JPS58198736A - 流体圧力感知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、管路中を流れる流体の圧力（全圧及び静圧
）を感知する装置に関するものである。

管路自流体の圧力を測定するものとしてピトー管、オリ
フィス板等が用いられている。これらピトー管等を使用
して管路自流体の圧力を測定する場合、例えば送風機の
性能試験の場合には、管路断面積を複数等分に分割し、
ピトー管の各分割点での測定値を算術平均して平均圧力
としている（１） （ピトー管等面積横断法％ＪＩ８８ｇ３３０　）。

これは送風機の性能試験のような場合には適している方
法であるが、空調機室あるいは空調配管内を流れる流体
についてのような実際の運転現場においては種々の問題
点がある。すなわち、上記の方法を実際の運転現場で行
う場合には、流れに対するピトー管の角度や位置が定ま
りにくく人的要因による誤差を生じ易い。また、断面積
に対する流体の圧力分布は時々刻々変化しておシ、各点
における計測が同時に行われるのでなければ、真の平均
値は測定されない等の問題点である。

この問題点を解決するものに、管路流体の流れ方向に開
口を有した筒状の整流管をピトー管等面積横断法によ多
分割した各測定点毎に定置し、該整流管の流体流れ方向
下流側の端部に全圧を感知する全圧感知部と静圧を感知
する静圧感知部とを設け、夫々の整流管の全圧感知部を
全圧マニホールドで連通し、同じく静圧感知部を静圧マ
ニホールドで連通し、これらのマニホールドの内部に細
管を設け、この細管で全圧、静圧を夫々平均するように
して全圧マニホールドから全圧を、静圧マニホールドか
ら静圧を測定するようにした装置がある。しかしこの装
置では、夫々のマニホールドを二重管とした複雑な構造
である。

また、３孔ピトー管やオリフィス板などがあるが、３孔
ぎトー管では円筒状の中空体の内部を３室に区画した構
造で複雑なものであり、オリフィス板は、構造簡単で一
箇所の測定点で平均値を測定することが出来るが、管路
形状が制限され、また、圧力損失が大きい等の難点があ
る。

この発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構造で計測を同
時に行うことが出来、且つ、圧力損失の小さい流体圧力
感知装置を提供する目的をもって完成したもので、この
目的の為、本発明流体圧力感知装置は、管路中の流体の
流れ方向に直角の方向を長手方向とし、流れ方向上流に
臨んで適宜数開孔した全圧測定孔を有する全圧測定管と
、流れ、、　　　方向と適宜な角度をもった位置に適宜
数開孔した静圧測定孔を有する上記全圧測定管よシも大
径の静圧測定管とからなり、上記全圧測定管と静圧測定
管とを該静圧測定管が下流側に位置するよう一体的に接
合したことを特徴としている。

以下図示した好ましい実施例に基づいて１本発明流体圧
力感知装置の詳細を説明する。

第１図は本発明流体圧力感知装置１の斜面図を示してお
シ、矢標Ａ方向が流体の流れ方向である。

図示の如く本発明流体圧力感知装置１は、円筒状の中空
体からなる全圧測定管２と、同じく静圧測定管３とを静
圧測定管３が全圧測定管２の下流側に位置付くように一
体的に接合して構成しである。

図中４，４・・・が全圧測定孔で、流体の流れ方向Ａの
上流を臨むよう全圧測定管２に複数個穿設しである。こ
の複数個の全圧測定孔４，４・・・は、全圧測定管を介
し連通してあシ、従って、各全圧測定孔４，４・・・で
感知された全圧は全圧測定管２内で平均されることにな
る。そして、図中５，５・・・が静圧測定管３に複数個
穿設した静圧測定孔で、第２図に示すように、流体の流
れ方向Ａと適宜な角度（変位角θ）をもった位置に形成
しである。

これらの静圧測定孔５，５・・・は静圧測定管３を介し
連通してあシ、従って、各静圧測定孔５，５・・・で感
知された静圧は静圧測定管３内で平均されることになる
。なお、本実施例ではこの静圧測定孔５．５・・・を上
下一対として形成しであるが、いずれか一方のみであっ
ても構わない。

