JPH07239255A - フルイディック流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 上流側での圧力変動の影響を低減できるよう
にする。 【構成】 フルイディック流量計の入口部１１から受け
入れられた気体は、第１の気体流路１４、開口部１６を
通過して、第２の気体流路１５に入る。第２の気体流路
１５に入った気体は、絞り３５を通過することにより、
フルイディック流量計の上流側での圧力変動による脈動
成分が相対的に減少され、ノズル２１に達する。ノズル
２１から噴出された気体は、一対のフィードバック流路
２７、２８を交互に流れる。この気体の流れる方向の切
り替わりの周波数は、圧力センサ３３、３４の出力に基
づいて検出され、この周波数に基づいて流量が計量され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスメータ等に利用さ
れるフルイディック流量計に係り、特に上流側での圧力
変動の影響を低減させる手段を有するフルイディック流
量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】フルイディック流量計は、噴流を発生さ
せるノズルの下流側に、一対の側壁によって流路拡大部
を形成すると共に、側壁の外側に設けられたリターンガ
イドによって、ノズルを通過した流体を各側壁の外側に
沿ってノズルの噴出口側へ導く一対のフィードバック流
路を形成し、ノズルを通過した流体が一対のフィードバ
ック流路を交互に流れる現象を利用し、ノズルを通過し
た流体の流れる方向の切り替わりの周波数（以下、発振
周波数という。）に基づいて流体の流量を計量するもの
である。

【０００３】ところで、ガスメータとして使用する流量
計では、流量計の下流側に接続された機器によって発生
するガス圧力の変動（脈動）が流量計の計量部や流量計
の上流側へ伝わらないように、流量計の出口部に、絞り
や、パンチングメタル（多数の孔を形成した金属板）、
焼結金属等の多孔質板や、ゴムチューブ等の緩衝流路を
設けたものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、流量計
をガスメータとして用いた場合には、近隣のガスメータ
の状態や近隣のガスの使用状況等によって、流量計の上
流側でも圧力変動が発生するが、従来は流量計の上流側
での圧力変動については考慮されていなかった。上流側
での圧力変動があるガスの流量をフルイディック流量計
によって計量した場合、上流側での圧力変動によってフ
ルイディック流量計の発振周波数が乱れ、例えば、フル
イディック流量計の発振周波数が上流側での圧力変動の
周波数またはその１／２の周波数に変化する場合があ
る。そのため、計量した流量の誤差が大きくなったり、
流量を計量できなくなったりするという問題点があっ
た。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、上流側での圧力変動の影響を低減で
きるようにしたフルイディック流量計を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のフルイデ
ィック流量計は、流体を受け入れる入口部と、この入口
部から受け入れた流体を通過させて噴流を発生させるノ
ズルと、このノズルの下流側に設けられ、拡大された流
路を形成する一対の側壁と、この側壁の外側に設けら
れ、ノズルを通過した流体を各側壁の外側に沿ってノズ
ルの噴出口側へ帰還させる一対のフィードバック流路を
形成するリターンガイドと、フィードバック流路を通過
した流体を排出する出口部と、ノズルを通過した流体の
流れる方向の切り替わりを検出する検出手段と、入口部
からノズルまでの間の流体流路中に設けられ、流体の流
通を制限することによって流体の圧力変動を低減する流
通制限手段とを備えたものである。

【０００７】このフルイディック流量計では、ノズルの
上流側において、流通制限手段によって流体の圧力変動
が低減されるので、フルイディック流量計の発振周波数
が安定する。

【０００８】請求項２記載のフルイディック流量計は、
請求項１記載のフルイディック流量計において、流通制
限手段を絞りとしたものである。

【０００９】請求項３記載のフルイディック流量計は、
流体を受け入れる入口部と、この入口部から受け入れた
流体を通過させて噴流を発生させるノズルと、このノズ
ルの下流側に設けられ、拡大された流路を形成する一対
の側壁と、この側壁の外側に設けられ、ノズルを通過し
た流体を各側壁の外側に沿ってノズルの噴出口側へ帰還
させる一対のフィードバック流路を形成するリターンガ
イドと、フィードバック流路を通過した流体を排出する
出口部と、ノズルを通過した流体の流れる方向の切り替
わりを検出する検出手段と、入口部からノズルまでの間
の流体流路中に設けられ、流体の圧力変動を吸収する緩
衝流路とを備えたものである。

