側流路中に圧力変動吸収
装置を配設し、このようなノイズによる圧力変動を吸収
するように構成されていた。また、圧力変動吸収装置と
小流量測定部との間の流路中には、図10に示したよう
に、流体を通過させるための直径1mm程度の孔が複数
形成された整流板134が配設されており、圧力変動吸
収装置の出口部から排出された流体の流れを均一に整え
るようになっていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フルイディック流量計では、圧力変動吸収装置と小流量
測定部との間の流路中に整流板134を配設したもの
の、この整流板134では流体の流れを十分に均一に整
えることができなかった。そのため、小流量測定部の出
力のばらつきおよび出力と流量との関係の直線性を改善
することができず、測定精度を向上させることができな
いという問題があった。 【0005】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、小流量測定手段における流体の流れ
を均一に整えることにより測定精度を向上させることが
できる流量計の流路構造を提供することにある。 【0006】 【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
流体の流量のうち大流量を測定する大流量測定手段と小
流量を測定する小流量測定手段とを流体流路中に配設す
ると共に、小流量測定手段の上流側流路中に、上流側と
下流側との差圧に応じて入口部から流入した流体の圧力
変動のうちノイズによる変動を吸収する圧力変動吸収手
段を設けてなる流量計の流路構造であって、前記圧力変
動吸収手段が、外周面が流体流路の内周面との間に整流
路を形成するように配設されたケースと、このケース内
を上流側と下流側との間の差圧に応じて上下移動するフ
ロートとからなると共に、前記ケースの出口部を前記小
流量測定手段に対向する位置から180度回転させた位
置に形成し、前記ケースの出口部から排出された流体が
前記ケースの外周面にそった整流路を経て前記小流量測
定手段に至るようにし、この整流路により前記小流量測
定手段近傍における流体の流れを均一に整えるようにし
たものである。 【0007】 【0008】 【0009】 【0010】この流量計の流路構造では、圧力変動吸収
手段の出口部から排出された流体は、ケースの外周面に
そった整流路を経てその流れが均一に整えられたのち、
小流量測定手段に至る。 【0011】 【0012】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
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の実施の形態に係る流
量計の流路構造を表すものである。図2は図1に示した
流量計の流路構造のI−I線に沿った断面構造の一部を
拡大して表すものである。 【0014】この流量計は、例えばガスメータとして使
用されるもので、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、入口部1
1から隔壁13にかけて流路14が設けられている。一
方、隔壁13から出口部12にかけて大流量測定用の流
路15が設けられている。隔壁13には開口部16が設
けられている。開口部16の上流側には、開口部16を
開閉するための遮断弁17が設けられている。遮断弁1
7にはロッド18の一端が接続されている。このロッド
18の他端側は、本体10に固定されたアクチュエータ
19に接続されている。このアクチュエータ19はロッ
ド18を介して遮断弁17を駆動して開口部16を開閉
するようになっている。 【0015】流路15内には、この流路15を通過する
気体の流量を検出する大流量測定手段としてのフルイデ
ィック素子20が設けられている。フルイディック素子
20は、ノズル部201と、このノズル部201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2
02,203を有している。これらの側壁202,20
3の間には、所定の間隔を開けて、上流側に第1ターゲ
ット204、下流側に第2ターゲット205がそれぞれ
配設されている。側壁202,203の外側には、ノズ
ル部201を通過した気体を各側壁202,203の外
周部に沿ってノズル部201の噴出口側へ帰還させる一
対のフィードバック流路206,207を形成するため
のリターンガイド208が配設されている。フィードバ
ック流路206,207の各出口部分と出口部12との
間には、リターンガイド208の背面と本体10とによ
って、一対の排出路209,210が形成されている。 【0016】フルイディック素子20は、また、ノズル
部201の噴出口の近傍に設けられた導圧孔211,2
12を有している。導圧孔211,212に対応する本
体10の外側には、図示しない導圧路を介して導圧孔2
11,212に連通し、導圧孔211と導圧孔212に
