JPH06103199B2 - 流量計を具備する開閉弁 - Google Patents
流量計を具備する開閉弁Info
- Publication number
- JPH06103199B2 JPH06103199B2 JP1096055A JP9605589A JPH06103199B2 JP H06103199 B2 JPH06103199 B2 JP H06103199B2 JP 1096055 A JP1096055 A JP 1096055A JP 9605589 A JP9605589 A JP 9605589A JP H06103199 B2 JPH06103199 B2 JP H06103199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- flow rate
- valve shaft
- flow meter
- vortex
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Measuring Volume Flow (AREA)
- Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流体通路を開閉する開閉弁がその弁を通過
する流体の流量を測定できる流量計を具備するようにし
た開閉弁に関する。
する流体の流量を測定できる流量計を具備するようにし
た開閉弁に関する。
管路を通して送られる流体の量を把握してその流体の供
給量又は排出量等を制御する場合に、流量を測定する流
量計と管路を開閉する弁とが用いられる。従来、一般的
には、例えば第５図に示すように、管路41に流量計42及
び弁43を直列に設け、流量計42で測定される流量に基い
て弁43をオン・オフ制御又は比例制御するものがある。
また、より具体的には、第６図に示すように、蒸気を消
費する装置44に対して供給する蒸気量を制御する場合に
流量計45、オン・オフ又は比例制御弁46、減圧弁47が蒸
気供給管48に直列に設けられる。図中49はスチーム・ト
ラップである。いずれにしても流量計と弁とは別個に形
成してある。
給量又は排出量等を制御する場合に、流量を測定する流
量計と管路を開閉する弁とが用いられる。従来、一般的
には、例えば第５図に示すように、管路41に流量計42及
び弁43を直列に設け、流量計42で測定される流量に基い
て弁43をオン・オフ制御又は比例制御するものがある。
また、より具体的には、第６図に示すように、蒸気を消
費する装置44に対して供給する蒸気量を制御する場合に
流量計45、オン・オフ又は比例制御弁46、減圧弁47が蒸
気供給管48に直列に設けられる。図中49はスチーム・ト
ラップである。いずれにしても流量計と弁とは別個に形
成してある。
別に、従来の流出計の一つに渦流量計（又はカルマン渦
流量計）が知られている。その概略は、流れの中に置か
れた物体の下流側に規則的に発生するカルマン渦の発生
数から流速を求め、これに流体の通過面積（断面積）を
乗じて流量を求めるようにしたものである。具体的に
は、管路中に設置される渦発生体と、渦周波数を検出す
るセンサと、演算及び表示部とで構成されている。
流量計）が知られている。その概略は、流れの中に置か
れた物体の下流側に規則的に発生するカルマン渦の発生
数から流速を求め、これに流体の通過面積（断面積）を
乗じて流量を求めるようにしたものである。具体的に
は、管路中に設置される渦発生体と、渦周波数を検出す
るセンサと、演算及び表示部とで構成されている。
流量計と弁とが別個に形成されていることから、管に順
次接続する必要があり、配管作業は管に接続する器具の
数が多いほど手間がかかり、配管も長くなる。また、蒸
気配管においては特に配管を短くして熱損失を防止する
ことも必要である。
次接続する必要があり、配管作業は管に接続する器具の
数が多いほど手間がかかり、配管も長くなる。また、蒸
気配管においては特に配管を短くして熱損失を防止する
ことも必要である。
この発明は、流量計と弁とを一体に形成することを課題
とする。
とする。
この発明の手段は、ボール・バタフライ弁のボール弁体
を回動可能に支持していて開弁状態においてボール弁体
の弁孔を横切って流れの中に位置する弁軸を、渦発生体
とし、渦発生による振動を上記弁軸に設けた振動センサ
で検知し、その検知した振動数に基いて算出される流速
と上記弁の開口面積とにより弁通過流量を測定するよう
に構成されていることを特徴とする。
を回動可能に支持していて開弁状態においてボール弁体
の弁孔を横切って流れの中に位置する弁軸を、渦発生体
とし、渦発生による振動を上記弁軸に設けた振動センサ
で検知し、その検知した振動数に基いて算出される流速
と上記弁の開口面積とにより弁通過流量を測定するよう
に構成されていることを特徴とする。
前記手段によれば、弁軸を渦発生体として用いるもので
あるから渦発生体を別に設ける必要がなく、弁軸の存在
