JPH02138823A - 推量式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は一般的に流体計量装置に係り、より詳細には、
配管路を通じてガス機器に供給されるガス等の流体の運
動エネルギーをロータの回転運動に変換し、ロータの回
転を電気信号に変換して流体の流量を計測するタービン
メータ等の推量式流量計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この推量式流量計の一種のタービンメータとして
、第４図に示す構成のものがある。同図において、１は
図示しない配管路の途中に接続され、流体を流す流路の
一部分を形成する流路部であり、該流路部１内の中央に
は、その長手方向に離間されて固定された一対の支持部
２が設けられている。該一対の支持部２は、流路部１の
内壁１ａと協動して流路１ｂを形成している。また、対
の支持部２の対向部分には、キャップ状のロータ３の回
転軸３ａを回転自在に軸承する軸受２ａがそれぞれ設け
られている。

上記ロータ３の外周には、上記流路１ａに流れる流体の
運動エネルギーを受けてロータ３の回転運動に変換する
ブレード３ｂが設けられている。

上記キャップ状のロータ３の底部には、ロータ３と共に
回転するようにマグネット４が埋め込まれている。また
、一対の支持部２の一方には、ロータ３の底部と対向す
る部分にコイル又は磁気抵抗効果（ホール効果）素子等
の磁気検出素子５が設けられている。

以上の構成により、流路部１の一端から矢印で示す方向
に流体が流入すると、該流路部１の流路１ｂに流れる流
体がブレード３に当たり、流体の運動エネルギーにより
ロータ３が回転されるようになる。ロータ３が回転する
と、該ロータ３に埋め込まれたマグネット４が一緒に回
転し、支持部２に設けられた磁気検出素子５に対して接
離を繰り返すようになる。このことによって、磁気検出
素子５はマグネット４の接離に応した電気信号を発生す
る。この磁気検出素子５が発生ずる電気信号は、ロータ
３の回転、すなわち流路部１に流れる流体の流量に応じ
て変化し、この電気信号を処理することにより流路部１
に流れた流体の流量を計量することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕 上述のようにタービンメータの場合、ロータは負荷変動
、例えばガス機器のガス使用量の変化に応じて回転数が
変化し、この回転数の変化によって流量を計測するよう
になっているが、大容量負荷、例えば大量のガスを消費
するガス機器の運転を停止すると、慣性によりロータが
回転し続け、徐々に回転が低下するようになる。このた
め、上述したようにロータの回転そのものを検出してい
る従来の推量式流量計では、慣性により回転した分も計
量してしまい、正確な計量が困難である。

この現象はオーバメータリングと呼ばれ、推量式計量計
の大きな欠点であった。

また、上述した従来の流量計では、ロータ３に埋め込ん
だマグネット４を使用しているため、ロータの重量が増
大して耐久性の上で問題がある。

よって本発明は、ロータの回転を検出して流量を計測す
るものにおいて、計測を不正確にするオーバメータリン
グや耐久性上の問題をなくし、正確な計量を可能にする
と共に長寿命を図った推量式流量計を提供することを課
題としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため本発明により成された推量式流
量計は、流体の流路に設けられ、該流路に流れる流体の
運動エネルギーを外周に設けたブレードで受けて回転す
るロータと、前記流路の壁面に前記ブレードの移動方向
に離間して設けられた一対の穴と、該一対の穴の間に生
じる圧力の差を検知して電気信号を発生する差圧検知手
段とを備え、前記差圧力検知手段が発生する電気信号に
基づいて前記流路に流れる流体の流量を計測することを
特徴とする。