おける差圧を検出してフルイディック発振を検出するた
めの圧電膜センサが設けられている。 【0017】本体10内には、また、流路15と並列的
に小流量測定用の流路31が設けられており、この流路
31により、流路14と、流路15のうちフルイディッ
ク素子20よりも上流側の部分とが連通されている。こ
の流路31の途中には拡幅部32が形成されており、こ
の拡幅部32内に圧力変動吸収装置40が配設されてい
る。拡幅部32の内周は、圧力変動吸収装置40の外周
よりも大きく形成されており、圧力変動吸収装置40の
外周にそって流路31が形成されている。 【0018】圧力変動吸収装置40は、両端部が閉鎖さ
れた円筒形状のケース410内にフロート420を収容
したものである。ケース410の外周面は流路31の内
周面に対向し、その底面は拡幅部32の底部に固定され
ている。ケース410の底面には気体の入口部411が
形成されており、この入口部411が流路31のうち拡
幅部32よりも上流側に連通されている。ケース410
の外周面には気体の出口部412が形成されており、こ
の出口部412が流路31のうち拡幅部32よりも下流
側が連通されている。 【0019】ケース410の底面内側には、下端面が入
口部411に対応して開放されると共に、上端面が閉鎖
された円筒形状の内ケース413が形成されている。こ
の内ケース413の側面には出口部412に対向する位
置に開口部414が形成されており、入口部411から
導入された気体が開口部414を介して出口部412か
ら排出されるようになっている。 【0020】フロート420は円筒形状であって、下端
面が開放されると共に上端面が閉鎖されている。フロー
ト420の内周面は内ケース413の外周面に対向して
おり、外周面はケース410の内周面に対向している。
フロート420の内周面と内ケース413の外周面との
間およびフロート420の外周面とケース410の内周
面の間には、隙間が形成されており、上流側と下流側と
の差圧に応じてフロート420がケース410内を上下
移動できるようになっている。 【0021】流路31内には、また、圧力変動吸収装置
40の出口部412に対向する位置の下流側に、小流量
測定手段としての流速センサ33が設けられている。流
速センサ33は、図示しないが、発熱部と、この発熱部
の上流側および下流側に配設された2つの温度センサと
を有しており、2つの温度センサによって検出される温
度の差を一定に保つために発熱部へ供給した電力量から
流速を求めたり、一定電流または一定電力で発熱部を加
熱し、2つの温度センサによって検出される温度の差か
ら流速を求めるものである。 【0022】流路31内には、更に、圧力変動吸収装置
40と流速センサ33との間に、金属製の網状部材34
aによって形成された整流網34が設けられている。整
流網34は、図2に示したように、流路31の断面のう
ち流速センサ33寄りの一部を覆うようになっている。
網状部材34aの目の大きさは、粗すぎると気体の流れ
を整えることができず、細かすぎると気体の流れを阻害
してしまうので、その間において適宜に決定される。ま
た、網状部材34aは、上流側から下流側に向かって適
宜の間隔をあけて2個配設されており、目の粗いものを
使用しても気体の流れを十分均一に整えることができる
ようになっている。 【0023】流路31の拡幅部32よりも上流側には、
流路31の入口部を開閉するための遮断弁35が設けら
れている。遮断弁35にはロッド36の一端が接続され
ている。このロッド36の他端側は、本体10に固定さ
れたアクチュエータ37に接続されている。このアクチ
ュエータ37はロッド36を介して遮断弁35を駆動し
流路31の入口部を開閉するようになっている。 【0024】本体10には、更に、流路15の内外を流
路31とフルイディック素子20との間で連通する導圧
孔51が形成されている。導圧孔51に対応する本体1
0の外側には、導圧孔51を介して流路15内の気体の
圧力を検出する圧力センサ52が配設されている。 【0025】圧力センサ52は、アクチュエータ19,
37とそれぞれ接続された制御装置53に接続されてお
り、圧力センサ51の出力に基づき、アクチュエータ1
9,37をそれぞれ制御して遮断弁17,35を駆動さ
せるようになっている。なお、制御装置53は、適宜の
コンピュータによって構成されている。 【0026】次に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の作用を説明する。 【0027】流量計の流路内に気体が流れていないと、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“0”と判断し、遮断弁17,35を駆動
させない。また、流路31内にも気体が流れておらず、
図1に示したように、圧力変動吸収装置40のフロート
420が出口部412を閉鎖した状態なっている。 【0028】流量計の流路内に少量の気体が流れると、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“小流量”と判断し、アクチュエータ1
