专利名称：整流装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及整流装置，尤其涉及对在配设有流量计所具备的检测元件的流路内流向检测元件的气体稳定地进行整流的整流装置。
背景技术：
质量流量计用于对流动于由管道等划分成的流路内的流体、例如气体的流量进行计量，一般而言，具备例如流速传感器及对流速传感器的输出信号进行信号处理、以对流量进行求算的变换部的检测元件。变换部将传感器输出信号所表示的流速与已知的管道截面积相乘以算出瞬时流量或算出瞬时流量的累计值。
对于该种流量计而言，当流动于管道内的气体发生偏流或紊流时，则流速传感器的计测精度下降，流量测定会产生误差。因此，对于在流速传感器的上游侧设置整流板或整流网等整流元件、用该整流元件对流向流速传感器的气体进行整流以防止由偏流或紊流引起的测定精度的降低的做法已为公众所知。
采用具备整流元件的流量计，可使流速传感器周围的气体流动稳定化，可防止因气体的偏流或紊流所引起的测定精度的降低，然而，因在气体中所含有的异物，故存在整流元件所具备的许多个贯通通路(孔或网眼)中的一部分发生孔眼堵塞的情况。另外，虽然有时在整流元件的上游侧设置异物排除用网，然而即使在该情况下也会因可通过异物排除用网的比较小的异物而发生孔眼堵塞。无论何种情况，只要整流元件的一部分发生孔眼堵塞，则整流元件的各部的整流作用会变得不均匀，通过整流元件流向检测元件、例如流向流速传感器的气流会发生紊乱，产生流速传感器的计测精度下降的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种防止因流动于配备流量计的检测元件的流路内的流体中所含异物造成整流元件孔眼堵塞的可使整流元件各部的整流作用均匀化的、可使流体流动稳定化而使检测元件的测定精度维持良好的整流装置。
为达到上述目的，本发明的整流装置，具备在流路内配设于流量计的检测元件的上游侧的第1整流元件、及在上述流路内配设于上述第1整流元件与上述检测元件之间的第2整流元件，其特征在于，形成于上述第1整流元件上的许多个第1贯通通路的流路面积小于形成于上述第2整流元件上的许多个第2贯通通路的流路面积。
流动于流路内的流体首先受到整流装置的第1整流元件的整流，接着，受到第2整流元件的整流后，到达流量计检测元件的周围。如此，本发明的整流装置，至少在2个阶段获得整流作用，从而可进行效果良好的整流，检测元件周围的流体的流动获得稳定化，防止了因流体流动的紊乱而引起检测元件的计测精度下降。
当流动于流路内的流体中含有异物的场合，有时发生整流元件会因异物而发生孔眼堵塞、位于整流元件下游侧的检测元件的周围的流体流动发生紊乱的情况。对此，本发明的整流装置以第1整流元件去除流体内的异物、防止第2整流元件发生孔眼堵塞，从而防止流体流动的紊乱的发生。
即，尺寸大于第1贯通通路的流路面积的大的异物被第1整流元件捕捉而无法流向第2整流元件。另外，尺寸小于第1贯通通路的流路面积的小的异物随流体流过第1整流元件，向第2整流元件流动，由于第2整流元件的第2贯通通路的流路面积大于第1整流元件的第1贯通通路，因此，通过第1整流元件的异物也可通过第2整流元件。
如此，将兼有整流功能及异物排除功能的第1整流元件配设于流体流动方向上的第2整流元件的上游侧，凭借该第1整流元件防止第2整流元件发生孔眼堵塞。诚然，随着第1整流元件的异物排除的进行，第1整流元件会发生孔眼堵塞，因此第1整流元件的整流作用存在变得不均匀的可能性，但即使在这种场合下，流入第1整流元件的下游侧的第2整流元件的流体中不混有可使第2整流元件发生孔眼堵塞的大的异物，因而，第2整流元件发生孔眼堵塞的可能性变得极小。因此，凭借位于检测元件的上游侧的第2整流元件可发挥均匀的整流作用，从而使检测元件周围的流体流动稳定化，能可靠地防止检测元件的测定精度的降低。其结果，即使在灰尘等异物多的测定环境中，也可稳定、可靠地实施流量测定。
