JP3998181B2 - 単箱式接線流羽根車式計量装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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流入し、羽根車の羽根に当てて羽根車を回転して後、流出側ノズルを通して羽根車室から流出し、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、水道メータでは、例えば図９および図１０に示すように、下ケース１内に羽根車２を入れて後、指示ユニット３を入れて羽根車２を回転自在に支持し、そののち上ケース４を被せて下ケース１にねじ付け、指示ユニット３を固定していた。
【０００３】
そして、下ケース１の羽根車室ａに流入側ノズル１ａから水道水を流入し、羽根車２の羽根２ａに当てて羽根車２を回転させて、流出側ノズル１ｂを通して羽根車室ａから流出する。このとき、羽根車２の回転をその先端に設ける不図示のマグネットを介して指示ユニット３内に伝達し、指示ユニット３の図示省略する表示部で水道水の通過流量を積算表示するようになっていた。
【０００４】
ところで、このような従来の水道メータでは、羽根車室ａの、羽根車２の羽根２ａ上の空間には、計量室ａの天面、つまり指示ユニット３のレジスタボックス６の平らな底面６ａに、リブ状の抵抗器７を径方向に固定的に設け、またピボット軸５を挟んで一対の調整器８を取り付けていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、従来の水道メータでは、調整器８を２つ設けて、それぞれを調整しなければならない面倒があった。また、計量室ａにおける羽根２ａ上の空間で水道水が渦を生じて羽根車２の回転の抵抗となり、器差特性が低下する問題があった。
【０００６】
水道メータでは、国内の計量法により各流量における検定公差および特定の流量域における圧力損失が定められている。しかし、近年のグローバル化にともない、これまでの日本基準より厳しい国際基準（ＯＩＭＬ勧告）にしたがう方向にあり、新計量法への適合が求められている。
【０００７】
そこで、この発明の第１の目的は、国際基準に合致し、かつ部品点数を削減するとともに、調整の手間を軽減した計量装置を提供することにある。
【０００８】
この発明の第２の目的は、羽根上の空間を通る被計量流体の流れを安定させて器差特性を向上した計量装置を提供することにある。
【０００９】
この発明の第３の目的は、特に計量室内における被計量流体の流れを円滑にして乱れをなくし、圧力損失を少なくして、より国際基準に合致した計量装置を提供することにある。
【００１０】
この発明の第４の目的は、羽根車の羽根まわりの被計量流体の流れを一層少なくして羽根車の回転抵抗を低減し、圧力損失を減じ、より国際基準に合致した計量装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に係る発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
ケースの羽根車室に流入側ノズルから被計量流体を流入し、羽根車の羽根に当てて羽根車を回転して後、流出側ノズルを通して羽根車室から流出する単箱式接線流羽根車式計量装置において、
羽根車室を、羽根車の羽根が流入側位置から流出側位置に向かう第１の領域と、その第１の領域以外の第２の領域とに分け、その第２の領域の天面を第１の領域の天面よりも低くするとともに、その第１の領域の天面に調整器を取り付ける、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流入側の側面を流入側ノズルの孔縁に近接する一方、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流出側の側面を流出側ノズルの孔縁に近接して設ける、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方を傾斜する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明は、同じく上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、第１の領域の天面と前記第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方のコーナーを面取りする、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項５に係る発明は、また同じく上述した第３の目的を達成すべく、請求項１から４のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、第２の領域の天面を、流出側から流入側に向かうにつれて漸次低く形成する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項６に係る発明は、また同じく上述した第３の目的を達成すべく、請求項１から４のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、第２の領域の天面に、流出側から流入側に向かう溝を形成する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項７に係る発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１から６のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置において、調整器の垂直板部の向きが、流入側ノズルの向きに直交するように調整器を配置する、ことを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明によるショートタイプの単箱式接線流羽根車式水道メータの縦断面を流出側から見て示す。