9,37をそれぞれ制御して遮断弁17,35をそれぞ
れ駆動させて、遮断弁17により開口部16を閉鎖する
と共に、遮断弁35により流路31を開放する。これに
よって、入口部11から導入された気体は、流路31内
を通って圧力変動吸収装置40の入口部411に案内さ
れる。 【0029】圧力変動吸収装置40では、図3に示した
ように、気体の流量に基づいて生ずる入口部411の圧
力と出口部412の圧力との圧力差に応じてフロート4
20がケース410内を上方向に移動し、これにより出
口部412が開口される。従って、気体は、圧力変動吸
収装置40内を通過して出口部412から流路31内に
排出され、整流網34によって流れが均一に整えられた
のち、流速センサ33の近傍を通過し、流路15内を介
して出口部12から排出される。流速センサ33は、流
路31内を流れる気体の流速を検出し、この流速センサ
33の出力が流量の算出に利用される。 【0030】流量計の流路内に大量の気体が流れると、
制御装置53は、圧力センサ52からの出力に基づいて
気体の流量を“大流量”と判断し、遮断弁17によって
開口部16を開放させると共に、遮断弁35によって流
路31を閉鎖する。これによって、入口部11から導入
された気体は、開口部16を介して流路15内に案内さ
れ、フルイディック素子20に達する。 【0031】フルイディック素子20のノズル部201
を通過した気体は、フルイディック発振を生ずる。これ
により導圧孔211と導圧孔212との間で圧力差が生
じ、圧電膜センサは、その差圧変化に基づきフルイディ
ック発振を検出する。圧電膜センサによって検出された
フルイディック発振信号は、流量の算出に利用される。 【0032】このように本実施の形態によれば、流路3
1内の圧力変動吸収装置40の出力部412と流速セン
サ33との間に、その断面のうち流速センサ33寄りの
一部を覆うように整流網34を設けるようにしたので、
圧力変動吸収装置40の出力部412から排出された気
体の流れを均一に整えることができる。よって、流速セ
ンサ33の出力のばらつきおよび出力と流量との関係の
直線性を改善することができ、測定精度を向上させるこ
とができる。 【0033】また、本実施の形態によれば、整流網34
を、気体の上流側から下流側に向かって適宜の間隔をあ
けて配設された2個の網状部材34aにより構成するよ
うにしたので、目の粗いものを使用しても気体の流れを
十分均一に整えることができる。すなわち、気体の流れ
を阻害することなく流れを均一に整えることができる。 【0034】更に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。 【0035】実施例として、図1に示した本実施例に係
る流量計の流路構造のうち整流網34の部分の構成をそ
れぞれ異ならせたものを4種類用意した。第1の実施例
は、整流網34として、60メッシュの金属製網状部材
2個を気体の流れに対して互いに直列に配設した。第2
の実施例は、整流網34として、30メッシュの金属製
網状部材2個を気体の流れに対して互いに直列に配設し
た。第3の実施例は、整流網34として、60メッシュ
の金属製網状部材1個と平板状のじゃま板1個とを気体
の流れに対して互いに直列に配設した。第4の実施例
は、整流網34の代わりに、図10に示した従来の整流
板134を1個配設した。 【0036】それぞれの実施例について、気体の流量を
変化させ、流速センサ33の出力を測定した。その結果
を、図4および図5に示す。図4は各実施例における流
速センサ33の出力と気体の流量との関係を表す。図5
は各実施例における流速センサ33の出力の標準偏差と
気体の流量との関係を表す。 【0037】図4から明らかなように、網状部材34a
によって構成した整流網34を配設した第1乃至第3の
実施例では、従来の整流板134を配設した第4の実施
例に比べて、流速センサ33の出力と気体の流量との関
係の直線性が改善されている。 【0038】図5から明らかなように、網状部材34a
によって構成した整流網34を配設した第1乃至第3の
実施例では、従来の整流板134を配設した第4の実施
例に比べて、特に100リットル/h以下の微小流量域にお
いて流速センサ33の出力のばらつきが改善されてい
る。また、60メッシュの網状部材を2個配設した第1
の実施例では、60メッシュの網状部材を1個配設した
第3の実施例および30メッシュの網状部材を2個配設
した第2の実施例に比べて、100リットル/h以上の領域
においても広く出力のばらつきが改善されている。 【0039】図6は本発明の第2の実施の形態に係る流
量計の流路構造のうち流路31の構造を取り出して表す
ものである。図7は図6に示した流量計の流路構造のII
−II線にそった流路31の断面構造を表すものである。
この流量計の流路構造は、第1の実施の形態から整流網
34が除去され、かつ圧力変動吸収装置40の出口部4
12が流速センサ33に対してフロート420を挟んで
