JPS62245920A - 流量調節機能を有する流量検出器 - 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】 〔産業上の利用分計〕 本発明は、各種の被測定流体の流ｔを検出するための流
量検出器であって、特に、被測定流体の流１１を調節す
る機能を有する流量検出器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、各種の分野で被測定流体の流量を所定の値に
制御しようと言う要望がある。

例えば、従来から、１間湯沸器のコントロールシステム
では、温水の温度制御のための熱容量算出（熱容量から
燃焼を制御して所望の温度の温水を得るため）のために
１例えば、タービン型のフローセンサで水ｔを検出して
いる。そして、その２０−セ／すで検出した水量に基づ
いて、別に設けた流を調節手段、例えば、電磁コイルを
駆動源として弁開度を比例的に制御する比例調節弁等を
駆動して、水量を所定の値に制御する構成を採っていた
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このように、流１１検出器とは別に、流
量調節手段（比例調節弁等）を配設した従来の構成では
、１造が著しく複雑である。また。

比例調節弁はプランジャの移動ストロークを大きく取る
必要があって、全閉−全開用の簡単な電磁弁に比べて大
きな配ｈ″！ｔスペースを必要とし、装置全体が大型化
してしまう。

本発明は、流量検出器における被測定流体の流量全検出
するための回転体で、その被測定流体の流量に調節する
ことができるようにして、流量検出器そのものに、流量
調節機能を具備させるものである。

〔問題点全解決するための手段〕

本発明は、被測定流体の流量の大きさに応じて回転する
回転体と、その回転体の回転数を検出する回転数検出手
段とを備えた流量検出器に１回転体と同期して回転する
回転板と、この回転板に覆い被δって被測定流体の流出
を防止する非磁性材料からなるカバーと、このカバーに
近接して配置されて回転板の回転を制動すべく設けられ
た′Ｅに磁コイルおよびその電磁コイルに直流電流全供
給する電流供給回路からなる電磁ブレーキ手段とを各々
付設させたものである。

〔作用〕

本発明によれば、回転数検出手段によって回転体の回転
数を検出しながら、電磁ブレーキ手段の電磁コイルに直
流電流を供給することによって。

回転体と同期して回転する回転板に電磁制動力を与えて
１回転体の回転数を外部から制御できるようにしたもの
であり、その回転体の回転数の制御によって被測定流体
の流量を調節することができるようにし念ものである。

〔実施例〕

以Ｆ１本発明の流量検出器の実施例を図面に基づき説明
する。

先ず、＠１図によって、流量検出器１の概要全説明する
。

流を検出器本体２の内部３にはタービンと称される回転
体４が回転軸５によって回転自在に取付けられている。

そして、流量検出器本体２の両側には、回転体４の回転
中心線Ｐに対して直交する方向に相対向されて配置され
た流入口６と流出ロアとが設けられている。そして、流
入口６から導入されて、流出ロアへ導出されるべく矢印
ａ、ｂ方向に流動される被測定流体の流量の大きさに応
じて回転体４が矢印Ｃ方向に回転されるように構成され
ている。

回転軸５の一端５ａが流量検出器本体２の一側方向に突
出されて、その一端５ａに磁性材料等からなる回転板８
が取付けられ、この回転板８は回転体４と同期（一体〕
して回転される。そして、回転板Ｂに覆い被って被測定
流体の流出を防止する非磁性材料からなる□カバー９と
、そのカバー９を覆う補助カバー１０とが複数のねじ１
１による共締め等によって流量検出器本体２に取付けら
れている。そして、カバー９の外側で補助カバー１０の
内部１２に回転板８の回転数を検出する回転数検出手段
１４と１回転板８に電磁制動力を与える電磁ブレーキ手
段１５とが設けられている。なか。

補助カバー１０からは回転数検出手段１４ンよび＊ａブ
レーキ手段１５に対する接続端子１６が突出されている
。

以上の如く構成された流量検出器１によれば、先ず１回
転体４が被測定流体の流量に応じて矢印Ｃ方向に回転さ
れると、回転板８がその回転体４と一体に矢印Ｃ方向に
回転される。

そこで１回転板８０回転ａｆｔ回転数検出手段１４によ
って検出して１回転体４の回転数を検出する。

なお、この回転体４の回転数によって被測定流体の流量
が換算される。

次に、電磁プレー中手段１５によって回転板８に電磁制
動力を与えて、その回転板８と一体に回転されている回
転体４０回転数が所定の値になるように外部から制御す
る。そして、その回転体４０回転数の制御によって、流
入口６から導入されて流出ロアへ導出される被測定流体
の流量を調節するようにしたものである。

以上要するに、回転体４の回転数を検出しながら、その
検出出力に基づく比例制御方式によって回転体４０回回
転管外部から制御して、その回転体４により被測定流体
の流量？：調節するものである。

