JPH01250023A - 渦流量計 - 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】 技術分野 本発明は、渦発生体を複数の素子の複合体とし渦信号を
渦による流れ変化として検出する渦流量計に関する。

良未扱免 本出願人は、特開昭６２−２１４３２０号公報において
、渦発生体を複数の渦発生素子を複合して一体構成して
なる渦流量計を提案した。上記特開昭６２−２１４３２
０号公報に開示された渦発生体は、流量測定範囲１：５
０以上の広範囲な流量計測を可能とし、各素子間におい
て渦の増幅作用も付加されることから安定な渦信号が得
られるものである。該渦発生体の素子は上流側渦発生体
である第１素子と、下流側渦発生体である第３素子と、
該第１．第３素子との中間位置に平板を配置するもので
上流側渦発生体を単独の渦発生体とした場合の渦の単位
時間当りの数を基準として下流側渦発生体を単独の渦発
生体とした場合の渦の単位時間当りの数の比を０．７〜
０．９となるようにしたものである。前記公報の詳細な
説明の中に第１素子を流れの上流に頂点をもつ二等辺三
角形状、第３素子を下流側に凸部をもつ十字形の複合渦
発生体が開示されている。該渦発生体の渦の検出方法と
して、熱線等の簡易で高感度な熱的手段があり、特開昭
５９−７２１６号公報に熱的検出素子の好的な配置が開
示されている。

第３図は、上記特開昭５９−７２１６号公報における熱
的検出素子の配置を説明するための図で、図において、
流管１内に、流れに面した代表長をｄ、流れ方向の長さ
をｋとした渦発生体２が流れに直交して配設されている
。熱的検出素子２は前記渦発生体２の後流に渦発生体前
面がらＱの距離に流れ方向の中心軸から距離ｑとして ４ｄ≦Ｑ≦５．５ｄ Ｏ０５ｄ≦ｑ≦ｌ．９　ｄ Ｏ０′６　≦工≦ｌ．７ （ｋ：渦発生体流れ方向長さ） の範囲に配設されている。この範囲において低流速域か
ら高流速域まで安定に精度良く空気流を測定するもので
ある。

従来技術の問題点 以上に述べ、た特開昭５９−７２１６号公報に記載され
た従来技術の熱的検出素子の配置範囲は。

本出願人の提案した特開昭６２−２１４３２０号に記載
した渦発生体に対して該当しないものである。

厘ｇａａ火曵表！感υＬ限 渦信号を渦による流れ変化として検出する検出位置を、
渦の中心位置と本体内壁との中間位置とすることにより
、渦発生の形状によらず、−数的に適用できるもので、
特開昭６２−２１４３２０号の渦発生体にも適用できる
。

叉−度一粁 第１図は、本発明による渦流量計の概要を説明する図で
、図において、管状の本体１および渦発生体２は平断面
を示す。流体の流れは矢視Ｑの方向で渦発生体が断面形
状が流れの上方に頂点をもつ二等辺三角形の第１素子２
１と、該第１素子の底辺に平行でかつ平行な辺が長い矩
形状の第２素子２２と、該第２素子に平行で、下流側に
凸部をもつ丁字形の第３素子２３とした複合形であり、
各々の素子の流れ方向の代表長さｄ、および第１素子２
１．第２素子２２、および第３素子２３間の距離ｇは等
しく配置された柱状体である。本体１内をＱ方向に流れ
た流体は渦発生体２を流出するとき、循環流を生じて剥
離し、充分に発達した渦が生成される。この渦は、渦の
安定条件に従って渦発生体２の両側部から交互に渦を流
出し１図において、渦ｖ１．　ｖ、、　ｖ３．　ｖ４．
　ｖ、＝・・が渦列間距離りを隔てて渦列Ｌ１．　Ｌ、
上を移動する。実際の流れにおいては、本体１を流れる
軸方向流れと渦流れとのベクトル和の向きをもった流れ
分布を有するので、実験的には、渦列間距離りは下記に
より求められる。渦発生体２の流れ方向の代表長さをｄ
とし、該渦発生体２と本体１とのなす流路断面積をＡと
して、流体Ｑが流れるとき渦周波数ｆが検出されると、
流速Ｖと渦周波数ｆとの関係から渦ピッチａが算出でき
る。カルマン渦が安定して発生しているときｈ　／　ａ
　＝　０　、２８の関係があるから渦列間距離りが求め
られる。代表長さｄ　は既知であるからｈとｄとの関係
も知られる。

本発明の渦流量計においては、過料間距離ｈ＝１．１５
ｄであった。即ち、渦の中心は１，１５ｄを隔てた線、
Ｌ、、　Ｌ、近傍にあり、この近傍において最も大きい
過変動差圧が検出できる。渦信号を差圧信号として検出
する場合は差圧検出器の圧力導入口をＬｌ、　Ｌ、線近
傍に配置すればよいが。

