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JPS6361604B2 - - Google Patents
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JPS6361604B2 - - Google Patents

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JPS6361604B2
JPS6361604B2 JP56500474A JP50047481A JPS6361604B2 JP S6361604 B2 JPS6361604 B2 JP S6361604B2 JP 56500474 A JP56500474 A JP 56500474A JP 50047481 A JP50047481 A JP 50047481A JP S6361604 B2 JPS6361604 B2 JP S6361604B2
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fluid flow
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/20Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow
    • G01F1/32Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters
    • G01F1/3209Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices
    • G01F1/3218Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects by detection of dynamic effects of the flow using swirl flowmeters using Karman vortices bluff body design

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

請求の範囲 1 流体の流れの方向に平行な側面を有するよう
に配置されかつ前記流体の流れを横切つて伸長す
る前縁及び後縁を有する部材と、前記流体の流れ
に略平行な方向における渦列中にカルマン渦を発
生させる離脱コーナ部を形成する手段とを有する
流体の流れにカルマン渦を発生させる装置であつ
て、前記部材は狭い細長板部材10であり、前記
前縁16は前記前縁16近傍の実質的層流として
の境界層を発生させるようになされており、前記
離脱コーナ部32の各々は開口26の前記前開口
縁28すなわち前記細長板部材10の側面20の
少なくとも1つと交差する凹部によつて形成され
ており前記開口26は前記細長板部材10の前記
前縁16近傍にあることを特徴とする装置。
Claim 1: A member having leading and trailing edges disposed with side surfaces parallel to the direction of fluid flow and extending across the fluid flow; and means for forming breakaway corners for generating Karman vortices in the vortex array, the member being a narrow elongated plate member 10, the leading edge 16 of which The breakaway corners 32 are adapted to generate a substantially laminar boundary layer near the leading edge 16 , with each of the breakaway corners 32 extending over at least one of the front opening edges 28 of the opening 26 , i.e., at least one of the sides 20 of the elongated plate member 10 . Apparatus characterized in that the opening 26 is formed by two intersecting recesses and the opening 26 is near the leading edge 16 of the elongated plate member 10.

2 前記開口26の前記前開口縁28から前記流
体の流れの方向に沿い後開口縁30までの最大距
離dは、前記細長板部材10の厚さwの5ないし
30倍の範囲内にある特許請求の範囲第1項記載の
装置。
2. The maximum distance d from the front opening edge 28 of the opening 26 to the rear opening edge 30 along the fluid flow direction is between 5 and 5 of the thickness w of the elongated plate member 10.
Apparatus according to claim 1 within the range of 30 times.

3 前記細長板部材10の前記前縁16から前記
前開口縁28までの長さaは前記細長板部材10
の厚さwの5倍、好ましくは3倍より少である請
求の範囲第1項又は第2項記載の装置。
3. The length a from the front edge 16 of the elongated plate member 10 to the front opening edge 28 is the length a of the elongated plate member 10.
3. A device according to claim 1 or 2, wherein the thickness w is less than 5 times, preferably less than 3 times.

4 前記前開口縁28は前記細長板部材10の一
側面を含む平面において実質的に連続した円弧状
部分を有している請求の範囲第1項ないし第3項
のいずれか一項記載の装置。
4. The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the front opening edge 28 has a substantially continuous arcuate portion in a plane that includes one side of the elongated plate member 10. .

5 流体の流れの方向に平行な側面を有するよう
に配置されかつ前記流体の流れを横切つて伸長す
る前縁及び後縁を有する部材と、前記流体の流れ
に略平行な方向における渦列中にカルマン渦を発
生させる離脱コーナ部を形成する手段とを有する
流体の流れにカルマン渦を発生させる装置であつ
て、前記部材は狭い細長板部材10であり、前記
前縁16は前記前縁16近傍の実質的層流として
の境界層を発生させるようになされており、前記
離脱コーナ部32は前記細長板部材10の前記前
縁16に取り付けられかつ前記細長板部材10の
延長軸線12に沿つて前記前縁16の上流に配向
されているワイヤ部材36によつて形成されてい
ることを特徴とする装置。
5. A member having a leading edge and a trailing edge arranged to have side surfaces parallel to the direction of the fluid flow and extending across the fluid flow, and a member having a vortex array in a direction substantially parallel to the fluid flow. and means for forming a breakaway corner for generating a Karman vortex in a fluid flow, said member being a narrow elongated plate member 10, said leading edge 16 being a part of said leading edge 16. The breakaway corner 32 is attached to the leading edge 16 of the elongate plate member 10 and is adapted to generate a boundary layer in the vicinity of substantially laminar flow. A device characterized in that it is formed by a wire member 36 oriented upstream of said leading edge 16.

6 前記ワイヤ部材36は2つの地点で前記前縁
16に接続されかつ前記前縁16に関して円弧状
をなし前記開口26を画定している請求の範囲第
5項記載の装置。
6. The apparatus of claim 5, wherein said wire member (36) is connected to said leading edge (16) at two points and is arcuate with respect to said leading edge (16) to define said opening (26).

7 前記ワイヤ部材36から前記流体の流れ方向
に沿つて前記前縁16までの距離iは前記細長板
部材10の厚さwの5ないし30倍の範囲内にある
請求の範囲第5項又は第6項記載の装置。
7. The distance i from the wire member 36 to the leading edge 16 along the fluid flow direction is within a range of 5 to 30 times the thickness w of the elongated plate member 10. The device according to item 6.

8 前記流体の流れの方向における前記細長板部
材10の長さLは前記細長板部材10の厚さwの
15ないし100倍の範囲内にある請求の範囲第1項
ないし第7項のいずれか一項記載の装置。
8 The length L of the elongated plate member 10 in the direction of the fluid flow is equal to the thickness w of the elongated plate member 10.
8. A device according to any one of claims 1 to 7, which is within the range of 15 to 100 times.

9 前記細長板部材10の前記側面20は前記前
縁16に向かつて徐々にテーパが設けられかつ前
記前縁16を形成するように交差している請求の
範囲第1項ないし第8項のいずれか一項記載の装
置。
9. The side surface 20 of the elongated plate member 10 is gradually tapered toward the leading edge 16 and intersects to form the leading edge 16. The device according to item 1.

10 前記離脱コーナ部32は前記流体の流れの
方向に垂直な平面上に突出して前記細長板部材1
0の厚さwの2ないし9倍の有効渦発生長さcを
有している請求の範囲第1項ないし第9項のいず
れか一項記載の装置。
10 The separation corner portion 32 protrudes on a plane perpendicular to the direction of the fluid flow, and the elongated plate member 1
10. The device according to claim 1, wherein the device has an effective vortex generation length c that is 2 to 9 times the zero thickness w.

11 前記細長板部材10の前記側面20は前記
細長板部材10の前記後縁18に向けてテーパが
設けられている請求の範囲第1項ないし第10項
のいずれか一項記載の装置。
11. The apparatus of any one of claims 1 to 10, wherein the side surface 20 of the elongated plate member 10 is tapered toward the trailing edge 18 of the elongated plate member 10.

