JPS62214320A - 渦流量計 - Google Patents
渦流量計Info
- Publication number
- JPS62214320A JPS62214320A JP61057766A JP5776686A JPS62214320A JP S62214320 A JPS62214320 A JP S62214320A JP 61057766 A JP61057766 A JP 61057766A JP 5776686 A JP5776686 A JP 5776686A JP S62214320 A JPS62214320 A JP S62214320A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vortex
- generating element
- vortex generating
- upstream
- elements
- 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
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/20—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
- G01F1/32—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
- G01F1/3209—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
- G01F1/3218—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、渦流量計、より詳細には、渦流量計における
渦発生体の構造に関する。
渦発生体の構造に関する。
従来技術
本出願人は特公昭５５−４０８０４号公報において流体
の流れ方向に対して渦発生素子を設け。
の流れ方向に対して渦発生素子を設け。
この渦発生素子の後方に所望の厚さを有するカルマン渦
発生素子板を一体的に設け、さらにこのカルマン渦発生
素子板の後方に少なくとも１若しくは２以上の前記と同
様のカルマン渦発生素子板を所望の間隔をおいて、かつ
それぞれ独立して配設するカルマン渦形成装置を提案し
た。上記の渦発生素子は流れ軸上に頂点をもち鋭角な二
等辺三角形状をした断面形状をしており、ここで発生し
た渦を後部に配設された１若しくは２以上のカルマン渦
発生素子板（以下、単に平板と呼ぶ）により渦を最適な
強さに発達させ、最終段の平板より渦を剥離させるもの
である。このようにしてカルマン渦発生素子で発生した
渦は充分強い渦として発達させることができるので安定
した渦発生体を得ることができた。
発生素子板を一体的に設け、さらにこのカルマン渦発生
素子板の後方に少なくとも１若しくは２以上の前記と同
様のカルマン渦発生素子板を所望の間隔をおいて、かつ
それぞれ独立して配設するカルマン渦形成装置を提案し
た。上記の渦発生素子は流れ軸上に頂点をもち鋭角な二
等辺三角形状をした断面形状をしており、ここで発生し
た渦を後部に配設された１若しくは２以上のカルマン渦
発生素子板（以下、単に平板と呼ぶ）により渦を最適な
強さに発達させ、最終段の平板より渦を剥離させるもの
である。このようにしてカルマン渦発生素子で発生した
渦は充分強い渦として発達させることができるので安定
した渦発生体を得ることができた。
従来技術の問題点
叙述の従来技術においては渦発生体の後流側に平板を併
置することにより渦の増幅効果があるため、適当な平板
の数を選択することにより最終段の平板から剥離する場
合、それまでに充分に発達した渦が生成されているので
剥離に要する時間も短くなり周波数の極めて安定した渦
が生成される特徴があるが、低レイノルズ数域で渦流量
計の器差はプラスに暫増する特性を持つという問題点が
あった。
置することにより渦の増幅効果があるため、適当な平板
の数を選択することにより最終段の平板から剥離する場
合、それまでに充分に発達した渦が生成されているので
剥離に要する時間も短くなり周波数の極めて安定した渦
が生成される特徴があるが、低レイノルズ数域で渦流量
計の器差はプラスに暫増する特性を持つという問題点が
あった。
問題点を解決するための手段
上記問題点に対し、本出願人は渦発生素子が流路内に配
設された状態においての発生渦周波数比に着目して実験
した結果、従来技術における平板は単に渦増幅としての
機能を与えて、最終段は平板に替え、渦周波数が、上記
上流側発生素子のもつ渦周波数に対して０．７〜０．９
の比率の渦周波数をもった渦発生素子を対向して配設し
た場合に、器差のレイノルズ数特性、特に、低レイノル
ズ数域で改善されることを発見した。なお、上記実験に
よると、渦発生素子間に平板がない場合では、渦の安定
性は劣るが、渦発生素子間の間隔と渦周波数比を上記値
に設定することにより器差特性が改善される。
設された状態においての発生渦周波数比に着目して実験
した結果、従来技術における平板は単に渦増幅としての
機能を与えて、最終段は平板に替え、渦周波数が、上記
上流側発生素子のもつ渦周波数に対して０．７〜０．９
の比率の渦周波数をもった渦発生素子を対向して配設し
た場合に、器差のレイノルズ数特性、特に、低レイノル
ズ数域で改善されることを発見した。なお、上記実験に
よると、渦発生素子間に平板がない場合では、渦の安定
性は劣るが、渦発生素子間の間隔と渦周波数比を上記値
に設定することにより器差特性が改善される。
実施例
第１図（Ａ）は、本発明による渦流量計の側断面図、（
