JP2004340610A - 羽根車式の流量計 - Google Patents
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Abstract
【課題】羽根車式の流量計において、計測室の通過水量が少ない場合に羽根車が回転し過ぎるのを解消して、計測結果が実際の送水量に比べてばらつくのを防止し、送水量の大小にかかわらず常に一定の計測結果が得られる信頼性に優れた流量計を提供する。
【解決手段】主ケース1内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10を配置する。羽根車10は、主ケース1に固定した支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。羽根車10に複数個の抵抗羽根25を形成する。抵抗羽根25は、計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設ける。抵抗羽根25の制動作用によって羽根車10の過回転を防止する。
【選択図】 図1
【解決手段】主ケース1内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10を配置する。羽根車10は、主ケース1に固定した支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。羽根車10に複数個の抵抗羽根25を形成する。抵抗羽根25は、計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設ける。抵抗羽根25の制動作用によって羽根車10の過回転を防止する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水の通過流量を計測する羽根車式の流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な羽根車式流量計は、計測器である以上計測結果に一定傾向のばらつきがあり、これに個々の流量計の器差が加わって、計器全体の計測誤差を生じる。このような計測誤差を抑止するために各種の提案がなされている。例えば、羽根車が収容される計量室の天井壁に、器差を補正する調整片を設けて、器差に基づくばらつきを抑止する流量計が公知である(特許文献1参照)。そこでは、調整片を調整し変位させることにより、ばらつきの全体傾向を増加側、あるいは減少側へ変化させることにより、器差に基づくばらつきの特性を検定公差の範囲内に収めるようにしている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−310747号公報(段落番号0022、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、器差を補正する調整片を設けると、流量計の出来上がり状態にばらつきがあったとしても、個々の流量計ごとに調整片を調整して、計測結果を検定公差の範囲内に収めることができる。しかし、調整片を付加したとしても、この種の流量計において避けられない一定傾向のばらつき特性そのものを補正し、計測精度を向上できる訳ではない。
【0005】
例えば、従来の流量計においては、図5に符号Pで示すように、計測結果にばらつき特性があるが、このばらつき特性そのものを改善できない憾みがある。具体的には、1時間あたりの送水量が少なくなると、符号P1で示すように、計測結果が実際の送水量より漸減する傾向があり、さらに、1時間あたりの送水量が0.06m3 以下になると、符号P2で示すように、計測結果が実際の送水量より増加する傾向がある。このばらつき特性は、流量計の構造の違いやメーカーの違いに応じて僅かずつ異なるものの、羽根車式流量計である限り計測結果のばらつき特性に大差はない。つまり、先のばらつき特性は、流量計が羽根車式であることが要因であると推測される。
【0006】
本発明の目的は、流量計の計測方式に由来する計測結果のばらつき特性を補正することにより計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる羽根車式の流量計を提供することにある。本発明の他の目的は、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って、計測結果が実際の送水量より漸減し、あるいは逆に増加するのを解消して、送水量の大小にかかわらず常に一定の計測結果が得られる、計測結果の信頼性を向上できる羽根車式の流量計を提供することにある。本発明の他の目的は、羽根車の一部を変更することでばらつき特性を補正でき、従って、ケース等の構造変更を行う必要がなく、計測精度を向上するのに必要なコストを削減できるうえ、既存の流量計でも羽根車を交換するだけで計測精度を向上できる、羽根車式の流量計を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の羽根車式の流量計は、主ケース1内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されている。羽根車10は支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。計測室Mに臨むボス11の周面に、複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする。
