JPH03220420A - 流量計 - Google Patents
流量計Info
- Publication number
- JPH03220420A JPH03220420A JP2306937A JP30693790A JPH03220420A JP H03220420 A JPH03220420 A JP H03220420A JP 2306937 A JP2306937 A JP 2306937A JP 30693790 A JP30693790 A JP 30693790A JP H03220420 A JPH03220420 A JP H03220420A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bore
- cylindrical
- flow
- taper
- graduated
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 117
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 claims description 27
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 46
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002496 gastric effect Effects 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- -1 moisture Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/34—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure
- G01F1/36—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by measuring pressure or differential pressure the pressure or differential pressure being created by the use of flow constriction
- G01F1/40—Details of construction of the flow constriction devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F5/00—Measuring a proportion of the volume flow
- G01F5/005—Measuring a proportion of the volume flow by measuring pressure or differential pressure, created by the use of flow constriction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/85938—Non-valved flow dividers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、ガス等の流体の流れを測定する装置に関する
。
。
(従来技術)
ガスの質量流量を制御することは多くの産業分野におい
て重要である。例えば半導体の製造に際しては、多くの
工程において、2種あるいはそれ以上のガスを精密に制
御された条件下で正確に反応させることが要求される。
て重要である。例えば半導体の製造に際しては、多くの
工程において、2種あるいはそれ以上のガスを精密に制
御された条件下で正確に反応させることが要求される。
化学反応は分子レベルで生じるため、反応させるガスを
規制するための最も直接的な方法は、その流量コントロ
ールである。
規制するための最も直接的な方法は、その流量コントロ
ールである。
ガス量を正確にコントロールすることのみならず、ガス
から不純物を排除することも重要である。わずか1μあ
るいはそれよりも小さい大きさの半導体デバイスの製造
においては、ガス流中に外部から異物が混入することは
極めて望ましくない。ダスト、金属、繊維、湿分、溶剤
、オイル、エアーあるいはその他のプロセスガスなどの
粒子、蒸気及び不純ガス等は、製品の劣化、損傷等の原
因と成る。従って、質量流量計において使用される流れ
分割器(flo胃5plitter ) においては、
このような異物を捕捉せず、且つこれらをガス流中に放
出せず、さらに通常の目盛り付けや操作中に、これら異
物を発生しないことが重要となる。5 5CCM(5t
andard cubic centimeters
perminute )以下から犬きくは500,00
0 SCCM以上のガスの質量流量速度を測定するため
の装置が、種々開発されている。このような装置の一般
的な構造は、ガス流を2またはそれ以上の流れに分割す
ることか必要となっている。
から不純物を排除することも重要である。わずか1μあ
るいはそれよりも小さい大きさの半導体デバイスの製造
においては、ガス流中に外部から異物が混入することは
極めて望ましくない。ダスト、金属、繊維、湿分、溶剤
、オイル、エアーあるいはその他のプロセスガスなどの
粒子、蒸気及び不純ガス等は、製品の劣化、損傷等の原
因と成る。従って、質量流量計において使用される流れ
分割器(flo胃5plitter ) においては、
このような異物を捕捉せず、且つこれらをガス流中に放
出せず、さらに通常の目盛り付けや操作中に、これら異
物を発生しないことが重要となる。5 5CCM(5t
andard cubic centimeters
perminute )以下から犬きくは500,00
0 SCCM以上のガスの質量流量速度を測定するため
の装置が、種々開発されている。このような装置の一般
的な構造は、ガス流を2またはそれ以上の流れに分割す
ることか必要となっている。
代表的な装置においては、流体の質量流量の測定を行な
うセンサアセンブリ中に少量の流体流を送り込み、また
このセンサーアセンブリと平行に配置された流れ分割域
にほとんどの流体流が送り込まれる。このセンサーアセ
ンブリは、キャピラリー管を有しており、該キャピラリ
ー管の外面には2個の抵抗温度計が巻かれている。この
抵抗温度計の2木の脚は電気ブリッジを形成し、他の2
木の脚は抵抗器に固定されている。このブリッジに電圧
が印加されると、各抵抗温度計に電流が流れ、該温度計
は自己発熱する。キャピラリー管内にガス流が流れ込ん
でいない場合には、2つの温度計の温度上昇は理想的な
ものとなる。またキャピラリー管内をガスが流れ始める
と、ガスが第1の抵抗温度計を冷却し、加熱される部分
を第2の抵抗温度計に移し、その加熱が行なわれる。即
ち、これら2つの温度計の温度差は、ガスの質量流量の
関数となる。
うセンサアセンブリ中に少量の流体流を送り込み、また
このセンサーアセンブリと平行に配置された流れ分割域
にほとんどの流体流が送り込まれる。このセンサーアセ
ンブリは、キャピラリー管を有しており、該キャピラリ
ー管の外面には2個の抵抗温度計が巻かれている。この
抵抗温度計の2木の脚は電気ブリッジを形成し、他の2
木の脚は抵抗器に固定されている。このブリッジに電圧
が印加されると、各抵抗温度計に電流が流れ、該温度計
は自己発熱する。キャピラリー管内にガス流が流れ込ん
でいない場合には、2つの温度計の温度上昇は理想的な
ものとなる。またキャピラリー管内をガスが流れ始める
と、ガスが第1の抵抗温度計を冷却し、加熱される部分
を第2の抵抗温度計に移し、その加熱が行なわれる。即
ち、これら2つの温度計の温度差は、ガスの質量流量の
関数となる。
ギャップ乃至管を通る流れは、レイノルズ数として知ら
れている無次元パラメーターによって特定される。レイ
ノルズ数の意味するところは、業界ではよく知られてお
り、中でも米国特許第4.524.616号に説明され
ている。管内の流れのレイノルズ数は、次式で決定され
る。
れている無次元パラメーターによって特定される。レイ
ノルズ数の意味するところは、業界ではよく知られてお
り、中でも米国特許第4.524.616号に説明され
ている。管内の流れのレイノルズ数は、次式で決定され
る。
R=4mPV、/μ
式中、Pは流体の密度、■、は流体の平均速度、μは流
体の粘性、mは管の有効長さで割られた管面績として定
義される水力半径である。管の有効径は4mと考えるこ
とができる。
体の粘性、mは管の有効長さで割られた管面績として定
義される水力半径である。管の有効径は4mと考えるこ
とができる。
このレイノルズ数は、内部応力と流体の粘性力との比を
表わすものである。Rの値が低い場合には、管内の流れ
は層流となり、これが高くなると乱流となる。層流から
乱流に変化する領域のレイノルズ数は、通常、約160
0〜2800である。即ち、レイノルズ数が1600よ
りも低い場合には層流になるものと考えられる。
表わすものである。Rの値が低い場合には、管内の流れ
は層流となり、これが高くなると乱流となる。層流から
乱流に変化する領域のレイノルズ数は、通常、約160
0〜2800である。即ち、レイノルズ数が1600よ
りも低い場合には層流になるものと考えられる。
キャピラリー管の形状は、管内の流れを層流とするよう
に、即ちレイノルズ数が1600よりも低くなる様に選
択される。キャピラリー管における層流条件下において
は、2次運動力学的損失の影響及び抵抗温度計からの熱
の影響を無視すると、質量流量は、キャピラリー管通過
に際しての圧力低下に対して直線的な関係にある。
に、即ちレイノルズ数が1600よりも低くなる様に選
択される。キャピラリー管における層流条件下において
は、2次運動力学的損失の影響及び抵抗温度計からの熱
の影響を無視すると、質量流量は、キャピラリー管通過
に際しての圧力低下に対して直線的な関係にある。
質量流量の測定及びその制御において、層流が望ましい
0層流系においては、装置の自動プロセス制御システム
を大幅に簡素化することができる。さらに目盛り付けの
ために使用される初期のガスとは異なるガスに対しても
流量計を使用することが可能であれば、ユーザーは再度
の目盛り付けを行なうことなくガスの切り替えを行なう
ことができ、また安全性の高いガスを用いて、最終的に
危険なガスに使用される流量計の目盛り付けを行なうこ
とが可能となる。
0層流系においては、装置の自動プロセス制御システム
を大幅に簡素化することができる。さらに目盛り付けの
ために使用される初期のガスとは異なるガスに対しても
流量計を使用することが可能であれば、ユーザーは再度
の目盛り付けを行なうことなくガスの切り替えを行なう
ことができ、また安全性の高いガスを用いて、最終的に
危険なガスに使用される流量計の目盛り付けを行なうこ
とが可能となる。
完全な層流の測定を得るために、キャピラリー管を用い
た完全に直線的な質量流量センサーアセンブリを考える
と、このキャピラリー管及び流れ分割域は、理想的な流
れ特性を有していることが必要である。もしそうである
ならば、キャピラリー管内の流れと流れ分割域の流れと
の割合は、種々のガス、圧力及び流速に対して一定であ
る。この割合が一定である結果として、トータルの流れ
は、キャピラリー管内の一部の流れを測定することによ
って決定できる。
た完全に直線的な質量流量センサーアセンブリを考える
と、このキャピラリー管及び流れ分割域は、理想的な流
れ特性を有していることが必要である。もしそうである
ならば、キャピラリー管内の流れと流れ分割域の流れと
の割合は、種々のガス、圧力及び流速に対して一定であ
る。この割合が一定である結果として、トータルの流れ
は、キャピラリー管内の一部の流れを測定することによ
って決定できる。
またこの割合が、この2つの経路の流れ特性の相違によ
って異なるのであれば、センサーアセンブリの信号は、
電気的に変換され、分割比に応じて補正され、且つ流量
計内のトータルの流れ及び可能であればガス温度に対し
