JP2709203B2 - フルイディック流量計 - Google Patents

フルイディック流量計

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JP2709203B2
JP2709203B2 JP3109062A JP10906291A JP2709203B2 JP 2709203 B2 JP2709203 B2 JP 2709203B2 JP 3109062 A JP3109062 A JP 3109062A JP 10906291 A JP10906291 A JP 10906291A JP 2709203 B2 JP2709203 B2 JP 2709203B2
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克人 酒井
健 安部
利昭 青木
尚志 一色
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Tokyo Gas Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、噴出ノズルから流路
内に噴出されるガス等の流体の振動現象によって生じる
交番圧力波を検出して流量を検出するフルイディック流
量計に関する。
【0002】
【従来の技術】一般家庭等に設置され、ガスの流量を計
量するフルイディック流量計は、例えば、特開昭63−
313018号公報、特開平1−250725号公報か
ら公知である。
【0003】このフルイディック流量計は、流路の上流
側流路と下流側流路とを区画する隔壁に噴出ノズルが設
けられ、この噴出ノズルから下流側流路に設けられたフ
ルイディック素子に流体を噴出すると、コアンダ効果に
よって噴出流体は、例えば右側の側壁に沿って流れる。
【0004】この右側の側壁に流れた流体の一部は帰還
流体となり、この帰還流体の流体エネルギが噴出流体に
付与され、噴出流体が左側の側壁に沿って流れるように
なり、今度は左側の側壁に流れた流体の一部が帰還流体
となり、この帰還流体の流体エネルギが噴出流体に付与
され、噴出流体が再び右側の側壁に沿って流れるように
なる。
【0005】つまり、噴出ノズルから流路内に噴出され
る流体の振動現象によって交番圧力波が生じる。この交
番圧力波を圧電膜センサによって検出し、この周波数か
ら流量を算出して流体の流量を検出している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フルイディ
ック流量計は、ケース本体の流入口体から流入した流体
が上流側流路を介して噴出ノズルに導かれ、この噴出ノ
ズルから噴出された流体がフルイディック素子に流入す
るが、微小流量域においては流速センサの感度が悪く、
高精度な計測ができない。
【0007】そこで、前記噴出ノズルの内部に複数枚の
仕切り板を設け、上流側流路から下流側流路に向う流体
が噴出ノズルの中央部に集中するのを防止するために仕
切り板によって分流させることが行われている。
【0008】このように噴出ノズルに仕切り板を設ける
と、流速センサの感度をある程度上げられるが、仕切り
板の端部が流体の流通方向に対して直角になっているた
め、流体が仕切り板の端部に当って渦流となり乱れが生
じる。このため、フルイディック素子の発振および器差
性能が悪くなるという問題がある。
【0009】この発明は、前記事情に着目してなされた
もので、その目的とするところは、フルイディック素子
の性能への悪影響を抑制し、微小流量域においても正確
な計量ができるフルイディック流量計を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明は、前記目的を
達成するために、請求項1は、流路を構成する流路本体
に隔壁を設けて上流側流路と下流側流路とを区画し、こ
の隔壁に上流側流路の流体を下流側流路に噴出する噴出
ノズルを設け、この噴出ノズルの内部に複数枚の仕切り
板を前記流路本体の底面と平行に、しかも所定間隔を存
して配設するとともに、噴出ノズルの入口側に位置する
仕切り板の一端部および噴出ノズルの出口側に位置する
仕切り板の他端部に端部に向って漸次薄肉となるテーパ
部を形成したことを特徴とする。
【0011】請求項2は、前記仕切り板の一端部におけ
るテーパ部を、端部に向って漸次噴出ノズルの中央部に
集中傾斜するテーパとし、噴出ノズルを通過する流体を
噴出ノズルの上下に分散させ、仕切り板の他端部におけ
るテーパ部は、端部に向って漸次噴出ノズルの上下部に
分散傾斜するテーパとし、噴出ノズルから噴出する流体
を上下に分散させることを特徴とする。請求項3は、前
記仕切り板のテーパ部は、面取りによって形成された直
線または曲線のテーパであることを特徴とする。
【0012】
【作用】上流側流路から噴出ノズルを介して下流側流路
に向う流体は、噴出ノズルの内部に設けられたテーパ部
を有する仕切り板によって分流される。したがって、噴
出ノズルの上下の壁に近い所は流速が遅れるが、流体を
上下に向けて壁に近い方の流速を速めることにより、噴
出ノズルの全体から均一に噴出し、フルイディック素子
に向うことになり、フルイディック素子の発振および器
差性能を向上させる。
