JPH07167882A - 流体の流速測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 流体の流速の測定精度を向上する。 【構成】 固定枠２２に回転軸２６が回転自在に設けら
れ、且つ、回転軸２６に羽根２９が取り付けられて回転
体Ｒが構成され、被検出体３１が回転体Ｒと一体回転す
るように回転体Ｒに取り付けられ、被検出体３１を検出
する検出手段３４が固定枠２２に取り付けられた流体の
流速測定装置において、回転軸２６を流体の流動方向下
手側に付勢する弾性付勢手段３７が設けられている。
又、回転軸２６における流体の流動方向上手側部分を覆
うカバー体２７が、回転体Ｒと一体回転するように回転
体Ｒに取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、固定枠に回転軸が回転
自在に設けられ、且つ、前記回転軸に羽根が取り付けら
れて回転体が構成され、被検出体が前記回転体と一体回
転するように前記回転体に取り付けられ、前記被検出体
を検出する検出手段が前記固定枠に取り付けられた流体
の流速測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】かかる流体の流速測定装置は、例えば、
穀物乾燥設備における乾燥用空気が通流するダクト内に
設置して、乾燥用空気の流速を測定するものである。ダ
クト内を通流する乾燥用空気が羽根に当たると回転体が
回転し、その回転体と一体的に回転する被検出体を検出
手段にて検出することにより、回転体の回転数を検出
し、その回転数に基づいて乾燥用空気の流速を演算する
ものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、流体が羽根
に当たると、回転体に対して、流体の流動方向下手側に
押し付ける力（以下、押し付け力と略称する場合があ
る）が作用し、その押し付け力は流体の流速に応じて変
化する。一方、回転軸にはその軸芯方向に多少の融通を
持たせてあるので、例えば、流速の急激な変化に伴って
回転体に作用する押し付け力が急激に変化したりする
と、回転体が流体の流動方向上手側に反発される事態が
生じ、かかる事態が生じると回転体が回転軸の軸芯方向
に振動する。従って、回転体が回転軸の軸芯方向に振動
すると、被検出体と検出手段との間隔が変動するので、
検出手段が被検出体を確実に検出することができない場
合が生じて、回転数の検出精度が悪くなり、その結果、
流速の測定精度が悪くなるという問題があった。

【０００４】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、流速の測定精度を向上すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による流体の流速
測定装置の第１の特徴構成は、前記回転軸を流体の流動
方向下手側に付勢する弾性付勢手段が設けられている点
にある。

【０００６】第２の特徴構成は、前記回転軸における流
体の流動方向上手側部分を覆うカバー体が、前記回転体
と一体回転するように前記回転体に取り付けられている
点にある。

【０００７】

【作用】第１の特徴構成によれば、流速の急激な変化に
伴って、回転体に対して前記流動方向下手側に作用する
押し付け力が急激に変化しても、回転軸は弾性付勢手段
により流体の流動方向下手側に付勢されているので、そ
の付勢力によって回転体が流体の流動方向上手側に反発
されるのが阻止されるので、回転体が回転軸の軸芯方向
に振動するのを防止することができる。

【０００８】ちなみに、回転軸を流体の流動方向上手側
に付勢する弾性付勢手段を設けることにより、回転体が
回転軸の軸芯方向に振動するのを防止することが想定さ
れる。しかしながら、この場合は、押し付け力が作用す
る方向とは反対の方向に回転軸を付勢するので、押し付
け力に抗して回転軸を流体の流動方向上手側に付勢しな
ければならないので、弾性付勢手段の付勢力を大きくす
る必要があり、その分、弾性付勢手段の設置構造を堅固
にする必要がある。これに対して、本特徴構成であれ
ば、押し付け力が作用する方向と同一の方向に回転軸を
付勢するので、弾性付勢手段の付勢力を必要以上に大き
くする必要がなく、その分、弾性付勢手段の設置構造を
簡素なものにできる。

【０００９】第２の特徴構成による作用は、以下の通り
である。流体中に含有される粉塵等が、回転体を枠体に
対して回転自在に支持する軸受機構等に侵入すると、回
転体のスムーズな回転が損なわれるので、回転軸におけ
る流体の流動方向上手側部分を覆うカバー体を設けて、
軸受機構等への粉塵の侵入を防止する必要がある。ちな
みに、カバー体を回転体とは別の部材（例えば、固定
枠）に固定する状態で取り付ける場合、回転体の回転を
許容するために、カバー体と回転体との間に離間部分を
形成する必要がある。従って、前記離間部分から粉塵が
侵入するので、軸受機構への粉塵の侵入を確実に防止す
ることができない。

【００１０】これに対して、本特徴構成によれば、カバ
ー体を回転体と一体回転するように回転体に取り付ける
ので、前記離間部分を形成する必要がなく、軸受機構等
への粉塵の侵入を確実に防止することができる。

