JP2013024770A - Tangential flow impeller type water meter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow an instrument error to be within the verification tolerance range of a tightened new measurement method by securing the flatness of the instrument error with improvement of the shape of an impeller.SOLUTION: A tangential flow impeller type water meter includes: a lower case Dwhose inner part is a measurement chamber M; an impeller A where multiple plate-like blades Pare integrally arranged in a shaft part 5 in a radiation direction, and which is arranged in the measurement chamber M of the lower case Dso as to be rotatable via a pivot 4; a display mechanism for displaying an integrated passage amount of a water flow passing through the measurement chamber M of the lower case D; and an upper case Dwith a hinge opening/closing structure for clogging the upper surface opening of the lower case D. Round surface chamfering Cis obtained over the whole height of a side which is the distal end of each of the blades Pconstituting the impeller A and is a rear surface with respect to the water flow.

Description

本発明は、計量室に流入される水流の接線方向の流れにより羽根車を回転させて、通過する水流の積算通過量を計量する接線流羽根車式水道メータに関するものである。   The present invention relates to a tangential flow impeller-type water meter that measures an accumulated passing amount of a passing water flow by rotating the impeller by a tangential flow of the water flow flowing into a measuring chamber.

接線流羽根車式水道メータ(以下、単に「水道メータ」と略すこともある)は、内部が計量室となっていて、当該計量室に接続される流入口及び流出口がそれぞれ1個ずつ設けられた下ケースと、軸部に複数枚の平板状の羽根板が放射方向に一体に設けられて、前記下ケースの計量室にピボットを介して回転可能に配置される羽根車と、前記下ケースにおける計量室の上方空間に配置されて、前記流入口から計量室に流入される水流が各羽根板に対して接線流となって衝突して回転される前記羽根車の回転を減速させて、当該水流の積算通過量を表示する表示機構と、前記下ケースの上面開口を閉塞するためのヒンジ開閉構造の上ケースとを備えている。   The tangential flow impeller water meter (hereinafter sometimes simply referred to as “water meter”) has a measuring chamber inside, and has one inlet and one outlet connected to the measuring chamber. A lower case formed on the shaft, a plurality of flat blade blades integrally provided in the radial direction on the shaft, and rotatably disposed in a weighing chamber of the lower case via a pivot; It is arranged in the space above the measuring chamber in the case, and the rotation of the impeller rotated by colliding the water flow flowing into the measuring chamber from the inlet into a tangential flow with each blade plate is reduced. And a display mechanism for displaying the accumulated passage amount of the water flow and an upper case of a hinge opening / closing structure for closing the upper surface opening of the lower case.

そして、従来の水道メータでは、全流量域における器差の変化を可能な限り少なくして、即ち、器差のフラット性を確保して、計量法で定められる検定公差範囲内に器差を収めるには、下ケースの計量室内に配置される調整器、或いは抵抗器の配置位置を微調整することにより、水流の経路を微妙に変化させたり、或いは当該水流に対する抵抗を微妙に変化させることにより、実現している。   And in the conventional water meter, the change of the instrumental error in the entire flow rate range is reduced as much as possible, i.e., the flatness of the instrumental error is secured, and the instrumental error is within the verification tolerance range defined by the Measurement Law. By finely adjusting the position of the adjuster or resistor placed in the weighing chamber of the lower case, the water flow path can be changed slightly, or the resistance to the water flow can be changed slightly. Has realized.

ところが、平成23年4月1日に施行された新計量法の下では、定格最少流量(Q1 )が従来よりも少量になると共に、器差が±5%から±2%に移行する転移流量(Q2 )が定格最少流量(Q1 )の1.6倍と定められた(Q2 =Q1 ×1.6)ことにより、当該転移流量(Q2 )が従来よりも少量になって、検定公差が厳しくなった。 However, under the new measurement law that came into effect on April 1, 2011, the rated minimum flow rate (Q 1 ) is smaller than before, and the instrumental error shifts from ± 5% to ± 2%. Since the flow rate (Q 2 ) is set to 1.6 times the rated minimum flow rate (Q 1 ) (Q 2 = Q 1 × 1.6), the transfer flow rate (Q 2 ) becomes smaller than before. As a result, the tolerance for testing became stricter.

このように、新計量法では検定公差が厳しくなったために、調整器及び抵抗器の単独、或いはその組合せによる微調整のみでは、器差のフラット性を高めて、器差を検定公差範囲内に収めることが難しくなった。   In this way, since the test tolerance has become stricter in the new measurement method, the flatness of the instrumental error can be improved and the instrumental error within the verification tolerance range only by fine adjustment using the regulator and resistor alone or in combination. It became difficult to fit.

