JPS5953491B2 - 液体用流量計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ測定ピストンを摺動自在に畝挿した
２個の測定シリンダー、それぞれ制御シリンダー及びこ
の制御シリンダー内に摺動自在に談挿された制御ピスト
ンを有する２個の逆転部材、液体流入口及び液体流出口
、及び測定シリンダーと逆転部材の制御シリンダーとの
間の連結導管を有し、この場合第一の測定ピストンの移
動が第二の制御ピストンによつて、また第二の測定ピス
トンの移動が第一の制御ピストンによつて制御可能であ
り、また上記の液体流入口と液体流出口が逆転部材の制
御シリンダーに連結されており、更に上記の連結導管が
一方において第一の測定シリンダーと第二の制御シリン
ダーとの間に、他方において第二の測定シリンダーと第
一の制御シリンダーとの間に配置されている、液体用殊
にベンジン、デイーゼル油、燃料油等用流量計に係る。

液体用流量計は数拾年来種々の実施形にて公知であつて
、しかも殊に力学的に作動する流量計としてのみならず
、容積式に作動する流量計として、更に容積式に作動す
る流量計は不連続的に作動する流量計として及び連続的
に作動する流量計として公知である。液体用流量計は多
数の用途があり殊にベンジン、デイーゼル油、燃料油等
の流量測定用として必要とされる。

特に自動車の瞬間的燃料消費率を測定する場合に正確に
作動する流量計が必要とされる。力学的に作動する流量
計は、測定結果が密．度及び粘度に左右されるために、
特に正確な測定結果が必要とされる場合に、測定さるべ
き液体の密度及び／又は粘度の変動が不可避である場合
には、力学的に作動する流量計は何れにしても使用でき
ない（ベンジンの場合には、例えば装入及び・温度によ
つて左右されて約１０％までの密度変動が起る）。本発
明の前提となる従来技術として、実公昭４１−６７０５
号公報には、それぞれ内部に浮動自在の測定ピストンが
可動に設けてある２個の測定シリンダーと、それぞれ内
部に浮動自在の制御ピストンが可動に設けてある２個の
制御シリンダーとを有している液体用流量計が開示され
ている。

この第１の測定ピストンと第１の制御ピストンはピスト
ン棒により機械的に固結されている。同様に、第２の測
定ピストンと第２の制御ピストンが固結されている。従
つて、第１の制御ピストンは第１の測定ピストンと一緒
にしか動くことはできない。それにもかかわらず、機能
的には測定シリンダー及び制御シリンダー、または測定
ピストン及び制御ピストンは明確に区別されている。測
定ピストン及び制御ピストンはパイロツト圧によつて一
方向に負荷されており、このパイロツト圧は流出口での
圧力よりも高い。上記の従来の液体用流量計は、１つの
測定ピストンから送り出された測定流体が、対応して協
働する他の制御ピストンを経て排出されるように作動す
る。

測定ピストンと制御ピストンとが機械的に結合されてお
り、しかもパイロツト圧が一方向から負荷されているた
めに、第１の測定ピストンが第１の制御ピストンと共に
その末端位置に到達する前に、第２の測定ピストンは第
２の制御ピストンと共に既に運動を開始している必要が
ある。この作動態様は、流入及び流出口が、測定量の流
体の送出中であつても開放されてしまい或いは閉鎖され
てしまうことを意味する。この流入および流出口の開放
または閉鎖は、極めて短い時間間隔内では行われず、比
較的ゆつくりと行われるものである。従つて、事実上、
往復運動と開放および閉鎖作動に時間的なオーバーラツ
プが生ずる。つまり、かりに上記の従来の流量計におい
て流入口および流出口を断面的にできるだけ圧力低下が
僅かであるように設計したとしても、やはりこの時間的
のオーバーラツプの間に貫流横断面の変化が生じ、その
ために排出測定量（および場合により生ずる制御容量）
が流体の圧力、流速、密度、粘度に左右される。それに
加えて、公知の液体流量計の最大の欠点は、測定ピスト
ンと制御ピストンの駆動手段としてパイロツト圧が必須
であることであり、従つてこれは特別の圧力手段の導入
が必要となる。

公知の液体流量計では測定精度を最高にすることはでき
ない。なぜならば、測定量及び制御容量の中の少くとも
一部が流体の圧力、流量、密度、粘度に左右されて測定
されるからである。本発明の目的は、浮動自在の測定ピ
ストンと制御ピストンを有する上記の従来の流量計を、
最高の測定精度が得られるように、従つて流体の圧力、
流速、密度、粘度に左右されない測定ができるように構
成することである。

