JPH07104189B2 - タービン式流量計 - Google Patents

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量計に係り、特に羽根車の回転軸
を長期間安定に軸承しかつ、流量計測精度の低下を抑え
うるよう構成したタービン式流量計に関する。

従来の技術 従来、例えばガス配管を介して給送されるガス等の流体
の流量を計測するタービン式流量計としては、例えば流
量計測を開始する感度流量及び器差性能を向上させるた
め、両側に回転軸を有する羽根車のはぶの上，下流側に
対向するよう配設された上，下流側コーン内にピボット
軸受の受を設け、羽根車の回転軸の両端をピボットとし
て前記受により軸承するものがある。また、羽根車の回
転軸の両端は円錐形状のピボットとされており、受の受
底はこのピボットの先端形状に対応して半球状の凹形状
とされている。

発明が解決しようとする問題点 しかるに、上記タービン式流量計の軸受部においては、
流量計測時羽根車とともにピボット先端が受の受底を回
転揺動するため、ピボットより受底に作用する力が大に
なる。そのため、上記タービン式流量計において、受底
に潤滑油が供給されない無潤滑式の場合、長期間の使用
により受底及びピボット先端が摩耗し、耐久性に劣ると
いった問題点がある。

また、上記問題点を解決するため、その対策として潤滑
油を受の受底に溜めておく場合がある。このような潤滑
式の場合、潤滑油が少ないと潤滑不足となり、また潤滑
油が多過ぎるとピボットに抵抗が生じて計測精度が低下
したり、潤滑油が周囲に飛散したりするといった問題点
がある。

そこで、本発明は上記問題点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。

問題点を解決するための手段 本発明は、被測流体が流れる流路内で回転軸とともに回
転自在に設けられた羽根車と、軸受部で該羽根車の回転
軸を軸承する軸受部材とを有してなるタービン式流量計
において、 前記軸受部材の奥部に潤滑油を貯溜する油溜め部を設
け、 前記軸受部材に前記油溜め部と前記軸受部とを連通する
微小な連通孔を設けてなり、 前記油溜め部は前記連通孔より若干大径な細管の集合体
よりなり、各細管内部に充填された潤滑油が前記連通孔
の毛管現象により前記軸受部に供給されることを特徴と
するものである。

作用 本発明によれば、油溜め部の潤滑油が連通孔の毛管現象
により少量ずつ供給されるため、羽根車の回転軸と軸受
部との摩擦を低減して羽根車の回転を安定且つ円滑にす
ることができる。また、油溜め部が細管の集合体であ
り、各細管に潤滑油が貯溜されているため、コンパクト
な構成にできると共に、潤滑油が充填された細管の内径
を変更することにより、軸受部に適量の潤滑油が滞溜す
るように適度の大きさのメニスカスを形成できる。ま
た、油溜め部を細管の集合体で形成することにより蓄油
量を増加させて長期間に亘って潤滑油を供給することが
でき、羽根車の回転を長期間安定に保つことができる。

実施例 第１図及び第２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。両図中、タービン式流量計１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
測流体を給送る配管途中に配設される。なお、流体は図
中矢印で示す如く、給送される。

３の上流側コーンで、流量計本体２の流路2a内に下方よ
り挿入された支持部材４にロッド５を挿通し、ナット６
の締付けにより固定される。又、７は下流側コーンで、
流路2a内に上方より挿入された支持部材８にロッド９を
挿通し、ナット10により締付け固定される。

上流側コーン３と下流側コーン７との間には外周に複数
の羽根11aを有する羽根車11が介在している。12は羽根
車11ピボット（回転軸）でピボット軸12cをハブ中央孔1
1bに挿通されている。尚、ピボット軸12cのピボット先
端12a,12bは円錐形状に形成されている。

羽根車11はピボット軸受13,14により回転自在に支障さ
れ、流路2a内を通過する流量に応じて回転するように設
けられている。

上流側コーン３及び下流側コーン７には軸方向貫通する
貫通孔15,16が穿設されている。この貫通孔15,16には一
端が羽根車11に対向して開口し、他端がロッド5,9の端
部に開口するパイプ状のホルダ17,18が挿入固定されて
いる。

