JPS6059525B2 - タ−ビンメ−タ - Google Patents

タ−ビンメ−タ

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Publication number
JPS6059525B2
JPS6059525B2 JP53144885A JP14488578A JPS6059525B2 JP S6059525 B2 JPS6059525 B2 JP S6059525B2 JP 53144885 A JP53144885 A JP 53144885A JP 14488578 A JP14488578 A JP 14488578A JP S6059525 B2 JPS6059525 B2 JP S6059525B2
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JP
Japan
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impeller
fluid
locking member
shaft
blade
Prior art date
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JP53144885A
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JPS5570712A (en
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宏之 雨森
正男 山田
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Tokico Ltd
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Tokico Ltd
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/05Measuring 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
    • G01F1/10Measuring 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 using rotating vanes with axial admission

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターヒンメータに係り、軸受用流体を羽根車前
後から遠のいた箇所から被測流体の流路中に排出させる
構成とし、軸受用流体が被測流体に与える影響を少なく
し、特に低流量域における計測精度の向上を可能とした
タービンメータを提供することを目的とする。
一般に被測流体の流路中に羽根車を回転自在に支承し、
この羽根車の回転数から該被測流体の流速(流量)を計
測する構成のタービンメータが知られているが、特に低
流量域における計測可能な流量域を拡張するために、例
えは羽根車が回転時に摺接する部分に外部から一定圧力
の流体を供給し、この流体によつて羽根車を半径方向或
いは軸方向に浮かせた状態で回転させる構成とすること
がある。
これは一般に静圧流体軸受と呼はれており、羽根車の機
械的反抗トルクを減少させ、その流量検出感度を良好に
向上させることがてきる。しかるに、この種流体軸受用
の流体は、通常羽根車の胴部端面と該胴部端面に対向配
置された係止部材との間の隙間を介して被測流体の流路
中に流出させる構成とされており、このため隙間から流
出した軸受用流体か羽根車の羽根の前縁部と後縁部に薄
膜流を形成して流れてしまう。このため、被測流体の流
速の小さい低流量域では、被測流体自身が軸受用流体に
よつて流れを妨げられてしまい、羽根車の羽根と羽根と
の間に滑らかに流入できなくなり、羽根車の流量検出感
度が低下してしまう欠点があつた。本発明は上記欠点を
除去したものであり、以下図面とともにその一実施例に
つき説明する。
第1図は本発明タービンメータを挿入型タービンメータ
に適用した場合の一実施例の縦断面図、第2図はその要
部の一実施例の拡大縦断面図を示す。第1図中、タービ
ンメータ1は本実施例の場合、挿入管2の先端部に取付
けたメータ本体3を、例えばポイラの排ガス用煙道等の
大口径管4内に挿入して構成されている。羽根車5は、
第2図に示す如く胴部6の外周面に複数枚の羽根7を夫
々軸方向に所定角度捩つた状態て植設して構成してあり
、メータ本体3内に画成された空間内で回転する。8は
、羽根車胴部6を半径方向に隙間9を有して挿通し羽根
車5を回転自在に支承する軸であり、メータ本体3の中
央部に支持されている。
羽根車胴部6の摺接部分にはブッシュ10が嵌合固定し
てあり、ブッシュ10の内径は軸8の外径に対して上記
隙間9の大きさ分だけ大としてある。軸8には、羽根車
胴部6を挾んて一対の係止部材11,12が嵌合固定し
てあり、これら係止部材11,12間の間隔は胴部6の
軸方向の長さよりも僅はい大きく、このため羽根車胴部
6の両端面と係止部材11,12の端面との間には夫々
隙間13,14が形成されている。