【００１９】
図中符号１０は、下ケースである。下ケース１０には、流水口として流入側ノズル１１ａと流出側ノズル１１ｂとを設け、そのうち流入側内にはストレーナ１２を取り付ける（後述の図２参照）。また、底面には十字状に突出して水平設置支え１３を形成し、内部中心にはピボット支え１４およびピボットナット１５でピボット１６を立てる。
【００２０】
下ケース１０内には、ピボット１６で支持して、軸上部にマグネット１７を有する羽根車１８を回転自在に収納し、その上に下ガスケット１９を挟んで指示ユニット２０を組付ける。そして、下ケース１０内には、流入側ノズル１１ａおよび流出側ノズル１１ｂを有する羽根車室Ａを区画し、羽根車１８を収納する。
【００２１】
指示ユニット２０には、レジスタボックス２１、下台板２２、上台板２３、窓枠２４、マグネット２５を有するマグネット歯車２６、歯車列２７、指針２８、数字車２９、Ｏリング３１を挟んで取り付けるガラス板３０を設ける。そして、レジスタボックス２１の底壁を挟んでマグネット２５を羽根車１８のマグネット１７と対向し、マグネットカップリングＭを構成する。
【００２２】
指示ユニット２０上には、上ガスケット３２を挟んで上ケース３３を取り付け、下ケース１０にねじ付ける。上ケース３３には、ピン３４によりふた３５を上下に開閉自在に取り付ける。
【００２３】
そして、ストレーナ１２で異物を取り除きながら流入側ノズル１１ａから羽根車室Ａ内に、被計量流体である水道水を流入し、羽根車１８の羽根１８ａに当てて水量に応じて羽根車１８を回転して後、流出側ノズル１１ｂから流出する。その羽根車１８の回転をマグネットカップリングＭを介して指示ユニット２０へと伝達し、歯車列２７を介して伝達して指針２８を回し、また数字車２９を回転して、指示ユニット２０により、羽根車室Ａを通過した水道水の積算流量値を表示する。
【００２４】
ところで、図示水道メータでは、羽根車室Ａを、図２に示すように、水道水が流入側ノズル１１ａから羽根車室Ａ内に流入し、羽根車１８の羽根１８ａにあたり羽根車１８が回転する場合に、羽根車１８の羽根１８ａが流入側位置から流出側位置に向かう第１の領域Ｌと、その第１の領域Ｌ以外の第２の領域Ｍとに分ける。そして、第２の領域Ｍの天面を第１の領域Ｌの天面より低くする。つまり、レジスタボックス２１の外底面に段差を付け、第２の領域Ｍの底面部分２１ａを第１の領域Ｌの底面部分２１ｂより低くする。
【００２５】
高い方の第１の領域Ｌの天面、つまりレジスタボックス２１の一方の底面部分２１ｂには、調整器３８を固定ねじ３９により取り付ける。調整器３８は、底面部分２１ｂに面接する扇形の基部４０と、それから直角に折り曲げて垂下する垂直板部４１とからなる。基部４０には、扇形の要位置近くに軸部４２を設け、その軸部４２を中心とする円弧孔４３をあける。
【００２６】
そして、水道メータが通過流量に応じて適正な指示値を表示するように、軸部４２を中心として調整器３８を回動調整し、調整後、円弧孔４３に通した固定ねじ３９をねじ付けてレジスタボックス２１に固定する。
【００２７】
以上のとおり、羽根車室Ａを、羽根車１８の羽根１８ａが流入側位置から流出側位置に向かう第１の領域Ｌと、その第１の領域Ｌ以外の第２の領域Ｍとに分け、その第２の領域Ｍの天面を第１の領域Ｌの天面よりも低くするので、第２の領域Ｍにおける羽根１８ａ上の空間を狭くしてそこに滞留する水道水を少なくし、羽根車１８の回転抵抗を低減して圧力損失を減じ、最低検出流量を低流量域まで広げることにより器差性能を向上し、国際基準に整合した新計量法に適合させることができる。
【００２８】
また、第２の領域Ｍの天面には調整器は不要とし、第１の領域Ｌの天面にのみ調整器３８を取り付けるので、部品点数を削減するとともに、調整の手間を軽減することができる。
【００２９】
図２から判るとおり、この図示水道メータでは、調整器３８の垂直板部４１の向きが、流入側ノズル１１ａの向きｂに直交するように調整器３８を配置する。このようにすると、羽根車１８の羽根１８ａに当たった水道水が第１の領域Ｌにおける羽根１８ａ上の空間に入り込むとき、調整器３８に当てて渦が発生することを規制し、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００３０】
さて、上述した例では、第１の領域Ｌの天面と第２の領域Ｍの天面との段差を形成する流入側の側面ｈと流出側の側面ｋを、ほぼ１８０度の開き角度で形成した。しかし、図３および図４に示すように、側面ｈを流入側ノズル１１ａの孔縁に近接し、側面ｋを流出側ノズル１１ｂの孔縁に近接して設けるようにしてもよい。
