(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流れ方向に沿うように偏平な略矩形形状のパイプであって、開口部両端が閉塞され、少なくともその片側の閉塞壁に圧力取出口を設け、流体の流れ方向の前後の何れかに位置する片側壁を断面円弧状にして、この断面円弧状にした片側壁に複数の圧力測定孔を穿設して流体圧力検知体を構成し、２つの流体圧力検知体を、それぞれの圧力測定孔が相反する向きとなるよう背中合わせに間隔をおき僅かな空間部をおいて配置して、流れの上流側に位置する圧力測定孔を全圧測定孔とし、圧力取出口が全圧取出口となる全圧測定検知体とし、下流側に位置する圧力測定孔を静圧測定孔とし、圧力取出口が静圧取出口となる静圧測定検知体とし、全圧測定検知体と静圧測定検知体とにより差圧検知体としてあることを特徴とする流体圧力検知装置。
【請求項２】
上記間隔をおき僅かな空間部をおいて配置した全圧測定検知体と静圧測定検知体とからなる差圧検知体を複数本平行して間隔配置し、それぞれの全圧取出口同士及び静圧取出口同士を連通管によって連通させてある上記請求項１に記載の流体圧力検知装置。
【請求項３】
上記間隔をおき僅かな空間部をおいて配置した全圧測定検知体と静圧測定検知体とからなる差圧検知体の複数本を、中空体からなるセンサーソケットを中心として放射状に複数連結し、全圧測定検知体の全圧同士及び静圧測定検知体の静圧同士をセンサーソケット内で平均化するように連通し、それぞれ１つの全圧測定検知体及び静圧測定検知体のセンサーソケット側と反対側より圧力取出管を各々の測定検知体内部を貫通するように連結し、各々の圧力取出管の内端が上記センサーソケット内に開口させてある上記請求項１に記載の流体圧力検知装置。
【請求項４】
上記センサーソケットを中心に放射状に複数連結した差圧検知体を流体の流れ方向に直交した異断面に複数段設け、上流側と下流側の前記複数連結の差圧検知体とが、流体の流れ方向で上流側と下流側で重ならない位置に配備した上記請求項３に記載の流体圧力検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、管路中を流れる流体の圧力（全圧及び静圧）を検出する流体圧力検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円管状の全圧測定管と同じく円管状の静圧測定管を平行に連結し、全圧測定管の上流側端に複数の全圧測定孔を、また静圧測定管の下流側端に複数の静圧測定孔を穿設した流体圧力検知装置は、例えば特開平３−２２０４２１号公報、実開昭６０−１３５６６６号公報により公知である。
円管状の測定管を組合せた流体圧力検知装置では、圧力検知部自身に流れを整流する能力は乏しく、安定して圧力を検知することが困難であり、特に偏流下での測定においては、検知圧力に誤差を生じ易い。そのため、偏流の少ない狭条件下の用途に限定される。また、安定した渦を発生させる目的で設けられた突起物のある圧力検知装置にあっては、その突起物下流に安定した渦が広い流速域で発生し、風速変化によらず一定の圧力係数を得られるが、実用上の流速域において、突起物の有無に係わらず一定の圧力係数を保つことが実証されている。また、突起物があることにより流体のエネルギー損失（圧力損失）が大きくなってしまうという問題点を有している。
さらに、エネルギー損失が大きくなることによって流体の搬送動力を高めることから、送風機等の装置の大型化やランニングコストの増大という省エネに反するという問題点も有している。
また、圧力検知体の取付部の長さが、流体の流れ方向に対して短いため、流路壁への取付け寸法上、公差を厳密にし、流れに平行にしなければ圧力検知体に迎え角を生ずるような取付け時の曲がりにより、検出圧力の誤差が大きくなるという問題点が生じてしまう。
【０００３】
この種の流体圧力検知装置では、全圧及び静圧測定位置で、極力流れが整流化されることが望ましい。
この意味から流体圧力検知装置そのものを偏平なものとした装置が、出願人自身によって既に開発され、提供されている（特公平１−２６０１０号公報）。
しかし、この偏平な公知の装置は、偏平な中空体の内部に、この中空体の上流側と下流側の２つの室に区画する仕切部材を流れ方向に直角の方向に固設する構造にし、真の静圧を検知するため、静圧検知孔を流れと直角方向に開孔し、その下流に突起物を設けてある。
その結果、この公知の装置では、流れ方向により検知体の取付方向が限られ、また構造が複雑であるため、検知体の材質も限定され、限られた用途での使用となってしまうという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来装置の問題点から、装置自身が流体の整流効果を発揮し、偏流下においても検知圧力に誤差が生じにくく、しかも生産工程を簡略化し、生産コストの低減化ができ、さらに巾広い用途に対応できる新規な流体圧力検知装置の出現が望まれていた。
