JPH06123647A - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
- Publication number
- JPH06123647A JPH06123647A JP31983591A JP31983591A JPH06123647A JP H06123647 A JPH06123647 A JP H06123647A JP 31983591 A JP31983591 A JP 31983591A JP 31983591 A JP31983591 A JP 31983591A JP H06123647 A JPH06123647 A JP H06123647A
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- Japan
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- vortex
- main body
- flowmeter
- flow
- vortex flowmeter
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易な構造により、配管形状により生ずる被
測定流体の偏流、旋回流等を含む流速分布の影響を受け
難い流量特性をもたせる。 【構成】 円管状の本体１と該本体１内の径上に両端固
定した渦発生体２とからなり、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
２の両端固定位置近傍に流れ方向に貫通する透孔３，３
を設けた。
測定流体の偏流、旋回流等を含む流速分布の影響を受け
難い流量特性をもたせる。 【構成】 円管状の本体１と該本体１内の径上に両端固
定した渦発生体２とからなり、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
２の両端固定位置近傍に流れ方向に貫通する透孔３，３
を設けた。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は、渦流量計の構造に関し、より詳
細には、配管影響の影響が小さい渦流量計の構造に関す
る。
細には、配管影響の影響が小さい渦流量計の構造に関す
る。
【０００２】
【従来技術】渦流量計は、周知の如く、渦発生体より流
出するカルマン渦の単位時間当りに発生する渦の数が広
範囲のレイノルズ数域で一定であることを利用した流量
計である。この関係は、レイノルズ数にのみ依存し流体
の物性に影響を受けず、液体および気体でも等しい流量
特性を持っているので、工業用流量計のみでなく自動車
エンジン制御用としての空気流量計としても用いられて
いる。しかも、渦流量計は、流管内に渦発生体を配設
し、該渦発生体より流出する渦を検出する渦検出手段を
備えるだけの簡単な構造であるため、構成要素は少なく
それだけ信頼性の高い流量計であり、且つ安価であると
いう特徴を有している。
出するカルマン渦の単位時間当りに発生する渦の数が広
範囲のレイノルズ数域で一定であることを利用した流量
計である。この関係は、レイノルズ数にのみ依存し流体
の物性に影響を受けず、液体および気体でも等しい流量
特性を持っているので、工業用流量計のみでなく自動車
エンジン制御用としての空気流量計としても用いられて
いる。しかも、渦流量計は、流管内に渦発生体を配設
し、該渦発生体より流出する渦を検出する渦検出手段を
備えるだけの簡単な構造であるため、構成要素は少なく
それだけ信頼性の高い流量計であり、且つ安価であると
いう特徴を有している。
【０００３】しかし、前記の如く渦流量計の渦発生体よ
り発生する渦が所定レイノルズ数域で一定であるとする
ためには、渦流量計に流入する流体の流れが軸対称流で
あり、渦発生体から流出する渦の剥離条件を一定にする
ことを条件としていた。一般的に流管を流れる流体は偏
流や旋回流を含むもので、流体を軸対称流れとするため
には上流側に整流装置を配設して、該整流装置により偏
流や旋回流を除去し下流側にも所定長さの直管部を設け
るという配管条件が求められている。また、整流装置が
ない場合、上流側に直管部を設け、該直管部内におい
て、流れに含まれる偏流や旋回流を管壁面および流体自
身の粘性によって減衰させ除去するに十分な長さが定め
られている。
り発生する渦が所定レイノルズ数域で一定であるとする
ためには、渦流量計に流入する流体の流れが軸対称流で
あり、渦発生体から流出する渦の剥離条件を一定にする
ことを条件としていた。一般的に流管を流れる流体は偏
流や旋回流を含むもので、流体を軸対称流れとするため
には上流側に整流装置を配設して、該整流装置により偏
流や旋回流を除去し下流側にも所定長さの直管部を設け
るという配管条件が求められている。また、整流装置が
ない場合、上流側に直管部を設け、該直管部内におい
て、流れに含まれる偏流や旋回流を管壁面および流体自
身の粘性によって減衰させ除去するに十分な長さが定め
