JP2001255183A - フローセンサ - Google Patents
フローセンサInfo
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring 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
- G01F1/06—Measuring 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 using rotating vanes with tangential admission
- G01F1/075—Measuring 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 using rotating vanes with tangential admission with magnetic or electromagnetic coupling to the indicating device
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Abstract
フローセンサにおいて、小さい鉄片や鉄粉などが羽根車
に付着するのを抑制する。 【解決手段】羽根25bの各先端部の角部(符号A乃至
Lで示す12面)に長さ方向に沿って面取り加工又はR
加工を施し羽根の磁力発生面が多面化し、羽根の先端各
部(磁力発生面)の総面積を従来品よりも広くすること
により、流水中の鉄片及び鉄粉の付着範囲を分散させ、
一定期間において羽根の先端各部に付着する鉄片および
鉄粉の量を少なくするようにした。
Description
体の流量を検出するためのフローセンサに関するもので
ある。
て、その検出流量に応じたパルス信号を発生する形式の
ものが用いられている。
号を出力するもので、瞬間湯沸器のフィードフォワード
制御やバーナの発停などに使用されるほか、浴槽への積
算流量、電気温水器の残湯量検出用センサなどに広く用
いられている。
で、このフローセンサ01は、略円筒形状の本体ケ−シ
ング010内に、幾つかの樹脂部品を組み合わせて構成
した水流感知部020と、水流感知部020の水流感知
状態に応じて流量を検出するセンサ部030が収容され
て構成されている。
に、円筒ケ−シング020aの上流端に斜流羽根021
と上流側軸受け022とを一体成形した回転用軸受け0
23と円筒ケ−シング020a内の斜流羽根021のす
ぐ下流に収容され、回転軸024と回転羽根025とか
らなる羽根車026と、円筒ケ−シング020aの下流
端で羽根車026を支持する下流側軸受け027と平板
羽根028とを一体成形した逆流防止軸受け029とか
ら構成されている。
平板状の4枚の羽根025bを放射状に設けた回転羽根
025と、両端部が露出した状態で円筒部025a内に
同時成形された棒状の回転軸024とからなり、回転羽
根025は磁性体を含むナイロンフェライトにより構成
され、4枚の羽根025bはそれぞれ磁化されていて羽
根車026は回転磁石となっている。
より成形された筒状のセンサホルダ031内に磁束密度
の変動を検出してパルス信号を発生するMRセンサ03
2を配したもので、羽根車026が配設された本体ケ−
シング010の外周部分に形成された凹部011に嵌合
保持され、羽根車026の回転に応じてパルス信号を発
生するようになっている。
のものでも、フローセンサ01の上流側の配管にストレ
ーナが組み込まれていて、ある程度の大きさの鉄片や鉄
粉などはフローセンサの通水路に入り込まないようにな
っているが、ストレーナのメッシュよりも小さい鉄片や
鉄粉などはフローセンサの通水路に入り込み、羽根車に
付着し、徐々に付着量が多くなると、フローセンサの流
路に流体の流れがあっても、羽根車が回転しなくなると
いう問題点がある。
のような問題点を、羽根の形状を変えることにより、解
決しようとするものである。
体内に形成された通水路と、該通水路内に配設され該通
水路の通水量に比例して回転する羽根車とを備え、該羽
根車がN極とS極とを交互に着磁されてその先端部が磁
力発生面に形成され、かつ互いに等間隔で配設された偶
数枚の樹脂マグネット製の羽根と該各羽根が取り付けら
れた非磁性体製の軸とで構成されるとともに、前記羽根
車の回転に伴う磁気変動をパルス信号として出力可能な
センサと備えたフローセンサにおいて、前記各羽根の先
端部の磁力発生面を、その角部に長さ方向に沿う面取り
加工を施して該各磁力発生面を多面化して第1の課題解
決の手段としている。
各羽根の先端部を0.1mm乃至1mmの面取りにより
多面化することにより、前記磁力発生面を4乃至40%
広く形成して第2の課題解決の手段としている。
水路と、該通水路内に配設され該通水路の通水量に比例
して回転する羽根車とを備え、該羽根車がN極とS極と
を交互に着磁されてその先端部が磁力発生面に形成さ
れ、かつ互いに等間隔で配設された偶数枚の樹脂マグネ
ット製の羽根と該各羽根が取り付けられた回転軸とによ