て、その出力を直線化することが必要となる。しかしな
がら、種々の分割比ごとに変換を行なうことは、それが
可能であったとしても、測定作業を複雑化し、また製品
(流量計)ごとに正確性の度合いも異なってくる。流速
によって分割比が異なるのであれば、センサーアセンブ
リを通る流れの測定は、トータルの流れの測定に結び付
かないであろう。またエラーの量は、分割比が一定でな
い時には、流速に応じてその比が大きくなるにしたがっ
て増大する。
って異なるのであれば、センサーアセンブリの信号は、
電気的に変換され、分割比に応じて補正され、且つ流量
計内のトータルの流れ及び可能であればガス温度に対し
て、その出力を直線化することが必要となる。しかしな
がら、種々の分割比ごとに変換を行なうことは、それが
可能であったとしても、測定作業を複雑化し、また製品
(流量計)ごとに正確性の度合いも異なってくる。流速
によって分割比が異なるのであれば、センサーアセンブ
リを通る流れの測定は、トータルの流れの測定に結び付
かないであろう。またエラーの量は、分割比が一定でな
い時には、流速に応じてその比が大きくなるにしたがっ
て増大する。
分割比を一定とするためには、流体通路とセンサーアセ
ンブリとを通過する流れの質量流量と、流体入口から出
口の間における圧力低下とが、−直線的な関係となるよ
うな条件を設定することは必要である。このような条件
を設定すれば、分割比は質量流速とは無間係となる。ト
ータルの流れの算出は、センサーアセンブリを通る流れ
の測定から、次式を用いて計算される。
ンブリとを通過する流れの質量流量と、流体入口から出
口の間における圧力低下とが、−直線的な関係となるよ
うな条件を設定することは必要である。このような条件
を設定すれば、分割比は質量流速とは無間係となる。ト
ータルの流れの算出は、センサーアセンブリを通る流れ
の測定から、次式を用いて計算される。
m k ・△P
R;
=一定
に
式中、
k は、流体通路の形状によって定まる層流限定係数で
あり、 k は、センサーアセンブリの形状によって定まる層流
限定係数であり、 △Pは、圧力低下を示し、 m は、流体通路を通る流体の質量流量であり、 m は、センサーアセンブリを通る流体の質量流量を表
わす。
あり、 k は、センサーアセンブリの形状によって定まる層流
限定係数であり、 △Pは、圧力低下を示し、 m は、流体通路を通る流体の質量流量であり、 m は、センサーアセンブリを通る流体の質量流量を表
わす。
流体通路を通る流体の質量流量が圧力低下と直線的な関
係になければ、前述した様に、その比を求めるのは容易
ではない。流体通路のガス通過速度は、該通路の断面積
が減少するにしたがって圧力損失して増大する。従って
、直線的な粘性の損失を除いて、ガス速度に含まれる全
てのエネルギー、非直線酌量が、ガスが流体通路を出る
時に、圧力に転換されることが最も必要である。回復さ
れていない部分は、力学的損失と呼ばれ、非直線的な流
れを形成する流体通路を通過するときの圧力低下を生じ
る。この時の分割比は次式で表わされる。
係になければ、前述した様に、その比を求めるのは容易
ではない。流体通路のガス通過速度は、該通路の断面積
が減少するにしたがって圧力損失して増大する。従って
、直線的な粘性の損失を除いて、ガス速度に含まれる全
てのエネルギー、非直線酌量が、ガスが流体通路を出る
時に、圧力に転換されることが最も必要である。回復さ
れていない部分は、力学的損失と呼ばれ、非直線的な流
れを形成する流体通路を通過するときの圧力低下を生じ
る。この時の分割比は次式で表わされる。
k+f(k、 △P)
式中、
k は、流体通路の層流限定係数であり、k は、セン
サーの層流限定係数であり、k は、流体通路の非層流
限定係数であり、k は、センサーの非層流限定係数で
あり、△Pは、圧力低下を示す。
サーの層流限定係数であり、k は、流体通路の非層流
限定係数であり、k は、センサーの非層流限定係数で
あり、△Pは、圧力低下を示す。
△Pが流れによって異なるために、この比は一足でなく
、従ってセンサーアセンブリの出力は、電気的変換を必
要とする。
、従ってセンサーアセンブリの出力は、電気的変換を必
要とする。
センサーアセンブリ及び流体通路を通る流れの形状は、
流れ条件を層流領域に強制することによって、前記比に
対する非層流作用の影響を減少させる様に設計される。
流れ条件を層流領域に強制することによって、前記比に
対する非層流作用の影響を減少させる様に設計される。
しかしながら、このような層流条件を乱すことは、非直
線的な運動力学的損失を発生することになろう。層流条
件の妨害の代表的なものは、流体通路の急激な縮小及び
拡張である。例えば、流体入口及び出口での変化、拡張
された断面でのガス流の急激な減速による圧力増大(部
分的にガスの逆流を引き起こす)、及び流体流れ方向に
おける鋭いあるいは繰り返し生じる変化による運動量の
変化により、層流条件が妨害される。
線的な運動力学的損失を発生することになろう。層流条
件の妨害の代表的なものは、流体通路の急激な縮小及び
拡張である。例えば、流体入口及び出口での変化、拡張
された断面でのガス流の急激な減速による圧力増大(部
分的にガスの逆流を引き起こす)、及び流体流れ方向に
おける鋭いあるいは繰り返し生じる変化による運動量の
変化により、層流条件が妨害される。
(発明が解決しようとする課題)
米国特許第3,851,528号には、径方向スロット
を備えた一連のディスクを有する流れ分割器と平行に層
流管が連結されている流量計が開示されている。このス
ロットは、ガス流が層流となるような大きさを有してい
る。しかしながら、これらのディスクが互いに積み重ね
られ、且つ固定ナツトにより流体通路に保持されている
ときには、ガスは該ナツトに衝突し、最初に径方向外側
に流れ、次いで軸方向に流れ、さらに径方向内側に流れ
、最終的に再び軸方向に流れる。従って、この構造は、
ガス流が4回90度回転する。各回転ごとに運動量の変
化を伴う。またこのディスクをガスが通過する際に、急
激な膨張を生じる。これらの因子は、全て非層流を生み
出す運動力学的損失を弓き起こす。さらにこのディスク
が密着した表面は、異物(湿分を含む)をトラップし、
パージングが困難となる。また他の問題として、ナツト
のトルクによって圧力低下が左右され、流れ分割器の組
み立て及び取り外しごとに、圧力低下が異なってくる。
を備えた一連のディスクを有する流れ分割器と平行に層
流管が連結されている流量計が開示されている。このス
ロットは、ガス流が層流となるような大きさを有してい
る。しかしながら、これらのディスクが互いに積み重ね
られ、且つ固定ナツトにより流体通路に保持されている
ときには、ガスは該ナツトに衝突し、最初に径方向外側
に流れ、次いで軸方向に流れ、さらに径方向内側に流れ
、最終的に再び軸方向に流れる。従って、この構造は、
ガス流が4回90度回転する。各回転ごとに運動量の変
化を伴う。またこのディスクをガスが通過する際に、急
激な膨張を生じる。これらの因子は、全て非層流を生み
出す運動力学的損失を弓き起こす。さらにこのディスク
が密着した表面は、異物(湿分を含む)をトラップし、
パージングが困難となる。また他の問題として、ナツト
のトルクによって圧力低下が左右され、流れ分割器の組
み立て及び取り外しごとに、圧力低下が異なってくる。
米国特許第3,792.fi09号には、オリフィスを
有する流れ分割器が開示されている。このオリフィスに
は、多数の微細なスクリーンが密接に詰められており、
このスクリーンを通ってガスはジグザグ状に流れるので
、運動量のロスを生じるという間コがある。
有する流れ分割器が開示されている。このオリフィスに
は、多数の微細なスクリーンが密接に詰められており、
このスクリーンを通ってガスはジグザグ状に流れるので
、運動量のロスを生じるという間コがある。
米国特許第4,524.616号には、バイパスとセン
サーとの組み合わせが開示されており、流れ分割域自体
で流れの分割が行なわれる。この装置は、流量計ハウジ
ング内のテーパー状ボア内に固定されたテーパー状流れ
分割器からなり、環状の流体通路が形成されている。こ
のハウジングには、2信のボアホールが穿孔され、セン
サーがボアに連結されている。この装置の調整は、ねじ
付シャフト上において、流れ分割器を内側あるいは外側
に動かすことにより行なわれる。このような調整機構は
、そのねじ及びシャフトにデッドスペースが必要である
ため、パージングが困難となる。
サーとの組み合わせが開示されており、流れ分割域自体
で流れの分割が行なわれる。この装置は、流量計ハウジ
ング内のテーパー状ボア内に固定されたテーパー状流れ
分割器からなり、環状の流体通路が形成されている。こ
のハウジングには、2信のボアホールが穿孔され、セン
サーがボアに連結されている。この装置の調整は、ねじ
付シャフト上において、流れ分割器を内側あるいは外側
に動かすことにより行なわれる。このような調整機構は
、そのねじ及びシャフトにデッドスペースが必要である
ため、パージングが困難となる。
また米国特許第4,524,616号のデバイスの好適
態様においては、ボアと流れ分割器との間に形成された
環状域に、2個のボアホールが連通している。この態様
は、製造コストがかかるという問題がある。またボアホ
ールの位置のために、センサーを通過する際の圧力低下
が、ボア内の流れ分割器の中心位置に大きく影響される
。従って、流れ分割器とボアとは、極めて小さな許容誤
差範囲内において、その中心を同一としていなければな
らない。
態様においては、ボアと流れ分割器との間に形成された
環状域に、2個のボアホールが連通している。この態様
は、製造コストがかかるという問題がある。またボアホ
ールの位置のために、センサーを通過する際の圧力低下
が、ボア内の流れ分割器の中心位置に大きく影響される
。従って、流れ分割器とボアとは、極めて小さな許容誤
差範囲内において、その中心を同一としていなければな
らない。
また上記の米国特許の好適態様ではないが、2つのボア
ホールが環状の流体通路の各側に位置しているときには
、該環状通路内にガスが流れ込むときに静圧が急激に減
少し、さらにガスが出るときには、静圧が急激に増大す
るために、大きな運動力学的損失を生じる。さらに1個
のボアホールが環状流体通路の外側に位置し、且つ他の
ボアホールが層流域内に位置している場合には、これら
のボアホールにおけるガス流速が驚くべきほどに変化す
るために、非線状7ノメーター効果が生じる。
ホールが環状の流体通路の各側に位置しているときには
、該環状通路内にガスが流れ込むときに静圧が急激に減
少し、さらにガスが出るときには、静圧が急激に増大す
るために、大きな運動力学的損失を生じる。さらに1個
のボアホールが環状流体通路の外側に位置し、且つ他の
ボアホールが層流域内に位置している場合には、これら
のボアホールにおけるガス流速が驚くべきほどに変化す
るために、非線状7ノメーター効果が生じる。
本発明は、これら従来技術の欠点を改善することを目的
とするものである。
とするものである。
(課題を達成するための手段)
本発明の流量計は、流体人口、流体出口及びこれらの間
の軸方向通路を備えた直立ハウジングから成っている。
の軸方向通路を備えた直立ハウジングから成っている。
軸方向通路には、流れ分割域が形成されており、且つ該
通路は、流体の流速を測定するための流れセンサーアセ
ンブリに平行に連結されている。
通路は、流体の流速を測定するための流れセンサーアセ
ンブリに平行に連結されている。
流れ分割装置は、経線方向の流体通路を規定する面と、
該流体通路内に設けられた流れ分割器とから形成され、
また流体通路面と流れ分割器との間に環状ギャップが形
成され、この環状ギャップは、この装置内を流れる流体
の層流を保持し得るものである。
該流体通路内に設けられた流れ分割器とから形成され、
また流体通路面と流れ分割器との間に環状ギャップが形
成され、この環状ギャップは、この装置内を流れる流体
の層流を保持し得るものである。
流体通路の面は、軸方向通路の面の一部でもあり、軸方
向通路に固定されたスリーブの内側面でもある。この表