特開平7−270201号公報JP-A-7-270201

本発明は、羽根車の形状の改良によって、器差のフラット性を高めて、厳しくなった新計量法の検定公差範囲内に器差を収めることを課題としている。   An object of the present invention is to improve the flatness of the instrumental error by improving the shape of the impeller so that the instrumental error falls within the strict tolerance range of the new measurement method.

上記課題を解決するための請求項1の発明は、内部が計量室となっていて、当該計量室に接続される流入口及び流出口がそれぞれ1個ずつ設けられた下ケースと、軸部に複数枚の平板状の羽根板が放射方向に一体に設けられて、前記下ケースの計量室にピボットを介して回転可能に配置される羽根車と、前記下ケースにおける計量室の上方空間に配置されて、前記流入口から計量室に流入される水流が各羽根板に対して接線流となって衝突して回転される前記羽根車の回転を減速させて、当該水流の積算通過量を表示する表示機構と、前記下ケースの上面開口を閉塞するためのヒンジ開閉構造の上ケースとを備えた接線流羽根車式水道メータであって、前記羽根車を構成する各羽根板の先端部であって、前記水流に対して背面となる側にアール面取りが全高に亘って施されていることを特徴としている。   The invention of claim 1 for solving the above-mentioned problem is characterized in that the inside is a measuring chamber, the lower case provided with one inflow port and one outflow port connected to the measuring chamber, and the shaft portion. A plurality of flat blades are integrally provided in the radial direction, arranged in a space above the weighing chamber in the lower case, and an impeller arranged rotatably in the weighing chamber of the lower case via a pivot. The flow of water flowing into the measuring chamber from the inlet becomes a tangential flow to each blade and collides and rotates the impeller to decelerate and display the accumulated passage amount of the water flow A tangential flow impeller-type water meter provided with a display mechanism to be closed and an upper case of a hinge opening / closing structure for closing an upper surface opening of the lower case, and at a tip portion of each blade plate constituting the impeller There is an arc on the back side against the water flow. Chamfering is characterized in that it is applied over the entire height.

羽根車の回転速度(羽根板の先端の周速度)は、下ケースの流入口から流入される水流の流速よりも遅くなるように設計されているため、水流が各羽根板の前面を押圧する形態となって、羽根車が回転させられる。また、接線流羽根車式の水道メータにおいては、流量に対する器差の変化は、定格最少流量から特定流量までは、器差が上昇し、当該特定流量から定格最大流量までは、器差が順次下降して、約200(L/ h)よりも大きな流量においては、器差はほぼ一定することが知られている。従って、約200(L/ h)よりも大きな流量域において、器差がマイナスとなって、その値自体が最も大きくなることも知られている。   Since the rotational speed of the impeller (the peripheral speed at the tip of the blade) is designed to be slower than the flow velocity of the water flowing from the inlet of the lower case, the water flows press the front surface of each blade. In form, the impeller is rotated. In addition, in a tangential flow impeller type water meter, the change in instrumental difference with respect to the flow rate increases from the rated minimum flow rate to the specified flow rate, and the instrumental difference gradually increases from the specified flow rate to the rated maximum flow rate. It is known that the instrumental difference is substantially constant at a flow rate that drops and is greater than about 200 (L / h). Therefore, it is also known that in a flow rate region greater than about 200 (L / h), the instrumental difference is negative and the value itself is the largest.

接線流羽根車式の水道メータでは、羽根車の各羽根板のうち流入口と対向する羽根板の前面に、水流による押圧力が順次作用して、当該押圧力により羽根車が回転される。このため、流入口と対向する羽根板と、当該羽根板に対して後続して隣接する羽根板とで囲まれる空間を除く、残りの相前後する羽根板の間の空間に収容されている水は、多少の慣性を有していて、羽根車の回転により連れ廻される作用を有する。水道メータでは、下ケースの計量室の内周面と各羽根板の先端面との間の隙間では、相対的に羽根車の回転方向と逆方向に水が流れる現象が生じ、従来の水道メータでは、羽根車の各羽根板の先端部は、前面及び背面の双方が断面視で直角に形成されていたため、流量が多くなった場合には、前記隙間、及び羽根板の先端部の背面側において、不規則な流れを有する水流、或いは渦流が発生することがある。   In a tangential flow impeller-type water meter, a pressing force due to a water flow sequentially acts on the front surface of the impeller facing the inlet among the impellers of the impeller, and the impeller is rotated by the pressing force. For this reason, the water accommodated in the space between the remaining blade plates adjacent to each other excluding the space surrounded by the blade plate facing the inlet and the blade plate adjacent to and adjacent to the blade plate, It has some inertia and has the effect of being rotated by the rotation of the impeller. In a water meter, a phenomenon occurs in which water flows in a direction opposite to the rotational direction of the impeller relatively in the gap between the inner peripheral surface of the measurement chamber of the lower case and the tip surface of each blade, and the conventional water meter Then, since the front end portion of each impeller blade of the impeller is formed at a right angle in cross-sectional view, when the flow rate increases, the gap and the rear side of the front end portion of the impeller blade In this case, a water flow having an irregular flow or a vortex may be generated.

