JPH04128611A - 流体振動式流量計 - 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、流量計本体の上流に流れの乱れがあっても性
能が劣化せず安定した流量測定が可能でかつ小型な流体
振動式流量計に関する。

「従来の技術」 従来、機械的可動部がなく流体の物性に依存しない流量
計として流体振動式流量計が知られている。

この流量計は、角管状の流量計本体内の中心線上に下流
に向かって順次噴出ノズル、流路拡大部及び流路絞り部
を形成し、さらに前記流路拡大部内の中心線上に柱状タ
ーゲットを形成したもので、噴出ノズルから出た噴流が
柱状ターゲットの両側に流量に比例した周期で交互に偏
向して起きる流体振動を利用して流量を検知するもので
ある。

すなわち、流量計本体を流量を計測したい流路に接続す
ると、まず、噴出ノズルから噴出した噴流は、ターゲッ
トの作用及びコアンダ効果によってどちらかに偏向し、
流路拡大部の内壁に付着する流れとなる。つぎに、この
流れの一部が帰還流となって上流側に流れると、この帰
還流が噴流を反対側に圧し曲げるので、今度は反対側の
内壁に付着する流れとなり、以下これを繰り返して振動
することになる。

そして、この振動の周波数は流体の物性にかかわらず流
量計本体内を通過する流量に比例した値となるので、前
記流路拡大部内に圧力あるいは流速を検出するセンサを
設けておけば、このセンサの出力の変化の周期から流量
を知ることができる。

「発明が解決しようとする課題」 上記の流量計は、前述したように機械的可動部がなく流
体の物性に依存しないので、寿命が非常に長くまた適用
範囲が広いといった優れた特長を有するものであるが、
さらなる改善をすべき問題点を有していた。

すなわち、上記流体振動式流量計において、十分な流体
振動が生して安定的に高性能が発揮されるためには、噴
出ノズル出口において柱状ターゲットに向か−）て真っ
すくに偏りのない噴流が噴出することか必要条件である
。

しかし、遮断弁等の設置あるいは配管の都合等により流
量計本体の上流側は複雑な流路になることが多く、この
ような場合には、流量計本体の上流で生じた流れの乱れ
（偏向流あるいは旋回流）が噴出ノズルまで達して噴出
ノズル出口にお１する噴流が中心線に対して偏ったもの
になり、流体振動が不安定になって高精度で安定した流
量測定が不可能になったり、最悪の場合には流体振動が
起こらず全く測定が不可能になることがあった。

そして、噴流ノズルの入口を単純に長（伸ばし、この流
路の途上で上流側で生じた乱れを減衰させることによっ
て、このような不具合を防止することが考えられるが、
この場合噴流ノズルの入口側か非常に長くなり流量計全
体がきわめて大型化してしまうという問題がある。

本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたものであって
、流量計本体の上流に流れの乱れがあっても性能が劣化
せず安定した流量測定が可能でかつ小型な流体振動式流
量計を提供することを目的としている。

「、課題を解決するための手段」 請求項１記載の流体振動式流量計は、噴出ノズルと柱状
ターゲットとが内部中心線上に形成された流量計本体よ
りなる流体振動式流量計であって、噴出ノズルの上流側
の前記中心線上には噴出ノズル内の流路よりも大きく、
かつ、前記噴出ノズルに接続されるように噴出ノズルに
向うにつれ縮小する導入流路が形成され、さらに該導入
流路の上流側の本体流路にはこの本体流路を横切る網が
設けられていることを特徴としている。

さらに、請求項２記載の流体振動式流量計は、前記網が
複数平行に設けられていることを特徴としている。

「作用」 本発明の流体振動式流量計の構成であると、上流から流
入した流体に流れの乱れがあっても、まず、噴出ノズル
の導入流路よりも上流側に配置された網を通過する際に
、乱れの中の旋回流（流路に沿って回転する流れ）はこ
の網に当たって減衰する。つぎに、導入流路において流
れの速度分布と方向とが改善され、乱れの中の偏向流（
流路に対し傾いた流れ）を取り除かれて、噴出ノズルへ
流入するので、噴出ノズル出口における噴流は偏りや傾
きのない中心線に対して対称的な噴流となる。このため
、上流の流れの乱れにかかわらず流量計としての性能が
安定する。

しかも、前記導入流路は、噴出ノズルに向かうにつれ収
縮するような形状とされており、また偏向流だけを除去
すればよいので、短いものであっても十分この乱れ（偏
向流）を除去する作用を奏する。したがって、流量計本
体は大型化しない。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は流体振動式流量計の流量計本体１を示す断面図であ
る。

この流量計本体１の内部には、下流に向かって噴出ノズ
ル２．流路拡大部４及び流路絞り部５が順次形成され、
さらに前記流路拡大部４内の中心線Ｊ上に柱状ターゲッ
ト３が形成されている。また、噴出ノズル２の上流側に
は、整流板６が中心ＲＪの両側に形成されることにより
、噴出ノズル２内の流路２ａよりも大きく噴出ノズル２
に向かうにつれ縮小する導入流路７が中心線Ｊ上に形す
されている。

