JPH083432B2 - フルイデイック流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、管路縮小部、噴出ノズル及び管路拡大部を
その順に流動方向に連ねて形成し、前記噴出ノズルと管
路拡大部の境界部に、一対の制御ノズルを、前記噴出ノ
ズルの噴出方向に対してほぼ直角方向に向かって、か
つ、相対向して形成し、前記両制御ノズル夫々と前記管
路拡大部の下流側を接続する一対の帰還流路を形成し、
前記管路拡大部における流動方向切換安定化のためのタ
ーゲットを設け、管路縮小部に連なる噴出ノズルからの
噴流が管路拡大部の一方の傾斜面に沿う状態で安定する
現象、及び、制御ノズルから交互に流体を吹出すことに
より噴出ノズルからの噴流が管路拡大部の両傾斜面を交
互に沿って流れる現象を利用して、流量を測定するよう
に、噴出ノズルからの噴流の流動方向変化に起因する圧
力変化を検出する圧力センサーを設けたフルイデイック
流量計に関する。

〔従来の技術〕

従来、第４図に示すように、管路拡大部（５）と制御
ノズル（6a），（6b）と帰還流路（7a），（7b）を区画
形成する一対の隔壁（17a），（17b）を翼形に形成し、
管路拡大部（５）内に下流側にターゲット（12）を配置
し、圧力センサー（14）を帰還流路（7a），（7b）の内
部を対象とするように配置していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、測定流量範囲を大きくすると、微小流量の測
定における誤差が大きく、一層の改良の余地があった。

本発明の目的は、簡単な隔壁形状の改良とターゲット
の配置の改良と圧力センサーによる検出対象域の改良で
もって、測定流量範囲を十分に大きくしながら、流量い
かんにかかわらず正確に流量測定できるようにする点に
ある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、管路拡大部と制御ノズルと帰還
流路を区画形成する一対の隔壁に、円柱状又はほぼ円柱
状の外周面を備えさせ、前記両隔壁の外周面中心どうし
を結ぶ直線と、前記両隔壁の前記制御ノズル側の先端ど
うしを結ぶ直線との間に、前記管路拡大部における流動
方向切換安定化のためのターゲットの前記噴出ノズル側
に向かう面を配置し、前記隔壁の中心方向視において、
前記噴出ノズルの噴出中心と平行で、その噴出ノズルの
開口端部を通る直線と前記隔壁に前記ターゲット側で接
する直線、及び、前記両隔壁の外周面にわたる直線と、
前記噴出ノズルに連なる壁面によって囲まれた範囲を検
出対象とするように前記圧力センサーを配置したことに
あり、その作用効果は次の通りである。

〔作 用〕

つまり、先ず、両隔壁をいかなる形状にし、かつ、タ
ーゲットをどこに配置すれば、流量測定誤差を小さくで
きるかを実験で調べた結果、次の事実が判明した。

第１図に示すように、両隔壁（8a），（8b）に円柱状
又はほぼ円柱状の外周面を備えさせると共に、外周面中
心どうしを結ぶ直線（Ｘ）と両隔壁（8a），（8b）の先
端どうしを結ぶ直線（Ｙ）の間〔両直線（Ｘ），（Ｙ）
を含む〕に、ターゲット（12）の噴出ノズル（３）側の
面（12a）を配置することによって、第５図に示すよう
に、最大流量（3000/h）からその1/20の微小流量（15
0/h）の広範囲を、誤差が±２％以下になる状態で正
確に測定できることが判った。

他方、第４図に示した従来技術において、同様の流量
範囲（3000〜150/h）における誤差は、第６図に示す
ように微小流量域（150〜300/h）で最大10％以上のも
の大きなものになり、第５図と第６図の比較によって明
らかなように、本発明によれば、流量測定範囲を大きく
しながら、微小流量であっても測定を正確に行えるので
ある。

次に、第１図ないし第３図のように両隔壁（8a），
（8b）の形状改良とターゲット（12）の配置改良を施し
た上で、圧力センサーによる圧力検出対象域をいずれに
すれば流量測定を一層正確に行えるかを実験で調べた結
果、次の事実が判明した。