により発生した渦周波数ｆを弁軸に設けた振動センサで
感知して取出し、次式（１）、（２）から流量Ｑを算出
できる。
あるから渦発生体を別に設ける必要がなく、弁軸の存在
により発生した渦周波数ｆを弁軸に設けた振動センサで
感知して取出し、次式（１）、（２）から流量Ｑを算出
できる。
Ｑ＝Ｆ・ｕ ……（２） ここでStは管内ストローハル数、ｕは流体の渦発生体を
通過するときの流速、ｄは渦発生体幅（円柱の場合は直
径）、Ｆは流体通過面積である。
通過するときの流速、ｄは渦発生体幅（円柱の場合は直
径）、Ｆは流体通過面積である。
第１実施例を第１図によって説明する。１はボール・バ
タフライ弁であり、２部分2a、2bからなる本体２、弁座
３、３、弁体４、弁軸５、ハンドル６等で構成されてい
る。弁体４は球体に流体通路としての円孔10を穿設さ
れ、円孔10の方向に直角に弁軸５が貫通してその弁体４
を固着されている。そしてその弁体４は本体２内に設け
た弁座３、３に弁軸５と共に回転するように支持されて
おり、弁軸５の上端に結合されたハンドル６を操作して
90度の範囲で回転し、その片側の回転位置で円孔10が弁
座３、３の夫々の内孔3a、3aに一致して連通し、他の片
側の回転位置で円孔10の方向が90度変化して内孔3a、3a
間を閉じた状態となる。図中11は座金、12は皿ばね、13
はＯリング、14は本体の部分2aに螺合している弁軸ホル
ダ、15は皿ばね、16はガスケット、17はパッキン、18は
シールである。以上の構成は従来のボール・バタフライ
弁の構成と同じであり、従来と異なる点は、弁軸５の上
端に結合されるハンドル６の結合部と弁軸ホルダ14との
間に、本体の部分1aと弁軸５を軸方向に延長した形で空
間部19を設けると共に弁軸５内にも空間部20を設けてあ
り、空間部20内の底に振動センサ21として圧電素子を設
置し、信号用導線22を外部へ引き出してある点である。
図中23、24は導線引き出し孔、25はゴム・ブッシュであ
る。
タフライ弁であり、２部分2a、2bからなる本体２、弁座
３、３、弁体４、弁軸５、ハンドル６等で構成されてい
る。弁体４は球体に流体通路としての円孔10を穿設さ
れ、円孔10の方向に直角に弁軸５が貫通してその弁体４
を固着されている。そしてその弁体４は本体２内に設け
た弁座３、３に弁軸５と共に回転するように支持されて
おり、弁軸５の上端に結合されたハンドル６を操作して
90度の範囲で回転し、その片側の回転位置で円孔10が弁
座３、３の夫々の内孔3a、3aに一致して連通し、他の片
側の回転位置で円孔10の方向が90度変化して内孔3a、3a
間を閉じた状態となる。図中11は座金、12は皿ばね、13
はＯリング、14は本体の部分2aに螺合している弁軸ホル
ダ、15は皿ばね、16はガスケット、17はパッキン、18は
シールである。以上の構成は従来のボール・バタフライ
弁の構成と同じであり、従来と異なる点は、弁軸５の上
端に結合されるハンドル６の結合部と弁軸ホルダ14との
間に、本体の部分1aと弁軸５を軸方向に延長した形で空
間部19を設けると共に弁軸５内にも空間部20を設けてあ
り、空間部20内の底に振動センサ21として圧電素子を設
置し、信号用導線22を外部へ引き出してある点である。
図中23、24は導線引き出し孔、25はゴム・ブッシュであ
る。
導線22の外方端は演算・表示部26に接続してある。演算
・表示部26は、前記式（１）、（２）に従う演算をする
ことができ、演算によって得られる流量Ｑの値を表示で
きるようにしたものである。
・表示部26は、前記式（１）、（２）に従う演算をする
ことができ、演算によって得られる流量Ｑの値を表示で
きるようにしたものである。
この第１実施例のものは、閉弁状態からハンドル６を操
作して開弁状態にすると、流体が弁11を通過するように
なり、そのとき弁軸５の存在により上流から流れてきた
流体は弁軸５と円孔10の内面とで形成される縮流部で加
速され、流速ｕになり、弁軸５の両側で剥離して渦に巻
き込み、弁軸５の下流側に振動的な後流を生じる。この
後流はカルマン渦の放出周波数ｆで振動し下流に行くに
従い粘性により減衰し、定常流に戻る。前記振動ｆが振
動センサ21で検出され、演算・表示部26で流量Ｑが演算
されて表示される。必要に応じて積算流量を積算して表
示できるようにする。
作して開弁状態にすると、流体が弁11を通過するように
なり、そのとき弁軸５の存在により上流から流れてきた
流体は弁軸５と円孔10の内面とで形成される縮流部で加
速され、流速ｕになり、弁軸５の両側で剥離して渦に巻
き込み、弁軸５の下流側に振動的な後流を生じる。この
後流はカルマン渦の放出周波数ｆで振動し下流に行くに
従い粘性により減衰し、定常流に戻る。前記振動ｆが振
動センサ21で検出され、演算・表示部26で流量Ｑが演算
されて表示される。必要に応じて積算流量を積算して表
示できるようにする。
第２実施例を第２図乃至第４図を用いて説明する。第２
図において、第１図と同等部分は同一図面符号で示して