Ｂ）は平断面図で、流路１内には渦発生素子２ａ＋ ２
ｂが流れ方向Ａに垂直に対向して併置され、これら渦発
生素子２ａ、２ｂの中間には平板２ｏが各々の渦発生素
子２ａ、２ｂに平行して配設されている。これら渦発生
素子２ａ、２ｂ。
Ｂ）は平断面図で、流路１内には渦発生素子２ａ＋ ２
ｂが流れ方向Ａに垂直に対向して併置され、これら渦発
生素子２ａ、２ｂの中間には平板２ｏが各々の渦発生素
子２ａ、２ｂに平行して配設されている。これら渦発生
素子２ａ、２ｂ。
平板２ｃは協働して渦発生体を構成している。また、渦
発生素子の代表長さｄは上流側および下流側の渦発生素
子２ａ、２ｂの対向する面における幅員である。平板２
ｃの板ＦＸ ｔｂはｔｌ ＝０．１ｄ〜０．４ｄが最適
であり、各々の渦発生素子との間隙ｔはｔ ＝０．１ｄ
〜０．９ｄが必要である。渦信号は図示しない渦検出器
により電気信号に変換され、プリアンプ３で整形増幅し
て信号処理される。なお、図においては、平板２Ｃは説
明のため一枚のみ図示したが、複数でもよく、必要に応
じて除いてもよい。従来技術における渦流量計の特性に
ついて循環の面からみると、まず、最終段の平板から渦
が剥離する瞬間における渦の循環は各々の平板廻りの循
環の和と平板間で生ずる渦の循環の和としてあられされ
る。渦周波数はストロ−ハル数が一定であれば流速に比
例するが、流速が一定でストロ−ハル数が変化すると、
当然ながらストロ−ハル数に比例する。流体力学の示す
ところによるとストロ−ハル数は循環の大きさの逆関数
として与えられる。従って、従来技術における渦周波数
は平板における渦の増幅作用をもった上記循環によって
決定されるため、増幅作用の及ぶ高いレイノルズ数域で
は渦周波数は低くなるが、低レイノルズ数域では平板側
の渦増幅作用は小さくなり、上流側渦発生素子の循環が
支配的となり、しかも循環は小さいため渦周波数は高く
なりプラス器差に移行する。即ち、大流量域では平坦で
少流量域でプラスに向かう総合器差特性となる。
発生素子の代表長さｄは上流側および下流側の渦発生素
子２ａ、２ｂの対向する面における幅員である。平板２
ｃの板ＦＸ ｔｂはｔｌ ＝０．１ｄ〜０．４ｄが最適
であり、各々の渦発生素子との間隙ｔはｔ ＝０．１ｄ
〜０．９ｄが必要である。渦信号は図示しない渦検出器
により電気信号に変換され、プリアンプ３で整形増幅し
て信号処理される。なお、図においては、平板２Ｃは説
明のため一枚のみ図示したが、複数でもよく、必要に応
じて除いてもよい。従来技術における渦流量計の特性に
ついて循環の面からみると、まず、最終段の平板から渦
が剥離する瞬間における渦の循環は各々の平板廻りの循
環の和と平板間で生ずる渦の循環の和としてあられされ
る。渦周波数はストロ−ハル数が一定であれば流速に比
例するが、流速が一定でストロ−ハル数が変化すると、
当然ながらストロ−ハル数に比例する。流体力学の示す
ところによるとストロ−ハル数は循環の大きさの逆関数
として与えられる。従って、従来技術における渦周波数
は平板における渦の増幅作用をもった上記循環によって
決定されるため、増幅作用の及ぶ高いレイノルズ数域で
は渦周波数は低くなるが、低レイノルズ数域では平板側
の渦増幅作用は小さくなり、上流側渦発生素子の循環が
支配的となり、しかも循環は小さいため渦周波数は高く
なりプラス器差に移行する。即ち、大流量域では平坦で
少流量域でプラスに向かう総合器差特性となる。
第１図においては上流側渦発生素子２ａを二等辺三角形
状とし、下流側渦発生素子２ｂを矩形とした例を示した
が、第２図に代表的な断面形状をあげ、流れ方向Ａによ
って発生する渦周波数の変化傾向を示した。ここで円弧
２丁字形等は除いたが、各々二等辺三角形、矩形と共通
している傾向である。第２図においてはＩ、ＴＩＩの梯
形、 ｎ、 ｖの三角形、■の矩形を示しているが、各
々の断面形状において（ａ）が最も高い渦周波数を発生
し、（ｃ）が最も低い渦周波数となり、（ｂ）がその中
間となる。同一形状でも代表長さｄが上流側か下流側か
により渦周波数は異なり、前者は低く。
状とし、下流側渦発生素子２ｂを矩形とした例を示した
が、第２図に代表的な断面形状をあげ、流れ方向Ａによ
って発生する渦周波数の変化傾向を示した。ここで円弧
２丁字形等は除いたが、各々二等辺三角形、矩形と共通
している傾向である。第２図においてはＩ、ＴＩＩの梯
形、 ｎ、 ｖの三角形、■の矩形を示しているが、各
々の断面形状において（ａ）が最も高い渦周波数を発生
し、（ｃ）が最も低い渦周波数となり、（ｂ）がその中
間となる。同一形状でも代表長さｄが上流側か下流側か
により渦周波数は異なり、前者は低く。
後者は高い渦周波数を発生する。従って１本発明を実現
するには、第２図を基本的構成要素として組合せするこ
とができる。具体例として、第３図に、渦発生体の断面
形状を示す。（ａ）、（ｂ） 。
するには、第２図を基本的構成要素として組合せするこ
とができる。具体例として、第３図に、渦発生体の断面
形状を示す。（ａ）、（ｂ） 。
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は上流側渦発生素子２
ａを二等辺三角形状として下流渦発生素子２ｂを各々梯
形２円弧、矩形、三角形を組合せたもので、第２図に示
した渦周波数の傾向から寸法諸元を選択することにより
、流れ方向Ａ、またはＢ何れの方向からでも流入するよ
う構成することも可能である。（ｇ）は梯形と三角形、
（ｈ）は三角形と丁字形とを組み合わせたもので、この
場合は流入方向はＡに限定される。
ａを二等辺三角形状として下流渦発生素子２ｂを各々梯