12 前記側面20の各々は前記流体の流れ中に
おいて境界層乱れを発生させる前記離脱コーナ部
32に関して対称に配置された表面分裂部52を
有している特許請求の範囲第1項ないし第11項
のいずれか一項記載の装置。
12. Claims 1 to 11, in which each of the side surfaces 20 has a surface break 52 arranged symmetrically with respect to the breakaway corner 32 for generating boundary layer turbulence in the fluid flow. The device according to any one of the following.

13 前記細長板部材10は流路34中に配置さ
れかつ流路34の直径Dの1/5以下好ましくは1/1
5以下を閉塞する請求の範囲第1項ないし第12
項のいずれか一項記載の装置。
13 The elongated plate member 10 is disposed in the channel 34 and has a diameter of 1/5 or less, preferably 1/1 of the diameter D of the channel 34.
Claims 1 to 12 that close 5 or less
Apparatus according to any one of paragraphs.

背景技術 渦より構成される変動流れ場が相対的に移動す
る流体中にある物体の後に存在することは周知で
ある。すなわち、物体が流体を通過している場
合、または流体が物体を通つている場合には、物
体の各側面から交互につくられる渦より構成され
る変動流れ場が現れる。この変動流れ場はより一
般的にカルマン渦列または痕跡と呼ばれている。
また周知のように、物体の後における渦の発生速
度は物体と流体の流れとの相対速度に関係する。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is well known that a fluctuating flow field consisting of vortices exists behind objects in relatively moving fluids. That is, when an object is passing through a fluid, or when a fluid is passing through an object, a fluctuating flow field consisting of vortices created alternately from each side of the object appears. This fluctuating flow field is more commonly referred to as a Karman vortex street or trace.
Also, as is well known, the rate at which vortices develop after an object is related to the relative velocity between the object and the fluid flow.

従来周知の渦発生器は横断面が円形、三角形ま
たは矩形の物体を含む。一般に、このような渦発
生器は、安定した渦列を発生するため、他の横断
面寸法にたいし十分に大きなまたは鈍い(凡い)、
流れの方向に垂直な寸法の横断面を有する。同様
に、既存の渦発生器がパイプ等制限流体路内に設
けられると、発生器が流体路にたいする規定閉そ
く比を生ずるときにのみ安定した渦列が発生され
ることが多い。例えば、流路の横断面積の30パー
セントを閉そくするときに良好に作動する、現在
市販の渦発生器もある。
Vortex generators known in the art include objects of circular, triangular or rectangular cross section. Generally, such vortex generators are sufficiently large or blunt relative to other cross-sectional dimensions to generate a stable vortex train.
It has a cross section with dimensions perpendicular to the direction of flow. Similarly, when existing vortex generators are installed within a restricted fluid path, such as a pipe, a stable vortex train is often generated only when the generator produces a specified closure ratio for the fluid path. For example, some vortex generators currently available on the market perform well when occluding 30 percent of the cross-sectional area of the flow path.

あいにく、既存の渦発生器は渦列をできるだけ
安定させるように設計されるよう考えられてはい
るが、渦の安定度と関係する測定精度とは使用さ
れる発生器の幾何的外形により本来的に制限され
る。いくつかの点において、既存の発生器の特定
外形では測定を不正確にするような擾乱を生ず
る。
Unfortunately, although existing vortex generators are designed to make the vortex train as stable as possible, vortex stability and related measurement accuracy are inherently limited due to the geometry of the generator used. limited to. In some respects, the particular geometry of existing generators creates disturbances that make measurements inaccurate.

上記について、相対的に移動する流体に浸漬さ
れる物体の上流面に思案区域が現われることはよ
く知られている。この思案区域は上流面近くに圧
力帯域を構成する。思案区域の大きさと、これに
関連する圧力の大きさとは上流面の外形に左右さ
れる。流体が物体にたいし移動すると、思案区域
は上流面を中心とする側面対例面から移動しやす
くなり、それによつて圧力差を生じ、一方、流れ
誘発圧力勾配が物体表面に沿い下流に生ずる。浸
漬物体からの渦の離脱点と離脱のタイミングとは
これら圧力勾配に左右されるから、思案区域の移
動に伴う圧力差の大きさは重要である。既存の発
生器の比較的丸い上流面により生ずる思案区域に
より圧力差を早めて発生器からの渦の離脱を不均
一にさせる。このような不均一は、渦発生速度の
測定に誤りを生ずる。
Regarding the above, it is well known that a ponding area appears on the upstream face of an object immersed in a relatively moving fluid. This deliberation zone constitutes a pressure zone near the upstream face. The size of the ponding zone and the magnitude of the associated pressure depend on the geometry of the upstream surface. As the fluid moves against the object, the thinking zone tends to move away from the lateral surface centered on the upstream surface, thereby creating a pressure difference, while a flow-induced pressure gradient is generated downstream along the object surface. . The magnitude of the pressure difference as the thinking zone moves is important because the point and timing of the departure of the vortex from the immersed object depend on these pressure gradients. The clearance zone created by the relatively rounded upstream face of existing generators accelerates the pressure differential and causes non-uniform shedding of the vortices from the generator. Such non-uniformity results in erroneous measurements of vortex generation rate.

また既存の発生器の幾何的外形は大きな乱れた
伴流を生ぜしめる。乱流が多いほど伴流は大きく
なり、圧力抵抗が発生器と流体に加わる。この圧
力抵抗は流体の速度とこれに比例する速度で発生
する渦とに悪影響を及ぼす。従つて、既存の渦発
生器による乱流は流量測定にたいし不利な影響を
与える。
Also, the geometry of existing generators produces highly turbulent wakes. The more turbulent the flow, the larger the wake, which adds pressure resistance to the generator and fluid. This pressure resistance adversely affects the velocity of the fluid and the vortices generated at a proportional velocity. Therefore, turbulence caused by existing vortex generators has a detrimental effect on flow measurements.

速度および(または)流体の流量を測定する流
量計を含み、既存の種々形式の流量計は渦発生装
置を利用して流量の測定を行う。しかし、広範囲
の流体の流量にわたりかなりの安定性を有する渦
列を発生できない渦発生装置が多い。その結果、
渦は測定されないかまたは、渦が検出されていた
場合には“欠測”となる。(出願人は、渦の“安
定性”は渦の形成強さと渦の検出に使用される装
置の感度とに左右されることを認めている。しか
し、ここで使用される“安定性”とは一定のまた
は定常の検出装置について渦の品質をいう。すな
わち、流体の流量を表わす連続してかなり良好に
形成される渦の生産である。)既存の発生器によ
り得られる渦列は不安定性を有するので、流量を
正確に表わすためには、渦計数測定値を長時間に
わたり平均しなければならない。平均するための
時間間隔が長くなると、瞬間流量の測定の正確さ
が減じてしまう。
Various types of existing flow meters, including those that measure velocity and/or fluid flow rate, utilize vortex generators to measure flow rate. However, many vortex generators are unable to generate vortex streets with significant stability over a wide range of fluid flow rates. the result,
The vortices are either not measured or "missing" if the vortices were detected. (Applicants acknowledge that the "stability" of a vortex depends on the strength of the vortex formation and the sensitivity of the equipment used to detect the vortex. However, "stability" as used herein refers to the quality of the vortex for a constant or stationary detection device, i.e. the production of a continuous and fairly well-formed vortex representing the fluid flow rate.) The vortex train obtained by existing generators is unstable , the vortex count measurements must be averaged over time to accurately represent the flow rate. The longer the averaging time interval, the less accurate the instantaneous flow measurement.

