JPS62289729A - カルマン渦流量計 - Google Patents

カルマン渦流量計

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JPS62289729A
JPS62289729A JP13445586A JP13445586A JPS62289729A JP S62289729 A JPS62289729 A JP S62289729A JP 13445586 A JP13445586 A JP 13445586A JP 13445586 A JP13445586 A JP 13445586A JP S62289729 A JPS62289729 A JP S62289729A
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JP
Japan
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columnar body
karman vortex
downstream
flow
upstream
Prior art date
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Pending
Application number
JP13445586A
Other languages
English (en)
Inventor
Mutsumi Nanun
睦 南雲
Masafumi Machida
町田 雅史
Michihiko Tsuruoka
鶴岡 亨彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Priority to US07/043,044 priority patent/US4782710A/en
Priority to DE19873714344 priority patent/DE3714344A1/de
Priority to GB8710130A priority patent/GB2191581B/en
Publication of JPS62289729A publication Critical patent/JPS62289729A/ja
Priority to GB9000330A priority patent/GB2225638B/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/20Measuring 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
    • G01F1/32Measuring 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
    • G01F1/3209Measuring 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
    • G01F1/3218Measuring 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

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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳キ11な説明 [発明の属する技術分野] 本発明は、流体の流れの中に垂直に挿入される柱状体の
下流に規則的に発生するカルマン渦列の周波シλから、
流体の流速または流量を計測するカルマン渦流は計に関
する。
[従来技術とその問題点] 第6図は従来のカルマン渦流量計の慨I8構成図を示す
。図において1は管路、2はカルマン渦光生1本でおる
一効1の柱状体、4(−1渦検出部である。
この渦検出部4には、上部および下部ハウシング21.
22か設けられ、撮動〒24を保持する。
ところで、第7図に示すように柱状体2は、断面かほぼ
二等辺三角形状に形成された上流柱状体5と、断面かは
ぼ等tli1台形状に形成された下流(↑状体6とから
構成され、流れに垂直に挿入される。
この柱状体2により、両側面近1カに発生するカルマン
渦23の圧力変動が開口部3A、3Bを経て渦検出部4
に導入され検出される。ところで、上流および下流柱状
体5,6は底辺部の長さdl。
d2を等しくして一定の間隔aを隔てて管路1の流れ方
向に対して直角に配置されている。このために、この柱
状体2は流体の圧力損失か少なく、しかも広い測定範囲
に口り直線性を有する良い流量特性が得られる。
しかし、柱状体2には次のような問題点があった。すな
わら、流体の低流速域では、等脚台形状に形成された下
流柱状体6から発生するカルマン渦23か下流柱状体6
から離れるため、渦の間隔か不規則となることが可視化
の結果明らかとなり、このため流速が低流速域から高流
速域に増加するという急激な変化、すなわら過渡的状態
では引続ぎ発生するカルマン渦23の成長か妨げられる
ことが考えられ、流量測定が不安定になる恐れがあった
[発明の目的] 本発明は、上述の点に鑑み、従来技術の問題点を有効に
解決し、脈流等の流速の過渡的変化にもカルマン渦の発
生が安定して追随し、その精度か向上し得ると共に、そ
の構成が簡単で、その製作が容易なカルマン渦流量計を
提供することを目的とする。
[発明の要点] このような目的を達成するために、本発明は、下流柱状
体か、断面にほぼ割円形状の曲面を備えることを特徴と
する。
なお、本発明の一実施態様によれば、下流柱状態は、割
円形状の曲面の高ざhを底辺部の長さdの0.3〜0.
6培程度とし、その半径rを底辺部の長さdの≦0.7
5とする。
ざらに、本発明の他の実施態様によれば、下流柱状体は
、二等辺三角形状の底辺部のエツジに丸みを設ける。
