(57)【要約】【課題】フローノズル内における気柱の固有振動数Ｆｒとフローノズルの固有振動数Ｆｓとが一致することに起因して発生する騒音を抑制することのできる流量測定装置を提供する。【解決手段】フローノズル２０内における気柱の固有振動数Ｆｒとフローノズルの固有振動数Ｆｓとが一致しないようにフローノズル２０の固有振動数Ｆｓを調整する固有振動数調整部材３０を、フローノズル２０の外周面２４に設けることにより、フローノズルの固有振動数Ｆｓをフローノズル２０内における気柱の固有振動数Ｆｒと異ならせる。【選択図】図１−１
2011102776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の経路となる管路内部にフローノズルが設けられ、前記フローノズルに対して上流側の流体の圧力と前記フローノズルに対して下流側の流体の圧力の差圧に基づき、流体の流量を測定する流量測定装置において、
前記フローノズル内における気柱の固有振動数と前記フローノズルの固有振動数とが一致しないように前記フローノズルの固有振動数を調整する固有振動数調整部材を、前記フローノズルの外周面に設けたことを特徴とする流量測定装置。
【請求項２】
前記固有振動数調整部材は、
前記フローノズルの外周面に設けられることにより前記フローノズルの断面係数を増加させるものであることを特徴とする請求項１に記載の流量測定装置。
【請求項３】
前記フローノズルは、
両端が開口した筒状を成し、流体入口側の端部から流体出口側の端部に向かうにつれてその内径が小さくなるように構成されたものであり、
前記流体入口側の端部の外周面が前記管路の内周面に接触して取り付けられる一方、前記流体出口側の端部の外周面と前記管路の内周面との間に所定の大きさの空間部を有し、
前記固有振動数調整部材は、
前記フローノズルにおける前記流体出口側の端部の先端面から下流側に突出しないように前記流体出口側の端部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流量測定装置。
【請求項４】
前記固有振動数調整部材は円環状を成し、前記フローノズルの外周に嵌合された状態で設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の流量測定装置。
【請求項５】
前記固有振動数調整部材は、円周方向で複数の分割片に分割されていることを特徴とする請求項４に記載の流量測定装置。
【請求項６】
前記複数の分割片は、隣接する端面同士が連結手段を介して連結されていることを特徴とする請求項５に記載の流量測定装置。
【請求項７】
前記固有振動数調整部材は、前記フローノズルの外周に溶接されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の流量測定装置。
【請求項８】
前記固有振動数調整部材は、前記フローノズルの外周にボルト締結されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の流量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の経路となる管路内部にフローノズルを設け、フローノズルの上流側と下流側の流体の圧力差から流量を測定する流量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、管路内を流れる液体、気体、蒸気等の流体の流量を測定する差圧式流量測定装置（以下、省略して「流量測定装置」とよぶ）が知られている（例えば特許文献１を参照）。この種の流量測定装置には、管路の途中に管路の断面積を狭くするような絞り機構が設けられている。管路内の絞り機構を流体が流れるとき、絞り機構の上流側と下流側には圧力差が生じる。この圧力差（差圧）は流量の２乗に比例するため、差圧を測定することで管路内を流れる流体の流量を算出することができる。絞り機構としては、通常、フローノズル、オリフィス、ベンチュリ管が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２５５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、絞り機構としてフローノズルを適用した流量測定装置では、フローノズル内における気柱の固有振動数ｆｒ（気柱共鳴周波数ともいう）とフローノズル自身の固有振動数ｆｓとが一致して共振が起こったときに、フローノズルを流れる流体の力によって過大な騒音が発生する。ここで、フローノズル内における気柱の固有振動数ｆｒは、フローノズルの出口側開口部の内径とノズル長とで決まるものであり、フローノズルの固有振動数ｆｓは、フローノズルの形状や材質等によって決まるものである。特に、高温高圧の蒸気の流量測定に適用されるフローノズルは、強度を確保するために液体や気体の流量測定に適用されるフローノズルと比べてノズル長が長く形成してある。このため、通常のフローノズルと比べてフローノズル内における気柱の固有振動数とフローノズルの固有振動数とが一致しやすく、騒音が発生しやすい。
