JPH0296618A - 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 本発明はタービン式流ｍ＝＋に係り、特に羽根車の回転
軸先端（ピボット）とこれを軸承する受とに異物が付着
しないよう構成したタービン式流量計に関する。

従来の技術 一般に、都市ガスを各家庭に給送する配管には、各家庭
におけるガス消費旦を計測するとともにガスの流れを制
御するガスメータが配設されている。

この種のガスメータのハウジング内にはガスの流量を計
測する流ｍ計が設けられており、１１゛］の上流側の流
路には本出願人が先に提案した特願昭６２−１７２２２
８号に見られるようにガスの圧力差あるいは電磁ソレノ
イドによって開閉する１用閉弁等の弁機構が設けられ、
ざらに弁ａ構の上流側流路、即ちガスメータのガス流入
口には上流側配管からの異物の流入を阻止するフィルタ
が設けられている。

又、上記流量計の１つとしてタービン式流ｆｆｉ計が用
いられており、この種のタービン式流量計は、ガスの流
量に応じて回転するタービン口〜り（羽根車）に設けら
れた回転軸先端のピボットを上。

下流側コーン部材に設けられた受により軸承し、タービ
ンロータの回転を検出することにより１ｆＪｔを計測す
るようになっている。

タービンロータは上流側コーン部材によって導かれたガ
スの流れをハブ外周の複数の羽根で受けることにより回
転するため、ハブの上、下流側の端面と上、下流側コー
ン部材との間には隙間が設けられている。また、タービ
ンロータは端部がボールをかしめられた円錐状のピボッ
トとされた回転軸と、回転軸先端のピボットを軸承する
受とよりなるとボット１袖受によって回転自在に支承さ
れているので、タービンロータの回転抵抗は小さくなっ
ている。

しかるに、上記タービン式流量計が上記の如く、都市ガ
スの供給ラインに設けられている場合、ガス供給ととも
に配管内のダスト等の異物が流路内を通過することとな
る。尚、以下で述べる説明は上、下流側コーン部材のう
ち一方の下流側コーン部材についての説明である。

流路内を流れるガスのほとんどは上流側コーン部材に導
びかれてタービンロータの羽根を通過して下流側へ流れ
るが、一部のガスはロータハブと下流側コーン部材どの
隙間に侵入する。そのため、この一部のガスの流れとと
もに上記異物がロータハブと下流側コーン部材との隙間
より中心方向、即ちピボットとされた回転軸先端とこれ
を軸承する受とが設けられている方向に流れることがあ
る。

発明が解決しようとする問題点 従来はフィルタがガスメータのガス流入口に設けられて
いるだけなので、フィルタのメツシュより小さい異物及
びフィルタより下流側で発生した異物は除去できなかっ
た。

そのため、フィルタのメツシュより小さい異物及び前記
弁機構等で発生した異物は、ガスの流れと共に下流側の
タービン式流量計を通過することになり、さらには、前
述したように上記異物がロータハブと下流側コーン部材
との隙間に侵入し、ピボットと受とに付着する。

特に、ピボット軸受ではこの異物の侵入に弱い。

具体的には、ロータハブと下流側コーン部材との間に流
入した異物が回転軸先端のピボット、あるいはピボット
が摺接する受の受底に付着すると、タービン式流量計で
はタービンロータの回転抵抗が大となり、そのため微小
流量域での計測感度が低下して正確な流量計測ができな
くなり、さらには、付着した異物によりピボット及び受
底の摩耗が進み、寿命が短くなってしまう。

そのため、ターどン式流ｍ計においては、軸受部分への
異物侵入を防止することが要望されている。

そこで、本発明は上記要望に応じたタービン式流量計を
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は、上記タービン式流量計において、ピボットと
これを軸承する受とに異物が付着しないように羽根車の
ハブ端面に対向する少なくとも一方のコーン部材の端面
に凹部を設けてなり、この凹部により被測流体及び異物
が回転軸先端のピボットとこれを軸承する受との軸受部
分に流入することを防止するようにしたものである。