180度回転した位置に設けられたことを除き、第1の
実施の形態と同一の構成を有している。よって、第1の
実施の形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、
詳細な説明を省略する。 【0040】本実施の形態では、圧力変動吸収装置40
の出口部412から排出された気体は、流路31の内周
面に当たったのち、ケース410の外周面にそって出口
部412の反対側に移動し、流速センサ33の近傍を通
過するようになっている。すなわち、圧力変動吸収装置
40の出口部412から流速センサ33に至るまでの気
体は、ケース410の出口部412を出た後、ケース4
10の外周面にそった半円形状の整流路415を流れた
後、流速センサ33に至るようになっている。 【0041】このような構成を有する本実施の形態は、
第1の実施の形態と同様に、制御装置53によって流量
計の流路内を流れる気体の流量が判断され、小流量と判
断されたときには、開口部16が閉鎖され流路31が開
放される。 【0042】これにより、入口部11から導入された気
体は、流路31内を介して、圧力変動吸収装置40内を
通り出口部412から排出される。出口部412から排
出された気体は、整流路415を経て出口部412の反
対側に移動し、流速センサ33の近傍を通過する。その
後、流路15を介して出口部12から排出される。 【0043】また、制御装置53によって流量計の流路
内を流れる気体の流量が大流量と判断されたときには、
第1の実施例と同様に、開口部16が開放され流路31
が閉鎖されて、気体は開口部16を介して流路15に案
内され、フルイディック素子を通過して出口部12から
排出される。 【0044】このように本実施の形態によれば、流路3
1内に圧力変動吸収装置40を配設し圧力変動吸収装置
40の外周にそって流路31を形成すると共に、圧力変
動吸収装置40の出口部412をケース410の外周面
に形成し、かつその出口部412を流速センサ33に対
向する位置から180度回転させた位置に設けるように
したので、圧力変動吸収装置40の出力部412から流
れ出た気体は流速センサ33に至るまでの間、整流路4
15にそって曲線状に流れ、それにより気体の流れが均
一に整えられる。よって、第1の実施の形態と同様に、
流速センサ33の出力のばらつきおよび出力と流量との
関係の直線性を改善することができ、測定精度を向上さ
せることができる。 【0045】更に、本実施の形態に係る流量計の流路構
造の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。 【0046】実施例として、図6に示した本実施例に係
る流量計の流路構造のうち圧力変動吸収装置40の出口
部412と開口部414の形成位置をそれぞれ異ならせ
たものを4種類用意した。第1の実施例は、出口部41
2と開口部414とを共に流速センサ33に対してフロ
ート420を挟んで反対側に形成するように構成した。
第2の実施例は、出口部412を流速センサ33に対し
てフロート420を挟んで反対側に形成し、開口部41
4を流速センサ33と同一側に形成するように構成し
た。第3の実施例は、出口部412と開口部414とを
共に流速センサ33と同一側に形成するように構成し
た。第4の実施例は、出口部412を流速センサ33と
同一側に形成し、開口部414を流速センサ33に対し
てフロート420を挟んで反対側に形成するように構成
した。 【0047】それぞれの実施例について、気体の流量を
変化させ、流速センサ33の出力を測定した。その結果
を、図8および図9に示す。図8は各実施例における流
速センサ33の出力と気体の流量との関係を表す。図9
は各実施例における流速センサ33の出力の標準偏差と
気体の流量との関係を表す。 【0048】図8から明らかなように、出口部412を
フロート420を挟んで流速センサ33の反対側に形成
した第1および第2の実施例では、出口部412を流速
センサ33と同一側に形成した第3および第4の実施例
に比べて、流速センサ33の出力と気体の流量との関係
の直線性が改善されている。 【0049】図9から明らかなように、出口部412を
フロート420を挟んで流速センサ33の反対側に形成
した第1および第2の実施例では、流速センサ33と同
一側に形成した第3および第4の実施例に比べて、流速
センサ33の出力のばらつきが改善されている。 【0050】以上実施の形態および実施例を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、種々変形可能である。例えば、上記第1
の実施の形態では、網状部材34aを金属によって形成
したが、合成樹脂などの他の材質によって形成してもよ
い。また、上記第1の実施の形態では、整流網34を2
個の網状部材34aによって形成したが、1個の網状部
材34aまたは3以上の網状部材34aによって形成し
てもよい。 【0051】更に、上記第1および第2の実施の形態で
