JP2007285815A - 単箱式接線流羽根車式計量装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
単箱式接線流羽根車式計量装置において、安定した器差の調整ができるようにすると共に、羽根車室において抵抗板が占有するスペースを小さくすることである。
【解決手段】
単箱式接線流羽根車式計量装置の一実施例である水道メータＭを構成するレジスタボックス２の底面部の所定位置に固定抵抗板Ｒｂを取付け、固定抵抗板Ｒｂに隣接して可動抵抗板Ｒａを取付け、可動抵抗板Ｒａの抵抗板本体部１６を、水の噴流を妨げるべく該水の噴流方向１５と常に直交するように円弧状に形成すると共に、抵抗板本体部１６が、羽根車７の羽根車軸７ａの軸方向と交差する方向の中心線の回りに回動可能に配設し、可動抵抗板Ｒａが羽根車室６において占有するスペースを小さくさせると共に、安定した器差の調整が容易にできるようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ケースの羽根車室に流入側ノズルから水道水等の被計量流体を噴流として流入させ、その噴流を羽根車の羽根に当てて羽根車を押し回した後、流出側ノズルを通して前記羽根車室から流出させ、このときの羽根車の回転から被計量流体の通過流量を測定する水道メータ等の単箱式接線流羽根車式計量装置に関するものである。

本明細書では、接線流羽根車式計量装置の一実施例である接線流羽根車式の水道メータについて説明する。接線流羽根車式の水道メータは、羽根車に対して直角に被計量流体（本実施例の場合、水）を噴射させて回転させることにより前記羽根車を回転させ、機械的に流量換算を行うもので、構造が簡単なうえ故障が少なく、しかも安価であるため、最も多く使用されている。そして、前記羽根車の計量室（羽根車室）が外箱を兼ねているものを「単箱式」、計量室と外箱が別々に設けられているものを「複箱式」と称している。

従来の構成の水道メータの場合、器差特性において「ピーク」と呼ばれる流域が存在する。通常の場合、この流域ではその他の領域に比べ、器差がプラス方向になってしまう。この不具合を改善するため、スライド型の調整機構によりピーク流域を抑制し、平坦な器差特性を有する水道メータが開示されている（特許文献１を参照）。しかし、前記スライド型の調整機構は、大型のものになってしまうため、十分な調整範囲を持たせることが困難になる。また、安定した調整を行うためには、垂直板が噴流に対して直交していると共に、側面方向への流れを抑制する必要があるが、全体を調整機構とすると高さ当たりの器差変動量が大きくなってしまう。

また、噴流を遮断する調整器及び抵抗板の厚みが必要以上に厚くなってしまい、そのまま製作すると遮蔽部の背面での水流が乱れ易く、安定した流れが形成しにくくなる。そして、器差を調整後に、調整機構を固定する部分を、水流への影響とならない部分に設ける必要がある。更に、調整時には羽根車を回転自在としながらも、動作時には常に同一の軌跡を描くようにするための構造が必要であるため、その構造が複雑になってしまう。

更に、計量室において調整器及び抵抗板が占有するスペースが大きくなってしまい、水道メータが大きくなってしまう。
特開２００４−５３４７１号公報

本発明は、上記した不具合に鑑み、単箱式接線流羽根車式計量装置において、羽根車室のピーク領域における器差のプラス方向の値を小さくして、安定した器差の調整ができるようにすると共に、羽根車室において調整器及び抵抗板が占有するスペースを小さくすることを課題としている。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記した課題を解決するための請求項１の発明は、ケースの羽根車室に流入側ノズルから被計量流体を噴流として流入させ、その噴流を羽根車の羽根に当てて前記羽根車を押し回した後、流出側ノズルを通して前記羽根車室から流出させる単箱式接線流羽根車式計量装置において、前記羽根車室における羽根車の羽根が回転する羽根回転空間の上部空間に、流入側ノズルから流入した被計量流体の流れを抑制するための抵抗板を、前記被計量流体の流れの妨げとなるように直交させ、かつ前記羽根車の軸方向と交差する方向の中心線の回りに回動可能に配設したことを特徴としている。