図中６．７は、夫々全圧測定管２内で平均された平均全
圧、静圧測定管３内で平均された平均静圧を計測器、例
えばマノメータ等に導く為の管を接続する全圧取出口と
静圧取出口である。該取出口６，７には雌捻子を螺刻し
、あるいはニラゾルを設けておけば管の接続の際便利で
ある。また本実施例では、いずれの側からも圧力を取出
せるように取出口を設けたがいずれか一方の側に夫々の
取出口を設けたものであってもかまわない。

また、第３図及び第９図において、流体の流れ３の外径
を　ｄ２で表わしてあり、全圧測定孔４及び静圧測定孔
５のピッチを添字を付したＮで表わし、Ｎ１及びＨ７は
夫々近い方の側端面からの距離で、Ｎ２乃至Ｈ６は隣シ
合う測定孔までの距離である。また、静圧測定孔５，５
・・・を穿設した位置の流体の流れ方向Ａとなす変位角
を・θで示しである（第２図示）。

以上の構成よシなる本発明装置の使用の状態を以下に説
明する。

第Ｓ図に本発明流体圧力感知装置１，１・・・を管路中
に設置した状態を示しであるが、装置の必要数量は管路
の径によって、あるいは要求する測走圧力の精度等によ
って異なる。

全圧測定孔４が流れ方向上流に臨むよう流体圧力感知装
置１，１・・・を管路中に架設し、管路外に設けた全圧
集゛合管１１及び静圧集合管１２に各流体圧力感知装置
１，１・・・の全圧測定管２及び静圧測定管３が連通さ
せである。そして、全圧集合管１１及び静圧集合管１２
をマノメータ等の計測器１３に接続すれば、平均全圧及
び平均静圧を知ることができるし、更にこの両者の差圧
から平均動圧を知ることができること勿論である。また
、第５図において、手前に表われた側面に全圧集合管１
１及び静圧集合管１２を設けであるが、反対側の側面に
も全圧集合管及び静圧集合管を設け、両側面に設けた集
合管で全圧及び静圧を平均するようにすることも可能で
ある。

図中１４は管路の開度を変更して流量を調節するダンパ
で、流体圧力感知装置１，１・・・の下流側に設けであ
る。該ダンパ１４は、管路外に設けたハンドル１７を回
すことにより管路に対するダンパブレード１５の角度を
変えて開度を変更する。

この場合計測器１３を流量計としておけば、該流量計を
確認しながら流量を調節することができるし、また測定
圧力を信号として自動的に流量を制御することも可能で
ある。図中Ｐは、流体圧力感知装置１，１・・・の全圧
測定管２の前縁からダンＡ１４のダンパ軸１６までの距
離を示すものである。

また、第Ｓ図には角型の管路に設置した場合について示
しであるが、円型の管路中に設置する場合には、その中
心から放射状に設置すればよい。

また、図示しないが、静圧測定管３の内部を上下λ室に
区画し、該夫々の室によシ個別に静圧を測定し得るよう
にすれば、従来の３孔ピトー管の如く流体の流れ方向を
感知する為のものとしても使用し得るものである。而も
、３孔ピトー管が円筒状の中空体の内部を３室に区画し
ているのと異なり、本発明装置を応用したものであれば
、静圧測定管３の内部を上下２室に区画するのみである
から、簡単な構造で製作も容易々ものである。

次に１本発明流体圧力感知装置について性能試験を行っ
たので、以下とれについて説明する。

（試験ｌ） 流体圧力感知装置１を、管路口径３００×ｌυθ〔朋〕
の角型管路中に７個設置し、静圧測定管３の径をφ１ｇ
、θ〔話〕一定とし、全圧測定管２の径を、φ６．Ｏ２
φ７．０．φｇ、θ、φ９．０〔酩〕とした場合、一定
風速状態における静圧測定孔５の変位角θの変化に伴う
流体圧力感知装置１による指示風速とピトー管の指示風
速とを比較検討した。