は、大流量測定手段としてフルイディック素子20を用
い小流量測定手段として流速センサ33を用いたが、本
発明はこれに限るものではなく、大流量測定手段および
小流量測定手段に他の測定手段を用いた場合にも適用で
きるものである。 【0052】加えて、上記第1の実施の形態では、流速
センサ33を圧力変動吸収装置40の出口部412とフ
ロート420の反対側に配設することなく整流網34を
設けるようにし、上記第2の実施の形態では、整流網3
4を設けることなく圧力変動吸収装置40の出口部41
2を流速センサ33に対してフロート420を挟んで反
対側(180度回転した位置)に設けるようにしたが、
整流網34を設け、かつ圧力変動吸収装置40の出口部
412を流速センサ33に対してフロート420を挟ん
で反対側の位置に設けるようにしてもよい。 【0053】 【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の流量
計の流路構造によれば、圧力変動吸収手段の出口部から
小流量測定手段に至るまでの間にケースの外周面にそっ
た整流路を設けるようにしたので、小流量測定手段近傍
における流体の流れを均一に整えることができる。よっ
て、小流量測定手段による出力のばらつきおよび出力と
流量との関係の直線性も改善することができ、測定精度
を向上させることができるという効果を奏する。 【0054】 【0055】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る流量計の流路
構造を表す断面図である。 【図2】図1に示した流量計の流路構造の一部を拡大し
て表すI−I線に沿った断面図である。 【図3】図1に示した流量計の流路構造の作用を説明す
るための断面図である。 【図4】図1に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力と気体の流量との関係を表す図で
ある。 【図5】図1に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力の標準偏差と気体の流量との関係
を表す図である。 【図6】本発明の第2の実施の形態に係る流量計の流路
構造の一部を表す断面図である。 【図7】図6に示した流量計の流路構造の一部を表すII
−II線に沿った断面図である。 【図8】図6に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力と気体の流量との関係を表す図で
ある。 【図9】図6に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、各実施例における流速センサ
の出力の標準偏差と気体の流量との関係を表す図であ
る。 【図10】従来の整流板を説明するための斜視図であ
る。 【符号の説明】 20 フルイディック素子(大流量測定手段) 33 流速センサ(小流量測定手段) 34 整流網 34a 網状部材 40 圧力変動吸収装置 412 出口部 415 整流路
構造を表す断面図である。 【図2】図1に示した流量計の流路構造の一部を拡大し
て表すI−I線に沿った断面図である。 【図3】図1に示した流量計の流路構造の作用を説明す
るための断面図である。 【図4】図1に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力と気体の流量との関係を表す図で
ある。 【図5】図1に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力の標準偏差と気体の流量との関係
を表す図である。 【図6】本発明の第2の実施の形態に係る流量計の流路
構造の一部を表す断面図である。 【図7】図6に示した流量計の流路構造の一部を表すII
−II線に沿った断面図である。 【図8】図6に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、第1ないし第4の実施例にお
ける流速センサの出力と気体の流量との関係を表す図で
ある。 【図9】図6に示した流量計の流路構造の効果を説明す
るための特性図であって、各実施例における流速センサ
の出力の標準偏差と気体の流量との関係を表す図であ
る。 【図10】従来の整流板を説明するための斜視図であ
る。 【符号の説明】 20 フルイディック素子(大流量測定手段) 33 流速センサ(小流量測定手段) 34 整流網 34a 網状部材 40 圧力変動吸収装置 412 出口部 415 整流路
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(73)特許権者 000116633
愛知時計電機株式会社
愛知県名古屋市熱田区千年1丁目2番70
号
(73)特許権者 000142425
株式会社金門製作所
東京都板橋区大原町13番1号
(73)特許権者 000150109
株式会社竹中製作所
大阪府大阪市生野区中川西1丁目1番51
号
(73)特許権者 000156813
関西ガスメータ株式会社
