JPH0674987B2

JPH0674987B2 - 流量計

Info

Publication number: JPH0674987B2
Application number: JP61285838A
Authority: JP
Inventors: ヤーコプスペータアズパオルス
Original assignee: ビ−オア−ゲ−
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1986-11-29
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: US4733570A; EP0228577B1; EP0228577A1; JPS62201318A; CA1280296C; CH669039A5; DE3675180D1

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、特許請求の範囲第１項前提部分に記載した
種類の流量計に関する。

（従来の技術）この種流量計は、例えば米国特許出願第2209700号によ
り計量給油器の構成要素として知られている。この周知
流量計ではタービンの多翼羽根車に相当するロータが周
面に環状板を有し、環状板は円筒形通路から半径方向に
出発し該通路と連絡した環状室内に延びている。この環
状室を形成する前壁には互いに整列した窓が形成してあ
る。同様に環状板が２個の窓を有する。ロータの軸線と
平行に光線を発する光電リレーも環状室前壁の窓と整列
している。また、ロータが回るたびに環状板の窓の１つ
が前壁の窓付近を通過して光電リレーの光線を解放し、
計数信号が発生される。

（発明が解決しようとする問題点）この周知流量計は幾つかの欠点を有する。起動時にも回
転時にもロータは環状板と環状室の両前壁との間の液体
摩擦を克服しなければならないので、この流量計は応答
特性が比較的鈍い。同様に、周知流量計は流れが突然止
まったときこの鈍さが精度を損なう。というのもロータ
は環状板とともに一度回転を始めると、質量が比較的大
きいため、液体がもはや流れなくなっても環状板をなお
しばらく回そうとするからである。周知流量計のこれら
の欠点はその特性が、ロータの回転数が厳密に流量に比
例するという意味での線形ではないことに遂しても責任
がある。ただし計量給油器の場合流量が一般に比較的狭
い限界内でのみ変化するので、これらの欠点は周知流量
計ではそう重要ではない。

その外、周知流量計はロータが１回転するごとに単に２
個の計数信号が発生され、その各々が概ね正弦波形であ
るので、そう厳密でもない。最後に、周知流量計は寸法
を任意に縮小することができないのでごく微量の流量に
は不適である。

そこでこの発明の目的は、前述の欠点を取り除きそして
0.5/h程度の流量でも高精度で測定できるほどの小さ
な寸法で製造することができるよう冒頭述べた種類の流
量計を構成することである。

（問題点を解決するための手段）この目的は、流量計が特許請求の範囲第１項特徴部分に
明示した特徴を有することにより達成される。

すなわち、光電リレー（29,30,31）がロータ（21）の軸線（15′）
とほぼ直角に距離を置いて交差し、もっぱらロータ（2
1）の軸線（15′）と平行な湾曲軸を中心に湾曲した各
羽根（22）が一方の側縁からロータ（21）の軸線（1
5′）と平行に延びた溝（28）を有し、ロータ（21）の
回転時光電リレー（29,30,31）の光線（29）がこの溝を
短時間通過することである。

（作用）ロータのごく単純な構成により、著しい小形化、従って
その慣性を低減することができ、ロータが回転するたび
に羽根と同数の計数信号が発生される。望ましくはこの羽根の溝が一方の側縁から出発し、つまり完結した輪郭
を有していないので、流体と一緒に運ばれた気泡がロー
タの中又は表面に付着して光電リレーの光線を遮る危険
もない。

本提案流量計の１実施例についての以下の説明から、そ
の他の詳細が明らかとなる。

（実施例）第１〜３図に示した流量計10は透明な材料、例えば無色
明澄な材料から成るほぼ管片形状のケーシング11を有す
る。ケーシング11の両端に可撓性管路12,13、例えば内
燃機関に至るプラスチック管路が接続してある。可撓性
管路12,13及びケーシング11を液状流体が矢印14の方向
に流れる。ほぼ円筒形の通路15内にプレス嵌めで配置し
てあるディフューザ16は下流側で通路15内に形成された
肩部17に当接している。ディフューザ16は４山のねじ又
はウォームの形状であり、各ねじ山18はコア19から半径
方向に突出し通路15の内壁に接触するまで延びている。
各ねじ山は約180゜に及んでいる。コア19は流線体20の
形でディフューザ16の流入側正面を超えて延長してあ
る。この場合ディフューザ16は流入する流体を４つの部
分流に分割する。ディフューザ16の範囲で全流路断面積
が通路15の流路断面積より小さいため部分流は加速さ
れ、回転運動を受ける。ディフューザ16の山数は４より
小さくても大きくてもよく、又ねじ山が180゜を超えて
延びてもよい。大切な点は流入する流体にディフューザ
16が回転運動を付与することだけである。ディフューザ
16はやはり望ましくは合成樹脂から一体に製造する。