(発明の実施例] 次に、本発明の実施例を図面に基づき、詳細に説明する
第1図は本発明の一実施例の概略構成図を示す。
図において第7図と同一の機能を有する部分には、同一
の符号が付されている。柱状体7は下流柱状体5と下流
柱状体8とからなる。上流柱状体5は断面かほぼ二等辺
三角形状で、下流柱状体8は断面かほぼ割円形状の曲面
に形成される。また、上流および下流f主状体5,8は
、はぼ等しい長さdを有する底辺部9.10が流体の流
れ方向に対して所定の間隔aを保ち、垂直に挿入され、
互いに平行で、流れ方向に対して直角になるように配置
される。
ところで、断面が二等辺三角形状の下流柱状体5の頂角
をα、下流柱状体8の高さをhおよび曲面の半径をrと
するとぎ、次のように各デメンションを泗定することに
より、圧力損失が少なく、かつ安定したカルマン渦23
を発生することが実験の結果から明らかになった。すな
わら、上流柱状体5の頂角αをほぼ90度とする。また
、下流柱状体8の高さhを0.3〜0.6d、半径rを
r≦0.75dとする。なお、上流および下流柱状体5
.8の間隔aは0.2〜0.3d程度とする。
従って、柱状体7により発生するカルマン渦23が、第
7図に示すような下流柱状体8から発生する際の剥離点
が不安定となり、流速が低流速域から急激に変化(増加
)する過渡的状態におけるカルマン渦23の不安定とい
う問題が有効に解決される。
次に、第2図は本発明の伯の実施例の概略構成図を示す
。図において柱状体11の上流柱状体12は底辺部13
のエツジに丸みR力標2けられている。このことは、第
3図に示すように流速が過渡的に変化(増加〉する脈流
か発生する際に、第1図に示す柱状体7においては、割
円状の曲面を有する下部柱状体8からのカルマン渦23
0発生と共に、上流柱状体5の底辺部9のエツジから周
波数の高い小さな渦23Aか発生することが可視化の結
果から確認された。この渦23Aがカルマン渦23の発
生を不安定にするか、本実施例の上流柱状体12では、
底辺部13のエツジの丸みRが渦23Aの発生を弱め、
従って第4図に示すようにカルマン渦23が安定して発
生する。
次に、第5図は流体が脈流を生じている際のカルマン渦
発生の追随状態を示す特性図を示す。図においてVは脈
動振幅△V1または△2にて脈動する流体の流速、Δp
aは第1図に示した本発明による柱状体7の付近に生じ
るカルマン渦に基づく圧力、△pbは第7図に示した従
来装置における柱状体2の付近に生じるカルマン渦に基
づく圧′ 力でおる。しかして、第3図(△)は流体の
脈動振幅△V1の際のそれぞれの圧力ΔPa、△Pbを
示し、一方、第3図(B)は流体の脈動振幅△2(〉△
V1)の際の同様にそれぞれの圧力へPa。
△pbを示す。
第3図(A)によれば、流体の脈動振幅△V1の際に(
よ、本発明による1性状体7の付近に生じるカルマン渦
に基づく圧力△Paおよび従来装置にあける柱状体2の
付近に生じるカルマン渦に基づく圧力△Pbは、共にか
かる脈動振幅に良好に追随して、良好な圧力変動を生じ
ていることが分る。
しかしながら、第3図(B)によれば、流体の脈動振幅
が大ぎくなって△V2(〉△Vl)になると、本発明に
よる柱状体7の付近に生じるカルマン渦に基づく圧力Δ
Paは、かかる脈動振幅△V2に良好に追随して、良好
な圧力変動を生じるか、従来装置における柱状体2の付
近に生じるカルマン渦に基づく圧力△Pbは、一点鎖線
の丸印にて示したように、かかる脈動振幅△V2に追随
しないで、圧力変動か乱れることが実検の結果明らかと
なった。従って、第3図(B)によれば、脈動振幅が大
きくなっても、本発明による柱状体7の場合には、カル
マン渦の発生が安定的に生じることが理解できる。
[発明の効果] 以上に説明するように、本発明は、柱状体を断面かほぼ
二等辺三角形の上流柱状体と、断面かほぼ割円形状の曲
面の下流柱状体とから溝成し、この上流および下流柱状
体の底辺部の長さをほぼ等しくし、しかも平行で所定の
間隔を有し、流れ方向に直角に説け、さらに上流柱状体
の底辺部のエツジに丸みを設けることにより、従来技術
の問題点か有効に解決され、下流柱状体からのカルマン
渦の♀1拙11か早まり、続いて発生するカルマン渦の
生長を妨げないから、流速変化が非常に大ぎい時にも、
これに追随してカルマン渦を発生ざぜることか可能で、
しかもその構成が簡単で、製作が容易で、測定゛情度が
向上する等の効果を有する。
ところで、特公昭54−37511号公報によれば、断
面台形状上民社状体と断面半円形状下流+↑主状体から
なる渦発生体が知られている。ところか、このような渦
発生体の場合、上流柱状体か断面台形状をしているため
に、台形の上底エッチ&[−においては、流れ方向に垂
直な上底で方向を変えられた流れと、本来の流れとか衝
突して乱れを生じ、このために圧力1員失か増加すると
いう問題かおる。
一方、このような公知の渦発生体に比べて本発明にお(
うる渦発生1本では、上流柱状体は断面かほぼ二等辺三
角形に形成されているので、実験の結果、強く安定な渦
が発生され、かつ圧力損失が最も低くなることが判明し
た。しかも、その三角形の頂角か約90度のとき、定常
時および過渡時とも良好な特性が得られることも判明し
ている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図は本発
明の他の実施例の概略構成図、第3図は第1図に示す柱
状体のカルマン渦発生状態図、第4図は第2図に示す柱
状体のカルマン渦発生状態図、第5図は流体か脈流を生
じている際のカルマン渦発生の追随状態を示す持11図
、第6図は従来のカルマン渦流量計の概略構成図、第7
図は第6図の柱状体の概略構成図でおる。 5、″12:上流今主状体、7.11−柱状体、8;下
流柱状体、9.10:底辺部、A:間隔、R:丸み。 特許出願人  富士電機株式会社 +p7”’J 第1 図 ゛) 第3 図 ]