【００１１】

【発明の効果】第１の特徴構成によれば、被検出体と検
出手段との間隔を常に一定に維持することができて、検
出手段により被検出体を確実に検出することができるの
で、回転数の検出精度が向上し、その結果、流速の測定
精度を向上することができるようになった。

【００１２】更に、第２の特徴構成によれば、軸受機構
等への粉塵等の侵入を確実に防止することができるの
で、耐久性を向上することができるようになった。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を穀物乾燥設備における乾燥用
空気の流速測定装置に適用した実施例について、図面に
基づいて説明する。

【００１４】先ず、図１に基づいて、穀物乾燥設備の全
体構成について説明する。図中の１は、収穫した穀物の
予備乾燥及び貯留を行う貯留室であり、その貯留室１の
上部に穀物投入口２を形成し、その穀物投入口２の下方
には、穀物投入口２から投入される穀物を分散する均分
機３を設けてある。そして、荷受けホッパ１８に順次投
入された穀物を、バケットエレベータ４にて揚上搬送す
るともにコンベア５にて横搬送して、穀物投入口２から
貯留室１に投入し、貯留室１にて堆積貯留するように構
成してある。又、計量装置６にて、荷受け毎に荷受けホ
ッパ１８に投入された穀物の荷受け重量を計量するよう
にしてある。

【００１５】貯留室１の上部には、空調装置（図示せ
ず）から乾燥用空気が供給される給気ダクト７を接続
し、又、外気導入口８を形成してある。床面９は通気自
在に構成し、その床面９の下方全面に排風室１０を設け
てある。外気導入口８には、開度調整用のダンパ１１を
介装してある。

【００１６】貯留室１の下部には、貯留されている穀物
を排風室１０に流下排出するロータリバルブ１２を設
け、排風室１０には、ロータリバルブ１２から流下され
る穀物を受けて、室外に搬出する搬出コンベア１３を設
けてある。

【００１７】排風室１０には、排風用の送風機１４を介
装した排風ダクト１５を接続してある。そして、送風機
１４を作動させることにより、前記空調装置にて除湿温
調された常温低湿の乾燥用空気が、給気ダクト７を通じ
て上部から貯留室１に導入されて、堆積している穀物を
通過した後、排風室１０から導出される。これによっ
て、貯留室１に貯留されている穀物を、水分量が例えば
１８〜１９％程度になるまで予備乾燥する。尚、ダンパ
１１にて外気導入口８の開度を調整することにより、外
気導入口８から外気を乾燥用空気として導入可能なよう
に構成してある。

【００１８】排風ダクト１５には、排風ダクト１５を通
流する乾燥用空気の流速を測定する流速測定装置２０の
検出部２０Ａを設置してある。そして、その流速測定装
置２０の検出部２０Ａの検出情報に基づいて、排風ダク
ト１５の外部に設置した流速測定装置２０の演算部２０
Ｂにて乾燥用空気の流速を演算し、その演算流速に基づ
いて、制御装置Ｃにて送風機１４を駆動する電動モータ
１６の回転数を制御して乾燥用空気の通風量制御を行う
ように構成してある。尚、制御装置Ｃは、マイクロコン
ピュータを利用して構成してあり、流速測定装置２０の
演算部２０Ｂは、制御装置Ｃを利用して構成してある。
以下、制御装置Ｃの制御作動について説明する。

【００１９】制御装置Ｃは、計量装置６からの情報に基
づいて、一日間にわたって、荷受けの度に累積荷受け重
量を演算し、その累積荷受け重量に所定の風量比（例え
ば、０．２５〜０．３ｍ³ ／（ｔ・ｓｅｃ））を乗じて
設定通風量を演算し、その設定通風量から設定流速を演
算し、流速測定装置２０の測定流速が前記設定流速にな
るように、送風機１４の電動モータ１６の回転数を制御
する。そして、その日の荷受けが終了すると、その日の
最終の累積荷受け重量に基づいて設定した設定流速によ
り、所定時間の間、送風機１４を運転して、その日に荷
受けされて貯留室１に投入された穀物の予備乾燥を行
う。翌日は、前日の累積荷受け重量をクリアした上で、
前述の如き通風量制御を実行し、前日に投入されて予備
乾燥して貯留している穀物の上に新たに投入された穀物
の予備乾燥を行う。

