WO2020129250A1 - 流量測定装置 - Google Patents

流量測定装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020129250A1
WO2020129250A1 PCT/JP2018/047315 JP2018047315W WO2020129250A1 WO 2020129250 A1 WO2020129250 A1 WO 2020129250A1 JP 2018047315 W JP2018047315 W JP 2018047315W WO 2020129250 A1 WO2020129250 A1 WO 2020129250A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow path
main
flow
pipe
dimension
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/047315
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴司 森山
幸司 吉瀬
有吉 雄二
直之 岸川
一太 赤木
圭佑 吉田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2018/047315 priority Critical patent/WO2020129250A1/ja
Priority to JP2020561128A priority patent/JP6991366B2/ja
Publication of WO2020129250A1 publication Critical patent/WO2020129250A1/ja

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/68Measuring 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 thermal effects
    • G01F1/684Structural arrangements; Mounting of elements, e.g. in relation to fluid flow

Definitions

  • the present invention relates to a flow rate measuring device that measures the flow rate of a fluid to be measured flowing through a pipe.
  • a pipe connecting portion that is connected to a pipe through which air flows, a main body portion that is arranged inside the pipe when the pipe connecting portion is connected to the pipe, and a main body portion that is provided in the main body portion and measure the flow rate of air
  • a flow rate measuring device including a measuring element is known.
  • An internal flow path through which a part of the air flowing through the pipe flows is formed in the main body.
  • a measurement element is arranged in the internal channel (for example, Patent Document 1).
  • the widthwise dimension of the main body is constant between the end of the main body on the pipe connection side and the portion of the main body where the internal flow path is formed. Has become. Therefore, when a nonuniform flow occurs in the gas flowing through the pipe on the upstream side of the flow rate measuring device, the flow rate of the gas in the internal flow path changes. As a result, there is a problem that the measurement accuracy of the flow rate measuring device is reduced.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a flow rate measuring device capable of improving measurement accuracy.
  • the flow rate measuring device includes a pipe connecting portion connected to a pipe through which a fluid to be measured flows, a main body portion arranged inside the pipe when the pipe connecting portion is connected to the pipe, and a main body portion.
  • a measuring element for measuring the flow rate of the fluid to be measured the main body portion, the support portion supported by the pipe connecting portion, an internal flow path through which a part of the fluid to be measured flowing through the pipe is formed,
  • a flow measuring unit supported by a supporting unit, a measuring element is arranged in the internal flow path, and the supporting unit is more connected to the pipe connecting unit than the flow measuring unit in the first direction which is the height direction of the main body.
  • the size of the support part in the third direction which is the width direction of the main body, is larger than the size of the flow rate measurement part in the third direction. Is also small.
  • the flow rate measuring device of the present invention it is possible to suppress a change in the flow rate of the fluid to be measured in the internal flow path when the fluid to be measured flowing through the pipe on the upstream side of the flow rate measuring device has a drift. .. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device can be improved.
  • FIG. 1 It is a front view showing the state where the flow measurement device concerning Embodiment 1 of this invention was attached to piping. It is the figure which looked the flow measuring device and piping of FIG. 1 in the front-back direction. It is a perspective view which shows the main-body part of FIG. It is a top view which shows the support part of FIG. 1, an element cover, and a main flow path cover. It is a perspective view which shows the internal flow path of FIG. It is a side view which shows the flow measuring device of a comparative example. It is a side view which shows the flow measuring device of a comparative example. It is a side view which shows the state which the flow measuring device of FIG. 1 was attached to the piping.
  • FIG. 1 It is a side view which shows the state which the flow measuring device of FIG. 1 was attached to the piping. It is a figure which shows the flow of the gas around the internal flow path and flow rate measurement part of FIG. It is a figure which shows the flow of the gas around the internal flow path of FIG. 9, and a flow measurement part. It is a perspective view which shows the main-body part of the flow measuring device which concerns on Embodiment 2 of this invention. It is a perspective view which shows the main-body part of the flow measuring device which concerns on Embodiment 3 of this invention. It is a perspective view which shows the internal flow path of the flow measuring device which concerns on Embodiment 4 of this invention.
  • FIG. 1 is a front view showing a state in which a flow rate measuring device according to Embodiment 1 of the present invention is attached to a pipe.
  • the arrow indicates the direction of the flow of the gas that is the fluid to be measured flowing through the pipe 1.
  • the main flow direction of the gas in the case where the gas flowing through the pipe 1 does not flow unevenly and changes with time is defined as the front-rear direction D1.
  • the direction facing the upstream side in the front-back direction D1 is defined as the front direction.
  • the direction that faces the downstream side in the front-rear direction is the rear direction.
  • Upstream is upstream with respect to the flow of gas, and downstream is downstream with respect to the flow of gas.
  • the front-back direction D1 corresponds to the second direction in which the pipe 1 extends.
  • a device connection hole 11 is formed in the wall of the pipe 1.
  • the flow rate measuring device 100 is inserted into the pipe 1 through the device connection hole 11.
  • the flow rate measuring device 100 includes a pipe connecting portion 2 connected to the pipe 1, a main body portion 3 arranged inside the pipe 1 when the pipe connecting portion 2 is connected to the pipe 1, and an inside of the main body portion 3. And a measuring element 4 for measuring the flow rate of gas.
  • the main body portion 3 is arranged inside the pipe 1 through the device connection hole 11.
  • the pipe connection part 2 is inserted into the device connection hole 11.
  • the pipe connecting portion 2 is fixed to the pipe 1 while the pipe connecting portion 2 is inserted into the device connecting hole 11.
  • the flow measuring device 100 is fixed to the pipe 1 by fixing the pipe connecting portion 2 to the pipe 1.
  • flange connection, screw connection and the like can be mentioned.
  • the direction in which the flow rate measuring device 100 is inserted into and removed from the device connection hole 11 is defined as the vertical direction D2.
  • the vertical direction D2 is orthogonal to the front-back direction D1.
  • the direction from the main body 3 toward the pipe connecting portion 2 is defined as the upward direction.
  • the direction from the pipe connecting portion 2 to the main body portion 3 is referred to as the downward direction.
  • the up-down direction D2 coincides with the first direction which is the height direction of the main body 3.
  • the body part 3 includes a support part 31 supported by the pipe connection part 2 and a flow rate measurement part 32 supported by the support part 31.
  • the support portion 31 is arranged closer to the pipe connection portion 2 than the flow rate measurement portion 32 in the vertical direction D2.
  • the flow rate measuring unit 32 is formed with an internal flow path 33 through which a part of the gas flowing through the pipe 1 flows.
  • the internal flow path 33 includes a main flow path 34 that penetrates the flow rate measurement unit 32 in the front-rear direction D1.
  • the main flow path 34 includes an upstream main flow path 342 having an inflow port 341 through which a gas flows, a downstream main flow path 344 having an outflow port 343 through which a gas flows out, and an upstream main flow path 342 in the front-rear direction D1.
  • a contraction flow path 345 provided between the main flow path 344 and the downstream main flow path 344.
  • the upstream main flow channel 342, the contraction flow channel 345, and the downstream main flow channel 344 are arranged side by side in the rearward direction.
  • the flow passage cross-sectional areas of the contraction flow passage 345 are smaller than the flow passage cross-sectional areas of the upstream main flow passage 342 and the downstream main flow passage 344, respectively.
  • a branch port 346 is formed on the upstream side surface of the upstream main flow path 342.
  • a merging port 347 is formed on the upstream side surface of the downstream main flow path 344, which is on the upstream side.
  • the internal flow path 33 is provided with a measuring element flow path 35, one end of which is connected to the branch port 346 and the other end of which is connected to the merging port 347.
  • the measurement element channel 35 is connected to the main channel 34 so as to sandwich the contracted channel 345.
  • the measurement element flow path 35 is arranged closer to the pipe connection part 2 than the main flow path 34 in the vertical direction D2.
  • the measuring element 4 is arranged in the measuring element flow path 35.
  • the flow rate measurement unit 32 is provided in the main flow channel cover 36, which is a main flow channel unit in which the main flow channel 34 is formed, an element cover 37 which is a measurement element flow channel unit provided in the main flow channel cover 36, and the main flow channel cover 36. And a vertically symmetric structure 38 which is a structured part.
  • the element cover 37 is arranged closer to the pipe connecting portion 2 than the main flow path cover 36 in the vertical direction D2.
  • the main flow path cover 36 is arranged between the element cover 37 and the vertically symmetrical structure 38 in the vertical direction D2.
  • the flow rate measuring device 100 is provided outside the pipe 1 with an element wiring 5 electrically connected to the measuring element 4, a control circuit 6 electrically connected to the measuring element 4 via the element wiring 5, It is provided with a connector section 7 for exchanging signals with an external device (not shown).
  • the control circuit 6 and the connector section 7 are electrically connected to each other.
  • the signal indicating the measurement result of the measuring element 4 is arithmetically processed in the control circuit 6.
  • the signal processed by the control circuit 6 is transmitted as a flow rate signal to an external device through the connector section 7.
  • the outer shape of the flow rate measuring device 100 is composed of the respective outer shapes of the connector section 7, the pipe connection section 2, the support section 31, the element cover 37, the main flow path cover 36, and the vertically symmetrical structure 38.
  • the connector portion 7, the pipe connection portion 2, the support portion 31, the element cover 37, the main flow path cover 36, and the vertically symmetrical structure 38 are arranged in this order in the downward direction.
  • a control circuit 6 is housed inside the pipe connection section 2.
  • the element wiring 5 is housed inside the support portion 31.
  • the measuring element 4 is housed inside the element cover 37.
  • the measurement element flow path 35 is formed over a part of the main flow path cover 36 and the element cover 37.
  • the main flow path 34 is formed in the main flow path cover 36.
  • FIG. 2 is a view of the flow rate measuring device 100 and the pipe 1 of FIG. 1 as viewed in the front-rear direction D1.
  • the direction orthogonal to the vertical direction D2 is defined as the horizontal direction D3.
  • the left-right direction D3 corresponds to the third direction which is the width direction of the main body 3.
  • the inlet 341 of the main flow path 34 is arranged at the center of the pipe 1 in the radial direction.
  • the outer shapes of the support portion 31, the element cover 37, the main flow path cover 36, and the vertically symmetrical structure 38 are plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main body portion 3 and is perpendicular to the left-right direction D3.
  • the outer shapes of the support portion 31, the element cover 37, the main flow path cover 36, and the vertically symmetrical structure 38 are plane-symmetric with respect to the plane that passes through the radial center of the pipe 1 and is perpendicular to the left-right direction D3. ing.
  • the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 is plane-symmetric with respect to the outer shape of the element cover 37 with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 is plane-symmetric with respect to the outer shape of the element cover 37 with respect to a plane that passes through the radial center of the pipe 1 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the radial center of the pipe 1 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is the same as the outer shape of the main flow path cover 36 rotated by 90° about a straight line that passes through the radial center of the pipe 1 and extends in the front-rear direction D1.
  • the dimension of the main flow path cover 36 in the vertical direction D2 becomes smaller as it goes away from the center of the main flow path cover 36 in the front-back direction D1.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the main body 3 of FIG.
  • the outer shape of the support portion 31 is formed so that the fluid resistance of the support portion 31 in the main flow direction of the gas flowing through the pipe 1 is small.
  • the cross-sectional shape of the support portion 31 is elliptical or streamlined so that the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1. There is.
  • the outer shape of the element cover 37 is formed so that the fluid resistance in the main flow direction of the gas flowing through the pipe 1 is small. Further, the outer shape of the element cover 37 is such that the element cover 37 has a sufficient strength in a state where the measuring element channel 35 is formed inside the element cover 37 and the measuring element 4 is housed in the measuring element channel 35. It is formed in a shape that can be maintained. Specifically, the cross section of the element cover 37 is elliptical, streamlined or rectangular so that the dimension of the element cover 37 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the element cover 37 in the front-rear direction D1. Has been done. When the element cover 37 has a rectangular cross section, the element cover 37 is formed so that each vertex of the rectangle has a smooth roundness.
  • the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 is similar to the outer shape of the element cover 37.
  • the main flow path cover 36 is arranged inside the pipe 1 through the device connection hole 11. Therefore, the dimension of the main flow path cover 36 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the device connection hole 11 in the left-right direction D3, and the dimension of the main flow path cover 36 in the front-rear direction D1 is in the front-rear direction D1. It is smaller than the size of the device connection hole 11.
  • the size of the main flow path cover 36 in the left-right direction D3 is larger than the size of the element cover 37 in the left-right direction D3, and the size of the main flow path cover 36 in the front-rear direction D1 is the element cover 37 in the front-rear direction D1. Larger than the size of.
  • the size of the main flow path cover 36 in the vertical direction D2 is the same as the size of the main flow path cover 36 in the horizontal direction D3.
  • FIG. 4 is a plan view showing the support portion 31, the element cover 37 and the main flow path cover 36 of FIG.
  • the fluid resistance of the support portion 31 with respect to the gas flowing in the mainstream direction is smaller than the fluid resistance of the element cover 37 with respect to the gas flowing in the mainstream direction.
  • the fluid resistance of the element cover 37 with respect to the gas flowing in the mainstream direction is smaller than the fluid resistance of the main channel cover 36 with respect to the gas flowing in the mainstream direction. That is, the fluid resistance in the main flow direction of gas decreases in the order of the main flow path cover 36, the element cover 37, and the support portion 31.
  • the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 is w31, and the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1 is l31.
  • the dimension of the element cover 37 in the left-right direction D3 is w37, and the dimension of the element cover 37 in the front-rear direction D1 is l37.
  • the dimension of the main flow path cover 36 in the left-right direction D3 is w36, and the dimension of the main flow path cover 36 in the front-rear direction D1 is l36.
  • the outer shapes of the support portion 31, the element cover 37, and the main flow path cover 36 are formed so as to satisfy the relationship of w31/l31 ⁇ w37/l37 ⁇ w36/l36. Therefore, w31/l31 is smaller than w37/137 and w36/136.
  • the support portion 31 can increase the flow rate. It is possible to secure sufficient strength to support the measurement unit 32.
  • the dimension of the vertically symmetrical structure 38 in the lateral direction D3 is the same as the dimension w31 of the element cover 37 in the lateral direction D3.
  • the dimension of the vertically symmetrical structure 38 in the front-rear direction D1 is the same as the dimension l31 of the element cover 37 in the front-rear direction D1. Therefore, the fluid resistance of the vertically symmetrical structure 38 with respect to the gas flowing in the mainstream direction is the same as the fluid resistance of the element cover 37 with respect to the gas flowing in the mainstream direction.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the internal flow path 33 of FIG.
  • arrows indicate the flow of gas.
  • the dimension w1 of the upstream main flow path 342 in the left-right direction D3 is constant in the front-rear direction D1.
  • the dimension h1 of the upstream main flow path 342 in the up-down direction D2 is constant in the front-rear direction D1.
  • the dimension w1 is the same as the dimension h1. Therefore, the outer shape of the upstream main flow path 342 matches the outer shape of the upstream main flow path 342 rotated by 90° around the center extending through the center of the upstream main flow path 342 and extending in the front-rear direction D1 as the rotation axis.
  • the dimension l1 from the inflow port 341 to the branch port 346 in the front-rear direction D1 is larger than the dimension w1 and the dimension h1.
  • the dimension w2 of the downstream main flow path 344 in the left-right direction D3 is constant in the front-rear direction D1.
  • the dimension h2 of the downstream main flow path 344 in the vertical direction D2 is constant in the front-back direction D1.
  • the dimension w2 is the same as the dimension h2. Therefore, the outer shape of the downstream main flow channel 344 coincides with the outer shape of the downstream main flow channel 344 rotated by 90° around the center extending through the center of the downstream main flow channel 344 in the front-rear direction D1 as the rotation axis.
  • the dimension l2 from the outlet 343 to the confluence 347 in the front-rear direction D1 is larger than the dimension w2 and the dimension h2.
  • the dimension of the contraction channel 345 in the vertical direction D2 is smaller than the dimension h1 of the upstream main channel 342 in the vertical direction D2 and the dimension h2 of the downstream main channel 344 in the vertical direction D2.
  • the dimension of the contraction channel 345 in the left-right direction D3 is the same as the dimension w1 of the upstream main channel 342 in the left-right direction D3 and the dimension w2 of the downstream main channel 344 in the left-right direction D3. That is, the contraction channel 345 contracts the gas flowing through the main channel 34 in the vertical direction D2.
  • the shape of the internal flow path 33 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main body 3 and is perpendicular to the front-rear direction D1.
  • the main flow path 34 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path 34 and is perpendicular to the left-right direction D3.
  • the measurement element 4 may be, for example, a hot-wire flow velocity sensor.
  • the outer shape of the main body 3 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main body 3 and is perpendicular to the front-rear direction D1.