なお、管路中の流れを一様な流れとしである為、静圧測
定孔５は／箇所に開孔するのみとした。

また、試験に供した流体圧力感知装置１の外形寸法は、
第３図及び第弘図に示す記号に対応し、Ｌ＝λ９り〔謀
）　　　　ｔ１２　＝　／　ｇ、θ〔鰭〕Ｎ＋　＝　／
　００　（ｔｍ　）　　　　Ｎｙ　＝　／デク〔酩〕Ｎ
！　：Ｎ３　＝Ｎ４　＝Ｎ５　＝Ｎ６　＝　０　（謁〕
静圧測定孔５の径　／、０〔簡〕 としである。

試験結果を第１表乃至第弘表に示しである。

第　　／　　表 第　　コ　　表 第　　３　　表 第　　ｑ　　表 第１表は、全圧測定管２の径ｄ＋　ｆφ６．θ〔闘〕と
した場合の試験結果を表わすもので、設定風速を９．９
Ｊ（ｍ／ｓｅｃ、）とし、全圧測定孔４の径を５２１／
、３　Ｃ關〕としである。

第−表は、同じくｄｌをａ’７．０（簡）とした場合の
試験結果で、設定風速を乞９３Ｃｍ／ｓｅｃ、〕とし、
全圧測定孔４の径をφ／、／、（ｎｆｉ）としである。

第３表は、同じ＜　ｄｔをｄｇ、Ｏｃｔ１ｍ〕とした場
合の試験結果で、設定風速を９．９３　（ｍ　／　ｓｅ
ｃ、　）とし、全圧測定孔４の径をφ／、ｇ（１１ｓ）
としである。

そして、第弘表がｄ、をＩ２１９．０（ｔｓａ）とした
場合の試験結果で、設定風速を９．ｑ、？（ｆｌｊｌ）
とし、全圧測定孔４の径を一コ、ＯＣ鰭）としである。

第１表乃至第９表に示した試験結果を第６図に示す。同
図において、一点鎖線は設定風速９．９３（ｍ　／　ｓ
ｅｅ、　）を、−〇−９−■−１−〇−２−〇−は、夫
々全圧測定管２の径ｄｌをφ６．０．φ７．０゜φｇ、
ｏ　、φヲ、０　（Ｉｎ　）としたときの結果を表わし
ている。

（試験コ） 静圧測定管３の径をφｌダ、０　（ｔＩＬｍ　）一定と
し、全圧測定管２の径をφ６，０．φ７．０　ＣＩＩ簿
）として、（試験／）と同様の試験を行った。

試験に供した流体圧力感知装置１の外形寸法は、第３図
及び第を図に示す記号に対応し、Ｌ＝２９７Ｃ酩）　　
　　ｄ２＝／弘、０〔ｔＩＬ霞〕Ｎ、＝１０ＯＣ關）　
　　　Ｎ７＝／９り〔−〕Ｎｚ　＝Ｎ３　＝Ｎ４　＝Ｎ
５　＝Ｎ６　＝　０　（ｍｔｎ　）静圧測定孔５の径　
／、Ｏ（誰〕 としである。

試験結果を第５表及び第６表に示しておる。

第　　Ｓ　　表 第　　６　　表 第５表は、全圧測定管２の径ｄ１をφ６．０（ｍｇ：）
とした場合の試験結果を表わすもので、設定風速を９．
５　／　Ｃｍ　／　ｓｅｅ、　）とし、全圧測定孔４の
径をφ／、３〔鰭〕としである。

第６表は、同じ＜　ｄｘをφ７．（７（１１１１１１：
ｌとした場合の試験結果で、設定風速を９．３　／　（
ｍ　／　ｓｅｃ、　）とし、全圧測定孔４の径をφ／、
Ａ［ｆｉｆｉ）としである。

第５表及び第６表に示した試験結果を第７図に示す。同
図において、一点鎖線は設定風速９．５　／（ｍ　／　
ｓｅｃ、　）を、−〇−２−〇−は、夫々全圧測定管２
の径ｄ箇をグ６．Ｏ，グア、０（ｆａｌｌ）としたとき
の結果を表わしている。

（試験３） 静圧測定管３の径をｒ９．０［＋＋ｌｉ］一定とし、全
圧測定管２の径を９！Ｉ３．０　、９！ｒｔ１．０　、
φＳ、０〔鴎〕として、（試験／）と同様の試験を行っ
た。

