JPH04130223A - 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 本発明は流量計に係り、特に被測流体の流量を安定的に
計測しうるよう構成した流量計に関する。

従来の技術 通常、流量を計測する流量計は、被測流体が給送される
配管途中に設けられている。ところが、配管は上流側あ
るいは下流側に配設された各種機器の位置、あるいは工
場等の建物の構造等により複雑な配管形状に配設されて
いることが多い。そのため、各機器間に配設された配管
経路の方向を変える部分には９０度湾曲したベンド管が
設けられ、このベンド管の流入口、流出口には直管が接
続される。

このような配管経路に流量計を設ける場合、ベンド管の
下流側に流量計が配設されることがある。

しかるに、ベンド管を通過した被測流体は、径方向にお
ける管内速度分布が変化するため、その状態のまま流量
計に流入すると回転体に作用する被測流体の流速が均一
でなくなり、回転体の回転が不安定となって正確な流量
計測が行えなくなる。

特に、タービンロータ（回転体）が低負荷で高速回転す
るタービン式流量計では、管内速度分布の変化による流
量計測精度のバラツキが顛著である。

そのため、従来は流量計の上流側及び下流側に配管径の
５〜ｌＯ倍程度の長さを有する直管を設けて、ベンド管
から流量計に流入する流体の流れを整流していた。又、
管内流速分布の変化が著しい場合には流量計の上流側配
管途中に同寸法の多数の細管を束ねたフィルタを設け、
流体が多数の細管内を通過することにより管内速度分布
の安定化を図っていた。

発明が解決しようとする課題 しかるに、従来は上記のような配管形状による管内速度
分布の変化を抑えて流量計の計測精度の安定化を図ろう
として、流量計の上流側配管を長くしたり、あるいは上
流側配管途中に上記のようなフィルタを配設していたた
め、流量計を設けるだめの設置スペースか配管経路上長
くなり、狭い場所に流量計を取付けることが難しくなっ
てしまうといった課題がある。又、従来のように流量計
の上流側配管にフィルタを設けた場合、流路内の速度分
布か片寄りが生じているのに対し、流速の速い流体にも
流速の遅い流体にも同じように抵抗が作用するため、流
速の均一化が効果的に行えないといった課題ある。

そこで、本発明は上記課題を解決した流量計を提供する
ことを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明は、被測流体の流量に応じた回転数で回転する回
転体の上流側流路に該被測流体の流速を均一化する整流
器を有する流量計において、前記整流器は、前記流路を
横切るように設けられた板状体と、該板状体を貫通して
設けられた複数の孔とからなり、前該複数の孔は前記板
状体の一方の周縁部から他方の周縁部へ移るにつれて孔
自体の大きさが小になるように形成されてなる。

又、上記流量計において、 前記整流器は、前記流路を横切るように設けられた板状
体と、該板状体を貫通して設けられた複数の孔とからな
り、前該複数の孔は前記板状体の一方の周縁部から他方
の周縁部へ移るにつれて番孔の間隔が小になるように形
成されてなる。

作用 板状体を貫通する複数の孔の孔自体の大きさが板状体の
一方の周縁部から他方の周縁部へ移るにつれて小になる
ため、流路内の流速の速い流体に対する抵抗が大となり
、流速の遅い流体に対する抵抗が小となるようにできる
ので流路内の流速分布に応じて効果的に流速を均一化し
つる。

又、板状体を貫通する複数の孔の間隔が板状体の一方の
周縁部がら他方の周縁部へ移るにつれて小になるため、
上記の如く流路内の流速分布に応じて流速を均一化しつ
る。

実施例 第１図乃至第３図に本発明になる流量計の一実施例を示
す。

各図中、流量計１は水平方向に延在する上流側配管２に
接続されたベンド管３と、垂直方向に延在する下流配管
４との間に配設されている。流量計１は第２図に示すよ
うに管状の流量計本体５の内部に上流側コーン７と、下
流側コーン９と、上流側コーン７と下流側コーン９との
間に支承されたタービンロータ８とが設けられている。

流量計本体５は配管に直接接続されるよう下端部に上流
側フランジ５ａ、上端部に下流側フランジ５ｂを有する
。従って、上流側フランジ５ａにはベンド管３が連結さ
れ、下流側フランジ５ｂには下流側配管４が連結されて
いる。

