JPH09159497A - 気体の流量測定方法および測定装置 - Google Patents
気体の流量測定方法および測定装置Info
- Publication number
- JPH09159497A JPH09159497A JP31662195A JP31662195A JPH09159497A JP H09159497 A JPH09159497 A JP H09159497A JP 31662195 A JP31662195 A JP 31662195A JP 31662195 A JP31662195 A JP 31662195A JP H09159497 A JPH09159497 A JP H09159497A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- flow velocity
- gas
- value
- flow rate
- 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
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型のあるいは複雑な装置や方法によること
なく、精度良く容易に実際の冷却装置の内部を流れる気
体流の流量測定を行なうことができる気体流の流量測定
方法および流量測定装置を提供する。 【解決手段】 油圧ショベルの原動機の放熱装置、空調
機器の室内ユニット等から成る空気吸入装置1の筐体に
穿設された空気吸込口2aに高さが低い断面が方形の筒
口3を取り付け、流量測定装置5の操作盤より筒口3の
断面形状および寸法、流速センサー4から開口部3aま
での距離、大気圧、温度および空気吸入装置1内部の下
流側圧力設定値を入力した後、CPU6にROMから読
み出した流れ解析のプログラムにより筒口3内の任意の
点での見込流速を演算させ、流速センサー4の設置点で
の見込流速と実測流速を比較して、両者の値が所定量以
上異なる時は下流側圧力の値を適宜設定し直して筒口3
内の任意の位置での見込流速を演算し直し、両者の値の
違いが所定量以下になったなら、見込流速の値を流速セ
ンサー4の設置点を含む断面3b上で積分して空気吸込
口2aに流れ込む空気流の流量とする。
なく、精度良く容易に実際の冷却装置の内部を流れる気
体流の流量測定を行なうことができる気体流の流量測定
方法および流量測定装置を提供する。 【解決手段】 油圧ショベルの原動機の放熱装置、空調
機器の室内ユニット等から成る空気吸入装置1の筐体に
穿設された空気吸込口2aに高さが低い断面が方形の筒
口3を取り付け、流量測定装置5の操作盤より筒口3の
断面形状および寸法、流速センサー4から開口部3aま
での距離、大気圧、温度および空気吸入装置1内部の下
流側圧力設定値を入力した後、CPU6にROMから読
み出した流れ解析のプログラムにより筒口3内の任意の
点での見込流速を演算させ、流速センサー4の設置点で
の見込流速と実測流速を比較して、両者の値が所定量以
上異なる時は下流側圧力の値を適宜設定し直して筒口3
内の任意の位置での見込流速を演算し直し、両者の値の
違いが所定量以下になったなら、見込流速の値を流速セ
ンサー4の設置点を含む断面3b上で積分して空気吸込
口2aに流れ込む空気流の流量とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベル等の建
設機械が搭載する原動機を冷却するための冷却装置ある
いは空調機器等の気体が吸い込まれる吸込口または気体
が吹き出す吹出口を有した気体吸入機器や気体排出機器
の気体の流量を測定する方法および装置の技術分野に属
する。
設機械が搭載する原動機を冷却するための冷却装置ある
いは空調機器等の気体が吸い込まれる吸込口または気体
が吹き出す吹出口を有した気体吸入機器や気体排出機器
の気体の流量を測定する方法および装置の技術分野に属
する。
【0002】
【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械を始めとし
て、原動機を搭載する動力装置は原動機を冷却するため
の冷却装置を具えている。冷却装置の冷却能力は原動機
の内部温度を所定温度以下に保つのに必要な能力を有し
ていれば良いが、動力装置が走行用あるいは作業用の駆
動源である場合には、稼働時には原動機の回転数が一般
に変化するので、原動機が必要とする冷却能力を正確に
測定あるいは推定することが難しい。そこで、通常は冷
却装置の冷却能力に余裕を見込んで、この冷却能力を原
動機が実際に必要とする冷却能力よりかなり上回る値に
設定していた。
て、原動機を搭載する動力装置は原動機を冷却するため
の冷却装置を具えている。冷却装置の冷却能力は原動機
の内部温度を所定温度以下に保つのに必要な能力を有し
ていれば良いが、動力装置が走行用あるいは作業用の駆
動源である場合には、稼働時には原動機の回転数が一般
に変化するので、原動機が必要とする冷却能力を正確に
測定あるいは推定することが難しい。そこで、通常は冷
却装置の冷却能力に余裕を見込んで、この冷却能力を原
動機が実際に必要とする冷却能力よりかなり上回る値に
設定していた。
【0003】ところが、高温環境下での原動機の出力を
高めるために空気冷却装置(インタークーラー)を具
え、かつ、装置全体を小型化、軽量化しようとする場合
には、動力装置の発熱量が増大するため、冷却装置の冷
却能力に大きな余裕を持たせることができない。従っ
て、このような場合には、発熱源の最大発熱量と共に冷
却装置の冷却能力、即ち、動力装置の内部に供給可能な
風量もできるだけ正確に測定ないしは予測して動力装置
の内部設計をしなければならない。
高めるために空気冷却装置(インタークーラー)を具
え、かつ、装置全体を小型化、軽量化しようとする場合
には、動力装置の発熱量が増大するため、冷却装置の冷
却能力に大きな余裕を持たせることができない。従っ
て、このような場合には、発熱源の最大発熱量と共に冷
