JPH08152918A - 定格流量発生器 - Google Patents

定格流量発生器

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JPH08152918A
JPH08152918A JP29338794A JP29338794A JPH08152918A JP H08152918 A JPH08152918 A JP H08152918A JP 29338794 A JP29338794 A JP 29338794A JP 29338794 A JP29338794 A JP 29338794A JP H08152918 A JPH08152918 A JP H08152918A
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JP
Japan
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flow rate
gas
pressure
control
gas pressure
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Application number
JP29338794A
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English (en)
Inventor
Shigeru Hamazaki
茂 浜崎
Kimiatsu Mimuro
公厚 三室
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GAS MITSUKUSU KOGYO KK
NIPPON GAS KIKI KENSA KYOKAI
Original Assignee
GAS MITSUKUSU KOGYO KK
NIPPON GAS KIKI KENSA KYOKAI
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高精度の流量が得られて、その多段な切替えが
可能であり、しかも同発生器自体を極めてコンパクトに
構成し、簡単に持ち運びが可能で且つ外部機器に接続可
能な定格流量発生器を提供する。 【構成】単一のハウジング(13)内に複数の音速ノズル(1
1)と各ノズル(11)を中央処理部(20)からの指令に基づき
所定の気体圧をもって選択的に開閉する同数の弾性シー
ト(12)とを装着すると共に、定格流量発生気体を一定圧
で前記ハウジング内に導入し、更には発生流量を予め設
定された所定の温度及び大気圧下における換算流量とし
て流出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料ガス、空気等の気
体を所定の流量で切替供給するための定格流量発生器に
関し、更に詳しくは気体流量が高精度に制御されると共
に、多段階の設定流量が円滑に切替可能とされ、要すれ
ば同設定流量が所定の設定温度及び気圧下における換算
流量として制御される携帯可能で且つ簡単な構造を有す
る定格流量発生器に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、各種ガス器具の流量や自動車の排
ガス量を計測するガス計器類の精度試験にあたっては、
通常、各種の計器類を所定流量のガス供給源とつながっ
た基準メータや較正用メータに接続してガス流量の計測
精度を検査している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述のガス
計器類の精度試験では、同計器類を基準メータや較正用
メータが設置されている場所に搬入する必要があるばか
りでなく、ガス計器類の能力によりガス供給源から供給
されるガス流量に対する多様な流量が要求され、その都
度、前記基準メータや較正用メータの調整を行う必要に
迫られる。
【0004】本発明はかかる従来の課題を解決すべくな
されたものであり、その目的は簡単な機構で且つ多様な
設定流量が高精度に得られ、しかも簡単に持ち運びが可
能な定格流量発生器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的は、本発明の
主要な構成である気体導入路を介して外部の流量発生源
に連結される気体導入室と、気体流出路を介して外部の
定格流量導入機器に連結される気体流出室とが仕切壁に
より画成されてなるハウジングを有し、臨界圧力比の異
なる複数の音速ノズルが、その絞り端を前記気体導入室
に臨設すると共に、その開放端を前記気体流出室に臨設
させて、前記仕切壁を貫通して並設され、各絞り端を開
閉するノズル開閉シートが各音速ノズルの絞り端に相対
して設置されると共に、各ノズル開閉シートの各背面に
は外部制御気体圧通路が各音速ノズルに対応して設けら
れてなることを特徴とする定格流量発生器により達成さ
れる。
【0006】また、好適な態様によれば上記外部制御気
体圧通路にはそれぞれに三方切替弁が接続され、各三方
切替弁は更に中央処理部に連結され、前記中央処理部か
らの指令により前記外部制御気体圧通路が選択的に切替
えられ、上記気体流出路から流出する設定流量を任意に
変更可能としている。
【0007】更に、前記気体導入路は二次側流路が接続
される気体圧制御弁を含む気体圧制御回路を有し、前記
中央処理部に前記気体流出路の気体温度を検出する温度
センサが接続されると共に流量制御時の実気圧値が入力
され、同中央処理部において所定の設定温度及び気圧下
における前記気体流出路の実流量を演算すると共に、同