【0008】
計測室Mは、羽根体13の回転空間と、天井壁と羽根体13の回転空間との間を占める滞水空間Sとを含んで構成する。抵抗羽根25は滞水空間Sに臨んで設ける。
【0009】
本発明の別の羽根車式の流量計は、主ケース30と、主ケース30内に装填される内ケース31とを備えている。内ケース31内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されている。羽根車10は支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。計測室Mに臨むボス11の周面に、複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする。
【0010】
計測室Mの天井壁に軸支凹部41が形成されて、その内部にボス11の上部が非接触状態で嵌め込まれている。計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間に滞水空間Sを設ける。抵抗羽根25は軸支凹部41および滞水空間Sに臨んで設ける。
【0011】
【発明の作用効果】
本発明の羽根車式の流量計では、計測室Mに臨むボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ複数個の抵抗羽根25を形成して、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って羽根車10が回転し過ぎるのを抑止できるようにした。従来のこの種の流量計においては、羽根車10が回転し過ぎることに由来して、計測結果が実際の送水量と合致せず、とくに送水量が少ない情況で計測結果にばらつきがあったが、本発明では、先のように抵抗羽根25の回転抵抗によって羽根車10の過回転を抑止できるので、流量計の計測結果のばらつきを抑止して、計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる。
【0012】
時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って、計測結果が実際の送水量より漸減し、あるいは逆に増加するのを一掃できるので、送水量の大小にかかわらず常に一定の計測結果を得ることができ、その分だけ計測結果の信頼性を向上できる。羽根車10のボス11に抵抗羽根25を付加することで、ばらつき特性を補正するので、主ケース1などの構造変更を行う必要がなく、流量計の計測精度を向上するのに必要なコストを削減できる。既存の流量計でも、羽根車10を交換することによって計測精度を向上できるので、水道事業者と消費者とのいずれもが納得できる低コストの流量計を提供できる(請求項1)。
【0013】
抵抗羽根25を計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設けると、送水量が少ない情況、つまり滞水空間S内の水が殆ど動かない状態の許に抵抗羽根25を回転させて、羽根車10の回転動作を確実に制動でき、従って、羽根車10の過回転に由来する流量計の計測結果のばらつきをさらに確実に防止して計測精度を向上できる。抵抗羽根25によって滞水空間S内の水を強制的に攪拌できるので、滞水空間S内の水が殆ど動かない情況において、水が腐るのを防止できる(請求項2)。
【0014】
主ケース30の内部に内ケース31が装填される複箱型の流量計においては、計測室Mに臨むボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ複数個の抵抗羽根25を形成して、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って羽根車10が回転し過ぎるのを抑止するので、先の流量計と同様に、流量計の計測結果のばらつきを抑止して計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる(請求項3)。
【0015】
抵抗羽根25を、計測室Mの天井壁に設けた軸支凹部41と、天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設けると、送水量が少ない情況、つまり滞水空間S内の殆ど動かない水を抵抗羽根25でかき混ぜ、しかも、軸支凹部41内の水を抵抗羽根25でかき混ぜることにより、羽根車10の回転動作を確実に制動できるので、羽根車10の過回転に由来する流量計の計測結果のばらつきをさらに確実に防止して計測精度を向上できる。抵抗羽根25によって軸支凹部41内の水を強制的に攪拌できるので、軸支凹部41内の水が腐るのを防止できる(請求項4)。
【0016】
【実施例】
