(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流すことができる管路内に取り付け、上流側の形状と下流側の形状を異にして前記流体にカルマン渦を発生させる渦発生体と、該渦発生体により発生するカルマン渦を検出する渦検出センサと、該渦検出センサにより検出した信号に基づいて管路内の流体の流量を測定する流量測定部と、からなる渦流量計であって、前記渦発生体は、前記管路内を流れる流体の流れ方向に直列に且つお互いが上流になるように且つ何れか一方を回転させた状態で取り付けた第１及び第２の渦発生体から構成したことを特徴とする渦流量計。
【請求項２】
前記回転させた状態での取り付けは、互いに直交する位置であることを特徴とする請求項１に記載の渦流量計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、渦流量計に関し、特に渦流量計の渦発生体の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術における渦流量計は、図４に示すように、流体を流すことができる管路１１に上流側の形状と下流側の形状が異なりカルマン渦を発生させる部品である渦発生体１２と、この渦発生体１２の近傍位置に設けた渦検出センサ１３と、渦検出センサ１３からの信号を検出する渦検出部１４と、この渦検出部１４で検出した信号から渦の周波数を検出する渦周波数検出部１５と、この渦の周波数から流体の流量を測定する流量測定部１６とからなる。
【０００３】
渦発生体１２は、通常一個の部品で形成され、渦の発生を安定させたり、流量特性を良くさせるために、流れ方向Ｐ１の上下に対して非対称な形状に形成されている。具体的には、流体が流れる流れ方向Ｐ１に対して上流側の流体を受ける側の面積は広く形成し、下流側の面積は狭くして断面図において台形状にすることである。
【０００４】
このように、台形状をした渦発生体に流体をあて、その下流側で発生するカルマン渦の周波数を検出することによって、管路１１内を流れる流体の流量を測定する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術で説明した渦流量計における渦発生体の形状が、上下流で非対称な形状にしたため、設計時の流れ方向Ｐ１と逆の流れ方向Ｐ２のときに、安定した渦が発生せずに、逆の流れ方向Ｐ２を検出できないという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために、上下流を逆にした渦発生体を備えた渦流量計を２台接続すると、取り付け方法により誤差が発生し、正確な測定を行うためには、２台の渦流量計の間の距離を大きく取る必要がある。
【０００７】
従って、１つの管路からなる渦流量計において、正逆の双方向の流れに対して、安定且つ高精度の測定が可能な構成に解決しなければならない課題を有する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る渦流量計は、次に示す構成にすることである。
【０００９】
（１）  流体を流すことができる管路内に取り付け、上流側の形状と下流側の形状を異にして前記流体にカルマン渦を発生させる渦発生体と、
該渦発生体により発生するカルマン渦を検出する渦検出センサと、
該渦検出センサにより検出した信号に基づいて管路内の流体の流量を測定する流量測定部と、
からなる渦流量計であって、
前記渦発生体は、前記管路内を流れる流体の流れ方向に直列に且つお互いが上流になるように且つ何れか一方を回転させた状態で取り付けた第１及び第２の渦発生体から構成したことを特徴とする渦流量計。
（２）  前記回転させた状態での取り付けは、互いに直交する位置であることを特徴とする（１）に記載の渦流量計。
【００１０】
このように、流体を流す管路内に取り付ける渦発生体を２個にし、しかも互いに上流になるようにして取り付けたことによって、正逆の双方向の流れに対して、安定且つ高精度の測定が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の渦流量計の実施形態について図面を参照して説明する。尚、従来技術で説明したものと同様のものには同一符号を付与して説明する。
【００１２】
本発明に係る第１の実施形態の渦流量計は、図１に示すように、流体を流すことができる管路１１に渦を発生させる部品である第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂと、この第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂの近傍位置に各々設けた第１及び第２の渦検出センサ１３Ａ、１３Ｂと、この第１及び第２の渦検出センサ１３Ａ、１３Ｂからの信号を検出する第１及び第２の渦検出部１４Ａ、１４Ｂと、この第１及び第２の渦検出部１４Ａ、１４Ｂにより検出された信号から流体の流れ方向Ｐ３、Ｐ４を検出すると共に、その流れ方向に信号に基づいて渦の周波数を検出する渦周波数検出部１５Ａと、この渦の周波数から流体の流量を測定する流量測定部１６とからなる。