られている。
【０００４】渦流量計における渦発生の安定性を評価す
る場合に、渦の単位時間に発生する数、すなわち、定め
られたレイノルズ数範囲内において、渦周波数の流速と
の比例定数であるストローハル数の変化割合又はメータ
定数（単位体積当りに発生する渦の数）の変化割合を調
べることが行われる。従来の渦流量計は流速分布の変動
を伴う配管影響を受け易く、安定で高精度な流量計測す
るためには、前述のごとく渦流量計に流入する被測定流
体の流れを正規分布にする必要があった。しかし、所定
の計測精度を得るための上流直管長Ｌは、すべての渦流
量計に対し一義的に定まるものではなく、渦発生体の形
状，寸法等により定まる。上流直管長Ｌは配管内径Ｄに
対する倍数（Ｌ／Ｄ）として無次元表示されるが、断面
形状が一様な渦発生体を円管状の本体に両端面で固着支
持した方式の渦流量計では、Ｌ／Ｄの大きさにより器差
（流量に対する精度をあらわす流量特性）が大きく変化
した。
る場合に、渦の単位時間に発生する数、すなわち、定め
られたレイノルズ数範囲内において、渦周波数の流速と
の比例定数であるストローハル数の変化割合又はメータ
定数（単位体積当りに発生する渦の数）の変化割合を調
べることが行われる。従来の渦流量計は流速分布の変動
を伴う配管影響を受け易く、安定で高精度な流量計測す
るためには、前述のごとく渦流量計に流入する被測定流
体の流れを正規分布にする必要があった。しかし、所定
の計測精度を得るための上流直管長Ｌは、すべての渦流
量計に対し一義的に定まるものではなく、渦発生体の形
状，寸法等により定まる。上流直管長Ｌは配管内径Ｄに
対する倍数（Ｌ／Ｄ）として無次元表示されるが、断面
形状が一様な渦発生体を円管状の本体に両端面で固着支
持した方式の渦流量計では、Ｌ／Ｄの大きさにより器差
（流量に対する精度をあらわす流量特性）が大きく変化
した。
【０００５】図３は、渦流量計のＬ／Ｄによる器差の偏
差を示す図で、横軸はＬ／Ｄ、縦軸は器差偏差である。
図示の器差偏差はＬ／Ｄ＝１００を基準としたもので、
器差偏差曲線Ａは従来の渦流量計の例を示すもので試験
したＬ／Ｄ＝１０〜３０の範囲でプラス方向に器差偏差
が生ずる。このため、配管系として、整流装置と、試験
が行われた範囲で前記器差偏差曲線の延長上で同様の器
差偏差傾向が予想される。長い直管部とを必要とし装置
が長大化するという問題点があった。
差を示す図で、横軸はＬ／Ｄ、縦軸は器差偏差である。
図示の器差偏差はＬ／Ｄ＝１００を基準としたもので、
器差偏差曲線Ａは従来の渦流量計の例を示すもので試験
したＬ／Ｄ＝１０〜３０の範囲でプラス方向に器差偏差
が生ずる。このため、配管系として、整流装置と、試験
が行われた範囲で前記器差偏差曲線の延長上で同様の器
差偏差傾向が予想される。長い直管部とを必要とし装置
が長大化するという問題点があった。
【０００６】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、簡易な構造により、配管影響を受けにくい流量
特性を有する渦流量計を提供することを目的としてなさ
れたものである。
もので、簡易な構造により、配管影響を受けにくい流量
特性を有する渦流量計を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【０００７】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
円管状の本体と、該本体内の径上に両端固定した渦発生
体とからなり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、前記渦発生体の前記両端固定位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けたこと、更に
は、（２）前記（１）において、前記渦発生体の両端位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔の断面形状を円形とし
たことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例
に基づいて説明する。
円管状の本体と、該本体内の径上に両端固定した渦発生
体とからなり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、前記渦発生体の前記両端固定位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けたこと、更に
は、（２）前記（１）において、前記渦発生体の両端位
置近傍に流れ方向に貫通する透孔の断面形状を円形とし
たことを特徴としたものである。以下、本発明の実施例
に基づいて説明する。
【０００８】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明の渦流量計
における一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は
