JPS6143205Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は被測流体が流れる管路の途中に柱状の
渦発生体を設け、該渦発生体から発生する渦を検
出することにより流速または流量を計測するよう
にした流速・流量計測装置に関するものである。

従来、渦発生体として三角柱、Ｔ型柱等を使用
し、該渦発生体は流体流中で上流側に面する第１
表面と、該第１表面から下流に向うに従つて横方
向断面が減小する第２表面とを有し、前記第１表
面には高圧を導びく第１の導圧孔を設け、第２表
表面の中間位置には該第１の導圧孔と連通する第
２、第３の導圧孔を設け、これらを連通する流路
の途中にサーミスタの如き渦検出素子を設けてな
る渦流量計が知られている。

しかし、かかる渦流量計においては、渦発生体
の上流側に面する第１表面が平面であるため、ス
トローハル数の安定した領域が狭く、流量計とし
て広範囲な計測に適しない欠点があつた。また、
第１表面と第２表面との交点の隅角は渦発生体が
正三角柱である場合に60゜であり、それ以外の形
状では隅角が60゜以上となり、隅角部で流体が十
分に剥離せず、強固なカルマン渦を得ることがで
きない欠点があつた。このため、第２表面に設け
られた第２、第３の導圧孔間の圧力変化が小さ
く、高レベルな信号を得ることができない欠点が
あつた。

本考案はこのような従来技術による流速・流量
計測装置の欠点を改良したもので、以下これを図
面に示す実施例と共に説明する。

図面において、１は管路の途中に設けられた柱
状の渦発生体で、該渦発生体１は管路となる流
速・流量計の本体２の直径部分を貫いて設けら
れ、密封部材３，３により気液密にシールされて
いる。また、本体２の上部には後述の渦検出素子
と接続されるプリアンプ４が設けられている。

次に、前記渦発生体は第２図に示す如く、流れ
に対向する第１表面１１と、流れの下流に向うと
共に横方向断面が減小する図中上、下の第２表面
１２，１３とを有する。前記第１表面１１は所定
の曲率半径を有する凹面１１Ａとして形成され、
第２表面１２，１３はそれぞれ流体流と平行な上
流側第２表面１２Ａ，１３Ａと、該各上流側第２
表面１２Ａ，１３Ａと連続し下流に向うに従つて
横方向断面が減小する下流側第２表面１２Ｂ，１
３Ｂとからなる。そして、第１表面１１と上流側
第２表面１２Ａ，１３Ａとの交点は鋭い角度を有
する隅角部１４，１４となり、該各隅角部１４に
おいて流体の剥離を確実に行なわせ、強力なカル
マン渦を発生しうるように構成している。

また、渦発生体１には第１表面１１の凹面１１
Ａ最奥部に第１の導圧孔１５が開口し、第２表面
１２，１３にもそれぞれ第２、第３の導圧孔１
６，１７が開口している。そして、第１乃至第３
の導圧孔１５，１６，１７はそれぞれ連通管１
８，１９，２０を介して渦発生体１の軸中心に穿
設された円筒部２１と連通している。ここで、前
記第２、第３の導圧孔１６，１７は上流側第２表
面１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ開口し、しかも該各
導圧孔１６，１７の開口位置は流体流中で第１の
導圧孔１５の開口位置よりも距離δだけ上流側で
開口している。このように構成することにより、
第１の導圧孔１５と第２、第３の導圧孔１６，１
７との間の圧力差をより大きくし、高レベルな信
号を検出することができる。

さらに、２２は渦発生体１の円筒部２１に挿嵌
される内筒を示し、該内筒２２は第４図及び第５
図に示される如くその上方部分には３本の環状溝
２３が刻設され、該環状溝２３から図中下方に延
びる２本の垂直溝２４，２５が刻説されている。
ここで、環状溝２３は連通管１８の円筒部２１側
開口に対応する位置とされると共に、該環状溝２
３の周囲は塵埃侵入防止用のストレーナ２６によ
り施蓋されている（第４図参照）。また、垂直溝
２４，２５は連通管１９，２０の円筒部２１側開
口に対応する位置まで垂下し（第３図参照）、流
路となる該各垂直溝２４，２５の途中には例えば
サーミスタ、圧電素子、歪ゲージ等の渦検出素子
２７，２８がそれぞれ設けられている。２９は前
記渦検出素子２７，２８からの信号をプリアンプ
４に入力するためのリード線である。

このように構成される流速・流量計測装置にお
いて、流体が第１図中矢示方向に流れると渦発生
体１の隅角部１４，１４で流体が剥離してカルマ
ン渦が交互に発生し、この渦が発生しない側の静
圧が低くなる。この結果、第１の導圧孔１５Ａよ
り連通路１８及びストレーナ２６を介して環状溝
２３内に入つた流体は、垂直溝２４，２５に交互
に流れ、連通路１９，２０を介して導圧孔１６，
１７から交互に流出する。この際、垂直溝２４，
２５の途中に設けられた渦検出素子２７，２８は
該垂直溝２４，２５内を流れる流体の流速、温
度、圧力等を差動的に検出し、この検出信号をリ
ード線２９を介してプリアンプ４に入力し、流速
または流量として計測する。

