JPS5817316A - 流体の流れ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管路の液体の流れを測定するための装置、特
九乗物の燃焼機関へ供給されている燃料を測定するため
の装置に関する。

本出願人の英国特許第１４９２３７４号明細書に流量計
が開示されているが、この流量計は、液体が流れる孔と
、孔を流れる液体によ多回転されるように孔内に取りつ
けられた螺旋羽根のついたロータと、光源から感光性要
素へ送られる光ビームがロータの回転時１（ａ−夕の羽
ｓＫよりさえぎられるように孔の対向する両側に配置さ
れた光源および感光性要素とからなる。感光性要素が受
ける光ビームの強さの変動により、この要素が脈動電気
出力信号を発生し、そしてロータの回転速度が液体流量
に依存するので、出力信号の周波数は変換器を通る液体
の流量を示す。

感光性要素から引き出された電気信号を適当な電子回路
により処理して、全流れおよび流量またはこれらの一方
を例えば一時間尚りのガロン数で示す出力を適当な表示
装置により与えることができる。さらに、乗物の燃焼機
関への燃料の流れを測定する場合に、−ガロン当りのマ
イル数の読みを生じさせるのに変換器出力を利用して、
乗物が駆動されている効率を運転者が連続的に監視する
ことができる。

多くの用途につｈて、本出願人の前の特許は全体的に満
足な結果を生じている。しかしながら、燃焼機関への燃
料を測定す木ために使用した場合に、その作動に影響を
与えてその効率と精度を減少させる二つの主要な因子が
ある。

気泡が、変換器を流れる液体に連行される場合、光源と
感光性要素の間の光路をさえぎることがあり、その結果
不正確な出力信号が得られることになる。％に１タンク
内の燃料レベルが低い状態で乗物が走ってｈる場合に、
空気が乗物の燃料ラインの燃料に連行されることがある
。さらに、燃料が揮発性のペーパーであるので、泡が燃
料自体に容易に形成される。空気とペーパーの泡が変換
器の性能と干渉する。

本発明は、上記の欠点を除去するかまたは実質的に減少
させることをその主目的とする流量針を提供することに
向けられている。従って、孔を流れる流体によ）回転さ
れるように孔に受は入れられ九羽根付きロータを含む変
換器と、孔の対向する両側に取りつけられた光源および
感光性要素とを備え、ロータが回転するときに光源と感
光性要素の間の光路がさえぎられるようになっている流
体流れ測定装置において、本発明により、孔の軸線がほ
ぼ垂直であり、そして液体からガスとペーパーを分離す
るために変換器の上流に分離室が設けられ、その室には
、入口と、入口より上に位置する、分離されたガスとペ
ーパーの出口と、このガスとペーパーの出口の下に位置
する液体の出口とがあや、液体の出口が変換器孔の下端
に連結され、それＫより液体が変換器を通って上方へ流
れるようにする。

ガス分離室は、装置に入る液体から空気またはペーパー
を分離するのに役立ち、ま九ガス分離室を変換器にきわ
めて接近して取りつけることにより渦巻室と変換器の間
で液体が気化する機会が減少する。さらに、変換器を実
質的に垂直に配置することにより、変換器の下流で造ら
れたペーパーの泡が液体に逆流してロータへ流れ戻る傾
向に重力が対抗し、そして万一気泡が変換器に入っても
、気泡はロータを通過して急速に運ばれるので変換器の
性能に対する影響は最小になる。

乗物における燃料の流れの測定と関連した第二の問題は
、変換器が前進流と戻り流の間を区別することができず
、そして多くの燃料供給系統では、使用される燃料ポン
プの型式により、またはペーパーポケットがキャブレー
タの上流の燃料ラインに形成されるので、逆パルスが経
験されることである。逆パルスが前進流と同じように変
換器により指示され、その結果記録される燃料消費が真
の値よりずっと高くなシ得る。

従って、本発明による装置には、変換器を通る液体の戻
り流を阻止する手段も設けである。この手段は、軽く附
勢された逆止め弁の形態をとるのが好ましく、この逆止
め弁を変換器の入口または出口に配置することができる
。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明す
る。

