JPH01223313A - フルイデイック流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、管路縮小部、噴出ノズル及び管路拡大部をそ
の順に流動方向に連ねて形成し、前記噴出ノズルと管路
拡大部の境界部に、一対の制御ノズルを、前記噴出ノズ
ルの噴出方向に対してほぼ直角方向に向かって、かつ、
相対向して形成し、前記両制御ノズル夫々と前記管路拡
大部の下流側を接続する一対の帰還流路を形成し、前記
管路拡大部における流動方向切換安定化のためのターゲ
ットを設け、管路縮小部に連なる噴出ノズルからの噴流
が管路拡大部の一方の傾斜面に沿う状態で安定する現象
、及び、制御ノズルから交互に流体を吹出すことにより
噴出ノズルからの噴流が管路拡大部の両頭斜面を交互に
沿って流れる現象を利用して、流量を測定するように、
噴出ノズルからの噴流の流動方向変化に起因する圧力又
は流量変化を検出する流量測定用センサーを設けたフル
イデイック流量計に関する。

〔従来の技術〕

従来、第６図に示すように、管路拡大部（５）と制御ノ
ズル（６ａ）　、　（６ｂ）と帰還流路（７ａ）　、　
（７ｂ）を区画形成する一対の第１隔壁（１８ａ）　、
　（１８ｂ）間に配置したターゲット（１９）を、横断
面形状が長方形になるように形成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、測定流量範囲を大きくすると、微小流量の測定
における誤差が大きく、−層の改良の余地があった。

本発明の目的は、簡単なターゲットの形状の改良でもっ
て、測定流量範囲を十分に大きくしな、がら、流量いか
んにかかわらず正確に流量測定できるようにする点にあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、ターゲットの噴出ノズル側に向か
う前面に、管路拡大部と制御ノズルと帰還流路を区画形
成する一対の第１隔壁に近い部分よりも、それら両部分
の中間部が前記噴出ノズルの噴出方向に位置する凹部を
形成したことにあり、その作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、ターゲットをいかなる形状にすれば、流量測定
誤差を小さ（しながら測量測定範囲を大きくできるかを
実験で調べた結果、ターゲットの前面に凹部を形成する
と、測定誤差を実用可能な微小範囲に抑えながら、測定
流量範囲を微少流量側に前述の従来技術よりも２０％程
度拡大できる事実が判った。

これは、ターゲット前面の凹部のために噴流の乱れが大
きくなって、微少流量であ４ても噴流の流動方向切換え
が安定して行われるためと推論できる。

〔発明の効果〕

その結果、単にターゲットの形状を変更するだけの極め
て簡単な改造でもって、流量測定範囲を微小流量側に十
分に拡大できるようになり、フルイデイック流量計の用
途拡大を図れるようになった。

〔実施例〕

次に第１図及び第２図により実施例を示す。

管（１）内に管路縮小部（２）及び噴出ノズル（３）を
形成する一対の第１流路形成部材（４ａ）　、　（４ｂ
）を、管中心軸芯（Ｐ）に対して対称的に配置し、管路
縮小部（２）の作用で噴出ノズル（３）に流体を円滑に
導くと共に、噴出ノズル（３）から管中心軸芯（Ｐ）と
ほぼ平行に流体を噴出するように構成し、管路拡大部（
５）、一対の制御ノズル（６ａ）　。

（６ｂ）、及び、管路拡大部（５）の下流側と制御ノズ
ル（６ａ）　、　（６ｂ）を各別に連通ずる一対の帰還
流路（７ａ）　、　（７ｂ）を区画形成する一対の第１
隔壁（８ａ）　。

（８ｂ）を管中心軸芯（Ｐ）に対して対称的に配置し、
一対の制御ノズル（６ａ）　、　（６ｂ）を、噴出ノズ
ル（３）の噴出方向に対してほぼ直角方向に向かわせる
と共に相対向させである。第２隔壁（１１）を、−対の
排出路（１０ａ）　、　（１０ｂ）を形成すると共に、
管路拡大部（５）の下流側を遮断する状態で設け、両排
出路（１０ａ）　、　（１０ｂ）の入口を両帰還流路（
７ａ）。

