JPS6013215A - 流量検出装置 - Google Patents
流量検出装置Info
- Publication number
- JPS6013215A JPS6013215A JP12183283A JP12183283A JPS6013215A JP S6013215 A JPS6013215 A JP S6013215A JP 12183283 A JP12183283 A JP 12183283A JP 12183283 A JP12183283 A JP 12183283A JP S6013215 A JPS6013215 A JP S6013215A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- flow rate
- rotating body
- swirling
- rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring 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
- G01F1/056—Orbital ball flowmeters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は流体の流量を計測する流量検出装置に関する。
従来例の構成とその問題点
流体の流量を計測する手段として所謂計測器としての電
磁流量計など各種流量計を初め様々な形式があるが、流
量計測器としてではなく流体を扱う機器や自動車などの
流量センサとして使用される用途も近年増加してきてお
り、この場合小型で機器等に組込易い形式のものが要求
される。その一方式としてセンサ部の構成が比較的簡易
なボール周回式流量センサの形態があり、その従′来例
を第１図、第２図に於いて説明する。両図に於いて１０
１は断面円形の環状通路でこの通路の外周に１０２の流
入通路と１０３の流出通路が開口し、環状通路１０１内
には球体１０４が挿入されている。流体が図中実線の矢
印の方向に環状通路１０１内を環流しながら流入通路１
０２から流出通路１０３へ流れ、それと共に球体１０４
も破線の矢印の方向へ環状通路内を周回運動する。この
球体の周回の回転数は流体の流量に比例するなど相関が
ある為、球体の回転数を図示してない光センサなどでパ
ルス的に検出し制御回路を通して流量を計測する。
磁流量計など各種流量計を初め様々な形式があるが、流
量計測器としてではなく流体を扱う機器や自動車などの
流量センサとして使用される用途も近年増加してきてお
り、この場合小型で機器等に組込易い形式のものが要求
される。その一方式としてセンサ部の構成が比較的簡易
なボール周回式流量センサの形態があり、その従′来例
を第１図、第２図に於いて説明する。両図に於いて１０
１は断面円形の環状通路でこの通路の外周に１０２の流
入通路と１０３の流出通路が開口し、環状通路１０１内
には球体１０４が挿入されている。流体が図中実線の矢
印の方向に環状通路１０１内を環流しながら流入通路１
０２から流出通路１０３へ流れ、それと共に球体１０４
も破線の矢印の方向へ環状通路内を周回運動する。この
球体の周回の回転数は流体の流量に比例するなど相関が
ある為、球体の回転数を図示してない光センサなどでパ
ルス的に検出し制御回路を通して流量を計測する。
第２図は第１図と同様であるが、流出通路１０３が環状
通路１０１の中央から流路面に垂直方向に流出するよう
構成された場合である。いずれの場合もこれら従来例の
問題点として、まず第１に流量抵抗が大きいことが上げ
られる。環状通路を形成している為流路の人口出口が方
向変換しそれによる曲がり損失を生じると共に、環流が
流入通路附近で流入の流れと交錯して流入抵抗となり損
失を生じ、更に球体の周回が促進するように球体が環状
通路断面に近い大きさで形成されている場合にも大きな
流路抵抗となる。まだ流入通路１０２に球体の周回を円
滑にするようノズルを設けた場合更に大きな流路抵抗と
なる。
通路１０１の中央から流路面に垂直方向に流出するよう
構成された場合である。いずれの場合もこれら従来例の
問題点として、まず第１に流量抵抗が大きいことが上げ
られる。環状通路を形成している為流路の人口出口が方
向変換しそれによる曲がり損失を生じると共に、環流が
流入通路附近で流入の流れと交錯して流入抵抗となり損
失を生じ、更に球体の周回が促進するように球体が環状
通路断面に近い大きさで形成されている場合にも大きな
流路抵抗となる。まだ流入通路１０２に球体の周回を円
滑にするようノズルを設けた場合更に大きな流路抵抗と
なる。
第２にセンサとしての構造が大きくなシ易いなど構成上
の課題がある。上記のように通路抵抗が大きくなる為そ
れを低減するよう通路径を大きくする必要があり、まだ
通常の直管などに対し環状通路を形成しておシその分の