【００１０】このフルイディック流量計では、流体が緩
衝流路を通過することによって、流体の圧力変動が吸収
され、フルイディック流量計の発振周波数が安定する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１実施例のフルイディッ
ク流量計の構成を示す断面図である。なお、本実施例
は、ガスメータとして使用するフルイディック流量計の
例である。図１に示すように、本実施例のフルイディッ
ク流量計は、気体（ガス）を受け入れる入口部１１と気
体を排出する出口部１２とを有する本体１０を備えてい
る。本体１０内には隔壁１３が設けられ、この隔壁１３
と入口部１１との間に第１の気体流路１４が形成され、
隔壁１３と出口部１２との間に第２の気体流路１５が形
成されている。隔壁１３には開口部１６が設けられ、第
１の気体流路１４内には、開口部１６を閉塞可能な弁１
７が設けられている。また、本体１０の外側にはソレノ
イド１８が固定され、このソレノイド１８のプランジャ
１９が、本体１０の側壁を貫通して弁１７に接合されて
いる。そして、ソレノイド１８が消磁状態のときは弁１
７が開口部１６から離れ、開口部１６が開放された状態
となり、ソレノイド１８が励磁状態のときはプランジャ
１９が突出して弁１７が開口部１６を閉塞するようにな
っている。

【００１３】第２の気体流路１５内には、入口部１１か
ら受け入れた気体を通過させて噴流を発生させるノズル
２１が設けられている。このノズル２１の上流側には気
体の流れを整える整流部材２２が設けられている。ノズ
ル２１の下流側には、拡大された流路を形成する一対の
側壁２３、２４が設けられている。この側壁２３、２４
の間には、所定の間隔を開けて、上流側に第１ターゲッ
ト２５、下流側に第２ターゲット２６がそれぞれ配設さ
れている。また、側壁２３、２４の外側には、ノズル２
１を通過した気体を各側壁２３、２４の外周部に沿って
ノズル２１の噴出口側へ帰還させる一対のフィードバッ
ク流路２７、２８を形成するリターンガイド２９が配設
されている。また、フィードバック流路２７、２８の各
出口部分と出口部１２との間には、リターンガイド２９
の背面と本体１０とによって、一対の排出路３１、３２
が形成されている。

【００１４】また、ノズル２１の噴出口の近傍には、ノ
ズル２１を通過した気体の流れる方向の切り替わりを検
出する検出手段としての圧力センサ３３、３４が配設さ
れている。

【００１５】また、本実施例では、第２の気体流路１５
内において、隔壁１３と整流部材２２との間に、気体の
流通を制限することによって気体の圧力変動を低減する
流通制限手段としての絞り３５が配設されている。

【００１６】図２は本実施例のフルイディック流量計の
回路部分の構成を示すブロック図である。この図に示す
ように、フルイディック流量計は、各圧力センサ３３、
３４の出力を入力し、流量を演算する流量演算部４１
と、この流量演算部４１によって演算された流量を表示
する表示部４２と、流量演算部４１によって制御され、
ソレノイド１８を駆動するソレノイド駆動回路４３とを
備えている。流量演算部４１は、例えば各圧力センサ３
３、３４の出力を２値化してパルス化し、単位時間当た
りのパルス数をカウントして、ノズル２１を通過した気
体の流れる方向の切り替わりの周波数を求め、この周波
数を流量に換算する。また、本実施例のフルイディック
流量計は、ガスメータとして使用した場合における安全
機能として、例えば、流量演算部４１が所定量以上の流
量を検出した場合や所定の流量を所定時間以上検出した
場合等に、ソレノイド駆動回路４３を動作させてソレノ
イド１８を励磁し、弁１７によって開口部１６を閉塞し
てガスを遮断するようになっている。なお、流量演算部
４１は、例えばマイクロコンピュータによって実現され
る。

