JPH0843155A - フルイディック流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フルイディック流量計による流量測定の精度
を向上させる。 【構成】 流体の流れ方向に沿ったフルイディック振動
発生部７の下流側にフローセンサ設置用流路９を形成
し、このフローセンサ設置用流路９内にフローセンサ１
５を設置する。流体の流量が大流量時における流量測定
は、フルイディック振動発生部７で発生したフルイディ
ック振動をフルイディック振動検出センサで検出するこ
とにより行なうが、このフルイディック振動はフローセ
ンサ１５の影響を受けずに安定して発生するため、フル
イディック振動検出センサによる流量測定の精度が向上
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、気体や液体等の流体の
流量測定に用いられるフルイディック流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガス等の流体の流量を測定する流
量計としては、コアンダ効果により発生する流体の振動
（フルイディック振動）を検出することにより流体の流
量を測定するフルイディック流量計の開発が進められて
おり、従来の膜式ガスメータに比べると、小型であり、
かつ、可動部がないために耐久性に優れているという長
所がある。

【０００３】なお、このようなフルイディック流量計で
は、流体の流量が所定量以上である大流量時においては
フルイディック振動が良好に発生するために精度の良い
流量測定を行なえるが、流量が所定量以下である小流量
時においては安定したフルイディック振動が発生せず、
フルイディック振動を検出することによる流量測定を行
なえなくなる。

【０００４】そこで、流体の流量が所定量以下である小
流量時においては、フローセンサにより流量測定を行な
うようにしたフルイディック流量計が特開平１−３０８
９２１号公報、特開平４−３２６０１４号公報等に開示
されており、フローセンサは、フルイディック振動を発
生させるフルイディック振動発生部に向けて流体を吹き
出させるジェットノズル部内に設置されている。

【０００５】一方、ガスメータとして用いるフルイディ
ック流量計としては、ガスが流入する流入部からガスが
流出する流出部までの流路を略Ｕ字形に形成し、最初に
略９０゜に屈曲した箇所に流路制御弁を設け、二度目に
略９０゜に屈曲した箇所の下流側にフルイディック振動
発生部を設けたものが開発されている。そして、フルイ
ディック振動発生部に向けてジェットノズル部から吹き
出すガスの流れを整流するための整流網や整流板を、ガ
スの流れ方向に沿ったジェットノズル部の上流側に設け
たものが、特開平４−５０７２４号公報、特開平４−５
８１１２号公報、特開平４−１６０２０９号公報等に開
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】フローセンサをジェッ
トノズル部内に設けると、ジェットノズル部からフルイ
ディック振動発生部へ向けて吹き出す流体の流れがフロ
ーセンサによって乱され、発生するフルイディック振動
が流量に対して比例しなくなり、精度の良い流量測定を
行なえなくなるという欠点がある。また、特開平１−３
０８９２１号公報に開示されているように、フローセン
サをジェットノズル部の上部或いは下部に設けた場合に
は、フローセンサは流れの境界層内に位置することにな
り、正確な流量計測が不可能となる。

【０００７】また、フローセンサをジェットノズル部内
に設けると、フルイディック振動を検出するフルイディ
ック振動検出センサとフローセンサとが非常に近接して
位置することになり、これらのセンサの設置が困難にな
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
大流量時の流体の流量をフルイディック振動検出センサ
により測定して小流量時の流体の流量をフローセンサに
より測定するようにしたフルイディック流量計におい
て、流体の流れ方向に沿ったフルイディック振動発生部
の下流側にフローセンサ設置用流路を形成し、このフロ
ーセンサ設置用流路内に前記フローセンサを設置した。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、フローセンサ設置用流路の幅方向の中央部
及び高さ方向の１／４〜３／４の位置にマイクロブリッ
ジ型熱式のフローセンサを設置した。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、フルイディック振動発生部とフロー
センサ設置用流路とを湾曲流路により接続し、前記湾曲
流路内にこの湾曲流路の湾曲状態に倣ったガイドベーン
を設けた。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、フルイディック振動発生部とフロー
センサ設置用流路との間に流路遮断弁を設けた。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、流路遮断弁とフローセンサ設置用流路との
間に整流部材を設けた。