従つて、以下で説明される本発明の実施例の目
的は安定した渦を発生する装置を提供することに
ある。
It is therefore an object of the embodiments of the invention described below to provide a device for generating stable vortices.

これら実施例の利益は、渦発生装置の区域にお
いて伴流誘発圧力差を少なくして安定した渦を確
実に得られることである。
The benefit of these embodiments is that they ensure a stable vortex with reduced wake-induced pressure differences in the area of the vortex generator.

本発明の実施例についてのもう1つの利益はカ
ルマン渦の発生速度を正確に測定できることであ
る。
Another benefit of embodiments of the present invention is the ability to accurately measure the rate of Karman vortex development.

上記について、粘性により流体の速度を、好個
の実施例において使用される発生板の表面に沿う
地点で零にさせる。しかし、発生板の表面からき
わめてわずか離れた所では、流体の速度は流体の
流れの速度一般特性に達する。従つて、大きい速
度勾配を含む、境界層として知られている薄い流
体層が浸漬板の表面上に形成する。
Regarding the above, viscosity causes the velocity of the fluid to zero at points along the surface of the generator plate used in the preferred embodiment. However, at a very small distance from the surface of the generator plate, the fluid velocity reaches the general velocity characteristic of fluid flow. A thin fluid layer, known as a boundary layer, therefore forms on the surface of the immersion plate, containing a large velocity gradient.

境界層は最初に、(流体の流れ方向について形
成される)平板の前縁で実際に厚みを有しないで
開始する。前縁の近くで境界層の流れは本質的に
層状である。粘性作用が板区域の増大により増大
すると境界層は下流方向で厚みを増大する。しか
し、境界層が厚くなり流量が多くなるに伴い、不
安定になり、層内の流れは破壊しまたは“切断”
して乱流となる。層状から乱れ境界層へのこの変
化は急激な変化ではなく、むしろ、粘性と乱れの
両作用が存在する境界層変移区域を介して生ず
る。実際には、変移区域の粘性効果は最後に乱れ
効果と代り、全くの乱れ境界層になる。
The boundary layer initially starts with virtually no thickness at the leading edge of the plate (formed in the direction of fluid flow). Near the leading edge, the boundary layer flow is essentially laminar. The boundary layer increases in thickness in the downstream direction as the viscous effects increase due to the increase in plate area. However, as the boundary layer thickens and the flow rate increases, it becomes unstable and the flow within the layer breaks down or “cuts”.
The flow becomes turbulent. This change from a layered to a turbulent boundary layer is not an abrupt change, but rather occurs through a boundary layer transition zone where both viscous and turbulent effects are present. In fact, the viscous effects in the transition zone eventually replace the turbulent effects and become a purely turbulent boundary layer.

変移区域が生ずる平板の表面に沿う特定点はレ
イノルド数に関係がある。これについて、平板の
前縁から下流の任意地点のレイノルド数は流体の
速度と前縁からのその地点の距離との両方に左右
される。なお、変移区域は平板ではレイノルド数
が約105近くで生ずると認められている。従つて、
この近くでレイノルド数を有する平板の表面に沿
う地点は一般に境界層変移区域にある。
The particular point along the surface of the plate at which the transition zone occurs is related to the Reynolds number. In this regard, the Reynolds number at any point downstream from the leading edge of the plate depends on both the velocity of the fluid and the distance of that point from the leading edge. It is recognized that the transition zone occurs at a Reynolds number of approximately 105 in flat plates. Therefore,
Points along the surface of the plate that have a Reynolds number in this vicinity are generally in the boundary layer transition zone.

境界層変移区域の位置は必ずしも一定ではな
い。すなわち、一定の平板は流体の流れの第1速
度にたいする第1範囲の表面地点に関連する変移
区域を有するが、変移区域は流体の流れの第2速
度にたいする第2範囲の表面地点に関連するよう
に移動する。
The location of the boundary layer transition area is not necessarily constant. That is, a plate has a transition area that is associated with a first range of surface points for a first velocity of fluid flow, but the transition area is associated with a second range of surface points for a second velocity of fluid flow. Move to.

しかし、境界層変移区域が流体の流れ中に浸漬
される平板に沿つているかとは関係なく、変移区
域には不正摩擦抵抗が伴う。この摩擦抵抗は重要
でさらに、その不正的性質により、変移区域の流
体の流れ速度に一般に不測の衝撃(影響)を与え
る。
However, irrespective of whether the boundary layer transition zone is along a flat plate immersed in the fluid flow, the transition zone is associated with unfavorable frictional resistance. This frictional resistance is significant and, due to its erratic nature, generally has an unintended impact on the fluid flow velocity in the transition area.

以上の説明から明らかなように、境界層変移区
域が渦流量計等装置の検出または開口区域近くで
生じたとすれば、不正摩擦抵抗は渦形成の速度お
よび(または)パターンを著しく乱しその結果そ
れにもとずく測定はきわめて不正確になつてしま
う。例えば、任意の渦発生装置の構造が、境界層
変移区域を、特定のエンバイロンメント(環境)
での流体の流れ速度のための流量計の検出区域ま
たは開口近くで現わすような構造であれば、その
流体速度の流量計による測定は不正確になつてし
まう。
As is clear from the above discussion, if the boundary layer displacement zone occurs near the detection or aperture zone of a device such as a vortex flowmeter, then the irregular frictional drag can significantly disturb the rate and/or pattern of vortex formation, resulting in Measurements based on this will be extremely inaccurate. For example, the structure of any vortex generator may limit the boundary layer transition area to a specific environment.
If the structure appears near the sensing area or aperture of the flow meter for fluid flow velocity at a flow rate, the flow meter's measurement of that fluid velocity will be inaccurate.

そのため、この発明の実施例の他の目的は一定
のエンバイロンメントで所定の流体の流れ速度範
囲にわたり安定した渦列を発生できる渦列発生装
置を提供することにある。このような実施例によ
れば所定の流体の流れ速度範囲で生ずるような発
先装置に沿う重要な位置での境界層変移区域の発
生を有利に排除する。
Therefore, another object of the embodiments of the present invention is to provide a vortex train generator capable of generating a stable vortex train over a predetermined fluid flow velocity range in a given environment. Such embodiments advantageously eliminate the occurrence of boundary layer transition zones at critical locations along the originating device, such as those that occur over a range of fluid flow speeds.

要約 この発明の原理によれば、カルマン渦を発生す
る、多くの構造実施例が提供される。一実施例に
よれば、渦発生装置は、カルマン渦を発生するた
め、流体の流れに浸漬される狭い発生板を有す
る。この発生板は延長軸線を流体の流れ方向に平
行させて配向される。発生板の側面は流体の流れ
方向に本質的に平行している。これら側面には開
口(シエド)区域を有し、渦が発生板から離脱す
る開口コーナ部を形成する。さらに種々の実施例
は別個に、発生板の前縁および開口区域を異なる
形状で示す。
SUMMARY In accordance with the principles of the present invention, a number of structural embodiments are provided for generating Karman vortices. According to one embodiment, the vortex generator has a narrow generator plate that is immersed in the fluid flow to generate the Karman vortices. The generator plate is oriented with its axis of extension parallel to the direction of fluid flow. The sides of the generator plate are essentially parallel to the direction of fluid flow. These sides have shed areas forming open corners where the vortices leave the generator plate. Moreover, the various embodiments separately exhibit different shapes of the leading edge and the aperture area of the generator plate.