【００１３】
第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂは、従来技術で説明した渦発生体１２と同様に渦の発生を安定させたり、流量特性を良くさせるために、流れの上下に対して非対称な形状に形成されている。具体的には、流体の順方向の面積を広くし、逆方向の面積を狭くし断面でみると台形状に形成されている。
【００１４】
第１の渦発生体１２Ａは、図１において管路１１内を左から右方向Ｐ３に流る流体に対してカルマン渦を発生させる構造になってる。
【００１５】
第２の渦発生体１２Ｂは、図１において管路１１内を右から左方向Ｐ４に流れる流体に対してカルマン渦を発生させる構造になっている。
【００１６】
このような構成の渦流量計において、流体を管路１１に流すとその流れ方向Ｐ３、Ｐ４に従って第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂにカルマン渦を発生させることができ、その発生したカルマン渦は第１及び第２の渦検出センサ１３Ａ、１３Ｂで検出し、第１及び第２の渦検出部１４Ａ、１４Ｂにより信号に変換され、この変換された信号から管路１１を流れる流体の流れ方向Ｐ３、Ｐ４の信号を用いて渦周波数変換部１５Ａによりカルマン渦の周波数信号を生成し、流量測定部１６で管路１１内の流体の流量を測定する。
【００１７】
このように、管路１１内を流れる流体のどちら方向Ｐ３、Ｐ４の流れに対してもカルマン渦を発生させることが可能になり、また、その流量を測定することができるのである。
【００１８】
そして、図示していないが、この第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂは両者一体に取り付け且つ校正できるようにしてあるため、取り付けによる不備が解消され、又、一体にしたことで校正を行う際にも両者同時に行うことができ、高精度な調整をすることが可能である。
【００１９】
次に、第２の実施形態の渦流量計について図面を参照して説明する。
【００２０】
第２の実施形態の渦流量計は、図２に示すように、流体を流すことができる管路１１に渦を発生させる部品である第１及び第２の渦発生体１２Ｃ、１２Ｄと、この第１及び第２の渦発生体１２Ｃ、１２Ｄの近傍位置に各々設けた第１及び第２の渦検出センサ１３Ｃ、１３Ｄと、第１及び第２の渦検出センサ１３Ｃ、１３Ｄからの信号を検出する第１及び第２の渦検出部１４Ｃ、１４Ｄと、この第１及び第２の渦検出部１４Ｃ、１４Ｄにより検出された信号から流体の流れ方向Ｐ５、Ｐ６を検出すると共に、その流れ方向に信号に基づいて渦の周波数を検出する渦周波数検出部１５Ａと、この渦の周波数から流体の流量を測定する流量測定部１６とからなる。
【００２１】
第１及び第２の渦発生体１２Ｃ、１２Ｄは、互いに直交する９０°回転させた状態で取り付けられ、従来技術で説明した渦発生体１２と同様に渦の発生を安定させたり、流量特性を良くさせるために、流れの上下に対して非対称な形状に形成されている。具体的には、流体の順方向の面積を広くし、逆方向の面積を狭くし断面でみると台形状に形成されている。
【００２２】
第１の渦発生体１２Ｃは、図１において管路１１内を左から右方向Ｐ５に流れる流体に対してカルマン渦を発生させる構造になってる。
【００２３】
第２の渦発生体１２Ｄは、第１の渦発生体１２Ｃに対して９０°回転させた構造にし、図１において管路１１内を右から左方向Ｐ６に流れる流体に対してカルマン渦を発生させる構造になっている。
【００２４】
このように、第１及び第２の渦発生体１２Ｃ、１２Ｄを９０°回転させた状態で取り付けると、逆方向の流れに対する影響を少なくすることができる。
【００２５】
このような構成の渦流量計において、流体を管路１１に流すとその流れ方向Ｐ５、Ｐ６に従って第１及び第２の渦発生体１２Ｃ、１２Ｄにカルマン渦を発生させることができるが、９０℃直交した状態で配設されているため、そのカルマン渦の発生の影響は少なくすることができ、その分第１及び第２の渦検出センサ１３Ｃ、１３Ｄで検出する信号に顕著にその差を表わすことができる。
【００２６】
この第１及び第２の渦検出センサ１３Ｃ、１３Ｄで検出した信号は、第１及び第２の渦検出部１４Ｃ、１４Ｄにより信号に変換され、この変換された信号から管路１１を流れる流体の流れ方向Ｐ５、Ｐ６の信号を検出して渦周波数変換部１５Ａによりカルマン渦の周波数信号を生成し、流量測定部１６で管路１１内の流体の流量を測定する。
【００２７】
このように、管路１１内を流れる流体のどちら方向の流れに対してもカルマン渦を発生させることが可能になり、また、その流量を測定することができるのである。
【００２８】
次に第３の実施形態の渦流量計について図面を参照して説明する。
