JPS6352011A - カルマン渦流量計 - Google Patents
カルマン渦流量計Info
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- JPS6352011A JPS6352011A JP19526086A JP19526086A JPS6352011A JP S6352011 A JPS6352011 A JP S6352011A JP 19526086 A JP19526086 A JP 19526086A JP 19526086 A JP19526086 A JP 19526086A JP S6352011 A JPS6352011 A JP S6352011A
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 241001149911 Isopoda Species 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 208000014617 hemorrhoid Diseases 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
- G01F1/3218—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、流体の流れの中に垂直に挿入される柱状物体
の下流に規則的に発生するカルマン渦列の周波数から流
体の流速または流量を検出するカルマン渦流量計に関す
る。
の下流に規則的に発生するカルマン渦列の周波数から流
体の流速または流量を検出するカルマン渦流量計に関す
る。
第９図に、従来のカルマン渦流量計の概略構成図を示す
。同図において、１は管路、２は渦発生体である一対の
柱状体、４は渦検出部である。また、渦検出部４は主と
して上部および下部ノ・ウジング５Ａ、５Ｂと振動子６
からなる。なお、柱状体２は第１０図に示すように断面
がほぼ二等辺三角形状に形成された上流柱状体２１と、
断面がほぼ等脚台形状に形成された下流柱状体２２とか
ら構成され、流れに垂直に挿入される。この柱状体２に
より両側近傍に発生するカルマン渦７の圧力変動は開口
部３Ａ、３Ｂを経て渦検出部４に導入される。
。同図において、１は管路、２は渦発生体である一対の
柱状体、４は渦検出部である。また、渦検出部４は主と
して上部および下部ノ・ウジング５Ａ、５Ｂと振動子６
からなる。なお、柱状体２は第１０図に示すように断面
がほぼ二等辺三角形状に形成された上流柱状体２１と、
断面がほぼ等脚台形状に形成された下流柱状体２２とか
ら構成され、流れに垂直に挿入される。この柱状体２に
より両側近傍に発生するカルマン渦７の圧力変動は開口
部３Ａ、３Ｂを経て渦検出部４に導入される。
ところで、上流および下流柱状体２１．２２の各底辺部
はその長さｄ １ ＋ ４２をほぼ等しくし、−定の間
隔ａを隔てて管路１の流れ方向に対してほぼ直角に配置
されている。こうすることにより、柱状体２は流体の圧
力損失が少なく、しかも広い測定範囲にわたり直線性を
有する良好な流量特性が得られる。
はその長さｄ １ ＋ ４２をほぼ等しくし、−定の間
隔ａを隔てて管路１の流れ方向に対してほぼ直角に配置
されている。こうすることにより、柱状体２は流体の圧
力損失が少なく、しかも広い測定範囲にわたり直線性を
有する良好な流量特性が得られる。
しかしながら、流速が微少時間で繰り返し変化するエン
ジン等の脈流状態時には、この脈動変化幅が大きくなる
と、渦の発生が乱れて流ｎの測定が困難になると云う問
題がある。
ジン等の脈流状態時には、この脈動変化幅が大きくなる
と、渦の発生が乱れて流ｎの測定が困難になると云う問
題がある。
したがって、本発明は脈流等の流速の過渡的変化に対し
てもカルマン渦の発生が安定し、しかもその構成が簡単
で、かつ製作が容易なカルマン渦流量計を提供すること
を目的とする。
てもカルマン渦の発生が安定し、しかもその構成が簡単
で、かつ製作が容易なカルマン渦流量計を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
断面がほぼ二等辺三角形状の上流柱状体と、断面がほぼ
等脚台形状の下流柱状体とからなり、前記上流柱状体お
よび下流柱状体の底辺部の長さをほぼ等しくし、前記底
辺部が互いに対向して平行で、所定の間隔を有する柱状
体において、前記下流柱状体の等脚を々す角度を約６０
°とする。
等脚台形状の下流柱状体とからなり、前記上流柱状体お
よび下流柱状体の底辺部の長さをほぼ等しくし、前記底
辺部が互いに対向して平行で、所定の間隔を有する柱状
体において、前記下流柱状体の等脚を々す角度を約６０
°とする。
上記の如くすることにより、簡単な構成で高い脈流追従
性能を得るようにする。
性能を得るようにする。
次に、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。同
図において柱状体２は上流柱状体２１と、下流柱状体２