６は整流器で、タービンロータ（回転体）８の上流側に
位置する上流側フランジ５ａの流入口１１に設けられた
段部１１ａに嵌合し、上流側フランジ５ａとベンド管３
との間に介在する。この整流器６は第３図（Ａ）、（Ｂ
）に示す如（、流路を横切るように設けられ且つ複数の
ワイヤにより板状に形成された円形の金網６ａと、金網
６ａの周縁を保持するリング状の保持部６ｂとよりなる
。金網６ａはＸ方向のワイヤ６ｃ、〜６ｃ、とＸ方向の
ワイヤ６ｄ、〜６ｄイとを直交するように交差させ、第
３図（Ａ）に示す平面図でわかるようにＸ方向のワイヤ
６ｃ、〜６ｃ、とＸ方向のワイヤ６ｄ、〜６ｄ、か交差
して形成された各小孔の開口面積が一様でなく、即ち各
ワイヤの間隔か一方の周縁部から他方の周縁部に移るに
つれて徐々に広くなっている。本実施例では第３図（Ａ
）においてＸ方向に延在する各ワイヤ６ａ〜６ｃ、、は
Ｙ、方向の周縁部からＹ２方向の周縁部へ移るにつれて
各ワイヤ間隔か大となるよう設けられ、Ｘ方向に延在す
る各ワイヤ６ｄ、〜６ｄ、はＸ、方向の周縁部からＹ２
方向の周縁部へ向かって移るにつれて各ワイヤ間隔が大
となるよう設けられている。このように、金網６ａは平
面上各位室の目の粗さか一定でなく目の細い部分と目の
粗い部分とを有する。即ち、金網６ａはＸ方向のワイヤ
６ｃ、〜６ＣイとＸ方向のワイヤ６ｄ、〜６ｄ、とが交
差して画成された各小孔自体の大きさがＸ、方向＋　Ｙ
＋方向に移るにつれて小さくなるように形成されている
。

尚、上記整流器６は金網６ａの目の粗さによって整流効
果も一定でないため、通過する流体に対する抵抗か目の
粗さによって異なり上流側の配管形状による管内の流速
分布に合わせて整流器６自体を円周方向に回動させて流
量計本体５に組込まれる。

上記上流側コーン７は流入口１１より流路ｌＯ内に挿入
されて押えリング１２の締付けにより固定され、下流側
コーン９は流出口１３より流路ｌＯ内に挿入されて押え
リング１４の締付けにより固定される。タービンロータ
８はハブ８ａ外周に複数の羽根８ｂを有し、ハブ８ａ中
夫に貫通された回転軸１５が上、下流側コーン７．９に
設けられたピボット軸受１６．１７により回転自在に軸
承されている。そのため、タービンロータ８は整流器６
を通過した流体か流路ｌＯを通過して流出口１３へ流出
すると、その流量に比例した回転数で回転する。

タービンロータ８の回転数はハブ８ａに設けられたマグ
ネット１８の通過を下流側コーン９に埋設されたピック
アップ（磁気センサ等よりなる）１９により検出されて
測定される。そして、ピックアップ１９からの出力信号
を積算して流量が求まる。

第１図のように、流量計本体１がベンド管３のすぐ下流
側に設けられると、ベンド管３の内壁形状によって管内
流速分布か複雑に変化しタービンロータ８を通過する流
路１０内の流体の流速分布の差が計測精度に影響するこ
とかある。一般に、配管途中にベンド管３か配設される
と、管内の流速分布がベンド管３のＲ形状により流路内
の一方に偏る。

そのため、流量計本体ｌの上流側にベンド管３か設けら
れた場合、整流器６は流量計本体ｌの流入口１１におけ
る速度分布の速い部分に金網６ａの目の細い部分Ａを位
置させるとともに速度分布の遅い部分に金網６ａの目の
粗い部分Ｂが位置するようにする。

これにより、流速の速い流体は金網６ａの目の細い部分
Ａを通過して減速される。目の細い部分Ａは各ワイヤ間
の開口面積が小さいため、流体への抵抗か比較的大きく
流体の流速を効果的に減速しうる。一方、流速の遅い流
体は金網６ａの目の粗い部分Ｂを通過することになる。

目の粗い部分Ｂは各ワイヤ間の開口面積が大きいため、
流体への抵抗か比較的小さく流体の流速をほとんど減速
しない。

従って、ベンド管３により管内速度分布か管路の半径方
向上一方に偏る場合でも、上記整流器６の整流作用によ
り流路１０内を流れる流体の速度か均一化されて速度分
布が偏ることが防止される。

そのためベンド管３からの流体は安定した速度分布とな
って流入口１１より流路１０を流れてタービンロータ８
の羽根８ｂ間を通過して流出口１２より下流側配管４に
流出する。そのため、タービンロータ８はベンド管３に
よる影響を受けることなく安定に回転し、流量計１は正
確な流量計測か行える。