面は、テーパー状の目盛り付けボアを規定する。この流
れ分割器は、その上流側部分から成るテーパー状の目盛
り付け部分と、その下流側部分から成る少なくとも1個
のテーパー状膨張部分とを有している。
向通路に固定されたスリーブの内側面でもある。この表
面は、テーパー状の目盛り付けボアを規定する。この流
れ分割器は、その上流側部分から成るテーパー状の目盛
り付け部分と、その下流側部分から成る少なくとも1個
のテーパー状膨張部分とを有している。
目盛り付け部分のテーパーは、目盛り付けボアのテーパ
ーと実質的に平行であるか、または若干離隔するように
なっている。目盛り付け部分及び目盛り付けボアは、代
表的には、流体通路から測定して、約1〜5度、好まし
くは2〜4度のテーパーを有している。膨張部分のテー
パーは、目盛り付けボアのテーパーから測定して約1〜
1o度の角度で目盛り付けボアのテーパーから離れてい
る。
ーと実質的に平行であるか、または若干離隔するように
なっている。目盛り付け部分及び目盛り付けボアは、代
表的には、流体通路から測定して、約1〜5度、好まし
くは2〜4度のテーパーを有している。膨張部分のテー
パーは、目盛り付けボアのテーパーから測定して約1〜
1o度の角度で目盛り付けボアのテーパーから離れてい
る。
いくつかの態様においては、流体通路の表面は目盛り付
けボアの上流側に位置しているシリンダー状のボアを規
定している。また流れ分割器は、目盛り付け部分の上流
側に位置しているシリンダー状部分を有している。シリ
ンダー状部分の表面は、シリンダー状ボアの表面と実質
的に平行であり、さらに流体通路の軸とも実質的に平行
である。これらの態様においては、流れ分割器は、シリ
ンダー状部分とシリンダー状ボアとの間の流体通路内に
正確に固定される。この固定部材により、流れ分割器の
軸方向位置決めが行なわれ、環状ギャップの断面積の変
更が行なわれる。
けボアの上流側に位置しているシリンダー状のボアを規
定している。また流れ分割器は、目盛り付け部分の上流
側に位置しているシリンダー状部分を有している。シリ
ンダー状部分の表面は、シリンダー状ボアの表面と実質
的に平行であり、さらに流体通路の軸とも実質的に平行
である。これらの態様においては、流れ分割器は、シリ
ンダー状部分とシリンダー状ボアとの間の流体通路内に
正確に固定される。この固定部材により、流れ分割器の
軸方向位置決めが行なわれ、環状ギャップの断面積の変
更が行なわれる。
(発明の好適態様)
本発明を、以下、添付図面に示す具体例に基づいて説明
するが、これらは車なる例示であって、本発明はこれら
に限定されるものではない。例えば、測定は質量流量計
に関して説明されているが、本発明の流量計は容量流量
計としても使用することができ、また層流特性及び清浄
性等の本発明の利点が活かされる限りにおいて如何なる
装置にも使用することができる。
するが、これらは車なる例示であって、本発明はこれら
に限定されるものではない。例えば、測定は質量流量計
に関して説明されているが、本発明の流量計は容量流量
計としても使用することができ、また層流特性及び清浄
性等の本発明の利点が活かされる限りにおいて如何なる
装置にも使用することができる。
第1図において、流体通路A及びBは、人口P1から出
口P2への流量計を通る流れを構成する。Aは、流量計
のセンサーアセンブリを通る流れを示し、Bは、流れ分
割装置を通過する流れを示す。
口P2への流量計を通る流れを構成する。Aは、流量計
のセンサーアセンブリを通る流れを示し、Bは、流れ分
割装置を通過する流れを示す。
ここで示された態様においては、流体通路Aは、キャピ
ラリー管を有するセンサーアセンブリを通る流体流を示
し、このキャピラリー管は、所望の″?荒速を有する層
流が確保されるに十分な長さを有している。また流体通
路Bは、流れ分割装置を通る流体流を示す。この流れ分
割装置は、層流を形成し、且つ後述する運動力学的作用
を最小限とする様に構成され、配置されている。
ラリー管を有するセンサーアセンブリを通る流体流を示
し、このキャピラリー管は、所望の″?荒速を有する層
流が確保されるに十分な長さを有している。また流体通
路Bは、流れ分割装置を通る流体流を示す。この流れ分
割装置は、層流を形成し、且つ後述する運動力学的作用
を最小限とする様に構成され、配置されている。
第2図において、本発明の流れ分割装置を組み合わせで
有する流量計10が示されている。この流量計は、軸方
向通路14を備えたハウジング12を有している。軸方
向通路14には静止スリーブ60が着脱自在に固定され
ており、該スリーブ60を貫通して経線方向流体通路が
延びている。この流体通路には、流れ分割器70が位置
調節可能に配置されている。スリーブ60の内側表面と
流れ分割器70との間には環状のギャップが形成されて
いる。この環状ギャップは、流体通路内の流れを層流に
保持することができる。
有する流量計10が示されている。この流量計は、軸方
向通路14を備えたハウジング12を有している。軸方
向通路14には静止スリーブ60が着脱自在に固定され
ており、該スリーブ60を貫通して経線方向流体通路が
延びている。この流体通路には、流れ分割器70が位置
調節可能に配置されている。スリーブ60の内側表面と
流れ分割器70との間には環状のギャップが形成されて
いる。この環状ギャップは、流体通路内の流れを層流に
保持することができる。
軸方向通路14の端部は、人口16及び出口18である
。この通路14の上流側部分には内ねじ22が設けられ
ており、外ねじを有する部材24と係合し、軸方向通路
14と流体源(図示せず)との連結か行なわれるように
なっている。更にこの上流部分20には、微細なメツシ
ュスクリーン28を受けるするショルダー26が形成さ
れている。
。この通路14の上流側部分には内ねじ22が設けられ
ており、外ねじを有する部材24と係合し、軸方向通路
14と流体源(図示せず)との連結か行なわれるように
なっている。更にこの上流部分20には、微細なメツシ
ュスクリーン28を受けるするショルダー26が形成さ
れている。
メツシュスクリーン28は、前記部材24によって圧着
されており、粒子状異物の流入を防止するものである。
されており、粒子状異物の流入を防止するものである。
軸方向通路14の出口部分には、やはり内ねじ(図示せ
ず)が形成され、部材25の外ねしと係合し、軸方向通
路14の下流側における連結が行なわれる。
ず)が形成され、部材25の外ねしと係合し、軸方向通
路14の下流側における連結が行なわれる。
ハウジング12には、環状ギャップの上流側に位置する
ボアホール36と、下流側に位置するボアホール38と
が設けられている。これらには、計測ないしセンサー管
44のアタッチメント40及び42がそれぞれ結合され
ている。アタッチメント40及び42は管状部材であり
、センサー管44の端部にそれぞれしっかりと結合され
ており、一方のアタッチメント40に流れ込む流体流は
、センサー管44を通って他方のアタッチメント42か
ら流出する。
ボアホール36と、下流側に位置するボアホール38と
が設けられている。これらには、計測ないしセンサー管
44のアタッチメント40及び42がそれぞれ結合され
ている。アタッチメント40及び42は管状部材であり
、センサー管44の端部にそれぞれしっかりと結合され
ており、一方のアタッチメント40に流れ込む流体流は
、センサー管44を通って他方のアタッチメント42か
ら流出する。
本発明の流量計の重要な特徴は、環状ギャップの対向す
る両側、即ち、流れ分割装置内を流体が通過する際して
圧力低下を生じる領域の両側部分(流れの上流側と下流
側)に、それぞれボアホール36及び38を設けたこと
にある。従って、ボアホールにおけるガス速度(運動力
学エネルギーを含む)と、圧力低下域におけるガス速度
(運動力学エネルギーを含む)とは、はとんど変わらず
、例えば最大流速での目盛り付けを行なう場合、これら
ガス速度の差は5%よりも低い。圧力低下域の両側にボ
アホール36及び38が配置されているため、ボアホー
ル部分において、部分的な圧力上昇あるいは圧力低下を
生じることなく、プラグ60はオフセットされてよく、
これは測定の直線性に影響を与えるであろう。
る両側、即ち、流れ分割装置内を流体が通過する際して
圧力低下を生じる領域の両側部分(流れの上流側と下流
側)に、それぞれボアホール36及び38を設けたこと
にある。従って、ボアホールにおけるガス速度(運動力
学エネルギーを含む)と、圧力低下域におけるガス速度
(運動力学エネルギーを含む)とは、はとんど変わらず
、例えば最大流速での目盛り付けを行なう場合、これら
ガス速度の差は5%よりも低い。圧力低下域の両側にボ
アホール36及び38が配置されているため、ボアホー
ル部分において、部分的な圧力上昇あるいは圧力低下を
生じることなく、プラグ60はオフセットされてよく、
これは測定の直線性に影響を与えるであろう。
センサー管44は非常に細長く、この例においては、そ
の内径は0.25mmであり、長さは100mmである
。また熱要素46及び48は、センサー管44を通過す
る流体の質量流量速度を検知する。この検知方法自体は
公知であり、これ以上の説明はしないが、有利な流体流
量測定系は、例えば米国特許第3.939,384号に
開示されている。流量計電気回路は、それ自体公知の第
2のハウジング50内に設けられているか、このもの自
体は本発明の一部ではない。
の内径は0.25mmであり、長さは100mmである
。また熱要素46及び48は、センサー管44を通過す
る流体の質量流量速度を検知する。この検知方法自体は
公知であり、これ以上の説明はしないが、有利な流体流
量測定系は、例えば米国特許第3.939,384号に
開示されている。流量計電気回路は、それ自体公知の第
2のハウジング50内に設けられているか、このもの自
体は本発明の一部ではない。
第2図に示す態様においては、軸方向通路14には、ス
リーブ60の外面上の外ねじ62と係合する内ねじ15
が設けられており、スリーブ60がこの通路14内に着
脱自在となっている。
リーブ60の外面上の外ねじ62と係合する内ねじ15
が設けられており、スリーブ60がこの通路14内に着
脱自在となっている。
第2.3.4図において、スリーブ60の上流側部分に
はシリンダー状のボア64が形成されており、これに連
続してテーパー状の目盛り付けボア66が連続している
。流れ分割器70の上流側部分はシリンダー状部分72
となっており、これには流れ分割器70をスリーブ60
ないに設けるための調整部材が設けられている。シリン
ダー状部分72は、目盛り付け域76に連続しており、
さらに膨張域78に連続している。
はシリンダー状のボア64が形成されており、これに連
続してテーパー状の目盛り付けボア66が連続している
。流れ分割器70の上流側部分はシリンダー状部分72
となっており、これには流れ分割器70をスリーブ60
ないに設けるための調整部材が設けられている。シリン
ダー状部分72は、目盛り付け域76に連続しており、
さらに膨張域78に連続している。
スリーブ60のシリンダー状部分64及び流れ分割器7
0のシリンダー状部分72は、2つの機能を果たす。
0のシリンダー状部分72は、2つの機能を果たす。
第1に、固定部材74と共働して、流れ分割器70のス
リーブ60内での位置決めを行なう。
リーブ60内での位置決めを行なう。
第2に、高速の流体流に対して、圧力低下に際しての初
期面を規定する。低速あるいはそれほど高速でない流体
流に対しては、環状ギャップ68(第4図参照)の断面
積(シリンダー状ボア64とシリンダー状部分72との
間)は、テーパー状部分間の環状ギャップの断面積より
も大きく、圧力低下は比較的小さくなる。流れ分割器7
0が弓っ込んだ位置にあって高速流体流を許容するよう
な場合には、テーパー状部分間の断面積は増大して部分
的な流れ制限は減少し、環状ギャップ68のシリンダー
状域に対する初期の制限を変える。
期面を規定する。低速あるいはそれほど高速でない流体
流に対しては、環状ギャップ68(第4図参照)の断面
積(シリンダー状ボア64とシリンダー状部分72との
