CN102341681A - 轴流式容积流量计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够减轻压力损失，廉价且高精度的轴流式容积流量计。轴流式容积流量计(1)具备：一对扭转方向不同的形状相同且大小相同的转子(10)，收容转子(10)的壳体(4)，封闭壳体(4)的流入侧端的流入侧盖(2)，形成在流入侧盖(2)的法兰盘(22)上的流入口(21)，封闭壳体(4)的流出侧端的流出侧盖(3)，以及形成在流出侧盖(3)的法兰盘(32)上的流出口(31)。流入口(21)与流出口(31)沿着被测定流体的流动方向配置在一直线上。

Description

轴流式容积流量计

技术领域

本发明涉及一种轴流式容积流量计，更详细地说，涉及在壳体内具备一对扭转方向不同的螺旋齿轮的轴流式容积流量计。

背景技术

以往，轴流式容积流量计按照有无液压控制齿轮而分为两种，在具有液压控制齿轮的情况下无需考虑齿面的摩擦阻力，但另一方面，根据零数数量及组装作业的难易程度的观点来看，制造成本增大。因此，为了构筑廉价的流量计，优选地是不外加液压控制齿轮。但是，由于没有液压控制齿轮，转子齿面的摩擦阻力对精度产生很大影响，所以，在现有技术中，现状是难以廉价地构筑高精度的流量计。

例如，在专利文献1中记载了现有的代表性的轴流式容积流量计。其如图19(A)、图19(B)所示，使用了转子齿形不同的一对，但在转子齿形不同的情况下，除了在制作上具有需要制造与各齿形相对应的工具等工时之外，还存在难以保持平衡、不适于高旋转的使用的缺点。而且，关于器差曲线，具有随着流量的增加而器差变差的特性。

因此，为了实现高精度的流量计，重要的是抑制计量液从转子与壳体之间、或者从由两转子形成的容积部分泄漏。由于这种泄漏依存于转子与壳体的间隙的大小及宽度、计量前后的差压(流量计的压力损失)，所以为了实现高精度化，例如可考虑缩小转子与壳体的间隙或转子相互间的间隙，从而减轻压力损失等的方法，但前者的间隙缩小由于是进行相互运动的廉价而存在界限，认为已达到了实用上的界限水平。

专利文献1：德国专利申请公开第DE19513781A1号说明书

在现有的轴流式容积流量计中，为了减轻压力损失，探讨了不存在弯曲部等的各种构造，但在上述专利文献1所记载的现有的轴流式容积流量计的情况下，由于一对转子为两叶或三叶的结构，大小也不同，所以难以取得相互的平衡，难以在高旋转下使用，除此之外，还存在制作上费时费力的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述实情而提出的，其目的在于提供一种能够减轻压力损失，廉价且高精度的轴流式容积流量计。

为了解决上述问题，本发明的第1技术方案的轴流式容积流量计具备：一对扭转方向不同的相同形状的螺旋齿轮，收容该一对螺旋齿轮的壳体，封闭该壳体的流入侧端的流入侧盖，形成在该流入侧盖的配管连接部上的流入口，封闭上述壳体的流出侧端的流出侧盖，以及形成在该流出侧盖的配管连接部上的流出口，其特征在于，上述流入口与上述流出口沿着被测定流体的流动方向配置在一直线上。

本发明的第2技术方案的特征在于，在第1技术方案中，具备将上述螺旋齿轮旋转自如地支撑在上述壳体内的轴承部，上述轴承部是流入侧以及流出侧为向心球轴承。

本发明的第3技术方案的特征在于，在第2技术方案中，上述轴承部是流出侧为止推球轴承。

本发明的第4技术方案的特征在于，在技术方案1～3的任一项中，在上述壳体的流入侧端以及流出侧端形成有局部开口的盖部，上述盖部的开口面积为由上述螺旋齿轮与上述壳体形成的计量室的流入面积以上。

