JPH06323880A

JPH06323880A - フルイディック流量計

Info

Publication number: JPH06323880A
Application number: JP11278593A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Oshima; 裕子大島; Shigeyuki Ito; 茂行伊藤; Toshiyuki Takamiya; 敏行高宮
Original assignee: Ricoh Seiki Co Ltd; Ricoh Elemex Corp; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Seiki Co Ltd; Ricoh Elemex Corp; Ricoh Co Ltd
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-25

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で安定したフルイディック振動を
起こさせ得るジェットノズルを有するフルイディック流
量計を提供すること。【構成】フルイディック素子として重要な要素となる
ジェットノズル５部分を他の要素（セットリングスペー
ス、流路拡大部、誘振子及びエンドブロック）とは別個
に蓋板１１と一体成形して蓋ユニット１２を構成し、他
の構成要素を有する本体ユニットに対して取付けるよう
にすることで、ジェットノズル５の寸法精度が高くなる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体や液体の流量の計
測に用いられるフルイディック流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の膜式ガスメータに代るものとして
開発されている、フルイディック発振を利用したフルイ
ディック流量計は、小型で可動部がないので、耐久性に
優れていることから、各方面でその研究・改良が進めら
れている。さらに、従来からのガス流量計は、取付けに
関して立上り面積を要することや都市美観の上からも小
型にして取付けに際して方向性を問わないものが望まれ
る。このような観点から、フルイディック流量計におい
てその特徴を活かした小型で性能のよいものが望まれて
いる。フルイディック流量計は、一般の教科書にも説明
されているように、流れが自己を制御するように働くこ
とで振動を起こすことに着目し、その振動数が流量に比
例することを利用したものである。

【０００３】ここに、この種のフルイディック流量計
で、そのフルイディック振動を検出する方法としては、
特開平１−３０８９２１号公報、特開平４−１４５３２
７号公報、特開平４−３２６０１４号公報等に示される
方法がある。例えば、特開平４−３２６０１４号公報に
よれば、流路を構成する流路本体の交番圧力が生じる２
個所に溝部を形成するとともに、これらの溝部の一端側
の圧力波導入口を残して閉止部材により閉塞し、これら
の溝部の底部に圧力センサに連通する通孔を設けて圧力
信号伝達路を形成し、フルイディック振動による圧力波
の伝達を行うようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの公
報に示されるような方法は、何れも、複雑な構造であり
加工工程が何ら考慮されていないものである。例えば、
例示した特開平４−３２６０１４号公報の場合、圧力伝
達路部分の形状が複雑になるとともに、閉止部材等の部
品数が増えるものである。さらには、ジェットノズルと
圧力取出孔との位置関係を最適な位置関係として一定し
て精度よく設けることも困難となっている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、流入管から流入する流れを整流するセットリングス
ペースと流路縮小部とジェットノズルと流路拡大部とを
同一線上に順に設け、前記流路拡大部中のジェットノズ
ル対向位置に偏流を起こさせる誘振子を設け、この流路
拡大部中の前記誘振子の背後で排出管に至るまでの位置
に帰還用のエンドブロックを設けたフルイディック流量
計において、前記ジェットノズルを前記流路縮小部とと
もに蓋板と一体成形した蓋ユニットを設け、残りの前記
セットリングスペース、流路拡大部、誘振子及びエンド
ブロックをベース板に形成した本体ユニットに対して前
記蓋ユニットを取付けた。

【０００６】この際、請求項２記載の発明では、蓋板の
所定位置にフルイディック振動を圧力センサに導くため
の一対の圧力取出孔を形成するとともに、この蓋板にベ
ース板との気密性保持のための気密保持部材取付け用の
溝を形成した。

【０００７】さらに、請求項３記載の発明では、蓋板の
流路側に配設されて圧力取出孔に連通する導入孔が形成
された取出凸部を各圧力取出孔の入口側に設けた。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明においては、フルイディッ
ク素子として重要な要素となるジェットノズル部分を他
の要素とは別個に蓋板と一体成形して蓋ユニットを構成
し、残りの構成要素を有する本体ユニットに対して取付
けるようにしたので、簡単な構造で寸法精度の高いジェ
ットノズルを備えたフルイディック素子を提供でき、よ
って、流れが安定したフルイディック振動を起こさせる
ことができる。

【０００９】この際、請求項２記載の発明においては、
蓋ユニットにおいて圧力取出孔も形成されているので、
ジェットノズルとの位置関係の精度を高いものとし、フ
ルイディック振動の圧力変化を圧力センサで高いＳ／Ｎ
比にて検出できるものとなる。また、このような検出の
前提として、本体ユニット、蓋ユニットの分割構造にあ
っても、流路内は確実に気密性が保持されるものとな
る。

【００１０】さらに、請求項３記載の発明においては、
圧力取出孔に連通する導入孔が形成された取出凸部を各
圧力取出孔の入口側に設けたので、フルイディック振動
の流れの動圧の計測が可能となり、静圧の計測に比べて
非常に高い圧力変化の検出が可能となる。