間)は、テーパー状部分間の環状ギャップの断面積より
も大きく、圧力低下は比較的小さくなる。流れ分割器7
0が弓っ込んだ位置にあって高速流体流を許容するよう
な場合には、テーパー状部分間の断面積は増大して部分
的な流れ制限は減少し、環状ギャップ68のシリンダー
状域に対する初期の制限を変える。
第5図は、本発明における流れ分割装置の長さ方向に沿
って生ずる圧力低下を示す図であり、スリーブ内におけ
る流れ分割器の伸長が最小限であるときの、標準状態に
おける窒素ガスの50005CCHの流れに対する目盛
り付けを示す。第6図は、第5図で示された流れ分割装
置の長さ方向に沿って生ずる圧力低下を示す図であり、
スリーブ内における流れ分割器の伸長が最大に近いとき
の、標準状態における窒素ガスの505CCMの流れに
対する目盛り付けを示す。本発明における流れ分割装置
の特徴は、環状ギャップにシリンダー状部分を設けるこ
とによって、従来の流量計に比して、測定し得る流速の
範囲がかなり増大した点にある。
って生ずる圧力低下を示す図であり、スリーブ内におけ
る流れ分割器の伸長が最小限であるときの、標準状態に
おける窒素ガスの50005CCHの流れに対する目盛
り付けを示す。第6図は、第5図で示された流れ分割装
置の長さ方向に沿って生ずる圧力低下を示す図であり、
スリーブ内における流れ分割器の伸長が最大に近いとき
の、標準状態における窒素ガスの505CCMの流れに
対する目盛り付けを示す。本発明における流れ分割装置
の特徴は、環状ギャップにシリンダー状部分を設けるこ
とによって、従来の流量計に比して、測定し得る流速の
範囲がかなり増大した点にある。
固定部材74は調整可能であり、スリーブ60の内側に
おける流れ分割器70の相対的な位置を変化させること
により、流体の流速を種々に変えることができる。また
流量計の使用に際して、流体の流れによって生じる圧力
乃至摩擦力によっては、流れ分割器70は移動しない。
おける流れ分割器70の相対的な位置を変化させること
により、流体の流速を種々に変えることができる。また
流量計の使用に際して、流体の流れによって生じる圧力
乃至摩擦力によっては、流れ分割器70は移動しない。
固定部材70による位置固定は、あまりタイトにせずに
、流れ分割器70が流体通路内に位置しているときに、
流れ分割器70あるいは固定部材74がこすれる程度で
あることが好ましい。また、流れ分割装置における腐食
、摩耗等による如何なる粒子の発生を防止するように配
慮することが必要である。このような粒子は、望ましく
ない異物となるからである。
、流れ分割器70が流体通路内に位置しているときに、
流れ分割器70あるいは固定部材74がこすれる程度で
あることが好ましい。また、流れ分割装置における腐食
、摩耗等による如何なる粒子の発生を防止するように配
慮することが必要である。このような粒子は、望ましく
ない異物となるからである。
第4図において、固定部材74は、3個の耳74から成
っている。これらの耳74は、シリンダー状ポア64に
フィツトする。流れ分割器70がスリーブ60内に位置
するときには、耳74及びスリーブ60はわずかに変形
する。
っている。これらの耳74は、シリンダー状ポア64に
フィツトする。流れ分割器70がスリーブ60内に位置
するときには、耳74及びスリーブ60はわずかに変形
する。
これらの耳74は、流れ分割器70を固定するための調
整部材として作用し、流れ分割器70とスリーブ60と
の相対的位置が変化すると、環状ギャップ68の断面積
は変化する。重要なことは、流体通路内の層流を崩壊さ
せることなく且つ流体の流れ方向の大きな変化による運
動量変化を伴うことなしに、上記のような変化が行なわ
れることである。
整部材として作用し、流れ分割器70とスリーブ60と
の相対的位置が変化すると、環状ギャップ68の断面積
は変化する。重要なことは、流体通路内の層流を崩壊さ
せることなく且つ流体の流れ方向の大きな変化による運
動量変化を伴うことなしに、上記のような変化が行なわ
れることである。
耳74は、流れ分割器70の一部として、これに−法的
に形成されていても良い。他の態桜として、耳74は、
流れ分割器70の外面に巻かれ、溶接されたワイヤーで
あってもよく、また表面に部分的に埋め込まれたボール
であってもよい。さらに他の態様として、耳74をナイ
フェツジから形成し、これをシリンダー状部分の外面に
設けられた垂直スロット内に挿入することによって締ま
りばめとしてもよい。このような態様は、フラットなナ
イフェツジをスロット内にすべりこませ、次いで機械的
に放射状の耳が形成される。
に形成されていても良い。他の態桜として、耳74は、
流れ分割器70の外面に巻かれ、溶接されたワイヤーで
あってもよく、また表面に部分的に埋め込まれたボール
であってもよい。さらに他の態様として、耳74をナイ
フェツジから形成し、これをシリンダー状部分の外面に
設けられた垂直スロット内に挿入することによって締ま
りばめとしてもよい。このような態様は、フラットなナ
イフェツジをスロット内にすべりこませ、次いで機械的
に放射状の耳が形成される。
本発明の更に他の態様においては、弾性固定部材を用い
て、例えば流れ分割器の表面に中空管を取り付けること
によって、流れ分割器のスリーブ内への位置決めが行な
われる。第7a図においては、流れ分割器70は、シリ
ンダー状部材72の周面をステンレス製スプリング90
で覆うことによってスリーブ60内に固定されている。
て、例えば流れ分割器の表面に中空管を取り付けること
によって、流れ分割器のスリーブ内への位置決めが行な
われる。第7a図においては、流れ分割器70は、シリ
ンダー状部材72の周面をステンレス製スプリング90
で覆うことによってスリーブ60内に固定されている。
このスプリング90は、シリンダーとなっており、谷部
92及び尾根部94が軸方向に整合して延びているとと
もに、シリンダー長さ方向に1本のスリット96が走っ
ている。前記谷部92におけるスプリング90の周面は
、前記シリンダ一部材72の周面と実質的に同じである
。前記スリット96は、スプリング90の周面がシリン
ダー状部材72上をスリップしながら伸長し得るように
作用するものである。この伸長は、谷部92及び尾根部
94の屈曲が組み合わされて生じるものであり、スプリ
ングに弾性を与える。尾根部94の高さ及び該金属の剛
性は、スプリング90及びプラグ70がスリーブ60内
に位置している時には、流れ分割器を固定するに十分な
力がスプリングによって発生するようなものとする。
92及び尾根部94が軸方向に整合して延びているとと
もに、シリンダー長さ方向に1本のスリット96が走っ
ている。前記谷部92におけるスプリング90の周面は
、前記シリンダ一部材72の周面と実質的に同じである
。前記スリット96は、スプリング90の周面がシリン
ダー状部材72上をスリップしながら伸長し得るように
作用するものである。この伸長は、谷部92及び尾根部
94の屈曲が組み合わされて生じるものであり、スプリ
ングに弾性を与える。尾根部94の高さ及び該金属の剛
性は、スプリング90及びプラグ70がスリーブ60内
に位置している時には、流れ分割器を固定するに十分な
力がスプリングによって発生するようなものとする。
第7b図において、環状ギャップ68内に設けられた複
数のスプリング部材によって、スリーブ60内に固定さ
れている流れ分割器が示されている。スプリング部材9
8の各々は、軸方向に延びている谷92を少なくとも1
個有しており、更に軸方向に延びている尾根部94を少
なくとも1個有している。谷部92と尾根部94との間
隔及びスプリング素材(金属)の剛性は、流れ分割器を
スリーブ60内に固定するに十分な力がスプリングによ
って発生するようなものとする。
数のスプリング部材によって、スリーブ60内に固定さ
れている流れ分割器が示されている。スプリング部材9
8の各々は、軸方向に延びている谷92を少なくとも1
個有しており、更に軸方向に延びている尾根部94を少
なくとも1個有している。谷部92と尾根部94との間
隔及びスプリング素材(金属)の剛性は、流れ分割器を
スリーブ60内に固定するに十分な力がスプリングによ
って発生するようなものとする。
更に第7C図において、3個の耳74を有する流れ分割
器70がスリーブ60内に固定されている態様を示す。
器70がスリーブ60内に固定されている態様を示す。
これら耳74の1個の下方には、軸方向に延びているア
ンダーカット100が設けられている。このアンダーカ
ット100は、シリンダー状ボアに接触している耳74
の面の長さ方向に隣接しているシリンダー状部材72に
おける弾性部分を形成している。アンダーカット100
の形状は、当業者であれば、この明細書を読めば格別の
実験を行なわなくとも容易に決定することができ、流れ
分割器70がスリーブ60内に位置しているときにおい
て、耳74によって発生する力が流れ分割器70を固定
するに十分となるように、また損傷の恐れを最小限とす
る様に選択される。
ンダーカット100が設けられている。このアンダーカ
ット100は、シリンダー状ボアに接触している耳74
の面の長さ方向に隣接しているシリンダー状部材72に
おける弾性部分を形成している。アンダーカット100
の形状は、当業者であれば、この明細書を読めば格別の
実験を行なわなくとも容易に決定することができ、流れ
分割器70がスリーブ60内に位置しているときにおい
て、耳74によって発生する力が流れ分割器70を固定
するに十分となるように、また損傷の恐れを最小限とす
る様に選択される。
第7d図において、シリンダー状部材72の長ざ方向に
延びている3個の軸方向アンダーカット100を有する
流れ分割器70がスリーブ60内に設けられている例を
示す。各アンダーカット100は、シリンダー状部材7
2の弾性部分を形成するものである。この弾性部分は、
シリンダー状部材の軸から離れるように屈曲して、スリ
ーブ内に流れ分割器を固定するための接触点を形成する
。これらアンダーカット100の形状及び屈曲の程度は
、当業者であれば、この明細書を読めば容易に決定する
ことができ、流れ分割器70がスリーブ60内に位置し
ているときにおいて、この弾性部分によって発生する力
が流れ分割器70を固定するに十分となるように選択さ
れる。
延びている3個の軸方向アンダーカット100を有する
流れ分割器70がスリーブ60内に設けられている例を
示す。各アンダーカット100は、シリンダー状部材7
2の弾性部分を形成するものである。この弾性部分は、
シリンダー状部材の軸から離れるように屈曲して、スリ
ーブ内に流れ分割器を固定するための接触点を形成する
。これらアンダーカット100の形状及び屈曲の程度は
、当業者であれば、この明細書を読めば容易に決定する
ことができ、流れ分割器70がスリーブ60内に位置し
ているときにおいて、この弾性部分によって発生する力
が流れ分割器70を固定するに十分となるように選択さ
れる。
第7e図において、3個の耳74を有する流れ分割器7
0が、3個の軸方向溝102を有するスリーブ60内に
固定されている態様を示す。この溝102は、流れ分割
器70がスリーブ60内に位置している時には耳74と
しっかりと係合するように配置される。これらの溝10
2は、シリンダー状ボア64を鋳造することによって、
形成される。
0が、3個の軸方向溝102を有するスリーブ60内に
固定されている態様を示す。この溝102は、流れ分割
器70がスリーブ60内に位置している時には耳74と
しっかりと係合するように配置される。これらの溝10
2は、シリンダー状ボア64を鋳造することによって、
形成される。
即ち、シリンダー状ボアの表面を細工して、一定の領域
をプレスすることによフてこれらの溝102は形成され
る。鋳造作業は、一定の領域を損傷するので、損傷の部
分を最小限とし、最終的な形状が得られる様に行なう、
このように、鋳造を行なう許容範囲はかなり限定される
。
をプレスすることによフてこれらの溝102は形成され
る。鋳造作業は、一定の領域を損傷するので、損傷の部
分を最小限とし、最終的な形状が得られる様に行なう、
このように、鋳造を行なう許容範囲はかなり限定される
