JP4363622B2 - Rectifier and impeller flow meter - Google Patents

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JP4363622B2
JP4363622B2 JP2003132494A JP2003132494A JP4363622B2 JP 4363622 B2 JP4363622 B2 JP 4363622B2 JP 2003132494 A JP2003132494 A JP 2003132494A JP 2003132494 A JP2003132494 A JP 2003132494A JP 4363622 B2 JP4363622 B2 JP 4363622B2
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一生 大嶽
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、羽根車の下面に整流器を隣接配置して整流器から羽根車側に流体を流し、その羽根車の回転に基づいて流量を測定する羽根車式流量計及びその羽根車式流量計に備えた整流器に関する。
【0002】
【従来の技術】
11には、従来の羽根車式流量計が示されており、その羽根車式流量計に備えた整流器2が図12に拡大して示されている。図11に示すように、この羽根車式流量計では、整流器2に備えた中心整流体3の上面から支持ピン7が起立しており、この支持ピン7を中心にして羽根車1が回転する。ここで、羽根車1は下方から流体を受けて回転するが、このとき羽根車1が上方にスライドして羽根車1の上端部が上面壁6に押し付けられて摺動する。このため、従来の羽根車式流量計では、図12に示すように整流器2のうち中心整流体3の上面に補助整流板4を敷設し、その補助整流板4の外縁部を中心整流体3から側方に張り出して、羽根車1への流体圧力を低減させていた(例えば、特許文献1)。
【0003】
【特許文献1】
特開平9−145427号公報(段落[0023]〜[0028]、図3)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、羽根車1の上方へのスライドが測定性能に影響を与えると考えられる。しかしながら、上述した従来の羽根車式流量計では、OIML(国際法定計量機関)規格に対応した高度な測定性能を満足することができなかった。
【0005】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、従来より測定精度を向上させることが可能な羽根車式流量計及び整流器の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項1の発明に係る整流器は、12枚の捻れた羽根を円筒回転体の外周面から放射状に張り出して備えた羽根車の回転に基づいて流量を測定する羽根車式流量計のうち羽根車の下面に隣接配置される整流器であって、羽根車に流体を案内する筒体と、その筒体の中心部のうち羽根車寄りに配置されて下方に向かって丸みを帯びた先細りとなったドーム状をなしかつ、上面に羽根車を軸支する支持ピンを有した中心整流体と、中心整流体から側方に放射状に張り出されて筒体との間に差し渡されかつ、下縁部が中心整流体から斜め下方に向かうように傾斜した6枚の整流壁と、6枚の整流壁のうち、互いに180度離れた位置の2枚の整流壁を除く4枚の整流壁に形成されて、羽根車の回転方向と反対方向を向いた面を羽根車側の端部に向かうに従って整流壁が薄肉となるように傾斜させてなる傾斜面と、筒体の内面のうち中心整流体及び整流壁より下側位置から内側に張り出して筒体の内径を縮径する堰部とを備え、堰部の内側で流体が通過する部分の面積をAとし、筒体のうち、羽根車側の開放口における流体が通過する部分の面積をBとした場合に、R=A/Bで求められる比率Rを、115〜140%としたところに特徴を有する。
【0008】
請求項の発明は、請求項に記載の整流器において、堰部は、筒体の内側に嵌合された平板状のリングであるところに特徴を有する。
【0010】
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載の整流器において、6枚の整流壁のうち、傾斜面が形成された4枚の整流壁を除く2枚の整流壁には羽根車側の端部に可動翼が設けられ、可動翼は、羽根車の回転方向の前後に傾動可能に構成されたところに特徴を有する。
【0011】
請求項の発明に係る羽根車式流量計は、上記請求項1乃至の何れかに記載の整流器を備えたところに特徴を有する。
【発明の作用及び効果】
本発明の羽根車式流量計又は整流器を用いれば、羽根車への流体圧力が堰部によって適度に抑えられて、従来の羽根車式流量計に比べ測定精度を向上させることができる。具体的には、堰部の内側で流体が通過する部分の面積をAとし、筒体のうち、羽根車側の開放口における流体が通過する部分の面積をBとした場合に、R=A/B、で求められる比率Rを、115〜140%とすることが好ましい。また、整流器に備えた6枚の整流壁のうち互いに180度離れた位置の2枚の整流壁を除く4枚の整流壁の羽根車の回転方向と反対方向を向いた面に、羽根車側の端部に向かうに従って整流壁が薄肉となるように傾斜した傾斜面を形成することで、測定精度を更に向上させることができる。また、堰部を筒体の内側に嵌合された平板状のリングで構成することで、従来の整流器にリングを嵌合するという容易な設計変更により、課題を解決することができる(請求項の発明)。さらに、6枚の整流壁のうち、傾斜面が形成された4枚の整流壁を除く2枚の整流壁には、羽根車側の端部に可動翼を設けたことで、測定精度を向上させる調整が可能になる(請求項3の発明)
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図1乃至図8に基づいて説明する。
本発明の羽根車式流量計10(以下、単に「流量計10」という)は、水道管の途中に取り付けられる外ケース11(図1参照)に図2に示した流量計本体12を組み付けてなる。
【0013】
外ケース11には、図1における左側に開放した流入口11Aと、右側に開放した流出口11Bとが形成され、その流入口11Aから下方に延びた下側部屋13と、下側部屋13の上方に位置した上側部屋14とが備えられている。また、これら上側部屋14と下側部屋13とが、連絡口16を介して上下方向で連通している。そして、上側部屋14の上面に形成された上面開口15に流量計本体12が挿入組付され、その流量計本体12の下端部が前記連絡口16の縁部に接合されている。
