JPH055642A - 容積式流量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】流体の流量をその流路に介装されるケーシング
内で回転又は往復動する可動部に非接触で検出できるよ
うにすると共に、高電圧ゾーンでも安全に検出できるよ
うにする。 【構成】可動部５に光反射面７を形成すると共に、当該
光反射面７が可動部５の回転に伴って断続的に通過する
位置に向かってケーシング４の外部から伝送した光を出
射する光ファイバ９と、当該光ファイバ９から出射され
て光反射面７で反射した光をケーテング４の外部に伝送
する光ファイバ１０とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシング内の空間部
に流体を充満させては送り出す作動を連続的に行って流
量を検出する容積式流量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】容積式流量計は、流体の流路に介装され
るケーシング内に設けた可動部が回転又は往復動してケ
ーシング内の空間部に充満する流体を連続的に送り出
し、その送り出し回数を計数して流量を求めるようにな
っており、可動部の構造の違いよってオーバル歯車式、
ルーツ式、フローティングロータ式、ロータリーピスト
ン式、スライドベーン式などの各種がある。

【０００３】また、計量方法には、可動部を回転自在に
支持する回転シャフトの軸端や、可動部の往復運動を回
転運動に変換する回転クランクシャフトの軸端に、これ
らシャフトの回転数を計数する計数部を設けたり、ある
いは、その軸端や回転する可動部に磁性体を取り付け、
当該磁性体の回転により磁束密度が変化して誘導起電圧
を発生するピックアップコイルで得られた電気パルス信
号を計数部に伝送する方法が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの流量
計は、高電圧ゾーンで安全に使用することができず、例
えば８０〜１２０ＫＶもの高電圧が印加された静電塗装
機の間近で塗料の流量を検出する場合は、その塗装機に
印加した高電圧が流量計に直接リークして、流量計の電
気系統が破壊される危険がある。また、静電塗装機に水
系塗料やメタリック塗料等の導電性塗料を供給する塗料
配管に介装された流量計は、静電塗装機から遠く離れて
いても、その塗装機に印加した高電圧が塗料配管内の導
電性塗料を通じてリークするおそれがある。そこで本発
明は、高電圧ゾーンでも安全に使用可能な容積式流量計
を提供することを主たる技術的課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明による容積式流量計は、流体の流路に介装さ
れるケーシング内で回転又は往復動してそのケーシング
内の空間部に充満する流体を連続的に送り出す可動部に
光反射面が形成され、当該光反射面が前記可動部の回転
又は往復動に伴って断続的に通過又は到来する位置に向
かって前記ケーシング外から伝送した光を出射する送光
用光ファイバと、当該光ファイバから出射されて前記光
反射面で反射した光を入射させて前記ケーシング外に伝
送する受光用光ファイバが設けられていることを特徴と
する。

【０００６】

【作用】本発明によれば、ケーシング内で可動部が回転
又は往復動すると、その可動部に形成された光反射面
が、ケーシング外から送光用光ファイバで伝送される光
が出射されている位置に断続的に通過又は到来して、そ
の送光用光ファイバが出射した光を可動部の回転速度や
往復速度に応じた所定のタイミングで反射する。これに
より、受光用光ファイバには、可動部を回転又は往復動
させる流体の流量に比例したパルス列を成す断続光が入
射されて、その断続光がケーシング外に伝送される。

【０００７】したがって、受光用光ファイバで伝送され
る光パルス列の周期あるいは周波数を光／電気変換素子
等を有した回転検出器で計測すれば、ケーシング内で流
体の流量に応じて回転又は往復動する可動部の回転速度
・往復速度をケーシングの外部から非接触で検出して計
量することができると同時に、流量計を高電圧ゾーンに
設けてもその電気系統に高電圧がリークするおそれがな
い。また、ガソリン等の可燃性物質の流量も引火爆発の
危険なく安全に計量することができる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面によって具体的
に説明する。図１は本発明による容積式流量計の第一実
施例を示す斜視図、図２はその使用状態を示すフローシ
ート図、図３は本発明の第二実施例を示す要部の拡大
図、図４は本発明の第三実施例を示す平面図、図５は第
四実施例を示す平面図、図６はその斜視図である。