。
再び第3図に戻って、シリンダー状部分72の表面は、
シリンダー状ボア64の表面と平行であることが必要で
ある。またこれらは流体通路の軸方向と平行であること
が必要である。
シリンダー状ボア64の表面と平行であることが必要で
ある。またこれらは流体通路の軸方向と平行であること
が必要である。
シリンダー状部分72はテーパー状の目盛り付け部分7
6に連続している。この目盛り付け部分76の表面は、
目盛り付けボア66の表面と実質的に平行であるか又は
若干前れている。好適な態様においては、目盛り付け部
分76の表面は目盛り付けボア66の表面から若干前れ
ており、目盛り付けボア及び目盛り付け部分の減少にし
たがって生じる環状ギャップの断面積の減少を部分的に
相殺する。この離隔の程度は、代表的には、約1/2度
である。
6に連続している。この目盛り付け部分76の表面は、
目盛り付けボア66の表面と実質的に平行であるか又は
若干前れている。好適な態様においては、目盛り付け部
分76の表面は目盛り付けボア66の表面から若干前れ
ており、目盛り付けボア及び目盛り付け部分の減少にし
たがって生じる環状ギャップの断面積の減少を部分的に
相殺する。この離隔の程度は、代表的には、約1/2度
である。
目盛り付け部分76及び目盛り付けボア66のテーパー
は、一般に流れ分割装置の全長によって異なり、流れ分
割装置の長さが長くなるほどテーパーは長くなる。流れ
分割装置の構造上、広く採用されている長さ制限を考慮
すると、目盛り付け部分76のテーパー及び目盛り付け
ボア66のテーパーの目盛り付け角度e及びαは、流体
通路の軸に対して約1〜5度、好ましくは約2〜4度、
最も好ましくは2.5度である。
は、一般に流れ分割装置の全長によって異なり、流れ分
割装置の長さが長くなるほどテーパーは長くなる。流れ
分割装置の構造上、広く採用されている長さ制限を考慮
すると、目盛り付け部分76のテーパー及び目盛り付け
ボア66のテーパーの目盛り付け角度e及びαは、流体
通路の軸に対して約1〜5度、好ましくは約2〜4度、
最も好ましくは2.5度である。
スリーブ60及び流れ分割器70の目盛り付け部分は、
多くの機能を果たす。第1に、スリーブ60内の軸方向
における流れ分割器70の運動は、目盛り付け域及び伸
長域における環状ギヤツブの断面積を変える(第5図及
び第6図参照)。
多くの機能を果たす。第1に、スリーブ60内の軸方向
における流れ分割器70の運動は、目盛り付け域及び伸
長域における環状ギヤツブの断面積を変える(第5図及
び第6図参照)。
これらのテーパーの相対的な位置を変えることによって
、広範囲な流速を採り得るので、広範囲の質量流量の設
定、例えば標準状態の窒素において、約10〜5000
SCCMの範囲の目盛り付けを単一の流れ分割器に行な
うことが可能となる。
、広範囲な流速を採り得るので、広範囲の質量流量の設
定、例えば標準状態の窒素において、約10〜5000
SCCMの範囲の目盛り付けを単一の流れ分割器に行な
うことが可能となる。
第2に、高流速において、目盛りつけ部分76の初期位
置から膨張ゾーン80が開始する(第2.9.10及び
11図参照)。膨張ゾーン8゜の目的は、流体がフロー
分割装置76内に入る前に、無視できる程度の運動力学
的損失で、その流れを遅(することである。従って、該
流体がフロー分割装置76内に入った時の流体速度は、
入る前の速度に極めて近い。ms状態の窒素を用いて、
50005CCMの目盛り付けを行なった場合、第5図
に示される様に目盛り付け部分76は、目盛り付けボア
66の上流側から始まる。この領域において、スリーブ
60と流れ分割器70との間の環状ギャップ68の断面
積は、流体の流れ方向にいくに従って減少し、膨張ゾー
ン80が始まる。
置から膨張ゾーン80が開始する(第2.9.10及び
11図参照)。膨張ゾーン8゜の目的は、流体がフロー
分割装置76内に入る前に、無視できる程度の運動力学
的損失で、その流れを遅(することである。従って、該
流体がフロー分割装置76内に入った時の流体速度は、
入る前の速度に極めて近い。ms状態の窒素を用いて、
50005CCMの目盛り付けを行なった場合、第5図
に示される様に目盛り付け部分76は、目盛り付けボア
66の上流側から始まる。この領域において、スリーブ
60と流れ分割器70との間の環状ギャップ68の断面
積は、流体の流れ方向にいくに従って減少し、膨張ゾー
ン80が始まる。
上述した様に、目盛り付け角度は、−船釣にいってフロ
ー分割領域の長さによって異なる。しかし、目盛り付け
部分76の初期位置から膨張ゾーン80が始まり、該ゾ
ーンでの逆流が最小限とされ且つ高流速が保たれる場合
には、その目盛り付け角度eは、その軸方向に流れる流
体のレイノルズ数に基づいて選択される。
ー分割領域の長さによって異なる。しかし、目盛り付け
部分76の初期位置から膨張ゾーン80が始まり、該ゾ
ーンでの逆流が最小限とされ且つ高流速が保たれる場合
には、その目盛り付け角度eは、その軸方向に流れる流
体のレイノルズ数に基づいて選択される。
目盛り付け部分76はテーパー状の膨張部分78に連続
している。膨張角度βは、膨張部分78の表面と目盛り
付け部分78の表面との間に形成される。この膨張角度
βは、環状ギャップ68の領域を流れる流体のレイノル
ズ数に支配される。例えば、レイノルズ数が大きくなる
ほど、膨張角度βは小さくなる。代表的な膨張角度βは
、約1〜10度であり、好ましくは約1.5〜4度、最
も好適には約2度である。膨張部分78のテーパーは目
盛り付けボア76のテーパーよりも大きいため、この領
域における環状ギャップ68は大きくなり、残りの膨張
ゾーン80が形成される。
している。膨張角度βは、膨張部分78の表面と目盛り
付け部分78の表面との間に形成される。この膨張角度
βは、環状ギャップ68の領域を流れる流体のレイノル
ズ数に支配される。例えば、レイノルズ数が大きくなる
ほど、膨張角度βは小さくなる。代表的な膨張角度βは
、約1〜10度であり、好ましくは約1.5〜4度、最
も好適には約2度である。膨張部分78のテーパーは目
盛り付けボア76のテーパーよりも大きいため、この領
域における環状ギャップ68は大きくなり、残りの膨張
ゾーン80が形成される。
さらに流体速度を低下を行ない、運動力学的エネルギー
の回復を行なうために、本発明におけるフロー分割装置
においては、膨張領域におけるガス膨張速度か制限され
る。この領域における膨張速度を制限することによって
、排出ガスの減速が速すぎるために生しる部分的なガス
の逆流が減少する。
の回復を行なうために、本発明におけるフロー分割装置
においては、膨張領域におけるガス膨張速度か制限され
る。この領域における膨張速度を制限することによって
、排出ガスの減速が速すぎるために生しる部分的なガス
の逆流が減少する。
本発明におけるフロー分割装置の利点は、ガス流がこの
装置から排出される前に、該ガス流の運動力学的エネル
ギーの回復が行なわれることである。この減速は、一定
の方法で、流体通路に沿って環状ギャップを増大させる
ことによって行なわれる。膨張速度が速すぎる場合には
、ガス流が部分的に逆流し、フロー分割装置の非直線性
に影響を与える運動力学的損失を生じる。
装置から排出される前に、該ガス流の運動力学的エネル
ギーの回復が行なわれることである。この減速は、一定
の方法で、流体通路に沿って環状ギャップを増大させる
ことによって行なわれる。膨張速度が速すぎる場合には
、ガス流が部分的に逆流し、フロー分割装置の非直線性
に影響を与える運動力学的損失を生じる。
分岐した環状管壁における逆流減少は”Lam1n−a
re stromungin Kanalen wec
hselnder Breite”(5) H,Bl
ausius、 2j4ajh、 u、 Phy
sik 58 225(1910)に説明されている
。現在では、環状の膨張ゾーンにおける逆流を防止する
ための条件は、次式で表わされることが知られている。
re stromungin Kanalen wec
hselnder Breite”(5) H,Bl
ausius、 2j4ajh、 u、 Phy
sik 58 225(1910)に説明されている
。現在では、環状の膨張ゾーンにおける逆流を防止する
ための条件は、次式で表わされることが知られている。
dG/dx=18/Nr
式中、dGは、流れ分割器とスリーブとの間の環状ギャ
ップの変化、dxは、流体通路内の軸方向位置の変化、
Nrは、軸方向位置におけるレイノルズ数を示す。
ップの変化、dxは、流体通路内の軸方向位置の変化、
Nrは、軸方向位置におけるレイノルズ数を示す。
実際の使用に際しては、付加的なガスの減速が行なわれ
る様に、広がり角度を18 / N rよりも若干大き
くなるように選択する。膨張領域でのわずかの逆流に伴
なう運動力学的損失が、広がり角度18/Nrを増大さ
せる排出速度の低下に伴う運動力学損失の減少によって
オフセットよりも大きくなるときには、上記のような角
度選択は有効である。
る様に、広がり角度を18 / N rよりも若干大き
くなるように選択する。膨張領域でのわずかの逆流に伴
なう運動力学的損失が、広がり角度18/Nrを増大さ
せる排出速度の低下に伴う運動力学損失の減少によって
オフセットよりも大きくなるときには、上記のような角
度選択は有効である。
良好な直線性を増大させるためには、流れ分割器70と
スリーブ60との間の環状ギャップの断面積を、環状ギ
ャップの長さ方向に沿って、レイノルズ数の変化に応じ
て変化させることが必要である。従って、該表面の角度
を連続的に変化させることが必要となる。iaa図及び
第8b図は、本発明における流れ分割器の好適な例を示
すものであり、ここで目盛り付け部分及び膨張部分77
の表面は、連続的な曲線を形成している。このような連
続曲線は、コンピューターによって設定され且つデジタ
ル制御された装置による機械加工によって、運動力学的
損失が最小限となり且つ2個のテーパーを有する装置で
生じる断面積変化よりも大きな断面積変化が得られる様
に形成される。
スリーブ60との間の環状ギャップの断面積を、環状ギ
ャップの長さ方向に沿って、レイノルズ数の変化に応じ
て変化させることが必要である。従って、該表面の角度
を連続的に変化させることが必要となる。iaa図及び
第8b図は、本発明における流れ分割器の好適な例を示
すものであり、ここで目盛り付け部分及び膨張部分77
の表面は、連続的な曲線を形成している。このような連
続曲線は、コンピューターによって設定され且つデジタ
ル制御された装置による機械加工によって、運動力学的
損失が最小限となり且つ2個のテーパーを有する装置で
生じる断面積変化よりも大きな断面積変化が得られる様
に形成される。
また、曲線状の表面、複数のテーパー或は単一のテーパ
ーを有する流れ分割器と組み合わせで使用されるスリー
ブ表面を連続的な曲線形状とすることもできる。
ーを有する流れ分割器と組み合わせで使用されるスリー
ブ表面を連続的な曲線形状とすることもできる。
第2図に戻って、使用に際しては、流れ分割器70はス
リーブ60内に少し挿入され、次いでこの組立体は、目
盛り付けされるべき流量計lOにねし固定される。流量
計10は目盛り付けスタンド(図示せず)に配置され、
流れ分割器70はさらに挿入され、また流体を該流量計
10内に流入せしめる。この場合、流れ分割器70は、
所望の流体を用いて所定の流速において必要とされる圧
力低下が得られる様に正確に位置決めされる。
リーブ60内に少し挿入され、次いでこの組立体は、目
盛り付けされるべき流量計lOにねし固定される。流量
計10は目盛り付けスタンド(図示せず)に配置され、
流れ分割器70はさらに挿入され、また流体を該流量計
10内に流入せしめる。この場合、流れ分割器70は、
所望の流体を用いて所定の流速において必要とされる圧
力低下が得られる様に正確に位置決めされる。
第3図及び第4図に示す態様においては、スリーブ60
の外側表面61はテーパー状となっており、流量計ベー
ス12の人口側テーパー(第3図参照)内で圧縮されて
いる。前記表面61のテーパー角度は、一般に、約0.