実施例 第１図及び第４図に本発明になるタービン式流量計の第
１実施例を示す。

各図中、タービン式流量計１の流量計本体２は都市ガス
を給送する配管途中に配設されるがスメータのハウジン
グ（図示せず）内に取付けられる。

ガスメータのハウジング（図示せず）内には、特願ＩＢ
６２−１７２２２８＠に見られる弁機構が設置されてお
り、流量計本体２はこの弁ｖ１構の上流側に設けられて
いる。なお、ガスは図中矢印で示す如く流路２ａ内の下
方より上方に向けて給送される。

３はタービンロータ（羽根車）で、ロータハブ４の外周
に複数の羽根５を有し、ロータハブ４の中央孔には回転
軸６が挿入固定されている。また、タービンロータ３の
軽量化を図るため、ロータハブ４の下流側端面には外周
及び回転軸６を保持する保持部４ａを除く部分に環状凹
部４ｂが形成されている。尚、タービンロータ３は環状
凹部４ｂが下方に向けて開口するように組込まれている
。

さらに、ロータハブ４の下流側端面の裏側、即ち環状凹
部４ａの内壁には回転検出用のマグネット７が保持され
ている。

第２図及び第３図に示す如く、回転軸６は両端の凹部内
にボール６ａ＋　、６ｂ＋をかしめにより固定され外観
上円錐形状とされたピボット５ａ。

６ｂを有しており、回転軸６はピボット５ａ。

６ｂが受９，１０の半球状の受底に摺接して軸承される
。尚、回転軸６の先端のピボット５ａ。

６ｂと受９，１０とにより、夫々ピボット軸受８ａ、８
ｂが構成されている。

上記ピボット軸受８ａと８ｂとは同様な構成であるので
、第３図では上流側のピボット軸受８ａのみが示しであ
る。

ここで、ピボット軸受８ａについてさらに詳細に説明す
る。第３図中、回転軸６の端部はテーバ状の先細形状と
されており、その半球状四部６ａ２にはボール６ａ＋が
装着され、かしめにより回転軸６と一体的に固定されて
いる。

又、受９は超硬合金又は宝石（例えばサファイア）等よ
り形成され、その上面には前述したボール６ａ＋が摺接
する部分として断面で見ると円弧状の球面凹部形状とさ
れた受底９ａが設けられている。従って、タービンロー
タ３が回転するとき、回転軸６は両端のボール６ａ＋　
、６ｔ）＋が受９゜１０の受底９ａ、１０ａ（但し、１
０ａは図示されていない）を摺接して軸承される。

ここで、第２図に戻って前述の受９，１ｏの取付位置に
ついてみることにする。タービンロータ３のロータハブ
４は上流側コーン１１の端面１１ｄ及び下流側コーン１
４の端面１４ｄに対してわずかな隙間２０ａ、２０ｂ　
（第２図中、微小寸法２１を有する）を介して対向して
いる。これに対し、受９．１０は上、下流側コーン部材
１１゜１４内に引っ込んだ位置に設けられているので、
受底９ａ、１０ａを有する受９，１０の端面は上。

下流側コーン部材１１．１４の端面１ｉｄ、１４ｄより
寸法Ｅｚ１間した位置に設けられている。

又、上流側コーン部０１１は流量計本体２の流路２ａ内
に下方より挿入され、支柱１１ａに接続されたリング部
１１ｂを段部２ｂに嵌入させている。さらに、上流側コ
ーン部材１１は流量計本体２の下端のメネジ部２Ｃに螺
入した押えリング１２により固定される。

上流側コーン部材１１の中央貫通孔１１ｃには軸受金具
１３が螺入固定されている。この軸受金具１３は第２図
に示すように上端に所定深さの軸受孔１３ａを有してお
り、軸受孔１３ａには前述した受９が埋設保持されてい
る。

このように、軸受金具１３は受９を端部１１ｄより寸法
Ｉ１２の位置に保持するため、その端部１３ｂも上流側
コーン部材１１の端部１１ｄより引っ込んでいる。従っ
て、隙間２０ａに開口する中央貫通孔１１Ｇの開口部分
は、回転軸６が挿入されるものの軸受金具１３の端部１
３ｂが延在していないので比較的余裕のある空間部とな
っている。