  • the measuring element 4 and the control circuit 6 are equipped with a system for detecting the reverse flow of gas.
  • the control circuit 6 performs the arithmetic processing of the signal output from the measuring element 4. Will be easier. This reduces the flow rate measurement error.
  • the outlet 343 is arranged at the center of the pipe 1 in the radial direction.
  • the flow of the gas flowing out from the outlet 343 becomes symmetrical.
  • the difference in the flow rate flowing through the main flow path 34 is reduced when a symmetrical drift occurs in the vertical direction D2.
  • the flow of gas flowing out from the outlet 343 becomes symmetrical.
  • the difference in the flow rate of the main flow path 34 decreases.
  • the gas that has entered the main flow path 34 from the inflow port 341 passes through the upstream main flow path 342, and flows into the measurement element flow path 35 and the contraction flow path 345 at the branch port 346. Divided into flowing gas.
  • the gas flowing through the measuring element flow path 35 passes through the measuring element 4.
  • the gas that has passed through the measuring element 4 merges with the gas that has passed through the constricted flow channel 345 at the merge port 347.
  • the merged gas passes through the downstream main flow path 344 and flows out of the main flow path 34 from the outflow port 343.
  • the gas flowing out of the main flow path 34 flows in a portion of the pipe 1 downstream of the flow rate measuring device 100.
  • the measuring element 4 measures the flow velocity of the gas flowing through the measuring element flow path 35.
  • the measurement element 4 transmits the measurement result as a signal to the control circuit 6 via the element wiring 5.
  • the control circuit 6 arithmetically processes the signal transmitted from the measuring element 4.
  • the control circuit 6 transmits the calculation result as a flow rate signal to the external device via the connector unit 7.
  • the control circuit 6 arithmetically processes the signal transmitted from the measuring element 4 based on the characteristics of the flow velocity of the gas flowing through the measuring element flow path 35 measured by the measuring element 4 with respect to the flow rate of the gas flowing through the pipe 1.
  • the internal flow channel includes the main flow channel and the measurement element flow channel, and the measurement element is arranged in the measurement element flow channel.
  • Foreign substances such as gas and water drops that have flowed into the internal flow path flow through the main flow path and do not flow into the measurement element flow path. This suppresses foreign matter from adhering to the measuring element. As a result, deterioration of the measurement accuracy of the flow rate measuring device is suppressed.
  • the characteristics of the flow rate of the gas flowing through the main flow path with respect to the flow rate of the gas flowing through the pipe and the characteristics of the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path with respect to the flow rate of the gas flowing through the main flow path tend to be simple and invariant.
  • the signal of the flow velocity measured by the measuring element is corrected in the control circuit. Thereby, the flow rate of the gas flowing through the pipe is measured with high accuracy.
  • the drift that has existed from the start of use includes the drift that occurs inside the pipe due to the bend in the pipe on the upstream side of the flow rate measuring device.
  • An example of the non-uniform flow that occurs in the process of use is a non-uniform flow that occurs inside the pipe when a filter is provided upstream of the flow rate measuring device and the filter is clogged. If a drift exists from the start of use, it is possible to take measures against a decrease in measurement accuracy due to the drift by tuning the correction amount of the control circuit in the presence of the drift.
  • the flow rate measuring device is arranged in each of the plurality of pipes and the shape of the pipe upstream of the flow rate measuring device is different for each pipe, the control circuit is corrected according to each pipe. The amount needs to be tuned.
  • a rectifying mechanism may be installed immediately before the flow rate measuring device in the gas flow direction.
  • the rectification mechanism rectifies the gas flowing through the pipe.
  • the occurrence of uneven flow of gas flowing through the pipe is suppressed.
  • FIG. 6 is a side view showing a flow rate measuring device of a comparative example.
  • FIG. 7 is a side view showing a flow rate measuring device of a comparative example. 6 and 7 show a state in which the flow rate measuring device 100A of the comparative example is attached to the pipe 1. Further, FIGS. 6 and 7 show a state in which the gas flowing through the pipe 1 has a nonuniform flow.
  • FIG. 6 shows a state in which the flow velocity of the gas flowing in the upper portion of the pipe 1 is higher than the flow velocity of the gas flowing in the lower portion of the pipe 1.
  • FIG. 7 shows a state in which the flow velocity of the gas flowing in the lower portion of the pipe 1 is higher than the flow velocity of the gas flowing in the upper portion of the pipe 1.
  • the upper part of the pipe 1 is the upper part 12 of the pipe.
  • the lower portion of the pipe 1 is referred to as a pipe lower portion 13.
  • the widthwise dimension of the main body portion 3A is such that the end portion on the pipe connection portion 2A side of the main body portion 3A and the internal flow passage 33A in the main body portion 3A are the same. It is constant between the formed part.
  • a part of the high-speed gas that avoids the flow rate measuring device 100A flows into the internal flow path 33A from the inflow port 341A, flows through the internal flow path 33A, and flows out of the internal flow path 33A from the outflow port 343A. To do.
  • the region where the wake vortex 8 is generated has a lower pressure than the other regions in the pipe 1. Therefore, the gas flowing near the outflow port 343A is drawn toward the region where the wake vortex 8 is generated. As a result, the flow rate of the gas flowing through the internal passage 33A increases.
  • FIG. 8 is a side view showing a state in which the flow rate measuring device 100 of FIG. 1 is attached to the pipe 1.
  • FIG. 9 is a side view showing a state in which the flow rate measuring device 100 of FIG. 1 is attached to the pipe 1. 8 and 9 show a state in which the gas flowing through the pipe 1 has a nonuniform flow.
  • FIG. 8 shows a state in which an unbalanced flow of high-speed gas is generated in the upper portion 12 of the pipe.
  • FIG. 9 shows a state in which a drift of high-speed gas is generated in the lower portion 13 of the pipe.
  • the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1. Therefore, the support portion 31 has a shape having a small fluid resistance to the gas flowing in the mainstream direction.
  • the wake vortex 8 generated downstream of the flow rate measuring device 100 becomes weak.
  • the high-speed gas flowing in the upper pipe portion 12 flows downstream of the support portion 31 while avoiding the support portion 31 in the left-right direction D3. Therefore, it is possible to prevent the high-speed gas flowing in the pipe upper part 12 from moving downward and flowing into the main flow path 34 from the inflow port 341.
  • the outer shape of the element cover 37 and the main flow path cover 36 combined is the outer shape of the main flow path cover 36 and the vertically symmetrical structure 38 combined with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • it is plane-symmetric.
  • the gas flow around the main flow path cover 36 passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2. It is plane-symmetric with respect to the gas flow around 36.
  • the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1.
  • the fluid resistance of the support portion 31 with respect to the gas flowing in the mainstream direction is small. Therefore, the gas flow around the support portion 31 is similar to the gas flow without the support portion 31.
  • the outer shape of the main body part 3 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the pipe 1 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the flow of gas around the main body 3 in the case where a high-speed gas flows in the upper pipe 12 and the main body 3 flows in the lower pipe 13 when a high-speed gas flows.
  • the surface is symmetrical with respect to a plane that passes through the center of the pipe 1 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 when the non-uniform flow of the high-speed gas flows through the upper pipe 12 is equal to the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 when the non-uniform flow of the high-speed gas flows through the lower pipe 13. It becomes the same amount for the flow rate of.
  • the dimension of the element cover 37 is larger than the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3. As a result, the strength of the portion of the main body 3 where the measuring element flow path 35 is formed can be sufficiently ensured. Further, the fluid resistance of the element cover 37 with respect to the gas flowing in the mainstream direction is larger than the fluid resistance of the support portion 31 with respect to the gas flowing in the mainstream direction. As a result, the influence of the element cover 37 on the flow of gas around the main body 3 is greater than the influence of the support 31 on the flow of gas around the main body 3.
  • the element cover 37 and the vertically symmetrical structure 38 have similar effects on drifts that are plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the pipe 1 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the difference in the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 is reduced between the case where the non-uniform flow of the high-speed gas flows in the upper pipe 12 and the non-uniform flow of the high-speed gas that flows in the lower pipe 13.
  • the element cover 37 and the vertically symmetrical structure 38 have a structure in which the fluid resistance to the gas flowing in the mainstream direction is small.
  • the flow of gas around the main body 3 when a drift occurs in the left-right direction D3 is similar to the flow of gas around the main body 3 when a drift occurs in the up-down direction D2. Therefore, the main flow path 34 is formed in the case where the flow of the high-speed gas flows unevenly in the right-hand side portion of the pipe 1 and the case of the flow-direction of the high-speed flow gas flowing the left-hand side portion in the pipe 1. The difference in the flow rate of the flowing gas is reduced.
  • Each of the support portion 31, the element cover 37, and the vertically symmetrical structure 38 has a small fluid resistance to the gas flowing in the mainstream direction.
  • the main flow path cover 36 has a relatively large influence on the gas flowing through the pipe 1 as compared with the support portion 31, the element cover 37, and the vertically symmetrical structure 38.
  • the size of the main flow path cover 36 is increased in the vertical direction D2 and the horizontal direction D3. Therefore, the difference between the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 when the non-uniform flow occurs in the vertical direction D2 and the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 when the non-uniform flow occurs in the horizontal direction D3 is reduced.
  • FIG. 10 is a diagram showing the flow of gas around the internal flow path 33 and the flow rate measurement unit 32 of FIG.
  • FIG. 11 is a diagram showing the flow of gas around the internal flow path 33 and the flow rate measurement unit 32 of FIG.
  • the upward wall surface of the main flow path 34 is a wall surface on the upper side of the main flow path 34.
  • the dimension l1 When the dimension l1 is sufficiently large, the flow of gas flowing through the main flow path 34 immediately after passing through the inflow port 341 is reattached to the portion of the upper wall surface of the main flow path 34 between the inflow port 341 and the branch port 346. To do.
  • the dimension l1 When the dimension l1 is small and the gas flow is separated from the branch port 346, the gas flows into the measuring element flow path 35 from the separation region where the pressure is lower than the surroundings. This makes it difficult for gas to flow into the measuring element flow path 35. As a result, the flow rate of gas flowing through the measuring element flow path 35 decreases.
  • the branch port 346 When the branch port 346 is arranged in the upper wall surface portion of the main flow path 34 where the gas flow reattaches, the dynamic pressure of the gas toward the upper wall surface of the main flow path 34 causes the measurement element flow path 35 to flow. It becomes easier for gas to flow inside. As a result, the flow rate of gas flowing through the measuring element flow path 35 increases.
  • the gas flow flowing through the main flow path 34 immediately after passing through the inflow port 341 reattaches to the downward wall surface in the main flow path 34 between the inflow port 341 and the branch port 346.
  • the branch port 346 is arranged immediately after the inflow port 341
  • the dynamic pressure of the gas toward the upper wall surface of the main channel 34 facilitates the gas to flow into the measurement element channel 35. ..
  • the flow rate of gas flowing through the measuring element flow path 35 increases.
  • the branch port 346 is arranged in the portion of the upper wall surface of the main flow passage 34 facing the portion of the lower wall surface of the main flow passage 34 where the flow of gas is separated, the gas flows into A dynamic pressure of gas is generated toward the downward wall surface. This reduces the static pressure around the branch port 346. Gas flows into the measuring element flow path 35 from around the branch port 346 where the static pressure becomes low. As a result, the flow rate of gas flowing through the measuring element flow path 35 decreases.
  • the branch port 346 When the branch port 346 is arranged in the portion of the upper wall surface of the main flow passage 34 that faces the portion of the lower wall surface of the main flow passage 34 to which the gas flow reattaches, the gas is below The flow of gas toward the direction wall surface draws the flow of gas from the measurement element flow path 35 at the branch port 346 due to the shearing force. This makes it difficult for gas to flow into the measuring element flow path 35. As a result, the flow rate of gas flowing through the measuring element flow path 35 decreases.
  • the flow of gas is the main flow path 34 regardless of whether the uneven flow of the high-speed gas flowing in the upper pipe 12 or the uneven flow of the high-speed gas in the lower pipe 13 occurs. After reattaching to the wall surface of the gas, and the flow of the gas approaches uniformly, the gas flows from the branch port 346 into the measuring element flow path 35.
  • the flow rate of gas flowing in the measurement element flow path 35 does not change.
  • the dimension l1 is sufficiently large, it is between the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 when the non-uniform flow occurs and the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 when the non-uniform flow does not occur. The difference between is reduced.
  • the dimension l1 is larger than the dimension w1 and the dimension h1. Accordingly, the branch port 346 is arranged on the downstream side of the peeling area. As a result, the difference between the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 when the non-uniform flow occurs and the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 when the non-uniform flow does not occur is reduced.
  • the gas flows from the inflow port 341 into the main flow path 34, and the gas flow separates from the left-side wall surface or the right-side wall surface.
  • the dimension l1 is sufficiently large, the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 when a drift occurs in the left-right direction D3 and the flow rate of the gas flowing through the measurement element flow path 35 when a drift occurs in the up-down direction D2. The difference between the gas flow rate is reduced.
  • the gas flowing in the main flow path 34 is accelerated in the contraction flow path 345 and then flows into the measurement element flow at the confluence 347. It merges with the gas that has passed through the passage 35 and exits the main flow passage 34 from the outlet 343.
  • the flow of the gas that has flowed out of the main flow path 34 is drawn in by the swirl and the high-speed flow gas that flows through the upper part 12 of the pipe in the region downstream of the main flow path cover 36. As a result, the flow of gas that has flowed out of the main flow path 34 is directed to the upper pipe portion 12.
  • the gas that has passed through the contracted flow passage 345 is dragged by the flow of gas toward the pipe upper portion 12 and flows toward the upward wall surface inside the main flow passage 34.
  • the gas flow separated from the upper wall surface of the main flow passage 34 on the downstream side of the merging port 347 is immediately reattached to the upper wall surface of the main flow passage 34.
  • the gas that has passed through the contracted flow passage 345 is dragged by the gas flow toward the lower portion 13 of the pipe, and flows toward the lower wall surface inside the main flow passage 34.
  • the gas flow separated from the lower wall surface of the main flow passage 34 on the downstream side of the merging port 347 is less likely to reattach to the lower wall surface of the main flow passage 34.
  • the gas flowing in the main flow path 34 is flowed in the main flow downstream of the confluence port 347 when the high-speed gas flows unevenly in the lower pipe section 13.
  • the gas flow separated from the upper wall surface of the passage 34 reattaches to the upper wall surface, and then flows out of the main flow passage 34 from the outflow port 343. This suppresses a decrease in the flow rate of gas flowing through the main flow path 34.
  • the dimension of the support portion 31 in the lateral direction D3 is smaller than the dimension of the flow rate measuring portion 32 in the lateral direction D3.
  • the flow resistance of the support part 31 can be made smaller than the flow resistance of the flow measurement part 32. Therefore, when a drift occurs in the pipe 1, it is possible to suppress the change in the flow rate of the gas flowing through the internal flow path 33. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved. Further, the flow rate measurement device 100 can be freely attached to the pipe through the device connection hole 11.
  • the dimensions of the element cover 37 and the vertically symmetrical structure 38 in the left-right direction D3 are smaller than the dimensions of the main flow path cover 36 in the left-right direction D3. Thereby, the fluid resistance of the element cover 37 and the fluid resistance of the vertically symmetrical structure 38 can be reduced. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved.
  • the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 is plane-symmetric with respect to the outer shape of the element cover 37 with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the fluid resistance of the vertically symmetrical structure 38 can be made equal to the fluid resistance of the element cover 37.
  • the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved.
  • the ratio of the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 to the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1 is the dimension of the main passage cover 36 in the left-right direction D3 with respect to the dimension of the main passage cover 36 in the front-rear direction D1. Less than the ratio of.
  • the ratio of the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 to the dimension of the support portion 31 in the front-rear direction D1 is the ratio of the dimension of the element cover 37 in the left-right direction D3 to the dimension of the element cover 37 in the front-rear direction D1. Smaller than.
  • the fluid resistance of the support portion 31 can be made smaller than the fluid resistance of the element cover 37 and the fluid resistance of the main flow path cover 36.
  • the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved.
  • the strength of the element cover 37 and the main flow path cover 36 can be sufficiently ensured.
  • the dimension of the main flow path cover 36 in the vertical direction D2 becomes smaller as it goes away from the center of the main flow path cover 36 in the front-back direction D1. This can prevent the gas flow from being separated from the upper surface and the lower surface of the main flow path cover 36. Therefore, the flow resistance of the main body 3 can be reduced. As a result, a decrease in the flow rate of gas flowing through the pipe 1 can be suppressed.
