JPH02306119A - タービン式流量計 - 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 本発明はターごン式流８５１に係り、特に流量計測をよ
り高精麿に行うよう４’４成したタービン式流品胴に関
する。

従来の技術 例えば家庭用ガス配管、工業用ガス配管等の各種ガス配
管の管路途中には、Ｒ量（流速）測定を目的としてター
ビン式！ｆｆ１ｉ＋が配設される。このタービン式流量
ｔ１は、一般に被測流体の流量に応じて回転する羽根車
の中心部にこれと一体的に回転するよう設けられた回転
軸が、上、下流側のコーン部材に設けられた軸受Ｎ−（
例えばピボット軸受）に回転白石に軸承され／Ｃ構造と
されており・、磁気センサ等よりなるピックアップによ
り羽根中の回転検出を行仕い、これより被＄１４流体の
流ｈ１を求める構成とされていた。

この神のタービン式流迅８１では微小流はをも正確に４
測するため、羽根車の回転負荷がかなり小さく抑えられ
ており、例えば家庭内で使用していた複数のガス器具の
使用を略同時に止めたとき、それまで流れていたガスの
大流量により高速回転していた羽根中は、ガス器具の使
用を止めた後もその慣性により回転し続ける。従って、
ガスの使用が止められているにも拘わらず、羽根中が慣
性力で回転しているＩｎ、ピックアップは羽根中の回転
検出のパルスを出力する。よって、従来のタービン式流
但討では、そのままピックアップからのパルスをカウン
トしてしまうといわゆるオーバメタリングとなって誤ル
１測となるため、前記ピックアップとは別個に流出セン
サを設け、この流ｆｆｉ、　Ｌンサの流量８］測値がげ
口のときにはガス使用品がぜ口であるとしてピックアッ
プからのパルスをカウントしないようにすることが考え
られている。

発明が解決しようとする課題 ところが、上記の如くピックアップとは別の流量センサ
を流路内に設ける場合、ガスの流れを妨げることなく流
が３１測できる流用センサを使用する必要がある。この
種の流量センタとしては、白金線に電流を流して加熱し
、流体の流速により冷却された白金線の抵抗値の変化を
検出して流量を４測する熱線流量Ｊ１が知られている。

しかしながら、この種の流量センサは流体中のダスト等
が付着すると４測量度が低下してしまうため、信頼性が
低く、さらには常時通電して白金線を加熱しておかなけ
ればならないので消費電流が相当必要であるといった課
題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決したタービン式流量計
を提供することを目的と、する。

課題を解決するための手段 本発明は、上記タービ、ン式流５ｊ計において、流路内
の圧力が直接導入される第１の導圧室と、流路の圧力が
絞りを介して導入さ孔る第２の導圧室と、第１の導圧室
と第２の導圧室とを画成し被測流体の給送停止時に生ず
る第１の導Ｆ１−室と第２の導圧室との圧力差に応じて
変位する変位部材と、変位部材の位ｉを検出する検出手
段と、検出手段からの信号により給送停止時ピックアッ
プからのパルスを無視する手段と、を具備してなる。

ｎｍ 被測流体が流れる流路内の圧力を第１．第２の導圧室に
導入し、一方の導圧室には絞りを介して圧力を導入する
。流路内の圧力が急激に変化したとき、絞りを介して圧
力を導入される導圧室の圧力変化が遅れ・、第１．第２
の導圧室で圧力差が生ずる。この圧力差に゛より変位す
る変位部材の位置を検出して流路内を流れる流ががｉ４
［１になったことを検出してピックアップからのパルス
をノノウントしないようにする９゜ 実施例 第１図に本発明になるタービン式流闇Ｒ１の一実施例を
足す。第１図中、タービン式流量５１１の流量計本体２
はその軸心を上下方向へ一致させて、ガス等の被ｍ流体
を家庭へ給送する配管途中に配設される。なお、流体は
図中矢印でホす如く、給送される。