上記した不規則な流れを有する水流、或いは渦流は、羽根車の回転に対しては抵抗として作用するために、流量が大きな領域において、器差を下げる原因となっており、この現象も原因の一つとなって、上記したように、約200(L/ h)よりも大きな流量域において、器差がマイナスとなって、その値自体が最も大きくなる考えられる。   Since the water flow or vortex flow having an irregular flow described above acts as a resistance to the rotation of the impeller, it causes the instrumental error to be reduced in a region where the flow rate is large. As mentioned above, as described above, in the flow rate region larger than about 200 (L / h), the instrumental error becomes negative, and the value itself is considered to be the largest.

請求項1の発明では、羽根車を構成する各羽根板の先端部であって、前記水流に対して背面となる側にアール面取りが全高に亘って施されているために、水流により押圧される羽根板の前面側は、先端に至るまで平面を維持していて、水流による押圧力が従来の羽根車と同様に作用する状態を保持したままで、羽根板の先端部の背面側における水流の流れをスムーズにする。即ち、羽根車の各羽根板の先端部の背面側をアール面取りすることにより、水流に対する抵抗の程度を表す「抗力係数」が小さくなり、当該「抗力係数」が小さくなる程度は、水流の速い高レイノルズ数域で大きくなる。その結果、水流が速い場合には、羽根板の先端部の背面側の面取りは、多大な作用を奏して、「抗力係数」を一層に小さくして、羽根車を回転し易くする。   In the first aspect of the present invention, since the chamfer is chamfered over the entire height at the tip of each blade plate constituting the impeller and on the side that becomes the back surface with respect to the water flow, it is pressed by the water flow. The front side of the slats maintains a flat surface up to the tip, and the water flow on the back side of the tip of the slats is maintained while maintaining the state in which the pressing force by the water stream acts in the same way as a conventional impeller. Smooth the flow. That is, by rounding the back side of the tip of each impeller of the impeller, the “drag coefficient” indicating the degree of resistance to water flow is reduced, and the degree of the “drag coefficient” is reduced as the water flow is faster. Increased in high Reynolds number range. As a result, when the water flow is fast, chamfering on the back side of the tip of the blade plate has a great effect, further reducing the “drag coefficient” and facilitating the rotation of the impeller.

このため、請求項1の発明によれば、水流の積算通過量に対する羽根車の積算回転数の比が大きくなって、全流量域において器差がプラスとなるように作用すると共に、このプラスの程度は、高流量域において大きくなる。この結果、器差のフラット化が確保され、検定公差が厳しくなった新計量法に基づく器差の新基準に対処可能となる。   For this reason, according to the invention of claim 1, the ratio of the integrated rotational speed of the impeller to the integrated passage amount of the water flow is increased, and the instrumental difference is positive in the entire flow rate range. The degree increases at high flow rates. As a result, the flatness of the instrumental error is ensured, and it becomes possible to cope with the new standard of the instrumental error based on the new measurement law, which has become a tighter test tolerance.

請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記羽根板の先端部の巾は、(1〜3)mmであって、前記アール面取りの半径は、羽根板の先端部の巾の(0.3〜1.0)の範囲であることを特徴としている。   The invention of claim 2 is the invention of claim 1, wherein the width of the tip of the blade is (1-3) mm, and the radius of the chamfer is the width of the tip of the blade ( 0.3 to 1.0).

請求項2の発明によれば、羽根板の先端部におけるアール面取りが施されている部分は、当該羽根板の先端部の巾の3割以上であるために、当該羽根板の背面側の水流を滑らかにする作用が高くなる。   According to invention of Claim 2, since the part where the rounded chamfering is given to the front-end | tip part of a slat is 30% or more of the width | variety of the front-end | tip part of the said slat, the water flow of the back side of the said slat The effect of smoothing is increased.

請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記羽根板の先端部における水流に対して前面となる部分には、平面取りが施されていることを特徴としている。   A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect of the invention, a portion that is a front surface with respect to a water flow at a tip portion of the vane plate is chamfered.