【００３１】
このようにすると、流入側ノズル１１ａから調整器３８位置を通って流出側ノズル１１ｂに至るところの、第１の領域Ｌにおける羽根１８ａ上の空間を通る水道水の流れを安定することができる。層流から乱流に遷移する領域での器差特性の変化を防ぐことにより、器差特性を向上することができる。
【００３２】
また、上述した例では、第１の領域Ｌの天面と第２の領域Ｍの天面との段差を形成する側面ｈ・ｋを垂直に形成した。しかし、側面ｈ・ｋの流出側もしくは流入側、またはそれらの双方を傾斜するとよい。例えば図５に示すように、流出側の側面ｋをやや下向きに傾斜して設ける。
【００３３】
このようにすると、第２の領域Ｍにおける羽根１８上の狭い空間への水道水の流れ込みをスムーズとし、もしくはその狭い空間からの水道水の流れ出しをスムーズとするとともに流入側ノズル１１ａからの水道水との合流もスムーズとし、またはそれらの双方をスムーズにして、羽根車室Ａ内における水道水の流れを円滑にして乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００３４】
さらに、第１の領域Ｌの天面と第２の領域Ｍの天面との段差を形成する側面ｈ・ｋの、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方のコーナーに、斜面や丸みを付けて、側面ｈ・ｋのコーナーを面取りするようにしても、同様な効果を達成することができる。例えば図６に示すように、両側面ｈ・ｋのコーナーに斜面４５を設ける。
【００３５】
またさらに、第２の領域Ｍの天面を流出側から流入側に向かうにつれて漸次低く形成するようにしても、同様な効果を達成することができる。例えば図７に示すように、第２の領域Ｍの天面、すなわちレジスタボックス２１の底面部分２１ａを流出側から流入側に向かうにつれて漸次低く形成する。
【００３６】
ところで、上述した例では、第２の領域Ｍの天面を平面とするが、例えば図８に示すように、第２の領域Ｍの天面に、側面ｋ・ｈに開口して流出側から流入側に向かう溝４６を形成するようにしてもよい。このようにすると、溝４６内に水道水を流して水道水の流れをつくり、第２の領域Ｍにおける羽根１８ａ上の狭い空間の水道水の流れを羽根車１８の回転に合わせ、その空間を流れる水道水の流れを円滑にし、その空間に流れ込む水道水の乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、この発明によれば、羽根車室を、羽根車の羽根が流入側位置から流出側位置に向かう第１の領域と、その第１の領域以外の第２の領域とに分け、その第２の領域の天面を第１の領域の天面よりも低くするとともに、その第１の領域の天面に調整器を取り付けるので、第２の領域における羽根上の空間を狭くしてそこに滞留する被計量流体を少なくし、羽根車の回転抵抗を低減して圧力損失を減じ、最低検出流量を低流量域まで広げることにより器差性能を向上し、国際基準に整合した新計量法に適合させることができる。
【００３８】
また、第２の領域の天面には調整器は不要とし、第１の領域の天面にのみ調整器を取り付けるので、部品点数を削減するとともに、調整の手間を軽減することができる。
【００３９】
請求項２に係る発明によれば、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流入側の側面を流入側ノズルの孔縁に近接する一方、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流出側の側面を流出側ノズルの孔縁に近接して設けるので、流入側ノズルから調整器位置を通って流出側ノズルに至るところの、第１の領域における羽根上の空間を通る被計量流体の流れを安定することができる。層流から乱流に遷移する領域での器差特性の変化を防ぐことにより、器差特性を向上することができる。
【００４０】
請求項３に係る発明によれば、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方を傾斜するので、第２の領域における羽根上の狭い空間への被計量流体の流れ込みをスムーズとし、もしくはその狭い空間からの被計量流体の流れ出しをスムーズとするとともに流入側ノズルからの被計量流体との合流もスムーズとし、またはそれらの双方をスムーズにして、羽根車室内における被計量流体の流れを円滑にして乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００４１】
請求項４に係る発明によれば、第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方のコーナーを面取りするので、同様に、第２の領域における羽根上の狭い空間への被計量流体の流れ込みをスムーズとし、もしくはその狭い空間からの被計量流体の流れ出しをスムーズとするとともに流入側ノズルからの被計量流体との合流もスムーズとし、またはそれらの双方をスムーズにして、羽根車室内における被計量流体の流れを円滑にして乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００４２】