本发明的第5技术方案的特征在于，在技术方案4中，上述壳体在上述螺旋齿轮的轴向的至少一端与上述盖部之间设有空间。

本发明的第6技术方案的特征在于，在技术方案1～5的任一项中，具备安装在上述一对螺旋齿轮的某一方的后端的磁铁圆盘，以及检测该磁铁圆盘的旋转的检测部。

本发明的第7技术方案的特征在于，在技术方案6中，上述检测部由非晶传感器构成，并设在形成于上述壳体的流出侧端的上述盖部的流出侧面附近。

本发明的第8技术方案的特征在于，在技术方案6中，在上述磁铁圆盘的安装部周边的圆盘面上形成有多个空气排放孔。

本发明的第9技术方案的特征在于，在技术方案6中，在未安装上述磁铁圆盘的另一方的螺旋齿轮的后端安装有具有与上述磁铁圆盘相同的转动惯量的配重。

本发明的技术方案10的特征在于，在技术方案1～9的任一项中，上述一对螺旋齿轮具有第1齿面和第2齿面，所述第1齿面以次摆线齿形形成在各螺旋齿轮的轴直角截面上从齿根圆上的一点至齿顶圆附近的齿顶点之间，所述第2齿面由次摆线形成曲线构成与上述齿顶点相连的齿顶端部的至少一部分，并且形成与由该次摆线形成曲线组成的齿形相连的一点连续接触齿形，一方的齿轮所具有的上述第2齿面的上述齿顶端部与另一方的齿轮所具有的上述第1齿面的上述次摆线齿形啮合。

根据本发明，由于在壳体内具备一对扭转方向不同的相同形状的螺旋齿轮，并且沿着与被测定流体的流动方向相同的方向配置在一直线上，不存在弯曲部，所以能够减轻压力损失，廉价地实现高精度化。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的轴流式容积流量计的结构例的附图。

图2是表示图1中所示的轴流式容积流量计的XX截面以及YY截面的附图。

图3是从侧面看到的使图1中所示的轴流式容积流量计旋转90°后的状态的附图。

图4是表示图3中所示的轴流式容积流量计从流入侧盖看到的状态以及从流出侧盖看到的状态的附图。

图5是表示图1中所示的轴流式容积流量计所具备的转子的结构例的附图。

图6是表示从侧面看到的图5中所示的转子的状态的附图。

图7是表示本发明的轴流式容积流量计所具备的轴承部的结构例的附图。

图8是表示本发明的第2实施方式的轴流式容积流量计的结构例的附图。

图9是表示图8中所示的轴流式容积流量计的XX截面以及YY截面的附图。

图10是从侧面看到的使图8中所示的轴流式容积流量计旋转90°后的状态的附图。

图11是表示图10中所示的轴流式容积流量计从流入侧盖看到的状态以及从流出侧盖看到的状态的附图。

图12是表示拾取圆盘的结构例的附图。

图13是表示图8中所示的轴流式容积流量计所具备的转子的结构例的附图。

图14是本发明的轴流式容积流量计所具备的转子的其他结构例的附图。

图15是用于比较说明本发明的各实施方式的转子的轴截面的附图。

图16是表示图15中所示的各转子的参数的一例的附图。

图17是比较了本发明的流量计与现有的流量计的压力损失后的图表的一例的附图。

图18是比较了本发明的流量计与现有的流量计的器差试验结果后的图表的一例的附图。

图19是表示现有的轴流式容积流量计的结构的附图。

附图标记说明：

1：轴流式容积流量计，2：流入侧盖，3：流出侧盖，4：壳体，5、6：轴承固定部(盖部)，7、8：轴承部，9a：拾取圆盘，：9b：非晶传感器，9c：配重，10：螺旋齿轮(转子)，11：齿根圆，12：节圆，13：齿顶圆，：14：旋转中心，21：流入口，22、23：法兰盘，31：流出口。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对本发明的轴流式容积流量计的优选实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示本发明的第1实施方式的轴流式容积流量计的结构例的附图，图2(A)表示轴流式容积流量计的XX截面，图2(B)表示轴流式容积流量计的YY截面。

