JPS6385317A - タ−ビン式流量計 - 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】 産業上の利用分野 本発明はタービン式流ａ計に係り、特に羽根車の安定回
転及び計測精度の向上を実現し得るタービン式流量計に
関する。

従来の技術 例えば家庭用ガス配管、工業用ガス配管等の各種ガス配
管の管路途中には、流量（流速）測定を目的としてター
ビン式流吊ｊ１が配設される。このタービン式流量計は
、一般に被測流体の流量に応じて回転する羽根車の中心
部にこれと一体的に回転するよう設けられた回転軸が、
上、下流側のコーン部材に設けられた軸受部（例えばピ
ボット軸受）に回転自在に軸承された構造とされており
、検出手段により羽根車の回転検出を行ない、これより
被測流体の流量を求める構成とされていた。

従来、第５図及び第６図に示される如くこの種のタービ
ン式流量計に用いられる羽根車１は重置を軽減するため
ロータハブを大きくえぐって有底環状形状とし、環状部
２ａの外周に複数の羽根３を一体的に設けると共に底部
２ｂの中央位置に回転軸が挿通固着される軸承部２Ｃを
形成してなる構成とされていた。

発明が解決しようとする問題点 しかるに上記従来のタービン式流吊では、軸承部２Ｃは
底部２ｂに立設されただけの構造であり、環状部２ａと
の間には何の補強部材も設けられておらず、よって軸承
部２Ｃ及びロータハブ全体としての剛性が低く羽根車１
の回転に伴い回転軸４が傾いてしまう虞れがある。この
場合、羽根車１は偏心回転となり正規な流琵計測が行な
えなくなると共に、Ｒ悪の場合には羽根車１が流量計本
体く図示せず）と衝突し破損する虞れがあるという問題
点があった。

そこで本発明ではロータハブの環状部と軸承部との間に
補強リブを一体的に形成することにより、上記問題点を
解決したタービン式流量計を提供することを目的とする
。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明では被測流体の流路
中に、羽根車本体の外周部に軸方向に対して所定ねじれ
角度を有して形成された複数の羽根を有すると共に中央
部−に回転軸を固着する軸承部を設けてなる羽根車を回
転軸と共に回転自在に設けてなるタービン式流量計にお
いて、羽根車の上記羽根車本体の内周部と軸承部との間
に上記羽根のねじれ角度と等しいねじれ角度を有する補
強リブを一体的に形成した。

実施例 第３図に本発明になるタービン式流量計の一実施例を示
す。第３図中、タービン式流量計５の流、ｆｆｉ計本体
６はその軸心を上下方向へ一致させて、ガス等の被測流
体を給送する配管途中に配設される。なお、流体は図中
矢印で示す如く、給送される。

７は上流側コーンで、流量計本体６の流路６ａ内に下方
より挿入された支柱７ａに取付は保持されている。また
、８は下流側コーンで流量計本体６の流路６ａ内に上方
より挿入され、支柱８ａに取付は保持されている。この
上流側及び下流側コーン７．８の相対向する面の軸心に
は所定深さの軸受孔７ｂ、８ｂが形成されており、各軸
受孔７ｂ、８ｂには超合金、宝石（人造サファイア等）
等のピボット軸受９．１０が埋設されている。また各ピ
ボット軸受９．１０の中央には例えば半球状の軸受部が
形成されている。

１１は本発明の要部となるタービン口・−タ（羽根車）
で、第１図、第２図及び第３図に示されるように、ロー
タム１１２９羽根１３．軸承部１４゜補強リブ１５を樹
脂により一体成形してなる構成である。ロータハブ１２
は有底環状形状をなし、その環状部１２ａの外周部には
軸方向に対し所定のねじれ角度（θ）を有した螺旋形状
の羽根１３が複数形成されている。またロータハブ１２
の底部１２Ｃの軸心位置には回転軸１６を嵌合固着する
軸承部１４が立設形成されている。更にロータハブ１２
の環状部１２ａの内周部と軸承部１４の間には補強リブ
１５が形成されている。

この補強リブ１５は羽根１３の有するねじれ角度θと等
しいねじれ角度を有した螺旋形状となるよう構成されて
いる。即ち、いまタービンロータ１１の外周展開図を第
４図（Ａ）に示し、内周展間図を第４図（Ｂ）に示すと
、第４図（Ａ）に示される軸心方向く図に対し上下方向
〉に対する羽根１３のねじれ角度θ１と、第４図（Ｂ）
に示される軸心方向に対する補強リブ１５のねじれ角度
θ２とは等しく　（Ｑ＋　＝０２　）となるよう構成さ
れている。

一般に樹脂製羽根車の形成にあっては、金型を用いて一
体成形がされる。特に羽根車では外周部に螺旋形状の羽
根を有しているため、型抜きの際、金型を羽根のねじれ
角度に対応させつつ回転することにより羽根の型抜きを
行なっている。よって、仮に補強リブをロータハブの底
部より軸方向に延在する形状に形成しようとしても補強
リブの扱き方向と羽根の抜き方向が異なるため型抜きが
困難となる。しかるに補強リブの抜き方向と羽根の抜き
方向を一致させれば、ロータハブに補強リブを設けるこ
とができる。前記のように本考案では補強リブ１５のね
じれ角度θ２を羽根１３のねじれ角度θ１と等しく構成
することにより、補強リブ１５を有するタービンロータ
１１の一体成型加工を可能にした。よって、従来より行
なわれている一体成形加工工程を変更することなく、軸
承部１４の剛性を大とすることができる。