5〜2度であり、好ましくは1.25〜1.5度である
。テーパー状スリーブ60は、流量計ベース12から着
脱自在にはめ込まれている。
の外側表面61はテーパー状となっており、流量計ベー
ス12の人口側テーパー(第3図参照)内で圧縮されて
いる。前記表面61のテーパー角度は、一般に、約0.
5〜2度であり、好ましくは1.25〜1.5度である
。テーパー状スリーブ60は、流量計ベース12から着
脱自在にはめ込まれている。
第9.10及び11図の例においては、流体通路の表面
は、流量計ハウジング10及び流れ分割器70を通って
いる軸方向通路14の表面の一部から形成されている。
は、流量計ハウジング10及び流れ分割器70を通って
いる軸方向通路14の表面の一部から形成されている。
シリンダー状ボアは、目盛り付けボアの上流側に位置し
ており、またシリンダー状部分は、目盛り付け部分の上
流側に位置している。第10図において、スリーブ60
の上流側部分には、シリンダー状ボア64に連続してい
るテーパー状目盛り付け部分66が形成されている。流
れ分割器70の上流側部分には、テーパー状の目盛り付
け部分76が形成されている。テーパー状の目盛り付け
部分76は、調節可能な固定部材74を有しているシリ
ンダー状部分72から膨張部分78に連続している。
ており、またシリンダー状部分は、目盛り付け部分の上
流側に位置している。第10図において、スリーブ60
の上流側部分には、シリンダー状ボア64に連続してい
るテーパー状目盛り付け部分66が形成されている。流
れ分割器70の上流側部分には、テーパー状の目盛り付
け部分76が形成されている。テーパー状の目盛り付け
部分76は、調節可能な固定部材74を有しているシリ
ンダー状部分72から膨張部分78に連続している。
第11図において、スリーブ60の上流側部分には、テ
ーパー状の目盛り付けボア66が形成されており、この
ボア66は、シリンダー状ボア64から膨張ボア69に
連続している。流れ分割器70の上流側は、テーパー状
の目盛り付け部分76と成っている。この目盛り付け部
分76は、調節可能な固定部材74を有しているシリン
ダー状部分72に連続している。
ーパー状の目盛り付けボア66が形成されており、この
ボア66は、シリンダー状ボア64から膨張ボア69に
連続している。流れ分割器70の上流側は、テーパー状
の目盛り付け部分76と成っている。この目盛り付け部
分76は、調節可能な固定部材74を有しているシリン
ダー状部分72に連続している。
(発明の効果)
本発明の流量計は、極めて多様のガスに対して広範囲の
流速にわたって優れた直線性を与える流れ分割装置から
なる。これは、例えば毒性の無いガスを用いて流量計の
目盛り付けを行なうことが可能であること、及び、次い
で毒性ガスについての測定を正確に行なうことができる
ことを意味している。
流速にわたって優れた直線性を与える流れ分割装置から
なる。これは、例えば毒性の無いガスを用いて流量計の
目盛り付けを行なうことが可能であること、及び、次い
で毒性ガスについての測定を正確に行なうことができる
ことを意味している。
本発明の流れ分割装置は極めて簡単な構造であり、クラ
ック、割れ目、密着面を形成することなく、またプラス
チックやエラストマ一部材を使用することなく、ステン
レススチールから比較的安価に製造することができる。
ック、割れ目、密着面を形成することなく、またプラス
チックやエラストマ一部材を使用することなく、ステン
レススチールから比較的安価に製造することができる。
また本発明の装置において使用される流体通路は、ガス
をトラップするようなデッドスペースあるいはねじの量
は最小限となっており、異物の混入の問題や、パージン
グの困難性の問題は有効に回避されている。
をトラップするようなデッドスペースあるいはねじの量
は最小限となっており、異物の混入の問題や、パージン
グの困難性の問題は有効に回避されている。
第1図は、流量計の計測域における流体の流れを示す図
であり、 第2図は、本発明の流れ分割装置を用いた流量計の一部
断面を示す図であり、 第3図は、本発明の流れ分割装置を用いた流量計の一部
を拡大して示す図であり、 第4図は、第3図の流れ分割装置の一部切断斜視図であ
り、 第5図は、本発明の流れ分割装置の長さ方向に沿って生
じる圧力低下を示す図であり、第6図は、第5図とは異
なる条件において、本発明の流れ分割装置の長さ方向に
沿って生じる圧力低下を示す図であり、 第7a〜7e図は、本発明の流れ分割装置の種々の態様
を示す一部切断斜視図であり、第8a及び8b図は、本
発明における流れ分割器の好適例を示す断面図であり、 第9図〜第11図は、それぞれ、本発明の流れ分割装置
の他の例を組み合わせた流量計の一部断面図である。
であり、 第2図は、本発明の流れ分割装置を用いた流量計の一部
断面を示す図であり、 第3図は、本発明の流れ分割装置を用いた流量計の一部
を拡大して示す図であり、 第4図は、第3図の流れ分割装置の一部切断斜視図であ
り、 第5図は、本発明の流れ分割装置の長さ方向に沿って生
じる圧力低下を示す図であり、第6図は、第5図とは異
なる条件において、本発明の流れ分割装置の長さ方向に
沿って生じる圧力低下を示す図であり、 第7a〜7e図は、本発明の流れ分割装置の種々の態様
を示す一部切断斜視図であり、第8a及び8b図は、本
発明における流れ分割器の好適例を示す断面図であり、 第9図〜第11図は、それぞれ、本発明の流れ分割装置
の他の例を組み合わせた流量計の一部断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)軸方向通路を有する流量計における流れ分割装置
において、 (a)少なくとも1個のテーパー状のボアに隣接するシ
リンダー状のボアを規定する経線方向流体通路を形成し
ている面、 (b)前記流体通路に位置調節可能に設けられ、その表
面と前記流体通路の面との間に環状ギャップを形成する
ように設けられている流れ分割器、及び、 (c)前記流れ分割器を固定するための部材、とから成
り、 前記環状ギャップは層流を保持することが可能であり、
前記流体通路には少なくとも1個のテーパー状部材に隣
接する位置にシリンダー状部材が形成されており、該シ
リンダー状部材の表面は前記シリンダー状ボアの表面と
実質的に平行であるとともに前記流体通路の軸方向と実
質的に平行であり、前記目盛り付け部材のテーパーは前
記目盛り付けボアのテーパーと実質的に平行であるか又
は若干それており、 前記固定部材は、前記シリンダー状ボアの表面と前記シ
リンダー状部材との間に形成された環状ギャップとの間
に位置しており、前記流体通路内において前記流れ分割
器の軸方向位置を調節可能としていることを特徴とする
装置。 (2)前記シリンダー状部材の表面には、少なくとも3
個の耳が形成されており、これらの耳は、前記シリンダ
ー状ボアの面を遮るように該ボアとフィットしている請
求項1に記載の装置。 (3)前記シリンダー状部材の表面には、少なくとも3
個の溝が形成されており、これら溝は、流れ分割器が前
記流体通路内に配置された時に、前記耳にしっかりと係
合するように位置している請求項2に記載の装置。 (4)前記耳は、前記シリンダー状部材の表面に巻かれ
たワイヤー、ナイフエッジ、或は前記シリンかれたワイ
ヤー、ナイフエッジ、或は前記シリンダー状部材の表面
に部分的に埋め込まれたボールから形成されている請求
項2に記載の装置。 (5)前記固定部材は、弾性を有している請求項1に記
載の装置。 (6)前記固定部材は、前記シリンダー状部材の周囲を
実質的に完全に取り巻いているスプリングである請求項
5に記載の装置。 (7)前記固定部材は、複数のスプリング又は中空チュ
ーブから成り、これらは、前記シリンダー状ボアとシリ
ンダー状部材との間の環状ギャップ内に位置している請
求項5に記載の装置。 (8)前記シリンダー状部材の表面には少なくとも3個
の耳が軸方向に延びており、これら耳の少なくとも1個
の下部には軸方向に延びているアンダーカットが設けら
れており、該アンダーカットは、該耳の長さ方向に隣接
しているシリンダー状部材の弾性部分を形成している請
求項5に記載の装置。 (9)前記シリンダー状部材の表面には少なくとも3個
の軸方向アンダーカットが設けられており、該アンダー
カットの各々は前記シリンダー状部材の弾性部分を形成
しているとともに、該弾性部分は、該シリンダー状部材
の軸から離れる方向に屈曲して流れ分割器を流体通路内
に固定するための接触点を形成している請求項5に記載
の装置。 (10)前記流体通路表面は、前記軸方向通路表面全体
である請求項1に記載の装置。 (11)前記軸方向通路内には、内側及び外側表面を有
するスリーブが設けられており、該スリーブの内側表面
は、前記軸方向通路の表面から成っている請求項1に記
載の装置。(12)前記スリーブの外側表面には、前記
軸方向通路表面の内ねじと着脱自在に係合する外ねじが
設けられている請求項11に記載の装置。 (13)前記スリーブの外側表面には、テーパー状であ
り、前記軸方向通路の入口側表面のテーパーと着脱自在
に係合し得る請求項11に記載の装置。 (14)軸方向通路を有する流量計における流れ分割装
置において、 (a)テーパー状の目盛り付けボアを規定する経線方向
流体通路を形成している面、及び、 (b)前記流体通路に設けられた流れ分割器、とから成
り、 前記流れ分割器と流体通路表面との間に環状ギャップが
形成され、該環状ギャップは層流を保持することが可能
であるとともに、 前記流れ分割器は、テーパー状の目盛り付け部分と、該
目盛り付け部分の下流側に位置する少なくとも1個のテ
ーパー状膨張部分とを有しており、 前記目盛り付け部分のテーパーは、前記目盛り付けボア
のテーパーと実質的に平行であるかまたは若干離れるよ
うになっており、前記膨張部分のテーパーは前記目盛り
付けボアのテーパーから離れるようになっていることを
特徴とする装置。 (15)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、1〜5度
の範囲にあり、前記膨張部分のテーパーは、前記目盛り
付けボアのテーパーから測定して、1〜10度の範囲で
離れるようになっている請求項14の記載の装置。 (16)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、2〜4度
の範囲にあり、前記膨張部分のテーパーは、前記目盛り
付けボアのテーパーから測定して、1.5〜4度の範囲
で離れるようになっている請求項14に記載の装置。 (17)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、約2.5
度であり、前記膨張部分のテーパーは、前記目盛り付け
ボアのテーパーから測定して、約2度の角度で離れるよ
うになっている請求項14に記載の装置。 (18)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアの表面
は、連続的な曲線を形成している請求項14に記載の装
置。 (19)前記流体通路表面は、前記目盛り付けボアに隣
接しているシリンダー状ボア、及び該目盛り付けボアに
隣接している前記内側部材内のシリンダー状部分をそれ
ぞれ規定しており、該シリンダー状部分の表面は、前記
シリンダー状ボア表面と実質的に平行であり且つ前記流
体通路の軸とも実質的に平行であるとともに、 前記流体通路内の流れ分割器を調節可能に固定する部材
が設けられ、該固定部材は、前記シリンダー状ボア表面
とシリンダー状部分表面との間の環状ギャップ内領域に
配置され、流体通路内の流れ分割器の軸方向位置の調節
が行なわれる請求項14または15に記載の装置。 (20)前記シリンダー状部分表面には少なくとも3個
の耳が形成されており、これら耳は、前記シリンダー状
ボア表面に締りばめを形成している請求項19に記載の
装置。 (21)前記シリンダー状部分表面には硬く締められた
少なくとも3個の溝が形成されており、これら溝は、流
れ分割器が流体通路内に配置されたときに、前記耳をし
っかりと固定し得るように配置されている請求項20に
記載の装置。 (22)前記耳は、前記シリンダー状部分に巻かれたワ
イヤー、ナイフエッジ、またはシリンダー状部分に部分
的に埋め込まれたボールから成っている請求項20に記
載の装置。(23)前記固定部材は、弾性を有している
請求項19に記載の装置。 (24)前記固定部材は、前記シリンダー状部分の周囲
の実質的に全面を覆う様に設けられたスプリングから成
っている請求項23に記載の装置。 (25)前記固定部材は、前記シリンダー状ボアと前記
シリンダー状部分との間の環状ギャップ領域に設けられ
た複数のスプリングまたは中空チューブである請求項2
3に記載の装置。 (26)前記シリンダー状部分の表面には、少なくとも
3個の軸方向に延びている耳と、該耳の少なくとも1個
の下側に軸方向に延びているアンダーカットが形成され
ており、該アンダーカットにより、前記シリンダー状ボ
ア表面に接触する耳表面の長さ方向に隣接するシリンダ
ー状部分に、弾性部分が形成されている請求項23に記
載の装置。 (27)前記シリンダー状部分には少なくとも3個のア
ンダーカットが形成されており、該アンダーカットは、
それぞれ、前記シリンダー状部分に弾性部分を形成し、
各弾性部分は、前記シリンダー状部分の軸から離れる様
に屈曲して、流れ分割器を流体通路内に固定するための
接触点を形成している請求項23に記載の装置。 (28)前記流体通路表面は、前記軸方向通路表面の全
体である請求項19に記載の装置。 (29)前記軸方向通路内に、内側及び外側表面を有す
るスリーブが固定されており、該スリーブの内側表面は
前記流体通路表面から成っている請求項14に記載の装
置。 (30)前記スリーブの外側表面には外ねじが形成され
、前記軸方向通路表面に設けられている内ねじと着脱自
在に係合する請求項29に記載の装置。 (31)前記スリーブの外側表面にはテーパーが形成さ
れており、該軸方向通路の入口側のテーパー状表面と着
脱自在に係合する請求項29に記載の装置。 (32)軸方向通路を有する流量計における流れ分割装
置において、 (a)テーパー状の目盛り付けボアと、該ボアの下流方
向に位置している少なくとも1個のテーパー状膨張ボア