３は上流側コーンで、流量ｈ１本体２の流路２ａ内に下
りより挿入され、支柱３ａに取付は保持されている１、
また、４は下流側コーンで、流ｆｆ１Ｆｉｌ木休２の流
路２ａ内に上方より挿入され、支柱４ａに取付は保持さ
れている。この上流側及び）流側」−ン３．４の相対向
する面の軸心には所定深さの軸受孔３ｂ　、４ｂが形成
されており、各軸受孔３ｂ、４ｂには超合金、宝６（人
造す゛ノフイ７等）等のピボット軸受５，６が埋設され
ている。また各ピボット軸受５．６の中央には例えば゛
ｒ球状の軸受部が形成されている。

７はタービンロータ（羽根中）で、ロータハブ８の中央
孔に回転軸９を挿通して嵌合固着し、ロータハブ８の外
周に複数の拐根１０を一体的に形成してなる。回転軸９
は超硬合金又は鋼製で、両端は夫々半球形状に形成され
ており、夫々士、下流側コーン３．４のピボット軸受５
．６の軸受部に回転自在に当接支持される。

１１は磁気センサ等よりなるピックアップで、下流側コ
ーン４に埋設されている。１２は？グネットで、ピック
アップ１１に対向するようロータハブ８の下面に取付け
られている。したがって、流路２ａ内を流れる流体の流
かは、ビックアップ１１により流出に応じて回転するタ
ービンロータ７の？グネット１２を磁気的に検出するこ
とにより甜測される。１３μ流路２ａ内の圧力変化を検
出するための差動圧８で、矢印Ｘ＋　、Ｘ２方向に伸縮
しうる蛇腹状のベロフラム１３ａにより形成されている
５、ベロフラム１３ａの内部は隔壁１３（ｌにより第１
の導圧室１３ｂと第２の導圧室１３ｃとに画成されてお
り、ベロフラム１３ａの外周には［１ｌｌｈへ突出する
検出ハ１３　ｅ　／Ｊ（設けられている。

タービンロータ７の羽根１０に対向する位置には、一端
が流路２ａ内壁に開口し、流路２ａ内の圧力を取出す導
圧孔１４が穿設されている。この導圧孔１４の他端は導
圧“箸１５ａ、１５ｂに接続されている。一方の導圧管
１５ａは前記第１の導圧管１３ｂに連通し、他りの尋／
３−管１５１］は前記第２の導圧室１３ｃに連通する１
、但し、導圧管１５ｂの途中には絞り１６が配設されて
いる。

そのため、流路２ａの圧力が変化したとき第１の導圧室
１３ｂの圧力は流路２ａの圧力変化と同時に変化するも
のの、第２の）圧室１３Ｃ内の圧力は々圧孔１４からの
導入圧力が絞り１′６により絞られているので第１の導
圧管１３ｂより遅れて変化することになる。このように
、第１の導圧室１３ｂと第２の導圧室１３ｃとの圧力に
差が生ずると、ベロフラム１３ａが伸縮し、これにより
隔壁１３ｄ　及ヒ検出出、１３８　Ｇ、ｉ’を印Ｘ＋　
、Ｘ２方向に変位する。

１７．１８は検出片１３ｅが近接したことを検出する第
１．第２の近接センサで、例えば高周波発振望近接セン
サあるいはｌｉｆ！気センサ等が用いられる。この近接
センサ１７’、１８は検出ハ１３ｅが近接したとき、検
出信号を１＋Ｉ＋御回路１９に出力する。

この＄Ｉ　１１１回路１９には信号腺２０を介してピッ
クアップ１１が接続されている。制御回路１９は後述す
るように前記近接セン号１７．１８からの検出信号によ
りガスが流れているのか、あるいは止っているのかを１
断し、流体が流れているときのみピックアップ１１から
のパルスをカウントして流８を積粋する。