第１図〜第３図に示し九流量針は、垂直な孔３がある変
換器ハウジング２を区画する本体１と、変換器ハウジン
グにきわめて接近していてかつ垂直軸線を有する渦巻室
ハウジング４と、弁ハウジング５とからなる。変換器は
、英国特許第　、１４９２３７４号明細書に記載された
亀のと本質的に同じ形態であり、孔３に挿入されたガラ
ス管６と、このガラス管６０両端に嵌め込まれていてか
つシール８により本体に密閉された一対の整流挿入体７
と、これらの挿入体７の内端の間で宝石軸受に回転可能
に支承された、螺旋状に羽根のついたロータまたはター
ビン９とを備えている。カバーｌＯがナツトとポル）１
１により本体１に固定され、そして電気回路盤１２を受
は入れる室を本体と共に取９囲んでいる。種々の電気的
構成要素に加えて、回路盤が田−り１３を担持しており
、この冒−グ社、管６をタービンの範囲で取巻き、かつ
管６の対向する側で小さい光球１４と感光性要素１５を
支持しているので、タービンを回転させたときにそれら
の間の光路がタービン羽根によりさえぎられる。電線１
６がカバーを通っていて、変換器に電力を供給してかつ
関連し九器臭に出力信号を伝導する。

渦巻室には、流量計入口管１９に連続された接線方向入
口１８を有する円筒部分と、戻９出口管２１と連通する
小径の出口ボー）２０１で上方に先細罠なっている円錐
部分とがあり、戻り出口管２１は、流量計の使用の際に
、燃料タンクにホースまたは同様なものにより接続する
。一対の挿入体ｎ、２３が本体ＩＫ受は入れられていて
、かつ渦巻室から下方へ導く環状の液体出口ボートを一
緒に区画している。第一の挿入体部が出口ボートから下
方へ円錐形に末広がりになっていて、ボートを通る液体
を確実に徐々に膨張させるので、液体が蒸発する恐れを
減少させる。第二の挿入体乙の中央の柱は、渦巻室の中
心に形成されるペーパー円柱を支持して、ペーパーが、
渦巻室から流れる液体と共に連行されるのを防止するの
に役立つ。渦巻室からのペーパー出口加がごく小さい直
径を有するので、非常に少ない空気またはペーパーが流
量計に入る期間中タンクへ再循環される液体燃料の童が
非常に低く保たれる。

底部カバー２５が本体ＩＫ密閉状態で固定され、かつ渦
巻室の液体出口ボー）２４を変換器の下方人口端部と連
通する通路を本体１と共に区画している。その通路の角
には、乱流を減らすために、従ってこの通路で燃料が気
化する機会を減らすために、なめらかな円味をつけであ
る。

本体１の孔３が環状フランジ２７により弁室あがら分離
されており、環状７ランジｎの上面が、円板状弁部材あ
と協働する弁座として作用し、円板状弁部材あけ軽いコ
イルばね２９により下方へ附勢されている。管状の出口
継手Ｉがカラー３１によシ本体１の弁ハウジング部分に
連結され、出口継手（資）には、弁室あに下方へ垂下す
る中央円柱部が設けられていて、ばね四の支持体として
、かつ円板あの上方移動を制限するストッパーとして役
立つ。

とのように、円板路と７ランジｎとが逆止め弁を構成し
て、１部から底部へ変換器を通る逆流を除去するが、前
進する流れを実質的に妨げない。

使用に際して、流量計を燃料ポンプとキャブレータの間
の燃料ラインに接続し、そしてペーパー出口接続部４を
ペーパー戻りラインによりタンクに接続する。渦巻室に
入る燃料がそこで回転して、接線方向入口１８による渦
を生じ、そしてペーパーと共に連行され九どんな空気ま
たはペーパーも室の中心へ下降して、ボー）２０を通っ
て排出され、タンクへ戻される。今やどんな空気または
気泡もない液体燃料がボー）２４を通って変換器の入口
側へ進む。液体燃料がガラス管６の孔を通って上方へ流
れ、そして変換器を通る液体の流れに依存する速度でタ
ービン９を回転させる。タービンが回転する際に１光球
１４から感光性要素１５へ伝送される光ビームをタービ
ンの羽根がさえぎるので、タービン速度、従って液体流
量に依存する周波数を有する脈動電気出力信号が得られ
る。それから、燃料が逆止め弁が、２８を通って流量計
出口Ｉへ流れる。

