JPS6333085B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 渦流量計はカルマン渦の発生周波数が流速に比
例することを利用した流量計であり、流量をデジ
タル計量する簡易な流量計であることから近年広
範囲な流量計測に利用されていることは衆知であ
る。

信頼性の高い渦信号は渦が安定して発生するこ
とが前提であり、従来安定な渦を発生する条件な
らびに渦発生体の形状等について多くの提案がな
された。渦の検出手段についても同様である。渦
の検出方法には渦発生にともなう速度変化、即ち
流体振動を求めるものと、渦列間の差圧または、
この差圧にもとずく力を求めるものとがある。流
量計としては流量計測範囲が広いことを要求され
るが、このため一般的には小流域における測定を
可能とする高感度な検出方法が要求される。しか
し高感度にすることは、前者では流量停止時にお
ける被測定流体のゆらぎをも検出するし、後者で
力変換する方法をとる場合、配管振動などの外乱
を検出する欠点を有する。これに対して渦差圧で
摺動自在に運動する受圧板の変位を検出する方法
は受圧板の慣性と、流体に対する制動作用のため
前記検出手段による欠点が除かれるため、検出感
度をあげることができＳ／Ｎ比の高い広範囲の流
量測定を可能とするものである。しかしこの方法
においても流体の性状によつては、この長所も失
うことがある。例えば粘着性の微粒子が含む流体
などの場合とか、水分のある蒸気などの場合は受
圧板の付着力の分だけ感度が低下することとな
る。本発明はこの欠点を除くため、バネ力を受圧
板に付加することにより受圧板が付着することを
防止し小流における感度の低下をもたらすことな
く、全域に亘つて安定した信号を検出することを
目的とするものである。以下図によつて詳細な説
明を行なう。第１図は本願が適用される流量計の
概略説明図であり第２図は第１図におけるAA断
面図 第３図は第１図における本願関連の要部説明図 第４図、第５図、第６図、第７図は本願に適用
されるバネであり、それぞれイは平面図、ロはそ
れぞれBB、CC，DD，EE矢視断面図をしめす。
まず第１図の１は本体、２は渦発生体であり第２
図に１例として三角断面形状の場合をしめす。

渦発生体には圧力導入口３，４が穿口されてお
り、流れが矢指Ｘの方向に流れる場合、上記圧力
導入口３，４間に渦発生に伴なう変動差圧が発生
する。この変動差圧は受圧室９内の底面に固着さ
れているデスクアセンブリ５内に配設されている
受圧板１０を駆動する。第３図に詳細をしめす。
即ち変動差圧の一方は圧力導圧孔３を通つてデス
クアセンブリ５内に所定間隔６，７間に摺動自在
に収納されている中央凸状をなす磁性円板の受圧
板１０の下面に加えられる。変動差圧の他の導入
孔４からの圧力はデスクアセンブリを介して受圧
室９を経て受圧板１０の上面に加えられる。従つ
て流体がＸ方向に流れているとき、渦周波数と等
しい変動差圧により受圧円板１０は上下方向に運
動する。この運動は受圧円板１０の上方に流体と
隔離されて設置してある検出器８で検出する。検
出器は受圧板の位置の変化を検出できるものであ
れば何でもよいが、この場合はリラクタンスの変
化を電気信号に変換している。この方法は、検出
器内部に永久磁石を内蔵しており、これの磁束が
磁性体である受圧板の運動に従つて生ずるリラク
タンスの変化をコイルで検出するもので、受圧板
は上記磁石により常に吸引されているため、検出
器との距離を適当に選択することにより受圧板の
自重と平衡させることができる長所がある。即ち
受圧板の運動を阻害するものは流体の粘性力と受
圧板の慣性、そして受圧板１０の運動を拘速する
アセンブリ内壁面６，７間に発生する付着力、摩
擦力等である。このなかで付着力は流体の性状に
より異なり、種類によつては無視できなくなる。
例へば付着性の高い微粒子を含む流体とか、湿り
蒸気の気温低下による凝結などであり、この場合
付着力相当分の感度が低下する。即ち流量範囲が
狭くなるという問題点がある。本発明は叙上の欠
点を除くためになされたものである。即ち受圧板
１０の付着する原因は受圧板１０はアセンブリ内
壁面６か７に接触している状態が安定条件だか
ら、この条件をなくし 受圧板１０の静止位置を上記壁面に接しない位
置になるような拘束条件をつくることであり、そ
の方法として、受圧板１０と両壁面６，７との間
にバネを置いて、このバネの反力以内の付着力に
は影響を受けないようにしたものである。このよ
うな目的を満足するバネは第３図１１，１２にし
めすようにバネの一方の端面がデスクチヤンバ内
壁面に他の端面が受圧板１０に接していることで
ある。上記のごとく、バネには付着力に打勝つ反
力が必要であるが、流量範囲を規定する小流域で
の感度を高めるためにはバネ力が大きい程不利と
なる。従つてバネ定数の大きさの選定も多様なも
のがある。第４図乃至第７図はその実施例をしめ
すものである。第４図イは平面図でありBB断面
をロにしめす如き円筒コイルバネである。これは
第３図の１１，１２にしめすように円筒コイルバ
ネと受圧板の中心がほぼ一致し、上記円筒コイル
バネの直径よりわずかに小さくしてあり、このバ
ネにより受圧板１０がデスクチヤンバ壁面６，７
のほぼ中間に位置しており壁面に付着することは
ない。第５図の実施例ではバネ定数の小さいバネ
を得る板バネである。第４図にしめす円筒コイル
バネではバネ定数を小さくするためにはバネ材線
径の小さいものを必要とするが、一方受圧板の拘
束位置が不安定になる欠点があり、第５図はこの
欠点を補うものである。イは平面図でありロは
CC断面矢視側面図である。これは受圧板の直径
とほぼ等しい直径をもつ穴あき円板の外周より中
心に向つて所定長さの切欠きを複数個設け、この
切欠き端より同心的に任意角を切欠くことにより
得られる複数の円周上に配置された板バネを形成
するものでバネ定数の小さいバネをデスクチヤン
バの小さい空間に配設できる特徴をもつ。第６図
は受圧板の直径とほぼ等しい直径の皿バネであ
り、バネ定数の大きいバネを必要とするときに用
いられるものである。このようなバネの効果をも
つものとしてＯリングもあり、第６図と同様な使
用目的に使用できる。第７図は非線形バネであり
各々異つた自由長をもち、それぞれ異つたバネ定
数のバネを複合したバネである。このような非線
形バネは渦の変動差圧が流量の自乗に比例するこ
とにより必然的に大きくなる大流量時の変動圧を
吸収するものである。この説明では２個のバネの
組合せの図示によるものであるが、本発明の目的
から任意数のバネの複合による非線形バネを用い
てもよいことは勿論である。

