JPS62277523A - 振動流式流量計 - 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】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は流動装置の流体の案内空間および経路を形成し
たインサートにより構成した流量計であり、前記流動装
置の注入口および流出口をそれぞれ流量計への流出入の
ための接続部に接続し、また前記流動装置内に流体の振
動流を生ぜしめ、流動装置に設けた計量領域で振動数が
少なくともほぼ流体の流速に比例することから振動数を
計測して流速を換算により計算して計算装置により通過
流量を決定する振動流式流量計に関するものである。

（従来の技術） 振動流式の流量計即ちメータは不動の部分で構成され、
これにより寿命を長くすることができる点で直接的な流
量計および間接的な流量計のうちで特別な地位を占める
。更にこの種のメータは相当大きな測定領域でも高い精
度で動作する。

この振動流式メータの動作は一平面内で振動する流体力
に基づき、この流体力は計量する通過流に対して直交す
る成分を有し、計量する流れの周期的な方向転換を生ず
る。このような挙動はコアンダ効果または他の既知の作
用に基づく流体系を構成することになる。角がとがった
出口から大きな断面の室に一部が流出する流体またはガ
ス流は不安定となる。この不安定な流れは室の角または
急激な断面拡大部から非対称的に流出し、この位置で低
圧を生じ、流体流は側方に転向する。

、環状の導管として形成した逆流導管内で流体の運動を
生じ、これにより流体力が作用し、計量する流れを中心
位置から他の流れの方向へ転向させる。このようにして
振動する流体流を生じ、逆流導管の限定範囲内の流体流
の振動数は流体の速度に比例し、従ってこの振動数を測
定することによって通過流量を知ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この簡単な構成の利点にもかかわらず、従来の
振動流式メータは、鋳鉄または青銅などの金属材料から
構成されており、このような材料は流体によって腐蝕、
侵食、摩食を受け、メータと周囲との間に防圧境界部を
設けなければならないという欠点がある。従ってメータ
を単一の加工材料で形成する場合には、このような種々
の問題点から妥協せざるを得なかった。更に、切削加工
は生産コストを比較的高めることになる。

既知のこの種の振動流式のメータとして、例えばスウェ
ーデン特許出願第７７１０７４５−６号に記載のものが
ある。この場合流動装置の流体収容および案内空間およ
び経路をインサートに形成し、このインサートは合成材
料により射出成形し、また流動装置のインサート側面に
形成した開口を周囲に対してシールしなければならない
。更にこの方法においては、インサートの問題となる開
口のある側面を金属板でカバーし、一方インサートの閉
鎖した側面には接続部を有する流出部を配設し、インサ
ートの両側に存在する金属部分をねじで相互連結し、こ
れら金属部分間にインサートを支持することができるよ
うにする。

はぼ合成材料で構成した流動装置では、このような振動
流式のメータは外観上からは他の既知のメータよりも利
点がある。しかしこの振動流式メータは、流動装置の断
面が矩形の経路および空間において底壁および両側壁は
合成材料の滑らかな表面を設け、また上部の境界壁はカ
バー金属板に同様の平滑仕上げを行わなければならない
という欠点がある。

更に、この技術は流体が高圧、高温の場合シール上の問
題からシール手段を追加して設ける必要がある。更にこ
のメータは重量が比較的重くなり、また材料および製造
の費用が多くかかる。

従って、本発明の目的は、動作の精度が高く、簡単かつ
安価な構成のしかもシールの問題点のない振動流式流量
計（メータ）を得るにある。

（問題点を解決するだめの手段） 上述の目的を達成するため本発明振動流式流量計（メー
タ）は、インサートをハウジングとして構成し、前記ハ
ウジングは前記流入口および流出口を除いて封鎖し、ま
たハウジングの全側面を密封外殻により包囲し、前記外
殻から前記接続部を突出させたことを特徴とする。