２とからなる。上流柱状体２１は断面がほぼ二等辺三角
形状であり、下流柱状体２２は断面がほぼ等脚台形状で
ある。上流および下流柱状体２１．２２は、その長さｄ
１＋ｄ２をほぼ等しくする底辺部２１Ａ、２２Ａが流体
の流れ方向に対し所定の間隔ａを保って垂直に挿入され
、互いに平行になるように配置される。ここで、等脚台
形状の下流柱状体２２の等脚のなす角度βは約６０”と
することにより、脈流追従性能の向上を図る。
図において柱状体２は上流柱状体２１と、下流柱状体２
２とからなる。上流柱状体２１は断面がほぼ二等辺三角
形状であり、下流柱状体２２は断面がほぼ等脚台形状で
ある。上流および下流柱状体２１．２２は、その長さｄ
１＋ｄ２をほぼ等しくする底辺部２１Ａ、２２Ａが流体
の流れ方向に対し所定の間隔ａを保って垂直に挿入され
、互いに平行になるように配置される。ここで、等脚台
形状の下流柱状体２２の等脚のなす角度βは約６０”と
することにより、脈流追従性能の向上を図る。
こうすることの根拠は、久のとおりである。すなわち、
低流量時の渦を可視化した結果、発生した渦の形状、特
に温間の相互干渉状態が角度βによって変化することが
解り、これからこの角度βに着目して角度βの脈流追従
性に対する実験をし、第２図に示すように角度βが約６
０゛のとき最も高い脈流追従性能が得られたことによる
。なお、第２図で云う脈動率とは、流体の流速Ｖと脈動
振幅ΔＶとの関係が第６図の如く示されるとき、〔ΔＶ
／２Ｖ］Ｘ１００％で表わされる２を云うものとする。
低流量時の渦を可視化した結果、発生した渦の形状、特
に温間の相互干渉状態が角度βによって変化することが
解り、これからこの角度βに着目して角度βの脈流追従
性に対する実験をし、第２図に示すように角度βが約６
０゛のとき最も高い脈流追従性能が得られたことによる
。なお、第２図で云う脈動率とは、流体の流速Ｖと脈動
振幅ΔＶとの関係が第６図の如く示されるとき、〔ΔＶ
／２Ｖ］Ｘ１００％で表わされる２を云うものとする。
■は流速平均値を示す。
また、従来流速と渦周渡数の特性は、前記角度βが４０
度以下のとき広い流速範囲で高い五線性を得ていた。し
かし、その後の実験により、管路入口の絞りによってこ
の五線性に対して角度βの影響が減少し、第４図に示す
よう：てβ二≦８０°の範囲までほぼ同じ五線性を示し
、かつその他の定常特性も劣化しないことが明らかとな
ったこと痔の理由による。なお、第４図に云うストロ−
ハル数とは、（渦周波数×代表長さ／流速）にて表わさ
れる量である。
度以下のとき広い流速範囲で高い五線性を得ていた。し
かし、その後の実験により、管路入口の絞りによってこ
の五線性に対して角度βの影響が減少し、第４図に示す
よう：てβ二≦８０°の範囲までほぼ同じ五線性を示し
、かつその他の定常特性も劣化しないことが明らかとな
ったこと痔の理由による。なお、第４図に云うストロ−
ハル数とは、（渦周波数×代表長さ／流速）にて表わさ
れる量である。
次に、第５図を参照する。なお、同図は流体が脈流を生
じている際のカルマン渦発生の追従状態を説明するため
の説明図である。同図において、■は脈動振幅Δｖ１ま
たはΔ■２にて脈動する流体の流速、ΔＰａは第１図に
示した本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力、ΔＰｂは第９図に示した従来装置におけ
る柱状体２の付近に生じるカルマン渦に基づく圧力であ
る。
じている際のカルマン渦発生の追従状態を説明するため
の説明図である。同図において、■は脈動振幅Δｖ１ま
たはΔ■２にて脈動する流体の流速、ΔＰａは第１図に
示した本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力、ΔＰｂは第９図に示した従来装置におけ
る柱状体２の付近に生じるカルマン渦に基づく圧力であ
る。
しかして、第５図（Ａ）は流体の脈動蚕幅Δｖ１の際の
それぞれの圧力ΔＰ ａ ＋ΔＰｂを示し、一方、第５
図（Ｂ）は流体の脈動振幅Δｖ１（〉Δ■１）の際と同
様にそれぞれの圧力ΔＰａ、ΔＰｂを示す。
それぞれの圧力ΔＰ ａ ＋ΔＰｂを示し、一方、第５
図（Ｂ）は流体の脈動振幅Δｖ１（〉Δ■１）の際と同
様にそれぞれの圧力ΔＰａ、ΔＰｂを示す。
第５図（Ａ）によれば、流体の脈動振幅Δ■１ の際
には、本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力ΔＰａ、従来装置における柱状体２の付近
に生じるカルマン渦に基づく圧力Δｐｂは共にかかる脈
ｆＩＪ振幅に良好に追従して良好な圧力変動を生じてい
ることが分る。しかしながら、第５図（Ｂ）によれば、
流体の脈動振幅が大きくなってΔｖ２（〉Δ■１）にな
ると、本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力ΔＰａは、かかる脈動振幅Δ■２に良好に
追従して良好な圧力変動を生じるが、従来装置における
柱状体２の付近に生じるカルマン渦に基づく圧力ΔＰｂ