【0014】
さて、流量計本体12のうち、図2における符号50は筒型ハウジングであって、上下に並べた1対の円筒部50A,50Bの間を複数のリブ52で連結してなる。下側円筒部50Bは上下に開放しており、この下側円筒部50B内には、羽根車40の羽根43が収容されると共に、下側円筒部50Bの下面には、整流器20が接合されている。そして図1の太線矢印で示したように、外ケース11の下側部屋13から整流器20、下側円筒部50Bの順に流れた水が下側円筒部50Bの上面からリブ52,52の間を通って、外ケース11の上側部屋14に進み、流出口11Bに向かう。
【0015】
図2に示すように、上側円筒部50Aの下面には、下側円筒部50Bの中心に向かって先細りとなるように軸収容部53が垂下しており、軸収容部53の内側には、羽根車40から延びたシャフト41が収容されている。
【0016】
一方、上側円筒部50Aの上面には、メータユニット60が取り付けられ、このメータユニット60は、羽根車40の回転に連動して流量計10を通過した水の積算流量を計数して表示する。なお、メータユニット60の上部に備えた上蓋61を開けるとガラス窓62を通して流量表示部を見ることができる。
【0017】
図3には、羽根車40のみが示されている。同図に示すように羽根車40は、例えば12枚の羽根43を円筒体42の外周面から放射状に張り出して備える。各羽根43は、図3における上方、即ち下流側から見たときに、各羽根43の上端縁43A(下流側の縁部)に対して下端縁43B(上流側の縁部)が、反時計回りの方向に先行して、羽根43全体がねじれた形状になっている。これにより、上流から羽根43に水圧がかかると、羽根43の下端縁43Bが先行するように羽根車40が回転する。即ち、羽根車40は上方から見て反時計回りの方向に回転する。
【0018】
シャフト41は、円筒体42の底面中央部から上方に垂直に立ち上がっており、シャフト41と円筒体42の内側面との間がリブ46で補強されている。
【0019】
図4に示すように、シャフト41の芯部には、下端開放の空洞が形成され、その空洞内の下端寄り位置に軸受け47が組み付けられている。そしてシャフト41の下端から空洞内に、後述する整流器20に備えた支持ピン21が挿入されて、その支持ピン21の先端が軸受け47に突き当てられている。
【0020】
シャフト41の上端部には、マグネットカップリング44の一方が設けられ、図2に示すように、メータユニット60を構成するギア64に固定された他方のマグネットカップリング44に対向配置されている。これにより羽根車40の回転がメータユニット60のギア64の回転として伝達される。
【0021】
また、シャフト41の上端面の中心部には、凸部48が設けられており、メータユニット60のうち、この凸部48と対向した位置には、軸受け部材49が備えられている(図2を参照)。
【0022】
さて、整流器20は、図5に示すように、円筒状の筒体27の内側中央に、本発明に係る中心整流体22を備え、中心整流体22から筒体27に向かって例えば6枚の整流壁70が放射状に延びた構造をなしている。
【0023】
筒体27は、上下に開放しており、その上端縁には、スライドリング32が組み付けられている。具体的には、スライドリング32には、180°離れた2箇所に長孔35,35が形成され、これら長孔35,35に挿入したねじを筒体27の上端部に螺合してある。そして、ねじを緩めることで、スライドリング32を筒体27上で回動可能とし、所望の位置でねじを締めることで、スライドリング32を筒体27に固定することができる。また長孔35,35からほぼ90°離れた位置には、内側に向かって開放した横溝33,33が形成されている。
【0024】
中心整流体22は、筒体27の上端(下流側の端部)寄り位置に配置されている。中心整流体22は、上面が開放し、下方に向かって丸みを帯びて先細りとなったドーム状をなす。また、ドームの頂点、即ち中心整流体22の下端部22Uは、筒体27の軸線方向のほぼ中間位置に達しており、そのドーム内には軸芯部22Aが備えられている。軸芯部22Aの上端からは上方に支持ピン21が起立しており、その支持ピン21は、前述の如くシャフト41の空洞内に挿入されて、羽根車40を回転可能に支持している。なお、軸芯部22Aからは、例えば6つのリブ26が放射状に延び、これらリブ26の延長線上に整流壁70が形成されている。
【0025】
複数の各整流壁70は、上下方向に関しては筒体27の軸線方向に平行になっている。また、整流壁70の下端縁は、中心整流体22から筒体27に向かうに従って次第に下方へ向うように傾斜しており、整流壁70の筒体27側の下端縁70Uは、中心整流体22の下端部22Uよりも下側に位置している(図4を参照)。そして、図5に示すように、複数(6つ)の整流壁70のうち、互いに180度離れた2つの整流壁70Bには、可動翼29が備えられ、残り(4つ)の整流壁70Aには、傾斜面28が形成されている。
【0026】
可動翼29を備えた整流壁70Bは、筒体27寄りの部分に、羽根車40に向かって開放した凹所71を有する。可動翼29は、凹所71に対応した略矩形平板状をなし、凹所71内に組み付けられている。詳細には、筒体27の外側面から挿入されたピン34が可動翼29の下端部に差し込まれて、このピン34を中心にして可動翼29が傾動可能となっている。可動翼29の上端部には、スライドリング32の前記横溝33,33内に向けてエンボス30が張り出されて係合している。これにより、スライドリング32の回転に伴って、両可動翼29,29が対称的に傾動する。
【0027】
傾斜面28は、整流壁70Aのうち、羽根車40の回転方向(図5の上方から見たときの反時計回り方向)と反対方向を向いた面に形成されている。また、本実施形態では、傾斜面28は整流壁70Aのうち、羽根車40側にのみ形成され、整流壁70Aにおける傾斜面28以外の部分は平坦となっている。そして、整流壁70Aのうち羽根車40側の部分は、傾斜面28により整流壁70Aの肉厚が羽根車40寄りの端部に向かうに従って次第に薄肉となるように構成されている。
【0028】
さて、図4に示すように、整流器20には、筒体27の内面のうち中心整流体22より下側位置から内側に張り出した堰部80が設けられている。詳細には、堰部80は、筒体27に平板状のリングを嵌合して、そのリングを整流壁70の下端縁70Uに突き当てた状態に固定してなる。これにより、堰部80は、中心整流体22の下端部22Uよりも上流側の位置に配置されている。そして、この堰部80によって筒体27の開口面積が絞られている。