【０００５】
また、配管施工の法基準によりフローノズルの絞り構造が規定されていることから、使用者は自由にフローノズルの絞り構造を変更することはできない。したがって、上記の共振現象に起因する騒音が発生した場合には、配管の外周を遮音材で覆うことで対処しているのが現状である。しかしながら、この方法は、フローノズルの共振現象自体を低減させるものではないため、フローノズルの共振現象に起因する騒音発生に対する抜本的な対策が望まれている。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フローノズル内における気柱の固有振動数とフローノズルの固有振動数とが一致することに起因して発生する騒音を抑制することのできる流量測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の流量測定装置は、流体の経路となる管路内部にフローノズルが設けられ、前記フローノズルに対して上流側の流体の圧力と前記フローノズルに対して下流側の流体の圧力の差圧に基づき、流体の流量を測定する流量測定装置であり、前記フローノズル内における気柱の固有振動数とフローノズルの固有振動数とが一致しないように前記フローノズルの固有振動数を調整する固有振動数調整部材を、前記フローノズルの外周に設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の流量測定装置は、前記固有振動数調整部材が、前記フローノズルの外周に設けられることにより前記フローノズルの断面係数を増加させるものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の流量測定装置は、前記フローノズルが、その両端が開口した筒状を成し、流体入口側の端部から流体出口側の端部に向かうにつれてその内径が小さくなるように構成されたものであり、前記流体入口側の端部の外周面が前記管路の内周面に接触して取り付けられる一方、前記流体出口側の端部の外周面と前記管路の内周面との間に所定の大きさの空間部を有し、前記固有振動数調整部材は、前記フローノズルにおける前記流体出口側の端部の先端面から下流側に突出しないように前記流体出口側の端部に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の流量測定装置は、前記固有振動数調整部材が円環状を成し、前記フローノズルの外周に嵌合された状態で設けられていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の流量測定装置は、前記固有振動数調整部材が、円周方向で複数の分割片に分割されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の流量測定装置は、前記複数の分割片における隣接する端面同士が連結手段を介して連結されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の流量測定装置は、前記固有振動数調整部材が、前記フローノズルの外周に溶接されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の流量測定装置は、前記固有振動数調整部材が、前記フローノズルの外周にボルト締結されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の流量測定装置によれば、固有振動数調整部材をフローノズルの外周に設けたことで、フローノズルの固有振動数をフローノズル内における気柱の固有振動数と異ならせることができる。その結果、フローノズル内における気柱の固有振動数とフローノズルの固有振動数とが一致して共振することにより発生する騒音を抑制することができる。
【００１６】
本発明の流量測定装置によれば、固有振動数調整部材を、フローノズルの断面係数を増加させる部材として構成したので、フローノズルの剛性を高くすることができる。その結果、フローノズルの固有振動数が高くなるため、フローノズルの固有振動数をフローノズル内における気柱の固有振動数からずらすことができる。
【００１７】
本発明の流量測定装置によれば、前記固有振動数調整部材を、前記フローノズルにおける前記流体出口側の端部の先端面から下流側に突出しないように前記流体出口側の端部に設けた構成としたので、フローノズル内の流体の流れを乱すことなく、固有振動数調整部材をフローノズルに設置することができる。
【００１８】
