(57)【要約】【課題】差圧式流量計において、管路内の流体圧力を高精度に計測することで流量計測の計測精度の向上を図る。【解決手段】第１管路１１と第２管路１２との間にフローノズル１３を配設して締結し、第１管路１１に第１流体圧力取出口１６を設ける一方、フローノズル１３のノズル部１８に第２圧力取出口２０を設け、ノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２を施し、第２圧力取出口２０をフローノズル１３の後端から上流側へノズル部１８の内径ｄの４分の１以内の範囲に形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の経路となる管路の途中に絞り形状をなすフローノズルが装着され、該フローノズルより上流側の前記管路内に開口して上流側流体圧力取出口が設けられる一方、前記フローノズルの内面に開口して下流側流体圧力取出口が設けられた差圧式流量計において、前記フローノズルの少なくとも内周面にクロムメッキを施すと共に、前記下流側流体圧力取出口を前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１以内の範囲に設けたことを特徴とする差圧式流量計。
【請求項２】
請求項１記載の差圧式流量計において、前記下流側流体圧力取出口を、前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１の位置と、前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の２０分の１の位置との間の範囲に設けたことを特徴とする差圧式流量計。
【請求項３】
請求項１記載の差圧式流量計において、前記フローノズルの絞り比を０．５以上に設定することを特徴とする差圧式流量計。
【請求項４】
請求項１記載の差圧式流量計を、１００℃以上の高温圧縮水の流量計測に適用することを特徴とする差圧式流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路の上流側と下流側の流体の圧力差から流量を測定する差圧式流量計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
差圧式流量計は、流体の経路となる管路の途中に絞り部を形成し、この絞り部の上流側に流体圧力取出口を設けると共に、この絞り部に流体圧力取出口を設け、２つの流体圧力取出口から計測した管路と絞り部との流体圧力差から管路内を流れる流体の流量を測定するものである。
【０００３】
このような差圧式流量計としては下記に記載した特許文献１がある。特許文献１に記載した差圧式流量計は、管路内にベンチュリ管形状の絞り構造体を嵌合し、この絞り構造体の上流側に管路に流体圧力を導入するボスを形成すると共に、この絞り構造体及び管路を貫通してスロート部の流体圧力を導入するボスを形成したものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−０８１９７６
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した差圧式流量計は、一般に、燃料ポンプや冷却水ポンプなどの流量計測に用いられているが、例えば、１００℃以上に沸騰して圧縮された流体の流量計測に適用したいという要望がある。しかし、差圧式流量計の管路内にこのような沸騰した高温圧縮水を流すと、流体が鉄を含有している場合には、この鉄イオンが析出して絞り部（絞り構造体）の内面にスケールが付着してしまう。この絞り部の内面にスケールが付着すると、経年変化により流体圧力の測定を高精度に行うことができず、求める差圧が変化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、管路内の流体圧力を高精度に計測することで流量計測の計測精度の向上を図った差圧式流量計を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の差圧式流量計は、流体の経路となる管路の途中に絞り形状をなすフローノズルが装着され、該フローノズルより上流側の前記管路内に開口して上流側流体圧力取出口が設けられる一方、前記フローノズルの内面に開口して下流側流体圧力取出口が設けられた差圧式流量計において、前記フローノズルの少なくとも内周面にクロムメッキを施すと共に、前記下流側流体圧力取出口を前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１以内の範囲に設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明の差圧式流量計では、前記下流側流体圧力取出口を、前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１の位置と、前記フローノズルの後端から上流側へスロート径の２０分の１の位置との間の範囲に設けたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明の差圧式流量計では、前記フローノズルの絞り比を０．