他の実施例によれば、発生部材は発生板の前縁
に取り付けられる。発生部材は発生板の延長軸線
に平行して上流に配向される。
According to another embodiment, the generator member is attached to the leading edge of the generator plate. The generator member is oriented upstream parallel to the axis of extension of the generator plate.

この発明のその他の形態によれば、発生板の側
面は、発生する可能性のある境界層変移区域の発
生を排除するため、流体の流れに境界層の乱を発
生する半径方向スロツト等少なくとも1つの表面
分裂部または不連続部を備えている。
According to another aspect of the invention, the sides of the generator plate are provided with at least one radial slot or the like for introducing boundary layer turbulence into the fluid flow, in order to eliminate the creation of possible boundary layer transition zones. It has two surface breaks or discontinuities.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

本発明の上記および他の目的、特長および利益
は、添付図面に例示される好個な実施例の下記の
詳細な説明から明らかになる。添付図面において
各図とも符号は同じ部分を示す。図面は必ずしも
一定の割合で描かれていないで、本発明の原理を
示すことに重点をおいている。
These and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of the preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same reference numerals indicate the same parts in each figure. The drawings are not necessarily to scale, emphasis instead being placed upon illustrating the principles of the invention.

第1A図から第1F図は本発明の種々実施例に
よる渦発生装置の側面図; 第2A図から第2B図は本発明の種々実施例に
よる渦発生装置の平面図; 第3A図は本発明の一実施例による渦発生装置
の正面図; 第3図は流路に挿入される第3A図に示す装置
の正面図; 第4A図と第4B図は本発明による実施例の
夫々平面図と側面図; 第5A図と第5B図は、発生装置が、流路に取
り付けられる送信装置と受信装置との間の流路内
に挿入される、本発明の実施例による渦発生装置
の平面図と正面図; 第6A図と第6B図は、センサを後開口縁に取
り付けた本発明の実施例による渦発生装置の夫々
平面図と側面図; 第7A図と第7B図は、検出装置を渦発生装置
の下流部分に取り付けた本発明の実施例による渦
発生装置の夫々平面図と正面図; 第8図は本発明の他の形態による渦発生装置の
側面図; 第9図は9−9線で破断した第9図の実施例の
断面図; 第10図は本発明の他の形態による渦発生装置
の側面図;および 第11図は11−11線で破断した第10図の
実施例の断面図である。
1A to 1F are side views of vortex generating devices according to various embodiments of the present invention; FIGS. 2A to 2B are plan views of vortex generating devices according to various embodiments of the present invention; FIG. 3A is a top view of a vortex generating device according to various embodiments of the present invention; FIG. 3 is a front view of the device shown in FIG. 3A inserted into a flow path; FIGS. 4A and 4B are respective top views of an embodiment of the present invention; FIG. side view; Figures 5A and 5B are top views of a vortex generator according to an embodiment of the invention, where the generator is inserted into a flow path between a transmitting device and a receiving device attached to the flow path; and a front view; FIGS. 6A and 6B are a plan view and a side view, respectively, of a vortex generator according to an embodiment of the invention with a sensor attached to the rear opening edge; FIGS. 7A and 7B are a diagram showing a detection device FIG. 8 is a side view of a vortex generator according to another embodiment of the invention; FIG. 9 is a 9- 9 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 9 taken along line 9; FIG. 10 is a side view of a vortex generator according to another embodiment of the invention; and FIG. 11 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 10 taken along line 11--11. FIG. 3 is an example cross-sectional view.

図面の詳細な説明 第1A図から第1F図は本発明の種々実施例に
よる(発生板10aないし10f等)渦発生装置
を示す。第2A図から第2C図は、(発生板10
g,10hおよび10iを備える)本発明による
さらに他の実施例の平面図を示す他、ここに開示
される種々実施例における各発生板10について
の延長軸線12も選択的に示す。延長軸線12、
従つて各発生板10は(左から右への)矢印14
で示すように流体の流れ方向に平行に配向され
る。なお、第3A図、第3B図および第5B図を
除き、各図において、流体は左から右の方向に流
れる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figures 1A to 1F illustrate vortex generators (such as generator plates 10a to 10f) according to various embodiments of the present invention. FIGS. 2A to 2C show (generator plate 10
In addition to illustrating a top view of yet another embodiment according to the invention (comprising 10g, 10h, and 10i), the axis of extension 12 for each generator plate 10 in the various embodiments disclosed herein is also selectively shown. extension axis 12;
Each generator plate 10 thus has an arrow 14 (from left to right)
oriented parallel to the direction of fluid flow as shown in . In addition, in each figure except FIG. 3A, FIG. 3B, and FIG. 5B, the fluid flows in the direction from the left to the right.

本発明による発生板10は任意の材料よりまた
は、プラスチツクまたは金属を含む、材料の組合
せにより製作される。発生板10は起立自在の空
気力学的配置で取り付けられるが、本発明の各実
施例はまた、パイプ等包囲流体の流れに組み込ま
れてもよい。
Generator plate 10 according to the present invention may be made of any material or combination of materials, including plastic or metal. Although the generator plate 10 is mounted in a stand-up aerodynamic configuration, embodiments of the invention may also be incorporated into an surrounding fluid flow, such as a pipe.

流れの方向にたいし、各発生板は前縁16と後
縁18とを有する。延長軸線12に突き入ると、
発生板10の前縁16は長さ寸法Lだけ後縁18
から分離される。第2A図から第2C図に示すよ
うに、各発生板10はまた、延長軸線12に本質
的に垂直な幅Wを有する。発生板10は狭い細長
部材で、その長さと幅の比L:Wはなるべく15:
1から100:1の範囲である。この範囲の比L:
Wでは、発生装置に流線形状を与えて伴流の乱れ
およびそれに伴う圧力降下を減ずる。
In the direction of flow, each generator plate has a leading edge 16 and a trailing edge 18. When entering the extension axis 12,
The leading edge 16 of the generator plate 10 is separated by a length L from the trailing edge 18.
separated from As shown in FIGS. 2A-2C, each generator plate 10 also has a width W essentially perpendicular to the axis of extension 12. As shown in FIGS. The generator plate 10 is a narrow elongated member, and its length to width ratio L:W is preferably 15:
It ranges from 1 to 100:1. Ratio L in this range:
W gives the generator a streamlined shape to reduce wake turbulence and associated pressure drop.

各発生板10は、前縁16から後縁18に延長
する2つの側面20を有する。側面20は第2A
図から第2C図に示すように主として、延長軸線
12に平行である、側面20は、必ずしも延長軸
線12に平行でない(矢印14で示すように流れ
方向にたいし画成される)前部分22と後部分2
4とを含み、これについて、第2A図、第2B図
および第2C図の各図は側面20の前部分22を
異なる外形にした各別の実施例を示す。
Each generator plate 10 has two side surfaces 20 extending from the leading edge 16 to the trailing edge 18. The side surface 20 is the second A
The side surface 20, which is primarily parallel to the extension axis 12 as shown in FIG. and rear part 2
4, in which the figures of FIGS. 2A, 2B and 2C show different embodiments in which the front portion 22 of the side surface 20 has a different profile.