を規定する経線方向流体通路を形成している面、及び、 (b)前記流体通路に設けられた流れ分割器、とから成
り、 前記流れ分割器と流体通路表面との間に環状ギャップが
形成され、該環状ギャップは層流を保持することが可能
であるとともに、 前記流れ分割器は、テーパー状の目盛り付け部分を有し
ており、 前記目盛り付け部分のテーパーは、前記目盛り付けボア
のテーパーと実質的に平行であるかまたは若干離れるよ
うになっており、前記膨張ボアのテーパーは前記目盛り
付け部分のテーパーから離れるようになっていることを
特徴とする装置。 (33)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、1〜5度
の範囲にあり、前記膨張ボアのテーパーは、前記目盛り
付け部分のテーパーから測定して、1〜10度の範囲で
目盛り付けボアのテーパーから離れるようになっている
請求項32に記載の装置。 (34)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、2〜4度
の範囲にあり、前記膨張ボアのテーパーは、前記目盛り
付け部分のテーパーから測定して、1.5〜4度の範囲
で離れるようになっている請求項32に記載の装置。 (35)前記目盛り付け部分及び目盛り付けボアのテー
パーは、それぞれ流体通路の軸から測定して、約2.5
度であり、前記膨張ボアのテーパーは、前記目盛り付け
部分のテーパーから測定して、約2度の角度でシリンダ
ー状部分のテーパーから離れるようになっている請求項
32に記載の装置。 (36)前記目盛り付けボア及び膨張ボアの表面は、連
続的な曲線を形成している請求項32に記載の装置。 (37)前記流体通路表面は、前記目盛り付けボアに隣
接しているシリンダー状ボア、及び該目盛り付けボアに
隣接している前記内側部材内のシリンダー状部分をそれ
ぞれ規定しており、該シリンダー状部分の表面は、前記
シリンダー状ボア表面と実質的に平行であり且つ前記流
体通路の軸とも実質的に平行であるとともに、 前記流体通路内の流れ分割器を調節可能に固定する部材
が設けられ、該固定部材は、前記シリンダー状ボア表面
とシリンダー状部分表面との間の環状ギャップ内領域に
配置され、流体通路内の流れ分割器の軸方向位置の調節
が行なわれる請求項32または33に記載の装置。 (38)前記シリンダー状部分表面には少なくとも3個
の耳が形成されており、これら耳は、前記シリンダー状
ボア表面に締りばめを形成している請求項37に記載の
装置。 (39)前記シリンダー状部分表面には硬く締められた
少なくとも3個の溝が形成されており、これら溝は、流
れ分割器が流体通路内に配置されたときに、前記耳をし
っかりと固定し得るように配置されている請求項35に
記載の装置。 (40)前記耳は、前記シリンダー状部分に巻かれたワ
イヤー、ナイフエッジ、またはシリンダー状部分に部分
的に埋め込まれたボールから成っている請求項38に記
載の装置。(41)前記固定部材は、弾性を有している
請求項38に記載の装置。 (42)前記固定部材は、前記シリンダー状部分の周囲
の実質的に全面を覆う様に設けられたスプリングから成
っている請求項41に記載の装置。 (43)前記固定部材は、前記シリンダー状ボアと前記
シリンダー状部分との間の環状ギャップ領域に設けられ
た複数のスプリングまたは中空チューブである請求項4
1に記載の装置。 (44)前記シリンダー状部分の表面には、少なくとも
3個の軸方向に延びている耳と、該耳の少なくとも1個
の下側に軸方向に延びているアンダーカットが形成され
ており、該アンダーカットにより、前記シリンダー状ボ
ア表面に接触する耳表面の長さ方向に隣接するシリンダ
ー状部分に、弾性部分が形成されている請求項40に記
載の装置。 (45)前記シリンダー状部分には少なくとも3個のア
ンダーカットが形成されており、該アンダーカットは、
それぞれ、前記シリンダー状部分に弾性部分を形成し、
各弾性部分は、前記シリンダー状部分の軸から離れる様
に屈曲して、流れ分割器を流体通路内に固定するための
接触点を形成している請求項37に記載の装置。 (46)前記流体通路表面は、前記軸方向通路表面の全
体である請求項35に記載の装置。 (47)前記軸方向通路内に、内側及び外側表面を有す
るスリーブが固定されており、該スリーブの内側表面は
前記流体通路表面から成っている請求項32に記載の装
置。 (48)前記スリーブの外側表面には外ねじが形成され
、前記軸方向通路表面に設けられている内ねじと着脱自
在に係合する請求項47に記載の装置。 (49)前記スリーブの外側表面にはテーパーが形成さ
れており、該軸方向通路の入口側のテーパー状表面と着
脱自在に係合する請求項47に記載の装置。 (50)請求項1、13、14、18、19、30また
は31の何れかに記載された流れ分割器であって、前記
シリンダー状ボアは、前記目盛り付けボアの上流側に位
置しており、前記シリンダー状部分は前記目盛り付け部
分の上流側に位置している流れ分割器。 (51)請求項1、14、15、32または33の何れ
かに記載された流れ分割器であって、前記シリンダー状
ボアは、前記目盛り付けボアの下流側に位置しており、
前記シリンダー状部分は前記目盛り付け部分の下流側に
位置している流れ分割器。 (52)請求項1、14、15、32または33の何れ
かに記載された流れ分割器であって、前記流体がガスで
ある流れ分割器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/437,053 US5044199A (en) | 1989-11-13 | 1989-11-13 | Flowmeter |
| US437,053 | 1989-11-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03220420A true JPH03220420A (ja) | 1991-09-27 |
Family
ID=23734866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2306937A Pending JPH03220420A (ja) | 1989-11-13 | 1990-11-13 | 流量計 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5044199A (ja) |
| EP (1) | EP0428364A1 (ja) |
| JP (1) | JPH03220420A (ja) |
Families Citing this family (46)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5295394A (en) * | 1991-06-13 | 1994-03-22 | Mks Japan Inc. | Bypass unit for a flowmeter sensor |
| EP0547617B1 (en) * | 1991-12-18 | 1996-07-10 | Pierre Delajoud | Mass flow meter and method |
| EP0547595B1 (en) * | 1991-12-19 | 2001-07-25 | Denso Corporation | Flow meter |
| US5305638A (en) * | 1992-03-20 | 1994-04-26 | Dxl International, Inc. | Mass flowmeter having non-adjustable flow splitter |
| US5295790A (en) * | 1992-12-21 | 1994-03-22 | Mine Safety Appliances Company | Flow-controlled sampling pump apparatus |
| US5660207A (en) * | 1994-12-29 | 1997-08-26 | Tylan General, Inc. | Flow controller, parts of flow controller, and related method |
| FR2766568B1 (fr) * | 1997-07-23 | 1999-09-10 | Saime Sarl | Capteur de debit de gaz et appareil d'assistance respiratoire comportant un tel capteur |
| US5861546A (en) * | 1997-08-20 | 1999-01-19 | Sagi; Nehemiah Hemi | Intelligent gas flow measurement and leak detection apparatus |
| US6128963A (en) * | 1998-05-28 | 2000-10-10 | Instrumentarium Corp. | Gas flow restricting and sensing device |
| JP4189070B2 (ja) * | 1998-12-07 | 2008-12-03 | 株式会社堀場エステック | マスフローメータの流量検出機構 |
| US6584828B2 (en) | 1999-12-17 | 2003-07-01 | Atc, Inc. | Method and apparatus of nondestructive testing a sealed product for leaks |
| US6308556B1 (en) | 1999-12-17 | 2001-10-30 | Atc, Inc. | Method and apparatus of nondestructive testing a sealed product for leaks |
| AU2001286619A1 (en) * | 2000-08-22 | 2002-03-04 | Fugasity Corporation | Fluid mass flow meter with substantial measurement range |
| DE10051869A1 (de) | 2000-10-19 | 2002-04-25 | Wieder Gmbh | Durchflussmesser |
| US7878980B2 (en) * | 2003-06-13 | 2011-02-01 | Treymed, Inc. | Gas flow diverter for respiratory monitoring device |
| JP2008026153A (ja) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Nippon M K S Kk | 質量流量計 |
| USD604647S1 (en) * | 2009-03-25 | 2009-11-24 | Yamatake Corporation | Electromagnetic flowmeter |
| MX350703B (es) | 2009-05-13 | 2017-09-14 | Sio2 Medical Products Inc | Metodo de gasificacion para inspeccionar una superficie revestida. |
| WO2013170052A1 (en) | 2012-05-09 | 2013-11-14 | Sio2 Medical Products, Inc. | Saccharide protective coating for pharmaceutical package |
| US9458536B2 (en) | 2009-07-02 | 2016-10-04 | Sio2 Medical Products, Inc. | PECVD coating methods for capped syringes, cartridges and other articles |
| US11624115B2 (en) | 2010-05-12 | 2023-04-11 | Sio2 Medical Products, Inc. | Syringe with PECVD lubrication |
| US9878101B2 (en) | 2010-11-12 | 2018-01-30 | Sio2 Medical Products, Inc. | Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods |
| US9272095B2 (en) | 2011-04-01 | 2016-03-01 | Sio2 Medical Products, Inc. | Vessels, contact surfaces, and coating and inspection apparatus and methods |
| US9690301B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-06-27 | Reno Technologies, Inc. | Pressure based mass flow controller |
| US9188989B1 (en) | 2011-08-20 | 2015-11-17 | Daniel T. Mudd | Flow node to deliver process gas using a remote pressure measurement device |
| US9958302B2 (en) | 2011-08-20 | 2018-05-01 | Reno Technologies, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
| EP2776603B1 (en) | 2011-11-11 | 2019-03-06 | SiO2 Medical Products, Inc. | PASSIVATION, pH PROTECTIVE OR LUBRICITY COATING FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE, COATING PROCESS AND APPARATUS |