この目的を達成するために、本発明では、制御シリンダ
ーと制御ピストンとの間に制御ピストンをその両末端位
置で保持する保持部材を設け、流体の排出をそれぞれ静
止している制御ピストンを経由してのみ行うようにした
のである。

本発明によれば、まず、制御ピストンはその両末端位置
に万いて保持部材（もちろんこの保持部材は上昇する流
体圧力に耐え得るようになつている）により保持される
。

この場合にのみ、相応する制御ピストンは、事実上それ
ぞれの測定液量の完全排出まで静止状態に確実にとどま
つていることができる。測定液量の排出が完全に終つた
時点で初めて、従つて対応する測定ピストンがその対応
する末端位置に到達したときに、その対応する制御ピス
トンの圧力が次第に増大し、その圧力はこの制御ピスト
ンが保持部材に打ち勝つてその末端位置から解放され、
他方の末端位置に達することができる程度の大きさにな
る。ここで、制御ピストンは再び、すなわち次の制御工
程の開始までそこの保持部材によつて保持されている。
本発明の構造により確実に、測定流体量がすべて、流体
の貫流中変化しない貫流横断面を経由してのみ排出され
る。

従つて、本発明の流量計によれば、測定流体の圧力、速
度、密度、粘度に左右されない最適状態が得られる。ま
た本発明の流量計では、保持手段を設けたことにより、
従来技術で必須であつたパイロツト圧を不要としたこと
に重要な意義がある。

測定ピストンと制御ピストン用の駆動手段は導入管路内
に自動的に生じる流体であり、その他のものではない。
これは当然構造的に非常に重要である。すなわち、補助
流体の導入が不要であるからである。本発明による流量
計に於ては、すべての測定シリンダー及び制御シリンダ
ーが流量計ケーシング中にて収容されているのが適当で
ある。この場合測定及び制御シリンダーを、流量計ケー
シング内を通る導渠により連結するのが適当である。か
くして外方に向つて１つの液体流入口及び１つの液体流
出口を有するに過ぎない極めてコンパクトにまとまつた
流量計が得られる。更に測定或は制御ピストンは、それ
ぞれ同様に測定及び制御シリンダーの連結に役立つ導渠
を備えていることができる。本発明による流量計に於て
は、保持部材としてそれぞれ少くとも１つの永久磁性材
料より成れる保持体及び強磁性材料より成れる対向体又
はそれぞれ２つの永久磁性材料より成れる保持体から成
つていることができる。

何れにしても保持部材を測定ピストン或は測定及び制御
ピストンのピストン軸の方向に於て調節可能に構成する
ことが推奨される。この実施形に於てば゜測定シリンダ
ー容積゛（測定ピストンにより押し出される液体量）が
正確に調節されることができる。次に本発明を単に実施
形を示す図面により更に詳細に説明する：図面中第１図
乃至第３図は本発明による流量計の第一の実施形を連続
する異なる機能位置に於て示し、第４図乃至第８図は本
発明による流量計の第二の実施形の縦断面を同様に連続
する異なる機能位置に於て示す図面である。

図示されている流量計は液体殊にベンジン、デ”イーゼ
ル油、燃料油等に対して使用される。

この流量計は先ず第一測定シリンダー１、第一測定シリ
ンダー１内にて浮動自在の且つ可動の第一測定ピストン
２、第一制御シリンダー３、第一制御シリンダー３内に
て浮動自在の且つ可動の第一制御・ピストン４、第一制
御シリンダー３と第一制御ピストン４との間にて作用す
る保持部材５及び第一測定ピストン２のストロークを計
数するための計数部材６より成る。次に第１図乃至第３
図に略図にて示されているノ本発明による流量計は、第
二測定シリンダー７、第二測定ピストン８、第二制御シ
リンダー９、第二制御ピストン１０、及び第二制御シリ
ンダー９と第二制御ピストン１０との間にて作用する保
持部材１１を備えていることを特徴とする。