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)流体の流れの中に挿入される柱状体の近傍に発生す
    るカルマン渦列の周波数から、流速または流量を計測す
    るべく前記柱状体を、断面形状がほぼ二等辺三角形状に
    形勢された上流柱状体と下流柱状体とから構成され、前
    記上流柱状体および下流柱状体の底辺部の長さをほぼ等
    しくし、前記底辺部が互いに対向して平行で所定の間隔
    を有し、前記流体の流れ方向に直角に配置してなるカル
    マン渦流量計において、前記下流柱状体は、断面がほぼ
    割円形状の曲面を備えたこことを特徴とするカルマン渦
    流量計。 2)特許請求の範囲第1項に記載のカルマン渦流量計に
    おいて、下流柱状体は、割円形状の曲面の高されを底辺
    部の長さdの0.3〜0.6倍程度とし、その半径rを
    前記底辺部の長さの≦0.75とすることを特徴とする
    カルマン渦流量計。 3)特許請求の範囲第1項または第2項のいずれかに記
    載のカルマン渦流量計おいて、断面かほぼ二等辺三角形
    状に形成された上流柱状体は、その底辺部のエッジに丸
    みを備えたことを特徴とするカルマン渦流量計。
JP13445586A 1986-04-30 1986-06-10 カルマン渦流量計 Pending JPS62289729A (ja)

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JP13445586A JPS62289729A (ja) 1986-06-10 1986-06-10 カルマン渦流量計
US07/043,044 US4782710A (en) 1986-04-30 1987-04-27 Karman vortex flow meter
DE19873714344 DE3714344A1 (de) 1986-04-30 1987-04-29 Karmanwirbel-stroemungsmesser
GB8710130A GB2191581B (en) 1986-04-30 1987-04-29 Karman vortex flow meter
GB9000330A GB2225638B (en) 1986-04-30 1990-01-08 Karman vortex flow meter

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JP13445586A JPS62289729A (ja) 1986-06-10 1986-06-10 カルマン渦流量計

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006015292A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Takasago Thermal Eng Co Ltd 物質拡散装置および空気調和機

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JPS4838867A (ja) * 1971-09-21 1973-06-07
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JPS58184512A (ja) * 1982-04-22 1983-10-28 Fuji Electric Co Ltd カルマン渦流量計

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