流れ方向からみた図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視Ａ
−Ａ断面図である。図中、１は本体（円管路）、１ａは
管壁、２は渦発生体、３，３は透孔である。
における一実施例を説明するための図で、図１（ａ）は
流れ方向からみた図、図１（ｂ）は図１（ａ）の矢視Ａ
−Ａ断面図である。図中、１は本体（円管路）、１ａは
管壁、２は渦発生体、３，３は透孔である。
【０００９】図示において、本体１内に、該本体１の円
管路断面の直径上に渦発生体２が両持方式により固着さ
れている。該渦発生体２の断面形状は、円、三角形、台
形、その他の形状でもよいが、三角形や台形の場合は、
底辺が上流側に面して配設される。該渦発生体２の本体
１への両固着位置近傍に渦発生体２の上流側から下流側
に貫通する断面形状円の透孔３，３が設けられている。
該渦流量計は、本体１と同一内径Ｄの配管（図示せず）
に同軸に介装されて使用される。渦発生体２からカルマ
ン渦が発生するが、該カルマン渦は渦発生体２の両側壁
面より交互に渦管となり剥離するが、該渦管は渦発生体
２の長さＤに亘る全側面から剥離するのではなく、中央
部約０.６５Ｄの範囲において閉路する渦管となり剥離
する。該渦管に対しては、渦管を剥離する前記渦発生体
２の中央部外の両端部において、該両端部の前面に生ず
る動圧による死水域が影響する。管路内の偏流や旋回流
等の流体流れは前記両端部の死水域にも変化をもたらす
ので、前記死水域における圧力の変化は渦管に影響を与
える。透孔３,３は該死水域における圧力を低下させる
もので、カルマン渦を安定に発生させる。
管路断面の直径上に渦発生体２が両持方式により固着さ
れている。該渦発生体２の断面形状は、円、三角形、台
形、その他の形状でもよいが、三角形や台形の場合は、
底辺が上流側に面して配設される。該渦発生体２の本体
１への両固着位置近傍に渦発生体２の上流側から下流側
に貫通する断面形状円の透孔３，３が設けられている。
該渦流量計は、本体１と同一内径Ｄの配管（図示せず）
に同軸に介装されて使用される。渦発生体２からカルマ
ン渦が発生するが、該カルマン渦は渦発生体２の両側壁
面より交互に渦管となり剥離するが、該渦管は渦発生体
２の長さＤに亘る全側面から剥離するのではなく、中央
部約０.６５Ｄの範囲において閉路する渦管となり剥離
する。該渦管に対しては、渦管を剥離する前記渦発生体
２の中央部外の両端部において、該両端部の前面に生ず
る動圧による死水域が影響する。管路内の偏流や旋回流
等の流体流れは前記両端部の死水域にも変化をもたらす
ので、前記死水域における圧力の変化は渦管に影響を与
える。透孔３,３は該死水域における圧力を低下させる
もので、カルマン渦を安定に発生させる。
【００１０】図３の器差偏差曲線Ｂは、従来の渦流量計
と同一形状寸法の渦流量計で、本発明の渦流量計におけ
る渦発生体２に透孔３,３を設けた場合の器差偏差曲線
の一例を示すものである。Ｌ／Ｄ＝１００を基準とした
定流量における器差偏差で、Ｌ／Ｄ＝１０〜３０の範囲
では基準の器差に対して殆んど偏差は認められない。
と同一形状寸法の渦流量計で、本発明の渦流量計におけ
る渦発生体２に透孔３,３を設けた場合の器差偏差曲線
の一例を示すものである。Ｌ／Ｄ＝１００を基準とした
定流量における器差偏差で、Ｌ／Ｄ＝１０〜３０の範囲
では基準の器差に対して殆んど偏差は認められない。
【００１１】図２（ａ）,（ｂ）は、本発明の渦流量計
における他の実施例を示す図で、図２（ａ）は流れ方向
からみた図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視Ａ−Ａ断面
図である。図中、４は本体、４ａは内壁面、５は渦発生
体、５ａは鍔部、５ｂは内面部、６，６は透孔である。
における他の実施例を示す図で、図２（ａ）は流れ方向
からみた図、図２（ｂ）は図２（ａ）の矢視Ａ−Ａ断面
図である。図中、４は本体、４ａは内壁面、５は渦発生
体、５ａは鍔部、５ｂは内面部、６，６は透孔である。
【００１２】図示の渦発生体５と、図１に示した渦発生
体２とは、渦発生体５の形状と本体１への固着方法が異
なるものである。図１の渦発生体１が、本体１内壁１ａ
に端部を有し、該端部１ａで固着されたのに対して図２
においては、渦発生体５の端部は、円柱状の鍔部５ａと
なっており、本体４とは、該鍔部５ａで固着される。鍔
部５ａの内面部５ｂは、平面で、両端部は本体内壁４ａ
と接するように寸法を選んでいる。従って、鍔部５ａの
中央部分は本体４の管壁４ａより突出している。従って
透孔６は、前記鍔部５ａの突出部を本体４の軸方向に貫
通している。図２における透孔６，６の作用も、図１の
透孔３，３と同様に、透孔６，６を流通する流通流によ
り死水域を消減させるなど渦流量計に流入する被測定流
体の流れ分布影響を低減することができる。
体２とは、渦発生体５の形状と本体１への固着方法が異
なるものである。図１の渦発生体１が、本体１内壁１ａ
に端部を有し、該端部１ａで固着されたのに対して図２