却装置の冷却能力、即ち、動力装置の内部に供給可能な
風量もできるだけ正確に測定ないしは予測して動力装置
の内部設計をしなければならない。
【0004】そこで従来は、冷却装置の空気吸込口に開
口部までの長さが長い円形断面の筒口を装着して筒口内
部の流速分布がほぼ一様になるようにし、この筒口の所
定位置での中心部に設けた圧力センサーにより定速で流
れる空気流の静圧を求めて、この値に筒口の面積を乗じ
て空気吸込口に流入する空気の流量を測定したり、筒口
や開口の前後の差圧を測定して、その差圧に基づいて上
記流量を測定していた。
口部までの長さが長い円形断面の筒口を装着して筒口内
部の流速分布がほぼ一様になるようにし、この筒口の所
定位置での中心部に設けた圧力センサーにより定速で流
れる空気流の静圧を求めて、この値に筒口の面積を乗じ
て空気吸込口に流入する空気の流量を測定したり、筒口
や開口の前後の差圧を測定して、その差圧に基づいて上
記流量を測定していた。
【0005】図7は従来の一方式である空室方式の流量
測定装置の断面図である。同図を参照して従来例に係る
空室方式の流量測定装置を簡単に説明する。空調機器の
室内ユニット9の空気吸込口2aに空室10を取り付
け、空室10の取付け側と反対側の空気吹出口17に送
風機14を接続する。空室10の中央部を仕切る隔壁1
1によって2つの小室10a,10bに区切られ、小室
10a,10bの内部には空気流の向きに垂直に内部を
流れる空気流の流れを整える整流格子15a,15bが
それぞれ設けられ、小室10a,10bの間に差圧計1
3が取り付けられていて、両小室10a,10b間の差
圧が読み取られる。隔壁11の中央部には小室10bか
ら空気が吹き出す中間吹出口11aが形成されている。
測定装置の断面図である。同図を参照して従来例に係る
空室方式の流量測定装置を簡単に説明する。空調機器の
室内ユニット9の空気吸込口2aに空室10を取り付
け、空室10の取付け側と反対側の空気吹出口17に送
風機14を接続する。空室10の中央部を仕切る隔壁1
1によって2つの小室10a,10bに区切られ、小室
10a,10bの内部には空気流の向きに垂直に内部を
流れる空気流の流れを整える整流格子15a,15bが
それぞれ設けられ、小室10a,10bの間に差圧計1
3が取り付けられていて、両小室10a,10b間の差
圧が読み取られる。隔壁11の中央部には小室10bか
ら空気が吹き出す中間吹出口11aが形成されている。
【0006】この状態で送風機14を作動させて空気流
を小室10b、中間吹出口11a、小室10aの順で室
内ユニット9の空気吸込口2a側に送り出す。そして、
図示しない圧力センサーを空気吸込口2aまたは空気吹
出口12に配して、送風機14の送風量を調整しながら
そこでの静圧を測定し、静圧が0になった時の小室10
a,10b間の差圧を差圧計13で読み取り、この差圧
の値に基づいて室内ユニット9の空気吸込口2aに流
入、または空気吸込口2aから流出する空気流の流量を
求めている。
を小室10b、中間吹出口11a、小室10aの順で室
内ユニット9の空気吸込口2a側に送り出す。そして、
図示しない圧力センサーを空気吸込口2aまたは空気吹
出口12に配して、送風機14の送風量を調整しながら
そこでの静圧を測定し、静圧が0になった時の小室10
a,10b間の差圧を差圧計13で読み取り、この差圧
の値に基づいて室内ユニット9の空気吸込口2aに流
入、または空気吸込口2aから流出する空気流の流量を
求めている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の空室方式の流量
測定装置を用いる場合は、大型の空室10を測定対象の
機器に取り付けなければならず、大型の設備と測定のた
めの大きな空間と共に空室10の機器への取付けのため
のかなりの労力が必要であり、室内で手軽に機器の空気
吸込口に流入する空気の流量を測定することができな
い。一方、内部の空気流の流速を一定にするための筒口
を冷却装置の空気吸込口に装着する方法では、筒口の断
面形状がほぼ円形状に限られ、しかも、開口部までの長
さが断面円の直径の約10倍の長さが必要となる。この
ため、筒口に流入する空気流が筒口内面により抵抗を受
け、流速がやや低下し、冷却装置の空気吸込口に筒口を
装着しない状態、即ち、実機における空気吸込口に流入
する空気の流量と異なる流量が測定されることになり、
測定精度の低下を招いていた。
測定装置を用いる場合は、大型の空室10を測定対象の
機器に取り付けなければならず、大型の設備と測定のた
めの大きな空間と共に空室10の機器への取付けのため
のかなりの労力が必要であり、室内で手軽に機器の空気
吸込口に流入する空気の流量を測定することができな
い。一方、内部の空気流の流速を一定にするための筒口
を冷却装置の空気吸込口に装着する方法では、筒口の断
面形状がほぼ円形状に限られ、しかも、開口部までの長
さが断面円の直径の約10倍の長さが必要となる。この
ため、筒口に流入する空気流が筒口内面により抵抗を受
け、流速がやや低下し、冷却装置の空気吸込口に筒口を
装着しない状態、即ち、実機における空気吸込口に流入
する空気の流量と異なる流量が測定されることになり、
測定精度の低下を招いていた。
【0008】そこで、筒口の断面形状が円形状でない筒
口や開口部までの充分な長さを有しない筒口を冷却装置
の空気吸込口に装着して実機に近い状態での空気吸込口
に流入する空気の流量を測定しようとすると、筒口内部
の空気流は充分整流されない状態となるので、筒口内の
流量分布を知るために、筒口の断面内に多数の圧力測定
点を設けなければならないが、このための圧力センサー
の筒口内部の設置と測定および測定データの積算に多大
の労力と時間を要するばかりでなく、筒口内面近傍の静
圧の変動が大きいため、充分な精度の流量分布を測定す
ることができない。また、このように多数設けられた圧
力測定点での空気流の静圧を求めなければならないの
で、時間と共に流量が変動する空気流の流量測定は一層