請求項3の発明によれば、羽根板の先端部の背面側には、アール面取りが施されているのに加えて、当該羽根板の先端部の前面側には、平面取りが施されているために、計量室の内周面と羽根板の先端面との間における当該羽根板の前面側の水流の流れもスムーズとなって、器差のフラット化に寄与する。   According to the invention of claim 3, in addition to the chamfering being performed on the back side of the front end portion of the blade plate, the front surface side of the front end portion of the blade plate is chamfered. Therefore, the flow of the water flow on the front side of the blade plate between the inner peripheral surface of the measuring chamber and the tip surface of the blade plate becomes smooth, which contributes to the flattening of the instrumental error.

本発明によれば、羽根車の各羽根板の先端部の背面側をアール面取りすることにより、水流に対する抵抗の程度を表す「抗力係数」が小さくなり、当該「抗力係数」が小さくなる程度は、水流の速い高レイノルズ数域で大きくなるために、水流が速い場合には、羽根板の先端部の背面側の面取りは、多大な作用を奏して、「抗力係数」を一層に小さくして、羽根車を回転し易くなって、水流の積算通過量に対する羽根車の積算回転数の比が大きくなって、全流量域において器差がプラスとなるように作用すると共に、このプラスの程度は、高流量域において大きくなる。この結果、器差のフラット化が確保され、検定公差が厳しくなった新計量法に基づく器差の新基準に対処可能となる。   According to the present invention, by rounding the back side of the tip of each impeller of the impeller, the “drag coefficient” indicating the degree of resistance to water flow is reduced, and the degree to which the “drag coefficient” is reduced is small. When the water flow is fast, the chamfer on the back side of the tip of the slats has a great effect, and the “drag coefficient” is further reduced. It becomes easier to rotate the impeller, and the ratio of the cumulative rotational speed of the impeller to the cumulative passage amount of the water flow increases, and the instrumental difference is positive in the entire flow rate range. It becomes larger in the high flow rate region. As a result, the flatness of the instrumental error is ensured, and it becomes possible to cope with the new standard of the instrumental error based on the new measurement law, which has become a tighter test tolerance.

本発明に係る羽根車Aを備えた単箱型の接線流羽根車式水道メータの縦断面図である。It is a longitudinal section of a single box type tangential flow impeller water meter provided with impeller A concerning the present invention. 図1のX−X線断面図である。It is the XX sectional view taken on the line of FIG. 羽根車Aの斜視図である。1 is a perspective view of an impeller A. FIG. (イ),(ロ)は、それぞれ本発明の羽根車Aの羽根板P1 及び従来機構造の羽根板P’の先端面と、計量室Mの内周面との間の水流の流れを主体に示す部分拡大図(図2のEの部分の拡大図)である。(B) and (b) show the flow of water flow between the tip surface of the impeller P 1 of the impeller A of the present invention and the impeller plate P ′ of the conventional machine structure and the inner peripheral surface of the measuring chamber M, respectively. It is the elements on larger scale shown in the main body (magnified figure of the part of E of Drawing 2). 本発明に係る水道メータと従来の水道メータの流量に対する器差を比較して示すグラフである。It is a graph which compares and shows the instrumental difference with respect to the flow volume of the water meter which concerns on this invention, and the conventional water meter. (a),(b)は、それぞれ羽根板の先端部の巾(W)に対するアール面取りC2 ,C3 の半径(R)の割合の異なる羽根板P2 ,P3 の先端部の拡大断面図である。(A), (b) is an enlarged section of the tip of blades P 2 and P 3 having different ratios of radius (R) of radius chamfering C 2 and C 3 to the width (W) of the blade tip. FIG.

以下、本発明の最良の実施例を挙げて、本発明について更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the best examples of the present invention.