請求項１の発明では、抵抗板が、羽根車の軸方向と交差する方向の中心線の回りに回動可能に配設されている。従来技術のように、抵抗板を前記羽根車の軸方向を含む面内で回動可能とした場合と比較して、該抵抗板が羽根車室における上部空間を占有するスペースを小さくすることができる。そして、前記抵抗板を回動させることにより、抵抗板において水の噴流と当たる部分の大きさを調整することができるため、上記した利点を保持したまま、器差の調整を行うことができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明を前提として、前記抵抗板は、円弧状になっていることを特徴としている。

請求項２の発明により、抵抗板を回動させても、前記抵抗板において水の噴流と当たる部分と水の噴流方向とは常に直交する。これにより、抵抗板を回動させる前後における器差の変動量を僅かにすることができるため、器差の調整が容易になる。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明を前提として、前記抵抗板の先端部の厚みを５mmとしたことを特徴としている。

抵抗板に衝突した水は、その背面部に回り込んで乱流を発生させる。しかし、抵抗板の先端部を５mm（又はそれ以下）にすることにより、水の流れが安定するため、羽根車の動きを阻害させない。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの発明を前提として、前記抵抗板の上面部に突起部を設け、単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部と係止させたことを特徴としている。

請求項４の発明により、抵抗板は単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部と係止されて回動されるため、その回動状態が安定する。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明を前提として、前記抵抗板の先端部を鋭角状又は微小Ｒ形状としたことを特徴としている。

請求項５の発明により、可動抵抗板を回動させても、抵抗板の先端部の形状が器差に与える影響を小さくできるため、器差の調整が容易になる。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明を前提として、前記抵抗板に隣接する別の抵抗板を、単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部に固定状態で設けたことを特徴としている。

請求項６の発明では、単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部に回動可能な抵抗板と固定状態の抵抗板が設けられている。もし、回動可能な抵抗板のみである場合には、僅かな回動によって器差が大きく変化してしまうが、回動可能な抵抗板と固定状態の抵抗板の両者を設けることにより、器差の微調整が可能となる。

請求項７の発明は、請求項６の発明を前提として、前記別の抵抗板を、可動状態で設けられた抵抗板の内側に配設したことを特徴としている。

固定状態の抵抗板を、回動可能な抵抗板の内側（羽根車軸に近い側）に設けることにより、抵抗板に衝突してその背面部に回り込む乱流が、羽根車軸に与える影響を小さくすることができる。

本発明の実施例を説明する。図１は本発明の実施例の水道メータＭの正面断面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は一部を破断したレジスタボックス２の下方からの斜視図、図４は可動抵抗板Ｒａの斜視図である。

最初に、水道メータＭの構成について説明する。図１に示されるように、水道メータＭは、下ケース１と、該下ケースに嵌合装着されるレジスタボックス２と、該レジスタボックス２を被覆するために前記下ケース１に嵌合装着される上ケース３とから構成されている。前記下ケース１には、流入側ノズル４と流出側ノズル５が設けられている。また、下ケース１にレジスタボックス２が嵌合装着された状態で、計量室（羽根車室６）が形成される。前記羽根車室６の下半部には、レジスタボックス２に回転自在に支承された羽根車７の羽根７ａを収容するための羽根収容空間８が形成されていると共に、前記羽根車室６の上半部（前記羽根収容空間８の上方部分）には、本発明に係る可動抵抗板Ｒａ及び固定抵抗板Ｒｂを配置するための上部空間９が形成されている。