本发明中，第1及第2整流元件可采用多种构成。例如，可采用第1及第2整流网进行构成。第1及第2整流网分别具有与上述许多个第1及第2贯通通路分别对应的许多个第1网眼及许多个第2网眼，各第1网眼的尺寸小于各第2网眼的尺寸。另外，第1及第2整流网可以用各种材料构成多种形状，例如，以金属材料或合成树脂材料构成方形、六角形等。
本发明中，也可在第1整流元件与第2整流元件之间配设1个以上的中间整流元件(例如整流网)，中间整流元件所具备的许多个贯通通路的流路面积大于第1整流元件的许多个第1贯通通路的流路面积，并以小于第2整流元件的许多个第2贯通通路的流路面积为宜。采用该较佳实施形态，由于不仅凭借中间整流元件发挥整流作用，而且，凭借该中间整流元件可更为可靠地防止配设于检测元件附近的第2整流元件的孔眼堵塞，因而，可进一步提高测定精度。
本发明的整流装置，也可适用于具备配设于流路内流体进行双向流动的环境下的检测元件的流量计。该场合时，本发明的整流装置，其特征在于，在流路内还具备配设于相对检测元件位于上述第1及第2整流元件的相反侧的第3及第4整流元件，上述第4整流元件配设于比上述第3整流元件更靠近检测元件的位置，形成于上述第3整流元件上的许多个第3贯通通路的流路面积小于形成于上述第4整流元件上的许多个第4贯通通路的流路面积。
在该较佳实施形态中，流体通过第1及第2整流元件流向检测元件时，如上所述，比较大的异物被第1整流元件捕捉，而由于通过第1整流元件的小的异物也能通过第2整流元件，因而，可防止第2整流元件的孔眼堵塞。另外，当流体向相反方向流动时，由于第3整流元件的第3贯通通路的流路面积小于第4整流元件的第4贯通通路的流路面积，因而大的异物被第3整流元件捕捉，通过第3整流元件的小的异物也能通过第4整流元件，因此，第4整流元件发生孔眼堵塞的可能性极小。如此，由于配设于检测元件的两侧且位于其近旁的第2及第4整流元件的孔眼堵塞得到防止，可凭借第2及第4整流元件发挥均匀的整流作用，因此，无论检测元件周围的流体流动的方向如何都能获得稳定，可良好地维持检测元件的测定精度。
另外，与本发明的整流装置一起使用的流量计可为质量流量计，其构成为具备作为上述检测元件的流速传感器；及对流速传感器的输出信号进行信号处理、对流体的流量进行求算的变换部。本发明的整流装置可稳定流速传感器周围的流体流动，可防止因流体流动紊乱引起的流速传感器的计测精度下降。即，本发明的整流装置尤其适用于质量流量计。
附图的简单说明
图1为本发明实施例1的具备整流装置的流量计的概略截面图。
图2A为表示图1的整流装置所具备的第1整流网的概略主视图。
图2B为整流装置所具备的中间整流网的概略主视图。
图2C为表示整流装置的第2整流网的概略主视图。
图3为表示本发明实施例2的整流装置的概略图。
具体实施例方式
以下，参照图1及图2，对本发明实施例1的整流装置进行说明。
如图1所示，质量流量计的检测部1具有构成外壳体2的、其截面呈圆形的厚壁管2a；及安装于该管2a上的检测元件、例如流速传感器3。管2a具有上游侧管半部2c及与之相比内径略小的下游侧管半部2d，两管半部2c、2d在管内周面上构成台阶部2e而相互形成为一体。管2a的两端上分别连接着2根图中未示出的管。编号2b表示供此管连接用的凸缘。
流速传感器3，位于管2a的台阶部2e附近的位置上，沿径向贯通下游侧管半部2d的周壁而延伸，具有面临由管2a的内周面划分而成的流路10配设的检测端3a，对流动于流路10内的流体、例如气体的流速进行计测。除流速传感器3之外，质量流量传感器还具备对同上传感器3的输出信号进行信号处理以算出流体的瞬时流量、并进而对瞬时流量进行累计以算出累计流量的变换部11；及对瞬时流量与累计流量的算出值进行显示的显示部12。
