JPH10160529A - 絞り流量計 - Google Patents

絞り流量計

Info

Publication number
JPH10160529A
JPH10160529A JP31973096A JP31973096A JPH10160529A JP H10160529 A JPH10160529 A JP H10160529A JP 31973096 A JP31973096 A JP 31973096A JP 31973096 A JP31973096 A JP 31973096A JP H10160529 A JPH10160529 A JP H10160529A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
throttle
pressure
diameter
restricting
minimum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP31973096A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3122983B2 (ja
Inventor
Nobutaka Chimura
Tatsuya Ichihara
Masayoshi Kikuchi
Masato Kuroda
Ryoichiro Matsumoto
暢孝 千村
達也 市原
良一郎 松本
正吉 菊池
正人 黒田
Original Assignee
Yamatake Honeywell Co Ltd
山武ハネウエル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamatake Honeywell Co Ltd, 山武ハネウエル株式会社 filed Critical Yamatake Honeywell Co Ltd
Priority to JP08319730A priority Critical patent/JP3122983B2/ja
Publication of JPH10160529A publication Critical patent/JPH10160529A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3122983B2 publication Critical patent/JP3122983B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞り面積が変化せず正確な測定を可能にす
る。 【解決手段】 測定管2内の絞り部21の上流側に第1
の圧力取出口5を設けるとともに、絞り部21の内部と
連通する第2の圧力取出口6を設ける。この絞り部21
によって発生する流体圧を第1、第2の圧力取出口5,
6より接続配管7,8を介して測定部4に導く。絞り部
21の内周断面形状を、中央が最小径で両端に向かって
拡径する略楕円を構成する曲線で構成し、第2の圧力取
出口6を絞り部21の最小絞り径位置から下流側に変位
させて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【発明の属する技術分野】本発明は、石油化学、化学工
業等の種々のプラントに用いられる絞り流量計に関する
ものである。

【0002】

【従来の技術】管路内を定常流で流れる液体、気体、蒸
気等の各種流体の流量測定に用いられる流量計としてこ
の種の絞り流量計が従来から提案されている。この絞り
流量計は、絞り機構によって発生した差圧を測定部に導
いて電気信号に変換し、その信号から流量を算出するも
のである。すなわち、管路の途中に管路の断面積を狭く
するような絞り機構を設けておくと、そこを流体が流れ
るとき、絞り機構の前後に圧力差が生じる。この圧力差
と流量との間にはある一定の関係があるので、圧力差を
測定すれば、管路内を流れる流体の流量を求めることが
できる。絞り機構としては、オリフィス、フローノズ
ル、ベンチュリー管等が用いられる。

【0003】図6は、絞り機構としてベンチュリー管を
用いた絞り流量計の従来例を示す断面図である。この絞
り流量計1は、ベンチュリー管3を中央に備えた測定管
2と、ダイアフラム式の差圧計(測定部)4と、測定管
2の管壁に設けた第1、第2の圧力取出口5,6と差圧
計4を接続する2本の接続配管7,8等を備えている。
第1の圧力取出口5は、ベンチュリー管3の上流側に設
けられている。一方、第2の圧力取出口6は、ベンチュ
リー管3の内部と連通するように形成されているが、下
流側であってもよい。各接続配管7,8はキャピラリチ
ューブからなり、内部にシリコーンオイル等の圧力伝達
媒体10が封入され、測定管2側端には受圧ダイアフラ
ム11,12がそれぞれ設けられている。このような接
続配管7,8は、第1、第2の圧力取出口5,6に対応
して測定管2の外周に一体的に突設したフランジ付きの
接続部13,14にそれぞれ図示しないシール部材を介
して接続され、受圧ダイアフラム11,12を各圧力取
出口5,6に臨ませている。

【0004】このような構成において、測定管2に測定
流体を流すと、ベンチュリー管3の前後で流体の圧力が
変化する。この圧力による受圧ダイアフラム11,12
の変位を圧力伝達媒体10を介して差圧計4に導くこと
により測定流体の流量を測定することができる。

