JP4913088B2 - 流量計 - Google Patents

Description

本発明は、給湯装置などに用いられ、給水量を検知する流量計に関する。

従来のこの種の流量計としては、例えば４枚の羽根が放射状に設けられた羽根車の各羽根の先端に永久磁石の磁極を設け、その羽根車を管路内に回転自在に取り付けている。そして、この羽根車の上流側に流体の流れを渦流にする固定羽根を設けている。流体が流れると固定羽根の下流で渦流が発生するので、その渦流によって羽根車が回転する。

管路の外側にＭＲ素子やホール素子といった磁界の変化を検知できる磁気センサを取り付ければ、羽根車の回転数が検知できる。羽根車の回転数は流速に比例するので、管路の通路断面積と流速とから、流量をリアルタイムで検知することができる。

ただし、羽根車の羽根の先端には磁極が設けられているので、上流から流れてくる流体中に鉄粉等の磁性体からなる不要物が含まれていると、羽根の先端に不要物が吸着される。そして吸着された不要物の量が多くなると、羽根と共に回転する不要物が管路の内壁に接触し、羽根車の回転に対して抵抗となるばかりか、羽根の先端と内壁との間に不要物が噛み込むと、羽根車が回転できなくなるという不具合が生じる。

そこで、羽根車の先端に面取り加工を施して表面積を広げ、不要物が分散して吸着されるように構成することにより、不要物が羽根の先端に吸着されても管路の内壁に不要物が接触しにくくしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−２５５１８３号公報（図４）

上記特許文献記載の従来のものでは、面取り加工を施さないものと比較すれば不要物が吸着されても管路の内壁に不要物が接触しにくくはなるものの、そのまま放置すればいずれは羽根の先端に吸着された不要部が増加し、管路の内壁に接触することが予想され、上述の不具合を根本的に解消するものではない。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、管路内に設ける回転体の表面に不要部が吸着されても、吸着された不要物を除去することにより、長期間継続して使用することのできる流量計を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による流量計は、流体の管路内に回転軸線がこの管路の長手方向に対して平行になるように挿入され、管路の長手方向に沿った流体の流れにより回転する回転体を備え、この回転体の外周面に永久磁石の磁極を設け、管路の外側から磁気センサにより磁極の回転速度を検知して管路内の流量を検知する流量計において、管路の内周面に回転体の磁極に対向する突出部を設け、磁極に吸着された鉄粉その他の不要物を突出部に衝突させて磁極から除去することを特徴とする。

回転体の外周面に不要物が吸着されても、不要物が突出部に接触するまで吸着されると、回転体の回転中に不要物が突出部に衝突して回転体の外周面から強制的に除去される。

なお、上記回転体を複数の羽根が放射状に設けられた羽根車で構成し、磁極を羽根の先端に設けた場合に、羽根に吸着されている不要物が全て同時に突出部に衝突すると、羽根車の回転に対して大きな抵抗となるおそれがある。そこで、上記突出部の個数を羽根の枚数と異なる個数にして、全ての羽根について同時に突出部に不要物が衝突しないようにすることが望ましい。

以上の説明から明らかなように、本発明は、回転体の外周面に不要物がある程度吸着すると、管路の内壁に不要物が接触する前に不要物を除去するので、長期間継続して使用し続けても、不要物が管路の内壁に接触することによる不具合が生じない。

図１および図２を参照して、１は本発明による流量計のユニットである。このユニット１は流体が流れる管路２内に挿入されるものであり、図１に示す状態では上方から下方に向かって流れる。ユニット１には樹脂製の円筒形のスリーブ３が設けられており、このスリーブ３の中心部分に、軸受３１，３２によって羽根車４が回転自在に保持されている。本実施の形態では、羽根車４には回転軸から放射状に４枚の羽根が設けられており、羽根車４は永久磁石でできており、各羽根の先端は着磁され磁極４１となっている。

この羽根車４の上流側には固定羽根３３が取り付けられており、上方から流れてきた流体はこの固定羽根３３で渦流になる。渦流が羽根車４に流れてくると、羽根車４は渦流の回転方向と同じ方向に回転する。回転速度は流速に比例する。

管路の外周面には磁気センサ２１が取り付けられており、羽根車４が回転すると磁極４１が磁気センサ２１の取付位置を通過する毎に磁気センサ２１が磁極４１の通過を検知し、その検知周期から羽根車４の回転速度を知ることができる。管路２の通路断面積は既知であり、羽根車４の回転速度は流速に比例することから、流量を求めることができる。

管路２の内壁と同一視することのできるスリーブ３の内壁に５条の突出部５を設けた。上流から鉄粉その他の磁性体からなる不要物が流れてくると、磁極４１に吸着されるおそれがあり、その吸着量は時間の経過と共に増加し、磁極４１から外方に盛り上がるように堆積する。堆積した不要物が突出部５に接触すると、不要物は羽根車４と共に回転しているので、不要物が突出部５に衝突して磁極４１から除去されることになる。

ところで、本実施の形態では上述のように、羽根車４の羽根の枚数を４枚とし、突出部５を５条設けた。このように、両者の個数を相違させたのは、図２に示すように、突出部５に不要物が衝突する際の磁極４１の個数を常に１個に限定するためである。このように、各磁極４１について各々分散して不要物が突出部５に衝突するので、衝突時の衝撃を分散して羽根車４の滑らかな回転を阻害しないようにした。

ところで、上記実施の形態では、突出部５を流れ方向に沿って平行に設けたが、図３に示すように突出部５を磁極４１に対して傾けて設けてもよい。ただし、傾ける方向は、磁極４１と突出部５との重なり部分が上流側であるａから下流側であるｂに移動するように傾ける。このように突出部５を傾けると、突出部５に衝突した不要物は上流側ではなく下流側へと送られ、流体の流れに乗って磁極４１から除去されやすくなるからである。また、図３に示したものでは突出部５を傾けたが、磁極４１を傾けてもよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 II−II断面図 突出部の他の実施の形態を示す図

符号の説明

１ ユニット
２ 管路
３ スリーブ
４ 羽根車
５ 突出部
２１ 磁気センサ
４１ 磁極

Claims (2)

1. 流体の管路内に回転軸線がこの管路の長手方向に対して平行になるように挿入され、管路の長手方向に沿った流体の流れにより回転する回転体を備え、この回転体の外周面に永久磁石の磁極を設け、管路の外側から磁気センサにより磁極の回転速度を検知して管路内の流量を検知する流量計において、管路の内周面に回転体の磁極に対向する突出部を設け、磁極に吸着された鉄粉その他の不要物を突出部に衝突させて磁極から除去することを特徴とする流量計。
2. 上記回転体は複数の羽根が放射状に設けられた羽根車であり、磁極は羽根の先端に設けられており、上記突出部の個数を羽根の枚数と異なる個数にしたことを特徴とする請求項１に記載の流量計。

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