試験に供した流体圧力感知装置１の外形寸法は、第３図
及び第９図に示す記号に対応し、Ｌ＝、２９７　Ｃｒｎ
ｍ）ｄ２＝９−ＯＣ１ｎｔＪＬ〕Ｎ１＝／θθ〔朋）　
　　　Ｎ７＝／９７Ｃ謁〕Ｎ２＝Ｎ３士Ｎ４　＝Ｎ、　
＝Ｎ、　＝　０　（闘〕静圧測定孔５の径　／、０〔闘
〕 としである。

試験結果を第７表乃至第９表に示しである。

第　　７　　表 第　　ｇ　　表 第　　９　　表 第７表は、全圧測定管２の径ｄ１をφ３．０（Ｍｍ〕と
した場合の試験結果を表わすもので、設定風速を９．！
ｒ　３（ｍ　／　ｓｅｃ、　）とし、全圧測定孔４の径
をｄ　０．３　（闘〕としである。

第ｇ表は、同じ＜　ｄｘを１２５　ｔｌ、０　（關〕と
した場合の試験結果で、設定風速を９．！Ｓ３　（ｍ／
ｓｅｅ、）とし、全圧測定孔４の径をｄＯ，Ｙｃｔｎｍ
〕としである。

第９表は、同じ＜　ａＸをｌｊｔ、Ｏｃｍｔｍ〕とした
場合の試験結果で、設定風速を９．！；　３　（ｍ　／
　ｓｅｃ、　）とし、全圧測定孔４の径を５１　／、／
　（ｔｎｍ　：）としである。

第７表乃至第９表に示した試験結果を第ｇ図に示す。同
図において、一点鎖線は設定風速９．ｓ３Ｃｍ　／　ｓ
ｅｃ、）を、−〇−１−■−２−〇−は、夫々全圧測定
管２の径ｄ、をＩ２１ｉ３．０　、９！＞％、０　、　
ｆｌｒｊｒ、０〔闘〕としたときの結果を表わしている
。

（試験弘） 全圧測定管２の径ｄ１をφ９．ＯＣｆｎｍ〕、静圧測定
管３の径ｄ２をｇ　／　ｇ、θ〔關〕としたものを一例
とし、第６図に示す結果から、その指示風速がピトー管
による指示風速と略等しくなる変位角θ、即ち変位角θ
が略、５−　ＯＣｄｅｇ　）となる位置に静圧測定孔５
を上下に一対開孔した流体圧力感知装置１を用いて、風
速を５　．２！；Ｃｍ／ｓｅｃ、）に変化させた場合の
流体圧力感知装置１の指示風速とピトー管による指示風
速との比較検討を行った。

この結果を第１Ｏ表に示す。また、第９図に試験結果を
示してあシ、同図中の一点鎖線は、管路中の実際の風速
を表わしである。

第１Ｏ表 （２５） （試験５） 実際の運転現場では、管路口径に適合して複数の流体圧
力感知装置１を使用するのが通常となるから、流体圧力
感知装置１を、管路口径５００×３００　（１１９＋１
）の角型管路中に上下方向に５個の流体圧力感知装置１
を設置し、ピトー管の測定値との誤差を求めてその精度
を検討した。

流体圧力感知装置１の設置位置は、隣シ合う流体圧力感
知装置１の間隔を略／　００　（１１２）とし、上下に
位置するものは管路内壁から略！；０　（１１１１１と
した。

試験に供した流体圧力感知装置１の外形寸法は、第３図
及び第９図に示す記号に対応し、Ｌ＝！；ＯＯＣ闘）　
　ｄｌ＝ｌ、、ＯＣ酩）　　ｄ、＝／ｆ、Ｏｃ闘〕Ｎ１
＝Ｎ７＝　ｔＩ／　（鱈〕 Ｎ２　＝Ｎｓ　＝Ｎｓ　＝Ｎａ　＝　ｇ　３　（關〕Ｎ
４＝ｇ／ｙＣ闘〕 全圧測定孔４の径　７．０〔闘〕 静圧測定孔５の径　２．０〔闘〕 靜−圧測定孔５の変位角、θ−’Ｉ　ＯＣｄｅｇ　）で
あシ、また、静圧測定孔５は上下に一対開孔したものを
用いた。