第2A図の実施例において、側面20gの前部
分22gは上からみると本質的に直線であり、な
るべく5度から30度の範囲の角度アルフアαで延
長軸線12と交差することにより、前縁16gを
形成する。
In the embodiment of FIG. 2A, the front portion 22g of the side surface 20g is essentially straight when viewed from above, and the leading edge is intersected by the extension axis 12 at an angle alpha α preferably in the range of 5 to 30 degrees. Forms 16g.

第2B図の実施例において、側面20hの前部
分22hは内方へ除々に傾斜して前縁16gを形
成する。
In the embodiment of FIG. 2B, the front portion 22h of the side surface 20h tapers inwardly to form a leading edge 16g.

第2C図の実施例において、前部分22iは延
長軸線12に実質的に平行のままであるが前部分
22i′は、なるべく5度から30度の範囲の角度ベ
ータβで前部分22iと交差する。
In the embodiment of FIG. 2C, the front section 22i remains substantially parallel to the axis of extension 12, but the front section 22i' intersects the front section 22i at an angle beta β, preferably in the range of 5 degrees to 30 degrees. .

第1A図から第1F図に示す各実施例には、長
さ寸法Lと幅寸法Wの両寸法に直角をなす高さ寸
法hが示されている。これについて、本発明によ
る各発生板10の前縁16は、高さ寸法hにたい
し本質的に真直ぐな前縁16を有するかまたは、
第1E図に示すように、高さhにたいし曲線をな
す前縁16eを有する。
Each of the embodiments shown in FIGS. 1A to 1F shows a height dimension h that is perpendicular to both the length dimension L and the width dimension W. In this regard, the leading edge 16 of each generator plate 10 according to the invention has an essentially straight leading edge 16 with respect to the height dimension h, or
As shown in FIG. 1E, it has a leading edge 16e that is curved relative to the height h.

本発明の異なる実施例よる発生板10は、側面
20と交差し幅寸法Wに沿つて発生板10を貫通
する開口26よりなる開口区分を有する。これに
ついて、開口26は側面20の適当なくぼみでよ
く、または開口26は発生板10を完全に貫通す
る。
Generator plate 10 according to a different embodiment of the invention has an aperture section consisting of an aperture 26 that intersects side surface 20 and extends through generator plate 10 along width dimension W. In this regard, the aperture 26 may be a suitable recess in the side surface 20, or the aperture 26 may extend completely through the generator plate 10.

開口26は第1A図から第1D図の実施例につ
いて後述するように多数の幾何学的形状を呈する
ことができるが、各実施例の開口26は矢印14
で示すように流れ方向にたいし前開口縁28と後
開口縁30とを有する。前開口縁28は発生板1
0の側面と交差して、第2A図から第2C図にお
いて上からみえるように、なるべく鋭い開口コー
ナ部32を形成する。しかし、第1A図から第1
D図の側面からみえるように、前開口縁28はな
るべく、鋭い不連続部のない連続曲線である。
Although the aperture 26 can take on a number of geometric shapes, as described below for the embodiment of FIGS. 1A-1D, the aperture 26 in each embodiment
As shown, it has a front opening edge 28 and a rear opening edge 30 in the flow direction. The front opening edge 28 is the generation plate 1
An opening corner 32 that is as sharp as possible is formed so as to intersect with the side surface of 0 and can be seen from above in FIGS. 2A to 2C. However, from Figure 1A
As seen from the side in Figure D, the front opening edge 28 is preferably a continuous curve without sharp discontinuities.

上記のように、開口26は第1A図から第1D
図に示すように数個の例示的な幾何学的外形を呈
する。第1A図の実施例は円形開口26aを示
し;第1B図の実施例は延長軸線12に平行な主
軸線を有する実質的に楕円開口26bを示し;第
1C図の実施例は延長軸線12に垂直な主軸線を
有する実質的に楕円開口26cを示し;そして第
1B図の実施例は比較的に真直ぐな前縁28dを
その先端で円滑に傾斜して実質的に弓形の後開口
縁30dと交差させる実質的に“D”形状開口2
6dを示す。
As mentioned above, the apertures 26 are shown in FIGS. 1A to 1D.
Several exemplary geometrical shapes are presented as shown in the figure. The embodiment of FIG. 1A shows a circular aperture 26a; the embodiment of FIG. 1B shows a substantially elliptical aperture 26b having a major axis parallel to the extension axis 12; The embodiment of FIG. 1B shows a substantially elliptical opening 26c having a vertical major axis; and the embodiment of FIG. Intersecting substantially “D” shaped openings 2
6d is shown.

第1A図から第1D図は、前開口縁28から後
開口縁30までの最長距離である距離dを示す。
すなわち、距離dは縁28の最上流部分から縁3
0の最下流部分までの距離である。発生板10の
幅Wについて、比d:Wはなるべく5:1から
30:1の範囲にする。
1A through 1D show distance d, which is the longest distance from the front opening edge 28 to the rear opening edge 30. FIGS.
That is, the distance d is from the most upstream portion of edge 28 to edge 3.
This is the distance to the most downstream part of 0. Regarding the width W of the generator plate 10, the ratio d:W is preferably from 5:1.
Set the range to 30:1.

第1A図から第1D図の各実施例において、
(高さ寸法hだけ突出する)前開口縁28の有効
開口長さが長さcであるように、開口コーナ部3
2はその一部だけ前開口縁28に沿つて効果的に
延長する。長さcは各実施例ごとに異なつている
が、各実施例において、長さcは、(bで表わす)
高さ寸法hだけ前開口縁28よりの突出長さより
も短かくしなければならない。距離c内に含まれ
ない前開口縁28の部分が図示のように円滑に傾
斜されていると、前開口縁28のこれら部分は都
合よく乱れを可及的に小さくできる。発生板10
の幅Wにたいし、比c:Wはなるべく2:1から
9:1の範囲である。
In each embodiment of FIG. 1A to FIG. 1D,
The opening corner portion 3
2 effectively extends only partially along the front opening edge 28. The length c is different for each example, but in each example, the length c is (represented by b)
The height dimension h must be shorter than the protrusion length from the front opening edge 28. If the portions of the front opening edge 28 that are not included within the distance c are sloped smoothly as shown, these portions of the front opening edge 28 can advantageously have as little disturbance as possible. Generator plate 10
The ratio c:W is preferably in the range of 2:1 to 9:1.

前開口縁28の最上流地点からの距離は側面の
前部分22を収容するため、板20の前縁16か
ら十分に下流でなければならない。これについ
て、前部分22は、(延長軸線12より突出した)
長さaを有し、それで、長さaの幅Wにたいする
比(a:W)をなるべく5:1よりも小さく、さ
らに好ましくは3:1よりも小さくして、(流体
の圧力、温度および湿度を変化する等)動粘性効
果による変動を可及的に小さくしなければならな
い。
The distance from the most upstream point of the front opening edge 28 must be sufficiently downstream from the leading edge 16 of the plate 20 to accommodate the front portion 22 of the sides. In this regard, the front portion 22 (projects beyond the extension axis 12)
has a length a, such that the ratio of length a to width W (a:W) is preferably less than 5:1, more preferably less than 3:1 (fluid pressure, temperature and Fluctuations due to kinematic and viscous effects (such as changes in humidity) must be minimized as much as possible.