本発明の流量測定装置によれば、円環状の固有振動数調整部材をフローノズルの外周の全周に亘って取り付けたことで、フローノズルの剛性をより確実に高くすることができる。その結果、フローノズルの固有振動数をより確実に高くすることができる。
【００１９】
本発明の流量測定装置によれば、固有振動数調整部材を複数の分割片で構成したので、固有振動数調整部材をフローノズルに取り付ける作業を容易に行うことができる。
【００２０】
本発明の流量測定装置によれば、複数の分割片の隣接する端面同士を連結手段によって連結することにより複数の分割片を一体化させた構成としているので、作業性を確保しつつ、フローノズルの剛性をより高くすることができる。
【００２１】
また、本発明の流量測定装置によれば、固有振動数調整部材を溶接によりフローノズルの外周に取り付けるようにしたので、固有振動数調整部材をフローノズルに対して一体的に取り付けることができる。その結果、フローノズルの剛性をより確実に高くすることができる。
【００２２】
また、本発明の流量測定装置によれば、固有振動数調整部材をボルト締結によりフローノズルの外周に取り付けるようにしたので、フローノズルへの取り付け作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１−１】図１−１は、実施の形態１に係る流量測定装置を管路の中心軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図１−２】図１−２は、図１−１のＡ−Ａ線断面図である。
【図２−１】図２−１は、実施の形態２に係る流量測定装置を管路の中心軸線に平行な面で切断した断面図である。
【図２−２】図２−２は、図２−１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３−１】図３−１は、実施の形態３に係る流量測定装置を管路の中心軸線に直交する面で切断した断面図である。
【図３−２】図３−２は、図３−１に示した流量測定装置の部分拡大図である。
【図４】図４は、実施の形態４に係る流量測定装置を管路の中心軸線に直交する面で切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための形態（以下実施の形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００２５】
（実施の形態１）
図１−１及び図１−２は実施の形態１に係る流量測定装置の断面図であり、図１−１は管路の中心軸線を通り且つ中心軸線に平行な面で切断した断面図、図１−２は図１−１のＡ−Ａ線断面図である。図１−１及び図１−２に例示される流量測定装置１０は、高温高圧の蒸気、液体、気体等の流体を測定対象と、絞り機構としてフローノズルを適用した差圧式の流量測定装置である。この流量測定装置１０は、円形の配管Ｐの内部に設置されるフローノズル２０と、このフローノズルの外周に取り付けられる固有振動数調整部材３０とを備えている。
【００２６】
フローノズル２０は、中心軸線に直交する面で切断した断面形状が円形、かつ、両端が開口した筒体であり、一方の開口部２１から他方の開口部２２に向かうにつれてその内径が小さくなる絞り構造を有したものである。フローノズル２０は、図１−１に示すように、配管Ｐの内部において、大きい内径を有する一方の開口部２１（以下、「入口側開口部２１」とよぶ）が流体流れ方向上流側に位置し、小さい内径を有する他方の開口部２２（以下、「出口側開口部２２」とよぶ）が流体流れ方向下流側に位置するように、配管Ｐ内に設置される。フローノズル２０における入口側開口部２１及びその近傍領域の外径寸法は、出口側開口部２２及びその近傍領域の外径寸法と比べて大きく形成されており、入口側開口部２１及びその近傍領域における外周面は、配管Ｐへの取付面２３となっている。フローノズル２０は、図１−１に示すように取付面２３が配管Ｐの内周面に嵌合され、且つ、嵌合部分の一部が配管Ｐに溶接されることにより、配管Ｐ内に取り付け・固定される。
【００２７】
図１−１に示すように、取付面２３を除くフローノズル２０の外周面２４と配管Ｐの内周面との間には所定の大きさの空間部Ｓが形成されており、この空間部Ｓを利用して、後述する固有振動数調整部材３０がフローノズル２０の外周面２４の全周に亘って取り付けられる。固有振動数調整部材３０の構成については後述する。
【００２８】
また、配管Ｐの管壁には、上流側圧力検出座１５及び下流側圧力検出座１６が設置されている。上流側圧力検出座１５は、フローノズル２０に対して流体流れ方向上流側の位置で配管Ｐの管壁に設けられたものであり、内側開口部１５ａが配管Ｐの内周面に開口し、外側開口部１５ｂが配管Ｐの外部に開口している。同様に、下流側圧力検出座１６は、フローノズル２０に対して流体流れ方向下流側の位置で配管Ｐの管壁に設けられたものであり、内側開口部１６ａが配管Ｐの内周面に開口し、外側開口部１６ｂが配管Ｐの外部に開口している。図示は省略するが、上流側圧力検出座１５の外側開口部１５ｂ及び下流側圧力検出座１６の外側開口部１６ｂは、それぞれ図示しない導圧管を介して差圧計（図示を省略）に接続されている。