图3是从侧面看到的使图1中所示的轴流式容积流量计旋转90°后的状态的附图。图4(A)表示图3中所示的轴流式容积流量计从流入侧盖看到的状态，图4(B)表示图3中所示的轴流式容积流量计从流出侧盖看到的状态。图中，1为轴流式容积流量计，该轴流式容积流量计1具备：流入侧盖2，流出侧盖3，壳体4，轴承固定部5、6，轴承部7、8，以及螺旋齿轮(以下称为转子)10。

在图1～图4中，壳体4收容转子10，转子10的转子轴由设在两端部的轴承部7、8支撑而旋转自如。一对转子10以相同的形状和相同的大小构成，扭转方向不同，相互啮合地旋转。而且，在壳体4中设有与流出口31和流入口21连通的计量室M，为了封闭开口的计量室M的两端部而安装有流入侧盖2和流出侧盖3。在流入侧盖2上设有被测定流体流入的流入口21，和用于与外部配管(未图示)相连的法兰盘22。在流出侧盖3上设有被测定流体流出的流出口31，和用于与外部配管相连的法兰盘32。法兰盘22、32相当于配管连接部，分别形成流入口21、流出口31，轴流式容积流量计1经由法兰盘22、32与外部配管相连。另外，被测定流体沿着图中箭头的方向流入。

在转子10的转子轴上一体地安装有设有发送磁铁(未图示)的磁铁圆盘，该磁铁圆盘配合转子轴的旋转而旋转。而且，接近该磁铁圆盘地装配磁传感器(未图示)。作为磁传感器，例如可考虑霍尔元件、磁阻元件、采用非晶金属纤维的利用了巴克毫森跳跃的磁传感器等。通过该磁传感器检测磁铁圆盘的旋转、即转子10的旋转，计量被测定流体的流量。关于该磁铁圆盘的结构在后述的图8～图12中详细说明。

本实施方式的轴流式容积流量计1构成为流入口21和流出口31沿着被测定流体的流动方向配置在一直线上，从流入口21到流出口31不存在弯曲部。因此，能够降低因弯曲部而产生的压力损失。而且，由于一对转子10以相同的形状和相同的大小构成，所以与异型的转子相比，能够抑制制造成本，廉价地进行生产。

轴承部7、8支撑转子10的转子轴使转子10在壳体4内旋转自如。该轴承部7、8由向心球轴承(在图7中后述)等构成流入侧(轴承部7)以及流出侧(轴承部8)，但在推力负载大的情况下，优选地是流出侧的轴承部8为向心球轴承中耐负载性优良的径向止推球轴承。另外，关于流入侧的轴承部7，通常推力负载小。这是为了当被测定流体在流量计内流动时通过压力差将转子10向流出一侧推压，推力负载是流出侧增大，流出侧减小。因此，流入侧的轴承部7无需一定为止推球轴承。

而且，在壳体4的流入侧端以及流出侧端形成有局部开口的盖部。该盖部相当于上述的轴承固定部5、6(以下偶尔称为盖部5、6)，盖部5的开口面积、即形成在图2(A)中所示的盖部5上的冲孔51的面积为转子10的流入面积以上。该流入面积相当于图2(B)中拔白部分S的面积、即由转子10与壳体4形成的计量室M的流入面积。这样一来，能够消除计量室M内的压力差，降低压力损失。另外，关于流出侧的盖部6，形成有与盖部5同样的冲孔。

而且，在图1中，壳体4在转子10的轴向的流入侧端与盖部5之间，以及转子10的轴向的流出侧端与盖部6之间设有空间g。这样一来，能够进一步降低压力损失。在盖部5、6上设有被测定流体能够通过的冲孔。在该盖部5、6与转子10的计量室之间的流入以及流出的流路上，如果在盖部5、6之间没有空间则流路被缩径，所以认为压力损失增大。通过如上所述设置空间g，能够进一步降低压力损失。另外，在图1的例子中是在转子10的轴向的两端设置空间g，但也可以仅在转子10的轴向的某一端设置空间g。

