JP3617041B2 - １つの公称直径群の管路へ組込むための水量計及びこのような水量計の運転方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の水量計、及び請求項８の上位概念の記載の水量計の運転方法に関する。
【０００２】
ウオルトマンの原理に従って動作するこのような水量計は、例えば国際出願第ＷＯ９１／０４４６２号、ドイツ連邦共和国特許第８４１９５２号、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３２７０３号、米国特許第３，８１１，３２３号及び米国特許第３，９９９，４３２号の明細書から公知である。これらの水量計は異なる公称直径の管路に組込まれ、各公称直径に対して構造群に合わされる測定挿入体を製造する必要のないようにするため、公称直径が公称直径群にまとめられ、これらの公称直径群において、同じ測定挿入体即ち大きさ及び構造の同じ測定挿入体が使用される。それにより測定挿入体の製造費が低下される。
【０００３】
従来技術によれば、１つの公称直径群の測定挿入体は各公称直径に対して校正されねばならない。これは種々の欠点を伴う。一方では、それにより校正の際費用が高まる。なぜならば、試験台において、異なる公称直径に合わせた装備部品を用意せねばならないからである。他方では、サービスが困難である。なぜならば、サービスの要求がある場合、水量計の運転によりしばしば誤った公称直径が示されるからである。その場合サービス技術者は、誤った測定挿入体即ち異なる公称直径に校正された測定挿入体を使用場所へ持って行くか、又は予防的に公称直径群の種々の公称直径に校正された複数の測定挿入体を持っていく。別の欠点は、保管の費用が高まることである。なぜならば、各公称直径群に対して、それにまとめられる公称直径の数に相当する数の校正された測定挿入体を容易せねばならない。
【０００４】
本発明の課題は、従来技術の上記の欠点を取除くことである。
【０００５】
本発明によればこの課題は、請求項１の特徴を持つ水量計及び請求項８の特徴を持つ方法によって解決される。
【０００６】
従ってこの課題の解決策は、一般に、水量計の関係する個所に、即ち接続される管路の公称直径に関係なく、環状通路において羽根車の直前に、環状通路の壁に対して実質的に平行に方向づけられる流線の場合実質的に長方形の速度分布が存在し、同じ流量ではこれらの流れ状態が実質的に同じことである。従って測定挿入体を公称直径群の公称直径に校正することが必要なだけであるが、その場合公称直径群の各公称直径においても、調節の変更なしにかつ再度の校正なしに、測定挿入体を使用することができる。
【０００７】
水量計の有利な構成では、上流に位置する保持手段が、実質的に垂直な流れ到来面を持ち、この流れ到来面が円筒状又は少し円錐状に広がる周面へ移行し、この周面が環状通路の内壁を形成し、羽根車の直前に、実質的に長方形の速度分布が存在することに、移行部が形成されている。
【０００８】
この構成は、公称直径群の最小又は比較的小さい公称直径でも、羽根車の前に積算される同じ流速が存在するのみならず、そこに均一な流れ状態が存在し、この流れ状態の結果環状通路の断面にわたって見て羽根車の羽根への均一な流れ到来が生じるようにすることに対して、寄与する。
【０００９】
水量計の別の有利な構成は、残りの従属請求項から明らかになる。
【００１０】
実施例及び付属する図面により本発明が以下に説明される。これは、５０〜１００ｍｍの公称直径群の管路に使用するための水量計に関する。この公称直径群には、実際に慣用の５０，８０及び１００ｍｍの公称直径、及び場合によっては６５ｍｍの第４の公称直径も属している。
【００１１】
