JPS60155924A - 流路内のガスの体積流量を測定する装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、測定ゾンデを用いて流路内のガスの体積流量
を測定する装置に関する。

従来の技術 空調技術においては、既に長い間、変化する流路圧とは
無関係に流路内の体積流量を一定に保持せんとする体積
流量制御器が使用される。

この場合には、いわゆる可変体積流量系においては電気
又は気圧式調節モータを介して体積流量を作用する負荷
に相応して変化させ、それにより流路圧とは無関係に流
路内の体積流量を一定に保持することができる。前記体
積流量制御器においては、安定な制御を行なうには１５
０Ｐａよりも高い最低差圧が必要であるという欠点があ
る。も５１つの欠点は、この種の体積流量制御の機械的
感度が高いことにある。ばね及びフラップ支承は極めて
慎重に相互に合わせられねばはや不可能である。もう１
つの欠点は、不可避的にダストが堆積しかつそれにより
前調節されたトルクが運転中に変化せしめられることに
より生じる。このことは間違い制御をもたらす。

この欠点を回避するためには、今や流速を測定しかつ調
節モータ及びフラ・ツブを介して体積流量を制御する電
気又は気圧式測定ゾンデが使用される。この場合には、
フラップは特殊な構造を必要としない。有効な市販のフ
ラップを使用することができる。公知の気圧式又は電気
的測定ゾンデは同様に安定でありかつ確実に製造可能で
ある。電気的ゾンデの場合には、制御は電子的に行なわ
れる、従って制御は自体で正確な値を達成する。この形
式の公知の測定装置として利用されるゾンデの欠点は、
自体同じ体積流量でも比較的に長い直線状区間の後又は
屈曲管の後方の流路に取付けられるかによってその都度
具なった測定結果を表示するという点にある。

従つ′て測定された速度が実際にまた必要な体積流量に
一致するようにするには、ゾンデを流路゛　内のどこに
配置するかが問題である。確かに測定装置の゛前方に舊
い補償区間を設けることが所望されるが、これはしかし
実地においては一般に実現されない、従って測定装置は
その都度の組込み状態に基づき長い直線的補償区間の後
方か又は屈曲管の直後に配置されねばならない。

自体ではまさに精確な測定ゾンデのずれた測定表示は、
例えば屈曲管の後方では、本来の線状の流れに渦流がオ
ーツクランプすることによって惹起される。前記の現象
は、測定装置の前調節又は調整が工場側では不可能であ
ることに起因する。従って、むしろゾンデの組込み後に
その場で、測定点が一定の体積流量を表わすか、又は体
積流量が一定である場合には測定装置に配属されたポテ
ンシオメータを、既知の体積流量が測定表示装置によっ
て表わされるように調整される位置を確認することによ
って個別に調節又は調整が行なわれる。この個別の調整
には、設置に必要な試験装置もまた十分に熟練した操作
者も存在しないために、該調整は極くまれにしか行なわ
れ得ないという点を無視したとしても、時間及び高い人
件費用がかかる。

発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の課題＆’Ｌ、工場側の調節又は調整が
可能であり、従って流路内のあらゆる任意の位置に組込
むことができ、しかもこの配置が異なった測定結果をも
たらさない前記形式の装置を提供することであった。

問題点を解決するための手段 ところで、前記課題は本発明により冒頭に記載した形式
の装置において、一方何に配置された流入ロアを有する
多数のほぼ等分割された集合管３，６がコン・ξクトな
測定ユニット２と接続されており、該測定ユニットが管
形ケーシング１１を有し、集合管３，６０入ロ位置に整
流部材１４が配置されており、該整流部材の後方にノズ
ル１６が接続されており、かつ測定ユニット内のノズル
１６の後方に測定ゾンデが配置直されているこ・とを特
徴とすることにより解決される。