り構成されるとともに、前記羽根車の回転に伴う磁束密
度の変動をパルス信号として出力可能なセンサと備えた
フローセンサにおいて、前記各羽根の先端部の磁力発生
面の角部を長さ方向に沿ってR加工を施して該各磁力発
生面を円弧状の断面形状に形成して第3の課題解決の手
段としている。
の先端部の磁力発生面の各角部に、半径0.1mm乃至
1mmのR部を形成して第4の課題解決の手段としてい
る。
向に沿って面取り加工が施されているので、羽根の磁力
発生面が多面化し、その結果、羽根の先端部の磁力発生
面の総面積を、従来のフローセンサの羽根の先端部の総
面積よりも例えば4乃至40%広くすることができる。
し、一定期間において、羽根の先端各部に付着する鉄片
および鉄粉の量を少なくすることができる。
車と本体との間の隙間が広くなり、その結果、羽根車に
鉄片や鉄粉が付着することによって、羽根車が回転しな
くなるまでの期間(機械的寿命)を延ばすことが可能に
なる。
を長さ方向に沿って、例えば、半径1mm乃至1mmの
R部を形成してR加工を施し、該各磁力発生面を円弧状
の断面形状に形成した場合も、ほぼ同様の作用効果が得
られる。
形態について説明する。
示すフローセンサ01と図1に示すフローセンサ1とを
含み、図1に示すフローセンサ1はその一実施例を示す
もので、前記のフローセンサ01とぼぼ同一の全体構造
に形成されている。
は、略円筒形状の本体ケーシング10内に、幾つかの樹
脂部品を組み合わせて構成した水流感知部20と、水流
感知部20の水流感知状態に応じて流量を検出するセン
サ部30が収められて構成されている。
ケーシング20aの上流端に斜流羽根21と上流側軸受
け22とを一体成形した回転用軸受け23と、円筒ケー
シング20a内の斜流羽根21のすぐ下流に収容され、
回転軸24と回転羽根25とからなる羽根車26と、円
筒ケ−シング20aの下流端で羽根車26を支持する下
流側軸受け27と平板羽根28とを一体成形した逆流防
止軸受け29とから構成されている。符号29aは軸受
け押えを示している。
25aの外周に平板状の4枚の羽根25bを放射状に設
けた回転羽根25と、両端部が露出した状態で円筒部2
5a内に同時成形された棒状の回転軸24とからなり、
回転羽根25は磁性体を含むナイロンフェライトにより
構成され、4枚の羽根25bはそれぞれ磁化されてい
て、羽根車26は回転磁石となっている。
化を検出してパルス信号を発生するホールIC32を配
設したもので、羽根車26が配設された本体ケーシング
10の外周部分に形成された凹部11に嵌合保持され、
羽根車26の回転に応じてパルス信号を発生するように
なっている。
極とが着磁されていて、このような4枚の羽根を取り付
けられた羽根車26が流量に応じた回転数で回転する
と、その回転はホールIC42に磁界の方向性を与え、
この時、ホールIC42に直流定格電圧を端子51より
印加しておくことにより、羽根車26の回転数、すなは
ち流量に応じた周波数の電圧が端子51を通じて出力さ
れる。
符号43はリード線を示している。また、符号50はパ
ルス信号の取り出し部のハウジングを、符号51はその
端子を示している。なほ、端子51は、図2に示すよう
に、共通線(GND)、入力電源線(Vcc)、出力信
号線(Vout)の3本の電線と接続されている。
端部、図3において「X」で示した箇所を含む各先端
部、図4に符号A乃至Lで示す12面が、図4に示すよ
うに、その各角部に長さ方向に沿って面取り加工が施さ
れている。
を施された部分Zである羽根25bの先端部が、図6、
図7に示すように、各角部を面取りされて形成されてい
る。
いて斜線を施された部分Zである羽根の先端部が、図8
に示す寸法の長方形であるとすると、4枚の羽根の先端
部の総面積sは、s=P×Q×4となる。ここで P=
2mm、Q=10mmと仮定すると、s=80mm2
なる。
の面取り部が、図6、図7に示す形状、寸法であるとす
ると、4枚の羽根の先端部の総面積Sは、S=(T×Q
×4)+(R×Q×4)となる。ここで、T=1mm、
Q=10mm、R=0.71であると仮定すると、S=
96.8mm2 となる。
00=121%となり、この実施形態のものにおける
「4枚の羽根の先端部の総面積S」を、従来のフローセ
ンサにおける「4枚の羽根の先端部の総面積s」より
も、21%広くすることが可能になる。
を適宜選定することにより、変更できることは、明らか
である。
羽根の先端部の総面積Sを広く設定することにより、次
のような作用効果を得ることができる。
さ方向に沿って面取り加工を施すことによって、羽根2
5bの磁力発生面が多面化し、羽根の先端部の総面積
を、従来のフローセンサの羽根の先端部の総面積よりも
例えば4乃至40%広くすることができる。
し、一定期間において、羽根25bの先端各部に付着す
る鉄片及び鉄粉の量を少なくすることができる。
方向に沿って面取り加工を施したことによって、羽根車
26とケ−シング、または羽根車26と本体10との間
の隙間が広くなり、その結果、羽根車26に鉄片や鉄粉
が付着することによって、羽根車26が回転しなくなる