图5是表示图1中所示的轴流式容积流量计所具备的转子的结构例的附图。图5(A)表示转子的轴直角截面，图5(B)表示转子的轴截面的一部分。在图5(A)中，11表示半径为r1的齿根圆，12表示半径为r2的节圆，13表示半径为r3的齿顶圆，14表示旋转中心。

而且，图6是表示从侧面看到的图5中所示的转子的状态的附图，图中，L表示螺距长度。

一对转子10具有第1齿面和第2齿面，所述第1齿面以次摆线齿形形成在各转子的轴直角截面上从齿根圆11上的一点至齿顶圆13附近的齿顶点之间，所述第2齿面由次摆线形成曲线构成与齿顶点相连的齿顶端部的至少一部分，并且形成与由次摆线形成曲线组成的齿形相连的一点连续接触齿形，一方的转子所具有的第2齿面的齿顶端部与另一方的转子所具有的第1齿面的次摆线齿形啮合。另外，第1齿面上次摆线齿形的长度根据第2齿面上由次摆线形成曲线组成的齿形的长度来决定。

在图5(A)、图5(B)中，曲线ab表示次摆线曲线，曲线bc表示圆弧曲线，曲线cd表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线def表示组合了圆弧以及摆线的复合曲线，曲线fg表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线，曲线ghi表示组合了圆弧以及摆线的复合曲线，曲线ij表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线jkl表示组合了圆弧以及摆线的复合曲线，曲线la表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线。另外，作为次摆线形成曲线，例如也可以是圆弧，椭圆弧，螺旋线，正弦曲线，双曲线，渐开线曲线，以及这些的复合曲线等。这些曲线的结构在成对的另一方的转子上也是同样的。

而且，在本例中，在转子的结构上，除了能够以平衡优良的高旋转使用之外，还具有加工时所必须的专用工具的制作容易的优点。

而且，在本例的情况下，作为一点连续接触齿形，采用了由摆线系曲线构成的齿形来取代后述的逻辑齿形。在采用摆线系曲线的情况下齿面的摩擦增加，但与渐开线同样具有先导功能，能够在实用中耐用。一点连续接触齿形可考虑上述的逻辑，摆线系，圆弧等、即维尔德哈伯诺维科沃系的齿形。

图7是表示本发明的轴流式容积流量计所具备的轴承部的结构例的附图。图7(A)表示流入侧的轴承部7的结构，同种，71表示外圈，72表示内圈，73表示保持器，74表示滚珠。图7(B)表示流出侧的轴承部7的结构，图中，71表示外圈，72表示内圈，73表示保持器，74表示滚珠。图7(B)表示流出侧的轴承部8的结构，81表示外圈，82表示内圈，83表示保持器，84表示滚珠。

在本例的情况下，图7(A)中所示的轴承部7由深槽球轴承构成，图7(B)中所示的轴承部8由止推球轴承构成。前者的深槽球轴承是滚动轴承中最具代表性的，其用途广，设在内圈72和外圈71上的轨道的槽除了能够负载成半径比滚动的滚珠74的半径稍大的圆弧的横截面的径向负荷之外，还能够负载双方向的推力负荷(也称为轴向负荷)。该轴承适用于摩擦力矩小、高速旋转的部位或要求低噪音、低振动的用途。

另一方面，后者的止推球轴承能够负载与径向负荷为同一方向的推力负荷。例如，滚珠84和内圈82、外圈81具有15°、25°、30°、40°的接触角，该接触角越大则推力负荷的负载能力越大，接触角越小越有利于高速旋转。通常，使两个轴承对置并调整内部间隙加以使用。

(第2实施方式)

