JPH0712602A - フローセンサ - Google Patents

フローセンサ

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JPH0712602A
JPH0712602A JP5158494A JP15849493A JPH0712602A JP H0712602 A JPH0712602 A JP H0712602A JP 5158494 A JP5158494 A JP 5158494A JP 15849493 A JP15849493 A JP 15849493A JP H0712602 A JPH0712602 A JP H0712602A
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JP
Japan
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impeller
shaft
case
flow
rotary shaft
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JP5158494A
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English (en)
Inventor
Sadao Okada
貞雄 岡田
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Rinnai Corp
Original Assignee
Rinnai Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
    • G01F1/06Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
    • G01F1/08Adjusting, correcting or compensating means therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14Casings, e.g. of special material

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 羽根車の軸ぶれを良好に防止するフローセン
サを提供する。 【構成】 下端部に流入口3が形成された円筒状のケー
ス4と、該ケース4内にその回転軸線を上下方向に向け
て収容され流入口3からの流量に応じて回転数が変化す
る磁石5を備えた羽根車6と、羽根車6の回転数の変化
による磁界の変化を検知して流量を検出する検出手段と
を備え、ケース4の上下端部には、羽根車6の回転軸7
の上下端部を回動可能かつ軸方向に移動可能に収容する
回転軸7の径より大径の内径を有する軸収容部14,1
1がそれぞれ形成され、回転軸7の上端面には上端側の
軸収容部14の底部との接触面積を少なくする突起17
が設けられ、軸収容部14の底部に球面凹部14aが形
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス瞬間湯沸器、石油
瞬間湯沸器における流水の流量検出や配管内を流れる各
種流体の流量検出を行うフローセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のフローセンサとしては、
図4に示すものが知られている。このフローセンサa
は、上下端部にそれぞれ流出口b及び流入口cが形成さ
れた円筒状のケースdを備えており、該ケースd内に
は、流入口cから流入する流体の流量に応じて回転数が
変化する磁気を帯びた羽根車eが、その回転軸線を上下
方向に向けて収容されている。羽根車eの回転軸fの両
端部は、ケースdの上下端部に設けられた回転軸fの径
より大径の穴g,hに、回動可能かつ上下方向に移動可
能に収容されている。上端側の穴gの底部には、羽根車
eの回転時に回転軸fの上端面に当接して羽根車eのス
ラスト荷重を受ける突起iが形成されている。なお、該
突起iは、回転軸fの上端面との接触面積を小さくして
摩擦力を軽減するために回転軸fより小径に形成されて
いる。また、ケースdの外周部には、羽根車eの回転数
の変化による磁界の変化を検知してケースd内を流れる
流体の流量を検出する検出手段kが設けられている。
【0003】上記構成のフローセンサaにおいては、羽
根車eの回転軸fの両端部が、それぞれ回転軸fの径よ
り大径の穴g,hに回動可能かつ上下方向に移動可能に
収容されているため、流入口cからケースd内に流体が
流入すると、羽根車eは該流体の流れによって上方に移
動して回転軸fの上端面が穴g内の突起iの先端に当接
した状態で回転する。そして回転時においては、上述し
たように、穴g,hは該回転軸fの径より大径に形成さ
れているため、回転軸fの外周面は穴g,hの内周面に
非接触で回転し、また、羽根車eはその遠心力によって
軸ぶれが防止される。従って、羽根車eは、回動軸fの
上端面と突起iの先端との接触だけで回転されてその回
転負荷が非常に小さいものとなり、流入口cから流入す
る流量が少ない場合でも該羽根車eが該流量に敏感に反
応してケースd内における流体の良好な流れを確保する
ことができる。
【0004】しかしながら、上記構成のフローセンサa
においては、回動軸fの上端面が平坦に形成されている
ため、流体の流れの変動等によって羽根車eに不用意に
負荷が加わった場合に、回転軸fの上端面が水平方向に
滑って羽根車eの遠心力によるバランスが崩れ、羽根車
eが軸ぶれを起こす虞れがある。このため、ケースd内
を流通する流体の流れが不安定になるという不都合があ
った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる不都合
