JPH0731134Y2 - 流量計 - Google Patents

流量計

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JPH0731134Y2
JPH0731134Y2 JP1989040494U JP4049489U JPH0731134Y2 JP H0731134 Y2 JPH0731134 Y2 JP H0731134Y2 JP 1989040494 U JP1989040494 U JP 1989040494U JP 4049489 U JP4049489 U JP 4049489U JP H0731134 Y2 JPH0731134 Y2 JP H0731134Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 (産業上の利用分野) この考案は流体の流量を計測する軸流ロータ型流量計に
関する。
(従来の技術) 軸流ロータ型流量計において、流量の計測可能範囲を拡
大するための従来の公知技術としては、例えば実開昭61
−15520号公報に記載されたものがある。この流量計は
第6図に示すように構成されていた。すなわち、流量計
の筐体1によって形成された管路2内には、管路2と同
心上に固定された1対の整流体3,4が設けられており、
整流体3,4の間にはロータ5が配設されている。ロータ
5は整流体3,4の軸心に設けられた図示しない軸受に回
転自在に支持された図示しない回転軸に固定されてお
り、ロータ5の外周には複数枚のブレード6が放射状に
設けられている。またブレード6に対向する筐体1の一
部には、ロータ5の回転を検出するセンサ7が設けられ
ており、このセンサ7は図示しない磁石と、この磁石の
外周に巻回された図示しないコイルとからなっている。
そしてロータ5に設けられたブレード6が磁石で形成さ
れた磁界を切ることによりコイルに正弦波の電流が発生
する。この信号は導線8を介してピックアップ9に伝達
され、ピックアップ9においてセンサ7により検出され
た周波数から被計測流体の流量を計測するようになって
いる。
管路2内のロータ5の上流側には隔壁10が形成されてお
り、この隔壁10には流路切替弁11の弁座となる主ノズル
12が設けられている。この主ノズル12に対向して弁体13
が設けられており、弁体13は筐体1にケース14を介して
固定されたソレノイド15のプランジャ16によって駆動さ
れ、主ノズル12を開閉する。また、弁体13はスプリング
17によって主ノズル12を閉じる方向に付勢されており、
ケース14と管路2の隔壁10より上流側2aとは可撓性隔壁
18によって隔離されている。さらに筐体1のブレード6
に対向する一部には副ノズル19が開口しており、この副
ノズル19と管路2の上流側2aとは、筐体1に形成された
流路20によって接続されている。なお、符号21はソレノ
イド15に電流を供給する導線である。
上記のように構成された従来の流量計において、矢印A
で示す方向から管路2内に流入する被計測流体が小流量
である場合は、ソレノイド15を切として弁体13をスプリ
ング17の付勢力によって弁座12に押圧し、管路2の下流
側2bへの流体の流れを遮断する。この結果流体は流路20
を通って副ノズル19から噴射し、ロータ5のブレード6
に動圧を与えてロータ5を回転させる。そしてこのロー
タ5の回転数をセンサ7及び導線8を介してピックアッ
プ9により検出し、図示しない回路によって流量に換算
して表示または積算する。
一方、被計測流体が大流量である場合は、ソレノイド15
に通電してスプリング17の付勢力に抗してプランジャ16
を吸引し、弁体13を弁座である主ノズル12から離脱させ
開弁する。この結果流体の大部分は管路2の上流側2aか
ら下流側2bに流れ、ロータ5を回転させて同様に流量を
計測する。このようにして小流量の場合は流体を副ノズ
ル19から高速で噴射させてロータ5を回転させ、大流量
の場合は管路2内を通って圧力損失を少くしてロータ5
を回転させて流量の計測を行ない、流量の計測可能範囲
を拡大している。
(考案が解決しようとする課題) しかしながら、上記のように構成された従来の流量計に
よると、流量の大小によって切替弁11を作動して流路を
切り替えるため、構造が複雑となり高価となるという問
題があった。また流量計測を大流量と小流量とで2段に
切り替えて行なうため、切替点における計測精度が劣
り、かつ、小流量の計測時には断面積の小さい流路20を
流体が通過するため、圧力損失値が大になる傾向もあっ
た。しかも切替弁11により主ノズル12を開くとき、瞬時
に開とはならないため管路2の下流側2bに一時的に負圧
状態が発生し、管路2内の流体が逆流するおそれもあっ
た。
この考案は上記の点に鑑みてなされたもので、簡単な構
成で流量計測可能範囲を拡大することができ、しかも流
量計測精度の向上を図ることのできる軸流ロータ型の流
量計を提供することを目的とする。
〔考案の構成〕