【００１３】

【作用】請求項１記載の発明では、流体の流れ方向に沿
ったフルイディック振動発生部の下流側に形成したフロ
ーセンサ設置用流路内にフローセンサを設置しているた
め、フルイディック振動を発生させる流体の流れがフロ
ーセンサにより乱されるということがなく、フルイディ
ック振動発生部においては流量に比例したフルイディッ
ク振動が安定して発生する。さらに、フルイディック振
動検出センサとフローセンサとが離れて位置するため、
これらのセンサの設置を容易に行なえるようになる。

【００１４】請求項２記載の発明では、フローセンサが
フローセンサ設置用流路の壁面から離反して位置するた
め、フローセンサは、流体が流れる際に壁面近くで発達
する境界層の影響を受けず、精度の良い流量測定を行な
える。

【００１５】請求項３記載の発明では、湾曲流路内を流
れてフローセンサ設置用流路内へ流入する流体はガイド
ベーンによりガイドされることによって偏流が防止され
る。このため、フローセンサによる流量測定を精度良く
行なえる。

【００１６】請求項４記載の発明では、流体の流れ方向
に沿ったフルイディック振動発生部の下流側に流路遮断
弁が設けられているため、流路遮断弁を設けることによ
り流体の流れが乱されても、フルイディック振動の発生
に対しては何ら悪影響を与えない。

【００１７】請求項５記載の発明では、流路遮断弁を設
けることによりフローセンサ設置用流路の上流側におけ
る流体の流れが乱されても、フローセンサ設置用流路内
に流入する流体は整流部材により整流されるため、フロ
ーセンサによる流量測定を精度良く行なえる。

【００１８】

【実施例】本発明の第一の実施例を図１乃至図３に基づ
いて説明する。なお、本実施例は、請求項１又は２記載
の発明に対応するものである。図２はガスメータに使用
されてガスの使用量（流量）を測定するフルイディック
流量計の全体構造を示す分解斜視図であり、このフルイ
ディック流量計は、筐体１に対してこの筐体１を挾む状
態に蓋部２と底板３とを固定することにより形成されて
いる。また、図１は、ガス管（図示せず）が接続される
流入管４と排出管５とを前記筐体１に取り付け、さら
に、蓋部２を取り外した状態を示す平面図である。

【００１９】ここで、前記筐体１には、前記流入管４か
ら流入したガスの流れを整流するためのセットリングス
ペース６、フルイディック振動を発生させるフルイディ
ック振動発生部７、前記セットリングスペース６で整流
されたガスを前記フルイディック振動発生部７へ向けて
吹き出させるジェットノズル部８、ガスの流れ方向に沿
った前記フルイディック振動発生部７の下流側に位置す
るフローセンサ設置用流路９が形成されている。なお、
前記フルイディック振動発生部７は、前記ジェットノズ
ル部８を介して前記セットリングスペース６に連通され
た流路拡大部１０、流路拡大部１０内に配置された誘振
子１１とエンドブロック１２、流路拡大部１０の内周壁
１３により形成されている。

【００２０】前記フルイディック流量計には、前記フル
イディック振動発生部７において発生したフルイディッ
ク振動を検出すると共にその検出結果に基づいてガスの
流量を測定するフルイディック振動検出センサ（図示せ
ず）が設けられている。このフルイディック振動検出セ
ンサは、前記蓋部２に形成された一端が前記流路拡大部
１０に開口する一対の圧力取出孔１４より、フルイディ
ック振動による圧力変動が導かれている。

【００２１】つぎに、前記フルイディック流量計には、
ガスの流量が所定量以下の小流量であるために安定した
フルイディック振動が発生しない場合において、流れる
ガスの流量を測定するためのマイクロブリッジ型熱式の
フローセンサ１５が設けられている。なお、前記フロー
センサ１５におけるブリッジ回路部１５ａが薄い基板１
５ｂに取り付けられ、このブリッジ回路部１５ａが前記
フローセンサ設置用流路９の幅方向（矢印ａ方向）の中
央部及び高さ方向（矢印ｂ方向）の１／４〜３／４の位
置に設置されている。