【００２０】次に、図２ないし図５に基づいて、流速測
定装置２０について説明を加える。先ず、流速測定装置
２０の検出部２０Ａについて説明する。

【００２１】概ね円筒状で且つ一端側に大径部を備えた
固定枠２２を、円筒状のケーシング２１の内部に、支持
体２３にて支持した状態で設けてある。固定枠２２の内
部に、回転軸２６を一対の軸受２４，２５を介して回転
自在に設け、且つ、有底円筒状の前部カバー２７をボス
２８を介して回転軸２６に取り付け、且つ、前部カバー
２７の側面に８枚の羽根２９を等間隔で取り付けて、回
転軸２６の軸芯Ｐ回りに回転自在な回転体Ｒを構成して
ある。

【００２２】回転体Ｒについて、更に説明を加える。ボ
ス２８に前部カバー２７における底部の中心部を気密状
態で外嵌した状態で固着し、そのボス２８を回転軸２６
の先端に気密状態で外嵌した状態で固着してある。それ
によって、回転軸２６における乾燥用空気の流動方向Ｆ
の上手側部分を覆うカバー体に相当する前部カバー２７
を、回転体Ｒと一体回転するように回転体Ｒに取り付け
てある。又、図２及び図４に示すように、羽根２９は、
その長手方向Ｌを前部カバー２７の径方向に沿わせた状
態で、且つ、その幅方向Ｗと軸芯Ｐとが４５°で交差す
る状態で、前部カバー２７の側面に立設してある。

【００２３】更に、円錐台状の保護カバー３０を、前部
カバー２７の底部を覆う状態で回転軸２６の先端に固着
することにより、回転体Ｒと一体回転するように回転体
Ｒに取り付けてある。

【００２４】円板状の被検出板３１を、回転体Ｒと一体
回転するように回転軸２６の後端部に外嵌した状態で取
り付けてある。尚、被検出板３１は、光の反射が可能な
材料にて形成してあり、又、図５に示すように、その周
部には、４個の切欠部３１ａを等間隔で形成してある。

【００２５】有底円筒状で且つフランジ部を備えた後部
カバー３２を、そのフランジ部を固定枠２２における大
径部の端面にリング状のパッキン３３を介在させた状態
で気密状態に接続することにより、固定枠２２に取り付
けてある。先端面を検出部として機能させるように構成
した光学式の近接センサ３４を、後部カバー３２の底部
から気密状態で挿入することにより、後部カバー３２を
介して固定枠２２に取り付けてある。又、近接センサ３
４は、その先端面と被検出板３１の板面との間に所定の
間隔を有し、且つ、回転する被検出板３１の板面及び切
欠部３１ａと交互に対面する位置に位置させてある。そ
して、被検出板３１が回転体Ｒと一体的に回転すると、
近接センサ３４からパルス状の検出信号が出力されるよ
うに構成してある。従って、被検出板３１が被検出体に
相当し、近接センサ３４が被検出板３１を検出する検出
手段に相当する。

【００２６】次に、図３に基づいて、回転軸２６を固定
枠２２に回転自在に設けるための構成について、説明を
加える。

【００２７】軸受２４の外輪２４ａ及び軸受２５の外輪
２５ａを固定枠２２に内嵌し、軸受２４の内輪２４ｂ及
び軸受２５の内輪２５ｂに回転軸２６を内嵌してある。
更に、リング状のワッシャ３５を軸受２４の外輪２４ａ
における前記流動方向Ｆの上手側の端面に当て付けると
ともに、Ｃ字状のリング体３６を固定枠２２の内面に形
成した溝に嵌め込んで固定し、且つ、それらワッシャ３
５とリング体３６との間に皿バネ３７を配置することに
より、皿バネ３７の付勢力により回転軸２６を前記流動
方向Ｆの下手側に付勢してある。従って、皿バネ３７
は、弾性付勢手段に相当する。

【００２８】それによって、固定枠２２に形成した当て
付け面２２ａに、軸受２５の外輪２５ａにおける前記流
動方向Ｆの下手側の端面を当て付け、且つ、軸受２５の
内輪２５ｂにおける前記流動方向Ｆの上手側の端面に、
回転軸２６に形成した当て付け面２６ａを当て付け、且
つ、回転軸２６に形成した当て付け面２６ｂに、軸受２
４の内輪２４ｂにおける前記流動方向Ｆの下手側の端面
を当て付けることにより、回転体Ｒを前記流動方向Ｆに
対してガタが無い状態で固定枠２２に回転自在に設けて
ある。尚、図３中の２４ｃ及び２５ｃ夫々は、軸受２４
及び軸受２５夫々の転動体としてのボールである。

【００２９】上述のように、回転体Ｒを前記流動方向Ｆ
に対してガタが無い状態で固定枠２２に設けてあるの
で、前部カバー２７の開口端部と固定枠２２の外周面と
の間に設ける間隙を極力狭くすることができる。従っ
て、乾燥用空気中に含まれる籾殻や藁屑、塵埃等が前部
カバー２７内に侵入するのを可及的に抑制することがで
きる。