発明の効果 本発明の測定装置によれば、屈曲管又は直線状補償区分
の後方で組込み位置とは無関係に偏差は約２係程度であ
り、このような偏差は十分に許容され、かつ全体積流量
制御系の許容範囲内にあるという測定精度が達成される
。本発明による装置によって達成された組込み位置に無
関係な高い測定精度は、特に測定装置が使用される流路
の直径にも左右されない。従って、直接工場側の前調節
を行なうことができ、しかもそのために個別の組込み位
置を認識する必要はない。従って、前調節を系列的に実
施することができ、個別調節の必要はない。工場側で調
節する際には、調節を極めて高い精度で実施するために
必要な技術的及び人的前提条件も満足される。従って、
本発明の測定装置は組込み個所にいかなる問題点も伴な
わず、かつ組込み場所に応じて必要となるような特殊な
情況をも考慮する必要なく組込むことができる、すなわ
ち直　１線的補償区間の後又は屈曲管の直後に組込んだ
としても、本発明の測定装置の測定精度及び該装置と体
積流量制御系内で接続された制御ユニットの制御特性に
は大きな影響は生じない。本発明の測定装置に配置され
た測定ゾンデには、本発明の構成により常に乱流の少な
いかつ渦流のないガスが吹付けられる。本発明の測定装
置によって達成された高い測定精度は、一般に生じるよ
うな屈曲管の後方で生じるガス流の逆流によって妨害さ
れることも全く起り得ない。

測定結果を一層改善するために、有利な１実施態様によ
れば、集合管は多角形管、特に°４角形管として構成さ
れている。それにより、流入口をその全面にわたってガ
ス流に対して精確に垂直に配置することが可能であり、
ひいては間違った測定結果をもたらす斜めの流れの衝突
が行なわれない。本発明の装置は少なくとも２本の集合
管を有するべきであるが、その都度の流路の大きさに基
づき７〜８本又はそれ以上のアームが有効なこともあり
かつそのまま本発明の装置で実現可能である。しかし、
有利には本装置は４本の集合管を有するべきであり、こ
れは種々の流路直径の広い範囲に対して十分であり、従
ってこれを最適な基準と見なすことができる。

また大抵の場合には、測定ユニットが集合管の中心部に
配置されておりかつゾンデの反対側の前面側がキャップ
によっておおわれているのが有利であるが、本装置を組
込むべき流路の構成及び場所的情況に基づいて更に、測
定ゾンデを接続導管を介して集合導管の配置の側方に配
置する構成も可能であり、この際には１つの装置が集合
管を接続する１つの環状導管を有するのが有利である。

実施例 次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。

第１図に示した実施例においては、流路内のガスの体積
流量を測定するための本発明による装置は、中央測定ユ
ニット２を有し、該ユニットからまず４本の集合管３が
星形に外側に向ってガスを誘導する流路４の内壁まで延
び、該流路内に測定装置が配置されている。４本の集合
管３のそばには別の集合管６、合せて８本の集金管が設
けられていてもよいことが鎖線で示されている。集合管
３，６の数は主としてガスを誘導する流路の直径に左右
される。第１ａ図はガスの流れ方向で示されている。こ
の方向に、集合導管３は流入ロアを有し、該流入口は半
径方向に対数関係で分配されている。集合管３は第１ｂ
図から明らかなように、４角形管として構成されており
、この場合管の流れ方向に対して垂直な高さと流れ方向
での幅との比はほぼ１：１０である。

集合管３は、特に第１ｂ図及び第２図の断面図から明ら
かなように、管内の主流れ方向に対して平行に延びるフ
ィン状突起２５を有し、該突起は流れに対して反対向き
である。これらの集合管δ自体の前方の突起２５は、特
に屈曲管流動の際に空気流に渦流がオーツ々ランプする
ことにより測定結果の誤りが生じないように働く、すな
わちこれらのフィン又は突起２５が存在しなければ、流
れは測定アームに対して傾斜して衝突することになる。