渦信号を渦の発生に伴なう流れ変化として検出するには
、流れ変化の最も大きい位置がＳ／Ｎの優れた信号が得
られる。本出願人の実験の結果によると、検出器を熱線
として最も優れた信号検出位置は、渦発生体の第１素子
底辺から後流の距離をαとして、α＝３．１１ｄ、渦発
生体の流れ方向軸線から熱線取付位置までの距離をｑと
すると、ｑ＝１．３９ｄであった。このｑ＝１．３９ｄ
の位置を前記渦の中心線り、又はＬ２の流れ方向軸線ま
での距離ｈ／２と、熱線位置から本体壁面までの距離Ｓ
との比でみると、 即ち最もＳ／Ｎの優れた熱線の検出位置は、渦中心位置
から本体壁面までの距離の中央近傍であることが確認さ
れた。なお、Ｓ／Ｎの優れた範囲を、渦中心位置として
ではなく、明確に定められる前記代表長さｄおよび渦発
生体第１素子底辺からの位置Ｑとして表わした場合、渦
発生体の流れ方向軸線から熱線位置ｑは ２ｄ≦Ｑ≦４ｄ　　　　　　　（１） ｄ≦ｑ≦２　ｄ　　　　　　　（２） とすることができる。

第２図（ａ）、（ｂ）は、本発明の一実施例を示すもの
で、（ａ）図は概要図、（ｂ）図は（ａ）図のｘｘ矢視
断面図で、図において、流量計の本体１０は断面角形で
あり、前面を整流格子１２を装着した一定断面の大口径
流入部１１から後部に向って連続した曲面１３で絞られ
て一定矩形断面の小口径流出部１４に連らなる管状体で
、該小口径流出部、渦発生体２と該渦発生体２の後流側
壁１４１．１４２の一部に熱的検出素子３，４を装着す
る。該熱的検出素子は渦発生体２と平行した熱線又は金
属箔板等の熱素子３３．４３を渦発生体２と直交する面
をもった燐青銅板等の弾性金属板３１．３２および４１
．４２等で一定の力で弾性支持されており、要部熱素子
３３．４３の位置は前記（１）、（２）式を満足する関
係である。

（ｃ）図は、（ａ）、（ｂ）図の流量計の要部である渦
発生体２および熱的検出素子３，４を１体ブロック（ｉ
ｔ）として（ｉ）に示す本体１０の凹部１５に挿着し、
（ａ）、（ｃ）図のごとく本体内面が平滑に組立てられ
るもので、該ブロック（ｉｉ）の上部に装着されるブロ
ック（ｉｉｉ）と共に鍔部１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ，１
８Ａ、１８Ｂ。

１８Ｃおよび１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを各々重ねてビス
２０等により螺着されるものである。ブロック（ｉｉ）
部における熱的検出素子３，４はブロックＡから着脱可
能となるので熱素子３３．４３のメンテナンスに効果的
である。なお、図において、渦検出器は複合形を示した
が、これに限るものではない。

効　　　果 上述のように、本発明の渦流量計によれば、渦信号を渦
の流れによる速度変化として検出する熱的検出素子の取
付位置が有効に選択できるので簡易にＳ／Ｎの優れた渦
信号を検出できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の渦流量計の原理を説明するための図
、第２図は、本発明の渦流量計の実施例を示す図で、（
ａ）、（ｂ）図は一実施例を説明するための概要図、（
ｃ）図は他の実施例を説明するための図、第３図は、従
来技術を説明するための図である。 １．１０・・・渦流量計本体、２（２１，２２，２３）
・・・渦発生体、３，３１，３２，３３，４，４１゜４
２．４３・・・熱的検出素子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流体が流れる管状の本体と、該本体断面の対称軸上
   に配設された渦発生体と、該渦発生体より流れに応じて
   発生する渦を検出する渦検出器とからなる単位時間当り
   発生する渦の数から流量を求める渦流量計において、前
   記渦発生体から流出する渦を該渦の流れ変化として検出
   する検出位置を渦の中心位置と本体内壁との中間位置と
   したことを特徴とする渦流量計。 ２、前記渦発生体を、該渦発生体の断面形状を、流れの
   上流に頂点をもつ二等辺三角形状の第１素子と、該第１
   素子の底辺に平行でかつ平行な辺が長い矩形状の第２素
   子と、該第２素子に平行で。 下流側に凸部をもつＴ字形第３素子とした複合形とし、
   各々の流れ方向の代表長さおよび素子間の距離を等しく
   したことを特徴とする請求項第１項に記載の渦流量計。 ３、渦検出器を熱線とし、該熱線の取付位置を、渦発生
   体の流れ方向の代表長さをｄ、渦発生体の第１素子の底
   面から後流にｌ、渦発生体の流れ方向軸線から熱線取付
   位置の距離をｑとして、２ｄ≦ｌ≦４ｄ（１） ｄ≦ｑ≦２ｄ（２） とした位置に渦発生体に平行し配設したことを特徴とし
   た請求項第１項に記載の渦流量計。 ４、本体を、前面に整流格子を装着した一定矩形断面の
   大口径流入部から後部に向って連続した曲面で絞られて
   一定矩形断面の小口径流出部に連らなる管状体とし、該
   本体小口径流出部に、該小口径流出部の一部を、渦発生
   体と、該渦発生体の後流部両側壁の一部に渦発生体と平
   行して弾性支持された熱線又は金属箔板等の熱的検出素
   子とを一体構成された要部を着脱可能に別体化したこと
   を特徴とする請求項第１項又は第２項に記載の渦流量計
   。