前述のように、ここに記載される発明の実施例
はいずれも(第3A図に示すような)起立自在空
気力学的外形として利用されるかまたは、(第3
B図の正面断面図に示すパイプ34等)流路に組
み入れられる。特にこの流路について、第3B図
の流路34は直径Dの横断面が円形のパイプとし
て示されているが、この流路34にたいし多くの
幾何学的外形が使用されてよい。第3B図の発生
板10は、その高さhと幅Wの積に等しい流路閉
そく面積を有する。適当な流路流量計に使用され
る既存の渦発生器とは異なり、本発明による種々
実施例における発生板10は流路34の横断面積
の1/5以下を閉そくしながら作動し、なるべくは、
流路34の1/15以下を閉そくしながら作動する。
しかも、本発明による種々実施例における発生板
10は広範囲の流速にわたり確実に安定した渦を
発生する。
As previously mentioned, any of the embodiments of the invention described herein may be utilized as a stand-up aerodynamic profile (as shown in FIG. 3A) or as a stand-up aerodynamic profile (as shown in FIG.
(such as the pipe 34 shown in the front sectional view of Figure B) is incorporated into the flow path. Specifically for this flow path, although the flow path 34 in FIG. 3B is shown as a circular cross-sectional pipe of diameter D, many geometric configurations for the flow path 34 may be used. The generator plate 10 of FIG. 3B has a flow path blocking area equal to the product of its height h and width W. Unlike existing vortex generators used in suitable channel flow meters, the generator plate 10 in various embodiments according to the invention operates while blocking less than one-fifth of the cross-sectional area of the channel 34, and preferably ,
It operates while blocking 1/15 or less of the flow path 34.
Moreover, the generator plate 10 in various embodiments according to the invention reliably generates stable vortices over a wide range of flow velocities.

前述のように、発生板の側面20は延長軸線1
2に平行であるが、側面20の後部分24は発生
板10の後縁18にたいし内方に傾斜している。
これについて、この傾斜(テーパ)は第2B図の
後部分24hにたいし図示のようにきわめてゆる
やかであり;または後部分は第2A図の後部分2
4gにより示すように鋭くなつている。
As mentioned above, the side surface 20 of the generator plate is aligned with the extension axis 1
2, but the rear portion 24 of the side surface 20 is sloped inwardly with respect to the rear edge 18 of the generator plate 10.
In this regard, the taper is very gradual as shown in the rear section 24h of FIG. 2B;
It is sharpened as shown by 4g.

第4A図と第4B図は本発明の他の実施例を示
し、ここで、発生板10jの側面20jは前縁1
6jと後縁18jとにかかつている。なるべくワ
イヤである発生部材36は、延長軸線12に沿つ
て上流に延長するよう発生板10jの前縁16j
に取り付けられる。第4B図に示すように、発生
部材36は、2地点で前縁16jに取り付けられ
るようになるべく弓形である。しかし、発生部材
36は、実質的に直線線分を含み、種々の幾何学
的外形にしてよい。
4A and 4B show another embodiment of the invention, in which the side surface 20j of the generating plate 10j is the front edge 1.
6j and the trailing edge 18j. The generating member 36, preferably a wire, is attached to the front edge 16j of the generating plate 10j so as to extend upstream along the extension axis 12.
can be attached to. As shown in FIG. 4B, the generating member 36 is preferably arcuate so that it is attached to the leading edge 16j at two points. However, generating member 36 may include a substantially straight line segment and may have a variety of geometrical configurations.

前縁16jに第4B図に示すように小くぼみ3
8を形成すると、弓形部材36と小くぼみ38と
は、発生部材36が前開口縁で小くぼみ38が後
開口縁である開口26jに外接する。
A small depression 3 is formed on the leading edge 16j as shown in FIG. 4B.
8, the arcuate member 36 and the small depression 38 circumscribe the opening 26j, where the generating member 36 is the front opening edge and the small depression 38 is the rear opening edge.

多くの点で、第4A図と第4B図に示される実
施例は前述の実施例と同様である。例えば、発生
部材の最上流部分から後縁18jに延長する長さ
寸法Lを考えると、上記の寸法比は第4A図と第
4B図の実施例にも当てはまる。さらに、例え
ば、前縁16jと後縁18jとは上記の任意手順
で傾斜させてよい。
In many respects, the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B is similar to the previously described embodiments. For example, considering the length dimension L extending from the most upstream portion of the generating member to the trailing edge 18j, the above dimensional ratios also apply to the embodiments of FIGS. 4A and 4B. Further, for example, the leading edge 16j and the trailing edge 18j may be sloped in any manner described above.

本発明の実施例は、多くの配置態様で設けた
種々の形式のセンサを都合よく使用できる。例え
ば、第5A図と第5B図は、発生板10の延長軸
線12が矢印14で示すように流体の流れ方向に
平行になるように、流路34内に設けた発生板1
0を示す。第5B図は横断面が円形の流路34を
示しているが、流路34は任意適当な通路でよ
い。
Embodiments of the invention may advantageously utilize various types of sensors provided in many configurations. For example, FIGS. 5A and 5B show a generator plate 1 provided in a flow path 34 such that the extension axis 12 of the generator plate 10 is parallel to the fluid flow direction as indicated by an arrow 14.
Indicates 0. Although FIG. 5B shows a passageway 34 having a circular cross-section, the passageway 34 may be any suitable passageway.

第5A図と第5B図に示す流路34は第1通路
壁40と第2通路壁42とを有し、これら両通路
壁は共に流体の流れ方向に平行しかつ互いに向き
合つている。第1通路壁40には送信変換器44
が取り付けられ、第2通路壁42には受信変換器
46が取り付けられる。変換器44,46間を通
る信号が発生板10の開口26を通過するよう
に、これら変換器44,46は対向通路壁に取り
付けられる。送信変換器44と受信変換器46と
は、流体の流れと発生板10との相対速度を決定
する適当な電気回路に接続される。これについ
て、この発明の実施例と匹敵する適当な電気回路
の例としてジヨイ(Joy)他の米国特許第
3680375号をここに引用する。
The flow passage 34 shown in FIGS. 5A and 5B has a first passage wall 40 and a second passage wall 42, both parallel to the direction of fluid flow and facing each other. The first passage wall 40 has a transmitting transducer 44
is attached, and a receiving transducer 46 is attached to the second passage wall 42. The transducers 44, 46 are mounted on opposing passage walls such that the signal passing between them passes through the aperture 26 in the generator plate 10. The transmit transducer 44 and the receive transducer 46 are connected to appropriate electrical circuitry that determines the relative velocity of the fluid flow and the generator plate 10. In this regard, as an example of a suitable electrical circuit comparable to embodiments of the present invention, Joy et al.
No. 3680375 is cited here.