図1〜図4に、本発明の実施例が示されている。図1は、本発明に係る羽根車Aを備えた単箱型の接線流羽根車式水道メータの縦断面図であり、図2は、図1のX−X線断面図であり、図3は、羽根車Aの斜視図であり、図4(イ),(ロ)は、それぞれ本発明の羽根車Aの羽根板P1 及び従来機構造の羽根板P’の先端面と、計量室Mの内周面との間の水流の流れを主体に示す部分拡大図(図2のEの部分の拡大図)である。下ケースD1 は、内部における高さ方向のほぼ下半部が中空短円柱状の計量室Mとなっていて、下端部に、前記計量室Mに接続される流入口1及び流出口2を備えている。流入口1内には、ストレーナ3が配置されている。羽根車Aは、下ケースD1 の計量室Mに配置されて、ピボット4を介して回転可能に支持される。羽根車Aの軸部5には、前記ピボット4が一体に挿入されて、当該ピボット4の下端部には、ピボット支え6及びピボットナット7が取付けられ、当該ピボット支え6及びピボットナット7は、下ケースD1 の底壁部8の内部中央に形成された凹部9に収納されて、羽根車Aは、ピボット4を介して下ケースD1 の底壁部8に回転可能に立てられる。 1 to 4 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a single box type tangential flow impeller water meter provided with an impeller A according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line XX of FIG. is a perspective view of the impeller a, FIG. 4 (a), (b) has a front end surface of the blade plate P 'of the blade plate P 1 and the conventional device structure of the impeller a of the present invention, respectively, the measuring chamber It is the elements on larger scale which mainly show the flow of the water flow between the internal peripheral surfaces of M (enlarged figure of the part of E of FIG. 2). The lower case D 1 has a measuring chamber M having a hollow short cylindrical shape in the lower half in the height direction inside, and an inlet 1 and an outlet 2 connected to the measuring chamber M are provided at the lower end. I have. A strainer 3 is disposed in the inflow port 1. The impeller A is disposed in the measuring chamber M of the lower case D 1 and is rotatably supported via the pivot 4. The pivot 4 is integrally inserted into the shaft portion 5 of the impeller A, and a pivot support 6 and a pivot nut 7 are attached to a lower end portion of the pivot 4. The pivot support 6 and the pivot nut 7 are The impeller A is housed in a recessed portion 9 formed at the center of the bottom wall portion 8 of the lower case D 1 , and the impeller A is rotatably set on the bottom wall portion 8 of the lower case D 1 via the pivot 4.

下ケースD1 の内部空間の上半部には、レジスタボックスBが段差部を用いて嵌め込まれ、羽根車Aの軸部5の上端部は、前記レジスタボックスBの下面の中央部に形成された凹部11内に入り込んでいる。当該レジスタボックスB内には、羽根車Aの回転を伝達して減速回転させる歯車列が配置されている。羽根車Aの軸部5と、前記歯車列を構成する入力側を構成していて、前記軸部5と同一軸心上に配置された歯車12とは、当該軸部5及び歯車12にそれぞれ内装された各マグネット13,14により構成されるマグネットカップリングを介して連結されている。なお、図1において、15は、前記歯車列を構成する中間の歯車である。前記歯車列を介して減速された回転により、数字車17が回転される。 A register box B is fitted into the upper half of the inner space of the lower case D 1 using a stepped portion, and the upper end portion of the shaft portion 5 of the impeller A is formed at the central portion of the lower surface of the register box B. It has entered the recess 11. In the register box B, a gear train for transmitting the rotation of the impeller A and rotating it at a reduced speed is arranged. The shaft portion 5 of the impeller A and the gear 12 arranged on the same axial center as the shaft portion 5 constituting the gear train are respectively connected to the shaft portion 5 and the gear 12. The magnets 13 and 14 are connected to each other through a magnet coupling. In FIG. 1, 15 is an intermediate gear constituting the gear train. The number wheel 17 is rotated by the rotation reduced through the gear train.

レジスタボックスBの上面の開口部には、前記歯車列を構成する特定の歯車に取付けられた指針(図示せず)及び数字車17を透視可能とするガラス板21がOリング22を介して嵌め込まれ、前記下ケースD1 の上端部の外側には、上ケースD2 が螺合により嵌め込まれる。上ケースD2 の上端部には、リング状の押圧部23が一体に設けられ、前記ガラス板21の周縁部は、ガスケット24を介してリング状の押圧部23により押圧される。上ケースD2 には、当該上ケースD2 の開口を閉塞するための蓋体25がピン26を支点にして開閉可能に連結されている。なお、図1において、27a,27bは、器差の調整のために、計量室Mにおける羽根車Aの羽根板P1 により上方の空間に配置された一対一組の調整器を示す。 A glass plate 21 through which an indicator (not shown) attached to a specific gear constituting the gear train and the number wheel 17 can be seen through is fitted into the opening of the upper surface of the register box B through an O-ring 22. The upper case D 2 is screwed into the outer side of the upper end portion of the lower case D 1 . A ring-shaped pressing portion 23 is integrally provided at the upper end portion of the upper case D 2 , and the peripheral edge portion of the glass plate 21 is pressed by the ring-shaped pressing portion 23 through a gasket 24. The upper case D 2, the lid 25 for closing the opening of the upper case D 2 is opened and closed linked with the pin 26 as the fulcrum. In FIG. 1, 27 a and 27 b indicate a pair of adjusters arranged in an upper space by the blade plate P 1 of the impeller A in the measuring chamber M for adjusting the instrumental error.

