JPH08285645A - ダブルベンチュリ型流速計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高温かつ低流速の微少動圧の条件下で、ガス
流速を高精度で測定できる高性能のダブルベンチュリ型
流速計を得る。 【構成】 前端入口に絞り部を、中間に円筒状の喉部を
後端出口に拡大部を同一中心線上に一体的に有してなる
外部ベンチュリ１と、同外部ベンチュリ１の内側に同軸
的に配設された内部ベンチュリ２と、同内部ベンチュリ
２に設けた静圧孔と接続し圧力を外部に導く導入管４
と、同外部ベンチュリ１の外側近傍に配設し流れに正対
して開口してなる総圧管５とからなるダブルベンチュリ
型流速計において、同外部ベンチュリ１の後端開口の外
周にフランジ状に突設された環状円板をなす感度調整ア
ダプタ６を具えたこと。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボイラの燃焼空気ダク
ト内の流速，ファンの入口又は出口ダクト内の流速，煙
道の排ガスダクト内の流速等の流速測定に使用するガス
の流速計に係わり、特に高温（１００℃以上），低流速
（１０ｍ／ｓ以下）の条件下で使用するダブルベンチュ
リ型流速計に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような技術分野において使用されて
いる従来の流速計として、ベルヌーイの定理を応用して
総圧と静圧との差を測定し、流速を計算で求めるピトー
管と、抵抗線又はサーミスタをセンサとしてこれを電気
的に加熱し、流速に比例した冷却による抵抗変化を電流
変化に変換して検出し、この電流変化量からキング（Ｋ
ＩＮＧ）の式により流速を求める熱電流速計とが一般に
多用されている。しかし、高温かつ低流速の測定条件下
では、ピトー管は発生差圧が小さく、精度が低下するの
で使用できないことがある。また、熱電流速計は耐熱性
がなく、かつ塵による汚損のための影響で使用できない
ことがある。そこで、このような条件下では耐熱性に優
れ、発生差圧が比較的大きいダブルベンチュリが使用さ
れている。従来のダブルベンチュリは、図７に示すよう
に、内部に絞り部を有する外部ベンチュリ１と、その内
側に同軸的に配設された内部ベンチュリ２と、内部ベン
チュリ２を外部ベンチュリ１に支持する複数個の半径方
向の支柱３と、内部ベンチュリ２の喉部に明けた静圧孔
から圧力を外部に引き出す導入管４と、ダブルベンチュ
リの外部の近傍で開口部の流れに正対して配設された総
圧管５とで構成されている。この種のダブルベンチュリ
では、内部ベンチュリ２の後端が外部ベンチュリ１の喉
部に位置するように配設してあるので、外部ベンチュリ
を通過するガスは喉部で最大流速となり、エジェクタ効
果により内部ベンチュリを通過するガスを吸引する。こ
のため、内部ベンチュリの通過流量は増大し、発生差圧
がピトー管の数倍になる特性を有している。しかしなが
ら、ダブルベンチュリであっても発生差圧はピトー管の
数倍程度であるので、測定位置の流速が数ｍ/s以下にな
ると、測定位置の流れの動圧は１ｍｍ水柱以下になるの
で、ダブルベンチュリの発生差圧は数ｍｍ水柱以下にな
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のダ
ブルベンチュリでは、流速が数ｍ／ｓ以下では、発生差
圧が数ｍｍ水柱以下というように小さくなるので、測定
精度が極端に低下するという欠点がある。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みて提案され
たもので、高温かつ低流速の微少動圧の条件下で、ガス
流速を高精度で測定できる高性能のダブルベンチュリ型
流速計を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために請求項１の発明は、前端入口に絞り部を、中間
に円筒状の喉部を、後端出口に拡大部を同一中心線上に
一体的に有してなる外部ベンチュリと、同外部ベンチュ
リの内側に半径方向のすきまを存して同軸的に配設され
た内部ベンチュリと、同内部ベンチュリに設けた静圧孔
と接続し静圧を外部に導く静圧導入管と、同外部ベンチ
ュリの外側近傍に配設し流れに正対して開口してなる総
圧管とからなるダブルベンチュリ型流速計において、同
外部ベンチュリの後端開口の外周にフランジ状に突設さ
れた環状円板をなす感度調整アダプタを具えたことを特
徴とする。

【０００６】また、請求項２の発明は、請求項１におい
て、その環状円板の後端面に等間隔で放射状に突設され
た複数の等長のほぼ長方形状フインを具えたことを特徴
とする。