流入側ノズル４から流入された水は、ストレーナ１１を介して羽根車室６に入り込み、噴流となって羽根車７の羽根７ａに衝突して、前記羽根車７を回転させる。その後、前記水は、流出側ノズル５から外部に流出される。このときの羽根車７の回転が、羽根車軸７ｂの先端部に取付けられたマグネット（図示せず）を介して指示ユニット１３に伝達され、表示部１４で水の通過流量が積算表示される。なお、図１における各矢印は、水の噴流方向１５を示している。

図１ないし図３に示されるように、本実施例の水道メータＭの羽根車室６の上部空間９には、２つの抵抗板（可動抵抗板Ｒａと固定抵抗板Ｒｂ）が配設されている。最初に、可動抵抗板Ｒａについて説明する。図４及び図５に示されるように、本実施例の可動抵抗板Ｒａは、円弧状に湾曲された板材より成る抵抗板本体部１６と、該抵抗板本体部１６の幅方向における一端部近傍の内周面に突設された支持部１７と、同じく幅方向における他端部の外周面に突設された突起部１８とから構成されている。前記支持部１７には、可動抵抗板Ｒａを回動させるための中心となる封印ねじ１９を挿通させるための挿通孔１７ａが、抵抗板本体部１６の幅方向に貫通して設けられている。本実施例の可動抵抗板Ｒａの場合、前記挿通孔１７ａは、可動抵抗板Ｒａを回動させることができるように、前記抵抗板本体部１６の周方向にほぼ沿った長孔形状となっている。そして、前記抵抗板本体部１６における周方向のほぼ中央部の外周面に突設された突起部１８の上端部には、抵抗板本体部１６の幅方向に沿って円柱形状のガイド体１８ａが、前記抵抗板本体部１６の一端部の側に向かって張り出して設けられている。前記ガイド体１８ａは、レジスタボックス２の抵抗板収容空間２１に設けられたガイド溝２１ａに入り込んだ状態で取付けられる（後述）。

次に、固定抵抗板Ｒｂについて説明する。図３に示されるように、固定抵抗板Ｒｂは、正面視において略Ｌ字状に屈曲された抵抗板本体部２２と、レジスタボックス２に取付けられた状態における前記抵抗板本体部２２の底面部に突設された支持部２３とから構成されている。前記支持部２３には、抵抗板本体部２２の幅方向に沿って雌ねじ（図示せず）が形成されている。そして、固定抵抗板Ｒｂは、レジスタボックス２の底面部の所定位置（抵抗板本体部２２の外周面が水の噴流方向１５と直交する位置）に、図示しない手段により固着されている。この状態で前記固定抵抗板Ｒｂは、羽根車室６の上部空間９に配置され、羽根車７と干渉することはない。なお、前記固定抵抗板Ｒｂを、レジスタボックス２と一体に成形してもよい。

図２及び図３に示されるように、固定抵抗板Ｒｂに隣接して可動抵抗板Ｒａが取付けられる。即ち、可動抵抗板Ｒａの支持部１７に設けられた挿通孔１７ａに封印ねじ１９が挿通され、固定抵抗板Ｒｂの支持部２３の雌ねじに螺合される。前記封印ねじ１９が締め込まれていない状態で、可動抵抗板Ｒａは、前記封印ねじ１９の軸心を中心に挿通孔１７ａの長穴の分だけ回動可能である。本実施例の水道メータＭの場合、可動抵抗板Ｒａ及び固定抵抗板Ｒｂは、レジスタボックス２の底面部で、流入側ノズル４から流入された水が、可動抵抗板Ｒａの抵抗板本体部１６に直接に衝突される位置に取付けられている。また、可動抵抗板Ｒａは、レジスタボックス２の中心近傍に固着された固定抵抗板Ｒｂの外方に取付けられている。そして、図２及び図５に示されるように、レジスタボックス２の底面部には、可動抵抗板Ｒａの上半部を収容するための抵抗板収容空間２１が設けられている。固定抵抗板Ｒｂに隣接して取付けられた可動抵抗板Ｒａの突起部１８は、前記抵抗板収容空間２１に入り込み、突起部１８のガイド体１８ａが前記抵抗板収容空間２１に円弧状に設けられたガイド溝２１ａに嵌り込む。可動抵抗板Ｒａの支持部１７の挿通孔１７ａと、ガイド溝２１ａの曲率中心Ｐは同一となるように設計されているため、可動抵抗板Ｒａは前記曲率中心Ｐを中心として、一定の軌跡を形成しながら回動される。これにより、可動抵抗板Ｒａの抵抗板本体部１６の外周面は、固定抵抗板Ｒｂの抵抗板本体部２２の外周面から幅方向に連続する状態を保持したまま回動される。なお、図３において、２４は、レジスタボックス２の底面部に、その直径方向に設けられたリブ状の抵抗器である。