スペースが必要でありセンサ全体として前後の通路に対
し大型になる。
の課題がある。上記のように通路抵抗が大きくなる為そ
れを低減するよう通路径を大きくする必要があり、まだ
通常の直管などに対し環状通路を形成しておシその分の
スペースが必要でありセンサ全体として前後の通路に対
し大型になる。
力口えて流入通路１０２に対し流出通路１０３の方向が
ある程度限定されることになり、センサとして機器など
に組込む場合の構成上の制約を生じたり全体の大型化に
つながり易いなどの問題点がある。
ある程度限定されることになり、センサとして機器など
に組込む場合の構成上の制約を生じたり全体の大型化に
つながり易いなどの問題点がある。
第３に、球体が比較的大きくなり易い環状通路１０１を
周回する為その運動量も大きく、球体と環状通路外周面
とで摩擦する時の騒音が大きいなど特性上の欠点もあげ
られる。
周回する為その運動量も大きく、球体と環状通路外周面
とで摩擦する時の騒音が大きいなど特性上の欠点もあげ
られる。
発明の目的
本発明は上記従来の流量センサの欠点に鑑み、流体を扱
う機器や自動車などに流量センサとして適用し易い、高
性能で小型コンパクトな流量検出装置を提供することを
目的とする。
う機器や自動車などに流量センサとして適用し易い、高
性能で小型コンパクトな流量検出装置を提供することを
目的とする。
発明の構成
この目的を達成するだめ本発明は、流路中を流れる流体
を軸流旋回させる旋回手段と、前記流体の旋回流の中に
位置し流れの方向に対し垂直面で周回する回転体と、こ
の回転体を前記旋回流の範囲内に止どめる流出防止体と
、前記回転体の周回を検出する検出手段と、この検出手
段からの信号を処理する制御回路を有し、前記回転体を
複数で構成した流量検出装置を構成している。この構成
により低圧損で小型コンパクトな流量検出装置が可能と
なる。
を軸流旋回させる旋回手段と、前記流体の旋回流の中に
位置し流れの方向に対し垂直面で周回する回転体と、こ
の回転体を前記旋回流の範囲内に止どめる流出防止体と
、前記回転体の周回を検出する検出手段と、この検出手
段からの信号を処理する制御回路を有し、前記回転体を
複数で構成した流量検出装置を構成している。この構成
により低圧損で小型コンパクトな流量検出装置が可能と
なる。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第３図、第４図を用いて説明
する。第３図において、１は流量検出装置の流路２のケ
ーシング、３はその入口、４は出口である。５は矢印の
方向に流れる流体に旋回流を与える固定翼で（流れに対
し平行でない翼を有し、流体の流れで回転しないようケ
ーシング１に圧入などによシ固定されている。６．６′
は固定翼５の下流に自由状態で存在し、流体の旋回流に
より流路内を流れに垂直方向に周回する磁性を有する球
体状の回転体で、流路内に２ヶ設けられている。磁性体
として、磁性ステンレスまたは軽量化するために磁性体
を挿入した樹脂球や磁性表面処理を施した樹脂球などで
形成される。７は回転体６．６′の流出防止体で回転体
６．６′の周回受けとなる。８は磁気抵抗素子（磁気セ
ンサ）で、回転体６，６′の周回路近傍の流路外にあり
、この磁気抵抗素子８に磁界を与える永久磁石９と共に
固定具１０とでケーシング１に固定されている。１１は
磁気抵抗素子からの信号を処理する制御回路である。
する。第３図において、１は流量検出装置の流路２のケ
ーシング、３はその入口、４は出口である。５は矢印の
方向に流れる流体に旋回流を与える固定翼で（流れに対
し平行でない翼を有し、流体の流れで回転しないようケ
ーシング１に圧入などによシ固定されている。６．６′
は固定翼５の下流に自由状態で存在し、流体の旋回流に
より流路内を流れに垂直方向に周回する磁性を有する球
体状の回転体で、流路内に２ヶ設けられている。磁性体
として、磁性ステンレスまたは軽量化するために磁性体
を挿入した樹脂球や磁性表面処理を施した樹脂球などで
形成される。７は回転体６．６′の流出防止体で回転体
６．６′の周回受けとなる。８は磁気抵抗素子（磁気セ
ンサ）で、回転体６，６′の周回路近傍の流路外にあり
、この磁気抵抗素子８に磁界を与える永久磁石９と共に
固定具１０とでケーシング１に固定されている。１１は
磁気抵抗素子からの信号を処理する制御回路である。
次に動作について説明する。流体が入口３から出口４に
向って流れると、固定翼５で軸流の旋回流になり、その
旋回流により回転体６，６′が流路内を流出防止体７の
所で周回する。第４図の断面図は２ケの球体の周回の状
態を示しており、回転体６と６′は周回方向に１８０度
づれて周回することになる。これは、２ケの回転体６，
６′が仮に１８０度をづれて周回する場合を考えると、
周回方向の２ケの球体の角度が狭い方と広い方では圧力
が異なり、アンバランスな状態で周回をすることになり
、また回転体６，６′及びその部分の流体の運動量の面