ここで、上記構成になるタービン式流ｆｆ１Ｒｔの計８
１１動伯につき説明する。

例えば、タービン式流ｆＬ；１１より下流側の家庭内で
ガス器具を使用すると、ガスは流路２ａ内を矢印のよう
に流れ、タービンロータ７の羽根１０間を通過して下流
側へ流れる。そのため、タービン日−夕７は流路２ａ内
を流れる流ｎ１に応じた回転数で回転する。ピックアッ
プ１１はこのタービン０−夕７の回転とともにマグネッ
ト１２が通過するとパルスを出力する。よって、ピック
アップ１１は流出に比例したパルスを制御回路１９に供
給する。

このように、下流側でガスが使用されると、流路２ａの
圧力がＰ＋からＰｌに降圧する。その際、導圧孔１４．
導圧管１５ａを介して流路２ａ内の圧力が直接供給され
る第１の導圧室１３ｂにおいても、第２図中線図■（実
線で示す）に示すよう（略同［５にＰ＋からＰｌに降圧
する。このとき第２の導圧室１３ｃの圧力は導圧管１５
ｂに絞り１６が設けられているのですぐには降圧せｆ１
第２図中線図ＩＩ（１点鎖線で示す）に示すように時間
ｔ１遅れて徐々にＰ＋からＰｌに降圧する。その結果、
ガス使用開始時においては、上記の如く差動圧器１３の
第１の導圧室１３ｂが第２の導圧室１３ｃよりも先に降
圧するため、第１の′４１３−室１３ｂと第２の導圧室
１３ｃとの圧力差により隔９１３ｄ及び検出片１３８は
矢印Ｘ＋７’ｊ向に変位する。

又、ガスの使用が止まると、流路２ａ内の圧力がＰｌか
らＰｌに背圧する。・そのため、第１の導ＩＴ室１３ｂ
では第２図中線図１で系すように流路２ａの圧力上背と
ともに背圧するが、第２の導圧室１３ｃでは圧力が第１
の導口−室１３ｂよりも部間ｔ２遅れてＰｌからＰｌに
背圧する。この場合、第１の々圧室１３ｂが先に昇圧す
るため、隔壁１３ｄ及び検出ハ１３ｅは矢印Ｘ２７’Ｊ
向に変位する９゜ 尚、上記の如く、ガス使用開始時、ガス使用終了口１は
隔壁１３ｄが矢印ＸＩ、Ｘ２７’Ｊ向に変位するが、所
定時間ｔ１又はｊ２Ｇｉ斤力差〈Ｐｌ−Ｐｚ）に比例し
、その後には第１．第２の導圧室１３ｂ、１３ｃの圧力
が同庁となるため、隔壁１３ｄはベロフラム１３ａ自体
の伸縮動作により第１図に示す中立位置に復帰する。流
量Ｓ１測時、Ｉｌｌ師回路１９は電源投入により第３図
に示す処理を実ｔｒする。

第３図中、！１６す回路１９は、近接センサー７゜１８
の検出ハ１３ｅを検出対象とした検出信号出力（各々Ｖ
Ｉ７．ＶＩ８とする）を比較しくステップ＄１）、各々
の大小により次の処理を行なう。

ス１ツブＳ１においてＶ＋ａ＜Ｖ＋７のとき（検出片１
３ｅが矢ｑｌＸ＋７７向に変位したとさ）は、ピックア
ップ１１からのパルスを１１！ｌ０Ｌ（ステップＳ２）
、ステップＳ１に戻る。このような動性はガスの使用開
始時の流路２ａのＥｆ力時下ｉＩ″ｊ後に発生する。あ
るいはライン几力の爪上のみによっても発生する。。

又、ステップＳ１においてＶ＋８＝Ｖ＋７のとき（検出
ハ１３ｅが中立位置にあるとき）は、上記Ｖ１８＜Ｖ１
７の場合と同一処理が行なわれる。この動作はガスを一
定流量で使用量かあるいは使用停止中に発生する。