【００１１】

【実施例】請求項１，２記載の発明の一実施例を図１な
いし図３に基づいて説明する。まず、本実施例が適用さ
れるフルイディック流量計の基本構成及び作用を図２に
より説明する。流入管１から排出管２を結ぶ経路上に、
セットリングスペース３、流路縮小部４、ジェットノズ
ル５、流路拡大部６を順に設け、かつ、流路拡大部６中
に誘振子７とエンドブロック８とを備えて構成されてい
る。ここでは、ジェットノズル５と誘振子７とを結ぶ直
線に対して線対称な形状とされている。また、このエン
ドブロック８の背後は、排出空間９とされている。

【００１２】これにより、流路上流側からの管状の流れ
はセットリングスペース３で２次元的な流れに整流さ
れ、流路縮小部４によりさらに整流されて円滑にジェッ
トノズル５に向かう。そして、ジェットノズル５からの
流れは、誘振子７に当たることにより左右（図面上は、
上下）に分れるが、エンドブロック８に至るまでの流路
拡大部６の空間において、ある流量を越えると誘振子７
の背後にできる渦の不安定性によって、左又は右に偏っ
た流れを形成する。そのため、エンドブロック８にぶつ
かった流れは、エンドブロック８の前面に沿い、さらに
流路拡大部６の内壁６ａを帰還流路としてジェットノズ
ル５の出口に達し、ジェット流に直角的にぶつかる。こ
のため、その脇から帰還した流れによってジェット流の
方向を最初の偏流とは反対方向に偏らせる。これによ
り、反対側では再び同様のことが起こり、結果としてジ
ェットノズル５を出る流れは規則的に交互に流れの方向
を変化させる。この規則的に方向を変化させる振動の周
波数は、流量の増加に対して直線的に増加する。

【００１３】このような基本構成において、その構成要
素に関して、本実施例では、フルイディック素子の重要
な要素となるジェットノズル５部分を流路縮小部４とと
もに図１に示すように蓋板１１下面に張り出した状態で
一体成形して蓋ユニット１２を形成し、残りの構成要素
であるセットリングスペース３、流路拡大部６、誘振子
７及びエンドブロック８をベース板１３に形成して本体
ユニット１４を構成し、図３に示すように、蓋ユニット
１２をこの本体ユニット１４上にねじ１５で取付け固定
して完成させるようにしたものである。

【００１４】より詳細には、ジェットノズル５が一体成
形された蓋板１１には、前記ジェットノズル５の吐出側
端部内側に位置させてノズル幅Ｗに一致させた間隔で一
対の圧力取出孔１６ａ，１６ｂが貫通形成され、図示し
ない配管を通して圧力センサ（図示せず）に連通し得る
ように構成されている。また、蓋板１１の下面周縁付近
には環状の溝１７が形成されている。この溝１７は図３
（ｂ）に示すように本体ユニット１４上への接合時に、
気密性を確保するための気密保持部材、例えば、パッキ
ン１８を取付けるためのものである。さらに、蓋板１１
の端部の適所にはねじ１５用のねじ穴１５ａが形成され
ている。

【００１５】このような構成において、各々別個に分離
形成された本体ユニット１４と蓋ユニット１２とを図３
（ｂ）に示すように接合させ、ねじ１５により一体化固
定することにより、フルイディック流量計が完成する
（なお、流入管１及び排出管２は適宜接合固定され
る）。この際、両ユニット１４，１２間の気密性は、溝
１７に嵌合させたパッキン１８により確保される。この
ような組立構造において、フルイディック振動を検出し
た場合、ジェットノズル５より噴出している流れの幅
は、ほぼそのノズル幅Ｗに等しいものとなる。例えば、
この流れが一方の圧力取出孔１６ａにかかっている時に
は他方の圧力取出孔１６ｂにはジェット（噴流）が全く
かかっていない状態となり、これらの圧力取出孔１６
ａ，１６ｂに連通配設された圧力センサからは絶対値の
大きな差圧出力が得られるものとなる。

【００１６】このように本実施例によれば、重要な構成
要素なるジェットノズル５部分を他の構成要素とは別個
として蓋板１１と一体成形するものとしたので、その寸
法精度の高いものとし、精度の高い流路を簡単に確保で
きるものとなる。これにより、流れが安定したフルイデ
ィック振動を起こさせることができる。特に、蓋ユニッ
ト１２にあってはジェットノズル５とともに一対の圧力
取出孔１６ａ，１６ｂも一体成形されているので、ジェ
ットノズル５と圧力取出孔１６ａ，１６ｂとの位置関係
の精度も高くすることができ、圧力センサに対してフル
イディック振動による圧力波を効率よく伝えることがで
き、Ｓ／Ｎ比の高いものとなる。

【００１７】つづいて、請求項３記載の発明の一実施例
を図４ないし図６により説明する。前記実施例で示した
部分と同一部分は同一符号を用いて示す。本実施例で
は、例えば図４に示すように蓋ユニット１２においてジ
ェットノズル５に対して所定位置関係で蓋板１１に一対
の圧力取出孔１９を形成するが、これらの圧力取出孔１
９の流路側下端位置に各々取出凸部２０を一体化して形
成したものである。これらの取出凸部２０は流路中に存
在することになるが、その外観形状は図示の如く流れに
対する抵抗を少なくするため流線形とされている。ま
た、これらの取出凸部２０には流れに沿って開口すると
ともに略Ｌ字状に湾曲形成されて前記圧力取出孔１９に
スムーズに連通する導入孔２０ａが形成されている（図
６（ａ）〜（ｃ）参照）。