〔作　用〕

上記構成において、ロータが流体の流れに応じて回転す
ると、ロータの外周のブレードが流路の壁面にブレード
の移動方向に離間して設けられた一対の穴を横切って移
動し、該一対の穴の間に圧力の差を生じさせるが、流体
の流れがないときには、ロータが回転しても一対の穴間
には圧力差が発生せず差圧検知手段が電気信号を発生ず
ることがなく、オーバメータリングの問題が起こらない
ので、差圧検知手段が発生する電気信号に基づいて流路
に流れる流体の流量を正確に計測することができ、また
ロータに何らの部材も設けられていないので、ロータに
余分の負荷が掛からず耐久性の向上が図られている。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明による推量式流量計の一実施例を示す図
であり、同図において、１１は流体人口１１ａ及び流体
出口１１ｂを有し、流体を流す流路を形成する流路部で
あり、該流路部１１には、図示しない配管が上記流体人
口１１ａと流体出口１１ｂとにそれぞれ接続される。上
記流体人口１１ａと流体出口１１ｂとの間の中間部には
、流路部１１の一部分が一側に膨出されてロータ収容部
１１ｃが形成されている。ロータ収容部１１ｃの内部に
は、外周に複数のブレード１２ａを有するロータ１２が
回転軸１２ｂを中心に回転自在に収容され、よってロー
タ１２の外周のブード１２ａが、上記流体人口１１ａと
流体出口１１ｂとの間の流路に臨まされている。

上記流体人口１１ａと流体出口１１ｂとを結ふ流路を形
成すると共に、ロータ収容部１１Ｃの内壁面の一部分を
形成している壁面には、流体の流れる方向、すなわちロ
ータ１２のプレート’　１２　ａの移動方向にブレード
１２ａの略厚みに相当する距離だけ離間して流路側に開
口した一対の穴１３ａ及び１３ｂが形成されている。該
一対の穴１３ａ及び１３ｂ間には、これらの穴内の圧力
の差に応じて変位する振動板１４が設けられている。該
振動板１４は、一方の穴１３ａ内に振動板１４と対向し
て設けられた固定電極１５と共に、振動板１４を可動電
極とするコンデンサマイク構成の差圧検知センサを形成
している。

以上の構成において、流路部１１の流体人口１１ａに流
体が流入すると、該流入した流体の運動エネルギー、す
なわち流体の圧力をロータ１２がそのブレード１２ａで
受けて図中矢印で示すように回転軸１２ｂを中心に回転
し、流体は流体出口１１ｂから排出される。このように
ロータ１２が回転し、そのブレード１２ａの一つが上記
一対の穴１３ａ及び１３ｂ間に差し掛かると、ブレード
１３ａの上流側、すなわち穴１３ａ側にのみ流体が流入
して、穴１３ａ内の圧力が穴１３ｂ内の圧力よりも高く
なる。この一対の穴１３ａ及び１３ｂ間の圧力差ば振動
板１３を穴１３ｂ寄りに変位させ、この振動板１４の変
位により、固定電極１５と振動板１４の間の間隔が大き
くなり、振動板１３と固定電極１４との間の静電容量を
変化させる。

ロータ１２が更に回転して一対の穴１３ａ及び１３ｂ間
にあったブレード１２ａが一対の穴１３ａ及び１３ｂの
両方を越えて移動すると、両穴１３ａ及び１３ｂ内の圧
力が等しくなって振動板１４は元の中立位置に戻り、振
動板１４と固定電極１５間の静電容量も元の値に戻る。

上述のような静電容量の変化は、ロータ１２のブレード
１２ａが一対の穴１３ａ及び１３ｂを横切って移動する
毎に振動板１４が振動することによって生じる。上記差
圧検知センサの出力は、例えば電界効果トランジスタ（
ＦＥＴ）によって、上記静電容量の変化に応じた電気信
号に変換され、例えば第２図（ａ）に示すように流量が
変化したときには、同図（ｂ）に示すようなパルス状の
電気信号を発生させる。

なお、第２図（ａ）に示す電気信号の負成分Ｎば、振動
板］４が中立位置に戻るときに中立位置に直ちに止まら
ずに反対側に若干振れることによって生じるものである
。

また、流体の流れが停止したとき、或いは第２図（ａ）
中区間Ｘで示すように流量が低下したときには、ロータ
１２は回転を継続する。しかしこの場合には、ロータ１
２は、単に空転するだけであるので、ロータ１２のブレ
ード１２ａの上流側の穴１３ａ内の圧力は下流側の穴１
３ｂ内の圧力よりも低くなり、差圧検知センサの出力に
は、第２図（ｂ）の対応する区間に示すように負側に振
れる電気信号が発生される。よって、流体の流れに基づ
いて発生される電気信号と空転に基づいて発生される電
気信号とを明確に区別することができるようになり、空
転による計測誤差の発生を防止することができる。