また、フィン又は突起２５は測定アーム又は集合管３の
前方での旋回運動及び傾斜流動を阻止するためにも役立
つ。

本発明による装置の中央測定ユニットは、第２図に第１
図に示されたＡ−Ａ線に沿った断面図で正確に示されて
いる。測定ユニット２は管状ケーシング１１として構成
されており、該ケーシングの軸線は管４内を流れる速度
の流れ方向に、ひいては集合管３に対して垂直方向に延
びている。測定ユニット２は流れが衝突する側が、例え
ばキャップ１２によって閉じられている。集合管３はキ
ャップの直後で半径方向で測定ユニット２に開口してい
る。この開口領域１３の中央部に、そらせ板の形の整流
部材１４が配置されている。該整流部材１４によって、
流路ヰ及び測定ユニット２の軸線に対して半径方向で集
合管３を経て供給されたガスは軸線方向に転向される。

整流部材１４の後方にはノズル１６　ｉが設けられてお
り、該ノズルは集合管３を経て供給されたガス成分の流
路を狭める。ノズル１６の直後に測定ゾンデ１７が配置
されており、該ゾンデは測定点として略示されているに
すぎな（Ｓｏ ガス流Ｓは矢印で示されている。ガスは測定ゾンデ１７
を越えて延長された管１８の端部で測定ユニット２から
再び流出する。測定ゾンデ１７は例えば側方開口１９を
通してケーシング２内に導入することができ、この場合
には該ゾンデはこの側方開口１９に締付は固定すること
ができる。

本発明による測定装置により、ガス流は流路４の横断面
全体にわたっていわば試料として取出されかつ適当な形
式で均等に集められかつ次いで測定ゾンデ１７で測定さ
れる、従って該ゾンデは速度及びまた体積流量の全流路
４にわたる平均値を測定する。この場合、測定装置の工
場側の前調節又は調整は前もって行なわれる。

第１ａ図の実施例は、方形の横断面を有する流路内に設
けられていてもよい。更に、第３図には別の実施例が示
されており、該実施例の場合には本発明による装置は横
断面が方形である流路との関係で示されているが、該流
路は同様に円形の横断面を有していてもよい。第３図の
実施例では、集合管３は格子又は網状に配置されており
、この場合には夫々の管３は流路の全高にわたって延び
かつ上側と下側で流路から突′出している。流路の全幅
にわたって、複数の集合管３が設けられており、該集合
管は図示の実施例では等間隔を有しているが、該間隔は
別の適当な形式で、例えば対数的に設けられていてもよ
い。第１図の実施例とは異なり、第３図の実施例では測
定ユニット２は流路の中央部には配置されていない。個
々の集合管３はむしろ１つの集合管２１によって相互に
接続されており、該集合管は、接続管２２を介して流路
牛の外部に存在する測定ユニット２に通じる。測定ユニ
ット２の内部は第２図と同じである。第１ａ図による集
合管３の星形配置においても、測定ユニット２は流路４
の外部に配置されていてもよい。

二１屋一 本発明による測定装置を用いて、公知技術水準に属する
常用手段に比較するために、第４図の線図に示した測定
を実施した。この場合、横座標には流速がかつ縦座標に
は、相応する体積流量変化が起る所属の範囲としての制
御範囲が相対値で示されている。従って、縦座標値は実
験装置におけるその都度の流速を発生させるための使用
エネルギー、この場合には電圧の相対的尺度である。曲
線３２は直線的流路、すなわち直線的流動における本発
明による測定装置の配置を示しく第４ｂ図も同じ）、一
方向線３４は屈曲管にわたる本発明による測定装置の配
置を示す。曲線３３は３２と３４から平均した値であり
、これに応じて校正又は工場側の前調節を行なうことが
できる。その際、両者の極端な流動関係、すなわち−万
では直線的流動及び他方では９０°の屈曲にわたる流動
は、工場側の前調節によって２．２係の最大偏差を惹起
するにすぎない。それに対して、曲線３１は本発明によ
る測定装置を用いないで屈曲管に一般的方法で測定ゾン
デを配置した際を示し、この場合には直線的流動の通常
の測定はほぼ曲線３４〜３４の範囲にある値を示す。曲
線３１の別の曲線からの偏差は、この場合には平均値に
前調節すると大きすぎる偏差を甘受せイるを得ないか、
又は工場側の前調節は不可能であり、その都度組込んだ
後で初めて組込み個所の情況に応じて調節せざるを得な
いことを明らかに示す。

