JPS5821120A - 渦流量計 - 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】 本’９Ａ明は、流体の移送が滑らかでカルマン渦の発生
が有効であり超音波信号検出が確実に行えるのみならず
取付設置が安定谷易且っ確実にできるようにした新規な
渦流１１　ｉｔに関する。

従来、一般に知られる此の柿の渦流量計は、断面形状が
円形で直線的な筒型の所謂円筒状を成しているので、流
厭計本体内を流れる流体の内、殊に渦発生機構の取付部
で管壁と接する部分からの１ａ１れの乱れ或は又超音波
送受信方式による渦検出機構にあってはその取付部で管
壁と接する部分からのり、れの乱れ等の影譬が大きく、
測定精度の向上に神々の問題があった。

更に又、一般に渦流量計の渦引測手段には、数多くの方
法が知られているが、その中で超音波発信及び受信によ
る所謂超音波計測手段は流量計本体内を流れる被計測流
体中に設けた渦発生機構により発生するカルマン渦の発
生周波数を超音波で検出して流量又は流速を測定する方
式として知られる。Ｒ１］ち、斯かる渦流量計として例
えば、実開昭５１−２４１５４号公報に記載されている
如く、超音波発信器から発信された超音波のカルマン渦
に基づく変調信号を超音波受信器で受信することにより
′ｔＡｌｉｍを測定できるカルマン渦流Ｊ、ｉ、　＊、
Ｉがあるが、その場合超音波発信器から光信された超音
波の波向は球面状に広がり乍ら伝播して対向する管壁に
到達し該管壁で反射された反射波と、伝播さ第１る超音
波とが干渉して強め合う結果、定在波を発生じたり、或
は管壁で反射する結果超音波受信器に雑音として受信き
れて了うので安定した信号の検出が出来なくなることが
ある。

ギｆに被４（ＩＩ定原流体空気のような気体の場合、気
体中を伝播する超音波の速度が温度により着しく変化す
るのでそれに伴い一定周波数の超音波ではその波長が変
化する結果、特定温度で定在波が発生することとなり、
低温から〜Ｉ温までの広い温度範囲に亘って安定した流
垣泗定が困難となることかある。

本発明は斜上の点に着目して成されたもので、■面形状
を円形となし、外部に数句用７ランジを設けて取刊設直
を容易、確夾且つ安定して行えるようにすると共に渦発
生機構成は又町４音波送受制による渦検出機構等の管壁
と接する個処からの流れの乱れ等を極少にして安定した
流体の流れと１１′＾九発生機能の向上を図るのみなら
ず、被計測流体の流れる方向と直角に設けた渦発生機構
により発生ずるカルマン渦の発生周波数を超せ波を利用
して検出計画するようにし、渦流量計本体の管壁内面に
多（Ｌ寅で、面密度が大きく細かな空洞（連続気泡）が
数多く分布するような不織布等の吸音機構をｌ＆Ｉ’ｌ
設して管壁での超音波を冶効に吸収させて、不都合な反
射を減じ、定在波や反射波の影響あるいは被計測流体が
気体の場合では渦度影殺をも減じるようにした渦ａＭ計
を提供するにある。

又、本発明の他の目的とする処は、流、体流入側開口部
の円形断面の大きさを渦発生機構を設けた流体直管部の
円形断面より大口径となし、対応する各面を弧状紋１ｆ
ｔｒ　を以って構成される司及絞部を連結し２Ｊ’ｔｆ
、　ｊｄ計本体に流入する流体を大口径円形断面より可
及的に小１」径内形断面に送り込み乍ら渦発生機構に移
送・せしめ、之れにより超音波利用による渦検出機構の
機能を向上できる渦動の規則的発生を期待できて測定精
度を著しく向上できるよ３− うにした渦流量計を提供するにある。

史に又、本光り」の他の目的とする処は、カルマン渦発
生機構によって発生されるカルマン渦を検知計数できる
超音波を利用した渦検出ｍｔの超音波送受信器の前面に
網状体を配設して超音波送受１目機能を向上できるよう
にした渦流量計を柳供するにある。