そこで出願人は、この点に鑑み、流れ方向により検知体の取付方向が限られず、生産工程を簡略化し、生産コストを低減化し、さらに巾広い用途に対応でき、しかも装置自身が整流効果を発揮するよう偏平な検知体とし、検知体自身のエネルギー損失を低減し、かつ、装置の大型化やランニングコストの低減化をなし得ると共に、流れ方向により検知体の取付方向が限定されない新規な流体圧力検知装置を開発し、同時に提案した。
【０００５】
上記偏平な圧力検知体が流体の流れ方向に沿うように配置されている場合は、自身による整流効果により安定した計測が得られるが、その偏平な検知体が流体の流れ方向に対して、例えば差圧検知体をケーシングに取付けた際に流体の流れ方向と平行に取付けられていない場合や、圧力検知体が流体の流れ方向に沿った配置の場合でも、圧力検知装置の上流側に偏流が発生するようなエルボやチャンバー等の曲がり管や分岐管が取付けられ検知体と流れが平行とならない場合のような迎え角を生ずるように偏角して配置された場合には、流体の圧力を正確に検出することは困難である。つまり、流体の流れ方向と圧力検知体の相対的角度θ（図１３図示）とその状態での検出圧力は、圧力検知体の形状と相対的角度θによって決まり、ヨー特性として表される。よって、流体の圧力を検出する流れの状態が偏流であったり、圧力検知体が流れに沿っていない場合には、迎え角でのヨー特性の基準値に対する誤差率が大きくなるという問題点がある。
本発明はこの問題点に鑑み、生産工程を簡略化し、生産コストを低減化し、流れ方向により検知体の取付方向が限られず、しかも装置自身が整流効果を発揮し、検知体自身のエネルギー損失を低減し、かつ装置の大型化やランニングコストの低減化をなし得ることは勿論のこと、ヨー特性の基準値に対する誤差率を小さくすることができる新規な流体圧力検知装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明流体圧力検知装置は、流体の流れ方向に沿うように偏平な略矩形形状のパイプであって、開口部両端が閉塞され、少なくともその片側の閉塞壁に圧力取出口を設け、流体の流れ方向の前後の何れかに位置する片側壁を断面円弧状にして、この断面円弧状にした片側壁に複数の圧力測定孔を穿設して流体圧力検知体を構成し、２つの流体圧力検知体を、それぞれの圧力測定孔が相反する向きとなるよう背中合わせに間隔をおき僅かな空間部をおいて配置して、流れの上流側に位置する圧力測定孔を全圧測定孔とし、圧力取出口が全圧取出口となる全圧測定検知体とし、下流側に位置する圧力測定孔を静圧測定孔とし、圧力取出口が静圧取出口となる静圧測定検知体とし、全圧測定検知体と静圧測定検知体とにより差圧検知体としてあることを特徴とする。
【０００７】
さらに、上記間隔をおき僅かな空間部をおいて配置した全圧測定検知体と静圧測定検知体とからなる差圧検知体を複数本平行して間隔配置し、それぞれの全圧取出口同士及び静圧取出口同士を連通管によって連通させてあるとよい。
また、上記間隔をおき僅かな空間部をおいて配置した全圧測定検知体と静圧測定検知体とからなる差圧検知体の複数本を、中空体からなるセンサーソケットを中心として放射状に複数連結し、全圧測定検知体の全圧同士及び静圧測定検知体の静圧同士をセンサーソケット内で平均化するように連通し、それぞれ１つの全圧測定検知体及び静圧測定検知体のセンサーソケット側と反対側より圧力取出管を各々の測定検知体内部を貫通するように連結し、各々の圧力取出管の内端が上記センサーソケット内に開口させてあると好ましい。
さらに、上記センサーソケットを中心に放射状に複数連結した差圧検知体を流体の流れ方向に直交した異断面に複数段設け、上流側と下流側の前記複数連結の差圧検知体とが、流体の流れ方向で上流側と下流側で重ならない位置に配備すると効果的である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。
図１乃至図３に本発明装置の基本構造が示してある。図中１，１が流体圧力検知体で、流体の流れ方向に沿うように偏平な略矩形形状のパイプからなる中空六面体であり、この中空六面体を水平においた状態での平板な上壁２及び下壁３と左右閉塞壁４，４と流体の流れ方向の前後の何れかに位置する前後壁５，５とによって形成されている。上記左右閉塞壁４，４の何れか片側の閉塞壁４に圧力取出口６を設け、前後壁５，５の何れか片側壁５に複数の圧力測定孔７を穿設してある。