（作用効果） このように全体として合成材料または金属によりプレス
成型または射出成型したハウジングの流動装置の経路お
よび空間は製造方法に基づいて全面的に滑らかな表面に
することができ、更に材料を適切に選択することによっ
て耐食性のあるものにすることができる。またハウジン
グは閉鎖されるため上述の技術のシール上の問題点はな
くなり、普通に両側の開口を設けることができ、外殻に
接続部を接続することができる。

計量すべき流体に研摩性の混合物が含まれている場合、
流動装置またはハウジングの摩滅する恐れのある領域を
一部分構成または多部分構成のインサートとして金属ま
たはセラミックで形成し、このインサートを合成材料で
形成したハウジングにはめ込む。

合成材料の洩れ特性の悪さ、曲げ強さがなく、もろいセ
ラミックによるハウジングの不利な特徴は、本発明の構
造によって除去できる。即ちハウジングは単にメータの
圧力損失としての小さい圧力を受けるだけであり、この
圧力は装置圧力のほんの一部分に過ぎない。更に両側の
接続部は外殻に設けるため、接続導管からメータに作用
する力は流動装置に対して機械的な圧力、引張力または
曲げ力を加えることがない。

このような課題分担、即ち装置圧力および導管による力
のメータに対する荷重を外殻により吸収し、また外殻に
より包囲した流動装置を流体力学および流体に対する耐
久性を考慮してその製造技術および材料選択を決定する
ことができることによって、振動流式メータは従来のメ
ータよりも寿命が長く、精度が高く、しかもコストが少
なく製造することができる。

更に振動流式メータから、これを温度差測定装置と組み
合わせ、振動数測定装置をコンピュータに接続すること
により「温度計」としても発展させることもでき、この
温度計はアパート構造の異なる区画に設置することがで
きる。

（実施例） 次に図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図示の振動流式流量計、即ちメータは例えば水道メータ
として構成することができる。このメータは、例えばス
テンレス鋼または非金属の材料製の外殻により構成し、
この外殻は、蓋１と同様に形成した部分２とを組み合わ
せ、蓋の端縁領域で例えば溶接により互いに固着して構
成する。この固着は接着剤または他の普通の固着手段を
使用して行うこともできる。

外殻の部分２の両側に接続部３．４を設け、この接続部
により給水設備例えば暖房装置の導管にこのメータを取
付けることができる。接続部３゜４は第１図に示すメー
タにおいて同一軸線上に配列し、従ってメータの取付け
はインラインで行われる。

外殻１，２は部分６，７よりなる合成材料製のハウジン
グを包囲する。これらハウジング部分６゜７は分離面６
ａ、　７ａの領域で接合し、外殻１，２の接続部３．４
の少なくとも一部に対してシールする。第１図の実施例
においては、流入接続部３に○リング８を使用してこの
シールを行い、従って外殻とハウジングとの間に存在す
る空間１ａは単に流出接続部４の近傍のシールしていな
い位置でのみハウジング内の隣接の流路に接続される。

ただし、この場合外殻は給水設備とその周囲との間に防
圧境界部を設けなければならない。このことばメータに
おける圧力損失に同等の圧力がハウジング６．７の壁に
加わるだけとなり、従ってこれら壁を薄く構成すること
ができる点で有利である。

しかし、ハウジング６．７の流動を外殻１．２に対して
完全にシールすることもできること勿論であり、この場
合、ハウジングと外殻との間の０リング８がもたらす効
果と同様に、流出接続部４の領域に他のシールを設ける
。この対策は僅かに加圧させたガス流を計量する場合に
なされる。この場合、外殻１．２に周囲に対する防圧境
界部を設けることは必須ではなく、従って外部から作用
する力を受け、外殻に収納したハウジングを安全に固定
することができるように外殻を取付けるだけでよい。し
かし、この構造の場合、装置圧力全体が加わるハウジン
グ６．７の壁は堅固なものにすべきこと勿論である。