【0029】
次に上記構成からなる本実施形態の動作を説明する。
図1の太線矢印で示したように、外ケース11の流入口11Aより下側部屋13に流入した水は、整流器20の整流壁70(70A,70B)に沿って流れ、羽根車40へと向かう。そして羽根車40は、整流壁70(70A,70B)に案内された水を各羽根43で受けて回転する。羽根車40を通過した水は、筒型ハウジング50のリブ52,52の間から流量計本体12の側方に流出し、外ケース11の上側部屋14を経て流出口11Bへと向かう。そして羽根車40の回転はマグネットカップリング44、44を介してメータユニット60に伝達され、水の流量が計測表示される。
【0030】
<実験1>
本発明に係る「堰部80」の効果を調べるべく以下の実験を行った。実験の手順は、以下の通りである。
▲1▼ 堰部80を有する整流器20を備えた本発明の流量計10と、堰部80を有していない整流器を備えた従来の流量計とに、予め設定した流量で通水し、各設定流量値における、各流量計の羽根車にかかるスラスト荷重を求めた。
▲2▼ 実験結果を図6に示すようにグラフ化した。
【0031】
なお、各流量計には可動翼29が設けられており、本実験において各可動翼29は、ほぼ垂直に設定されている。
【0032】
図6のグラフに基づき本発明の流量計10と、従来の流量計とを比較すると、設定した何れの流量値においても、本発明の流量計10のスラスト荷重は、従来の流量計のスラスト荷重よりも小さい値になっている。このことから、整流器20に堰部80を形成することで、羽根車40にかかるスラスト荷重が低減されることが分かった。
【0033】
<実験2>
次に、筒体27の羽根車40側の開口部における流体の通過面積(流通面積)Bに対する堰部80で囲まれた部分における流通面積A(図10を参照)の比率A/Bによるスラスト荷重の低減効果の差異について調べるべく以下の実験を行った。なお、実験の手順は、比率A/Bを115%,125%及び140%に設定した点以外は、上記実験1と同じ手順である。このため説明を省略する。
【0034】
図7のグラフに示すように、設定した何れの流量値においても、比率A/Bが小さくなるに従って、スラスト荷重の値が小さくなっている。このことから、堰部80の筒体27の内側への突出量が大きくなり、堰部80で囲まれた部分の流通面積Aが小さくなるに従って、スラスト荷重の低減効果が大きくなることが分かる。
【0035】
<実験3>
次に本発明の流量計のOIML規格への適応性について調べるべく実験を行った。実験の手順は、以下の通りである。
▲1▼ 堰部80を有する整流器20を備えた本発明の流量計10と、堰部80を有していない従来の整流器を備えた流量計とに、予め設定した流量で通水し、各設定流量値における各流量計の計量値を求めた。
▲2▼ 設定流量毎に各流量計の器差を算出してグラフ(器差曲線)化した。
【0036】
ここで「器差」は、計量値をX、真実値をYとしたときに、次式によって求められる。
器差(%)=((X−Y)/Y)・100
【0037】
実験結果は図8に示されており、同図において、本発明の流量計10の器差曲線は破線で表され、従来の流量計の器差曲線は実線で表されている。
【0038】
図8に示すように、設定流量値(図8におけるQ1〜Q4)のほぼ全域に亘って、本発明の流量計10の器差ピークは、従来の流量計の器差ピークより小さくなっている。このことから、本発明の流量計は従来の流量計より精度がよいことが分かった。
【0039】
さらに、図8の太線で囲まれたOIML規格に基づいた器差許容範囲(設定流量値Q2〜Q3の間における器差が±5%以内、かつ、Q3〜Q4の間における器差が±2%以内)に着目すると、従来の流量計が小流量域でこの許容範囲から外れているのに対し、本発明の流量計10は、小流量域から大流量域に亘って全域でこの許容範囲に収まっている。これから、本発明の流量計10はOIML規格に適応しており、小流量域から大流量域に亘って高精度で測定が可能であることが分かった。
【0040】
<他の実施形態>
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0042】
)上記一実施形態では、堰部80の内周面が筒体27の軸線方向に平行であったが、図に示す堰部120のように、上流側から下流側へ向かうに従って、内径が小さくなるようにテーパー状をなしていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係る流量計の断面図
【図2】 流量計本体の断面図
【図3】 羽根車の斜視図
【図4】 整流器と羽根車の断面図
【図5】 整流器の斜視図
【図6】 実験1の結果を示したグラフ
【図7】 実験2の結果を示したグラフ
【図8】 実験3の結果を示したグラフ
【図9】 他の実施形態(1)における整流壁の側断面図
【図10】 堰部で囲まれた部分の流通面積及び筒体の羽根車側の開放口における流通面積を表す概念図
【図11】 従来の流量計の断面図
【図12】 従来の整流器の断面図
【符号の説明】
10…羽根車式流量計
20…整流器
22…中心整流体
27…筒体
40…羽根車
0,120…堰部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an impeller-type flow meter and an impeller-type flow meter for measuring a flow rate based on rotation of the impeller by arranging a rectifier adjacent to the lower surface of the impeller to flow a fluid from the rectifier to the impeller side. It relates to the rectifier provided.
[0002]
[Prior art]