第１図に示すように、隔壁（8a），（8b）の中心方向
視において、噴出ノズル（３）の噴出中心（Ｐ）と平行
で、噴出ノズル（３）の開口端部を通る直線（ｍ）と隔
壁（8a），（8b）にターゲット（12）側で接する直線
（ｎ）、及び、両隔壁（8a），（8b）の外周面にわたる
直線（Ｙ）と、噴出ノズル（３）に連なる壁面（Ａ）に
よって囲まれた範囲を検出対象とするように圧力センサ
ー（14）を配置したところ、圧力センサー（14）からの
波形信号は、微小流量時には第７図に示すように、か
つ、大流量時には第10図に示すようになった。

そして、第２図に示すように、圧力センサー（14）を
帰還流路（7a），（7b）内で制御ノズル（6a），（6b）
の近くに配置したところ、圧力センサー（14）からの波
形信号は微小流量時には第８図に示すように、かつ、大
流量時には第11図に示すようになった。

また、第３図に示すように、圧力センサー（14）を帰
還流路（7a），（7b）内の中間部付近に配置したとこ
ろ、圧力センサー（14）からの波形信号は微小流量時に
は第９図に示すように、かつ、大流量時には第12図に示
すようになった。

第７図ないし第12図の比較によって明らかなように、
第１図に示す本発明の圧力検出対象域にすれば、第２図
や第３図の圧力検出対象域にする場合より、微小流量時
及び大流量時のいずれにおいても、振巾の大きい整った
波形信号が圧力センサー（14）で得られ、一段と精度の
良い流量測定を行えるのである。

〔発明の効果〕

その結果、単に両隔壁の形状とターゲットの位置を変
更すると共に、圧力検出対象域を選定するだけの極めて
簡単な改造でもって、微小流量及び大流量の測定を極め
て正確に行えるようになり、フルイデイック流量計の用
途拡大を図れるようになった。

〔実施例〕

次に第１図により実施例を示す。

管（１）内に管路縮小部（２）及び噴出ノズル（３）
を形成する一対の第１流量形成部材（4a），（4b）を、
管中心軸芯（Ｐ）に対して対称的に配置し、管路縮小部
（２）の作用で噴出ノズル（３）に流体を円滑に導くと
共に、噴出ノズル（３）から管中心軸芯（Ｐ）を噴出中
心として流体を噴出するように構成し、管路拡大部
（５）、一対の制御ノズル（6a），（6b）、及び、管路
拡大部（５）の下流側と制御ノズル（6a），（6b）を各
別に連通する一対の帰還流路（7a），（7b）を区画形成
する一対の隔壁（8a），（8b）を管中心軸芯（Ｐ）に対
して対称的に配置し、一対の制御ノズル（6a），（6b）
を、噴出ノズル（３）の噴出方向に対してほぼ直角方向
に向かわせると共に相対向させてある。一対の隔壁（9
a），（9b）との協働で一対の排出路（10a），（10b）
を形成する隔壁（11）を、管路拡大部（５）の下流側を
遮断する状態で設け、両排出路（10a），（10b）の入口
を両帰還流路（7a），（7b）の入口側に各別に連通させ
てある。

つまり、噴出ノズル（３）からの流体噴出が開始される
と、コアンダ効果によって噴出流体は一方の隔壁（8a）
に沿って流れ、そのためにその隔壁（8a）側に位置する
制御ノズル（6a）に帰還流路（7a）から大きな流体エネ
ルギーが付与されて、噴出流体が反対側の隔壁（8b）に
沿って流れるようになり、今度は反対側の制御ノズル
（6b）からの流体エネルギーによって噴出流体が初めに
沿った隔壁（8a）に再び沿って流れるようになり、この
ようにして、噴出ノズル（３）からの流体が隔壁（8
a），（8b）に対して交互に沿うように構成し、もっ
て、噴出流体量が増大する程短周期で、かつ、定量的相
関のある状態で噴出流体の流動方向が変化するように構
成してある。

両隔壁（8a），（8b）を円柱状又はほぼ円柱状に形成
すると共に、管路拡大部（５）における流動方向切換安
定化のためのターゲット（12）を、両隔壁（8a），（8
b）の外周面中心どうしを結ぶ直線（Ｘ）と、両隔壁（8
a），（8b）の制御ノズル（6a），（6b）側の先端どう
しを結ぶ直線（Ｙ）との間に、噴出ノズル（３）側に向
かう面（12a）が位置する状態で設け、測定流量範囲を
例えば都市ガスの家庭用ガスメータとして必要な150〜3
000/hというように大にしながら、流量測定における
誤差を例えば都市ガスの家庭用ガスメータの検定公差内
にできるように構成してある。