形２円弧、矩形、三角形を組合せたもので、第２図に示
した渦周波数の傾向から寸法諸元を選択することにより
、流れ方向Ａ、またはＢ何れの方向からでも流入するよ
う構成することも可能である。（ｇ）は梯形と三角形、
（ｈ）は三角形と丁字形とを組み合わせたもので、この
場合は流入方向はＡに限定される。
効−一一農
上述のように、本発明の渦流量計によれば、上流側渦発
生素子と、これより僅かに低い渦周波数の下流側渦発生
素子とがレイノルズ数特性において互いに補完するよう
な相互作用を得ることにより、従来は１：２Ｃ１度の流
量範囲であったものが、１：５０以上の広範囲な流量計
測が可能となり、しかも、渦の増幅作用も付加されるの
で安定な渦流量計を提供することができる６
生素子と、これより僅かに低い渦周波数の下流側渦発生
素子とがレイノルズ数特性において互いに補完するよう
な相互作用を得ることにより、従来は１：２Ｃ１度の流
量範囲であったものが、１：５０以上の広範囲な流量計
測が可能となり、しかも、渦の増幅作用も付加されるの
で安定な渦流量計を提供することができる６
第１図（Ａ）は、本発明になる渦流量計の側断面図、第
１図（Ｂ）は平断面図、第２図は、基本的な対称形断面
の渦周波数の傾向図、第３図は、他の実施例としての渦
発生体を示す断面図である。 １・・・流路、２ａ、２ｂ・・・渦発生素子、２ｃ・・
・平板。 第１図 第２図 ｒ ｒｌ ｍ ｖｖ第 ３ Ｃσン 図
１図（Ｂ）は平断面図、第２図は、基本的な対称形断面
の渦周波数の傾向図、第３図は、他の実施例としての渦
発生体を示す断面図である。 １・・・流路、２ａ、２ｂ・・・渦発生素子、２ｃ・・
・平板。 第１図 第２図 ｒ ｒｌ ｍ ｖｖ第 ３ Ｃσン 図
Claims (1)
- 流路内に流れと垂直に対向して配設された複数の渦発
生素子からなる渦発生体を有し、上流側渦発生素子と下
流側渦発生素子とが所定間隔をおいて流れ方向に併置さ
れるとともに、前記上流側渦発生素子と下流側渦発生素
子との間に零乃至複数の平板が等間隔に併置され、各々
の渦発生素子の代表長さが対向する面上にあり、かつ、
各々の渦発生素子が上記位置に単独に配設されたとき発
生する渦周波数比が上流側渦発生素子を基準として０．
７〜０．９であることを特徴とする渦流量計。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057766A JPS62214320A (ja) | 1986-03-16 | 1986-03-16 | 渦流量計 |
| US07/024,294 US4838092A (en) | 1986-03-15 | 1987-03-10 | Vortex flow meter |
| DE3750965T DE3750965T2 (de) | 1986-03-15 | 1987-03-13 | Wirbeldurchflussmesser. |
| CA000532031A CA1306120C (en) | 1986-03-15 | 1987-03-13 | Vortex flow meter |
| EP87103713A EP0240772B1 (en) | 1986-03-15 | 1987-03-13 | A vortex flow meter |
| KR1019870002350A KR920004100B1 (ko) | 1986-03-15 | 1987-03-16 | 와류 량계 |
| US07/283,656 US4891989A (en) | 1986-03-15 | 1988-12-13 | Vortex flow meter |
| US07/398,197 US4977781A (en) | 1986-03-15 | 1989-08-24 | Vortex flow meter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61057766A JPS62214320A (ja) | 1986-03-16 | 1986-03-16 | 渦流量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62214320A true JPS62214320A (ja) | 1987-09-21 |
Family
ID=13064995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61057766A Pending JPS62214320A (ja) | 1986-03-15 | 1986-03-16 | 渦流量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62214320A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5523497A (en) * | 1979-07-23 | 1980-02-19 | Oval Eng Co Ltd | Karman vortex flow meter |
-
1986
- 1986-03-16 JP JP61057766A patent/JPS62214320A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5523497A (en) * | 1979-07-23 | 1980-02-19 | Oval Eng Co Ltd | Karman vortex flow meter |
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