【0013】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
【0014】図3および図4はフルイディック流量計の
全体を示すもので、11はケースである。このケース1
1は矩形箱状のケース本体12と、このケース本体12
の開口部を閉塞する蓋体13とから構成されている。
【0015】ケース本体12の上部にはガス流入口体1
4が設けられ、下部にはガス流出口体15が設けられて
いる。ケース11の内部における下部には後述するフル
イディック素子17が設置され、上部には遮断弁18が
設置されている。
【0016】前記フルイディック素子17について説明
すると、19はダイキャスト等によって形成された流路
本体であり、この流路本体19の開口部をパッキング2
0を介して蓋体21によって閉塞することにより、流路
22が構成されている。この流路22は隔壁23によっ
て区画され、上流側流路24は前記ガス流入口体14に
連通し、下流側流路25は前記ガス流出口体15に連通
している。
【0017】上流側流路24の途中には弁座26が設け
られ、この弁座26には前記遮断弁18の弁体27が対
向している。すなわち、感震器等が異常を感知したと
き、遮断弁18によって流路22を遮断することができ
るように構成されている。
【0018】前記流路本体19の隔壁23には噴出ノズ
ル28が設けられている。この噴出ノズル28は流路本
体19の深さ方向全体に亘って開口するスリット状で、
その長手方向の開口両側縁には上流側流路24に突出す
る突出部28a,28bを有し、ノズル通路長を延長さ
せている。
【0019】この噴出ノズル28の内部には図1および
図2に示すように、複数枚の仕切り板29が設けられて
いる。これら仕切り板29は流路本体19の底面に対し
て平行で、しかも等間隔に配設されている。すなわち、
流路本体19を底面を下部、蓋体21を上部とすると、
複数枚の仕切り板29は上下方向に等間隔に配設されて
いる。
【0020】仕切り板29は噴出ノズル28の内面形状
に沿って噴出ノズル28の入口側が幅広で、出口側が狭
幅に形成されている。そして、複数枚の仕切り板29の
うち、中央の1枚の仕切り板29における噴出ノズル2
8の入口側に位置する端部は、両面面取りによって端部
に向って漸次薄肉となるテーパ部30aが形成されてい
る。
【0021】また、前記中央の仕切り板29の上部に配
設された仕切り板29の噴出ノズル28の入口側に位置
する端部は、上面側を片面面取りすることによって端部
に向って漸次薄肉となるテーパ部30bが形成され、下
部に配設された仕切り板29の噴出ノズル28の入口側
に位置する端部は、下面側を片面面取りすることによっ
て端部に向って漸次薄肉となるテーパ部30cが形成さ
れている。
【0022】さらに、前記中央の1枚の仕切り板29に
おける噴出ノズル28の出口側に位置する端部は、両面
面取りによって端部に向って漸次薄肉となるテーパ部3
1aが形成されている。
【0023】前記中央の仕切り板29の上部に配設され
た仕切り板29の噴出ノズル28の出口側に位置する端
部は、下面側を片面面取りすることよって端部に向って
漸次薄肉となるテーパ部31bが形成され、下部に配設
された仕切り板29の噴出ノズル28の出口側に位置す
る端部は、上面側を片面面取りすることよって端部に向
って漸次薄肉となるテーパ部31cが形成されている。
しかも、最上部と最下部の仕切り板29は噴出ノズル2
8の出口側に延長しており、他の仕切り板29よりも長
さが長く形成されている。
【0024】また、前記噴出ノズル28の出口側に対向
する下流側流路25には流体の流動方向切換安定化を図
るための第1のターゲット33が設けられている。この
第1のターゲット33を挟んで両側には側壁34a,3
4bが対称的に設けられている。
【0025】さらに、前記第1のターゲット33より下
流側に位置する中央部には第2のターゲット35が設け
られ、さらに下流側には下流側流路25の幅方向に延長
するリターン壁36が設けられている。そして、前記側
壁34a,34bの外側に帰還流路37a,37bが形
成され、リターン壁36の両端外側に排出通路38a,
38bが設けられている。
【0026】したがって、下流側流路25に噴出された
流体はコアンダ効果によって、例えば右側の側壁34a
の内側に沿って流れる。この右側の側壁34aに流れた
流体の大部分は排出通路38aに向かうが、一部は帰還
流体となり、帰還通路37aに向かう。
【0027】この帰還流体の流体エネルギが噴出流体に
付与され、噴出流体が左側の側壁34bの内側に沿って
流れるようになり、今度は左側の側壁34bに流れた流
体の一部が帰還流体となり、この帰還流体の流体エネル
ギが噴出流体に付与され、噴出流体が再び右側の側壁3
4aの内側に沿って流れるようになる。つまり、噴出ノ
ズル28から下流側流路25内に噴出される流体の振動
現象によって交番圧力波が生じるように構成されてい
る。
【0028】さらに、前記噴出ノズル28に対応する前
記流路本体19の底部には流速センサ40および圧電膜
センサ41が設けられている。流速センサ40は、セン
サ本体42と、検出部43とからなり、センサ本体42
を前記流路本体19の底部に固定し、検出部43を噴出
ノズル28に臨ませている。