以下に本発明の実施例葡図面と共にＷＱ明する０１は流
体の流れ方向と直角断α旧で円形状を備えた渦流量計本
体ａの流体流入側の先端開口部に開口した大口径円形断
面の拡大開口部、２は渦発生機構３を配設した後端開口
部４に通ずる小ロ径円Ｊレー断面の直管部、５は該直管
ｓ２に於いて渦発生機構３の下流側に取付けた超音波送
受信機構６．７より成る渦検知計測機構を示し該機構５
紫管壁８に同定しである。

９は前記−口１５１Ｓ１と直管部５２との間に於て対応
する円形断面の全周に亘って弧状泣面１０を以って連結
される可及的軟部で、大口径円形断面より流入する血ヤ
ト紮有効に無地なく絞り込んで直管部５４− ２での渦光生機能を向上できるようにしである。

１ａは開口部１の管壁８内に配設した整流装置で、例え
ば図示の如きハニカム構造にしたり或は格子構造にした
りできるものであって乱流状態の被計測流体を拡大開口
部１に於て有効に整流化できるように配慮するものであ
る。

而して、前記した渦発生機構３は直管部２の中央部個処
の中央上下に向かい１つ流体の流れに対して直交する方
向に図示の如く一個同定固増するか或は第５図に示す如
く、頂部を前方に向けた三角柱状の渦発生杆３ａと該杆
３ａの後方に該杆３ａと同−巾員より成り且つ所望の間
隔を以って−又はそれ以上配置される渦発生板３ｍ）（
図示では三枚）とより構成すると共に、渦検知計測機構
５の前記超音波送受信機構６，７は渦発生機構３の接方
位置に於て、本体ａの横位置で相対向する管壁８に分Ｉ
ｌｔｍｌ定するものである。

１１は本体ａの管壁８に沿って添接した超音波吸収用の
吸音材で、多孔質で面密度が大きく空洞（連続気泡）が
数多く分布する不織布等の材料が有効である。例えは、
日本バイリーン株式会社（１１丸京郁中央１．イ日本橋
３−７−２０）の製造販売に併、る不織布Ｎｏ−１４８
（商品査号）を用い、之れをソニー・ケミカル株式会社
（東京都中央Ｅ×日本４ｉ６ｉ室町１−６）の製造販り
じにイ糸る［ソニー・ボンド働フィルムＴ４１００」を
両面接着剤として便用して管壁８に接着した。その使用
法を示せば、上記両１ｎＩ接堝剤は、フィルム晶相とし
てその表裏画面に接詣剤を備えているのでフィルム上の
片［（ｔ＋の接着剤塗布向に吸音月１１を載置して押圧
することによりフィルム上の片面に不１蛾布（吸音拐１
１）を貼着することができる。この場合、加湿しながら
押圧する方が接着効果が大きい。このようにして画面接
着剤に接着された不瀬布は、これを１プ「望の形状に切
断して雨間接着剤の他面の接着剤塗布向を利用して本体
ａの管壁８に結句すれは良いが、その軸囲番コ管壁８全
域でも良いが、超音波反射の影鴨が生ずる範囲内と限っ
ても差支えない。

以上吸−畠材１１に就いて本□体ａの管壁８に添貼した
場合を記述したが接着剤は上述の構成にとら７− われるものでなく、通常の接鳥剤又は溶着手段を以って
実施できると共にその吸音材１１の種類。

材料も翳・定されるものではない。

次に、１２．１２は超音波送信器６と旬音波受伯ｉ＋￥
７の取付面で、管壁８に溶接等で内層しである。１３．
１３は陶器６．７を遮閑するための取＋ｊ筒１２，１２
に１子等で盾１定できる取付蓋、１４．１４はシリコン
の如き緩衝拐のガスケットであって陶器６，７と数句蓋
１３，１３との間に介装し陶器６，７の管路内に於ける
先端面が管壁８と同一面になるように前記取付蓋１３，
１３によって固定しセε・動等の影特を防止している。