Figure 11 is a conventional impeller flowmeter shown, a rectifier 2 is shown enlarged in FIG. 12 having its impeller flowmeter. As shown in FIG. 11 , in this impeller flow meter, the support pin 7 stands up from the upper surface of the central rectifier 3 provided in the rectifier 2, and the impeller 1 rotates around the support pin 7. . Here, the impeller 1 receives fluid from below and rotates. At this time, the impeller 1 slides upward, and the upper end portion of the impeller 1 is pressed against the upper surface wall 6 to slide. For this reason, in the conventional impeller-type flow meter, as shown in FIG. 12 , the auxiliary rectifying plate 4 is laid on the upper surface of the central rectifying body 3 in the rectifier 2, and the outer rim of the auxiliary rectifying plate 4 is the central rectifying body 3. The fluid pressure to the side of the impeller 1 was reduced (for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-9-145427 (paragraphs [0023] to [0028], FIG. 3)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is considered that the upward slide of the impeller 1 affects the measurement performance. However, the conventional impeller-type flow meter described above cannot satisfy high measurement performance corresponding to the OIML (International Legal Metrology Organization) standard.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an impeller-type flow meter and a rectifier capable of improving measurement accuracy as compared with the related art.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The rectifier according to the invention of claim 1 made to achieve the above object measures the flow rate based on the rotation of an impeller provided with twelve twisted blades radially projecting from the outer peripheral surface of a cylindrical rotating body. A rectifier arranged adjacent to the lower surface of the impeller of the impeller-type flow meter, and a cylinder that guides fluid to the impeller and a central portion of the cylinder that is arranged near the impeller and facing downward. A central rectifying body having a rounded and tapered dome shape and having a support pin for pivotally supporting the impeller on the upper surface, and a cylindrical body protruding radially from the central rectifying body to the side 6 rectifying walls that are sandwiched between them and have a lower edge inclined obliquely downward from the central rectifying body , and two rectifying walls that are 180 degrees apart from each other among the 6 rectifying walls Formed on the four rectifying walls except for the direction of rotation of the impeller Projecting from the lower side located inside the inclined surface and the central flow regulator and the rectifier wall of the inner surface of the cylindrical body baffle wall is to be inclined so as to be thinner toward the end of the impeller side surface facing the And the area of the part through which the fluid passes inside the weir part is A, and the area of the part through which the fluid passes through the opening on the impeller side of the cylinder Is characterized in that the ratio R obtained by R = A / B is 115 to 140% .
