JPS6159213A - 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に関するも
のである。

従来の技術 従来この種の流量検出装置としては特開昭５７−７４６
１４号公報がある。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量の外周に流入通路２および流
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へ流れる。こ
れに、ＪＩｌ）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。この周回回転数は流体の流量に
比例する関係にあるため球体５０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によ
り信号処理し流量を計測する。

発明が解決しようとする問題点 従来の問題点としては下記の３つがあげられる。

第１に流量抵抗が太きい。環状流路１を構成しているた
め流路の入口出口が方向転換し、それによる曲がり損失
を生じるとともに、環流が流入通路付近で流入通路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。まだ流入通路２尾球体５の周回を円滑に
するようノズル４を設けることによりさらに大きな流路
抵抗となる。

第２に構造が大きくなると言う構造上の問題点がある。

前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、まだ直管に比べ環
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
り流量検出装置として前後の通路に対し大型となる。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
ることになり流量検出装置として機器に組込む際に構成
上の制約が生じたシ、全体の大型化につながると言う間
、′照点を有していた。

第３に低流量域における感度特性が悪く測定精度も悪い
。環状流路１を有しているため球体５が流入通路２から
離れた位置にあるとき、少ない流量が流れると、流れが
流出通路３側にショートサーキットし検出不可能となる
。また低流量域では球体５が流入通路２つ前に来た時に
は球体５０回回転速くなり、その他の所で遅くなる等回
転が不安定となり測定精度が悪かりだ。

問題点を解決するだめの手段 前記問題点を解決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、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
の回転体の下流に位置し前記回転体の周回当接面を有す
る回転体受けと、前記回転体の周回回転数を計測する回
転検出手段からなり、前記回転体受けは前記回転体の周
回位置流路面積に比べ小面積の流路を前記回転体受けの
中心部に構成したものである。

作用 この構成によシ被検出流体を軸流旋回させ、この旋回流
の中で流路面積に比べ投影直積の小さい回転体を周回す
ることにより流量抵抗の小さい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 次に本発明の実施領について第１図〜第３図に基づいて
説明する。第１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の下流には流れの方向に対し
て垂直面で周回する回転体である球体１３が設けられて
いる。この球体１３は流路断面積に比べ一段と小径に構
成され磁性を有している。この磁性を有する球体１３の
構成としては、鋼球、中空鋼球、樹脂に磁性メッキを行
ない更に樹脂モールドを行なった球体がある。前記球体
１３の下流には回転体受け１４が設けられている。この
回転体受け１４は中心部分に流路１５を有する平板で構
成されている。この流路１５の面積は前記球体１３の周
回位置流路１６の面積に比べ小さく設けられている。ハ
ウジング１０の外部には前記球体１３の周回回転数を計
測する回転検出手段である永久磁石１７と磁気検出素子
１８が固定されている。１９．２０は入口、出口であり
、２１は球体１３の回転方向を示す矢印、２２は流体の
流れを示す矢印である。

第２図は回転体受け１４であり、２３．２４は流路であ
り２５は球体１３の流出を防止するストッパーである。

２６は球体１３０周回当接面である。この回転体受け１
４は樹脂材料或いは金属材料で構成されている。第３図
は回転体受け１４の他の構成を示したものであり、周回
当接面２７には樹脂材料を用い他は金属材料で構成され
ている。

次に上記構成における動作を第１図により説明する。第
１図において被検出流体が矢印２２の方向から流入する
と、被検出流体は固定翼１１に沿って流れることによシ
軸流旋回される。

この結果旋回流の中に置かれた磁性を有する球体１３は
旋回流忙より運動力を得て矢印２１に示した方向に周回
する。周回時に球体１３は平板で構成された回転体受け
１４とケーシング１２の流路側内面の２点に接触しなが
ら周回する。球体１３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。その方法としては、流路外
部に置かれた磁気検出素子１８に永久磁石１７により一
定強さの磁界を与えておき、磁性を有する球体１３がこ
の磁界中を通過した際に生じる磁気検出素子１８の抵抗
変化を電圧のパルス変化として取り出し制呻回路（図示
せず）を介して計測するものである。

第２図は回転体受けであるがストッパー２５が設けられ
ているだめ球体１３が流出されるのを防止している。

本実施例においては下記の効果を有する。

（１）回転信号を安定して得ることができる。即ち磁性
を有する球体１３は周回時平板で構成された回転体受け
１４とケーシング１２の流路側内面の２点に接触しなが
ら周回する構成であり、球体１３と磁気検出素子１８と
の距離が常に一定であり回転信号が安定して検出するこ
とができる。特に磁ｊ患検出を行った場合、球体１３と
磁気検出素子１８との距離が変化すると信号も変化しや
すい。

＠）回転体受け１４を平板で構成することにより平板の
周回当接面２６の磨耗が少ない。球体１３は流体により
力を受は周回当接面２６に接触し周回するが、回転体受
け１４を平板に構成すると球体１３゛が平板を押し付け
る力が他の回転体受け１４の形状に比べ最も少ない形状
である。

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
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
、＠記旋回手段による旋回流の中４に位置し流れの方向
に対し垂直面で周回する回転体と、前記回転体の下流に
位置し前記回転体の周回当接面を有する回転体受けと、
前記回転体の周回回転数を計測する回転検出手段からな
り、前記回転体受けは前記回転体の周回位置流路面積に
比べ小面積の流路を前記回転体受けの中心部分に構成し
たことにより下記の効果を有する。

第１に流量抵抗が小さい。被検出流体は軸流旋回される
とともに、回転体も流路断面積に比ベ一段と小径に構成
されている。まだ従来との比較においても流路の極端な
変化がない、流体自体の干渉がないなど流体の流量抵抗
は小さくなる。

第２に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させることに特゛長があ
り、流路構造が最もノンプルで小型化に構成できる。

第３に低流量域での感度が良い。回転体受けは回転体の
周回位置流路面積に比べ小面積の流路を前記回転体受け
の中心部分に構成することにより固定翼で旋回された旋
回流速を縮流し更に旋回流速を速くすることができる。

その結果低流量域での球体の周回始動流量が小さくなり
感度が良となると共に、低流量域で周回回転数を増加す
るため安定回転が得られ測定精度も良となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す流量検出装置の構成断
面図、第２図は回転体受けの外観斜視図、第３図は回転
体受けの他の実施例を示す外観斜視図、第４図、第５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
垂直断面図である。 １１・・・・・・旋回手段（固定翼）、１３・・・・・
・回転体（球体）、１４・・・・・・回転体受け。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｖＩ
１図 第４図 第５図

Claims (3)

【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、前記旋回手段による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、前記回転体の下
   流に位置し前記回転体の周回当接面を有する回転体受け
   と、前記回転体の周回回転数を計測する回転検出手段か
   らなり、前記回転体受けは前記回転体の周回位置流路面
   積に比べ小面積の流路を前記回転体受けの中心部分に構
   成した流量検出装置。
2. （２）回転体受けは平板で構成した特許請求の範囲第１
   項記載の流量検出装置。
3. （３）回転体は球体で構成した特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の流量検出装置。