整流装置4配设于上游侧管半部2c的内面，并由固定装置5固定于管2a上。即，整流装置4固定配设于向流体流动方向看的流速传感器3的上游侧。
详细而言，整流装置4具备3个整流网6～8及3个间隔套管9，整流网6～8例如由金属材料构成。因管2a具有圆形截面，各整流网6～8都呈圆形，各间隔套管9形成为圆筒状。另外，作为固定装置5，例如采用圆筒螺纹管。
整流网6～8由间隔套管9及管2a的台阶部2e支承，沿流体流动方向相互间隔地配设于管2a内。整流网6～8及间隔套管9的外径与上游侧管半部2c的内径大致相同，间隔套管9的内径与下游侧管半部2d的内径大致相同，凭借在管内面上设置的整流装置4而防止管2a内的流体流动发生紊乱。
整流网6具有许多个方形的网眼，各网眼划分形成使流体通过的方形的贯通通路(对其中之一以编号6a表示)。同样地，整流网7、8上也具有划分形成贯通通路7a、8a的许多个网眼。然而，如图2A至图2C所示，整流网6的网眼尺寸(即，各网眼划分形成的贯通通路6a的流路面积)与整流网7、8的网眼尺寸不同。
详细而言，向管2a的长度方向看位于远离流速传感器3的位置上的上游侧整流网(第1整流网)8，具有例如100号(mesh)(每平方英寸网眼数为100)的最小的网眼尺寸，而位于流速传感器3近处位置的下游侧整流网(第2整流网)6具有例如40号(mesh)的最大的网眼尺寸。配设于第1整流网8与第2整流网6之间的中间整流网7的网眼尺寸例如为60号(mesh)，大于第1整流网的网眼尺寸而小于第2整流网的网眼尺寸。
整流网6～8，当流体通过各整流网所具备的许多个网眼时对流体流动起整流作用。一般而言，网眼尺寸越小其整流作用越强，而同时压力损失也增大，因而，对网眼尺寸应从整流作用与压力损失的大小程度进行考虑而适宜地加以确定。
圆筒螺纹管5在其外周面上形成有阳螺纹5c，可与管2a的带阴螺纹2f的内周面旋合。另外，圆筒螺纹管5的环状端面5a上例如形成有2个销孔5d，如下所述，可利用该销孔5d将圆筒螺纹管5螺装于管2a上。另外，圆筒螺纹管5的内径与下游侧管半部2d及间隔套管9的内径大致相同。
以下，对整流装置4的组装步骤进行说明。
在组装整流装置4时，首先，依次将第2整流网6、第1间隔套管9、中间整流网7、第2间隔套管9、第1整流网8及第3间隔套管9装入上游侧管半部2c内，接着，用具有与圆筒螺纹管5的销孔5d分别嵌合的销的器具(省略图示)转动圆筒螺纹管5。圆筒螺纹管5随旋转而向管2a内前进，直至其内端面5b与第3间隔套管9抵接、且第2整流网6与管2a的台阶部2e压接。另外，第2整流网6的周缘部由管台阶部2e与第1间隔套管9夹持而固定，整流网7、8的周缘部也夹持于间隔套管9之间而被固定。如此，整流装置4的整流网6～8及间隔套管9沿轴向不能移动地被固定于上游侧管半部2c内。即，整流装置4设置于管2a内的流速传感器3的上游侧位置。由于间隔套管9的内径与两管半部2c、2d的内径大致相同，间隔套管内面与管内面之间不产生大的台阶，流体可在管2a内顺畅地流动。
此外，也可在整流装置4与圆筒螺纹管5之间装入与圆筒螺纹管5的内径及外径大致相同的环状的弹簧垫圈(波形圈)。由于弹簧垫圈为将具有弹性的薄板沿圆周方向形成波形之物，对于轴向的压缩具有均匀的弹性。因而，通过使用弹簧垫圈可防止因振动或冲击等原因引起圆筒螺纹管5的松驰。
以下，对整流装置4的作用进行说明。
图1中的参照编号A表示流动于管2a划分形成的流路10内的流体、例如气体的流动方向。即，通过未作图示的管道向管2a供给的气体依次经第1整流网8、中间整流网7及第2整流网6进行整流而到达流速传感器3的周围。如此，由于在3个阶段获得整流作用，到达流速传感器3周围的气体的流动获得稳定，从而防止因紊流造成流速传感器3的计测精度下降。