【００１８】このような構成において、ジェットノズル
５から噴出される流れの一部は、フルイディック振動を
乱すことなく導入孔２０ａ内に導入され、圧力取出孔１
９を経て圧力センサに至る。よって、本実施例によれ
ば、取出凸部２０の存在により、ジェットノズル５から
噴出される流れの動圧を計測することが可能となり、前
記実施例のように静圧を計測するものに比して、非常に
高い圧力変化を検出できるものとなる。

【００１９】なお、本実施例では一対の取出凸部２０
（導入孔２０ａ）を流れ方向に平行に形成したが、これ
に限らず、例えば、図７に示すように、上流からの流れ
に対して角度θだけ拡開するような配設状態とし、角度
θなる傾きをもって動圧を計測するようにしてもよい。

【００２０】また、本発明は、図２に示したような構造
のフルイディック流量計をその基本構造とするが、図２
に示した構造に限らず、その流入管１や排出管２などの
方向、取付け位置等を適宜変更したものであってもよ
い。また、図示例は、ノズル中心線に対して対称形構造
のものとしたが、これに限らず、非対称形とした構造の
ものでもよい。また、本発明にいう蓋ユニット１２と本
体ユニット１４との天地関係については相対的なもので
あり、蓋ユニット１２側が下側（底板）となるような配
設でもよいのは、もちろんである。

【００２１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、フルイデ
ィック素子として重要な要素となるジェットノズル部分
を他の要素とは別個に蓋板と一体成形して蓋ユニットを
構成し、他の構成要素を有する本体ユニットに対して取
付けるようにしたので、簡単な構造で寸法精度の高いジ
ェットノズルを備えたフルイディック素子を提供でき、
よって、流れが安定したフルイディック振動を起こさせ
ることができる。

【００２２】この際、請求項２記載の発明によれば、蓋
ユニットにおいて圧力取出孔も形成したので、ジェット
ノズルとの位置関係の精度を高いものとし、フルイディ
ック振動の圧力変化を圧力センサで高いＳ／Ｎ比にて検
出できる。

【００２３】さらに、請求項３記載の発明によれば、圧
力取出孔に連通する導入孔が形成された取出凸部を各圧
力取出孔の入口側に設けたので、フルイディック振動の
流れの動圧の計測が可能となり、よって、静圧の計測に
比べて非常に高い圧力変化の検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１，２記載の発明の一実施例を示し、
（ａ）は蓋ユニットの平面図、（ｂ）はそのＡ‐Ａ線断
面図である。

【図２】フルイディック流量計の基本構造を示す水平断
面図である。

【図３】フルイディック流量計を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）はそのＢ‐Ｂ線断面図である。

【図４】請求項３記載の発明の一実施例を示す蓋ユニッ
トの平面図である。

【図５】図４のＣ‐Ｃ線拡大断面図である。

【図６】取出凸部を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平
面図、（ｃ）は側面図である。

【図７】変形例を示す蓋ユニットの平面図である。

【符号の説明】

１流入管２排出管３セットリングスペース４流路縮小部５ジェットノズル６流路拡大部７誘振子８エンドブロック１１蓋板１２蓋ユニット１３ベース板１４本体ユニット１６ａ，１６ｂ圧力取出孔１７溝１８気密性保持部材１９圧力取出孔２０取出凸部２０ａ導入孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤茂行愛知県名古屋市東区泉二丁目28番24号リコーエレメックス株式会社内 (72)発明者高宮敏行東京都品川区南大井６−16−10 リコー精器株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入管から流入する流れを整流するセッ
トリングスペースと流路縮小部とジェットノズルと流路
拡大部とを同一線上に順に設け、前記流路拡大部中のジ
ェットノズル対向位置に偏流を起こさせる誘振子を設
け、この流路拡大部中の前記誘振子の背後で排出管に至
るまでの位置に帰還用のエンドブロックを設けたフルイ
ディック流量計において、前記ジェットノズルを前記流
路縮小部とともに蓋板と一体成形した蓋ユニットを設
け、残りの前記セットリングスペース、流路拡大部、誘
振子及びエンドブロックをベース板に形成した本体ユニ
ットに対して前記蓋ユニットを取付けたことを特徴とす
るフルイディック流量計。
【請求項２】蓋板の所定位置にフルイディック振動を
圧力センサに導くための一対の圧力取出孔を形成すると
ともに、この蓋板にベース板との気密性保持のための気
密保持部材取付け用の溝を形成したことを特徴とする請
求項１記載のフルイディック流量計。
【請求項３】蓋板の流路側に配設されて圧力取出孔に
連通する導入孔が形成された取出凸部を各圧力取出孔の
入口側に設けたことを特徴とする請求項２記載のフルイ
ディック流量計。