（７ｂ）の入口側に各別に連通させである。

つまり、噴出ノズル（３）からの流体噴出が開始される
と、コアンダ効果によって噴出流体は一方の隔壁（８ａ
）に沿って流れ、そのためにその隔壁（８ａ）側に位置
する制御ノズル（６ａ）に帰還流路（７ａ）から大きな
流体エネルギーが付与されて、噴出流体が反対側の隔壁
（８ｂ）に沿って流れるようになり、今度は反対側の制
御ノズル（６ｂ）からの流体エネルギーによって噴出流
体が初めに沿った隔壁（８ａ）に再び沿って流れるよう
になり、このようにして、噴出ノズル（３）からの流体
が隔壁（８ａ）　、　（８ｂ）に対して交互に沿うよう
に構成し、もって、噴出流体量が増大する程短周期で、
かつ、定量的相関のある状態で噴出流体の流動方向が変
化するように構成してある。

噴出ノズル（３）の流路中を全長にわたって等しくする
か、あるいは、噴出側はど狭くなるようにして、噴出側
はど広くなるようにするよりも、（イ）流量測定範囲の
拡大、 （＋］）噴出流体量と噴出流体の流動方向変化における
周期との相関における直線性向上、（八）　　流量測定
用センサーからの信号の波形における乱れ減少 を図れるように構成してある。

第１隔壁（８ａ）　、　（８ｂ）の横断面形状を、管路
拡大部（５）に臨む曲率半径の大きい曲面と、帰還流路
（７ａ）　、　（７ｂ）に臨む曲率半径の小さい曲面と
を有する形状に形成して、前記（イ）ないしくハ）項の
長所を一層顕著にできるように構成してある。

管路拡大部（５）における流動方向切換安定化のための
ターゲット　（１２）を設け、ターゲット（１２）の噴
出ノズル（３）側に向かう前面（１２ａ）に、第１隔壁
（８ａ）　、　（８ｂ）に近い部分よりも、それら両部
分の中間部が噴出ノズル（３）の噴出方向に位置する凹
部を形成し、微少流量側への流量測定範囲拡大を図れる
ように構成してある。

ターゲット（１２）のうち第１隔壁（８ａ）　、　（８
ｂ）に向かう両端面（１２ｂ）を、前面（１２ａ）とそ
れとは反対側の後面（１２ｃ）にわたる半割円柱周面形
状あるいはそれに近位に形状に形成し、ターゲット（１
２）の下流側での流動乱れを少なくして、前記（０）及
び（ハ）項の長所を一層顕著にし、測定誤差を小さくで
きるように構成してある。

第２隔壁（１１）とターゲット　（１２）との間に、第
１隔壁（８ａ）　、　（８ｂ）との間に帰還流路（７ａ
）　、　（７ｂ）の入口を形成する第３隔壁（９）を設
け、両帰還流路（７ａ）　、　（７ｂ）にわたる連通路
（１７）を第２、隔壁（１１）と第３隔壁（９）との間
に形成し、第３隔壁（９）のターゲット　（１２）側に
向かう前面（９ａ）を、第１隔壁（８ａ）　、　（８ｂ
）に近い部分よりも、それら両部分の中間部か噴出ノズ
ル（３）の噴出方向に位置する凹面に形成してある。タ
ーゲット（１２）と第３隔壁（９）の間隔ａと、第２隔
壁（１１）と第３隔壁（９）の間隔すとの相関を、ａ：
ｂ＝２：１〜５：１に設定することが望ましい。

つまり、噴出ノズル（３）からの噴流の流動方向変化に
伴って帰還流路の一方（７ａ）又は（７ｂ）に流体が流
入開始する時に、その帰還流路（７ａ）又は（７ｂ）に
存在する静止流体が流入流体によって連通路（１７）に
押し流されて流体流入にじゃまにならないため、流入薄
体を円滑に排出路（ＩＱａ）又は（１０ｂ）に流すこと
ができ、特に微少及び大流量域において、流量測定用セ
ンサーからの発振の遅延を抑制して、測定誤差を小さく
できるように構成してある。