を解消するためになされたものであり、少ない流量でも
敏感に反応して流体の良好な流れを確保することができ
るのは勿論のこと、流体の変動等による羽根車の軸ぶれ
を防止してケース内に安定した流れを確保することがで
きるフローセンサを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、下端部に流入口が形成された筒状のケ
ースと、該ケース内にその回転軸線を上下方向に向けて
収容され前記流入口からの流量に応じて回転数が変化す
る磁気を帯びた羽根車と、該羽根車の回転数の変化によ
る磁界の変化を検知して流量を検出する検出手段とを備
え、前記ケースの上下端部には、前記羽根車の回転軸の
両端部を回動可能かつ軸方向に移動可能に収容する該回
転軸の径より大径の穴がそれぞれ形成され、上端側の前
記穴の底部と前記回転軸の上端面とのいずれか一方に
は、該穴の底部と該回転軸の上端面との接触面積を少な
くする突起が設けられたフローセンサにおいて、前記突
起の接触面に球面凹部を形成したことを特徴とするもの
である。
【0007】また、本発明は、前記羽根車は樹脂で形成
され、該羽根車の羽根の外周部には筒状の磁石が外挿さ
れていることを特徴とするものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、流入口からケース内に流体が
流入すると、羽根車は該流体の流れによって上昇して回
転軸の上端部が穴の底部に当接した状態で回転する。こ
のとき、上端側の穴の底部と回転軸の上端面とのいずれ
か一方には該穴の底部と該回転軸の上端面との接触面積
を少なくする突起が設けられているため、摩擦力が軽減
されて羽根車の回転負荷を小さくすることができ、ま
た、該突起の接触面には球面凹部が形成されているた
め、羽根車の上昇時に流体の変動等によって羽根車が傾
いて回転軸の上端部が穴の底部の中立位置からずれた位
置に当接しても回転軸の上端部は球面凹部によって該中
立位置に案内され、しかも当接時においては回転軸の上
端部は球面凹部によって該中立位置に保持される。
【0009】また、羽根車を樹脂で形成し、該羽根車の
羽根の外周部に筒状の磁石を外挿した場合には、磁性材
料等で一体成形して製作された羽根車に比べて、その重
量を軽くすることができ、従って、上述した突起による
摩擦力の軽減と相まって羽根車の回転負荷をより小さく
することができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図3を参照
して説明する。図1は本発明の実施の一例であるフロー
センサの一部を破断した正面図、図2はフローセンサの
分解斜視図、図3はフローセンサの縦断面図である。
【0011】まず、図1〜図3に従って全体構成を説明
すると、フローセンサ1は、上下端部にそれぞれ流出口
2及び流入口3が形成された円筒状のケース4を備えて
いる。ケース4内には、流入口3から流入する流体の流
量に応じて回転数が変化する磁石5を備えた羽根車6
が、その回転軸7を上下方向に向けて収容されている。
なお、ケース4の外周部の一側には、従来例と同様に、
羽根車6の回転数の変化による磁界の変化を検知してケ
ース4内を流れる流体の流量を検出する検出手段(図示
せず。)が設けられている。
【0012】ケース4は、円筒状のケース本体8と、該
ケース本体8の上端部開口に嵌め込まれる蓋体9とを備
えている。
【0013】ケース本体8は、下端部に小径の短円筒部
10が形成されており、該短円筒部10の底部中央に
は、回転軸7の下端部を収容する有底円筒状の軸収容部
11がその開口部を上方に向けて設けられている。軸収
容部11は、その内径が回転軸7の径より大径になって
いる。また、軸収容部11は、その外周面と短円筒部1
0の下端部内周面との間に周方向に等間隔で配置された
複数のリブ12によって短円筒部10に一体に連結され
ている。各リブ12はそれぞれ軸収容部11の外周面か
ら径方向外方に放射状に延びて短円筒部10の下端部内
周面に達しており、これにより互いに隣接する各リブ1
2との間に流入口3が形成されている。
【0014】蓋体9は、短円筒状に形成されており、そ
の上端部には、ケース本体8の上端部開口に嵌め込まれ
た際に、該ケース本体8の上端面に当接するフランジ部
13が形成されている。蓋体9の内部中央には、回転軸
7の上端部を収容する有底円筒状の軸収容部14がその
開口部を下方に向けて設けられている。軸収容部14
は、軸収容部11と同様に、その内径が回転軸7の径よ
り大径になっている。軸収容部14の底部には、球面凹
部14aが形成されている。
【0015】また、軸収容部14の外周面には上方から
下方に延びるスリット15が周方向に180°離間して
2か所形成されており、該スリット15は下方において
軸収容部14の内部に連通しており、これにより流体に
含まれるゴミ等が軸収容部14の内部に溜まらないよう
にしている。さらに、軸収容部14は、その外周面と蓋
体9の内周面との間に周方向に等間隔で配置された複数
のリブ16によって蓋体9に一体に連結されており、連
結された状態においては、軸収容体14の上端部は、蓋
体9の上端面より上方に突出している。そして、各リブ
16はそれぞれ軸収容部14の外周面から径方向外方に
放射状に延びて蓋体9の内周面に達しており、これによ
り互いに隣接する各リブ16との間に流出口2が形成さ
れている。
【0016】羽根車6は、例えば、ポリフェニレンサル
ファイド等の合成樹脂材を用いて一体に成形されたもの
であり、上下方向に延びる回転軸7を備えている。回転
軸7の上端面には突起17が形成されており、該突起1
7は、軸収容部14の底部との接触面積を小さくして摩
擦力を軽減するために回転軸7より小径に形成されてい
る。回転軸7の軸方向の略中央部には、大径部18が形
