JPS6013217A - 流量検出装置 - Google Patents
流量検出装置Info
- Publication number
- JPS6013217A JPS6013217A JP12183483A JP12183483A JPS6013217A JP S6013217 A JPS6013217 A JP S6013217A JP 12183483 A JP12183483 A JP 12183483A JP 12183483 A JP12183483 A JP 12183483A JP S6013217 A JPS6013217 A JP S6013217A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flow
- flow path
- flow rate
- section
- downstream
- 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.)
- Granted
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-
- 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
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- 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の全体構成
に関するものである。
に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来この種の流量検出装置は第１図及び第２図に示すよ
うに構成されている。第１図、第２図において、１は断
面円形状の環状流路でこの流あの外周に流入通路２、及
び流出通路３が開口している。この流入通路２にはノズ
ル４が設けられている。また環状流路１内には球体５が
挿入されていると共に、透明窓６，７が構成され、発光
素子８と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流路１内
に入ると、流れは環状流路１内を環流しながら流入通路
２から流出通路３へ流れ、それと共に球体５も図中実線
の矢印の方向に環状流路１内を周回運動する。この球体
の周回回転数は流体の流量に比例するなど相関があるた
め、球体５の回転数を発光素子８と受光素子９によりパ
ルス信号として検出し制御回路を通して流量を計測する
。
うに構成されている。第１図、第２図において、１は断
面円形状の環状流路でこの流あの外周に流入通路２、及
び流出通路３が開口している。この流入通路２にはノズ
ル４が設けられている。また環状流路１内には球体５が
挿入されていると共に、透明窓６，７が構成され、発光
素子８と受光素子９が設けられている。このような構成
において流体が流入通路２のノズル４から環状流路１内
に入ると、流れは環状流路１内を環流しながら流入通路
２から流出通路３へ流れ、それと共に球体５も図中実線
の矢印の方向に環状流路１内を周回運動する。この球体
の周回回転数は流体の流量に比例するなど相関があるた
め、球体５の回転数を発光素子８と受光素子９によりパ
ルス信号として検出し制御回路を通して流量を計測する
。
この従来例の問題点としては第１に流量抵抗が大きいこ
とが上げられる。環状流路１を形成しているため流路の
入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通路２からの流れと
交わるため流入抵抗となって損失を生じる。更に球体５
の周回が促進するように球体を環状流路１の断面積に近
い大きさで構成されている場合にも大きな流路抵抗とな
る。また流入通路２に球体５の周回を円滑にするようノ
ズル４を設けるとさら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りやすいなど構成の課題
がある。上記のように通路抵抗が大きくなるためそれを
低減するよう通路径を大きくする必要があり、また直管
などに対し、環状流路１を有しているためその分のスペ
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。加えて流入通路２と流出通路３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
込む際に構成上の制約が生じたり、全体の大型化につな
がるなどの間鴇点がある。
とが上げられる。環状流路１を形成しているため流路の
入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通路２からの流れと
交わるため流入抵抗となって損失を生じる。更に球体５
の周回が促進するように球体を環状流路１の断面積に近
い大きさで構成されている場合にも大きな流路抵抗とな
る。また流入通路２に球体５の周回を円滑にするようノ
ズル４を設けるとさら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りやすいなど構成の課題
がある。上記のように通路抵抗が大きくなるためそれを
低減するよう通路径を大きくする必要があり、また直管
などに対し、環状流路１を有しているためその分のスペ