なお、流入口６と流出ロアとを回転体４の回転中心線Ｐ
に対して直交する方向に相対向させて配置させた構成に
工れば、゛直感ブレーキ手段１５による電磁制動力によ
って回転体４の回転全土めた時に、被測定流体が流出ロ
アから矢印す方向に抜は難く１回転体４の回転数の制御
による被測定流体の流量調節を行い易い。即ち、流出口
Ｔを流入口６に対して直交させて、この流出ロアを回転
体４０回転中心線Ｐの方向に設けたものでは１回転体４
の回転を止めても、被測定流体が流出ロアから容易に抜
けてしまうので１回転体４による被測定流体の流量の調
節を行い難い。

次に１回転数検出手段１４お工び電磁ブレーキ手段１５
の冥施例金順次説明する。

先ず、第２図および第３図に示しｆｃ第１芙施例は、磁
性材料からなる回転板８の外周に多数の歯１８を一定ピ
ッチに形成している。

そして１回転数検出手段１４を、回転板８の多数の歯１
８を挾んで直交する状態に近接して配置した永久磁石１
９と、ホールＩＣや磁気抵抗素子等の磁気センサ２０と
によって構成したものである。そして１回転板８の矢印
Ｃ方向への回転に工って、永久磁石１９の磁束全多数の
ｍ１８の有無によって強弱に変化させ、その磁束の強弱
の変化を磁気七ンｔ２０によって検出して、回転板８の
回転敷金検出するように構成したものである。

一方、電磁ブレーキ手段１５は、回転板８の側面（但し
、多数の歯１８より回転中心位置側）に近接して配置し
７’（電磁コイル２１と、その電磁コイル２１へ直流電
流を供給する電流供給回路２２とに：つて構成したもの
である。なお、電磁コイル２１は鉄芯２２に巻回されて
いる。そして、電流供給回路２２から電磁コイル２１に
直流電流全供給して鉄芯２３から磁束全発生させて、矢
印Ｃ方向に回転されている回転板８の側面にうず電流Ｐ
１を誘起させる一方、そのうず電流損失によって回転板
８の制動トルク、即ち電磁制動力を得るように構成した
ものである。なお、この場合、電磁コイル２１へ供給す
る直流電流を大きくすればする程、うず＠流損失が大き
くなって１回転板８の電磁制動力が大きくなる。また、
鉄芯２３から発生される磁束を妨げないようにカバー９
は非磁性材料で形成する必要がある。

次に、第４図〜第６図に示した第２実施例は、回転数検
出手段１４を２回転板８の側面に一定ビツナで取付けｆ
ｃ複数個の永久磁石２５と、それを検出するホールＩＣ
や磁気抵抗素子等の磁気センサ２６とに工って構成した
ものである。そして。

回転板８と一体に矢印Ｃ方向に回転される複数個の永久
磁石２５の回転に伴う磁束の変化或いは図に示した永久
磁石２５の磁極（Ｎ／Ｓ極）を磁気センサ２６によって
検出（但し、永久磁石２５のＮ／Ｓ極は磁気センナ２６
の種類に応じて工夫して配置される。）して１回転板８
の回転数を検出するように構成したものである。なお、
この場合には。

被測定流体により永久磁石２５が腐食されることになる
ので、永久磁石２５をプラスチック等で覆うのが好まし
い。また、この場合の回転板８は磁性材料でなくても良
い。

一方、電磁プレー中手段１５は、ａ性材料からなる回転
板８の巾ｗ２大きくして、その回転板８の外周面に近接
して配置した電磁コイル２７と、その電磁コイル２７へ
直流電流を供給する電流供給回路２８とによって構成し
たものである。なお、電磁コイル２７は鉄芯２９に巻回
されている。そして、電流供給回路２Ｂから電磁コイル
２７へ直流電流を供給して鉄芯２９から磁束を発生させ
て、矢印Ｃ方向に回転されている回転板８の外周面にう
ず′電流Ｐ２を発生させる一方、そのうず′１流損失に
よって回転板８に制動トルク、即ち電磁制動力を与える
ように構成したものである。

矢に、第７図および第８図に示し次第３実施例は１回転
数検出手段１４１回転板８の外周面に一定ビツデでかつ
同極配置で取付けた複数の永久磁石３１と、それを検出
するホー＃ＩＣ−？磁気抵抗素子等のａ気センサ３２と
によって構成したものである。そして２回転板８と一体
に矢印Ｃ方回に回転される複数個の永久磁石３１の回転
に伴う磁束の変化を磁気セ／す３２によって検出して。

回転板８の回転数を検出するように構成したものである
。

一方、電磁ブレーキ手段１５は１回転板８の外周面に近
接して磁気セ／す３２とは反対側の位置に配置した電磁
コイル３３と、その電磁コイル３３へ直流電流を供給す
る電流供給回路３４とに工って構成したものである。な
お、電磁コイル３３は鉄芯３５に巻回されている。そし
て、電流供給回路３４から電磁コイル３３に直流電流を
供給して鉄芯３５の回転板８側の端面に永久磁石３１の
磁極とは反対の磁極を形成して、鉄芯３５部分を永久磁
石３１が通過する際の磁気吸引力によって回転板８の制
動トルク、即ち電磁制動力を得るように構成し念もので
ある。なお、この場合の回転板８は磁性材料でなくても
良い。