【００１７】次に、本実施例のフルイディック流量計の
作用について説明する。

【００１８】フルイディック流量計の入口部１１から受
け入れられた気体は、第１の気体流路１４、開口部１６
を通過して、第２の気体流路１５に入る。第２の気体流
路１５に入った気体は、整流部材２２を経て、ノズル２
１を通過し、噴流となってノズル２１より噴出される。
ノズル２１より噴出された気体は、コアンダ効果により
一方の側壁に沿って流れる。ここでは、まず側壁２３に
沿って流れるものとする。側壁２３に沿って流れた気体
は、更にフィードバック流路２７を経て、ノズル２１の
噴出口側へ帰還され、排出路３１を経て出口部１２より
排出される。このとき、ノズル２１より噴出された気体
は、フィードバック流路２７を流れてきた気体によって
方向が変えられ、今度は他方の側壁２４に沿って流れる
ようになる。この気体は、更にフィードバック流路２８
を経て、ノズル２１の噴出口側へ帰還され、排出路３２
を経て出口部１２より排出される。すると、ノズル２１
より噴出された気体は、今度は、フィードバック流路２
８を流れてきた気体によって方向が変えられ、再び側壁
２３、フィードバック流路２７に沿って流れるようにな
る。以上の動作を繰り返すことにより、ノズル２１を通
過した気体は一対のフィードバック流路２７、２８を交
互に流れる。この気体の流れる方向の切り替わりの周波
数は流量と対応関係がある。ノズル２１を通過した気体
の流れる方向の切り替わりの周波数は、圧力センサ３
３、３４の出力に基づいて流量演算部４１によって求め
られる。流量演算部４１は、求めた周波数より流量を演
算し、表示部４２に表示する。また、流量演算部４１
は、所定量以上の流量を検出した場合や所定の流量を所
定時間以上検出した場合等に、ソレノイド駆動回路４３
を動作させてソレノイド１８を励磁し、弁１７によって
開口部１６を閉塞し、フルイディック流量計の下流側へ
の気体（ガス）の供給を停止する。

【００１９】なお、第１ターゲット２５および第２ター
ゲット２６は、ノズル２１を通過した気体の流れる方向
の切り替えを安定に行わせる作用がある。

【００２０】ところで、フルイディック流量計の上流側
で、例えば図３（ａ）に示すような気体の圧力変動（脈
動）がある場合、従来のフルイディック流量計ではノズ
ル２１による噴流が乱れ、発振周波数が乱れていた。こ
れに対し、本実施例のフルイディック流量計では、気体
が絞り３５を通過することによって、絞り３５の下流側
において上流側よりも流速が増加し、ジェット噴流にな
る。一般に、気体等の流体が絞りを通過すると、絞りの
上流側における圧力変動が低減され、振幅の小さい脈動
流に変化することが知られている。従って、絞り３５を
通過した後の気体の圧力は図３（ｂ）に示すように、絞
り３５通過前に比べて、圧力の平均値に対する圧力変動
幅の割合が減少したものとなる。このようにして、本実
施例によれば、フルイディック流量計の上流側でかなり
大きな気体の圧力変動がある場合でも、ノズル２１の上
流側において圧力変動が低減され、フルイディック流量
計の発振周波数が安定し、正確な流量の計量が可能とな
る。

【００２１】図４は本発明の第２実施例のフルイディッ
ク流量計の構成を示す断面図である。本実施例は、第１
実施例における絞り３５の代わりに、入口部１１内に、
絞り４５を設けたものである。なお、図中、符号４６は
絞り４５を位置決めするためのスペーサである。その他
の構成、作用および効果は第１実施例と同様である。

【００２２】図５は本発明の第３実施例のフルイディッ
ク流量計の構成を示す断面図である。本実施例は、第１
実施例における絞り３５の代わりに、隔壁１３の直後に
絞り４７を設けたものである。この絞り４７は、その開
口部の中心が隔壁１３の開口部１６の中心と略一致する
ように、隔壁１３の下流側端面に接合されている。な
お、絞り４７を設ける代わりに、隔壁１３の開口部１６
を小さくして絞りを兼ねるようにしても良い。その他の
構成、作用および効果は第１実施例と同様である。

【００２３】なお、上記第１ないし第３実施例におい
て、気体の流通を制限する流通制限手段として、絞りの
代わりに、パンチングメタル（多数の孔を形成した金属
板）や焼結金属等の多孔質板を設けても良い。