【００２２】このような構成において、流入管４からセ
ットリングスペース６内に流入したガスは、このセット
リングスペース６内で整流された後にジェットノズル部
８から流路拡大部１０内へ吹き出す。そして、この時の
ガスの流量が所定量以上の大流量（１００リットル／時
間〜３０００リットル／時間）である場合には、ガスの
流量に比例した振動数のフルイディック振動が発生する
ため、このフルイディック振動の振動数をフルイディッ
ク振動検出センサで検出することによりその検出結果に
基づいたガスの流量測定を行なえる。

【００２３】つぎに、ガスの流量が所定量以下の小流量
（３〜２００リットル／時間）である場合には、安定し
たフルイディック振動が発生しなくなり（尚、ほとんど
フルイディック振動が発生しない状態をも含む）、フル
イディック振動検出センサによるガスの流量測定が困難
になる。そこで、ガスの流量が設定値以下の小流量時に
は、フローセンサ１５により流量測定を行なうように切
り替える。

【００２４】ここで、フローセンサ設置用流路９をガス
の流れ方向に沿ったフルイディック振動発生部７の下流
側に形成し、このフローセンサ設置用流路９内にフロー
センサ１５のブリッジ回路部１５ａを設置したため、ジ
ェットノズル部８からフルイディック振動発生部７へ向
けて吹き出すガスの流れがフローセンサ１５によって乱
されるということが起こらない。従って、フローセンサ
１５を設けたフルイディック流量計であるにも拘らず、
フルイディック振動発生部７においてはガスの流量に比
例したフルイディック振動が安定して発生し、フルイデ
ィック振動検出センサによるガスの流量測定を高精度に
行なえる。

【００２５】さらに、フルイディック振動検出センサと
フローセンサ１５とが離れて位置することになり、フル
イディック振動検出センサとフローセンサ１５との設置
を容易に行なえるようになる。特に、フルイディック振
動検出センサのセンサ本体部（図示せず）とフローセン
サ１５のセンサ本体部１５ｃとが離反するため、これら
のセンサ本体部１５ｃの蓋部２の上面側への固定を容易
に行なえるようになる。

【００２６】また、ブリッジ回路部１５ａは、フローセ
ンサ設置用流路９の壁面から離反して位置するため、こ
のブリッジ回路部１５ａは、ガスがフローセンサ設置用
流路９内を流れる際に壁面近くで発達する境界層の影響
を受けない。従って、フローセンサ１５によりガスの流
量測定を行なう場合においても、精度の良い流量測定を
行なうことができる。

【００２７】図４に、白金流速計を用いて測定したフロ
ーセンサ設置用流路９の高さ方向の速度分布を示す。こ
の結果から明らかなように、フローセンサ１５は高さ方
向の１／４〜３／４の範囲内に設ければよい。また、図
３では、フローセンサ１５の基板１５ｂはフローセンサ
設置用流路９の底部まで達しているが、流体の流れの点
ではより短いほうが良く、特に、流路天井（或いは、流
路底面）から１／４〜１／２の高さまで突出した状態で
あることが好ましい。

【００２８】ついで、本発明の第二の実施例を図５に基
づいて説明する。なお、図１乃至図４において説明した
部分と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する（以
下、同様）。本実施例は請求項３記載の発明に対応する
もので、流入管４と排出管５とが同一方向を向けて形成
されており、フルイディック振動発生部７とフローセン
サ設置用流路９とが略Ｕ字形に湾曲した湾曲流路１６に
より接続されている。前記湾曲流路１６内には、この湾
曲流路１６の湾曲状態に倣ったガイドベーン１７、１８
が設けられている。

【００２９】このような構成において、ガスの流量が所
定量以上の大流量時である場合には、フルイディック振
動検出センサによりガスの流量測定が行なわれる。一
方、ガスの流量が所定量以下の小流量時である場合に
は、フローセンサ１５により流量測定が行なわれる。