は、−点鎖線の丸印にて示したように、かかる脈動振幅
Δｖ２に追従しないで、圧力変動が乱れることが実験の
結果明らかとなった。
には、本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力ΔＰａ、従来装置における柱状体２の付近
に生じるカルマン渦に基づく圧力Δｐｂは共にかかる脈
ｆＩＪ振幅に良好に追従して良好な圧力変動を生じてい
ることが分る。しかしながら、第５図（Ｂ）によれば、
流体の脈動振幅が大きくなってΔｖ２（〉Δ■１）にな
ると、本発明による柱状体２の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力ΔＰａは、かかる脈動振幅Δ■２に良好に
追従して良好な圧力変動を生じるが、従来装置における
柱状体２の付近に生じるカルマン渦に基づく圧力ΔＰｂ
は、−点鎖線の丸印にて示したように、かかる脈動振幅
Δｖ２に追従しないで、圧力変動が乱れることが実験の
結果明らかとなった。
従って、第５図（Ｂ）によれば、脈動振幅が大きくなっ
ても、本発明による柱状体２の場合には、カルマン渦の
発生が安定的に生じることが理解できる。
ても、本発明による柱状体２の場合には、カルマン渦の
発生が安定的に生じることが理解できる。
ここで、本実施例における角度β（約６０°）以外の渦
発生体ディメンジョンについて、実験の結果明らかにな
った点を以下に列記する。
発生体ディメンジョンについて、実験の結果明らかにな
った点を以下に列記する。
１）上流と下流の柱状体の代表長さがはぼ等しい（ｄ１
〜ｄ２ヨｄ）とき最も安定な渦が発生し、ＳＮ比良く渦
を検出できる。
〜ｄ２ヨｄ）とき最も安定な渦が発生し、ＳＮ比良く渦
を検出できる。
２）上流柱状体の二等辺三角形の頂角αは、９０゜≦α
≦１２０°のとき圧力損失が小さく、かつ安定な渦の検
出が行なえる。
≦１２０°のとき圧力損失が小さく、かつ安定な渦の検
出が行なえる。
３）下流柱状体の等脚台形の高さｈをｈ≦ｄ／２とする
と、第６図に示すように、低流速域においても安定に渦
を検出することができ、かつ直線性が良い。
と、第６図に示すように、低流速域においても安定に渦
を検出することができ、かつ直線性が良い。
４）上流、下流の柱状体の間隔ａは、０．２ｄ〜０．３
ｄに選定すると計測範囲が広く、かつ直線性が良い（第
７．８図参照）。
ｄに選定すると計測範囲が広く、かつ直線性が良い（第
７．８図参照）。
本発明によれば、断面がほぼ二等辺三角形の上流柱状体
と、断面がほぼ等脚台形状の下流柱状体とから構成され
、これら上流および下流柱状体の底辺部の長さをほぼ等
しくし、互いに平行で所定の間隔を有する柱状体におい
て、等脚台形状の下流柱状体の等脚のなす角度を約６０
°とすることにより、簡単壜構成で脈流等の流速の過ｅ
釣変化にもカルマン渦の発生が安定して追随するカルマ
ン渦流量計を提供し得る利点がもたらされる。
と、断面がほぼ等脚台形状の下流柱状体とから構成され
、これら上流および下流柱状体の底辺部の長さをほぼ等
しくし、互いに平行で所定の間隔を有する柱状体におい
て、等脚台形状の下流柱状体の等脚のなす角度を約６０
°とすることにより、簡単壜構成で脈流等の流速の過ｅ
釣変化にもカルマン渦の発生が安定して追随するカルマ
ン渦流量計を提供し得る利点がもたらされる。
第１図は本発明の実施例を示す概略構成図、第２図は下
流柱状体の等脚のなす角度と脈動率との関係を示す特性
図、第３図はＷ効率を説明するための説明図、第４図は
流速とストロ−ハル舷との関係を示す特性図、第５図は
流体に脈動が生じている際のカルマン渦発生の追従状態
を説明するための説明図、第６図は下流柱状体の等脚の
なす角度を６０度とし、その台形の高さを変化させたと
きの流速対ストロ−・・ル数の関係を示す特性図、第７
図は上、下流柱状体の間隔と渦を検出できる最小流速と
の関係を示す特性図、第８図は上、下流柱状体の間隔を
変化させたときの流速対ストロ−ハル数の関係を示す特
性図、第９図はカルマン渦流量計の従来例を示す概略構
成図、第１０図は第９図における渦発生体を説明するだ
めの断面図である。 符号説明 １・・・・・・管路、２・・・・・・渦発生体、２１・
・・・・・上流柱状体、２２・・・・・・下流柱状体、
２１Ａ、２２Ａ・・・・・・柱状体底辺部、３Ａ、３Ｂ
・・・・・・開口部、４・・・・・・渦検出部、５Ａ、
５Ｂ・・・・・・ハウジング、６・・・・・・振動子、
７・・・・・・カルマン渦。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 β（攬〕 第３図 第４図 流Ｊ惠 （ｍ／Ｓ） 第６図 ；１通（ｍ／ｓ） 第 ７ 図 第８図 う反ｉ （ｍ／Ｓ）
流柱状体の等脚のなす角度と脈動率との関係を示す特性
図、第３図はＷ効率を説明するための説明図、第４図は
流速とストロ−ハル舷との関係を示す特性図、第５図は
流体に脈動が生じている際のカルマン渦発生の追従状態
を説明するための説明図、第６図は下流柱状体の等脚の