困難になるという問題点もある。本発明は従来技術にお
けるかかる課題を解決すべく為されたものであり、大型
のあるいは複雑な装置や方法によることなく、精度良く
容易に実際の冷却装置の内部を流れる気体流の流量測定
を行なうことができる気体流の流量測定方法および流量
測定装置を提供することを目的とする。
口や開口部までの充分な長さを有しない筒口を冷却装置
の空気吸込口に装着して実機に近い状態での空気吸込口
に流入する空気の流量を測定しようとすると、筒口内部
の空気流は充分整流されない状態となるので、筒口内の
流量分布を知るために、筒口の断面内に多数の圧力測定
点を設けなければならないが、このための圧力センサー
の筒口内部の設置と測定および測定データの積算に多大
の労力と時間を要するばかりでなく、筒口内面近傍の静
圧の変動が大きいため、充分な精度の流量分布を測定す
ることができない。また、このように多数設けられた圧
力測定点での空気流の静圧を求めなければならないの
で、時間と共に流量が変動する空気流の流量測定は一層
困難になるという問題点もある。本発明は従来技術にお
けるかかる課題を解決すべく為されたものであり、大型
のあるいは複雑な装置や方法によることなく、精度良く
容易に実際の冷却装置の内部を流れる気体流の流量測定
を行なうことができる気体流の流量測定方法および流量
測定装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、吸込口または吹出口に取り付けられ、任意
形状および任意寸法の流れ方向に垂直な断面と、気体を
整流するのに必要な長さとを有した筒口内を流れる整流
された気体流の任意の位置での流速を前記吸込口の下流
側圧力または前記吹出口の上流側圧力を含む初期条件の
下に流れ解析法により演算し、前記筒口内を整流された
気体流が流れる位置の前記断面の中央部またはその近傍
に設けられた1個以上の流速検出手段の検出値と演算に
より求められた前記流速検出手段の設置点での流速値と
を比較して、両者の値が所定量以上異なる時は前記下流
側圧力または前記上流側圧力の値を適宜設定し直して流
れ解析法により前記筒口内を流れる整流された気体流の
任意の位置での流速を演算し直し、前記流速検出手段の
設置点での流速値と前記流速検出手段の検出値との差が
前記所定量未満になった時は、流れ解析法により演算し
た前記流速の値を前記流速検出手段の設置点を含む前記
筒口内の流れ方向に垂直な断面に沿って積分し、前記吸
込口に流れ込む気体または前記吹出口から流出する気体
の流量としたものである。
するために、吸込口または吹出口に取り付けられ、任意
形状および任意寸法の流れ方向に垂直な断面と、気体を
整流するのに必要な長さとを有した筒口内を流れる整流
された気体流の任意の位置での流速を前記吸込口の下流
側圧力または前記吹出口の上流側圧力を含む初期条件の
下に流れ解析法により演算し、前記筒口内を整流された
気体流が流れる位置の前記断面の中央部またはその近傍
に設けられた1個以上の流速検出手段の検出値と演算に
より求められた前記流速検出手段の設置点での流速値と
を比較して、両者の値が所定量以上異なる時は前記下流
側圧力または前記上流側圧力の値を適宜設定し直して流
れ解析法により前記筒口内を流れる整流された気体流の
任意の位置での流速を演算し直し、前記流速検出手段の
設置点での流速値と前記流速検出手段の検出値との差が
前記所定量未満になった時は、流れ解析法により演算し
た前記流速の値を前記流速検出手段の設置点を含む前記
筒口内の流れ方向に垂直な断面に沿って積分し、前記吸
込口に流れ込む気体または前記吹出口から流出する気体
の流量としたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は特に、様々な空冷式冷却
装置や空調機器内部の空気流の流量測定に好適に適用で
きる。例えば、原動機の放熱装置に供給される空気流の
流量を最適化するための流量測定に適用される。以下、
図面を参照して本発明の実施の形態を二つの適用例につ
いて説明する。図4は本発明を大型の油圧ショベルに適
用した形態を示した模式図である。同図において、8は
油圧ショベル、8aは油圧ショベル8の原動機の放熱装
置、2aは油圧ショベル8の原動機を覆う筐体上面に設
けられた空気吸込口、3は空気吸込口2a上部に取り付
けられた断面形状が円形状の筒口、3bは筒口3内部の
測定点を含む断面、4は断面3b内に設けられた流速セ
ンサー、5は流速センサー4が接続される流量測定装
置、7は流量測定装置5に接続される記録装置である。
装置や空調機器内部の空気流の流量測定に好適に適用で
きる。例えば、原動機の放熱装置に供給される空気流の
流量を最適化するための流量測定に適用される。以下、
図面を参照して本発明の実施の形態を二つの適用例につ
いて説明する。図4は本発明を大型の油圧ショベルに適
用した形態を示した模式図である。同図において、8は
油圧ショベル、8aは油圧ショベル8の原動機の放熱装
置、2aは油圧ショベル8の原動機を覆う筐体上面に設
けられた空気吸込口、3は空気吸込口2a上部に取り付
けられた断面形状が円形状の筒口、3bは筒口3内部の
測定点を含む断面、4は断面3b内に設けられた流速セ
ンサー、5は流速センサー4が接続される流量測定装
置、7は流量測定装置5に接続される記録装置である。
【0011】流量測定装置5は流速センサー4が検出し
た筒口3内を流れる空気流の流速に基づいて空気吸込口
2aに流入する空気流の流量を精度良く測定して記録装
置7に出力する。筒口3の長さ(正しくは、開口部から
測定点までの距離)は断面形状により断面3bの径の1
/2か2〜3倍程度であっても良い。流速センサー4は
断面3b内の中央部やその周辺に1個または数個設けら
れる。このように、大型の建設機械の空気吸込口2aに
該空気吸込口2aを覆うだけの相対的に小さな筒口3を
取り付けて油圧ショベル8の原動機の放熱装置8aに供
給される空気流の流量を精度良く測定できるので、屋外