【0005】このような絞り流量計1において、スラリ
ー流体の流量を測定する場合には、接続部13,14内
に固体粒子などが堆積して受圧ダイアフラム11,12
に付着すると作動不良を起こし、高精度な測定が困難に
なるため、接続配管7,8を測定管2の管壁にできるだ
け近づけ測定流体でダイアフラムを洗浄させる自己洗浄
方式を採用したり、あるいは第1、第2の圧力取出口の
穴径を大きくしたりしている。(例:実公昭59−22
508号公報、実開昭56−135126号公報)

【0006】しかしながら、このようなベンチュリー管
3を用いた絞り流量計においては、少なくとも上流側に
テーパ部15を設ける必要があるため、測定管2の口径
をDとすると、全長Lが5D〜7Dとなり、測定管自体
が必然的に長くなるという問題があった。

【0007】このような問題を解決する方法として、図
7および図8に示す絞り部材を備えた流量計の管路を本
出願人によって提案した。(特願平8−25192号)
この絞り部材20は、外径が測定管の口径Dと略等しい
筒状体に形成し、内周断面形状を中央部が最小径で両端
に向かって拡径する略楕円を構成する曲線の一部で構成
したものである。この曲線の一部は、楕円をその長軸で
2分割した半楕円形と略等しい。このため、絞り部材2
0の孔は、鼓型をしている。また、圧力取出口5は、測
定流体がスラリー流体の場合JIS規格による穴径より
大ききな穴径δで形成されている。このような絞り部材
20を用いると、圧力損失が少なく、また測定管の口径
Dが全長にわたって一定でテーパ部を必要とせず、上流
側である第1の圧力取出口を絞り部材20の直前に設け
ることができることから、測定管の全長を約半分の長さ
に短縮(L=2.5D〜3.5D)できる利点を有す
る。

【0008】その理由は、水が自然落下するとき噴流の
形が図9に示すように楕円曲線に近似することに関係が
ある。以下、水の噴流の形が楕円に近似することを説明
すると、円管の先端から水が噴流するときの流線は、図
9に示す流線となり、この形状は次式によって計算する
ことができる。時間tを経過したところの水の落下速度
vは、

【0009】

【数1】

【0010】距離hだけ落下するに必要な時間は、

【0011】

【数2】

【0012】式(1)、(2)より

【0013】

【数3】

【0014】また、その位置で水の落下速度vは式
(1)、(3)により

【0015】

【数4】

【0016】同じくその位置で断面積aは流量qで連続
とすれば、

【0017】

【数5】

【0018】この水柱の全容積ΔVは式(4)、(5)
により

【0019】

【数6】

【0020】図9の形状は、次のようにして計算でき
る。まず、噴流速度は式(4)式で計算できるが、配管
を出るとき初速v0 があるので、次の式(7)となる。

【0021】

【数7】

【0022】また初速v0 は次の式(8)で計算でき
る。

【0023】

【数8】

【0024】噴流の断面積は式(5)、(7)により次
の式(9)となる。

【0025】

【数9】

【0026】

【数10】

【0027】噴流の直径は式(9)、(10)により次
の式(11)となる。

【0028】

【数11】

【0029】式(11)のhを変数としてdをプロット
すると、図9に示す噴流の流線が得られる。さらに、図
10に示すように楕円を乗せると、噴流の流線とよく一
致することが判る。

【0030】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の絞り部
材20においては、軸線と直交し中心Oを通る断面位置
における内径が最も小さく、この位置に断面積を計算し
易くするため第2の圧力取出口6を形成していた。その
結果、最小絞り径dが目減りするという問題があった。
すなわち、最小絞り径dの絞り部材20に、穴径δの第
2の圧力取出口6を、その中心を絞り部材20の中心O
と一致させて形成すると、絞り部材20の内周断面形状
が略楕円を構成する曲線で構成され中心Oから離れると
絞り径dが拡大することから、図8に示すように最小絞
り径位置における断面形状が真円にならず中心Oを通る
垂直方向の直径d’がdより大きくなる。言い換えれ
ば、最小絞り径位置における絞り面積が設計値より増大
する。その結果、差圧の発生が減少し測定誤差が大きく
なる。

【0031】本発明は上記した従来の問題点を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、絞り
面積が変化せず正確な測定を可能にした絞り流量計を提
供することにある。