【００２９】
この流量測定装置では、フローノズル２０に対して上流側の流体の圧力と下流側の流体の圧力を、上流側圧力検出座１５及び下流側圧力検出座１６から導圧管を介して差圧計に導き、その差圧を検出して演算処理することにより、配管Ｐ内を流れる流体の流量を算出する。より詳細に説明すると、フローノズル２０中を流体が流れるとき、フローノズル２０の上流側と下流側には圧力差が生じる。フローノズル２０に対して上流側の流体の圧力と下流側の流体の圧力の差は流量の２乗に比例する。したがって、この差圧を測定することで配管Ｐ内を流れる流体の流量を求めることができる。
【００３０】
上記のように構成される流量測定装置１０では、流体の流量測定時において、フローノズル２０内における気柱の固有振動数ｆｒ（「気柱共鳴周波数」とも称される）とフローノズル２０自身の固有振動数ｆｓとが一致して共振が起こったときに、フローノズル２０の内部を流れる流体の力によって過大な騒音が発生する。ここで、フローノズル２０内における気柱の固有振動とは、フローノズル２０内に気柱の定常波を起こす振動である。フローノズル２０内における気柱の固有振動数ｆｒは、フローノズル２０の下流側開口部２２の内径ａとノズル長Ｌを用いて、下記の式で表される。
【数１】
2011102776.tif 000003
ここに、ｃ：流体雰囲気での音速、Ｌ：フローノズル長、ａ：フローノズル出口側開口部内径、ｎ：正の整数である。
【００３１】
また、フローノズル２０の固有振動とは、フローノズル自身が定常波を起こす振動である。フローノズル２０の固有振動数ｆｓは、フローノズル２０の形状や材質によって決まる。本実施の形態の流量測定装置１０では、フローノズル２０内における気柱の固有振動数ｆｒとフローノズル２０の固有振動数ｆｓとが一致しないように、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを調整する固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付けることで、上述した共振現象を回避し、共振現象に起因して発生する騒音を抑制している。
【００３２】
以下、固有振動数調整部材３０について説明する。固有振動数調整部材３０は、フローノズル２０の断面係数を増加させてフローノズル２０の剛性を上げることにより、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを高くする機能を有するものである。ここで、断面係数とは、物体の曲げ抵抗強度を表す量であり、断面係数が大きいほど物体の曲げ抵抗強度が高く、物体の剛性が高いことを意味している。
【００３３】
図１−１及び図１−２に例示される固有振動数調整部材３０は、フローノズル２０の外径よりもわずかに大きい内径寸法を有した円環状（円筒状）に形成されている。固有振動数調整部材３０は、フローノズル２０内の流体の流れを乱さないために、フローノズル２０の内周ではなく、外周部分に一体的に取り付けられる。固有振動数調整部材３０の厚み寸法（すなわち固有振動数調整部材３０の径方向寸法）、及び、長さ寸法（すなわち固有振動数調整部材３０の軸方向寸法）は、フローノズルの固有振動数ｆｓを所望の値とするべく、後述する（数２），（数３）式や有限要素法等の数値計算によって決められる。
【００３４】
固有振動数調整部材３０の材料としては、フローノズルの剛性を高くする観点から鉄等の金属を用いるのが好ましいが、所定の強度が確保されるのであれば、樹脂等の他の材料を用いることも可能である。本実施の形態では、固有振動数調整部材３０をフローノズル２０と同じ材料（鉄）で構成してある。しかしながら、これは一例であり、固有振動数調整部材３０をフローノズル２０と異なる材質で構成してもよい。
【００３５】
上記のように構成される固有振動数調整部材３０は、フローノズル２０の出口側から外周面２４に嵌合され、この嵌合部分における少なくとも一部が溶接されることにより、フローノズル２０に対して取り付け・固定される。図１−１に示すように、固有振動数調整部材３０の上流側の端面３３は、下流側圧力検出座１６の圧力検出に影響を与えないように、下流側圧力検出座１６の内側開口部１６ａよりも下流側に位置させるのが好ましい。また、固有振動数調整部材３０の下流側の端面３４は、図１−１に示すようにフローノズル２０の出口側開口部２２の先端面２５と略面一にするか、あるいは、先端面２５よりも上流側に位置させるのが好ましい。固有振動数調整部材３０の下流側の端面３４がフローノズル２０の出口側開口部２２の先端面２５よりも下流側に位置するように固有振動数調整部材３０が配置された場合（すなわち、固有振動数調整部材３０の下流側の端面３４がフローノズル２０の先端面２５から下流側に突出した状態で配置された場合）、実質的にフローノズル２０のノズル長が長くなるため、フローノズル２０内の流体の流れに影響を及ぼす可能性がある。