15,16は係止部材11,12を固定するためのコー
ン部材て、夫々上流側端部と下流側端部はコーン状をな
し、被測流体の流れを整流する動きをする。
ここで、軸8の中心部には軸受用流体の流路となる孔1
7が穿設してあり、この孔17は軸8に2箇所夫々適宜
数すつ放射状に形成した連通孔18,19によつて前記
半径方向隙間9に連通している。
又、孔17は、第1図に示す如くコーン部材16を保持
するサポート20内に形成した孔21及び挿入管2内に
配設した管路22によつて外部の空気源23に接続され
ており、減圧弁24によつて一定圧力に減圧されかつフ
ィルタ25によつて浄化された清浄な空気を供給される
。軸8内の孔17内に空気源23から供給された清浄な
空気は、連通孔18,19を介して羽根車胴部6と軸8
との間の半径方向隙間9内に流入し、羽根車胴部6と軸
8を互いに排接触状態とする。
半径方向隙間9内の空気流は、羽根車5と係止部材11
,12との間の軸方向隙間13,14内に流出し、羽根
車胴部6と係止部材11,12を互いに非接触状態とす
る。このように羽根車5の摺接部分は、軸受用空気によ
つて非接触とされ、これにより羽根車5の機械的回転反
抗トルクは良好に低減される。
従つて羽根車5は低流量域においても被測流体の流速に
応じて回転することができる。尚、羽根車5の回転はメ
ータ本体3の羽根7に対向する部分に埋設した電磁ピッ
クアップ26によつて検出され、羽根7が電磁ピックア
ップ26のそばを通過するために電磁ピックアップ26
からパルス状の信号が発信され、このパルス信号は、挿
入管2内に設けたリード線27によつてプリアンプ部2
8に伝送される。次に、本発明の要部てあり排出流路に
つき説明する。
係止部材11,12の端面外周部には夫々リング状に溝
部29,30が穿設してあり、両溝部29,30には夫
々排出流路31,32の一端部が連通形成されている。
排出流路31(32)は、係止部材11(12)の軸方
向に一定の深さに穿設した孔31a(32a)と孔31
a(32a)の底部と交わるようにコーン部材15(1
6)と係止部材11(12)を挿通して半径方向に穿設
した孔31b(32b)とから構成されている。そして
、孔31b,32bはともに羽根車5から十分隔たつた
位置に開口させてある。ここで、リング状溝部29,3
0の隙間13,.14に対する開口面積は大きく、しか
も排出流路31,32の径は大きいので、隙間13,1
4をそのまま流れる場合の流体抵抗よりも、隙間13,
14の途中で排出流路31,32中に分岐流入する場合
の流体抵抗の方が小さい。
従つて、軸方向隙間13,14内に流出した軸受用空気
は、その殆どが隙間13,14の外周部付近でリング状
の溝部29,30内に流入し、排出流路31,32を通
り、羽根車5の前後から遠ざかつた位置からメータ本体
3内の被測流体の流,路33中に流出する。
このように、本実施例の場合、流体軸受用の空気が隙間
13,14から直接羽根車5の羽根7の前縁部と後縁部
に沿つて薄膜流を形成しながら流路33中に流出するこ
とはなく、これにより従来装置の如く特に低流量域にお
いて被測流体の流れが薄膜流によつて阻止され、これに
より流量検出感度か低下するといつた不都合は確実に防
止することができる。
尚、上記実施例において、排出流路は羽根車5の上流側
と下流側に夫々設けたが、第3図に示す如く下流側の排
出流路32を省略してもよく、軸方向隙間13内の軸受
用空気たけを排出流路31・から流路33中に排出させ
る構成としてもよい。
この場合、軸方向隙間1内の軸受用空気が羽根7の後縁
部に沿つて流れようとするが、被測流体は羽根7を通過
したあとて上記流れに衝突するから、軸受用空気による
影響は小さく、従つて排出流路32を省略したために計
測精度が悪くなることはない。尚、上記実施例において
は、羽根車5を空気軸受によつて主として半径方向にフ
ローティング回転させる場合を例にとつたが、例えば第
4図に示す如く、係止部材11,12中に軸8内の孔1
7と軸方向隙間13,14とを連通する連通孔35,3
6を形成し、この連通孔35,36によつて羽根車5の
胴部6に軸方向から軸受用空気を吹きつける構成とする
こともできる。
この場合、羽根車5は連通孔35,36につて供給され
た空気によつて軸方向に良好にフローティング回転する
から、羽根車胴部6は係止部材11,12と非接触の状
態で回転し、これにより低流量域における器差をさらに
良好に改善することができる。
又、上記実施例において、排出流路31,32とは別途
に第5図に示す如く係止部材11,12の内周側にも排
出流路37,38を形成し、これにより軸受用空気をさ
らに効率よく羽根車5から遠ざかつた位置から被測流体
の流路33中に流出させ、前記の効果をさらに高めるこ
ともできる。
本実施例の場合、排出流路37,38の一端開口部は半
径方向方向9の開口部に対向しているので、主として半
径方向隙間9から流出した軸受用空気を効率よく排出婆
せることができる。又、上記実施例において、排出流路
31,32,37,38の被測流体の流路33に対する
開口部に、第6図に示す如く、偏流板39を設けること
もできる。
この偏流板39は、排出流路31,32,37,38か
ら流出する軸受用空気を羽根車5から遠ざかる方向に偏