隔壁（8a），（8b）の中心方向視において、噴出ノズ
ル（３）の噴出中心（Ｐ）と平行で、その噴出ノズル
（３）の開口端部を通る直線（ｍ）と隔壁（8a），（8
b）にターゲット（12）側で接する直線（ｎ）、及び、
直線（Ｙ）と、噴出ノズル（３）に連なる壁面（Ａ）に
よって囲まれた範囲に各別に連通させたパイプ（13
a），（13b）を、密閉ケース（16）に接続し、密閉ケー
ス（16）内に圧力センサー（14）を両パイプ（13a），
（13b）からの流体圧が互いに逆向きに作用するように
取付け、噴出ノズル（３）からの噴流の流動方向変化に
起因する圧力変化を圧力センサー（14）で検出して、圧
力センサー（14）から流量測定器（15）に正弦波状の波
形信号を送り、流量測定器（15）において、波形信号の
周波数から流量を算出して表示するように構成し、もっ
て、帰還型フルイデイック流量計を形成してある。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

隔壁（8a），（8b）は円筒形又はほぼ円筒形であっても
よい。

ターゲット（12）の噴出ノズル（３）側の面（12a）
は直線（Ｘ），（Ｙ）上に配置してもよい。

圧力センサー（14）を一方の帰還流路（7a）又は（7
b）における圧力変化を検出するように設けてもよい。

流量計は、主として燃料ガスや水道等において工業用
や家庭用に利用するが、その用途に特定されない。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図及び第３
図は各別の比較例を示す断面図、第４図は従来例を示す
断面図である。 第５図と第６図は比較実験結果を示すグラフであり、第
５図は本発明例の結果、第６図は従来例の結果を示す。 第７図ないし第９図は別の比較実験結果を示すグラフで
あり、第７図は本発明例の結果、第８図と第９図は各別
の比較例の結果を示す。 第10図ないし第12図はさらに別の比較実験結果を示すグ
ラフであり、第10図は本発明例の結果、第11図と第12図
は各別の比較例の結果を示す。 （２）……管路縮小部、（３）……噴出ノズル、（５）
……管路拡大部、（6a），（6b）……制御ノズル、（7
a），（7b）……帰還流路、（8a），（8b）……隔壁、
（12）……ターゲット、（12a）……ターゲットの噴出
ノズル側の面、（14）……圧力センサー、（Ａ）……壁
面、（ｍ），（ｎ），（Ｘ），（Ｙ）……直線、（Ｐ）
……噴出中心。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】管路縮小部（２）、噴出ノズル（３）及び
   管路拡大部（５）をその順に流動方向に連ねて形成し、
   前記噴出ノズル（３）と管路拡大部（５）の境界部に、
   一対の制御ノズル（6a），（6b）を、前記噴出ノズル
   （３）の噴出方向に対してほぼ直角方向に向かって、か
   つ、相対向して形成し、前記両制御ノズル（6a），（6
   b）夫々と前記管路拡大部（５）の下流側を接続する一
   対の帰還流路（7a），（7b）を形成し、前記管路拡大部
   （５）における流動方向切換安定化のためのターゲット
   （12）を設け、前記噴出ノズル（３）からの噴流の流動
   方向変化に起因する圧力変化を検出する圧力センサー
   （14）を設けたフルイデイック流量計であって、前記管
   路拡大部（５）と制御ノズル（6a），（6b）と帰還流路
   （7a），（7b）を区画形成する一対の隔壁（8a），（8
   b）に、円柱状又はほぼ円柱状の外周面を備えさせ、前
   記両隔壁（8a），（8b）の外周面中心どうしを結ぶ直線
   （Ｘ）と、前記両隔壁（8a），（8b）の前記制御ノズル
   （6a），（6b）側の先端どうしを結ぶ直線（Ｙ）との間
   に、前記ターゲット（12）の前記噴出ノズル（３）側に
   向かう面（12a）を配置し、前記隔壁（8a），（8b）の
   中心方向視において、前記噴出ノズル（３）の噴出中心
   （Ｐ）と平行で、その噴出ノズル（３）の開口端部を通
   る直線（ｍ）と前記隔壁（8a），（8b）に前記ターゲッ
   ト（12）側で接する直線（ｎ）、及び、前記直線（Ｙ）
   と、前記噴出ノズル（３）に連なる壁面（Ａ）によって
   囲まれた範囲を検出対象とするように前記圧力センサー
   （14）を配置してあるフルイデイック流量計。