  • the dimension l1 between the inflow port 341 and the branch port 346 in the front-rear direction D1 is larger than the dimension h1 of the main channel 34 in the up-down direction D2 and the dimension w1 of the main channel 34 in the left-right direction D3.
  • the flow passage cross-sectional area of the contraction flow passage 345 is larger than the flow passage cross-sectional area of the main flow passage 34 where the branch port 346 is formed and the flow passage cross-sectional area of the main flow passage 34 where the merge port 347 is formed. small. As a result, it is possible to separate foreign matter contained in the gas from the gas and increase the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35. Further, by adjusting the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35, the gain of the flow rate measurement can be arbitrarily adjusted.
  • the outer shape of the main body 3 and the shape of the internal flow path 33 are plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main body 3 and is perpendicular to the front-rear direction D1. As a result, it is possible to prevent the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 from deteriorating when a drift or pulsation occurs in the gas flowing through the pipe 1.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a main body portion of a flow rate measuring device according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the main body 3 is used when the pressure loss generated when the gas flowing through the pipe 1 passes through the flow rate measuring device 100 is allowed to some extent.
  • the main flow path cover 36 of the main body 3 is formed in a rectangular shape.
  • the main flow path cover 36 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the vertical direction D2.
  • the main flow path cover 36 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path cover 36 and is perpendicular to the left-right direction D3.
  • Other configurations are similar to those of the first embodiment.
  • the fluid resistance of the main flow path cover 36 is large as compared with the fluid resistance of each of the support portion 31, the element cover 37, and the vertically symmetrical structure 38, and there is a sufficient difference between them.
  • the main flow path cover 36 has a great influence on the gas flowing through the pipe 1. Therefore, the difference in the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 is reduced when a nonuniform flow occurs. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 is improved.
  • the surface of the main flow path cover 36 is formed so as to draw a smooth curve, as shown in FIG. May be.
  • the flow of gas around the main flow path cover 36 is largely changed along the surface of the main flow path cover 36, so that the flow of gas flowing through the pipe 1 is reduced. And make a structure that has a great influence.
  • the main flow path cover 36 is formed in a rectangular shape. As a result, it is possible to reduce the difference in the flow rate of the gas flowing through the main flow path 34 when a drift occurs. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a main body of a flow rate measuring device according to the third embodiment of the present invention.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is the outer shape of a rotating body rotated about a straight line passing through the center of the main flow path cover 36 and extending in the front-rear direction D1.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is the outer shape of a rotating body rotated about a straight line that passes through the center of the pipe 1 and extends in the front-rear direction D1.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is cylindrical.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 is not limited to the cylindrical shape, and may be, for example, a spherical shape, an elliptic spherical shape, or a streamlined egg shape. Other configurations are similar to those of the first embodiment.
  • the outer shape of the main flow path cover 36 rotates about the straight line passing through the center of the main flow path cover 36 and extending in the front-rear direction D1. It is the outer shape of the rotating body. As a result, even when the gas flowing in the pipe 1 has a non-uniform flow in directions other than the vertical direction D2 and the horizontal direction D3, the difference in the flow rate of the gas flowing in the main flow path 34 can be reduced.
  • bending is performed a plurality of times at 90° intervals in the up-down direction D2 and the left-right direction D3 because of the installation space, manufacturability, and workability.
  • the prepared pipe 1 is used.
  • the flow rate measuring device 100 is attached to the pipe 1 so as to correspond to the extending direction of the pipe 1.
  • the drift due to the bending of the portion of the pipe 1 on the upstream side of the flow rate measuring device 100 and the drift due to the fouling of the filter provided on the portion of the pipe 1 on the upstream side of the flow rate measuring device 100 are different from those of the flow rate measuring device 100. In many cases, it is either the vertical direction D2 or the horizontal direction D3.
  • FIG. 14 is a perspective view showing internal flow paths of a flow rate measuring device according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 15 is a view of the main body of the flow rate measuring device according to Embodiment 4 of the present invention as viewed in the front-rear direction. In FIG. 15, the broken lines indicate the components arranged inside the main body 3.
  • the measurement element flow path 35 is asymmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path 34 and is perpendicular to the left-right direction D3, except for the part connected to the branch port 346 and the part connected to the merge port 347. Has become.
  • the measuring element 4 is arranged in the center of the element cover 37 in the left-right direction D3. It This facilitates electrical connection between the element wiring 5 and the measuring element 4.
  • the measuring surface of the measuring element 4 is at a position deviated from the center of the body portion 3 in the left-right direction D3. Therefore, the portion of the measurement element flow path 35 in which the measurement element 4 is arranged is arranged at a position deviated from the center of the main body 3 in the left-right direction D3.
  • the measuring element flow path 35 can be used when the gas flowing in the pipe 1 is symmetrically distributed in the left-right direction D3.
  • the gas flows in and out symmetrically with respect to the left-right direction D3. As a result, the influence exerted on the gas flowing through the contracted flow channel 345 is reduced.
  • the measurement element flow path 35 is asymmetric with respect to a plane that passes through the center of the main flow path 34 and is perpendicular to the left-right direction D3, except for a portion connected to the branch port 346 and a part connected to the merge port 347.
  • the measurement accuracy of the flow rate measurement device 100 does not deteriorate when a nonuniform flow occurs in the gas flowing through the pipe 1. Further, in this case, the size of the support portion 31 is reduced in the left-right direction D3.
  • Other configurations are similar to those of the first to third embodiments.
  • the measurement element flow path 35 has the main flow path 34 except the part connected to the branch port 346 and the part connected to the merge port 347. Is asymmetric with respect to a plane that passes through the center of and is perpendicular to the left-right direction D3. As a result, it is possible to reduce the dimension of the support portion 31 in the left-right direction D3 without lowering the measurement accuracy of the flow rate measurement device 100 when a nonuniform flow occurs in the gas flowing through the pipe 1. As a result, the measurement accuracy of the flow rate measuring device 100 can be improved.
  • FIG. 16 is a perspective view showing a main body of a flow rate measuring device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the flow rate measuring unit 32 includes a pair of left and right symmetrical portions 39 provided on the main flow path cover 36.
  • the outer shape of the left-right symmetric portion 39 matches the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 rotated by 90° about a straight line passing through the center of the main flow path cover 36 and directed in the front-rear direction D1 as a rotation axis. ..
  • the outer shape of the left-right symmetrical portion 39 is a shape obtained by rotating the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 by 90° about a straight line that passes through the radial center of the pipe 1 and faces the front-rear direction D1.
  • the dimension of the left-right symmetrical portion 39 in the left-right direction D3 is such that the dimension of the main body portion 3 in the left-right direction D3 and the front-rear direction D1 is smaller than the dimension of the pipe connection portion 2 in the left-right direction D3 and the front-rear direction D1. ing.
  • the dimensions of the left-right symmetrical portion 39 in the left-right direction D3 match the dimensions of the element cover 37 in the up-down direction D2 and the dimensions of the up-down symmetrical structure 38 in the up-down direction D2.
  • the element cover 37 has a measurement element flow path 35 formed therein.
  • the measuring element 4 is housed inside the element cover 37.
  • Other configurations are similar to those of the first to fourth embodiments.
  • the outer shape of the main body 3 including the element cover 37, the vertically symmetrical structure 38, and the left/right symmetrical portion 39 is the center of the main body 3. It is plane-symmetric with respect to a plane that passes through and is perpendicular to the vertical direction D2. Further, the outer shape of the main body 3 including the element cover 37, the vertically symmetrical structure 38, and the left-right symmetrical portion 39 is plane-symmetric with respect to a plane that passes through the center of the main body 3 and is perpendicular to the left-right direction D3.
  • the outer shape of the main body 3 including the element cover 37, the vertically symmetrical structure 38, and the left/right symmetrical portion 39 is a main body rotated at 90° intervals with a straight line passing through the center of the pipe 1 and extending in the front-rear direction D1 as a rotation axis. It matches the outer shape of the part 3.
  • the main body 3 has a symmetrical effect on the gas flow in the vertical direction D2 and the horizontal direction D3.
  • the main body 3 has a symmetrical effect on the gas flow with respect to the main body 3 rotated at 90° intervals with a straight line extending through the center of the pipe 1 and extending in the front-rear direction D1 as a rotation axis.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a main body of a flow rate measuring device according to Embodiment 6 of the present invention.
  • the flow rate measuring unit 32 includes four symmetrical portions 39 provided on the main flow path cover 36.
  • the outer shape of the four left-right symmetric portions 39 is an angle in multiples of 60° with respect to the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetric structure 38 with a straight line passing through the center of the main flow path cover 36 and directed in the front-rear direction D1 as a rotation axis. Just match the rotated shape.
  • the outer shape of the left-right symmetric portion 39 matches the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 rotated by 60° about a straight line passing through the center of the pipe 1 and directed in the front-rear direction D1 as a rotation axis. To do.
  • Other configurations are similar to those of the fifth embodiment.
  • the flow rate measuring device includes the four symmetrical parts 39 provided on the main flow path cover 36.
  • the outer shape of the four left-right symmetric portions 39 is an angle in multiples of 60° with respect to the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetric structure 38 with a straight line passing through the center of the main flow path cover 36 and directed in the front-rear direction D1 as a rotation axis.
  • the flow rate measuring device 100 can be installed by rotating the straight line passing through the center of the pipe 1 and facing the front-rear direction D1 about the rotation axis by an angle of a multiple of 60°.
  • the outer shape of the left-right symmetric portion 39 is 60° with respect to the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 with a straight line passing through the center of the pipe 1 and directed in the front-rear direction D1 as the rotation axis.
  • the configuration that matches the rotated shape has been described.
  • the outer shape of the left-right symmetric portion 39 is not limited to this, and the outer shape of the element cover 37 or the outer shape of the vertically symmetrical structure 38 is, for example, 45° or a straight line that passes through the center of the pipe 1 and faces the front-rear direction D1.
  • the configuration may be the same as the shape rotated by an angle that is a multiple of 30°.
  • the left-right symmetrical portion 39 is arranged on the main flow passage cover 36 so that the left-right symmetrical portion 39 is adjacent to the main flow passage cover 36 in the left-right direction D3.
  • the configuration may be different.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a main body of a flow rate measuring device according to Embodiment 7 of the present invention.
  • 19 is a diagram showing an internal flow path of the flow rate measurement unit of FIG. 18 and a gas flow around the flow rate measurement unit.
  • FIG. 19 shows a state in which an unbalanced flow of high-speed gas occurs in the upper pipe 12.
  • the upstream main flow passage 342 includes an inlet portion 342a whose flow passage cross-sectional area gradually decreases toward the downstream side, and a main passage main body 342b connected to the inlet portion 342a on the downstream side of the inlet portion 342a. ..
  • the inflow port 341 is the most upstream side portion of the inflow port portion 342a.
  • the end portion of the main flow passage body 342b on the inlet port 342a side is referred to as the main flow passage body upstream end portion 342c.
  • the size of the main flow channel body 342b in the vertical direction D2 and the size of the main flow channel body 342b in the horizontal direction D3 are constant.
  • the downstream main flow passage 344 includes an outlet portion 344a whose flow passage cross-sectional area gradually decreases toward the upstream side, and a main passage main body 344b connected to the outlet portion 344a on the upstream side of the outlet portion 344a. ..
  • the outlet 343 is the most downstream portion of the outlet 344a.
  • the end of the main flow passage body 344b on the outlet port 344a side is referred to as the main flow passage main body downstream side end portion 344c.
  • Other configurations are similar to those of the first to sixth embodiments.
  • the main flow passage 34 includes the inlet portion 342a whose flow passage cross-sectional area decreases toward the downstream side. Accordingly, when the gas flowing through the pipe 1 is drifted in the vertical direction D2 and the horizontal direction D3, a large amount of the gas that has collided with the main flow path cover 36 can be taken into the main flow path 34.
  • the flow passage cross-sectional area of the inflow port portion 342a gradually decreases toward the downstream side. Accordingly, when the gas flows from the inflow port 341 into the main flow path 34, the gas flow changes gently.
  • the gas flow is suppressed from being separated from the wall surface of the main flow path 34 immediately after the gas flows into the main flow path 34.
  • the occurrence of uneven flow in the gas flowing through the main flow path 34 is suppressed. Therefore, the change in the flow rate of the gas flowing through the measuring element flow path 35 is suppressed.
  • the measurement error of the flow rate measuring device 100 can be further reduced when the gas flowing in the pipe 1 has a nonuniform flow.
  • the dimension l1 between the main channel body upstream end 342c and the branch port 346 in the front-rear direction D1 is the dimension h1 of the main channel body 342b in the vertical direction D2 and the dimension h1 of the main channel body 342b in the left-right direction D3. It is larger than the dimension w1.
  • FIG. 20 is a perspective view showing an internal flow path of the flow rate measuring device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 is a diagram showing the flow of gas around the flow rate measuring unit and the internal flow path of the flow rate measuring unit of the flow rate measuring device according to Embodiment 8 of the present invention.
  • FIG. 21 shows a state in which a drift of high-speed gas occurs in the lower part of the pipe.
  • the dimension of the contraction channel 345 in the left-right direction D3 is smaller than the dimension of the upstream main channel 342 in the left-right direction D3 and the dimension of the downstream main channel 344 in the left-right direction D3.
  • the dimension of the contraction flow path 345 in the left-right direction D3 is the dimension in the left-right direction D3 in the part of the main flow path 34 in which the branch port 346 is formed and the left-right direction in the part of the main flow path 34 in which the confluence port 347 is formed. It is smaller than the dimension in the direction D3.
  • the dimension of the contraction channel 345 in the vertical direction D2 is the same as the dimension h1 of the upstream main channel 342 in the vertical direction D2 and the dimension h2 of the downstream main channel 344 in the vertical direction D2.
  • Other configurations are similar to those of the first to seventh embodiments.
  • the lateral direction D3 is longer than the vertical direction D2 when the high-speed gas flows unevenly in the lower portion of the pipe.
  • a rectangular jet that forms a side is generated immediately after the contraction flow channel 345.
  • Most of the rectangular high-speed gas ejected from the constricted flow channel 345 is generated in the lower part of the main flow channel 34 due to the separation of the gas flow generated near the upper wall surface of the main flow channel 34 on the downstream side of the merging port 347. Flow through the direction part. As a result, the gas flowing out of the main flow path 34 from the outflow port 343 is drawn into the high-speed gas flowing in the lower portion of the pipe.
  • the up-down direction D2 is larger than the left-right direction D3.
  • a rectangular jet having the longest side is generated immediately after the contracted flow path 345.
  • a part of the rectangular high-speed gas flowing upward from the constricted flow channel 345 on the upper side is separated from the main flow channel by the separation of the gas flow generated near the upper wall surface of the main flow channel 34 on the downstream side of the merging port 347. It flows to the central portion of the vertical direction D2 of 34.
  • the contraction flow direction of the gas in the contraction channel 345 is the left-right direction D3.
  • FIG. 22 is a perspective view showing an internal flow path of the flow rate measuring device according to the ninth embodiment of the present invention.
  • the contraction channel 345 has a plurality of small channels 345a divided in the left-right direction D3. In this example, the number of small channels 345a is two.
  • the main flow path cover 36 has columns (not shown) extending in the up-down direction D2.
  • the pillar divides the contraction channel 345.
  • Other configurations are similar to those of the eighth embodiment.
  • the gas flowing in the main flow path 34 on the downstream side of the branch port 346 is split in the left-right direction D3 in the contraction flow path 345 and ejected from the compression flow path 345.
  • the high-speed gas flows near the wall surface in the left-right direction D3.
  • the gas that has passed through the measurement element flow path 35 flows from the merging port 347 to the upper part of the main flow path 34 and to the central portion in the left-right direction D3.
  • the separation of the gas flow generated in the vicinity of the upper wall surface of the main flow path 34 occurs in the upper part of the main flow path 34 and in the central portion in the left-right direction D3. Therefore, the gas that has passed through the constricted flow channel 345 and the gas that has passed through the measurement element flow channel 35 are suppressed from interfering with each other.
  • the contracted flow channel 345 has the plurality of small flow channels 345a divided in the left-right direction D3. This can further reduce the measurement error of the flow rate measuring device 100 when a drift occurs in the pipe 1.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