| US11116695B2 (en) | 2011-11-11 | 2021-09-14 | Sio2 Medical Products, Inc. | Blood sample collection tube |
| US20150297800A1 (en) | 2012-07-03 | 2015-10-22 | Sio2 Medical Products, Inc. | SiOx BARRIER FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE AND COATING PROCESS |
| CA2890066C (en) | 2012-11-01 | 2021-11-09 | Sio2 Medical Products, Inc. | Coating inspection method |
| US9903782B2 (en) | 2012-11-16 | 2018-02-27 | Sio2 Medical Products, Inc. | Method and apparatus for detecting rapid barrier coating integrity characteristics |
| JP6382830B2 (ja) | 2012-11-30 | 2018-08-29 | エスアイオーツー・メディカル・プロダクツ・インコーポレイテッド | 医療シリンジ、カートリッジ等上でのpecvd堆積の均一性制御 |
| US9764093B2 (en) | 2012-11-30 | 2017-09-19 | Sio2 Medical Products, Inc. | Controlling the uniformity of PECVD deposition |
| US9662450B2 (en) | 2013-03-01 | 2017-05-30 | Sio2 Medical Products, Inc. | Plasma or CVD pre-treatment for lubricated pharmaceutical package, coating process and apparatus |
| US9937099B2 (en) | 2013-03-11 | 2018-04-10 | Sio2 Medical Products, Inc. | Trilayer coated pharmaceutical packaging with low oxygen transmission rate |
| EP2971228B1 (en) | 2013-03-11 | 2023-06-21 | Si02 Medical Products, Inc. | Coated packaging |
| US20160017490A1 (en) | 2013-03-15 | 2016-01-21 | Sio2 Medical Products, Inc. | Coating method |
| WO2015148471A1 (en) | 2014-03-28 | 2015-10-01 | Sio2 Medical Products, Inc. | Antistatic coatings for plastic vessels |
| KR20170092556A (ko) * | 2014-12-04 | 2017-08-11 | 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드 | 유량계의 무-와이어형 유동 제한기 |
| EP3337915B1 (en) | 2015-08-18 | 2021-11-03 | SiO2 Medical Products, Inc. | Pharmaceutical and other packaging with low oxygen transmission rate |
| US11144075B2 (en) | 2016-06-30 | 2021-10-12 | Ichor Systems, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
| US10838437B2 (en) | 2018-02-22 | 2020-11-17 | Ichor Systems, Inc. | Apparatus for splitting flow of process gas and method of operating same |
| US10679880B2 (en) | 2016-09-27 | 2020-06-09 | Ichor Systems, Inc. | Method of achieving improved transient response in apparatus for controlling flow and system for accomplishing same |
| US10303189B2 (en) | 2016-06-30 | 2019-05-28 | Reno Technologies, Inc. | Flow control system, method, and apparatus |
| US10663337B2 (en) | 2016-12-30 | 2020-05-26 | Ichor Systems, Inc. | Apparatus for controlling flow and method of calibrating same |
| WO2022186971A1 (en) | 2021-03-03 | 2022-09-09 | Ichor Systems, Inc. | Fluid flow control system comprising a manifold assembly |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162415A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-09-13 | エマ−ソン・エレクトリツク・カンパニ− | 熱的質量流量計 |
| JPS6010120A (ja) * | 1983-06-15 | 1985-01-19 | エムケ−エス・インスツルメンツ,インコ−ポレ−テツド | 流量計測装置とその製造方法 |
| JPS6056219A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-04-01 | タイラン・コ−ポレ−シヨン | 流量計 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE177963C (ja) * | ||||
| FR1396849A (fr) * | 1964-05-29 | 1965-04-23 | Compteur à roue pour la mesure d'écoulements de fluides | |
| US3381531A (en) * | 1965-08-03 | 1968-05-07 | Nii Teploenergeticheskogo Prib | Orbital ball flowmeter with bypass |
| US3688576A (en) * | 1970-07-24 | 1972-09-05 | Illinois Testing Laboratories | Improved air velocity measuring system and method for its calibration |
| US3769835A (en) * | 1970-10-06 | 1973-11-06 | Alnor Instr Co | Pitot calibrated air velocity measuring system with transducer |
| US3792609A (en) * | 1971-05-10 | 1974-02-19 | Tylan Corp | Flow splitter |
| US3851526A (en) * | 1973-04-09 | 1974-12-03 | Tylan Corp | Fluid flowmeter |
| SU1118858A2 (ru) * | 1983-09-28 | 1984-10-15 | Научно-производственное объединение "ЭНЕРГИЯ" | Тахометрический шариковый расходомер |
| US4662391A (en) * | 1984-10-05 | 1987-05-05 | Chevron Research Company | Method and apparatus for splitting a liquid-vapor mixture |
| US4654052A (en) * | 1985-06-24 | 1987-03-31 | Daryl Sharp | Variable molecular separator |
| US4800754A (en) * | 1987-10-07 | 1989-01-31 | Sierra Instruments, Inc. | Wide-range, adjustable flowmeter |
-
1989
- 1989-11-13 US US07/437,053 patent/US5044199A/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-11-13 EP EP90312339A patent/EP0428364A1/en not_active Ceased
- 1990-11-13 JP JP2306937A patent/JPH03220420A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162415A (ja) * | 1983-02-16 | 1984-09-13 | エマ−ソン・エレクトリツク・カンパニ− | 熱的質量流量計 |
| JPS6010120A (ja) * | 1983-06-15 | 1985-01-19 | エムケ−エス・インスツルメンツ,インコ−ポレ−テツド | 流量計測装置とその製造方法 |
| JPS6056219A (ja) * | 1983-09-02 | 1985-04-01 | タイラン・コ−ポレ−シヨン | 流量計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0428364A1 (en) | 1991-05-22 |
| US5044199A (en) | 1991-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH03220420A (ja) | 流量計 | |
| US4524616A (en) | Adjustable laminar flow bypass | |
| US5305638A (en) | Mass flowmeter having non-adjustable flow splitter | |
| US6119730A (en) | Precision laminar flow element for use in thermal mass flow sensors and flow controllers | |
| CN100354610C (zh) | 流量计量传感器 | |
| KR101271264B1 (ko) | 관 내의 유체 유동을 결정하는 장치 및 방법 | |
| CA1134174A (en) | Two-phase flowmeter | |
| US20120144928A1 (en) | Fluid flow conditioner | |
| US20050039809A1 (en) | Flow sensor with integrated delta P flow restrictor | |
| US5295397A (en) | Slotted orifice flowmeter | |
| JP3554347B2 (ja) | 流量計 | |
| US20090095068A1 (en) | System for and method of providing a wide-range flow controller | |
| US20090056130A1 (en) | Flow meter for measuring a flow rate of a flow of a fluid | |
| JPH04110617A (ja) | マスフローコントローラーの分流構造 | |
| US7487686B2 (en) | High-precision vortex flow meter | |
| Döbbeling et al. | Computer-aided calibration and measurements with a quadruple hotwire probe | |
| US4315431A (en) | Adjustable flow divider for mass flowmeters | |
| JP3818547B2 (ja) | 質量流量制御装置 | |
| GB2057134A (en) | Measuring individual flow rates of twophase media | |
| US3252324A (en) | Mass flowmeter | |
| JP2000221066A (ja) | マスフローメータの流量検出機構 | |
| JPH01299416A (ja) | 流量変換装置 | |
| JP3834534B2 (ja) | 流量計 | |
| EP4646586A1 (en) | Thermal flow sensor for determining a flow rate of a fluid | |
| CN113348340B (zh) | 高流量管式旁通部 |