【０００７】

【作用】このような構成によれば、従来のダブルベンチ
ュリの後部に円板状の感度調整アダプタを配設したの
で、ダブルベンチュリの出口に大きな渦流が発生し、そ
この静圧が低下し、ダブルベンチュリの内部の流体を吸
い出す効果を生ずる。その結果、ダブルベンチュリの内
部の流量が増し、ダブルベンチュリの喉部の流速は速く
なる。また、ダブルベンチュリの発生差圧が増大し、数
ｍ／ｓ以下の低速においても、高精度の流速測定が可能
となる。したがって、従来の低流速において発生差圧が
小さく測定精度が著しく低下するという従来の問題は解
決される。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図面について説明する
と、図１はその第１実施例を示す縦断面図、図２は図１
の作用説明図、図３は本発明の第２実施例を示す縦断面
図、図４は図３の作用説明図、図５は本発明による発生
差圧特性を示す線図、図６は本発明による差圧変動特性
を示す線図である。

【０００９】まず、図１〜図２に示す第１実施例におい
て、１は比較的大径の外部ベンチュリで、外部形状は円
筒状をなし、内部形状は入口側は下流側になるにつれて
徐々に内径を小さくした絞り管状をなし、次に円筒状の
喉部があり、喉部の後は徐々に内径が大きくなる拡大管
状に形成されている。２は比較的小径の内部ベンチュリ
で、外部ベンチュリ１の内側に同軸的に配設され、その
形状は外部ベンチュリを小型にしたものである。内部ベ
ンチュリ２の下流端は、外部ベンチュリの喉部に位置す
るように取り付けられており、この取り付け位置は、発
生差圧を増大させるために重要であり、内部ベンチュリ
２の喉部には円形の静圧孔２ａが孔明けされている。３
は支柱で、外部ベンチュリ１の内側に内部ベンチュリ２
を同軸的に固定し、かつ内部ベンチュリ１の静圧孔２ａ
の静圧を外部に引き出す導圧管とするため、この支柱は
内部が中空になっている。４は静圧導入管で、その内端
は支柱３の中空孔に接続され、外端は図示省略の流量測
定ダクト外部に設置された差圧変換器に接続されてい
る。５は総圧管であり、外部ベンチュリ１の外側であっ
て、感度調整アダプタ６の後流剥離の影響を受けない位
置に突設され、開口部を流れに正対させた円管であり、
その他端は流量測定ダクトの外側に配設された図示省略
の差圧変換器に接続されている。６は感度調整アダプタ
であり、外部ベンチュリ１の後端外周にフランジ状に突
設された環状円板状をなしている。

【０００１０】このような第１実施例によれば、図２に
示すように、感度調整アダプタ６の下流では、感度調整
アダプタ６の外周より流れが剥離し大きな渦流が発生す
る。渦流は、半径方向に見ると２つの渦ができるが（同
図（Ａ））、円周方向に見ると各渦がさらにいくつかに
分離されている（同図（Ｂ））。このような渦流によっ
て、感度調整アダプタ６の下流の静圧が低下し、ダブル
ベンチュリの内部の流体を吸い出し、ダブルベンチュリ
の内部を通過する流量を増大させ、ダブルベンチュリの
発生差圧を増加する。

【００１１】次に、図３〜図４に示す第２実施例は、第
１実施例における感度調整アダプタ６の後面に等間隔で
放射状に突設された下流方向に延びる長方形フィン７を
有する点でのみ第１実施例と異なり、他の部分は第１実
施例と同一構造である。

【００１２】このような第２実施例によれば、図４に示
すように、感度調整アダプタ６の下流の渦は、円周方向
にいくつかに分離されているので、渦の強さにより、渦
と渦の結合や分離を不規則に繰り返す。このため渦によ
る吸引力が時間的に変化し、ダブルベンチュリの内部の
通過流量が変動するので、若干の差圧変動を来たす。こ
のようなフィンを固着した感度調整アダプタを使用する
と、放射状に設置したフィンの効果により、円周方向の
渦流は複数個に分割され、渦と渦の相互干渉がなくな
り、第１実施例よりも安定した渦流が得られる。このた
め、ダブルベンチュリの発生差圧は時間的変動が小さく
なり、より高精度の差圧測定が可能になる。