測定精度を向上させることができる流量測定装置を得る。この流量測定装置は、配管に接続される配管接続部と、配管の内側に配置される本体部と、本体部に設けられ、ガスの流量を測定する測定素子とを備え、本体部は、配管接続部に支持された支持部と、ガスの一部が流れる内部流路が形成され、支持部に支持された流量測定部とを有し、内部流路には、測定素子が配置され、支持部は、上下方向について流量測定部よりも配管接続部の近くに配置され、前後方向に視た場合に、上下方向についての支持部の寸法は、左右方向についての流量測定部の寸法よりも小さい。

Description

流量測定装置
 本発明は、配管を流れる被測定流体の流量を測定する流量測定装置に関する。
 従来、空気が流れる配管に接続される配管接続部と、配管接続部が配管に接続された場合に、配管の内側に配置される本体部と、本体部に設けられ、空気の流量を測定する測定素子とを備えた流量測定装置が知られている。本体部には、配管を流れる空気の一部が流れる内部流路が形成されている。内部流路には、測定素子が配置されている(例えば特許文献1)。
特開2016-218077号公報
 しかしながら、配管が延びる方向に視た場合に、本体部における幅方向の寸法は、本体部における配管接続部側の端部と本体部における内部流路が形成された部分との間において、一定となっている。したがって、流量測定装置よりも上流側において配管を流れるガスに偏流が発生する場合には、内部流路におけるガスの流量が変化する。これにより、流量測定装置の測定精度が低下するという課題があった。
 この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、測定精度を向上させることができる流量測定装置を提供するものである。
 この発明に係る流量測定装置は、被測定流体が流れる配管に接続される配管接続部と、配管接続部が配管に接続された場合に、配管の内側に配置される本体部と、本体部に設けられ、被測定流体の流量を測定する測定素子とを備え、本体部は、配管接続部に支持された支持部と、配管を流れる被測定流体の一部が流れる内部流路が形成され、支持部に支持された流量測定部とを有し、内部流路には、測定素子が配置され、支持部は、本体部の高さ方向である第1方向について流量測定部よりも配管接続部の近くに配置され、配管が延びる方向である第2方向に視た場合に、本体部における幅方向である第3方向についての支持部の寸法は、第3方向についての流量測定部の寸法よりも小さい。
 この発明に係る流量測定装置によれば、流量測定装置よりも上流側において配管を流れる被測定流体に偏流が発生する場合に、内部流路における被測定流体の流量の変化を抑制することができる。その結果、流量測定装置の測定精度を向上させることができる。
この発明の実施の形態1に係る流量測定装置が配管に取り付けられた状態を示す正面図である。 図1の流量測定装置および配管を前後方向に視た図である。 図1の本体部を示す斜視図である。 図1の支持部、素子カバーおよび主流路カバーを示す平面図である。 図1の内部流路を示す斜視図である。 比較例の流量測定装置を示す側面図である。 比較例の流量測定装置を示す側面図である。 図1の流量測定装置が配管に取り付けられた状態を示す側面図である。 図1の流量測定装置が配管に取り付けられた状態を示す側面図である。 図8の内部流路および流量測定部の周囲にあるガスの流れを示す図である。 図9の内部流路および流量測定部の周囲にあるガスの流れを示す図である。 この発明の実施の形態2に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態3に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態4に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。 この発明の実施の形態4に係る流量測定装置の本体部を前後方向に視た図である。 この発明の実施の形態5に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態6に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。 この発明の実施の形態7に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。 図18の流量測定部の内部流路および流量測定部の周囲におけるガスの流れを示す図である。 この発明の実施の形態8に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。 この発明の実施の形態8に係る流量測定装置の流量測定部の周囲および流量測定部の内部流路におけるガスの流れを示す図である。 この発明の実施の形態9に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。
 以下、この発明の実施の形態に係る流量測定装置について、図面を用いて説明する。ここで、各図において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものである。各実施の形態に記載された流量測定装置は、あくまでも例示であり、各実施の形態に記載された流量測定装置に本発明が限定されない。各図において、各構成部材の寸法、形状などは、実際の寸法、形状などと異なる場合がある。
 実施の形態1.
 図1は、この発明の実施の形態1に係る流量測定装置が配管に取り付けられた状態を示す正面図である。図において、矢印は、配管1を流れる被測定流体であるガスの流れの方向を示している。配管1を流れるガスに偏流および時間的変化が発生していない場合のガスの主流方向を前後方向D1とする。前後方向D1のうちで上流側を向く方向を前方向とする。前後方向のうちで下流側を向く方向を後方向とする。上流とは、ガスの流れについての上流であり、下流とは、ガスの流れについての下流である。前後方向D1は、配管1が延びる方向である第2方向に一致する。
 配管1の壁には、装置接続孔11が形成されている。流量測定装置100は、装置接続孔11を通って配管1の内部に挿入される。流量測定装置100は、配管1に接続される配管接続部2と、配管接続部2が配管1に接続された場合に、配管1の内側に配置される本体部3と、本体部3の内部に設けられ、ガスの流量を測定する測定素子4とを備えている。本体部3は、装置接続孔11を通って配管1の内側に配置される。
 配管接続部2は、装置接続孔11に挿入される。配管接続部2が装置接続孔11に挿入された状態で、配管接続部2が配管1に固定される。配管接続部2が配管1に固定されることによって、流量測定装置100が配管1に対して固定される。配管1と配管接続部2との間の固定方法としては、フランジ接続、ねじ接続などが挙げられる。
 流量測定装置100が装置接続孔11に対して挿入および引抜される方向を上下方向D2とする。図1において、上下方向D2は、前後方向D1に対して直交している。上下方向D2のうちで本体部3から配管接続部2に向かう方向を上方向とする。上下方向D2のうちで配管接続部2から本体部3に向かう方向を下方向とする。上下方向D2は、本体部3の高さ方向である第1方向に一致する。
 本体部3は、配管接続部2に支持された支持部31と、支持部31に支持された流量測定部32とを備えている。支持部31は、上下方向D2について流量測定部32よりも配管接続部2の近くに配置されている。
 流量測定部32には、配管1を流れるガスの一部が流れる内部流路33が形成されている。内部流路33は、前後方向D1について流量測定部32を貫通する主流路34を備えている。主流路34は、ガスが流入する流入口341が形成された上流側主流路342と、ガスが流出する流出口343が形成された下流側主流路344と、前後方向D1について上流側主流路342と下流側主流路344との間に設けられた縮流路345とを有している。
 上流側主流路342、縮流路345および下流側主流路344は、後方向に向かって並べて配置されている。縮流路345の流路断面積は、上流側主流路342および下流側主流路344のそれぞれの流路断面積よりも小さい。
 上流側主流路342における下流側部分であって上方向側の面には、分岐口346が形成されている。下流側主流路344における上流側部分であって上方向側の面には、合流口347が形成されている。
 内部流路33は、一端部が分岐口346に繋がり、他端部が合流口347に繋がる測定素子流路35を備えている。測定素子流路35は、縮流路345を挟むように主流路34に繋がっている。測定素子流路35は、上下方向D2について主流路34よりも配管接続部2の近くに配置されている。測定素子流路35には、測定素子4が配置されている。
 流量測定部32は、主流路34が形成された主流路部である主流路カバー36と、主流路カバー36に設けられた測定素子流路部である素子カバー37と、主流路カバー36に設けられた構造部である上下対称構造体38とを備えている。
 素子カバー37は、上下方向D2について主流路カバー36よりも配管接続部2の近くに配置される。主流路カバー36は、上下方向D2について素子カバー37と上下対称構造体38との間に配置されている。
 流量測定装置100は、測定素子4に電気的に接続された素子配線5と、素子配線5を介して測定素子4に電気的に接続された制御回路6と、配管1の外側に設けられ、図示しない外部装置との間で信号の授受を行うコネクタ部7とを備えている。制御回路6とコネクタ部7とは、互いに電気的に接続されている。測定素子4の測定結果を示す信号は、制御回路6において演算処理される。制御回路6において演算処理された信号は、コネクタ部7を介して外部装置に流量信号として伝送される。
 流量測定装置100の外形は、コネクタ部7、配管接続部2、支持部31、素子カバー37、主流路カバー36および上下対称構造体38のそれぞれの外形から構成される。コネクタ部7、配管接続部2、支持部31、素子カバー37、主流路カバー36および上下対称構造体38は、この順に下方向に並べられている。
 配管接続部2の内部には、制御回路6が収納されている。支持部31の内部には、素子配線5が収納されている。素子カバー37の内部には、測定素子4が収納されている。測定素子流路35は、主流路カバー36の一部および素子カバー37に渡って形成されている。主流路34は、主流路カバー36に形成されている。
 図2は、図1の流量測定装置100および配管1を前後方向D1に視た図である。図2において、上下方向D2に直交する方向を左右方向D3とする。左右方向D3は、本体部3における幅方向である第3方向に一致する。主流路34の流入口341は、配管1の径方向中心に配置されている。
 支持部31、素子カバー37、主流路カバー36および上下対称構造体38のそれぞれの外形は、本体部3の中心を通り左右方向D3に対して垂直な面について、面対称となっている。言い換えれば、支持部31、素子カバー37、主流路カバー36および上下対称構造体38のそれぞれの外形は、配管1の径方向中心を通り左右方向D3に対して垂直な面について、面対称となっている。
 上下対称構造体38の外形は、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、素子カバー37の外形に対して面対称となっている。言い換えれば、上下対称構造体38の外形は、配管1の径方向中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、素子カバー37の外形に対して面対称となっている。
 主流路カバー36の外形は、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、面対称となっている。言い換えれば、主流路カバー36の外形は、配管1の径方向中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、面対称となっている。
 また、主流路カバー36の外形は、配管1の径方向中心を通り前後方向D1に延びる直線を回転軸として90°回転した主流路カバー36の外形と同一となっている。
 また、上下方向D2についての主流路カバー36の寸法は、前後方向D1について主流路カバー36の中央から離れるにつれて小さくなっている。
 図3は、図1の本体部3を示す斜視図である。支持部31の外形は、配管1を流れるガスの主流方向についての支持部31の流体抵抗が小さくなるように形成されている。具体的には、左右方向D3についての支持部31の寸法が前後方向D1についての支持部31の寸法よりも小さくなるように、支持部31の断面形状は、楕円形または流線形に形成されている。
 素子カバー37の外形は、配管1を流れるガスの主流方向についての流体抵抗が小さくなるように形成されている。また、素子カバー37の外形は、素子カバー37の内部に測定素子流路35が形成され、かつ、測定素子流路35に測定素子4が収納された状態で、素子カバー37の強度が十分に保たれるような形状に形成されている。具体的には、左右方向D3についての素子カバー37の寸法が前後方向D1についての素子カバー37の寸法よりも小さくなるように、素子カバー37の断面形状は、楕円形、流線形または長方形に形成されている。素子カバー37の断面形状が長方形に形成されている場合には、素子カバー37の断面形状は、長方形における各頂点が滑らかな丸みを有するように形成される。上下対称構造体38の外形は、素子カバー37の外形と同様である。
 主流路カバー36は、装置接続孔11を通って配管1の内側に配置される。したがって、左右方向D3についての主流路カバー36の寸法は、左右方向D3についての装置接続孔11の寸法よりも小さく、かつ、前後方向D1についての主流路カバー36の寸法は、前後方向D1についての装置接続孔11の寸法よりも小さい。左右方向D3についての主流路カバー36の寸法は、左右方向D3についての素子カバー37の寸法よりも大きく、かつ、前後方向D1についての主流路カバー36の寸法は、前後方向D1についての素子カバー37の寸法よりも大きい。上下方向D2についての主流路カバー36の寸法は、左右方向D3についての主流路カバー36の寸法と同一である。
 図4は、図1の支持部31、素子カバー37および主流路カバー36を示す平面図である。主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗は、主流方向に流れるガスに対する素子カバー37の流体抵抗よりも小さい。主流方向に流れるガスに対する素子カバー37の流体抵抗は、主流方向に流れるガスに対する主流路カバー36の流体抵抗よりも小さい。つまり、ガスの主流方向についての流体抵抗は、主流路カバー36、素子カバー37、支持部31の順に小さくなっている。
 左右方向D3についての支持部31の寸法をw31とし、前後方向D1についての支持部31の寸法をl31とする。左右方向D3についての素子カバー37の寸法をw37とし、前後方向D1についての素子カバー37の寸法をl37とする。左右方向D3についての主流路カバー36の寸法をw36とし、前後方向D1についての主流路カバー36の寸法をl36とする。支持部31、素子カバー37および主流路カバー36のそれぞれの外形は、w31/l31<w37/l37<w36/l36の関係が満たされるように形成されている。したがって、w31/l31は、w37/l37およびw36/l36よりも小さい。
 ガスの主流方向と一致する前後方向D1についての寸法l31に対して、左右方向D3についての寸法w31が小さくなると、上下方向D2に垂直な支持部31の断面において、ガスの主流方向に延びる線に対する支持部31における下流側部分の外形を示す線の勾配が緩くなる。これにより、支持部31の周囲にあるガスの流れが、支持部31の表面付近から剥離することが抑制される。その結果、主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗が小さくなる。主流方向に流れるガスに対する素子カバー37および主流路カバー36のそれぞれの流体抵抗についても、支持部31の流体抵抗と同様である。
 主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗を小さくするために、左右方向D3についての寸法w31を小さくしても、前後方向D1についての寸法l31を大きくすることによって、支持部31は、流量測定部32を支持するのに十分な強度を確保することができる。
 左右方向D3についての上下対称構造体38の寸法は、左右方向D3についての素子カバー37の寸法w31と同一である。前後方向D1についての上下対称構造体38寸法は、前後方向D1についての素子カバー37の寸法l31と同一である。したがって、主流方向に流れるガスに対する上下対称構造体38の流体抵抗は、主流方向に流れるガスに対する素子カバー37の流体抵抗と同一である。
 図5は、図1の内部流路33を示す斜視図である。図において、矢印は、ガスの流れを示している。左右方向D3についての上流側主流路342の寸法w1は、前後方向D1について一定となっている。上下方向D2についての上流側主流路342の寸法h1は、前後方向D1について一定となっている。寸法w1は、寸法h1と同一である。したがって、上流側主流路342の外形は、上流側主流路342の中心を通り前後方向D1に延びる中心を回転軸として90°回転した上流側主流路342の外形と一致する。前後方向D1についての流入口341から分岐口346までの寸法l1は、寸法w1および寸法h1よりも大きくなっている。