第一制・御ピストン４は第二測定ピストン８の運動を制
御し、第二制御ピストン１０は第一測定ピストン２の運
動を制御する。第一測定ピストン２と第一制御ピストン
４との間並びに第二測定ピストン８と第二制御ピストン
１０との間の“連結゛は液力的ノ連結である。従つて詳
細には第１図乃至第３図に略図にて示されている流量計
は、液体流入口１２及び液体流出口１３の外になお多数
の連結導管１４乃至１９、即ち第一制御シリンダー３及
び第一制御ピストン４より成れる第一逆転部材２０と第
二測定シリンダー７の右シリンダー室２２との間の連結
導管１４、第二制御シリンダー９及び第二制御ピストン
１０より成れる第二逆転部材２１と第一測定シリンダー
１の右シリンダー室２３との間の連結導管１５、第二測
定゛シリンダー７の左シリンダー室２４と第一逆転部材
２０との間の連結導管１６、第一測定シリンダー１の左
シリンダー室２５と第二逆転部材２１との間の連結導管
１７及び第一測定シリンダー１と第一制御シリンダー３
との間或は第二測定シリンダー７と第二制御シリンダー
９との間の連結導管１８或は１９、即ち第一測定シリン
ダー１の右シリンダー室２３と第一制御シリンダー３と
の間の連結導管１８ａ、並びに第一測定シリンダー１の
左シリンダー室２５と第一制御シリンダー３との間の連
結導管１８ｂ或は第二測定シリンダー７の左シリンダー
室２４と第二制御シリンダー９との間の連結導管１９ａ
、並びに第二測定シリンダー７の右シリンダー室２２と
第二制御シリンダー９との間の連結導管１９ｂを有する
。第４図乃至第８図は特別の意義を有する本発明による
流量計の有利な実施形を示す。

この実施形に於ては第一制御シリンダー３が同時に第二
測定シリンダー７として、第一制御ピストン４が同時に
第二測定ピストン８として、第一測定シリンダー１が同
時に第二制御シリンダー９として且つ第一測定ピストン
２が同時に第二制御ピストン１０として使用されている
。従つて本発明による流量計のこの有利な実施形に於て
は、実際には２つのシリンダー及び２つのピストンが存
在するに過ぎなく、この場合第一及び第二シリンダ一は
それぞれあるときは制御シリンダー３或は９として、ま
たあるときは測定シリンダー７或は１として、並びに第
一及び第二ピストンはそれぞれあるときは制御ピストン
４或は１０として、またあるときは測定ピストン８或は
２として作動する。更に先に記載された実施形に於ける
測定シリンダー１或は７及び制御シリンダー９或は３の
すべては、図示の実施形に於ては流量計ケーシング２６
中に形成されており、且つ測定及び制御シリンダー１或
は７及び９或は３は、流量計ケーシング２６内及び測定
及び制御ピストン２或は８及び１０或は４内に設けられ
た導渠２７乃至３２を介して互に連結されている。

第４図乃至第８図に於て図示されている本発明による流
量計の実施形に於ては、保持部材５或は１１としてそれ
ぞれ永久磁性材料より成れる保持体５ａ或は１１ａ及び
強磁性材料より成れる対向体５ｂ或は１１ｂが備えられ
ている。

この場合保持体５ａ或は１１ａは流量計ケーシング２６
中に、対向体５ｂ或は１１ｂは測定或は制御ピストン４
或は８及び２或は１０中に設けられている。保持体５ａ
或は１１ａは測定或は制御ピストン４或は８及び２或は
１０のピストン軸の方向に於て調節可能である。保持体
５ａ或は１１ａの調節可能性により“測定シリンダー容
積” （測定ピストン２或は８により押し出される液体
量）を簡単に調節することができる。最後に第４図乃至
第８図は、これ等図面に図示されている本発明による流
量計の実施形に於ては、計数部材６が流量計ケーシング
２６の相当する切欠部中に挿入されていることを示す。

計数部材６は無接触電子スイツチとして構成されている
ことができ、かくしてその接続インパルスが普通の方法
にて計数され、合計できる。次に一方に於ては第１図乃
至第３図に、他方に於ては第４図乃至第８図に図示され
ている本発明による流量計の両実施形の機能様式を説明
する：第１図乃至第３図による流量計の運転開始に際し
、測定ピストン２及び８及び逆転部材２０及び２１は第
１図に示されている位置を占めるものとする。