本実施例の水道メータＭの作用について説明する。レジスタボックス２の底面部に固着された固定抵抗板Ｒｂに隣接させて、可動抵抗板Ｒａを取付ける。前記可動抵抗板Ｒａは、支持部１７の挿通孔１７ａに挿通された封印ねじ１９が、固定抵抗板Ｒｂの支持部２３の雌ねじに螺合させる。また、可動抵抗板Ｒａの上半部（抵抗板本体部１６の外周面の部分と突起部１８）を、レジスタボックス２の底面部に設けられた抵抗板収容空間２１に収容させると共に、前記突起部１８のガイド体１８ａを、前記抵抗板収容空間に形成されたガイド溝１８ａに入り込ませる。これにより、可動抵抗板Ｒａの抵抗板本体部１６は、曲率中心Ｐを中心とする一定の軌跡を形成しながら回動される。前記抵抗板本体部１６の外周面（水の噴流と衝突する部分）が円弧状となっているため、可動抵抗板Ｒａを回動させても、前記抵抗板本体部１６が水の噴流方向１５と直交する状態が保持される。即ち、可動抵抗板Ｒａを回動させてその取付位置を調整することにより、抵抗板本体部１６が水の噴流方向１５と直交する状態を保持したまま、前記抵抗板本体部１６における水の噴流と衝突する部分の大きさを変化させることができる。そして、器差の値が最小になる位置で封印ねじ１９を締め込み、可動抵抗板Ｒａを回動不能に固定する。これにより、前記抵抗板本体部１６においてレジスタボックス２の底面部から突出される部分の大きさを小さくすることができ、羽根車室６の上部空間９の省スペース化が図られる。また、可動抵抗板Ｒａを回動させる前後における器差の変動量を僅かにすることができるため、器差の調整が容易になる。

本実施例の抵抗板は、可動抵抗板Ｒａと固定抵抗板Ｒｂとに分割され、両者が並列に設けられている。水道メータＭにおいて、水の噴流を抵抗板（可動抵抗板Ｒａ及び固定抵抗板Ｒｂの各抵抗板本体部１６，２２）に衝突させる構成としたとき、前記抵抗板は羽根車７から見て、レジスタボックス２の底面部の半径のほぼ全長に亘って設けられていることが器差安定化を図る上では望ましい。このとき、前記抵抗板の全体を回動可能にすると、該抵抗板を僅かに回動させるだけで器差は大きく変化してしまう。このため、本実施例の水道メータＭでは、抵抗板の一部を固定し（固定抵抗板Ｒｂ）、残りの部分を回動させる（可動抵抗板Ｒａ）ことにより、必要な調整範囲を確保しながら、適正な調整ができるようにしてある。

そして、抵抗板本体部１６に衝突した水は、その背面部に回り込んで乱流を発生させ、羽根車７の動きを抑制してしまう。この乱流は、抵抗板本体部１６の厚みが厚くなる程、発生しやすくなる。このため、抵抗板本体部１６における先端部１６ａの厚みを５mm以下とすることが望ましい。これにより、発生する乱流が比較的安定するため、前記羽根車７の動きが安定するという効果が奏される。なお、最も厚くなっている部分の厚みが５mm以下であれば、抵抗板本体部１６の厚みが全体に亘って均一になっていなくてもよい。