ここで、整流板６の上流側内面６ａは噴出ノニル２の内
面と平行（すなわち、中心線Ｊと平行）とされている。

また、噴出ノズル２．流路拡大Ｓ４及び導入流路７の軸
直角断面形状はすべて短片とされている。（すなわち、
第１図において紙誼に直交する方向には内部形状が変化
しない。）そして、この導入流路６の上流側には導入流
層７よりも大きく拡大した本体流路８が形成され、この
本体流路８内には複数のＩＲ９が設けられてしる。これ
ら網９は、本体流路８の内面に形成された複数のスリッ
ト１０にそれぞれ取り付けられることによって、本体流
路８を横切るように互いに平行に配置されている。

なお、この流量計本体ｌは遮断弁１１を備えるもので、
流入口１２より流入した流体は、この遮断弁ｌ】を介し
て側部流路１３に入り、この側部流路１３を経由して本
体流路８から導入流路７に流入して、最終的に絞り部５
の下流に形成された流出口】４より流出するようになっ
ている。

また、第１図におイテ符号１４ａ、１４ｂ、１５で示す
ものは、流路拡大部４内に形成されたガイド壁であり、
帰還流を安定的にしかも一定の位置に生じさせる作用を
有するものである。

さらに、第１図において符号１６ａ、Ｊａｂで示すもの
は、流路拡大部４内の圧力を検出するセンサであり、ま
た、符号１７で示すものは、これらセンサ１６ａ、１６
ｂから出力される信号を受けてこれを処理することによ
り流量を求め表示する測定器である。

今、上記流量計本体１を流量を計測したい流路に接続す
ると、第１図に示すように、流入口１２から流入し側部
流路１３に入った流体には流路の曲がりにより乱れが生
じる。しかし、このように流入側に流れの乱れがあって
も、まず、本体流路８内に配置された網９を通過する際
に、乱れの中の旋回流（流路に沿って回転する流れ）は
この網９に当たって減衰する。つぎに、導入流路７にお
いて流れの速度分布と方向とが改善され、乱れの中の偏
向流（流路に対し傾いた流れ）を取り除がれて、噴出ノ
ズル２へ流入するので、噴出ノズル２の出口における噴
流は偏りや傾きのない中心線に対して対称的な噴流とな
る。

このため、流入側の流れの乱れにががゎらず、流路拡大
部４内において流体振動が安定的に生じて、流量計とし
ての性能が高く発揮される。

すなわち、噴出ノズル２から噴出した噴流は、柱状ター
ゲット３の作用によってどちらかに偏向し、例えばガイ
ド壁１４ｂとガイド壁１５との間に向かう流れとなる。

つぎに、この流れの一部が帰還流にとなって上流側に流
れると、この帰還流Ｋが噴流を反対側に圧し曲げるので
、今度はガイド壁１４ａ側に偏向する流れとなり、以下
これを繰り返して振動することになる。

そして、この振動の周波数は流体の物性にかかわらず流
量計本体１内を通過する流量に高精度に比例した値とな
るので、前記センサｌｅａ、１６ｂの出力の変化の周期
から正確に流量を知ることができる。

すなわち、本実施例の流体振動式流量計であると、上流
の流れの乱れにかかわらず精度良く流量計測を行うこと
ができるという効果を有する。

しかも、導入流路７は、噴出ノズル２に向かうにつれ収
縮するような形状とされており、また偏向流だけを除去
すればよいので、短いものであっても十分この乱れ（偏
向流）を除去する作用を奏する。したがって、この流量
計は、上記効果を有しながら全体が大型化しないという
特長を有する。

なお、上記実施例では網９を２枚設けた例を示したが、
網９のメツシュサイズ、大きさ及び枚数は旋回流の大き
さや許容できる圧力損失により適宜設定すればよく、ま
た、いわゆる格子状の網でなくても例えばパンチングプ
レートであってもよい。

また、上記本体流路８のようなスペースが確保できない
場合には、第２図に示すようにカゴ型の網２０とするこ
とにより通過面積を確保するようにしてもよい。

さらに、第３図に示すように、導入流路７内にスリｙ’
ｒ板２１を追加してさらに整流作用を高めることもでき
る。

「発明の効果ｊ 以上の説明から明らかなように、本発明の流体振動式流
量計によれば、上流に流れの乱れがあっても安定して正
確な流量測定が可能となり、しかも流量計が大型化しな
いという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための図であって
、流量計本体の断面図である。 また、第２図、第３図は本発明の変形例を示す図であっ
て、第２図は流量計本体における網を配設した部分の断
面図、第３図は流量計本体内において導入流路が形成さ
れた部分の断面図である。 １・・・・・流量計本体、２　・・・噴出ノズル、３・
・・・柱状ターゲット、７・・・・・導入流路、８・・
・・・本体流路、９・・・・・網。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）噴出ノズルと柱状ターゲットとが内部中心線上に
   形成された流量計本体よりなる流体振動式流量計であっ
   て、 噴出ノズルの上流側の前記中心線上には噴出ノズル内の
   流路よりも大きく、かつ、前記噴出ノズルに接続される
   ように噴出ノズルに向かうにつれて縮小する導入流路が
   形成され、さらに該導入流路の上流側の本体流路にはこ
   の本体流路を横切る網が設けられていることを特徴とす
   る流体振動式流量計。
2. （２）前記網が複数平行に設けられていることを特徴と
   する請求項１記載の流体振動式流量計。