JP2010096580A

JP2010096580A - 流量センサ

Info

Publication number: JP2010096580A
Application number: JP2008266372A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Amamiya; 一幸雨宮; Masanori Shimizu; 正則清水
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2008-10-15
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2010-04-30
Anticipated expiration: 2028-10-15
Also published as: JP5199018B2

Abstract

【課題】羽根車２を収納するセンサケース１と、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材３，４と、筒状であって、出口側軸受部材に設けられた放射状のスポーク部４３に軸方向に移動自在に係合するスリット５１を形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部２３に係合して羽根車の回転を抑止する突起５２を突設して成る回転抑止部材５とを備える流量センサにおいて、スポーク部とスリット側縁とのこじりを生じても、流体の流れ方向に応じて回転抑止部材が動くようにし、信頼性を向上させる。
【解決手段】回転抑止部材５のスリット５１を形成した部分の先端に、径方向内方又は外方に張出す張出し部５３を形成する。また、張出し部５３の羽根車２側を向く面を傾斜面５３ａに形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、主として給湯器に用いられる、流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサに関する。

一般に給湯器では、熱交換器に連なる給水路に流量センサを介設し、流量センサで検出される通水流量が所定の最小流量以上になったときに、熱交換器を加熱するバーナに着火させるようにしている。

従来、このような給湯器に用いられる流量センサとして、羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備えるものは知られている(例えば、特許文献１参照)。

このものでは、センサケースの入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース内に順方向に水(流体)が流れるときに、回転抑止部材が順方向に押し動かされて、突起による羽根車の回転抑止が解除され、羽根車が回転する。一方、水抜き等でセンサケース内に出口側から入口側に向けて水が逆流するときは、回転抑止部材が順方向とは反対方向、即ち、羽根車に接近する方向に押し動かされて、突起により羽根車の回転が抑止される。これにより、水の逆流時にバーナに着火することを防止できる。

ところで、出口側の軸受部材のスポーク部と回転抑止部材のスリット側縁とのこじりにより、回転抑止部材の軸方向への動きが阻害されることがある。そして、水が順方向に流れるときに、回転抑止部材が順方向にうまく動かず、羽根車の回転が抑止されたままになったり、水の逆流時に回転抑止部材が羽根車に接近する方向にうまく動かず、羽根車が回転してしまうことがある。
特開２０００−２８３８０４号公報

本発明は、以上の点に鑑み、出口側の軸受部材のスポーク部と回転抑止部材のスリット側縁とのこじりを生じても、流体の流れ方向に応じて回転抑止部材が動くようにした信頼性の高い流量センサを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサであって、羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備え、センサケースの入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース内に流体が順方向に水が流れるときに、回転抑止部材が順方向に押し動かされて、突起による羽根車の回転抑止が解除されるようにしたものにおいて、回転抑止部材のスリットを形成した部分の順方向先端に、径方向内方又は外方に張出す張出し部が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、張出し部の順方向を向く面が流体の逆流時に流体圧を受ける受圧面になり、また、張出し部の順方向とは反対方向を向く面が順方向に流体が流れるときに流体圧を受ける受圧面となる。そのため、順方向に流体が流れるときや逆流時に回転抑止部材に作用する順方向や反対方向への押圧力が上記受圧面の面積分増強され、出口側軸受部材のスポーク部と回転抑止部材のスリット側縁とのこじりを生じても、流体の流れ方向に応じて回転抑止部材が動く。従って、順方向に流体が流れるときに羽根車の回転が抑止されたり、逆流時に羽根車が回転したりすることを防止できる。

また、本発明において、張出し部の順方向とは反対方向を向く面は、径方向に傾斜した傾斜面に形成されていることが望ましい。これによれば、順方向に流体が流れるときの張出し部における圧力損失を低減することができる。

図１は本発明の実施形態の流量センサを示している。この流量センサは、給湯器の熱交換器に連なる給水路に介設されるものであり、流量センサで検出した通水流量が所定の最低流量以上になったときに、熱交換器を加熱するバーナに着火される。

流量センサは、筒状のセンサケース１と、センサケース１内に収納される羽根車２と、センサケース１の入口側と出口側に設けられ、羽根車２をセンサケース１内で回転自在に保持する一対の軸受部材３，４と、出口側軸受部材４に装着される回転抑止部材５とを主要部材として構成されている。尚、流量センサは、センサケース１の入口側が下、出口側が上を向くような姿勢で設置される。

羽根車２は、軸方向(上下方向)に長手の筒状の胴体部２１と、胴体部２１に貫通させた回転軸２２と、胴体部２１の外周面に放射状に配置した、磁気を帯びた複数の羽根部２３とを有している。図示しないが、センサケース１の外面にはホール素子等から成る磁気センサが設置されており、各羽根部２３が磁気センサに対向する位置を通過する度に磁気センサからパルスが出力される。そして、単位時間当たりの出力パルス数をカウントして、通水流量を検出する。

入口側軸受部材３は、センサケース１に一体成形されるもので、羽根車２の回転軸２２の下端部を挿入保持する筒状の軸受部３１と、図２に示す如く、軸受部３１から外方に放射状にのびる、軸方向に対し傾斜した複数の斜状案内羽根３２とを有している。この斜状案内羽根３２により、センサケース１内に入口側から流入する水(流体)の流れが旋回流となる。ここで、羽根車２の羽根部２３は軸方向に平行であるが、旋回流によって羽根車２に回転力が付与される。