【００３０】ここで、フローセンサ１５により流量測定
を行なう場合、湾曲流路１６内を流れてフローセンサ設
置用流路９内に流入するガスは、ガイドベーン１７，１
８によりガイドされることによって偏流が防止される。
従って、フローセンサ設置用流路９内を流れるガスは偏
流を生ずることなくフローセンサ設置用流路９内を流れ
るため、フローセンサ１５による流量測定を精度良く行
なえる。

【００３１】ついで、本発明の第三の実施例を図６に基
づいて説明する。本実施例は、請求項４記載の発明に対
応するもので、流入管４と排出管５とが上述した第二の
実施例と同様に同一方向を向けて形成されており、ま
た、上述した第二の実施例と同様に、フルイディック振
動発生部７とフローセンサ設置用流路９とが略Ｕ字形に
湾曲した湾曲流路１６により接続されている。

【００３２】そして、この湾曲流路１６内における最初
に略９０゜に湾曲した部分には上述した第二の実施例と
同様にガイドベーン１７が設けられ、二度目に略９０゜
に湾曲した箇所には流路遮断弁１９が設けられている。

【００３３】このような構成において、流路遮断弁１９
がガスの流れ方向に沿ったフルイディック振動発生部７
の下流側に位置するため、流路遮断弁１９をフルイディ
ック流量計の内部に設けてもフルイディック振動の発生
に対しては何らの悪影響を与えず、フルイディック振動
検出センサによるガスの流量測定を精度良く行なえる。

【００３４】ついで、本発明の第四の実施例を図７に基
づいて説明する。本実施例は請求項５記載の発明に対応
するもので、上述した第四の実施例で説明したように、
ガスの流れ方向に沿ったフルイディック振動発生部７と
フローセンサ設置用流路９との間に流路遮断弁１９を設
け、さらに、この流路遮断弁１９とフローセンサ設置用
流路９との間に整流部材である整流網２０を設けたもの
である。

【００３５】このような構成において、流路遮断弁１９
を設けることによりフローセンサ設置用流路９の上流側
におけるガスの流れが乱されても、フローセンサ設置用
流路９内に流入するガスは整流網２０により整流される
ため、フローセンサ１５による流量測定を精度良く行な
える。

【００３６】ついで、本発明の第五の実施例を図８に基
づいて説明する。本実施例は請求項５記載の発明に対応
するもので、上述した第四の実施例において説明した整
流網２０に代えてハニカム構造体２１を整流部材として
設けたものである。

【００３７】このような構成において、本実施例におい
ては上述した第四の実施例と同様に、フローセンサ設置
用流路９内に流入するガスがハニカム構造体２１により
整流され、フローセンサ１５による流量測定を精度良く
行なえる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明は上述のように、大
流量時の流体の流量をフルイディック振動検出センサに
より測定して小流量時の流体の流量をフローセンサによ
り測定するようにしたフルイディック流量計において、
流体の流れ方向に沿ったフルイディック振動発生部の下
流側にフローセンサ設置用流路を形成し、このフローセ
ンサ設置用流路内に前記フローセンサを設置したので、
フルイディック振動を発生させる流体の流れがフローセ
ンサにより乱されるということを防止することができる
と共に流量に比例した安定したフルイディック振動を発
生させることができ、従って、フローセンサを設けてい
るにも拘らずフルイディック振動検出センサによる流体
の流量測定を精度良く行なうことができ、さらに、フル
イディック振動検出センサとフローセンサとが離れて位
置するため、これらのセンサの設置を容易に行なうこと
ができる等の効果を有する。

【００３９】請求項２記載の発明は上述のように、請求
項１記載の発明において、フローセンサ設置用流路の幅
方向の中央部及び高さ方向の１／４〜３／４の位置にマ
イクロブリッジ型熱式のフローセンサを設置したので、
フローセンサはフローセンサ設置用流路の壁面から離反
して位置することになり、従って、流体がフローセンサ
設置用流路内を流れる際に壁面近くで発達する境界層の
フローセンサに対する影響を防止することができ、フロ
ーセンサによる流量測定の精度を向上させることができ
る等の効果を有する。