流させるものである。又、この偏流板39によつて偏流
された流れは、コーン部材15,16の表面に沿つて流
れるので、軸受用流体が羽根6を通過しようとする被測
流体に及ぼす悪影響をさらに良好に除去することがてき
る。尚、この偏流板39は本実施例だけでなく、前記の
全ての実施例に適用できるものである。
又、第4図乃至第6図に示した実施例において、排出流
路は必すしも羽根車5の上流側と下流側の両方に設ける
必要はなく、上流側だけでもよい。又、前記各実施例で
は、挿入型のタービンメータを例にとつて説明したが、
第7図に示すフルボア型のタービンメータ41にも適用
することができる。
フルボア型のタービンメータ41は挿入型と異なり、メ
ータ本体42を直接被測流体の配管43に接続したもの
であり、被測流体は全てメータ本体42内を通過する。
尚、図示の実施例では前記挿入型タービンメータ1の第
1実施例と同様の軸受構造としてあるが、前記したどの
軸受構造もファポア型タービンメータ41に適用できる
ものてある。
又、フルボア型の場合、挿入型と異なり挿入管2が不要
であるから、軸受用の空気は例えばメータ本体42を貫
通する管路44によつて供給する構成とされている。
又、上記の各実施例において、被測流体としてはボイラ
の排ガスに限らず、他の気体でもよく、或いは気体でな
く液体でもよい。
″又、軸受用流体としては空気に限らず、他の気体或い
は液体等でもよく、望ましくは被測流体と同種の流体を
用いるとよい。
さらに又、上記各実施例において、係止部材11,12
は夫々コーン部材15,16と一体の構成としてもよい
上述の如く、本発明タービンメータは、羽根車胴部端面
とこれに対向する係止部材の端面との間の隙間から被測
流体の流路中に流出しようとする軸受用流体を、排出流
路によつて羽根車の羽根から離れた位置に流出させる構
成としているため、従来装置の如く上記隙間から流出す
る軸受用流体が羽根車の羽根の前縁部或いは後縁部に薄
膜流を形してしまい。
その結果羽根と羽根との間に流入しようとする被測流体
の流れが薄膜流によつて阻止されてしまうことが原因と
なつて特に低流量域における羽根車の流量検出感度が悪
化するといつた不都合を確実に防止することができ、軸
受用流体による悪影響を良好に除去できるので、流体軸
受を用いたことによる大きなメリットてある低流量域で
の計測可能な流量域の拡張という効果を十分に活かすこ
とができる等の特長を有する。又、流体軸受は羽根車を
半径方向にフローティング回転させるラジアル(半径方
向)流体軸受であつても、或いは羽根車を軸方向にフロ
ーティング回転させるスラスト(軸方向)流体軸受であ
つてもよく、いずれの場合も羽根車前後面に軸受用流体
の薄膜流の形成を良好に防止することができるから、低
流量域から高流量域まて優れた計測精度を有する。又、
排出流路の他端開口部に偏流板を設けることにより、排
出される軸受用流体をさらに良好に羽根車から遠ざける
ことができる。
さらに又、羽根車胴部と上流側係止部材との間を流れる
軸受用流体を、羽根車の羽根前縁部から遠ざけて羽根車
上流側から排出させる構成とするだけでも、軸受用流体
による悪影響を良好に除去することができ、又上記構成
とした上て羽根車胴部と下流側係止部材との間を流れる
軸受用流体を羽根車の羽根後縁部から遠ざけて羽根車下
流側から排出させる構成とすることにより、軸受用流体
による悪影響をさらに良好に除去することがてきる等の
特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明タービンメータを適用した挿入型タービ
ンメータの一実施例の縦断面図、第2図はその要部の拡
大縦断面図、第3図乃至第6図は夫々上記要部の各変形
例を示す拡大縦断面図、第7図は本発明タービンメータ
を適用したフルボア型タービンメータの一実施例の縦断
面図である。 1・・・挿入型のタービンメータ、2・・・挿入管、3
・・・メータ本体、5・・・羽根車、6・・・胴部、7
・・・羽・根、8・・・軸、9・・・半径方向隙間、1
1,12・・・係止部材、13,14・・・軸方向隙間
、17・・・孔、18,19・・・連通孔、21・・・
孔、22・・・管路、23・・空気源、24・・・減圧
弁、29,30・・・溝部、31,32・・・排出流路
、31a,31b,32a,32b・・・孔、33・・
・被測流体の流路、37,38・・・排出流路、39・
・・偏流板、41・・・フルボア型の−ピンメータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 胴部周面に複数の羽根を有し、該胴部を半径方向に
    隙間を有して挿通する軸に回転自在に支承された羽根車
    と、該羽根車の胴部端面に軸方向に隙間を有して対向す
    る係止部材と、前記胴部と軸との間及び胴部と係止部材
    との間に流体軸受を形成するように導入された流体軸受
    用流体と、前記係止部材に形成され一端が前記胴部と係
    止部材との間に開口し、他端が羽根端面から所定間隔軸
    方向に離間した位置に開口し、該軸方向隙間内を流れる
    流体軸受用流体を羽根車の羽根から離れた位置に排出さ
    せる排出流路とから構成してなるタービンメータ。 2 流体軸受用流体は、羽根車胴部を支承する軸内から