京都府京都市下京区中堂寺鍵田町10
(73)特許権者 000222211
東洋ガスメーター株式会社
富山県新湊市本江2795番地
(72)発明者 温井 一光
神奈川県藤沢市みその台9−10
(72)発明者 加藤 秀男
埼玉県北葛飾郡栗橋町大字河原代959−
2 108街区6−2
(72)発明者 酒井 克人
東京都葛飾区高砂3−2−7−123
(72)発明者 佐藤 左右文
神奈川県川崎市高津区梶ケ谷2−11−2
(72)発明者 佐藤 真一
東京都八王子市北野町543−15
(72)発明者 岡村 繁憲
大阪府大阪市中央区平野町4−1−2
大阪瓦斯株式会社内
(72)発明者 岡田 修一
大阪府大阪市中央区平野町4−1−2
大阪瓦斯株式会社内
(72)発明者 佐藤 孝人
愛知県東海市新宝町507−2 東邦瓦斯
株式会社総合研究所内
(72)発明者 平井 完治
愛知県名古屋市熱田区千年1−2−70
愛知時計電機株式会社内
(72)発明者 山田 一博
千葉県千葉市中央区今井3−25−16
(72)発明者 大池 英行
東京都板橋区志村1−2−3 株式会社
金門製作所中央研究所内
(72)発明者 波元 政信
大阪府大阪市東成区東小橋2−10−16
関西ガスメータ株式会社内
(72)発明者 今崎 正成
大阪府東大阪市西岩田4−7−31 株式
会社金門製作所 関西研究所内
(72)発明者 水越 靖
富山県新湊市本江2795番地 東洋ガスメ
ーター株式会社内
(56)参考文献 特開 平6−265380(JP,A)
特開 平7−167692(JP,A)
特開 平4−160209(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
G01F 1/00 - 9/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 流体の流量のうち大流量を測定する大流
量測定手段と小流量を測定する小流量測定手段とを流体
流路中に配設すると共に、小流量測定手段の上流側流路
中に、上流側と下流側との差圧に応じて入口部から流入
した流体の圧力変動のうちノイズによる変動を吸収する
圧力変動吸収手段を設けてなる流量計の流路構造であっ
て、前記圧力変動吸収手段が、外周面が流体流路の内周
面との間に整流路を形成するように配設されたケース
と、このケース内を上流側と下流側との間の差圧に応じ
て上下移動するフロートとからなると共に、前記ケース
の出口部を前記小流量測定手段に対向する位置から18
0度回転させた位置に形成し、前記ケースの出口部から
排出された流体が前記ケースの外周面にそった整流路を
経て前記小流量測定手段に至るようにし、この整流路に
より前記小流量測定手段近傍における流体の流れを均一
に整えるようにしたことを特徴とする流量計の流路構
造。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22855595A JP3530646B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 流量計の流路構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22855595A JP3530646B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 流量計の流路構造 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0953964A JPH0953964A (ja) | 1997-02-25 |
JP3530646B2 true JP3530646B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=16878215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22855595A Expired - Fee Related JP3530646B2 (ja) | 1995-08-14 | 1995-08-14 | 流量計の流路構造 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3530646B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4007652B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2007-11-14 | 愛知時計電機株式会社 | 流量計 |
-
1995
- 1995-08-14 JP JP22855595A patent/JP3530646B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0953964A (ja) | 1997-02-25 |
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