流体は接続部３からメータ内に流入し、接続部に隣接す
る流入室９に達する。次に流出口ＩＯを経て横断面が拡
大した形状の流出室１１に流入し、この流出室１１には
環状の逆流導管１２を設ける。室１１に達する流体流は
堰止体または分流体１５の周囲の経路１３または１４の
いずれか一方を経て流出接続部４に流出する。室１１に
おいて流体流の各位置で差圧を生じ、これにより逆流導
管１２に存在する流体の運動を引き起こし、他の位置に
おける流れを転向させ、従ってこの不安定な状態に基づ
いて流体流は振動することになる。

上述したようにメータを通過する流量は流体流の振動数
を直接または間接的に計測することにより決定すること
ができる。この振動数計測は上述のスウェーデン特許出
願に記載の感熱素子または同様の原理により実施するこ
とができ、図示の実施例の場合環状の逆流導管１２に金
属の球体１６を配置し、この球体を２個の止め部１７間
で流体の作用の下に移動自在に制限する。球体の移動方
向と振動数は環状の逆流導管における流体の流れの方向
とこの流れの方向の変更に左右される。図示しないセン
サにより球体の運動を外部の電磁装置により調べること
ができ、これにより流体流の振動数を割出し、この振動
数に対応の通過流量を換算して割出すことができる。

第１および２−に示すメータは流体または研摩性の混合
物のためのメータを意図するものである。

研摩性混合物を有する流体のメータの好適な実施例を第
３図に線図的に示す。この場合流動装置の摩滅により測
定精度に影響を受ける恐れのある部分をセラミックまた
は他の好適な材料により構成する。一点鎖線による矩形
輪郭で示し、室９の一部、流出口１０、室１１、経路１
３．１４並びに分流体１５を含むセラミックブロック１
８をハウジング部分７の対応の形状の窪みにはめ込んで
固着する。製造技術の理由からまた組立てが簡単なこと
から、セラミックブロック１８は複数個のインサートか
ら構成するとよい。

一体のまたは多部分構成のセラミックブロック１８は特
に研摩性混合物を含む水の場合に考慮され、金属製、例
えばアルミニウム製のブロックはガスを計量するのに好
適である。

第１および２図から明らかなように、流動装置の環状の
逆流導管１２は立体的に下方に彎曲した通路に連続しく
第１図参照）、従って逆流導管の図面の右方部分は軸線
５の下方に存在し、インライン接続を行うための両側の
接続部を同一軸線上に配置することができる。

第４図には、本発明による他の振動流式メータを示し、
この場合流動装置は垂直平面上に配置し、接続部３，４
は同一軸線５上に配置するか、または互いに直角をなす
よう配置することができ、例えば接続部３の代わりに点
線で示した接続部３ａを設けることができる。

第１乃至４図に示す双方の実施例において外殻部分１，
２の各成型により自由空間１９を形成し、この自由空間
には外部から接近することができ、また図示しない蓋に
よって周囲から隔離することもできる。この自由空間に
計算装置、振動数換算装置、バッテリ等を収納すること
ができる。

第５図に本発明による振動流式メータ、の更に他の実施
例を示す。この場合２個の回転対称形状の部分１．２か
らなる外殻の断面を示す。２個の合成材料製の部分６，
７よりなるインサートは前もって先の実施例で説明した
流動装置を構成し、わかりやすくするためこの流動装置
は図示の断面図には示さない。ハウジング６．７は流入
接続部３の周囲でＯ’Ｊング８により外殻部分２に対し
てシールし、計量するすべての流れが流動装置を通過す
ることができるようにする。

この構造において、接続部３，４が存在する中心線５お
よび外殻部分の中心線２１は互いに角度をなすかまたは
直角をなすよう構成する。ねじ２３により外殻部分１に
連結したキャップ２２によって、上述の外部から接近で
きる空間１９に電子機器および計算装置を収納すること
ができる。

第６図には回転対称形状の外殻部分１．２を有する振動
流式メータの更に他の実施例を示す。この場合接続部３
，４の中心軸線と外殻の中心軸線とが同一である。やは
り２個の合成材料の部分６゜７よりなるインサートはす
べての必須の導管と上述のインサート部分とともに流動
装置を構成する。