ホルダ17,18は夫々その内部にピボット軸受13,14の受1
9,20及び油溜め部21,22を有する。尚、受19と20及び油
溜め部21と22とは夫々同一構成であるので、以下上流側
の受19,油溜め部21につき説明する。

第２図（Ａ），（Ｂ）に示す如く、ホルダ17は羽根車11
に対向する端部開口17aに段部17bを形成されており、こ
の段部17bには受19がかしめ，接着等により嵌入固定さ
れている。

受19は超硬合金，宝石（人造サファイア等）等により形
成され、ホルダ17の開口17aに嵌合し、段部17bに当接し
ている。

又、受19はピボット12の先端12aが摺接する受底19aを有
する。受底19aは例えば半球形状の凹部であり、その凹
部中央でピボット12の先端12aを軸承する。

受19には受底19aと油溜め部21とを連通する連通孔19bが
穿設されている。この連通孔19bは直径が極めて微小な
小孔であり、一端がピボット12の先端12aが摺接する受
底19aの凹部中央より外側で開口し、他端が油溜め部21
に開口する。

従って、ピボット12の先端12aが受底19aに当接すると、
油溜め部21の潤滑油は連通孔19bの毛管現象により少量
ずつ受底19aに供給される。そのため、受底19aの中央凹
部には適量の潤滑油を滞留してなるメニスカス23が形成
される。

油溜め部21は受19の奥部に形成された油溜め室24と、一
端が油溜め室24に連通する蓄油体と25とよりなる。

この蓄油体25は受19の連通孔19bより若干大径な多数の
細管26（26₁,26₂,…26_n）集合体であり、細管26の内部
には潤滑油が充填されている。

尚、上記メニスカス23はピボット12が受底19aに接して
いないときには表われていないが、ピボット12が受底19
aに接しているとき表われる。このメニスカス23の表面
張力は、蓄油体25の細管26の他端側の表面張力と、メニ
スカス23と細管26の他端間の水頭と釣り合う。従って、
細管26の内径寸法を変更することにより、メニスカス23
の大きさをコントロールできる。

即ち、メニスカス23の大きさを希望の大きさにするには
細管26の内径の大きさで適宜決められる。

なお、潤滑油はピボット12が回転しても飛散せず消費さ
れることはない。但し、潤滑油は揮発性のため徐々に揮
発してゆく。従って、メニカス23の大きさはできるだけ
小さい方が潤滑油の揮発量が少なくて済み、潤滑油の消
耗を減らすことができる。

例えばメニスカス23を小さくして受底19aの潤滑油量を
減少させるには、細管26を内径の小さい細いパイプに変
更し、細管26の開放端の潤滑油の表面張力を大きくすれ
ば良い。

即ち、メニスカス23が所望の大きさになるように細管26
の内径を小さくしてゆき、潤滑油を効率良く供給できる
ようにする。

尚、多数の細管26は上流側コーン３及びロッド５内を軸
方向に延在するため、その全長が相当長くなってる。従
って、蓄油体25に充填される潤滑油は相当な量に増加さ
れている。

再び第１図に戻って説明するに、27はピックアップとし
ての磁気センサで、上流側コーン３に埋設されている。
28はマグネットで、磁気センサ27に対向するようロータ
ハブ11cに取付けられている。したがって、流路2a内を
流れる流体の流量は、磁気センサ27により流量に応じて
回転する羽根車11のマグネット28を磁気的に検出するこ
とにより計測される。

ここで、流量計測時のタービン式流量計１の動作につき
説明する。第１図中、流量計本体２内の流路2aを流体が
下方より上方に流れる際、流体は羽根車11の羽根11aを
回転させながら通過する。

第３図に示す如く、羽根車11のピボット12の先端12aが
受底19aに摺接することにより上記メニスカス23が形成
される。

受底19aには連通孔19bの毛管現象により油溜め室24の潤
滑油が微量ずつ供給される。よって、ピボット12の先端
部12aは受底19aに形成された潤滑油のメニスカス23に接
しながら円滑かつ安定に回転する。