又、下流側コーン部材１４は流量計本体２の流路２ａ内
に上方より挿入され、支柱１４ａに接続されたリング部
１４ｂを段部２ｄに嵌入させている。また、下流側コー
ン部材１４は流量計本体２の上端のメネジ部２ｅに螺入
した押えリング１５により固定される。なお、下流側コ
ーン部材１４の中央貫通孔１４Ｃには軸受金具１６が螺
入されている。この軸受金具１６は下端に所定深さの軸
受孔１６ａを有しており、軸受孔１６ａ内にはピボット
軸受８ｂの受１０が埋設されている。

下流側コーン部材１４側においても、受１０が端面１４
ｄより寸法Ｉ１２の位置に保持されているため、隙間２
０ｂに開口する中央貫通孔１４Ｇの開口部分は軸受金具
１６の端部１６ｂが延在していないので比較的余裕のあ
る空間部となっている。

ロータハブ４の端部４Ｃに対向する下流側コーン部材１
４の端面１４ｄには、第１図及び第２図。

第４図に示す如く、ダスト侵入防止用の四部１７が形成
されている。この凹部１７は回転検出用のピックアップ
１９の取付部を除く部分に円弧形状に形成されている。

又、凹部１７の断面形状は第２図に示すように台形状で
あり、凹部１７の内壁は傾斜した側面１７ａと、開口部
分より幅狭とされた上面１７ｂとを有する。尚、この凹
部１７の深さ寸法２３は前述した受１０の取付寸法２２
より小さり（２３〉之２）、凹部１７の上面１７ｂは受
１０の受底１０ａよりも上流側（第２図中、下方位置）
に位置している。

又、第４図に示す如く、凹部１７の外周側を囲む端面１
４ｄには幅狭の周縁部１４ｅが形成され、凹部１７は周
縁部１４ｅによって流路２ａと画成されている。そして
、凹部１７の内周側を囲む部分には、軸受金具１６及び
ピックアップ１９を保持する保持部１４ｆが形成されて
いる。この軸受金具１６を囲む部分（１４ｆ）は周縁部
１４ｅとほぼ同一平面となっている。

磁気センサ専よりなるピックアップ１９は、マグネット
７に対向する下流側コーン部材１４の端面１４ｄに埋設
されており、流路２ａ内を流れるガスの流措は、ピック
アップ１９がマグネット７の通過を磁気的に検出するこ
とにより計測される。

なお、流邑計測を行なう際、タービンロータ３は回転軸
６の両端のピボット６ａ、６ｂが受９゜１０の受底９ａ
、ｌＱａを摺接するため、回転抵抗の小さい状態で円滑
に回転し、しかも環状凹部４ｂにより軽量化されている
ので回転トルクの小さい低流廼域においても感度良く回
転しつる。

又、上記構成になるタービン式流同計１において、流路
２ａ内に流体を流すとともに、流体中に異物を混入して
実験したところ、下流側コーン部材１４に上記凹部１７
を設けたことによって四部１７内に異物が入らないこと
が確認された。即ち凹部１７の外周側の側面１７ａ付近
に若干の異物が付着したものの、凹部１７の内周側、換
言すればピボット軸受８ｂの受１０の近傍では、使用前
と同様当初のままのきれいな状態であることが確認され
た。

又、異物が隙間２０ｂより凹部１７内に入ったとしても
凹部１７を受１０の外側に設けたことにより、凹部１７
内の圧力分布が均一となり、凹部１７内にガスの流れが
できず、よって受１０へのダスト等の異物の侵入をより
効果的に防止することができるものと考えられる。

従って、上記タービン式流同計１では、異物が受１０に
付着することが良好に防止され、タービンロータ３の円
滑な回転をいつまでも維持することができ、ガス流量を
正確に計測できるとともに、ピボット６ｂと受１０との
摩耗を抑え、寿命を延ばすことができる。

又、ガス中の異物が受１０に付着することを防止できる
ので、ガスメータのガス流入口に装着されるフィルタ（
図示せず）はメツシュの編かいものを使用せずに済み、
比較的大きなダストを除去できる程度のメツシュのもの
を使用すれば良いため、ガス供給流路における圧力炭火
はより小さくなる。