請求項５に係る発明によれば、第２の領域の天面を流出側から流入側に向かうにつれて漸次低く形成するので、第２の領域における羽根上の狭い空間への被計量流体の流れ込みをスムーズとし、羽根車室内における被計量流体の流れを円滑にして乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００４３】
請求項６に係る発明によれば、第２の領域の天面に、流出側から流入側に向かう溝を形成するので、溝内に被計量流体を流して被計量流体の流れをつくり、第２の領域における羽根上の狭い空間の被計量流体の流れを羽根車の回転に合わせ、その空間を流れる被計量流体の流れを円滑にし、その空間に流れ込む被計量流体の乱れをなくし、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【００４４】
また、請求項７に係る発明によれば、調整器の垂直板部の向きが、流入側ノズルの向きに直交するように調整器を配置するので、羽根車の羽根に当たった被計量流体が第１の領域における羽根上の空間に入り込むとき、調整器に当てて渦が発生することを規制し、圧力損失を低減して、より国際基準に合致させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるショートタイプの単箱式接線流羽根車式水道メータを流出側から見て示す縦断面図である。
【図２】そのＢ−Ｂ線に沿う矢示方向から見た横断面図である。
【図３】その変形例を示す同横断面図である。
【図４】同変形例の指示ユニットの斜視図である。
【図５】他の実施例を示す指示ユニットの斜視図である。
【図６】さらに他の実施例を示す指示ユニットの斜視図である。
【図７】またさらに他の実施例を示す指示ユニットの斜視図である。
【図８】さらにまた他の実施例を示す指示ユニットの斜視図である。
【図９】従来のショートタイプの単箱式接線流羽根車式水道メータの縦断面図である。
【図１０】そのＣ−Ｃ線に沿う矢示方向から見た横断面図である。
【符号の説明】
１０ 下ケース（ケース）
１１ 流水口
１１ａ 流入側ノズル
１１ｂ 流出側ノズル
１８ 羽根車
１８ａ 羽根
２１ レジスタボックス
２１ａ レジスタボックスの第２の領域側の底面部分（第２の領域の天面）
２１ｂ レジスタボックスの第１の領域側の底面部分（第１の領域の天面）
３８ 調整器
４１ 垂直板部
４５ 斜面（面取り）
４６ 溝
Ａ 羽根車室
Ｌ 第１の領域
Ｍ 第２の領域
ｂ 流入側ノズルの向き
ｈ 第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流入側側面
ｋ 第１の領域の天面と第２の領域の天面との段差を形成する流出側側面

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流入し、羽根車の羽根に当てて羽根車を回転して後、流出側ノズルを通して前記羽根車室から流出する単箱式接線流羽根車式計量装置において、
   前記羽根車室を、前記羽根車の羽根が流入側から流出側に向かう第１の領域と、その第１の領域以外の第２の領域とに分け、その第２の領域の天面を前記第１の領域の天面よりも低くするとともに、その第１の領域の天面に調整器を取り付けることを特徴とする、単箱式接線流羽根車式計量装置。
2. 前記第１の領域の天面と前記第２の領域の天面との段差を形成する流入側の側面を流入側ノズルの孔縁に近接する一方、前記第１の領域の天面と前記第２の領域の天面との段差を形成する流出側の側面を流出側ノズルの孔縁に近接して設け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. 前記第１の領域の天面と前記第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方を傾斜することを特徴とする、請求項１または２に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
4. 前記第１の領域の天面と前記第２の領域の天面との段差を形成する側面の、流出側もしくは流入側、またはそれらの双方のコーナーを面取りすることを特徴とする、請求項１または２に記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
5. 前記第２の領域の天面を、流出側から流入側に向かうにつれて漸次低く形成することを特徴とする、請求項１から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. 前記第２の領域の天面に、流出側から流入側に向かう溝を形成することを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。
7. 前記調整器の垂直板部の向きが、前記流入側ノズルの向きに直交するように前記調整器を配置することを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の単箱式接線流羽根車式計量装置。

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