1-1-2-1 絞り機構

(オリフィス,フローノズル,ベンチュリ管,ピトー管)

 管路内に絞りを入れるとその前後(上流側と下流側)に圧力差が生じる。この圧力差(差圧)が流量の2乗に比例するので、この差圧を測定して流量を求めることができる。例としてオリフィスによる原理を図1.2.1に示す。

1-1-2-1 絞り機構_図1.2.1.jpg

 オリフィス、フローノズルおよびベンチュリ管は、いずれもこの差圧を発生させるための絞りである。

 オリフィスは圧力損失は大きいが、絞りの機構が簡単で、製作容易かつ加工誤差が小さく、比較的高い精度で測定できるほか価格が安いという特徴がある。管路の中心と絞りの中心とが同一の同心オリフィス、異なる中心をもつ偏心オリフィスおよび絞りの形状が半月状の欠円オリフィス等がある。偏心オリフィスや欠円オリフィスはいずれも絞り上流側に異物堆積のおそれのある流体に適する。

 フローノズルは、同心オリフィスのエッジ部を下流側へ押し出し、スロート状にしたもので、高温高速流体の測定に適する。また多少の固形物が含まれている液体にも使用できる。

 ベンチュリ管は、管を絞り込んだあと緩やかに拡大したもので、オリフィスやフローノズルに比較し構造が複雑かつフランジ接続となるため高価となるが、泥等の沈澱物が生じないこと、圧力損失が小さい等の特徴を生かして、原水や工業用水の測定等によく使われている。

 ピトー管は流速を測るもので、流れに対して開口をもつ全圧管と流れに沿って小穴をもつ静圧管からなり、全圧(動圧+静圧)と静圧との差から流速を知る。大口径で、圧損が許されない流体の流量測定に用いられている。取付角度の影響が大きいので、取り付けに注意する必要がある。また高流速でのカルマン渦による破損についても注意を要する。

 紹介したもの以外にも、管内に円錐体の抵抗を設ける低差圧形のものがある。

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