然るに、渦発生体１は流れに対向する第１表面
１１が凹面１１Ａとして形成されているから、隅
角部１４が非常に鋭角となり、流体の剥離点を固
定できると共に該凹面１１Ａに当つた流体の剥離
が一層確実かつ強力となり、カルマン渦の強度を
増加させることができる。また、凹面１１Ａの最
奥部に第１の導圧孔１５が開口しているから、上
流から下流に向う流体流はそのまま導圧孔１５か
ら吸込まれ、導圧作用を良好ならしめることがで
きると共に、第２、第３の導圧孔１６，１７を上
流側第２表面１２Ａ，１３Ａの隅角部１４直下に
開口させることにより、剥離した瞬間で圧力が最
小状態となつたところに流出されることができ、
上記第１の導圧孔１５との間の圧力変化を最も大
きくすることができる。

なお、実験の結果第１の導圧孔１５に比較し、
第２、第３の導圧孔１６，１７を流体流中で距離
δだけ上流に位置させることにより第１の導圧孔
１５から流入し、第２、第３の導圧孔１６，１７
から流出する流れが規則正しく交互に変化し、ス
トローハル数の安定な領域が大きく、低流量域ま
で器差特性を改善させた流量計を得ることができ
た。

なお、本考案の実施例においては渦発生体１の
第２表面１２，１３を上流側第２表面１２Ａ，１
３Ａと下流側第２表面１２Ｂ，１３Ｂとから形成
するものとして述べたが、このような形状に限定
されるものではなく、流体流と平行な上流側第２
表面１２Ａ，１３Ａを省略した三角形状の渦発生
体としてもよいものである。この場合には本実施
例のものと比較して隅角部１４をさらに鋭角に形
成することができる。また、工作上の問題から内
筒２２を環状溝２３。垂直溝２４，２５とから形
成し、該各垂直溝２４に渦検出素子２７，２８を
設けるものとして述べたが、要は第１の導圧孔１
５と第２、第３の導圧孔１６，１７とをそれぞれ
流路により連通し、該各流路の途中に渦検出素子
２７，２８を設ければよいものである。

本考案の流速・流量検出装置は以上詳細に述べ
た如くであつて下記各項のような効果を奏する。

上流側に面する第１表面を凹面に形成したか
ら、隅角部が鋭角となり、流体の剥離点を固定
することができると共に、剥離が確実となり、
渦の強度を高めることができる。

第１の導圧孔を第１表面の凹面最奥部に開口
させ、第２、第３の導圧孔を第２表面、特に第
２表面の隅角部直下に開口させたから、第１の
導圧孔と第２、第３の導圧孔との間の圧力変化
を大きくすることができ、高レベルな渦信号を
得ることができる。

第１の導圧孔の開口位置に比較し、第２、第
３の導圧孔の開口位置の方を上流側とすれば、
前記各項の効果はさらに大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る流速・流量計測装置を示
す一部を破断にした全体図、第２図は第１図中の
−矢示方向断面図、第３図は渦発生体の外観
斜視図、第４図は渦発生体内に設けられる内筒の
外観斜視図、第５図は第４図においてストレーナ
を除去した状態を示す斜視図である。 １……渦発生体、２……本体、１１……第１表
面、１１Ａ……凹面、１２，１３……第２表面、
１２Ａ，１３Ａ……上流側第２表面、１２Ｂ，１
３Ｂ……下流側第２表面、１４……隅角部、１
５，１６，１７……第１〜３の導圧孔、１８，１
９，２０……連通路、２１……円筒部、２２……
内筒、２３……環状溝、２４，２５……垂直溝、
２６……ストレーナ、２７，２８……渦検出部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被測流体が流れる管路の途中には柱状の渦発
   生体を設け、該渦発生体は流体流中で上流側に
   面する第１表面と、該第１表面から下流に向う
   に従つて横方向断面が減小する第２表面とを有
   する流速・流量計測装置において、前記第１表
   面は流れに対向する面を凹面に形成し、該凹面
   のほぼ最奥部には第１の導圧孔を開口し、また
   前記第２表面には第２、第３の導圧孔を開口
   し、前記第１の導圧孔と第２、第３の導圧孔と
   をそれぞれ流路により接続し、該各流路の途中
   には渦検出素子を設けたことを特徴とする流
   速・流量計測装置。 (2) 前記第１の導圧孔に比較し、第２、第３の導
   圧孔を流体流中で上流側に開口させてなる実用
   新案登録請求の範囲(1)項記載の流速・流量計測
   装置。 (3) 前記第２表面を流体流と平行な上流側第２表
   面と、該上流側第２表面と連続し下流に向うに
   従つて横方向断面が減小する下流側第２表面と
   から形成し、前記第１表面と上流側第２表面と
   の交点を隅角部となし、かつ前記第２、第３の
   導圧孔を前記上流側第２表面に開口してなる実
   用新案登録請求の範囲(1)項記載の流速・流量計
   測装置。