図1ないし図5に、本発明に係る羽根車式の流量計の実施例を示す。図1において流量計は単箱型の流量計からなり、主ケース1と、上開口から主ケース1に嵌め込まれる上ケース2と、上ケース2内に収容される表示機構(図示していない)と、上ケース2の上面を塞ぐ窓板3と、主ケース1の上面を揺動開閉する蓋4などで外郭構造が構成してある。主ケース1の内部、具体的には主ケース1の内底壁と上ケース2との間に円筒状の計測室Mを形成し、その周壁の左右に流入口5と流出口6とが突設してある。図2に示すように、流入口5および流出口6は、主ケース1の周壁に対して斜めに傾く状態で逆ハ字状に配置してある。流入口5の内部にはストレーナー7が装着してある。
【0017】
計測室Mの内部には、水の通過流量を計測するための羽根車10が回転自在に軸支してある。図3に示すように羽根車10は、縦長のボス11と、ボス11の下部に設けた羽根ボス12と、羽根ボス12の周面に等間隔おきに突設される6個の羽根体13とを備えたプラスチック成形品からなる。羽根体13と羽根ボス12とは、羽根体13に比べて上下幅が小さな羽根腕14を介して繋がっている。
【0018】
図4に示すように、ボス11と羽根ボス12とは別体のプラスチック成形品からなり、ボス11の下部を羽根ボス12の軸穴に圧嵌装着することにより、両ボス11・12が分離不能に一体化してある。ボス11の上端にはリング状の磁石16が固定され、その上面中央に部分球面状の上ピボット軸17が形成してある。ボス11の内面上部には、下面側に部分球面状の軸受面を備えた軸受片18が固定してある。軸受片18は、体摩耗性に優れた素材、例えば人造サファイアで形成する。
【0019】
図1に示すように、上記の羽根車10は、主ケース1の底壁中央に固定した支軸20で遊転自在に軸支する。支軸20はボス11の軸穴に内嵌する上下に長い縦軸21と、縦軸21の上端に突設した擬宝珠状のピボット軸22とを備えており(図4参照)、縦軸21の下端に圧嵌固定したソケット23を介して主ケース1の底壁に固定してある。このように、羽根車10を支軸20で軸支した状態においては、軸受片18の軸受面がピボット軸22で軸支され、上ピボット軸17が上ケース2に凹み形成した軸受面24で上方移動不能に抑え保持される。
【0020】
使用状態においては、流入口5から計測室M内へ流入する水道水の流動作用によって、羽根車10が図2において反時計回転方向へ回転する。この回転動作は、磁石16と、上ケース2の内部に設けた磁石(図示していない)とからなるマグネットカップリングを介して、上ケース2内の表示機構に伝動される。表示機構には先の動力を受け継ぐギヤトレインが設けてあり、その終段ギヤで消費水量を表示する数字リングを回転操作し、同時に指針を回転操作して、計測室M内を通過した水道水の水量を表示する。
【0021】
上記のように構成した流量計は、図5に符号Pで示すように、1時間あたりの送水量が1m3 以下になると、符号P1で示すように計測結果が実際の送水量より漸減する傾向があり、1時間あたりの送水量が0.06m3 以下になると、符号P2で示すように、逆に計測結果が実際の送水量より増加する傾向がある。このばらつきの原因は定かではないが、P1の下限ピークとP2の上限ピークとの間の特性変化に着眼すると、計測室M内の通過水量が0.1m3 前後より少なくなると、計測結果が実際の送水量より増加する傾向、つまり羽根車10が必要以上に回転していることが判る。
【0022】
そこで本発明では、計測室Mに臨むボス11の周面に抵抗羽根25を形成して、計測室M内の通過水量が概ね0.1m3 前後より少なくなる場合に、羽根車10の過回転を抑止できるようにした。図3に示すように、抵抗羽根25はボス11の周面4箇所に等間隔おきに突設してあって、羽根体13の回転空間と計測室Mの天井壁との間を占める滞水空間Sに臨ませてある。
【0023】
因みに、抵抗羽根25が滞水空間S内の水道水をかき回すときの抵抗は、羽根車10の回転数の増加にほぼ比例して変化し、計測室Mを通過する水道水から受ける羽根車10の回転トルクも、同様に羽根車10の回転数の増加にほぼ比例して変化する。しかし両者の変化率は必ずしも一致せず、水道水の通過に伴う羽根車10の回転トルクの変化率のほうが充分に大きい。そのため、抵抗羽根25の回転抵抗と、羽根車10の回転トルクとの比を比較すると、計測室M内の通過水量が少ないほど、抵抗羽根25の回転抵抗による制動効果が顕著に発揮される。その結果、本発明の流量計においては、図5に示すように従来のばらつき特性を補正して、計測室M内の通過水量の大小にかかわらず、計測結果をほぼ一定にすることができた。
【0024】
本発明を複箱型の流量計に適用した実施例を以下に説明する。図6に示すように、複箱型の流量計は、流入口5および流出口6を備えている主ケース30と、主ケース30内に装填される内ケース31と、上開口から内ケース31に嵌め込まれる上ケース32と、上ケース32内に収容される表示機構(図示していない)と、上ケース32の上面を塞ぐ窓板33と、窓板33の外面を揺動開閉する蓋34などで外郭構造を構成している。内ケース31の内部、具体的には内ケース31の内底壁と上ケース2との間に円筒状の計測室Mを形成し、その内部に水の通過流量を計測する羽根車10を配置している。