第6A図と第6B図は本発明のさらに他の実施
例を示し、ここで発生板10の後開口縁30にセ
ンサ48が取り付けられている。第7A図と第7
B図は、発生板10の後開口縁30と後縁18と
の間で発生板10の一部分に対するセンサ50の
取り付け状態を示す。
6A and 6B illustrate yet another embodiment of the invention in which a sensor 48 is attached to the rear opening edge 30 of the generator plate 10. Figure 7A and Figure 7
FIG. B shows how the sensor 50 is attached to a portion of the generator plate 10 between the rear opening edge 30 and the rear edge 18 of the generator plate 10. FIG.

第6図と第7図の実施例におけるセンサとして
種々のセンサ装置が使用される。例えば、センサ
48および(または)50は熱線装置またはコン
デンサ装置でよい。第6図と第7図の実施例にお
ける発生板10は流路34内に位置決め図示され
ているが、これら実施例も起立自在空気力学的外
形としてよい。
Various sensor devices may be used as sensors in the embodiments of FIGS. 6 and 7. For example, sensors 48 and/or 50 may be hot wire devices or capacitor devices. Although the generator plate 10 in the embodiments of FIGS. 6 and 7 is shown positioned within the flow path 34, these embodiments may also have a erectable aerodynamic profile.

第1F図の実施例は、上記各実施例の特徴の1
つ以上を組合せた発生板10fを有する。さら
に、第1F図の実施例は各側面20fに表面不連
続部52を有する。この表面不連続部の特徴は、
ここに引用するマハーニ(Mahany)他により
1979年12月28日に出願された米国特許出願第
108066号に説明されている。表面不連続部52は
突出部分または高まり部分等種々の形態でよい
が、第1F図に示す表面不連続部は板10fの幅
Wを貫通する穴である。
The embodiment shown in FIG. 1F is one of the features of each of the above embodiments.
It has a generator plate 10f that is a combination of two or more. Additionally, the embodiment of FIG. 1F has a surface discontinuity 52 on each side 20f. The characteristics of this surface discontinuity are
By Mahany et al. cited here.
U.S. Patent Application No. filed December 28, 1979
It is explained in No. 108066. Although the surface discontinuity 52 may take various forms such as a protruding portion or a raised portion, the surface discontinuity shown in FIG. 1F is a hole passing through the width W of the plate 10f.

作動に際し、本発明の種々実施例による各発生
板10は、その延長軸線12が矢印14で示す流
体の流れ方向に平行になるように配向される。流
体が流れると、第2A図、第2B図または第2C
図に示す実施例のいずれかによる外形を有する発
生板10の本質的に鋭い前縁16により、板10
の上流面にかなりの思案区域が形成されないよう
にする。従つて、思案区域の移動に伴う圧力変化
が減少すると共に、それによる、渦離脱に影響す
る圧力勾配に及ぼす影響が少なくなる。
In operation, each generator plate 10 according to various embodiments of the invention is oriented such that its axis of extension 12 is parallel to the direction of fluid flow indicated by arrow 14. When the fluid flows, Figure 2A, Figure 2B or Figure 2C
The essentially sharp leading edge 16 of the generator plate 10 having a profile according to any of the embodiments shown in the figures allows the plate 10 to
Avoid the formation of a significant ponding area on the upstream surface of the Therefore, the pressure changes associated with movement of the thinking zone are reduced, and their effect on the pressure gradients that affect vortex shedding is reduced.

流体が層状に側面20の前縁22の周囲を流れ
た後、(各図で54で示す)渦は、開口26の前
開口縁28に沿つて存在する開口コーナ部32に
おいて発生板10から離脱する。前開口縁28の
好ましく鋭くしたコーナ部32により、適切に形
成された安定渦を形成させる。渦は、板10の側
面20に垂直な平面上に突出すると、なるべく開
口26の高さbよりも短い長さCとなる開口高さ
に沿い前開口縁28から離脱する。前開口縁28
の先端部は鋭い不連続部のない本質的に連続する
曲線をなすので、それら先端部に生ずる乱れはき
わめて小さく、距離Cに相当する前開口縁28部
分に沿つてのみ渦が発生する。
After the fluid flows in a layer around the leading edge 22 of the side surface 20, the vortex (indicated at 54 in each figure) leaves the generator plate 10 at the aperture corner 32 that lies along the front aperture edge 28 of the aperture 26. do. The preferably sharp corners 32 of the front opening edge 28 allow for the formation of a well-shaped stabilizing vortex. When the vortex projects onto a plane perpendicular to the side surface 20 of the plate 10, it leaves the front opening edge 28 along an opening height that is preferably a length C shorter than the height b of the opening 26. Front opening edge 28
Since the tips of the tips are essentially continuous curves with no sharp discontinuities, the disturbances created at the tips are very small and vortices are generated only along the portion of the front opening edge 28 corresponding to the distance C.

渦が開口コーナ部32から離脱した後、上記外
形部のいずれかに設けた1つ以上のセンサは渦の
発生速度を検出する。例えば、第5A図と第5B
図の実施例において、送信変換器44は、音響信
号等の信号を、開口26の近くの渦54へ送る。
受信変換器46は渦により変調された信号を受信
し、この信号を、ジヨイ他の特許第3680375号に
記載された手順で流体の相対速度を表示する信号
として使用する。本発明の種種実施例は、速度お
よ及(または)流量の測定用センサを含み、前述
の手順で多くの形式のセンサに利用される。これ
について、発生板10に取り付けられるセンサは
渦発生速度以外のパラメータを決定するセンサで
よい。
After the vortex leaves the open corner 32, one or more sensors located on either of the contours detect the rate of vortex development. For example, Figures 5A and 5B
In the illustrated embodiment, transmit transducer 44 sends a signal, such as an acoustic signal, to vortex 54 near aperture 26 .
Receive transducer 46 receives the vortex modulated signal and uses this signal as an indication of the relative velocity of the fluid in the manner described in Joy et al., US Pat. No. 3,680,375. Various embodiments of the present invention may be utilized with many types of sensors in the aforementioned procedures, including sensors for velocity and/or flow measurement. In this regard, the sensor attached to the generator plate 10 may be a sensor that determines parameters other than the vortex generation rate.

狭くて細長形状の発生板は一般に、開口コーナ
32の近くの区域に層流を生ぜしめる。後開口縁
30から後縁18へ延長する発生板10の部分の
作用により渦列の2側面を分離することによつて
離脱後の渦が相互作用しないようにする。後開口
縁30から下流の側面20が粘性作用により渦を
散逸して、渦列が流れ全体に及ぼす影響を少なく
するものと思われる。これが結果として、従来の
開口目的と比較して発生板10の圧力降下を減少
させるのである。
A narrow, elongated generating plate generally produces laminar flow in the area near the open corner 32. The action of the portion of the generator plate 10 extending from the trailing opening edge 30 to the trailing edge 18 separates the two sides of the vortex array, thereby preventing the vortices from interacting after leaving. It is believed that the side surface 20 downstream from the trailing opening edge 30 dissipates the vortices due to viscous action, reducing the effect of the vortex array on the overall flow. This results in a reduced pressure drop across the generator plate 10 compared to conventional aperture objectives.

