(57)【要約】【課題】測定精度が向上され、製造コストが低減できる渦流量計を実現する。【解決手段】カルマン渦による交番圧力の変動を検出して流速流量を測定する渦流量計において、所定長さを有する上流側測定管路に接続された下流側測定管路と、前記上流側測定管路に初めから一体に形成された渦発生体と、前記上流側測定管路の前記渦発生体の下流側に設けられた渦検出体とを具備したことを特徴とする渦流量計である。【選択図】図１
2008107171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カルマン渦による交番圧力の変動を検出して流速流量を測定する渦流量計において、
所定長さを有する上流側測定管路に接続された下流側測定管路と、
前記上流側測定管路に初めから一体に形成された渦発生体と、
前記上流側測定管路の前記渦発生体の下流側に設けられた渦検出体と
を具備したことを特徴とする渦流量計。
【請求項２】
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは合成樹脂により形成されたこと
を特徴とする請求項１記載の渦流量計。
【請求項３】
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは射出成型により形成されたこと
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の渦流量計。
【請求項４】
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは樹脂溶接により溶接されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の渦流量計。
【請求項５】
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは突合せ溶着により溶接されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の渦流量計。
【請求項６】
前記渦検出体は前記上流側測定管路に樹脂溶接により固定されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載の渦流量計。
【請求項７】
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは、弗素樹脂により形成されたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の渦流量計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定精度が向上され、製造コストが低減できる渦流量計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
渦流量計に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０４８６１０号公報
【０００４】
図４は従来より一般に使用されている従来例の断面構成説明図である。図５は、図４に示すII−II線で切断した状態を示す断面図である。図６は、図４に示すIII−III線で切断した状態を一部省略して示す断面図である。図７は、図４に示すIV部分を拡大して示す断面図である。図８は、図５に示すＶ部分を拡大して示す断面図である。
【０００５】
渦流量計１は、流体Ｆが流れる測定管２内に渦を発生させて、この流体Ｆの流量を測定する装置である。
渦流量計１は、図４及び図５に示すように、測定管２と、渦発生体３と、揚力検出部４と、回路基板５と、カバー６とを備えている。
【０００６】
測定管２は、流体Ｆが流れる管路である。
測定管２には、例えば、気体、液体、蒸気などの流体Ｆが図中矢印方向に通過する。
測定管２は、合成樹脂で一体成形されており射出成形機などによって製造される。
測定管２は、純水や薬液などの流量を測定可能なように、四弗化エチレン樹脂（商品名テフロン）などのフッ素樹脂によって一体成形することが好ましい。
測定管２は内径が６ｍｍ又は１２ｍｍ程度である。測定管２の内周部には、スロート部２ａが形成されている。
【０００７】
スロート部２ａは、ゼロ流量付近の微小な流量を高精度に検出可能なようにベンチュリ管状に形成された部分である。
スロート部２ａの断面形状は、図５に示すように、流速の低下を防止して均一な流速を確保するために、幅寸法が高さ寸法に比べて長い横長に形成されている。
スロート部２ａには、図８に示すように、互いに平行な２つの平面部２ｂ，２ｃと、渦発生体３に作用する揚力を増大させるための円弧状の曲面部２ｄ，２ｅとが形成されている。
【０００８】
渦発生体３は、測定管２内に渦を発生させる柱状物である。
渦発生体３は、図４〜図８に示すように、スロート部２ａにおいて測定管２と一体に形成されており、渦信号の検出感度が高くなるように上端部が測定管２の内周部に片持ち支持された片持ち梁構造である。
渦発生体３は、測定管２と同じ材質によって一体成形されており、測定管２と同じく射出成形機などによって製造される。
【０００９】