图8是表示本发明的第2实施方式的轴流式容积流量计的结构例的附图。图9(A)表示轴流式容积流量计的XX截面，图9(B)表示轴流式容积流量计的YY截面。

图10是从侧面看到的使图8中所示的轴流式容积流量计旋转90°后的状态的附图。图11(A)表示图10中所示的轴流式容积流量计从流入侧盖看到的状态，图11(B)表示图10中所述的轴流式容积流量计从流出侧盖看到的状态。轴流式容积流量计1与上述第1实施方式同样，具备流入侧盖2，流出侧盖3，壳体4，轴承固定部5、6，轴承部7、8，以及转子10。本实施方式的流量计与第1实施方式的流量计相比除了转子10的形状不同之外具备相同的结构。

即，在图8～图11中，壳体4收容转子10，转子10的转子轴由设在两端部的轴承部7、8支撑而旋转自如。一对转子10以相同的形状和相同的大小构成，扭转方向不同，相互啮合地旋转。而且，在壳体4中设有与流出口31和流入口21连通的计量室M，为了封闭开口的计量室M的两端部而安装有流入侧盖2和流出侧盖3。在流入侧盖2上设有被测定流体流入的流入口21和用于与外部配管相连的法兰盘22。在流出侧盖3上设有被测定流体流出的流出口31和用于与外部配管相连的法兰盘32。

在图8中，流量计具备安装在一对转子10的某一方的后端的磁铁圆盘(以下称为拾取圆盘)9a，和相当于检测拾取圆盘9a的旋转的检测部的非晶传感器9b。非晶传感器9b设在形成于壳体4的流出侧端的盖部6的流出侧面附近。该拾取圆盘9a为不遮挡从盖部流出的被测定流体的流动程度的大小，优选地是采用不成为转子10的旋转负荷的轻量的材料。而且，非晶传感器9b以不遮挡从盖部6流出的被测定流体的流动的方式设在盖部6的凸棱里侧。

而且，在未安装拾取圆盘9a的另一方的转子10的后端安装有具有与拾取圆盘9a相同的转动惯量的配重9c。这样一来，能够良好地保持转子10的旋转平衡。

图12是表示拾取圆盘9a的结构例的附图。图12(A)是拾取圆盘9a的侧视图，图12(B)是拾取圆盘9a的主视图，图12(C)是放大了拾取圆盘9a的X部的附图。沿着拾取圆盘9a的外周部装配有发送磁铁。N表示发送磁铁的N极，S表示发送磁铁的S极。而且，在拾取圆盘9a及其安装部周边(即图12(A)中向右侧突出的部分的周边)形成有多个空气排放孔h1～h10。在该拾取圆盘9a的安装部安装在转子10的后端之际，能够通过空气排放孔h1～h10容易地进行放气。

另外，在上述图1中所示的轴流式容积流量计上也同样地装配有拾取圆盘9a、非晶传感器9b、以及配重9c。

这样，根据本实施方式，由于与第1实施方式同样，在壳体内具备一对扭转方向不同的相同形状的螺旋齿轮，并且流入口以及流出口在与被测定流体的流动方向相同的方向上配置在一直线上，不存在弯曲部，所以能够减轻压力损失，廉价地实现高精度化。

图13是表示图8中所示的轴流式容积流量计所具备的转子的结构例的附图。图13(A)表示从侧面看到的转子的状态，图13(B)表示转子的轴直角截面。在图13(B)中，10表示转子，11表示半径为r1的齿根圆，12表示半径为r2的节圆，13表示半径为r3的齿顶圆，14表示旋转中心。

在图13中，转子10中曲线ab表示次摆线曲线，相当于齿前端部的曲线bc表示渐开线曲线，曲线cd表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线def表示组合了圆弧以及曲率波状变动曲线的复合曲线，曲线fg表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线，曲线ghi表示组合了圆弧以及曲率波状变动曲线的复合曲线，曲线ij表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线jkl表示组合了圆弧以及曲率波状变动曲线的复合曲线，曲线la表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线。另外，这些曲线的结构在成对的另一个转子中也是同样的。