【0025】
主ケース30の内部は、主ケース30に嵌め込んだ内ケース31によって、流入口5に連なる下水室35と、流出口6に連なる上水室36とに区分されている。図7に示すように、下水室35に臨む内ケース31の周面には、下水室35内の水道水を計測室M内へ流入させる9個の入口38が螺旋状に開口してある。同様に、上水室36に臨む内ケース31の周面には、計測室M内の水道水を上水室36へ流出させる3個の出口39が螺旋状に開口してある(図8参照)。つまり、入口38から計測室M内へ流入した水道水は、計測室M内を斜め上方へ通過しながら出口39から上水室36へと流出し、その間に羽根車10を回転させる。
【0026】
羽根車10は、羽根体13の数が7枚であることと、羽根腕14が省略してあることを除けば、先に説明した羽根車10と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。内ケース31に固定した支軸20で羽根車10を遊転自在に軸支する点も先の実施例と同じである。
【0027】
この実施例では、ボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ4個の抵抗羽根25を形成して、抵抗羽根25の殆どが計測室Mの天井壁に凹み形成した軸支凹部41内に収容され、その下部が計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間S内で回転できるようにした。また、抵抗羽根25の羽根面積をできるだけ大きくするために、ボス11を上端に近づくほど小径にくびれさせた(図10参)。滞水空間Sに臨む計測室Mの天井壁には抵抗リブ42が放射状に形成してある。計測室Mの内底にも、同様の抵抗リブ43が放射状に形成してある(図6参照)。
【0028】
以上のように構成した複箱型の流量計によれば、図11に符号Pで示すように、従来の流量計による計測結果と実際の送水量とのばらつきに比べて、本発明の流量計では、従来のばらつき特性を補正して、計測室M内の通過水量の大小にかかわらず計測結果を高精度化できた。
【0029】
図12(a)〜(c)は、それぞれ抵抗羽根25の変形例を示している。図12(a)ではボス11の中途部にフランジ壁44を突設して、このフランジ壁44と磁石16を収容するボスとの間に抵抗羽根25を形成した。図12(b)では抵抗羽根25の下端を丸めて下すぼまり形状に形成した。図12(c)では羽ボス12の上面から突出するボス11の基端周面に、上下寸法が小さな抵抗羽根25を突設するようにした。
【0030】
上記の実施例以外に、ボス11の周囲に設ける抵抗羽根25の個数は、必要に応じて変更でき、その形も変更できる。ボス11と羽根ボス12とは一体に成形することができる。羽根車10は主ケース1に固定した支軸20で軸支する必要はなく、上ケース2・32の側に固定した支軸で吊持状に軸支することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】流量計の縦断正面図である。
【図2】流量計の横断平面図である。
【図3】羽根車の斜視図である。
【図4】図2におけるA−A線断面図である。
【図5】流量計のばらつき特性を示す特性線図である。
【図6】複箱型流量計の縦断正面図である。
【図7】流量計の下水室構造を示す横断平面図である。
【図8】流量計の上水室構造を示す横断平面図である。
【図9】羽根車の斜視図である。
【図10】羽根車の軸支構造を示す縦断正面図である。
【図11】複箱型流量計のばらつき特性を示す特性線図である。
【図12】抵抗羽根の変形例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
1 主ケース
10 羽根車
11 ボス
13 羽根体
20 支軸
25 抵抗羽根
M 計測室
S 滞水空間
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水の通過流量を計測する羽根車式の流量計に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般的な羽根車式流量計は、計測器である以上計測結果に一定傾向のばらつきがあり、これに個々の流量計の器差が加わって、計器全体の計測誤差を生じる。このような計測誤差を抑止するために各種の提案がなされている。例えば、羽根車が収容される計量室の天井壁に、器差を補正する調整片を設けて、器差に基づくばらつきを抑止する流量計が公知である(特許文献1参照)。そこでは、調整片を調整し変位させることにより、ばらつきの全体傾向を増加側、あるいは減少側へ変化させることにより、器差に基づくばらつきの特性を検定公差の範囲内に収めるようにしている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−310747号公報(段落番号0022、図2)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、器差を補正する調整片を設けると、流量計の出来上がり状態にばらつきがあったとしても、個々の流量計ごとに調整片を調整して、計測結果を検定公差の範囲内に収めることができる。しかし、調整片を付加したとしても、この種の流量計において避けられない一定傾向のばらつき特性そのものを補正し、計測精度を向上できる訳ではない。