表面20の後部分24を傾斜させて発生板10
の後から乱れ開口の大きさを減少する。これは、
圧力降下を減ずることおよび、通常、鈍い終端に
生ずる(口笛等)可聴者を排除することに実際的
効果がある。
The rear portion 24 of the surface 20 is tilted to form the generator plate 10.
Reduce the size of the turbulent aperture after . this is,
There is a practical effect in reducing pressure drop and eliminating audible noise (such as whistling) that normally occurs at blunt terminations.

第4A図と第4B図に示す実施例の作動は、発
生部材36が発生板10jの最上流部分であるこ
とを除き、上記の作動ときわめて似ている。従つ
て、狭い発生部材36は大きな思案域は発生せ
ず、早急に渦をつくることにより渦列を形成す
る。再び述べるが、センサは第4B図の変型を含
み、多様の形態で取り付けられ、すなわち、信号
が開口26j近くの渦列を介し送信されるように
発生板10jは(第5A図と第5B図の実施例に
よる手順で)流路に取り付けられている。
The operation of the embodiment shown in FIGS. 4A and 4B is very similar to that described above, except that generator member 36 is the most upstream portion of generator plate 10j. Therefore, the narrow generation member 36 does not generate a large thinking area, and forms a vortex train by quickly creating a vortex. Again, the sensor may be mounted in a variety of configurations, including the variant of FIG. 4B, i.e., the generator plate 10j may be mounted in a variety of ways (FIGS. 5A and 5B) such that the signal is transmitted through the vortex array near the aperture 26j. (in the procedure according to the example).

第8図の構造において、発生板10の側面2c
は少なくとも1つの表面分裂部または表面不連続
部52を備えている。表面分裂部52は突起(す
なわち、突出部または高まり部)または円形穴等
種々の形式でよいが、第8図に示す表面破裂部は
側面20に設けた半径方向スロツトである。この
例示具体的外形において、半径方向スロツトは、
その大きい方の直径が流体の流れ方向に平行にな
るように側面20に形成される。第8図に示す構
造の1つの例示的外形によれば、半径方向スロツ
トは、1インチ径の開口26にたいし高さ寸法
0.5インチ、長さ寸法が1.5インチである。
In the structure shown in FIG. 8, the side surface 2c of the generator plate 10
has at least one surface break or discontinuity 52. Although the surface break 52 may take various forms, such as a protrusion (i.e., a protrusion or ridge) or a circular hole, the surface break 52 shown in FIG. 8 is a radial slot in the side surface 20. In this exemplary embodiment, the radial slot is
It is formed on the side surface 20 so that its larger diameter is parallel to the direction of fluid flow. According to one exemplary configuration of the structure shown in FIG.
0.5 inch and the length dimension is 1.5 inch.

上記について、穴またはスロツト等表面分裂部
は側面20のくぼみ、または、第9図に示すよう
に、発生板10の幅部分を完全に貫通する。さら
に、これら表面分裂部はなるべく開口26にたい
し対称的に配置される。
For the above, the surface break-up, such as a hole or slot, passes completely through the recess in the side surface 20 or the width of the generator plate 10, as shown in FIG. Furthermore, these surface splits are preferably arranged symmetrically with respect to the opening 26.

第10図の装置は第4A図と第4B図の構造に
似ている。ここでも、発生板10jはその側面2
0jに少なくとも1つの表面分裂部または表面不
連続部52を有する。上記第8図の装置のよう
に、表面分裂部52は数個の形式がある。これに
ついて、第10図はまた表面分裂部を半径方向ス
ロツトとして示している。
The device of Figure 10 is similar in structure to Figures 4A and 4B. Here again, the generation plate 10j is on its side surface 2.
It has at least one surface split or discontinuity 52 at 0j. As in the device of FIG. 8 above, the surface split portion 52 can be of several types. In this regard, FIG. 10 also shows the surface splits as radial slots.

作動に際し、前縁16から後縁18まで発生板
10の側面20に沿い境界層が現われる。
In operation, a boundary layer appears along the side surface 20 of the generator plate 10 from the leading edge 16 to the trailing edge 18.

本発明の表面分裂部52内でさらに、側面20
に沿う各点についてのレイノルド数により、境界
層は層状、変移状または乱れ状とする。全体が層
状または全体が乱れ状の境界層は、開口コーナ部
32または発生部材36により生ずる渦列に悪影
響を与えない。しかし、側面20に沿い境界層変
移区域が生ずる場合、前記摩擦抵抗により、流体
の流速に有害かつ不測の衝撃を与える。
Further, within the surface split portion 52 of the present invention, the side surface 20
Depending on the Reynolds number for each point along the boundary layer, the boundary layer can be layered, transitional, or disordered. A wholly laminar or wholly disordered boundary layer does not adversely affect the vortex array produced by the open corner 32 or generating member 36. However, if a boundary layer transition zone occurs along the side surface 20, the frictional resistance will have a detrimental and unexpected impact on the fluid flow rate.

発生板10の側面20の表面不連続部または表
面分裂部52により、境界層変移区域の形成を排
除すると共に、流速形状をさらに乱すことなく形
成させる、境界層乱れを発生する。表面不連続部
52を設けると、境界層は発生板から切りとられ
ないで夫々実施例における渦区分を作るようにす
る。
The surface discontinuities or surface break-ups 52 on the sides 20 of the generator plate 10 create boundary layer disturbances that eliminate the formation of boundary layer transition zones and allow the flow velocity shape to form without further disturbance. The surface discontinuities 52 are provided so that the boundary layer is not cut away from the generator plate to create the vortex sections in each embodiment.

52等表面不連続部を組み入れると、一定の流
量計エンバイロンメントにとつて関心のある範囲
の流体の流速全体にわたり安定した渦列を発生で
きる渦発生装置が得られる。従つて、発生した渦
による測定は広範囲の流体の流速にわたりきわめ
て正確である。
The incorporation of 52 isosurface discontinuities results in a vortex generator capable of generating a stable vortex train over the range of fluid flow velocities of interest for a given flowmeter environment. Therefore, measurements from the generated vortices are highly accurate over a wide range of fluid flow rates.

本発明はその好個の実施例について特に図示説
明したが、当業者によれば、形式および詳細の
種々変更が本発明の精神および範囲から逸脱しな
いでなしうるものである。
Although the invention has been particularly shown and described with respect to preferred embodiments thereof, those skilled in the art will recognize that various changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.

排他的所有権または特権が請求される本発明の
実施例をつぎのように記載する。
Embodiments of the invention in which exclusive ownership or privilege is claimed are described below.

JP56500474A 1979-12-28 1980-12-05 Expired JPS6361604B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/108,066 US4312236A (en) 1979-12-28 1979-12-28 Vortex generating device
US06/108,196 US4312237A (en) 1979-12-28 1979-12-28 Vortex generating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS57500440A JPS57500440A (en) 1982-03-11
JPS6361604B2 true JPS6361604B2 (en) 1988-11-29

Family

ID=26805487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56500474A Expired JPS6361604B2 (en) 1979-12-28 1980-12-05

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS6361604B2 (en)
DE (1) DE3067717D1 (en)
WO (1) WO1981001878A1 (en)

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Also Published As

Publication number Publication date
WO1981001878A1 (en) 1981-07-09
DE3067717D1 (en) 1984-06-07
JPS57500440A (en) 1982-03-11

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