５以上に設定することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の差圧式流量計では、請求項１記載の差圧式流量計を、１００℃以上の高温圧縮水の流量計測に適用することを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
図１に本発明の一実施形態に係る差圧式流量計に適用するフローノズルの断面、図２に本実施形態の差圧式流量計の断面、図３にレイノルズ数に対する流出係数を表すグラフを示す。
【００１３】
本実施形態の差圧式流量計において、図１及び図２に示すように、流体の経路となる管路は、第１管路１１と第２管路１２とから構成され、この第１管路１１と第２管路１２との間に絞り形状をなすフローノズル１３が配設されている。第１管路１１は管内径Ｄを有し、中途部に多孔の整流部材１４が装着されると共に、先端部に連結フランジ１５が形成されている。そして、この第１管路１１にはフローノズル１３より上流側に位置して、第１流体圧力取出口（上流側流体圧力取出口）１６が管路１１内に開口して設けられている。この第１流体圧力取出口１６は、第１管路１１の周方向に等間隔で４つ設けられており、それぞれ図示しない圧力計が連結されている。一方、第２管路１２は、第１管路１１と同様に管内径Ｄを有し、基端部に連結フランジ１７が形成されている。
【００１４】
フローノズル１３は、ノズル部１８が第１管路１１及び第２管路１２の管内径Ｄよりも小さいスロート径ｄを有し、第１管路１１に連結フランジ１５と第２管路１２の連結フランジ１７に挾持される取付フランジ１９が形成されている。そして、フローノズル１３には、一端が連結フランジ１８から外方に開口し、他端がノズル部１８の先端部内面に開口する第２圧力取出口（下流側流体圧力取出口）２０が設けられている。この第２流体圧力取出口２０は、フローノズル１３の周方向に等間隔で４つ設けられており、図示しない圧力計が連結されている。なお、この第２圧力取出口２０は、製作上の関係で４本の連通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｅにより構成されており、必要に応じて盲蓋が設けられている。
【００１５】
従って、本実施形態の差圧式流量計は、第１管路１１と第２管路１２との間にフローノズル１３が配設され、連結フランジ１５，１７と取付フランジ１９とが締結ボルト２１により締結されて構成されている。
【００１６】
また、本実施形態の差圧式流量計は、１００℃以上に沸騰して圧縮した流体（以下、高温圧縮水と称する。）の流量計測に適用することが可能となっている。そのため、フローノズル１３にて、少なくともノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２が施されている。即ち、フローノズル１３に高温圧縮水が流れると、このフローノズル１３がステンレス材で製作されているために、圧縮水から鉄イオンが析出してノズル部１８の内周面にスケールが付着し、流体圧力の測定を高精度に行うことができなくなってしまう。このフローノズル１３へのスケール付着量を測定する実験を行った結果、ノズル部１８の内周面がステンレスであった場合、所定期間で２．９ｍｇ／ｃｍ２のスケールが付着したが、ノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２を施した場合、所定期間で０．０１８ｍｇ／ｃｍ２のスケールしか付着しておらず、付着量の比は、ステンレス：１に対してクロムメッキ：０．００６２であった。従って、フローノズル１３のノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２を施すことで、スケール付着を抑制することができる。
【００１７】
