JPS6021771Y2 - 渦流量計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として流量の大きい被計測流体を対象とした
渦流量計に関する。

一般に、カルマン渦流量計として知られる流量計は、流
れる管路に設けた渦発生体によってその下流側に交互に
発生するカルマン渦を検出計数することにより流体の流
速又は流量を知るものであるため管路断面の大きさが渦
発生効果に適した大きさであること、又は渦検出及び計
数効果が優れていること等が流量精度の向上に大きな影
響を及ぼすものと謂われている。

殊に被計測流体の流量が大きくなると流量計全体の大型
化を余儀なくされ、高価となるのみならず精度を上げる
ためには２亦精密さを必要とせざるを得すコスト的にも
犬きな問題が考慮された。

本考案は、成上の点に着目して威されたもので、被測定
流体の流れる管路を二以上の複数の管路に分割し、その
うちの一つの管路を計測用の管路とし、該計測用の管路
に対し一塩上の分流用の管路を並設し、前記計測用の管
路には渦発生機構及び渦検出機構を設けると共に前記計
測用の管路以外の複数の分流用の管路に絞り機構を挿入
し断面積を変更して流量調整するようにして前記計測用
の管路の流量を計測することにより上記被測定流体の流
れる管路の総流量を計数できるようにした渦流量計にお
いて、前記計測用の管路は、整流器を備えた拡大筒部、
該筒部に連設される可及綾部及び該綾部に連設される直
状筒部より戒り之等の管路断面は角方形でその管路に超
音波吸音材を設けることにより上記計測用の管路のみを
用いて全体の流量を精度よく計測できるようにした渦流
量計を提供するものである。

更にまた、本考案の他の目的とするところは、渦発生機
構は単一の渦発生体の他、複数の渦発生板を並列させた
構成等好みの構造のものを利用できるようにした渦流量
計を提供するにある。

以下に、本考案の数多の実施例を図面と共に説明する。

図示の場合は、いずれも管路が２個並設した構成を示し
、しかもその中の一つの管路１の構成は同一構造を備え
ているが、必ずしも同一の構成である必要はない。

各実施例に示される共通の計測用の管路１を以下に詳述
する。

２は、流体の流れの方向と直角の断面を角方形とした直
状筒部、３は該直状筒部２の前部に連設されて漸次拡大
するノズルの如き弧状の可動綾部、４は該可及綾部３の
先端に設けられる断面角方形の拡大筒部で、その全域に
亘って格子状の整流器５を設けである。

６は一個又は複数の渦発生機構で、図示の場合は断面三
角形状の渦発生体であるが、例えば本出願人が既に開発
した特願昭４９−１３９０２吋に示すが如き複数構成の
渦発生体とすることもあり、いずれも直状筒部２に設け
るものである。

７は該渦発生機構６の下流側に設けた渦検出機構を示し
、互いに相対向する管壁８に超音波の通過は許す網状体
９を介して臨ませた超音波発信器７ａと超音波受信器７
ｂとによって構成されている。

１０は計測用の管路１の管壁８に沿ってその全域又は必
要箇所に添設した不織布等の超音波吸音材を示し、前記
渦検出機構７の精度向上を図るものである。

なお、このような計測用の管路１の構成は、本出願人が
既に出願した特願昭５３−８６６８６号に記載しである
のでその詳細を省くと共に之れが作用効果も同一である
のでその詳細は略す。

そして、上述の実施例で示される計測用の管路１は、必
ずしもその構成のすべてにおいて限定されるものではな
く、管路１の断面形状、整流器５、可及綾部３の有無は
関係ないと共に渦検出機構７も超音波検出手段である必
要はなく、要は被計測流体が円滑に流れ、且つカルマン
渦を発生し、しかも該渦を計数できる必要最小限の構成
を具備すれば良い。