このように構成した流体圧力検知体１が本発明装置を構成する基本体である。この基本体の加工工法はどのような方法でもよいが、例えば、ステンレス円管（引抜パイプ）をプレス加工することによって略矩形形状パイプとし、両側端にキャップ状の閉塞壁を固定するか、または、鋳造品等のキャップをシール材と共に圧入することにより簡単な工法によって得られる。
【０００９】
本発明装置は、上記基本体である偏平な流体圧力検知体の一対を間隔をおき僅かな空間部８をおいて配置することにより簡単に得られる。即ち２つの流体圧力検知体を、それぞれの圧力取出口６，６を同じ方向に位置付けて、それぞれの圧力測定孔７，７が相反する向きになるように背中合わせに空間部８をおいて配置し、差圧検知体とする。これによって流れの上流側に位置する圧力測定孔が全圧測定孔となる全圧測定検知体とし、下流側に位置する圧力測定孔が静圧測定孔となる静圧測定検知体とする。
これは、基本の差圧検知体が対称な構造のため、差圧検知体自身に風上、風下側がないことから流路等への組付け時に差圧検知体の取付け方向の間違いを生ずることがない。
【００１０】
図４乃至図６に別の実施例が示してある。この実施例は、その構造が図１乃至図３に示したものとほとんど変わらず、変わっているところは、圧力測定孔を穿設してある片側壁５を断面円弧状にし、流体エネルギーの損失（圧力損失）を低減してあることである。従って図４乃至図６に示した実施例に付した符号の部材は、図１乃至図３に示した実施例に付した符号の部材と同一のものとした。
【００１１】
上記した本発明流体圧力検知装置は、圧力検知体が偏平な外形であるから、この装置自体が整流作用をなし、流体の流れの向きを整える作用がある。そして静圧測定孔が最下流端に位置することから、流体圧力検知体自体がつくる渦流によって真の静圧よりも低めの見掛静圧となるため、全圧と見掛静圧との差圧（見掛動圧）が真の動圧より大きくなることから、特に動圧の小さくなる低風速域では、真の動圧を検出する装置に比し、圧力表示器の圧力の読み取り誤差率を小さく見積もることができ、さらに、上記自己整流作用と相まって計測精度の向上が期待できる。また、圧力検知体が偏平な断面形状であり、偏平な両端部でケーシングに固定するため、圧力検知体の取付け後の傾きを従来のものより小さくすることができた。
【００１２】
本発明装置では、全圧測定検知体と静圧測定検知体との間に僅かに空間部８をおいて配置したことにより、流体の流れ方向と差圧検知体とに相対角度の生ずる流れに於いても、指向性の低い優れたヨー特性を得ることができ、迎え角でのヨー特性の基本値に対する誤差率を小さくすることができた。
実験して得た結果を表として表示し、これを図１２に示す。この実験では、既に実用化されている特公平１−２６０１０号公報に示したものと同じ構造の装置（Ａ装置という）と、同時に開発した偏平な装置で空間部がなく２つの流体圧力検知体１，１を背中合わせに連結した装置（Ｂ装置という）及び本発明装置とを対比したものである。これによると迎え角０度〜１８度の間で好結果を得た。
この実験に使用した実施例は次の通りである。
厚み１０ｍｍ，幅３０ｍｍ，長さ２００ｍｍの流体圧力検知体であって、圧力測定孔７，７を穿設してある片側壁を断面円弧状にしてある図６に示した実施例を背中合わせに連結した上記Ｂ装置と、同じ寸法のものを使用して流体圧力検知体間を２ｍｍの空間を介して配置した本発明装置を使用し、２００ｍｍ×３００ｍｍのダクト内に配置し、風速毎秒１１ｍの状態でテストした。
【００１３】
図７及び図８に、本発明流体圧力検知装置を角型の風量計に整流器と組合せた状態で使用した実施例を示してある。角型の風量計では、角型のダクトに連結するため、そのケーシング１０が角型である。従って本発明流体圧力検知装置１は、その複数本が平行に配置されている。この種複数本の流体圧力検知装置は、ケーシング１０内の整流器１１の下流に取付けられる。整流器はメッシュ構造でもハニカム構造でもよいし、さらには平板間にコルゲート形状の波板を交互に積層構造にしたものを連接したハニカム構造に近似する構造のものであってもよい。
【００１４】
図８に本発明流体圧力検知装置１の詳細と、風量計のケーシング１０への取付けの詳細が示してある。この実施例ではキャップ状の鋳造品等による左右閉塞壁４，４を流体圧力検知体の左右開放部に嵌め込み型に構成してあり、シール材ならびに接着材を使用して極力溶接加工を少なくし、作業工程を省力化している。それぞれの圧力取出口６は、ケーシング１０から外に突出させてあり、このケーシングに左右閉塞壁４をビス止めして圧力検知体を固定してある。
【００１５】
複数の流体圧力検知装置の圧力取出口６を１本の連通管１２によって連通し、平均全圧又は平均静圧を平均圧力取出口１８から取り出すようにしてある。