又、ステップＳ１においてＶ１８＞ＶＩ７のとき（検出
ハ１３ｅが矢印×２１）向に変位したとぎ）は、ピック
アップ１１からのパルスを無視してステップ１に戻る。

この動性はガスの使用を停止した場合の流路２ａの圧力
上界時に発生する。あるいはライン圧力の上背のみによ
っても発件する。

ここで特に問題となるのはガス使用流量を急減した場合
（ＶＳ８＞Ｖ１７）で流８が減少したにもかかわらｆロ
ータ７は慣性１回転し続け、ピックアップ１１はパルス
を出し続けるので、このままでは＄Ｉ　Ｉ回路１９で、
実流量に比べて過大に積わ・してしまい、オーバメータ
リングとなってしまうため、この状態でのピックアップ
１１からのパルスを加惇しないように処理をする。

タービン式流母計１では流路２ａ内の圧力変化を差動圧
器１３により検出してオーバメタリングによる誤計測を
防止できるので、例えば熱線式の流Ｒセンサを別個に設
ける場合のようにダストにより田１１１１精度が低小す
るといった不都合もなく、より信頼性が高められている
。

尚、上記実施例で４．１ベロフラム１３ａを使用してガ
ス使用開始時、ガス使用終了時に生ずる流路２ａ内の圧
力変化を検出するようにしたが、これに限らず、第１の
導圧室１３ｂと第２の導圧室１３Ｃとの差圧を利用して
流路２ａ内の圧力変化を検出する構成であれば他の構成
としても良い。

尚、上記実施例では２個の近接センサを設けたが、検出
片１３ｅの変位方向を検出できるように設ければ、近接
センサ１個でも同様な処理が可能である。

発明の効果 上述の如く、本発明になるタービン式流ｆｆ１ｉｉｆは
、ガス使用終了に伴う流路内の圧力変化によって第１の
導圧室と第２の導圧室との間に１１を生じせしめ、この
差圧により変位する変位部材の位置を検出して、流路内
を流れる流量がＵ口のとき羽根型が慣性力に韮り回転し
ていることを検出することができ、そのとき出力された
ピックアップからのパルスをｌｔ１粋しないようにして
いわゆるオーバメタリングによる誤語測を防止できる。

しかも、熱線式流量センサの如くダスト付着があっても
これに関係なく流路内の圧力変化を検出することができ
るので、耐ダスト性に優れ流ｆｉｌ測の信頼性を高める
ことができ、しかも熱線に電流を通電する必要がなく電
流消費が少なくて済む等の特長を右する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるター、ビン弐１１１の一実施例の
概略構成図、第２図は流路の圧力変化に伴う第１．第２
の導圧室の圧力変化を説明するための線図、第３図は制
御回路が実行する処理を説明するためのフローチャート
、第４図はタービンロータが慣性力で回転する状態を示
す線図である。 １・・・タービン式流！！ｉ４ｔ、７−＝タービンロー
タ、１１・・・ピックアップ、１３・・・差動圧器、１
３ａ・−・ベロフラム、１３ｂ・・・第１の導圧室、１
３ｃ・・・第２の導圧室、１３　（１−・・隔壁、１３
ｅ・・・検出ハ、１４・・・導圧孔、１５ａ、１５ｂ・
・・導圧管、１６・・・絞り、１７．１８・・・第１．
第２の近接センサ、１９・−・制陳回路、。 特許出願人　ト　キ　コ　株式会社 ゛＼ ＼Ｎ−ｌ 第４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 流路内を流れる被測流体の流量に応じた羽根車の回転を
   ピックアップにより検出し、該ピックアップより出力さ
   れたパルスに基づいて流量を計測するタービン式流量計
   において、 前記流路内の圧力が直接導入される第１の導圧室と、前
   記流路の圧力が絞りを介して導入される第２の導圧室と
   、前記第１の導圧室と第２の導圧室とを画成し前記被測
   流体の給送停止時に生ずる前記第１の導圧室と第２の導
   圧室との圧力差に応じて変位する変位部材と、前記変位
   部材の位置を検出する検出手段と、前記検出手段からの
   信号により前記給送停止時前記ピックアップからのパル
   スを無視する手段と、を具備してなることを特徴とする
   タービン式流量計。