    羽根車胴部と軸との間に供給され、該羽根車を半径方向
    にフローティング回転させる構成したことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載のタービンメータ。 3 流体軸受用流体は、羽根車胴部を支承する軸内から
    羽根車胴部と軸との間に供給されるとともに、係止部材
    の端面から羽根車胴部と係止部材との間に供給され、該
    羽根車を半径方向及び軸方向にフローティング回転させ
    る構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のタービンメータ。 4 係止部材は、羽根車度胴部の上流側と下流側に夫々
    設けてあり、排出流路は上流側の係止部材に形成され一
    端が羽根車胴部と上流側係止部材との間に開口し、他端
    が羽根端面から上流側に所定間隔軸方向に離間した位置
    に開口する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のタービンメータ。 5 該係止部材は羽根車胴部の上流側と下流側に夫々設
    けてあり、排出流路は上流側と下流側の係止部材に夫々
    形成され、一端が夫々羽根車胴部と係止部材との間に開
    口し、他端が羽根端面から夫々上流側と下流側に夫々所
    定間隔軸方向に離間した位置に開口する構成としたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のタービンメー
    タ。 6 胴部周面に複数の羽根を有し、該胴部を半径方向に
    隙間を有して挿通する軸に回転自在に支承された羽根車
    と、該羽根車の胴部端面に軸方向に隙間を有して対向す
    る係止部材と、前記胴部と軸との間及び胴部と係止部材
    との間に流体軸受を形成するように導入された流体軸受
    用流体と、前記係止部材に形成され一端が前記胴部と係
    止部材との間に開口し、他端が羽根端面から所定間隔軸
    方向に離間した位置に開口し該軸方向隙間内に流れる流
    体軸受用流体を羽根車の羽根から離れた位置に排出させ
    る排出流路と、該排出流路の他端開口部近傍に設けられ
    該排出流路より流出する該流体軸受用流体を該羽根車よ
    り遠ざける向きに偏流させる偏流板とから構成してなる
    タービンメータ。 7 流体軸受用流体は、羽根車胴部を支承する軸内から
    羽根車胴部と軸との間に供給され、該羽根車を半径方向
    にフローティング回転させる構成としたことを特徴とす
    る特許請求の範囲第6項記載のタービンメータ。 8 流体軸受用流体は、羽根車胴部を支承する軸内から
    羽根車胴部と軸との間に供給されるとともに、係止部材
    の端面から羽根車胴部と係止部材との間に供給され、該
    羽根車を半径方向及び軸方向にフローティング回転させ
    る構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第6項記
    載のタービンメータ。 9 該係止部材は、羽根車胴部の上流側と下流側に夫々
    設けてあり、排出流路は上流側と下流側の係止部材に夫
    々形成され、一端が夫々羽根車胴部と係止部材との間に
    開口し、他端が羽根端面から夫々上流側と下流側に夫々
    所定間隔軸方向に離間した位置に開口する構成としたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第6項記載のタービンメ
    ータ。
JP53144885A 1978-11-22 1978-11-22 タ−ビンメ−タ Expired JPS6059525B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP53144885A JPS6059525B2 (ja) 1978-11-22 1978-11-22 タ−ビンメ−タ
US06/096,186 US4294123A (en) 1978-11-22 1979-11-20 Turbine meter
GB7940473A GB2036191B (en) 1978-11-22 1979-11-22 Turbine flow meter

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JP53144885A JPS6059525B2 (ja) 1978-11-22 1978-11-22 タ−ビンメ−タ

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JPS5570712A JPS5570712A (en) 1980-05-28
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GB2036191A (en) 1980-06-25
GB2036191B (en) 1982-09-02
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