においても容易に流量測定が可能になる。また、こうし
て得られた筒口3内を流れる空気流の流量は筒口3が空
気吸込口2aに取り付けられない状態、即ち、実機にお
ける空気吸込口2aに流入する空気の流量とほぼ等しい
ので、実機における油圧ショベル8の正確な冷却能力を
測定でき、信頼性の高い原動機冷却系の開発設計に役立
てることができる。
た筒口3内を流れる空気流の流速に基づいて空気吸込口
2aに流入する空気流の流量を精度良く測定して記録装
置7に出力する。筒口3の長さ(正しくは、開口部から
測定点までの距離)は断面形状により断面3bの径の1
/2か2〜3倍程度であっても良い。流速センサー4は
断面3b内の中央部やその周辺に1個または数個設けら
れる。このように、大型の建設機械の空気吸込口2aに
該空気吸込口2aを覆うだけの相対的に小さな筒口3を
取り付けて油圧ショベル8の原動機の放熱装置8aに供
給される空気流の流量を精度良く測定できるので、屋外
においても容易に流量測定が可能になる。また、こうし
て得られた筒口3内を流れる空気流の流量は筒口3が空
気吸込口2aに取り付けられない状態、即ち、実機にお
ける空気吸込口2aに流入する空気の流量とほぼ等しい
ので、実機における油圧ショベル8の正確な冷却能力を
測定でき、信頼性の高い原動機冷却系の開発設計に役立
てることができる。
【0012】図5は本発明を空調機器の室内ユニットに
適用した形態を示した模式図である。同図において、1
6はマイクロホンである。他の符号は上述の例の箇所と
同一または同等であることを示す。この場合も室内ユニ
ット9の空気吸込口2bに流入する空気流の流量を簡
便、迅速かつ正確に測定することができる。なお、空調
機器では内部に流入、または流出する空気流の流量を正
確に測定したいという要望の外に、空調機器から漏出す
る騒音をも測定したいという要望が寄せられる場合が少
なくない。このような場合に発明を適用すれば、開口部
までの長さが短い筒口3を空気吸込口2bに取り付ける
だけで済むので、図5に示したように、マイクロホン1
6を筒口3の開口部前方に配置すれば、空気流の流量測
定と同時に空調機器から漏出する騒音を他の物に遮られ
ずにそのまま精度良く測定することができる。
適用した形態を示した模式図である。同図において、1
6はマイクロホンである。他の符号は上述の例の箇所と
同一または同等であることを示す。この場合も室内ユニ
ット9の空気吸込口2bに流入する空気流の流量を簡
便、迅速かつ正確に測定することができる。なお、空調
機器では内部に流入、または流出する空気流の流量を正
確に測定したいという要望の外に、空調機器から漏出す
る騒音をも測定したいという要望が寄せられる場合が少
なくない。このような場合に発明を適用すれば、開口部
までの長さが短い筒口3を空気吸込口2bに取り付ける
だけで済むので、図5に示したように、マイクロホン1
6を筒口3の開口部前方に配置すれば、空気流の流量測
定と同時に空調機器から漏出する騒音を他の物に遮られ
ずにそのまま精度良く測定することができる。
【0013】
【実施例】図1は本発明の実施例の構成を示す斜視図で
ある。同図において、1は空気吸入装置であって、前述
の油圧ショベル8の原動機の放熱装置、空調機器の室内
ユニット等を代表する。3aは筒口3の開口部、6は流
量測定装置5の判定機能を果たすCPUである。筒口3
の断面形状は流れ解析が容易な円形状や方形形状のもの
を用いると都合が良いが、流れ解析の煩雑さを厭わなけ
れば、任意の断面形状のものを用いることができる。同
図に示すように、本実施例では断面形状が方形形状の筒
口3を用いている。筒口3の開口部3aまでの長さは、
筒口3内部の測定点を含む断面3bでの空気流の流れが
整流、即ち、同図で垂直方向に揃うように選ばれる。従
って、従来例のように断面形状の縦横径の約10倍の長
さは必要なく、精々2〜3倍程度であって良い。筒口3
の断面形状が円形状や方形形状のように単純なものであ
る場合には、断面3b内の中央部とその周辺部の流速は
ほぼ揃っているので、流速センサー4は断面3b内の中
央部に1個設けるだけで充分な精度の流量測定を行うこ
とができる。流速センサー4の流速検知出力は流量測定
装置5に導かれ、その内部のCPU6で参照データとし
て参照される。
ある。同図において、1は空気吸入装置であって、前述
の油圧ショベル8の原動機の放熱装置、空調機器の室内
ユニット等を代表する。3aは筒口3の開口部、6は流
量測定装置5の判定機能を果たすCPUである。筒口3
の断面形状は流れ解析が容易な円形状や方形形状のもの
を用いると都合が良いが、流れ解析の煩雑さを厭わなけ
れば、任意の断面形状のものを用いることができる。同
図に示すように、本実施例では断面形状が方形形状の筒
口3を用いている。筒口3の開口部3aまでの長さは、
筒口3内部の測定点を含む断面3bでの空気流の流れが
整流、即ち、同図で垂直方向に揃うように選ばれる。従
って、従来例のように断面形状の縦横径の約10倍の長
さは必要なく、精々2〜3倍程度であって良い。筒口3
の断面形状が円形状や方形形状のように単純なものであ
る場合には、断面3b内の中央部とその周辺部の流速は
ほぼ揃っているので、流速センサー4は断面3b内の中
央部に1個設けるだけで充分な精度の流量測定を行うこ
とができる。流速センサー4の流速検知出力は流量測定
装置5に導かれ、その内部のCPU6で参照データとし
て参照される。
【0014】図2および図3はそれぞれ流量測定装置5
の流量測定手順を示す流れ図および流量測定装置5の回
路構成を示すブロック図である。図3において、5aは
流速センサー4が検出した筒口3内部の測定点での流速
データをCPU6が受入れ可能な信号に変換する入出力
インターフェイス、5bはCPU6が行なう流量測定動
作のプログラムを格納するROM、5cはCPU6が行
なう演算過程のデータを一時的に保持するRAMであ
る。
の流量測定手順を示す流れ図および流量測定装置5の回
路構成を示すブロック図である。図3において、5aは