【００３６】
フローノズル２０の固有振動数ｆｓは、通常、有限要素法（ＦＥＭ）による数値計算により見積もられるが、正確な値を算出することは困難である。このため、フローノズル２０の固有振動数ｆｓの概算を算出するだけであれば、より簡略的な方法を用いることができる。その一例として、フローノズル２０に固有振動数調整部材３０が取り付けられた状態（フローノズル２０と固有振動数調整部材３０を一体とみなした状態）を「円筒」で近似する方法が考えられる。固有振動数調整部材３０が取り付けられた状態のフローノズル２０を円筒で近似した場合、以下の数式が成り立つ。
【数２】
2011102776.tif 000004
【数３】
2011102776.tif 000005
ここに、ｎ：周モード数、Ｅ：ヤング率（ｋｇ／ｃｍ2）、ρm：材料密度（ｋｇｓ2／ｃｍ4）、Ｒ：円筒殻半径（＝円筒の内径／２）（ｃｍ）、Ｐ：内圧力（ｋｇ／ｃｍ2）、ｈ：円筒殻板厚（ｃｍ）、ν：ポアソン比、ｌ：円筒の長さ（ｃｍ）、α＝ｋπＲ／ｌ（両端単純支持の場合）である。
【００３７】
上記の（数２）式又は（数３）式から、固有振動数調整部材３０の厚み寸法の増加とフローノズル２０の固有振動数ｆｓの増加とのおおよその関係を把握することができる。したがって、固有振動数調整部材３０の厚み寸法をどの程度大きくすればフローノズル２０の固有振動数ｆｓがどの程度変化するかを見積もることができる。なお、固有振動数調整部材３０がフローノズル２０の外周面２４に設置された際に、固有振動数調整部材３０が配管Ｐの内周面や下流側圧力検出座１６に接触するのを防ぐために、固有振動数調整部材３０の外周面３５と配管Ｐとの間には所定の隙間を確保する必要がある。
【００３８】
このように、固有振動数調整部材３０がフローノズル２０の外周面２４に溶接されることにより、固有振動数調整部材３０はフローノズル２０に一体化された状態で取り付けられる。このため、フローノズル２０の断面係数が増加し、フローノズル２０の剛性が高くなることから、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを高くすることができる。これに対して、フローノズル２０における気柱の固有振動数ｆｒは、（数１）式で示されるようにフローノズル２０の下流側開口部２２の内径ａとノズル長Ｌとで決まるものであるから、フローノズル２０に固有振動数調整部材３０が取りつけられてもその値は変わらない。その結果、フローノズル２０の固有振動数ｆｓが気柱の固有振動数ｆｒからずれるため、両者が一致して共振するといった事態が回避され、共振に起因して発生する騒音を抑制することができる。
【００３９】
次に、上述した固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付ける作業手順について説明する。流量測定装置１０を用いて管路を流れる流体の流量を測定しているときにフローノズル２０から騒音が発生した場合には、まず、配管Ｐ中の流体の流通を止めた後、配管Ｐにおいて、フローノズル２０を挟んだ上流側及び下流側の所定部位（図１−１に例示する切断線Ｃ）をそれぞれ切断し、切断した配管部分を配管Ｐから取り外す。なお、配管の切断部位は、上流側圧力検出座１５から上流側に１００ｍｍ程度、フローノズルの先端面２５から下流側に１００ｍｍ程度離れた位置とする。そして、切断した配管部分の内部に設置されているフローノズル２０の外周面２４に固有振動数調整部材３０を嵌合し、嵌合部分を溶接することにより、固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付ける。取り付け作業終了後、切断した配管部分を配管Ｐの元の位置に戻し、切断部位を溶接して配管Ｐに接続する。
【００４０】
なお、本実施の形態では、固有振動数調整部材３０をフローノズル２０の外周面２４に溶接したが、溶接以外の手段を用いて固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付けてもよい。たとえば、複数のボルトを用いて固有振動数調整部材３０をフローノズル２０の外周面２４に締結した場合でも、上記と同様の効果が得られる。
【００４１】
また、本実施の形態では、配管Ｐの内部にフローノズル２０を溶接して取り付けた構成としたが、配管Ｐの内部にフローノズル２０をボルト締結により取り付けることで、フローノズル２０を配管Ｐに対して着脱可能に構成してもよい。このような構成とすることで、配管Ｐからフローノズル２０を外部に取り出した状態で固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付けることができるため、固有振動数調整部材３０の取り付け作業性を向上させることができる。