から見ても、その状態は継続しえず、仮りにその状態に
なったとしても、直ちにバランスのとれた１８０度対向
した状態に戻り周回することになる。即ち回転体６，６
′は流量レベルに無関係に流路内を対向して流量に応じ
た回転数で周回する。その回転数は流量に比例すること
になり、磁気抵抗素子８で１回転２パルス（流体２ケ）
として回転数を検出し、制御回路１１で演算処理して流
量がめられる。尚、永久磁石９から磁気抵抗素子８に作
用している磁束は、強磁性の回転体６．６′が近接する
ことによりその作用方向が変化し、磁気抵抗素子８でそ
の変化をパルス的に検出することになる。こうして制御
回路１１で検出された回転信号や流量は、流量計の瞬時
流量として表示したり、まだ、本流量検出装置を流量セ
ンサとして機器に組込んだ場合には、機器の発停や制御
を行う信号源となるなどの用途に供することになる。上
記用途に対して、実施例では２ケの回転体６，６′を用
いており、球体１ケを周回させる場合に比べ、同流量で
２倍のパルス検出となる。従って１パルス当りの流量分
解能も２倍となるので流量検出精度が２倍となり、特に
低流量時（低回転時）の精度が向上し、流量検出範囲も
更に低流量域まで広がることになる。尚、実施例に於い
て、回転体は２ケの場合で述べたが、必要に応じ数量を
増すことにより、より精度アップを図る事が可能である
。
向って流れると、固定翼５で軸流の旋回流になり、その
旋回流により回転体６，６′が流路内を流出防止体７の
所で周回する。第４図の断面図は２ケの球体の周回の状
態を示しており、回転体６と６′は周回方向に１８０度
づれて周回することになる。これは、２ケの回転体６，
６′が仮に１８０度をづれて周回する場合を考えると、
周回方向の２ケの球体の角度が狭い方と広い方では圧力
が異なり、アンバランスな状態で周回をすることになり
、また回転体６，６′及びその部分の流体の運動量の面
から見ても、その状態は継続しえず、仮りにその状態に
なったとしても、直ちにバランスのとれた１８０度対向
した状態に戻り周回することになる。即ち回転体６，６
′は流量レベルに無関係に流路内を対向して流量に応じ
た回転数で周回する。その回転数は流量に比例すること
になり、磁気抵抗素子８で１回転２パルス（流体２ケ）
として回転数を検出し、制御回路１１で演算処理して流
量がめられる。尚、永久磁石９から磁気抵抗素子８に作
用している磁束は、強磁性の回転体６．６′が近接する
ことによりその作用方向が変化し、磁気抵抗素子８でそ
の変化をパルス的に検出することになる。こうして制御
回路１１で検出された回転信号や流量は、流量計の瞬時
流量として表示したり、まだ、本流量検出装置を流量セ
ンサとして機器に組込んだ場合には、機器の発停や制御
を行う信号源となるなどの用途に供することになる。上
記用途に対して、実施例では２ケの回転体６，６′を用
いており、球体１ケを周回させる場合に比べ、同流量で
２倍のパルス検出となる。従って１パルス当りの流量分
解能も２倍となるので流量検出精度が２倍となり、特に
低流量時（低回転時）の精度が向上し、流量検出範囲も
更に低流量域まで広がることになる。尚、実施例に於い
て、回転体は２ケの場合で述べたが、必要に応じ数量を
増すことにより、より精度アップを図る事が可能である
。
更に、本発明は上記構成に限らず、回転体６゜６′が球
体でない棒状や円柱状などの形態、旋回手段がねじり板
状の形態、検出手段が磁石を有する回転体を磁気センサ
で検出したり、磁気センサ自体もホール素子やピックア
ップコイル式など、更に光検出式もあるなど、いずれも
上記実施例の構成に限られるものではない。
体でない棒状や円柱状などの形態、旋回手段がねじり板
状の形態、検出手段が磁石を有する回転体を磁気センサ
で検出したり、磁気センサ自体もホール素子やピックア
ップコイル式など、更に光検出式もあるなど、いずれも
上記実施例の構成に限られるものではない。
発明の効果
以上のように本発明の流量検出装置によれば、流路中を
流れる流体を軸流旋回させる旋回手段により、その旋回
流で流れの方向に対し垂直面で周回する回転体を複数設
けた構成により、従来の流量検出センサ構成と異なり次
の効果が得られる。
流れる流体を軸流旋回させる旋回手段により、その旋回
流で流れの方向に対し垂直面で周回する回転体を複数設
けた構成により、従来の流量検出センサ構成と異なり次
の効果が得られる。
（１）固定翼やねじり板状の旋回手段、流路径よシ一段
と面積の小さい回転体、更に流出防止体を含め流量セン
サ部として流量抵抗が小さい。まだ従来の環状流路を有
するボール式流量センサ（従来例の項で記述）との比較
においても、流路の極端な曲がりがない、流動自体干渉
がない、球体の大きさは流路に対しより径小に構成でき
るなど、流体の流量抵抗は極めて小さくなる。
と面積の小さい回転体、更に流出防止体を含め流量セン
サ部として流量抵抗が小さい。まだ従来の環状流路を有