上記整流器６は金網６ａと保持部６ｂとよりなる薄い円
板状に形成されているので、設置スペースが小さくて済
み、本実施例のように流量計本体５の流入口３７に取付
けることがてきる。従って、流量計１の上流側に整流器
６を取り付けるためのスペースを確保する必要がなく、
ベンド管３の下流側に直接流量計１を配設することがで
きる。このように、流量計１の流入口１１に上記整流器
６を設けることにより、ベンド管３と流量計１との間に
流体の管内速度分布を安定化するため長く延在する直管
を設けたり、あるいは整流効果を得るためのフィルタ等
を設ける必要がなく、ベンド管３の下流側に流量計本体
５を直接接続してもベンド管３による管内流速分布の変
化が抑えられて正確な流量計測を行える。よって、整流
器６を内蔵した流量計１を配設することにより設置スペ
ースの省スペース化が図られ、狭い場所でも容易に取付
けられる。

尚、整流器６は第３図に示すものに限らず、例えば第４
図（Ａ）、（Ｂ）に示す形状としても良い。第４図に示
す整流器２０は流路ｌＯを横切るように設けられ複数の
小孔２１か穿設された円板（板状体）２０ａと、円板２
０ａの周縁を保持するリング状の保持部２０ｂとよりな
る。

円板２０ａに穿設された複数の小孔２１の間隔は同一ピ
ッチではなく、一方向に移るにつれて徐々に広くなって
いる。即ち、Ｘ方向の１列２１ａ、、２列２１ａｚｌ−
＝＋ｎ列２１ａ、に移るにつれて各列間の距離か大きく
なって間隔か広くなり、Ｙ方向の１列２１ｂ＋、２列２
１ｂ２゜・・・、ｎ列２１ｂ、に移るにつれて各列間の
距離が大きくなって間隔か広くなる。従って、円板２０
ａには複数の小孔２１の分布が密な部分「Ａ」と、小孔
２１の分布か疎となる部分「Ｂ」とが形成される。

従って、整流器２０では同一の開口面積を有する複数の
小孔２１の離間距離を徐々に変化させるようにして流体
への抵抗が大となる上記Ｂ部分と流体への抵抗が小とな
るＡ部分とを存し、第３図に示す整流器６と同様な整流
効果が得られる。

尚、上記実施例ではタービン式流量計を例に挙げて説明
したが、上記の如く管路を流れる流体の速度分布が安定
しないとき、その影響を受けやすい構造とされた他の流
量計にも適用できるのは勿論である。

発明の効果 上述の如く、本発明になる流量計は、複数の孔の大きさ
が板状体の一方の周縁部から他方の周縁部へ移るにつれ
て小になるため、流体の抵抗か一様でなく即ち、流路内
を流れる流速の速い流体に対する抵抗が大となり、流速
の遅い流体に対する抵抗が小となるようにできるので上
流側の配管形状によって流速分布が偏るように変化して
も流速の均一化を図ることができ、流体の流れを効果的
に整流することができる。そのため、回転体を通過する
流体の流速が均一となり、回転体による流量計測がより
安定し正確な流量計測を行うことができる。

又、板状体を貫通する複数の孔の間隔が板状体の一方の
周縁部から他方の周縁部へ移るにつれて小になるように
しても上記と同様な効果が得られ、流路内の流速を効果
的に均一化することができる。

さらに、整流器の設置スペースが小さくて済み、且つ上
流側に直管やフィルタ等を設は図済むため狭い場所でも
容易に取り付けることが！きる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる流量計の一実施例が配管に取り付
けられている状態を示す図、第２図は流量計の縦断面図
、第３図は整流器を説明するための図、第４図は整流器
の変形例を説明するための図である。 １・・・流量計、３・・・ベンド管、５・・・流量計本
体、６・・・整流器、６ａ・・・金網、８・・・タービ
ンロータ、１０・・・流路、１１・・・流入口、１３・
・・流出口、２０・・・整流器。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測流体の流量に応じた回転数で回転する回転体
   の上流側流路に該被測流体の流速を均一化する整流器を
   有する流量計において、 前記整流器は、前記流路を横切るように設けられた板状
   体と、該板状体を貫通して設けられた複数の孔とからな
   り、前該複数の孔は前記板状体の一方の周縁部から他方
   の周縁部へ移るにつれて孔自体の大きさが小になるよう
   に形成されてなることを特徴とする流量計。
2. （２）被測流体の流量に応じた回転数で回転する回転体
   の上流側流路に該被測流体の流速を均一化する整流器を
   有する流量計において、 前記整流器は、前記流路を横切るように設けられた板状
   体と、該板状体を貫通して設けられた複数の孔とからな
   り、前該複数の孔は前記板状体の一方の周縁部から他方
   の周縁部へ移るにつれて各孔の間隔が小になるように形
   成されてなることを特徴とする流量計。