【００３０】上述の如く構成した流速測定装置２０の検
出部２０Ａを、回転軸２６の軸芯Ｐを前記流動方向Ｆに
沿わせ且つ排風ダクト１５の中心に位置させた状態で、
排風ダクト１５の内部に、吊り下げ具３８にて吊設して
ある。

【００３１】説明を加えると、流速測定装置２０の検出
部２０Ａは、内径及び長さＬ₁ が排風ダクト１５の内径
Ｄと等しい連結部１５Ａの内部に設け、その連結部１５
Ａを排風ダクト１５の途中に接続してある。更に、図１
に示すように、排風ダクト１５は、連結部１５Ａよりも
前記流動方向Ｆの上手側に位置する直管部分（流路が直
線状の部分）の長さＬ₂ が内径Ｄの７倍よりも長く、且
つ、連結部１５ａよりも前記流動方向Ｆの下手側に位置
する直管部分の長さＬ₃ が内径Ｄの３倍よりも長くなる
ようにしてある。従って、直管部分の長さを長くするこ
とにより、その直管部分を乾燥用空気が層流状態で流動
して、前記流動方向Ｆに直交する面方向における流速の
バラツキが小さくなるので、流速の測定精度が高くな
る。

【００３２】次に、流速測定装置２０の演算部２０Ｂに
ついて説明を加える。乾燥用空気が羽根２９に当たる
と、回転体Ｒが回転し、それに伴って、近接センサ３４
から回転体Ｒの回転数Ｎに応じた検出信号が出力され
る。そして、近接センサ３４からの出力信号に基づい
て、流速測定装置２０の演算部２０Ｂにて、回転数Ｎを
演算するとともに、その演算回転数Ｎに基づいて乾燥用
空気の流速ｖを次式にて演算する。 ｖ＝２π×Ｎ×Ｇ 但し、Ｇは回転軸２６の軸芯Ｐから羽根２９の重心まで
の距離である。

【００３３】〔別実施例〕次に別実施例を説明する。 近接センサ３４を、その先端面と被検出板３１の端
面との間に所定の間隔を有し、且つ、回転する被検出板
３１の端面及び切欠部３１ａと交互に対面する位置に位
置させても良い。

【００３４】 上記実施例では、検出手段を光学式の
近接センサ３４にて構成する場合について例示したが、
これに代えて、磁気式の近接センサにて構成しても良
い。尚、この場合は、被検出体は磁性材料にて形成す
る。

【００３５】 上記実施例では、流速測定装置２０の
演算部２０Ｂを、制御装置Ｃを利用して構成する場合に
ついて例示したが、流速測定装置２０の演算部２０Ｂ
を、制御装置Ｃとは別体にて構成しても良い。

【００３６】 弾性付勢手段の具体構成は、上記実施
例において示した皿バネ３７に限定されるものではな
い。又、弾性付勢手段を支持する構成も、上記実施例に
示したようにワッシャ３５及びリング体３６にて構成す
る場合に限定されるものではなく、種々変更可能であ
る。

【００３７】 上記実施例では、本発明を穀物乾燥設
備における乾燥用空気の流速測定用に適用する場合につ
いて例示したが、本発明は、この他にも種々の流体の流
速測定用として適用することができる。例えば、空調設
備における空調用空気の流速測定用に適用することがで
きる。

【００３８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】穀物乾燥設備の概略構成図

【図２】流体の流速測定装置の縦断側面図

【図３】流体の流速測定装置における回転軸の支持構造
を示す縦断側面図

【図４】流体の流速測定装置の一部切り欠き側面図

【図５】流体の流速測定装置における被検出体を示す後
面図

【符号の説明】

２２ 固定枠 ２６ 回転軸 ２７ カバー体 ２９ 羽根 ３１ 被検出体 ３４ 検出手段 ３７ 弾性付勢手段 Ｒ 回転体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定枠（２２）に回転軸（２６）が回転
   自在に設けられ、且つ、前記回転軸（２６）に羽根（２
   ９）が取り付けられて回転体（Ｒ）が構成され、被検出
   体（３１）が前記回転体（Ｒ）と一体回転するように前
   記回転体（Ｒ）に取り付けられ、前記被検出体（３１）
   を検出する検出手段（３４）が前記固定枠（２２）に取
   り付けられた流体の流速測定装置であって、 前記回転軸（２６）を流体の流動方向下手側に付勢する
   弾性付勢手段（３７）が設けられている流体の流速測定
   装置。
2. 【請求項２】 前記回転軸（２６）における流体の流動
   方向上手側部分を覆うカバー体（２７）が、前記回転体
   （Ｒ）と一体回転するように前記回転体（Ｒ）に取り付
   けられている請求項１記載の流体の流速測定装置。