【0005】
例えば、従来の流量計においては、図5に符号Pで示すように、計測結果にばらつき特性があるが、このばらつき特性そのものを改善できない憾みがある。具体的には、1時間あたりの送水量が少なくなると、符号P1で示すように、計測結果が実際の送水量より漸減する傾向があり、さらに、1時間あたりの送水量が0.06m3 以下になると、符号P2で示すように、計測結果が実際の送水量より増加する傾向がある。このばらつき特性は、流量計の構造の違いやメーカーの違いに応じて僅かずつ異なるものの、羽根車式流量計である限り計測結果のばらつき特性に大差はない。つまり、先のばらつき特性は、流量計が羽根車式であることが要因であると推測される。
【0006】
本発明の目的は、流量計の計測方式に由来する計測結果のばらつき特性を補正することにより計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる羽根車式の流量計を提供することにある。本発明の他の目的は、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って、計測結果が実際の送水量より漸減し、あるいは逆に増加するのを解消して、送水量の大小にかかわらず常に一定の計測結果が得られる、計測結果の信頼性を向上できる羽根車式の流量計を提供することにある。本発明の他の目的は、羽根車の一部を変更することでばらつき特性を補正でき、従って、ケース等の構造変更を行う必要がなく、計測精度を向上するのに必要なコストを削減できるうえ、既存の流量計でも羽根車を交換するだけで計測精度を向上できる、羽根車式の流量計を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の羽根車式の流量計は、主ケース1内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されている。羽根車10は支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。計測室Mに臨むボス11の周面に、複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする。
【0008】
計測室Mは、羽根体13の回転空間と、天井壁と羽根体13の回転空間との間を占める滞水空間Sとを含んで構成する。抵抗羽根25は滞水空間Sに臨んで設ける。
【0009】
本発明の別の羽根車式の流量計は、主ケース30と、主ケース30内に装填される内ケース31とを備えている。内ケース31内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されている。羽根車10は支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えている。計測室Mに臨むボス11の周面に、複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする。
【0010】
計測室Mの天井壁に軸支凹部41が形成されて、その内部にボス11の上部が非接触状態で嵌め込まれている。計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間に滞水空間Sを設ける。抵抗羽根25は軸支凹部41および滞水空間Sに臨んで設ける。
【0011】
【発明の作用効果】
本発明の羽根車式の流量計では、計測室Mに臨むボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ複数個の抵抗羽根25を形成して、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って羽根車10が回転し過ぎるのを抑止できるようにした。従来のこの種の流量計においては、羽根車10が回転し過ぎることに由来して、計測結果が実際の送水量と合致せず、とくに送水量が少ない情況で計測結果にばらつきがあったが、本発明では、先のように抵抗羽根25の回転抵抗によって羽根車10の過回転を抑止できるので、流量計の計測結果のばらつきを抑止して、計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる。
【0012】
時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って、計測結果が実際の送水量より漸減し、あるいは逆に増加するのを一掃できるので、送水量の大小にかかわらず常に一定の計測結果を得ることができ、その分だけ計測結果の信頼性を向上できる。羽根車10のボス11に抵抗羽根25を付加することで、ばらつき特性を補正するので、主ケース1などの構造変更を行う必要がなく、流量計の計測精度を向上するのに必要なコストを削減できる。既存の流量計でも、羽根車10を交換することによって計測精度を向上できるので、水道事業者と消費者とのいずれもが納得できる低コストの流量計を提供できる(請求項1)。