渦発生体３は、カルマン渦が交互に剥がれて流れていく位置（剥離点）が一定であることが好ましく、流量の広い範囲で渦を安定的に発生させ、かつ、ストローハル数が一定になるように、鋭い縁部を有する形状（角柱）が好ましい。
渦発生体３の断面形状は、図８に示すような台形が好ましく、三角形、四角形又はこれらの変形であるＴ字形などであってもよい。
【００１０】
渦発生体３には、流れに対して直角の方向に、渦の発生及び放出によって揚力（交番力）が作用する。
渦発生体３には、図７及び図８に示すように、収納部３ａと挿入口３ｂとが形成されている。
【００１１】
収納部３ａは、渦発生体３の内部に揚力検出部４を収納する凹部である。
挿入口３ｂは、揚力検出部４を収納部３ａに挿入し収納するための開口部であり、測定管２の外周部側に形成されている。
収納部３ａ及び挿入口３ｂは、渦発生体３に一体成形されている。
【００１２】
揚力検出部４は、渦発生体３に作用する揚力を検出する装置である。
揚力検出部４は、図４〜図７に示すように、渦発生体３の内部に収納されている。
揚力検出部４は、渦発生体３に作用する揚力を圧力変化として検出する渦検出センサである。
【００１３】
揚力検出部４は、例えば、渦発生体３に作用する圧力変化に応じた電気信号を出力する圧電素子や、渦発生体３に作用する圧力変化によって生ずる歪みに応じた電気信号を出力する歪みゲージなどの機械電気変換素子である。
揚力検出部４は、一方が収縮すると他方が拡張する２枚の薄い圧電素子によって構成された圧電変換器であって、測定管２に作用する振動などの影響を少なくすることができる圧電バイモルフ型センサが特に好ましい。
【００１４】
図４及び図５に示す回路基板５は、揚力検出部４が出力する電気信号を処理する処理回路などで構成された基板である。
回路基板５は、レイノルズ数が小さくストローハル数が一定ではない領域における非直線誤差を補正するリニアライズ回路を含む。
カバー６は、回路基板５を保護する部材である。カバー６は、回路基板５を覆うように測定管２の上部に取り付けられ固定されている。
【００１５】
次に、図４従来例の渦流量計の動作を説明する。
測定管２内に流体Ｆが流れると渦発生体３が渦を放出して、流体Ｆの流れに対して直角の方向の力が渦発生体３に交互に作用する。
この力によって渦発生体３が左右に曲げられると、揚力検出部４に曲げ応力が作用して、圧縮応力と引張応力とが揚力検出部４に作用する。
応力の方向は渦が発生する度に逆向きになるために、この応力の方向をカウントすることによって、渦の周波数（渦信号）が検出され流体Ｆの流量が測定される。
【００１６】
図９は従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。
本従来例では、パイプ状の樹脂材よりなる渦流量計本体１１に、両側から接続用のチューブ１２が、樹脂溶接部１３で溶接取り付けられた渦流量計である。
【００１７】
１４は上カバー、１５は下カバー、１６は側面カバーで、ネジなどで渦流量計本体１１に固定されている。
１７は、上カバー１４に固定された演算回路１８を覆う回路カバーである。
なお、渦検出体４は、渦流量計本体１１に樹脂溶接１９により固定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
このような図９従来例の装置においては、以下の間題点がある。
渦流量計本体１１の両端に樹脂チューブ１２を溶接するが、樹脂製の本体１１に樹脂製のチューブ１２を溶接する際に、溶接の出来栄えが作業者によって偏りが出来、チューブ１２の溶接が不良のために製品が不良となる場合が起きる。
また、チューブ１２を固定する冶具を使用するが、その際に、チューブ１２内部に傷がつく恐れが高く、チューブ１２内部の傷によって製品が不良となることが起きる。
したがって、出来れば溶接箇所を削減したい。
【００１９】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、測定精度が向上され、製造コストが低減できる渦流量計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
このような課題を達成するために、本発明では、請求項１の渦流量計においては、
カルマン渦による交番圧力の変動を検出して流速流量を測定する渦流量計において、所定長さを有する上流側測定管路に接続された下流側測定管路と、前記上流側測定管路に初めから一体に形成された渦発生体と、前記上流側測定管路の前記渦発生体の下流側に設けられた渦検出体とを具備したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項２の渦流量計においては、請求項１記載の渦流量計において、
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは合成樹脂により形成されたことを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項３の渦流量計においては、請求項１又は請求項２記載の渦流量計において、