【００２４】図６は本発明の第４実施例のフルイディッ
ク流量計の構成を示す断面図である。本実施例は、第１
実施例における絞り３５の代わりに、入口部１１内に、
気体の圧力の変動を吸収する緩衝流路としてのゴムチュ
ーブ４８を設けたものである。このゴムチューブ４８の
両端部は、外径が入口部１１の内径と一致するリング状
の保持具４９、４９によって保持されると共に、この保
持具４９、４９を介して入口部１１内に固定されてい
る。

【００２５】本実施例では、フルイディック流量計の上
流側で気体の圧力変動がある場合、圧力の増加時にはゴ
ムチューブ４８が膨張し、圧力の減少時にはゴムチュー
ブ４８が収縮して、気体の圧力の変動が吸収される。ま
た、ゴムチューブ４８は圧力変動による脈動成分を減少
させる絞りとしての作用もある。このようにして、本実
施例によれば、フルイディック流量計の上流側でかなり
大きな気体の圧力変動がある場合でも、ノズル２１の上
流側において圧力変動が低減され、フルイディック流量
計の発振周波数が安定し、正確な流量の計量が可能とな
る。その他の構成、作用および効果は第１実施例と同様
である。

【００２６】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、例えば、絞りや多孔質板や緩衝流路は、入口部１１
からノズル２１までの間の流体流路中の任意の位置に設
けることができる。

【００２７】また、圧力センサ３３、３４の代わりに、
圧力センサ３３の位置における圧力と圧力センサ３４の
位置における圧力との差圧を求める差圧センサを設けて
も良い。

【００２８】また、上記各実施例ではガス等の気体の流
量を計量するフルイディック流量計について説明した
が、本発明のフルイディック流量計は、気体のみならず
液体の流量を計量する流量計としても利用することがで
きる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフルイディ
ック流量計によれば、ノズルの上流側において、流通制
限手段あるいは緩衝流路によって流体の圧力変動が低減
されるので、フルイディック流量計の発振周波数が安定
し、上流側での圧力変動の影響を低減することができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るフルイディック流量
計の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の第１実施例に係るフルイディック流量
計の回路部分の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の第１実施例に係るフルイディック流量
計の作用を説明するための特性図である。

【図４】本発明の第２実施例に係るフルイディック流量
計の構成を示す断面図である。

【図５】本発明の第３実施例に係るフルイディック流量
計の構成を示す断面図である。

【図６】本発明の第４実施例に係るフルイディック流量
計の構成を示す断面図である。

【符号の説明】 １１ 入口部 １２ 出口部 ２１ ノズル ２３、２４ 側壁 ２７、２８ フィードバック流路 ２９ リターンガイド ３３、３４ 圧力センサ ３５ 絞り

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体を受け入れる入口部と、 この入口部から受け入れた流体を通過させて噴流を発生
   させるノズルと、 このノズルの下流側に設けられ、拡大された流路を形成
   する一対の側壁と、 この側壁の外側に設けられ、前記ノズルを通過した流体
   を各側壁の外側に沿って前記ノズルの噴出口側へ帰還さ
   せる一対のフィードバック流路を形成するリターンガイ
   ドと、 前記フィードバック流路を通過した流体を排出する出口
   部と、 前記ノズルを通過した流体の流れる方向の切り替わりを
   検出する検出手段と、 前記入口部から前記ノズルまでの間の流体流路中に設け
   られ、流体の流通を制限することによって流体の圧力変
   動を低減する流通制限手段とを具備することを特徴とす
   るフルイディック流量計。
2. 【請求項２】 前記流通制限手段は絞りであることを特
   徴とする請求項１記載のフルイディック流量計。
3. 【請求項３】 流体を受け入れる入口部と、 この入口部から受け入れた流体を通過させて噴流を発生
   させるノズルと、 このノズルの下流側に設けられ、拡大された流路を形成
   する一対の側壁と、 この側壁の外側に設けられ、前記ノズルを通過した流体
   を各側壁の外側に沿って前記ノズルの噴出口側へ帰還さ
   せる一対のフィードバック流路を形成するリターンガイ
   ドと、 前記フィードバック流路を通過した流体を排出する出口
   部と、 前記ノズルを通過した流体の流れる方向の切り替わりを
   検出する検出手段と、 前記入口部から前記ノズルまでの間の流体流路中に設け
   られ、流体の圧力変動を吸収する緩衝流路とを具備する
   ことを特徴とするフルイディック流量計。