においては、渦発生体５の端部は、円柱状の鍔部５ａと
なっており、本体４とは、該鍔部５ａで固着される。鍔
部５ａの内面部５ｂは、平面で、両端部は本体内壁４ａ
と接するように寸法を選んでいる。従って、鍔部５ａの
中央部分は本体４の管壁４ａより突出している。従って
透孔６は、前記鍔部５ａの突出部を本体４の軸方向に貫
通している。図２における透孔６，６の作用も、図１の
透孔３，３と同様に、透孔６，６を流通する流通流によ
り死水域を消減させるなど渦流量計に流入する被測定流
体の流れ分布影響を低減することができる。
【００１３】
【効果】以上の説明から明らかなように、渦発生体の両
端部近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けるという簡易
な構造により、配管影響を受けにくく、短い上流直管長
の配管でも変化することのない流量特性を有する渦流量
計を提供することができる。
端部近傍に流れ方向に貫通する透孔を設けるという簡易
な構造により、配管影響を受けにくく、短い上流直管長
の配管でも変化することのない流量特性を有する渦流量
計を提供することができる。
【図１】 本発明の渦流量計における一実施例を説明す
るための図である。
るための図である。
【図２】 本発明の渦流量計における他の実施例を示す
図である。
図である。
【図３】 Ｌ／Ｄ＝１００を基準とした時の渦流量計の
器差の偏差を示す図である。
器差の偏差を示す図である。
１…本体（円管路）、１ａ…管壁、２…渦発生体、３，
３…透孔、４…本体、４ａ…内壁面、５…渦発生体、５
ａ…鍔部、５ｂ…内面部、６，６…透孔。
３…透孔、４…本体、４ａ…内壁面、５…渦発生体、５
ａ…鍔部、５ｂ…内面部、６，６…透孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内海 秀雄 茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業技 術院 計量研究所内 (72)発明者 寺尾 吉哉 茨城県つくば市梅園一丁目１番４ 工業技 術院 計量研究所内 (72)発明者 川音 啓 東京都新宿区上落合３丁目10番８号 オー バル機器工業株式会社内 (72)発明者 三角 勝夫 東京都新宿区上落合３丁目10番８号 オー バル機器工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 円管状の本体と、該本体内の径上に両端
固定した渦発生体とからなり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、前記渦発生体の
前記両端固定位置近傍に流れ方向に貫通する透孔を設け
たことを特徴とする渦流量計。 - 【請求項２】 前記渦発生体の両端位置近傍に流れ方向
に貫通する透孔の断面形状を円形としたことを特徴とす
る請求項１記載の渦流量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03319835A JP3142015B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 渦流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03319835A JP3142015B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 渦流量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06123647A true JPH06123647A (ja) | 1994-05-06 |
| JP3142015B2 JP3142015B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18114749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03319835A Expired - Lifetime JP3142015B2 (ja) | 1991-11-06 | 1991-11-06 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3142015B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-06 JP JP03319835A patent/JP3142015B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3142015B2 (ja) | 2001-03-07 |
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Legal Events
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