演算値に従い前記気体圧制御回路の二次側気体圧を制御
する。
【0008】
【作用】圧力制御弁の一次側配管路と二次側配管路との
間に強制還流管路を設置することにより、前記圧力制御
弁には一次側気体圧流路から二次側気体圧流路に所定の
圧力をもつ流量発生気体が継続的に流れるようになるた
め、気体圧制御回路の起動時、或いは設定圧力の切替時
にも周辺部材がよく追随するようになり、短時間に安定
した制御気体圧が得られる。
【0009】定格流量発生器の流量切替部には、前記圧
力制御弁により一定圧力の気体が送り込まれ、中央処理
部からの指令に基づき複数の臨界圧力比が同一若しくは
異なる音速ノズルのうち所望のノズルを開閉して同ノズ
ルから流出する所定流量の気体の総量をハウジングの気
体流出路から外部に流出させる。音速ノズルは、このと
き、好ましくは温度センサによる流出気体の温度信号及
び操作時の大気圧信号を中央処理部に送り、同処理部に
おいて予め設定された所定温度及び所定の大気圧下にお
ける流量を演算し、同演算値に基づき発生流量を制御す
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の代表的な実施例を図面に基づ
いて具体的に説明する。図1は本発明の定格流量発生器
の制御回路例を示すブロック図である。本実施例におけ
る前記定格流量発生器はユニット化されており、単一の
ケーシング1内に全ての関連部材が一体に組み込まれて
いる。
【0011】前記定格流量発生器は、本発明の中枢部を
なしている定格流量を発生させる流量制御部10と、同
流量制御部10に所定圧力の気体を供給する圧力制御部
30と、前記流量制御部10及び圧力制御部30に制御
信号を送る中央処理部20と、前記流量制御部10から
流出する気体温度を検出して同中央処理部20に同検出
信号を送る温度センサ21とを有している。前記中央処
理部20では、後述する圧力センサにより検出された圧
力制御部30の二次側気体圧を設定圧力と比較演算し
て、同圧力制御部30の二次側気体圧を制御する指令信
号を出力すると共に、前記温度センサ21により検出さ
れた気体温度とそれとは別に入力される本定格流量発生
器の作動時における気圧の実値に基づき、予め設定され
た所定の温度及び気圧下における気体流量に換算して前
記流量制御部10の発生流量を制御する。
【0012】図2は前記流量制御部10の代表的な構成
例を示している。同図によると、同流量制御部10は内
部に複数(本実施例では6個)の音速ノズル11及び各
音速ノズル11を開閉する弾性シート12を有するハウ
ジング13からなる流量切替器14と、各音速ノズル1
1に対応して設置されると共に、上記中央処理部20に
接続されて同中央処理部20からの指令信号を受け前記
音速ノズル11の弾性シート12に制御気体圧を作用さ
せて、同音速ノズル11を選択的に開閉する三方電磁弁
15とを備えている。
【0013】前記流量切替器14は、ハウジング13の
内部が仕切壁13aを介して気体導入室16及び気体流
出室17に分けられ、気体導入室16側の後壁13bの
中央に気体導入路16aが貫通して形成されると共に、
前記気体流出室17側の前壁13cの中央には気体流出
路17aが貫通して形成されている。前記気体導入路1
6aは上記圧力制御部30の後述する二次側気体圧と配
管を介して接続されている。また、前記気体流出路17
aは外部のガス計器類等のガス類導入口に適宜接続され
る。
【0014】一方、前記仕切壁13aの中央部には同一
円周上に6個のノズル挿通孔が形成されており、各ノズ
ル挿通孔には音速ノズル11が挿通され、パッキング1
8を介して気密に固定されている。音速ノズル11は、
その絞り端11aが気体導入室16の内部まで臨設さ
れ、その開放端は前記気体流出室17の内部まで臨設さ
れる。複数の音速ノズル11は等しい臨界圧力比を有し
ても良いが、多様な流量を選択し得るようにするために
は異なる臨界圧力比とすることが好ましい。本実施例に
よれば、20℃、760mmHgの条件下で0.1、0.
2、0.4,0.8、1.6、3.2(m3/H)の流量
が得られるための臨界圧力比を有する6本の音速ノズル
11が配されている。勿論、前記音速ノズル11の数は
必要に応じて変更が可能である。なお本実施例では、前
記音速ノズル11は硬質ガラス製の細管を所定の長さご
とに加熱して絞ると共に、その中間部と前記絞り部を切
断し、一端を所定の細径のノズル孔とする。しかして、
材質としてはガラスに限らず、金属を使用することがで
きる。
【0015】また、上記後壁13bの各音速ノズル11
に相対する位置には制御気体圧の導入路19が貫通して
形成され、その気体導入室16への各開口部を閉塞する
ように弾性シート12が固着されている。弾性シート1
2は、例えばシリコン系ゴムや各種の合成ゴム等の弾性
エラストマー樹脂シートからなり、この弾性シート12
と音速ノズル11との間隙は、気体導入室17の内部圧
力よりも大きい所定圧の制御気体が前記制御気体圧導入
路19に導入されたとき、同制御気体圧の作用により弾
性シート12が変形して音速ノズル11の絞り端11a
に密接し、同絞り端11aを閉塞する距離に設定され
る。因みに、本実施例では前記制御気体圧は3.5kg
/cm2 であり、上記圧力制御部30により制御されて
気体導入室16に導入される気体圧は2.5kg/cm
2 、前記気体流出室17から流出する気体流量は上述の
如く0.1、0.2、0.4,0.8、1.6、3.2
(m3/H、但し20℃、760mmHgの条件下での換算
値)の組合せにより、0.1から6.3(m3/H)まで0.