[0008]
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the rectifier according to claim 1 , the weir portion is a flat ring fitted inside the cylindrical body.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, in the rectifier according to the first or second aspect, of the six rectifying walls, the two rectifying walls excluding the four rectifying walls formed with inclined surfaces are arranged on the impeller side. A movable wing is provided at the end, and the movable wing is characterized in that it can be tilted back and forth in the rotational direction of the impeller.
[0011]
An impeller type flow meter according to the invention of claim 4 is characterized in that the rectifier according to any one of claims 1 to 3 is provided.
[Action and effect of the invention]
If the impeller-type flow meter or rectifier of the present invention is used, the fluid pressure to the impeller is moderately suppressed by the weir part, and the measurement accuracy can be improved as compared with the conventional impeller-type flow meter. Specifically, when the area of the portion through which the fluid passes inside the weir is A and the area of the portion through which the fluid passes through the opening on the impeller side is B, R = A The ratio R calculated by / B is preferably 115 to 140% . Further, of the six rectifying walls provided in the rectifier, the four rectifying walls excluding the two rectifying walls at positions 180 degrees apart from each other face the direction opposite to the rotation direction of the impeller on the impeller side. The measurement accuracy can be further improved by forming an inclined surface that is inclined so that the rectifying wall becomes thinner toward the end of the film. Further, by configuring the weir portion with a flat ring fitted inside the cylinder, the problem can be solved by an easy design change of fitting the ring to a conventional rectifier. Invention of 2 ). Furthermore, of the six rectifying walls, two rectifying walls except for four rectifying walls with inclined surfaces are provided with movable blades at the end on the impeller side, thereby improving measurement accuracy. The adjustment to be performed becomes possible (the invention of claim 3) .
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The impeller-type flow meter 10 of the present invention (hereinafter simply referred to as “flow meter 10”) is obtained by assembling the flow meter body 12 shown in FIG. 2 to an outer case 11 (see FIG. 1) attached in the middle of a water pipe. Become.
[0013]
In the outer case 11, an inflow port 11A opened on the left side in FIG. 1 and an outflow port 11B opened on the right side are formed, and a lower chamber 13 extending downward from the inflow port 11A, and a lower chamber 13 An upper room 14 located above is provided. Further, the upper room 14 and the lower room 13 communicate with each other in the vertical direction via the communication port 16. The flow meter body 12 is inserted and assembled into an upper surface opening 15 formed on the upper surface of the upper chamber 14, and the lower end portion of the flow meter body 12 is joined to the edge of the communication port 16.
[0014]
2 in the flow meter main body 12 is a cylindrical housing, and is formed by connecting a pair of cylindrical portions 50A and 50B arranged vertically with a plurality of ribs 52. The lower cylindrical portion 50B is opened up and down, and the blades 43 of the impeller 40 are accommodated in the lower cylindrical portion 50B, and the rectifier 20 is joined to the lower surface of the lower cylindrical portion 50B. ing. As indicated by the thick arrows in FIG. 1, the water flowing in the order from the lower chamber 13 of the outer case 11 to the rectifier 20 and the lower cylindrical portion 50B passes between the ribs 52 and 52 from the upper surface of the lower cylindrical portion 50B. Pass through to the upper room 14 of the outer case 11 and head toward the outlet 11B.
[0015]
As shown in FIG. 2, a shaft accommodating portion 53 hangs down on the lower surface of the upper cylindrical portion 50A so as to taper toward the center of the lower cylindrical portion 50B. A shaft 41 extending from the impeller 40 is accommodated.
[0016]
On the other hand, a meter unit 60 is attached to the upper surface of the upper cylindrical portion 50A, and the meter unit 60 counts and displays the integrated flow rate of water that has passed through the flow meter 10 in conjunction with the rotation of the impeller 40. In addition, when the upper cover 61 provided on the upper part of the meter unit 60 is opened, the flow rate display unit can be seen through the glass window 62.
[0017]
In FIG. 3, only the impeller 40 is shown. As shown in the figure, the impeller 40 includes, for example, twelve blades 43 projecting radially from the outer peripheral surface of the cylindrical body 42. Each blade 43 has a lower edge 43B (upstream edge) counterclockwise with respect to an upper edge 43A (downstream edge) of each blade 43 when viewed from the upper side in FIG. Prior to the turning direction, the entire blade 43 is twisted. Thereby, when water pressure is applied to the blades 43 from the upstream, the impeller 40 rotates so that the lower end edge 43B of the blades 43 precedes. That is, the impeller 40 rotates counterclockwise as viewed from above.