流速センサー4が検出した筒口3内部の測定点での流速
データをCPU6が受入れ可能な信号に変換する入出力
インターフェイス、5bはCPU6が行なう流量測定動
作のプログラムを格納するROM、5cはCPU6が行
なう演算過程のデータを一時的に保持するRAMであ
る。
【0015】以下に、流量測定装置5の動作を図2の流
れ図を参照して説明する。まず、始めに境界条件および
初期条件の設定を行う(S1)。具体的には操作者が図
示しない操作盤を操作して、筒口3の断面形状および断
面寸法(直径、長径と短径等)、測定点を含む断面3b
から筒口3の開口部3aまでの距離(長さ)l、空気吸
込口2aの形状および寸法、大気圧P0 および温度、さ
らに、筒口3の下流側圧力の設定値PS を入力する。R
OM5bには予め任意の形状の筒口を通って空気吸入装
置1内に流入する空気流の筒口内部の任意の点における
流速を演算する周知の流れ解析を実行するためのプログ
ラムが格納されている。流れ解析は例えば、所定の境界
条件の下にナビエストークスの式を離散化し、差分法に
て計算する方法等が知られている。そこで、CPU6は
ROM5bから当該プログラムを読み出して、手順S1
で入力された境界条件および初期条件に基づいて流れ解
析を実行する(S2)。そして、測定点における見込流
速UC を演算する(S3)。
れ図を参照して説明する。まず、始めに境界条件および
初期条件の設定を行う(S1)。具体的には操作者が図
示しない操作盤を操作して、筒口3の断面形状および断
面寸法(直径、長径と短径等)、測定点を含む断面3b
から筒口3の開口部3aまでの距離(長さ)l、空気吸
込口2aの形状および寸法、大気圧P0 および温度、さ
らに、筒口3の下流側圧力の設定値PS を入力する。R
OM5bには予め任意の形状の筒口を通って空気吸入装
置1内に流入する空気流の筒口内部の任意の点における
流速を演算する周知の流れ解析を実行するためのプログ
ラムが格納されている。流れ解析は例えば、所定の境界
条件の下にナビエストークスの式を離散化し、差分法に
て計算する方法等が知られている。そこで、CPU6は
ROM5bから当該プログラムを読み出して、手順S1
で入力された境界条件および初期条件に基づいて流れ解
析を実行する(S2)。そして、測定点における見込流
速UC を演算する(S3)。
【0016】次に、流速センサー4が検出した測定点に
おける実測流速Um をRAM5cから読み出す(S
4)。そして、見込流速UC と実測流速Um の差を演算
し、その差の絶対値がδより小さいか否かを判断する
(S5)。その判断結果が否ならば、見込流速UC は実
測流速Um より大きいか否かを判断する(S6)。その
判断結果が然りならば、下流側圧力設定値PS の値をΔ
Pだけ低く設定し直す(S7)。また、その判断結果が
否ならば、下流側圧力設定値PS の値をΔPだけ高く設
定し直し(S8)、何れの場合も手順S2に戻って流れ
解析をやり直す。そして、新たな見込流速UC を演算し
て実測流速Um との比較を行う。手順S5での判断結果
が然りになったならば、流れ解析の結果得られた空気流
の筒口内部の任意の点における流速は実際の値にほぼ一
致したものと判断して、手順S9で、筒口3の測定点を
含む断面3b上の見込流速UC をRAM5cから読み出
して、見込流速UC を断面3bに亘って積分する。これ
により、筒口を通って空気吸入装置1内に流入する空気
流の全流量Qが得られるから、この流量Qのデータを記
録装置7に出力して記録紙に流量Qを記録させる(S1
0)。
おける実測流速Um をRAM5cから読み出す(S
4)。そして、見込流速UC と実測流速Um の差を演算
し、その差の絶対値がδより小さいか否かを判断する
(S5)。その判断結果が否ならば、見込流速UC は実
測流速Um より大きいか否かを判断する(S6)。その
判断結果が然りならば、下流側圧力設定値PS の値をΔ
Pだけ低く設定し直す(S7)。また、その判断結果が
否ならば、下流側圧力設定値PS の値をΔPだけ高く設
定し直し(S8)、何れの場合も手順S2に戻って流れ
解析をやり直す。そして、新たな見込流速UC を演算し
て実測流速Um との比較を行う。手順S5での判断結果
が然りになったならば、流れ解析の結果得られた空気流
の筒口内部の任意の点における流速は実際の値にほぼ一
致したものと判断して、手順S9で、筒口3の測定点を
含む断面3b上の見込流速UC をRAM5cから読み出
して、見込流速UC を断面3bに亘って積分する。これ
により、筒口を通って空気吸入装置1内に流入する空気
流の全流量Qが得られるから、この流量Qのデータを記
録装置7に出力して記録紙に流量Qを記録させる(S1
0)。
【0017】図6は筒口3の測定点を含む断面3b上の
見込流速UC および実測流速Um の分布曲線(断面3b
から曲線までの距離が流速の大きさを表す)の実例を示
す模式図である。同図では見込流速UC が実測流速Um
より低い場合をUCl、実測流速Um より高い場合をUCh
と表している。筒口3の断面形状が円形や方形のように
単純な形状である場合には図6に示すように、見込流速
UC の分布曲線は中央部がほぼ平らになる、即ち、見込
流速UC は断面3bの中央部ではあまり変化しない。と
ころで、本実施例では流速センサー4が1個だけ設けら
れた場合について説明したが、複数(n)個設けられて
いる場合には、それぞれの測定点での見込流速UCi(1
≦i≦n)を演算して、それらの平均値< UC > =(Σ
i UCi)/nと実測流速Umiの平均値< Um > =(Σi
Umi)/nとの比較を行い、(< UC> −< Um > )の
絶対値がδより小さいか否かを判断し、その判断結果が
否ならば、見込流速の平均値< UC > と実測流速の平均
値< Um > の大小関係に応じて下流側圧力設定値PS の
値をΔPだけ低く設定し直したり、高く設定し直したり
する。以後の処理は上述の実施例と同様である。
見込流速UC および実測流速Um の分布曲線(断面3b