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。加えて流入通路２と流出通路３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
込む際に構成上の制約が生じたり、全体の大型化につな
がるなどの間鴇点がある。
発明の目的
本発明はこのような従来の欠点を解消するもので流量抵
抗の小さい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。
抗の小さい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ために本発明は被検出流体を軸流旋
回させる旋回翼と、この旋回流の中で周回する回転体と
、この回転体の流出防止手段と、前記回転体の回転数を
検出する検出手段からなり、前記流出防止手段は、上流
側流路の断面が下流側に漸次縮少するドーナツ型、下流
側流路の断面が下流側に漸次拡大するドーナツ型で構成
し、前記回転体が前記流出防止手段の上流側流路位置で
周回する形態としたものである。
回させる旋回翼と、この旋回流の中で周回する回転体と
、この回転体の流出防止手段と、前記回転体の回転数を
検出する検出手段からなり、前記流出防止手段は、上流
側流路の断面が下流側に漸次縮少するドーナツ型、下流
側流路の断面が下流側に漸次拡大するドーナツ型で構成
し、前記回転体が前記流出防止手段の上流側流路位置で
周回する形態としたものである。
この構成により、流体の流れ方向を軸流方向とし、旋回
流の中で流路面積に比べ面積の小さい回転体を回転する
とともに、漸次縮少および漸次拡大する構成を有した流
出防止手段を用いることにより、流れに対する損失が少
ない構成となり流量抵抗が小さくなり、さらに小型コン
パクトな流量検出装置を得ることができる。
流の中で流路面積に比べ面積の小さい回転体を回転する
とともに、漸次縮少および漸次拡大する構成を有した流
出防止手段を用いることにより、流れに対する損失が少
ない構成となり流量抵抗が小さくなり、さらに小型コン
パクトな流量検出装置を得ることができる。
実施例の説明
次に本発明の一実施例について第３図、第４図に基づい
て説明する。
て説明する。
第３図において１０はハウジングであり、このハウジン
グ１０の内部には被検出流体を軸流旋回させる旋回翼１
１がケーシング１２に固定されている。この旋回翼１１
は円弧翼１３と軸１４で構成されている。前記旋回翼１
１の下流には回転体である磁性球体１５があり、この下
流には前記磁性球体１５の流出防止手段である球体受け
１６が前記ケーシングに固定されている。この球体受け
１６の上流側流路１７は断面が下流側に漸次縮少するテ
ーパ状のドーナツ型で構成され、下流側流路１８は断面
が下流側に漸次拡大するテーパ状のドーナツ型に構成さ
れている。また上流側流路１７と下流側流路１８は同形
状で対象的に構成されている。ハウジング１０の外部に
は永久磁石１９と磁気抵抗素子２０からなる前記磁性球
体１５の検出手段である回転検出器２１が設けられ流量
検出装置が構成されている。なお前記磁性球体１５の構
成としては、中空鋼球、中実鋼球、鉄ニッケル（ＦｅＮ
ｉ）メッキを表面に行なった樹脂球等がある。２２はケ
ーシング１２の止め輪である。
グ１０の内部には被検出流体を軸流旋回させる旋回翼１
１がケーシング１２に固定されている。この旋回翼１１
は円弧翼１３と軸１４で構成されている。前記旋回翼１
１の下流には回転体である磁性球体１５があり、この下
流には前記磁性球体１５の流出防止手段である球体受け
１６が前記ケーシングに固定されている。この球体受け
１６の上流側流路１７は断面が下流側に漸次縮少するテ
ーパ状のドーナツ型で構成され、下流側流路１８は断面
が下流側に漸次拡大するテーパ状のドーナツ型に構成さ
れている。また上流側流路１７と下流側流路１８は同形
状で対象的に構成されている。ハウジング１０の外部に
は永久磁石１９と磁気抵抗素子２０からなる前記磁性球
体１５の検出手段である回転検出器２１が設けられ流量
検出装置が構成されている。なお前記磁性球体１５の構
成としては、中空鋼球、中実鋼球、鉄ニッケル（ＦｅＮ
ｉ）メッキを表面に行なった樹脂球等がある。２２はケ
ーシング１２の止め輪である。
２３．２４は入口および出口であり２５は磁性球体１６
の回転方向を示す矢印である。
の回転方向を示す矢印である。
第４図は球体受け１６であるが、２６の内側テーパ面と
２７の外側テーパ面で構成された上流側流路１７と下流
側流路１８はドーナツ型に構成されている。なお内側テ
ーパ面２６は、前記磁性球体１５が周回転する際の周回
面となる。
２７の外側テーパ面で構成された上流側流路１７と下流
側流路１８はドーナツ型に構成されている。なお内側テ
ーパ面２６は、前記磁性球体１５が周回転する際の周回
面となる。
次に上記構成における動作を第３図、第４図において説
明する。入口２ａから流入した被検出流体は円弧翼１３
に沿って下流へと流れることにより軸流旋回される。こ
の旋回流により運動力を得て磁性球体１５は流れの方向
に対して直角方向に周回する。この時磁性球体１５は球
体受け１６の内側テーパ面２６とケーシング１２の２点
に当接して周回する。被検出流体は旋回流となったのち
、下流側流路１８を経て出口２４へと流出する。この磁
性球体１６の周回回転数は流量に比例するため前記磁性
球体１５の回転数を計測することにより流量を測定する