【0029】すなわち、流速センサ40は、微小流量域
の計測を行うために、流路が狭められて流速が最も速く
なる位置に設置されている。また、前記圧電膜センサ4
1は大流量域の計測を行うためのもので、センサ本体4
4と、圧力波導入部45とからなり、センサ本体44を
前記流路本体19の底部に固定し、圧力波導入部45は
前記噴出ノズル28の出口側で、振動現象によって交番
圧力波の生ずる位置に開口する一対の圧力波導入口4
6,46に連通している。
【0030】したがって、噴出ノズル28から下流側流
路25内に噴出される流体の振動現象によって生じる交
番圧力波、つまり噴出ノズル28からの噴流の流動方向
の変化に起因する圧力変化は圧力波導入口46,46を
介して圧電膜センサ41によって検出される。流速セン
サ40および圧電膜センサ41からの波形信号はその周
波数から流体流量を算出して流量表示窓に表示される。
【0031】なお、前記一実施例においては、複数枚の
仕切り板のうち、中央部の仕切り板と上下の仕切り板の
テーパ部の形状を変えて流体を分散するようにしたが、
すべての仕切り板を同一形状のテーパ部に形成してもよ
く、そのテーパ部の形状を上下同一に傾斜するテーパに
してもよい。さらに、前記一実施例においては、テーパ
部を直線的な面取り加工によって形成したが、曲線的な
面取り加工であってもよい。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の請求項
1によれば、噴出ノズルの内部に複数枚の仕切り板を所
定間隔を存して配設するとともに、噴出ノズルの入口側
に位置する仕切り板の一端部および噴出ノズルの出口側
に位置する仕切り板の他端部に端部に向って漸次薄肉と
なるテーパ部を形成したことを特徴とする。したがっ
て、流体の乱れを防止でき、流体の流れが安定してフル
イディック素子の性能の向上を図ることができるという
効果がある。
【0033】請求項2によれば、仕切り板の一端部にお
けるテーパ部を、端部に向って漸次噴出ノズルの中央部
に集中傾斜するテーパとし、噴出ノズルを通過する流体
を噴出ノズルの上下に分散させ、仕切り板の他端部にお
けるテーパ部は、端部に向って漸次噴出ノズルの上下部
に分散傾斜するテーパとし、噴出ノズルから噴出する流
体を上下に分散させることを特徴とする。したがって、
流体がテーパに沿って流れて安定するためフルイディッ
ク素子の性能を一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すフルイディック流量
計の噴出ノズルを示す分解斜視図。
【図2】同実施例の噴出ノズルの縦断側面図。
【図3】同実施例のフルイディック流量計の内部構造を
示す正面図。
【図4】同実施例のフルイディック流量計の一部切欠し
た側面図。
【符号の説明】
17…フルイディック素子、19…流路本体、22…流
路、23…隔壁、24…上流側流路、25…下流側流
路、28…噴出ノズル、29……仕切板、30a〜30
c…テーパ部、31a〜31c…テーパ部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一色 尚志 東京都板橋区志村1丁目2番3号 株式 会社金門製作所内 (56)参考文献 特開 平4−175612(JP,A) 実開 平1−58118(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流路を構成する流路本体に隔壁を設けて
    上流側流路と下流側流路とを区画し、この隔壁に上流側
    流路の流体を下流側流路に噴出する噴出ノズルを設け、
    下流側流路にフルイディック素子を設けたフルイディッ
    ク流量計において、前記噴出ノズルの内部に複数枚の仕
    切り板を前記流路本体の底面と平行に、しかも所定間隔
    を存して配設するとともに、噴出ノズルの入口側に位置
    する仕切り板の一端部および噴出ノズルの出口側に位置
    する仕切り板の他端部に端部に向って漸次薄肉となるテ
    ーパ部を形成したことを特徴とするフルイディック流量
    計。
  2. 【請求項2】 前記仕切り板の一端部におけるテーパ部
    は、端部に向って漸次噴出ノズルの中央部に集中傾斜す
    るテーパで、噴出ノズルを通過する流体を噴出ノズルの
    上下に分散させ、仕切り板の他端部におけるテーパ部
    は、端部に向って漸次噴出ノズルの上下部に分散傾斜す
    るテーパで、噴出ノズルから噴出する流体を上下に分散
    させることを特徴とする請求項1記載のフルイディック
    流量計。
  3. 【請求項3】 前記仕切り板のテーパ部は、面取りによ
    って形成された直線または曲線のテーパであることを特
    徴とする請求項1または2記載のフルイディック流量
    計。
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JP4424936B2 (ja) * 2003-07-28 2010-03-03 パナソニック株式会社 流路における流量均一化構造および流量計測装置

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