 左右方向D3についての下流側主流路344の寸法w2は、前後方向D1について一定となっている。上下方向D2についての下流側主流路344の寸法h2は、前後方向D1について一定となっている。寸法w2は、寸法h2と同一である。したがって、下流側主流路344の外形は、下流側主流路344の中心を通り前後方向D1に延びる中心を回転軸として90°回転した下流側主流路344の外形と一致する。前後方向D1についての流出口343から合流口347までの寸法l2は、寸法w2および寸法h2よりも大きくなっている。
 上下方向D2についての縮流路345の寸法は、上下方向D2についての上流側主流路342の寸法h1および上下方向D2についての下流側主流路344の寸法h2よりも小さくなっている。左右方向D3についての縮流路345の寸法は、左右方向D3についての上流側主流路342の寸法w1および左右方向D3についての下流側主流路344の寸法w2と同一となっている。つまり、縮流路345は、主流路34を流れるガスを上下方向D2に縮流させる。
 内部流路33の形状は、本体部3の中心を通り前後方向D1に対して垂直な面について、面対称となっている。
 主流路34は、主流路34の中心を通り左右方向D3に対して垂直な面について、面対称となっている。測定素子4としては、例えば、熱線式の流速センサが挙げられる。
 本体部3の外形は、本体部3の中心を通り前後方向D1に対して垂直な面について、面対称となっている。内燃機関の配管1に流量測定装置100を取り付ける場合に、配管1の内部にガスの脈動が発生する場合がある。これにより、配管1を流れるガスの主流方向に対して反対方向にガスが流れる。
 測定素子4および制御回路6にガスの逆流を検知するシステムが備えられている。配管1を流れるガスの流量に対する測定素子4が測定するガスの流速の特性が、逆流時も正流時も同じである場合には、制御回路6が測定素子4から出力された信号の演算処理が容易となる。これにより、流量測定誤差が低減される。
 流出口343は、配管1の径方向中心に配置されている。これにより、上下方向D2について対称的な偏流が発生する場合において、流出口343から流出されるガスの流れが対称的となる。これにより、上下方向D2について対称的な偏流が発生する場合に、主流路34に流れる流量の差が減少する。また、左右方向D3について対称的な偏流が発生する場合において、流出口343から流出されるガスの流れが対称的となる。これにより、左右方向D3について対称的な偏流が発生する場合に、主流路34に流れる流量の差が減少する。
 次に、配管1および流量測定装置100にガスが流れる様子と、ガスが流量測定装置100に流れてから流量測定装置100が外部装置へ流量信号を送信するまで動作とについて説明する。図1に示すように、配管1を流れるガスの一部は、流量測定装置100の流入口341から主流路34の中に流入する。
 図5に示すように、流入口341から主流路34の中に入ったガスは、上流側主流路342を通り、分岐口346において、測定素子流路35を流れるガスと、縮流路345を流れるガスとに分かれる。測定素子流路35を流れるガスは、測定素子4を通過する。測定素子4を通過したガスは、合流口347において、縮流路345を通過したガスと合流する。合流したガスは、下流側主流路344を通り、流出口343から主流路34の外へ流出する。主流路34の外へ流出したガスは、配管1における流量測定装置100よりも下流側の部分を流れる。
 測定素子4は、測定素子流路35を流れるガスの流速を測定する。測定素子4は、測定結果を信号として素子配線5を介して制御回路6に送信する。制御回路6は、測定素子4から送信された信号を演算処理する。制御回路6は、演算結果を流量信号としてコネクタ部7を介して外部装置へ送信する。制御回路6では、配管1を流れるガスの流量に対する測定素子4で測定された測定素子流路35を流れるガスの流速の特性に基づいて、測定素子4から送信された信号を演算処理する。
 次に、流量測定装置100と比較するための比較例の流量測定装置の課題について説明する。比較例の流量測定装置では、実施の形態1に係る流量測定装置100と同様に、内部流路が主流路と測定素子流路とを備え、測定素子が測定素子流路に配置されている。内部流路の中に流入したガス、水滴などの異物は、主流路を流れて、測定素子流路には流れないようになっている。これにより、測定素子に異物が付着することが抑制される。その結果、流量測定装置の測定精度の悪化が抑制される。
 配管を流れるガスの流量に対する主流路を流れるガスの流量の特性と、主流路を流れるガスの流量に対する測定素子流路を流れるガスの流量の特性とが、簡単かつ不変な傾向を有している場合には、測定素子によって測定された流速の信号が制御回路において補正される。これにより、配管を流れるガスの流量が高精度に測定される。
 しかしながら、実際には、配管の内部において、ガスの偏流が発生する場合がある。この場合に、配管を流れるガスの流量に対する主流路を流れるガスの流量の特性と、主流路を流れるガスの流量に対する測定素子流路を流れるガスの流量の特性とが変化する。これにより、流量測定装置の測定精度が低下する。
 配管の内部に発生するガスの偏流としては、使用開始時から存在する偏流と、使用している過程で生じる偏流とがある。使用開始時から存在する偏流としては、流量測定装置よりも上流側に配管の曲がりがあることによって、配管の内部に発生する偏流が挙げられる。使用している過程で生じる偏流としては、流量測定装置よりも上流側にフィルターが設けられ、フィルターに目詰まりが発生することによって、配管の内部に発生する偏流が挙げられる。使用開始時から偏流が存在する場合には、偏流がある状態で制御回路の補正量をチューニングすることによって、偏流による測定精度の低下に対する対策が可能である。しかしながら、複数の配管のそれぞれに流量測定装置が配置され、流量測定装置よりも上流側にある配管の形状が、それぞれの配管によって異なる場合には、それぞれの配管に対応させて、制御回路の補正量をチューニングする必要がある。
 ガスの流れ方向について流量測定装置の直前に整流機構が設けられる場合がある。整流機構は、配管を流れるガスを整流する。これによりに、配管を流れるガスの偏流の発生が抑制される。しかしながら、様々な方向に流れるガスの偏流のそれぞれを抑制するためには、配管の断面の全体をカバーするように、配管の壁に整流機構を設ける必要がある。したがって、配管への整流機構の取り付けおよび配管からの整流機構の取り外しを行う場合に、配管本体への配管の一部の取り付けおよび配管本体からの配管の一部の取り外しを行う必要がある。
 図6は、比較例の流量測定装置を示す側面図である。図7は、比較例の流量測定装置を示す側面図である。図6および図7では、比較例の流量測定装置100Aが配管1に取り付けられた状態を示している。また、図6および図7では、配管1を流れるガスに偏流が発生している状態を示している。図6では、配管1における上方向側の部分に流れるガスの流速が配管1の下方向側の部分を流れるガスの流速よりも速い状態を示している。図7では、配管1の下方向側の部分に流れるガスの流速が配管1の上方向側の部分を流れるガスの流速よりも速い状態を示している。
 配管1における上方向側の部分を配管上部12とする。配管1における下方向側の部分を配管下部13とする。
 比較例の流量測定装置100Aでは、前後方向D1に視た場合に、本体部3Aにおける幅方向の寸法は、本体部3Aにおける配管接続部2A側の端部と本体部3Aにおける内部流路33Aが形成された部分との間において、一定となっている。
 図6に示すように、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、流量測定装置100Aにおける配管上部12に配置された部分に高速流のガスが当たる。これにより、高速流のガスに対する流量測定装置100Aの流量抵抗が大きくなる。この場合に、流量測定装置100Aよりも下流側に強い後流渦8が発生する。
 流量測定装置100Aを避けた高速流のガスの一部は、流入口341Aから内部流路33Aの中に流入し、内部流路33Aを流れて、流出口343Aから内部流路33Aの外に流出する。後流渦8が発生している領域は、配管1における他の領域よりも低圧となっている。したがって、流出口343A付近を流れるガスは、後流渦8が発生している領域に向かって引き込まれる。これにより、内部流路33Aを流れるガスの流量が増加する。
 一方、図7に示すように、配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、高速流のガスは、流量測定装置100Aを避けて、配管下部13を流れる。これにより、内部流路33Aを流れるガスの流量が減少する。このように、高速流のガスが配管上部12を流れる偏流が発生する場合と、高速流のガスが配管下部13を流れる偏流が発生する場合との間で、内部流路33Aを流れるガスの流量に差が発生する。したがって、比較例の流量測定装置100Aでは、偏流が発生する場合の測定精度が低下する。
 次に、実施の形態1に係る流量測定装置100が取り付けられた配管1を流れるガスに偏流が発生する場合のガスの流れについて説明する。図8は、図1の流量測定装置100が配管1に取り付けられた状態を示す側面図である。図9は、図1の流量測定装置100が配管1に取り付けられた状態を示す側面図である。図8および図9では、配管1を流れるガスに偏流が生じている状態を示している。図8では、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生した状態を示している。図9では、配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生した状態を示している。
 左右方向D3についての支持部31の寸法が前後方向D1についての支持部31の寸法よりも小さい。したがって、支持部31は、主流方向に流れるガスに対する流体抵抗が小さい形状となっている。これにより、図8に示すように、配管上部12を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、流量測定装置100よりも下流側に発生する後流渦8が弱くなる。また、配管上部12を流れる高速流のガスは、支持部31を左右方向D3に避けて、支持部31の下流側に流れる。したがって、配管上部12を流れる高速流のガスが下方向に移動して流入口341から主流路34の中に流入することが抑制される。これにより、流出口343付近を流れるガスが後流渦8に引き込まれる量が減少する。したがって、配管上部12を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、主流路34を流れるガスの流量の増加が抑制される。
 一方、図9に示すように、配管下部13を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗が小さい。また、素子カバー37および主流路カバー36を合わせた外形は、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、主流路カバー36および上下対称構造体38を合わせた外形に対して、面対称となっている。これにより、主流路カバー36の周囲にあるガスの流れは、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、配管上部12を高速流のガスが流れる場合の主流路カバー36の周囲のガスの流れに対して、面対称となる。
 左右方向D3についての支持部31の寸法は、前後方向D1についての支持部31の寸法よりも小さくなっている。これにより、主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗が小さい。したがって、支持部31の周囲にあるガスの流れは、支持部31が無い場合のガスの流れに対して、似た流れとなる。
 仮に、支持部31が無い場合には、本体部3の外形は、配管1の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面に対して面対称となる。これにより、配管上部12を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合の本体部3の周囲にあるガスの流れは、配管下部13を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合の本体部3の周囲にあるガスの流れに対して、配管1の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面に対して面対称となる。したがって、配管上部12を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に主流路34に流れるガスの流量は、配管下部13を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に主流路34に流れるガスの流量に対して、同量となる。
 左右方向D3について、素子カバー37の寸法は、支持部31の寸法よりも大きくなっている。これにより、本体部3における測定素子流路35が形成された部分の強度を十分に確保することができる。また、主流方向に流れるガスに対する素子カバー37の流体抵抗は、主流方向に流れるガスに対する支持部31の流体抵抗よりも大きくなる。これにより、素子カバー37による本体部3の周囲にあるガスの流れへの影響は、支持部31による本体部3の周囲にあるガスの流れへの影響よりも大きくなる。素子カバー37および上下対称構造体38は、配管1の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面に対して互いに面対称となる偏流に対して、互いに似た影響を与える。したがって、配管上部12を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合と配管下部13を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合とにおいて、主流路34を流れるガスの流量の差が減少する。
 素子カバー37および上下対称構造体38は、支持部31と同様に、主流方向に流れるガスに対する流体抵抗が小さい構造となっている。これにより、左右方向D3について偏流が発生する場合の本体部3の周囲にあるガスの流れは、上下方向D2について偏流が発生する場合の本体部3の周囲にあるガスの流れと同様となる。したがって、配管1における右方向側の部分を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合と配管1における左方向側の部分を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合とにおいて、主流路34を流れるガスの流量の差異が減少する。
 図2に示すように、左右方向D3についての主流路カバー36の寸法を大きくすることによって、主流路カバー36に向かって流れるガスは、主流路カバー36の周囲において、流れの向きが変わる。
 図8および図9に示すように、主流路カバー36の周囲であって上流側を流れるガスの一部は、主流路カバー36に当たり、流入口341から内部流路33に入る。一方、主流路カバー36の周囲であって下流側では、主流路カバー36の壁面付近から発生するガスの流れの剥離による負圧領域が発生する。負圧領域の周囲にあるガスの主流方向への流れによって、内部流路33を出たガスの流れには、せん断力が働く。これにより、流出口343付近を流れるガスは、負圧領域に引き込まれる。その結果、内部流路33を流れるガスの流量が増加する。
 偏流が発生する場合に、配管1を流れる高速流のガスの一部は、内部流路33を流れる流量の増加を促進させる。一方、偏流が発生する場合に、配管1を流れる低速流のガスの一部は、内部流路33を流れる流量の増加を抑制する。したがって、上下方向D2および左右方向D3についての主流路カバー36の寸法を大きくすることによって、配管1における高速流のガスが流れる高速領域と配管1における低速流のガスが流れる低速領域とのどちらも、内部流路33を流れるガスの流量に影響する。その結果、偏流が発生する場合に主流路34を流れるガスの流量は、偏流が発生しない場合に主流路34を流れるガスの流量に対して、近くなる。
 支持部31、素子カバー37および上下対称構造体38のそれぞれは、主流方向に流れるガスに対する流体抵抗が小さくなっている。これにより、主流路カバー36は、支持部31、素子カバー37および上下対称構造体38のそれぞれと比較して、配管1を流れるガスへの影響が相対的に大きくなる。上下方向D2および左右方向D3について主流路カバー36の寸法が大きくなっている。したがって、上下方向D2について偏流が発生する場合に主流路34を流れるガスの流量と左右方向D3について偏流が発生する場合に主流路34を流れるガスの流量との間の差が減少する。