ことができる。その方法は、磁気抵抗素子２０に永久磁
石１９で一定強さの磁界をあたえておき、磁性球体１５
がこの磁界中を通過した際の磁気抵抗素子２０の抵抗値
変化を電圧のパルス変化として取り出し制御回路（図示
せず）を介して処理するものである。本実施例では、球
体受け１６の上流側流路１７の断面をテーパ状に構成し
ているため、長期間使用時、摩耗により磁性球体１５の
直径が小さくなった場合でも、内側テーパ面２６が磁性
球体１５に対して同じ角度で当接するため周回時の摩耗
抵抗変化が極めて少なく安定した周回精度を得ることが
できる。またドーナツ型断面を有する上流側流路１７と
下流側流路１８を同形状で対象的に構成することにより
球体受け１６の方向性が無くなり、特に組立時において
組立の方向違いを無くすることができる。
明する。入口２ａから流入した被検出流体は円弧翼１３
に沿って下流へと流れることにより軸流旋回される。こ
の旋回流により運動力を得て磁性球体１５は流れの方向
に対して直角方向に周回する。この時磁性球体１５は球
体受け１６の内側テーパ面２６とケーシング１２の２点
に当接して周回する。被検出流体は旋回流となったのち
、下流側流路１８を経て出口２４へと流出する。この磁
性球体１６の周回回転数は流量に比例するため前記磁性
球体１５の回転数を計測することにより流量を測定する
ことができる。その方法は、磁気抵抗素子２０に永久磁
石１９で一定強さの磁界をあたえておき、磁性球体１５
がこの磁界中を通過した際の磁気抵抗素子２０の抵抗値
変化を電圧のパルス変化として取り出し制御回路（図示
せず）を介して処理するものである。本実施例では、球
体受け１６の上流側流路１７の断面をテーパ状に構成し
ているため、長期間使用時、摩耗により磁性球体１５の
直径が小さくなった場合でも、内側テーパ面２６が磁性
球体１５に対して同じ角度で当接するため周回時の摩耗
抵抗変化が極めて少なく安定した周回精度を得ることが
できる。またドーナツ型断面を有する上流側流路１７と
下流側流路１８を同形状で対象的に構成することにより
球体受け１６の方向性が無くなり、特に組立時において
組立の方向違いを無くすることができる。
次に本発明の他の実施例を第５図により説明する。第５
図は球体受け２８であるが、この球体受け２８の中心部
２９は釣鐘状の流線形状に構成されている。このような
形状にすることにより、被検出流体が球体受け２８を通
過する際の流量抵抗を前記テーパ状の流路断面に比べて
減少させる効果を有している。
図は球体受け２８であるが、この球体受け２８の中心部
２９は釣鐘状の流線形状に構成されている。このような
形状にすることにより、被検出流体が球体受け２８を通
過する際の流量抵抗を前記テーパ状の流路断面に比べて
減少させる効果を有している。
発明の効果
以上の説明から明らかなように本発明の流量検出装置は
、被検出流体を軸流旋回させる旋回翼と、この旋回翼の
中に位置し流れの方向に対して垂直面で回転する回転体
と、この回転体を前記旋回流の範囲内にとどめる流出防
止手段と、前記回転体の回転数を検出する検出手段から
なり、前記流出防止手段は、上流側流路の断面が下流側
に漸次縮少するドーナツ型、下流側流路の断面が下流側
に漸次拡大するドーナツ型で構成し、前記回転体が前記
流出防止手段の上流側流路位置で周回する形態とするこ
とにより下記の効果を有するものである。
、被検出流体を軸流旋回させる旋回翼と、この旋回翼の
中に位置し流れの方向に対して垂直面で回転する回転体
と、この回転体を前記旋回流の範囲内にとどめる流出防
止手段と、前記回転体の回転数を検出する検出手段から
なり、前記流出防止手段は、上流側流路の断面が下流側
に漸次縮少するドーナツ型、下流側流路の断面が下流側
に漸次拡大するドーナツ型で構成し、前記回転体が前記
流出防止手段の上流側流路位置で周回する形態とするこ
とにより下記の効果を有するものである。
（１）流量抵抗が小さい。入口から流入された被検出流
体は円弧翼に沿って下流に流れる際に軸流旋回されるた
め、軸流旋回への変換時の損失を小さくすることかでき
る。また回転体は流路面積に比べて一段と小径であり損
失が小さい。流出防止手段の上流側流路と下流側流路は
各々漸次縮少および拡大するドーナツ型に構成されてい
るため、縮流時および拡大流れ時の損失を小さくするこ
とができる。さらに流路自体に曲り部もなくこれらの要
因が低流量抵抗を実現している。
体は円弧翼に沿って下流に流れる際に軸流旋回されるた
め、軸流旋回への変換時の損失を小さくすることかでき
る。また回転体は流路面積に比べて一段と小径であり損
失が小さい。流出防止手段の上流側流路と下流側流路は
各々漸次縮少および拡大するドーナツ型に構成されてい
るため、縮流時および拡大流れ時の損失を小さくするこ
とができる。さらに流路自体に曲り部もなくこれらの要
因が低流量抵抗を実現している。
（２）流量検出装置の構造が小型コンパクトになる。
流路自体が環状流路を形成するものと異なり、直管部に
軸流旋回させることに特長があり、流路が最もシンプル
であり流路長さも短く構成できる。
軸流旋回させることに特長があり、流路が最もシンプル
であり流路長さも短く構成できる。
（３）流量検出の感度が良くなる。流出防止手段の上流
側流路は漸次縮少され流路面積は、旋回翼直後に比べ小
さいため、上流側流路の位置における被検−出流体の旋
回流の流速は、旋回翼直後より速くなる。従って少流量