図面のただ１つの図は、水量計の縦断面を概略的に示し、この水量計のハウジング１は、ハウジング縦軸線１２上で互いに一直線に並ぶ入口範囲２及び出口範囲３を持っている。入口範囲２と出口範囲３との間に、同軸的に測定挿入体３が設けられている。この測定挿入体３はウオルトマン積算計として構成され、矢印５の方向に流れを到来され、２つの卵カップ状保持手段６，７を持っている、保持手段６は上流に設けられ、従って入口範囲２に対応し、保持手段７は下流に設けられ、従って出口範囲４に隣接して対向している。保持手段６，７は、図示しない支柱を介して、同様に測定挿入体３に属する測定環３．１に保持されている。保持手段６と７との間に、羽根車ボス８．１及びその上に設けられて周囲に分布する羽根８．２から成る羽根車８が設けられている。これらの羽根８．２は、保持手段６及び７の周囲を越えて、保持手段６及び７の壁と測定環３．１との間に形成される環状通路１６へ入り込んでいる。羽根車８はピン１７，１８を介して保持手段６及び７に回転可能に支持されている。ハウジング１を通って流れる水の到来の結果、生じる羽根車８の回転運動は、図示しない軸を介して同様に図示しない積算機構へ伝達され、この積算機構は測定挿入体３より上でハウジング１に取付けられている。積算機構及び伝達機構は従来技術に属するので、ここではそれ以上の説明は不要である。
【００１２】
図面は、公称直径５０ｍｍを持つ管路への接続のために考慮されているハウジング１を示している。入口範囲２の内側輪郭及び出口範囲４の内側輪郭は、この積算計のために実線で示されている。それ以上の図示を不要にするために、この図面には、公称直径の８０ｍｍ及び１０ｍｍを持つ管路の接続のために、ハウジング１の内側輪郭が鎖線で記入されている。
【００１３】
公称直径群の水量計に対して、測定挿入体３の保持手段６に隣接する入口範囲２の内側輪郭の第１の区域１０は入口始端９の方へ円錐状に先細になり、環状通路１６のほぼ直径Ｄでこの環状通路１６へ開いている。
【００１４】
５０ｍｍの最小公称直径に対して、この第１の円錐状区域１０は、第２の円錐状区域１１として入口範囲９の所まで連続的に続いている。
【００１５】
８０ｍｍの平均公称直径用の水量計では、測定挿入体３の保持手段６に隣接する区域１０に、入口始端９の所まで水量計の縦軸線１２に対して平行に延びる入口範囲１２の内側輪郭の区域１３が続いている。ここで平行とは、例えば鋳造技術的理由から存在することがあるほぼ平行な経過も意味するものとする。
【００１６】
５０，８０及び１００ｍｍの３つの公称直径のほかに、公称直径群において６５ｍｍの別の平均公称直径も起こり得る。その場合８０ｍｍの公称直径の場合と同じように、水量計の縦軸線１２に対して平行又はほぼ平行に延びて区域１０に続くけれども６５ｍｍの公称直径に合わされる内側輪郭が得られる。
【００１７】
１００ｍｍの最大公称直径に対しては、水量計の縦軸線１２に対して延びる区域１３が、入口始端９の前で円錐状に広がる区域１４へ移行している。
【００１８】
異なる公差直径用の公称直径群の３つ又は４つの水量計において校正される入口範囲２の内側輪郭は、５０ｍｍの最小公称直径では、入口始端９から円錐状に広がる内側輪郭が測定挿入体３の所まで流速を減少し、８０ｍｍの平均公称直径を持つ水量計又は６５ｍｍの公称直径を持つ水量計では、流速が区域１０において始めて減少され、１００ｍｍの公称直径を持つ水量計では、流速が区域４０でまず高められ、それから一定に保たれ、区域１０において再び減少される、ことを意味している。これにより保持手段６との共同作用で、均一な流れ状態が得られ、即ち環状通路１６の壁に対して実質的に平行に方向づけられる流線では、羽根車８の直前で実質的に長方形の速度分布１９が得られる。
【００１９】
上流に位置する保持手段６は、ハウジング１へ方向５に流入する水に対して流れ到来体を形成している。水流は保持体６の所で分けられ、それから羽根車８を駆動するため環状通路１６を通って流れる。保持体６は垂直な流れ到来面６．１を持ち、この流れ到来面６．１が半径６．２において少し円錐状に広がる周面６．３へ移行している。この構成は、比較的小さい公称直径でも、特に５０ｍｍの最小公称直径において、羽根車８の直前で流線が、環状通路１６の壁に対して実質的に平行な方向づけでこの環状通路１６を通るようにしている。
【００２０】
出口範囲３の内側輪郭を入口範囲２の内側輪郭と同じに構成するのが、実際に有意義である。
【００２１】