この流量計の構造は、その精度が気泡または逆流パルス
により等しく損なわれないような構造である。渦巻室が
簡単でかつ有効な仕方で気泡を除去し、そして渦巻室を
変換器に並列状態に位置させることにより、それらを連
結する通路で液体が蒸発する恐れをできるだけ少なくす
る。変換器軸線が垂直であり、かつ液体が変換器を通っ
て上方へ流れるので、下流で造られた気泡が、液体の流
れに抗して変換器へ移動する恐れが実質的に除去される
。さらに、気泡がたまたま変換器に入った場合でも、気
泡が液体と共に急速に運び去られるので、気泡がタービ
ンの領域に集まる恐れがない。

逆止め弁は、頂部から底部へ変換器を通る逆流を防止す
るのに有効である。所望ならば、弁を変換器の入口側に
位置させることができる。

本発明の別の実施例を第４図と第５図に示しである。こ
の流量計の本体は二つの部品Ｉ、５１で作られ、これら
の部品は、ねじ連結部５２により一緒にしっかりと連結
されている。上方の本体部品間が変換器ハウジングを区
画している。変換器の内側細部を第４図に概略的にしか
示さなかつ九、というのは、それらが第１図〜第３図の
流量針と本質的に同じだからであり、ノ１ウジングに収
容されかつこれに対し密閉された垂直ガラス管６内の肇
流挿入体の間にタービン９が支承され、そして光源１４
と感光性装置１５が管の対向する両側に取りつけられて
いて、それらの間の光路がタービンの回転時にターダン
羽根によりさえぎられるよう釦なっている。

下方本体部品５１は、ガス分離室８および逆止め弁あの
ためのハウジングを形成する。本体部品５１には、管接
続Ｊ！Ｌ５７を備えかつ室５４に通じる入口通路％があ
る。室ヌが本体５１の円筒状凹所により区画され、その
円筒状凹所が、小径のペーパー出ロボー）５９に通じる
室の頂部の円錐凹所を区画する部材郭により閉鎖されて
いる。部材５８には、出口５９よりタンクへ排出される
ペーパーとガスを導く管を取りつけるための一体の接続
Ａ６０がある。室８から導かれる出口通路６１が入口通
路間と一線を外し、かつ両方の通路間、６１が室に対し
接線方向である。この形態のガス分離室には、燃料ライ
ンに小さな圧力降下しか生じないとｈう利点かあプ、し
かも室に得られる程度の渦巻きが、流れから気泡を満足
できるほど除去することが見出された。

通路６１が、本体５１の孔によ詐区画された弁室に導か
れている。この孔に挿入されているのは、弁座部材６２
と、弁部材Ｂと、弁部材部の上方への運動を制限するた
めおよび弁部材を座に向って附勢する軽いコイルばね田
を支持するための停止要素−である。孔の外側端部が、
締付板６と密閉カバー６７により閉鎖されている。弁室
の出口困が変換器の下方入口端部に開口している。ガス
分離室Ｍから変換器へ向う方向に弁を通って流れる燃料
が弁間を常時開放状態に保つが、変換器を通る逆流は弁
の閉鎖により阻止される。

