JP7078526B2

JP7078526B2 - 流量センサ装置

Info

Publication number: JP7078526B2
Application number: JP2018228821A
Authority: JP
Inventors: 悠二郎中島
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: JP2020091212A

Description

本発明は、水が流れる配管部材内に、水流で回転する羽根車と、羽根車を収納する、両端部に羽根車の軸を回転自在に支持する軸受部を有する筒状のセンサケースとを備える流量センサが装着された流量センサ装置に関する。

従来、この種の流量センサ装置として、配管部材内に、流量センサがセンサケースの一端側を先頭にして挿入され、配管部材内に、センサケースの一端が当接するストッパ段部が設けられると共に、センサケースの他端に当接して，センサケースをストッパ段部との間に挟み込んで位置決めする押え部材が嵌入されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、特許文献１には開示されていないが、配管部材の押え部材が嵌入された部分に連続する筒部から分岐する、開閉弁が介設された分岐通路を設けることがある。この場合、筒部に開口する分岐通路の入口部が小径であると、開閉弁が閉じている状態では、配管部材内の水抜きを行っても、入口部に表面張力による水膜が形成されて、入口部と開閉弁との間の分岐通路の部分の水が排出されず、残水の凍結によって部品破壊を生ずることがある。尚、入口部と開閉弁との間の分岐通路の部分の水抜き用部品を別途追加することも可能であるが、これでは、部品点数や組立工数が増加し、コストアップを招く。

特開２０１８－３１６２５号公報

本発明は、以上の点に鑑み、分岐通路の入口部と開閉弁との間の分岐通路の部分の水を分岐通路の水抜き用部品を別途追加することなく排出できるようにした流量センサ装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、水が流れる配管部材内に、水流で回転する羽根車と、羽根車を収納する、両端部に羽根車の軸を回転自在に支持する軸受部を有する筒状のセンサケースとを備える流量センサがセンサケースの一端側を先頭にして挿入され、配管部材内に、センサケースの一端が当接するストッパ段部が設けられると共に、センサケースの他端に当接して，センサケースをストッパ段部との間に挟み込んで位置決めする押え部材が嵌入される流量センサ装置であって、配管部材の押え部材が嵌入された部分に連続する筒部から分岐する、開閉弁が介設された分岐通路が設けられるものにおいて、押え部材に、筒部に開口する分岐通路の入口部と実質的に同一の面に沿ってのびるリブが一体に設けられることを特徴とする。

本発明によれば、開閉弁が閉じている状態で配管部材内の水抜きを行ったときに、分岐通路の入口部に表面張力で水膜が形成されても、この水膜はリブに接触して破壊される。その結果、入口部から分岐通路内に空気が入り、入口部と開閉弁との間の分岐通路内の水が空気と置換して排出される。そして、リブは、流量センサ用の押え部材に一体に設けられているため、分岐通路の水抜き用部品を別途追加せずに済み、部品点数や組立工数の増加によるコストアップを回避することができる。

また、本発明において、リブは、分岐通路の入口部を挟んで筒部の軸方向両側又は周方向両側に位置する筒部内周面に接するように形成されることが望ましい。これによれば、入口部に形成される水膜がリブを介して筒部内周面に引き込まれるようにして破壊され、水膜破壊の確実性が向上する。

本発明の実施形態の流量センサ装置の切断側面図。実施形態の流量センサ装置に設けられる押え部材の斜視図。

図１を参照して、１は、上流側接続口１１と下流側接続口１２とを有し、内部に水が流れる配管部材であり、この配管部材１内に流量センサ２が装着されている。この配管部材１は、例えば、給湯用熱交換器１００に対する給水路１０１に介設されるもので、上流側接続口１１が下方を向くように配置されている。

流量センサ２は、水流で回転する羽根車２１と、羽根車２１を収納する筒状のセンサケース２２とを備えている。羽根車２１は、外周面に放射状に配置した、磁化された複数の羽根２１１を有し、中心に軸２１２が貫通している。センサケース２２は、一端部、即ち、上端部に、羽根車２１の軸２１２の上端部を回転自在に支持する第１軸受部２２１を有し、他端部、即ち、下端部に、羽根車２１の軸２１２の下端部を回転自在に支持する第２軸受部２２２を有する。