１１は該管路１に隣設される分流用の他の管路で流体を
自由に通過させることができるように任意な断面形状を
備えている。

そして、第１図においては、管路１１は管路１と同形状
の直状筒部２′、可及綾部３′及び拡大筒部４′より構
成されているが、第２図では長さが短尺で全体の構成が
異なる管路１１であり、更にまた、第３図では直状の管
路１１に流量を可変できる絞り機構１２を介在させであ
る。

本考案は成上の構成に威るから、流路ａを流れる流体は
管路１及び管路１１で分流され、管路１１内を流れる流
体はそのまま計測されることなく流通するが管路１内を
流れる流体は、渦発生機構６及び渦検出機構７によって
検知測定され、両管路１及び１１を流れる全体の流量を
精度よく計測できるものである。

被計測流体は、計測用の管路１及び分流用の管路１１に
流入される。

ここにおいて、まず計測用の管路１の拡大筒部４に流入
された流体は該拡大筒部４の形状及び該拡大筒部４内に
設置された整流器５によって流れが規制される。

次いで弧状絞面を有する可及綾部３により流れが順次と
連続的に絞り込まれ整流化が促されて直状筒部２に達し
該直状筒部２に配設された渦発生機構６により、既に整
流状態の流体に規則正しいカルマン渦列を発生させる。

この渦列は流体の流速又は流量に関連して生皮されるも
のであるから、渦検出機構７によって正確な流速又は流
量を計数できるものである。

そして、本体はそのすべての断面形状が矩形であり、し
かもその形状は矩形断面の縦横の割合が任意にとれるの
で、大口径矩形断面の拡大筒部４から断面矩形の可及綾
部３を経て小口径矩形断面の直状筒部２に流入する流体
の流れをその流速、種類、大きさ等に応じて最適な状態
に保ち得ると共に矩形断面であるため、流体の流れは安
定しており旋回流の如き不都合な流れの発生を防ぐこと
ができるものである。

また、流路内に発生したカルマン渦は渦検出機構７の超
音波送信器７ａにより超音波が発信され相対向した管壁
８に臨まれる超音波受信器７ｂ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前記カルマン渦に
より変調される。

この変調された信号は超音波受信器７ｂ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。

そして、超音波発信器７ａから発信される超音波の波面
は球面状に広がりながら被計測流体中を伝播するため超
音波受信器７ｂ以外の管路の管壁８にも到達するが、こ
の内壁面には不織布のような超音波吸音材１０が貼付し
であるので、超音波が反射する虞れがなく、従って定在
波や反射波その他の雑音が発生せず、安定した流量測定
が可能となる。

さらにまた、渦検出機構７の超音波送受信器７ａ、７ｂ
の前面には網状体９をできるだけ超音波吸音材表面と同
一面に張設しであるか、又は超音波送受信器筐体前面に
網状体が張設しであるので、該部での流体の流れを乱さ
ないようにして高精度の渦検出を可能ならしめるもので
ある。

そして、流路の大きさ殊に流量が大きい場合、計測用の
管路１のみを構造的に固定し、之れに附設される分流用
の管路１１の大きさで流量を調節することにより、分流
用の管路１１の構成のみを選択して計測用の管路１と組
合わせて付設すれば良いので組立組成がすこぶる簡単と
なり、しかも第４図に示す如く被計測流体の単位パルス
に対する流量Ｑ（パルス定数）の比は成る定まった流量
範囲内では略々一定であるので、かかる一定の流量範囲
内に流量を保持するために管路１１に設けた絞り機構１
２によって制御したり、あるいはまた、管路１１内の管
壁に沿って断面積を加減できる棒体１２′を設けたりす
るものである。

なお、図において１３は流路ａのフランジ１４と固着で
きる管路１，１１のフランジである。

また、第５図乃至第７図においては本考案の他の実施例
を示しているが、前記実施例における計測用の管路１と
分流用の管路１１を一体化し、全体として一定の断面口
径を備え該断面口径内に計測用の管路１を固定配置し、
該管路以外の管部を分流用の管路１１として働かせるよ
うにしたもので、その基本的な作用、効果は前述した構
成のものと全く同一である。