【0013】
抵抗羽根25を計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設けると、送水量が少ない情況、つまり滞水空間S内の水が殆ど動かない状態の許に抵抗羽根25を回転させて、羽根車10の回転動作を確実に制動でき、従って、羽根車10の過回転に由来する流量計の計測結果のばらつきをさらに確実に防止して計測精度を向上できる。抵抗羽根25によって滞水空間S内の水を強制的に攪拌できるので、滞水空間S内の水が殆ど動かない情況において、水が腐るのを防止できる(請求項2)。
【0014】
主ケース30の内部に内ケース31が装填される複箱型の流量計においては、計測室Mに臨むボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ複数個の抵抗羽根25を形成して、時間あたりの送水量が少なくなるのに伴って羽根車10が回転し過ぎるのを抑止するので、先の流量計と同様に、流量計の計測結果のばらつきを抑止して計測精度を向上でき、従って計測結果の信頼性を向上できる(請求項3)。
【0015】
抵抗羽根25を、計測室Mの天井壁に設けた軸支凹部41と、天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間Sに臨んで設けると、送水量が少ない情況、つまり滞水空間S内の殆ど動かない水を抵抗羽根25でかき混ぜ、しかも、軸支凹部41内の水を抵抗羽根25でかき混ぜることにより、羽根車10の回転動作を確実に制動できるので、羽根車10の過回転に由来する流量計の計測結果のばらつきをさらに確実に防止して計測精度を向上できる。抵抗羽根25によって軸支凹部41内の水を強制的に攪拌できるので、軸支凹部41内の水が腐るのを防止できる(請求項4)。
【0016】
【実施例】
図1ないし図5に、本発明に係る羽根車式の流量計の実施例を示す。図1において流量計は単箱型の流量計からなり、主ケース1と、上開口から主ケース1に嵌め込まれる上ケース2と、上ケース2内に収容される表示機構(図示していない)と、上ケース2の上面を塞ぐ窓板3と、主ケース1の上面を揺動開閉する蓋4などで外郭構造が構成してある。主ケース1の内部、具体的には主ケース1の内底壁と上ケース2との間に円筒状の計測室Mを形成し、その周壁の左右に流入口5と流出口6とが突設してある。図2に示すように、流入口5および流出口6は、主ケース1の周壁に対して斜めに傾く状態で逆ハ字状に配置してある。流入口5の内部にはストレーナー7が装着してある。
【0017】
計測室Mの内部には、水の通過流量を計測するための羽根車10が回転自在に軸支してある。図3に示すように羽根車10は、縦長のボス11と、ボス11の下部に設けた羽根ボス12と、羽根ボス12の周面に等間隔おきに突設される6個の羽根体13とを備えたプラスチック成形品からなる。羽根体13と羽根ボス12とは、羽根体13に比べて上下幅が小さな羽根腕14を介して繋がっている。
【0018】
図4に示すように、ボス11と羽根ボス12とは別体のプラスチック成形品からなり、ボス11の下部を羽根ボス12の軸穴に圧嵌装着することにより、両ボス11・12が分離不能に一体化してある。ボス11の上端にはリング状の磁石16が固定され、その上面中央に部分球面状の上ピボット軸17が形成してある。ボス11の内面上部には、下面側に部分球面状の軸受面を備えた軸受片18が固定してある。軸受片18は、体摩耗性に優れた素材、例えば人造サファイアで形成する。
【0019】
図1に示すように、上記の羽根車10は、主ケース1の底壁中央に固定した支軸20で遊転自在に軸支する。支軸20はボス11の軸穴に内嵌する上下に長い縦軸21と、縦軸21の上端に突設した擬宝珠状のピボット軸22とを備えており(図4参照)、縦軸21の下端に圧嵌固定したソケット23を介して主ケース1の底壁に固定してある。このように、羽根車10を支軸20で軸支した状態においては、軸受片18の軸受面がピボット軸22で軸支され、上ピボット軸17が上ケース2に凹み形成した軸受面24で上方移動不能に抑え保持される。
【0020】
使用状態においては、流入口5から計測室M内へ流入する水道水の流動作用によって、羽根車10が図2において反時計回転方向へ回転する。この回転動作は、磁石16と、上ケース2の内部に設けた磁石(図示していない)とからなるマグネットカップリングを介して、上ケース2内の表示機構に伝動される。表示機構には先の動力を受け継ぐギヤトレインが設けてあり、その終段ギヤで消費水量を表示する数字リングを回転操作し、同時に指針を回転操作して、計測室M内を通過した水道水の水量を表示する。
【0021】