【００４２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２に係る流量測定装置について説明する。なお、上述した実施の形態１と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図２−１及び図２−２は実施の形態２に係る流量測定装置の断面図であり、図２−１は管路の中心軸線を通り且つ中心軸線に平行な面で切断した断面図、図２−２は図２−１のＢ−Ｂ線断面図である。上述した実施の形態１では、固有振動数調整部材３０として円環状（円筒状）の部材を適用したが、この実施の形態２では、実施の形態１の円環状の固有振動数調整部材３０を周方向で複数個の分割片に分割した点が、実施の形態１と異なっている。
【００４３】
図２−１及び図２−２に例示される固有振動数調整部材３０は、複数の分割片３０Ａ〜３０Ｄから構成されている。なお、図２−２では固有振動数調整部材３０を４つの分割片で構成しているが、分割片の個数及び形状はこれに限定されない。各分割片３０Ａ〜３０Ｄは、フローノズル２０の外周面２４に合致するように湾曲した凹面（すなわち、フローノズル２０の外周面２４の曲率半径とほぼ同一の曲率半径を有する円筒面）を有した板状部材である。各分割片３０Ａ〜３０Ｄには、その厚み方向（分割片の径方向）に貫通するボルト挿通孔３６及び座ぐり孔３７（ともに図３−２を参照）が形成されている。一方、フローノズル２０の外周面２４には、その厚み方向に所定の深さのねじ孔２６（図３−２を参照）が複数箇所穿設されている。
【００４４】
各分割片３０Ａ〜３０Ｄは、ボルト挿通孔３６をフローノズル２０側のねじ孔２６の位置に合わせ、上記凹面をフローノズル２０の外周面２４に当接させた状態で、締結ボルト３１によりフローノズル２０の外周面２４に締結される。図２−２に示すように、締結ボルト３１の頭は座ぐり孔３７に収容され、分割片３０Ａ〜３０Ｄの外周面から締結ボルト３１の頭が突出しないように構成されている。分割片３０Ａ〜３０Ｄは、図２−２に示すように、隣接する端面同士を付き合わせた状態で、フローノズル２０の外周面２４の全周に亘って隙間なく並設されることで、上記実施の形態１における固有振動数調整部材３０と同様に円環形状を構成している。
【００４５】
各分割片３０Ａ〜３０Ｄの厚み寸法及び長さ寸法は、上記実施の形態１と同様に、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを所望の値とするべく上記（数２），（数３）式や有限要素法等の数値計算によって決められる。また、実施の形態１と同様に、各分割片３０Ａ〜３０Ｄの上流側の端面３３Ａ〜３３Ｄ（３３Ｃ、３３Ｄは図示を省略）は、下流側圧力検出座１６の内側開口部１６ａよりも下流側に位置させるのが好ましい。また、各分割片３０Ａ〜３０Ｄの下流側の端面３４Ａ〜３４Ｄ（３４Ｃ、３４Ｄは図示を省略）は、図２−１に示すようにフローノズル２０の出口側開口部２２の先端面２５と略面一にするか、あるいは、先端面２５よりも上流側に位置させるのが好ましい。
【００４６】
このように、固有振動数調整部材３０を周方向で複数個の分割片３０Ａ〜３０Ｄに分割することで、上記実施の形態１のように円環状の部材をフローノズル２０の外周面２４に嵌合して取り付ける場合と比べて、施工を容易にすることができる。同時に、分割片３０Ａ〜３０Ｄはフローノズル２０の外周面２４の全周に亘って隙間なく並設されるため、実施の形態１の構成と同様に、フローノズル２０の断面係数を確実に増加させ、フローノズル２０の剛性を向上させることができる。その結果、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを確実に高くすることができる。さらに、固有振動数調整部材３０を分割構造にすることで、フローノズル２０の固有振動数ｆｓの調整も容易に行うことができる。
【００４７】
また、この実施の形態２では、各分割片３０Ａ〜３０Ｄがボルト締結によってフローノズル２０に取り付けられた構成としているため、各分割片３０Ａ〜３０Ｄをフローノズルに溶接する場合と比べて施工が容易である。また、各分割片３０Ａ〜３０Ｄがフローノズル２０に着脱可能に取り付けられるため、各分割片３０Ａ〜３０Ｄの交換作業等も容易に行うことができる。
【００４８】
さらに、図示は省略するが、配管Ｐの内部にフローノズル２０をボルト締結により取り付けることにより、フローノズル２０を配管Ｐに対して着脱可能に構成してもよい。このような構成とすることで、配管Ｐからフローノズル２０を外部に取り出した状態で各分割片３０Ａ〜３０Ｄをフローノズル２０に取り付ける作業を行うことができるため、分割片３０Ａ〜３０Ｄの取り付け作業性を向上させることができる。