また、この連通管１２の取付けも図８に示すようにカバー体１３を被せ、このカバー体１３と一体的にして左右閉塞壁４をビス１４によって取り付けるようにしてある。
【００１６】
図９に本発明流体圧力検知装置を丸型の風量計に使用した実施例を示してある。丸型の風量計では、丸型のダクトに連結するため、そのケーシング１０が丸型である。従って本発明流体圧力検知装置の実施例は、図９〜１１に示すとおり、十字状に組み合わされている。この流体圧力検知装置は、ケーシング１０内の整流器１１の下流に取付けられる。
【００１７】
図示実施例では、４本の差圧検知体を中空体からなるセンサーソケット１５に、このソケットを中心として放射状に連結してある。それぞれの全圧測定検知体同士及び静圧測定検知体同士をセンサーソケット１５の中空部１６を介して連通してある。４つの全圧測定検知体あるいは４つの静圧測定検知体のうちの１つの測定検知体の全圧取出口６及び静圧取出口６に、測定検知体のセンサーソケットと反対側から内部を貫通させて圧力取出管１７を連結し、その内端をセンサーソケット１５内に開口させ、４つの差圧検知体の平均全圧又は平均静圧を取り出すようにしてある。
【００１８】
図面には示してないが、上記センサーソケットを中心に放射状に複数連結した差圧検知体を流体の流れ方向に直交した異断面に複数段設け、上流側と下流側の前記複数連結の差圧検知体とが、流体の流れ方向で上流側と下流側で重ならない位置に配備することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明流体圧力検知装置は、断面円弧状にした片側壁に複数の圧力測定孔を穿設した偏平な略矩形形状の中空体からなる流体圧力検知体を背中合わせに間隔をおき僅かな空間部を配置して構成したから、全体として偏平な形状となり、装置自体が整流効果を発揮し、検知体自身のエネルギー損失（圧力損失）を低減し、かつ装置の大型化やランニングコストの低減化をなし得ることができた。また、上記形状により偏流下においても検出圧力に誤差の生じにくい形状とできた。
また、上記構成によって構造をシンプルとし検知体自身に風上、風下がなく、何れの取付け方向でもよく、取付けの際に間違いが生じないばかりでなく、生産工程を簡略化し、生産コストの低減化を図ることができる効果を有する。
さらに上記した通り、流体圧力検知体間に僅かな空間部をおいたことにより、流れの方向に対する指向性を低めることができ、ヨー特性を向上させることができ、偏流の著しい条件下や、流れの方向が安定しない条件下に於いても、検出圧力に誤差の生じにくく、迎え角でのヨー特性の基準値に対する誤差率も小さくすることができ、より安定した計測結果が得られ、検知体の組付け工程の簡略化、偏流下への装置の取付けにおいても用途が限定されないという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の一実施例の一部切欠斜視図
【図２】同じくその断面図
【図３】同じくその基本構造体の断面図
【図４】別の実施例の一部切欠斜視図
【図５】同じくその断面図
【図６】同じくその基本構造体の断面図
【図７】本発明装置を角型風量計に使用する実施例の一部切欠斜視図
【図８】本発明装置の風量計への取付状態を示す一部切欠側面図
【図９】本発明装置を丸型風量計に使用する実施例の一部切欠斜視図
【図１０】丸型風量計に使用する実施例の一部切欠側面図
【図１１】その要部の正面図
【図１２】本発明装置と他の装置とのヨー特性の比較を実験により得た表である。
【図１３】流体の流れ方向と圧力検知体の相対的角度θを示す説明図である。
【符号の説明】
１    流体圧力検知体
２    上壁
３    下壁
４    左右閉塞壁
５    前後壁
６    圧力取出口
７    圧力測定孔
８    空間部
１０  ケーシング
１１  整流器
１２  連通管
１３  カバー体
１４  ビス
１５  センサーソケット
１６  中空部
１７  圧力取出管
１８  平均圧力取出口
【図１】
0003615370.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003615370.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003615370.tif 000011
【図１１】
0003615370.tif 000012
【図１３】
0003615370.tif 000013
【図１２】
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