1 m3/Hごとに切替えが可能である。
【0016】かかる気体流量の切替えは、前記制御気体
圧導入路19に接続する配管の途中に介在する上記三方
切替弁15によりなされる。この三方切替弁15は上記
中央処理部20と接続されており、中央処理部20から
の指令に基づき複数の三方電磁弁15が切り替えられ、
一部の制御気体圧導入路19に所定圧の制御気体を送
り、図3に示す如く弾性シート12を押圧変形させて対
応する音速ノズル11の絞り端11aを閉塞すると共
に、残る制御気体圧導入路19を大気に開放するか或い
は負圧下において、図4に示す如く弾性シート12を音
速ノズル11の絞り端11aから離間させる。
【0017】本実施例によれば、上記三方切替弁15に
送られる制御気体圧は上記圧力制御部30の二次側圧力
を分岐して得ている。図5は同圧力制御部の圧力制御回
路の一例を示すブロック図であり、同図に示す符号31
は被制御気体の二次側圧力を所定の圧力に制御する圧力
制御弁であり、この圧力制御弁31には本発明者等が先
に提案した(特願平6−165350号)、図6に示す
精密圧力制御弁が適用されている。
【0018】図6によれば、弁本体30aの内部に、一
次側気体圧流路32及び二次側気体圧流路33が形成さ
れると共に、その各流路32,33を連結する連絡流路
34の一次側気体圧流路32側の流路上方に貫通部35
を介して制御用空間36が設けられ、前記連絡流路34
の途中に弁座42及び弁体43からなるノズル部44を
形成している。前記連絡流路34と前記制御用空間36
とを連通させる貫通部35はバランスダイアフラム50
により仕切られ、更に前記制御用空間36内は二つの制
御用ダイアフラム45,46により、連絡流路34に関
して離れた側から順に、制御用空気61が供給される空
圧制御室49と、大気74に開放される大気室48と、
第2気体圧流路33側と連通する均圧室47との三室に
仕切られている。更に、前記弁体43と各ダイアフラム
45,46,50との間が弁棒51で連結されている。
【0019】上述のごとく制御用空間36を二つの連結
された制御用ダイアフラム45,46及びバランスダイ
アフラム50により三室に仕切ると共に、例えば空圧制
御室49側に配される制御用ダイアフラム45の径を均
圧室47側に配される制御用ダイアフラム46の径より
小さく設定する場合には、その面積比の分だけ均圧室4
7内の僅かな圧力変動に対しても敏感に応答し、精度の
高い圧力制御を可能にする。しかも、前記制御用ダイア
フラム45,46の径差が任意に設定できるため、上記
空圧制御室49内の制御用空気圧を、その供給源にとっ
て最も変動なく供給できる最適な値に選定できる。
【0020】更に、前記制御用ダイアフラム45,46
を一体成形すると共に、その連結軸部52に弁棒51を
貫通させることなく挿入固定する場合には、大気室48
が空圧制御室49及び均圧室47に対して制御用ダイア
フラム45,46を介して完全に隔離され、しかも仮り
に前記制御用ダイアフラム45,46のいずれかが破損
した場合にも、制御用空気と定格流量発生気体とが混入
することはなく、上述の高精度に加えて信頼性と安定性
が確保される。そして、同圧力制御弁31の空圧制御室
49には電気空圧変換器60が接続されており、この電
気空圧変換器60は、中央処理装置20のD/A変換部
と電気的に接続されており、同中央処理装置20から電
気的な切替信号を受けると、同切替信号に基づき所定の
制御空気圧に変換し、同制御空気圧を前記圧力制御弁3
1の空圧制御室49に送り出す。
【0021】また、前記中央処理装置20のA/D変換
部には圧力センサ80が接続され、この圧力センサ80
の検出圧入力口は前記圧力制御弁31の二次側気体圧流
路33につなげられており、二次側気体圧を常時検出
し、同検出信号が前記中央処理装置20に送られ、同中
央処理装置20にて所定の比較演算処理がなされて、上
記電気空圧変換器60を作動させ、空圧制御室49に供
給される制御空気圧をきめ細かに切り替え、二次側気体
圧をフィードバック制御する。
【0022】
【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
の定格流量発生器によれば、単一のハウジング内に複数
の音速ノズルと同ノズルを中央処理部からの指令に基づ
き気体圧をもって選択的に開閉される弾性シートとを装
着すると共に、定格流量発生気体を一定圧で前記ハウジ
ング内に導入し、更には発生流量が予め設定された所定
の温度及び大気圧下における換算流量として流出するよ
うにしてあるため、高精度の流量が得られるばかりでな