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは射出成型により形成されたことを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項４の渦流量計においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の渦流量計において、
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは樹脂溶接により溶接されたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項５の渦流量計においては、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の渦流量計において、
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは突合せ溶着により溶接されたことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項６の渦流量計においては、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の渦流量計において、
前記渦検出体は前記上流側測定管路に樹脂溶接により固定されたことを特徴とする。
【００２６】
本発明の請求項７の渦流量計においては、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の渦流量計において、
前記上流側測定管路と前記下流側測定管路とは、弗素樹脂により形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の請求項１によれば、次のような効果がある。
管路の渦発生体と渦検出体との上流近くに管路の接合部が無いので測定精度が向上され、接続箇所が１箇所削減され、且つ、接続箇所不良に起因する製造不良の発生する確率が減少できるので、製造コストが低減できる渦流量計が得られる。
【００２８】
本発明の請求項２によれば、次のような効果がある。
上流側測定管路と下流側測定管路とは合成樹脂により形成されたので、合成樹脂成型により形成が容易で、小型安価な渦流量計が得られる。
【００２９】
本発明の請求項３によれば、次のような効果がある。
上流側測定管路と下流側測定管路とは射出成型により形成されたので、量産可能で安価な渦流量計が得られる。
【００３０】
本発明の請求項４によれば、次のような効果がある。
上流側測定管路と下流側測定管路とは、樹脂溶接により溶接されたので、従来技術と比べて樹脂溶接箇所が１箇所削減したことで、樹脂溶接が起因する製造不良の確率が減少した渦流量計が得られる。
【００３１】
本発明の請求項５によれば、次のような効果がある。
上流側測定管路と下流側測定管路とは突合せ溶着により溶接されたので、測定管路の溶接が不良、あるいは傷のために製品が不良となる恐れが更に少なくなる渦流量計が得られる。
【００３２】
本発明の請求項６によれば、次のような効果がある。
渦検出体は上流側測定管路に樹脂溶接により固定されたことにより、渦検出体を固定するねじ類が減るといったように部品点数が減少できるので、安価な渦流量計が得られる。
【００３３】
本発明の請求項７によれば、次のような効果がある。
上流側測定管路と下流側測定管路とは、弗素樹脂により形成されたので、耐食性が良好で、測定流体の沈殿物の付着の恐れが少ない渦流量計が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例の要部構成説明図、図２は図１の要部構成説明図、図３は図１の要部構成説明図である。
図において、図４，図９と同一記号の構成は同一機能を表す。
以下、図４，図９との相違部分のみ説明する。
【００３５】
図において、下流側測定管路２２は、所定長さを有する上流側測定管路２１に接続されている。
この場合は、上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは合成樹脂により形成されている。
また、上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは射出成型により形成されている。
【００３６】
また、上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは、樹脂溶接部２３において、樹脂溶接により溶接されている。
また、上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは、弗素樹脂により形成されている。
渦発生体２４は、上流側測定管路２１に初めから一体に形成されている。
渦検出体２５は、上流側測定管路２１の渦発生体２４の下流側に設けられている。
【００３７】
以上の構成において、図２に示す如く、渦検出体固定用穴２１１と下流側測定管路固定用穴２１２が設けられた上流側測定管路２１と、上流側測定管路２１に初めから一体に構成された渦発生体２４の射出成型部品において、ゲート２１３の２箇所で樹脂が流れ込む構成とする。
この場合は、射出成型可能な限界を考慮して、全長は１００ｍｍ以内とする。
【００３８】