这样，在本实施方式中，与曲线bc的渐开线曲线的终端点(点c)相连续的曲线成为圆弧曲线或曲率波状变动曲线等一点连续接触齿形。该曲率波状变动曲线称为逻辑齿轮(例如参照特公平2-15743号公报)，齿形曲线的曲率是以在齿顶高方向上周期地增减的连续且能够微分的函数构成为接触点的相对曲率实质上为零，滑动率也为零。

更具体地说，该齿轮与对手齿轮相接触的部分的齿形曲线构成为其曲率重复增加、减小，并且周期地变化。而且，在曲率为极小的点上，其逻辑齿轮与对手齿轮的曲率中心均处于节线上的同一点。

为了通过泵直接旋转转子，无需过多考虑齿轮的摩擦，但在容积流量计的情况下，重要的是减少压力损失并提高精度。因此，在齿轮之间的啮合上采用一点连续接触齿形，以降低转子摩擦，减小压力损失。而且，由于通过转子摩擦的降低能够减少转子的磨损量，所以也能够实现转子的耐久性的提高。

另外，在本实施方式中，作为一点连续接触齿形例示了逻辑齿形，但也可以采用渐开线曲线。在采用渐开线曲线的情况下，与逻辑齿形相比具有加工简单的优点。

而且，通过在齿顶端部采用渐开线曲线，而且采用描绘渐开线曲线的次摆线，相对曲率减小，能够抑制齿面之间的间隙及气孔处的泄漏。

在图13中，转子10以两个螺距以上的长度构成转子长，同时减小相当于曲线cd、曲线ij的齿顶面积，降低转子10与壳体4的摩擦，较小压力损失。例如，从齿顶端部连续且与壳体4相接触的齿形部分的长度(曲线cd、曲线ij)构成为小于转子10的一个螺距长度的0.170倍且在0.001倍以上。如果举出具体例子，则在使转子10的螺距长度为100mm的情况下，曲线cd的长度为12.5mm(转子10的一个螺距长度的0.125倍)。而且，曲线ij的长度为1.3mm(转子10的一个螺距长度的0.013倍)。另外，螺距长度相当于图12(A)中所示的长度L。

而且，在本实施方式的情况下，对于转子10为双叶的例子进行的展示，通过为双叶而避免在转子10的高旋转时产生振动，这样一来，能够扩大计量流量范围。

而且，转子10采用了圆弧曲线，但由于使该圆弧曲线构成的部分作为先导部，所以不需要螺旋齿轮。其结果，能够通过螺旋齿轮的组装调整以及零件削减而降低成本。

而且，关于转子形状，通过增大齿根(短径)与齿顶(长径)的比率，由流体所赋予的转矩增大，能够提高少流量的计量灵敏度。例如，使转子10的长径的长度为短径的长度的2.5倍。这虽然在强度为必须的泵中是不可能的，但在容积流量计的情况下，由于无需泵那样的强度，所以能够增大长短径之比。

图14是表示本发明的轴流式容积流量计所具备的转子的其他结构例的附图。图14(A)表示从侧面看到的转子的状态，图14(B)表示转子的轴直角截面。在图14(B)中所示的转子10中，曲线ab表示次摆线曲线，相当于齿顶端部的曲线bc表示渐开线曲线，曲线cd表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线def表示组合了圆弧以及渐开线曲线的复合曲线，曲线fg表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线，曲线ghi表示组合了圆弧以及渐开线曲线的复合曲线，曲线ij表示与齿顶圆13内切的半径为r3的圆弧曲线，曲线jkl表示组合了圆弧以及渐开线曲线的复合曲线，曲线la表示与齿根圆11外切的半径为r1的圆弧曲线。