次に液体流入口１２を経て液体が流量計に流入する。こ
の液体は逆転部材２１及び連結導管”１５を経て第一測
定シリンダー１の右シリンダー室２３中に達し且つ第一
測定ピストン２を左方に動かし、この場合この第一測定
ピストンは液体を第一測定シリンダー１の左シリンダー
室２５より押し出し、この液体は連結導管１７、逆転部
材２門１及び液体流出口１３を経て流量計より流出する
。第一測定ピストン２がその左末端位置に達した場合、
瞬間的に連結導管１５中に、第一測定シリンダー１の右
シリンダー室２３中に、及び連結導管１８ａ中に、逆転
部材２０を逆転し、即ち第フ２図に示された位置にもた
らすための逆転圧が形成される。次に液体は逆転部材２
０及び連結導管１６を経て第二測定シリンダー７の左シ
リンダー室２４中に達し、且つ第二測定ピストン８を右
方に動かし、この場合この第二測定ピストンは液体を第
二測定シリンダー７の右シリンダー室２２より押し出し
、この液体は連結導管１４、逆転部材２０及び液体流出
口１３を経て流量計より流出する。第二測定ピストン８
がその右末端位置に達した場合、瞬間的に連結導管１６
中に、第二測定シリンダー７の左シリンダー室２４中に
、及び連結導管１９ａ中に、逆転部材２１を逆転するた
めの、即ち第３図に示された位置にもたらすための逆転
圧が形成される。次に液体は逆転部材２１及び連結導管
１７を経て第一測定シリンダー１の左シリンダー室２５
中に達し、且つ第一測定ピストン２を右方に動かし、こ
の場合第一測定ピストン２は液体を第一測定シリンダー
］の右シリンダー室２３より押し出し、この液体は連結
導管１５、逆転部材２１及び液体流出口１３を経て流量
計より流出する。第一測定ピストン２がその右末端位置
に達した場合、瞬間的に連結導管１７中に、第一測定シ
リンダー１の左シリンダー室２５中に、及び連結導管１
８ｂ中に、逆転部材２０を再び逆転するための逆転圧が
形成される。更に次の機能位置はもはや図示されていな
いが、前記の説明から容易に明らかである。本発明によ
る流量計の前記の実施形に対して重要なことは“逆転用
の液”が逆転部材２０及び２１を逆転するために必要と
されるが、本発明による流量計に於て生ずる“逆転用の
液”の量が制御シリンダー３及び９及び制御ピストン４
及び１０の結合構造により精確に予想され、従つて一定
であるから、この“逆転用の液”の量が“測定シリンダ
ー吐出液量” （測定ピストン２及び８により押し出さ
れる液体量）に附加されることができる点である。

次に、本発明による流量計の第４図乃至第８図に図示さ
れた実施形の機能様式につき説明する。

運転開始に際し、測定及び制御ピストン２及び．１０及
び制御及び測定ピストン４及び８が第４図に示された位
置を占めるものとする。液体は液体流入口１２を経て流
量計に流入する。液体は導渠２７を経て測定及び制御シ
リンダー１及び９の右シリンダー室２３中に達し、且つ
導渠２８を経てく制御及び測定シリンダー３及び７の左
シリンダー室２４中に達する。測定及び制御ピストン２
及び１０のみならず制御及び測定ピストン４及び８も右
末端位置にあるから、導渠２７を経て測定及び制御シリ
ンダー１及び９の右シリンダー室２３に流入する液体の
みが作用する。測定及び制御シリンダー１及び９の右シ
リンダー室２３に流入する液体は、第５図に図示されて
いるように測定及び制御ピストン２及び１０を左方に動
かし、この場合この測定及び制御ピストンは液体を測定
及び制御シリンダー１及び９の左シリンダー室２５より
押し出し、この液体は導渠３０及び液体流出口１３を経
て流量計より流出する。測定及び制御ピストン２及び１
０がその左末端位置に達した場合（第６図参照）、瞬間
的に導渠３１及び２９中に並びに制御及び測定シリンダ
ー３及び７の右シリンダー室２２中に逆転圧が形成され
、従つて次に第６図乃至第８図に示されるように、制御
及び測定シリンダー３及び７の右シリンダー室２２に導
渠３１及び２９を経て流入する液体が作用し、即ち制御
及び測定ピストン４及び８を左方に動かし、この場合こ
の測定及び制御ピストンは制御及び測定シリンダー３及
び７の左シリンダー室２４より液体を押し出し、この液
体は導渠２８及び液体流出口１３を経て流量計より流出
する。制御及び測定ピストン４及び８がその左末端位置
に達した場合（第８図）、導渠３２及び３０中に並びに
測定及び制御シリンダー１及び９の左シリンダー室２５
中に、測定及び制御ピストン２及び１０を右方に動かす
逆転圧が形成される。次の作用位置は図示されていない
が、前記の説明より明らかである。本発明による流量計
の第４図乃至第８図に図示された有利な実施形に於ては
、特別の“逆転用の液”はもはや存在することなく、む
しろ“測定シリンダー吐出液量゛（測定及び制御ピスト
ン２及び１０により及び制御及び測定ピストン４及び８
により押し出される液体量）が同時に“逆転用の液”の
機能を満たす。