本発明は、図示された水量計に適用可能であるのみならず、主導管に設けられる大きい流量の検出用主水量計及び二次導管に設けられる小さい流量の検出用二次水量計及び流れ５とは逆に負荷される閉鎖部材を持つ切換え弁から成る複合水量計にも適用可能であり、閉鎖部材は閉鎖位置において弁座に接し、特定の全流量に達する際主水量計を通る流れを自由にするか又は阻止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水量計の縦断面を示す。

Claims (8)

1. 連続する公称直径を持つ１つの公称直径群の管路へ組込むための水量計であって、一直線に並ぶ入口範囲（２）と出口範囲（４）及びその間に同軸的に設けられる測定挿入体（３）を有するハウジング（１）を持ち、この測定挿入体（３）が、公称直径群のすべての公称直径に対して同じで、測定環（３．１）を持ち、この測定環（３．１）内に同軸的に、上流に位置する保持手段（６）及び下流に位置する保持手段（７）が設けられ、これらの保持手段（６，７）の間に羽根車（８）が回転可能に支持され、この羽根車の羽根（８．２）が、両方の保持手段（６，７）と測定環（３．１）との間に形成される環状通路（１６）へ入り込んでいるものにおいて、接続される管路の公称直径に関係なく、環状通路（１６）において羽根車（８）の直前に、環状通路（１６）の壁に対して実質的に平行に方向づけられる流線の場合実質的に長方形の速度分布が存在するように、入口範囲（２）の内側輪郭及び上流に位置する保持手段（６）の外側輪郭が形成されていることを特徴とする、水量計。
2. 上流に位置する保持手段（６）が、実質的に垂直な流れ到来面（６．１）を持ち、この流れ到来面（６．１）が円筒状又は少し円錐状に広がる周面（６．３）へ移行し、この周面（６．３）が環状通路（１６）の内壁を形成し、羽根車（８）の直前に、実質的に長方形の速度分布が存在するように、移行部が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の水量計。
3. 移行部が半径（６．２）であることを特徴とする、請求項２の記載の水量計。
4. 上流に位置する保持手段（６）に隣接する入口範囲（２）の内側輪郭が、入口始端（９）の方へ先細になり、保持手段（６）の方へ環状通路（１６）のほぼ直径で開いていることによって、この入口範囲（２）の内側輪郭の上流に位置する保持手段（６）に隣接する区域（１０）が、公称直径群のすべての公称直径に対して同じであることを特徴とする、請求項１〜３の１つに記載の水量計。
5. 区域（１０）の円錐状先細部が、公称直径群の最小公称直径のための第２の先細になる区域（１１）として、入口始端（９）まで続き、そこに最小公称直径で終わっていることを特徴とする、請求項４に記載の水量計。
6. １つ又は複数の平均公称直径用の区域（１０）に、入口始端（９）まで水量計の縦軸線（１２）に対して平行に又はほぼ平行に延びる内側輪郭の区域（１３）が続き、この区域がそこにそれぞれ平均公称直径で終わっていることを特徴とする、請求項４に記載の水量計。
7. 最大公称直径用の区域（１０）に、水量計の縦軸線（１２）に対して平行に又はほぼ平行に延びる内側輪郭の区域が続き、この区域が、入口始端（９）の前で最大公称直径へ円錐状に広がる区域（１４）へ移行していることを特徴とする、請求項４に記載の水量計。
8. 水量計が一直線に並ぶ入口範囲（２）と出口範囲（３）とを有するハウジング（１）を持ち、入口範囲（２）と出口範囲（４）との間に同軸的に測定挿入体（３）が設けられ、この測定挿入体（３）が公称直径群のすべての公称直径に対して同じで、測定環（３．１）を持ち、この測定環（３．１）内に同軸的に、上流に位置する保持手段（６）及び下流に位置する保持手段（７）が設けられ、これらの保持手段（６，７）の間に羽根車（８）が回転可能に支持され、この羽根車の羽根（８．２）が、両方の保持手段（６．７）と測定環（３．１）との間に形成される流れ環状通路（１６）へ入り込んでいるものにおいて、接続される管路の公称直径に関係なく、羽根車（８）の直前に、環状通路（１６）の壁に対して実質的に平行に方向づけられる流線の場合実質的に長方形の速度分布が存在するように、水量計が運転されることを特徴とする、連続する公称直径を持つ１つの公称直径群の管路へ組込むための水量計の運転方法。

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