在本例的情况下，作为一点连续接触齿形，采用渐开线曲线而取代逻辑齿形。在采用了渐开线曲线的情况下，与逻辑齿形相比，具有加工简单的优点。

在图14中所示的转子的情况下，与图6、图13中例示的转子相比，进一步减小了相当于曲线cd、曲线ij的齿顶面积。，降低转子10与壳体4的摩擦并减小了压力损失。在此，从齿顶端部连续且与壳体4相接触的齿形部分的长度(曲线cd、曲线ij)小于转子10的一个螺距长度的0.170倍且为0.001倍以上。若举出具体的例子，则在使10的螺距长度为100mm的情况下，曲线cd的长度为0.5mm(转子10的一个螺距长度的0.005倍)。而且，曲线ij的长度为0.5mm(转子10的一个螺距长度的0.005倍)。另外，螺距长度相当于图14(A)中所示的长度L。

虽然在此省略了图示，但本发明的轴流式容积流量计无论是单叶的转子(以一个螺距以上构成的)还是双叶的转子均能够适用，但优选地是通过使转子为双叶而避免转子高旋转时产生振动，这样一来，能够扩大计量流量范围。

图15是用于对本发明的各实施方式的转子的轴截面进行比较说明的附图。图15(A)表示图6中所示的本发明的转子的轴截面的一部分，图15(B)表示图13中所示的本发明的转子的轴截面的一部分，图15(C)表示图14中所示的本发明的转子的轴截面的一部分。图中，L表示螺距长度，ta、tb表示密封长，r1表示齿根圆(短径)的半径，r2表示节圆的半径，r3表示齿顶圆(长径)的半径。

而且，图16是表示图15中所示的各转子的参数的一例的附图。作为参数，包含节圆直径(2r2)，导程(螺距)长度(L)，轴截面密封长度(ta)，轴截面密封长度(tb)，长径(2r3)，短径(2r1)，长短径之比，全长，齿形曲线结构。另外，图16(A)对应于图15(A)中所示的本发明的转子，图16(B)对应于图15(B)中所示的本发明的转子，图16(C)对应于图15(C)中所示的本发明的转子。

在图15(B)、图15(C)中所例示的情况下，如前所述，构成为从齿顶端部连续且与壳体相接触的齿形部分的长度(曲线cd的密封长度ta、曲线ij的密封长度tb)小于转子的一个螺距长度的0.170倍且为0.001倍以上。

在上述中使转子的螺距长度为100mm的情况下，密封长度为0.1mm以上且小于17.0mm。在图15(B)的例子中，在使转子的螺距长度为100mm的情况下，曲线cd的密封长度ta为12.5mm(转子的一个螺距长度的0.125倍)。而且，曲线ij的密封长度tb为1.3mm(转子的一个螺距长度的0.013倍)。

而且，在图15(C)所示的例子中，当使转子的螺距长度为100mm的情况下，曲线cd的密封长度ta为0.5mm(转子的一个螺距长度的0.005倍)。而且，曲线ij的密封长度tb为0.5mm(转子的一个螺距长度的0.005倍)。

如上所述，通过由两个螺距以上的长度构成转子的转子长度，并且减小相当于曲线cd、曲线ij的齿顶面积，即减小曲线cd的密封长度ta，曲线ij的密封长度tb，从而降低转子与壳体的摩擦，减小压力损失。

而且，如图16所示，在图16(B)、图16(C)的情况下，使长短径之比为3∶1，与图16(A)的转子的长短径之比2∶1相比增大了。这样，通过使齿根(短径)与齿顶(长径)的比率(长短径之比)增大到(2.5∶1)以上，优选增大到(2.5∶1)～(4∶1)，从流体所赋予的转矩增大，能够提高少流量的计量灵敏度。这在需要强度的泵中是不可能的，但在容积流量计的情况下，由于无需泵那样的强度，所以能够增大长短径之比。

图17是表示比较了本发明的流量计与现有的流量计的压力损失的图表的一例的附图。图中，a1～a3表示图19中所示的现有的流量计的情况下的压力损失曲线，b1～b3表示图15(B)中所示的本发明的流量计的情况下的压力损失曲线。而且，a1以及b1表示计量对象流体为汽油的情况，a2以及b2表示计量对象流体为煤油的情况，a3以及b3表示计量对象流体为燃料油的情况。另外，纵轴表示压力损失(kPa)，横轴表示流量(相对于最大流量的比例(％))。