羽根車Aは、図1〜図4に示されるように、軸部5の下部に連結部31を介して複数枚(実施例では6枚)の羽根板P1 が周方向に等間隔をおいて放射方向に沿って一体に形成された構成である。各羽根板P1 は、高さ方向の中央部よりも僅かに上方の部分において連結部31を介して軸部5に一体に形成されていて、連結部31の上端面は、羽根板P1 の上端面よりも下方に位置していて、両者の間に第1段差部32が形成されていると共に、連結部31の下端面は、羽根板P1 の下端面よりも上方に位置していて、両者の間に、前記第1段差部32よりも大きな第2段差部33が形成されている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the impeller A includes a plurality of (six in the embodiment) blade plates P 1 at equal intervals in the circumferential direction via a connecting portion 31 at a lower portion of the shaft portion 5. And are integrally formed along the radial direction. Each vane plate P 1 is integrally formed with the shaft portion 5 via the connecting portion 31 in a portion slightly above the center portion in the height direction, and the upper end surface of the connecting portion 31 is the vane plate P 1. The first step portion 32 is formed between the upper end surfaces of the two and the lower end surface of the connecting portion 31 is positioned higher than the lower end surface of the blade plate P 1. Thus, a second stepped portion 33 larger than the first stepped portion 32 is formed between the two.

羽根板P1 の巾は、基端から先端に向けて漸次狭くなっていて、先端部の巾Wは2mmであるのに対して、基端の巾は3mmである。羽根板P1 の高さは、基端から先端に亘って一定していて、11mmである。羽根板P1 の先端部であって、水流に対して背面及び前面となる側には、それぞれアール面取りC1 及び平面取りC0 が施されている。アール面取りC1 の半径は、羽根板P1 の先端部の巾Wの半分(W/ 2)となっており、平面取りC0 の一辺の長さは、羽根板P1 の先端部の巾Wの1/ 4(W/ 4)となっている。 Width of the blade plate P 1 is they become gradually narrower toward the base end to the tip, whereas the width W of the end portion is 2 mm, width of the proximal end is 3 mm. The height of the slats P 1 is not constant throughout from the proximal end to the distal end, it is 11 mm. A round chamfering C 1 and a flat chamfering C 0 are applied to the tip of the blade plate P 1 on the side that becomes the back surface and the front surface with respect to the water flow. The radius of the round chamfer C 1 is half (W / 2) of the width W of the tip of the blade plate P 1 , and the length of one side of the flat plate C 0 is the width of the tip of the blade plate P 1. It is 1/4 of W (W / 4).

そして、下ケースD1 の流入口1から内部の計量室M内に流入した水流は、羽根車Aの各羽根板P1 に対して接線流となって順次衝突して、当該羽根車Aが回転させられ、当該羽根車Aの回転により、表示機構を構成する前記歯車列、及び数字車17が回転されて、計量室Mを通過する水流の積算通過量が表示される。なお、図4において、Fは、水流が羽根板P1 に対して作用する力を示す。 Then, the water flowing in from the inlet 1 lower case D 1 in the interior of the metering chamber M, and sequentially colliding become tangential flow against the vane plates P 1 of the impeller A, the impeller A is When the impeller A is rotated, the gear train constituting the display mechanism and the number wheel 17 are rotated, and the accumulated passage amount of the water flow passing through the measuring chamber M is displayed. Incidentally, in FIG. 4, F indicates the force water flow acting on the vane plate P 1.

上記したように、下ケースD1 の計量室Mの内周面Maと各羽根板P1 の先端面との間の隙間34では、相対的に羽根車の回転方向と逆方向に水が流れる現象が生じ、本発明に係る水道メータでは、羽根車Aの各羽根板P1 の先端部は、背面側がアール面取りC1 されていると共に、前面側が平面取りC0 されているために、先端部の前面及び背面の双方が断面視で直角に形成されている羽根板P’を有する羽根車に比較して、各羽根板P1 の背面側、及び前記隙間34の部分における水流がスムーズとなる。物体の水流に対する抵抗の程度を表す「抗力係数」は、水流に対して当該物体のコーナー部が角部である場合よりも、丸みを有する場合の方が「抗力係数」が小さくなること、及び当該「抗力係数」が小さくなる程度は、水流の速い高レイノルズ数域で大きいことは、流体力学の分野において知られており、本発明はこの原理を利用したものである。 As described above, in the gap 34 between the inner circumferential surface Ma of the measuring chamber M of the lower case D 1 and the tip surface of each blade plate P 1 , water flows relatively in the direction opposite to the rotational direction of the impeller. In the water meter according to the present invention, the tip of each vane plate P 1 of the impeller A has a rounded chamfered C 1 on the back side and a flat chamfered C 0 on the front side. Compared with an impeller having a blade P ′ in which both the front surface and the back surface of the section are formed at right angles in a sectional view, the water flow on the back surface side of each blade plate P 1 and the portion of the gap 34 is smooth. Become. The “drag coefficient” representing the degree of resistance of the object to the water flow is smaller in the case where the object has a roundness than the case where the corner of the object has a corner with respect to the water flow, and It is known in the field of fluid dynamics that the degree of the “drag coefficient” is small in the high Reynolds number region where the water flow is fast, and the present invention utilizes this principle.