図３に示す如く、上流側測定管路２１の渦検出体固定用穴２１１に、渦検出体２５を挿入して全周樹脂溶接２６にて固定する。
上流側測定管路の下流側測定管路固定用穴２１２に、下流側測定管路２２を差し込んで全周樹脂溶接２３にて固定する。
図１に示す如く、上流側測定管路２１と下流側測定管路２２との組み立て部品に、上カバー１４、下カバー１５、側面カバー１６、回路カバー１７、演算回路１８を固定する。
【００３９】
この結果、
管路の渦発生体２４と渦検出体２５との上流近くに管路の接合部が無いので、測定精度が向上され、管路の溶接箇所が１箇所削減され、且つ、接続箇所不良に起因する製造不良の発生する確率が減少できるので、製造コストが低減できる渦流量計が得られる。
【００４０】
上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは合成樹脂により形成されたので、合成樹脂成型により形成が容易で、小型安価な渦流量計が得られる。
【００４１】
上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは射出成型により形成されたので、量産可能で安価な渦流量計が得られる。
【００４２】
上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは樹脂溶接により溶接されたので、従来技術と比べて樹脂溶接箇所が１箇所削減したことで、樹脂溶接が起因する製造不良の確率が減少した渦流量計が得られる。
【００４３】
渦検出体２５は上流側測定管路２１に樹脂溶接２６により固定されたことにより、渦検出体２５を固定するねじ類が減るといったように部品点数が減少できるので、安価な渦流量計が得られる。
【００４４】
上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とは、弗素樹脂により形成されたので、耐食性が良好で、且つ、測定流体の沈殿物の付着の恐れが少ない渦流量計が得られる。
【００４５】
上流側測定管路２１の射出成型品のゲート２１３を２箇所にすることにより、全長が長い成型においても上流側測定管路２１内部の剥離がなく、安定して製造が行える渦流量計が得られる。
【００４６】
なお、前述の実施例においては、上流側測定管路の下流側測定管路固定用穴２１２に、下流側測定管路２２を差し込んで全周樹脂溶接２３にて固定すると説明したが、これに限ることはなく、例えば、突合せ溶着により溶接されても良く、要するに、上流側測定管路２１に下流側測定管路２２が固定されれば良い。
【００４７】
上流側測定管路２１と下流側測定管路２２とが突合せ溶着により溶接されれば、測定管路の溶接が不良、あるいは傷のために製品が不良となる恐れが更に少なくなる渦流量計が得られる。
【００４８】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。
したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例の要部構成説明図である。
【図２】図１の要部構成説明図である。
【図３】図１の要部構成説明図である。
【図４】従来より一般に使用されている従来例の断面構成説明図である。
【図５】図４に示すII−II線で切断した状態を示す断面図である。
【図６】図４に示すIII−III線で切断した状態を一部省略して示す断面図である。
【図７】図４に示すIV部分を拡大して示す断面図である。
【図８】図５に示すＶ部分を拡大して示す断面図である。
【図９】従来より一般に使用されている他の従来例の構成説明図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      渦流量計
２      測定管
２ａ    スロート部
２ｂ    平面部
２ｃ    平面部
２ｄ    曲面部
２ｅ    曲面部
３      渦発生体
３ａ    収納部
３ｂ    挿入口
４      揚力検出部
５      回路基板
６      カバー
７      渦流量計
８      揚力作用部
９      揚力検出部
１１    渦流量計本体
１２    接続用のチューブ
１３    樹脂溶接部
１４    上カバー
１５    下カバー
１６    側面カバー
１７    回路カバー
１８    演算回路
１９    樹脂溶接
２１    上流側測定管路
２１１  渦検出体固定用穴
２１２  下流側測定管路固定用穴
２１３  ゲート
２２    下流側測定管路
２３    樹脂溶接部
２４    渦発生体
２５    渦検出体
２６    樹脂溶接
Ｆ      流体
【図１】
2008107171.tif 000003
【図２】
2008107171.tif 000004
【図３】
2008107171.tif 000005
【図４】
2008107171.tif 000006
【図５】
2008107171.tif 000007
【図６】
2008107171.tif 000008
【図７】
2008107171.tif 000009
【図８】
2008107171.tif 000010
【図９】
2008107171.tif 000011