するボール式流量センサ（従来例の項で記述）との比較
においても、流路の極端な曲がりがない、流動自体干渉
がない、球体の大きさは流路に対しより径小に構成でき
るなど、流体の流量抵抗は極めて小さくなる。
（２）流量検出センサとして、流路が直管で短かく構成
でき、全体として構造が簡易で極めて小型コンパクトで
ある。
でき、全体として構造が簡易で極めて小型コンパクトで
ある。
（３）回転体の数を必要に応じて任意に増やす構成が可
能であり、それに応じて流量検出分解能も増し、流量検
出精度をより向上出来ると共に、低流量域での高精度な
流量検出の範囲が広がる。
能であり、それに応じて流量検出分解能も増し、流量検
出精度をより向上出来ると共に、低流量域での高精度な
流量検出の範囲が広がる。
（４）回転体は流路の垂直方向で通常の流路範囲内を周
回するので、その周回径も小さく流路壁面との遠心摩擦
力も小さくなるので、従来方式と比べ回転体と流路内壁
とで発生する騒音も小さくなる。
回するので、その周回径も小さく流路壁面との遠心摩擦
力も小さくなるので、従来方式と比べ回転体と流路内壁
とで発生する騒音も小さくなる。
以上のような効果を有し、従って、本発明の流量検出装
置は機器等への適用性も大いに図れるものである。
置は機器等への適用性も大いに図れるものである。
第１図、第２図は従来例のボール周回式流量センサの流
路断面図、第３図は本発明の流量検出装置の一実施例を
示す断面図、第４図は同Ａ−Ａ’断面図を示す。 ２・・・・・・流路、５・・・固定翼（旋回手段）、６
゜６１・・・・・球体（回転体）、７・・・・・・流出
防止体、８・・・・・・磁気抵抗素子（検出手段）、１
１・・・・・・制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓１
図 ７０３ １０４ １０２ 第２図 第３図 ト 第４図
路断面図、第３図は本発明の流量検出装置の一実施例を
示す断面図、第４図は同Ａ−Ａ’断面図を示す。 ２・・・・・・流路、５・・・固定翼（旋回手段）、６
゜６１・・・・・球体（回転体）、７・・・・・・流出
防止体、８・・・・・・磁気抵抗素子（検出手段）、１
１・・・・・・制御回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名菓１
図 ７０３ １０４ １０２ 第２図 第３図 ト 第４図
Claims (3)
- （１）流路中を流れる流体を軸流旋回させる旋回手段と
、前記流体の旋回流の中に位置し流れの方向に対し垂直
面で周回する回転体と、この回転体を前記旋回流の範囲
内にとどめる流出防止体と、前記回転体の周回を検出す
る検出手段と、この検出手段からの信号を処理する制御
回路とを有し、前記回転体を複数で構成した流量検出装
置。 - （２）回転体は球体でなる特許請求の範囲第１項記載の
流量検出装置。 - （３）回転体を磁性体で構成し磁気センサで検出する検
出手段から在る特許請求の範囲第１項記載の流量検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183283A JPS6013215A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183283A JPS6013215A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013215A true JPS6013215A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14821028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183283A Pending JPS6013215A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013215A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143848A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-21 | Toray Ind Inc | 蛇口直結型使い捨て浄水器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12183283A patent/JPS6013215A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143848A (ja) * | 2000-11-14 | 2002-05-21 | Toray Ind Inc | 蛇口直結型使い捨て浄水器 |
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