JPS603520A - 流量検出装置 - 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】 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。

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２　・−２゛ おいて、１は断面円形状の環状流路でこの流路の外周に
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に低流量域での測定
精度が悪い。ノズル４から流出された流体流量が少ない
場合、球体５がノズル４の前面に位置する時には球体５
の周回速度は速いが、第１図に示したようにノズル４の
手前に球体５が来た時には周回速度が遅くなり、周回回
転数が不安定３ となる欠点がある。第２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ＩＮＮ低抵抗なる。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題点を解消するもので低流
量域での測定精度が良く流量抵抗の小さい流量検出装置
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流路中を流　。

れる被検出流体を軸流旋回させる旋回手段と、この旋回
流の中に位置し流れの方向に対して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
出防止手段と、前記回転体の周回する回転数を検出する
検出手段からなり、前記回転体は、表面に門形状の窪み
を有する球体とした構成である。

この構成により流路に均一な旋回流をつくり、この旋回
流の中で流路面積に比べ表積が小さく表面に凹形状の窪
みを有する球体を周回させることにより周回回転数が低
流量においても安定し、測定精度がよくかつ低抵抗な流
量検出器を得ることができる。

実施例の説明 次に本発明の実施例について第３図〜第５図に基づいて
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
る旋回手段である固定翼１１がケーシング１２に固定さ
れている。この固定翼１１は複数の円弧翼１３と軸部１
４て構成されており、この軸部１４の下流端には回転体
である磁性球体１５の周回面１６が構成されている。　
１前記磁性球体１５の表面には円形状の窪み１７が複数
設けられている。この磁性球体１５の下流５パ−ジ 側には、前記磁性球体１５の流出防止手段である球体受
け１８が前記ケーシング１２に固定されている。前記磁
性球体１５の構成としては、中空鋼球やＦｅＮｉメッキ
を表面に行なった樹脂球等がある。ハウジング１０の外
部には前記磁性球体１５の回転検出手段である回転検出
器１９があり、この回転検出器１９は磁気抵抗素子２０
とこの磁気抵抗素子２０に磁界を与える永久磁石２１で
構成されている。２２はケーシング１２をハウジング１
０に止めるための止め輪である。２３　、２４は入口お
よび出口であり２５は磁性球体１５の回転方向を示す矢
印である。第４図は固定Ｒ１１を入口２３側から見た場
合の図であるが、６枚の円弧翼１３が軸部１４から放射
状に構成されている。

２６は円弧翼１３間の間隙部である。第５図は球体受け
１８であるが、２７は磁性球体１５の周回面であり円錐
状に構成されている。２８は流路である。

次に上記構成における動作を第３図〜第５図において説
明する。入口２３から流入した被検出流６　ベー：ｊ 体は固定Ｒ１１の円弧翼１３に沿って下流へと流れるこ
とにより軸流旋回される。この結果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矢
印２５のごとく周回する。このとき磁性球体１５は球体
受け１８の周回面２７とケーシング１２の２点に当接し
て周回する。この磁性球体１５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２ｏに永久磁石２１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。第
３図においては、流量検出器は横取り付されており被検
出流体は左から右へと流れているが、本実施例の構成に
おいては、流量検出器を縦取り付をしても使用可能であ
り縦取り付をして被検出流体を下方向から流した場合低
流量域では、磁性球体１５は固定翼１１の周回面１６と
ケーシング１２に当接して周回し、７　ｌ−’・ 大流＠域では球体受け１８の周回面２７とケーシング１
２に当接して周回する。

本実施例では磁性球体１５の表面に円形状の窪み１７が
複数構成されているため旋回流を受ける表面積は単なる
球体に比べて広くなり、低流量においては流れに対する
磁性球体１５の抗力が増し旋回流による周回方向の力を
多く受ける結果前記磁性球体１５は容易に周回するため
検出流量を小さくすることができる。また大流量におい
ては前記磁性球体１５の表面に複数の円形状の窪み１７
を設けることにより前記磁性球体１５表面に乱流境界層
が形成され磁性球体１５表面の流れの剥離が少なくなり
周回抵抗を減少することができる。

また円弧翼１３は６枚で構成されているため旋回流が平
均して磁性球体１５に作用し周回周期も安定する。さら
に磁性球体１５の周回回転数の検出方法として磁気検出
を行なっているため不透明液体においても計測可能であ
る。

発明の効果 以セ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手段と、この旋回流の
中に位置し流れの方向に対して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
止手段と、前記回転体の周回する回転数を検出する検出
手段からなり、前記回転体は、表面に凹形状の窪みを有
する球体とした構成により下記の効果を有するものであ
る。

（１）低流量域での測定精度が良い。回転体は表面に凹
形状の窪みを有する球体であるため旋回流を受ける表面
積は単なる球体に比べて広くなり低流量においては、流
れに対する磁性球体の抗力が増し旋回流による周回方向
の力を多く受ける結果前記磁性球体は容易に安定して周
回するため測定精度が向上する。

（２）検出流量を小さくすることができる。（１）の効
果と同様に回転体の表面に凹形状の窪みを有するため、
少ない流量でも球体が周回し始動流量を下けることがで
きる。　１ （３）流量抵抗が小さい。被検出流体を円弧翼に沿って
流し軸流旋回させるため旋回流に変換する際９べ−ご の損失が少ない。また回転体も流路断面積に比べ一段と
小径であるため抵抗が少ない。さらに流路自体の曲りも
ない。

（４）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
軸流旋回を生じさせて回転体を周回することに特徴があ
り、流路が最もシンプルで流路長さも短く構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図、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図は固定翼の側面図
、第５図は流出防止手段の外観斜視図である。 １０・・・・旋回手段（固定翼）、１５・・・・・回転
体（磁性球体）、１８・・・・・・流、出防止手段（球
体受け）、１９・・・・検出手段（回転検出器）、２０
・・・・・・磁気検出素子（磁気抵抗素子）、２１・・
・・磁石（永久磁石）。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 裁２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）流路中を流れる被検出流体を軸流旋回させる旋回
   手段と、この旋回流の中に位置し流れの方向に対して垂
   直面で開口する回転体と、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、前記回転体の周回する
   回転数を検出する検出手段からなり、前記回転体は、表
   面に凹形状の窪みを有する球体とした流量検出装置。 ＋２）＃、体は表面に複数の凹形状の窪みを設けた特許
   請求の範囲第１項記載の流量検出ＫＪ。