においても上流側流路の旋回流速は速く、この上流側流
路に置かれた回転体は周回しやすくなり感度が良くなる
。
側流路は漸次縮少され流路面積は、旋回翼直後に比べ小
さいため、上流側流路の位置における被検−出流体の旋
回流の流速は、旋回翼直後より速くなる。従って少流量
においても上流側流路の旋回流速は速く、この上流側流
路に置かれた回転体は周回しやすくなり感度が良くなる
。
第１図および第２図は従来例における流量検出装置の流
路水平断面図および垂直断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す流量検出装置の断面図、第４図は流出防止手
段の外観斜視図、第５図は本発明の他の実施例における
流出防止手段の外観斜視図である。 １１・・・・・・旋回翼、１５・・・・・・回転体（磁
性球体）、１６・・・・・流出防止手段（球体受け）、
１７・・・・・上流側流路、１８・・・・・・下流側流
路、２１・・・・・・検出手段（回転検出器）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ３ 第２図 第４図 第５図 ２り？ｉ
路水平断面図および垂直断面図、第３図は本発明の一実
施例を示す流量検出装置の断面図、第４図は流出防止手
段の外観斜視図、第５図は本発明の他の実施例における
流出防止手段の外観斜視図である。 １１・・・・・・旋回翼、１５・・・・・・回転体（磁
性球体）、１６・・・・・流出防止手段（球体受け）、
１７・・・・・上流側流路、１８・・・・・・下流側流
路、２１・・・・・・検出手段（回転検出器）。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ３ 第２図 第４図 第５図 ２り？ｉ
Claims (3)
- （１）流路中を流れる被検出流体を軸流旋回させる旋回
翼と、この旋回翼の中に位置し流れの方向に対して垂直
面で回転する回転体と、この回転体を前記旋回流の範囲
内にとどめる流出防止手段と、前記回転体の回転数を検
出する検出手段とからなり、前記流出防止手段は上流側
流路の断面が下流側に漸次縮少するドーナツ型で、下流
側流路の断面が下流側に漸次拡大するドーナツ型で構成
し、前記回転体が前記流出防止手段の上流側流路位置で
周回する形態とした流量検出装置。 - （２）上流側流路の断面が下流側に縮少するテーパ状の
ドーナツ型、下流側流路の断面が下流側に拡大するテー
パ状のドーナツ型とした特許請求の範囲第１項記載の流
量検出装置。 - （３） ドーナツ型断面を有する上流側流路と下流側流
路を同形状で対称的に構成した特許請求の範囲第１項記
載の流量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183483A JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183483A JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6013217A true JPS6013217A (ja) | 1985-01-23 |
| JPS6337326B2 JPS6337326B2 (ja) | 1988-07-25 |
Family
ID=14821079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183483A Granted JPS6013217A (ja) | 1983-07-04 | 1983-07-04 | 流量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6013217A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0212472A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ２倍拡大機能を持った画像再構成方法及び装置 |
| JPH02293626A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 |
-
1983
- 1983-07-04 JP JP12183483A patent/JPS6013217A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5051758A (ja) * | 1973-09-06 | 1975-05-08 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0212472A (ja) * | 1988-06-30 | 1990-01-17 | Yokogawa Medical Syst Ltd | ２倍拡大機能を持った画像再構成方法及び装置 |
| JPH02293626A (ja) * | 1989-05-09 | 1990-12-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流量検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6337326B2 (ja) | 1988-07-25 |
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