【００４０】請求項３記載の発明は上述のように、請求
項１又は２記載の発明において、フルイディック振動発
生部とフローセンサ設置用流路とを湾曲流路により接続
し、前記湾曲流路内にこの湾曲流路の湾曲状態に倣った
ガイドベーンを設けたので、湾曲流路内を流れてフロー
センサ設置用流路内へ流入する流体が偏流を生ずること
をガイドベーンによって阻止することができ、従って、
フローセンサ設置用流路の上流側を湾曲流路としたにも
拘らず、フローセンサによる流量測定の精度を向上させ
ることができる等の効果を有する。

【００４１】請求項４記載の発明は上述のように、請求
項１又は２記載の発明において、フルイディック振動発
生部とフローセンサ設置用流路との間に流路遮断弁を設
けたので、流路遮断弁を設けることにより流体の流れが
乱されても、フルイディック振動の発生に対しては何ら
悪影響を与えることがなく、従って、フルイディック流
量計の内部に流路遮断弁を設けているにも拘らず、フル
イディック振動検出センサによるフルイディック振動の
検出結果に基づく流量測定を精度良く行なうことができ
る等の効果を有する。

【００４２】請求項５記載の発明は上述のように、請求
項４記載の発明において、流路遮断弁とフローセンサ設
置用流路との間に整流部材を設けたので、流路遮断弁を
設けることによりフローセンサ設置用流路の上流側にお
ける流体の流れが乱されても、フローセンサ設置用流路
内に流入する流体を整流部材によって整流することがで
き、従って、フローセンサ設置用流路の上流側に流路遮
断弁を設けているにも拘らず、フローセンサによる流量
測定の精度を向上させることができる等の効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例における蓋部を外した状
態を示す平面図である。

【図２】筐体と蓋部とを分離した状態を示す分解斜視図
である。

【図３】フローセンサの設置位置を示す縦断正面図であ
る。

【図４】流路内の高さ方向における流速を示すグラフで
ある。

【図５】本発明の第二の実施例における蓋部を外した状
態を示す平面図である。

【図６】本発明の第三の実施例における蓋部を外した状
態を示す平面図である。

【図７】本発明の第四の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図８】本発明の第五の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

７ フルイディック振動発生部 ９ フローセンサ設置用流路 １５ フローセンサ １６ 湾曲流路 １７，１８ ガイドベーン １９ 流路遮断弁 ２０，２１ 整流部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 裕子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 堀口 浩幸 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大流量時の流体の流量をフルイディック
   振動検出センサにより測定して小流量時の流体の流量を
   フローセンサにより測定するようにしたフルイディック
   流量計において、流体の流れ方向に沿ったフルイディッ
   ク振動発生部の下流側にフローセンサ設置用流路を形成
   し、このフローセンサ設置用流路内に前記フローセンサ
   を設置したことを特徴とするフルイディック流量計。
2. 【請求項２】 フローセンサ設置用流路の幅方向の中央
   部及び高さ方向の１／４〜３／４の位置にマイクロブリ
   ッジ型熱式のフローセンサを設置したことを特徴とする
   請求項１記載のフルイディック流量計。
3. 【請求項３】 フルイディック振動発生部とフローセン
   サ設置用流路とを湾曲流路により接続し、前記湾曲流路
   内にこの湾曲流路の湾曲状態に倣ったガイドベーンを設
   けたことを特徴とする請求項１又は２記載のフルイディ
   ック流量計。
4. 【請求項４】 フルイディック振動発生部とフローセン
   サ設置用流路との間に流路遮断弁を設けたことを特徴と
   する請求項１又は２記載のフルイディック流量計。
5. 【請求項５】 流路遮断弁とフローセンサ設置用流路と
   の間に整流部材を設けたことを特徴とする請求項４記載
   のフルイディック流量計。