 図10は、図8の内部流路33および流量測定部32の周囲にあるガスの流れを示す図である。図11は、図9の内部流路33および流量測定部32の周囲にあるガスの流れを示す図である。配管1にガスの偏流が発生する場合に、主流路34における流入口341側の部分に偏流が発生する。図10に示すように、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、流入口341よりも上方向から主流路34の中に流入するガスの流量が多くなる。下方向に流れるガスの流れの方向が主流路34を流れるガスの主流方向に変わる。これにより、流入口341を通過した直後に主流路34を通るガスの流れは、主流路34における上方向壁面から剥離する。主流路34の上方向壁面とは、主流路34における上方向側にある壁面である。
 寸法l1が十分大きい場合には、流入口341を通過した直後の主流路34を流れるガスの流れは、流入口341と分岐口346との間における主流路34の上方向壁面の部分に再付着する。寸法l1が小さく、分岐口346に対してガスの流れが剥離している場合には、周囲よりも圧力が低い剥離領域から測定素子流路35の中にガスが流入することになる。これにより、測定素子流路35の中にガスが流入し難くなる。その結果、測定素子流路35を流れるガスの流量が減少する。
 ガスの流れが再付着する主流路34の上方向壁面の部分に分岐口346が配置されている場合には、主流路34の上方向壁面に向かうガスの動圧によって、測定素子流路35の中にガスが流入しやすくなる。これにより、測定素子流路35を流れるガスの流量が増加する。
 図11に示すように、配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、流入口341よりも下方向から主流路34の中に流入するガスの流量が多くなる。上方向に流れるガスの流れの方向が主流路34を流れるガスの主流方向に変わる。これにより、流入口341を通過した直後に主流路34を通るガスの流れは、主流路34における下方向壁面から剥離する。主流路34の下方向壁面とは、主流路34における下方向側にある壁面である。
 寸法l1が十分大きい場合には、流入口341を通過した直後の主流路34を流れるガスの流れは、流入口341と分岐口346との間の主流路34における下方向壁面に再付着する。寸法l1が小さく、分岐口346が流入口341の直後に配置されている場合には、主流路34の上方向壁面に向かうガスの動圧によって、測定素子流路35にガスが流入しやすくなる。これにより、測定素子流路35を流れるガスの流量が増加する。
 ガスの流れが剥離している主流路34の下方向壁面の部分に対して対向する主流路34の上方向壁面の部分に分岐口346が配置されている場合には、ガスが主流路34の下方向壁面に向かうガスの動圧が発生する。これにより、分岐口346の周囲の静圧が低くなる。静圧が低くなった分岐口346の周囲から測定素子流路35の中にガスが流入する。その結果、測定素子流路35を流れるガスの流量が減少する。
 ガスの流れが再付着する主流路34の下方向壁面の部分に対して対向する主流路34の上方向壁面の部分に分岐口346が配置されている場合には、ガスが主流路34の下方向壁面に向かうガスの流れは、せん断力によって、分岐口346において測定素子流路35からガスの流れを引き寄せる。これにより、測定素子流路35の中にガスが流入しにくくなる。その結果、測定素子流路35を流れるガスの流量が減少する。
 寸法l1が十分大きい場合には、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流および配管下部13に高速流のガスが流れる偏流の何れが発生する場合であっても、ガスの流れが主流路34の壁面に再付着し、ガスの流れが一様に近づいた後に、分岐口346から測定素子流路35の中にガスが流入する。
 分岐口346よりも下流側の主流路34におけるガスの流れが同一である場合には、測定素子流路35を流れるガスの流量は変わらない。これにより、寸法l1が十分に大きい場合には、偏流が発生する場合に測定素子流路35を流れるガスの流量と、偏流が発生しない場合に測定素子流路35を流れるガスの流量との間の差が減少する。寸法l1が寸法w1および寸法h1よりも大きくなっている。これにより、分岐口346は、剥離領域よりも下流側に配置される。その結果、偏流が発生する場合に測定素子流路35を流れるガスの流量と、偏流が発生しない場合に測定素子流路35を流れるガスの流量との間の差が減少する。
 左右方向D3について偏流が発生する場合には、流入口341から主流路34に流入して左方向壁面または右方向壁面からガスの流れが剥離する。しかしながら、寸法l1が十分大きい場合には、左右方向D3について偏流が発生する場合に測定素子流路35を流れるガスの流量と、上下方向D2について偏流が発生する場合に測定素子流路35を流れるガスの流量との間の差が減少する。
 図10および図11に示すように、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合および配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、主流路34における縮流路345よりも下流側の部分において、ガスの流れに差が発生する。測定素子流路35を通過したガスは、主流路34において、縮流路345を通過しガスと合流する。測定素子流路35を通過したガスは、主流路34を主流方向に流れるガスの流れを変える。これにより、合流口347よりも下流側における主流路34の上方向壁面付近には、ガスの流れの剥離が発生する。
 図10に示すように、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、主流路34を流れるガスは、縮流路345で加速された後、合流口347において測定素子流路35を通過したガスと合流して、流出口343から主流路34の外に出る。主流路34の外に出たガスの流れは、主流路カバー36よりも下流側の領域であって上部にある渦および配管上部12を流れる高速流のガスによって引き込まれる。これにより、主流路34の外に出たガスの流れは、配管上部12に向かう。
 縮流路345を通過したガスは、配管上部12に向かうガスの流れに引きずられて、主流路34の内部において、上方向壁面に向かって流れる。これにより、合流口347よりも下流側において主流路34の上方向壁面から剥離したガスの流れは、すぐに主流路34の上方向壁面に再付着する。
 一方、図11に示すように、配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合には、主流路34を流れるガスは、縮流路345で加速された後、合流口347において測定素子流路35を通過したガスと合流して、流出口343から主流路34の外に出る。主流路34の外に出たガスの流れは、主流路カバー36よりも下流側の領域であって下部にある渦および配管下部13を流れる高速流のガスによって引き込まれる。これにより、主流路34の外に出たガスの流れは、配管下部13に向かう。
 縮流路345を通過したガスは、配管下部13に向かうガスの流れに引きずられて、主流路34の内部において、下方向壁面に向かって流れる。これにより、合流口347よりも下流側において主流路34の下方向壁面から剥離したガスの流れは、主流路34の下方向壁面に再付着しにくくなる。
 その結果、寸法l2が小さい構成では、配管下部13に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、合流口347よりも下流側で主流路34の上方向壁面から剥離したガスの流れが上方向壁面に再付着する前に、流出口343から主流路34の外に出ることになる。
 この場合、主流路34における流出口343の近くの下方向壁面の周囲にあるガスの流れが高速流となる。これにより、流出口343から高速流のガスが流出することによる動圧損失が大きくなる。その結果、主流路34をガスが流れにくくなる。
 一方、寸法l2が寸法w2および寸法h2よりも大きい構成では、配管下部13を高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、主流路34を流れるガスは、合流口347よりも下流側で主流路34の上方向壁面から剥離したガスの流れが上方向壁面に再付着した後に、流出口343から主流路34の外に出る。これにより、主流路34を流れるガスの流量の減少が抑制される。
 したがって、偏流が発生する場合であっても、主流路34を流れるガスの流量の変動および測定素子流路35を流れるガスの流量の変動が抑制される。これにより、測定素子4で測定される流速値と、配管1を流れるガスの流量とが一定の関係に保たれる。その結果、流量測定装置100の測定結果が向上する。
 以上説明したように、この発明の実施の形態1に係る流量測定装置100によれば、左右方向D3についての支持部31の寸法は、左右方向D3についての流量測定部32の寸法よりも小さい。これにより、支持部31の流量抵抗を流量測定部32の流量抵抗よりも小さくすることができる。したがって、配管1に偏流が発生する場合に、内部流路33に流れるガスの流量の変化を抑制することができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。また、装置接続孔11を通って流量測定装置100を配管に自由に取り付けることができる。
 また、左右方向D3についての素子カバー37の寸法および上下対称構造体38の寸法は、左右方向D3についての主流路カバー36の寸法よりも小さい。これにより、素子カバー37の流体抵抗および上下対称構造体38の流体抵抗のそれぞれを小さくすることができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。
 また、上下対称構造体38の外形は、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について、素子カバー37の外形に対して面対称となっている。これにより、上下対称構造体38の流体抵抗を素子カバー37の流体抵抗と同一にすることができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。
 また、前後方向D1についての支持部31の寸法に対する左右方向D3についての支持部31の寸法の比は、前後方向D1についての主流路カバー36の寸法に対する左右方向D3についての主流路カバー36の寸法の比よりも小さい。また、前後方向D1についての支持部31の寸法に対する左右方向D3についての支持部31の寸法の比は、前後方向D1についての素子カバー37の寸法に対する左右方向D3についての素子カバー37の寸法の比よりも小さい。これにより、支持部31の流体抵抗を素子カバー37の流体抵抗および主流路カバー36の流体抵抗よりも小さくすることができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。また、素子カバー37および主流路カバー36の強度を十分に確保することができる。
 また、上下方向D2についての主流路カバー36の寸法は、前後方向D1について主流路カバー36の中央から離れるにつれて小さくなっている。これにより、主流路カバー36の上面および下面からガスの流れが剥離することを抑制することができる。したがって、本体部3の流量抵抗を小さくすることができる。その結果、配管1を流れるガスの流量の減少を抑制することができる。
 また、前後方向D1についての流入口341と分岐口346との間の寸法l1は、上下方向D2についての主流路34の寸法h1および左右方向D3についての主流路34の寸法w1よりも大きい。これにより、配管1を流れるガスに偏流が発生する場合および配管1を流れるガスに脈動が発生する場合に、流量測定装置100の測定精度の低下を抑制することができる。
 また、縮流路345の流路断面積は、分岐口346が形成された主流路34の部分の流路断面積および合流口347が形成された主流路34の部分の流路断面積よりも小さい。これにより、ガスに含まれる異物をガスから分離するとともに、測定素子流路35を流れるガスの流量を大きくすることができる。また、測定素子流路35を流れるガスの流量を調節することによって、流量測定のゲインを任意に調整することができる。
 また、本体部3の外形および内部流路33の形状のそれぞれは、本体部3の中心を通り前後方向D1に対して垂直な面について、面対称となっている。これにより、配管1を流れるガスに偏流または脈動が発生する場合に、流量測定装置100の測定精度が低下することを抑制することができる。
 実施の形態2.
 図12は、この発明の実施の形態2に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。本体部3は、配管1を流れるガスが流量測定装置100を通過する時に発生する圧力損失がある程度許容される場合に用いられる。本体部3の主流路カバー36は、矩形形状に形成されている。主流路カバー36は、主流路カバー36の中心を通り上下方向D2に垂直な面について面対称となっている。また、主流路カバー36は、主流路カバー36の中心を通り左右方向D3に垂直な面について面対称となっている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
 支持部31、素子カバー37および上下対称構造体38のそれぞれの流体抵抗と比較して、主流路カバー36の流体抵抗が大きく、両者の間に十分な差がある。これにより、配管1を流れるガスに上下方向D2および左右方向D3について偏流が発生する場合に、配管1を流れるガスに対して主流路カバー36が与える影響が大きい。したがって、偏流が発生する場合に主流路34を流れるガスの流量の差が減少する。その結果、流量測定装置100の測定精度が向上する。
 なお、配管1を流れるガスが流量測定装置100を通過する時に発生する圧力損失を小さくする場合には、図3に示すように、主流路カバー36の表面を滑らかなカーブを描くように形成してもよい。この場合、主流路カバー36の流体抵抗が小さくなる代わりに、主流路カバー36の周囲にあるガスの流れを主流路カバー36の表面に沿って大きく変えて、配管1を流れるガスの流れに対して大きな影響を与える構成にする。
 以上説明したように、この発明の実施の形態2に係る流量測定装置100によれば、主流路カバー36は、矩形形状に形成されている。これにより、偏流が発生した場合に主流路34を流れるガスの流量の差を減少させることができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。
 実施の形態3.
 図13は、この発明の実施の形態3に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。主流路カバー36の外形は、主流路カバー36の中心を通り前後方向D1に延びる直線を中心軸として回転させた回転体の外形となっている。言い換えれば、主流路カバー36の外形は、配管1の中心を通り前後方向D1に延びる直線を中心軸として回転させた回転体の外形となっている。
 具体的には、主流路カバー36の外形は、円柱形状となっている。なお、主流路カバー36の外形は、円柱形状に限らず、例えば、球状、楕円球状、流線形の卵形状などであってもよい。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
 以上説明したように、この発明の実施の形態3に係る流量測定装置100によれば、主流路カバー36の外形は、主流路カバー36の中心を通り前後方向D1に延びる直線を中心軸として回転させた回転体の外形となっている。これにより、上下方向D2および左右方向D3以外の方向について配管1を流れるガスに偏流が発生する場合であっても、主流路34に流れるガスの流量の差を低減させることができる。
 一般的に、流量測定装置100が取り付けられる配管1を備える装置または設備では、設置スペース、製造性、施工性などの関係で、上下方向D2および左右方向D3について90°間隔で、複数回、曲げられた配管1が用いられる場合が多い。この場合、流量測定装置100は、配管1が延びる方向に対応させて配管1に取り付けられる。
 したがって、流量測定装置100よりも上流側の配管1の部分の曲がりによる偏流および流量測定装置100よりも上流側の配管1の部分に設けられたフィルターの汚損による偏流は、流量測定装置100に対して上下方向D2および左右方向D3の何れかである場合が多い。
 この場合に、図3および図5に示すように、配管1の上下方向D2および左右方向D3についての偏流に対して、流量測定装置100の測定精度の誤差を低減させることができる。しかしながら、上下方向D2および左右方向D3以外の方向について、配管1を流れるガスに偏流が発生する場合がある。この場合に、主流路カバー36の外形を回転体の外形とすることによって、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。
 実施の形態4.