【００２９】
第３の実施形態の渦流量計は、上記説明した第１の実施形態の渦流量計で説明した構造に管路内を流れる流体の流れ方向を検出する流れ方向検出手段を備えた構造となっており、それは、図３に示すように、流体を流すことができる管路１１に渦を発生させる部品である第１及び第２の渦発生体１２Ｅ、１２Ｆと、この第１及び第２の渦発生体１２Ｅ、１２Ｆの近傍位置に各々設けた第１及び第２の渦検出センサ１３Ｅ、１３Ｆと、第１及び第２の渦発生体１２Ｅ、１２Ｆの間に設けた管路内を流れる流体の流れ方向Ｐ７、Ｐ８を検出する流れ方向検出センサ１７と、第１及び第２の渦検出センサ１３Ｅ、１３Ｆからの信号を検出する第１及び第２の渦検出部１４Ｅ、１４Ｆと、流れ方向検出センサ１７により検出した流れ方向信号により第１又は第２の渦検出部１４Ｅ、１４Ｆにより検出された信号から渦の周波数を検出する渦周波数検出部１５Ａと、この渦の周波数から流体の流量を測定する流量測定部１６とからなる。
【００３０】
第１及び第２の渦発生体１２Ｅ、１２Ｆは、従来技術で説明した渦発生体１２と同様に渦の発生を安定させたり、流量特性を良くさせるために、流れの上下に対して非対称な形状に形成されている。具体的には、流体の順方向の面積を広くし、逆方向の面積を狭くし断面でみると台形状に形成されている。
【００３１】
第１の渦発生体１２Ａは、図１において管路１１内を左から右方向Ｐ７に流る流体に対してカルマン渦を発生させる構造になってる。
【００３２】
第２の渦発生体１２Ｂは、図１において管路１１内を右から左方向Ｐ８に流れる流体に対してカルマン渦を発生させる構造になっている。
【００３３】
流れ方向検出センサ１７は、管路内の流れ方向Ｐ７、Ｐ８を検出するものであり、渦発生体近傍の差圧を測定する方法、渦発生体に発生する揚力の大きさを比較する方法、発生する渦成分の流速の大きさを比較する方法等がある。
【００３４】
このような構成の渦流量計において、流体を管路１１に流すと第１及び第２の渦発生体１２Ａ、１２Ｂにカルマン渦を発生させることができると共に、その流れ方向７、Ｐ８を流れ方向検出センサ１７で検出する。この流れ方向検出センサ１７で検出した流れ方向に従った第１及び第２の渦検出センサ１３Ａ、１３Ｂで検出したカルマン渦の信号を、第１又は第２の渦検出部１４Ａ、１４Ｂにより信号に変換され、この変換された信号から管路１１を流れる流体の流れ方向Ｐ７、Ｐ８の信号を用いて渦周波数変換部１５Ａによりカルマン渦の周波数信号を生成し、流量測定部１６で管路１１内の流体の流量を測定する。
【００３５】
このように、管路１１内を流れる流体のどちら方向Ｐ７、Ｐ８の流れに対してもカルマン渦を発生させることが可能になり、また、その流量を測定することができるのである。
【００３６】
そして、図示していないが、この第１及び第２の渦発生体１２Ｅ、１２Ｆは両者一体に取り付け且つ校正できるようにしてあるため、取り付けによる不備が解消され、又、一体にしたことで校正を行う際にも両者同時に行うことができ、高精度な調整をすることが可能である。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による渦流量計は、１つの管路内に２個の渦発生体を設けた構造にすることにより、正逆方向の流体の流れに対して、流量の測定を行うことができるという効果がある。
【００３８】
又、渦発生体を一体にして使うことによって、取り付けによる不確かさの減少、一体での校正によって高精度の流量測定が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の渦流量計の略示的な断面図である
【図２】本発明の第２の実施形態の渦流量計の略示的な断面図である
【図３】本発明の第３の実施形態の渦流量計の略示的な断面図である
【図４】従来技術における渦流量計の略示的な断面図である。
【符号の説明】
１１        管路
１２Ａ      第１の渦発生体
１２Ｂ      第２の渦発生体
１２Ｃ      第１の渦発生体
１２Ｄ      第２の渦発生体
１２Ｅ      第１の渦発生体
１２Ｆ      第２の渦発生体
１３Ａ      第１の渦検出センサ
１３Ｂ      第２の渦検出センサ
１３Ｃ      第１の渦検出センサ
１３Ｄ      第２の渦検出センサ
１３Ｅ      第１の渦検出センサ
１３Ｆ      第２の渦検出センサ
１４Ａ      第１の渦検出部
１４Ｂ      第２の渦検出部
１４Ｃ      第１の渦検出部
１４Ｄ      第２の渦検出部
１４Ｅ      第１の渦検出部
１４Ｆ      第２の渦検出部
１５Ｆ      渦周波数変換部
１６        流量測定部
【図１】
0004666245.tif 000002
【図２】
0004666245.tif 000003
【図３】
0004666245.tif 000004
【図４】
0004666245.tif 000005