并且，对于流动于流路10内的气体中含有异物、例如灰尘的场合，尺寸大于第1整流网8的网眼尺寸的灰尘其通行受到第1整流网8的阻止，不会流向第1整流网8的下游侧。另外，尺寸小于第1整流网8的网眼尺寸的灰尘，随气流通过第1整流网8而流向中间整流网7，由于中间整流网7的网眼尺寸大于第1整流网8的网眼尺寸，通过第1整流网8的灰尘也能通过中间整流网7。同样理由，通过中间整流网7的灰尘也能通过第2整流网6。
如此，由于比较大的灰尘经第1整流网8从气体中除去，流入第1整流网8下游的整流网7、6的气体中不再含有尺寸大至可使整流网7、6孔眼堵塞的灰尘，整流网7、6发生孔眼堵塞的可能性极小。因而，可利用整流网7、6而产生均匀的整流作用，流速传感器3周围的气体流动得以稳定。为此，利用流速传感器3可对流动于流路10内的气体的瞬时流速精度良好地进行测定。流速传感器3的输出信号送向变换部11，变换部11通过将传感器输出信号表示的瞬时流速与流路10的截面积相乘而求算出流动于流路10内的气体的瞬时流量，进而，将瞬时流量与累计流量相加以算出至此为止的累计流量。并且，由显示部12对瞬时流量及累计流量进行显示。
整流装置4中，由于整流网6～8及间隔套管9被圆筒螺纹管5按压、固定在管2a的内周面上，即使当壳体2受到来自外部的振动或冲击的场合，也能可靠地防止整流网6～8及间隔套管9发生变形或移位，可防止流动于流路10内的气体发生偏流或紊流。在这方面，整流装置4对于防止流量计的测定精度的降低也起到作用。
以下，参照图3对本发明实施例2的整流装置进行说明。
实施例2的整流装置4′适用于具备配设于流体在流路内双向流动的环境中的流速传感器3的质量流量计，除在流速传感器3的两侧设置整流网这一点外，具有与图1所示的实施例1的整流装置4大致相同的基本构成。为此，在图3中仅对整流网6、8、6′、8′与流速传感器3的相对位置关系加以表示。
如图3所示，整流装置4′具备用于对与图1的流路10对应的流路内向箭头A的方向流动的流体、例如气体的流动进行整流的第1及第2整流网8、6，这一点与图1的整流装置4的构成相同。然而，与整流装置4不同，整流装置4′不具备中间整流网7。另外，第1及第2整流网8、6分别形成为椭圆形，二者的网眼尺寸例如为100号(mesh)及60号(mesh)。
整流装置4′还具备用于对在流路内向箭头B的方向流动的流体进行整流的第3及第4整流网8′、6′。第3整流网8′配设于流路内的相对于流速传感器3的第1整流网8的相反侧，并以将之配设于相对流速传感器3与第1整流网8对称的配设位置上为宜。另外，第4整流网6′配设于流路内的相对于流速传感器3的第2整流网6的相反侧，并以配设于相对流速传感器3与第2整流网6对称的配设位置上为宜。并且，第3整流网8′具有小于第4整流网6′的网眼尺寸的网眼尺寸。实施例2中，第3及第4整流网8′、6′的网眼尺寸与第1及第2整流网8、6相同，例如为100号(mesh)及60号(mesh)。
整流装置4′的作用与整流装置4大致相同。即，当流体、例如气体通过第1及第2整流网8、6向箭头A的方向流动时，比较大的异物、例如灰尘被第1整流网8捕捉，而可通过第1整流网8的比较小的灰尘也可通过第2整流网6，因而，可防止第2整流网6发生孔眼堵塞。另外，当气体向箭头B的方向流动时，由于第3整流网8′的网眼尺寸小于第4整流网6′，大的灰尘被第3整流网8′捕捉，可通过第3整流网8′的小的灰尘也可通过第4整流网6′，因而，第4整流网6′发生孔眼堵塞的可能性小。因此，可由配设于流速传感器3两侧的第2及第4整流网6、6′产生均匀的整流作用，因而，流速传感器3周围的气体的气流不受流动的方向影响都能获得稳定，流速传感器3的测定精度可维持良好，可用流量计效果良好地实施流量测定。
本发明并不限定于上述实施例1及实施例2，可进行多种变形。