以上の如く本発明においては渦変動差圧によつ
て駆動される受圧板のもつている特徴である流量
の小さいときに生ずる非定常流れによる雑音とか
配管振動等の外部振動による雑音とかの影響を受
けにくい安定した渦検出方法の欠点であつた、流
体中に含まれる受圧板の付着要素の影響を取除く
ためデスクチヤンバ内の受圧板の上下周辺をバネ
を介して保持することを行つた結果受圧板の特徴
を生かし、更に付着による不安定要素を取除いた
結果、計測流体の適用範囲を拡大するとともに、
長期安定した渦流量計を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本案にかかる渦検出器の配置とこの渦
検出器を作動させる渦流量計の全体構成図。第２
図は第１図のAA断面図。第３図は本発明にかか
る渦検出器の作動をしめす詳細図。第４図は本発
明にかかる渦検出器のデスクチヤンバ内に配設す
るバネ１１，１２の詳細図、イは平面図、ロは
BB断面図。第５図はバネ１１，１２の他の実施
例になるバネ、イは平面図、ロはCC断面図。第
６図はバネ１１，１２の他の実施例になる皿バ
ネ、イは平面図、ロはDD断面図。第７図はバネ
１１，１２の他の実施例における非線形複合バ
ネ、イは平面図、ロはEE断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被測定流体管路内に流れに対向して配設され
   た渦発生体による渦変動差圧を各々受圧室の上下
   に導入するとともに、上記受圧室内に、この受圧
   室を二分し、かつ、所定間隔を摺動自在に運動で
   きる受圧板を配設したデスクアセンブリを収納
   し、受圧板の渦による変動を流体外に設置された
   検出器により検出して流量を求める渦流量計にお
   いて、上記デスクアセンブリ内の受圧板の上下周
   辺を上記所定間隔内に収納されたバネにより保持
   するようにしたことを特徴とする渦流量計におけ
   る渦検出器。 ２ バネは前記受圧板の中心がほぼ一致し、かつ
   その直径が前記受圧板の直径よりわずかに小さい
   円筒コイルバネであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の渦流量計における渦検出器。 ３ バネは前記受圧板の直径とほぼ等しい直径を
   もつ穴あき円板の外周より中心に向かう任意長さ
   の切り欠きを複数箇設け、この切欠き端より同心
   的に任意角を切欠くことにより得られる複数の円
   周上に配置された板バネであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の渦流量計における渦
   検出器。 ４ バネは前記受圧板の直径とほぼ等しい直径の
   皿バネであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の渦流量計における渦検出器。 ５ バネに替えて前記受圧板の直径よりわずかに
   小さいＯリングで前記受圧板を保持させたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の渦流量計
   における渦検出器。 ６ バネは所定間隔よりも小さい、異なつた自由
   長とバネ定数のバネを複数個組み合わせることに
   より得られる非線形バネであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の渦流量計における渦
   検出器。