第４図と第５図に示した流量計の作動は、第１図〜第３
図の実施例に関して述べた前の記載から理解されるので
、さらに説明する必要が々ｈと思われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化する流量計の側面図、第２図は
第１図の線■−■に沿って切断した断面図、第３図は第
２図の線１−１に沿って切断した断面図、第４図は本発
明の他の実施例を部分的に断面して示した側面図、第５
図は第４図の線■−ＶＫ沿って切断した断面図である。 ３・・・孔、４．５４・・・分離室、９・・・羽根付ロ
ータ、１４・・・光源、１５・・・感光性要素、１８．
５６・・・分離室の入口、２０．５９・・・分離室のガ
スとペーパーの出口、ア、６１・・・分離室の液体出口
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、孔を通って流れる流体により回転されるように孔に
   収容された羽根付ロータを含む変換器と、孔の対向する
   両側に取９つけられた光源（１４）および感光性要素（
   １５）と８観、光源と感光性要素の間の光路がロータの
   回転時Ｋａミータ根により間欠的にさえぎられるように
   なっている、流体の流れ測定装置において、孔の軸線が
   ほぼ働直であり、そして液体からガスとペーパーを分離
   するために変換器の上流に分離室（４，５４）が設けら
   れ、七の室には、入口（１８，５６）と、入口より上に
   位置する分離されたガスとべ一ノく−の出口（２０，５
   ９＞と、前記ガスとペーパーの出口の下に位置す５液体
   の出口（２４，６１）とが設けられ、その液体出口が変
   換器孔や下端に連結され、それにより液体が変換器を通
   って上方に流れるようＫした仁とを特徴とする流体の流
   れ測定装置。 ２、変換器と分離室が互にきわめて接近して取９つけら
   れ、かつそれらのハウジング（２，４）が共通の本体（
   １，５０，５１）により形成されている、特許請求の範
   囲第１項記載の装置。 ３、本体が、分離室からの液体出口を変換器孔の下端に
   連結する通路を区画している、特許請求の範囲第２項記
   載の装置。 ４、分離室の土壁と側壁が本体（１）Ｋより形成され、
   かつ底壁が、本体に挿入された部材（２２，Ｚ３）によ
   り形成されている、特許請求の範囲第２項または第３項
   に記載の装置。 ５、挿入部材、（２２，２３）が、液体出口（２）と、
   出口を通って進む液体を徐々に膨張させるように出口か
   ら末広がりになっている通路部分とを区画している、特
   許請求の範囲第４項記載の装置。 ６、ロータを収容する孔を、本体（１）に受は入れられ
   ていてかつ本体に管端部で密閉された透明な管（６）に
   よシ区画し、かつ管（６）と挿入部材（ρ、２３）を、
   本体に取りつけられたカバー（２５）により本体（１）
   内の所定の位置に保持するようにした、特許請求の範囲
   第４項または第５項に記載の装置。 ７、変換器を通って下方へ向う流体の逆流を除去するた
   めに逆止め弁（２８，５５）が分離室の下流に設けられ
   ている、特許請求の範囲＠１項から第６項までのいずれ
   か一つに記載の装置。 ８、前記弁が変換器孔の上端に位置し、かつ前記弁が、
   弁部材（２８）と、変換器ハウジング（２）Ｋ形成され
   た環状の肩部（２７）Ｋより区画された弁座と、弁部材
   を弁座に附勢する軽いばね（２９）とからなる、特許請
   求の範囲第７項記載の装置。 ９、分離室の上端をガスとペーパーの出口（２０゜５９
   ）までなめらかに先細にし、そして前記出口の面積を入
   口（１８，５６）および液体出口（２４，６１）の面積
   より小さくして、それによりそこを通る液体の流れを制
   限するよう圧した、特許請求の範囲第１項から第８項ま
   でのいずれか１つに記載の装置。 １０、分離室が渦巻室である、特許請求の範囲第１項か
   ら＠９項までのいずれか１つに記載の装置。 １１、渦巻室の液体出口（２４）が環状でありかっ渦巻
   室と同軸である、特許請求の範囲第１０項記載の装置。 １２、本体が、−緒Ｋかたく連結され喪上部品（５０）
   および下部品（５１）とからな抄、上部品が変換器ハウ
   ジングを形成し、かつ下部品が分離室のハウジングを形
   成し、および変換器を通って下方へ向う流体の逆流を阻
   止するために分離室と変換器の間に配置された逆止め弁
   （５４）のハウジングを特徴する特許請求の範囲第２項
   または第３項記載の装置。 １３、分離室（５４）が円筒であり、そして液体入口と
   出口（５６，６１）が−線をなしかつ室軸線に対しずら
   されている、特許請求の範囲第９項記載の装置。