【００４９】
なお、図２−２に示した例では、締結ボルト３１を各分割片３０Ａ〜３０Ｄの外周から挿通して各分割片３０Ａ〜３０Ｄとフローノズル２０とを締結したが、各分割片３０Ａ〜３０Ｄとフローノズル２０との締結方法はこれに限定されない。例えば、図示は省略するが、フローノズル２０に、その厚み方向に貫通するボルト挿通孔および座ぐり孔を設け、各分割片３０Ａ〜３０Ｄの内周面に所定の深さのねじ孔を設けた構成とし、フローノズル２０の内側から締結ボルト３１を締結してもよい。この場合、締結ボルト３１の頭は座ぐり孔に収容されるため、フローノズル２０の内周面から締結ボルト３１の頭が突出することはないから、フローノズル２０内部の流体の流れが乱されることはない。
【００５０】
さらに、分割片３０Ａ〜３０Ｄをフローノズル２０に取り付ける手段はボルト締結に限定されるものではなく、各分割片３０Ａ〜３０Ｄをフローノズル２０の外周面２４に溶接して取り付けてもよいのはもちろんである。
【００５１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３に係る流量測定装置について説明する。なお、上述した実施の形態１、２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図３−１は、実施の形態３に係る流量測定装置の断面図（管路の中心軸線に垂直な面で切断した断面図）であり、図３−２は図３−１の部分拡大図である。この実施の形態３では、上述した実施の形態２における固有振動数調整部材３０と同様に、固有振動数調整部材３０を周方向で複数個の分割片に分割し、さらに、複数の分割片の隣接する端面同士を、連結手段を介して連結した構成としている。それ以外の構成は実施の形態２の構成と同じである。
【００５２】
図３−１に例示される固有振動数調整部材３０は、複数の分割片３０Ｅ〜３０Ｈから構成されている。各分割片３０Ｅ〜３０Ｈは、実施の形態２における分割片と同様に、フローノズル２０の外周面２４に合致するように湾曲した凹面を有する板状部材である。各分割片３０Ｅ〜３０Ｈには、図３−２に示すように、厚み方向（分割片の径方向）に貫通するボルト挿通孔３６及び座ぐり孔３７が形成される一方、フローノズル２０の外周面２４には、その厚み方向にねじ孔２６が複数箇所穿設されている。各分割片３０Ｅ〜３０Ｈは、ボルト挿通孔３６をフローノズル２０側のねじ孔２６の位置に合わせ、上記凹面をフローノズル２０の外周面２４に当接させた状態で、締結ボルト３１によりフローノズル２０の外周面２４に締結される。分割片３０Ｅ〜３０Ｈは、隣接する端面同士を付き合わせた状態で、フローノズル２０の外周面２４の全周に亘って隙間なく並設されることで、実施の形態１における固有振動数調整部材３０と同様に円環形状を構成する。
【００５３】
さらに、複数の分割片３０Ｅ〜３０Ｈの隣接する端面同士は、連結手段３２を介して連結される。図３−１及び図３−２に例示される連結手段３２は、一方の分割片の端面に形成される蟻溝状のキー溝３２ａと、他方の分割片の端面に形成され、キー溝３２ａに合致する形状を有するキー３２ｂとから構成されたものであり、キー溝３２ａにキー３２ｂが係合することで、隣接する分割片が連結される。キー溝３２ａを蟻溝状とすることで、分割片３０Ｅ〜３０Ｈの周方向の連結が強固なものとなるため、フローノズル２０の剛性をより高めることが可能となる。なお、キー溝３２ａの形状は蟻溝に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。
【００５４】
各分割片３０Ｅ〜３０Ｈの厚み寸法及び長さ寸法は、上記実施の形態１と同様に、フローノズルの固有振動数ｆｓを所望の値とするべく上記（数２），（数３）式や有限要素法等の数値計算によって決められる。また、実施の形態１と同様にして、各分割片３０Ｅ〜３０Ｈの上流側の端面（図示せず）は、下流側圧力検出座１６の内側開口部１６ａよりも下流側に位置させるのが好ましい。また、各分割片３０Ｅ〜３０Ｈの下流側の端面（図示せず）は、フローノズル２０の出口側開口部２２の先端面２５と略面一にするか、あるいは、先端面２５よりも上流側に位置させるのが好ましい。
【００５５】
このように、この実施の形態３では、固有振動数調整部材３０を複数の分割片３０Ｅ〜３０Ｈで構成し、さらに、各分割片３０Ｅ〜３０Ｈの端面同士を連結手段によって連結することにより一体化させた構成としている。上記構成としたことで、実施の形態２における分割片３０Ａ〜３０Ｄと同等の施工性が保持されると同時に、実施の形態１における円環状の固有振動数調整部材３０を取り付けた場合とほぼ同等の剛性がフローノズル２０に付与される。その結果、施工の容易さを確保しつつフローノズル２０の固有振動数ｆｓを確実に高くすることができる。