説明を省略する。第１図と異なる点は、ハンドル６の代
りに電動アクチュエータ30を設け、これに対応して導線
22の引き出し部を形成した点と、コンピュータ31を用い
て流量を積算し、積算流量に従ってボール・バタフライ
弁１を制御するようにした点とである。
図において、第１図と同等部分は同一図面符号で示して
説明を省略する。第１図と異なる点は、ハンドル６の代
りに電動アクチュエータ30を設け、これに対応して導線
22の引き出し部を形成した点と、コンピュータ31を用い
て流量を積算し、積算流量に従ってボール・バタフライ
弁１を制御するようにした点とである。
電動アクチュエータ30は、詳細な構造説明を省略する
が、コンピュータ31からの信号により90度ずつ弁軸５を
一方へ回転させて開動作と閉動作とを行うようになって
いる。弁軸５が一定の方向へ回転するために導線22は第
３図に示すように、途中に電気的に接続し回転可能であ
る接続器を介在させられている。その接続器は振動セン
サ21に接続した導線22に接続され弁軸５に固定された摺
動子32と、摺動子32と常に接触し空間部19の内周面に固
定されコンピュータ31に接続した導線22に接続された金
属環33とで構成してある。これによって振動センサ21は
弁軸５が回転しても常にコンピュータ31に接続された状
態となる。
が、コンピュータ31からの信号により90度ずつ弁軸５を
一方へ回転させて開動作と閉動作とを行うようになって
いる。弁軸５が一定の方向へ回転するために導線22は第
３図に示すように、途中に電気的に接続し回転可能であ
る接続器を介在させられている。その接続器は振動セン
サ21に接続した導線22に接続され弁軸５に固定された摺
動子32と、摺動子32と常に接触し空間部19の内周面に固
定されコンピュータ31に接続した導線22に接続された金
属環33とで構成してある。これによって振動センサ21は
弁軸５が回転しても常にコンピュータ31に接続された状
態となる。
コンピュータ31は、振動センサ21からの信号により、前
記式（１）、（２）に従った演算による流量Ｑと、その
流量Ｑを積算した積算流量とが得られ、積算流量が予め
設定される設定値になると閉弁信号をアクチュエータ30
へ出力し、閉弁後の積算時間、手動入力、あるいはシー
ケンス制御等により開弁信号をアクチュエータ30へ出力
するようになっている。前記流量Ｑ、積算流量は表示部
34に表示される。
記式（１）、（２）に従った演算による流量Ｑと、その
流量Ｑを積算した積算流量とが得られ、積算流量が予め
設定される設定値になると閉弁信号をアクチュエータ30
へ出力し、閉弁後の積算時間、手動入力、あるいはシー
ケンス制御等により開弁信号をアクチュエータ30へ出力
するようになっている。前記流量Ｑ、積算流量は表示部
34に表示される。
この制御部35を設けた弁は、例えば第４図に示すような
フロー図に従って動作させることができる。すなわち、
コンピュータ31に設定流量をキー入力しておくと、振動
センサ21からの渦信号を受信して流量Ｑ及び積算流量を
演算して表示部34に表示し、その積算流量が設定値を越
えると閉弁信号を出力してアクチュエータ30により弁軸
５を90度一方へ回転させて弁１を閉弁させる。閉弁後は
タイマー、手動、シーケンス制御部のいずれかによる開
弁信号が入力されるまで閉弁状態を維持し、開弁信号が
入力されると開弁信号を出力してアクチュエータ30によ
り弁軸５を前記と同じ方向へ90度回転させて最初の開弁
状態に戻り、以下同様な動作を繰返す。
フロー図に従って動作させることができる。すなわち、
コンピュータ31に設定流量をキー入力しておくと、振動
センサ21からの渦信号を受信して流量Ｑ及び積算流量を
演算して表示部34に表示し、その積算流量が設定値を越
えると閉弁信号を出力してアクチュエータ30により弁軸
５を90度一方へ回転させて弁１を閉弁させる。閉弁後は
タイマー、手動、シーケンス制御部のいずれかによる開
弁信号が入力されるまで閉弁状態を維持し、開弁信号が
入力されると開弁信号を出力してアクチュエータ30によ
り弁軸５を前記と同じ方向へ90度回転させて最初の開弁
状態に戻り、以下同様な動作を繰返す。
この発明の流量計を具備する開閉弁は、ボール・バタフ
ライ弁に本来備わっている弁軸を渦発生体として用いる
ものであるから、弁軸に振動センサを設けるだけで元の
弁の機能を全く損なわないで流量計の機能を付加するこ
とができる。従って従来開閉弁と流量計との二つに別れ
た器具を設けていた流体管路には流量測定機能を有する
この開閉弁を一つ設けるだけでよいから、配管作業がそ
の分容易となる。そして配管の長さも短かくできるか
ら、蒸気配管の場合に熱損失低減の面で有利である。
ライ弁に本来備わっている弁軸を渦発生体として用いる
ものであるから、弁軸に振動センサを設けるだけで元の
弁の機能を全く損なわないで流量計の機能を付加するこ
とができる。従って従来開閉弁と流量計との二つに別れ
た器具を設けていた流体管路には流量測定機能を有する