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、この考案は、被計測流体が
流通する管路内に、外周に複数枚のブレードを有するロ
ータを回転自在に設け、このロータの回転数を検出する
ことにより被計測流体の流量を計測する流量計におい
て、前記ロータの上流側に、外周に螺旋状に形成された
複数個の溝部を有する整流部材を設けてなり、前記溝部
は、上流側から下流側に向ってテーパ状に浅く形成さ
れ、かつ最も下流側の位置では前記ロータの外周にほぼ
一致する深さに形成されており、前記各ブレードは、前
記各溝部から流出する被計測流体がほぼ直角に当たるよ
うにその角度が設定され、前記ブレードの数は、前記溝
部の数とは異なる数に設定されていることを特徴として
いる。
(作用) 上記の構成によると、整流部材の外周に螺旋状に形成し
た溝部から流出する被計測流体がロータのブレードにほ
ぼ直角に衝突する。この結果、小流量範囲でもロータの
ブレードに大きな動圧を作用させることができる。すな
わち、被計測流体がもつ動圧をブレードに有効に伝える
ことができるから、測定可能な最小流量値を低くするこ
とができ、この結果、流量計測可能範囲を拡大し、計測
精度を向上させることができる。また、溝部の数とブレ
ードの数が異なっているから、溝部の部分とブレードの
部分との共振を防止することができ、サイレン音等の発
生を防止することができる。さらに、溝部を、上流側か
ら下流側に向けてテーパ状に浅く形成し、かつ最も下流
側の位置ではロータの外周にほぼ一致する深さに形成し
ているから、被計測流体が乱れることなくブレードに達
することができる。したがって、計測精度の向上を図る
ことができる。しかも、溝部の深さがロータに近づくに
従って浅くなっているから、被計測流体の流れをブレー
ドの部分に絞り込むことができ、ブレードに作用する被
計測流体の動圧を大きくして、ロータの回転、すなわち
流量計測の感度及び精度をさらに向上させることができ
る。
(実施例) 以下、この考案の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図及び第2図にこの考案の一実施例を示す。流量計
30の管状の筐体31の両端にはフランジ32,33が設けられ
ており、筐体31内には管路34が形成されている。管路34
内には同心上に整流部材であるインペラ35と整流体36と
が設けられており、それぞれ筐体31に固定されている。
また、インペラ35と整流体36の対向面の中心にはそれぞ
れピボット軸受37,38が嵌合されており、これらのピボ
ット軸受37,38間には回転軸39が回転自在に支持されて
いる。そしてこの回転軸39にはロータ40が固定されてお
り、このロータ40の外周には複数枚のブレード41が軸方
向に対し所定の角度で放射状に固定されている。このブ
レード41の軸方向に対する角度は、後述する溝部44から
流出する流体がブレード41にほぼ直角に当たるように設
定されている。また、ブレード41に対向する位置におけ
る筐体31の一部には、従来例と同様なセンサ42が設けら
れており、ロータ40の回転をパルス信号として取り出す
ようになっている。
インペラ35はほぼ円柱状に形成されており、外周には複
数個のブレード43で仕切られた複数個の溝部44が形成さ
れており、これらのブレード43及び溝部44は軸方向に対
して所定の角度で螺旋状に形成されている。そして溝部
44に沿って流れる流体はロータ40のブレード41に対して
ほぼ直角に衝突するようになっている。また、溝部44の
深さは上流側において最も深く、下流側ではロータ40の
本体外周にほぼ等しくなっている。すなわち、溝部44
は、上流側から下流側に向ってテーパ状に浅く形成さ
れ、かつ最も下流側の位置ではロータ40の外周にほぼ一
致する深さに形成されている。さらに、前記整流体36の
上流側の外径はロータ40の本体外径にほぼ等しくなって
おり、下流側はほぼ半球状になっていて、図示せぬリブ
を介して筐体31の内周に固定されている。なおインペラ
35のブレード43の外周も筐体31の内周に固定されてい
る。
次に本実施例の作用を説明する。被計測流体が流量計30
の筐体31の管路34内に矢印Aで示す方向から流入する
と、この流体はインペラ35の溝部44に沿って矢印Bで示
すように軸方向に対して所定の角度で螺旋状に進む。そ
してロータ40のブレード41の面にほぼ直角方向より衝突
する。この結果流体の流量が少ない場合でも大きな動圧
を得ることができ、ロータ40の回転開始可能な流量を小
さくすることができる。従って流量計30の流量の計測可
能範囲を拡大するとともに、ロータ40の回転数を安定さ
せ流量計測精度の向上を図ることができる。
第3図乃至第5図に本実施例の流量計によるそれぞれ器
差、圧力損失及び感度を測定した実験結果を示す。
第3図に示すように流量Qが1m3/h乃至3m3/hの場合の器
差はほとんど±1%以下となった。特に実験で示すイン