【００５６】
なお、この実施の形態３では、連結手段３２をキー溝３２ａとキー３２ｂとで構成したが、これに限定されるものではなく、他の連結手段を用いてもよい。たとえば、複数の分割片３０Ｅ〜３０Ｈの隣接する端面同士を溶接することにより一体化させてもよい。
【００５７】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４に係る流量測定装置について説明する。なお、上述した実施の形態１〜４と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。図４は、実施の形態４に係る流量測定装置の断面図（管路の中心軸線に垂直な面で切断した断面図）である。上述した実施の形態２では、複数の分割片３０Ａ〜３０Ｄの隣接する端面同士を付き合わせた状態で分割片３０Ａ〜３０Ｄをフローノズル２０の外周面２４の全周に亘って並設することで円環を構成したが、この実施の形態４では、フローノズル２０の外周面２４において、複数の分割片３０Ｉ〜３０Ｌがフローノズル２０の周方向に所定の間隔をあけて設置されている点が上記実施の形態３と異なっている。それ以外の構成は実施の形態２の構成と同じである。
【００５８】
このように、隣接する分割片との間に間隔を設けた場合、フローノズル２０の外周面２４の全周に亘って隙間なく分割片を並設する場合と比べて施工を容易に行うことができる。また、この実施の形態４における固有振動数調整部材３０は、配管Ｐ（又は測定管１１）の内周面から配管Ｐ（又は測定管１１）内部に向けて突出する部材（例えば下流側圧力検出座１６の導圧管等）が存在する場合に、これらの部材を回避して分割片３０Ｉ〜３０Ｌを設置することができるという利点がある。なお、分割片３０Ｉ〜３０Ｌをフローノズル２０に取り付ける手段は、図４に示すボルト締結に限定されるものではなく、分割片３０Ｉ〜３０Ｌをフローノズル２０の外周面２４に溶接して取り付けてもよい。
【００５９】
以上説明したように、上記実施の形態１〜４の流量測定装置１０によれば、固有振動数調整部材３０をフローノズル２０の外周に取り付けた構成とすることで、フローノズル２０の断面係数を増加させ、フローノズル２０の固有振動数ｆｓを高くすることができる。また、固有振動数調整部材３０は、フローノズル２０の外周に取り付けられるため、フローノズル２０の内部構造に影響を及ぼすことはないから、フローノズル２０内における気柱の固有振動数ｆｒは変わらない。その結果、フローノズル２０の固有振動数ｆｓをフローノズル内における気柱の固有振動数ｆｒからずらすことができるため、フローノズル２０内における気柱の固有振動数ｆｒとフローノズルの固有振動数ｆｓとが一致して共振することにより発生する騒音を抑制することができる。
【００６０】
なお、上記実施の形態１〜４では、流量測定装置１０を用いて管路を流れる流体の流量を測定中にフローノズル２０から騒音が発生した場合に固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付ける場合について説明したが、流量の測定に先立って、予め固有振動数調整部材３０をフローノズル２０に取り付けておくことも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明に係る流量測定装置は、フローノズル内における気柱の固有振動数とフローノズルの固有振動数とが一致して共振することにより発生する騒音を抑制する対処策として有効である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  流量測定装置
１５  上流側圧力検出座
１５ａ  内側開口部
１５ｂ  外側開口部
１６  下流側圧力検出座
１６ａ  内側開口部
１６ｂ  外側開口部
２０  フローノズル
２１  入口側開口部
２２  出口側開口部
２３  取付面
２４  外周面
２５  先端面
２６  ネジ孔
３０  固有振動数調整部材
３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ  分割片
３０Ｅ，３０Ｆ，３０Ｇ，３０Ｈ  分割片
３０Ｉ，３０Ｊ，３０Ｋ，３０Ｌ  分割片
３１  締結ボルト
３２  連結部材
３２ａ  キー溝
３２ｂ  キー  
３３  上流側の端面
３４  下流側の端面
３５  （固有振動数部材の）外周面
３６  ボルト挿通孔
３７  座ぐり孔
【図１−１】
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【図１−２】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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