までの期間(機械的寿命)を延ばすことができる。
サの試験結果を示すグラフであって縦軸は出力パルス
(PPS)を、横軸は通水回数(回)をそれぞれ示して
いる。
量;5gf、通水流量;5L/min.、通水時間;1
min./回、止水時間;3min./回、通水回数;
1500回なる条件にもとで、鉄粉を混入した水の通
水、止水を繰り返しながら行われた。なお、この試験に
は、従来のフローセンサ(詳細は後述)2台、およびこ
の実施形態のフローセンサ(詳細は後述)2台が試験に
供された。
ている。すなわち、羽根25bの各角部にその長さ方向
に沿って面取り加工が施されておらず、羽根の先端部が
図13に示す形状、寸法の従来のフローセンサは、通水
直後に出力パルス数が大幅に減少し、通水回数350回
までに2台とも、通水があるにも拘わらず回転羽根車が
回転しなくなってしまった。
羽根25bの各角部に、その長さ方向に沿って面取り加
工を施すことによって、羽根25bの磁力発生面が多面
化されて、羽根の先端部が図6に示す形状を有し、かつ
寸法Rが、C=0.71mmのものでは、2台とも、出
力パルス数の変化が少なく、1台は通水回数850〜1
000回の間で、他の1台は1350〜1500回の間
で始めて回転羽根車が回転しなくる。
示すもので、この変形例では、羽根25bの先端部が、
その各角部に、半径R=0.1〜1mmのR加工を施さ
れて形成されている。
ものとほぼ該様の作用効果が得られることは、容易に類
推できる。
ような効果が得られる。 (1)羽根の各角部に、その長さ方向に沿って面取り加
工が施されているので、羽根の磁力発生面が多面化し、
その結果、羽根の先端部である磁力発生面の総面積を、
従来のフローセンサの羽根の先端部の総面積よりも広く
(例えば4乃至40%広く)することができる。 (2)前記(1)により、流水中の鉄片及び鉄粉の付着
範囲が分散し、一定期間において、羽根の先端各部に付
着する鉄片および鉄粉の量を少なくすることができる。 (3)羽根車とケ−シング、または羽根車と本体との間
の隙間が広くなり、その結果、羽根車に鉄片や鉄粉が付
着することによって、羽根車が回転しなくなるまでの期
間(機械的寿命)を延ばすことが可能になる。 (4)各羽根の先端部の磁力発生面の角部を長さ方向に
沿ってR加工を施し(例えば半径0.1mm乃至1mm
のR部を形成し)て該各磁力発生面を円弧状の断面形状
に形成した場合も、前記とほぼ該様の効果が得られる。
したフローセンサの断面図である。
センサ端子の結線図である。
る。
果のグラフである。
である。
用したフローセンサの断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 本体と、該本体内に形成された通水路
と、該通水路内に配設され該通水路の通水量に比例して
回転する羽根車とを備え、該羽根車がN極とS極とが交
互に着磁されてその先端部が磁力発生面に形成され、か
つ互いに等間隔で配設された偶数枚の樹脂マグネット製
の羽根と該各羽根が取り付けられた回転軸とで構成され
るとともに、前記羽根車の回転に伴う磁束密度の変動又
は磁界方向の変動をパルス信号として出力可能なセンサ
とを備えたフローセンサにおいて前記各羽根の先端部の
磁力発生面がその角部を長さ方向に沿う面取り加工を施
されて該前記磁力発生面が多面化されていることを特徴
とするフローセンサ。 - 【請求項2】 前記各羽根の先端部を0.1mm乃至1
mmの面取りにより多面化して、前記磁力発生面を4乃
至40%広く形成できるようにした請求項1に記載のフ
ローセンサ。 - 【請求項3】 本体と、該本体内に形成された通水路
と、該通水路内に配設され該通水路の通水量に比例して
回転する羽根車とを備え、該羽根車がN極とS極とを交
互に着磁されてその先端部が磁力発生面に形成され、か
つ互いに等間隔で配設された偶数枚の樹脂マグネット製
の羽根と該各羽根が取り付けられた回転軸とで構成され
るとともに、前記羽根車の回転に伴う磁束密度の変動又
は磁界方向の変動をパルス信号として出力可能なセンサ
とを備えたフローセンサにおいて前記各羽根の先端部の
磁力発生面がその角部を長さ方向に沿ってR加工を施さ
れて該各磁力発生面が円弧状の断面形状に形成されてい
ることを特徴とするフローセンサ。 - 【請求項4】 前記R加工により、前記各羽根の先端部
の磁力発生面の各角部に、半径0.1mm乃至1mmの
R部が形成されている請求項3に記載のフローセンサ。
Priority Applications (2)
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2000
- 2000-03-13 JP JP2000068145A patent/JP2001255183A/ja active Pending
-
2001
- 2001-03-13 DE DE2001111993 patent/DE10111993A1/de not_active Ceased
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