ペラ35のブレード43の数が11枚で管軸に対する角度が45
度の場合は、1点鎖線で示すインペラ35のブレード43の
数が12枚で管軸に対する角度が30度の場合に比べて、流
量が0.3m3/h以下の小流量の領域における器差が小さく
なっている。
また圧力損失についても、流体流路がインペラ35に設け
られた多数の溝部44で形成されるので、第4図に示すよ
うに前記流量範囲において15mmH2O以下と小さくなって
いる。
一方、ロータ40を回転させる被計測流体のエネルギー
を、インペラ35がない場合をFa、インペラ35がある場合
をFbとし、流体の流量をQ、流速を、ロータ40のブレ
ード41の管軸に対する角度をθとすると、Fa,Fbはそれ
ぞれ次式(1),(2)で表わされる。
Fa=γ/gQ …(1) Fb=γ/gQ(1−cosθ) …(2) すなわち、インペラ35がある場合はロータを回転させる
ための流体のエネルギーFbはない場合のエネルギーFaに
比べて小さくなり、第5図に示すように感度が向上す
る。第5図において、インペラ35がない場合は破線で示
すように感度流量が約9l/hであったものが、インペラ35
がある場合は実線で示すように感度流量が約3l/hとな
る。
またロータ40に設けられたブレード41の数と、インペラ
35に設けられた溝部44の数とを異なる数にすることによ
り、溝部44の部分とブレード41の部分との共振を防止す
ることができ、サイレン音等の発生を抑制することがで
きる。
〔考案の効果〕
以上説明したように、この考案によれば、 (イ)溝部が上流側から下流側に向けてテーパ状に浅く
形成され、かつ最も下流側の位置ではロータの外周にほ
ぼ一致する深さに形成されているから、被計測流体が乱
れることなくブレードに達することができる。したがっ
て、計測精度の向上を図ることができる。
(ロ)各溝部が螺旋状に形成されているとともに、各溝
部から流出する被計測流体が各ブレードにほぼ直角に当
たるように、そのブレードの角度が設定されているか
ら、被計測流体がもつ動圧をブレードに有効に伝えるこ
とができる。したがって、計測可能な最小流量値を低く
することができる。
(ハ)ブレードの数が溝部の数と異なっているから、ブ
レードの部分と溝部の部分とが共振するのを防止するこ
とができる。したがって、サイレン音等の発生を防止す
ることができる。
この結果、計測精度の向上を図ることができるととも
に、計測可能な最小流量値を低くすることができ、しか
も共振によるサイレン音等の発生を防止することができ
る。
したがって、流量の大小によって流路を切り換えるよう
な複雑な構成を設けることなく、簡単な構成によって流
量計測可能範囲を拡大することができ、しかも計測精度
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの考案に係る流量計の一実施例を示す縦断面
図、第2図は同じく要部拡大縦断面図、第3図、第4図
及び第5図はそれぞれこの考案の一実施例による流量計
の器差、圧力損失及び感度の実験結果を示すグラフ、第
6図は従来の流量計を示す縦断面図である。 30…流量計 34…管路 35…整流部材(インペラ) 39…回転軸 40…ロータ 41…ブレード 44…溝部

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】被計測流体が流通する管路内に、外周に複
    数枚のブレードを有するロータを回転自在に設け、この
    ロータの回転数を検出することにより被計測流体の流量
    を計測する流量計において、 前記ロータの上流側に、外周に螺旋状に形成された複数
    個の溝部を有する整流部材を設けてなり、 前記溝部は、上流側から下流側に向ってテーパ状に浅く
    形成され、かつ最も下流側の位置では前記ロータの外周
    にほぼ一致する深さに形成されており、 前記各ブレードは、前記各溝部から流出する被計測流体
    がほぼ直角に当たるようにその角度が設定され、 前記ブレードの数は、前記溝部の数とは異なる数に設定
    されていることを特徴とする流量計。
JP1989040494U 1989-04-07 1989-04-07 流量計 Expired - Lifetime JPH0731134Y2 (ja)

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JPH02131621U JPH02131621U (ja) 1990-11-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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NL7909271A (nl) * 1979-12-21 1981-07-16 Nevamo Inc Vloeistofmeter.

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