【００１３】上記２実施例の発生差圧の特性の実験結果
を示すと、下記のとおりである。図５は流速と発生差圧
倍率すなわち、発生差圧／動圧との関係を示し、実線は
第１実施例の特性を示し、破線は第２実施例の特性を示
す。ダブルベンチュリの発生差圧は両者とも、ほぼ等し
い。鎖線は従来のダブルベンチュリの特性である。

【００１４】図６は本発明の差圧変動特性、すなわち、
差圧変動振幅／平均差圧の実験結果を示し、実線は第１
実施例の特性を、破線は第２実施例の特性をそれぞれ示
す。これによれば、第２実施例の圧力変動が第１実施例
のそれの約１／２以下になっていることが判る。

【００１５】

【発明の効果】このような本発明によれば、下記の効果
を奏する。 （１）外部ベンチュリとその内側に内部ベンチュリを配
設し、内部ベンチュリの喉部より静圧を導圧管で外部に
導き、外部ベンチュリの外側に流れに正対して総圧管を
配設したいわゆるダブルベンチュリに、その後部に円板
状の感度調整アダプタを配設したことにより、ダブルベ
ンチュリの発生差圧が従来の約２倍に増大するので、高
温，低流速の測定条件下でも高精度の測定が可能にな
る。 （２）感度調整アダプタは測定条件により環状円板の外
形寸法を自由に選定できるので、発生差圧を任意の値に
調整可能であり、従来のピトー管等のように動圧により
一元的に決まり任意の差圧に設定できないという問題が
解決される。したがって、本発明は、流速計として極め
て有効な装置である。

【００１６】要するに請求項１の発明によれば、前端入
口に絞り部を、中間に円筒状の喉部を、後端出口に拡大
部を同一中心線上に一体的に有してなる外部ベンチュリ
と、同外部ベンチュリの内側に半径方向のすきまを存し
て同軸的に配設された内部ベンチュリと、同内部ベンチ
ュリに設けた静圧孔と接続し静圧を外部に導く静圧導入
管と、同外部ベンチュリの外側近傍に配設し流れに正対
して開口してなる総圧管とからなるダブルベンチュリ型
流速計において、同外部ベンチュリの後端開口の外周に
フランジ状に突設された環状円板をなす感度調整アダプ
タを具えたことにより、高温かつ低流速の微少動圧の条
件下で、ガス流速を高精度で測定できる高性能のダブル
ベンチュリ型流速計を得るから、本発明は産業上極めて
有益なものである。

【００１７】請求項２の発明によれば請求項１におい
て、その環状円板の後端面に等間隔で放射状に突設され
た複数の等長のほぼ長方形状フインを具えたことによ
り、請求項１の発明による効果を奏するほか、さらにそ
の精度向上を図る高性能のダブルベンチュリ型流速計を
得るから、本発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の流速計を示す縦断面図で
ある。

【図２】図１の第１実施例の作用の説明図であり、同図
（Ａ）は縦断面図、同図（Ｂ）は横断面図である。

【図３】第２実施例の流速計を示す縦断面図及びその横
断面図である。

【図４】図３の第２実施例の作用の説明図であり、同図
（Ａ）は縦断面図、同図（Ｂ）はその横断面図である。

【図５】本発明の発生差圧特性の実験結果を示す線図で
ある。

【図６】本発明の差圧変動特性の実験結果を示す線図で
ある。

【図７】従来のダブルベンチュリ流速計を示す縦断面図
である。

【符号の説明】

１ 外部ベンチュリ ２ 内部ベンチュリ ２ａ 静圧孔 ３ 支柱 ４ 静圧導入管 ５ 総圧管 ６ 感度調整アダプタ ７ フィン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前端入口に絞り部を、中間に円筒状の喉
   部を、後端出口に拡大部を同一中心線上に一体的に有し
   てなる外部ベンチュリと、同外部ベンチュリの内側に半
   径方向のすきまを存して同軸的に配設された内部ベンチ
   ュリと、同内部ベンチュリに設けた静圧孔と接続し静圧
   を外部に導く静圧導入管と、同外部ベンチュリの外側近
   傍に配設し流れに正対して開口してなる総圧管とからな
   るダブルベンチュリ型流速計において、同外部ベンチュ
   リの後端開口の外周にフランジ状に突設された環状円板
   をなす感度調整アダプタを具えたことを特徴とするダブ
   ルベンチュリ型流速計。
2. 【請求項２】請求項１において、その環状円板の後端面
   に等間隔で放射状に突設された複数の等長のほぼ長方形
   状フインを具えたことを特徴とするダブルベンチュリ型
   流速計を特徴とする。