又、メニスカス23は前述のように細管26の内径を小さく
することにより潤滑に必要な最小の大きさに設定されて
いるため、流量計測時羽根車11が流量に応じて回転して
も、受底19a上の潤滑油が飛散したりしないが、徐々に
メニスカス23の表面より揮発する。このようにして、潤
滑油が減少してメニスカス23が小さくなると、メニスカ
ス23の表面張力と細管26の他端間の水頭とがバランスす
るまで、油溜め室24内の潤滑油が連通孔19bを介して受
底19aに少量ずつ供給される。

従って、羽根車11はピボット12とともに円滑に回転する
ことができる。このように流量計測時、羽根車11が安定
に回転できるため、タービン式流量計１は流量計測精度
が低下することを防止される。又、蓄油体25が多数の細
管26の中空部内に比較的多量の潤滑油を貯留できるた
め、油溜め部21の潤滑油を消費するには相当な期間を要
し、タービン式流量計１の耐久性が大幅に向上する。

又、上記タービン式流量計１に外部からの振動等が加え
られても、蓄油体25内の潤滑油は細管26の毛管現象によ
り細管26から流出することがない。

なお、細管26の他端は流路2a中に開口しているが、羽根
車11近傍での圧力損失、換言すれば羽根車11近接と細管
26端部における圧力差はわずかであるので、細管26はこ
の圧力差の影響をほとんど受ず、潤滑油を供給しすぎる
ことなく所期した毛管現象の作用により適度な潤滑油供
給を行なう。

第４図及び第５図に本発明の第２実施例を示す。尚、両
図中第１実施例と同一構成部分には同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

又、第４図中、タービン式流量計31の上流側のピボット
軸受32と下流側のピボット軸受33とは同一構成であるの
で、以下第５図に上流側のピボット軸受32を示すととも
に、ピボット軸受32につき説明する。

第４図及び第５図に示す如く、上流側コーン３の羽根車
11に対向する端面の軸心には、所定深さの凹部34が形成
されている。この凹部34にはピボッ12を軸承する受19を
保持するホルダ35が嵌合し固定されている。又、ホルダ
35の段差35aには油溜め部36を形成する蓄油体37が嵌入
する。蓄油体37と受19との間には蓄油体37の端面と連通
孔19bとを連通する油溜め室38が形成されている。

蓄油体37は、受19の連通孔19bよりも大径な複数の中空
部37aを有してなる。中空部37a内に潤滑油が充填されて
いる。従って、油溜め室38及び中空部37a内に満たされ
た潤滑油は、連通孔19b内の毛管現象により受19aに少量
ずつ供給される。従って、受底19aの凹部中央には適量
の潤滑油によるメニスカス39が形成される。

又、本実施例の場合も中空部37aの内径を小さくするこ
とによりメニスカス39を小さくすることができ、これに
より潤滑油の消耗を抑えられる。

尚、上記中空部37aは例えば合成樹脂製の中空糸，中空
繊維等よりなるチューブにより形成されている。よっ
て、蓄油体37としては例えば多数のアクリル樹脂製の中
空糸をポリウレタンで固定したもの、あるいは多数のテ
フロン（登録商標）製チューブを融着してなるもの等が
考えられる。

又、上記蓄油体37は多数のチューブの中空部37a内潤滑
油を貯溜しているため、中空部37aの空間率が大きく、
その分潤滑油の蓄油量が増加している。

従って、羽根車11が流量に応じて回転するとき、ピボッ
ト12の先端12a,12bは受底19aのメニスカス39に接しなが
ら円滑かつ安定に軸承される。

尚、受底19aの潤滑油がピボット12の回転により減少し
ても、微小な連通孔19bの毛管現象により潤滑油が適量
ずつ供給されるため、潤滑油のメニスカス39は常に所定
の大きさ（表面張力の釣り合いによる）を保つ。従っ
て、受底19aで潤滑不足が生ずることなく、又潤滑油が
過剰に供給されることもない。

又、油溜め室38の潤滑油が連通孔19bを介して受底19aに
供給されると、蓄油体37の37aに充填された潤滑油が油
溜め室38に供給される。従って、油溜め室38及び蓄油体
37に充填された潤滑油は、その消耗した量に応じて少量
ずつ受底19aに供給される。

