JPS62194419A - 容積型流量計 - 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】 鳶１し比Ωオ団り年！一 本発明は、非円形歯をタイミング歯車とした回転子を有
する新規な容積型流量計に関する。

従来技夏 オーバル流量計、ルーツ流量計で代表される容積型流量
計は各々一対の回転子を内蔵し、流量に比例して回転子
の回転から流量を求めるものである。流量計測中の上記
流量計回転子の運動は複雑で、計量する流体の種類、配
管条件等により異なる。例えば、流量計回転子の計量学
運動エネルギーと流体の運動エネルギーとの関係をみる
と、極限の場合、即ち、流体が液体で、流体の運動エネ
ルギーに対して回転子の回転エネルギーを無視したとき
、次に流体が気体で、回転子の回転エネルギーに対して
流体の運動エネルギーが無視されるときについてみると
、前者においては等流量で回転子は面積速度一定の不等
速回転をし、一方、後者においては回転子の回転エネル
ギー一定の自由回転運動をする。一般的には、両者の中
間的な運動となる。これをオーバル流量計の場合につい
てみると、相似係数をａ、偏平度をｂとしたオーバル歯
車のピッチ曲線ρ１（θ１）は５１．＝　　　　　　　
　　　　　　・・・・・・（１）１−ｂｃｏｓ２θ で、ｂ＝ｏ、ａとした場合の面積速度一定、回転エネル
ギー一定の回転子の角速度ωおよび回転子回転に伴なう
吐出量６を第５図（Ａ）、（Ｂ）に示す。これらの図は
角速度、吐出量に対する平均角速度、平均吐出量の比を
とって無次元量であられしたものである。

朋−Ｕ 叙上の如く、代表的な容積型流量計においては、同じ流
量計であっても、被測定流体の性状、配管内の流体容量
等により、回転子の回転運動形態が異なってくる。この
結果、種々の問題が発生する。

例えば、液体計測の場合、定流量で流れようとしていた
流体が条件によっては、脈動流となり、振動の原因とな
るとか角速度の変化が角加速度の変化をもたらし、歯車
の磨耗を早めたり、騒音の原因となるなど種々の問題点
があった。

１　　を　′するための手 等流量運動における角速度変動率と自由回転における角
速度変動率とを等しくする条件を求め、この条件を充た
す流量計要部構成とするものである。即ち、回転子を自
由回転運動させたとき面積速度が一定となる条件を与え
ることにより、あらゆる条件下でも同一の運動をさせる
ことを目的とする。

具体例 まず、等流量運動のときの角速度と自由回転のときの角
速度が一致するための条件を求める。

第４図において、Ｒ１（θ、）、Ｒ２（Ｒ２）を非円形
歯車、Ｒ１，Ｒ，を回転子とすると、 Ｒ０２＝／１．”＋ｒ２＋２ｐ、ｒｃｏｓ２φＲ２”＝
　ｐｚ２＋　ｒ”　−２ρ２ｃｏｓｕ従って、回転子の
長半径をＲ８，中心距離をＫとすると、吐出面積流量■
に関し、 となる。

故に、等流量運動における角速度変動率ω１＝ω、／＝
ａ（’；；は平均角速度）は次式のようになる。

一方、自由回転における角速度変動率Ω１は、となる。

ここで、ω、＝Ω１とおけば、Ｒ０２−ｒ”−ｐｌ（Ｋ
−ρ□）　＝　ｋ　Ｋ　ｒ〒（Ｋ　　４１）”となり、
これより、 ｒ”＝：Ｒ０２−ρ、（Ｋ　ｐｔ）　　ｋＫ！廼■Ｙ・
・・・・・（２） が得られる。即ち、非円形歯車ρ（θ）のピッチ点を中
心とする前記（２）式を満足する半径ｒの円群の包絡線
を回転子とすれば、ω＝Ωとなる。

ここで、／’　ｘ　＝　Ｉｌｌ　ｔ　＝　Ｋ　／　２に
おいて、ｒ＝ｏであるからこれを前記（２）式に代入し
て、となり、さらに、非円形歯車の長半径をρ。とする
と、ρ１＝ρ。において、Ｒ，＝ρ＋ｒであるからこれ
を前記（２）式に代入して、 これより、（Ｒ，／Ｋ）について解くと、となる。

以上により、非円形結果のピッチ曲線ρ（θ）を与える
と、前記（３）、（４）式及び（２）式よりｒを求め、
回転子はその包絡線として与えられる。

第１図は、前記本発明を実現する非円形歯、ｐ　：　１
±ｂ　ｃｏｓ　２θ において、ｂ＝０．３でのタイミング歯車２と、このピ
ッチ曲線ρ（θ）に中心をもつｒの包絡線からなる回転
子（Ｒ）１を示すものであり、第２図及び第３図は、容
積流量に適用した場合の原理構造図を示す。図において
、１１．１２は各々第１図に示す回転子の各々対をなす
回転子で、計量室５内各々の軸４．１．４２を軸とし、
矢印Ｂ方向の流れによりＲ方向の回転トルクを受ける。

軸４１゜４２にはタイミング歯車室７に同軸的に噛合す
るタイミング歯車２１．２２が固着されており、軸受６
１．．６２により回転自在に軸支されることにより、流
れによる上記回転トルクに従って無脈動で流量計測され
る。

なお、上述の実施例においては、タイミング歯車をｂ＝
０．３のオーバル歯車にした場合について述べたが、本
発明は、全ての非円形歯車に適用されるものである。

効−一一呆 上述のように、本発明においては、被測定流体の種類に
かかわらず、等流量、無脈動の回転子運動が得られるの
で、振動、騒音のない流量計が得られる。また、振動、
騒音エネルギーは被測定流体の圧損により補給されるの
で、振動、騒音の除去は測定精度の向上をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示すもので、ｂ＝０．３に
おけるタイミング歯車と回転子の関係を示す図、第２図
及び第３図は、本発明を流量計に適用した場合の断面図
、第４図は、本発明を解析するための非円形歯車と回転
子の関係を示す図、第５図は、従来の容積型流量計の極
限条件回速速度一定９回転エネルギー一定の場合におけ
る（Ａ）１１、．１２・・・回転子、２１．２２・・・
タイミング歯車、３・・・外筐、４．１，４．２・・・
軸。 特許出願人　　オーバル機器工業株式会社第　１　　図 第４図 −δ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一対の同形非円形歯車ρ（θ）をタイミング歯車とし、
   この各々の軸上に、 ｒ＾２＝Ｒ＿０＾２−ρ（Ｋ−ρ＿１）−ｋＫ√［ρ＿
   １＾２−（Ｋ−ρ＿１）＾２］〔Ｒ＿０：回転子の長半
   径 Ｋ：中心距離 ｋ：無次元定数〕 であらわされる半径ｒの包結線を回転子とした一対の回
   転子を計量室内に回転自在に軸支したことを特徴とする
   容積型流量計。