両帰還流路（７ａ）　、　（７ｂ）の入口の反転流動部
（Ａ）に各別に連通させたパイプ（１３ａ）　、　（１
３ｂ）を密閉ケース（１６）に接続し、密閉ケース（１
６）内に圧力センサー（１４）を両パイプ（１３ａ）　
、　（１３ｂ）からの流体圧が互いに逆向きに作用する
ように取付け、噴出ノズル（３）からの噴流の流動方向
変化に起因する反転流動部（Ａ）での圧力変化を圧力セ
ンサー（１４）で、検出して、圧力センサー（１４）か
ら流量測定器（１５）に正弦波状の波形信号を送り、流
量測定器（１５）において、波形信号の周波数から流量
を算出して表示するように構成し、もって、帰還型フル
イデイック流量計を形成してある。

〔実験例〕

次に実験例を示す。

前述実施例と同様のターゲット　（１２）を設け、第３
隔壁（９）を第２隔壁（１１）と一体形成して連通路（
１７）を無くしたフルイデイック流量計について、測定
流量と測定誤差の相関を調べたところ、第４図に示す結
果を得た。

つまり、最大波雨量（３０００ｊ１！　／ｈ）からその
１／３０の微少流量（１００ｆｆｉ　／ｈ）の広範囲を
、誤差が±２．５％以下になる状態で正確に測定できる
ことが判った。

他方、第６図に示した従来技術において、流量範囲（３
，０００〜１５０１！　／！１）における誤差は、第７
図に示すように微少流量域（１５０〜３００　ｊＩ！　
／ｈ）で最大１０％以上のもの大きなものになり、第４
図と第７図の比較によって明らかなように、本発明によ
れば、流量測定範囲を大きくしながら、微少流量であっ
ても測定を正確に行えるのである。

また、前述の実施例と同様のターゲット（１２）を設け
ると共に、第２隔壁（１１）と第３隔壁（９）の間に連
通路（１７）を形成したフルイデイック流量針について
、測定流量と測定誤差の相関を調べたところ、第５図に
示す結果を得た。

つまり、広い流量測定範囲（３，０００〜１００　ｆｆ
ｉ　／ｈ）を０．５％以下の極めて小さい誤差で正確に
測定できることが判り、また、第４図と第３図の比較に
よって明らかなように、微少及び大流量域での誤差改善
に連通路（１７）が極めて有効であることが判った。

要するに、本発明によれば、測定流量範囲を例えば都市
ガスの家庭用ガスメータとして必要な１００〜３．００
Ｏｆ　／ｈというように大にしながら、流量測定におけ
る誤差を例えば都市ガスの家庭用ガスメータの検定公差
内にできる。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

フルイデイック流量計の具体構造は適宜変更自作であり
、例えば第１隔壁（８ａ）　、　（８ｂ）や第２隔壁（
１１）の形状を適当に変更したり、第３隔壁（９）を第
２隔壁（１１）と一体形成する等が可能である。　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　４ターゲツト
（１２）の形状は適当に変更でき、例えば第３図（イ）
や（Ｅｌ）に示すように前面（１２ａ）の凹部の形状を
変更したり、第３図（八）に示すように後面（１２ｃ）
を中央側はど後方に位置する凸面形状に形成したり、あ
るいは、両端面（１２ｂ）を平坦面に形成する等が可能
である。

圧力センサー（１４）を一方の帰還流路（７ａ）又は（
７ｂ）の入口の反転流動部（１）における圧力変化を検
出するように設けてもよく、その場合、反転流動部（八
）に圧力センサー（１４）を配置してもよい。さらに、
圧力センサーに替えて流量センサーを設けてもよく、そ
れらセンサー（１４）を帰還流路（７ａ）　、　（７ｂ
）のいずれに配置してもよい。