 図14は、この発明の実施の形態4に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。図15は、この発明の実施の形態4に係る流量測定装置の本体部を前後方向に視た図である。図15では、破線は、本体部3の内部に配置された構成要素を示している。
 配管1を流れるガスに左右方向D3についての偏流が発生する場合には、主流路34の中心を通り左右方向D3に垂直な面に対して主流路34を面対称にする方がよい。実施の形態4では、測定素子流路35は、分岐口346に繋がる部分および合流口347に繋がる部分を除いて、主流路34の中心を通り左右方向D3に垂直な面に対して、非対称となっている。左右方向D3について支持部31の寸法を小さくし、素子配線5を支持部31における左右方向D3の中央に配置する場合には、測定素子4は、素子カバー37における左右方向D3の中央に配置される。これにより、素子配線5と測定素子4との電気的な接続が容易となる。
 測定素子4の表面を流れるガスの流速を測定素子4が測定する場合には、測定素子4の測定面は、本体部3の左右方向D3の中央からずれた位置となる。したがって、測定素子4が配置される測定素子流路35の部分は、本体部3の左右方向D3の中央からずれた位置に配置される。
 分岐口346および合流口347が左右方向D3についての本体部3の中央に配置されていれば、配管1を流れるガスの左右方向D3について対称的な偏流が発生する場合に、測定素子流路35に対してガスが左右方向D3について対称に流出入する。これにより、縮流路345を流れるガスに与える影響が小さくなる。
 したがって、測定素子流路35は、分岐口346に繋がる部分および合流口347に繋がる部分を除いて、主流路34の中心を通り左右方向D3に垂直な面に対して、非対称となっても、配管1に流れるガスに偏流が発生する場合に流量測定装置100の測定精度が低下しない。また、この場合に、左右方向D3について支持部31の寸法が小さくなる。その他の構成は、実施の形態1から実施の形態3までと同様である。
 以上説明したように、この発明の実施の形態4に係る流量測定装置100によれば、測定素子流路35は、分岐口346に繋がる部分および合流口347に繋がる部分を除いて、主流路34の中心を通り左右方向D3に垂直な面に対して、非対称となっている。これにより、配管1に流れるガスに偏流が発生する場合に流量測定装置100の測定精度が低下することなく、左右方向D3についての支持部31の寸法を小さくすることができる。その結果、流量測定装置100の測定精度を向上させることができる。
 実施の形態5.
 図16は、この発明の実施の形態5に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。流量測定部32は、主流路カバー36に設けられた一対の左右対称部39を備えている。左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、主流路カバー36の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として90°回転させた形状と一致する。言い換えれば、左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、配管1の径方向中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として90°回転させた形状と一致する。
 左右方向D3についての左右対称部39の寸法は、左右方向D3および前後方向D1についての本体部3の寸法が左右方向D3および前後方向D1についての配管接続部2の寸法よりも小さくなるようになっている。
 左右方向D3についての左右対称部39の寸法は、上下方向D2についての素子カバー37の寸法および上下方向D2についての上下対称構造体38の寸法と一致する。素子カバー37には、測定素子流路35が形成されている。素子カバー37の内部には、測定素子4が収納されている。その他の構成は、実施の形態1から実施の形態4までと同様である。
 以上説明したように、この発明の実施の形態5に係る流量測定装置によれば、素子カバー37、上下対称構造体38および左右対称部39を含む本体部3の外形は、本体部3の中心を通り上下方向D2に対して垂直な面について面対称となっている。また、素子カバー37、上下対称構造体38および左右対称部39を含む本体部3の外形は、本体部3の中心を通り左右方向D3に対して垂直な面について面対称となっている。また、素子カバー37、上下対称構造体38および左右対称部39を含む本体部3の外形は、配管1の中心を通り前後方向D1に延びる直線を回転軸として90°の間隔で回転させた本体部3の外形と一致する。これにより、本体部3は、ガスの流れに対して、上下方向D2および左右方向D3について対称な影響を与える。また、本体部3は、ガスの流れに対して、配管1の中心を通り前後方向D1に延びる直線を回転軸として90°の間隔で回転させた本体部3と対称な影響を与える。したがって、配管1を流れるガスに上下方向D2および左右方向D3の偏流が発生する場合に、主流路34を流れるガスの流量に差が発生することが低減される。その結果、流量測定装置100の測定誤差をさらに低減させることができる。
 実施の形態6.
 図17は、この発明の実施の形態6に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。流量測定部32は、主流路カバー36に設けられた4個の左右対称部39を備えている。4個の左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、主流路カバー36の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として60°の倍数の角度だけ回転させた形状と一致する。言い換えれば、左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、配管1の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として60°回転させた形状と一致する。その他の構成は、実施の形態5と同様である。
 以上説明したように、この発明の実施の形態6に係る流量測定装置によれば、主流路カバー36に設けられた4個の左右対称部39を備えている。4個の左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、主流路カバー36の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として60°の倍数の角度だけ回転させた形状と一致する。これにより、配管1の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として60°の倍数の角度だけ回転させて流量測定装置100を設置することができる。
 なお、上記実施の形態6では、左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、配管1の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として60°回転させた形状と一致する構成について説明した。これに限らず、左右対称部39の外形は、素子カバー37の外形または上下対称構造体38の外形を、配管1の中心を通り前後方向D1を向く直線を回転軸として、例えば、45°または30°の倍数の角度だけ回転させた形状と一致する構成であってもよい。言い換えれば、流量測定装置100が回転して設置される場合に、左右対称部39が主流路カバー36に対して左右方向D3に隣り合うように、左右対称部39が主流路カバー36に配置された構成であってもよい。
 実施の形態7.
 図18は、この発明の実施の形態7に係る流量測定装置の本体部を示す斜視図である。図19は、図18の流量測定部の内部流路および流量測定部の周囲におけるガスの流れを示す図である。図19では、配管上部12に高速流のガスが流れる偏流が発生する状態を示している。上流側主流路342は、下流に向かうにつれて流路断面積が徐々に小さくなる流入口部342aと、流入口部342aよりも下流側で流入口部342aに繋がる主流路本体342bとを備えている。流入口341は、流入口部342aにおける最も上流側の部分である。
 主流路本体342bにおける流入口部342a側の端部を主流路本体上流側端部342cとする。主流路本体上流側端部342cと分岐口346との間において、上下方向D2についての主流路本体342bの寸法および左右方向D3についての主流路本体342bの寸法は、一定となっている。前後方向D1についての主流路本体上流側端部342cと分岐口346との間の寸法l1は、上下方向D2についての主流路本体342bの寸法h1および左右方向D3についての主流路本体342bの寸法w1よりも小さい。つまり、l1>w1=h1の関係が満たされている。
 下流側主流路344は、上流に向かうにつれて流路断面積が徐々に小さくなる流出口部344aと、流出口部344aよりも上流側で流出口部344aに繋がる主流路本体344bとを備えている。流出口343は、流出口部344aにおける最も下流側の部分である。
 主流路本体344bにおける流出口部344a側の端部を主流路本体下流側端部344cとする。主流路本体下流側端部344cと分岐口346との間において、上下方向D2についての主流路本体344bの寸法および左右方向D3についての主流路本体344bの寸法は、一定となっている。前後方向D1についての主流路本体下流側端部344cと分岐口346との間の寸法l1は、上下方向D2についての主流路本体344bの寸法h1および左右方向D3についての主流路本体344bの寸法w1よりも小さい。つまり、l2>w2=h2の関係が満たされている。その他の構成は、実施の形態1から実施の形態6までと同様である。
 以上説明したように、この発明の実施の形態7に係る流量測定装置100によれば、主流路34は、下流に向かうにつれて流路断面積が小さくなる流入口部342aを備えている。これにより、配管1を流れるガスに上下方向D2および左右方向D3についての偏流が発生する場合に、主流路カバー36に衝突したガスを多く主流路34に取り込むことができる。流入口部342aの流路断面積は、下流に向かうにつれて徐々に小さくなっている。これにより、流入口341から主流路34にガスが流入する時に、ガスの流れが緩やかに変わる。したがって、ガスが主流路34に流入した直後に主流路34の壁面からガスの流れが剥離することが抑制される。これにより、主流路34に流れるガスに偏流が発生することが抑制される。したがって、測定素子流路35に流れるガスの流量が変化することが抑制される。その結果、配管1に流れるガスに偏流が発生する場合に、流量測定装置100の測定誤差をさらに低減させることができる。
 また、前後方向D1についての主流路本体上流側端部342cと分岐口346との間の寸法l1は、上下方向D2についての主流路本体342bの寸法h1および左右方向D3についての主流路本体342bの寸法w1よりも大きい。これにより、配管1を流れるガスに偏流が発生する場合および配管1を流れるガスに脈動が発生する場合に、流量測定装置100の測定精度の低下を抑制することができる。
 実施の形態8.
 図20は、この発明の実施の形態8に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。図21は、この発明の実施の形態8に係る流量測定装置の流量測定部の周囲および流量測定部の内部流路におけるガスの流れを示す図である。図21では、配管下部に高速流のガスが流れる偏流が発生する状態を示している。
 左右方向D3についての縮流路345の寸法は、左右方向D3についての上流側主流路342の寸法および左右方向D3についての下流側主流路344の寸法よりも小さい。言い換えれば、左右方向D3についての縮流路345の寸法は、分岐口346が形成された主流路34の部分における左右方向D3についての寸法および合流口347が形成された主流路34の部分における左右方向D3についての寸法よりも小さい。上下方向D2についての縮流路345の寸法は、上下方向D2についての上流側主流路342の寸法h1および上下方向D2についての下流側主流路344の寸法h2と同一となっている。その他の構成は、実施の形態1から実施の形態7までと同様である。
 図11に示すように、縮流路345においてガスが上下方向D2に縮流される構成では、配管下部に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、左右方向D3が上下方向D2よりも長辺となる長方形状の噴流が縮流路345の直後に発生する。縮流路345から噴出した長方形状の高速流のガスの大部分は、合流口347よりも下流側の主流路34の上方向壁面付近に発生するガスの流れの剥離によって、主流路34における下方向部分を流れる。これにより、流出口343から主流路34の外に流出したガスは、配管下部に流れる高速流のガスに引き込まれる。
 一方、図21に示すように、縮流路345においてガスが左右方向D3に縮流される構成では、配管下部に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、上下方向D2が左右方向D3よりも長辺となる長方形状の噴流が縮流路345の直後に発生する。縮流路345から噴出した長方形状の高速流のガスの上方向側の一部は、合流口347の下流側の主流路34の上方向壁面付近に発生するガスの流れの剥離によって、主流路34の上下方向D2の中央部分に流れる。これにより、流出口343から主流路34の外に流出したガスは、配管下部に流れる高速流のガスに引き込まれる。つまり、縮流路345から噴出した長方形状の高速流のガスの下方向部分が流出口343から主流路34の外において、配管下部に流れる高速流のガスに引き込まれる。
 言い換えれば、縮流路345におけるガスの縮流方向が上下方向D2の場合、縮流路345において発生した高速流のガスの全体が主流路34の外で下方向に流れる。一方、縮流路345におけるガスの縮流方向が左右方向D3の場合、縮流路345において発生した高速流のガスの下方向部分のみが主流路34の外で下方向に流れる。
 以上説明したように、この発明の実施の形態8に係る流量測定装置100によれば、縮流路345におけるガスの縮流方向が左右方向D3となっている。これにより、流出口343から主流路34の外に流出したガスの流速に偏りが少なくなる。したがって、動圧損失が減少する。その結果、配管1の上下方向D2についての偏流および左右方向で3についての偏流が発生する場合に、主流路34を流れるガスの流量に差が発生することが抑制される。したがって、流量測定装置100の測定誤差をさらに低減させることができる。
 実施の形態9.
 図22は、この発明の実施の形態9に係る流量測定装置の内部流路を示す斜視図である。縮流路345は、左右方向D3について分割された複数の小流路345aを有している。この例では、小流路345aの数は、2個となっている。これにより、主流路カバー36は、上下方向D2に延びる図示しない柱を有している。柱は、縮流路345を分割する。その他の構成は、実施の形態8と同様である。
 分岐口346よりも下流側の主流路34を流れるガスは、縮流路345において左右方向D3に分かれて縮流路345から噴出する。これにより、縮流路345よりも下流側の主流路34では、左右方向D3の壁面の付近を高速流のガスが流れる。
 一方、測定素子流路35を通過したガスは、合流口347から主流路34の上部であって左右方向D3について中央部分に流れる。主流路34の上方向壁面付近に発生するガスの流れの剥離は、主流路34の上部であって左右方向D3について中央部分に発生する。したがって、縮流路345を通過したガスと測定素子流路35を通過したガスとが、互いに干渉し合うことが抑制される。これにより、配管下部に高速流のガスが流れる偏流が発生する場合に、主流路34における合流口347よりも下流側で上方向壁面付近に発生するガスの流れの剥離によって縮流路345から噴出した高速流のガスの流れが下方向に流れるよう作用することが抑制される。また、流出口343における動圧損失の増加が抑制される。
 以上説明したように、この発明の実施の形態9に係る流量測定装置によれば、縮流路345は、左右方向D3について分割された複数の小流路345aを有している。これにより、配管1に偏流が発生する場合に、流量測定装置100の測定誤差をさらに低減させることができる。
 1 配管、2、2A 配管接続部、3、3A 本体部、4 測定素子、5 素子配線、6 制御回路、7 コネクタ部、8 後流渦、11 装置接続孔、12 配管上部、13 配管下部、31 支持部、32 流量測定部、33 内部流路、34 主流路、35 測定素子流路、36 主流路カバー、37 素子カバー、38 上下対称構造体、39 左右対称部、100、100A 流量測定装置、341、341A 流入口、342 上流側主流路、342a 流入口部、342b 主流路本体、342c 主流路本体上流側端部、343、343A 流出口、344 下流側主流路、344a 流出口部、344b 主流路本体、344c 主流路本体下流側端部、345 縮流路、345a 小流路、346 分岐口、347 合流口。