そのため、羽根車11のピボット12が長期間円滑に回転す
ることができるので、計測精度の低下を防止することが
できるとともにタービン式流量計31の耐久性が向上す
る。

このように、メニスカスの表面張力と細管26又は中空部
37aの表面張力とをバランスさせることにより受底19aに
潤滑油を効率良く保持することができる。又、細管26又
は中空部37aの内径を小さくしてゆくことにより、所望
の大きさのメニスカスを得ることができるので、メニス
カス表面より揮発する潤滑油の消耗を抑えて、潤滑油を
有効に使用することができる。

尚、上記各実施例の各図面中には受19に連通孔19bを１
又は２つ設けてあるが、連通孔19bの数は１つでも良い
し、あるいは２つ以上の複数としても良い。

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、油溜め
部の潤滑油が連通孔の毛管現象により少量ずつ供給され
るので、羽根車の回転軸と軸受部との摺動抵抗を軽減し
て羽根車の回転を安定且つ円滑にすることができ、流量
計測をより高精度に行なうことができる。又、潤滑油を
充填された細管の内径を変更して軸受部に形成されたメ
ニスカスの表面張力と油溜め部との釣り合いによりメニ
スカスの大きさを変更でき、軸受部には適量の潤滑油が
滞留するように適度な大きさのメニスカスを形成でき
る。そのため、潤滑不足となったり、過剰供給により潤
滑油が無駄になることを防止できる。又、油溜め部を多
数の細管で形成し蓄油量を増加させることにより、長期
管に亘って潤滑油を供給でき、羽根車の回転を長期間安
定に保ち耐久性の向上を図る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量計の第１実施例の
縦断面図、第２図（Ａ），（Ｂ）は夫々本発明の要部の
平面図，縦断面図、第３図は回転軸が軸受部に軸承され
る状態を示す縦断面図、第４図はほ発明の第２実施例の
縦断面図、第５図は第２実施例の要部を示す図、であ
る。 １……タービン式流量計、11……羽根車、12……ピボッ
ト、13,14……ピボット軸受、15,16……貫通孔、19,20
……受、19a,20a……受底、19b,20b……連通孔、23……
メニスカス、24……油溜め室、25,29……蓄油体、26…
…細管、31……タービン式流量計、32,33……ピボット
軸受、35……ホルダ、36……油溜め部、37……蓄油体、
37a……中空部、38……油溜め室、39……メニスカス。

フロントページの続き (72)発明者 今村 恭二 神奈川県横浜市瀬谷区阿久和町4309 トキ コ社宅２―404 (72)発明者 長沢 潤一 神奈川県鎌倉市西鎌倉１―12―２ (72)発明者 柘植 和夫 神奈川県横浜市旭区川島町1876 (72)発明者 武井 喜樹 神奈川県横浜市南区永田みなみ台２―10― 1301 (72)発明者 小島 輝久 神奈川県川崎市多摩区堰407 (72)発明者 小牧 正之 東京都稲城市押立1188 (72)発明者 森田 寛 大阪府大阪市西区千代崎３―２―95 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 村上 貴敏 大阪府大阪市西区千代崎３―２―95 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 佐藤 泰生 愛知県東海市新宝町507―２ 東邦瓦斯株 式会社内 (72)発明者 纐纈 保男 愛知県東海市新宝町507―２ 東邦瓦斯株 式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−160316（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測流体が流れる流路内で回転軸とともに
   回転自在に設けられた羽根車と、軸受部で該羽根車の回
   転軸を軸承する軸受部材とを有してなるタービン式流量
   計において、 前記軸受部材の奥部に潤滑油を貯溜する油溜め部を設
   け、 前記軸受部材に前記油溜め部と前記軸受部とを連通する
   微小な連通孔を設けてなり、 前記油溜め部は前記連通孔より若干大径な細管の集合体
   よりなり、各細管内部に充填された潤滑油が前記連通孔
   の毛管現象により前記軸受部に供給されることを特徴と
   するタービン式流量計。