【０００９】図１及び図２に示す流量計１は、高電圧が
印加された静電塗装機２に塗料を供給する塗料配管３の
流路に介装されるケーシング４内に、塗料の流量に応じ
た速度で回転する上下一対の可動部５，６が設けられて
いる。各可動部５，６は、合同な楕円形を成すセラミッ
クス製又は金属製のオーバル歯車で形成され、常時その
歯車同士が互いに９０°偏移して歯合した状態を保ちな
がら、ケーシング４内を流通する塗料の圧力によって回
転せられる回転子となっている。

【００１０】次に、一方の可動部５には、その側面の全
体に研磨加工による鏡面仕上げやクロムメッキを施す
か、あるいは図１の如くその側面の一部に鏡面体を埋め
込んで光反射面７が形成されている。そして、光反射面
７が形成された可動部５の側面と対峙するケーシング４
の側壁８には、送光用光ファイバ９の光出射端と受光用
光ファイバ１０の光入射端に光コネクタ１１で連結され
た多モード光ファイバ１２が、その端末を前記光反射面
７が可動部５の回転に伴って断続的に通過する位置に向
けた状態で固定されている。

【００１１】また、流量計１の使用状態においては、図
２に示すように、送光用光ファイバ９と受光用光ファイ
バ１０の延長端に、夫々電気／光変換素子で成る発光部
１３と光／電気変換素子で成る受光部１４が接続され、
当該受光部１４側には、周期的な電圧信号を電気パルス
列に変換する信号処理部１５と、その信号処理部１５か
ら出力される電気パルス信号に基づいて可動部５の回転
速度を求めると共に、その回転速度と塗料流量設定値に
対応する回転速度との差値を求めて、その差値に応じた
フィードバック制御信号を出力する流量制御装置１６が
接続され、当該流量制御装置１６から出力されるフィー
ドバック制御信号により塗料配管３に介装された流量調
節バルブ１７を開閉制御して静電塗装機２に供給される
塗料の流量を自動的に調節するようになっている。

【００１２】しかして、塗料配管３の管内を塗料が流れ
ると、その流れによってケーシング４内の可動部５，６
が塗料の流量に応じた回転速度で同期的に回転する。こ
の際、ケーシング４外に設けた発光部１３から送光用光
ファイバ９で伝送される光が、多モード光ファイバ１２
の端末から出射されて、可動部５の側面に形成された光
反射面７が通過するたびにその光反射面７に照射される
と同時に、その照射された光が、光反射面７から反射し
て多モード光ファイバ１２の端末に入射される。

【００１３】これにより、可動部５の回転速度に応じた
時間的間隔で断続する光パルスが、受光用光ファイバ１
０を通じてケーシング４外に設けた受光部１４に伝送さ
れ、当該受光部１４に接続された信号処理部１５で可動
部５の回転速度に応じた電気パルス信号に変換されて流
量制御装置１６に出力される。そして、流量制御装置１
６が、その電気パルス信号に基づいて可動部５の回転速
度を求め、次いで、その回転速度と塗料流量設定値に対
応する回転速度との差値を求めて、その差値に応じたフ
ィードバック制御信号を流量調節バルブ１７に出力し、
当該バルブ１７により塗料配管３の管内を流れる塗料の
流量が適正に調節される。

【００１４】このように、ケーシング４内に設けた可動
部５の回転を送光用光ファイバ９と受光用光ファイバ１
０で光学的にセンシングすれば、流量計１を静電塗装機
２の高電圧ゾーンに設けても、その高電圧が信号処理部
１５や流量制御装置１６等の電気系統にリークしてこれ
らが破壊されるという危険はない。