尚、回転軸１６の長さ寸法は両ピボット軸受９゜１０の
軸受部間の離間距離よりも若干短い寸法とされている。

したがって、流路６ａ内を給送される流体の流量が低流
量である場合には、タービンロータ１１の自重により回
転軸１６の上流側端部がピボット軸受９に当接して支承
されている。また、回転軸１６の下流側端部は低流ｍ計
測時の回転抵抗を軽減するためピボット軸受１０より微
小寸法離間している。

再び第３図に戻って説明するに、１７は回転センサで、
上流側コーン７に埋設されている。１８はマグネットで
、回転センサ１７に対向するようロータハブ１２の底部
１２ｂに取付けられている。

したがって、流路６ａ内を流れる流体の流量は、回転セ
ンサ１７により流ｍに応じて回転するタービンロータ１
１のマグネット１８を磁気的に検出することにより計測
される。

ここで、流■計測時のタービン式流は計５の動作につき
説明する。第３図中、ｌ　ｆｆｉ　Ｋ１本体６内の流路
６ａを流体が下方より上方に流れる際、タービンロータ
１１の羽根１３を回転させながら通過する。したがって
、タービンロータ１１は流ｍに応じて回転しく低流量計
測時にはその自重により回転軸１６の上流側端部がピボ
ット軸受９に当接軸承され）、微小流ｍに対して高感度
に回転する。

また流■が増加すると、これにしたがい、タービンロー
タ１１に作用する上向スラスト力が増大する。この上向
スラスト力がタービンロータ１１の自重よりも大になる
と、タービンロータ１１は徐々に上動し回転軸１６の下
流側端部がピボット軸受１０の軸受部に当接し、上流側
端部がピボット軸受９より離間し、この状態でタービン
ロータ１１は高速回転する。回転センサ１７はこの回転
を検出し流ｍ計測が行なわれる。

この際、前記したようにロータハブ１２の環状部１２ａ
と軸承部１４間には補強リブ１５が形成されているため
、軸承部１４の剛性は大でタービンロータ１１の回転に
伴い回転軸１６が傾斜してしまうようなことはない。ま
た、軸承部１４と共にタービンロータ１１全体としての
剛性も大となるため、タービンロータ１１の各構成部の
肉厚寸法を薄く均一化することができ、よってタービン
ロータ成形時の加工歪を少なくすることができる。

更にタービンロータ１１に重心の不釣合いが生じており
、これに起因して回転時に加振力が印加されてもタービ
ンロータ１１は変形するようなことはなく、安定した信
頼性の高い流ｍ計測を行なうことができる。

発明の効果 上述の如く本発明になるタービン式流量計によれば、羽
根車本体の内周部と軸承部との間に羽根のねじれ角度と
等しいねじれ角度を有する補強リブを一体的に形成する
ことにより、タービンロータ（羽根車）の軒昂化を維持
しつつ軸承部の剛性を大とすることができ、よってター
ビンロータの回転に伴う回転軸の傾きを防止し得、計測
精度の維持及びター、ビンロータの破損を防止すること
ができ、またタービンロータ全体の剛性も高くなるため
タービンロータの各構成部の肉厚を薄く均一化すること
ができ、よって成形時の加工歪を少なくすることができ
、更には羽根と補強リブのねじれ角度が等しいため従来
からの加工工程を変更することなく容易に離型作業を行
なうことができる等の特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になるタービン式流量計の一実施例に用
いられるタービンロータの底面図、第２図は第１図に示
すタービンロータの側面図、第３図は本発明になるター
ビン式流量計の縦断面図、第４図（Ａ）はタービンロー
タの外周展間図、第４図（Ｂ）はタービンロータの内周
展開図、第５図は従来のタービン式流は計の一例に用い
るタービンロータの縦断面図、第６図は第５図に示すタ
ービンロータの底面図である。 ５・・・タービン式流量計、１１・・・タービンロータ
、１２・・・ロータハブ、１２ａ・・・環状部、１２ｂ
・・・底部、１４・・・軸承部、１５・・・補強リブ、
１６・・・回転軸。 第１図 １ｉ　ｙ＜’、ｏ−ｙ ＠４図 ＋Ａ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測流体の流路中に、羽根車本体の外周部に軸方向に対
   して所定ねじれ角度を有して形成された複数の羽根を有
   すると共に中央部に回転軸を固着する軸承部を設けてな
   る羽根車を該回転軸と共に回転自在に設けてなるタービ
   ン式流量計において、該羽根車は上記羽根車本体の内周
   部と軸承部との間に上記羽根のねじれ角度と等しいねじ
   れ角度を有する補強リブを一体的に形成してなることを
   特徴とするタービン式流量計。