上記のように構成した流量計は、図5に符号Pで示すように、1時間あたりの送水量が1m3 以下になると、符号P1で示すように計測結果が実際の送水量より漸減する傾向があり、1時間あたりの送水量が0.06m3 以下になると、符号P2で示すように、逆に計測結果が実際の送水量より増加する傾向がある。このばらつきの原因は定かではないが、P1の下限ピークとP2の上限ピークとの間の特性変化に着眼すると、計測室M内の通過水量が0.1m3 前後より少なくなると、計測結果が実際の送水量より増加する傾向、つまり羽根車10が必要以上に回転していることが判る。
【0022】
そこで本発明では、計測室Mに臨むボス11の周面に抵抗羽根25を形成して、計測室M内の通過水量が概ね0.1m3 前後より少なくなる場合に、羽根車10の過回転を抑止できるようにした。図3に示すように、抵抗羽根25はボス11の周面4箇所に等間隔おきに突設してあって、羽根体13の回転空間と計測室Mの天井壁との間を占める滞水空間Sに臨ませてある。
【0023】
因みに、抵抗羽根25が滞水空間S内の水道水をかき回すときの抵抗は、羽根車10の回転数の増加にほぼ比例して変化し、計測室Mを通過する水道水から受ける羽根車10の回転トルクも、同様に羽根車10の回転数の増加にほぼ比例して変化する。しかし両者の変化率は必ずしも一致せず、水道水の通過に伴う羽根車10の回転トルクの変化率のほうが充分に大きい。そのため、抵抗羽根25の回転抵抗と、羽根車10の回転トルクとの比を比較すると、計測室M内の通過水量が少ないほど、抵抗羽根25の回転抵抗による制動効果が顕著に発揮される。その結果、本発明の流量計においては、図5に示すように従来のばらつき特性を補正して、計測室M内の通過水量の大小にかかわらず、計測結果をほぼ一定にすることができた。
【0024】
本発明を複箱型の流量計に適用した実施例を以下に説明する。図6に示すように、複箱型の流量計は、流入口5および流出口6を備えている主ケース30と、主ケース30内に装填される内ケース31と、上開口から内ケース31に嵌め込まれる上ケース32と、上ケース32内に収容される表示機構(図示していない)と、上ケース32の上面を塞ぐ窓板33と、窓板33の外面を揺動開閉する蓋34などで外郭構造を構成している。内ケース31の内部、具体的には内ケース31の内底壁と上ケース2との間に円筒状の計測室Mを形成し、その内部に水の通過流量を計測する羽根車10を配置している。
【0025】
主ケース30の内部は、主ケース30に嵌め込んだ内ケース31によって、流入口5に連なる下水室35と、流出口6に連なる上水室36とに区分されている。図7に示すように、下水室35に臨む内ケース31の周面には、下水室35内の水道水を計測室M内へ流入させる9個の入口38が螺旋状に開口してある。同様に、上水室36に臨む内ケース31の周面には、計測室M内の水道水を上水室36へ流出させる3個の出口39が螺旋状に開口してある(図8参照)。つまり、入口38から計測室M内へ流入した水道水は、計測室M内を斜め上方へ通過しながら出口39から上水室36へと流出し、その間に羽根車10を回転させる。
【0026】
羽根車10は、羽根体13の数が7枚であることと、羽根腕14が省略してあることを除けば、先に説明した羽根車10と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。内ケース31に固定した支軸20で羽根車10を遊転自在に軸支する点も先の実施例と同じである。
【0027】
この実施例では、ボス11の周面に羽根車10の過回転を防ぐ4個の抵抗羽根25を形成して、抵抗羽根25の殆どが計測室Mの天井壁に凹み形成した軸支凹部41内に収容され、その下部が計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間の滞水空間S内で回転できるようにした。また、抵抗羽根25の羽根面積をできるだけ大きくするために、ボス11を上端に近づくほど小径にくびれさせた(図10参)。滞水空間Sに臨む計測室Mの天井壁には抵抗リブ42が放射状に形成してある。計測室Mの内底にも、同様の抵抗リブ43が放射状に形成してある(図6参照)。
【0028】
以上のように構成した複箱型の流量計によれば、図11に符号Pで示すように、従来の流量計による計測結果と実際の送水量とのばらつきに比べて、本発明の流量計では、従来のばらつき特性を補正して、計測室M内の通過水量の大小にかかわらず計測結果を高精度化できた。
【0029】
図12(a)〜(c)は、それぞれ抵抗羽根25の変形例を示している。図12(a)ではボス11の中途部にフランジ壁44を突設して、このフランジ壁44と磁石16を収容するボスとの間に抵抗羽根25を形成した。図12(b)では抵抗羽根25の下端を丸めて下すぼまり形状に形成した。図12(c)では羽ボス12の上面から突出するボス11の基端周面に、上下寸法が小さな抵抗羽根25を突設するようにした。
【0030】
上記の実施例以外に、ボス11の周囲に設ける抵抗羽根25の個数は、必要に応じて変更でき、その形も変更できる。ボス11と羽根ボス12とは一体に成形することができる。羽根車10は主ケース1に固定した支軸20で軸支する必要はなく、上ケース2・32の側に固定した支軸で吊持状に軸支することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】流量計の縦断正面図である。