第１と第２の各軸受部２２１，２２２は、軸２１２が挿入される有底筒状の内筒部２２１ａ，２２２ａと、センサケース２２のケース本体２２０とほぼ同径の外筒部２２１ｂ，２２２ｂと、内筒部２２１ａ，２２２ａと外筒部２２１ｂ，２２２ｂとの間に放射状に設けられた連結片部２２１ｃ，２２２ｃとを有している。第２軸受部２２２の連結片部２２２ｃは、軸方向（上下方向）に対し傾斜している。そして、センサケース２２内に下方から流入する水流が連結片部２２２ｃに案内されて旋回流となり、この旋回流が羽根車２１の羽根２１１に当たって羽根車２１が回転するようにしている。尚、第２軸受部２２２は、ケース本体２２０と一体であるが、第１軸受部２２１は、ケース本体２２０と別体であって、外筒部２２１ｂの下端部をケース本体２２０の上端部に嵌着している。

配管部材１の流量センサ２の装着部外面には、磁気抵抗効果素子やホール素子等から成る磁気検出器３が取り付けられている。この磁気検出器３からは、羽根車２１の各羽根２１１が磁気検出器３に対向する位置を通過する度にパルスが出力される。そして、単位時間当たりの出力パルス数をカウントして、通水流量を検出する。

流量センサ２は、配管部材１内に、上流側接続口１１からセンサケース２２の一端側、即ち、第１軸受部２２１側を先頭にして挿入される。配管部材１内には、センサケース２２の一端、即ち、第１軸受部２２１の外筒部２２１ｂの上端が当接するストッパ段部１３が設けられている。更に、センサケース２２の他端、即ち、第２軸受部２２２の外筒部２２２ｂの下端に当接して、センサケース２２をストッパ段部１３との間に挟み込んで位置決めする後記詳述する押え部材４が配管部材１内に上流側接続口１１から嵌入されている。

また、配管部材１の押え部材４が嵌入された部分に連続する筒部１４から分岐する、開閉弁５が介設された分岐通路６が設けられている。この分岐通路６は、例えば、給水路１０１と給湯用熱交換器１００の下流側の出湯路１０２とを接続するバイパス路を構成する。

開閉弁５は、パイロット式電磁弁で構成されている。具体的に説明すれば、開閉弁５は、弁筐５１内の弁座５１１及び弁座５１１の周囲の流入室５１２に対向し、弁座５１１に開設した主弁孔５１３を開閉するダイヤフラム５２１を主体として構成される主弁５２と、主弁５２の背面側に画成され、主弁５２に設けられたイコライザ孔５２２を介して流入室５１２に連通する背圧室５３と、背圧室５３と主弁孔５１３とを連通するように主弁５２に設けたパイロット弁孔５２３を開閉するパイロット弁５４と、パイロット弁５４が取付けられ、図外のバネでパイロット弁５４を閉じる方向（下方）に付勢されるプランジャ５５と、通電時にパイロット弁５４を開く方向（上方）にプランジャ５５を移動させる電磁ソレノイド５６とを備えている。尚、流入室５１２は、筒部１４に開口する分岐通路６の入口部６１に連通しており、また、主弁孔５１３は、分岐通路６の下流側部分に連通している。

パイロット弁５４は、常時は閉弁されている。そして、パイロット弁５４の閉弁により、流入室５１２からイコライザ孔５２２を介して背圧室５３に流入する水が背圧室５３に封じ込められ、背圧室５３内の水圧で主弁５２が弁座５１１に着座して主弁孔５１３を閉塞する閉じ位置に変位し、開閉弁５は閉じ状態となる。また、電磁ソレノイド５６への通電でプランジャ５５を移動させて、パイロット弁５４を開弁させると、背圧室５３内の水がパイロット弁孔５２３を介して主弁孔５１３に流出し、背圧室５３内の水圧が低下して、流入室５１２内の水圧で主弁５２が弁座５１１から離隔する開き位置に変位し、開閉弁５が開き状態となって、流入室５１２から主弁孔５１３に水が流れる。

ところで、上流側接続口１１に接続される給水路１０１の上流部分には排水弁１０３が接続されている。そして、凍結の恐れがある場合には、給水路１０１への給水を停止した状態で排水弁１０３を開弁させることにより、配管部材１内の水抜きを行うようにしている。ここで、分岐通路６の入口部６１が小径（例えば、直径８ｍｍ以下）であると、配管部材１内の水抜きを行っても、入口部６１に表面張力による水膜が形成されて、水抜き時に閉じ状態に維持される開閉弁５と入口部６１との間の分岐通路６の部分の水が排出されなくなることがある。