更に、配管内に流体の圧力変化が生じても、流体が流れ
ていないときには、振一対の穴１３ａ及び１３ｂ内の圧
力は同相で変化するだけで振動板１４には何らの変位も
生じないので、振動板１４が圧力変動によって誤検知す
ることがない。

更にまた、」二連の実施例では、ロータの回転を検知す
るためにマグネットを使用していないので外部磁界の影
響を受けて計測が狂うこともない。

以上説明した実施例では、ロータ１２はその回転軸１２
ｂが流体の流れの方向に交叉するように設けられている
が、本発明は第４図について上述した従来例と同様に流
体の流れの方向に回転軸を有するロータを用いた、所謂
軸流タービンメータにも等しく適用することができる。

第３図は軸流タービンメータとして構成した本発明によ
る推量式流量計の他の実施例を示し、図中第４図につい
て上述したものと同一の部分には同一の符号を付して詳
細な説明を省略する。

第３図において、ロータ３の外周の複数のブレ−ド３ｂ
は、流路に流れる流体の運動エネルギを受けてロータ３
を回転させることができるように回転軸３ａに対して所
定角度傾斜して設けられている。そして、流路部１の壁
面１ａには、ロタ３が回転したときそのブレード３ａの
先端部が対向する部位に、ロータ３の回転方向にブレー
ドの略厚みに相当する距離離間されて開口された一対の
穴１３ａ及び１３ｂが形成されている。一対の穴１３ａ
及び１３ｂの開口は、ブレード３ｂの傾斜角に相当する
角度傾斜されたスリット状に形成されているが、この構
造は、一対の穴１３ａ及び１３ｂ内の圧力を流体の流れ
に応じて感度良く変化させるのに有効である。

また、本実施例では、差圧検知センサとして一対の穴１
３ａ及び１３ｂ間の仕切り壁を形成している圧電素子１
６を使用しているが、該圧電素子１６は第１図の実施例
と同様の作用により流量に応じたパルス状の電気信号を
発生ずる。

〔効　果〕

以上説明したように本発明によれば、差圧検知手段はロ
ータが流体の流れに応じて回転したときのみ電気信号を
発生し、流体の流れがないときにはロータが回転しても
電気信号を発生しないので、大きな負荷がなくなってロ
ータが空転するようなことが生しても、これを誤検知す
るオーバメータリングの問題が起こらず、またロータに
何らの部材も設けられていないので、ロータに余分の負
荷が掛からず耐久性を向上して長寿命化を図ることがで
きる等多くの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による推量式流量計の一実施例を示す断
面図、 第２図（ａ）及び（ｂ）は第１図の推量式流量計の動作
を説明するための波形図、 第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明による推量式流量計の
他の実施例の異なる断面をそれぞれ示す断面図、 第４図は推量式流量計の従来例を示す断面図である。 ■、１１・・・流路部、３，１２・・・ロータ、３ｂ。 １２ａ・・・ブレード、１３ａ、１３ｂ・・・一対の穴
、１４・・・振動板、１５・・・固定電極、１６・・・
圧電素子。 実用新案登録出願人 矢崎総業株式会社 代 理 人 荒野 秀１ｊ１ｔ 第 図 第 図 ｂ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　流体の流路に設けられ、該流路に流れる流体の運動エ
   ネルギーを外周に設けたブレードで受けて回転するロー
   タと、 前記流路の壁面に前記ブレードの移動方向に離間して設
   けられた一対の穴と、 該一対の穴の間に生じる圧力の差を検知して電気信号を
   発生する差圧検知手段とを備え、 前記差圧力検知手段が発生する電気信号に基づいて前記
   流路に流れる流体の流量を計測する、ことを特徴とする
   推量式流量計。