ところで１以上述べた第１−＠３笑流側において、回転
検出手段１４には必ずしも磁気センナを用いなくても良
く、例えば、第１実施例で示し次回転板８の外周をその
回転板８の両側からカバー９で覆い、そのカバー９の両
側に設けた透明窓？検出光が通るように発光ダイオード
等の発光素子とフォトトランジスタ等の受光素子とから
なる光センサを配置し、その光センサによって回転板８
の外周の多数の歯１８を検出するように構成しても良い
。

また１以上述べ次第１−＠３実施例では、１つの回転板
８を回転数検出用と電磁制動用とに共用したが、これら
回転数検出用と電磁制動用とに２つの回転板を用いても
良いし、或いは２回転板８゛を電磁制動用のみに使用し
１回転数検出に関しては１例えば１回転体４に直接取付
けた永久磁石を磁気上／すによって検出するように構成
しても良いＯ 次に、第９図によって、流量検出器１の使用例を説明す
る。

以上述べた２本発明の流量調節機能金有する流量検出器
１は１回転体４の回転を電磁ブレーキ手段１５によって
完全に停止きせても、被測定流体の流動を回転体４によ
って完全に連断することができないので、被測定流体の
流通路３７の上流側等に、全閉−全開用の簡単な電磁弁
３８を組合せて設けるのが好ましい。なお、この電磁弁
３８は。

を硼コイル３９に通電していない時には、実線で示す如
く、圧縮コイルばね４０によって弁４１を弁座４２に押
圧させて、流通路３７を全閉し、電磁コイル３９への通
電により、鎖線で示す如く。

プラノジャ４３を圧縮コイルはね４０に抗して吸引して
、弁４１を弁座４２から引き離して、流通路３７を全開
させるものである。

以上１本発明の実施例に付き述べたが１本発明の技術的
思想に基づいて各種の有効な変更が可能である。

また本発明は、水等の各種液体やガス等の各種気体の如
き、６種の被測定流体の流量検出および流量調節に使用
することができる流量検出器である。

〔発明の効果〕

本発明は上述したように、被測定流体の流量を検出する
ための回転体の回転数を外部から制御することによって
、被測定流体の流′ｔを調節することができるようにし
念ものであり、流量検出器そのものに、流量調節機能を
具備させたものである。

従って、従来のように、流量検出器とは別に、比例調節
弁等の流量調節手段全配設する必要がなくな９．流量制
御装置全体として、構造の簡素化およびコンパクト化を
図ることができる。しかも。

被測定流体の流ｉｔ検出する回転体で、直接被測定流体
の流ｉｌヲ制御する構成であるから、流量制御の応答性
が高く、流量制御を素早く行える。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の流量検出器の実施例を示したものであっ
て、８ｇ１図は流量検出器の概要′に説明する断面図、
第２図は回転数検出手段と電磁ブレーキ手段との第１実
施例を示した断面図、第３図は第２図１−１線矢視図、
第４図は回転数検出手段と電磁ブレーキ手段との第２実
施例を示した断面図、第５図は第４図ｖ−ｖｔｊ矢視図
、＠６図は同上の回転板の外周ｌｆｉ′ｆｔ示し念部分
図、第７図は回転数検出手段と電磁ブレーキ手段との第
３実施例を示し念断面図、第８図は第７図■−■線矢視
図、第９図は流量検出器の使用例金示した断面図である
０ １・・・流量検出器、４・・・回転体、６流入口、７・
・・流出口、８・・・回転板、９・・・カバー、１４・
・・回転数検出手段、１５・・・電磁ブレーキ手段、２
１．２７゜３３・・・電磁コイル、２２．２８．３４・
・・電流供給回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定流体が導入される流入口と、被測定流体が
   導出される流出口と、これら流入口と流出口との間に配
   設されて被測定流体の流量の大きさに応じて回転する回
   転体と、この回転体の回転数を検出する回転数検出手段
   とを備えた流量検出器において、上記回転体に同期して
   回転する回転板と、この回転板に覆い被さつて被測定流
   体の流出を防止する非磁性材料からなるカバーと、この
   カバーに近接して配置されて上記回転板の回転を制動す
   べく設けられた電磁コイルおよびその電磁コイルに直流
   電流を供給する電流供給回路からなる電磁ブレーキ手段
   とを具備させたことを特徴とする流量調節機能を有する
   流量検出器。
2. （２）上記回転体の回転中心線に対して直交する方向に
   上記流入口と上記流出口とを相対向させて配置させてあ
   る特許請求の範囲第１項に記載の流量調節機能を有する
   流量検出器。