出口側軸受部材４は、羽根車２の回転軸２２の上端部を挿入保持する筒状の軸受部４１と、センサケース１の上端部に嵌合固定される環状のリム部４２と、軸受部４１とリム部４２との間に放射状に配置した複数のスポーク部４３とを有している。

回転抑止部材５は、筒状であって、その上半部には、出口側軸受部材４の複数のスポーク部４３に夫々軸方向に移動自在に係合する複数のスリット５１が形成されている。また、回転抑止部材５の羽根車２に対向する下端面には、羽根車２の羽根部２３に係合して羽根車２の回転を抑止する突起５２が複数突設されている。

ここで、センサケース１の入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース１内に水が順方向に流れるときは、回転抑止部材５が、図１に示す如く、その下端面に作用する水圧により順方向、即ち、上方に押し動かされ、突起５２による羽根車２の回転抑止が解除されて、羽根車２が回転する。また、回転抑止部材５は水よりも比重が大きいため、止水時には、羽根車２に当接する位置まで回転抑止部材５が下降する。そして、水抜き等でセンサケース１内に出口側から入口側に向けて水が逆流するときは、回転抑止部材５がその上端面に作用する水圧で下方に押され、突起５２が羽根部２３に係合して、羽根車２の回転が抑止される。これにより、水の逆流時にバーナに着火することを防止できる。

尚、水の逆流時には、羽根車２に然程大きな回転力は付与されないが、斜状案内羽根３２における水の旋回の影響が斜状案内羽根３２の配置部よりも上方部分に及び、羽根車２に回転力が付与されてしまう。従って、水の逆流時に突起５２によって羽根車２の回転を抑止することが必要になる。

ところで、出口側軸受部材４のスポーク部４３と回転抑止部材５のスリット５１側縁とのこじりにより、回転抑止部材５の軸方向への動きが阻害されることがある。そこで、本実施形態では、回転抑止部材５のスリット５１を形成した部分の順方向先端、即ち、回転抑止部材５の上端に、径方向内方に張出す張出し部５３を形成している。

これによれば、張出し部５３の順方向を向く面、即ち、張出し部５３の上面が水の逆流時に水圧を受ける受圧面になり、また、張出し部５３の順方向とは反対方向を向く面、即ち、張出し部５３の下面が順方向の通水時に水圧を受ける受圧面となる。そのため、順方向の通水時や逆流時に回転抑止部材５に作用する上方や下方への押圧力が上記受圧面の面積分増強され、出口側軸受部材４のスポーク部４３と回転抑止部材５のスリット５１側縁とのこじりを生じても、水の流れ方向に応じて回転抑止部材５が動く。従って、順方向の通水時に羽根車２の回転が抑止されたり、逆流時に羽根車２が回転したりすることを防止できる。

また、本実施形態では、張出し部５３の下面を径方向に傾斜した傾斜面５３ａに形成している。これによれば、順方向の通水時に水流が傾斜面５３ａに案内されて張出し部５３を乗り越え、張出し部５３における圧力損失が低減される。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、回転抑止部材５の上端に径方向内方に張出す張出し部５３を形成したが、径方向外方に張出すように張出し部を形成することも可能である。また、上記実施形態では、入口側軸受部材３に斜状案内羽根３２を設けて、通水時に旋回流を生じさせるようにしたが、羽根車２の羽根部２３を軸方向に対し傾斜させれば、旋回流を生じさせなくても羽根車２は回転するから、斜状案内羽根３２は必要不可欠ではない。

また、上記実施形態は、流体として水を流す給湯器用の流量センサに本発明を適用したものであるが、給湯器以外の装置で使用する流量センサにも同様に本発明を適用できる。

本発明の実施形態の流量センサの切断側面図。実施形態の流量センサの分解斜視図。

符号の説明

１…センサケース、２…羽根車、２３…羽根部、３…入口側軸受部材、４…出口側軸受部材、４３…スポーク部、５…回転抑止部材、５１…スリット、５２…突起、５３…張出し部、５３ａ…傾斜面。

Claims

流体の流れで回転する羽根車を備える流量センサであって、
羽根車を収納するセンサケースと、センサケースの入口側及び出口側に設けられ、センサケース内に羽根車を回転自在に保持する一対の軸受部材と、筒状であって、出口側の軸受部材に設けられた放射状のスポーク部に軸方向に移動自在に係合するスリットを形成すると共に、羽根車に対向する端面に、羽根車の羽根部に係合して羽根車の回転を抑止する突起を突設して成る回転抑止部材とを備え、
センサケースの入口側から出口側に向う軸方向を順方向として、センサケース内に流体が順方向に流れるときに、回転抑止部材が順方向に押し動かされて、突起による羽根車の回転抑止が解除されるようにしたものにおいて、
回転抑止部材のスリットを形成した部分の順方向先端に、径方向内方又は外方に張出す張出し部が形成されていることを特徴とする流量センサ。
前記張出し部の前記順方向とは反対方向を向く面が、径方向に傾斜した傾斜面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の流量センサ。