前記の説明、図面並びに特許請求の範囲に開示した本発
明の特徴は、本発明をその種々の実施例で実験するため
には個々にあるいはまた適当な組合せにおいて重装とな
ることもある。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は円形流路で使用した本発明装置の１実施例の
平面図、第１ｂ図は第１ａ図の１ｂ−１ｂ線に沿った装
置の集合導管の断面図、第２図は第１図に示した実施例
のＡ−Ａ線に泊った中央部分の断面図、第３図は本発明
の別の実施例を　１示す図、第４ａ図は制御範囲にわた
って本発明の装置を用いた場合と用いない場合に得られ
た流速の測定結果を示す図及び第４ｂ図は流路内での測
定装置の夫々の配置を示す図である。 ２・・・測定ユニット、３，６・・・集合管、４・・・
流路、７・・・流入口、１１・・・ケーシング、１２・
・・キャッジ、１４・・整流部材、１６・・・ノズル、
１７、　・・・測定ゾンデ、２１．２２・・・接続導管
、２５・・・（ 突起（フィン）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、測定ゾンデで流路内のガスの体積流量を測定する装
   置において、一方何に配置された流入口（７）を有する
   多数のほぼ等分割された集合管（３，６）がコンパクト
   な測定ユニット（２）と接続されており、該測定ユニッ
   トが管形ケーシング（１１）を有し、集合管（３，６）
   の入口位置に整流部材（１４）が配置されており、該整
   流部材の後方にノズル（１６）が接続されており、かつ
   測定ユニット内のノズル（１６）の後方に測定ゾンデが
   配置されていることを特徴とする、流路内のガスの体積
   流量を測定する装置。 ２、集合管（３，６）が多角形管として構成されている
   、特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　集合管（３，６）が４角形管として構成されてい
   る、特許請求の範囲第２項記載の装置、４、集合管（３
   ，６）のガスの流れ方向に対して垂直な高さと、ガス流
   に対して平行に延びる幅との比が１：４よりも小さい、
   特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記
   載の装置。 ５、集合管（３，６）が星形に配置されている。 特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に
   記載の装置。 ６、集合管（３，６）が格子状に配置されている、特許
   請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載
   の装置。 ７６　測定ユニット（２）が集合管（３，６）の中心部
   に配置されており、かつゾンデの反対側の前方側がキャ
   ブ（１２）によっておおわれている、特許請求の範囲第
   １項から第６項までのいずれか１項に記載の装置。 ８、測定ゾンデ（２）が接続導管（２１，２２）を介し
   て集合管（３，６’）の配置の側方に配置されている、
   特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に
   記載の装置。 ９、接続導管（２１，２２）が１つの環状導管を有する
   、特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０．４本の集合管（３）が設けられている、特許請求
   の範囲第１項から第９項までのいずれか１項に記載の装
   置。 １１、流入口（７）が集合管（３，６）の外側端部から
   内側に向って対数関係で分配されている、特許請求の範
   囲第１項から第１０項までのいずれか１項記載の装置。 １２、整流部材（１４）が集合管（３，６）から測定ユ
   ニット（２）に供給されたガス流を変向させるそらせ板
   を有する、特許請求の範囲第１項から第１１項までのい
   ずれか１項記載の装置。 １３、集合管（３，６）から主ガス流にほぼ平行に反対
   向きに突起（２５）が設けられている、特許請求の範囲
   第１項から第１２項までのいずれか１項記載の装置。