そこで、本実施形態では、押え部材４に、筒部１４に開口する入口部６１と実質的に同一の面に沿ってのびるリブ４１を一体に設けている。尚、「入口部６１と実質的に同一の面」とは、入口部６１に合致する面だけでなく、表面張力によって入口部６１に形成される水膜に接触可能な面を含む用語である。以下、図２を参照して、押え部材４について詳述する。

押え部材４は、入口部６１よりも上方位置でセンサケース２２の他端（第２軸受部２２２の外筒部２２２ｂの下端）に当接する、上端の円弧状の押え部４２と、入口部６１よりも下方位置で筒部１４に内嵌する下端のリング部４３と、押え部４２とリング部４３とを入口部６１の周方向両外側で連結する連結リブ部４４，４４とを有している。そして、両連結リブ部４４，４４の間に、押え部４２とリング部４３との間に跨るように上記リブ４１が一体に設けられている。また、リブ４１は、入口部６１を挟んで筒部１４の軸方向両側に位置する筒部１４内周面、即ち、筒部１４の入口部６１の上側及び下側の内周面に接するように形成されている。尚、押え部４２、連結リブ部４４，４４及びリブ４１は、点対称の位置関係で２組形成されている。そして、押え部材４を１８０°反転した位相で配管部材１に嵌入しても、一方の組のリブ４１が入口部６１と実質的に同一の面に沿うようにしている。

以上の構成によれば、開閉弁５が閉じている状態で配管部材１内の水抜きを行ったときに、分岐通路６の入口部６１に表面張力で水膜が形成されても、この水膜はリブ４１に接触して破壊される。その結果、入口部６１から分岐通路６内に空気が入り、入口部６１と開閉弁５との間の分岐通路６の部分の水が空気と置換して排出される。そして、リブ４１は、流量センサ２用の押え部材４に一体に設けられているため、分岐通路６の水抜き用部品を別途追加せずに済み、部品点数や組立工数の増加によるコストアップを回避することができる。更に、本実施形態では、リブ４１が筒部１４の入口部６１の上側及び下側の内周面に接するため、入口部６１に形成される水膜がリブ４１を介して筒部１４内周面に引き込まれるようにして破壊され、水膜破壊の確実性が向上する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、押え部材４の一対の連結リブ４４，４４間に、入口部６１と実質的に同一の面に沿って周方向にのびるリブを設けることも可能である。この場合、入口部６１を挟んで筒部１４の周方向両側に位置する筒部１４内周面に接するようにリブを形成することが望ましい。また、上記実施形態では、押え部材４が嵌入される配管部材１の部分を流量センサ２の上流側としているが、流量センサ２の下流側の配管部材１の部分に押え部材を嵌入させ、この部分に連続する筒部から分岐する、開閉弁が介設された分岐通路を設けるものにも同様に本発明を適用できる。また、開閉弁５は、上記実施形態のパイロット式電磁弁以外のものであってもよい。

１…配管部材、１３…ストッパ段部、１４…筒部、２…流量センサ、２１…羽根車、２１２…軸、２２…センサケース、２２１，２２２…軸受部、４…押え部材、４１…リブ、５…開閉弁、６…分岐通路、６１…入口部。

Claims

水が流れる配管部材内に、水流で回転する羽根車と、羽根車を収納する、両端部に羽根車の軸を回転自在に支持する軸受部を有する筒状のセンサケースとを備える流量センサがセンサケースの一端側を先頭にして挿入され、配管部材内に、センサケースの一端が当接するストッパ段部が設けられると共に、センサケースの他端に当接して，センサケースをストッパ段部との間に挟み込んで位置決めする押え部材が嵌入される流量センサ装置であって、
配管部材の押え部材が嵌入された部分に連続する筒部から分岐する、開閉弁が介設された分岐通路が設けられるものにおいて、
押え部材に、筒部に開口する分岐通路の入口部と実質的に同一の面に沿ってのびるリブが一体に設けられることを特徴とする流量センサ装置。
前記リブは、前記分岐通路の前記入口部を挟んで前記筒部の軸方向両側又は周方向両側に位置する筒部内周面に接するように形成されることを特徴とする請求項１記載の流量センサ装置。