から曲線までの距離が流速の大きさを表す)の実例を示
す模式図である。同図では見込流速UC が実測流速Um
より低い場合をUCl、実測流速Um より高い場合をUCh
と表している。筒口3の断面形状が円形や方形のように
単純な形状である場合には図6に示すように、見込流速
UC の分布曲線は中央部がほぼ平らになる、即ち、見込
流速UC は断面3bの中央部ではあまり変化しない。と
ころで、本実施例では流速センサー4が1個だけ設けら
れた場合について説明したが、複数(n)個設けられて
いる場合には、それぞれの測定点での見込流速UCi(1
≦i≦n)を演算して、それらの平均値< UC > =(Σ
i UCi)/nと実測流速Umiの平均値< Um > =(Σi
Umi)/nとの比較を行い、(< UC> −< Um > )の
絶対値がδより小さいか否かを判断し、その判断結果が
否ならば、見込流速の平均値< UC > と実測流速の平均
値< Um > の大小関係に応じて下流側圧力設定値PS の
値をΔPだけ低く設定し直したり、高く設定し直したり
する。以後の処理は上述の実施例と同様である。
【0018】このように、本発明を適用した場合には、
筒口はその内部を通る空気流の流れ方向を揃えるためだ
けに用いられるので、その長さを従来例に較べて大幅に
短縮でき、従って、流量測定に要する器具と空間を大幅
に縮小でき、実機における空気流の流量とほぼ等しい流
量の測定が可能になる。また、流速測定点を含む筒口の
断面上の流速を流れ解析によって演算し、測定点におけ
る見込流速を実測流速と比較することにより、実際に筒
口の内部を通る空気流の流速に近似した見込流速を算出
できるから、この見込流速を筒口の断面に亘って積分す
ることにより、変動が大きい筒口内面近傍の流速を加味
した正確で迅速な空気流の流量の算定が可能になる。
筒口はその内部を通る空気流の流れ方向を揃えるためだ
けに用いられるので、その長さを従来例に較べて大幅に
短縮でき、従って、流量測定に要する器具と空間を大幅
に縮小でき、実機における空気流の流量とほぼ等しい流
量の測定が可能になる。また、流速測定点を含む筒口の
断面上の流速を流れ解析によって演算し、測定点におけ
る見込流速を実測流速と比較することにより、実際に筒
口の内部を通る空気流の流速に近似した見込流速を算出
できるから、この見込流速を筒口の断面に亘って積分す
ることにより、変動が大きい筒口内面近傍の流速を加味
した正確で迅速な空気流の流量の算定が可能になる。
【0019】さらに、筒口内の空気流が整流された地点
の流速を測定するだけで、筒口の内部を通る空気流の流
量を算定できるから、空気吸入装置の内部に圧力センサ
ーを挿入して下流側圧力を測定することが困難な場合で
あっても、流量測定に支障が生じることはない。筒口の
形状も円筒形状のみに限定されないので、空気吸込口の
形状等に応じて所望の形状とすることができ、従って、
流量測定器具の設計の自由度が増大する。また、流速の
測定点の数は少なくて済むので、空気流の流量が時間と
共に変動するような場合であっても対応することができ
る。なお、上述の実施例では空気吸入装置1の空気吸込
口2に流入する空気流の流量測定だけについて述べた
が、空気吹出口を具えた空気排出装置においても全く同
様に本発明を適用することができる。
の流速を測定するだけで、筒口の内部を通る空気流の流
量を算定できるから、空気吸入装置の内部に圧力センサ
ーを挿入して下流側圧力を測定することが困難な場合で
あっても、流量測定に支障が生じることはない。筒口の
形状も円筒形状のみに限定されないので、空気吸込口の
形状等に応じて所望の形状とすることができ、従って、
流量測定器具の設計の自由度が増大する。また、流速の
測定点の数は少なくて済むので、空気流の流量が時間と
共に変動するような場合であっても対応することができ
る。なお、上述の実施例では空気吸入装置1の空気吸込
口2に流入する空気流の流量測定だけについて述べた
が、空気吹出口を具えた空気排出装置においても全く同
様に本発明を適用することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように請求項1または3記
載の発明によれば、吸込口または吹出口に取り付けら
れ、任意形状の断面と、気体を整流するのに必要な長さ
とを有した筒口内を流れる気体流の任意の位置での流速
を吸込口の下流側圧力または吹出口の上流側圧力を含む
初期条件の下に流れ解析法により演算し、筒口内の断面
の中央部またはその近傍に設けられた流速検出手段の検
出値と演算により求められた流速検出手段の設置点での
流速値とを比較して、両者の値が所定量以上異なる時は
下流側圧力または上流側圧力の値を適宜設定し直して流
速を演算し直し、流速検出手段の設置点での流速値と流
速検出手段の検出値との差が所定量未満になった時は、
演算した流速の値を前記断面に沿って積分し、吸込口に
流れ込む気体または吹出口から流出する気体の流量とし
たので、大型のあるいは複雑な装置や方法によることな
く、精度良く容易に実際の冷却装置の内部を流れる気体
流の流量測定を行なうことができる。
載の発明によれば、吸込口または吹出口に取り付けら
れ、任意形状の断面と、気体を整流するのに必要な長さ
とを有した筒口内を流れる気体流の任意の位置での流速
を吸込口の下流側圧力または吹出口の上流側圧力を含む
初期条件の下に流れ解析法により演算し、筒口内の断面
の中央部またはその近傍に設けられた流速検出手段の検
出値と演算により求められた流速検出手段の設置点での
流速値とを比較して、両者の値が所定量以上異なる時は
下流側圧力または上流側圧力の値を適宜設定し直して流
速を演算し直し、流速検出手段の設置点での流速値と流
速検出手段の検出値との差が所定量未満になった時は、
演算した流速の値を前記断面に沿って積分し、吸込口に
流れ込む気体または吹出口から流出する気体の流量とし
たので、大型のあるいは複雑な装置や方法によることな
く、精度良く容易に実際の冷却装置の内部を流れる気体