上記した実施例の水道メータＭの場合、固定抵抗板Ｒｂは、可動抵抗板Ｒａの内側（羽根車７の羽根車軸７ｂの軸心に近い側）に設けられている。これにより、可動抵抗板Ｒａに衝突してその背面部に回り込む乱流が、羽根車軸７ｂに与える影響を小さくすることができる。しかし、図６の（ａ）に示されるように、可動抵抗板Ｒａと固定抵抗板Ｒｂの取付位置を逆にしてもよい。更に、図６の（ｂ）に示されるように、可動抵抗板Ｒａの幅方向の両側に、それぞれ固定抵抗板Ｒｂを取り付けてもよい。これにより、器差の調整が一層し易くなる。

上記した可動抵抗板Ｒａを回動させると、羽根車７に対して最も近接する部分（抵抗板本体部１６の先端部）の位置が変化する。ここで、器差と可動抵抗板Ｒａの取付角度とは比例しないため、可動抵抗板Ｒａを回動させても、その抵抗板本体部１６の先端部の形状が変化しないようにすることが望ましい。このため、図７の（ａ），（ｂ）に示されるように、抵抗板本体部１６の先端部１６ａを鋭角状にしたり、微小Ｒ形状にしたりすることが望ましい。

本発明の実施例の水道メータＭの正面断面図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 一部を破断したレジスタボックス２の下方からの斜視図である。 可動抵抗板Ｒａの斜視図である。 可動抵抗板Ｒａの作用説明図である。 （ａ）は、可動抵抗板Ｒａの外側に固定抵抗板Ｒｂを取付けた実施例の水道メータＭの下方からの斜視図であり、（ｂ）は、可動抵抗板Ｒａの両側にそれぞれ固定抵抗板Ｒｂを取付けた実施例の水道メータＭの下方からの斜視図である。 （ａ）は、先端部を鋭角状にした実施例の可動抵抗板Ｒａの正面図であり、（ｂ）は、先端部を微小Ｒ形状にした実施例の可動抵抗板Ｒａの正面図である。

符号の説明

Ｍ：水道メータ
Ｒａ：可動抵抗板
Ｒｂ：固定抵抗板
１：下ケース（ケース）
２：レジスタボックス（装置本体部）
４：流入側ノズル
５：流出側ノズル
６：羽根車室（羽根車回転空間）
７：羽根車
７ａ：羽根
７ｂ：羽根車軸（羽根車の軸）
８：羽根車収容空間
９：上部空間
１６，２２：抵抗板本体部
１６ａ：先端部
１８：突起部

Claims (7)

1. ケースの羽根車室に流入側ノズルから被計量流体を噴流として流入させ、その噴流を羽根車の羽根に当てて前記羽根車を押し回した後、流出側ノズルを通して前記羽根車室から流出させる単箱式接線流羽根車式計量装置において、
   前記羽根車室における羽根車の羽根が回転する羽根回転空間の上部空間に、流入側ノズルから流入した被計量流体の流れを抑制するための抵抗板を、前記被計量流体の流れの妨げとなるように直交させ、かつ前記羽根車の軸方向と交差する方向の中心線の回りに回動可能に配設したことを特徴とする単箱式接線流羽根車式計量装置。
2. 前記抵抗板は、円弧状になっていることを特徴とする請求項１に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
3. 前記抵抗板の先端部の厚みを５mmとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
4. 前記抵抗板の上面部に突起部を設け、単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部と係止させたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
5. 前記抵抗板の先端部を鋭角状又は微小Ｒ形状としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
6. 前記抵抗板に隣接する別の抵抗板を、単箱式接線流羽根車式計量装置の装置本体部に固定状態で設けたことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
7. 前記別の抵抗板を、可動状態で設けられた抵抗板の内側に配設したことを特徴とする請求項６に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。

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