【図2】流量計の横断平面図である。
【図3】羽根車の斜視図である。
【図4】図2におけるA−A線断面図である。
【図5】流量計のばらつき特性を示す特性線図である。
【図6】複箱型流量計の縦断正面図である。
【図7】流量計の下水室構造を示す横断平面図である。
【図8】流量計の上水室構造を示す横断平面図である。
【図9】羽根車の斜視図である。
【図10】羽根車の軸支構造を示す縦断正面図である。
【図11】複箱型流量計のばらつき特性を示す特性線図である。
【図12】抵抗羽根の変形例を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
1 主ケース
10 羽根車
11 ボス
13 羽根体
20 支軸
25 抵抗羽根
M 計測室
S 滞水空間
Claims (4)
- 主ケース1内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されており、
羽根車10は、支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えており、
計測室Mに臨むボス11の周面に複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする羽根車式の流量計。 - 計測室Mが、羽根体13の回転空間と、天井壁と羽根体13の回転空間との間を占める滞水空間Sとを含んで構成されており、
抵抗羽根25が滞水空間Sに臨んで設けてある請求項1記載の羽根車式の流量計。 - 主ケース30と、主ケース30内に装填される内ケース31とを備えており、
内ケース31内の計測室Mに、水の通過流量を計測する羽根車10が配置されて、回転自在に軸支されており、
羽根車10は、支軸20で遊転自在に軸支される縦長のボス11と、ボス11の周面に放射状に設けられる複数個の羽根体13とを備えており、
計測室Mに臨むボス11の周面に複数個の抵抗羽根25が形成してあることを特徴とする羽根車式の流量計。 - 計測室Mの天井壁に軸支凹部41が形成されて、その内部にボス11の上部が非接触状態で嵌め込まれており、
計測室Mの天井壁と羽根体13の回転空間との間に滞水空間Sが設けられており、
抵抗羽根25が軸支凹部41および滞水空間Sに臨んで設けてある請求項3記載の羽根車式の流量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003134659A JP2004340610A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 羽根車式の流量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003134659A JP2004340610A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 羽根車式の流量計 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2004340610A true JP2004340610A (ja) | 2004-12-02 |
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ID=33525154
Family Applications (1)
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JP2003134659A Pending JP2004340610A (ja) | 2003-05-13 | 2003-05-13 | 羽根車式の流量計 |
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Country | Link |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102589621A (zh) * | 2012-03-09 | 2012-07-18 | 陈沛 | 一种高精度旋翼式流量传感器叶轮及其工作方法 |
JP5554433B1 (ja) * | 2013-04-05 | 2014-07-23 | タカハタプレシジョンジャパン株式会社 | マグネット歯車及びその製造方法、これを用いた流量計 |
KR101458109B1 (ko) * | 2013-06-03 | 2014-11-05 | 플로우닉스 주식회사 | 유량 검출 장치 |
JP2015206611A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 株式会社日立産機システム | ポンプシステム及び流量センサ |
-
2003
- 2003-05-13 JP JP2003134659A patent/JP2004340610A/ja active Pending
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