[0018]
The shaft 41 rises vertically upward from the center of the bottom surface of the cylindrical body 42, and the space between the shaft 41 and the inner surface of the cylindrical body 42 is reinforced by ribs 46.
[0019]
As shown in FIG. 4, a hollow having a lower end is formed in the core portion of the shaft 41, and a bearing 47 is assembled at a position near the lower end in the cavity. A support pin 21 provided in the rectifier 20 described later is inserted into the cavity from the lower end of the shaft 41, and the tip of the support pin 21 is abutted against the bearing 47.
[0020]
One end of the magnet coupling 44 is provided at the upper end portion of the shaft 41, and is disposed opposite to the other magnet coupling 44 fixed to the gear 64 constituting the meter unit 60 as shown in FIG. 2. Thereby, the rotation of the impeller 40 is transmitted as the rotation of the gear 64 of the meter unit 60.
[0021]
Further, a convex portion 48 is provided at the center of the upper end surface of the shaft 41, and a bearing member 49 is provided at a position facing the convex portion 48 in the meter unit 60 (FIG. 2). See).
[0022]
Now, as shown in FIG. 5, the rectifier 20 includes a central rectifier 22 according to the present invention at the inner center of a cylindrical cylindrical body 27, and, for example, six sheets from the central rectifier 22 toward the cylindrical body 27. The rectifying wall 70 has a structure extending radially.
[0023]
The cylindrical body 27 is opened up and down, and a slide ring 32 is assembled to an upper end edge thereof. Specifically, the slide ring 32 is formed with long holes 35 and 35 at two positions separated by 180 °, and a screw inserted into the long holes 35 and 35 is screwed into the upper end portion of the cylindrical body 27. . Then, the slide ring 32 can be rotated on the cylinder 27 by loosening the screw, and the slide ring 32 can be fixed to the cylinder 27 by tightening the screw at a desired position. In addition, lateral grooves 33, 33 that open toward the inside are formed at positions that are approximately 90 ° apart from the long holes 35, 35.
[0024]
The central rectifier 22 is disposed at a position closer to the upper end (downstream end) of the cylindrical body 27. The center rectifier 22 has a dome shape that is open at the top and is rounded downward and tapered. Further, the apex of the dome, that is, the lower end portion 22U of the central rectifying body 22 reaches a substantially intermediate position in the axial direction of the cylindrical body 27, and an axial core portion 22A is provided in the dome. A support pin 21 is erected upward from the upper end of the shaft core portion 22A, and the support pin 21 is inserted into the cavity of the shaft 41 as described above to rotatably support the impeller 40. For example, six ribs 26 extend radially from the shaft core portion 22 </ b> A, and a rectifying wall 70 is formed on an extension line of the ribs 26.
[0025]
Each of the plurality of rectifying walls 70 is parallel to the axial direction of the cylindrical body 27 in the vertical direction. The lower end edge of the rectifying wall 70 is inclined so as to gradually go downward as it goes from the central rectifying body 22 toward the cylindrical body 27, and the lower end edge 70 U of the rectifying wall 70 on the cylindrical body 27 side is the central rectifying body 22. Is located below the lower end 22U (see FIG. 4). As shown in FIG. 5, among the plurality (six) of rectifying walls 70, two rectifying walls 70B that are 180 degrees apart from each other are provided with movable blades 29, and the remaining (four) rectifying walls 70A. An inclined surface 28 is formed.
[0026]
The rectifying wall 70 </ b> B provided with the movable blade 29 has a recess 71 opened toward the impeller 40 in a portion near the cylindrical body 27. The movable blade 29 has a substantially rectangular flat plate shape corresponding to the recess 71 and is assembled in the recess 71. Specifically, the pin 34 inserted from the outer surface of the cylindrical body 27 is inserted into the lower end portion of the movable blade 29, and the movable blade 29 can tilt around the pin 34. An emboss 30 is projected and engaged with the upper end portion of the movable blade 29 toward the inside of the lateral grooves 33 and 33 of the slide ring 32. Thereby, with the rotation of the slide ring 32, both movable wings 29, 29 are tilted symmetrically.
[0027]
The inclined surface 28 is formed on a surface of the rectifying wall 70 </ b> A facing the direction opposite to the rotation direction of the impeller 40 (counterclockwise direction when viewed from above in FIG. 5). In the present embodiment, the inclined surface 28 is formed only on the impeller 40 side of the rectifying wall 70A, and the portion other than the inclined surface 28 in the rectifying wall 70A is flat. The portion of the rectifying wall 70 </ b> A on the impeller 40 side is configured such that the thickness of the rectifying wall 70 </ b> A gradually decreases as the thickness of the rectifying wall 70 </ b> A approaches the end near the impeller 40.