なお、符号１５は支持片を示す。

本考案は成上の如く、計測用の管路は全体の形状が矩形
等の角力形断面をもって構成され、しかも流体流入側の
開口部の大きさが流体直状筒部の大きさに比し格段に大
きく形成され、しかも整流器を備えると共に更に両部を
可及綾部をもって滑らかに無理なく連結しであるので、
流量計本体内に流入する被計測流体は、まず大口径の角
力形断面及び整流器によって流れ状態が極めて滑らかに
規制され漸次と緩やかに絞られながら、なお一層流れ状
態が整流化され、しかも直状筒部の小口径の角力形断面
によって流速が一様に分布され、最適な流通状態を保ち
つつ渦発生機構によって渦の発生が生皮される。

従って、渦発生は極めて規則的な確実となり、測定精度
の向上を図り得ると共に、角力形断面であるが故に流れ
によって生ずる旋回流が出にくくなるばかりでなく、渦
発生機構、渦検出機構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果を有する。

更にまた、本考案にあっては計測用の管路は管壁の一部
所望箇所又は全域に亘って超音波吸音材を添設しである
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口面
には網状体を張設しであるので、流体の流れが乱れるの
を防ぎ流量を安定させて測定精度を向上できるものであ
る。

そして、本考案によれば、被計測流体は二又はそれ以上
の複数の管路に分流して通過し、特定の一つの管路を流
れる流体の流量をカルマン渦の検出、測定によって全体
の流量を知り得るようにしたものであるから、圧力損失
は極めて小さくてすみ、しかも流量の大きさに応じて計
測用の管路に付設すべき分流用の管路を容易に選定でき
ると共に適正な流量条件を保つためには絞り機構、又は
棒体の装着等による分流用の流路の断面調節が可能とな
る等の幾多の特徴を有するものであって、殊に大流量の
流量計測を比較的安価に高精度で行える効果を有する。

更に計測用の管路の渦検出機構の取付部には網状体を設
けることにより該取付部での流れを乱さないように構成
したので流量を安定して精度よく計測できる効果も有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本考案に係る渦流量計の三実施例を
示す要部構成を示す縦断説明図、第４図はパルス定数と
流量との関係を示すグラフ、第５図ａ、 ｂ乃至第７図
ａ、 ｂは本考案の他の数多の実施例で、計測用の流管
と分流用の流管を一体化した構成を示す断面図と正面図
である。 １・・・・・・計測用の管路、２・・・・・・直状筒部
、３・・・・・・可及綾部、４・・・・・・拡大筒部、
５・・・・・・整流器、６・・・・・・渦発生機構、７
・・・・・・渦検出機構、１０・・・・・・超音波吸音
材、１１・・・・・・分流用の管路、１２・・・・・・
絞り機構。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）被測定流体の流れる管路を二以上の複数の管路に
   分割し、そのうちの一つの管路を計測用の管路とし、該
   計測用の管路に対し一塩上の分流用の管路を並設し、前
   記計測用の管路には渦発生機構及び渦検出機構を設ける
   と共に前記計測用の管路以外の複数の分流用の管路の断
   面積を変更して流量調整するようにして前記計測用の管
   路の流量を計測することにより上記被測定流体の流れる
   管路の総流量を計数できるようにした渦流量計において
   、前記計測用の管路は、整流器を備えた拡大筒部、該筒
   部に連設される可及綾部及び該綾部に連設される直状筒
   部より戒り之等の管路断面は角力形でその管壁に超音波
   吸音材を設けたことを特徴とする渦流量計。
2. （２）複数の分流用の管路断面は、計測用の管路と同形
   状としたことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第（
   １）項記載の渦流量計。
3. （３）分流用の管路の流量調整は、該管路内に絞り機構
   を設けて流量範囲を調節できるようにしたことを特徴と
   する実用新案登録請求の範囲第（１）項又は第（２）項
   記載の渦流量計。
4. （４） 渦発生機構は、管路内で１個又はそれ以上の
   多数個によって形成されるようにしたことを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第（１）項乃至第（３）項いず
   れかに記載の渦流量計。