流の流量測定を行なうことができる。
【0021】請求項2または4記載の発明によれば、複
数の流速検出手段の検出値の平均値と演算により求めら
れた流速検出手段の設置点での流速値の平均値とを比較
して、両者の値が所定量以上異なる時は下流側圧力また
は上流側圧力の値を適宜設定し直して、流れ解析法によ
り筒口内の任意の位置での気体流の流速を演算し直し、
流速検出手段の設置点での流速値の平均値と流速検出手
段の検出値の平均値との差が所定量未満になった時は、
演算した流速の値を流速検出手段の設置点を含む筒口内
の流れ方向に垂直な断面に沿って積分し、吸込口に流れ
込む気体または吹出口から流出する気体の流量としたの
で、前記断面の中央部またはその近傍での流速値の変動
が無視できない場合であっても精度の良い気体流の流量
測定を行なうことができる。
数の流速検出手段の検出値の平均値と演算により求めら
れた流速検出手段の設置点での流速値の平均値とを比較
して、両者の値が所定量以上異なる時は下流側圧力また
は上流側圧力の値を適宜設定し直して、流れ解析法によ
り筒口内の任意の位置での気体流の流速を演算し直し、
流速検出手段の設置点での流速値の平均値と流速検出手
段の検出値の平均値との差が所定量未満になった時は、
演算した流速の値を流速検出手段の設置点を含む筒口内
の流れ方向に垂直な断面に沿って積分し、吸込口に流れ
込む気体または吹出口から流出する気体の流量としたの
で、前記断面の中央部またはその近傍での流速値の変動
が無視できない場合であっても精度の良い気体流の流量
測定を行なうことができる。
【図1】本発明の実施例の構成を示す斜視図
【図2】流量測定装置の流量測定手順を示す流れ図
【図3】流量測定装置の回路構成を示すブロック図
【図4】本発明を大型の油圧ショベルに適用した形態を
示した模式図
示した模式図
【図5】本発明を空調機器の室内ユニットに適用した形
態を示した模式図
態を示した模式図
【図6】見込流速および実測流速の分布曲線の実例を示
す模式図
す模式図
【図7】従来例に係る空室方式の流量測定装置の断面図
1 空気吸入装置 2,2a,2b 空気吸込口 3 筒口 3a 開口部 3b 断面 4 流速センサー 5 流量測定装置 5a 入出力インターフェイス 5b ROM 5c RAM 6 CPU 7 記録装置 8 油圧ショベル 8a 放熱装置 9 室内ユニット 16 マイクロホン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 壮太郎 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 滝下 利男 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内
Claims (4)
- 【請求項1】 所定の形状と寸法を有して気体が吸い込
まれる吸込口に流れ込む気体の流量または気体が吹き出
す吹出口から流出する気体の流量を測定する気体の流量
測定方法において、前記吸込口または前記吹出口に取り
付けられ、任意形状および任意寸法の流れ方向に垂直な
断面と、気体を整流するのに必要な長さとを有した筒口
内を流れる整流された気体流の任意の位置での流速を前
記吸込口または前記吸込口の下流側圧力または前記吹出
口の上流側圧力を含む初期条件の下に流れ解析法により
演算し、前記筒口内を整流された気体流が流れる位置の
前記断面の中央部またはその近傍に設けられた1個以上
の流速検出手段の検出値と演算により求められた前記流
速検出手段の設置点での流速値とを比較して、両者の値
が所定量以上異なる時は前記下流側圧力または前記上流
側圧力の値を適宜設定し直して前記流れ解析法により前
記筒口内を流れる整流された気体流の任意の位置での流
速を演算し直し、前記流速検出手段の設置点での流速値
と前記流速検出手段の検出値との差が前記所定量未満に
なった時は、前記流れ解析法により演算した前記流速の
値を前記流速検出手段の設置点を含む前記筒口内の流れ
方向に垂直な断面に沿って積分し、前記吸込口に流れ込
む気体または前記吹出口から流出する気体の流量とした
ことを特徴とする気体の流量測定方法。 - 【請求項2】 流速検出手段が複数であった場合は、該
流速検出手段の検出値の平均値と演算により求められた
前記流速検出手段の設置点での流速値の平均値とを比較
して、両者の値が所定量以上異なる時は吸込口の下流側
圧力または吹出口の上流側圧力の値を適宜設定し直し
て、流れ解析法により筒口内を流れる整流された気体流
の任意の位置での流速を演算し直し、前記流速検出手段
の設置点での流速値の平均値と前記流速検出手段の検出
値の平均値との差が前記所定量未満になった時は、前記
流れ解析法により演算した前記流速の値を前記流速検出
手段の設置点を含む前記筒口内の流れ方向に垂直な断面
に沿って積分し、吸込口に流れ込む気体または吹出口か
ら流出する気体の流量としたことを特徴とする請求項1
記載の気体の流量測定方法。 - 【請求項3】 所定の形状と寸法を有して気体が吸い込
まれる吸込口に流れ込む気体の流量または気体が吹き出
す吹出口から流出する気体の流量を測定する気体の流量
測定装置において、前記吸込口または前記吹出口に取り
付けられ、任意形状および任意寸法の流れ方向に垂直な
断面と、気体を整流するのに必要な長さとを有した筒口
と、該筒口内を整流された気体流が流れる位置の前記断
面の中央部またはその近傍に設けられた1個以上の流速
検出手段と、前記筒口内を流れる整流された気体流の任
意の位置での流速を前記吸込口の下流側圧力または前記
吹出口の上流側圧力を含む初期条件の下に流れ解析法に
より演算し、前記流速検出手段の検出値と演算により求
められた前記流速検出手段の設置点での流速値とを比較
して、両者の値が所定量以上異なる時は前記下流側圧力
または前記上流側圧力の値を適宜設定し直して前記流れ
解析法により前記筒口内を流れる整流された気体流の任
意の位置での流速を演算し直す演算手段と、前記流速検
