JPH05240674A - 渦流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 渦発生体と、渦発生体の後流側に渦発生体と
別体な渦検出器を有する渦流量計において渦検出器の受
圧板に高感度でＳＮ比の高い渦による流れ変化を与え
る。 【構成】 間隔Ｄを隔てて配設された流れＱの流体を導
入する側壁部３の中心軸ｘ−ｘ上に流れに面して一様な
幅ｄの渦発生体１を配設し、渦検出器の受圧板２を渦発
生体１の後流側に１〜２.５ｄの範囲で、流れＱに垂直
な方向にｘ−ｘ軸を除いてｘ−ｘ軸から±０.６〜０.８
ｄの位置以内の範囲に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、本発明は、渦流量計に関し、よ
り詳細には渦発生体の後流側に、該渦発生体と別体に設
けられ、渦の交番圧力を検知する渦検出器を有する渦流
量計に関する。

【０００２】

【従来技術】周知の如く、渦流量計は、流体流中の渦発
生体から流出するカルマン渦が所定レイノルズ数範囲で
流量に比例することを利用した流量計である。而して、
渦の検出の方式には、検出器を渦発生体内に一体的に設
ける渦発生体一体形と、渦発生体とは別体に、例えば後
流側に渦検出器を設ける渦発生体別体形とがある。渦発
生体別体形の渦流量計は、渦発生体とは無関係に渦検出
器を着脱できることや、渦検出器のために発生渦に影響
を与えることがない等の特徴を有しているが、形状が大
きくなる欠点がある。しかし、大形の渦流量計は、流管
にフランジ接合される場合が多くフランジ付本体を有
し、渦発生体を渦検出器と別体に設けることにより特に
大形となることがなく、メンテナンスを考えた場合、着
脱自在な検出器を有する渦発生体別体形の渦流量計が取
扱いの面で有利である。

【０００３】渦発生体と別体な渦検出器を有する渦流量
計には多くの提案がなされている。例えば、特公昭５２
−１００１９号公報における「複数の渦発生柱を有する
カルマン渦流量計」がある。該カルマン渦流量計は、円
柱状のカルマン渦発生体の後流側にひずみゲージを有す
る渦検出器を配設した場合、渦信号が不安定になること
を解決するために、渦発生体を改造したもので、渦発生
体を断面一様な上流側柱と該上流側柱の後流側の所定位
置に所定幅の下流側柱を流れ方向に一直線上に配設して
複合形式としたものである。しかし、渦検出器は、図示
によると改良前と同様に渦発生体の流れ方向に対称な一
直線上の下流側に、流れに平行した受圧面を有する検出
方式をとっている。

【０００４】すなわち、別体形の渦流量計においては、
渦発生体が単体であろうが、複合体であろうが、渦検出
器は渦発生体の下流側に流れ方向に同一軸上に受圧面を
有する方式が採用されている。しかし、本出願人の実験
によれば検出器の受圧面に作用するカルマン渦による変
動圧力をひずみとして検知する場合、受圧面が、渦発生
体の流れ方向軸と同一面にあることが、ＳＮ比を高める
ものではなく、逆に検出感度を低下させることが確かめ
られた。

【０００５】

【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、渦発生体と渦検出器とが別体に設けられた方式
の渦発生体において、渦による交番圧力を検知する受圧
板を有する渦検出器の前記受圧板を流速変化の大きい位
置に配設することによりパルス抜けのない安定な渦検出
を可能にする渦流量計を提供することを目的としてなさ
れたものである。

【０００６】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
流れに対向する幅ｄが一様な渦発生体と、該渦発生体の
後流側に配設され、流れに垂直な方向の交番流れを受圧
する受圧面を有し、該受圧面に作用する交番力から渦を
検出する渦検出器とを有する渦流量計において、前記渦
検出器の受圧面の位置を、渦発生体の後流側では渦発生
体の流れに対向する面から１〜２.５ｄ、渦発生体の流
れ方向の軸と垂直な方向では前記流れ方向の軸を除き、
該軸から０.６〜０.８ｄの何れか一方の位置に配設した
こと、更には、（２）前記（１）において、前記におい
て、渦検出器の受圧面を、渦発生体の流れ方向の軸を除
く、該流れ方向の軸に対称な対向する面に各々配設した
ことを特徴とするものである。以下、本発明の実施例に
基いて説明する。

【０００７】まず、渦発生体と渦発生体後流においてカ
ルマン渦の発生によって流れ軸に垂直な方向の流速成分
の大きさについて述ベる。図２は、自由水面を有する流
れに挿入された渦発生体後流の流れ分布の実験値を示す
図で、図中、５は平板、６は流れ方向の流速分布、７は
流れに垂直な方向の流速分布である。