【0032】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、測定管内の絞り部の上流側に第1の圧力取
出口を設けるとともに、前記絞り部の内部と連通する第
2の圧力取出口を設け、前記絞り部によって発生する流
体圧を前記第1、第2の圧力取出口より測定部に導くよ
うにした絞り流量計において、前記絞り部の内周断面形
状を、中央が最小径で両端に向かって拡径する略楕円を
構成する曲線で構成し、前記第2の圧力取出口を前記絞
り部の最小絞り径位置から下流側に変位させて形成した
ことを特徴とする。また、本発明は、請求項1記載の絞
り流量計において、第1、第2の圧力取出口に受圧ダイ
アフラムを備え内部に圧力伝達媒体が封入された接続配
管をそれぞれ接続したことを特徴とする。

【0033】本発明において、第2の圧力取出口は絞り
部の最小絞り径位置より下流側に変位している。したが
って、絞り部の最小絞り径は変わらない。受圧ダイアフ
ラムは、絞り部によって発生する流体圧を第1、第2の
圧力取出口より測定部に導く。

【0034】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る絞
り流量計の外観斜視図、図2は断面図、図3は絞り部の
断面図、図4は図3のIII −III 線断面図である。な
お、図中従来技術の欄で示した構成部材等と同一のもの
については同一符号をもって示し、その説明を適宜省略
する。

【0035】これらの図において、測定管2は、内部中
央より下流寄りに小径化されることにより絞り部21が
一体に設けられ、管壁には第1の圧力取出口5が絞り部
21の上流側に位置して形成されるとともに第2の圧力
取出口6が前記絞り部21の内部に連通するように形成
されている。測定管2の内径Dは、絞り部20の部分を
除いて全長にわたって等しい。また、測定管1の外周面
には、上流側と下流側の接続配管7,8が第1、第2の
圧力取出口5,6に導圧管30,31を介してそれぞれ
接続されている。

【0036】前記絞り部21は、図7および図8に示し
た従来の絞り部材20と同様に内周断面形状が略楕円の
曲線の一部で構成されることにより、両端開口部が最大
の穴径で、内部に向かうにしたがい水が自然落下すると
きの噴流曲線に近似した楕円曲線で描くように減少し、
中央が最小の穴径(最小絞り径d)で、最小絞り径位置
を形成している。曲線の一部は、楕円をその長軸で2分
割した半楕円形と略等しい。このため、絞り部材20の
孔は鼓型をしている。第2の圧力取出口6は、絞り部2
1の最小絞り径(d)位置から下流側にX(X≧δ/
2)だけ変位して形成されている。このように第2の圧
力取出口6を絞り部21の最小絞り径位置からずらして
形成すると、最小絞り径d、言い換えれば最小絞り面積
が変化するのを防止することができる。したがって、測
定誤差が小さく高い精度で測定することが可能である。

【0037】図5は、圧力取出口の位置変化と最小絞り
径の変化の関係を示す図である。実際の加工に際して
は、第2の圧力取出口6のずれXをδ/2に一致させる
ことは困難であり、許容差が必要である。これをΔLで
表す。一般に、絞り流量計の絞りの公差は絞り口径の
0.1%とすることが多い。ここでも、これを基準とし
てΔLを検討した。その結果は、 ΔL=5×β% となった。但し、βは絞り直径比(d/D)である。例
えば、絞り部21の長さL0 が100mm、βが0.5
のときは、 ΔL=5×0.5%=2.5% であるから、ΔLはL0 =100mmの2.5%、すな
わち2.5mmが許容差である。

【0038】第1、第2の圧力取出口5,6は、測定管
2の上面に開口するように形成されている。第1、第2
の圧力取出口5,6の穴径δは、スラリー流体の測定に
おいて固体粒子の堆積を防止するためJIS規格による
穴径よりも大きく設定されている。実際の設計に際して
は、圧力取出口の穴径δと絞り部21の最小絞り径dと
の寸法関係が受圧ダイアフラム11,12の有効径sに
制約されるため、 20<δ<dまたはδ≦s の条件を満足し、かついずれか小さい方の値とすること
が望ましい。上記関係式において、数値「20」はスラ
リー流体を考慮したときの最小値である。