成されており、該大径部18には、四枚の斜流羽根19
a〜19dが周方向に等間隔で設けられている。斜流羽
根19a〜19dの上端部には、短円筒部20が、その
内周部が斜流羽根19a〜19dの各外周部に連結され
て一体に設けられている。また、短円筒部20の下端面
には、下方に突出する凸部21が周方向に互いに180
°離間して二か所形成されている。斜流羽根19a〜1
9dの下端部には、円筒状の磁石5が外挿されている。
【0017】磁石5は、例えば、希土類系磁性材料の微
粒子を合成樹脂材中に均等に分散させた状態で一体に成
形しこれを磁化して製作されたものであり、磁石5の外
周面には、軸方向に沿って延びる突条22が周方向に等
間隔で六か所形成されている。磁石5の上端面には、凸
部21,21に嵌合される凹部23,23が周方向に互
いに180°離間して形成されている。凹部23,23
は、互いに隣接する突条22,22間に配置されてい
る。
【0018】磁石5の内周面には、凸部21,21と凹
部23,23との嵌合時に羽根19a,19cの外周部
を押圧接触しながら乗り越えて該羽根19a,19cに
係合するリブ24,24が軸方向に沿って形成されてお
り、従って、斜流羽根19a〜19dの下端部に磁石5
を外挿して磁石5の凹部23,23を短円筒部20の凸
部21,21に嵌め込むだけで羽根車6に対する磁石5
の回り止めがなされると同時に、リブ24,24と羽根
19a,19cとの係合によって羽根車6に対する磁石
5の軸方向の抜け止めがなされる。
【0019】上記構成の羽根車6は、回動軸7の上下端
部が軸収容部11,14にそれぞれ回動可能かつ上下方
向に移動可能に収容されており、図3に示すように収容
された状態においては、羽根車6の大径部18の下端面
に形成された凸部25が軸収容部11の上端面に形成さ
れた凹部26に嵌合されて回り止めがなされている。ま
た、回転軸7の突起17は、軸収容部14の底部より下
方に配置されている。
【0020】そしてこの状態で流入口3からケース4内
に流体が流入すると、羽根車6は該流体の流れによって
上方に移動して回転軸7の突起17が軸収容部14の底
部に当接した状態で回転する。このとき、突起17は軸
収容部14の底部との接触面積を少なくするように形成
されているため、突起17と軸収容部14の底部の摩擦
力が軽減されて羽根車6の回転負荷を小さくすることが
できる。このため、流入口3から流入する流量が少ない
場合でも羽根車6が該流量に敏感に反応してケース4内
における流体の良好な流れを確保することができる。
【0021】また、軸収容部14の底部には球面凹部1
4aが形成されているため、羽根車6の上昇時に流体の
変動等によって羽根車6が傾いて、突起17が軸収容部
14の底部の中立位置からずれた位置に当接しても該突
起17は球面凹部14aによって該中立位置に案内さ
れ、しかも当接時においては突起17は球面凹部14a
によって該中立位置に保持される。このため、羽根車6
の遠心力によるバランスが維持されて羽根車6の軸ぶれ
が良好に防止され、ケース4内に安定した流体の流れを
確保することができる。
【0022】さらに、樹脂製の羽根車6に円筒状の磁石
5を外挿しているため、磁性材料等で一体成形して製作
された羽根車に比べて、その重量を軽くすることがで
き、従って、上述した突起17による摩擦力の軽減と相
まって羽根車6の回転負荷をより小さくすることがで
き、ケース4内における流体のより良好な流れを確保す
ることができる。
【0023】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変
更可能である。例えば、上記実施例では、回転軸7の上
端面に突起17を形成し、軸収容部14の底部に球面凹
部14aを形成しているが、これに代えて、回転軸7の
上端面に球面凹部14aを形成し、軸収容部14の底部
に突起17を形成してもよい。
【0024】また、上記実施例では、羽根車6に円筒状
の磁石5を外挿しているが、必ずしも円筒状に限定する
必要はなく、その他の形状の磁石を羽根車6に付設して
もよい。
【0025】さらに、上記実施例では、羽根車6と磁石
5を別体に形成しているが、必ずしもこのようにする必
要はなく、羽根車6を磁性材料で一体に形成してもよ
く、また、合成樹脂に磁性粉体を混入して一体に成形し
てもよい。
【0026】
【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
のフローセンサによれば、突起によって回転軸の上端部
と穴の底部との摩擦力を軽減して羽根車の回転負荷を小
さくしているため、流入口から流入する流量が少ない場
合でもケース内における流体の良好な流れを確保するこ
とができると共に、羽根車の始動流量が、接触抵抗が少
ないため低流量となるので、低流量か大流量まで正確に
測定することができる。
【0027】また、該突起の接触面に形成された球面凹
部によって羽根車の軸ぶれを良好に防止することがで
き、ケース内に安定した流体の流れを確保することがで
きる。
【0028】さらに、羽根車を樹脂で形成し、該羽根車
の羽根の外周部に筒状の磁石を外挿した場合には、上記
突起による摩擦力の軽減と相まって羽根車の回転負荷を
より小さくすることができるため、ケース内における流
体のより良好な流れを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一例であるフローセンサの一部
を破断した正面図である。
【図2】フローセンサの分解斜視図である。
【図3】フローセンサの縦断面図である。
【図4】従来のフローセンサの縦断面図である。
【符号の説明】
1…フローセンサ、3…流入口、4…ケース、5…磁
石、6…羽根車、19a〜19d…羽根、11,14…
軸収容部、14a…球面凹部、17…突起