[0028]
Now, as shown in FIG. 4, the rectifier 20 is provided with a dam portion 80 that protrudes inward from a position below the center rectifier 22 in the inner surface of the cylindrical body 27. Specifically, the dam portion 80 is formed by fitting a flat ring to the cylindrical body 27 and fixing the ring against the lower end edge 70 </ b> U of the rectifying wall 70. Thereby, the dam part 80 is arrange | positioned in the position of the upstream rather than the lower end part 22U of the center rectification body 22. FIG. The opening area of the cylindrical body 27 is narrowed by the dam portion 80.
[0029]
Next, the operation of this embodiment configured as described above will be described.
As shown by the thick line arrows in FIG. 1, the water that flows into the lower chamber 13 from the inlet 11 </ b> A of the outer case 11 flows along the rectifying walls 70 (70 </ b> A, 70 </ b> B) of the rectifier 20, and to the impeller 40. Head. The impeller 40 rotates by receiving the water guided by the rectifying walls 70 (70A, 70B) by the blades 43. The water that has passed through the impeller 40 flows out between the ribs 52, 52 of the cylindrical housing 50 to the side of the flow meter main body 12, and travels to the outlet 11B through the upper chamber 14 of the outer case 11. The rotation of the impeller 40 is transmitted to the meter unit 60 through the magnet couplings 44 and 44, and the flow rate of water is measured and displayed.
[0030]
<Experiment 1>
The following experiment was conducted to examine the effect of the “weir portion 80” according to the present invention. The experimental procedure is as follows.
(1) The flowmeter 10 of the present invention having the rectifier 20 having the dam portion 80 and the conventional flowmeter having the rectifier not having the dam portion 80 are passed through at a predetermined flow rate, The thrust load applied to the impeller of each flow meter at the set flow rate value was obtained.
(2) The experimental results were graphed as shown in FIG.
[0031]
Each flow meter is provided with a movable blade 29. In this experiment, each movable blade 29 is set substantially vertically.
[0032]
Comparing the flow meter 10 of the present invention with the conventional flow meter based on the graph of FIG. 6, the thrust load of the flow meter 10 of the present invention is the thrust load of the conventional flow meter at any set flow value. It is a smaller value. From this, it was found that the thrust load applied to the impeller 40 is reduced by forming the weir 80 in the rectifier 20.
[0033]
<Experiment 2>
Next, the thrust by the ratio A / B of the flow area A (see FIG. 10 ) in the portion surrounded by the weir 80 with respect to the fluid passage area (flow area) B in the opening on the impeller 40 side of the cylindrical body 27 The following experiment was conducted to investigate the difference in load reduction effect. The procedure of the experiment is the same as that of the experiment 1 except that the ratio A / B is set to 115%, 125%, and 140%. Therefore, the description is omitted.
[0034]
As shown in the graph of FIG. 7, the thrust load value decreases as the ratio A / B decreases at any set flow rate value. From this, it can be seen that the thrust load reduction effect increases as the amount of protrusion of the dam 80 to the inside of the cylinder 27 increases and the flow area A of the portion surrounded by the dam 80 decreases.
[0035]
<Experiment 3>
Next, an experiment was conducted to examine the adaptability of the flowmeter of the present invention to the OIML standard. The experimental procedure is as follows.
(1) The flowmeter 10 of the present invention provided with the rectifier 20 having the dam portion 80 and the flowmeter provided with the conventional rectifier not having the dam portion 80 are passed through at a preset flow rate, The measured value of each flow meter at the set flow rate value was obtained.
(2) The instrumental difference of each flowmeter was calculated for each set flow rate and graphed (instrumental difference curve).
[0036]
Here, the “instrument difference” is obtained by the following equation, where X is the measured value and Y is the true value.
Instrumental difference (%) = ((X−Y) / Y) · 100
[0037]
The experimental results are shown in FIG. 8, in which the instrumental difference curve of the flowmeter 10 of the present invention is represented by a broken line, and the instrumental difference curve of the conventional flowmeter is represented by a solid line.
[0038]
As shown in FIG. 8, the instrumental difference peak of the flowmeter 10 of the present invention is smaller than the instrumental peak of the conventional flowmeter over almost the entire set flow value (Q1 to Q4 in FIG. 8). . From this, it was found that the flowmeter of the present invention is more accurate than the conventional flowmeter.
[0039]
Further, an instrumental difference allowable range based on the OIML standard surrounded by a thick line in FIG. 8 (the instrumental difference between the set flow rate values Q2 to Q3 is within ± 5%, and the instrumental difference between Q3 and Q4 is ± 2 When the flowmeter 10 of the present invention is out of this allowable range in the small flow rate range, the flow meter 10 of the present invention has this allowable range in the entire range from the small flow rate range to the large flow rate range. It is in the range. From this, it has been found that the flowmeter 10 of the present invention is adapted to the OIML standard and can be measured with high accuracy from a small flow rate range to a large flow rate range.
[0040]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the embodiments described below are also included in the technical scope of the present invention, and various other than the following can be made without departing from the scope of the invention. It can be changed and implemented.