′　　流量計は、主として燃料ガスや水道等において工
業用や家庭用に利用するが、その用途に特定されない。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図は要部拡
大図である。第３図（イ）ないしくハ）は本発明の各別
の実施例を示す要部図である。第４図及び第５図は本発
明の実験結果を示すグラフである。第６図は従来例を示
す断面図、第７図は従来例の実験結果を示すグラフであ
る。 （２）・・・・・・管路縮小部、（３）・・・・・・噴
出ノズル、（５）・・・・・・管路拡大部、（６ａ）　
、　（６ｂ）・・・・・・制御ノズル、（７ａ）　、　
（７ｂ）　・”　・・・帰還流路、（８ａ）　、　（８
ｂ）　＝　・・・第１隔壁、（９）・・・・・・第３隔
壁、（９ａ）・・・・・・第３隔壁の前面、（１０ａ）
　、　（１０ｂ）・・・・・・排出路、（１１）・・・
・・・第２隔壁、（１２）・・・・・・ターゲット、（
１２ａ）・・・・・・ターゲットの前面、　（１２ｂ）
・・・・・・ターゲットの端面、（１２ｃ）・・・・・
・ターゲットの後面、（１４）・・・・・・センサー、
（１７）・・・・・・連通路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管路縮小部（２）、噴出ノズル（３）及び管路拡大
   部（５）をその順に流動方向に連ねて形成し、前記噴出
   ノズル（３）と管路拡大部（５）の境界部に、一対の制
   御ノズル（６ａ），（６ｂ）を、前記噴出ノズル（３）
   の噴出方向に対してほぼ直角方向に向かって、かつ、相
   対向して形成し、前記両制御ノズル（６ａ），（６ｂ）
   夫々と前記管路拡大部（５）の下流側を接続する一対の
   帰還流路（７ａ），（７ｂ）を形成し、前記管路拡大部
   （５）における流動方向切換安定化のためのターゲット
   （１２）を設け、前記噴出ノズル（３）からの噴流の流
   動方向変化に起因する圧力又は流量変化を検出する流量
   測定用センサー（１４）を設けたフルイデイック流量計
   であって、前記ターゲット（１２）の前記噴出ノズル（
   ３）側に向かう前面（１２ａ）に、前記管路拡大部（５
   ）と制御ノズル（６ａ），（６ｂ）と帰還流路（７ａ）
   ，（７ｂ）を区画形成する一対の第１隔壁（８ａ），（
   ８ｂ）に近い部分よりも、それら両部分の中間部が前記
   噴出ノズル（３）の噴出方向に位置する凹部を形成して
   あるフルイデイック流量計。 ２、前記ターゲット（１２）のうち前記第１隔壁（８ａ
   ），（８ｂ）に向かう両端面（１２ｂ）を、前記前面（
   １２ａ）からそれとは反対側の後面（１２ｃ）にわたる
   半割円柱周面形状あるいはそれに近似の形状に形成して
   ある請求項１記載のフルイディック流量計。３、前記管
   路拡大部（５）の下流側を遮断すると共に前記両帰還流
   路（７ａ），（７ｂ）に各別接続した一対の排出路（１
   ０ａ），（１０ｂ）を形成するための第２隔壁（１１）
   と、前記ターゲット（１２）との間に、前記第１隔壁（
   ８ａ），（８ｂ）との間に前記帰還流路（７ａ），（７
   ｂ）の入口を形成する第３隔壁（９）を、前記第２隔壁
   （１１）との間に前記両帰還流路（７ａ），（７ｂ）に
   わたる連通路（１７）を形成した状態で設け、前記第３
   隔壁（９）の前記ターゲット（１２）側に向かう前面（
   ９ａ）を、前記第１隔壁（８ａ），（８ｂ）に近い部分
   よりも、それら両部分の中間部が前記噴出ノズル（３）
   の噴出方向に位置する凹面に形成してある請求項２記載
   のフルイディック流量計。