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公開番号2025005423
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2024101484
出願日2024-06-24
発明の名称可変粘性流れ抵抗構造
出願人浙江大学,ZHEJIANG UNIVERSITY
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類G01F 1/42 20060101AFI20250108BHJP(測定;試験)
要約【課題】粘性流れ抵抗の技術分野に属する可変粘性流れ抵抗構造において、流れ抵抗構造の固有の特徴変数を変更することなく、流体の回転慣性を重畳することにより、流れ抵抗特性曲線の変化を実現する。
【解決手段】可変粘性流れ抵抗構造は、2つ以上の面を含み、異なる面の間に1つ以上のギャップ通路が形成されており、外部流体が前記ギャップ通路を流れ、前記ギャップ通路の上側面及び下側面のうちの少なくとも1つの面が回転する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
可変粘性流れ抵抗構造であって、２つ以上の面を含み、異なる面の間に１つ以上のギャップ通路が形成されており、外部流体が前記ギャップ通路を流れ、前記ギャップ通路の上側面及び下側面のうちの少なくとも１つの面が回転する、ことを特徴とする可変粘性流れ抵抗構造。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記外部流体は、前記ギャップ通路の内周端面から流入し、外周端面から流出する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項３】
前記外部流体は、前記ギャップ通路の外周端面から流入し、内周端面から流出する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項４】
前記ギャップ通路の上側面と下側面は、スペーサによって接続され、一体として回転する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項５】
前記粘性流れ抵抗構造では、複数のギャップ通路が形成されており、前記複数のギャップ通路は、外周端面が互いに連通し、内周端面も互いに連通する、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項６】
前記粘性流れ抵抗構造では、少なくとも１つの切替弁をさらに含み、前記切替弁は、前記ギャップ通路の内周端面と外周端面、及び前記外部流体の上流と下流のいずれにも接続され、切替弁は、外部流体の上流及び下流とギャップ通路の内周端面及び外周端面との接続状態を切り替えて、ギャップ通路内の流れ方向を変える、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項７】
前記粘性流れ抵抗構造では、ギャップ通路内の２つの異なる半径位置での圧差を測定するための少なくとも１つの圧差センサをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項８】
可変粘性流れ抵抗構造であって、ハウジングと、モータと、少なくとも１つのディスクと、を含み、ハウジングは、第１ハウジング開口部及び第２ハウジング開口部を有し、ディスクはハウジング内に設けられ、ディスクの上面とハウジングの内面との間にギャップ通路が形成されており、モータはハウジングに取り付けられ、モータ軸は、ディスクに接続固定され、ディスクを回転駆動し、外部流体の上流又は下流が第１ハウジング開口部を介してギャップ通路の外周端面に接続され、対応する下流又は上流が第２ハウジング開口部を介してギャップ通路の内周端面に接続される、ことを特徴とする可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項９】
可変粘性流れ抵抗構造であって、ハウジングと、モータと、少なくとも２つのディスクと、を含み、ハウジングは、第１ハウジング開口部及び第２ハウジング開口部を有し、ディスクはハウジング内に設けられ、ディスク同士はスペーサによって一体に固定されることで、ディスク間にギャップ通路が形成されており、モータの軸がハウジングを貫通してディスクに接続され、ディスクを回転駆動し、外部流体の上流又は下流が第１ハウジング開口部を介してギャップ通路の外周端面に接続され、対応する下流又は上流が第２ハウジング開口部を介してギャップ通路の内周端面に接続される、ことを特徴とする可変粘性流れ抵抗構造。
【請求項１０】
流量センサであって、請求項１～９のいずれか１項に記載の可変粘性流れ抵抗構造を含む、ことを特徴とする流量センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘性流れ抵抗の技術分野に属し、可変粘性流れ抵抗構造に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
流体が固体壁を通過するとき、流体は粘性を有するため、流体と固体壁との間に粘性摩擦が発生する。粘性摩擦が生じる構造を粘性流れ抵抗構造という。粘性流れ抵抗構造とその粘性摩擦は流体の動きに影響を与える重要な要素である。一般的な粘性流れ抵抗構造には、パイプライン、多孔質材料、狭いギャップなどが含まれる。実際の応用では、粘性流れ抵抗構造がマイナスの役割を果たすことがよくある。たとえば、水道水、石油、天然ガスの輸送中、パイプラインの粘性摩擦により、途中で大きな圧力損失とエネルギーの散逸が発生する。ただし、粘性流れ抵抗構造にはいくつかの前向きな用途もある。例えば、出願番号ＣＮ２０２２１００８３２９６．２の発明特許は、円柱体に長方形のチャネルを加工して狭いギャップを構築し、その上、狭いギャップの流量と圧差との線形関係を利用して流量を測定する。
【０００３】
粘性流れ抵抗構造の流量と圧差（圧差は流体の流れの上流側の圧力から下流側の圧力を差し引いた値）の関係曲線、すなわち流れ抵抗特性曲線は、固有の特徴変数、例えば、流れ抵抗の大きさ、流体の粘度、密度などに依存する。通常、流れ抵抗特性曲線を変更する方法は、これらの固有の特徴変数を変更することである。出願番号ＣＮ２０２２１００８３２９６．２の発明特許は、長方形のチャネルの幅を変えることによってギャップ通路の高さを変えることができ、それによって流体がギャップ通路を流れるときの流れ抵抗を変えることができる。図1に示すように、ギャップ高さが増加すると、流れ抵抗特性曲線は下方に偏向し、ギャップ高さが減少すると、流れ抵抗特性曲線は上方に偏向する。また、別の例として、ＣＮ１０３８０７５０２Ａでは、流れ抵抗特性曲線を変更する別の方法が提案されている。流体が多孔質材料を流れるとき、本発明は多孔質材料を加熱することによって流体の温度を変え、流体の粘度及び密度を変え、それによって流れ抵抗特性曲線を変えるという目的を達成する。
【０００４】
本発明は、流体や流れ抵抗構造の固有の特徴変数を変更する必要がなく、流体の回転慣性を重畳することで流れ抵抗特性曲線の変化を実現する、新たな粘性流れ抵抗構造を提案する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、従来技術の欠点を考慮して、流体又は構造の固有の特徴属性を変える必要がなく、回転を重畳することで流れ抵抗特性を変える、可変粘性流れ抵抗構造を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が採用する技術的解決手段は以下の通りである。
【０００７】
可変粘性流れ抵抗構造であって、２つ以上の面を含み、異なる面の間に１つ以上のギャップ通路が形成されており、外部流体が前記ギャップ通路を流れ、前記ギャップ通路の上側面及び下側面のうちの少なくとも１つの面が回転する。
【０００８】
上記の技術的解決手段では、さらに、前記外部流体は、前記ギャップ通路の内周端面から流入し、外周端面から流出するようにしてもよい。
【０００９】
さらに、前記外部流体は、前記ギャップ通路の外周端面から流入し、内周端面から流出するようにしてもよい。
ここで、内周端面及び外周端面は、ギャップ通路の２つの端面のうち回転中心からより近い端面を内周端面、他方の端面を外周端面として定義する。
【００１０】
さらに、前記ギャップ通路の上側面と下側面は、スペーサによって接続され、一体として回転する。
（【００１１】以降は省略されています）

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