【0039】上流側の導圧管30は、測定管2の外周に
Oリング等からなる3つのシール部材32a〜32cを
介して回転可能に嵌合される円筒状の管本体30Aと、
この管本体30Aの外周面中央部に一体に突設され管本
体30Aの内外を連通させる接続管30Bと、この接続
管30Bの先端部外周面に一体に設けられたフランジ3
0Cとで構成されている。管本体30Aは、内径が測定
管2の外径より若干大きく設定され、通常は接続管30
Bが第1の圧力取出口5と一致する回転角度0°の位
置、例えば接続管30Bが上方を指向する位置に図示し
ないボルト等によって固定される。接続管30Bの穴径
は、第1の圧力取出口5の穴径δと等しい。

【0040】3つのシール部材32a〜32cのうち、
2つのシール部材32a,32bは、管本体30Aの両
端開口部寄りの内周面にそれぞれ形成された環状溝3
5,36に嵌着され、測定管2と管本体30Aとの隙間
を液密にシールしている。残りのシール部材32cは、
測定管2の内周面中央部に前記接続管30Bの導通孔3
7を取り囲むように形成された環状溝38に嵌着され、
圧が変化しないようにしている。このようなシール部材
32a〜32cを介して導圧管30を測定管2に回転可
能に取付けると、導圧管30を弁として機能させること
ができる。すなわち、導圧管30を図1に実線で示す垂
直な状態から矢印方向に90°回動させると、導通孔3
7が第1の圧力取出口5から完全にずれ、管本体30A
の内周面が第1の圧力取出口5を液密に閉塞するため、
測定管2内の測定流体が外部に漏れることはなくなる。

【0041】前記導圧管30にフランジ7a,30Cを
介して接続される上流側の接続配管7は、内部にシリコ
ーンオイル等の圧力伝達媒体10が封入され、一端が差
圧計4に接続されている。接続配管7の測定管2側の端
部には、前記フランジ7aが一体に設けられ、このフラ
ンジ7aの前記フランジ30Cとの接合面中央部には、
接続配管7に連通する凹部41が形成されるとともに、
この凹部41を覆うように受圧ダイアフラム9が外周縁
部を溶接することにより設けられている。このようなフ
ランジ7aは、図示しないシール部材を介して前記導圧
管30のフランジ30Cに密接され複数本のボルト42
およびナットによって固定されている。

【0042】低圧側の導圧管31も上記した上流側の導
圧管30と同一に構成されることにより、管本体31
A、接続配管31Bおよびフランジ31Cを一体に有
し、低圧側の接続配管8が接続されている。なお、この
ような導圧管30,31は、図6に示した接続部13,
14の代わりに設けられるものである。

【0043】このような導圧管30,31を介して接続
配管7,8を測定管2に接続すると、導圧管30,31
自体が弁として機能するため、測定管2に測定流体が流
れている状態でも接続配管7,8を着脱することがで
き、受圧ダイアフラム11,12のメンテナンスに有利
である。

【0044】なお、上記した実施の形態においては、絞
り部21を測定管2と一体に形成した例を示したが、本
発明はこれに特定されるものではなく、別個に製作し、
測定管2内にねじで固定してもよい。

【0045】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る絞り
流量計は、測定管内の絞り部の上流側に第1の圧力取出
口を設けるとともに、前記絞り部の内部と連通する第2
の圧力取出口を設け、前記絞り部によって発生する流体
圧を前記第1、第2の圧力取出口より測定部に導くよう
にした絞り流量計において、前記絞り部の内周断面形状
を、中央が最小径で両端に向かって拡径する略楕円を構
成する曲線で構成し、前記第2の圧力取出口を前記絞り
部の最小絞り径位置から下流側に変位させて形成したの
で、第2の圧力取出口の最小絞り径が変化せず、高精度
な測定を行なうことができる。

【0046】また、本発明は、絞り部の内周断面形状
を、略楕円を構成する曲線の一部で構成したので、測定
管の全長を短縮でき、しかも固体粒子の堆積が生じず、
スラリー流体の測定に適している。