如图17所示，当在计量对象流体为汽油的情况下，对本发明的流量计的压力损失曲线a1与现有的流量计的压力损失曲线b1进行比较，则可知本发明的流量计改善成压力损失小于现有的流量计。这与计量对象流体为煤油的情况和为燃料油的情况相同，与汽油的情况同样，本发明的流量计改善成压力损失也小于现有的流量计。

图18是表示比较了本发明的流量计与现有的流量计的仪表误差试验结果的图表的一例的附图。图中，a为图19中所示的现有的流量计的器差曲线。b1～b2为图15(B)中所示的本发明的流量计的器差曲线，b1表示计量对象流体为汽油的情况，b2表示计量对象流体为煤油的情况。另外，纵轴表示器差(％)，横轴表示流量(相对于最大流量的比例(％))。此处所说的器差是以从流量计的指示量减去了通过流量计后的实际量的值或者该值相对于实际量的百分比表示的。

在图18中，通过对本发明的转子的器差曲线b1与现有转子的器差曲线a的特性相比可知，在本发明的流量计中，与现有的流量计相比，改善成器差曲线不会随着流量增减而减少，从而保持了直线性。这在计量对象流体为煤油的情况下也表示了同样的倾向。以此可知，根据本发明的流量计，能够改善成器差曲线不会随着流量增减而减少，从而保持了直线性，能够将计量流量范围内的极差收敛到0.05％以内。从而实现宽量程的高精度化。

Claims (10)

1.一种轴流式容积流量计，具备：一对扭转方向不同的相同形状的螺旋齿轮，收容该一对螺旋齿轮的壳体，封闭该壳体的流入侧端的流入侧盖，形成在该流入侧盖的配管连接部上的流入口，封闭上述壳体的流出侧端的流出侧盖，以及形成在该流出侧盖的配管连接部上的流出口，其特征在于，

上述流入口与上述流出口沿着被测定流体的流动方向配置在一直线上。

2.如权利要求1所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

具备将上述螺旋齿轮旋转自如地支撑在上述壳体内的轴承部，

上述轴承部是流入侧以及流出侧为向心球轴承。

3.如权利要求2所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

上述轴承部是流出侧为止推球轴承。

4.如权利要求1～3中任一项所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

在上述壳体的流入侧端以及流出侧端形成有局部开口的盖部，

上述盖部的开口面积为由上述螺旋齿轮与上述壳体形成的计量室的流入面积以上。

5.如权利要求4所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

上述壳体在上述螺旋齿轮的轴向的至少一端与上述盖部之间设有空间。

6.如权利要求1～5中任一项所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

具备安装在上述一对螺旋齿轮的某一方的后端的磁铁圆盘，以及检测该磁铁圆盘的旋转的检测部。

7.如权利要求6所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

上述检测部由非晶传感器构成，并设在形成于上述壳体的流出侧端的上述盖部的流出侧面附近。

8.如权利要求6所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

在上述磁铁圆盘的安装部周边的圆盘面上形成有多个空气排放孔。

9.如权利要求6所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

在未安装上述磁铁圆盘的另一方的螺旋齿轮的后端安装有具有与上述磁铁圆盘相同的转动惯量的配重。

10.如权利要求1～9中任一项所述的轴流式容积流量计，其特征在于，

上述一对螺旋齿轮具有第1齿面和第2齿面，所述第1齿面以次摆线齿形形成在各螺旋齿轮的轴直角截面上从齿根圆上的一点至齿顶圆附近的齿顶点之间，所述第2齿面由次摆线形成曲线构成与上述齿顶点相连的齿顶端部的至少一部分，并且形成与由该次摆线形成曲线组成的齿形相连的一点连续接触齿形，

一方的齿轮所具有的上述第2齿面的上述齿顶端部与另一方的齿轮所具有的上述第1齿面的上述次摆线齿形啮合。

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