[0042]
(1) In the above embodiment, in accordance with but an inner circumferential surface of the dam portion 80 was parallel to the axial direction of the cylindrical body 27, as weir portion 120 shown in FIG. 9, directed from the upstream side to the downstream side, The taper may be formed so that the inner diameter becomes small.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a flow meter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a flow meter body. FIG. 3 is a perspective view of an impeller. FIG. 4 is a cross-sectional view of a rectifier and an impeller. ] Perspective view of rectifier [Fig. 6] Graph showing the result of Experiment 1 [Fig. 7] Graph showing the result of Experiment 2 [Fig. 8] Graph showing the result of Experiment 3 [Fig. 9] Other Embodiments ( FIG . 10 is a conceptual diagram showing a flow area of a portion surrounded by a weir and a flow area at an opening on the impeller side of a cylindrical body. FIG. 11 is a cross section of a conventional flow meter. Figure 12 is a cross-sectional view of a conventional rectifier eXPLANATION oF REFERENCE nUMERALS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Impeller-type flow meter 20 ... Rectifier 22 ... Central rectifier 27 ... Cylindrical body 40 ... Impeller 8 0, 1 20 ... Weir part

Claims (4)

12枚の捻れた羽根を円筒回転体の外周面から放射状に張り出して備えた羽根車の回転に基づいて流量を測定する羽根車式流量計のうち前記羽根車の下面に隣接配置される整流器であって、
前記羽根車に流体を案内する筒体と、その筒体の中心部のうち前記羽根車寄りに配置されて下方に向かって丸みを帯びた先細りとなったドーム状をなしかつ、上面に前記羽根車を軸支する支持ピンを有した中心整流体と、前記中心整流体から側方に放射状に張り出されて前記筒体との間に差し渡されかつ、下縁部が前記中心整流体から斜め下方に向かうように傾斜した6枚の整流壁と、
前記6枚の整流壁のうち、互いに180度離れた位置の2枚の前記整流壁を除く4枚の前記整流壁に形成されて、前記羽根車の回転方向と反対方向を向いた面を前記羽根車側の端部に向かうに従って前記整流壁が薄肉となるように傾斜させてなる傾斜面と、
前記筒体の内面のうち前記中心整流体及び前記整流壁より下側位置から内側に張り出して前記筒体の内径を縮径する堰部とを備え
前記堰部の内側で流体が通過する部分の面積をAとし、前記筒体のうち、前記羽根車側の開放口における流体が通過する部分の面積をBとした場合に、
R=A/B
で求められる比率Rを、115〜140%としたことを特徴とする整流器。
A rectifier arranged adjacent to the lower surface of the impeller among the impeller flowmeters that measure the flow rate based on the rotation of the impeller provided with 12 twisted blades radially projecting from the outer peripheral surface of the cylindrical rotating body. There,
A cylindrical body that guides fluid to the impeller, and a tapered dome that is disposed near the impeller and is rounded downward in a central portion of the cylindrical body, and the blade on the upper surface A central rectifier having a support pin for pivotally supporting a vehicle, and a radial bulge extending laterally from the central rectifier and passing between the cylindrical bodies, and a lower edge portion from the central rectifier 6 rectifying walls inclined diagonally downward ,
Of the six rectifying walls, formed on the four rectifying walls excluding the two rectifying walls located 180 degrees apart from each other, the surface facing the direction opposite to the rotation direction of the impeller An inclined surface formed by inclining the rectifying wall so as to be thinned toward the end on the impeller side;
A weir portion that protrudes inward from a position below the central rectifier and the rectifying wall of the inner surface of the cylindrical body and reduces the inner diameter of the cylindrical body ,
When the area of the part through which the fluid passes inside the weir part is A, and the area of the part through which the fluid passes through the opening on the impeller side of the cylindrical body is B,
R = A / B
The ratio R calculated | required by (1) was 115-140%, The rectifier characterized by the above-mentioned.
前記堰部は、前記筒体の内側に嵌合された平板状のリングであることを特徴とする請求項1に記載の整流器。 2. The rectifier according to claim 1, wherein the dam portion is a flat ring that is fitted inside the cylindrical body . 前記6枚の整流壁のうち、前記傾斜面が形成された4枚の前記整流壁を除く2枚の前記整流壁には前記羽根車側の端部に可動翼が設けられ、前記可動翼は、前記羽根車の回転方向の前後に傾動可能に構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の整流器。 Of the six rectifying walls, the two rectifying walls except for the four rectifying walls formed with the inclined surface are provided with movable vanes at the end on the impeller side, The rectifier according to claim 1, wherein the rectifier is configured to be tiltable forward and backward in a rotation direction of the impeller . 上記請求項1乃至3の何れかに記載の整流器を備えたことを特徴とする羽根車式流量計。An impeller-type flow meter comprising the rectifier according to any one of claims 1 to 3.
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