このため、先端部の背面側がアール面取りC1 された羽根板P1 を有する羽根車Aを使用した場合には、水流に対する羽根車Aの各羽根板P1 の抵抗が小さくなるために、水流の積算通過量に対する羽根車Aの積算回転数の比が大きくなって、全流量域において器差がプラスとなるように作用するのに加えて、上記した水流に対する抵抗が小さくなる程度は、高流量域において大きくなる結果、器差がプラスとなる程度は、高流量域において大きくなって、全体として器差がフラット化される。また、羽根板P1 の先端部の前面側の平面取りC0 は、水流における羽根板P1 の先端部の前面側の部分の流れをスムーズにして、水流に対する羽根板P1 の抵抗を小さくするのに寄与する。 For this reason, when the impeller A having the blade plate P 1 whose rear surface side is rounded chamfered C 1 is used, the resistance of each blade plate P 1 of the blade wheel A to the water flow becomes small. In addition to the fact that the ratio of the integrated rotational speed of the impeller A to the integrated passage amount becomes large and the instrumental error becomes positive in the entire flow rate region, the degree to which the resistance to the water flow becomes small is high. As a result of the increase in the flow rate region, the degree to which the instrumental difference becomes positive becomes larger in the high flow rate region, and the instrumental error is flattened as a whole. The planar-up C 0 on the front side of the distal end portion of the blade plate P 1 is the flow on the front side of the portion of the tip portion of the blade plate P 1 in the water flow smoothly, reducing the resistance of the blade plate P 1 for water flow To contribute to.

図5は、本発明に係る水道メータと従来の水道メータの流量に対する器差を比較して示すグラフである。図5において、太線で囲まれた範囲は、転移流量(Q2 )が従来よりも少量となった改正計量法の下における検定公差範囲を示し、実線及び破線で示される曲線は、それぞれ本発明に係る羽根板P1 を有する羽根車Aが組み込まれた水道メータと、従来の羽根車が組み込まれた水道メータとの各器差を示す。図5は、本発明に係る羽根板P1 を有する羽根車Aが組み込まれた水道メータは、先端部の背面側が角部となった羽根板を有する羽根車が組み込まれた従来の水道メータに比較して、水流に対する羽根板の先端部の抵抗が小さくなることにより、全流量域において器差がプラスとなり、しかも高流量域においては、水流に対する羽根板の抵抗が小さくなる程度が大きくなるために、器差がプラスとなる程度が大きくなることにより、器差がフラット化されて、全流量域における器差が、改正計量法の下における検定公差範囲に収まることが分かる。 FIG. 5 is a graph showing the difference between the water meter according to the present invention and the flow rate of the conventional water meter in comparison. In FIG. 5, the range surrounded by the thick line indicates the test tolerance range under the revised metrology law in which the transition flow rate (Q 2 ) is smaller than the conventional one, and the curves indicated by the solid line and the broken line are the present invention. a water meter impeller a is incorporated with the blade plate P 1 according to the respective instrumental error of the water meter of conventional impeller incorporated shown. FIG. 5 shows a water meter in which an impeller A having a blade plate P 1 according to the present invention is incorporated in a conventional water meter in which an impeller having a blade plate having a corner on the back side of the tip portion is incorporated. In comparison, the resistance of the tip of the slats with respect to the water flow becomes small, so that the instrumental error becomes positive in the entire flow rate region, and the resistance of the slats with respect to the water flow becomes small in the high flow rate region. In addition, it can be seen that the instrumental error is flattened by increasing the degree to which the instrumental error becomes positive, and the instrumental error in the entire flow rate range falls within the verification tolerance range under the revised measurement law.