【００１５】なお、光反射面７を形成する鏡面体を可動
部５に設けた穴内に深く埋め込み、その穴の入口を光フ
ァイバ片や透明ガラス、透明樹脂等で栓をするように密
閉すれば、塗料に含まれた溶剤等で鏡面体が腐食して光
反射面７の反射機能が損なわれることを防止できる。ま
た、上記実施例では、送光用光ファイバ９と受光用光フ
ァイバ１０の端末が多モード光ファイバ１２によって一
本化されているが、本発明はこれに限らず、図３に示す
ように、送光用光ファイバ９と受光用光ファイバ１０の
両端末が、夫々光反射面７に直接対向して、その光反射
面７に対する送光円錐面ａと受光円錐面ｂとを互いに重
ね合わすように配設されている場合であってもよい。

【００１６】また、上記実施例では、本発明をオーバル
歯車式流量計に適用した場合について説明したが、本発
明はこれに限らず、ケーシング内で２個のルーツが回転
するルーツ式流量計や、ロータが回転するフローティン
グロータ式、スライドベーン式、あるいはピストンが往
復動するロータリーピストン式などにも適用できる。例
えば、図４に示すロータリーピストン式の流量計２１に
適用する場合は、そのケーシング２２に設けたシリンダ
２３内で流体の流量に応じた速度で往復動して回転クラ
ンクシャフト２４を回転させるピストン２５の側面に光
反射面７が形成されている。そして、可動部であるピス
トン２５の往復動に伴って光反射面７が断続的に到来す
る位置に、ケーシング２２外からシリンダ２３内に向か
って前記多モード光ファイバ１２が貫設されている。

【００１７】また、図５及び図６に示すスライドベーン
式の流量計３１に適用する場合は、そのケーシング３２
内を流通する流体の圧力を受けてロータ３３に回転力を
与える各ベーン３４の片端又はそのうちの一つの片端に
光反射面７が形成され、当該光反射面７が断続的に通過
する位置に前記多モード光ファイバ１２が設けられてい
る。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による容積式
流量計は、これを高電圧ゾーンに設けてもその電気系統
が高電圧のリークによって破壊されるおそれがないか
ら、高電圧が印加された静電塗装機に供給される塗料の
流量をその塗装機の間近で検出することができ、導電性
塗料の流量も安全に検出できるという大変優れた効果が
ある。また、ガソリン等の可燃性物質の流量も安全に検
出できるから、防爆流量計としても使用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による容積式流量計の第一実施例を示す
斜視図。

【図２】その流量計の使用状態を示すフローシート図。

【図３】本発明の第二実施例を示す要部の拡大図。

【図４】本発明の第三実施例を示す平面図。

【図５】本発明の第四実施例を示す平面図。

【図６】その斜視図。

【符号の説明】

１・・・流量計 ４・・・ケーシング ５・・・可動部 ７・・・光反射面 ９・・・送光用光ファイバ １０・・・受光用光ファイバ １２・・・多モード光ファイバ ２１・・・流量計 ２２・・・ケーシング ２５・・・ピストン（可動部） ３１・・・流量計 ３２・・・ケーシング ３４・・・ベーン（可動部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有 村 隆 志 愛知県豊田市柿本町一丁目９番地 トリニ テイ工業株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 流体の流路に介装されるケーシング
   （４，22，32）内で回転又は往復動してそのケーシング
   内の空間部に充満する流体を連続的に送り出す可動部
   （５，25，34）に光反射面（７）が形成され、当該光反
   射面が前記可動部の回転又は往復動に伴って断続的に通
   過又は到来する位置に向かって前記ケーシング外から伝
   送した光を出射する送光用光ファイバ（９）と、当該光
   ファイバから出射されて前記光反射面で反射した光を入
   射させて前記ケーシング外に伝送する受光用光ファイバ
   （10）が設けられていることを特徴とする容積式流量
   計。 【請求項２】 前記送光用光ファイバ（９）の光出射端
   と前記受光用光ファイバ（10）の光入射端が、単一の多
   モード光ファイバ（12）で成る請求項１記載の容積式流
   量計。 【請求項３】 前記光反射面（７）が、前記可動部
   （５，25，34）に設けた穴内に埋め込んだ鏡面体で形成
   され、その穴の入口が光ファイバ片や、透明ガラス、透
   明樹脂で栓をするように密閉されている請求項１記載の
   容積式流量計。