Claims (11)

  1.  被測定流体が流れる配管に接続される配管接続部と、
     前記配管接続部が前記配管に接続された場合に、前記配管の内側に配置される本体部と、
     前記本体部に設けられ、前記被測定流体の流量を測定する測定素子と
     を備え、
     前記本体部は、
      前記配管接続部に支持された支持部と、
      前記配管を流れる前記被測定流体の一部が流れる内部流路が形成され、前記支持部に支持された流量測定部と
     を有し、
     前記内部流路には、前記測定素子が配置され、
     前記支持部は、前記本体部の高さ方向である第1方向について前記流量測定部よりも前記配管接続部の近くに配置され、
     前記配管が延びる方向である第2方向に視た場合に、前記本体部における幅方向である第3方向についての前記支持部の寸法は、前記第3方向についての前記流量測定部の寸法よりも小さい流量測定装置。
  2.  前記内部流路は、
      前記第2方向について前記流量測定部を貫通する主流路と、
      一端部が前記主流路の分岐口に繋がり、他端部が前記主流路の合流口に繋がり、前記測定素子が配置された測定素子流路と
     を有し、
     前記流量測定部は、
      前記主流路が形成された主流路部と、
      前記測定素子流路における前記測定素子が配置された部分が形成され、前記配管接続部が前記配管に接続された場合に前記第1方向について前記主流路部よりも前記配管接続部の近くに配置される測定素子流路部と、
      前記第1方向について前記測定素子流路部との間に前記主流路部が配置される構造部と
     を有し、
     前記第2方向に視た場合に、前記第3方向についての前記測定素子流路部および前記構造部のそれぞれの寸法は、前記第3方向についての前記主流路部の寸法よりも小さい請求項1に記載の流量測定装置。
  3.  前記構造部の外形は、前記主流路部の中心を通り前記第1方向に対して垂直な面について、前記測定素子流路部の外形に対して面対称となっている請求項2に記載の流量測定装置。
  4.  前記第3方向についての前記支持部の寸法は、前記第2方向についての前記支持部の寸法よりも小さく、
     前記第2方向についての前記支持部の寸法に対する前記第3方向についての前記支持部の寸法の比は、前記第2方向についての前記主流路部の寸法に対する前記第3方向についての前記主流路部の寸法の比および前記第2方向についての前記測定素子流路部の寸法に対する前記第3方向についての前記測定素子流路部の寸法の比よりも小さい請求項2または請求項3に記載の流量測定装置。
  5.  前記第1方向についての前記主流路部の寸法は、前記第2方向について前記主流路部の中央から離れるにつれて小さくなっている請求項2から請求項4までの何れか一項に記載の流量測定装置。
  6.  前記主流路の流入口と前記分岐口との間において、前記第1方向についての前記主流路の寸法および前記第3方向について前記主流路の寸法のそれぞれは、一定となっており、
     前記第2方向についての前記流入口と前記分岐口との間の寸法は、前記第1方向についての前記主流路の寸法および前記第3方向についての前記主流路の寸法よりも大きい請求項2から請求項5までの何れか一項に記載の流量測定装置。
  7.  前記主流路は、
      流入口よりも下流側で前記流入口に繋がって設けられ、下流に向かうにつれて流路断面積が小さくなる流入口部と、
      前記流入口部よりも下流側で前記流入口部に繋がって設けられた主流路本体と
     を有し、
     前記主流路本体における前記流入口部側の端部である主流路本体上流側端部と前記分岐口との間において、前記第1方向についての前記主流路本体の寸法および前記第3方向について前記主流路本体の寸法のそれぞれは、一定となっており、
     前記第2方向についての前記主流路本体上流側端部と前記分岐口との間の寸法は、前記第1方向についての前記主流路本体の寸法および前記第3方向についての前記主流路本体の寸法よりも大きい請求項2から請求項5までの何れか一項に記載の流量測定装置。
  8.  前記主流路は、前記第2方向について前記分岐口と前記合流口との間に設けられた縮流路を有し、
     前記縮流路の流路断面積は、前記分岐口が形成された前記主流路の部分の流路断面積および前記合流口が形成された前記主流路の部分の流路断面積よりも小さい請求項2から請求項7までの何れか一項に記載の流量測定装置。
  9.  前記第3方向についての前記縮流路の寸法は、前記分岐口が形成された前記主流路の部分における前記第3方向について寸法および前記合流口が形成された前記主流路の部分における前記第3方向についての寸法よりも小さい請求項8に記載の流量測定装置。
  10.  前記縮流路は、前記第3方向について分割された複数の小流路を有している請求項9に記載の流量測定装置。
  11.  前記本体部の外形および前記内部流路の形状それぞれは、前記本体部の中心を通り前記第2方向に対して垂直な面について、面対称となっている請求項1から請求項10までの何れか一項に記載の流量測定装置。
PCT/JP2018/047315 2018-12-21 2018-12-21 流量測定装置 WO2020129250A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/047315 WO2020129250A1 (ja) 2018-12-21 2018-12-21 流量測定装置
JP2020561128A JP6991366B2 (ja) 2018-12-21 2018-12-21 流量測定装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/047315 WO2020129250A1 (ja) 2018-12-21 2018-12-21 流量測定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020129250A1 true WO2020129250A1 (ja) 2020-06-25

Family

ID=71100736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/047315 WO2020129250A1 (ja) 2018-12-21 2018-12-21 流量測定装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6991366B2 (ja)
WO (1) WO2020129250A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322623A (ja) * 1992-05-18 1993-12-07 Hitachi Ltd 空気流量計
JPH08297039A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Hitachi Ltd 発熱抵抗式空気流量測定装置
JP2000346688A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp 流量センサ
WO2018142797A1 (ja) * 2017-02-06 2018-08-09 三菱電機株式会社 流量測定装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322623A (ja) * 1992-05-18 1993-12-07 Hitachi Ltd 空気流量計
JPH08297039A (ja) * 1995-04-27 1996-11-12 Hitachi Ltd 発熱抵抗式空気流量測定装置
JP2000346688A (ja) * 1999-06-08 2000-12-15 Mitsubishi Electric Corp 流量センサ
WO2018142797A1 (ja) * 2017-02-06 2018-08-09 三菱電機株式会社 流量測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020129250A1 (ja) 2021-09-27
JP6991366B2 (ja) 2022-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2282827C2 (ru) Устройство для определения по меньшей мере одного параметра движущегося по трубопроводу потока текучей среды
KR101398827B1 (ko) 유체 역학적으로 개선된 삽입 센서
KR101709845B1 (ko) 코리올리 유량계
JP5799682B2 (ja) 空気流量測定装置
JP4934198B2 (ja) 最適化された流出部を備えた差込み式センサ
JP4140553B2 (ja) 空気流量測定装置
US5029465A (en) Vortex flowmeter
EP2910908B1 (en) Differential pressure type flowmeter and flow controller provided with the same
JP5397425B2 (ja) 空気流量測定装置
JP6365388B2 (ja) 流量測定装置
WO2020129250A1 (ja) 流量測定装置
JPH06241854A (ja) 渦流量計
JP4936856B2 (ja) 流量計
US20160282161A1 (en) Flow rate measuring device
JP2005315724A (ja) 空気流量測定装置
JP2018025549A (ja) 流量測定装置
JP3196798U (ja) コリオリ流量計
JP2021517645A (ja) センサ構成
JPH05223109A (ja) 整流ダクト
US11009378B2 (en) Flow rate measuring device
RU2782335C1 (ru) Делитель потока массового кориолисового расходомера
JP7373772B2 (ja) 物理量計測装置
JP3131174B2 (ja) フルイディック型流量計
JPS62159016A (ja) 流量検出装置
JP2786708B2 (ja) 流量測定装置及びこれを含む自動車用スロットルボディー

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18943639

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020561128

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18943639

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1