なす角度を６０度とし、その台形の高さを変化させたと
きの流速対ストロ−・・ル数の関係を示す特性図、第７
図は上、下流柱状体の間隔と渦を検出できる最小流速と
の関係を示す特性図、第８図は上、下流柱状体の間隔を
変化させたときの流速対ストロ−ハル数の関係を示す特
性図、第９図はカルマン渦流量計の従来例を示す概略構
成図、第１０図は第９図における渦発生体を説明するだ
めの断面図である。 符号説明 １・・・・・・管路、２・・・・・・渦発生体、２１・
・・・・・上流柱状体、２２・・・・・・下流柱状体、
２１Ａ、２２Ａ・・・・・・柱状体底辺部、３Ａ、３Ｂ
・・・・・・開口部、４・・・・・・渦検出部、５Ａ、
５Ｂ・・・・・・ハウジング、６・・・・・・振動子、
７・・・・・・カルマン渦。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１図 第２図 β（攬〕 第３図 第４図 流Ｊ惠 （ｍ／Ｓ） 第６図 ；１通（ｍ／ｓ） 第 ７ 図 第８図 う反ｉ （ｍ／Ｓ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）断面がほゞ二等辺三角形状の上流柱状体と、断面が
ほゞ等脚台形状の下流柱状体とからなり、各柱状体の底
辺部をその長さをほゞ等しく、かつ互いに所定の間隔を
もつて平行に対向配置してなる柱状体を流体の流れの中
に挿入し、その柱状体の近傍に発生するカルマン渦列の
周波数から流速または流量を計測するカルマン渦流量計
において、前記等脚台形状下流柱状体の等脚のなす角度
をほゞ６０度とすることを特徴とするカルマン渦流量計
。 ２）特許請求の範囲第１項に記載のカルマン渦流量計に
おいて、 前記上流柱状体の断面三角形の頂角は９０度〜１２０度
とし、前記底辺部の長さをｄとするとき前記下流柱状体
の台形の高さはｄ／２以下とし、かつ上、下流柱状体の
間隔は０．２ｄ〜０．３ｄとすることを特徴とするカル
マン渦流量計。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19526086A JPS6352011A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | カルマン渦流量計 |
| US07/043,044 US4782710A (en) | 1986-04-30 | 1987-04-27 | Karman vortex flow meter |
| GB8710130A GB2191581B (en) | 1986-04-30 | 1987-04-29 | Karman vortex flow meter |
| DE19873714344 DE3714344A1 (de) | 1986-04-30 | 1987-04-29 | Karmanwirbel-stroemungsmesser |
| GB9000330A GB2225638B (en) | 1986-04-30 | 1990-01-08 | Karman vortex flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19526086A JPS6352011A (ja) | 1986-08-22 | 1986-08-22 | カルマン渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352011A true JPS6352011A (ja) | 1988-03-05 |
Family
ID=16338179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19526086A Pending JPS6352011A (ja) | 1986-04-30 | 1986-08-22 | カルマン渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6352011A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012079297A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Acn Industry Co., Ltd | Polygonal fluid flow displacement members |
-
1986
- 1986-08-22 JP JP19526086A patent/JPS6352011A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012079297A1 (en) * | 2010-12-17 | 2012-06-21 | Acn Industry Co., Ltd | Polygonal fluid flow displacement members |
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