第５図に本発明の第２実施例を示す。第５図中、下流側
コーン部材１４の端面１４ｄには山形状の凹部２２が形
成されている。凹部２２は端面１４ｄのピックアップ１
９を除く部分に幅広に形成されている。しかも、凹部２
２の側面２２ａは上記第１実施例の如く、傾斜しておら
ず軸方向に延在するため、上面２２ｂも開口部分と同寸
法の幅広形状とされている。従って、凹部２２はその容
積が第１実施例の凹部１７より大きく形成されている。

第６図に本発明の第３実施例を示す。第６図中、下流側
コーン部材１４の端面１４ｄには環状の凹部２３が形成
されている。凹部２３は端面１４ｄの受１０を囲む環状
部分に大きく開口して形成されており、ピックアップ１
９は凹部２３の上面２３ｂにｙＡ設されている。又、凹
部２３の側面２３ａは傾斜しておらず、軸方向に延在す
る。第６図において、四部２３が受１０を囲む環状に形
成されているため、凹部２３の開口面積は他の実施例の
ものより大きい。

よって、下流側コーン部材１４の端面１４ｄは、凹部２
３の外周側を囲む幅狭の周縁部１４ｅ′と、軸受金具１
６を保持する保持部１４ｆ′　とよりなる。

なお、上記各実施例では下流側コーン部材１４の端面１
４ｄに凹部を設けたが、例えば、ロータハブ４の端面４
Ｃが上流側コーン部材１１に対向する場合には上流側コ
ーン部材１１の端面に上記各実施例と同様な凹部を設け
るようにすれば良い。

発明の効果 上述の如く、本発明になるタービン式流量計は、タービ
ンロータのハブ端面に対向するコーン部材の端部に凹部
を設けてなるため、流量計測時、即ち被測流体が流路内
を流れている時、凹部内の圧力分布が均一となり、これ
によって、凹部内に流体の流れが生じないようにできる
。従って、被測流体とともにダスト等の異物がハブとコ
ーン部材の隙間から侵入しても、異物がピボットとされ
た回転軸の端部とこれを軸承する受とに付着することを
防止できるので、タービンロータの回転を安定に保つこ
とができ、微小流ｍ域においてもより精度良く流量をｆ
ｆｔ　Ｉできるとともに軸受部分、即ちピボットと受と
の摩耗を減らして計測寿命を延ばすことができる等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるタービン式流渋計の第１実施例を
説明するための縦断面図、第２図はタービンロータ及び
ピボット軸受部分を拡大して示す縦断面図、第３図はさ
らにピボットと受とを拡大して示す縦断面図、第４図は
第１図中■−ＩＶ線に沿う矢視図、第５図及び第６図は
夫々本発明の第２．３実施例を説明するための下流側コ
ーン部材の正面図である。 １・・・タービン式流量計、３・・・タービンロータ、
４・・・ロータハブ、６・・・回転軸、６ａ、６ｂ・・
・ピボット、９，１０・・・受、１１・・・上流側コー
ン部材、１４・・・下流側コーン部材、１４ｄ・・・端
面、１４ｅ・・・周縁部、１７・・・凹部、１７ａ・・
・側面、１７ｂ・・・上面、１９・・・ピックアップ、
２０ａ、２０ｂ・・・隙間、２２．２３・・・凹部、２
２ａ、２３ａ・・・側面、２２ｂ、２３ｂ・・・上面。 第１図 １１２図 １１！３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被測流体の流量に応じて回転する羽根車と、該羽根車
   に設けられ端部がピボットとされた回転軸と、前記回転
   軸先端のピボットを軸承する受と、該受を保持するよう
   に該羽根車の上、下流側にそれぞれ設けられ被測流体を
   導くコーン部材とからなるタービン式流量計において、
   前記ピボットとこれを軸承する受とに異物が付着しない
   ように前記羽根車のハブ端面に対向する少なくとも一方
   の前記コーン部材の端面に凹部を設けてなるタービン式
   流量計。