１５は渦発生機構３の止めビンを示す。

面して、前記超音波送信器６．超音波受信器７のｉｉｆ
面には網状体１６を張設するか、予め網状体１６を張設
しであるものを用いるか或は陶器６゜７の筺体前曲に張
設する等して管壁８の内面に添貼される吸音材１１の外
表面とできるだけ同−血を保持できるように網状体１６
を設置するのが好ましい。（第４図参照） 叙１−の構成に基づいて本発明の詳細な説明する。

机ｔ１−泗加１体は、先ず本体孔の拡大開口部１に流入
され、蛙に於て該拡大ｉＮ口部１の形状及び該拡大１０
部１内に設置された整ＦＴ、掛！ｊｆｉイ１１によって
かｒｌれが規ｔａｉｌされる。次いで弧状紋面１０を看
するｒＪ１及的紋部９により流れが順次と連綿的に紋り
込まれ整流化が促されて直管部２に達し該直管部２にｌ
！ｉ［！設びれた渦発生機構３により、既に整流状μｍ
（の流体に規則正しいカルマン泄１列を発生せしめる。

この渦動は流体の流速又は流加に１ｈ達して生成される
ものであるから、渦検知計測機構５によって正確に測定
され正確な流、＊又は流１旭をに１″数できるものであ
る。

面して、本俸ａはその総べての断面形状が円形であるの
で大ＩＩＩ径円形−１面の拡大開口部１より〜■１１１
円形のｎＩ’　、＆（的紋部９を経て小［１径円形断面
の直言δ１（２に流入するｆ’Ｉｎ、体のｍ（、れをそ
の流速、押角。

大きさ等に応じて最適な状態に保ち得ると共に従来の如
きＲｉｊ端開ｌ」部と後端開［］都とが同−面積のもの
と異り拡大開口部１と可及的収部９並びに整８− 流上制御ａにより流体の諦１れは安定しており旋ＩＶ１
血、の１１１１き不都合なθＷ、れの発生を防ぐことが
できるものであ４Ｉ。

又、円形曲面ン・以って仔ト成される本体ａは取付用フ
ランジ１７を設けることにより所値の取付面に正体に偏
倚すること２（＜安定して而かも確笑に酢拾できる。史
に又、渦発生愼柘３に庫−４いて単体ｈ・成、でなく二
又はそれ以上の複数構成の渦発生機構３を附設する時は
、更にカルマン渦発生効果の優れた効果を呈する。

＋ｍ　Ｌ／て、流路内に発生したカルマン渦は超音波１
筒検出計測機拾５の超音波送信器６により超音波が光信
され相対向した管壁８に臨まれる超音波受４ＦＳ　Ｗｉ
　７に送信されるが上記被計測流体中を超音波が伝播さ
れる間にロリ記カルマン渦により変動される。この変鉤
された信号は超音波受信器７によりカルマン渦に基づく
渦発生信号として検出される。

而して超竹波うむ信Ｕａ６から発信される超音波の１Ｉ
３ｒ　ｒｒｕは球面状に拡がり乍ら被計測治５体中金伝
播するので胆廿波受伯イＲ７以外の管路の管壁８にも到
連するが、この内壁面には不織布の如き吸音材１１を貼
付しであるので、超音波が反射する厘れなく又史に陶器
６，７はガスケツＮ４，１４の防掠材を介して固着しで
あるので振動などなどの影響を受は鮒く従って定在波や
反射波その他の雑音がｓｂ生せず、安定した１５ｆｔ、
　Ｉｆｊ測定が可能となる。実験に拠ると被計測流体が
空気の場合、高温に於ても温度の影響がみられず、安定
した信号が観察された。

而して、超音波渦検出＠構５の超音波送受信器６．７の
前面には網状体１６をできるだけ吸音材表面と同一面に
張設しであるか超音波送受信器筐体前曲に網状体が張設
しであるので核部での超音波反射等の不都合を解消して
高精度の渦検出を用北ならしめるものである。