例如，虽在实施例1、2中采用了圆形或椭圆形的整流网，然而，整流网可依据流路截面形状形成为各种形状。另外，在实施例中，采用由金属材料构成的且具有方形网眼的整流网，然而，整流网的构成材料及网眼形状等并不受此限定，例如也可以用合成树脂材料构成整流网。另外，两实施例中记述的网眼尺寸仅为示例，并不限定于这些网眼尺寸。
实施例1中，在上游侧的第1整流网与下游侧的第2整流网之间设置了1个中间整流网，也可配设2个以上的中间整流网或除去中间整流网。另外，并非必须将中间整流网的网眼尺寸设置成小于第2整流网，也可使用与第2整流网的网眼尺寸相同或与之相比较大的网眼尺寸的中间整流网。
实施例2中，将第3及第4整流网8′、6′设置于相对流速传感器与第1及第2整流网8、6对称的配设位置上，然而，并非必须将第3及第4整流网8′、6′设置于相对第1及第2整流网8、6对称的配设位置上。另外，在实施例2中也可在第1整流网与第2整流网之间或第3整流网与第4整流网之间设置1个以上的中间整流网。
此外，实施例1、2中，作为整流元件采用了整流网，也可以是其他的整流元件、例如以形成有许多作为供流体通过的贯通通路的细径贯通孔的整流板取代整流网加以使用。
在其他方面，本发明同样可进行多种变形，例如，将整流装置固定于管内时，并非必须使用圆筒螺纹管及间隔套管。
权利要求
1.一种整流装置，其特征在于，具备在流路内配设于流量计的检测元件的上游侧的第1整流元件、及在上述流路内配设于上述第1整流元件与上述检测元件之间的第2整流元件，形成于上述第1整流元件上的许多个第1贯通通路的流路面积小于形成于上述第2整流元件上的许多个第2贯通通路的流路面积。
2.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，上述第1及第2整流元件分别由具有对应于上述的许多个第1贯通通路的许多个第1网眼的第1整流网、及具有对应于上述的许多个第2贯通通路的许多个第2网眼的第2整流网构成，各个上述第1网眼的尺寸小于各个上述第2网眼的尺寸。
3.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，还具备配设于上述第1整流元件与上述第2整流元件之间的1个以上的中间整流元件，上述中间整流元件所具备的许多个贯通通路的流路面积大于上述第1整流元件的许多个第1贯通通路的流路面积。
4.根据权利要求3所述的整流装置，其特征在于，上述中间整流元件所具备的许多个贯通通路的流路面积小于上述第2整流元件的许多个第2贯通通路的流路面积。
5.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，在上述流路内还具备配设于相对上述检测元件的上述第1及第2整流元件的相反侧位置上的第3及第4整流元件，上述第4整流元件配设于比上述第3整流元件更接近上述检测元件的位置上，形成于上述第3整流元件上的许多个第3贯通通路具有比形成于上述第4整流元件上的许多个第4贯通通路的流路面积小的流路面积。
6.根据权利要求1所述的整流装置，其特征在于，适用于具有构成上述检测部的流速传感器及对上述流速传感器的输出信号进行信号处理、对流体的流量进行求算的变换部的质量流量计。
全文摘要
本发明的整流装置(4)设置于由管(2a)划分而成的流路(10)内的流量计的流速传感器(3)的上游侧，具备配设于距流速传感器较远处的第1整流网(8)及配设于距流速传感器较近处的第2整流网(6)。第1整流网具有小于第2整流网的网眼，去除流体中所含的异物，防止因异物引起第2整流网的孔眼堵塞。因第2整流网的整流作用、流速传感器周围的流体流动获得稳定，从而防止因流体流动中的紊流造成流体传感器的计测精度的下降。
文档编号G01F15/12GK1688871SQ03823588
公开日2005年10月26日 申请日期2003年8月29日 优先权日2002年8月29日
发明者八尾健史, 田村博, 温井一光, 小牧充典, 田代健, 大岛英一, 石谷聪 申请人:株式会社山武