【０００８】図２において、自由水面の流体の流れｑの
方向をｘ−ｘ軸、流れｑに垂直な方向をｙ−ｙ軸で示
し、平板５は流れｑに面して幅がａで一定厚さｔの短冊
形の板である。平板５はｘ−ｘ軸に対称に配設されｙ軸
方向にａ／２，ａ／２の長さを有する。流速は、熱線式
流速計により測定されるもので、該熱線式流速計（図示
せず）は被測定流体中に張設される一本の抵抗線を有
し、該抵抗線を定電流で加熱し流れに伴う放熱によって
抵抗線の抵抗値が変化することを利用した流速計で、流
れ方向の流速分布６は抵抗線を流れｑに垂直な方向に向
けた場合、流れｑに垂直な方向の流速分布７は流れｑ方
向に抵抗線を向けた場合の流速をあらわす。各々の流速
の大きさはｘ−ｘ軸方向の大きさで示している。

【０００９】図２から明らかなように、渦発生体５の後
流での流速は、流れ方向の流速分布６で示すように軸ｘ
−ｘに関してａ／２の位置からｘ−ｘ軸に致る間に放物
線状に徐々に流速が低下しｘ−ｘ軸上で最低の流速とな
る。また、流れに垂直な方向の流速分布７は、ｘ−ｘ軸
上は０でｘ−ｘ軸に関しｙ−ｙ軸方向に逆対称な±ｎの
位置に極点を有する。即ち、受圧面をｙ−ｙ軸方向に±
ｎの位置に配設したときが最大の速度変化が得られる。

【００１０】図１は、本発明における渦流量計を説明す
るための図で、図中、１は渦発生体、２は受圧板、３は
側壁部、４はカルマン渦である。

【００１１】図１において、渦発生体は流れＱに面して
幅ｄの断面一様な柱状体（図においては三角形）で側壁
３−３間（距離Ｄ）中央部に配設される。ｄ／Ｄの値
は、０.２〜０.３５の間の値、好ましくはｄ／Ｄ＝０.
２８である。受圧板２は渦発生体１の下流側では中心が
渦発生体１の上流側面１ａから１〜２.５ｄの位置にあ
り、流れＱのｘ−ｘ軸からｙ−ｙ軸方向に±ｍの位置に
ある。ｍの位置は、ｘ−ｘ軸を除いて、ｘ−ｘ軸からｙ
−ｙ軸方向に０.６〜０.８ｄの位置以内にある。０.６
〜０.８ｄはカルマン渦４の渦の中心を結んだ渦列の位
置である。ｍの値は渦発生体１の断面形状により異な
る。受圧板２はｘ−ｘ軸から、＋ｍ又は点線で示した−
ｍの位置の何れかに配設されたときが流速変化が最大で
あり、流速の変化に応じて圧力が変化することから、±
ｍの位置で最大の渦による圧力が得られる。

【００１２】図２に示したように、流れに垂直な方向の
流速分布７は、＋ｎの時を正の流れとすると−ｎでは負
の流れとなるから＋ｎと−ｎとの間での流速の変化は２
倍となる。従って図１において受圧板２を２ｍ隔てた実
線の位置と点線の位置とに配設すると更に感度及びＳＮ
比が向上する。受圧板２に作用する力は、受圧板２に応
動して作用するひずみとして、例えばストレンゲージ又
は静電気容量の変化として電気信号に変換され渦信号と
して検知される。

【００１３】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、渦発生体と別体な渦検出器を有し、該渦検出器を渦
発生体の後流側に配設する渦流量計において、前記渦検
出器の受圧板を流れ方向に平行で流れ方向の渦流発生体
の軸に対して、該渦発生体の軸を除いて０.６〜０.８ｄ
の位置に配設することによりＳＮ比の優れた高感度の渦
検出を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明における渦流量計を説明するための図
である。

【図２】 自由水面を有する流れに挿入された渦発生体
後流の流れ分布の実験値を示す図である。

【符号の説明】

１…渦発生体、２…受圧板、３…側壁部、４…カルマン
渦。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流れに対向する幅ｄが一様な渦発生体
   と、該渦発生体の後流側に配設され、流れに垂直な方向
   の交番流れを受圧する受圧面を有し、該受圧面に作用す
   る交番力から渦を検出する渦検出器とを有する渦流量計
   において、前記渦検出器の受圧面の位置を、渦発生体の
   後流側では渦発生体の流れに対向する面から１〜２.５
   ｄ、渦発生体の流れ方向の軸と垂直な方向では前記流れ
   方向の軸を除き、該軸から０.６〜０.８ｄの何れか一方
   の位置に配設したことを特徴とする渦流量計。
2. 【請求項２】 前記において、渦検出器の受圧面を、渦
   発生体の流れ方向の軸を除く、該流れ方向の軸に対称な
   対向する面に各々配設したことを特徴とする請求項１記
   載の渦流量計。