また、羽根車の羽根板の先端部の背面側に形成するアール面取りに関して、羽根板の先端部の巾(W)に対するアール面取りの半径(R)は、R=(0.3〜1.0)×Wの範囲で適宜定められる。図6(a),(b)は、それぞれ羽根板の先端部の巾(W)に対するアール面取りC2 ,C3 の半径(R)の割合の異なる羽根板P2 ,P3 の先端部の拡大断面図である。一般的には、(R/ W)の比が大きい程、水流に対する羽根板の抵抗は小さくなるものと考えられる。なお、羽根板P1 〜P3 の先端部の巾は、(1〜3)mmの範囲で選択される。 In addition, regarding the rounded chamfer formed on the back side of the tip of the impeller blade plate, the radius (R) of the rounded chamfer with respect to the width (W) of the tip of the blade plate is R = (0.3 to 1.0). ) It is appropriately determined within the range of × W. 6 (a) and 6 (b) show the tip portions of the blade plates P 2 and P 3 having different ratios of the radius (R) of the rounded chamfers C 2 and C 3 to the width (W) of the blade blade tip portion, respectively. It is an expanded sectional view. In general, it is considered that the greater the (R / W) ratio, the smaller the resistance of the vane against water flow. Incidentally, the width of the tip portion of the blade plate P 1 to P 3 is selected in the range of (1 to 3) mm.

また、上記実施例では、羽根車Aを支持するピボット4と、前記歯車列を構成する入力側の歯車とは、マグネットカップリングで連結された構成であるが、軸部の上端部に、歯車列を構成する入力側の歯車が一体に形成された羽根車に対しても本発明は実施可能である。   In the above embodiment, the pivot 4 that supports the impeller A and the input side gear that constitutes the gear train are connected by a magnet coupling, but the gear is connected to the upper end of the shaft portion. The present invention can also be implemented for an impeller in which input side gears constituting a row are integrally formed.

A:羽根車
1 〜C3 :アール面取り
0 :平面取り
1 :下ケース
2 :上ケース
M:計量室
1 〜P3 :羽根板
W:羽根板の先端部の巾
1:流入口
2:流出口
4:ピボット
5:羽根車の軸部
12,15:歯車(表示機構)
17:数字車(表示機構)
A: impeller C 1 -C 3: radiusing
C 0 : Flat surface
D 1 : Lower case
D 2 : Upper case
M: measuring chamber P 1 ~P 3: slats
W: Width of the tip of the blade
1: Inlet
2: Outlet
4: Pivot
5: Shaft of impeller 12, 15: Gear (display mechanism)
17: Number wheel (display mechanism)

Claims (3)

内部が計量室となっていて、当該計量室に接続される流入口及び流出口がそれぞれ1個ずつ設けられた下ケースと、
軸部に複数枚の平板状の羽根板が放射方向に一体に設けられて、前記下ケースの計量室にピボットを介して回転可能に配置される羽根車と、
前記下ケースにおける計量室の上方空間に配置されて、前記流入口から計量室に流入される水流が各羽根板に対して接線流となって衝突して回転される前記羽根車の回転を減速させて、当該水流の積算通過量を表示する表示機構と、
前記下ケースの上面開口を閉塞するためのヒンジ開閉構造の上ケースと、
を備えた接線流羽根車式水道メータであって、
前記羽根車を構成する各羽根板の先端部であって、前記水流に対して背面となる側に面取りが全高に亘って施されていることを特徴とする接線流羽根車式水道メータ。
A lower case in which the inside is a weighing chamber, and each has one inlet and one outlet connected to the weighing chamber;
A plurality of flat blade plates are integrally provided in the radial direction on the shaft portion, and an impeller disposed rotatably in the weighing chamber of the lower case via a pivot;
The rotation of the impeller, which is arranged in the space above the measuring chamber in the lower case and is rotated by colliding with the water flow flowing into the measuring chamber from the inflow port as a tangential flow with each blade, is reduced. A display mechanism for displaying the accumulated passage amount of the water flow,
An upper case of a hinge opening and closing structure for closing an upper surface opening of the lower case;
A tangential flow impeller water meter with
A tangential flow impeller-type water meter, which is a tip portion of each impeller constituting the impeller and is chamfered over the entire height on a side that is a back surface with respect to the water flow.
前記羽根板の先端部の巾は、(1〜3)mmであって、前記アール面取りの半径は、羽根板の先端部の巾の(0.3〜1.0)の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の接線流羽根車式水道メータ。   The width of the tip of the blade is (1-3) mm, and the radius of the rounded chamfer is in the range of (0.3-1.0) of the width of the tip of the blade. The tangential flow impeller-type water meter according to claim 1, wherein 前記羽根板の先端部における水流に対して前面となる部分には、平面取りが施されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の接線流羽根車式水道メータ。   The tangential flow impeller-type water meter according to claim 1 or 2, wherein a portion of the front end portion of the blade plate that is a front surface with respect to the water flow is flattened.
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