く、その多段な切替えが可能であり、しかも同発生器自
体が極めてコンパクトなものであり、例えば検査対象と
なるガス機器類の設置位置まで持ち運んで簡単にセット
できる有用な発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代表的な実施例である定格流量発生器
の制御回路を示すブロック図である。
【図2】同定格流量発生器に適用される流量切替器の具
体的構成を示す断面図である。
【図3】同流量切替器の音速ノズル閉塞時の作動説明図
である。
【図4】同流量切替器の音速ノズル開放時の作動説明図
である。
【図5】本発明の定格流量発生器に適用される代表的な
気体圧自動制御回路を示すブロック図である。
【図6】同気体圧自動制御回路の圧力制御弁の一例を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 ケーシング 10 流量制御部 11 音速ノズル 12 弾性シート 13 ハウジング 13a 仕切壁 13b 後壁 13c 前壁 14 流量切替器 15 三方電磁弁 16 気体導入室 16a 気体導入路 17 気体流出室 17a 気体流出路 18 パッキング 20 中央処理装置 21 温度センサ 30 圧力制御部 31 弁本体 32 一次側気体圧流路 33 二次側気体圧流路 34 連絡流路 35 貫通部 36 制御用空間 41a 一次側配管路 41b 二次側配管路 42 弁座 43 弁体 44 ノズル部 45,46 制御用ダイアフラム 47 均圧室 48 大気室 49 空圧制御室 50 バランスダイアフラム 51 弁棒 52 連結軸部 60 電気空圧変換器 61 制御空気圧 80 圧力センサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 気体導入路を介して外部の流量発生源に
    連結される気体導入室と、気体流出路を介して外部の定
    格流量導入機器に連結される気体流出室とが仕切壁によ
    り画成されてなるハウジングを有し、同一の又は異なる
    臨界圧力比を有する複数の音速ノズルが、その絞り端を
    前記気体導入室に臨設すると共に、その開放端を前記気
    体流出室に臨設させて、前記仕切壁を貫通して並設さ
    れ、各絞り端を開閉するノズル開閉シートが各音速ノズ
    ルの絞り端に相対して設置されると共に、各ノズル開閉
    シートの各背面に通じる外部制御気体圧通路が各音速ノ
    ズルに対応して設けられてなることを特徴とする定格流
    量発生器。
  2. 【請求項2】 それぞれの外部制御気体圧通路に接続さ
    れる複数の三方切替弁を有し、各三方切替弁は中央処理
    部に連結され、前記中央処理部からの指令により外部制
    御気体圧通路が選択的に切替えられ、前記気体流出路か
    ら流出する設定流量を変更可能にしてなることを特徴と
    する請求項1記載の定格流量発生器。
  3. 【請求項3】 二次側流路が前記気体導入路に接続され
    る気体圧制御弁を含む気体圧制御回路を有し、前記中央
    処理部に前記気体流出路の気体温度を検出する温度セン
    サが接続されると共に流量制御時の実気圧値が入力さ
    れ、同中央処理部において所定の設定温度及び気圧下に
    おける前記気体流出路の実流量を演算すると共に、同演
    算値に従って前記気体圧制御回路の二次側気体圧を制御
    する請求項2記載の定格流量発生器。
  4. 【請求項4】 前記中央処理部には、外部の操作信号に
    接続される入出力端子が設けられてなる請求項2又は3
    記載の定格流量発生器。
JP29338794A 1994-11-28 1994-11-28 定格流量発生器 Pending JPH08152918A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000075931A (ja) * 1998-08-31 2000-03-14 Stec Kk 流路絞りノズルを備えた制御バルブ
JP2003529218A (ja) * 2000-03-27 2003-09-30 パーカー・ハニフィン・コーポレーション 半導体製造におけるプロセス・ガスの流量制御
JP2014531007A (ja) * 2011-10-21 2014-11-20 フィッシャーコントロールズ インターナショナル リミテッド ライアビリティー カンパニー 着座荷重付勢をもつボリュームブースター

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