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下端部に流入口が形成された筒状のケース
    と、該ケース内にその回転軸線を上下方向に向けて収容
    され前記流入口からの流量に応じて回転数が変化する磁
    気を帯びた羽根車と、該羽根車の回転数の変化による磁
    界の変化を検知して流量を検出する検出手段とを備え、
    前記ケースの上下端部には、前記羽根車の回転軸の両端
    部を回動可能かつ軸方向に移動可能に収容する該回転軸
    の径より大径の穴がそれぞれ形成され、上端側の前記穴
    の底部と前記回転軸の上端面とのいずれか一方には、該
    穴の底部と該回転軸の上端面との接触面積を少なくする
    突起が設けられたフローセンサにおいて、前記突起の接
    触面に球面凹部を形成したことを特徴とするフローセン
    サ。
  2. 【請求項2】前記羽根車は樹脂で形成され、該羽根車の
    羽根の外周部には筒状の磁石が外挿されていることを特
    徴とする請求項1記載のフローセンサ。
JP5158494A 1993-06-29 1993-06-29 フローセンサ Pending JPH0712602A (ja)

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JP5158494A JPH0712602A (ja) 1993-06-29 1993-06-29 フローセンサ
KR1019940013589A KR0159125B1 (ko) 1993-06-29 1994-06-16 플로우 센서

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JP5158494A JPH0712602A (ja) 1993-06-29 1993-06-29 フローセンサ

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