このインサートは外殻１に対して流入口の部分でシール
し、すべての計量すべき流れが強制的に流動装置を通過
するようにする。しかし、第５図の振動流式メータの場
合、外殻部分１，２相互間は互いに固着することなく、
これら部分は側面の周囲を把持する金属製のリング２６
によって組合せる。外殻の接合領域にシール２７を介在
させることにより溶接することなしに密封連結を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による振動流式メータの第１の実施例
の縦断面図、 第２図は、２個の部分よりなるハウジングの下側部分の
平面図、 第３図は、セラミックまたは金属製のインサートを設け
た第２図と同様の平面図、 第４図は、本発明によるメータの第２の実施例の縦断面
図、 第５図は、本発明によるメータの第３の実施例の縦断面
図、 第６図は、本発明によるメータの第４の実施例の縦断面
図である。 １・・・蓋（外殻）　　　　２・・・外殻部分（外殻）
３．４・・・接続部　　　　６，７・・・ハウジング部
分計・・○リング　　　　　９・・・流入室１０・・・
流出口　　　　　　１１・・・流出室１２・・・逆流導
管　　　　　１３．１４・・・経路１５・・・分流体　
　　　　　１６・・・球体１７・・・止め部　　　　　
　１８・・・セラミックブロック１９・・・自由空間　
　　　　２２・・・キャップ２３・・・ねじ　　　　　
　　２６・・・リング２７・・・シール 特許出願人　　グルンドフォス・インテルナンヨナール
・アー／ニス Ｆｉｇ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、流動装置の流体の案内空間および経路を形成したイ
   ンサートにより構成した流量計であり、前記流動装置の
   注入口および流出口をそれぞれ流量計への流出入のため
   の接続部に接続し、また前記流動装置内に流体の振動流
   を生ぜしめ、流動装置に設けた計量領域で振動数が少な
   くともほぼ流体の流速に比例することから振動数を計測
   して流速を換算により計算して計算装置により通過流量
   を決定する振動流式流量計において、インサート（６、
   ７）をハウジングとして構成し、前記ハウジングは前記
   流入口および流出口を除いて封鎖し、またハウジングの
   全側面を密封外殻（１、２）により包囲し、前記外殻か
   ら前記接続部を突出させたことを特徴とする振動流式流
   量計。 ２、前記外殻はステンレス鋼により構成し、また外殻の
   両側に特に溶接により前記接続部（３、４）を密封連結
   したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の振
   動流式流量計。 ３、前記外殻（１、２）とハウジング（６、７）との間
   の空間（１ａ）をハウジングの流体経路（９〜１４）う
   ちのいずれか一部と接続し、外殻の周囲に防圧境界部を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１または２項
   記載の振動流式流量計。 ４、前記流動装置の一部分を金属または合成材料により
   構成し、この部分を一部分または多部分構成のインサー
   ト（１８）として周囲の合成材料で形成したハウジング
   （６、７）にはめ込んだことを特徴とする特許請求の範
   囲第１乃至３項のうちのいずれか一項に記載の振動流式
   流量計。 ５、前記流動装置（９〜１５）の環状の逆流導管（１２
   ）は立体的に彎曲した通路に連続するものとして構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至４項のうち
   のいずれか一項に記載の振動流式流量計。 ６、外殻（１、２）の一部は外部空間を有するものとし
   て構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至５
   項のうちのいずれか一項に記載の振動流式流量計。 ７、回転対称形状の外殻部分（１、２）の中心軸線（２
   １）を接続部（３、４）の中心軸線（５）に対して約９
   ０°の角度をなす構成としたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１乃至６項のうちのいずれか一項に記載の振動
   流式流量計。 ８、回転対称形状の外殻部分（１、２）の中心軸線（２
   ４）を接続部（３、４）の中心軸線（５）と一致させた
   構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１乃至６
   項のうちのいずれか一項に記載の振動流式流量計。