また、フローノズル１３にて、ノズル部１８の内面に開口する第２圧力取出口２０の形成位置（中心位置）を、ノズル部１８の後端側に設定した所定の範囲Ａとしている。即ち、この所定の範囲Ａは、フローノズル１３の後端（流体の流動方向下流側後端）から上流側へノズル部１８のスロート径ｄの４分の１（ｄ／４）の距離以内の範囲となっている。好適には、この第２圧力取出口２０を、フローノズル１３の後端から上流側へノズル部１８のスロート径ｄの４分の１の位置と、スロート径ｄの２０分の１の位置との間の範囲にすることが望ましい。管路１１，１２の管内径Ｄに対してフローノズル１３のスロート径ｄがそれ程小径でなく、第２圧力取出口２０の形成位置をフローノズル１３の後端から上流側へノズル部１８のスロート径ｄの４分の１を越える位置に形成した場合、この第２圧力取出口２０から測定した流体圧力が第１管路１１の流体圧力の影響を受けやすくなる。また、第２圧力取出口２０の形成位置をフローノズル１３の後端に近い位置に形成した場合、第２圧力取出口２０から測定した流体圧力が第２管路１２の流体圧力の影響を受けやすくなる。従って、第２圧力取出口２０の形成位置を所定の範囲Ａに形成することで、ノズル部１８での流体圧力を高精度に測定することができる。
【００１８】
このことを実験により確認した。図３に示すグラフは、レイノルズ数に対する流出係数を表すグラフであり、レイノルズ数は次式で求めることができる。
Ｒｅ＝ＶＤ／ν
Ｖは流速、Ｄは管内径、νは流体の動粘性係数である。このグラフによれば、第２圧力取出口２０の形成位置を所定の範囲Ａ（ｄ／４，ｄ／６，ｄ／９，ｄ／２０）で変更しても、流出係数Ｃを日本工業規格（ＪＩＳ）の適正範囲内とすることがわかる。
【００１９】
なお、一般に、フローノズルの絞り比β（ｄ／Ｄ）は、０．２５＜β＜０．５の範囲となっているが、上限をβ＝０．５以上（β＝０．６３程度）に設定することができる。
【００２０】
このように本実施形態の差圧式流量計にあっては、第１管路１１と第２管路１２との間にフローノズル１３を配設して締結し、第１管路１１に第１流体圧力取出口１６を設ける一方、フローノズル１３のノズル部１８に第２圧力取出口２０を設け、ノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２を施し、第２圧力取出口２０をフローノズル１３の後端から上流側へノズル部１８のスロート径ｄの４分の１までの範囲Ａに形成している。
【００２１】
従って、この差圧式流量計により１００℃以上に沸騰して圧縮した流体の流量計測を行ったとしても、フローノズル１３のノズル部１８の内周面にクロムメッキ２２を施すことで、スケール付着を抑制することができ、また、第２圧力取出口２０の形成位置を所定の範囲Ａに形成することで、ノズル部１８での流体圧力を高精度に測定することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の差圧式流量計によれば、流体の経路となる管路の途中に絞り形状をなすフローノズルを装着し、フローノズルより上流側の管路内に開口して上流側流体圧力取出口を設ける一方、フローノズルの内面に開口して下流側流体圧力取出口を設け、このフローノズルの少なくとも内周面にクロムメッキを施すと共に、下流側流体圧力取出口をフローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１以内の範囲に設けたので、クロムメッキによりスケール付着を抑制することができ、下流側流体圧力取出口の形成位置を規定することで管路内の流体圧力を高精度に計測することができ、流量計測の計測精度の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項２の発明の差圧式流量計によれば、下流側流体圧力取出口を、フローノズルの後端から上流側へスロート径の４分の１の位置と、フローノズルの後端から上流側へスロート径の２０分の１の位置との間の範囲に設けたので、フローノズルの上流側及び下流側の流体圧力の影響を受けることなく流体圧力を高精度に計測することができる。
【００２４】
請求項３の発明の差圧式流量計によれば、フローノズルの絞り比を０．５以上に設定するので、適用範囲が広くなり、汎用性を向上することができる。
【００２５】
請求項４の発明の差圧式流量計では、請求項１記載の差圧式流量計を１００℃以上の高温圧縮水の流量計測に適用したので、特殊な用途に用いることができ、汎用性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る差圧式流量計に適用するフローノズルの断面図である。
【図２】本実施形態の差圧式流量計の断面図である。
【図３】レイノルズ数に対する流出係数を表すグラフである。
【符号の説明】
１１　第１管路
１２　第２管路
１３　フローノズル
１６　第１流体圧力取出口（上流側流体圧力取出口）
１８　ノズル部
２０　第２圧力取出口（下流側流体圧力取出口）
２２　クロムメッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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