【図面の簡単な説明】

添附図面中、第１乃至第３図は本発明による流量計の第
一実施形を連続する異なる作用位置に於て示す図面、第
４図乃至第８図は本発明による流量計の第二実施形の縦
断面を同様に連続する異なる作用位置にて示す図面であ
る。 なお、図示された主要部と符号との対応関係は以下の通
りである。１・・・・・・第一測定シリンダー ２・・
・・・・第一測定ピストン、３・・・・・・第一制御シ
リンダー、４・・・・・・第一制御ピストン、５，１１
・・・・・・保持部材、５ａ，５ｂ，１１ａ，１１ｂ・
・・・・・保持体、６・・・・・・計数部材、７・・・
・・・第二測定シリンダー、８・・・・・・第二測定ピ
ストン、９・・・・・・第二制御シリンダー、１０・・
・・・・第二制御ピストン、１２・・・・・・液体流入
口、１３・・・・・・液体流出口、１４〜１９，１８ａ
，１８ｂ，１９ａ，１９ｂ・・・・・・連結導管、２０
・・・・・・第一逆転部材、２１・・・・・・第二逆転
部材、２２，２３・・・・・・右シリンダー室、２４，
２５・・・・・・左シリンダー室、２６・・・・・・流
量計ケーシング、２７〜３２・・・・・・導渠。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ それぞれ測定ピストンを摺動自在に嵌挿した２個の
   測定シリンダー、それぞれ制御シリンダー及びこの制御
   シリンダー内に摺動自在に嵌挿された制御ピストンを有
   する２個の逆転部材、液体流入口及び液体流出口、及び
   測定シリンダーと逆転部材の制御シリンダーとの間の連
   結導管を有し、この場合第一の測定ピストンの移動が第
   二の制御ピストンによつて、また第二の測定ピストンの
   移動が第一の制御ピストンによつて制御可能であり、ま
   た上記の液体流入口と液体流出口が逆転部材の制御シリ
   ンダーに連結されており、更に上記の連結導管が一方に
   おいて第一の測定シリンダーと第二の制御シリンダーと
   の間に、他方において第二の測定シリンダーと第一の制
   御シリンダーとの間に配置されている、液体用流量計に
   於て、制御シリンダー３、９と逆転部材２０、２１の制
   御ピストン４、１０との間に制御ピストンをその両末端
   位置で保持する保持部材５、１１が設けてあり、制御ピ
   ストン４、１０が保持されて静止している状態の逆転部
   材２０、２１を介してのみ流体の排出が行なわれること
   を特徴とする液体用流量計。 ２ 第一制御シリンダー３が同時に第二測定シリンダー
   ７として、第一制御ピストン４が同時に第二測定ピスト
   ン８として、第一測定シリンダー１が同時に第二制御シ
   リンダー９として且つ第一測定ピストン２が同時に第二
   制御ピストン１０として使用されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲１記載の流量計。 ３ すべての測定シリンダー１或は７及び制御シリンダ
   ー９或は３が流量計ケーシング２６中に収容されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲１又は２記載の流量計
   。 ４ 測定及び制御シリンダー１或は７及び９或は３が流
   量計ケーシング２６内を通る導渠２７乃至３０により互
   に連結されてことを特徴とする特許請求の範囲３記載の
   流量計。 ５ 測定及び制御ピストン２或は８及び１０或は４が、
   夫々同様に測定及び制御シリンダー１或は７及び９或は
   ３の連結に役立つ導渠３１、３２を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲４記載の流量計。 ６ 保持部材５或は１１として夫々少くとも１つの永久
   磁性材料製の保持体５ａ或は１１ａ及び強磁性材料製の
   対向体５ｂ或は１１ｂ又は夫々永久磁性材料製の２つの
   保持体を備えていることを特徴とする特許請求の範囲１
   乃至５の何れか１つに記載の流量計。 ７ 保持部材５或は１１が測定或は制御ピストン２或は
   １０及び４或は８のピストン軸の方向に於て調節可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲１乃至６の何れか
   １つに記載の流量計。