３枚の羽根22を有するロータ21がディフューザに続く。
第2,3図からわかるように羽根22はその根元から先端に
かけて厚さがほぼ等しく、通路の長手軸15′と平行な湾
曲軸を中心に湾曲している。従って各羽根22は回転運動
を行う流体が衝突する凹面22′を有する。ロータ21の各
正面からそれぞれ鈍端23,24が突出してロータを支承し
ている。流入側の純端24はコア19の下流側末端に設けた
穴25に多少の遊びを有して入り、下流側の純端23はやは
り通路15を直径上で貫通させて設けた横材27の中心に形
成した止り穴26にやはり多少の遊びを有して入れてあ
る。鈍端23,24は好ましくは合成樹脂から成り、羽根22
と一体に構成してある。ロータ21の摩擦損失をできるだ
け小さくする意味でロータが半径方向でも軸方向でも僅
かに遊びを有して支承してあることを指摘しておく。流
量計動作時の興味ある現象にはなお立ち帰って説明す
る。

各羽根22は流入側正面から出発した連続溝28を有する。
この溝28は光源、例えば発光ダイオード30と受光素子、
例えばフォトトランジスタ31との間に延びた光電リレー
29用「窓」として働く（第３図）。従って図示流量計の
場合光電リレーはロータ21が１回転するたびに３度中断
され３度解放される。第２図に概略示唆したようにフォ
トトランジスタ31より発した信号は測定器32に送られ
る。測定器は例えば基本的には周波数計であってもよ
く、ただし単位時間当りの流量を直接示すか又は全流量
を示す積算式（そしてリセット可能な）計数器であって
もよい。大切なことは、ごく微量の流量の場合にも応答
する意味でロータ21の慣性質量をできるだけ小さくする
点である。流体はロータ21付近を流過するとき横材27を
包んで流れねばならない。ディフューザ16を離れた４つ
の部分流のうち２つは多かれ少なかれ横材27に正面から
衝突し、ロータ21は予期に反し下流側純端23が流れの軸
方向成分に従って穴26のできるだけ奥深くに押圧される
のではないことが確認された。その逆に、ロータ21は或
る程度軸方向で浮動回転する。この現象は、横材27に正
面から衝突する部分流が横材27を迂回する「回避操作」
の過程で一般的流動方向に抗してロータ21の下流側正面
に作用するとのことで解明する試みがなされた。流量が
増すにつれこの意外な現象が顕著になることも確認され
た。

溝28はかならずしも羽根22の流入側正面から出発しなく
てもよく、その下流側正面から出発したり又は単純に光
電リレー29を挿通した孔で形成することもできる。しか
し図示実施態様は、液体とともに運ばれた気泡が溝28内
に沈着しえず、従ってロータの回転及び／又は光電リレ
ー29の機能を妨げない利点を有することが試験で裏付け
られた。

図示流量計10の特性は１〜50（単位時間当りの流量を示
す任意の単位）の範囲では非脈動流動時にも脈動流動時
にも理想的直線性から僅か２％程度ずれるにすぎないこ
とが試験で判明した。最後に、図示流動計は構造及び取
付の単純であるのが魅力である。

（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、ロータが単純な構
成により小形軽量化が図れ、慣性を低減することがで
き、したがって高い応答性が得られることになり、ま
た、光電リレーの光路となる羽根の溝は一側が切欠かれ
て完結した輪郭を有さないものであり、したがって気泡
が壊れずに付着することができないことになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は可撓性管路内に取付けた流量計を約10:1の縮尺
で示す縦断面図。第２図は第１図Ａ−Ａ線に沿って示す断面図。第３図は第１図Ｂ−Ｂ線に沿って示す断面図。第４図はロータの実施態様を示す等尺図。 10……流量計,15……通路,15′……軸線， 16……ディフューザ,21……ロータ， 22……羽根,22′……被衝突面,28……溝 29……光線,29,30,31……光電リレー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ほぼ円筒形の通路（15）内で羽根（22）付
きロータ（21）が同軸に配置して回転自在に支承され、
ロータの前に螺旋状ディフューザ（16）が同軸に設けて
あり、ディフューザは流入する流体を部分流に分割し、
部分流に回転運動を付与して羽根（22）に衝突させるよ
うになっており、羽根の被衝突面（22′）が凹状であ
り、ロータ（21）が回転して光電リレー（29,30,31）を
断続的に中断する流量計において、光電リレー（29,30,
31）がロータ（21）の軸線（15′）とほぼ直角に距離を
置いて交差し、もっぱらロータ（21）の軸線（15′）と
平行な湾曲軸を中心に湾曲した各羽根（22）が一方の側
縁からロータ（21）の軸線（15′）と平行に延びた溝
（28）を有し、ロータ（21）の回転時光電リレー（29,3
0,31）の光線（29）がこの溝を短時間通過することを特
徴とする流量計。
【請求項２】溝（28）が各羽根（22）のディフューザ
（16）に面した側縁から出発していることを特徴とする
特許請求の範囲第１項に記載の流量計。
【請求項３】ロータが３枚の羽根を有し、合成樹脂から
一体に構成してあることを特徴とする特許請求の範囲第
１項又は第２項に記載の流量計。