この開閉弁を一つ設けるだけでよいから、配管作業がそ
の分容易となる。そして配管の長さも短かくできるか
ら、蒸気配管の場合に熱損失低減の面で有利である。
また、この開閉弁の開閉駆動部を電気信号によって動作
するアクチュエータとしたときは、コンピュータを使用
し積算流量を算出して流体の供給量を制御するように弁
を開閉させることができるから、単純な構成の流体供給
量の自動制御装置が得られる。
するアクチュエータとしたときは、コンピュータを使用
し積算流量を算出して流体の供給量を制御するように弁
を開閉させることができるから、単純な構成の流体供給
量の自動制御装置が得られる。
第１図はこの発明の第１実施例を示す部分縦断側面図及
びブロック図、第２図はこの発明の第２実施例を示す部
分縦断側面図及びブロック図、第３図は第２図の部分拡
大斜視図、第４図は第２実施例の制御部のフロー図、第
５図は従来の弁と流量計の配管状態を示す配管図、第６
図は従来の蒸気供給装置の配管の１例を示す配管図であ
る。 １……ボール・バタフライ弁、２……本体、４……弁
体、５……弁軸（渦発生体）、６……ハンドル、21……
振動センサ、22……導線、26……演算・表示部、30……
アクチュエータ、31……コンピュータ。
びブロック図、第２図はこの発明の第２実施例を示す部
分縦断側面図及びブロック図、第３図は第２図の部分拡
大斜視図、第４図は第２実施例の制御部のフロー図、第
５図は従来の弁と流量計の配管状態を示す配管図、第６
図は従来の蒸気供給装置の配管の１例を示す配管図であ
る。 １……ボール・バタフライ弁、２……本体、４……弁
体、５……弁軸（渦発生体）、６……ハンドル、21……
振動センサ、22……導線、26……演算・表示部、30……
アクチュエータ、31……コンピュータ。
Claims (1)
- 【請求項１】ボール・バタフライ弁の弁軸を渦発生体と
し、渦発生による振動を上記弁軸に設けた振動センサで
検知し、その検知した振動数に基いて算出される流速と
上記弁の開口面積とにより弁通過流量を測定するように
構成された流量計を具備する開閉弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096055A JPH06103199B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 流量計を具備する開閉弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096055A JPH06103199B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 流量計を具備する開閉弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275317A JPH02275317A (ja) | 1990-11-09 |
| JPH06103199B2 true JPH06103199B2 (ja) | 1994-12-14 |
Family
ID=14154763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096055A Expired - Lifetime JPH06103199B2 (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 流量計を具備する開閉弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06103199B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4877602B2 (ja) * | 2007-02-15 | 2012-02-15 | 横河電機株式会社 | 渦流量計 |
| EP2122307B1 (en) * | 2007-03-06 | 2017-05-03 | Micro Motion, Inc. | Vented high-temperature piezoelectric-based field device |
| JP5397351B2 (ja) * | 2010-08-23 | 2014-01-22 | 株式会社デンソー | 流量検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5515063U (ja) * | 1978-07-17 | 1980-01-30 |
-
1989
- 1989-04-14 JP JP1096055A patent/JPH06103199B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02275317A (ja) | 1990-11-09 |
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