出手段の設置点での流速値と前記流速検出手段の検出値
との差が前記所定量未満になった時は、前記流れ解析法
により演算した前記流速の値を前記流速検出手段の設置
点を含む前記筒口内の流れ方向に垂直な断面に沿って積
分し、前記吸込口に流れ込む気体または前記吹出口から
流出する気体の流量とする流量算出手段とを有したこと
を特徴とする気体の流量測定装置。 - 【請求項4】 流速検出手段が複数であった場合は、演
算手段は前記流速検出手段の検出値の平均値と演算によ
り求められた前記流速検出手段の設置点での流速値の平
均値とを比較して、両者の値が所定量以上異なる時は吸
込口の下流側圧力または吹出口の上流側圧力の値を適宜
設定し直して、流れ解析法により筒口内を流れる整流さ
れた気体流の任意の位置での流速を演算し直し、前記流
量算出手段は前記流速検出手段の設置点での流速値の平
均値と前記流速検出手段の検出値の平均値との差が前記
所定量未満になった時は、前記流れ解析法により演算し
た前記流速の値を前記流速検出手段の設置点を含む前記
筒口内の流れ方向に垂直な断面に沿って積分し、吸込口
に流れ込む気体または吹出口から流出する気体の流量と
したことを特徴とする請求項3記載の気体の流量測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31662195A JPH09159497A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 気体の流量測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31662195A JPH09159497A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 気体の流量測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09159497A true JPH09159497A (ja) | 1997-06-20 |
Family
ID=18079101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31662195A Pending JPH09159497A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 気体の流量測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09159497A (ja) |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP31662195A patent/JPH09159497A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5947680A (en) | Turbomachinery with variable-angle fluid guiding vanes | |
| US6167107A (en) | Air pump for particle sensing using regenerative fan, and associated methods | |
| US20040112212A1 (en) | Airflow feedback control method and apparatus for fan filter unit | |
| JPS6071167A (ja) | ドラフトチヤンバ− | |
| EP0205979A1 (en) | Tunnel ventilating system | |
| CN208534819U (zh) | 用于风扇气动性能测试的装置 | |
| KR101829275B1 (ko) | 건물의 기밀측정 장치 및 이를 이용한 측정 방법 | |
| JPH07190879A (ja) | 気体状物質の漏洩地点推定方法 | |
| JPH09329477A (ja) | 動圧測定装置 | |
| JPH1038336A (ja) | トンネル換気制御装置 | |
| JPH1114651A (ja) | 実験室の煙霧フード内に壁貫通型検知装置を設置するのに用いられる装置 | |
| JP3545855B2 (ja) | 建物の気密度測定方法 | |
| JPH11351651A (ja) | 空気調和機 | |
| JP2864221B2 (ja) | 流速計 | |
| JP2004198271A (ja) | ダクト内流量計測装置 | |
| CN209764908U (zh) | 一种气象用回路风洞系统 | |
| CN211527495U (zh) | 风量检测设备 | |
| JPH07117433B2 (ja) | 風量測定方法 | |
| JP2590741B2 (ja) | 電子機器の放熱性能評価装置 | |
| Yeager | Measurement and analysis of the noise radiated by low Mach number centrifugal blowers | |
| JPS5922622A (ja) | 集塵設備の吸引風量制御方法 | |
| CN117491100B (zh) | 烟气等速采样装置及方法 | |
| CN117113887B (zh) | 航空发动机室内试车台进气道附加阻力修正方法及装置 | |
| Li et al. | Development of a fan testing chamber for agricultural and horticultural fans in China | |
| US20260055919A1 (en) | Airflow measuring system for a building having a sensor assembly mounted to a wall of an air conduit |