また、管路は直管部を適宜にとシ、流体圧力感知装置１
の上流側に整流装置として１０メツシユの折線を使用し
、下流側には第３図に示す如くＰ＝２２０Ｃ１Ｌｍ〕の
位置にダンパ１４を設け、該ダンパ１４のダンパブレー
ド１５を調節して管路的風速を変化させた。

試験結果を第１／表に示す。また、第１θ図にその結果
を示してあシ、同図中の一点鎖線は管路中の実際の風速
を表わし、−〇−は流体圧力感知装置の指示風速を表わ
すものである。

第１１表 （２７） ｆ狼 以上、本発明流体圧装置に関して実施例と性能試験につ
いて説明した。実施例に示すもの及び試験に供したもの
は、全圧測定管及び静圧測定管を円筒のものとしたが、
この形状に限らず、特に全圧測定管にあっては、静圧の
測定に対する影響を考慮すれば流線形とするものが望ま
しい。また、実際の風速に対する補正係数即ち相対誤差
を考慮すれば、上記形状に限らず多角形状あるいは静圧
測定管との接合の容易性を考慮した任意の形状であって
もよい。

まだ、前記試験結果に示すところによれば、静圧測定孔
を設ける位置は、測定曲線と設定風速との交点の変位角
θの位置とすれば、測定値と実風速とが等しくなるので
好ましいが、他の変位角θの位置であっても相対誤差か
ら実風速を求めることができ、このことは変位角θが７
０°以上の場合においても同様である。

叙上の如く本発明流体圧力感知装置は、管路中の流体の
流れ方向に直角の方向を長手方向とし、流れ方向上流に
臨んで適宜数開孔した全圧測定孔（２８） を有する全圧測定管と、流れ方向と適宜な角度をもった
位置に適宜数開孔した静圧測定孔を有する上記全圧測定
管よシも大径の静圧測定管とからなシ、上記全圧測定管
と静圧測定管とを該静圧測定管が下流側に位置するよう
一体的に接合して構成したから、簡単な構造として安価
に提供し得ることは勿論、管路内流体の管路断面積に対
する各分割点における圧力計測を同時に行うことも可能
とすることができた。而も、上記構造からして、本発明
流体圧力感知装置による圧力損失も小さいものとし得、
更に、風速の変化に対しても精度に変動がなく、有効な
精度を呈することができ、実用性の極めて高いものとす
ることができた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の好ましい実施例を示すもので、第１図は
、本発明流体圧力感知装置の斜面図でおる。第２図は、
拡大して示す中央縦断面図で、第３図は、一部を断面し
て表わした正面図で、第９図は、右側面図である。第Ｓ
図は、本発明流体圧力感知装置を実際の管路途中に設置
する場合の好ましい実施例を示す斜面図である。第６図
乃至第１０図は、本発明流体圧力感知装置について種々
行った試験の測定値をピトー管による測定値と比較をし
て精度を検討した図である。 １・・・流体圧力感知装置 ２・・・全圧測定管　　３・・・静圧測定管４・・・全
圧測定孔　　５・・・靜圧測定孔特許庁長官　　島　１
）春　樹　殿 １．事件の表示　　　昭和５７年特許願第８１１５１号
２、発明の名称　　流体圧力感知装置 ６、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都新宿区下落合四丁目２５番１８号ウエツ）マスタ
ー株式会社 代表者　山　本　保　夫 ４、代理人 ６、補正の内容 （１）明細書の第６頁第２行目に［Ｎ、乃至”６Ｊとあ
るを、 「Ｎ、乃至ｙｇＪ と補正する。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 管路中の流体の流れ方向に直角の方向を長手方向とし、
   流れ方向上流に臨んで適宜数開孔した全圧測定孔を有す
   る全圧測定管と、流れ方向と適宜な角度をもった位置に
   適宜数開孔した静圧測定孔を有する上記全圧測定管よシ
   も大径の静圧測定管とからなり、上記全圧測定管と静圧
   測定管とを該静圧測定管が下流側に位置するよう一体的
   に接合したことを特徴とする流体圧力感知装置。