なお、取付用７ランジ１７を設けないで、別体の取付具
を用いて流毎計本俸ａを所望の取付位貯に画定してもよ
い。

本発明に拠れは、１ｊＷＪｔ計本体全体の形状が円形状
断ｒＩｌｉを以って構ハリ９され、血かも流体流入側の
開１１部の大きさが流体直管部の大きさに比し格段と大
きく形成され、面かも整面、装置を備えると共に６　璧
１に両部５を可及的絞部を以って滑らかに力ｌＦ理なく
辿結しであるので、流、胤１１本体内にθＩ↑、入する
被計ｉ１！！１席体は、先ず大口径の円形断面及び整流
装置によって流れ状態が極めて滑らかに規制され漸次と
巖やかに絞られ乍ら、尚一層流れ状態が整流化され、血
かも直管部の小口径の円形断面によって流才が一様に分
布され、最適な流通状態を保ち乍ら渦発生機構によって
渦の発生が生成される。

従って、円形断面であるが、渦発生は極めて規則的で確
実となり、精度の向上を図り得ると共に、従来の如き廁
管部が′単なる円筒型のため発生しやすかった旋回流は
出にくくなり、渦発生機構、渦検知計数慎横の管壁と接
する部分よりの流れの乱れを極少にできる効来を有する
。

更に又、本発明にあっては’ｔ１Ｍの一部所望個処又は
全域に亘って吸音材を添接しであるので渦検出用の超音
波送信器及び超音波受信器の管壁反射という不都合が回
避できると共に両送受信器の開−１１− 日向には細（ｋを張設しであるので尚一層反射という不
都合を防いで測定精度を向上でき、るものであるＯ 史に又、本発明に拠れば全体が円解の断面であるため製
作が極めて宕易であり、特に可及的軟部は形状９寸法な
ど簡単に所委の構造のものを作成でき生産性の能率同上
に役立つものである。

４゜迫力１１の閃４糸 原発明は破性１測流体の流れる拡大開口部及び専管の流
体の流れ方向と直角のｍ＋　ｒｕｒを角形状となしたも
のであるが、この発明は該断面を円形状としたもので摩
特許発明と同一の目的を達成するもの′（：ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る渦加、Ｍ人計の一実施例を示す一
部切欠斜視図、第２図は同上の一部仙断拡太平向図、第
３図は同上のｉｔ　−ｒｕ　１ｉｉＩｉｌｔｓｒ面図、
第４図は超音波送受信器の管壁取付状態を示す要部の一
酩切欠拡大平凹図、第５図は渦発生機構を複数構ｈ（、
とじた他側の渦流量計の一部切欠斜視図である０１２− １・・・・・・・・・円形状渦流重計本悴ａの拡大開口
部２・・・・・・・・・１亘ｑイを都 ３・・・・・・・・・Ｗ・１１釦生１幾構５・・・・・
・・・・超音波送信器６及び超音波受信器１よりＩｙ、
るＡ°１１音波渦４τＱ出・隈４Ｎ９・・・・・・・・
・口１及的絞部 １１・・・・・・吸音材 １４・・・・・・鞍仲Ｓ材 １６・・・・・・網状体 特開昭５８−２１１２０　（５）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 祉計測流体が流れる導管内に流体の流れ方向と１角に静
   止し、前記導管の長手方向中心線を横切って設けた渦発
   生機構の後方にう６生するカルマン渦を検１１シて流込
   、流紺を計測できるようにした渦流量計に於て、前記導
   管の流体の流れ方向と直角の断面を円形吠となし而かも
   導管の先端開口部を拡大開口部となし耳つ所望の整流器
   を装着すると共に前記拡大開口部に連続してノズルの如
   き司及的綬都を設は更に次第に渦発生機構並びに超音波
   を利Ｊ４’ｌ　ｌ、た渦検出機構及び俵・端開口部を有
   する圓官部會連設せしめ、別記専管の内壁の全面、若し
   くはＦ９Ｔ望部分を不織布等の超音波吸音材を接漬汀、
   設して成る渦流１鼠計。