【図面の簡単な説明】

【図1】 本発明に係る絞り流量計の外観斜視図であ
る。

【図2】 断面図である。

【図3】 絞り部断面図である。

【図4】 図3のIV−IV線断面図である。

【図5】 圧力取出口の位置変化と最小絞り径の変化の
関係を示す図である。

【図6】 ベンチュリー管式絞り流量計の従来例を示す
断面図である。

【図7】 従来の絞り部材の断面図である。

【図8】 図7のVIII−VIII線断面図である。

【図9】 噴流曲線を示す図である。

【図10】 噴流曲線に楕円を乗せた図である。

【符号の説明】

2…測定管、3…ベンチュリー管、4…差圧計、5…第
1の圧力取出口、6…第2の圧力取出口、7,8…接続
配管、11,12…受圧ダイアフラム、20…絞り部
材、21…絞り部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 千村 暢孝 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社内 (72)発明者 市原 達也 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武ハ ネウエル株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定管内の絞り部の上流側に第1の圧力
    取出口を設けるとともに、前記絞り部の内部と連通する
    第2の圧力取出口を設け、前記絞り部によって発生する
    流体圧を前記第1、第2の圧力取出口より測定部に導く
    ようにした絞り流量計において、 前記絞り部の内周断面形状を、中央が最小径で両端に向
    かって拡径する略楕円を構成する曲線で構成し、前記第
    2の圧力取出口を前記絞り部の最小絞り径位置から下流
    側に変位させて形成したことを特徴とする絞り流量計。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の絞り流量計において、第
    1、第2の圧力取出口に受圧ダイアフラムを備え内部に
    圧力伝達媒体が封入された接続配管をそれぞれ接続した
    ことを特徴とする絞り流量計。
JP08319730A 1996-11-29 1996-11-29 絞り流量計 Expired - Fee Related JP3122983B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08319730A JP3122983B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 絞り流量計

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08319730A JP3122983B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 絞り流量計

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10160529A true JPH10160529A (ja) 1998-06-19
JP3122983B2 JP3122983B2 (ja) 2001-01-09

Family

ID=18113545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08319730A Expired - Fee Related JP3122983B2 (ja) 1996-11-29 1996-11-29 絞り流量計

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3122983B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6718258B1 (en) 2000-06-08 2004-04-06 Navigation Technologies Corp Method and system for obtaining user feedback regarding geographic data

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102346055B (zh) * 2010-08-03 2012-09-12 深圳市泉源仪表设备制造有限公司 差压-位移双参数测量的变面积靶式流量计

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6718258B1 (en) 2000-06-08 2004-04-06 Navigation Technologies Corp Method and system for obtaining user feedback regarding geographic data
US6853905B2 (en) 2000-06-08 2005-02-08 Navteq North America, Llc Method and system for obtaining user feedback regarding geographic data

Also Published As

Publication number Publication date
JP3122983B2 (ja) 2001-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2044391B1 (de) MEßSYSTEM FÜR EIN IN EINER PROZEßLEITUNG STRÖMENDES MEDIUM
RU2181477C2 (ru) Расходомер перепускного типа
ES2527305T3 (es) Medidor de flujo de fluido y mezclador que presenta un elemento de desplazamiento retirable y reemplazable
US5392815A (en) Gradational tube bundle flow conditioner for providing a natural flow profile to facilitate accurate orifice metering in fluid filled conduits
US4976155A (en) Fluidic flowmeter
US7406880B2 (en) Averaging orifice primary flow element
KR100387907B1 (ko) 유량 측정 장치
US7131451B2 (en) Apparatus for controlling and metering fluid flow
US5036711A (en) Averaging pitot tube
US5365795A (en) Improved method for determining flow rates in venturis, orifices and flow nozzles involving total pressure and static pressure measurements
JP3246851B2 (ja) 超音波流量計用検出器
US20120188842A1 (en) Meter flow conditioner
US7810399B2 (en) Ultrasonic flowmeter
JP4991836B2 (ja) 流体流量計および流体ミキサ
US4641535A (en) Flowmeter
US3732731A (en) Bluff body flowmeter with internal sensor
KR101271264B1 (ko) 관 내의 유체 유동을 결정하는 장치 및 방법
US6672173B2 (en) Flow meter
US4638672A (en) Fluid flowmeter
DE102004053142B4 (de) Flanschwirbeldurchflußmesser mit unitären zulaufenden Erweiterungsstücken
JP2937935B2 (ja) 流体の流量を測定するための装置
US4823615A (en) Self-averaging pitot tube probe and method for measuring fluid flow
CA1157294A (en) Vortex-shedding flowmeter having two bluff bodies
EP0103625B1 (en) Vortex flowmeter bluff body
US3581565A (en) Flow-measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees